МАТЕМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ З ВИКОРИСТАННЯМ ДАНИХ З ВІДКРИТИХ ДЖЕРЕЛ

Автор(и)

  • Н. Л. Ричак Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна
  • Н. М. Кізілова Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна
  • В. А. Майструк Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна
  • A. С. Макаренко Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна
  • О. С. Прогнімак Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157-4-20-31

Ключові слова:

забруднювальні речовини, забруднення атмосферного повітря, здоров’я населення, глобальні зміни клімату, статистичний аналіз даних

Анотація

В останні десятиліття спостерігаються глобальні зміни клімату, а саме підвищення середньорічної температури повітря, танення глетчерів, підвищення випаровування води і солоності вод річок, озер, ставків, зміни звичного способу існування водних, підземних і наземних тварин, а також здоров’я і тривалості життя людей. Оскільки країни світу тісно пов’язані між собою «відкритими межами» повітря і вод, то будь-які локальні забруднення переносяться з потоками повітря, поверхневих і підземних вод до інших країн, земель і материків. Оцінка екологічного стану і прогнози на наступні роки і десятиріччя базуються на даних постійного моніторингу метеорологічними станціями, лабораторіями і дослідницькими групами. Результатом цих зусиль є он-лайн бази даних з відкритим доступом, які дозволяють візуалізувати результати моніторингу і проводити обробку даних новими математичними методами для отримання надійних показників рівня забруднення.

В статті на основі обробки даних з відкритих джерел проведений аналіз рівня забруднення повітря в великих містах на території України. Проаналізовані такі показники як: концентрація газів СО, SO2, NO, NO2, хімічних речовин С6Н6О, СН2О, NH3, HF, HCl, С, а також твердих частинок ТЧ10, ТЧ2,5, які виробляються в промислових циклах з використанням недосконалих (застарілих) засобів виробництва енергії, згоряння вуглеводних палив в двигунах автомобілів тощо. Отримані статистично значущі залежності між парами вищевказаних забруднювальних речовин, як на щоденних залежностях з відкритих джерел (часові ряди), так і на осереднених даних за кожний місяць, по кожному місту, і країні в цілому. Показано, що на рівні країни мають місце статистично достовірні залежності між вмістом NO2 і NO, CH2O, С і СО. Ці залежності відрізняються у різних містах, а також спостерігається періодична залежність. Таким чином, кожне місто має свій власний динамічний статистичний вектор залежностей між вмістом забруднювальних речовин, який вказує на відповідні джерела забруднення. Наведені порівняльні дані забруднень ТЧ2.5 на території України у порівнянні з сусідніми країнами. Зазначена необхідність створення загальної бази даних, визначення методів обробки даних, статистичних індексів і критеріїв оцінювання.

Біографії авторів

Н. Л. Ричак, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

канд. геогр. наук, доцент, доцент кафедри екології та менеджменту довкілля Навчально-наукового інституту екології

Н. М. Кізілова, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

д-р фіз.-мат. наук, професор, професор кафедри прикладної математики факультету математики і інформатики

В. А. Майструк, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

студентка факультету математики і інформатики

A. С. Макаренко, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

студент факультету математики і інформатики

О. С. Прогнімак, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

студентка факультету математики і інформатики

Посилання

КМУ, «Деякі питання здійснення державного моніторингу в галузі охорони атмосферного повітря,» Постанова від 11 серпня 2019 №827. Київ [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.zakon.rada.gov.ua/laws/show/827-2019-n .

Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2019 році. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.mepr.gov.ua/files/docs/Zvit/2021/ .

J. G. Bartzis, K. K. Kalimeri, and I. A. Sakellaris, “Environmental data treatment to support exposure studies: The statistical behavior for NO2, O3, PM10 and PM2.5 air concentrations in Europe.” Environmental Research, vol. 181, pp. 108864, 2020. https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.108864 .

Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ). [Електронний ресурс]. Режим доступу:

https://geneva.mfa.gov.ua/posolstvo/2612-who .

J. Sielski, K. Kaziród-Wolski, M. A. Jóźwiak, and M. Jóźwiak, “The influence of air pollution by PM2.5, PM10 and associated heavy metals on the parameters of out-of-hospital cardiac arrest,” Science of the Total Environment, vol. 788,

pp. 147541, 2021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147541 .

M. A. Zoran, R. S. Savastru, D. M. Savastru, and M. N. Tautan, “Assessing the relationship between surface levels of PM2.5 and PM10 particulate matter impact on COVID-19 in Milan, Ital,” Science of The Total Environment, vol. 738,

pp. 139825, 2020. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139825 .

Директива 2008/50/ЄС Європейського Парламенту та Ради від 21 травня 2008 р. про якість атмосферного повітря та чистіше повітря для Європи. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/994_950# .

European Environmental Agency, Clean Air For Europe program (CAFE). [Electronic resource]. Available: https://www.eea.europa.eu/themes/air/links/research-projects/clean-air-for-europe-programme-cafe .

World air quality. Air quality and pollution city ranking.[Electronic resource]. Available: https://www.iqair.com .

Turkey, Ukraine and Western Balkan countries compete for top spot in coal power air pollution in Europe. EMBER report. [Electronic resource]. Available: https://ember-climate.org/commentary/2021/05/25/coal-power-air-pollution/ .

European Environmental Agency, Air pollution in Europe. [Electronic resource]. Available: https://www.eea.europa.eu/ .

Міністерство захисту довкілля та природних ресурсів України, Стан атмосферного повітря. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://mepr.gov.ua/timeline/Stan-atmosfernogo-povitrya.html .

Health Effects Institute. 2020. State of Global Air 2020. Data source: Global Burden of Disease Study. IHME. - 2020. [Electronic resource]. Available: https://www.stateofglobalair.org/data/#/air/plot

Міністерства охорони здоров’я України, «Гранично допустимі концентрації (ГДК) і орієнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин в атмосферному повітрі населених пунктів» затверджені наказами від 09.07.1997 року № 201 і від 10.01.1997 року № 8. Редакція від 07.08.2014 [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0201282-97#Text .

J. K. Ghosh, D. Mohan, and T. Samanta, Introduction to Bayesian Analysis. Springer-Verlag, New York, 2006, 354 p.

R. Viertl, “Statistical Methods for Fuzzy Data,” Wiley Series in Probability and Statistics, 2011, 268 p.

P. J. Restle, M. B. Weissman, and R. D. Black, “Tests of Gaussian statistical properties,” Journal of Applied Physics, vol. 54, pp. 5844, 1983.

V. Barnett, Environmental Statistics: Methods and Applications. John Wiley & Sons, 2005, 320 p.

Global Alliance on Health and Pollution (GAHP). [Electronic resource]. Available: https://www.pollution.org/ .

Center for Disease Control and Prevention (CDC). Air Quality. [Electronic resource]. Available:

https://www.cdc.gov/nceh/tracking/topics/AirQuality.htm .

Н. М. Кізілова, Н. Л. Ричак., I Ю. І. Руднєв, «Підхід системної динаміки до контролю за якістю води на урбанізованих територіях,» Системи обробки інформації, вип. 4(159), с.87-92, 2019. https://doi.org/10.30748/soi.2019.159.10 .

Н. М. Кізілова, і Н. Л. Ричак, «Інформаційне супроводження системи менеджменту водними ресурсами на урбанізованих територіях,» Системи обробки інформації, вип. 4(163), с. 37-47, 2020. https://doi.org/10.30748/soi.2020.163.04.

Н. Л. Ричак, і І. Табачна, «Тенденції формування рівня забруднення атмосферного повітря урбанізованого середовища. Людина та довкілля,» Проблеми неоекології, № 3-4, с. 120-127, 2014.

J. Duggan, System Dynamics Modeling with R. Lecture Notes in Social Networks book series. Springer, 2016.

Health Effects Institute. 2020. State of Global Air 2020. Data source: Global Burden of Disease Study 2019. IHME, 2020. [Electronic resource]. Available: https://www.stateofglobalair.org/data/#/air/table .

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 56

Опубліковано

2021-08-31

Як цитувати

[1]
Н. Л. Ричак, Н. М. Кізілова, В. А. Майструк, Макаренко A. С., і О. С. Прогнімак, «МАТЕМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ З ВИКОРИСТАННЯМ ДАНИХ З ВІДКРИТИХ ДЖЕРЕЛ», Вісник ВПІ, вип. 4, с. 20–31, Серп. 2021.

Номер

Розділ

Екологія та екологічна безпека

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.