Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

по дисциплине

Методы экологических исследований и моделирование экосистем

Проблема твердых бытовых отходов в Дальневосточном регионе и их связь с уровнем потребления продуктов питания



ОГЛАВЛЕНИЕ

• Введение
• Глава 1. Проблемы ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
• 1.1 Экологическая оценка систем переработки твердых бытовых отходов
• 1.2 Классификация ТБО
• 1.3 Способы обращения с отходами
• 1.4 Законодательное регулирование
• 1.5 Объемы накопления ТБО
• 1.6 Мусоросжигание и мусоропереработка
• 1.7 Организация сбора ТБО
• 1.9 Селективный сбор ТБО
• 1.8 Сортировка ТБО
• Глава 2. Анализ
• 2.1 Анализ тренд временных рядов
• 2.2 Кластерный анализ
• Заключение
• Библиографический список

Введение

Тема: Проблема твердых бытовых отходов в Дальневосточном регионе и их связь с уровнем потребления продуктов питания.

В Дальневосточном регионе ежегодно образуется около 1 млн. м3 твердых бытовых отходов (ТБО). Значительное количество ТБО попадает на несанкционированные свалки, количество которых постоянно растет. Поэтому ТБО представляют собой источник загрязнения окружающей среды, способствуя распространению опасных веществ. Вместе с тем они содержат в своем составе ценные компоненты, которые могут быть использованы в качестве вторичных ресурсов. Основная масса ТБО и промышленных отходов образуется в городах и поселках городского типа (сфере компетенции местного самоуправления по Конституции РФ).

Актуальность темы: проблема утилизации отходов занимает одно из главных мест в экологической безопасности в Дальневосточном регионе.

Цель: Оценить статистические данные по объему утилизации отходов, проанализировать их с помощью математических методов,

Оценить взаимосвязь между статистическими данными с помощью анализа временных рядов

Задачи: Провести взаимосвязь между объемом выброса твердых бытовых отходов и уровнем потребления питательных веществ с помощью различных методов статистического исследования, таких как:

1. Анализ временных рядов

2. Кластерный анализ.

3. Корелляционый анализ

Объект исследования: Отходы в субъектах Дальневосточного региона

Предмет исследования: Проблема утилизации твердых бытовых отходов, и связь с потреблением

В данной работе в первую очередь исследуются исходные данные исходя из них осуществляются анализы в данном исследовании (см Таблица1).

Таблица 1

Исходные данные. Площадь субъектов Дальневосточного региона и объем их отходов

Площадь субъектов РФ и их объем отходов
Субъект Федерации	Площадь	1994	1995	1996	1997	1998	1999
Федеральный
Республика Саха (Якутия)	3 103 200	17246,6	5669,7	2779,1	2818	3020,1	12592,8
Камчатский край	2 339 700	9579114	9787356	9541427,1	10786677	11429451	14103119
Корякский Авт Окр	788 600	128832,3	50443,4	23162,7	34268,6	55020,2	530416,9
ЕАО	767 900	456897,7	790999,2	691431	895088,9	823678,9	970607,7
Хабаровский край	523 100	632804,7	670690,9	667584	614497	415012,5	662292,2
Амурская область	351 300	2992,1	3598,4	6805,3	5476,3	2120,2	4028,2
Магаданская область	316 900	698747,7	757815,5	515197,9	328490,6	394922,4	322926,7
Сахалинская область	87 100	10504,4	27418,9	465417,5	442734	199045,6	237059,7
Приморский край	165 900	3108709	1253364	800135,6	861288,3	1799136	2432650
Чукотский авт окр.	161 800	680292,4	699180,2	765308,7	765756,8	602726,7	855152,5

Таблица 2

Потребление продуктов питания

Потребление продуктов питания на душу населения
	1994	1995	1996	1997	1998	1999
Республика Саха (Якутия)	224	236	258	262	273	104,2
Камчаиский край	273	260	258	248	268	108,1
Корякский авт. округ	239	252	274	287	290	101
ЕАО	196	200	198	205	200	97,6
Хабаровский край	215	217	232	238	250	105
Амурская область	208	209	210	249	256	102,8
Магаданская область	291	302	311	297	300	101
Сахалинская область	152	170	181	180	191	106,1
Приморский край	137	146	149	165	176	106,7
Чукотский край	199	205	239	240	242	100,8

Глава 1. Проблемы ТБО

1.1 Экологическая оценка систем переработки твердых бытовых отходов

В России ежегодно образуется около 130 млн. м3 твердых бытовых отходов (ТБО). Из 27 млн. тонн ТБО (один кубический метр отходов до уплотнения весит 200 кг) промышленной переработке подвергается порядка 3%, остальное вывозится на свалки и полигоны-захоронения с отчуждением земель в пригородной зоне. Значительное количество ТБО попадает на несанкционированные свалки, количество которых постоянно растет. Поэтому ТБО представляют собой источник загрязнения окружающей среды, способствуя распространению опасных веществ. Вместе с тем они содержат в своем составе ценные компоненты, которые могут быть использованы в качестве вторичных ресурсов. Основная масса ТБО и промышленных отходов образуется в городах и поселках городского типа (сфере компетенции местного самоуправления по Конституции РФ).

Особенно трудной проблемой являются твёрдые бытовые отходы (ТБО), которые представляют собой крайне нестабильную неконтролируемую смесь бумаги, картона, пищевых остатков, пластмассы, резины, стекла, строительного мусора, металлов, батареек и другого. Предварительная сортировка ТБО городским населением и коммунальными службами в России практически не проводится. Механическая сортировка ТБО технически сложна и пока не находит широкого применения. Прямая переработка или сжигание огромных количеств отходов технически весьма проблематична, экологически опасна и экономически неэффективна. Поэтому потребуется неотложное решение проблемы ТБО при обеспечении наиболее экономически и экологически эффективного их использования и переработки с получением полезной продукции.

Существует два основных метода переработки ТБО: механико-биологический и термический

К механико-биологическим методам относятся: компостирование отходов после предварительной сортировки: механизированная сортировка, сушка и уплотнение отходов для экологически безопасного их захоронения на специальных полигонах; сортировка отходов, производимая в основном населением, и распределение их (стекла, металла, полимеров, бумаги) по предприятиям переработки вторичных материалов.

Термические методы включают: сжигание отходов, преимущественно их бумажно-полимерных компонентов, которое производится в установках с колосниковыми решётками или в топках с кипящим слоем; пиролиз, представляющий высокотемпературное разложение отходов (выше 600 градусов) без доступа кислорода во вращающихся трубчатых печах с получением полукокса и горючего газа; газификация отходов, позволяющая преобразовывать их органическую часть в синтез-газ, который применяют для химического синтеза; комбинированные термические методы, сочетающие полукоксование с последующим сжиганием.

Анализ этих технологий не даёт уверенности в том, они могут быть эффективно реализованы в ближайшие годы в сложившихся в России условиях по многим причинам, среди которых можно выделить следующие: относительно малая производительность таких отходоперерабатывающих предприятий, несопоставимая с нарастанием обьёмов твёрдых углеродистых промышленно-бытовых отходов и тем более с уже накопленными их залежами; необходимость огромных материальных и финансовых ресурсов на сооружение десятков таких предприятий, обеспечивающих необходимые масштабы переработки; отсутствие подготовленных кадров для освоения и эксплуатации предприятий с новыми для России технологиями; высокая стоимость и сложность систем очистки дымовых газов с учётом высоких современных требований техногенной безопасности; проблематичность получения экономической прибыли из-за высокой стоимости переработки.

Принципиальный вывод в результате такого анализа заключается в том, что проверенные и эффективные на Западе технологии мусоропереработки и мусоросжигания не могут в наших условиях быстро и эффективно разрешить столь масштабную и запущенную проблему. Следует искать альтернативные и максимально эффективные возможности переработки отходов, которые наилучшим образом будут учитывать сложившуюся в России ситуацию.

1.2 Классификация ТБО

Из множества представленных в различной литературе способов классификации ТБО, можно выделить несколько самых распространённых заметок. По качественному составу ТБО подразделяются на:

- бумагу (картон); пищевые отходы; дерево; металл черный; металл цветной; текстиль; кости; стекло; кожу и резину; камни; полимерные материалы; прочие компоненты; отсев (мелкие фрагменты, проходящие через 1,5-сантиметровую сетку);

- К опасным ТБО относятся: попавшие в отходы батарейки и аккумуляторы, электроприборы, лаки, краски и косметика, удобрения и ядохимикаты, бытовая химия, медицинские отходы, ртутьсодержащие термометры, барометры, тонометры, лампы.

Одни отходы (например, медицинские, ядохимикаты, остатки красок, лаков, клеев, косметики, антикоррозийных средств, бытовой химии) представляют опасность для окружающей среды, если попадут через канализационные стоки в водоемы или как только будут вымыты со свалки и попадут в грунтовые или поверхностные воды. Батарейки и ртутьсодержащие приборы будут безопасны до тех пор, пока не повредится корпус: стеклянные корпуса приборов легко бьются еще по пути на свалку, а коррозия через какое-то время разъест корпус батарейки. Затем ртуть, щелочь, свинец, цинк станут элементами вторичного загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод.

Бытовые отходы характеризуются многокомпонентностью и неоднородностью состава, малой плотностью и нестабильностью (способностью к загниванию).

По характеру и степени воздействия на природную среду они делятся на

- производственный мусор, состоящий из инертных материалов, утилизация которых в настоящее время экономически неоправданна;

- утилизируемые материалы (вторичное сырье);

- отходы 3 класса опасности;

- отходы 2 класса опасности;

- отходы 1 класса опасности.

Из общего количества отходов, ежегодно образующихся на предприятиях, города большую часть составляют инертные твердые отходы, и малую часть - промышленные токсичные ТБО.

1.3 Способы обращения с отходами

Наиболее распространенные и общепринятые способы обращения с ТБО - термическое уничтожение (сжигание) и захоронение на специальных полигонах. Также, в мировой практике применяются биотехнологии для переработки ТБО в компост (получение удобрений). Эти же технологии позволяют преобразовывать ТБО в так называемый биогаз. Эффективный рециклинг ТБО - их сортировка для отделения полезных фракций с последующей переработкой.

Сжигание позволяет уменьшить объем отходов в 10 раз и более, а также использовать тепло от сжигания для получения энергии. При этом снижается заражение отходами воды и почвы, однако в воздух, несмотря на многоступенчатые фильтры очистки, все-таки попадают загрязнители.

Использование классических технологий предполагает образование большого объема золошлаковых отходов (до 27%), которые подлежат захоронению на полигонах как опасные отходы, при этом происходит загрязнение атмосферы.

В предлагаемых нами технологии ТЕРМОУДАРА (высокоскоростного низкотемпературного пиролиза), экологические проблемы полностью решены. В переработки различных отходов заложены принципиально новые технологические принципы.

В предлагаемой технологии процесс переработки ТБО происходит по модульной схеме, где предварительно отсортированный и измельченный материал подвергается сначала сушке (без потери влаги, которая собирается, очищается и используется в работе завода), а затем окислению или пиролизации с получением полезных продуктов - высококалорийного пиролизного газа и ценного углеподобного остатка - сырья для производства удобрений и для использования в строительной индустрии. Благодаря окислению и камере медной катализации газоочистки все вредные вещества выделяются в твердый остаток, их выброс (включая выброс диоксинов) практически равен нулю.

Первичная сортировка полезного вторсырья

Производство по переработке ТБО по существу начинается с организации системы сбора и доставки отходов. Правильно организованная сортировка ТБО обеспечивает значительное уменьшение количества образующихся отходов и снижение негативного влияния ТБО на окружающую среду и позволяет извлечь полезные компоненты. Таблицы 2 и 3 иллюстрирую состав отходов каждого из секторов: жилого и коммерческого.

1.4 Законодательное регулирование

В июне 1998 года, наконец принят федеральный закон "Об отходах производства и потребления", который начал разрабатываться в начале 90-х годов. Закон определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного воздействия отходов производства и потребления на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья. Длительная история этого закона вынудила ряд регионов разработать собственные нормативные акты. В декабре 1997 г. принят закон "Об отходах производства и потребления" Свердловской области. До принятия закона положительную роль сыграли Временные правила охраны окружающей среды от отходов производства и потребления в РФ, утвержденные Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 15.07.94. Большое значение имела разработка в 1996 г. федеральной целевой программы "Отходы". Основными целями этой программы являлось "создание нормативной и технологической базы для реализации единой государственной политики в сфере обращения с отходами на всех уровнях управления, обеспечение стабилизации, а в дальнейшем сокращения и ликвидации загрязнения окружающей среды отходами, экономия природных ресурсов за счет максимального вовлечения отходов в хозяйственный оборот". Отсутствие адекватного федерального финансирования не позволило выполнить большинство пунктов программы. Основная тяжесть решения проблемы ТБО было возложена на уровень местного самоуправления, свидетельством чему являются соответствующие решения городских администраций.

1.5 Объемы накопления ТБО

Анализ данных по твердым бытовым отходам в городах России показывает, что среднесуточная норма накопления ТБО за год в благоустроенных жилых зданиях составляет 0,52 кг/чел или 0,96 м3/чел при плотности до 0,2 т/м3. Коэффициент суточной неравномерности накопления ТБО (неравномерность поступления в приемные контейнеры) равен 1,26. Максимальное накопление наблюдается осенью. Твердые бытовые отходы отличаются стабильно высоким содержанием органического вещества (до 78% сухого вещества) с незначительными сезонными колебаниями. ТБО имеют низкую теплотворность. Удельная теплота сгорания их составляет 1480 ккал/кг, колеблясь по сезонам года от 1224 до 1612 ккал/кг.

В осенний период при наибольшей влажности теплотворность ТБО имеет наименьшую величину. Повышенная влажность определяется высоким содержанием пищевых отходов, а также тем, что дождь смачивает содержимое открытых контейнеров. По сравнению с 1985 г. усредненный элементный состав, характеризующий рабочую массу топлива и низкая удельная теплота сгорания твердых бытовых отходов не претерпели существенных изменений.

1.6 Мусоросжигание и мусоропереработка

Еще в начале 90-х гг. на территории России работало до 7 мусоросжигательных заводов (МСЗ), расположенных во Владивостоке, Сочи, Пятигорске, Мурманске и Москве. Основным назначением сжигания является уменьшение объема ТБО перед вывозом на полигон захоронения. Вывоз золы и шлака составлял до 30% от массы сжигаемых отходов. В настоящее время работает лишь один мусоросжигательный завод в Москве - спецзавод №3. Эти заводы были оснащены импортным оборудованием. Лишь завод во Владимире был оборудован тремя котлоагрегатами отечественного производства. Существенным недостатком технологического цикла всех действовавших МСЗ было отсутствие очистки выбрасываемых в атмосферу газов и золы, содержащих тяжелые металлы и диоксины, неулавливаемые в электрофильтрах.

Главной проблемой переработки ТБО является их несортированность, высокая влажность, низкая теплотворность и, как следствие, невозможность соблюдения экологически безопасной технологии складирования на полигонах, компостирования, сжигания мусора (поскольку технологии его сжигания рассчитаны на стандарты западного мусора). Сложность применения иностранных технологий для сжигания отличного по составу мусора наглядно видна из быстрого выхода из строя Бескудниковского мусоросжигательного завода.

В выбросах мусоросжигательных заводов содержится большое количество загрязняющих веществ, таких как полихроматические углеводороды и диоксины, которые образуются при низкой температуре горения (из-за высокой влажности) и несортированности ТБО, содержащих хлорсодержащие компоненты.

В С.-Петербурге и Нижнем Новгороде на мусороперерабатывающих заводах осуществляется биотермическое аэробное компостирование. Мусор перед загрузкой не сортируется. Эти заводы обезвреживают и перерабатывают ТБО с получением органического удобрения и биотоплива. При использовании полученного таким образом компоста в качестве удобрения сельскохозяйственные почвы загрязнялись содержащимися в нем тяжелыми металлами. Фактически такой компост пригоден только для рекультивации и перекрытия свалок. При этом количество некомпостируемых отходов составляет 55-60%.

В конце 80-х начале 90-х гг. предполагалось, что основным направлением переработки ТБО будет их сжигание, компостирование и сортировка. Предполагалось сжигать несортированный мусор, поскольку участие населения в селективном сборе ТБО представлялось чем-то в высшей степени маловероятным. Работы по проектированию таких заводов велись в том числе оставшимися без работы оборонными, энергетическими и металлургическими проектными институтами, пытавшихся решить проблему мусоросжигания знакомомыми для них методами.

Осознание необходимости консолидации усилий по проектированию заводов привело к появлению в Минприроды в 1995 идеи конкурса технологий переработки ТБО. Международный конкурс (тендер) проектов предприятий и технологий по переработке твердых бытовых отходов должен был выявить победителей и дать возможность реализации проектов в нескольких городах России. Проведение конкурса почему-то было поручено Мосводоканал НИИ проекту, который на собранные от легковерных конкурсантов деньги оборудовал конференц-зал, а сам конкурс в результате не состоялся.

Предлагаемые технологии сжигания мусора носят отпечаток происхождения проектировщиков. Это либо котел электростанции, либо домна, либо вращающаяся туннельная печь. Пожалуй, лишь высокотемпературная обработка ТБО в среде синтез-Газа учитывает специфику ТБО и всякие неприятности, связанные с их неоднородностью. Пока действие ни одной из отечественных технологий экспериментально не подтверждено. Трудно серьезно отнестись к нескольким экспериментам по загрузке ТБО в доменную печь.

В эти же годы активно предлагалось строительство МСЗ по зарубежным технологиям и на кредиты иностранных банков. В качестве условия покрытия кредита предлагалось сжигание отходов, привозимых из-за рубежа. Наиболее показательным следует назвать проект завода по сжиганию топливных брикетов в Пущине (1996 год). Жидкие отходы нефтяной и парфюмерной промышленности Австрии предполагалось сначала отправлять для полимеризации в Турцию, а полученные топливные брикеты затем сжигать в Пущино. Этот проект поставил больше вопросов, чем ответов. До завершения строительства энергетического предприятия брикеты предполагалось складировать в промзоне Пущино. В этом городе общественное мнение в очередной раз продемонстрировало решимость скорее утонуть в собственном мусоре (наполовину - упаковке зарубежного происхождения), нежели сжигать иностранные отходы.

1.7 Организация сбора ТБО

Во многих городах на базе полигонов ТБО и специальные автохозяйства созданы унитарные муниципальные предприятия по сбору и складированию ТБО. В ряде случаев полигоны поставлены под прямой контроль природоохранных организаций, а их деятельность финансируется из экофондов (Воронеж, Киров и т.д.). Самостоятельность полигона, также как и транспорта создавала условия для множества злоупотреблений, при которых ТБО оказывались в пригородных лесах, а талоны продавались на свалке всем желающим. Вместе с тем четкого разграничения полномочий между городскими организациями в области ТБО пока не произошло. К таким организациям относятся управление жилищно-коммунального хозяйства, городской центр санэпиднадзора, Горкомприрода, лесники и водники. Теоретически они отвечают за жилые и промышленные зоны, пригородные леса, водоохранные и санитарно-защитные зоны. Практически же значительные городские территории не имеют четкого статуса, реального хозяина и на них в первую очередь образуются несанкционированные свалки.

1.9 Селективный сбор ТБО

В нескольких городах России (Владимир, Кирово-Чепецк, Красногорск, Пущино) делаются попытки наладить селективный сбор отходов. Альтернатива свалкам и МСЗ заключается в постепенном создании системы первичной сортировки мусора начиная со сбора особо опасных компонентов (ртутных ламп, батареек и т.п.) и кончая отказом от эксплуатации мусоропроводов - главного источника несортированного мусора.

Планируя раздельный сбор отходов от населения, нужно отдавать отчет в том, что в ближайшем будущем этот трудоемкий процесс будет абсолютно убыточным. Однако когда-то нужно начинать. И в любом случае для преодоления инерции мышления жителей потребуется значительный промежуток времени.

Очевидно, что такая задача не может быть решена без участия населения, без проведения соответствующей разъяснительной работы, создания заинтересованности жителей и предпринимателей в сортировке ТБО. Однако сложность такой задачи сопоставима с необходимостью преодоления сопротивления жителей тех районов, где предполагается размещение мусоросжигательных заводов. Предварительная сортировка мусора позволит безболезненно перерабатывать его в городе, сохранять ценное сырье. Одновременно должно быть обращено внимание на качество упаковочных материалов, использование залоговой стоимости упаковки для финансирования переработки отходов (возможно, что не вся одноразовая упаковка выгодна с экологической точки зрения), повышена доля потребления полуфабрикатов.

1.8 Сортировка ТБО

Наряду с мусором от селитебной территории в ТБО попадают отходы, представляющие интерес с точки зрения утилизации ценных компонентов (черных и цветных металлов, пластмасс). Производственный мусор, схожий по составу с ТБО, мог бы использоваться в качестве ценного вторичного сырья после специальной обработки. Пищевые отходы (предприятий общественного питания, овощных баз и т.д.), если они не требуют сортировки, также представляют большую ценность. В любом случае разделение потоков пищевых и непищевых ТБО позволяет предложить адекватные технологии их переработки. Особого отношения заслуживают больничные отходы, включающие опасные компоненты. Выделение этих групп отходов из ТБО не представляет особой трудности, т.к. они в процессе образования не смешиваются с другими видами отходов и требуют лишь установки специальных контейнеров.

В Москве на одного жителя накапливается 120-150 кг пищевых отходов в год (данные на 1992 г., к 1996 их количество сократилось), включая пищевые отходы, собираемые в домовладениях, отходы общественного питания, хлебопекарной промышленности, овощных баз и т.д. При соответствующей обработке эти отходы могли бы быть ценным сырьем. Вместе с тем система Вторсырья, действовавшая до начала 90-х гг., практически прекратила свое существование и основная часть бумаги, текстиля, пластмасс отправляется на свалку. Попытки организовать сбор и переработку вторичного сырья эпизодичны, хотя в ряде городов налажен сбор алюминиевых банок.

экологический утилизация бытовой отход



Глава 2. Анализ

2.1 Корелляционный анализ

Корреляционный анализ, разработанный К. Пирсоном и Дж. Юлом, является одним из методов статистического анализа взаимозависимости нескольких признаков - компонент случайного вектора x. Он применятся тогда, когда данные наблюдений можно считать случайными и выбранными из генеральной совокупности, распределенной по многомерному нормальному закону.

Таблица3

Корреляционная матрица связей объема твердых бытовых отходов

Название	Респуб-лика Саха (Якутия)	Камчат-ский край	Коряк-ский авт. округ	Примор-ский край	Хабаров-ский край	Амурская обл.	Магадан-ская обл.	Сахалин-ская обл.	Еврей-ская авт. обл	Чукот-ский авт. округ
Республи-ка Саха (Якутия)	1,00	0,57	0,56	0,21	0,67	0,36	-0,02	0,32	0,22	-0,23
Камчат-ский край	0,57	1,00	0,73	0,51	0,60	0,49	0,26	0,55	0,40	0,04
Корякский авт. округ	0,56	0,73	1,00	-0,06	0,44	0,40	0,12	0,24	0,20	-0,18
Примор-ский край	0,21	0,51	-0,06	1,00	0,41	0,03	0,50	0,56	0,42	0,04
Хабаров-ский край	0,67	0,60	0,44	0,41	1,00	0,40	-0,01	0,77	0,21	0,07
Амурская область	0,36	0,49	0,40	0,03	0,40	1,00	0,16	0,10	0,32	0,51
Магадан-ская обл.	-0,02	0,26	0,12	0,50	-0,01	0,16	1,00	-0,00	0,64	-0,25
Сахалин-ская обл.	0,32	0,55	0,24	0,56	0,77	0,10	-0,00	1,00	-0,07	-0,05
ЕАО	0,22	0,40	0,20	0,42	0,21	0,32	0,64	-0,07	1,00	0,09
Чукотский авт. округ	-0,23	0,04	-0,18	0,04	0,07	0,51	-0,25	-0,05	0,09	1,00

Основная задача корреляционного анализа состоит в оценке корреляционной матрицы генеральной совокупности по выборке и определении на ее основе оценок частных и множественных коэффициентов корреляции и детерминации.

Анализируя таблицу 3 видно, что проводя корреляционный анализ я получила корреляционную матрицу генеральной совокупности по выборке и определении на ее основе оценок частных и множественных коэффициентов корреляции и детерминации по объему отходов за период с 1994 по 2000 года, которая показывает максимально тесную прямую связь и максимально тесную обратную связь по объему отходов в Дальневосточном регионе. Анализ табл. 2 показывает тесные и достоверные связи между показателем объема выброса твердых бытовых отходов между субъектами Дальневосточного региона.

2.2 Анализ тренд временных рядов

Анализ временных рядов (time-series analysis) - это статистический анализ данных, собранных в ходе наблюдений за единичным объектом, производимых последовательно во времени, либо через определенные интервалы, либо непрерывно. Как и традиционные параметрические методы анализа данных, методы анализа временных рядов используются для описания связей между переменными, предсказания будущего поведения и проверки эффектов проведенного лечения. Есть два математически эквивалентных подхода к разработке концептуальных моделей и вычислительных процедур анализа временных рядов. Один подход, называется анализом во временной области или анализом временных характеристик (time-domain analysis), связан с использованием понятий, сходных с теми, что применяются в традиционном корреляционном и регрессионном анализе.

Динамика объем отходов и потребления пищевых продуктов в Республике Саха Якутия

Рис.1 Динамика объем отходов и потребления пищевых продуктов в Республике Саха Якутия

Анализируя рис.1 видно, что тренд по объему отходов стремится вверх, следовательно объем отходов увеличивается, тренд по потреблению продуктов питания сравнительно не изменяется, значит разница между данными незначительная. Тренд по уровню сбоса твердых бытовых отходах достигает своего максимума в 1994 году, следовательно объем выбросов в 1994 году максимален, а в 1999 году минимален

Динамика объем отходов и потребления пищевых продуктов в Камчатском крае

Рис. 2 Динамика объем отходов и потребления пищевых продуктов в Камчатском крае

Анализируя тренд видно, что объем отходов изменяется в противоположенной стороне от потребления пищевых продуктов. Изменения происходят гладко и ровно без резких перепадов. Видно, что тренд по уровню сброса твердых бытовых отходах достигает своего максимума в 1999 году, а минимальное значение зафиксировано в 1996 году, следовательно объем выбросов твердых бытовых отходов в 1999 году максимален, а в 1996 году минимален.

Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов питания в Корякском Автономном округе

Рис. 3 Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов питания в Корякском Автономном округе

Анализ рис3 показал, что линия тренда по объему твердых бытовых отходов стремится вверх, значит, объем отходов в сравнении с объемом потребления продуктов питания резко увеличивается, в 1999 году. Самый высокий показатель зафиксирован в 1999 году, следовательно, объем выбросов достиг максимума, а минимальный показатель зафиксирован в 1996 году, значит выброс твердых бытовых отходов в этот год минимален. Динамика объемов отходов и потребление продуктов питания в Сахалине.

Анализируя рис 4. тренд по объемам отходов, видно, что он увеличивается по сравнению с трендом по потреблению продуктов питания, значит, потребление остается неизменным, а объем увеличивается.

Рис. 4 Динамика объемов отходов и потребление продуктов питания в Сахалине

Самый высокий показатель выброса твердых бытовых отходов зафиксирован в 1996 г.

Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Магаданской области.

Рис. 5 Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Магаданской области

Анализируя рис. 5 видно, что в Магаданской области тренд по объему отходов плавно движется вниз, следовательно, анализируя рис 4. тренд по объемам отходов, видно, что он увеличивается по сравнению с трендом по потреблению продуктов питания, значит, потребление остается неизменным, а объем увеличивается, следовательно, объем отходов уменьшается, и тренд по продуктам питания аналогично стремится вниз, значит, потребление уменьшается. Самый высокий показатель зафиксирован в 1995 году. Самый высокий показатель по потреблению пищевых продуктов достиг, и не изменялся с 1995 по 1998 года. А самый низкий показатель по потреблению зафиксирован в 2000 году, следовательно, зависимости выброса твердых бытовых отходов от потребления пищевых продуктов отсутствует.

Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Хабаровском крае

Рис. 6 Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Хабаровском крае

Анализируя Рис 6 видно, что тренд по уровню сброса твердых бытовых отходов достиг максимума в трех периодах временных лет, первый в 1995, второй в 1996 и третий в 1999 годах. Следовательно, зафиксировано три точки максимума по сбросам твердых бытовых отходов. Самый наименьший показатель зафиксирован в 1998 году, значит, выброс твердых бытовых отходов минимален.

Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Амурской области

Рис. 7. Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Амурской области

Анализируя Рис. 7. видно, что тренд по объему отходов резко меняет свое направление, наиболее высокий показатель зафиксирован в 1996 году, значит, объем выбросов твердых бытовых отходов достиг максимума. Самый наименьший показатель зафиксирован в 1998 году, следовательно, самый низкий объем выбросов приходится на 1998 год.

Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Приморском крае

Рис. 8 Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в Приморском крае

Анализируя Рис. 8 видно, что тренд по уровню сброса твердых бытовых отходах резко меняет свое направление. Максимальное значение тренд приобретает в 1994 году, среднее значение тренд приобретает в 1999 году, самый наименьший показатель выброса твердых бытовых отходов зафиксирован в 1996 году.

Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в ЕАО

Рис. 9 Динамика объема отходов и потребления пищевых продуктов в ЕАО

Анализируя Рис. 9 видно, что тренд по уровню сброса твердых бытовых отходах достигает своего максимума в 1999 году, значит, выбросов объем отходов в этот год достиг высоких показателей. Самое минимальное значение, зафиксировано в 1996 году, значит показатель выбросов объема отходов на невысоком уровне

2.2 Кластерный анализ

Кластерный анализ - это совокупность методов, позволяющих классифицировать многомерные наблюдения. Он занимает важное место в тех отраслях науки, которые связаны с изучением массовых явлений и процессов. Необходимость использования методов кластерного анализа обусловлена тем, что они помогают построить научно обоснованные классификации, выявить внутренние связи, между единицами наблюдаемой совокупности

Методы кластерного анализа можно разделить на две группы: агломеративные (объединяющие последовательно отдельные объекты в группы) и дивизионные (разделяющие группы на отдельные объекты). Существуют также методы, которые трудно отнести к первой или второй группе, например, итеративные методы: метод k - средних, метод поиска сгущений. Их характерная особенность в том, что кластеры формируются исходя из задаваемых условий разбиения, которые в процессе работы алгоритма могут быть изменены пользователем для достижения желаемого качества разбиения. В отличие от агломеративных и дивизионных, итеративные методы относятся к быстродействующим, что позволяет использовать их для обработки больших массивов исходной информации Деление регионов на кластеры в данной работе, производилось в пакете STATISTICA, методом k - средних [2, 4, 6]. Заранее задавалось количество кластеров (k), на которые необходимо разбить имеющиеся наблюдения. Наилучшее разбиение определялось исходя из выбранного критерия качества. Таким критерием качества классификации объектов служил функционал качества разбиения. Из всего множества таких критериев выбрана минимизация внутриклассовых дисперсий, как наиболее удобный и простой.

На примере кластерного анализа выясним разницу между данными объема отходов с 1994 по 1999 года

Объем отходов

Anzahl Variablen: 6

Anzahl Falle: 10

Fusion fur Variablen

Missing Data: fallw. Ausschl.

Fusionsregel: Single Linkage

Distanzma?: Eukl. Distanzen (n-standardisiert)

Рис. 10 Объем отходов в период с 1994 по 1999 лет

Анализ рис10 показал, что объем отходов за отдельный год разделился на несколько групп. К первой группе относится период 1994 по 1997, они классифицируются по следующим признакам. Они группируются по низким показателям выброса твердых бытовых отходов. Ко второй группе относится период 1997 по 1999 года, показатели в этот период объединяются по высокому уровню выброса твердых бытовых отходов

Объем отходов в субъектах Дальневосточного региона

Anzahl Variablen: 10

Anzahl Falle: 6

Fusion fur Variablen

Missing Data: fallw. Ausschl.

Fusionsregel: Single Linkage

Distanzma?: Eukl. Distanzen (n-standardisiert)



Рис. 11 Объем отходов в субъектах Дальневосточного региона

Анализируя Рис.11 видно, что, в результате проведения кластерного анализа, исследуемые компании были разбиты на несколько групп.

В первую группу вошли: Камчатская область, Приморский край, Магаданская область, Чукотский автаномный округ. Они группируются по следующим признакам. Они группируются по высоким показателям объема твердых бытовых отходов.

Во вторую группу входят: корякский автономный округ, Амурская область, Сахалин, ЕАО, Хабаровский край. Они группируются по следующим признакам. Они группируются по низким показателям выброса твердых бытовых отходов

Уровень потребление подуктов питания

Anzahl Variablen: 6

Anzahl Falle: 10

Fusion fur Variablen

Missing Data: fallw. Ausschl.

Fusionsregel: Single Linkage

Distanzma?: Eukl. Distanzen (n-standardisiert)

Рис. 12 Уровень потребление подуктов питания

Анализируя Рис. 12 видно, что уровень потребления за отдельный год разделился на несколько групп. К первой гркппе относитися период 1994 по 1995, они классифицируются по следующим признакам. Они группируются по низким показателям потребления пищевых продуктов питания. Ко второй группе относимтся период 1998 по 1999 года, показатели в этот период объединяются по высокому уровню выброса твердых бытовых отходов.

Уровень потребление подуктов питания по Субъектам Дальневосточного региона

Anzahl Variablen: 10

Anzahl Falle: 6

Fusion fur Variablen

Missing Data: fallw. Ausschl.

Fusionsregel: Single Linkage

Distanzma?:

Eukl. Distanzen (n-standardisiert)



Рис. 13 Уровень потребление подуктов питания по Субъектам Дальневосточного региона

Анализируя Рис. 13 видно, что в результате проведения кластерного анализа, исследуемые компании были разбиты на несколько групп.

В первую группу входят Республика Саха Якутия, Корякский Автономный округ, Чукотский Автономный округ. Эти показатели объединяет невысокий уровень выброса твердых бытовых отходов

Во вторую группу входят: Амурская область, Камчатская область, ЕАО. Они группируются по следующим признакам. Они группируются по средним показателям выброса тведых бытовых отходов.

В третью группу входят: Сахалинская область, Магаданская область, Приморский край. Они группируются по высоким показателям объема твердых бытовых отходов.



Заключение

В ходе проведения исследования взяты статистические данные по объему отходов в регионах Дальнего Востока и статистические данные по потреблению пищевых продуктов

В первой главе выполнения курсовой работы, я описала цель, актуальность темы, задачи, предмет и объект исследования, также изучила много информации о самой проблеме твердых бытовых отходов, о их классификации, объемам накопления, экологической оценки систем переработки твердых бытовых отходов , сжиганию, сбору и сортировке.

Во второй главе я затронула многие аспекты по твердым бытовым отходам в Дальневосточном регионе на основе статистических данных при помощи программы «STATISTICA» кластерного, корреляционного и анализа временных рядов (тренд). Проводя корреляционный анализ я получила корреляционную матрицу генеральной совокупности по выборке и определении на ее основе оценок частных и множественных коэффициентов корреляции и детерминации по объему отходов за период с 1994 по 2000 года, которая показывает максимально тесную прямую связь и максимально тесную обратную связь по объему отходов в Дальневосточном регионе, на примере (см Таблица 2)

Проводя анализ временных рядов брав каждый субъект Дальневосточного региона:

1. Хабаровский край

2. Республике Саха Якутия

3. Приморский край

4. Сахалинская область

5. Чукотский АО

6. Корякский АО

7. Еврейская АО

8. Камчатский край

9. Магаданская область

10. Амурская область

Проводилось в ходе наблюдений за единичным объектом, производимых последовательно во времени, либо через определенные интервалы, либо непрерывное. прогнозирование субъектов по результатам анализа отдельных трендов, оценивалось соотношение объема твердых бытовых отходов с уровнем потребления продуктов питания в период времени с 1994 по 1999 года.

Проводя кластерный анализ, я проводила деление субъектов Дальневосточного региона на кластеры в данной работе, производилось в пакете STATISTICA, методом k - средних (2, 4, 6). Заранее задавалось количество кластеров (k), на которые необходимо разбить имеющиеся наблюдения. Наилучшее разбиение определялось исходя из выбранного критерия качества. Таким критерием качества классификации объектов служил функционал качества разбиения. Из всего множества таких критериев выбрана минимизация внутриклассовых дисперсий, как наиболее удобный и простой. Анализируя кластеры, я выделяла всю группу, и подразделяла на основные подгруппы



Библиографический список

1. Веденин Г.С. Экологическое право М.: Прогресс, 2003г. С 40 52.

2. Воронов М.Г. Система управления окружающей средой М.: АСВ, 2004г.

3. Горшков В.Г., Макарьева А.М. Биотическая регуляция окружающей среды: обоснование необходимости сохранения и восстановления естественного баланса // Тр. Международного семинара «Регуляция окружающей среды». Гатчина, 1998. С 3-20.

4. Дерябо С.Д. Охрана окружающей среды М.: Прогресс-Пангел, 2000г.

5. Журавлев В.П. Географические методы М.:Феникс,2001г.

6. . Королев А.Л. Основы утилизации отходов. М.: Проспект, 2001г.С 21-28.

7. Куражковский Ю.Н. ТБО Ростов н /Д.: РГУ, 2000г.

8. Леснин М.Л. Основы менеджмента М.: Просвещение, 2004г. С 34-38.

9. Лубовский В.И., Промышленность и экология М.: Академия., 2003г. 460с

10. Новиков Г.А. ТБО в России М: ЛГУ, 2001г.

11. . Пахомова М.В. Методы исследования. М.: Наука, 1998г.С 34-39.

12. Певзнер М.С., Статистические показатели М.: Академия, 2000г., 400с

13. E-mail: support@raexpert.ru

14. E-mail: physics@tspu.tula.ru>

Размещено на Allbest.ru