ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
(НА ПРИМЕРЕ г. СТЕРЛИТАМАКА) 

Сафаров Айрат Муратович, доктор технических наук, доцент, кафедра прикладной экологии, Уфимский государственный нефтяной технический университет (Россия, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1), Kafedra_ecologia@mail.ru
Шайдулина Галина Фатыховна, кандидат технических наук, доцент, начальник отдела аналитического контроля природных объектов в зоне техногенного воздействия, Управление государственного аналитического контроля (Россия, г. Уфа, ул. Российская, 21), ugak2004@mail.ru
Афанасьева Екатерина Сергеевна, инженер, отдел информационных технологий, Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета (Россия, г. Стерлитамак, проспект Ленина, 49), kulakova87@list.ru

502.3:51-74

DOI

10.21685/2307-9150-2018-1-6

Актуальность и цели. Изучение изменения химического состава атмосферного воздуха города с высоким уровнем загрязнения нефтехимическими предприятиями необходимо для соблюдения его санитарного гигиенического состава. В статье представлены статистические модели изменения концентрации веществ в атмосферном воздухе г. Стерлитамака. Разработаны модели факторной регрессии концентрации 1,2-дихлорэтана и диоксида азота в жилой зоне
г. Стерлитамака в период преобладания опасных ветровых режимов.
Материалы и методы. В настоящем исследовании построены: модели временного ряда ежечасных концентраций оксида углерода (II), оксидов азота, сероводорода, диоксида серы, винилхлорида, 1,2-дихлорэтана, о-ксилола,
m,p-ксилола, фенола, метанола, этилбензола, хлороформа, озона, этилена в атмосферном воздухе жилой зоны г. Стерлитамака за два периода (2010–2012 гг. и 2015–2017 гг.); а также модели факторной регрессии ежечасных концентраций 1,2-дихлорэтана и диоксида азота за различные промежутки времени.
Результаты. Согласно сравнительному анализу построенных ARIMA-моделей концентраций веществ за 2010–2012 гг. и 2015–2017 гг. химические вещества условно разделили на две группы, отличительным признаком которых является возможность применения метода анализа временного ряда для прогнозирования. Полученные модели факторной регрессии 1,2-дихлорэтана имеют высокую степень адекватности. Сопоставимость экспериментальных и прогнозных значений диоксида азота, полученных с помощью факторной регрессии, не учитывающей влияние источников загрязнения, мала.
Выводы. Использование для моделирования изменения концентрации вещества в жилой зоне города совместно с результатами контроля промышленных выбросов позволяет получить адекватную модель для специфических
компонентов. Для прогнозирования содержания общераспространенных загрязняющих веществ достаточно результатов контроля химического состава атмосферного воздуха жилой зоны. Сиюминутная концентрация 1,2-дихлорэтана в воздухе с высокой точностью описывается факторной регрессией с учетом концентраций выброса на источнике загрязнения. Изменения концентрации диоксида азота в воздухе закономерны и постоянны. Для прогнозирования концентрации диоксида азота возможно использование моделей временного ряда.

Ключевые слова

ARIMA-модель, атмосферный воздух, коэффициент детерминации, кросскорреляционная функция, метеорологические условия, 1,2-дихлорэтан, оксиды азота, прогнозирование, статистическая модель, факторная регрессия

 Скачать статью в формате PDF

1. Вересников, В. С. Прогнозирование параметров экологического мониторинга / В. С. Вересников // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2007. – № 4. – С. 58–64.
2. Гребенюк, Е. А. Построение моделей, описывающих динамику изменения во времени концентраций загрязняющих веществ в атмосфере / Е. А. Гребенюк // Control sciences. – 2008. – № 6. – С. 42–50.
3. Елисеева, И. И. Эконометрика : учебник / И. И. Елисеева, И. И. Курышева, Т. В. Костеева. – 2-е изд. – М. : Финансы и статистика, 2007. – 576 с.
4. Ковалев, Р. А. Моделирование процессов распространения загрязняющих веществ в атмосфере промышленного региона / Р. А. Ковалев, В. М. Панарин, Ю. Н. Пушилина // Известия Тульского государственного университета. Сер.:
Науки о земле. – 2009. – № 5. – С. 22–27.
5. Эколого-экономический мониторинг окружающей среды : учеб. пособие / В. В. Найденко, Л. Н. Губанов, А. Н. Косариков, И. М. Афанасьева, А. В. Иванов. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2003. – 186 с.