Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Использование детскик экопатологий и стабильности развития растений как Биоиндикационнык параметров качества среды

У нас уже 21989 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Использование детскик экопатологий и стабильности развития растений как Биоиндикационнык параметров качества среды

Количество страниц	113

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24449.doc

Содержание	Содержание Оглавление Стр.Введение (обоснование актуальность, цель и задачи) 4 Материал и методы 9 Глава 1. Детские экопатологии (литературный обзор) 16 1.1. Общая характеристика экологозависимых заболеваний 16 1.2. Экологозависимые иммунологические нарушения у детей 25 1.3.. Экологозависимые патологии системы органов дыхания 26 1.4. Экологозависимые патологии ЛОР-органов 27 1.5. Экологозависимые патологии системы мочевыделения 31 1.6. Экологозависимые патологии эндокринной системы 32 1.7. Экологозависимые патологии органов желудочно-кишечного тракта и печени 36 1.8. Экологозависимые патологии сердечно-сосудистой системы 37 1.9. Экологозависимые патологии кожи 38 1.10. Экологозависимые психоневрологические нарушения 3 9 1.11. Экологозависимые новообразования 42 1.12. Экологозависимые нарушения физического и умственного развития 45 1.13. Младенческая смертность 46 Глава 2. Биоиндикация качества среды на территории Калужской области по детским экопатологиям 49 2.1. Краткая характеристика Калужской области 49 2.2. Основные формы экопатологии на территории Калужской области 52 2.2.1. Младенческая смертность 52 2.2.2. Новообразования 55 2.2.3. Болезни органов дыхания . - 55 2.2.4. Врождённые пороки развития 56 2.2.5. Болезни мочевыводящей системы 57 2.3. Анализ пространственного распределения экопатологии 57 Глава 3. Биоиндикация качества среды в городе Дербенте по детским экопатологиям 75 3.1. Город как среда обитания. Городская среда и здоровье населения 75 3.1.1. Общая характеристика города Дербента 82 3.2. Детские экопатологии на территории города Дербента. 84 3.3. Анализ картографического отображения пространственного распределения изученных экопатологии 86 3.3.1. Экопатологии органов дыхания 86 3.3.2. Анемии 87 3.3.3. Патологии желудочно-кишечного тракта 87 3.3.4. Врожденные пороки развития 94 3.3.5. Заболевания почек и мочевыводящих путей 94 3.3.6. Заболевания эндокринной системы 94 3.4. Сравнение г. Калуги и г. Дербента 95 Глава 4. Сравнительный анализ качества среды по детским экопатологиям и стабильности развития 96 4.1. Биоиндикационная оценка качества среды по стабильности развития 96 4.1.1. Биоиндикационная оценка качества среды по стабильности развития древесных растений на территории города Дербента 98 4.1.2. Биоиндикационная оценка качества среды на территории Калужской области по стабильности развития древесных растений 98 4.2. Сравнение результатов биоиндикации по стабильности развития и по детским экопатологиям 100 4.2.1. Сравнение результатов биоиндикации по стабильности развития и по детским экопатологиям на территории города 100 Дербента 4.2.2. Сравнение результатов биоиндикации по стабильности развития и по детским экопатологиям на территории Калужской области 101 Выводы 111 Список использованной литературы 113 Введение Приложение Введение Основными критериями экологического благополучия территорий являются качество жизни человека и уровень его здоровья. Именно категория здоровья рассматривается в настоящее время как индикатор соответствия экологических характеристик и научно-технического прогресса. Реакция человека на существенные изменения окружающей среды выражается в форме различных экологообусловленных заболеваний. Ю.П. Гичев (1998) рассматривает здоровье человека как основной биоиндикатор экологического риска и важную составную часть экологического мониторинга. В настоящее время в связи с глубокими изменениями среды обитания человека возникла проблема экологической патологии как следствия воздействия физических, химических и биологических факторов. Большая часть неблагоприятных факторов антропогенного происхождения. Из них наиболее опасны вещества промышленного происхождения, в том числе органические и минеральные химические соединения различных классов. Благополучие и здоровье нынешнего и будущего поколений является главной целью, на обеспечение которой должна быть направлена вся деятельность человечества. Одна из основных задач в достижении этой цели — обеспечение экологической безопасности, которая является непременным условием устойчивого развития человеческого общества. Под «устойчивым развитием» в настоящее время принято считать такое развитие цивилизации, которое происходит в рамках допустимых воздействий на биосферу. Соблюдать это ограничение - единственный для человечества способ выжить. В Документе «Забота о Земле. Стратегия устойчивого существования», подготовленном Международным Союзом охраны природы и природных ресурсов, Программой ООН по охране окружающей среды, Всемирным Фондом Охраны Природы в 1991г., обосновывается призыв к человечеству органично вписывать свою все возрастающую активность в естественные возможности Земли. Соответственно, в настоящее время основным показателем устойчивого развития общества является качество среды обитания. Реализация основных принципов устойчивого развития человечества необходимо требует наличия обратной связи - информации об ответном изменении состояния среды. Для обеспечения такой обратной связи необходимо проведение оценки состояния окружающей среды на всех этапах деятельности, связанной с природопользованием. Оценка качества среды оказывается узловой задачей любых мероприятий в области охраны природы и природопользования. Этим целям служит экологический мониторинг, методологической основой которого является биомониторинг (определение состояния живых систем на всех уровнях организации и их отклика на загрязнение среды). Реакция живого организма позволяет оценить антропогенное воздействие на среду обитания в показателях, имеющих биологический смысл (рис.1). УРОВЕНЬ ГОМЕОСТАЗ^П ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ ЭКОСИСТЕМА Г I уровень флуктуирующей' асимметрии F ! МОНИТОРИНГ ЗДОРОВЬЯ СРЕДЬ Г f f АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ Рисунок 1. Мониторинг здоровья среды в управлении качеством среды обитания 6 Данные о заболеваемости и смертности различных групп населения и их основных причинах на протяжении длительного времени оставались рассредоточенными в отчетности различных служб и ведомств, что привело к противоречивости и недостоверности официальных статистических показателей. Как и в случае с медицинской статистикой, статистические сведения об экологической ситуации также рассредоточены в сводках и отчетах многочисленных, зачастую независимых друг от друга ведомств и учреждений, что затрудняет целостную оценку состояния окружающей среды как на федеральном, так и на региональном уровне. Кроме того, сложившаяся практика изучения данных медицинской статистики изолированно от показателей загрязнения окружающей среды не позволяла анализировать корреляции этих величин и накапливать базы данных об особенностях взаимосвязи «экология-здоровье». Уже имеющаяся в специализированных медицинских и экологических государственных структурах статистическая информация после соответствующей обработки может быть использована для интегральной оценки качества среды и визуализации ее в виде биоиндикационных карт и карт заболеваемости экопатологиями, пригодных для компьютерной обработки в ГИС. Цель настоящего исследования: провести пространственный анализ детской заболеваемости некоторыми экопатологиями в условиях урбоэкосистемы и целого региона и выявить их возможные территориальные связи с качеством окружающей среды, определяемым на основе биоиндикации по стабильности развития растений. Задачи исследования: - на основании анализа литературных данных выбрать некоторые детские экопатологии для последующего биоиндикационного анализа конкретных территорий; 7 - обследовать территорию г.Дербента и составить базы данных по выбранным детским экопатологиям; - провести анализ пространственного распределения детских экопатологий с использованием изолиний (по методу А.В.Шпынова) и сделать относительную оценку качества среды города Дербента; - провести сравнительный анализ полученных картографических результатов пространственного распределения детских экопатологий и биоиндикационного районирования территории Калужской области и города Дербента по стабильности развития древесных растений; - сравнить заболеваемость детскими экопатологиями в г. Дербенте и г. Калуге. Положения, выносимые на защиту: 1. Отдельные группы детских заболеваний, являющиеся экопатологиями могут быть использованы в качестве биоиндикаторов состояния окружающей среды. 2. Пространственный анализ распределения детских экопатологий индицирует неоднородность территории по качеству среды. 3. Использование ГИС-технологий дает возможность пространственно-временного анализа распределения детских экопатологий, сравнения с результатами биоиндикации территории по стабильности развития живых организмов, и районирования территорий по этим интегральным параметрам качества среды. Научная новизна: Впервые проведена биоиндикация качества среды по стабильности развития растений на территории г. Дербента. Проведена биоиндикационная оценка состояния территории города Дербента с использованием заболеваемости детей экопатологиями в качестве биоиндикационного параметра. Впервые проведены системные исследования по заболеваемости детей некоторыми экопатологиями в Калужской области. 8 Проведен сравнительный анализ результатов биоиндикации по детских экопатологиям и стабильности развития древесных растений с использованием ГИС-технологий. Практическое значение работы. Результаты проведенных исследований позволяют оценивать качество среды по пространственному распределению детских экопатологий. Созданы базы данных и электронные карты по детским экопатологиям на территории Калужской области и г. Дербента, которые могут быть использованы в тематических медицинских и экологических ГИСах. Показана достаточная универсальность использованных методик, позволяющая использовать их как в разных масштабах исследований, так и в разных природных условиях. Личный вклад автора. Автором собрана и проанализирована поадресная медицинская информация и сформированы базы данных по детским экопатологиям на территории г. Дербента. Собран, обработан и проанализирован биологический материал из 40 выборок древесных растений в г. Дербенте. Проведен анализ статистических медицинских данных по детским экопатологиям на территории Калужской области. Проведен сравнительный анализ биоиндикационных карт по стабильности развития растений и по распределению детских экопатологий. Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались: на 1-й Всероссийской научной конференции с международным участием «Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека» в г. Новосибирске (2002г.), на Всероссийской конференции «Образование и здоровье. Медико-психологические аспекты» в г. Калуге (2003г.), на Всероссийской конференции «Биологические аспекты экологии человека» в г. Архангельске (2004г), на семинарах кафедры ботаники и экологии КГПУ в 2002-2004гг. По теме диссертации опубликовано 5 статей. 9 Материалы и методы Материалом для настоящей работы послужили: - данные поадресной заболеваемости (1066 случаев) детскими экопатологиями на территории города Дербента за 2000г., полученные при анализе участковых педиатрических журналов; - данные за 1996-2000гг. о младенческой смертности (до 1 года) и о заболеваемости детей (до 14 лет) по каждой исследуемой экопатологий, по каждому году и по каждому административному району Калужской области, полученные при анализе материалов статистического отдела Детской областной больницы (г. Калуга). Всего проанализировано 115204 случая детских экопатологий; - выборки листьев тополя итальянского и клена остролистного в 40 точках на территории города Дербента. Кроме того, использованы результаты ежегодного биомониторинга проводимого на территории Калужской области Лабораторией биоиндикации КГПУ. В качестве основного метода использовали медико-экологическое (по методу картограмм) и биоиндикационное картографирование. Проведен анализ распределения экопатологий на территории Дербента и составлены медико-экологические биоиндикационные карты с использованием географической информационной системы (ГИС) Maplnfo-professional 4.5. Для картирования и картографического анализа распространения детских экопатологий города Дербента использовали оригинальную методику А. В. Шпынова (Шпынов, Логинов, Стрельцов, 2002), чья компьютерная программа позволяет районировать исследуемую территорию по плотности распределения случаев заболеваний экопатологиями и создавать соответствующие электронные карты. При обработке материалов использовали стандартные статистические методы с вычислением: 1) коэффициента младенческой смертности: 10 F =—xlOOO ,где (1) F - коэффициент младенческой смертности, Т — число детей, умерших до года, D — общее число детей, родившихся в течение последнего года. 2) показателя детской заболеваемости: S =—x 1000, где (2) S - доля детей до 14 лет, больных отдельными экопатологнями, X - число детей, заболевших впервые в данном календарном году, Z — общее количество детей до 14 лет. Использованы стандартные медицинские показатели «Удельный вес заболеваемости» и суммарная заболеваемость. Биоиндикация качества среды проведена по стабильности развития древесных растений с использованием формулы коэффициента асимметрии по методике В.М.Захарова (Захаров, 1987; Методические рекомендации..., 2003) для определения стабильности развития живых организмов по степени асимметрии морфологических структур, адаптированной для использования в ГИС А.Б. Стрельцовым с соавторами (2000, 2001). Данная методика рекомендована Министерством природных ресурсов России. Для анализа асимметрии по одному размерному признаку обычно используется показатель дисперсии (Захаров, 1987; Шпынов, 1998) п-\ , (3) где: п Медико-экологическое картографирование. Для составления карт по экопатологиям на территории Калужской области использовался метод картограмм (рис.5-7). Этот способ 11 картографического изображения, применяемый для показа относительных статистических данных путём заполнения контуров территориального деления (обычно административных единиц) цветовыми заливками в соответствии с принятыми интервальными шкалами. В Maplnfo при создании тематической карты используется метод индивидуальных значений для регионов (картограмм) с разбросом значений. Биоиндикационное картографирование по стабильности развития живых организмов. Данный подход заключается в построении математической поверхности распределения значений показателя на исследуемой территории методом интерполяции, и получение ортогональной проекции вычисленной поверхности на карту в виде изолиний. Точность способа зависит от количества точек данных, их распределения по территории и выбранного метода интерполяции. Метод вносит в результаты определенную долю «приближенности», сглаживается мелкий разброс значений, убирается излишняя детальность (аналогично генерализации). Таким образом, состояние параметра в отдельных точках мы распространяем на всю территорию с помощью метода интерполяции. Подобный подход применяется в геологии, картографии, на нем же основаны программы для расчета рассеивания предельно допустимых концентраций выбросов предприятиями и др Входные данные представляют собой таблицу, содержащую топологические координаты точки сбора (х, у) и известные значения исследуемого показателя (z) в этих точках. После интерполяции расчитываются недостающие значения, создается регулярная матрица или сеть (Grid). 12 На основе полученной числовой матрицы можно построить поверхность распределения значений показателя и ее ортогональную проекцию на Земную поверхность (карту) в виде изолиний. Поверхность и изолинии это графическое отображение полученной числовой матрицы. Этот метод позволяет сравнивать между собой поверхности, рассчитанные по результатам из несовпадающих в пространстве точек, что недостижимо при других (плоскостных) методах. Получаемые на такой основе биоиндикационные карты более информативны и наглядны. Так как расчетные поверхности представляют собой цифровые матрицы, их можно вычитать и суммировать. Так, для создания интегральной карты мы вычисляем средневзвешенную поверхность по матрицам всех исследованных видов растений. Создание интегральных карт. Для полноты оценки территории желательно использовать не один показатель, а комплекс. По каждому показателю (виду) вычисляются равновеликие числовые матрицы с одинаковыми начальными и конечными координатами и числом узлов в сети. Далее последовательно суммируются значения из узлов с одинаковыми координатами всех полученных матриц. В результате получаем суммарную матрицу, по которой можно построить поверхность или карту с изолиниями. Если разделить каждое значение в узлах суммарной матрицы на число исследованных признаков, то получим среднюю арифметическую матрицу по всем признакам. 13 Этот способ будет достоверным при условии, что в каждой точке имеются данные по всем анализируемым параметрам. В этом случае проще будет сначала вычислить сумму или среднее по каждой точке сбора, а потом рассчитывать поверхность. Но в реальных условиях города не всегда имеется возможность сбора всего комплекса данных в каждой точке, поэтому предварительное суммирование (или вычисление среднего) будет ошибочно. Невозможно просуммировать данные из несовпадающих в пространстве точек. Следовательно, нужно сначала рассчитать поверхность распределения значений каждого показателя, а затем их суммировать и т.д. Следующим важным моментом является то, что на практике число данных (точек) по каждому параметру получается разным, следовательно, каждый параметр должен вносить разную долю информации в конечную расчетную карту. Это достигается «взвешиванием» данных: {mi} - числовая матрица параметра i, rij - число точек данных для параметра i, N - суммарное число точек данных N = 2_,ni ? i=i к - число параметров. Полученные числовые матрицы по каждому параметру умножаются на соответствующее число точек данных, далее матрицы суммируются и сумма делится на суммарное число точек данных. По полученной средневзвешенной матрице строятся карты. Оценка распределения точечных данных является одной из задач во многих научных направлениях. А.В. Шпыновым (Шпынов, Логинов, Стрельцов, 2002) предлагается проводить анализ распределения случаев заболевания по расстоянию между точками, и тем самым учитывать не только количественную сторону но и качественную - характер распределения (т.к. при составлении картограмм он не учитывается). Чем меньше расстояние между точками, тем показатель плотности выше. Для расчета и создания картографического отображения 14 плотности пространственно распределенных точечных данных была написана компьютерная программа MapPoint (как модуль интегрального программного комплекса для городской ГИС «Экология»). Программа предназначена для работы совместно с Maplnfo. Рисунок 2. Карта полученная методом оценки плотности данных случаев детской заболеваемости бронхиальной астмой на территории г.Калуга по относительному расстоянию с весом обратно-пропорциональным удалению. 15 Далее, предлагается графическое отображение показателей в виде изолиний (традиционные методы отражают значения только гаммой заливки), что является более наглядным способом и согласуется с другими картографическими методиками и более понятна неспециалистам. Вычисляется расстояние от узла сети до каждой точки, на основе расстояний ищется весовые коэффициенты (обратно пропорциональные расстоянию), из которых вычисляется среднее арифметическое и запоминается в числовую матрицу для построения изолиний. Весовой коэффициент изменяется от 1 (при пространственном совпадении точек) до О (при значительном удалении). Значения коэффициента изменяются по нормальному закону (гауссиана) и вычисляется по формуле: где: р(1) - весовой коэффициент, 1 — расстояние до точки, а - степень влияния. Таким образом, показатель меняет свои значения от 1 (при совпадении узла и всех точек) до 0 (при значительном удалении от точек и малых значениях степени влияния). Очень гибкий аппарат детализации (сглаживания). Нормальная зависимость обеспечивает большую правдоподобность модели т.к. большинство биологических и физических процессов в пространстве имеет такую же зависимость (например, скорость осаждения хим. загрязнителей из атмосферы). 16 Глава 1. Детские экопотологии (литературный обзор) 1.1. Общая характеристика экологозависимых заболеваний Масштабы неблагоприятного воздействия токсических выбросов и отходов промышленного производства на окружающую среду в настоящее время достигли критических значений. Приходится констатировать наличие трудно устранимых деформаций фактически всех компонентов геосферы и биосферы Земли: атмосферного воздуха, поверхностных и грунтовых вод, растительного и животного мира. В сложившихся условиях организм человека, с одной стороны, являясь носителем этих преобразований, а с другой стороны, будучи тесно связанным с биосферой посредством обменно-трофических и рекреационных связей и подвергаясь воздействию вредных факторов окружающей среды, вынужден постоянно мобилизовать свои компенсаторно-приспособительные механизмы, резервы которых ограничены и со временем могут истощаться. Ниже приводится ориентировочный перечень факторов окружающей среды в связи с их возможным влиянием на уровень распространенности некоторых классов и групп болезней (Изучение показателей здоровья населения в связи с загрязнением окружающей среды, 1985) (табл.1). Наиболее чувствительным к неблагоприятному влиянию окружающей среды на здоровье является, в силу своих анатомо-физиологических особенностей, детский организм (у ребенка быстрее, чем у взрослого, возникают перенапряжение и истощение адаптационных механизмов, значительные изменения функции органов и систем и т.д.). Таблица 1. Перечень факторов окружающей среды и их возможное влияние на уровень распространенности некоторых классов и групп болезней № п/п Группы болезней Перечень факторов окружающей среды, воздействующих на группы болезней 1 2 3 1. Болезни системы 1 )3агрязнение атмосферного воздуха окислами серы, окисью 17 № п/п Группы болезней Перечень факторов окружающей среды, воздействующих на группы болезней 1 2 3 кровообращения углерода, окислами азота, фенолом, бензолом, аммиаком, сернистыми соединениями, сероводородом, этиленом, пропиленом, бутиленом, жирными кислотами, ртутью и др. 2)Шум 3)Жилищные условия 4)Электромагнитные поля 5)Состав питьевой воды: нитраты, хлориды, нитриты, жесткость воды 6)Биогеохимические особенности местности: недостаток или избыток кальция, магния, ванадия, кадмия, цинка, лития, хрома, марганца, кобальта, бария, меди, стронция, железа во внешней среде 7)3агрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами 8)Природно-климатические условия: быстрота смены погоды, влажность, барометрическое давление, уровень инсоляции, сила и направление ветра 2. Болезни нервной системы и органов чувств. Психические расстройства 1)Природно-климатические условия: быстрота смены погоды, влажность, барометрическое давление, температурный фактор 2)Биогеохимические особенности: высокая минерализация почвы и воды, хром 3)Жилищные условия 4)3агрязнение атмосферного воздуха окислами серы, окисью углерода, окислами азота, хромом, сероводородом, двуокисью кремния, формальдегидом, ртутью и др. 5)Шум 6)Электромагнитные поля 7)Хлорорганические, фосфорорганические и др. пестициды 3. Болезни органов дыхания 1)Природно-климатические условия: быстрота смены погоды, влажность 2)Жилищные условия 3)3агрязнение атмосферного воздуха пылью, окислами серы, окислами азота, окиси углерода, сернистым ангидридом, фенолом аммиаком, углеводородом, двуокисью кремния, хлором, акролеином, фотооксидантами, ртутью и др. 4)Хлорорганические, фосфорорганические и др. пестициды. 4. Болезни органов пищеварения 1)3агрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами. 2)Недостаток или избыток микроэлементов во внешней среде 3)Жилищные условия 4)3агрязнения атмосферного воздуха сероуглеродом, сероводородом, пылью, окислами азота, хлором, фенолом, двуокисью кремния, фтором и др. 5)Шум 6)Состав питьевой воды 5. Болезни крови и кроветворных органов 1)Биогеохимические особенности местности: недостаток или из избыток хрома, кобальта, редкоземельных металлов во внешней среде 2)3агрязнение атмосферного воздуха окислами серы, окисью

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24449.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

03.11.24 Лексикографический анализ единиц поля

03.11.24 Из истории слова гость и его производных

03.11.24 Семантическое поле гость в русском языке

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2024. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.