ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИГОНАХ ТБО 6
1.1. Твердые бытовые отходы и полигоны ТБО 6
1.2. Экологический мониторинг. Основные химико-биологические показатели 11
1.3. Рекультивация полигонов ТБО 14
1.4. Польза и выгода от ТБО 16
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МЕТОДЫ МНОГОМЕРНОГО СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА 19
2.1. Корреляционно-регрессионный анализ 19
2.2. Кластерный анализ как метод группировки
статистических данных 24
2.2.1. Иерархические методы кластерного анализа 27
2.2.2. Метод k-средних как итеративный метод
кластерного анализа 30
2.3. Дисперсионный анализ как проверка качества
кластеризации 32
2.4. Факторный анализ 34
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ СТАБИЛЬНОСТИ ПОЛИГОНОВ ТБО 40
3.1. Исходные данные 40
3.2. Проведение кластерного анализа с целью определения
стабильных объектов захоронения 42
3.3. Исследование изменения фракционного состава 52
3.4. Исследование изменения морфологического состава..58
3.5. Факторный анализ экологического мониторинга
полигонов ТБО 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70
ПРИЛОЖЕНИЕБ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ В 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 75
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 77
Одной из главных проблем современности является проблема отходов, а именно твердых бытовых отходов, наибольшей части продуктов потребления, которые потеряли свои качества, необходимые потребителю. На данный момент в России эта проблема превратилась в центральный вопрос, для решения которого с каждым годом вовлекается всё больше специалистов.
Крупные города являются главными источниками загрязнения. С каждым годом количество выбрасываемого мусора растет, и, соответственно, растут объёмы мусорных полигонов.
Существуют различные способы, с помощью которых можно из мусора получать выгоду, такие как использование переработанного мусора в качестве топлива, превращение свалочного газа в электроэнергию, добыча из углеродсодержащих отходов синтез-газа, из которого в дальнейшем создается синтетическое моторное топливо. Так же участки земли, на которых размещаются такие полигоны, срок эксплуатации которых уже истёк, и все химико-биологические показатели пришли в стабильное состояние с окружающей средой, можно использовать в дальнейшем.
Эта тема является актуальной, так как любой полигон ТБО можно охарактеризовать с помощью многомерных векторов, в которых указаны данные об экологическом мониторинге и ресурсному потенциалу захороненных отходов. Следовательно, полигоны и свалки ТБО можно изучать с помощью методов многомерного статистического анализа.
Цель данной бакалаврской работы - найти зависимость степени стабильности отходов на объектах захоронения ТБО от данных об экологическом мониторинге, который содержит значения химико-биологических показателей, морфологического и фракционного составов, с помощью методов многомерного статистического анализа.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
• изучить теорию о твердых бытовых отходах и полигонах ТБО;
• изучить теорию о методах многомерного статистического анализа;
• проанализировать данные о химико-биологических показателях, фракционном и морфологическом составе проб отходов;
• провести кластерный анализ для классификации объектов по степени стабилизации отходов;
• определить зависимость фракционного состава отходов от возраста объекта и глубины отбора проб отходов;
• определить зависимость морфологического состава ТБО от возраста захоронения;
• построить регрессионную модель зависимости степени стабильности отходов от исследуемых показателей с помощью факторного анализа.
Объектами исследования выступают свалки и полигоны захоронения твердых бытовых отходов.
Предмет исследования - состояние объектов захоронения ТБО на основе данных о химико-биологических показателях, фракционном и морфологическом составе.
Данная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. В первой главе представлена теория по полигонам твердых бытовых отходов, их мониторингу. Во второй главе теоретические сведения о методах реализации поставленной цели (корреляционно-регрессионный анализ, кластерный анализ, дисперсионный анализ и факторный анализ). В третьей главе представлена практическая часть, в результате которой получена зависимость степени стабильности отходов на полигонах ТБО от химико-биологических показателей, данных морфологического и фракционного составов
При подготовке дипломной работы была определена цель - найти зависимость степени стабильности отходов на объектах захоронения ТБО от данных об экологическом мониторинге с помощью методов многомерного статистического анализа.
Реализации цели дипломного исследования способствовало рассмотрение ряда задач, которые были решены следующим образом.
Твердые бытовые отходы представляют собой предметы, которые человек уже использовал, надобность в которых утрачена. Это тот мусор, который люди ежедневно выкидывают. Все ТБО поступают на специализированные площадки - полигоны твердых бытовых отходов. Мусор, который остался после сортировки ТБО, отправляется на захоронение в массив полигона. Каждый полигон имеет свой срок эксплуатации и по его истечению закрывается и рекультивируется с целью дальнейшего использования территории.
На каждом полигоне ТБО обязан проводится экологический мониторинг, в ходе которого определяется степень стабильности отходов по данным химико-биологических показателей, изучается их воздействие на окружающую среду, определяется фракционный и морфологический состав ТБО.
Кластерный анализ позволяет разбить данные на группы схожих между собой объектов, факторный анализ позволяет сократить размерность исследуемых показателей, а регрессионный анализ позволяет представить изменение результирующей переменной в виде линейной регрессии.
На основании проделанного исследования можно сделать следующие выводы:
• степень стабильности полигонов и свалок ТБО зависит от возраста объекта и значений химико-биологических показателей. Чем старше захороненные отходы, тем меньше значения химико-биологических показателей, следовательно, старые закрытые полигоны с наименьшими показателями экологического мониторинга являются стабильными;
• фракционный состав отходов меняется в зависимости от их возраста. Чем старше полигон, тем больше в нем содержание мелких фракций размером меньше 20 мм и меньше содержание крупных фракций размером больше 100 мм. В полигонах, возраст отходов на которых составляет 0-30 лет, отмечена зависимость содержания мелких фракций от глубины отбора пробы: чем глубже отходы, тем больше в них содержание мелких фракций;
• морфологический состав ТБО так же изменяется с течением времени. Чем больше возраст отходов, тем меньше в нем содержание биоразлагаемых материалов и больше содержание свалочного грунта.
Так же в ходе дипломной работы была построена регрессия, позволяющая определить степень стабильности отходов на полигонах по данным экологического мониторинга, который, в свою очередь, можно представить в виде трех главных факторов.
Данная дипломная работа отличается высокой практической значимостью. В ходе ее создания было установлено, что с помощью методов многомерного статистического анализа можно изучать данные о полигонах и свалках ТБО.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
