Практична робота №1

Тема: Розрахунок екологічних умов проживання людини

Мета: Визначення найсприятливіших умов навколишнього природного середовища для гармонійного розвитку людини

Хід роботи

При розрахунку екологічних умов проживання людини її доцільно скористатися методикою, яка передба­чає використання у процесі розрахунків системи абіотичних (неорга­нічних), природних (особливості зміни атмосферного тиску, сейсмічно­го стану, величини радіаційного балансу, температурний режим, вели­чина атмосферних опадів, забезпеченість орними землями на душу населення країни), суспільно-економічних (величина внутрішнього валового продукту, що припадає на одну людину на певному стані роз­витку суспільства) показників.

У процесі обчислення екологічних умов проживання людини послуговуються згаданими вище природними показниками, вираховую­чи вихідні бали.

Величини абсолютних цифр взято з відповідних глобальних карт, крім показника забезпеченості орними землями, розрахованого за наявними в Інтернеті даними про площу кожної держави, площу орних земель, чисельність населення тощо. Для 20 країн, які є об'єктом практичної роботи, виведений розрахунковий коефіцієнт.

Інтегральний коефіцієнт екологічної відповідності умов проживання розрахо­вують за формулою:

де е – кількість складових природного середовища; і – коефіцієнт природних умов держави; в – величина ВВП на одну людину, тис. дол. США.

Для визначення К_ев у розрахунку на одну людину, що мешкає в конкретній країні, необхідно скористатись даними, які свідчать про сприятливість природних умов (у балах).

Одиничні коефіцієнти встановлюють за бальною характеристи­кою природних умов проживання через ділення її на 10 (Табл. 4).

Оцінку вихідних характеристик, відповідні їм коефіцієнти і резуль­тат розрахунків можна подати у вигляді таблиці.

На основі цих даних можна розрахувати екологічні умови прожи­вання людини в окремій державі, наприклад у Норвегії. Для цього на­самперед слід дати загальну характеристику країни, скориставшись довідковою літературою і отримавши інформацію в Інтернеті.

Методика розрахунків коефіцієнта природних умов

У системі відносин "людина – природа" особливо важ­ливим є визначення екологічно безпечних умов проживан­ня людини, основних складових середовища, які вплива­ють на її розвиток і вдосконалення. Такими складовими є:

1)забезпеченість орними землями;

2)зміни атмосферного тиску;

3)сейсмічний стан;

4)властивості сонячної радіації;

5)величина атмосферних опадів;

6)температурний режим.

За цими складовими вираховують бали для кожної країни, потім методом зменшення цих балів у 10 разів от­римують розрахункові коефіцієнти. Сума 6-ти розрахун­кових коефіцієнтів становить коефіцієнт природних умов.

Розрахунок забезпеченості орними землями[1].

Коефіцієнт забезпеченості орною землею кожної людини вираховують за такою схемою: за вихідний показник береться 0,6 га як оптимальна величина; збільшення площі на кожні 0,5 га має відповідно зростаючий коефіцієнт; кожні 0,5 га нижче опти­муму мають відповідний понижуючий коефіцієнт. Наприк­лад: 2,1 га/л (гектар на людину) – 4 бали; 1,6 га/л – 3 бали; 1,1 га/л – 2 бали; 0,6 га/л – 1 бал; 0,1 га/л – 0,4 бала; 0,05 га/л – 0,3 бала; 0,09 га/л – 0,2 бала.

Розрахунок впливу атмосферного тиску[2].

Газова обо­лонка Землі створює постійний тиск на її поверхню. Він може змінюватися залежно від географічних умов місце­вості, особливостей атмосферної циркуляції, пори року, температури повітря та інших причин. Хаотичні неперіо­дичні зміни тиску протягом короткого відрізку часу, зумовлені зміною стану атмосферних мас з різними термогідробаричними властивостями, можуть несприятливо впли­вати на здоров'я людини і спричиняти виникнення так званих геліометеопаталогічних реакцій.

Найпоширенішими одиницями виміру тиску є мілімет­ри ртутного стовпчика, бари і паскалі. Нормальний тиск при температурі 0°С над рівнем моря на географічній широ­ті 45° становить 760 мм рт. ст., що дорівнює 1013 мБар, або 1013,25 Па. Один бар створює тиск силою 1 кг на 1 см², який вважають рівним одній атмосфері. Отже, на людину, площа тіла якої становить 1,7 м², постійно тисне шар повіт­ря із силою 17 тонн. Зміни тиску залежать від атмосферної циркуляції, температури повітря та інших факторів.

Під час зниження атмосферного тиску за збереження відсоткового співвідношення його газових складових (при наявності в газовій суміші 21% кисню) парціальний тиск (тиск, який мав би газ, що входить до суміші, якби займав весь об'єм суміші) і вагова концентрація кисню також бу­дуть зменшуватися.

У процесі дослідження впливу атмосферного тиску на стан організму вивчали і медичні аспекти. Так, парціальний тиск кисню у венозній крові становить 40 мм рт. ст. Для того щоб кисень з артеріальної крові міг "подолати" цей тиск та утворити оксигемоглобін, його тиск в артеріальній крові має бути вищим і становити приблизно 40–60 мм рт. ст. Це можливо за умови, що парціальний тиск кисню у повітрі, яке людина вдихає, становитиме не менше 70–80 мм рт. ст., а в альвеолярній крові – не менше 55–60 мм рт. ст.

Карта ізобар містить інформацію про те, що у липні розпо­діл атмосферного тиску у Західній і Східній півкулях пів­нічної широти на континентах змінюється від 1013 гПа до 1000 гПа. Прийнявши за межу відліку 1010 гПа, тобто тиск 760 мм ртутного стовпчика, можна визначити бали з ураху­ванням підвищуючих і знижуючих величин тиску (Табл. 1).

Розрахунок сейсмічного стану[3].         

При визначенні еколо­гічної відповідності територій для проживання людини за сейсмічним станом беруть до уваги наявність вулканів і землетрусів за останніх 100 років (відсутність їх оцінюється в 0 балів). Залежно від площі вияву сейсмічних явищ в межах території держави, величина бала з від'ємним зна­ком дорівнює кількості складових за умови, що кожна дер­жава поділена на 10 складових.

Наявність сейсмо-вулканічних явищ є чинником нега­тивного впливу на умови проживання людини.

Таблиця 1

Шкала визначення бальності території залежно від величини атмосферного тиску

Розрахунок величини сонячної радіації[4].

Із сонячною радіацією пов'язують поширеність хвороб органів крово­обігу. Статистичні дані свідчать, що кількість загострень серцево-судинних захворювань та їхні наслідки пов'язані з хромосферними спалахами на Сонці. Це припущення підтверджують результати аналізу частоти інфаркту міо­карда протягом доби в Києві, Санкт-Петербурзі та Кара­ганді. Як з'ясувалося, в дні підвищеної сонячної активнос­ті кількість інфарктів міокарда в 1,5-2 рази перевищує середньорічний рівень.

При визначенні вихідних показників величини со­нячної радіації використовують 10-бальну систему її розподілу, беручи за початок відліку величину 60-70 ккал/1 см²-рік, тобто пересічну величину, від якої най­нижчою межею є 20 ккал/1 см²-рік, а максимальною – 140 ккал/1 см²-рік. Отже, 60-70 ккал/1 см²-рік соняч­ної енергії, або 10 балів, є оптимальною величиною сонячної радіації, яка сприяє нормальному розвиткові людського організму (Табл. 2).

Розрахунок обсягу атмосферних опадів[5]. Реакція люди­ни на погодні особливості, передусім на атмосферні опади, пов'язана з їх періодичністю як однією із загальних зако­номірностей процесів, що відбуваються в навколишньому середовищі.

Для визначення бальності опадів використовують кар­ту розподілу атмосферних опадів на Землі, відповідно до якої для всіх країн Західної півкулі оптимальна кількість опадів становить 2-3 бали.

Градаційну бальність розраховують на основі умовних позначень: <250 мм, 250-500, 500-1500, 1500-2500, >2500 мм. За оптимальну взято кількість опадів липня, що змінюється від 500 до 1500 мм – її оцінено в 3 бали. Кількість опадів від 250-500 і 500-2500 має 2 бали. Максимальна (>2500) і мінімальна (<250) кількість опа­дів – 1 бал.

За цією градацією розташовані у помірному поясі краї­ни, за винятком Росії (2,5), відповідають 3 балам. У суб­тропічному поясі, за винятком середземноморських дер­жав, кількість опадів є несприятливою для проживання людини – 1 бал. Надмірна кількість опадів характерна для країн тропічного поясу. У субекваторіальному та еква­торіальному поясах кількість липневих опадів відповідає 2 балам. У країнах Західної півкулі кількість опадів є оп­тимальною – 2-3 бали.

Таблиця 2

Шкала визначення бальності території залежно від величини сонячної радіації

Розрахунок температурного режиму[6].

Під час аналізу екологічних особливостей певної території планети оціню­ють і кліматичні особливості, головними критеріями яких є середньорічна температура повітря, річні зміни та амплі­туди її коливань.

Враховуючи, що середньомісячна температура найтеплішого місяця дещо вища від середньорічної, яка може становити +21°С, за вихідну взято температуру +28°С, що зумовило певну залежність (Табл. 3).

Сприятливою для проживання темпера­тура липня є у країнах екваторіального поясу, середньо-азійських та південноєвропейських.

Комплексна оцінка всіх цих умов дає змогу з'ясувати екологічну відповідність навколишнього середовища ви­могам і потребам людини.

Таблиця 3

Шкала визначення бальності території за температурним режимом

Таблиця 4

Величина коефіцієнтів для визначення екологічної відповідності умов проживання у Норвегії

Завдання 1

Скориставшись наведеною методикою, визначте екологіч­ні умови проживання людини в інших країнах згідно визначеного варіанту.

Завдання 2

Побудуйте стовпчикову діаграму величини коефіцієнта екологічної відповідності умов проживання для обраних країн.

Зробіть порівняльний аналіз та вкажіть причини відмінностей.

Вкажіть шляхи покращення коефіцієнта екологічної відповідності для країн з найнижчими його показниками.