Экологические проблемы Липецкой области через призму математики
творческая работа учащихся по математике (8 класс)

МБОУ гимназия № 19 г.Липецка имени Н.З.Поповичевой

Секция: математика

Экологические проблемы Липецкой области

через призму математики.

Брагина Лилия Александровна,

Ландин Дмитрий Сергеевич,

учаиеся 7Б класса.

Васильева Марина Анатольевна,

учитель математики МБОУ гимназии

№19 имени Н.З.Поповичевой.

Липецк 2018

Оглавление

Введение

Мы – жители планеты Земля. Но, к сожалению, люди далеко не всегда помнят о том, что живут на сравнительно небольшом шарике, сбежать с которого просто нет возможности. Поэтому крайне важную роль для успешной жизни человечества играет сохранение нормальных условий жизнедеятельности. Мы - жители Липецкой области. Нам здесь расти, учиться, а в дальнейшем создавать семьи и растить наших детей. Именно поэтому, мы считаем тему «Экологические проблемы Липецкой области» очень важной и актуальной. В данной работе проведён сравнительный анализ экологической обстановки Липецкой области с 2010 по 2017 годы. В своей работе мы использовали достоверные данные, взятые из докладов Управления экологии и природных ресурсов Липецкой области.

Проблема

Экологическая обстановка в мире ухудшается с каждым днём. А что происходит с экологической обстановкой в Липецкой области?

Гипотеза

Мы ходим, дышим, смеёмся… Значит, экологическая обстановка в Липецкой области хорошая?

Цели работы:

• разобрать теоретический материал темы «Статистическая обработка информации»;
• научиться решать задачи по теме «Статистическая обработка информации»;
• с помощью докладов на сайте Управления экологии Липецкой области собрать и систематизировать материал для статистической обработки;
• провести статистическую обработку полученной информации;
• сделать выводы по различным параметрам о состоянии экологической обстановки Липецкой области.

Этапы выполнения работы:

• изучение темы «Статистическая обработка информации» - июнь 2018 года;
• работа с докладами Управления экологии Липецкой области и определение параметров исследования - июль 2018 года;
• составление таблицы исследований - июль 2018года;
• обработка полученной информации - август-сентябрь 2018 года.;
• оформление работы и выводы - сентябрь 2018 года;
• создание буклета « Сохраним нашу область для будущих поколений -сентябрь-октябрь 2018 года.

Статья

1.Теоретический материал

1.Выборка - ряд данных, полученных в результате статистического исследования.

Например:

 1,5,9,12,56 ,56,89

2.Варианты выборки - каждое число ряда. Например:

Варианта 56 и т.д.

Например

3.Объем выборки - количество чисел в ряду. 

Объём нашей выборки равен 7.

4.Среднее арифметическое - частное суммы всех вариант ряда и объёма выборки.

5.Частота варианты - количество появлений одной и той же варианты в выборке.

Например, частота варианты 1 равна 1, а

6.Размах ряда - разность наибольшей и наименьшей вариант выборки.

Размах нашего ряда : 89-1=88.

7. Если в  упорядоченном ряду данных нечетное число вариант, то средняя по счёту варианта называется медианой. Если в упорядоченном ряду данных четное число вариант, то среднее арифметическое двух средних по счёту вариант называется медианой.

Медиана нашего ряда варианта 12.

8.Мода выборки - варианта выборки, имеющая наибольшую частоту.

В нашем случае это варианта 56.

Рассмотрим ещё один  пример.
Возьмём выборку чисел, упорядоченных по возрастанию: 
3; 6; 9; 15; 20; 23; 24; 29; 36; 38; 45; 52; 61; 64; 69; 69; 75; 92; 99.
1.Каждое число этой выборки, является вариантой выборки. 

2.Кратность всех  вариант равна 1, так как они встречаются в выборке ровно по одному разу.

3.Объём этой выборки – 19, так как в данном ряду 19 вариант.
4.Среднее арифметическое  выборки (3+6+9+15+20+23+24+29 +36+38+45+52+61+64+69+69+75+92+99) :  19= 43,6
5. Размах ряда  99-3=96 .

6.Число 69 встречается чаще других в этом ряду, а значит,  оно является 

модой выборки.

7.Медиана выборки - 38, т.к. эта варианта находится в самом центре числового ряда, в котором нечётное число вариант.

2. Работа по составлению предварительной таблицы  сравнения по докладам Управления экологии и природных ресурсов Липецкой области

На сайте Управления экологии Липецкой области представлены доклады об экологической ситуации Липецкой области .Нами взяты для исследования доклады с 2010 по 2017 год . Чтобы начать статистическую обработку информации, нами составлена  предварительная таблица, в которую мы вынесли параметры, по которым мы будем отслеживать  экологическую ситуацию а нашей области. Для этого мы выбрали следующие параметры:

• Валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух Липецкой области от стационарных источников
• Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта.
•  Водные ресурсы.
•  Обращение с отходами производства и потребления
• Мониторинг атмосферного воздуха в жилой зоне.

Заметим! Составление таблицы данных не даёт наглядного представления о состоянии экологической обстановки Липецкой области, поэтому проведём сравнительный анализ по различным параметрам.

3. Сравнительный  анализ

3.1. Сравнение валовых  выбросов Липецкой области от стационарных источников

Создадим ряд данных:

Данный ряд неупорядочен. Поставим варианты по возрастанию.

320;   320,3;   330;   330;   344,3;   366,2;   366,7;   388.

Мода этого ряда 330 тыс.тонн. Размах данного ряда составляет 68 тыс.тонн, а это значит, что выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух Липецкой области от стационарных источников сократился  на 68тыс.тонн. Медиана данного ряда 337,15 тыс.тонн показывает нам, что в среднем в атмосферу  ежегодно  выбрасывается 337,15 тыс.тонн загрязняющих веществ. Для удобства сравнения данных  составим гистограмму.

 Вывод

В период с 2010 года по 2013 год включительно количество валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Липецкой области от стационарных источников то уменьшалось, то увеличивалось, а в 2013 году достигло максимума 366,7 тыс.тонн.  С 2014 года количество валовых выбросов имеет тенденцию к уменьшению, но это уменьшение происходит очень медленными темпами. Таким образом, количество валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Липецкой области от стационарных источников  вроде бы и сократилось, но мы считаем, что говорить по этому параметру о  том, что экологическая обстановка области улучшилась, будет преждевременным.

3.2. Количество выбросов загрязняющих веществ а атмосферу от автотранспорта

Создадим ряд данных:

Глядя на этот ряд  данных, можно сказать, что размах ряда равен  59, а это означает,  что количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу сократилось  более, чем на треть.  

Вычислим медиану данного ряда. Так как в данном ряду 8 вариант, то медиана  (123+120):2=121,5 тыс.тонн. Это означает, что с 2010 года по 2017 год в атмосферу выбрасывалось  примерно 121,5 тыс. тонн загрязняющих веществ от автотранспорта.

Составим по ряду данных круговую диаграмму.

Вывод

Количество выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в Липецкой области уменьшилось, то есть по этому параметру экологическая обстановка области улучшилась. И это ,несмотря на то, что количество машин на наших улицах постоянно растёт.

3.3.  Сравнение объёма сброса сточных вод

Составим ряд данных:

Составим упорядоченный ряд данных( по возрастанию)

78,9;83,6;87,99; 89,6; 91,6;92,21;94,34;97,1.

Проанализируем полученный ряд.

Разница между самой маленькой и самой большой вариантой (размах ряда) 18,2 млн. м3/год. Много это или мало?

Объём холостого сброса воды через турбины Саяно-Шушенской ГЭС  составляет  2400 м3/с ,а значит  за час это 144000 м3. Получается, что если представить, что Саяно-Шушенская ГЭС сбрасывает  18,2 млн. м3 сточных вод, то ей придётся это делать в течении 18,2:0,144~126 часов.  Ну, а если представить, что Саяно-Шушенская ГЭС сбрасывает  87,99  млн. м3 сточных вод (столько в 2017 году составил объём сброса сточных вод в Липецкой области), то ей надо будет сбрасывать эти сточные воды в течение почти 26 суток. Впечатляет, не правда ли?

Составим по ряду данных линейчатую диаграмму.

Вывод

 Таким образом, происходило сокращение объёма сброса сточных вод в период с 2012 по 2015 год. В 2016 году наблюдалось резкое увеличение объема сброса сточных вод, который стал снижаться в 2017 году.   По этому параметру говорить о том, что экологическое состояние в Липецкой области улучшилось, нельзя, так как размах данного ряда очень невысок. Всего 9,01.

3.4. Сравнение количества отходов производства и потребления

Составим ряд данных:

Примечание: В отчёте Управления экологии Липецкой области отсутствуют данные о сравнении количества отходов производства и потребления за 2017 год.

Упорядочим ряд данных по возрастанию:

4,9;  5; 5; 5; 5,9; 6,8; .8;7.

Посчитаем, сколько в среднем отходов производства и потребления идёт на ухудшение экологии Липецкой области, используя среднее арифметическое        .=5,9 млн. тонн. Мода этого ряда- 5 млн. тонн.

Составим по ряду данных круговую диаграмму.

Вывод

 Количество отходов производства и потребления имеет тенденцию устойчивого роста,  Однако, сделать вывод по тому, как этот параметр влияет  на экологическую проблему Липецкой области мы не смогли. Для этого надо учесть, какой вклад вносят в решение этой проблемы мусороперерабатывающие заводы  Липецкой области. Например, в рамках программы «ЭкоПром-Регионы» с целью эффективного решения санитарных и экологических проблем города в Липецк была основана компания «ЭкоПром-Липецк». Целью проекта было коренным образом изменить технологию переработки и захоронения отходов. Ежедневно компания перерабатывает 544 тонны мусора. А вот данных о других заводах мы не нашли. Поэтому, мы считаем, что не имеем права делать вывод по данному параметру.

4. Предприятия, наносящие наиболее ощутимый экологический урон Липецкой области

Для сравнения создадим полигон. Единицы измерения по вертикали тысячи тонн.

Полигон наглядно показывает нам, что предприятие «Газпром-трансгаз Москва» в период с 2010 по 2017 год приложил немало усилий, чтобы уменьшить вред , наносимый им экологии Липецкой области. А вот предприятиям  ПАО «НЛМК» и ОАО «Липецкцемент» необходимо усилить свою работу в области улучшения экологической обстановки нашей области.

Выводы

Считаем, что на основании проделанной нами работы, мы можем утверждать, что экологических проблем в Липецкой области  очень и очень много. То есть ,наша гипотеза о том, что «Мы ходим, дышим, смеёмся…  Значит, экологическая обстановка в Липецкой области хорошая?»  не подтвердилась. Мы дышим, смеёмся…. Но какой воздух попадает в наши лёгкие? Какой дождь льет на нас? Необходимо всем вместе решать проблему улучшения экологии нашей области. На основе полученных данных нами создан буклет « Сохраним планету для будущих поколений».

( см  Приложение 1)

Используемая литература

1. Кудинов Ю.И. Практическая работа в Word.  Учебное пособие. – Липецк: Издательство ЛГТУ, 1999. – 73 с.
2. Ю.Н.Макарычев,Н.Г.Миндюк Алгебра-7класс.Учебник для углублённого изучения._Мнемозина,2013год

Ресурсы сети Интернет.

1. Сайт управления экологии и природных ресурсов Липецкой области - http://ekolip.ru/ 
2. Ссылки на доклады об экологической ситуации в Липецкой области по годам - http://ekolip.ru/results/doklad/index.php
3. Сайт Саяно-Шушенской ГЭС - http://www.plotina.net/sshges-babkin-15/