Читайте также:
|
В первую очередь необходимо понять, чем же он принципиально отличается от наблюдения. В первую очередь следующим: при наблюдении исследователь старается достичь максимума невмешательства в происходящее явление и зафиксировать его точно таким, каким оно является в естественной среде. Данный подход может оказаться неудобным по многим причинам. В первую очередь, он оставляет слишком много неучтённых факторов. Он не позволяет нам точно оценить конкретное влияние конкретного фактора в конкретных условиях. К тому же естественные условия, за которыми ведётся классическое научное наблюдение по принципу невмешательства, совершенно неконтролируемы, а потому не позволяют нам воссоздать нашу умозрительную модель (а ведь мы помним, что постановка гипотезы начинается с построения модели) необходимое количество раз с удобоваримыми для исследования параметрами. Для того, чтобы справиться со всеми этими препятствиями, учёные ставят эксперименты – максимальное сознательное вмешательство субъекта в объект исследования по строго заданным правилам.
У каждого эксперимента есть дизайн – весь спектр его параметров и характеристик. При планировании дизайна эксперимента должны учитываться все особенности изучаемых объектов и факторов, а также особенность самой поставленной гипотезы. В первую очередь для разных гипотез используются совершенно разные статистические критерии, в зависимости от того, что мы хотим доказать – достоверность различий, наличие корреляции, зависимость вероятности одного явления от возникновения другого. Но эти нюансы мы будем разбирать уже на примере каждого конкретного статистического критерия. Есть два момента, общих для всех экспериментов.
Для того, чтобы к ним прийти, разберём сначала криворукий эксперимент, а потом докажем, что он криворукий. Вот уфологи решили накропать статейку в газетёнку и поставили «эксперимент». Посадили цветочек и положили рядом с цветочком магнитик, а цветочек возьми да и начни расти, цвести и радоваться жизни. «Ура!» кричат уфологи, мы доказали положительное влияние магнетизма на живую материю.
Ну конечно. А кто сказал, что этот цветочек начал резко расти именно потому, что рядом с ним положили магнитик? Может его переставили со стола на подоконник, ближе к свету? А может стали чаще поливать? А может просто весна началась, и световой день стал длиннее? Масса неучтённых факторов. Что же с ними делать?
Решение довольно простое. Каждый эксперимент состоит из двух частей, в англоязычной литературе их зовут treatment и control. В этих частях объекты помещаются в абсолютно идентичные условия. Но. На treatment влияет изучаемый фактор, а на control – нет. Таким образом мы можем пренебречь влиянием неучтённых факторов, ведь если контроль достоверно отличается, значит на treatment повлияло именно то, что интересует нас.
Второй косяк уфологов. А кто нам сказал, что быстрый рост – не есть индивидуальная особенность данного конкретного цветка? Это ещё один неучтённый фактор, справиться с которым контроль нам уже не поможет. Значит под фактор надо подставить несколько разных цветков, и чем больше, тем лучше – тем меньше в случае косячности какого-нибудь из них будет среднее отклонение, тем однороднее будет наш treatment.
Подводя итог, две необходимых составляющих любого эксперимента – контроль и повторности.
3. Шаг третий: сохранение результатов
Как я уже упоминала в лекции первой, один из языков, на которых говорит биология – это язык баз данных. Его грамматика довольно проста, но всё же стоит разобраться, почему она именно такая.
Возьмём для примера многолетний мониторинг какого-нибудь сообщества, например какого-нибудь пруда. Из года в год учитывались – динамика его температуры, жёсткости и pH воды, количество всей живности, которая его населяет, etc, etc. Но вот в один прекрасный день решил кто-то, поглядев на данные свежим глазом – кажется у нас тут наклёвывается корреляция между количеством личинок подёнок и жёсткостью воды. Допустим, пруд уже давно превратился в болото, и понаблюдать за всем in situ возможности уже нет. К тому же для того, чтобы удостовериться в наличии такой зависимости, нужно конкретные данные выцепить из общей базы. Из этого вытекает то, какой собственно база данных должна быть, и какой задаче она отвечает.
Во-первых, база данных нужна, чтобы не упустить такие хрупкие и нестабильные объекты реальности, как живые организмы. Да и изобрести машину времени, чтобы посмотреть ещё разок, какая же была pH у воды пятнадцать лет тому назад, пожалуй есть заколачивание микроскопом гвоздей. Чтобы не упустить ускользающую реальность, её нужно всего-навсего виртуализировать. Именно для этого БД и существуют. Согласитесь, хранить маленькую флешку гораздо удобнее, чем полный шкаф препаратов или проб воды. Мы снова переводим всё в вид математической модели, возвращаясь к тому, с чего начали. Теперь полученными данными мы можем вертеть как угодно и сколь угодно долго. А для того, чтобы ими вертеть, они должны быть записаны так, чтобы их можно было, во-первых, быстро найти, а во-вторых легко комбинировать.
Итак, основная задача БД – упорядочивание информации в таком виде, чтобы ей мог воспользоваться кто угодно, когда угодно, в каких угодно сочетаниях. А также быстрота поиска и группировка данных и виртуализация процесса.
Каким образом можно сделать так, чтобы БД отвечала поставленным целям?
Элементарной единицей БД является запись. И каждая запись обладает двумя параметрами – порядковым номером (номер строки) и названием значения данной записи (название столбца – «Длина», «Время», «Вес» и т.д.). Это позволяет нам группировать данные как с точки зрения величин, к которым привязаны значения, так и с точки зрения времени и количества измерений.
Для быстроты поиска и удобства группировки столбцы должны иметь строгий порядок. Название у каждого столбца уникальное – иначе через пару лет ты ни за что не разберёшь, почему в твоей БД разные группы величин называются одинаково J. По той же причине каждый столбец с уникальным названием должен содержать записи одного значения. Именно поэтому объединённые ячейки – несусветная гадость, потому что они намертво спаивают два разных столбца, лишая их к тому же их уникальности. На пересечении каждой строки и каждого столбца может находиться только одно неделимое значение. Пустые ячейки – это зло, потому что, опять же, лет через пять ты не поймёшь – ты забыл туда занести данные, или это оно так специально? А тем более этого не поймёт никто другой. Ну и наконец, для того, чтобы это получилось, нужно избегать принципа ДДПР – «давай-давай, потом разберёмся». Внимательно, аккуратно, дотошно, занудно:3
4. Шаг четвёртый: приступаем к обработке данных.
И вот тут – аллилуйя – и начинается собственно статистика. А давайте-ка ещё раз внимательно подумаем, для чего она нужна.
Вот перед нами, например, есть вид Ratus ratus. И мы хотим понять, как у представителей этого вида длина хвоста зависит от возраста. Увы и ах – всех крыс мира мы изучить не можем. Поэтому нам необходимо создать некую приближённую математическую модель. Все крысы мира в данном случае будут являться генеральной совокупностью. А изучаемые нами – выборкой. Итак, основная задача статистического анализа – оценить генеральную совокупность по выборке. А вот как это делается – мы с вами обсудим на следующей лекции
Аварии с выбросом химически опасных веществ.
ХОО – предприятия народного хозяйства, при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ).
На протяжении 3-х десятилетий ГО (гражданская оборона) широко использовала понятие СДЯВ, необходимость в котором возникла в середине 60-х годов после крупной аварии (химической) на ст.Горький (выброс из цистерны сжиженного Cl2). В результате пострадало и было госпитализировано значительное количество людей.
В ГО к группе СДЯВ относили хлор, аммиак, сернистый ангидрид, фосген и др. подобные им по физическим и токсическим свойствам газы и жидкости.
СДЯВ – вещества, применяемые в народнохозяйственных целях, которые при выбросе или выливе могут привести к заражению воздуха.
В 80-х годах XX века Министерство химической промышленности, здравоохранения и штаб ГО СССР утвердили перечень СДЯВ из 107 наименований, но он оказался малопригодным для практического использования. Его недостатки:
ü чрезмерная перегруженность (были включены вещества, находившиеся под контролем службы техники безопасности);
ü для большинства веществ отсутствовали токсические характеристики (поражающие и смертельные концентрации, токсодозы).
В этой связи было невозможно прогнозировать масштабы зон заражения и планировать защитные мероприятия. В НИИ ГО разработали критерии, определяющие степень ядовитости веществ:
· по величине коэффициента возможного ингаляционного отравления (КВИО) вещества принадлежат к 1 и 2 классу опасности;
· по количеству вещества на объектах или его транспортировки, выброс которого в окружающую среду может представлять опасность массового поражения людей.
Использование этих критериев позволило ограничить перечень СДЯВ 34 наименованиями. В начале 1991 года на всей территории страны выявили и провели классификацию ХОО. Анализ результатов позволил к 1993 году сократить список до 21 наименования СДЯВ.
Изучив в достаточной степени проблему организации защиты населения от СДЯВ, ГО столкнулась с проблемой заражения ядовитыми веществами в случае ЧС не только приземного слоя воздуха, но и водоисточников, используемых для водоснабжения населения. Таким образом, возникла необходимость в появлении нового понятия для опасных химических веществ, приводящих к ЧС при их аварийных сбросах в открытые водоисточники. Вводить дополнительные термины к СДЯВ было неоправданно.
Поиск рационального решения привел к понятию "аварийно химически опасное вещество" (АХОВ). В настоящее время оно закреплено ГОСТом Р22.9.05-95, согласно которому
АХОВ – вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).
С учетом путей поступления веществ в организм АХОВ подразделяют на:
Ø ингаляционного действия (АХОВ ИД) – через органы дыхания;
Ø перорального действия (АХОВ ПД) – через ротовую полость;
Ø кожно-резорбтивного действия (АХОВ КРД) – через кожу.
Новое понятие АХОВ наиболее полно соответствует действительности, охватывая только группу веществ, представляющую опасность в аварийных ситуациях. То есть, в процессе производства или при перемещении в транспортных средствах эти вещества присутствуют в таких количествах, которые в случае аварийной ситуации могут создать очаг заражения и зону поражения.
Определенные виды АХОВ находятся в больших количествах на предприятиях, их производящих или использующих в производстве. На территории РФ сегодня функционируют свыше 3 тыс. ХОО. Сотни тысяч тонн перевозятся круглосуточно различным транспортом (только хлор по ж/д в год 700 тыс.тонн). В случае аварии могут пострадать не только работники этих объектов, но и люди, проживающие в ближайших кварталах, населенных пунктах.
Крупными запасами АХОВ располагают предприятия химической, целлюлозно-бумажной, оборонной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, черной и цветной металлургии, промышленности минудобрений. Значительное количество сосредоточено на объектах пищевой, мясомолочной промышленности, холодильниках торговых баз, различных АО, в жилищно-коммунальном хозяйстве.
Наиболее распространенные АХОВ – хлор, аммиак, сероводород, сернистый газ, синильная кислота, фосген, бензол, фтор, фтористый водород, бромистый водород, метилмеркаптан.
В зависимости от масштабов аварии с выбросом АХОВ подразделяются на: частные, объектовые, местные, региональные и глобальные.
Основные причины возникновения аварий:
ü физический износ резервуаров и их трубопроводных систем вследствие коррозии металла;
ü нарушение технологического режима хранения потенциально опасного продукта;
ü нарушение техники безопасности обслуживающим персоналом;
ü внешнее физическое или тепловое воздействие на резервуары.
Все низкокипящие опасные продукты хранятся и транспортируются в толстостенных металлических сосудах под избыточным давлением собственных паров. Опасные вещества, кипящие при высокой температуре, хранятся и транспортируются в тонкостенных емкостях.
При аварии и разрушении емкости с АХОВ давление в ней падает до атмосферного, в результате чего жидкое вещество вскипает, преобразуется в газ, пар или аэрозоль и начинает выделяться в атмосферу. Облако АХОВ, возникшее в момент разрушения емкости в пределах первых 3-х минут, называется первичным облаком зараженного воздуха. Оно распространяется на большие расстояния. Оставшаяся часть жидкости (особенно с tкип> 200С) растекается по близлежащей поверхности и, постепенно испаряясь, создает вторичноеоблако зараженного воздуха, которое накрывает меньшее расстояние.
Таким образом, возникают зона химического заражения – территория, зараженная аварийно химически опасными веществами в опасных для жизни людей концентрациях. И очаг поражения – площадь разлива ЯВ и территория, в пределах которой произошли массовые поражения людей, животных, растений.
Воздействие АХОВ на организм может происходить как от первичного, так и вторичного облака. Характерной особенностью поражающего действия первичного облака является высокая концентрация в нем паров ЯВ. Даже его кратковременное воздействие на незащищенных людей может привести к летальному исходу или поражению тяжелой степени.
Вторичное облако, образующееся при испарении АХОВ с площади разлива, характеризуется концентрацией в нем паров ЯВ на 2-3 порядка ниже, чем в первичном. Однако продолжительность его действия значительно больше и определяется временем испарения разлившейся жидкости, которое зависит от физических свойств АХОВ, метеорологических условий и характера разлива (открыто на местности, в поддон или обваловку)
Величина ЗОНЫ ХИМИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ зависит от:
 |
Кол-ва АХОВ, Вертикальной Токсичности Рельефа Скорости
поступивших устойчивости АХОВ местности ветра в
в приземный воздуха приземном
слой атмосферы слое атмос-
в единицу времени феры
Глубина зоны распространения зараженного воздуха зависит от концентрации АХОВ и скорости ветра: при ветре 1 м/с за 1 час облако от места аварии удалится на 5-7 км, при 2 м/с - на 10-14 м, а при 3 м/с - на 16-21 км. Значительное увеличение скорости (6-7 м/с и более) способствует его быстрому рассеиванию.
От скорости ветра зависит и форма зоны заражения. При скорости менее 0,5 м/с она напоминает окружность, от 0,6 до 1 м/с - полуокружность, от 1,1 до 2 м/с - сектор с углом 90о, при более 2 м/с - сектор с углом 45о.
Повышение температуры почвы и воздуха ускоряет испарение ядовитого вещества, а, следовательно, увеличивает концентрацию его над зараженной территорией.
Здания и сооружения городской застройки нагреваются солнечными лучами быстрее тех, что расположены в сельской местности. Поэтому в городах (особенно крупных) наблюдается интенсивное движение воздуха, связанное обычно с его притоком от периферии к центру по магистральным улицам. Это способствует проникновению АХОВ во дворы, тупики, подвальные помещения и создает повышенную опасность поражения населения. В целом стойкость АХОВ в городе выше, чем на открытой местности.
Осадки снижают стойкость АХОВ. С помощью дождя они проникают вглубь почвы и ускоряют их химическое разложение.
Степень вертикальной устойчивости воздуха характеризуется следующими состояниями атмосферы в приземном слое воздуха:
Конвекция: С увеличением высоты в тропосфере происходит уменьшение температуры на 60С на каждый км. В результате этой разности температур возникает архимедова сила, которая обуславливает обмен воздуха между верхними и нижними слоями. Возникают восходящие и нисходящие потоки воздуха. Вертикальная скорость не превышает 20 м/с.
При конвекции облако АХОВ будет рассеиваться, глубина распространения облака и его концентрация уменьшаются.
(нижний слой нагрет сильнее верхнего и происходит перемешивание его по вертикали) возникает при ясной погоде, малых (до 4 м/с) скоростях ветра, примерно через 2ч после восхода солнца и разрушается примерно за 2-2,5 часа до захода солнца;
Изотермия: В определенном диапазоне высот температура остается постоянной. Вертикальные перемещения воздуха прекращаются, равновесие становится стабильным. Это способствует застою АХОВ, что приводит к увеличению глубины распространения облака АХОВ и его концентрации.
(температура воздуха в пределах 20-30м от земной поверхности почти одинаковая) обычно наблюдается в пасмурную погоду и при снежном покрове.
Инверсия: (в переводе с латинского - изменение обычного порядка). С увеличением высоты температура не уменьшается, а увеличивается (может достигнуть 15оС и более). Восходящие потоки воздуха отсутствуют. Он становится задерживающим слоем в атмосфере. При инверсии создаются условия для сохранения высоких концентраций АХОВ и их распространения на большую глубину.
(нижние слои воздуха холоднее верхних) возникает при ясной погоде, малых (до 4 м/с) скоростях ветра, примерно за 1 час до захода солнца и
разрушается в течение часа после восхода солнца.
Работы по ликвидации последствий аварий начинаются без промедления. К месту ЧС высылается разведка. Производится оцепление места аварии. Спасательные и медицинские формирования ведут поиск пострадавших и оказывают им первую помощь (надевают на пораженных противогазы, обеззараживают капли АХОВ на одежде и открытых участках кожи, эвакуируют в ближайшие лечебные учреждения). Одновременно с эвакуацией пораженных выводят (вывозят) – тех, кто не успел укрыться в убежищах.
Принимаются срочные меры по прекращению утечки АХОВ и поступлению его в атмосферу. Включаются оросительные системы, создаются вертикальные водяные завесы, что способствует рассеиванию паров и частичной нейтрализации АХОВ. Производится обваловка места аварии.
В целях сбора и последующего уничтожения растекшихся АХОВ роют ямы, устраивают ловушки.
После локализации очага дегазируют дороги, прилегающую местность, помещения. Особое внимание уделяют местам возможного застоя паров АХОВ (подвалам, ямам, колодцам, оврагам, низинам).
При проводимых работах следует помнить, что пары многих АХОВ, соединяясь с воздухом, образуют легковоспламеняющиеся и взрывоопасные смеси.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 280 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Эксперимент | | | Управление отходами |