Post on 17-Oct-2019
transcript
UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN BUCUREŞTI FACULTATEA DE ENERGETICĂ
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -
USING DATABASES IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING
- EXTENDED ABSTRACT -
Autor: As.cerc.ing. Marius Daniel BONTOȘ
Conducător științific: Prof.univ.dr.ing. Nicolae VASILIU
București, 2011
UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN BUCUREŞTI FACULTATEA DE ENERGETICĂ
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA
MEDIULUI
- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -
USING DATABASES IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING
- EXTENDED ABSTRACT -
Autor: As.cerc.ing. Marius Daniel BONTOȘ
Conducător științific: prof.dr.ing. Nicolae VASILIU
Comisia de analiză și examinare,
conform deciziei SENATULUI U.P.B. nr. 207 din 10.02.2011
Preşedinte Prof.dr.ing. George DARIE U.P. București
Conducător ştiinţific Prof.dr.ing. Nicolae VASILIU U.P. București
Referent Acad. Florin Gh. FILIP ACADEMIA ROMÂNĂ
Referent Prof.dr.ing. Radu DROBOT U.T.C. București
Referent Prof.dr.ing. Dan N. ROBESCU U.P. București
București, 2011
- 2 -
UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN BUCUREŞTI
FACULTATEA DE ENERGETICĂ CATEDRA DE HIDRAULICĂ, MAŞINI HIDRAULICE ŞI INGINERIA MEDIULUI
LABORATORUL DE ACŢIONĂRI HIDRAULICE ŞI PNEUMATICE
As.cerc.ing. Marius Daniel BONTOȘ Conducător ştiinţific: Prof.univ.dr.ing. Nicolae VASILIU
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
USING DATABASES IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING
Abstract: Utilizarea tehnologiilor informatice moderne în
supravegherea și protecția mediului reprezintă o
problemă de actualitate pentru specialiști. Alinierea la
standardele mondiale presupune monitorizarea
parametrilor de calitate ai mediului înconjurător,
prelucrarea datelor obținute, crearea unor baze de date
actualizate în timp real, utilizarea sistemelor
informaționale geografice (SIG) și transferul
rezultatelor către organismele responsabile pentru
promovarea unor măsuri cât mai eficiente de protecție
a mediului și a sănătății populației.
Principalul obiectiv al tezei a fost crearea unui
mediu informatic disponibil on-line având ca suport o
colecție de baze de date relaționale și georeferențiate
necesară pentru diseminarea informațiilor către o
gamă largă de utilizatori. Astfel, s-a urmărit integrarea
unor tehnologii moderne de procesare, de calcul și de
diseminare a datelor.
Primul pas în realizarea obiectivului propus a fost
colectarea informațiilor necesare de la autoritățile
specifice fiecărui domeniu, validarea lor și crearea
structurii primare a bazelor de date. Majoritatea
informațiilor au fost colectate cu ajutorul unui
program de achiziție web automată proiectat și
dezvoltat în cadrul tezei. La nivel național au fost
colectate informații referitoare la geografie,
demografie, structura administrativă, localități, etc.,
iar la nivel regional - date strict legate de poluare,
informații cu privire la principalele surse poluatoare,
la instituțiile publice aflate în zonele cu impact major,
precum și date referitoare la indicatorii sanitari.
Următorul pas a fost crearea unui modul de calcul
automat pentru evaluarea impactului sanitar asupra
sănătății în zonele desemnate. Pentru a reduce timpul
de calcul, modulul a fost implementat direct în
serverul de baze de date utilizând limbajul SQL.
Pentru a crea un mod de raportare accesibil a fost
folosită tehnologia SIG. Cu ajutorul platformei
ArcGIS au fost georefențiate datele colectate precum
și rezultatele evaluării impactului sanitar, fiind create
hărți tematice pentru o vizualizare mai ușoară.
Tehnologia informatică realizată în cadrul tezei
permite integrarea informațiilor obţinute din diferite
surse prin prelucrarea datelor cu programe specifice,
evaluarea automată a impactului poluării asupra
sănătății precum și vizualizarea pe un suport web
(portal) a parametrilor de interes major.
Cuvinte cheie: achiziție web automată, baze de date
relaționale, evaluarea impactului sanitar, Sistem
Informațional Geografic, site web (portal)
Nowadays, modern computer technology for
environmental monitoring is a topical issue for
professionals involved in many fields. Alignment with
global standards involves the monitoring of
environmental quality parameters, processing collected
data with specialized programs, creating a complex
database updated in real time, using geographic
information systems (GIS) and transferring the results
to responsible organizations in order to promote
efficient measures for environmental protection and
public health.
The main objective of this thesis was to create an on-
line computer environment (tool) with the support of
georeferenced relational databases collection for
disseminating information to a wide range of users. This
tool aims the integration of modern technologies for
processing, computing and information dissemination.
The first step in achieving this goal was to collect
information from specific authorities, validate this
information and create the primary structure of the
databases. Most of this data was collected using an
automated web acquisition program designed and
developed in this thesis. The automatic web acquisition
is based on a focused crawling algorithm that
recognizes and saves data in database. Information on
geography, demography, administrative structure,
locations etc. was collected, at national level. At
regional level, pollution data, information on major
pollution sources, public health institutions in areas
with major impact, and health data (mortality and
morbidity) was collected.
The next step was the creation of an automatic
calculation module for health impact evaluation on
designated areas. To speed up the calculation time, the
module was implemented directly in the database server
using SQL language.
GIS technology was used to create a public reporting
tool for large layers of users. Using ArcGIS software
the collected data and the results on health impact
evaluation were georeferenced, generating thematic
maps for an easier understanding of data.
The informatics module created in the thesis allows
the integration of information obtained from various
sources using processing programs, the automatic
assessment of health impact and a web support for
online visualization of parameters and affected areas.
Keywords: automatic web acquisition, relational
databases, health impact assessment, Geographic
Information System, database driven website (portal)
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 3 -
PREFAȚĂ
Mediul înconjurător reprezintă cadrul esenţial al existenţei umane, fiind rezultatul
interacţiunii dintre elementele naturale - sol, aer, apă, climă, biosferă şi elementele rezultate
din activitatea umană. Toate acestea influenţează condiţiile de existenţă a societăţii şi
posibilităţile de dezvoltare a acesteia. Ca urmare, protecţia mediului este o prioritate publică
atât la nivelul României, cât şi la scară globală, având ca scop obţinerea unui mediu curat şi
sănătos şi conservarea resurselor naturale, în concordanţă cu cerinţele dezvoltării economice
şi sociale durabile. Atingerea acestor obiective necesită creşterea nivelului de educaţie şi
conştientizare a populaţiei, pe fondul informatizării globale a societăţii [1].
Tehnologiile informatice constituie în prezent suportul tuturor componentelor
cercetării științifice fundamentale și aplicative în domeniul protecției mediului, fiind utilizate
la simularea numerică a proceselor complexe interdisciplinare, pentru monitorizarea și
conducerea proceselor experimentale din instalațiile de laborator, precum și în toate aplicațiile
din domeniul procesării şi transmiterii informației specifice [2].
Utilizarea tehnologiilor informatice moderne în supravegherea și protecția mediului și
a sănătății reprezintă o problemă de actualitate pentru specialiștii implicați în numeroase
domenii de activitate. Alinierea la standardele mondiale specifice presupune monitorizarea
parametrilor de calitate ai mediului înconjurător, prelucrarea datelor astfel obținute cu
programe specializate, crearea unor baze de date complexe actualizate în timp real, utilizarea
sistemelor informaționale geografice (SIG), etc.
Prezenta lucrare are ca scop crearea unui mediu informatic disponibil on-line având ca
suport o colecție de baze de date relaționale și georeferențiate necesară pentru diseminarea
informațiilor către o gamă cât mai largă de utilizatori. Prin acest instrument se urmăreşte
integrarea unor tehnologii moderne de procesare, de calcul și de diseminare a informațiilor.
Teza a fost elaborată în cadrul Laboratorului de Informatica Mediului al Catedrei de
Hidraulică, Maşini Hidraulice şi Ingineria Mediului din Facultatea de Energetică a
Universităţii POLITEHNICA din Bucureşti.
Lucrarea este structurată în 9 capitole astfel:
capitolul 1 prezintă stadiul actual al cercetărilor asupra bazelor de date ce
cuprind informații referitoare la mediu și sănătate disponibile on-line;
capitolul 2 cuprinde problemele abordate în lucrare precum și metodele de
rezolvare propuse;
capitolul 3 defineşte sistemul integrat de monitorizare și răspuns mediu –
sănătate;
capitolul 4 este dedicat achiziției automate a datelor necesare mediului
informatic conceput în lucrare;
capitolul 5 prezintă structura bazelor de date necesare stocării informaţiilor
referitoare la mediu și sănătate;
capitolul 6 este rezervat evaluării impactului sanitar al poluării atmosferice;
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 4 -
capitolul 7 prezintă modalitatea de utilizare a sistemelor informaționale
geografice în domeniul mediului și sănătății;
capitolul 8 este dedicat aplicației web elaborate de autor.
capitolul 9 cuprinde concluziile lucrării şi sinteza contribuţiilor originale.
Primul pas în realizarea obiectivului propus a fost colectarea informațiilor necesare de
la autoritățile specifice fiecărui domeniu, validarea acestor informații și crearea structurii
primare a bazei de date. Majoritatea acestor informații au fost colectate cu ajutorul unui
program de achiziție web automată proiectat și dezvoltat în cadrul tezei. La nivel național au
fost colectate informații referitoare la geografie, demografie, structura administrativă,
localități, etc., iar la nivel regional - date strict legate de poluare, informații cu privire la
principalele surse poluatoare, la instituțiile publice din domeniul sănătății aflate în zonele cu
impact major, precum și date referitoare la indicatorii sanitari.
Pe baza datelor de intrare furnizate de procesul de colectare a informațiilor a fost
creată structura primară a bazelor de date, aceasta urmând a fi rafinată pe parcurs în funcție de
necesitățile ulterioare ale Sistemului Informațional Integrat Mediu – Sănătate elaborat în
cadrul tezei.
După colectarea datelor de mediu şi sănătate şi crearea efectivă a bazelor de date a
urmat realizarea unei aplicaţii de calcul automat a indicatorilor de mortalitate pentru patru
poluanţi ai aerului pe baza unui model furnizat de Institutul de Supraveghere Sanitară din
Franţa (INVS) [11] ce a fost integrat în platforma web. Aplicaţia extrage automat informaţiile
necesare din bazele de date disponibile, calculează indicatorii iar rezultatele vor fi publicate
sub formă grafică pentru o înţelegere mai facilă.
Următorul pas în realizarea sistemului a fost georeferenţierea acestor date cu ajutorul
tehnologiei SIG şi a mediului de operare ArcGIS, creând astfel un mod de raportare uşor de
înţeles pentru o clasă largă de utilizatori.
Pasul final a fost integrarea tuturor aspectelor mai sus menţionate pe o platformă web
comună, scopul acesteia fiind diseminarea informaţiilor colectate şi a indicatorilor calculaţi
într-un format cât mai accesibil. Pentru realizarea portalului web s-au folosit principalele
limbaje de programare din domeniu (PHP şi ASP.Net) paginile web fiind create cu ajutorul
unor platforme dedicate cum ar fi Mambo pentru paginile realizate în PHP şi DotNetNuke
pentru paginile create cu ajutorul limbajului Asp.Net.
Tehnologia informatică realizată în cadrul tezei permite integrarea informațiilor
obţinute din diferite surse prin prelucrarea datelor cu programe specifice, evaluarea automată
a impactului sanitar al poluării aerului, precum și vizualizarea pe un suport web a parametrilor
de interes major.
* * *
Autorul tezei mulţumeşte în mod deosebit conducătorului ştiinţific, domnul
prof.dr.ing. Nicolae Vasiliu pentru suportul ştiinţific şi moral acordat pe întreaga perioadă de
pregătire şi de elaborare a tezei.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 5 -
Autorul mulţumește şi pe această cale profesorilor şi colegilor care au contribuit -
direct sau indirect - la elaborarea acestei lucrări interdisciplinare. Dintre aceştia se detaşează
următorii specialişti:
- Prof.dr.ing. Daniela Vasiliu, şeful Laboratorului de Informatica Mediului al
Catedrei de Hidraulică şi Maşini Hidraulice din U.P.B.;
- Acad. Florin Gh. FILIP, președintele Secției de Știinţa şi Tehnologia Informaţiei a
Academiei Române;
- Prof.dr.ing. Eugen Constantin Isbăşoiu, şeful Catedrei de Hidraulică, Maşini
Hidraulice şi Ingineria Mediului a Facultăţii de Energetică din U.P.B.;
- Prof.dr.ing. Radu Drobot, din cadrul Catedrei de Construcţii Hidrotehnice a
Facultăţii de Hidrotehnică din Universitatea Tehnică de Construcţii din Bucureşti;
- Drd.ing. Cosmin Cioranu
Nu în ultimul rând, autorul mulţumeşte întregii familii pentru înţelegerea şi susţinerea
permanentă.
Autorul îşi exprimă speranţa că eforturile sale vor fi utile specialiştilor implicaţi în
protejarea mediului înconjurător și a sănătății populației, precum şi studenţilor și
doctoranzilor. Orice apreciere constructivă, transmisă prin poşta electronică la adresa
bontosmarius@gmail.com este binevenită pentru înțelegerea și depăşirea propriilor limite.
București, 2011 Marius Daniel BONTOȘ
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 6 -
CUPRINSUL TEZEI
PREFAȚA 1
1. STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN DOMENIUL UTILIZĂRII
BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
5
1.1. GESTIUNEA BAZELOR DE DATE SPECIFICE MEDIULUI ȘI
SĂNĂTĂȚII
1.2. BAZE DE DATE SPECIFICE MEDIULUI
5
6
1.2.1. Colecții de baze de date și informații disponibile online
A. La nivel mondial
B. La nivel European
C. La nivel național
6
6
7
14
1.3. BAZE DE DATE SPECIFICE SĂNĂTĂȚII 21
1.3.1. Colecții de baze de date și informații disponibile online 21
A. La nivel mondial 21
B. La nivel European
C. La nivel național
24
27
1.4. PROIECTE NAȚIONALE 32
1.4.1. SIM E&H – Sistemul Integrat de Monitorizare și Răspuns pentru
Mediu și Sănătate
32
1.4.2. Life Air Aware
32
2. PROBLEME ABORDATE ÎN LUCRARE ȘI METODE DE REZOLVARE 33
2.1. STADIUL ACTUAL PRIVIND EFECTELE MEDIULUI ASUPRA
SĂNĂTĂȚII
33
2.2. COMPLEXITATEA PROBLEMEI 45
2.3. STRATEGII LA NIVEL EUROPEAN 47
2.3.1. Programele Cadru de cercetare (PC5, PC6, PC7) ale Comisiei
Europene
47
2.3.2. Programele de acțiune pentru mediu 48
2.3.3. Strategia Europeană privind mediul și sănătatea 50
2.3.4. Planul de acțiune pentru mediu și sănătate 2004 - 2010 53
2.4. METODA DE REZOLVARE PROPUSĂ ȘI TEHNOLOGIILE FOLOSITE 54
3. SISTEMUL INFORMAȚIONAL MEDIU-SĂNĂTATE 56
3.1. SĂNĂTATEA ȘI FACTORII DE MEDIU 56
3.2. IDENTIFICAREA RELAȚIEI CAUZĂ-EFECT 60
3.3. UTILIZAREA ȘI LIMITELE INDICATORILOR 70
3.4. ABORDAREA COORDONATĂ BAZATĂ PE INDICATORI 71
3.5. COMPONENTELE SISTEMULUI INFORMAȚIONAL INTEGRAT
MEDIU - SĂNĂTATE
75
3.5.1. Sistemul Informațional al Mediului 75
3.5.2. Sistemul Informațional de Sănătate 76
3.6. REALIZAREA SISTEMULUI INFORMAȚIONAL INTEGRAT MEDIU –
SĂNĂTATE
78
4. MODELE ȘI METODE DE ACHIZIȚIE A DATELOR NECESARE
PROCESULUI DE EVALUARE A IMPACTULUI SANITAR ASOCIAT
80
4.1. MONITORIZAREA ȘI EVALUAREA INTEGRATĂ A MEDIULUI ȘI
SĂNĂTĂȚII
80
4.2. STRUCTURA REŢELELOR DE SUPRAVEGHERE A MEDIULUI 83
4.3. ACHIZIȚIA DATELOR METEOROLOGICE ȘI DE MEDIU 86
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 7 -
4.3.1. Achiziția datelor meteorologice cu ajutorul sistemului automat de
supraveghere addVANTAGE A730
86
A. Descrierea sistemului 86
B. Colectarea datelor 90
4.3.2. Achiziția datelor referitoare la poluarea aerului cu ajutorul tehnologiei
web crawling / web spidering
95
A. Tehnologia web crawling / web spidering 97
B. Sursa datelor și necesitatea achiziției 98
C. Modulul de achiziție 99
4.4. ACHIZIȚIA DATELOR REFERITOARE LA SĂNĂTATEA POPULAȚIEI 102
5. STRUCTURAREA, CREAREA ȘI GESTIONAREA BAZELOR DE DATE
SPECIFICE MEDIULUI ȘI SĂNĂTĂȚII
5.1. BAZELE DE DATE (CONCEPT, CLASIFICARE, OBIECTIVE)
5.2. BAZELE DE DATE SPECIFICE MEDIULUI
5.3. BAZELE DE DATE SPECIFICE SĂNĂTĂŢII
5.4. PROIECTAREA BAZELOR DE DATE NECESARE SISTEMULUI
5.4.1. Proiectarea bazelor de date
5.4.2. Optimizarea structurii bazei de date
5.5. SISTEMELE DE GESTIUNE A BAZELOR DE DATE UTILIZATE
5.5.1. Sistemul de gestiune a bazelor de date - MySQL
5.5.2. Sistemul de gestiune a bazelor de date – Microsoft SQL Server
5.6. DESCRIEREA LIMBAJULUI ȘI A MODULUI DE LUCRU
5.6.1. Limbajul SQL
5.6.2. Componenţa limbajului SQL și modul de lucru
A. Limbajul de definire a structurilor de date (DDL)
B. Limbajul de manipulare a datelor (DML)
C. Limbajul de control al datelor (DCL)
6. EVALUAREA IMPACTULUI SANITAR AL POLUĂRII ATMOSFERICE
URBANE
6.1. NECESITATEA EVALUĂRII IMPACTULUI SANITAR
6.2. ETAPELE IMPLEMENTĂRII EVALUĂRII IMPACTULUI SANITAR
6.2.1. Definirea zonei de studiu
A. Criterii geografice
B. Populaţia şi deplasările
C. Surse de poluare
D. Calitatea aerului
6.2.2. Estimarea expunerii
A. Colectarea datelor referitoare la calitatea aerului
B. Definirea perioadei de studiu
C. Selectarea staţiilor de măsurare
D. Construirea indicatorilor de expunere
6.3. COLECTAREA DATELOR SANITARE ȘI STABILIREA RISCULUI
RELATIV
6.3.1. Mortalitatea totală, cardiovasculară și respiratorie
6.3.2. Internări în spital
6.4. STABILIREA RISCULUI RELATIV
6.4.1. Riscul relativ asociat unei expuneri pe termen scurt
6.4.2. Riscul relativ asociat unei expuneri pe termen lung
6.5. CALCULUL NUMĂRULUI DE CAZURI CARE POT FI ATRIBUITE
104
104
109
111
112
112
129
130
133
135
137
137
138
138
141
144
146
147
147
148
148
149
151
153
153
154
154
155
156
162
162
163
163
164
165
166
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 8 -
UNUI NIVEL DE POLUARE
6.5.1. Principii de calcul
6.5.2. Calcul practic
6.5.3. Implementarea modelului de calcul în cadrul sistemului informațional
6.5.4. Rezultatele evaluării impactului sanitar pentru mortalitatea totală
6.6. INTERPRETAREA REZULTATELOR ȘI CONCLUZII
7. UTILIZAREA SISTEMELOR INFORMAȚIONALE GEOGRAFICE ÎN
DOMENIUL MEDIULUI ȘI SĂNĂTĂȚII
7.1. SUB-SISTEMELE UNUI SISTEM INFORMATIC GEOGRAFIC
7.1.1. Sub-sistemul de introducere a datelor
7.1.2. Sub-sistemul de stocare şi căutare a datelor
7.1.3. Sub-sistemul de prelucrare şi analiză a datelor
7.1.4. Sub-sistemul de ieşire şi vizualizare a datelor
7.2. COMPONENTELE UNUI SISTEM INFORMATIC GEOGRAFIC
7.2.1. Echipamentele (hardware)
7.2.2. Programele (software)
7.2.3. Datele
7.2.4. Utilizatorii
7.3. SISTEMELE INFORMAŢIONALE GEOGRAFICE ŞI SĂNĂTATEA
7.4. DESCRIEREA PACHETELOR DE PROGRAME FOLOSITE
7.4.1. Prezentarea generală a pachetului de programe ArcGIS
7.4.2. Microsoft SQL Server
7.5. CREAREA HĂRȚILOR TEMATICE CU AJUTORUL TEHNOLOGIEI SIG
7.5.1. Georeferențierea
7.5.2. Crearea layerelor cu ajutorul programului ArcMap
7.5.3. Crearea legăturii între layere și baza de date
7.5.4. Crearea hărților tematice de tip choropleth
8. CREAREA PLATFORMEI WEB PENTRU SISTEMUL INFORMATIC
INTEGRAT
8.1. INTERNETUL – PRINCIPALA SURSĂ DE INFORMAȚII
8.2. PREZENTAREA PROGRAMELOR FOLOSITE
8.2.1. Platforma web DotNetNuke
8.2.2. Microsoft Visual Web Developer Express
8.3. MODUL DE LUCRU
8.3.1. Crearea unei pagini utilizând platforma DotNetNuke
8.3.2. Crearea unei pagini utilizând Visual Web Developer Express
8.4. PREZENTAREA PORTALULUI
8.4.1. Secțiunea “Prima pagină”
8.4.2. Secțiunea “Informații teză”
8.4.3. Secțiunea “Achiziția datelor”
8.4.4. Secțiunea “Baze de date”
8.4.5. Secțiunea “EIS”
8.4.6. Secțiunea “SIG”
8.4.7. Secțiunea “Info&Știri”
9. CONCLUZII ȘI SINTEZA CONTRIBUȚIILOR ORIGINALE
9.1. CONCLUZII
9.2. SINTEZA CONTRIBUȚIILOR ORIGINALE
ANEXA1
166
167
171
173
185
187
190
190
191
192
192
193
193
194
194
196
197
199
199
200
201
201
204
208
209
216
216
217
217
218
219
219
220
224
225
226
227
227
230
232
234
235
235
236
238
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 9 -
1. STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN DOMENIUL UTILIZĂRII
BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
Primul capitol al tezei dezbate stadiul actual al cercetărilor în domeniul utilizării
bazelor de date în ingineria mediului, acesta cuprinzând o listă detaliată de sisteme
informatice disponibile on-line ce conțin informații din domeniul mediului și sănătății precum
și principalii furnizori de date la nivel mondial, european și național din cele două domenii.
Partea finală a acestui capitol este dedicată proiectelor de cercetare naționale care au
ca obiectiv stabilirea corelației dintre poluarea mediului și sănătatea populației și evaluarea
impactului sanitar datorat poluării aerului.
2. PROBLEME ABORDATE ÎN LUCRARE ŞI METODE DE REZOLVARE
2.1. STADIUL ACTUAL PRIVIND EFECTELE MEDIULUI ASUPRA
SĂNĂTĂŢII
La nivel mondial, au fost realizate o serie de studii [4, 5, 6, 7] cu privire la efectele
poluanţilor din mediu asupra sănătăţii, rezultatul acestora arătând că cca. 25 – 30% din
volumul total al bolilor din ţările industrializate sunt atribuite factorilor de mediu, afectând
mai ales copiii (în cazul acestora proporţia mortalităţii datorate factorilor de mediu fiind de
37% pentru grupa 0-4 ani şi 36% pentru 0-14 ani [8]) şi grupurile vulnerabile ca populaţia
săracă şi viitoarele mame, acest procent putând avea o evoluţie ascendentă dacă nu se iau
măsuri viabile pentru reducerea presiunilor mediului asupra sănătăţii populaţiei.
În România, principalele cauze de deces în anul 2008 au fost bolile cardiovasculare
(60,48%), urmate de tumorile maligne (18,36%), bolile aparatului digestiv (6,11%), accidente,
vătămări şi otrăvire (5,05%) şi boli ale aparatului respirator (4,86%), o mare parte din acestea
fiind cauzate de factorii de mediu. Decesele din cauze externe şi cauzate de bolile parazitare şi
infecţioase sunt mai frecvente în România (4-5%) decât în alte state membre ale Uniunii
Europene.
Ca şi în celelalte ţări europene, poluarea aerului reprezintă o ameninţare semnificativă
asupra sănătăţii şi în România, aceasta fiind asociată nu numai cu afecţiuni ale sistemului
respirator ci şi cu boli cardiovasculare şi afecţiuni cutanate. Unul dintre cele mai grave efecte
asupra sănătăţii este expunerea pe termen lung la particulele în suspensie (PM), aceasta
ducând la o reducere a speranţei medii de viaţă a populaţiei cu un an sau mai mult.
Emisiile principalilor poluanţi au scăzut în general în România după 1989, în urma
transformărilor politice şi economice din ţară. În perioada 1989-2000 reducerea pe scară largă
a producţiei economice din majoritatea zonelor industriale şi închiderea multor instalaţii mari
poluatoare au condus la reducerea cu peste 50% a emisiilor industriale pentru mulţi poluanţi.
Această scădere generală a emisiilor de poluanţi din aer a dus la îmbunătăţirea calităţii
aerului în multe zone, în special acolo unde poluatorul principal îl constituia industria. Totuşi,
multe zone sunt încă puternic poluate de către sursele industriale şi se impune în continuare
luarea de măsuri pentru îmbunătăţirea calităţii aerului, în special pentru reducerea emisiilor de
oxizi de sulf, azot şi pulberi rezultate de la instalaţiile mari de ardere sau emisiile de noxe
provenite de la transportul rutier, România situându-se încă pe locul 40 într-un top al celor
mai poluante 50 de state la nivel mondial conform unei analize Reuters [9].
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 10 -
2.2. COMPLEXITATEA PROBLEMEI
Stabilirea legăturii cauzale dintre factorii de mediu şi efectele adverse asupra sănătăţii
impune mai multe direcţii de acţiune. Relaţia dintre mediu şi sănătate a fost insuficient
abordată până în prezent, atribuirile anterioare referitoare la impactul mediului şi politicile de
acţiune fiind concentrate pe câte un singur tip de agenţi poluanţi. Aceasta a făcut abordarea
relativ mai simplă, dar de multe ori s-a subestimat impactul real. În concluzie, deoarece
relaţiile dintre mediu şi sănătate sunt deosebit de complexe, este necesară o abordare
integrată.
2.3. STRATEGII LA NIVEL EUROPEAN
În ultimele decenii, la nivel european au fost implementate o serie de strategii ce au
avut ca principal obiectiv promovarea dezvoltării durabile şi îmbunătăţirea calităţii vieţii
cetăţenilor europeni, o parte din acestea fiind:
Programele Cadru de Cercetare (PC5, PC6, PC7) ale Comisiei Europene
Programele de Acțiune pentru Mediu
Strategia Europeană privind Mediul și Sănătatea
Planul de acţiune pentru Mediu şi Sănătate 2004-2010
2.4. METODA DE REZOLVARE PROPUSĂ ŞI TEHNOLOGIILE FOLOSITE
În scopul realizării obiectivelor pe termen lung ale strategiilor mai sus menţionate, la
nivel european au fost puse bazele unui sistem de monitorizare integrat în domeniul mediului
şi sănătăţii (ENHIS) [10]. Scopul acestuia este monitorizarea situaţiei actuale și a tendinţelor
mediului şi sănătăţii. În plus, sistemul își propune evaluarea eficienţei politicilor în ţările din
regiunea pan-europeană, crearea de rapoarte comparative între ţări pe baza obiectivelor
stabilite în programele de acţiune la nivel european, raportarea periodică asupra mediului şi
sănătăţii pentru a sprijini factorii de decizie şi pentru a furniza informaţii pentru profesionişti
şi publicul larg şi schimbul de informaţii, date şi cunoştinţe, precum şi exemple de bună
practică în domeniul sănătăţii publice şi mediului.
Ţinând seama de necesitatea realizării unui astfel de sistem la nivel naţional, lucrarea
de faţă are drept scop crearea unui cadru informatic conceptual disponibil online, denumit
”Sistemul Informațional Integrat Mediu – Sănătate” care are ca suport o colecţie de baze de
date relaţionale şi georeferenţiate, necesară pentru raportarea informaţiilor către o gamă largă
de utilizatori, prin care se doreşte integrarea mai multor tehnologii moderne de procesare, de
calcul şi de diseminare a informaţiilor.
Pentru realizarea Sistemului Informațional Integrat Mediu – Sănătate au fost utilizate o
serie de tehnologii informatice moderne:
Achiziția automată cu ajutorul sistemului Adcon A730;
Achiziția automată cu ajutorul tehnologiei web crawling / web spidering;
Crearea și gestionarea bazelor de date relaționale;
Calculul automat al evaluării impactului sanitar cu ajutorul limbajului SQL;
Tehnologia specifică Sistemelor Informaționale Geografice;
Platforma DotNetNuke și Microsoft Visual Developer Express pentru
realizarea portalului.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 11 -
3. SISTEMUL INFORMAȚIONAL MEDIU-SĂNĂTATE
3.1. SĂNĂTATEA ȘI FACTORII DE MEDIU
Sănătatea populației este strâns legată de mediul înconjurător; de exemplu, cei mai
mulți dintre noi respirăm în fiecare zi aer poluat, ingerăm substanţe chimice create artificial
odată cu hrana și suntem supuși la niveluri de zgomot peste limita admisă.
La nivel mondial a fost definit conceptul Mediu – Sănătate pe care O.M.S. îl descrie
drept totalitatea efectelor asupra sănătății ce cuprind și calitatea vieții, ce sunt determinate de
factori de mediu fizici, chimici, biologici și sociali, referindu-se de asemenea și la metodele
teoretice și practice necesare pentru evaluarea, corectarea, controlul și prevenirea acestor
efecte ce pot afecta negativ generațiile prezente și viitoare.
Conform definiției legăturii dintre mediu și sănătate enunțate mai sus, factorii de
mediu ce pot avea efecte asupra sănătății pot fi clasificați în funcție de natura lor în:
fizici – temperatura, umiditatea aerului, incendii, inundații, secetă etc.;
chimici – diferitele elemente sau substanțe chimice ce se regăsesc în natură sau
sunt sintetizate de om;
biologici – bacteriile, virusurile, helminții etc.;
sociali – stilul de viață, stres etc.
3.2. IDENTIFICAREA RELAŢIEI CAUZĂ-EFECT
Identificarea relaţiei cauză-efect dintre poluarea mediului înconjurător şi sănătatea
umană este de obicei foarte dificilă. Cercetătorii din domeniul sănătăţii, medicii, politicienii,
şi publicul sunt din ce în ce mai îngrijorați de faptul că degradarea mediului cauzată de
activităţile umane s-ar putea traduce în efecte grave de sănătate pe termen lung pentru
populaţia din zonele afectate.
Predicția şi monitorizarea acestor rezultate poate fi dificilă din cauza unor incertitudini
cu privire la gradul şi amploarea schimbărilor de mediu, caracterul indirect al multor căi de
expunere, numărul mare de factori potenţiali de risc, precum şi perioadele lungi de latenţă
dintre expunere şi debutul bolii.
În funcție de vectorul de propagare, efectele asociate poluanților din mediu se pot
clasifica în:
A. Efectele aerului poluat asupra sănătății populației;
B. Efectele apei poluate asupra sănătății populației;
C. Efectele solului poluat asupra sănătății populației.
Schemele prezentate în figurile 3.1 și 3.2 care au ca scop o vizualizare mai ușoară a
legăturilor dintre poluanți și efectele acestora au fost obținute prin asocierea factorilor de
mediu și posibilele afecțiuni induse de aceștia și gruparea acestora după natura lor (chimici,
fizici și biologici).
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 12 -
Boli cardiovasculare
Cancer
Boli respiratorii
Alergii
Afecțiuni ale sistemului osos
Perturbarea sistemului
endocrin şi a metabolismului
Boli infecţioase
Afecţiuni neurologice şi boli
mintale
Slăbirea sistemului imunitar
Anomalii congenitale şi
efecte asupra reproducerii
Boli renale
Afecţiuni ale pielii
Sindromul de stres post-
traumatic
Sindromul caselor bolnave
Sindromul sensibilităţii
multiple
Sindromul oboselii cronice
Degradarea bunăstării şi a
calităţii vieţii
HPA – Hidrocarburi
policiclice aromate
Derivaţi cloruraţi,
micotoxine
Benzen, arsenic şi
azbest
Duritatea apei
Metale grele
Aditivii alimentari
E311, E312
Detergenți
Medicamente
Monoxid de carbon
Particule în suspensie
şi ozon troposferic
Fum de ţigară
Dioxid de sulf şi oxid
de azot
Dioxine şi furani
Ftalaţi
Pesticide
Policlorobifenili
(PCB)
FIGURA 3.1. Principalii agenţi chimici care au impact asupra sănătăţii
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 13 -
10.
Boli cardiovasculare
Cancer
Boli respiratorii
Alergii
Hipersensibilitate nespecifică
Perturbarea sistemului
endocrin şi a metabolismului
Boli infecţioase
Acţiuni neurologice şi boli
mintale
Slăbirea sistemului imunitar
Anomalii congenitale şi
efecte asupra reproducerii
Boli renale
Afecţiuni ale pielii
Sindromul de stres post-
traumatic
Sindromul caselor bolnave
Sindromul sensibilităţii
multiple
Sindromul oboselii cronice
Degradarea bunăstării şi a
calităţii vieţii
Câmpuri
electromagnetice
Radiaţii ionizante,
radon
UV solare şi din
lumină artificială
Umiditate
Schimbări climatice
Zgomot
Miros
Lumină
Paraziţi, microbi şi
viruşi
Polen, mucegai,
animale domestice
Acarieni, dăunători şi
insecte Alimentația
Stres
3.3. UTILIZAREA ŞI LIMITELE INDICATORILOR
Pentru a răspunde la întrebarea: ”Ce efecte poate avea poluarea mediului asupra
sănătății?” au fost creați o serie de indicatori specifici celor două domenii, aceștia fiind
definiți de OMS și Agenția Europeană de Mediu ca o ”expresie a legăturii dintre mediu şi
sănătate prezentată într-o formă care facilitează interpretarea datelor pentru o eficientizare a
procesului de luare a deciziilor”.
Se pot defini:
indicatori descriptivi (care furnizează informaţii de bază referitoare la tendinţele
spaţiale şi temporale în domeniul mediului şi sănătăţii umane);
FIGURA 3.2. Principalii agenţi fizici și biologici care au impact asupra sănătăţii
umane
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 14 -
indicatori de performanţă (corelaţi cu o valoare de referinţă sau un obiectiv
politic);
indicatori ai eficienţei (care arată eficienţa măsurilor politice).
3.4. ABORDAREA COORDONATĂ BAZATĂ PE INDICATORI
Pentru analiză pot fi utilizate cadre de lucru conceptuale adecvate cum ar fi DPSIR
[12] / DPSEEA [13] (Forţe motoare – Presiune – Stare – Impact – Răspuns / Forţe motoare –
Presiune – Stare – Expunere – Efect – Acţiuni) implementate de Agenţia Europeană de Mediu
şi Organizaţia Mondială a Sănătăţii pentru evaluarea impactului mediu – sănătate.
3.5. COMPONENTELE SISTEMULUI INFORMAȚIONAL INTEGRAT MEDIU –
SĂNĂTATE
3.5.1. Sistemul Informațional al Mediului
Un sistem informaţional al mediului (SIM) reprezintă un cadru instituţional distribuit,
care funcţionează într-un context juridic unitar şi este dedicat gestiunii informaţiilor specifice.
El se bazează pe geoinformaţii şi pe tehnologia informaţiei şi comunicării, permiţând
colectarea, integrarea, partajarea şi analiza datelor de mediu, utilizarea şi diseminarea
informaţiei rezultate ca suport pentru elaborarea deciziilor la toate nivelurile, în cadrul
dezvoltării durabile [22].
Pentru ca un SIM să devină operaţional, vor trebui parcurse mai multe etape. Prima se
va concentra pe problemele tehnologice, corespunzătoare etapelor de inovare şi diseminare.
Structurarea trebuie să se axeze pe calificarea necesară fazelor de control şi integrare, şi
anume:
- capacitatea de creare a bazelor de date gestionate în reţea;
- crearea şi actualizarea cataloagelor de metadate şi difuzarea lor pe Internet;
- dezvoltarea aplicaţiilor şi sistemelor suport pentru decizii;
- dezvoltarea capacităţilor în materie de organizare şi gestiune.
3.5.2. Sistemul Informațional de Sănătate
Sistemul Informaţional de Sănătate vizează furnizarea în timp util a datelor şi
cunoştinţelor adecvate, de calitate, în scopul de a susţine procesele decizionale în domeniul
sănătăţii publice la nivel naţional, regional şi local.
3.6. REALIZAREA SISTEMULUI INFORMAȚIONAL INTEGRAT MEDIU –
SĂNĂTATE
Sistemul Informațional Integrat Mediu-Sănătate se va realiza prin corelarea strânsă a
celor două Sisteme Informaţionale: pentru Mediu, respectiv pentru Sănătate (fig. 3.3).
Acest sistem va permite producerea, colectarea, prelucrarea şi raportarea unor
informaţii mai fiabile referitoare la impactul factorilor de mediu asupra sănătăţii în scopul de
a dezvolta răspunsuri bine orientate şi eficiente [21].
Un sistem comun de monitorizare integrată va ajuta procesul de evaluare a riscului să
estimeze poluanţii în scenariile realiste de expunere, chiar şi în prezenţa unor factori ce
modifică expunerea şi efectele acestora.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 15 -
4. MODELE ȘI METODE DE ACHIZIȚIE A DATELOR NECESARE
PROCESULUI DE EVALUARE A IMPACTULUI SANITAR ASOCIAT
4.1. MONITORIZAREA ȘI EVALUAREA INTEGRATĂ A MEDIULUI ȘI
SĂNĂTĂȚII
Monitorizarea (monitoringul) este activitatea centrală a sistemului propus în cadrul
lucrării și poate fi definită, în sens larg, ca o colectare sistematică de informaţii pentru
determinarea valorilor şi evoluţiei în timp a parametrilor relevanţi pentru obiectivele
monitorizării şi raportarea acestor parametri.
Principala componentă a monitorizării mediului este activitatea de măsurare a
parametrilor specifici denumită și metrologia mediului.
În domeniul protecției mediului, metrologia îndeplinește o funcție strategică deoarece
asigură evaluarea obiectivă a stării diferitelor medii și a evoluției acestora, prin caracterizarea,
cuantificarea și controlul diferitelor forme de poluare. Principalele dificultăți legate de
generalizarea activității de evaluare a mediului sunt generate de identificarea setului de
parametrii semnificativi care trebuie măsurați și de interpretarea rațională a rezultatelor
măsurărilor.
4.2. STRUCTURA REŢELELOR DE SUPRAVEGHERE A MEDIULUI
În figura 4.1 este prezentată structura de principiu a unei reţele de supraveghere a
mediului.
O astfel de reţea este alcătuită din următoarele componente de bază [2,14]:
Staţii de măsură;
Laboratoare mobile;
Mijloace de comunicaţie;
Postul central;
Posturi de lucru;
Modalități de avertizare.
FIGURA 3.3. Corelarea informaţiilor în cadrul Sistemului
Informațional Integrat Mediu - Sănătate
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 16 -
4.3. ACHIZIȚIA DATELOR METEOROLOGICE ȘI DE MEDIU
4.3.1. Achiziția datelor meteorologice cu ajutorul sistemului automat de supraveghere
addVANTAGE A730
Sistemul automat de supraveghere A730 (fig.4.2) este un sistem de achiziţie şi
prelucrare a datelor flexibil, uşor de instalat şi de întreţinut, produs de firma Adcon Telemetry
– firmă specializată în sisteme de achiziţie şi procesare a datelor.
Programul addVANTAGE permite determinarea tipurilor de date (precipitaţii,
temperatură, umiditate relativă etc.) şi a perioadei de timp (una, şapte sau treizeci de zile) care
vor fi vizualizate în graficul de date primare. De asemenea, pot fi salvate şi apoi vizualizate
configuraţii prestabilite.
FIGURA 4.1. Schema de principiu a unei rețele de supraveghere a mediului
Postul central
Stații de măsură
Modalități de avertizare
Mijloace de
comunicație
Laborator
mobil
Posturi
de lucru
FIGURA 4.2. Structura sistemului automat de supraveghere Adcon
Sursa: Daniela Vasiliu – Monitorizarea mediului, Editura Tehnică, 2007
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 17 -
4.3.2. Achiziția datelor referitoare la poluarea aerului cu ajutorul tehnologiei web
crawling / web spidering
Un web crawler / web spider este un cumul de programe parțial sau total automatizat
care folosește structura intrinsecă a hyperlink-ului pentru a indexa paginile și conținutul într-o
manieră metodică, procesul în sine numindu-se web crawling sau web spidering. Crawler-ele
web creează o meta-copie a tuturor paginilor vizitate pentru utilizarea viitoare sau procesarea
în vederea unei căutări mai eficiente [15].
Arhitectura tipică a unui crawler Web de nivel înalt [15] este prezentată în figura 4.3.
După cum se poate observa, acesta conține un bloc creat pentru salvarea locală a paginilor
web ce permite mai multe instanțe concomitent. După această etapă paginile trec într-o listă
de așteptare unde sunt ordonate în funcție de un scor calculat iar apoi urmează selecția datelor
dorite din conținutul brut al paginilor procesate. Ultima etapă este salvarea acestor date
selectate, sub formă de text și metadate, în baze de date indexate pentru o afișare cât mai
rapidă a acestora.
La nivelul ţării noastre, cea mai importantă sursă de date disponibile pe internet cu
privire la parametrii de calitate a aerului este portalul www.calitateaer.ro [3], scopul acestuia
fiind comunicarea în timp real a informațiilor referitoare la calitatea aerului. Informațiile
publicate pe site provin de la reţeaua de monitorizare a calităţii aerului (RNMCA) ce
cuprinde, la nivel naţional, 117 staţii automate şi 17 staţii mobile, acestea fiind arondate la
cele 38 de centre locale, situate în Agenţiile de Protecţia Mediului.
Parametrii măsurați în cadrul rețelei și publicați pe site sunt: dioxidul de sulf (SO2),
oxizii de azot (NOx), monoxidul de carbon (CO), ozonul (O3), pulberile în suspensie (PM10 şi
PM2.5), benzenul (C6H6), plumbul (Pb) etc.
Datorită intervalului de timp mic pentru care este publicată informația, a fost necesară
crearea unui modul de achiziție automată a datelor folosind tehnologia web crawling / web
spidering descrisă mai sus. Acesta va căuta datele măsurate disponibile în cadrul portalului de
patru ori pe zi, salvându-le într-o bază de date locală, rezultând astfel o achiziție pe termen
lung a parametrilor necesari pentru evaluarea impactului sanitar.
FIGURA 4.3. Arhitectura unui crawler web
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 18 -
Modulul de achiziție realizat este alcătuit din trei componente majore:
Realizarea fișierelor de parametrizare a achiziției
Pentru achiziția datelor prezente în cadrul portalului am optat pentru folosirea unui
algoritm de crawling orientat [16]. Pentru a achiziționa informația disponibilă într-un mod cât
mai coerent a fost necesară crearea unor fișiere de achiziție pentru fiecare stație de măsură și
pentru fiecare parametru, rezultând astfel aproximativ 1000 de astfel de fișiere (142 de stații și
maxim 14 parametrii per stație).
Exemplu de fișier de achiziție, pentru stația AB-1 și pentru parametrul dioxid de azot: {s:16:"ab1_dioxid_azot";s:4:"data";s:10:"07/09/2009";s:5:"data2";s:1
0:"08/09/2009";s:8:"statie_3";s:2:"36";s:5:"param";s:1:"2";s:10:"dat
a_types";s:1:"1";s:9:"tolerance";s:1:"3";}
Astfel:
s:16:"ab1_dioxid_azot"; - reprezintă denumirea fișierului s:4:"data";s:10:"07/09/2009";s:5:"data2";s:10:"08/09/2009"
- reprezintă perioada primei achiziții
s:8:"statie_3";s:2:"36"; - reprezintă codul stației de măsură
s:5:"param";s:1:"2"; - reprezintă codul parametrului măsurat
s:10:"data_types";s:1:"1"; - reprezintă tipul datelor
s:9:"tolerance";s:1:"3"; - reprezintă numărul de zecimale cu care se va
face achiziția
Parsarea fișierelor
În informatică, parsarea reprezintă parcurgerea şi analiza unui text, cu identificarea
stringurilor importante, în raport cu caracteristicile dorite. Un parser este o componentă a unui
interpretor sau compilator, în cadrul cărora identifică structura textului de intrare şi o aduce
într-o formă potrivită pentru prelucrări ulterioare.
În cazul de față, parsarea s-a folosit pentru extragerea din fișierele de parametrizare a
achiziției, descrise mai sus, a datelor necesare (descriptorilor) pentru trimiterea unei cereri de
date către site-ul ”calitateaer.ro” [3].
Achiziția și salvarea datelor
Achiziția și salvarea datelor este realizată cu ajutorul unui program automat (post.php)
de încărcare a descriptorilor și trimitere a acestora ca și cerere http către serverul țintă [3],
pasul următor fiind captura conținutului. Aceasta se realizează prin extragerea elementelor
prestabilite din paginile web salvate local, datele ce urmează a fi extrase fiind într-un format
tabelar ușor de recunoscut de către programul de parcurgere a paginii.
Pentru a fi siguri că datele sunt colectate, programul va rula automat de 4 ori pe zi.
Pe lângă datele serializate, scriptul conține datele de conectare la portalul
”calitateaer.ro”, datele de conectare la bazele de date locale în care vor fi vărsate informațiile
colectate, toate aceste rutine fiind explicate în continuare, în linii mari:
Rutina pentru includerea datelor generate de scriptul pentru parsarea fișierelor
de achiziție:
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 19 -
include_once("lib_parser.php"), unde:
lib_parser.php - este scriptul creat pentru parsarea fișierelor de
achiziție
Rutina pentru trimiterea cererii de date către adresa stabilită și salvarea locală a
acestora:
function do_post_request2($url,$data), unde: $url=http://calitateaer.ro/valori.php
$data – reprezintă parametrii de achiziție
Rutina pentru conectarea la baza de date MSSQL: $link = mssql_connect('MARIO-PC\SQLEXPRESS',
'username','password');
if (!$link || !mssql_select_db ('MediuDatabase',
$link)) {
die('Unable to connect or select database!');}
Rutina pentru conectarea la baza de date MySQL: mysql_connect("localhost","root","");
mysql_select_db("mediu");
Rutina pentru salvarea informațiilor preluate în baza de date MSSQL: parser_addtodb_mysql($data,"DATE_POLUARE_AER",...),
unde: $data – reprezintă datele colectate
Rutina pentru salvarea informațiilor preluate în baza de date MySQL:
parser_addtodb_mssql($data,"DATA_NEW",...), unde:
$data – reprezintă datele colectate
4.4. ACHIZIȚIA DATELOR REFERITOARE LA SĂNĂTATEA POPULAȚIEI
Datele de sănătate au fost furnizate de către Direcția de Sănătate Publică Dâmbovița,
Casa de Asigurări de Sănătate și departamentele de informaţii medicale ale spitalelor.
Aceste instituții trebuie să furnizeze, pe de o parte date referitoare la cauzele medicale
de deces – stabilite de medicul care face constatarea – conform clasificării internaţionale a
maladiilor (CIM) stabilită de OMS [17], precum și date referitoare la activitatea din spitale
(număr anual de admisii din motive respiratorii sau cardiovasculare) ce ar trebui extrase din
sistemul informaţional de sănătate.
5. STRUCTURAREA, CREAREA ȘI GESTIONAREA BAZELOR DE DATE
SPECIFICE MEDIULUI ȘI SĂNĂTĂȚII
5.1. BAZELE DE DATE (CONCEPT, CLASIFICARE, OBIECTIVE)
Datele [18] sunt fiecare dintre numerele, mărimile, relațiile, etc., care servesc pentru
rezolvarea unei probleme sau care sunt obținute în urma unei cercetări și urmează să fie
supuse unei prelucrări, acestea fiind apoi organizate în colecții și structuri de date.
Din punct de vedere al prelucrării pe calculator, datele sunt definite de trei elemente:
un identificator, atribute şi valoare.
Scopul bazelor de date este de a integra date individuale, pe care le transformă din
fapte izolate în informaţii utile. Dacă fişierele de date pot fi organizate în mai multe moduri
astfel încât să permită accesul secvenţial sau direct la informaţii, în funcţie de necesităţile
utilizatorilor, şi bazele de date pot fi organizate în mai multe moduri, astfel încât să fie cât
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 20 -
mai utile. Aşadar, baza de date fiind o colecţie de entităţi (câmpuri şi înregistrări), organizarea
acestora se poate face în mai multe moduri astfel încât structura de date să răspundă cât mai
bine necesităţilor utilizatorului. Cele mai răspândite modele structurale (conceptuale) ale
bazelor de date sunt următoarele:
ierarhice;
reţea;
relaţionale.
5.2. BAZELE DE DATE SPECIFICE MEDIULUI
O bază de date de mediu este un tip particular de bază de date care stochează principalele
date de mediu şi care îndeplineşte următoarele trei condiţii:
majoritatea datelor sunt specifice mediului;
este utilizat un sistem de baze de date pentru stocarea acestor date;
bazele de date sunt stabilite în funcție de utilizările specifice mediului şi de
cerinţe.
5.3. BAZELE DE DATE SPECIFICE SĂNĂTĂŢII
Bazele de date medicale conţin date în formate diferite: radiografii, scanări, informaţii
sub formă de text care descriu detalii referitoare la afecţiuni, istoric medical, sau diferite
semnale cum ar fi EKG, ECG, EEG, etc. Aceste date nu trebuie să se afle în acelaşi sistem, ci
pot fi distribuite în mai multe sisteme de calcul, disparate în funcţie de sursa datelor. Astfel de
date eterogene transformă procesul de căutare a datelor într-un proces foarte complex.
5.4. PROIECTAREA BAZELOR DE DATE NECESARE SISTEMULUI
Pornind de la modelul relațional și ținând cont de intrările din sistemul de achiziție,
bazele de date și tabelele componente au fost structurate corespunzător pentru a răspunde cât
mai bine nevoilor ulterioare ale conceptului denumit în continuare “Sistem Informațional
Integrat Mediu - Sănătate” (SIIMS).
Proiectarea unei baze de date [19] este o activitate laborioasă şi necesită parcurgerea
următoarelor etape:
formularea problemei;
analiza cerinţelor informaţionale şi definirea datelor de ieşire / intrare;
definirea tabelelor, a structurii acestora şi a relaţiilor dintre tabele;
optimizarea structurii bazei de date.
În cazul temei propuse, obiectivele aplicației sunt diseminarea informaţiilor colectate,
crearea legăturilor mediu – sănătate prin calculul indicatorilor specifici și diseminarea
acestora într-un format cât mai accesibil. În acest caz, prin existenţa unei baze de date, se
asigură fondul de informaţii, într-o structură şi de o calitate corespunzătoare pentru o
raportare cât mai facilă a rezultatelor. Baza de date trebuie să permită atât obţinerea unor
informaţii de detaliu, elementare, cât şi calculul şi prezentarea unor indicatori sintetici,
agregaţi.
Sistemul Informațional Integrat Mediu - Sănătate conține 6 baze de date. Diagramele
și structura bazelor de date principale sunt prezentate în figurile următoare (fig. 5.1 - 5.3):
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 21 -
Baza de date AERData
Baza de date ”SANATATEData”
FIGURA 5.1. Diagrama bazei de date ”AERData”
FIGURA 5.2. Diagrama bazei de date ”SanatateData”
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 22 -
Baza de date GISData – conține tabelele cu date geografice și demografice
necesare pentru realizarea hărților cu ajutorul tehnologiei SIG.
5.5. SISTEMELE DE GESTIUNE A BAZELOR DE DATE UTILIZATE
Un sistem de gestiune a bazelor de date (SGBD) constituie o interfaţă între utilizatori
şi baza de date, care permite în principal crearea, actualizarea şi consultarea acesteia. În acest
context, sistemul poate fi definit ca un instrument de asamblare, codificare, aranjare, protecţie
şi regăsire a datelor în baza de date.
Pentru organizarea şi stocarea informațiilor în bazele de date, SGBD-urile utilizează
modele conceptuale (modele structurale), modelul cel mai des folosit pentru stocarea acestora
fiind modelul relaţional, iar în acest caz sistemul software care permite gestionarea bazelor de
date relaționale este denumit sistem de gestiune a bazelor de date relaționale (SGBDR).
În cazul de față, pentru o mai bună interoperabilitate, s-a optat pentru folosirea în
paralel, cel puțin pentru partea de achiziție web și vizualizare, a câte unui sistem din fiecare
categorie: din categoria cu sursă deschisă (open source) s-a folosit MySQL, iar din categoria
sistemelor proprietare s-a folosit Microsoft SQL Server (varianta Express).
5.6. DESCRIEREA LIMBAJULUI ȘI A MODULUI DE LUCRU
Limbajul standard folosit pentru exploatarea bazelor de date relaţionale este SQL,
adică limbajul de interogare structurat. SQL este folosit de marea majoritate a SGBDR-urilor
(Microsoft SQL Server, Oracle, IBM DB2, MySql, INGRES, Sybase etc.) pentru accesul la
bazele de date, permițând stocarea, regăsirea şi modificarea informațiilor din bazele de date
relaţionale. Mai exact, limbajul SQL permite efectuarea următoarelor operaţii:
Crearea bazelor de date şi a tabelelor;
Modificarea structurii tabelelor;
Indexarea tabelelor;
Stabilirea unor relaţii între tabelele componente ale unei baze de date;
Actualizarea conţinutului tabelelor componente ale bazelor de date;
Interogarea tabelelor componente ale bazelor de date;
Controlul (adăugarea sau revocarea) drepturilor de acces pentru utilizatori
asupra bazelor de date, asupra unor tabele sau asupra unor câmpuri ale acestor
tabele aflate în componenţa bazelor de date;
Configurarea unor elemente legate de securitatea sistemului.
FIGURA 5.3. Diagrama bazei de date ”GISData”
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 23 -
6. EVALUAREA IMPACTULUI SANITAR AL POLUĂRII ATMOSFERICE
URBANE
În prezent, riscurile sanitare legate de poluarea atmosferică sunt determinate din ce în
ce mai exact, mai ales în ceea ce priveşte efectele care apar pe termen scurt. Acest lucru se
datorează numărului mare de studii experimentale umane [20] şi epidemiologice [23-27]
efectuate și publicate în cursul ultimilor ani. Acestea permit stabilirea rolului poluării
atmosferice în apariţia sau exacerbarea unei game vaste de manifestări sanitare, mergând de la
mortalitatea anticipată până la modificarea parametrilor funcţiei ventilatorii și accentuarea
afecţiunilor cardio-respiratorii.
Deoarece nu toate problemele referitoare la efectele poluării atmosferice asupra
sănătăţii sunt rezolvate, este necesar ca "evidenţa epidemiologică" să fie corelată cu o mai
bună cunoaştere a mecanismelor etiopatogenice care guvernează apariţia efectelor nefaste ale
poluării atmosferice asupra sănătăţii.
Astfel, evaluarea impactului sanitar (EIS) al poluării atmosferice constituie un
instrument operaţional de gestiune a riscului, în măsura în care, chiar incert, rezultatul unei
măsurări de impact fundamentate pe cele mai bune cunoştinţe disponibile în prezent este mai
reproductibil şi mai transparent decât un raţionament bazat pe presupuneri arbitrare.
6.1. NECESITATEA EVALUĂRII IMPACTULUI SANITAR
O evaluare a impactului sanitar permite fixarea obiectivelor de îmbunătăţire a calităţii
aerului fundamentate pe criterii obiective de sănătate publică. Beneficiile aşteptate din punct
de vedere al sănătăţii publice ale diferitelor scenarii de evoluţie a poluării atmosferice, pot fi
evaluate în perspectivă. Ele permit de asemenea compararea eficienţei diferitelor strategii şi
orientarea deciziilor care pot avea o influenţă asupra calităţii aerului.
Evaluarea impactului sanitar permite compararea efectelor sanitare aşteptate, conform
cărora se ia ca şi criteriu de apreciere respectarea valorilor normative sau nedepăşirea unei
valori fixate local. De asemenea, este posibil de exemplu să se ţină seama de elaborarea unei
politici locale a transporturilor, al efectului sanitar care ar fi asociat cu o reducere în
intensitate a punctelor de poluare în raport cu o scădere a nivelelor cronice de poluare.
În plus, dacă acţiunile de reducere a emisiilor sunt puse în aplicare, o evaluare a
impactului sanitar permite măsurarea impactului lor asupra sănătăţii publice şi evaluarea
eficienţei acestora.
6.2. ETAPELE IMPLEMENTĂRII EVALUĂRII IMPACTULUI SANITAR
O evaluare a impactului sanitar (EIS) poate fi implementată în zonele urbane în care
expunerea populaţiei la poluarea atmosferică poate fi corect estimată şi considerată ca
omogenă. Aceasta presupune parcurgerea următoarelor etape:
– Definirea zonei de studiu
Această primă etapă presupune determinarea unei zone în care populaţia este
expusă, în medie, la acelaşi nivel de poluare pe unitatea de timp de referinţă. În
primul rând se referă la aglomerările urbane, adică zonele în care o populaţie
numeroasă este expusă la un nivel de poluare care rezultă din concentrarea
activităţilor umane.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 24 -
Procesul de definire a zonei de studiu se bazează pe următoarele criterii:
o Criterii geografice
o Repartiția populației și deplasările
o Identificarea surselor majore de poluare
o Cunoașterea calității aerului
– Estimarea expunerii
Modul cel mai simplu de calcul pentru estimarea expunerii unei populaţii constă
în determinarea valorii medii a datelor colectate din zona în care trăieşte această
populaţie.
Estimarea expunerii populaţiei se bazează pe ipoteza conform căreia media zilnică
a valorilor furnizate de senzorii selecţionaţi constituie o bună aproximare a mediei
expunerilor individuale zilnice.
În concluzie, este vorba despre construirea pentru fiecare poluant a unui indicator
de expunere medie. Această construire presupune patru faze:
o colectarea datelor adecvate cu ajutorul reţelei de supraveghere;
o determinarea perioadei de studiu;
o selectarea staţiilor;
o construirea indicatorilor de expunere pornind de la staţiile selecţionate.
6.3. COLECTAREA DATELOR SANITARE ȘI STABILIREA RISCULUI
RELATIV
În această etapă, este necesar să se dispună de statistici sanitare care să se refere la
situaţiile specifice localităţilor care aparţin zonei de studiu şi pentru fiecare anotimp al
perioadei de studiu: mortalitatea la toate vârstele şi pentru toate cauzele (cu excepţia celor
accidentale), numărul de internări în spital la toate vârstele din motive cardiovasculare și
numărul de internări din motive respiratorii (15 - 64 ani şi +65 ani).
6.4. STABILIREA RISCULUI RELATIV
În statistică şi în epidemiologia matematică, riscul relativ (RR) este riscul unui
eveniment (sau de a dezvolta o afecțiune) în raport cu expunerea. Riscul relativ este raportul
dintre probabilitatea de apariție a evenimentului în grupul expus comparativ cu un grup care
nu a fost expus. [34]
Pentru a efectua o evaluare a impactului sanitar este necesar să avem o relaţie doză-
risc stabilită pornind de la studii efectuate pe populaţii comparabile, prin calcularea unui
estimator de risc. Astfel, pe baza studiilor de evaluare a impactului asupra sănătății PSAS-9,
APHEA 1-2, APHEIS, efectuate de către Institutul de Supraveghere a Sănătății Franța și
Organizația Mondială a Sănătății [29-33] s-a observat că riscul relativ pentru afecțiunile
studiate a avut valori apropiate indiferent de locația pentru care a fost calculat, putând fi
definit astfel un interval de încredere și stabilită o valoare a riscului relativ pentru fiecare
diagnostic principal luat în calcul.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 25 -
6.5. CALCULUL NUMĂRULUI DE CAZURI CARE POT FI ATRIBUITE UNUI
NIVEL DE POLUARE
6.5.1. Principii de calcul
Pentru o perioadă de timp dată, proporţia evenimentelor sanitare care pot fi atribuite
unui nivel de poluare dat, se calculează pornind de la următoarea formulă:
unde: este proporţia evenimentelor sanitare care pot fi atribuite nivelului de poluare
atmosferică considerat (decese, internări în spital etc.); – riscul relativ asociat nivelului de
poluare studiat; – prevalenţa expunerii, adică proporţia din cadrul populaţiei care este
expusă nivelului de poluare considerat.
În cazul poluării atmosferice urbane, toată populaţia poate fi considerată ca fiind
expusă în medie nivelului de poluare considerat ( = 1) şi numărul de cazuri care pot fi
atribuite poate fi calculat pornind de la formula simplificată:
unde: este numărul de cazuri care pot fi atribuite pentru perioada considerată;
– numărul mediu de evenimente sanitare observate în cursul perioadei considerate.
În aceste două formule, proporţia sau numărul de evenimente care pot fi atribuite sunt
calculate având ca referinţă un nivel de poluare atmosferică nul, la care este asociat un risc
relativ (RR) egal cu 1. Cu toate acestea, atât din punctul de vedere al evaluării cât şi din cel al
luării deciziilor, alegerea unui nivel de poluare nul nu este adecvat. Efectiv, nivelul de bază al
poluării atmosferice la scară urbană nu este obligatoriu nul (ţinând seama şi de poluarea inter-
regională) şi un nivel nul al poluării atmosferice în mediul urban nu constituie un obiectiv în
sine rezonabil sau cel puţin operaţional.
Cel mai des, proporţia sau numărul de evenimente care pot fi atribuite este calculat nu
pentru un nivel de poluare dat ci pentru o diferenţă de poluare dată. În acest caz:
unde: este numărul de cazuri care pot fi atribuite pentru perioada considerată;
– excesul de risc asociat diferenţei de poluare Δ studiat, dat de relaţia expunere – risc;
– numărul mediu de evenimente sanitare în cursul perioadei considerate.
Acest calcul se aplică pentru fiecare dintre indicatorii de expunere care caracterizează
poluarea urbană, adică pentru cel puţin următorii indicatori: particule (PM10), SO2, NO2 şi O3.
Deoarece riscurile relative asociate fiecărui indicator de poluare nu sunt independente,
numărul de evenimente care poate fi atribuit indicatorilor de poluare nu poate fi cumulat. În
stadiul actual al cunoştinţelor, impactul sanitar al poluării atmosferice urbane poate fi estimat
ca fiind cel puţin egal cu cel mai mare număr de evenimente care pot fi atribuite unuia dintre
indicatorii de expunere studiaţi.
6.5.2. Calcul practic
Calcul zilnic
În practică, numărul de evenimente sanitare care pot fi atribuite poluării atmosferice
urbane este calculat pentru fiecare dintre indicatorii de expunere (PM10, SO2, NO2 şi O3) şi
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 26 -
pentru fiecare zi din perioada de studiu considerată (unitatea de timp reţinută pentru
construirea indicatorilor de expunere).
Pentru un indicator de poluare şi pentru o zi dată, numărul de evenimente care pot fi
atribuite unei diferenţe de poluare este calculat cu formula:
unde: este numărul zilnic de evenimente care pot fi atribuite diferenţei de expunere
(Ej - Er) ; – riscul relativ asociat unei diferenţe (Ez - Er) de expunere dată; - nivelul de
expunere ales ca referinţă; – nivelul pentru ziua z a indicatorului de expunere considerat;
– numărul de evenimente care corespunde nivelului de expunere ales ca referinţă.
– riscul relativ asociat unei diferenţe (Ez - Er) de expunere dată este calculat cu
ajutorul formulei: ((
) )
unde: este riscul relativ estimat pentru o creștere cu 10 μg/m3 a nivelului de poluare
preluat din studiile de specialitate efectuate de Institutul de Supraveghere a Sănătății din
Franța și de Organizația Mondială a Sănătății [28,35].
Numărul de evenimente care nu pot fi atribuite unei diferenţe de poluare este calculat
cu formula:
Această metodă de calcul constituie o aproximare simplificată recomandată de OMS
prin care rezultatele obţinute sunt aproape identice celor care rezultă din utilizarea formulei
exacte.
Calculul sezonier
Pentru fiecare indicator de poluare, impactul sanitar sezonier este obţinut prin
însumarea evenimentelor sanitare calculate pentru fiecare zi, corespunzând perioadei de
studiu sau ipotezei de calcul reţinute. ∑
Pentru o mai bună implementare a modelului de calcul a fost necesară simplificarea
acestuia. În acest sens fracția (
) din cadrul formulei pentru calculul riscului relativ
a fost notată cu și calculată separat, fiind considerată constantă. Astfel formula
pentru calculul riscului relativ asociat unei diferenţe (Ez - Er) de expunere dată devine:
( )
De asemenea, pentru calculul sezonier, în loc de însumarea evenimentelor sanitare
calculate pentru fiecare zi, am optat pentru calculul numărului de cazuri ce pot fi
atribuite unei clase de poluare (g/m3) ținând cont de numărul de zile de poluare
corespunzător fiecărei clase. În acest caz, formula de calcul este următoarea:
unde: este numărul de zile de poluare corespunzător fiecărei clase.
Pentru această evaluare a impactului sanitar au fost reținute trei ipoteze de calcul
(scenarii):
Scenariul 1: Calculul impactului asupra sănătăţii pentru expunerea la niveluri scăzute
de poluare (de exemplu 10μg/m3)
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 27 -
Scenariul 2: Câştigul sanitar asociat cu eliminarea vârfurilor (nivelul de referință =
valoarea limită standard)
Scenariul 3: Câștigul sanitar obţinut pentru o expunere egală cu media anuală redusă
cu 25% (nivel de referință fix = media anuală x 0,75)
6.5.3. Implementarea modelului de calcul în cadrul sistemului informațional
Așa cum a fost menționat anterior, pentru crearea bazei de date a fost folosit sistemul
de gestiune Microsoft SQL Server Express. Astfel, pentru a reduce timpul necesar pentru
calculul impactului sanitar, am optat pentru implementarea acestuia în cadrul sistemului de
gestiune prin crearea unui program (script) SQL, acesta fiind descris în continuare.
Pentru calculele intermediare au fost folosite o serie de tabele temporale acestea fiind
descrise în capitolul anterior.
După crearea și popularea cu informații a tabelelor necesare, am trecut la calculul
efectiv, primul pas fiind calculul constantei pentru valoarea inferioară, centrală și
superioară a riscului relativ, valorile acesteia fiind păstrate în tabela temporală creată pentru
evaluarea impactului denumită ” #calc_mortalit_tot”.
/* Calculul constantei */
update #calc_mortalit_tot
set b_central=SanatateData.dbo.indicatoriAer.b_central
from SanatateData.dbo.indicatoriAer
where substring(cast(#calc_mortalit_tot.idPoluant as
char),1,1)=SanatateData.dbo.indicatoriAer.idPoluant
Pasul următor a fost crearea procedurii pentru calculul numărului de cazuri care nu pot
fi atribuite nivelului de referință ales pentru fiecare scenariu și pentru fiecare din indicatorii de
expunere (PM10, SO2, NO2 şi O3) considerați.
/* Calculul numărului de cazuri care nu pot fi atribuite nivelului de
referință ales */
update #calc_mortalit_tot
set pr1=med_zilnica*(1-((EXP(b_central*(medie-niv_ref_s1))-1) /
EXP(b_central*(medie-niv_ref_s1)))),
pr2=med_zilnica*(1-((EXP(b_central*(medie-niv_ref_s2))-1) /
EXP(b_central*(medie-niv_ref_s2)))),
pr3=med_zilnica*(1-((EXP(b_central*(medie-
(medie*(niv_ref_s3/100))))-1) / EXP(b_central*(medie-
(medie*(niv_ref_s3/100))))))
Am trecut apoi la calcularea riscului relativ inferior, central și superior pentru toate
scenariile luate în calcul.
/* Calculul riscul relativ asociat unei diferenţe de expunere */
update #calc_mortalit_tot
set rr_calc_inf_s1=EXP((b_inf)*(select case when(valClasa1-
niv_ref_s1)>0 then (valClasa1-niv_ref_s1) else 0 end)),
rr_calc_central_s1=EXP((b_central)*(select case when(valClasa1-
niv_ref_s1)>0 then (valClasa1-niv_ref_s1) else 0 end)),
rr_calc_sup_s1=EXP((b_sup)*(select case when(valClasa1-
niv_ref_s1)>0 then (valClasa1-niv_ref_s1) else 0 end))
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 28 -
Ultimul pas în evaluarea impactului poluării asupra mediului a fost calcularea, pentru
fiecare scenariu, a numărului de cazuri ce pot fi atribuite unei clase de poluare (g/m3)
ținând cont de numărul de zile de poluare corespunzător fiecărei clase.
/* Calculul numărului de cazuri ce pot fi atribuite unei clase de
poluare c */
update #calc_mortalit_tot
set nr_caz_calc_inf_s1=(rr_calc_inf_s1-1)*pr1*contor,
nr_caz_calc_central_s1=(rr_calc_central_s1-1)*pr1*contor,
nr_caz_calc_sup_s1=(rr_calc_sup_s1-1)*pr1*contor
6.5.4. Rezultatele evaluării impactului sanitar pentru mortalitatea totală
Evaluarea impactului sanitar a fost realizată pentru fiecare din indicatorii de expunere
(PM10, SO2, NO2 şi O3) considerați și pentru fiecare scenariu reținut, în continuare fiind
prezentată evaluarea pentru poluarea cu particule în suspensie (PM10).
Rezultatele evaluării impactului sanitar pentru poluarea cu particule în suspensie
(PM10) sunt prezentate în tabelul 6.1.
În cazul primului scenariu, se poate trage concluzia că, dacă valoarea medie a poluării
pentru fiecare zi a perioadei studiate ar fi fost cea corespunzătoare nivelului ales, în acest caz
10 µg/m3, ar fi putut fi evitate aproximativ 3 decese, limitele intervalului de încredere fiind
aproximativ 2 și respectiv 4 decese.
Impactul sanitar care poate fi atribuit fiecărei clase de expunere (din 10 în 10 µg/m3)
poate fi observat în tabelul 6.2, iar graficul de distribuție pe clase de expunere zilnică și
impactul sanitar asociat fiecărei clase este reprezentat în figura 6.1.
Seria colorată în albastru reprezintă repartiţia zilelor în funcţie de nivelele de expunere
la poluarea atmosferică, iar seria în roşu corespunde impactului sanitar asociat fiecărei clase
de poluare a indicatorului considerat.
REZULTATE
Pentru perioada luată în calcul
Anual
NA IC 95% NA IC 95%
Scenariul 1: Calculul impactului asupra sănătăţii pentru expunerea la niveluri scăzute
10 3.36 2.23 - 4.49 3.36 2.23 - 4.49
Scenariul 2: Câştigul sanitar asociat cu eliminarea vârfurilor (nivelul de referință = valoarea limită standard)
20 1.69 1.12 - 2.26 1.69 1.12 - 2.26
Scenariul 3: Câștigul sanitar obţinut pentru o expunere egală cu media anuală redusă cu 25%
25 1.45 0.97 - 1.93 1.45 0.97 - 1.93
TABELUL 6.1. Evaluarea impactului sanitar pentru poluarea cu PM10
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 29 -
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
0 -
10
10
- 2
0
20
- 3
0
30
- 4
0
40
- 5
0
50
- 6
0
60
- 7
0
70
- 8
0
80
- 9
0
90
- 1
00
10
0 -
110
11
0 -
120
12
0 -
130
13
0 -
140
14
0 -
150
15
0 -
160
16
0 -
170
17
0 -
180
18
0 -
190
19
0 -
200
20
0 -
210
21
0 -
220
22
0 -
230
23
0 -
240
24
0 -
250
25
0 -
260
26
0 -
270
27
0 -
280
28
0 -
290
29
0 -
300
%
clase de expunere (PM10 µg/m3)
Clasa de poluare (µg/m3)
Numărul de zile
% zile Numărul de
cazuri % cazuri
0 - 10 77 27% 0.877187836 4%
10 - 20 92 32% 4.722581303 22%
20 - 30 70 24% 6.106512071 29%
30 - 40 30 10% 3.867025973 18%
40 - 50 10 3% 1.683741137 8%
50 - 60 2 1% 0.395195096 2%
60 - 70 1 0% 0.26064892 1%
70 - 80 1 0% 0.298752207 1%
80 - 90 1 0% 0.32853025 2%
90 - 100 3 1% 1.156790209 5%
100 - 110 1 0% 0.427254996 2%
110 - 120 1 0% 0.457572266 2%
120 - 130 0 0% 0 0%
130 - 140 0 0% 0 0%
140 - 150 1 0% 0.602219018 3%
150 - 160 0 0% 0 0%
160 - 170 0 0% 0 0%
170 - 180 0 0% 0 0%
180 - 190 0 0% 0 0%
190 - 200 0 0% 0 0%
200 - 210 0 0% 0 0%
210 - 220 0 0% 0 0%
220 - 230 0 0% 0 0%
230 - 240 0 0% 0 0%
240 - 250 0 0% 0 0%
250 - 260 0 0% 0 0%
260 - 270 0 0% 0 0%
270 - 280 0 0% 0 0%
280 - 290 0 0% 0 0%
290 - 300 0 0% 0 0%
TOTAL 290 100% 21.2 100%
TABELUL 6.2. Impactul sanitar corespunzător fiecărei
clase de poluare
FIGURA 6.1. Graficul de distribuție pe clase de expunere zilnică și
impactul sanitar asociat
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 30 -
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Scenariul 3
Scenariul 2
Câștigul sanitar așteptat
Câștigul sanitar așteptat
Numărul de cazuri atribuite
Eficienţa comparată a diferitelor scenarii este ilustrată sub formă grafică. Câştigul
sanitar şi, în consecinţă, riscul implicit "acceptat" sunt prezentate sub formă de diagramă cu
bare (fig. 6.2).
Din reprezentarea grafică prezentată mai sus, se poate observa că în raport cu scenariul
1, numărul de decese evitate pentru scenariile 2 și 3 este puțin mai mic, acesta fiind de
aproximativ 1 - 2 cazuri pentru ambele scenarii.
7. UTILIZAREA SISTEMELOR INFORMAȚIONALE GEOGRAFICE ÎN
DOMENIUL MEDIULUI ȘI SĂNĂTĂȚII
Utilizarea tehnologiilor informatice moderne în supravegherea mediului şi sănătăţii
[2,36,37,38] reprezintă o problemă de actualitate pentru specialiştii implicaţi în aceste
domenii de activitate, alinierea la standardele mondiale specifice presupunând printre altele și
utilizarea Sistemelor Informaţionale Geografice (SIG).
În literatura de specialitate au apărut numeroase definiţii pentru sistemele
informaționale geografice, dar acestea sunt adesea incomplete deoarece nu prezintă decât
anumite aspecte ale acestora. Definirea lor poate fi realizată sub două aspecte, în funcţie de
scopul urmărit: se accentuează fie aspectul datelor, fie aspectul sistemului de tratare al
acestora.
Una dintre definiţiile de bază ale Sistemelor Informaționale Geografice este oferită de
ESRI (Environmental Systems Research Institute Inc.):„SIG este un instrument bazat pe
calculator, pentru realizarea hărţilor şi analiza lucrurilor ce există şi a evenimentelor ce se
petrec pe Pământ. Tehnologia SIG combină operaţiile uzuale de baze de date, precum şi
interogarea şi analiza statistică, cu avantajele vizualizării unice şi analizei geografice oferite
de către hărţi. Aceste calităţi diferenţiază SIG-ul de alte sisteme informatice, punându-l la
dispoziţia unui public larg şi variat sau al firmelor particulare, în scopul explicării
fenomenelor, predicţiei efectelor şi planificării strategiilor.”
FIGURA 6.2. Numărul de cazuri evitate pentru scenariile 2 și 3 în
raport cu scenariul 1
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 31 -
7.1. SUB-SISTEMELE UNUI SISTEM INFORMATIC GEOGRAFIC
Un SIG este compus schematic din patru sub-sisteme principale [39] (fig.7.1). Acestea
sunt:
– sub-sistemul de introducere a datelor;
– sub-sistemul de stocare şi căutare a datelor;
– sub-sistemul de prelucrare şi analiză a datelor;
– sub-sistemul de ieşire şi vizualizare a datelor.
Toate aceste sub-sisteme sunt descrise pe larg în capitolul 7 al tezei.
7.2. COMPONENTELE UNUI SISTEM INFORMATIC GEOGRAFIC
Componentele unui Sistem Informațional Geografic, conform structurii stabilită de
ESRI [40], sunt:
– Echipamentele (hardware)
Pentru realizarea hărților necesare tezei au fost folosite echipamentele
Laboratorului de Informatica Mediului din cadrul Catedrei de Hidraulică,
Mașini Hidraulice și Ingineria Mediului condus de doamna profesor dr. ing.
Daniela Vasiliu. Sistemele de calcul disponibile sunt de ultimă generație având
procesoare dual-core, 4GB memorie volatilă și o memorie internă de 320 GB.
La aceste sisteme au fost legate o serie de echipamente periferice comune
pentru orice Sistem Informatic Geografic.
FIGURA 7.1. Structura generală a unui Sistem Informațional Geografic
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 32 -
– Programele (software)
Principalele componente software ale unui Sistem Informatic Geografic sunt:
o instrumentele pentru achiziţia şi manipularea informaţiilor geografice;
o sistemele de gestiune a bazelor de date;
o instrumentele geografice de interogare, analiză şi vizualizare;
o interfaţa grafică prietenoasă pentru o utilizare simplă.
– Datele
Reprezintă cea mai importantă componentă a Sistemelor Informaționale
Geografice. Bazele de date reprezintă elementul central al SIG, acestea
conținând două tipuri principale de date. De fapt, există două baze de date (mai
mult sau mai puţin integrate, în funcţie de sistem): o bază de date spaţială, care
conţine date de poziţie ce descriu geografia elementelor suprafeţei terenului
(formă, poziţie) şi o bază de date a atributelor, care conţine anumite
caracteristici ale trăsăturilor spaţiale.
– Utilizatorii
Deoarece un Sistem Informațional Geografic este înainte de toate un
instrument, el se adresează unei largi categorii de utilizatori, pornind de la cei
care creează şi menţin sistemele, până la persoanele care utilizează în
activitatea lor cotidiană noțiuni geografice.
7.3. SISTEMELE INFORMAŢIONALE GEOGRAFICE ŞI SĂNĂTATEA
Un Sistem Informaţional Geografic poate fi un instrument util pentru cercetătorii şi
planificatorii din domeniul sănătăţii aşa cum a fost exprimat de Scholten şi Lepper [41]:
"Sănătatea şi sănătatea proastă sunt afectate de o varietate de stiluri de viaţă şi factori de
mediu, incluzând locul în care trăiesc oamenii. Caracteristicile acestor locaţii (incluzând
aspectul socio-demografic şi expunerea la mediu) oferă o sursă evaluabilă pentru studiile de
cercetare epidemiologice referitoare la mediu şi sănătate".
7.4. DESCRIEREA PACHETELOR DE PROGRAME FOLOSITE
7.4.1. Prezentarea generală a pachetului de programe ArcGIS
ArcGIS este un pachet de programe produs de compania ESRI [40] care permite
crearea, prelucrarea, integrarea, analiza și afișarea datelor geografice la diferite niveluri. În
cadrul arhitecturii ArcGIS (fig.7.2) utilizatorii pot accesa "clienți ArcGIS" (ArcView,
ArcEditor, ArcInfo) sau "servere" (ArcSDE, ArcGIS server și ArcIMS). ArcGIS Desktop
asigură accesul la diferiți "clienți" în cazul în care datele sunt locale.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 33 -
Principalele trei componente ale ArcGIS Desktop sunt:
ArcView;
ArcEditor;
ArcInfo.
7.5. CREAREA HĂRȚILOR TEMATICE CU AJUTORUL TEHNOLOGIEI SIG
7.5.1. Georeferențierea
Primul pas în crearea unei hărți pornind de la o hartă tipărită este scanarea acesteia și
georefențierea ei cu ajutorul programului ArcMap.
Georeferenţierea unei imagini presupune alinierea acesteia la un sistem de coordonate
definit. Matematic, aceasta este o operaţie de translaţie şi/sau rotaţie a sistemului de
coordonate al imaginii (care numerotează coloanele şi liniile de pixeli începând cu cel din
stânga sus) faţă de sistemul de coordonate în care se realizează georeferenţierea [42], [43].
Problema se rezumă la rezolvarea unor sisteme de ecuaţii şi aflarea unor coeficienţi care se
aplică fiecărui pixel al imaginii pentru a-l face să corespundă unei anumite poziţii geografice,
definite printr-o pereche de coordonate matematice/geografice.
7.5.2. Crearea layerelor cu ajutorul programului ArcMap
Organizarea și reprezentarea entităților spațiale care pot fi afișate pe hartă este
realizată cu ajutorul layerelor (straturilor).
Pornind de la imaginea raster georefențiată anterior, a fost creat layerul de tip punct
denumit “Stații monitorizare aer” care va stoca informații despre localitățile în care sunt
prezente stațiile de monitorizare ale Rețelei Naționale de Monitorizare a Calității Aerului
(fig.7.3).
FIGURA 7.2. Structura de bază a arhitecturii pachetelor de
programe ArcGIS
ArcSDE
ArcPad
ArcExplorer
Browser
ArcIMS
ArcInfo
ArcEditor
ArcView
ArcReader Extensii
Baza de date geografică multiutilizator
Modele de date
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 34 -
Prin același procedeu au fost create toate straturile necesare pentru definitivarea
hărților realizate ulterior.
7.5.3. Crearea legăturii între layere și baza de date
Pe lângă informațiile grafice și cele legate de tipul layerului, pe care acesta le cuprinde
inițial, fiecare strat poate conține o serie întreagă de informații legate de entitățile spațiale pe
care acesta le reprezintă, datele atribut tabelare asociate cu elementele hărţilor putând fi
vizualizate utilizând tabelul de atribute ale layerului.
Astfel, după crearea tuturor straturilor, a fost necesară completarea tabelului de
atribute cu datele prezente în baza de date. Realizarea acestei legături a fost făcută cu ajutorul
programului ArcCatalog, fiind adăugate bazele de date necesare pentru fiecare hartă.
7.5.4. Crearea hărților tematice de tip choropleth
O hartă choropleth este o hartă în care ariile poligonale sunt colorate sau umbrite
pentru a reprezenta valorile atributelor, aceasta oferind o modalitate uşoară de a vizualiza
modul în care un indicator poate varia într-o zonă geografică.
Pentru hărțile realizate a fost folosit layerul “Frontieră județe” la care am asociat
bazele de date “AERData” și “WORKData” pentru a evidenția repartiția principalilor factori
poluanți ai aerului și a impactului sanitar asociat (fig. 7.4, 7.5, 7.6). La realizarea acestor hărți
au fost utilizate rampe de culori graduale pentru o mai bună vizualizare a distribuției valorilor,
acestea ținând cont de valorile limită admise pentru fiecare poluant conform ordinului nr. 592
din 2002.
FIGURA 7.3. Reprezentarea geografică a localităților în care se regăsesc stații
de monitorizare din cadrul Rețelei Naționale de Monitorizare a Calității Aerului
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 35 -
FIGURA 7.4. Reprezentarea pe județe a poluării cu PM10 [µg/m3]
în luna august 2010
FIGURA 7.5. Reprezentarea pe localități a poluării cu PM10 [µg/m3]
pe întreaga perioadă
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 36 -
8. CREAREA PLATFORMEI WEB PENTRU SISTEMUL INFORMATIC
INTEGRAT
8.1. INTERNETUL – PRINCIPALA SURSĂ DE INFORMAȚII
Constituindu-se ca o imensă sursă de informații aflată în permanentă expansiune, este
firesc ca omul modern să facă apel la Internet atunci când dorește sa dobândească într-un timp
foarte scurt cunoștințe utile referitoare la un anumit subiect.
La nivel mondial, Internetul este de departe cea mai populară sursă de informare și
prima opțiune pentru cei interesați să afle ultimele știri, depășind mediile cu o istorie mult mai
lungă: televiziunea, ziarele și radioul, potrivit unui sondaj efectuat de Zogby Interactive [44].
Mai mult de jumătate din respondenți au declarat că ar alege Internetul dacă ar trebui să
opteze doar pentru o sursă de informare, urmat de televiziune (21%), radio și ziare, cu câte 10
procente fiecare. Internetul este văzut, totodată, ca fiind cea mai de încredere sursă, 40%
dintre respondenți declarând că se încred mai mult în informațiile obținute astfel, față de 17%
TV, 16% radio și 13% ziare.
Crearea unui portal web care să permită integrarea informațiilor obţinute din diferite
surse prin prelucrarea datelor cu programe specifice, evaluarea automată a impactului poluării
asupra sănătății precum și vizualizarea parametrilor de interes major într-un format disponibil
pentru o gamă foarte largă de utilizatori reprezintă o necesitate pentru populația din România.
FIGURA 7.6. Reprezentarea evaluării impactului sanitar (nr. decese
evitate) conform scenariului 1 pentru poluarea cu PM10
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 37 -
8.2. PREZENTAREA PROGRAMELOR FOLOSITE
8.2.1. Platforma web DotNetNuke
DotNetNuke este atât un puternic sistem de management al conținutului web (WCMS)
pentru Microsoft ASP.NET cât şi o platformă de dezvoltare a aplicaţiilor web. Arhitectura
flexibilă DotNetNuke (fig. 8.1) permite adăugarea cu uşurinţă a funcţionalităților sau
modificarea aspectului site-ului prin adăugarea de noi aplicaţii (module).
Această platformă a stat la baza dezvoltării portalului SIIMS fiind folosită pentru
crearea și implementarea structurii acestuia și a paginilor ce conțin informații textuale.
8.3. PREZENTAREA PORTALULUI
Portalul creat cu ajutorul programelor amintite mai sus, intitulat “Sistemul
Informațional Integrat Mediu - Sănătate” (SIIMS), are o structură modulară, fiecare pagină
din cadrul portalului conținând 5 zone (fig.8.5):
Prima zonă este dedicată meniului portalului și modulului de căutare a
informațiilor;
A doua zonă conține logo-ul portalului și modulul de autentificare și
înregistrare a utilizatorilor;
Modulul de navigare care indică într-o structură succesivă liniară pagina
selectată în structura portalului este prezent în a treia zonă;
Platforma ASP.NET
IIS (Server web)
Windows
Microsoft
SQL Server
FIGURA 8.1. Arhitectura sistemului DotNetNuke bazată pe platforma
Microsoft
Sursa: DotNetNuke.com [45], CMSWire [46]
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 38 -
A patra zonă afișează conținutul efectiv al paginilor web din cadrul portalului;
Ultima zonă, denumită și zona de subsol integrează două module: modulul de
legături externe cu ajutorul căruia pot fi găsite informații suplimentare despre
starea mediului și a sănătății și modulul “Utilizatori Online” care afișează
informații despre utilizatorii înregistrați și despre utilizatorii care vizitează
portalul în acel moment.
Portalul este structurat în 7 secțiuni importante, acestea fiind:
Secțiunea “Prima pagină” – conține informații generale despre Sistemul
Informațional Integrat Mediu – Sănătate;
Secțiunea “Informații teză” – prezintă structura tezei și oferă utilizatorilor
posibilitatea de a vizualiza și salva informațiile disponibile;
Secțiunea “Achiziția datelor” – cuprinde descrierea celor două moduri de
achiziție automată a datelor utilizate în cadrul tezei;
Secțiunea “Baze de date” – prezintă structura principalelor baze de date
utilizate și oferă o modalitate facilă de a observa mediile zilnice ale poluanților
achiziționați;
Secțiunea “EIS” – conține modulul de calcul automat al evaluării impactului
sanitar pentru zona Municipiului Târgoviște;
Secțiunea “SIG” – înglobează hărțile realizate cu ajutorul tehnologiei SIG
Secțiunea “Info&Știri” – prezintă o colecție de știri și avertizări achiziționate
cu ajutorul fluxurilor RSS.
FIGURA 8.5. Structura paginilor din cadrul portalului SIIMS
Conținutul paginilor web
Meniu și căutarea
informațiilor
Logo portal și zona
de autentificare
Zona de navigare
Zona de subsol:
Legături externe
Utilizatori online
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 39 -
9. CONCLUZII ȘI SINTEZA CONTRIBUȚIILOR ORIGINALE
9.1. CONCLUZII
Pornind de la necesitatea creării unui sistem centralizat de colectare, procesare și
evaluare a contaminanților mediului și a efectelor lor asupra sănătății populației, prezenta
lucrare are ca scop realizarea unui mediu informatic disponibil on-line bazat pe o colecție de
baze de date relaționale și georeferențiate, utilă pentru diseminarea informațiilor către o gamă
largă de utilizatori.
Prin acest instrument s-a urmărit integrarea unor tehnologii moderne de achiziție,
procesare, de calcul și vizualizare a informațiilor, fiind creat astfel un sistem informațional
denumit “Sistemul Informaţional Integrat Mediu - Sănătate”. Acesta vizează furnizarea în
timp util a datelor şi cunoştinţelor adecvate și de calitate, în scopul susţinerii proceselor
decizionale în domeniul mediului și al sănătăţii publice la nivel naţional, regional şi local.
Pentru a-şi îndeplini în totalitate rolul său de suport pentru decizii, de descriere a
nivelului de poluare și a influenței acestuia asupra stării de sănătate a populaţiei, Sistemul
Informaţional Integrat Mediu - Sănătate (SIIMS), prin interfața sa – portalul SIIMS, are
următoarele caracteristici:
- Deschiderea: Mediul sistemului este constituit din utilizatori, acesta oferind
tuturor posibilitatea să consulte datele care îi interesează.
- Accesibilitatea: acest sistem a fost conceput pentru a permite oricărui utilizator
care are un minim de cunoştinţe de informatică, să înveţe uşor modul de
funcţionare şi să îl utilizeze eficient.
- Complexitatea: sistemul acoperă toate funcţiile proiectate, indispensabile
activităţilor de protejare a mediului și a sănătății publice.
- Extensibilitatea: pot fi adăugate noi funcţii, fără investiţii majore în sistem.
- Modularitatea: sistemul este organizat pe cinci nivele.
- Integrarea: diferitele componente (nivele) ale sistemului formează, din punct de
vedere al utilizatorului, un întreg coerent. Această integrare este realizată şi la
nivel tehnic, dar ea se situează mai mult la nivel conceptual şi implică următoarele
aspecte:
o Prezentarea: o interfaţă omogenă pentru toate nivelele;
o Datele: utilizatorii văd o bază de date unică, chiar dacă distribuţia se face
între nivele;
o Comunicarea: transferurile de date între nivele sunt standardizate.
- Mentenabilitatea: sistemul poate fi corectat, adaptat şi / sau îmbunătăţit uşor.
- Fiabilitatea: sistemul a fost conceput astfel încât să poată executa în permanenţă
toate funcţiile cerute. De asemenea, au fost prevăzute proceduri de reconstituire
care permit cel mai mare interval de timp posibil de funcţionare corectă.
9.2. SINTEZA CONTRIBUȚIILOR ORIGINALE
Principalele contribuţii originale ale lucrării la rezolvarea temei abordate sunt:
1. Crearea unei structuri cadru de coroborare a informațiilor din domeniile
mediului și sănătății care vizează furnizarea în timp util a datelor şi a
cunoştinţelor adecvate, denumit generic “Sistemul Informaţional Integrat Mediu -
Sănătate”.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 40 -
2. Crearea unui modul pentru achiziția web automată a informațiilor
referitoare la mediu bazat pe tehnologia web spidering / web crawling. Acesta
preia în mod automat datele de la stațiile din cadrul Rețelei Naționale de
Monitorizare a Calității Aerului, furnizate prin portalul calitateaer.ro, fără a fi
necesară conectarea la baza de date a acestuia.
3. Structurarea informațiilor colectate în baze de date relaționale utilizând două
dintre cele mai importante platforme disponibile, respectiv MySQL și Microsoft
SQL Server.
4. Realizarea unui modul de calcul automat al evaluării impactului sanitar al
poluării aerului pentru Municipiul Târgoviște ce poate fi extins la nivel
național, acesta fiind integrat direct în platforma Microsoft SQL Server pentru
accelerarea prelucrării datelor.
5. Conectarea bazelor de date utilizând tehnologia SIG în vederea vizualizării
informațiilor pe un suport de tip hartă pentru a facilita interpretarea lor de către o
gamă cât mai largă de utilizatori.
6. Integrarea tehnologiilor mai sus menționate într-un portal web care permite
înglobarea informațiilor obţinute din diferite surse prin prelucrarea datelor cu
programe specifice, evaluarea automată a impactului poluării asupra sănătății
precum și vizualizarea parametrilor de interes major într-un format disponibil
pentru o gamă foarte largă de utilizatori.
În ansamblu, lucrarea de față își propune să ofere o soluție științifică și tehnică de
utilizare a bazelor de date în ingineria mediului.
Principala direcție de continuare a cercetărilor întreprinse constă în completarea
sistemului prin extinderea domeniilor de achiziție și a gamei de parametri obţinuți din diferite
surse, adăugarea de noi module de calcul automat a indicatorilor precum și crearea unui
modul automat de gestiune a informațiilor cu ajutorul tehnologiei SIG.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 41 -
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ:
1. Z. Levente – Președintele Agenției Naționale pentru Protecția Mediului Nagy –
Campania “Închide! Stinge! Reciclează!”
2. D. Vasiliu – Monitorizarea Mediului , Editura Tehnică, București 2007
3. Reţeaua de monitorizare a calităţii aerului (RNMCA) - www.calitateaer.ro
4. Sistemul Informatic Unic Integrat - http://193.151.30.188/cnas/
5. World Health Organization Regional Office for Europe – “Exposure of urban
population in the WHO European Region to major air pollutants : summary of the WHO-
ECEH air pollution database”, 1997
6. Kirk R. Smith, Carlos F. Corvalán, and T. Kjellström – “How Much Global Ill
Health Is Attributable toEnvironmental Factors”, 1999
7. Eds Murray et al. – “Summary Measures of Population Health: Concepts, Ethics,
Measurement and Applications”, World Health Organization , Geneva., 2002
8. World Health Organization – “Global Health Risks - Mortality and burden of disease
attributable to selected major risks”, 2009
9. The World Bank Group - The World Bank Annual Report 2003 -
http://www.worldbank.org/html/extpb/2003/index.html
10. Commission of the European Communities - Communication from the Commission to
the Council, the European Parliament and the European Economic and Social Committee -
"Mid Term Review of the European Environment and Health Action Plan 2004-2010"
11. The European Environment and Health Information System (ENHIS) -
http://enhiscms.rivm.nl/object_class/enhis_home_tab.html
12. The DPSIR Framework - Peter Kristensen,National Environmental Research Institute,
DenmarkDepartment of Policy Analysis, European Topic Centre on Water, European
Environment Agency, 2004
13. Carlos F. Corvalán, Tord Kjellström and Kirk R. Smith - Health, Environment and
Sustainable Development. Identifying Links and Indicators to Promote Action, 1999
14. Lificiu P., Vasiliu D. – "Sistemul informaţional al mediului – suport decizional pentru
dezvoltarea durabilă", Conferinţa Naţională pentru Dezvoltare Durabilă, Bucureşti, iunie 2003
15. C. Castillo – Phd Thessis – Effective Web Crawling, 2004
16. Ah Chung Tsoi, D. Forsali, M. Gori, M. Hagenbuchner, F. Scarcelli – A simple
focused crawler, 2003
17. World Health Organization – International Classification of Diseases
18. Dicționarul Explicativ al Limbii Române on-line (DEX on-line) – http://dexonline.ro
19. Marin Fotache – Proiectarea bazelor de date. Normalizare și postnormalizare.
Implementări SQL și Oracle., Polirom, 2005
20. Schlesinger RB. – Toxicological evidence for health effects from inhaled particulate
pollution: does it support the human experience? – Inhalation Toxicology 1995;7:99-109.
21. Filip F.G., I. Moisil (1999) Decision Support for environmental management
(thematic level article). In: Enciclopedia of Lyfe Sciences-EOLSS, Envirnmental Systems (
A. Sydow , Ed).
22. Dan Robescu, Florian GRIGORE, Vladimir ROJANSCHI - „Abordare sistemică a
managementului integrat al mediului”, Scientific Bulletin, UPB,2007, ISSN 1454-2331.
23. DW Dockery, CA Pope III. – Acute respiratory effects of particulate air pollution. –
Annual Review Public Health 1994;15:107-132.
24. J. Schwartz– Air pollution and daily mortality: a review and meta-analysis. –
Environmental Research 1994;64:36-52.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 42 -
25. American Thoracic Society. – Health effects of outdoor air pollution. – American
Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 1996;153:3-50.
26. DV. Bates– Particulate air pollution. – Thorax 1996;51:S3-S8.
27. GD. Thurston – A critical review of PM10 mortality time-series studies. – Journal of
Exposure Analysis and Environmental Epidemiology 1996;6:3-21.
28. Institut de Veille Sanitaire – Évaluation de l’impact sanitaire de la pollution
atmosphérique urbaine - Actualisation du guide méthodologique, 2003
29. Institut de Veille Sanitaire – Surveillance des effets sur la santé liés à la pollution
atmosphérique en milieu urbain. – Institut de Veille Sanitaire. Saint-Maurice, martie 1999
30. P.Quénel, C.Le Goaster, C. Cassadou, Eilstein D., Filleul L., Pascal L., Prouvost H.,
Saviuc P., Zeghnoun A., Le Tertre A., Medina S, Jouan M. – Surveillance des effets sur la
santé de la pollution atmosphérique en milieu urbain : étude de faisabilité dans 9 villes
françaises. Objectifs et principes. – Pollution Atmosphérique 1997
31. Institut de Veille Sanitaire – Programme de surveillance air et santé – 9 villes,
Rapport Phase II. Institut de veille sanitaire, Iunie 2002
32. Institut de Veille Sanitaire – APHEIS. Air pollution and health: a European
information system. Evaluation de l'impact sanitaire de la pollution atmosphérique dans 26
villes européennes. Synthèse des résultats européens et résultats détaillés des villes françaises
issus du rapport paru en octobre, 2002
33. APHEIS Report – Health Impact Assessment of Air Pollution and Communication
Strategy – 2003
34. CL Sistrom, CW. Garvan– "Proportions, odds, and risk", January 2004
35. RW Atkinson, HR Anderson, J Sunyer, J Ayres, M Baccini, JM Vonk, A Boumghar, F
Forastiere, B Forsberg, G Touloumi J, Schwartz, K. Katsouyanni– Acute effects of particulate
air pollution on respiratory admissions: results from APHEA 2 project. Air Pollution and
Health: a European Approach. Am J Respir Crit Care Med., 2001 Nov 15;
36. Radu Drobot, Aurora Vasiu, Elena Tuchiu, Collin Schenk, Marc Soutter – An
Integrated Quality Management Tool Based on GIS Technology, Geo-Eco-Marina 14/2008.
pag. 21-26. ISSN, 1224-6808
37. F.G.Filip, Marinescu M., Marinescu V., C.Barbu (1999). Spatial Support Systems and
their applications to environment related problems. SCS Publications (ISBN 1-56555-16 -1)
38. D.Vasiliu, M.Bontoş, V.F.Pîrăianu - SIM-E&H – "IT Tool for the environmental and
health knowledge dissemination", Conferinţa "Excellence Research - A way to innovation",
Braşov, 2008. ISSN 1844-7090
39. D. Vasiliu – Note de curs : Utilizarea sistemelor informatice geografice pentru
monitorizarea factorilor de mediu, UPB, București, 2010
40. ESRI – Online Support Center, S.U.A
41. Scholten, H.J.; de Lepper, M.J.C. – The benefits of the application of geographical
information systems in public and environmental health, 1991
42. D. Vasiliu, N. Vasiliu– Sistemul Informațional al Mediului, Vol. I., U.P.B., 1999
43. D. Vasiliu, Viorica Nistreanu, V Nistreanu., N Vasiliu. – Sistemul Informațional al
Mediului, Vol. II., Editura PRINTECH, 2000
44. Zogby Interactive – Sondaj “Principalele surse de informare”, 15/06/2009,
http://www.zogby.com/news/2009/06/15/corrected-version-zogby-poll-online-news-sources-
top-all-other-outlets/
45. Portalul DotNetNuke - http://www.dotnetnuke.com/
46. CMS Wire - Scalability, Analytics, Ease of Use the Focus of DotNetNuke
Professional - http://www.cmswire.com/cms/web-cms/scalability-analytics-ease-of-use-the-
focus-of-dotnetnuke-professional-51-004832.php
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 43 -
LISTA DE LUCRĂRI
10 Articole/studii publicate:
a) Ris1 – Marius Daniel Bontoș, Daniela Vasiliu, Vlad Florin Pîrăianu, Georgiana
Claudia Negoiţă - SIM-E&H – IT Tool for the Environmental Health Risk Assessment.
U.P.B. Scientific Bulletin. Series D, Vol.72, Iss.1, 2010. ISSN 1454-2358, indexat
SCOPUS, ELSEVIER.
Ris2 – Daniela Vasiliu, Şt.Sbârcea, Dragoș Ion Guţă, Marius Daniel Bontoş –
"Environmental Databases for Iron Gates Hydropower Station". U.P.B. Scientific
Bulletin, Series C, Vol.69, 2007, Iss.4, ISSN 1454-234x.
b) Rns1 - Daniela Vasiliu, Virgil Muraru, Vlad Florin Pîrăianu, Marius Daniel Bontoș,
- "Cerinţe privind sistemul informaţional al unei platforme web pentru managementul
integrat al apei". Supliment revista "Calitatea-acces la succes", nr.12, decembrie
2008, ISSN 1582 - 2559.
20 Articole/studii publicate în volumele unor manifestări ştiinţifice:
Vi1 – Daniela Vasiliu, Marius Daniel Bontoş, Vlad Florin Pîrăianu, Georgiana
Claudia Negoiţă - DESIGN OF A MODERN SOIL INFORMATION SYSTEM, Polsol
Workshop 2009, Bucharest, Romania, May 7-8, 2009, Editura Politehnica Press,
Pag.80-91, ISSN 2066-6535.
Vi2 – Marius Daniel Bontoş, Daniela Vasiliu, Vlad Florin Pîrăianu, Georgiana
Claudia Negoiţă - "SIM-E&H – IT Tool for Environmental Health Risk Assessment",
Conferinţa Internaţională Energie Mediu, S5_L3, CIEM 2009, Bucureşti. ISSN 2067-
0893.
Vi3 – Vlad Florin Pîrăianu, Marius Daniel Bontoș, Daniela Vasiliu, Constantin
Drăgoi - "PMA – IT Tool for Adaptive Water Management", Conferinţa
Internaţională Energie Mediu, S6_L1, CIEM 2009, Bucureşti. ISSN 2067-0893.
30 Proiecte de cercetare-dezvoltare-inovare:
Pn1 - Platformă adaptivă Web pentru managementul integrat al apei – PMA.
Programul CEEX Modul I, ctr.nr. 203/2006 – Colaborator.
Pn2 - Sistem integrat de monitorizare şi răspuns pentru mediu şi sănătate SIM-E&H
Programul CEEX Modul I, ctr.nr. 65/2005 – Colaborator.
Pn3 - Impactul câmpurilor electromagnetice de natură antropică asupra ecosistemelor.
ICEMECOS X2C37 / 2006– Colaborator.
Pn4 - Creşterea calităţii învăţământului superior de inginerie - Platforma Informatică
pentru Ingineria Fluidelor (PiiF). POSDRU/86/1.2/S/61830 15.10.2010 –
Colaborator.
Pi1 - Increasing the impact of Central-Eastern European environment research results
through more effective dissemination and exploitation – FP7, ctr.nr. 265275/2010 –
Colaborator.
Marius Daniel BONTOȘ Rezumatul Tezei de doctorat
UTILIZAREA BAZELOR DE DATE ÎN INGINERIA MEDIULUI
- 44 -
CURRICULUM VITAE
Nume / Prenume BONTOȘ MARIUS DANIEL
Experiența profesională
Perioada 01/10/2010 → prezent
Funcția sau postul ocupat Asistent cercetare
Activităţi Responsabil cu dezvoltarea de proiecte în domeniul ingineriei
mediului
Numele şi adresa angajatorului UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI -
Facultatea Energetică, Catedra de Hidraulică, Maşini
Hidraulice şi Ingineria Mediului
Sectorul de activitate Cercetare ştiinţifică
Perioada 01/10/2006 - 01/10/2010
Funcția sau postul ocupat Administrator baze de date / Proiectant sisteme informatice
Activităţi Administrarea bazelor de date pentru programul CEEX
Numele şi adresa angajatorului A.M.C.S.I.T. – POLITEHNICA Bucureşti
313, Splaiul Independenţei, 060042 Bucureşti, România
Sectorul de activitate IT
Educaţie şi formare
Perioada 2006 → prezent
Calificarea / diploma obținută Doctorand cu frecvenţă
Disciplinele principale
studiate/competenţele
profesionale dobândite
Domeniu de doctorat: Ingineria mediului
Numele şi tipul instituţiei de
învăţământ/furnizorului de
formare
UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI -
Facultatea Energetică, Catedra de Hidraulică, Maşini
Hidraulice şi Ingineria Mediului
Perioada 2005 → 2007
Calificarea / diploma obținută Diploma Master
Disciplinele principale
studiate/competenţele
profesionale dobândite
Ingineria mediului
Numele şi tipul instituţiei de
învăţământ/furnizorului de
formare
UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI -
Facultatea Energetică, Catedra de Hidraulică, Maşini
Hidraulice şi Ingineria Mediului
Perioada 2000 - 2005
Calificarea / diploma obținută Inginer diplomat
Disciplinele principale
studiate/competenţele
profesionale dobândite
Ingineria mediului
Numele şi tipul instituţiei de
învăţământ/furnizorului de
formare
UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI -
Facultatea Energetică, Catedra de Hidraulică, Maşini
Hidraulice şi Ingineria Mediului
Perioada 1996 - 2000
Calificarea / diploma obținută Asistent programator
Disciplinele principale studiate Informatica
Instituţia de învăţământ Colegiul Național CONSTANTIN CARABELLA, Târgoviște