Динамика валовых выбросов твердых, жидких и газообразных веществ по городу (тыс. Тонн/год)

Показатели	Количество выбросов по годам, тыс. тонн/год
	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
Твердые вещества	4,324	3,844	2,946	3,218	4,565	3,473	1,984	1,113	3,39	1,794	1,455	2,420	2,907	3,106	3,200
Газообразные вещества	16,168	14,773	12,424	12,43	13,565	11,823	9,104	7,05	9,85	7,506	8,985	9,200	9,296	9,153	9,200
Всего	20,493	18,617	15,37	15,648	18,129	15,296	11,088	8,183	13,24	9,3	10,439	11,62	12,2	12,26	12,4

Р исунок 15. Диаграммы валовых выбросов твердых, жидких и газообразных веществ по городу (тыс. тонн/год)

При проведении проверок выявлено несоблюдение экологический требований при обращении с отходами производства и потребления более чем на 40 предприятиях.

Основными видами нарушений являются:

•отсутствие лимитов на размещение отходов производства и потребления, лицензии на деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению опасных отходов, оборудованных в соответствии с требованиями СанПиН площадок для временного хранения и накопления отходов;

• отсутствие раздельного сбора и хранения производственных и бытовых отходов;

•разливы нефтепродуктов, отработанных масел на территориях предприятий.

Как свидетельствуют данные городской комиссии по чрезвычайным ситуациям, в г. Воронеж насчитывается 19 крупных несанкционированных свалок, каждая из которых занимает площадь от 1,5 до 12 гектаров. На стихийные свалки, существующие несколько лет, свозится не только бытовой мусор, но и строительные отходы, обладающие токсическими свойствами [75].

Установлено, что в серьёзную проблему выливается задача утилизации золы, которой в золоотвалах России складируется свыше 85 млн. т по состоянию на начало ХХI века.

Сложившаяся ситуация в обращении с отходами не соответствует современным санитарно-эпидемиологическим требованиям, поэтому требуется разработка мероприятий для ликвидации неблагоприятных последствий существующей системы обращения с отходами [75].

Использование золы ТЭЦ (топливных зол и шлаков) следует считать частью общей проблемы сохранения и очистки от загрязнения окружающей среды. Использование золы и шлаков приносит электростанциям больше прибыли вместо убытков, так как исключает расходы на транспортировку и складирование в отвалах золошлаковых отходов [66,72,73]. Положительными эффектами такого решения являются:

-возможность очищения территорий, на которых складируются золоотвалы, с последующим их применением для строительства, что позволяет обеспечить вторичным сырьём строительную индустрию; даёт возможность оптимизировать состав компонентов для изготовления конструкционного газозолобетона. Он обеспечивает необходимую прочность и является облегчённым по сравнению с обычным газобетоном. При этом себестоимость изготовления блоков газозолобетона снижается на 26% по сравнению с изготовлением блока обычного газобетона;

-совершенствование математического моделирования угроз нарушения экологической безопасности экономически важных объектов, их последствий для социально-эколого-экономической системы предприятия, города, региона, страны; совершенствования норм по экологической безопасности и устранения противоречий между ними и реальным положением дел [71,73,69,90].

Это позволило синтезировать постановку задачи по устранению выявленных недостатков, предупреждению порождающих их причин [66,72,73]:

требуется так поставить эксперимент, чтобы при минимальных затратах на его проведение получить по его результатам информацию, достаточную для построения адекватных математических моделей:

₍₁₎

₍₂₎

и найти значения факторов , сообщающим функциям отклика экстремальные значения: _;

_{Для её решения использовались:}

- итерационный метод Ньютона и численный эксперимент;

- метод Рунге-Кутта 4-го порядка и программа расчёта на языке TURBO-BASIK;

- программа расчёта безразмерной интегральной концентрации золы в атмосферном воздухе по формуле Симпсона;

- метод наименьших квадратов для расчёта коэффициентов моделей из условия минимума суммарного по всем опытам квадратичного отклонения расчетных значений параметра от опытного;

- метод крутого восхождения для построения поверхностей отклика в комплексе с упрощенной методикой оценки величины концентрации золы;

- статистический критерий Груббса для проверки результатов повторных опытов на наличие грубых не случайных ошибок.

В результате поэтапного проведения эксперимента и расчётов по уравнениям регрессии были получены отклики и . Уравнения регрессии имеют вид:

= 39+6,25Х₁-7,5Х₂+7Х₃ (3)

= 787,875 –42,125Х₃ +24,125 Х₂ Х₃ (4)

По результатам эксперимента первого этапа методом крутого восхождения был выработан и реализован план эксперимента 2-го этапа. Использование математических методов поэтапного улучшения плана позволило экспериментально найти состав газозолобетона для строительства по прочности и легкости отвечающий требованиям ГОСТ 25485-89 [66,72,73].

Отсутствие стратегического видения у ЛПР, а именно прогнозирования и моделирования реально складывающейся обстановки в краткосрочном, среднесрочном и долгосрочном периодах новых условий в ХХI веке, приводит к печальным последствиям. Примером служит аэродром «Балтимор» в г. Воронеже. Его постройка была начата еще в тридцатые годы прошлого века, а завершена окончательно в 1953-м. В тот момент Воронеж еще не успел обрасти обширной агломерацией, поэтому аэродром располагался на городских окраинах. Сегодня «Балтимор» территориально принадлежит Советскому району Воронежа. Самолетам, чтобы приземлиться на взлетно-посадочную полосу просто необходимо пролетать над жилыми массивами. Его эксплуатация доставляла массу неудобств жителям соседних домов, т.к. на настоящий момент аэродром расположен в плотном кольце жилой застройки города, на территории которой проживает многотысячное население.

В связи с чем деятельность аэродрома:

1. Оказывает негативное влияние на безопасность для жизни и здоровья населения вследствие превышения предельно допустимого уровня шума, предусмотренного СН 2.2.4/2.1.8.562-96,ГОСТ 22283-88, что подтверждено заключениями Управления Роспотребнадзора по Воронежской области.

2. Противоречит требованиям ст.72 Воздушного Кодекса РФ,ст.103 Федеральных Правил использования воздушного пространства РФ, утв. Постановлением Правительства РФ №1084, поскольку большое количество жилых домов города находится под линией взлета и посадки самолетов.

3. Противоречит требованиям п.4 Положения об установлении запретных зон и запретных районов при арсеналах, базах и складах ВС РФ, утвержденного Постановлением Правительства РФ №135, поскольку в запретном районе, который должен быть создан в силу закона и составляет не менее 3 км, уже находится развитая инфраструктура города: многоэтажная и малоэтажная жилая застройка города, крупнейшие улицы. На данной территории проживает, работает и проводит обучение и лечение многотысячное население города.

И только в 2014 году на эту серьезную проблему обратило внимание Министерство обороны РФ.

Угрозы и экологические последствия для ЦЧР от производственного сектора экономики и военной деятельности представлены на рис. 16.

Анализ причин противоречивости и несовершенства правового регулирования общественных отношений в информационной сфере в экологическом аспекте показал, что на момент формирования норм экологической безопасности объектов были совершены серьёзные промахи и ошибки в трактовке сущности антропогенных воздействий человека на природу, отношений между ними, их последствий в социально-эколого-экономическом аспекте. Отсюда недоговорённости сторон в вопросах нормирования таких воздействий, противоречивость и неразвитость механизмов регулирования и санкций за нарушения норм экологической безопасности.

Анализ реально полученной информации об уровнях загрязнения окружающей среды в зоне действия исследуемых объектов и сопоставление с принятыми нормами экологической безопасности показал следующее:

- противоречивость нормативов на санитарно-защитные зоны в реально складывающейся обстановке и тенденциями её развития в районе экологически опасных и экономически важных объектов;

- как следствие, снижение возможностей природы поддерживать качество и безопасность жизни населения на нормальном уровне в названных районах;

- потери конкурентоспособности экологически опасных и экономически важных объектов, их продукции на внешних и внутренних рынках.

Рисунок 16. Угрозы и экологические последствия для ЦЧР

В результате появляются угрозы устойчивости их развития как функции меры исходной информации, которой располагает лицо, принимающее решение по адекватной реакции на них. Причины такого положения дел были выявлены с помощью теоретических и эмпирических методов исследования недостатков принятых ранее математических моделей антропогенного воздействия человека на ОС.

Предпрогнозные исследования состояния вопроса по учёту степени опасности выброса твердых частиц и других продуктов сгорания, загрязняющих ОС на основе применения действующих методик и нормативов в сравнении с реально складывающейся обстановкой в районе расположения ТЭЦ позволили выявить следующие недостатки [71,73, 89,90]:

- расчёты ожидаемых концентраций в процессе рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе дают приблизительные результаты, которые не согласуются с наблюдениями;

- для оценки рассеивания твёрдых частиц (например, золы) применяется та же методика, что и для газов. Отличие состоит в том, что она уточняется за счёт малообоснованного введения поправочных коэффициентов, а это приводит к неверным результатам расчётов и противоречит наблюдениям;

- в принятой математической модели рассеивания газовых частиц утверждение относительно расстояния, соответствующего максимуму концентрации осевших на землю частиц, и его автоматическое распространение на расстояние рассеивания твёрдых частиц в тех же условиях находится в противоречии с реальностью;

- не учитываются: структура, и форма дымовой струи в сносящем потоке ветра; форма её поперечных сечений и постоянно меняющееся на протяжении струи распределение в ней частиц золы, объёмный вес которых во много раз больше, чем для газовых частиц;

- в серьёзную проблему выливается задача утилизации золы, которой в золоотвалах России складируется свыше 85 млн. т по состоянию на начало ХХI века.

Это закономерный результат недостатков накопленной базы специальных знаний и ресурса, которые можно ассоциировать в контексте БУР(КСП(ИО(ИБ(ИК)))) ТЭЦ в социально-эколого-экономическом аспекте [50]. Тогда представляется возможным устранить названные недостатки на основе результатов представленных:

- получения эмпирических формул для описания реального процесса рассеивания твёрдых частиц в выбросах ТЭЦ;

- разработки адекватной математической модели этого процесса;

- разработки программы численного интегрирования на ЭВМ дифференциальных уравнений, моделирующих процесс рассеивания твёрдых частиц в реально складывающейся обстановке;

- подобрать аппроксимирующие формулы, определяющие величину и форму площади рассеивания твёрдых частиц с учётом их концентрации в приземном атмосферном слое воздуха;

Решение таких задач позволяет получать следующие положительные результаты [71,73,89,90]:

- в социальной сфере – определение экологически опасных зон для здоровья населения в интересах применения эффективных мер по снижению угроз нарушения здоровья граждан, живущих в таких зонах;

- в экологической сфере – оптимизировать размещение постов наблюдения за загрязнением атмосферы, оздоровить атмосферный воздух в приземном слое, уменьшить угрозы здоровью населения в экологически опасных зонах.

Для решения перечисленных выше задач в интересах получения названных положительных результатов в социально-эколого-экономической системе в работах [71,73,89,90] применялись:

- итерационный метод Ньютона;

- численный эксперимент для определение распределения концентрации частиц золы, выброшенных трубой, в приземном слое атмосферного воздуха;

- метод Рунге-Кутта 4-го порядка и программа расчёта на языке TURBO-BASIK;

- программа расчёта безразмерной интегральной концентрации золы в атмосферном воздухе по формуле Симпсона;

- метод наименьших квадратов для расчёта коэффициентов моделей из условия минимума суммарного по всем опытам квадратичного отклонения расчетных значений параметра от опытного;

- метод крутого восхождения для построения поверхностей отклика;

- упрощенная методика оценки величины концентрации;

- статистический критерий Груббса для проверки результатов повторных опытов на наличие грубых (не случайных) ошибок.

Проводилось сравнение результатов численного эксперимента с натурными измерениями и результатами расчётов по существующей методике [73].

Проанализировав современной состояние ОС ЦЧР, можно отметить, что назрела необходимость введения мер, способствующих изменению экологического поведения организаций. При включении природоохранного аспекта в проекты модернизации и реконструкции многие экологические проблемы решались бы гораздо эффективнее. Новые технологии позволяют применять прогрессивные методы обработки сточных вод, включающие повторное использование воды и замкнутые циклы, предотвращать образование отходов, экономить энергию, встраивать систему мониторинга.

Таким образом, прогнозирование загрязнения, получение достоверной информации о состоянии ОС возможно только при условии наличия большого количества данных. В результате представляется возможным сформулировать рекомендации по путям решения проблемы глобальной оптимизации с учётом результатов проведенных выше исследований и экологического фактора. Проведенный анализ позволяет предложить следующую стратегию перспективного развития ЦЧР (рис. 17.).

Рис. 17. Стратегия перспективного развития ЦЧР

Таким образом, будет создана постоянно действующая система управления на основе взаимосвязанных моделей, обеспечивающих решение широкого круга задач по улучшению экологической обстановки.

В интересах количественного и качественного обоснования уровня эколого-экономической устойчивости производства предлагается рассматривать следующую группу показателей его деятельности [75]:

• рентабельность предприятия (как показатель его экономической устойчивости);

• темп роста объема производства (для нивелирования влияния конъюнктурных факторов);

• платежи за загрязнение окружающей природной среды (как показатель собственно экологической устойчивости).