Касимов А.М. и др. Современные проблемы и решения в системе управления опасными отходами

Подождите немного. Документ загружается.

- 421 -

построена в соответствии с [5]. Условно эти показатели можно объединить

в две группы: направленные на определение факторов экологического

риска и на оценку последствий для человека, природы, экономики.

Учет всего комплекса экономических функций доказывает, что

существование природных объектов значительно рентабельнее тех выгод,

которые можно получить от однобокого их промышленного

использования. Даже без учета экологических и социальных эффектов, не

подлежащих экономической оценке, учет экономического ущерба только

от нарушения ОПС еще на стадии предпроектных решений смог бы

помочь избежать многих экологических напряженностей и экономических

просчетов.

Органическое сочетание экологических и экономических целей

развития общества представляется нам системой, в которой бы они

учитывались на стратегическом, тактическом, текущем уровнях. На

стратегическом и тактическом уровнях экономические цели должна

закладываться исходя из социальных потребностей экологической

ориентации при разработке программ научно-технического прогресса,

социально-экономического развития, формирования градостроительных

концепций.

На этой стадии следует закладывать возможность создания

оптимальной экологической среды обитания, включая обеспечение

экологической чистоты сферы жизни и трудовой деятельности человека;

создание зон отдыха, бальнеологических комплексов, заповедников и т.д.

В настоящее время, наряду с традиционными, все более широкое

распространение получают методы оценки состояния ОПС, базирующиеся

на использовании математических методов. Одним из таких примеров

может служить интегральная оценка изменений состояния ОПС,

призванная решать задачи по выявлению неблагоприятных (опасных)

экологических ситуаций.

Интегральную количественную оценку состояния ОПС можно

представить, используя прием присвоения весов ряду данной серии

показателей, входящих в нее, в виде:

/ , 1,

p j ij

I b

Р Р I N

= =

∑

, (9.5)

где

– вес i-го компонента;

– оценка j-го показателя i-й компоненты;

– базовое (номинальное) значение j-го показателя;

– число рассматриваемых компонентов.

В качестве уровня базового отсчета состояния можно использовать

фоновые значения, характеризующие условно естественное состояние

ОПС при отсутствии техногенного воздействия, а также нормативные

значения, гигиенические регламенты, средние за период или на

- 422 -

территории.

Важной задачей системы управления качеством ОПС является

прогнозирование последствий изменения ее состояния. Неотъемлемая

составляющая этой задачи – оценка возможных последствий влияния

изменений качества компонентов ОПС на санитарно-гигиенические и

экологические условия жизни, водо- землепользования, на системы и

сооружения благоустройства населенных мест и т. п.

Разработка методов моделирования зависимости условий

функционирования эколого-экономической системы от изменений

качества ОПС и ее отдельных компонентов является одной из важнейших

стратегических задач.

В роли одного из возможных методических подходов для оценки в

первом приближении качества экологического пространства, можно

использовать, в частности, индекс интенсивности техногенной нагрузки на

локальную территорию по сравнению с ее среднестатистическим

(

региональным) уровнем:

0 0 0

i i i i

I M H S M H S

= × × × × ×

, (9.6)

где

– приведенная масса j-го загрязнителя i-го источника;

– численность населения, проживающего в зоне активного

загрязнения i-м источником;

– площадь зоны активного загрязнения для i-го источника;

– суммарная приведенная масса загрязнителей;

– общая численность населения;

– общая площадь исследуемого региона.

Кроме того, в роли интегрального критерия укрупненной оценки

качества ОПС можно использовать индекс интенсивности экологический

нагрузки на локальную территорию:

T P B S

= ×

, (9.7)

где

– эколого-экономический показатель для территории;

– плотность реципиента;

– площадь рассматриваемой территории.

По своей сути он представляет интенсивность исследуемого эколого-

экономического показателя, взвешенную на плотность реципиента для

данной территории, и отражает универсальный принцип. Поэтому, в

зависимости от категории рассматриваемого показателя, он может

наполняться соответственно экономическим или экологическим

содержанием.

Используя в роли показателя величину экономического ущерба (У),

причиняемого исследуемому (i) реципиенту (Р) загрязнением ОПС на

локальной территории (S), интенсивность экологической ущербоемкости

- 423 -

определяется по формуле:

/ , 1,

yi i i i

T PY S i N

= =

(9.8)

Аналогично, используя валовые выбросы (М) вредных веществ в

атмосферу промышленного города с плотностью населения (Н),

интенсивность техногенной нагрузки можно определить по формуле:

/ , 1,

h i i i

T H M S i N

= × =

(9.9)

Для упрощенной оценки экологической нагрузки на ОПС региона в

роли показателя Р может выступать масса поллютантов, поступающая в

почву, водную или воздушную среду, а показателем реципиента – объект,

подвергающийся воздействию со стороны загрязненного воздуха, воды

или почвы (население, растительность, предприятия и т.п.). Для зоны

активного загрязнения конкретным источником данная методическая

процедура принимает вид индекса:

, 1,

hi i ij i

Р M S J N

= × =

∑

, (9.10)

где

– приведенная масса выброса i-м источником j-го поллютанта;

–плотность реципиента в зоне активного загрязнения i-м

источником;

– площадь территории зоны активного загрязнения для i-го

источника.

Приведенная масса вредных веществ, поступивших в ОПС и зона

активного загрязнения территории для источника определяется по [6-9].

Приведенная масса j-го поллютанта, поступающего в почву от i-го

источника определяется по формуле

i ij j ij

M m A S

, (9.11)

где

– годовая масса j-примеси на, единицу площади, поступающая из

го источника;

– показатель экологический относительной опасности

поступления j-го поллютанта в почву;

– площадь зоны активного загрязнения почвы j-м загрязнителем

от i-го источника.

Агрегатный взвешенный индекс эколого-экономической оценки

опасности загрязнения ОПС

Многообразие методических подходов к оценке качества ОПС

затрудняет их использование в анализе последствий антропогенного

воздействия. Несопоставимость результатов оценок загрязнения

- 424 -

отдельных ее компонентов и оценок в рамках одного компонента из-за

неадекватности методических подходов является одной из причин

недостаточного использования экологических критериев в экономических

оценках-

Согласно теории индексного анализа [10] под индексом понимается

относительный показатель, характеризующий соотношение уровней

явления по сравнению с базой в пространстве и времени. Уровень – это

числовое значение показателя в ряду динамики, характеризующее

величину или размер явления.

Собственно индекс – это безразмерный относительный показатель

особого рода. В нем уровни явления рассматриваются в связи с другим

явлением, изменение которого при этом элиминируется. Показатели;

связанные с индексируемым показателем (т.е. показателем, изменение

которого характеризует индекс), используются в качестве весов индекса.

Взвешивание и элиминирование изменения весов составляют специфику

собственно индексов и индексного анализа ∆.

В общем виде индексами являются любые относительные величины,

служащие для сопоставления между собой уровней (размеров)

одноименных показателей, имеющих одинаковое содержание. Отношение

величины концентрации (С) вредного вещества к соответствующему

значению его ПДК, является простым индивидуальным индексом

(i=C/

ПДК), который характеризует кратность превышения санитарного

регламента.

Значения количеств различных веществ, одновременно

присутствующих в среде, формально соизмеримы. Однако с позиции

оценки опасности загрязнения непосредственное их суммирование (без

учета удельной доли веса массы каждого из них в общей массе и доли их

влияния на формирование общего уровня) подобный показатель, лишен

практической ценности.

Простые суммы масс поллютантов непригодны для построения

сводных индексов и потому, что они зависят от структуры смеси.

Следовательно, их нельзя рассматривать вне связи с объемными

показателями, в расчете на единицу которых они вычислены. Только

произведение качественного показателя уровня присутствия токсиканта и

непосредственно связанного с ним показателя его доли способно

позволить учесть роль и статистическую значимость степени загрязнения

сферы ОПС каждым поллютантом.

Вместе с тем возможно получение показателей, суммирование

которых имеет практическую значимость в оценке опасности загрязнения

ОПС. Если характеризовать ее состояние в данный момент в заданной

точке пространства уровнем одновременно совместно присутствующих в

ней веществ, то показателем уровня отдельного вещества (

) может

выступать его количественная доза (масса, концентрация).

- 425 -

Базовым состоянием (

) среды может служить фоновый,

среднестатистический уровень отдельного вещества иди его уровень,

регламентированный стандартами; нормами. Если фактический уровень

загрязнения выразить суммой масс примесей, то мерой изменения,

динамики общей массы примесей в среде (без учета эффекта влияния)

может служить простой агрегатный индекс количества:

/ , 1,

i i

Д Р i N

= =

∑ ∑

, (9.12)

где

– фактическая доза i-го вещества;

– допустимая норма для i-го вещества;

– количество веществ, одновременно совместно присутствующих

в среде.

Такой подход был использован для оценки загрязнения атмосферы с

гигиенических позиций в работе [11]. Если за базовое состояние принять

состояние среды в конкретной точке в определенный момент, то простой

агрегатный индекс будет характеризовать динамику текущего состояния

относительно фиксированного момента.

В оценке воздействия различных загрязнителей на реципиентов

признак единства нами усматривается в принципе регламентирования

критерия опенки их опасности. Этот качественный показатель может быть

использован в роли меры при соизмерении загрязнителей.

Умножая уровень (

) загрязнения на соответствующий регламент

(

, можно свести их к одному и тому же единству и получить сравнимые

показатели, которые можно суммировать. Сопоставление значений сумм

произведений

i i

Д Р

∑

0 0

i i

Д Р

∑

может характеризовать изменение

состояния загрязнения среды по сравнению с ее базовым уровнем.

Чтобы измерить не только относительное изменение уровня, но и

величину того эффекта, который возможен в результате превышения

нормативов, целесообразно построить индекс изменения показателей с

учетом значимости доли поллютанта в исследуемой смеси. Линейный

(абсолютный) эффект в результате изменения уровня загрязнения

выражается разностью показателей

, 1; 1,

i i i i i

b i N

∆ = − = =

∑ ∑ ∑

, (9.13)

где

– веса примесей ( /

i i i

Р Р

∑

Агрегатный индекс опасности загрязнения ОПС, в котором

значимость регламентов для каждого поллютанта зафиксирована на уровне

норматива, определяется выражением:

, 1,

M i i i i

I b

i N

= =

∑ ∑

, (9.14)

- 426 -

При этом числитель показывает фактическую загрязненность; а

знаменатель – условно суммарную загрязненность ОПС смесью

поллютантов того же состава при их нормативных уровнях. Знаменатель –

это условная величина, показывающая, какой уровень загрязнения имел бы

место, если бы масса каждого поллютанта сохранялась бы па уровне ее

регламента.

Основная идея построения взвешенного агрегатного индекса

опасности загрязнения отдельного компонента ОПС состоит в выявлении

текущего отклонения уровня загрязнения относительно неизменных

значений регламента и получения адекватной меры его изменения.

Исходя из данного методического подхода, сигнификатор состояния

отдельного исследуемого компонента ОПС определяется выражением

взвешенного агрегатного индекса:

, 1,

m m

j j ij ij ij ij

R F B

i N

= =

∑ ∑

(9.15)

где

– фактический уровень i-гo поллютанта;

– базовый уровень i-го загрязнителя;

– вес i-гo поллютанта для базового состояния;

– функция эффектов действия поллютанта в исследуемом

компоненте j-го типа для реципиента m-го вида.

Комплексная оценка окружающей природной среды

Учитывая, что агрегатный индекс (R) оценки состояния компоненты

го типа для реципиентов m-го вида представляет собой безразмерную

относительную величину; а также исходя из методического принципа

оценки качества среды, комплексный критерий оценки качества эколого-

экономического пространства нами предлагается выразить показателем,

информационно-смысловое содержание которого можно представить

функцией:

0 1 2

( , , )

P f P P P

, (9.16)

Принимая, для упрощения, стандарт качества ОПС традиционно

равным единице (

, соответственно для ее отдельных компонентов

), рассмотрим возможные случаи.

Если для всех (

) компонентов ОПС их индексы (

) качества

соответственно равны их стандартам, то

Р Р

Если все индексы (

) качества всех компонентов не превышают их

стандартов (

i i

R P

), то

Если все индексы (R) качества всех компонентов превышают их

стандарты (

i i

R P

), то

0 1

Р Р

= +

- 427 -

Если для одних компонентов (

i N

) имеет место ухудшение

качества. (

i i

R P

), а для других (

i N N

) качество сохраняется в

пределах нормы (

i i

R P

), то значение комплексной оценки вычисляется

соответственно:

0 1 2

Р Р

P P

= + +

Нормативный базовый уровень качества ОПС (социальный стандарт)

показан первым слагаемым (

). Значение второго (

) отражает

величину безусловного превышения этого уровня (ухудшение качества).

Поэтому достижение нормативного регламента должно быть обеспечено

системой природоохранных мероприятий (при стремлении значения

≥

сверху).

Величина разности (

∆ = −

) показывает «запас непревышения»

стандарта качества. Его можно рассматривать как дополнительный

природный ресурс, повышающий социальную эффективность

экономической системы (при стремлении значения

снизу).

Отношение (

o l

) показателя расчетного (фактического) значения

к его нормативному уровню можно рассматривать как характеристику

эффективности природоохранных мероприятий. Чем ближе это отношение

к 1, тем качество ОПС меньше отличается от стандарта, и тем эффективнее

результаты природоохранной деятельности.

Сигнификатор меры ухудшения качества ОПС для реципиентов m-го

вида по отношению к базовому уровню (стандарту) определяется

значением:

1/2

( –1)

l i i

P b R

 

 

∑

, (9.17)

где

– индекс ухудшения состояния i-го компонента ОПС для

реципиентов m-го вида (при условии

);

– весовой коэффициент компонента i-го типа.

Допустимый уровень качества ОПС для реципиентов m-го вида

определяется значением:

1/2

( )

i i

P b R

 

 

∑

, (9.18)

где

– индекс ухудшения состояния i-го компонента ОПС для

реципиентов m-го вида (при условии

Отсюда, комплексную оценку качества ОПС можно представить

выражением:

( ) ( )

1/2

2 2

1/2

1 1

1 –1 –1 ]

1, при 1; , при 1

m m m

i i i i

I i N

i i

b R b R

i N R i N N R

= =

 

= + −

 

 

= ≥ = <

∑ ∑

, (9.20)

где

– весовой коэффициент i-го компонента ОПС.

- 428 -

В общем случае весовые коэффициенты (

) отдельных компонентов

ОПС определяются целями исследования и лимитируются

соответствующими регламентами (

) для каждой из них исходя из

принципа /

i i oi

b P P

∑

Как один из способов определения значимости отдельных

компонентов ОПС можно использовать метод, базирующийся на,

использовании величины экономического ущерба (

), причиняемого

исследуемому реципиенту антропогенным загрязнением данной

компоненты. Расчет значимости каждого компонента выполняется

соответственно /

i i oi

У У

∑

При отсутствии расчетных значений весовых коэффициентов, а

также для грубо ориентировочных оценок можно воспользоваться

сведениями о покомпонентном распределении экономического ущерба для

отдельных реципиентов (

табл

. 9.4).

Таблица

9.4

Ориентировочное распределение значимости (bi) отдельных компонентов

для различных реципиентов.

Реципиенты

Компоненты

Атмосферный воздух Водная среда Почва

Население 0,5 0,35 0,15

Животные 0,5 0,25 0,25

Растительность 0,7 0,1 0,2

Коммунальное хозяйство 0,45 0,45 0,1

Промышленность 0,8 0,15 0,05

Сельское хозяйство 0,3 0.35 0,35

Рыбное хозяйство 0.1 0,45 0,45

Лесное хозяйство 0,45 0,35 0.2

На данном этапе применение указанного подхода позволяет

определить оценку качества ОПС и предоставляет методическую

возможность для осуществления процедуры ранжирования и

классификации по уровню и степени экологической опасности ее

состояния.

Следует отметить, что по многим направлениям природоохранной

деятельности величина экономического ущерба, причиняемого объектам-

реципиентам загрязнением окружающей среды; на сегодня не является

утвержденным нормативным показателем. Кроме того, методики расчета

экономического ущерба даже в пространствах СНГ имеют отличия по

учету экономической составляющей (затраты, выгоды и т.д.).

Тем более трудно сопоставимы оценки величины ущерба,

полученные в разных странах. Следовательно, необходима разработка

адекватных натуральных показателей качества ОПС.

- 429 -

Для минимизации негативных последствий размещения крупных

партий промышленных отходов в шламонакопителях, шлакоотвалах,

хвостохранилищах, являющихся неотъемлемой составляющей

предприятий металлургического, химического, энергетического и других

комплексов (

рис

. 9.1 и 9.2), необходима оценка влияния накопленных

шламов, шлаков и др. отходов на состояние водного, воздушного

бассейнов и почву

Рис. 9.1. Полигон промышленных отходов (МУО).

Рис. 9.2. Укладка контейнеров с ОпО в тело полигона современного

обогатительного предприятия

Важным этапом работ в данном направлении является разработка

мер по предупреждению, сокращению (ограничению), компенсации и

ликвидации потенциального и реального ущерба, наносимого

шламонакопителями ОПС [12-21].

На

рис

. 9.3 приведена принципиальная схема мероприятий по

предотвращению ущерба окружающей природной среде, наносимого

местами удаления опасных отходов (МУО) или полигонами.

- 430 -

Рис.

9.3. Меры по минимизации экологического ущерба от влияния ШН