Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Охрана природной среды. Механизмы государственного регулирования
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Количественная оценка антропогенной нагрузки на сферы региона

Из материалов, рассмотренных в предыдущем разделе следует, что процесс образования отходов и загрязнения ими окружающей среды включает в себя два основных фактора - временной и качественный. Под временным фактором подразумеваются физические явления, которые рассматриваются в задаче образования и загрязнения твердыми отходами сфер региона и описываются функциями времени, называемыми реализациями процессов. При этом абсцисса процесса может представлять собой путь или время, а ордината реализации — различные величины в зависимости от исследуемого процесса. В частности: мощность размещения, сброса, выброса ЗВ в сферы региона, концентрации ЗВ в сферах и другие экологические величины.

Антропогенное загрязнение сфер и процессы их самоочищения нельзя отнести к детерминированным процессам. Объясняется это тем, что факторов влияния на природные процессы загрязнения и самоочищения чрезвычайно много и, поэтому, учесть всю совокупность факторов в принципе невозможно. Поэтому каждая серия измерений процесса дает свою специфическую реализацию загрязнения среды, которая вряд ли повторится в будущем и которую нельзя предсказать с достаточно большой точностью. Перечисленные выше процессы и порождающие их явления относятся к недетерминированным и называются случайными.

Для того, чтобы получить полное представление о процессе загрязнения той или иной сферы региона необходимо исходить из свойств всего ансамбля реализаций, соответствующих изучаемому процессу [46]. Например случайный процесс х(г), характеризующий одновременное загрязнения трех сфер региона, задается тремя ансамблями его реализаций х1 (г) г = 1,2,3 (рисунок 63). В математической практике для анализа случайных процессов применяют корреляционный анализ, позволяющий определить степень статистической взаимосвязи либо одной и той же величины процесса например х1, но в разные моменты времени, отстоящие друг от друга на интервал времени г , либо разных случайных процессов х1 и х2, например мощности размещения и сбросов отходов или степени загрязнения литосферы и гидросферы соответственно.

В первом случае эта связь характеризуется автокорреляционной функцией

во втором случае - взаимно-корреляционной функцией

где Т — временной интервал в котором проводится анализ;

х1 (ї) — величина накопления отходов на текущий момент времени ї, например на начало года в одной из сфер региона;

X (ї + т) — величина накопления отходов через период времени т, например на конец года в одной из сфер региона.

Ансамбли реализаций, характеризующих одновременное загряз¬нение трех сфер региона

Рисунок 63 — Ансамбли реализаций, характеризующих одновременное загрязнение трех сфер региона

Методами корреляционного анализа решаются такие задачи, как предсказание характера изменения процесса во времени.

Твердые отходы

В соответствии с законом Украины "Об отходах" [76] к действиям по обращению с отходами относятся действия, направленные на предотвращение образования отходов, их сбор, перевозку, хранение, обработку, утилизацию, удаление, обезвреживание и захоронение. Перечисленные действия условно можно разделить на две группы. К первой группе относятся действия связанные с образованием, сбором, перевозкой, хранением и захоронением отходов. Ко второй - действия связанные с обработкой, утилизацией, удалением и обезвреживанием. Если сформулировать кратко, то первая группа действий с отходами относится к "образованию - захоронению". Обозначим ее индексами "03". Вторая группа относится к "обработке - утилизации - удалению". Обозначим ее индексами "ОУ". В дальнейшем при изложении операций по обращению с твердыми отходами будем придерживаться указанной индексации.

Методическую разработку оценки степени загрязнения предприятий и коммунально-бытового комплекса региона твердыми промышленными и бытовыми отходами проведем на основании действующей государственной нормативной документации. В соответствии с методикой определения размеров ущерба, обусловленного загрязнением земельных ресурсов в следствии нарушения природоохранного законодательства [44], размер ущерба при загрязнении земельных ресурсов отходами предприятий определяется как (обозначение величин согласно источника)

где А = 0,5 - показатель ожидаемых затрат на ликвидацию последствий загрязнения земельного участка;

Г(д) — денежная оценка земельного участка до загрязнения (замусоривания), грн;

К(з) — коэффициент, который характеризует вклад загрязняющего вещества, м в объемы загрязненной земли, м в зависимости от глубины просачивания;

К(н) — коэффициент опасности загрязняющего вещества;

ш(егз) — показатель шкалы эколого-хозяйственного значения земель.

Денежная оценка земельного участка до загрязнения определяется формулой

где П(()) — площадь загрязнения земельного участка, м2;

Гагр — денежная оценка одного квадратного метра агропромышленных грунтов, грн/м2, которая определяется управлением земельных ресурсов региона.

Коэффициент загрязнения земли К(з) определяется из выражения (при К(з) < 1 коэффициент К(з) не учитывается)

где ()(зр) — объем загрязняющего вещества, м3;

Т(з) — толщина земельного слоя, которая является размерной

единицей для расчета затрат на ликвидацию загрязнения, в зависимости от глубины просачивания и составляет 0,2 м (поверхностный слой);

И(п) — индекс поправки к затратам на ликвидацию загрязнения в зависимости от глубины просачивания загрязняющего вещества.

При отсутствии данных по объему загрязняющих веществ, его величина рассчитывается по формуле

где о (зр) - масса загрязняющего вещества, т;

Щ(зр) - относительная плотность загрязняющего вещества (т/м3) Учитывая (45), введем понятие условной загрязненности предприятия, расположенного на одной площадке при условии, что площадка расположена на землях с постоянным показателем ш(егз). Коэффициент условной загрязненности предприятия определим как [41]

где N— количество загрязняющих веществ.

К(зг) и К(нг) — коэффициенты опасности и загрязнения г -го вещества соответственно.

"Образование - захоронение" отходов на поверхности литосферы является процессом зависящим от времени и поэтому характеризуется временными рядами. В соответствии с требованиями отчетности, которую предприятия - образователи отходов представляют в государственные органы статистики, определяющими величинами этих рядов являются масса "образованных - захороненных" отходов с учетом класса их опасности. В соответствии с [46], математически процесс "образования - захоронения" отходов, характеризующий накопление отходов в литосфере, может быть представлен в виде зависимости аналогичной функции автокорреляции (43) и при временном параметре т = 0 в общем виде определится как

При т ^ 0 степень зависимости (линейной связи) между накоплением отходов на начало года и наличием их на предприятии на конец года, т.е. характер действия с отходами в течении года, определится зависимостью в общем виде аналогичной автокорреляционной функции вида

где 0 - индекс, характеризующий накопление массы отходов на начало года;

1 — индекс характеризующий накопление массы отходов на конец года.

"Образование - захоронение" отходов является процессом периодическим, который для каждого отдельного вида отходов может характеризоваться как определенным периодом, так соответствующей данному периоду частотой. Эти процессы характеризуются величиной аналогичной энергетическому спектру или спектральной плотности. "Образование - захоронение" отходов на начало года х(г) и наличие их на конец года х(г+т) с учетом показателя шкалы эколого-хозяйственного значения земель является функцией аналогичной спектральной плотности загрязненности предприятия.

Под аналогом спектральной плотности загрязненности предприятия понимается величина определяемая функцией размещения массы отходов на предприятии в течении определенного периода времени с учетом класса их опасности. Амплитуда спектра определяется номенклатурой (перечнем) отходов N и величиной коэффициента условной загрязненности предприятия К(уз) по каждому г -му виду отходов. Аналог плотности спектра загрязненности объекта обусловлен периодом накопления отхода. Так как ковариационные функции всегда четные функции времени т, то аналог спектра (автоспектра) задаются преобразованием Фурье, следующим из очевидного соотношения

Зависимость (47) определяет все действия с отходами, предусмотренные законодательством Украины [76], а именно образование, сбор, перевозку, хранение, обработку, утилизацию, удаление, обезвреживание и захоронение.

Степень зависимости (линейной связи) между массой накоплением отходов на начало года и наличии их на предприятии на конец года (с учетом класса опасности отходов), т. е. характер действия с отходами в течение года определяется величиной аналогичной спектральной плотности мощности образования отходов. Для предприятия расположенного на одной площадке при ш(егз) = const учитывая (47) получим

Действительная часть соотношения (48), которая характеризует операцию действия с отходами "образование - захоронение" приводится к виду

При достаточно большой величине т cos 2жшт —> 2жшт, тогда

В общем виде для N загрязняющих веществ принимая Т=1 и учитывая (46), получим зависимость

которая отображает собой операцию обращения с отходами, связанную с их "образованием - захоронением" на предприятии и регионе.

Мнимая часть соотношения (48), которая характеризует операцию действия с отходами "обработка - утилизация - удаление" приводится к виду

При достаточно большом периоде операций с твердыми отходами sin 2%w% —"1

и представляет операцию обращения с отходами, связанную с их обработкой, утилизацией, удалением и обезвреживанием.

Спектр всех видов операций обращения с отходами может быть выражен через модуль и фазовый угол

Кроме подробно рассмотренных величин аналогичных спектральной плотности при 0, позволяющих учесть динамику развития процессов обращения с отходами за определенный промежуток времени, например 1 год, приведем аналоги этих величин при т = 0 . В частности:

— аналог величины спектральной плотности, которая характеризует операцию действия с отходами "образование - захоронение" для г - го вида отходов, с учетом данных статистической отчетности, преобразуется к виду

— аналог величины спектральной плотности, которая характеризует операцию действия с отходами "обработка - утилизация - удаление" для г - го вида отходов, с учетом статистической отчетности, преобразуется к виду

— аналог вектора направленности операций действия над 7-ым видом отходов определяется зависимостью аналогичной (51)

При наличии N - видов отходов величины С(хх), <2(хх), О(хх), независимо от параметра т = 0 или т ^ 0 определяются путем суммирования по каждому виду отходов

На основании зависимостей (51), (52) и (53) может быть построена векторная диаграмма для предприятий города, которая характеризует модуль и/или вектор направленности операций, связанных с отходами.

Практическая оценки степени загрязнения твердыми отходами отдельного предприятия связана с решением трех вопросов, которые определяют возможность пользования этими оценками. Первый вопрос — определение порогового уровня загрязненности объекта. Второй — определение единиц измерения загрязненности объекта. Третий — удобство обработки массива данных по загрязнению объекта.

Практические расчеты в области инженерной деятельности и обработка фактического материала проведения изысканий в сфере прикладных дисциплин естествознания показали, что в большинстве случаев удобно пользоваться относительными величинами измерений. То есть величинами измеряемыми относительно некоего уровня — "порога". Введение порогового уровня обычно позволяет упростить понимание физической сущности явления, облегчить производимые вычисления и расчеты.

Материалами рассмотренными выше в разделе установлено, что определяющими величинами в оценке степени загрязненности объекта являются масса отходов и класс их опасности. Исходя из этих параметров определим пороговую величину степени загрязнения, которая отражает минимально возможную величину загрязнения предприятия твердыми промышленными и бытовыми отходами. По мнению авторов [41] за пороговую величину степени загрязнения объекта предлагается принять загрязнение одним кубическим метром строительных (или эквивалентных им по классу опасности) отходов одного квадратного метра промышленных или эквивалентных им по эколого-хозяйственному значению земель (ш = 0,2) при глубине просачивания отходов в грунт не более 0,2 метра [44]. Пороговая величина загрязненности предприятия принимается равной

<2(зп) = 1м3 - объем строительных или других видов отходов;

Т(зп) = 0,2 м - толщина земельного слоя, которая является размерной единицей для расчета затрат на ликвидацию загрязнения в зависимости от глубины просачивания;

П(дп) = 2 - площадь загрязненной земли строительными отходами;

1(пп) = 0,1 - индекс поправки на глубину просачивания, принимается исходя из величины просачивания строительных отходов в грунт на глубину 0 - 0,2 м;

ш(егз)п = 0,2 - минимальная величина коэффициента эколого - хозяйственного значения земель, принятая для промышленности, транспорта, связи и обороны;

К(нп) = 1 - коэффициент опасности строительных отходов.

Индекс "и" относится к пороговым величинам

В качестве единицы измерения относительной величины загрязненности объекта твердыми промышленными и бытовыми отходами предлагается принять величину "экобэл" (эбЛ) — эколого - биологический эквивалент загрязнения литосферы.

Рассматривая третий вопрос об удобстве обработки массива данных по загрязнению объекта необходимо отметить следующее. В настоящее время со стороны государственных природоохранных органов ставится задача глобального контроля за действиями предприятий региона в сфере обращения с отходами. Государственные органы в данной сфере контроля сталкиваются с трудностями учета. Эти трудности определяются большой разностью масс образующихся и удаляемых отходов с территорий предприятий. Например различные отходы образующиеся на различных объектах могут отличаться по массе на десятки, сотни, тысячи, а то и десятки тысяч тонн. Для того чтобы при оценке степени загрязненности различных объектов получать сопоставимые цифры информации обычно в инженерных расчетах используют логарифмические зависимости [57]. В следствии сказанного универсальную оценку загрязненности предприятия несколькими видами отходов, с учетом (54), предлагается представить в виде

где знаменатель зависимости (55) является пороговой величиной загрязненности предприятия.

Тогда нулю единиц относительной загрязненности объекта отдельным загрязняющим веществом будет соответствовать загрязнение одним кубическим метром строительных отходов площади, равной одному квадратному метру, при глубине просачивания загрязнения в грунт не более 0,2 метра, что соответствует зависимости вида

Рассмотрим оценку степени загрязнения твердыми отходами региона Зададимся координатными осями:

  • — ось X - шкала эколого - хозяйственного значения земель ш = 0,2 - 5,0
  • — ось У - номенклатура предприятий города М;
  • — ось Ъ - количественная оценка загрязненности предприятия

А (эбЛ);

Загрязненность по ] - му квалитету эколого - хозяйственного значения земель составит

В относительных единицах загрязненности зависимость (56) примет вид

По полученным величинам А по каждому ] - му квалитету строим спектр загрязненности города по осям X — X. В результате получаем аналог линейчатого спектра, который характеризует загрязненность региона на фиксированной величине Ш (егз).

Произведем свертку аналога линейчатого спектра по абсциссе Ш (егз) и получим величину дисперсии общей загрязненности региона города в относительных единицах. Величина загрязненности примет вид

где М - количество источников загрязнения; Р - количество загрязняющих веществ.

Полученная величина Рх позволяет, в соответствии с выводами представленными в разделе 2, оценить мощность размещения отходов в литосфере региона, эбЛ/год, с учетом шкалы эколого - хозяйственного значения земель на которых размещаются отходы. Практическое применение полученной зависимости позволит на первом этапе контроля отходов и уменьшения антропогенной нагрузки на регион в целом оценить степень потенциальной загрязненности предприятий и региона твердыми отходами производства. И на втором этапе разработать мероприятия и схемы экологической очистки предприятий города от загрязнения отходами.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші