http://rmid-oecd.asean.org/situs slot gacorlink slot gacorslot gacorslot88slot gacorslot gacor hari inilink slot gacorslot88judi slot onlineslot gacorsitus slot gacor 2022https://www.dispuig.com/-/slot-gacor/https://www.thungsriudomhospital.com/web/assets/slot-gacor/slot88https://omnipacgroup.com/slot-gacor/https://viconsortium.com/slot-online/http://soac.abejor.org.br/http://oard3.doa.go.th/slot-deposit-pulsa/https://www.moodle.wskiz.edu/http://km87979.hekko24.pl/https://apis-dev.appraisal.carmax.com/https://sms.tsmu.edu/slot-gacor/http://njmr.in/public/slot-gacor/https://devnzeta.immigration.govt.nz/http://ttkt.tdu.edu.vn/-/slot-deposit-dana/https://ingenieria.unach.mx/media/slot-deposit-pulsa/https://www.hcu-eng.hcu.ac.th/wp-content/uploads/2019/05/-/slot-gacor/https://euromed.com.eg/-/slot-gacor/http://www.relise.eco.br/public/journals/1/slot-online/https://research.uru.ac.th/file/slot-deposit-pulsa-tanpa-potongan/http://journal-kogam.kisi.kz/public/journals/1/slot-online/https://aeeid.asean.org/wp-content/https://karsu.uz/wp-content/uploads/2018/04/-/slot-deposit-pulsa/https://zfk.katecheza.radom.pl/public/journals/1/slot-deposit-pulsa/https://science.karsu.uz/public/journals/1/slot-deposit-pulsa/ Рубрика: Экология и природопользование - Московский Экономический Журнал1

Московский экономический журнал 1/2024

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 339.543

doi: 10.55186/2413046X_2023_9_1_48

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТИ КАК СТРАТЕГИЧЕСКИЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОСУДАРСТВА

ENVIRONMENTAL AND INFORMATION SECURITY AS STRATEGIC COMPONENTS OF ENSURING THE NATIONAL SECURITY OF THE STATE

Качанова Людмила Сергеевна, доктор экономических наук, кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры «Финансовый менеджмент», ГКОУ ВО «Российская таможенная академия», г. Люберцы, Россия, Email: l.kachanova@customs-academy.ru

Kachanova Lyudmila Sergeevna, Doctor of Economics, PhD in Technical Sciences, associate professor, professor of the chair «Financial Management», Russian Customs Academy, Lyubertsy, Russia, Email: l.kachanova@customs-academy.ru

Аннотация. Национальная безопасность представляет многокомпонентную систему, обеспечение которой суверенному развитию государства. Рассмотрены составляющие национальной безопасности – экологическая и информационная. Инструментом обеспечения экологической безопасности представлен национальный проект стратегического характера «Экология», выявлена структура проекта, объемы финансирования, результаты реализации. Информационная безопасность рассматривается с позиции реализации национального проекта «Цифровая экономика». Рассмотрены цель проекта, объемы и источники финансирования, состояние проекта на 2023 год. Указаны положительные моменты, недостатки в реализации национальных проектов. Сделан вывод о достижении национальных целей развития Российской Федерации через встраивание национальных проектов в государственные проекты и программы, об обеспечении экономической безопасности государства через реализацию национальных проектов.

Abstract. National security is a multicomponent system, ensuring the sovereign development of the state. The components of national security – environmental and information — are considered. The national project of a strategic nature «Ecology» is presented as an instrument for ensuring environmental safety, the structure of the project, the amount of funding, and the results of implementation are revealed. Information security is considered from the perspective of the implementation of the national project «Digital Economy». The purpose of the project, the volume and sources of financing, and the status of the project for 2023 are considered. The positive aspects and shortcomings in the implementation of national projects are indicated. The conclusion is made about the achievement of the national development goals of the Russian Federation through the integration of national projects into state projects and programs, about ensuring the economic security of the state through the implementation of national projects.

Ключевые слова: национальная безопасность, экономическая безопасность, экологическая безопасность, информационная безопасность, национальные проекты, государственные программы, финансовые ресурсы

Keywords: national security, economic security, environmental safety, information security, national projects, government programs, financial resources

Введение. На сегодняшний день особенно актуальны проблемы устойчивости в природной и социально-экологической системах, поскольку рост населения и экономическое развитие сопровождается такими последствиями как: неблагоприятные воздействия на окружающею среду, нарушение устойчивости экосистем, изменение структуры природного комплекса и климата в целом, сокращение биологического разнообразия растений и животных, низкий уровень национальной безопасности, снижение качества жизни граждан страны, сокращение продолжительности жизни населения.

На территории Российской Федерации введен в практику новый механизм реализации ключевых национальных целей с использованием национальных проектов. Национальные проекты являются инструментом обеспечения экономической безопасности государства, имеют приоритетное значение на конкретном этапе развития государства и предполагают значительные ресурсы для реализации с ориентацией на четко заданную цель и определенный конечный результат. Национальные проекты стратегического характера выступают эффективным механизмом достижения социально-экономических целей развития общества, концентрируя материальные, управленческие, финансовые, технические, трудовые, информационные и иные ресурсы в стратегически важных сферах экономики.

Для их реализации привлекаются как бюджетные средства, так и внебюджетные источники за счет использования механизма государственно-частного партнерства.

Безопасность в экологическом секторе выступает одной из ключевых составляющих экономической безопасности государства. Связь рассматриваемых видов безопасности носит двунаправленный характер. С одной стороны, взаимодействие обусловлено экономическими ущербами и убытками при нанесении вреда экологии, выступая важнейшим сдерживающим фактором развития экономики. С другой стороны, деятельность, направленная на обеспечение экологической безопасности, на защиту окружающей среды основывается на экономических принципах и методах, с применением экономического инструментария, с обоснованием экономической целесообразности.

В настоящее время ни одна из сфер экономики не может существовать в доцифровом формате. Элементы цифровой экономики, а именно, технологии, которые она влечёт за собой, не только активно используются как вспомогательные в финансово-экономической деятельности, но и сами определяют направления развития финансового сектора, формируя цифровую и технологическую основу новых финансовых инструментов и услуг.

Развитие основ цифровой экономики, влечёт за собой не только существенные изменения в структуре экономики, но и появление новых рисков и угроз, влияющих на уровень национальной безопасности государства. При этом с другой стороны, от уровня национальной безопасности и ее составляющих зависит стабильность и динамичность развития экономики в условиях глобализации и цифровизации.

Экономическая безопасность страны с развитием информационной экономики попадает под влияние внешних и внутренних рисков нового вида, обусловленных незащищенностью информационной и цифровой инфраструктуры. Важное значение имеет своевременная и правильная оценка рисков, степени ущерба и масштаба их влияния для разработки оптимальных соответствующих мер, препятствующих появлению негативных последствий. Национальные проекты – это современный, достойный детального анализа инструмент, который способствует развитию базовых элементов обеспечения финансово-экономической безопасности государства. Для того чтобы их реализовать, потребуются существенные, значительные ресурсы. Во многих ситуациях именно национальные проекты достаточно часто развивают разные инвесторы, вкладывая свои средства, ресурсы.

В связи с этим возрастает необходимость реализации национальных проектов стратегического характера «Экология» и «Цифровая экономика» [1, 2].

Материалы и методы исследования. Цель реализации национального проекта «Экология» заключается в кардинальном улучшении экологической обстановки и обеспечении положительного влияния на здоровье населения. Национальный проект содержит 10 федеральных проектов по пяти направлениям (рисунок 1).

Для полно масштабного финансирования проекта используется механизм государственно-частного партнерства, позволяющий привлекать внебюджетные источники финансирования. В структуре финансирования национального проекта «Экология» 15,2% составляю внебюджетные источники, 10,8% средства бюджетов субъектов РФ, наибольшую часть – 74% финансирует национальный бюджет.

В период с 2020 г. по 2022 г. исполнение бюджета по проекту «Экология» выросло на 2,1 процентных пункта. Данный факт указывает, что на реализацию национального проекта выделены дополнительные средства финансирования, а также приняты меры по более эффективному использованию выделенных средств.

Динамика по исполнению бюджета национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» в период с 2020 года по 2022 год снижается. Низкий уровень исполнения расходов связан с санкционными ограничениями, затруднившими поставки необходимого оборудования и программного обеспечения [4].

«Цифровая экономика» реализуется по 9 направлениям: нормативное регулирование цифровой среды, кадры для цифровой экономики, информационная инфраструктура, информационная безопасность, цифровые технологии, цифровое государственное управление, искусственный интеллект, развитие кадрового потенциала ИТ-отрасли, обеспечение доступа в Интернет за счет развития спутниковой связи.

Финансирование национального проекта «Цифровая экономика Российской Федерации» рассчитано до 2024 года включительно (рисунок 2).

Общий объем финансирования по национальному проекту «Цифровая экономика Российской Федерации составит 1627,1 млрд руб. При этом основным источником финансирования проекта выступают средства федерального бюджета  — 78,4% от общего объема, на втором месте средства субъектов РФ – 21,5% и только 0,1% составляют внебюджетные источники.

Результаты исследования и их обсуждение. По итогам реализации нацпроекта «Экология» к 2022 году: рекультивировано 58 свалок, ликвидировано 74 наиболее опасных объекта, построены или реконструированы на берегах Волги 93 очистных сооружения, приобретено 153,9 тысяч контейнеров для раздельного сбора отходов, расчищено 352,57 км русел рек, 542 единицы экологичного транспорта поступило в города (тем самым на 11% снизились вредные выбросы в 12 промышленных городах), отведено в регионы 45,8 тысяч единиц лесопожарной техники и оборудования, особо охраняемые природные территории России посетили 14 млн. чел., создано 17 особо охраняемых природных территорий, восстановлено лесов площадью 4,9 млн. га.

Ключевые показатели по национальному проекту «Экология» достигнуты, однако экологическая ситуация в России остается сложной. В некоторых регионах наблюдается высокий уровень загрязнения окружающей среды, а также проблемы с переработкой отходов и охраной природных ресурсов. Поэтому важно продолжать работу по осуществлению национального проекта «Экология» в России, параллельно привлекая внимание общественности к решению экологических проблем.

При исполнении национального проекта «Цифровая экономика» разработаны и осуществлены мероприятия, нацеленные на развитие экономики и социальной сферы в цифровой среде. Например, созданы цифровые площадки для предоставления государственных услуг, развивается электронная коммерция, проводится модернизация телекоммуникационной инфраструктуры и т.д.

Для укрепления суверенитета страны, роста национального благосостояния, а также защиты населения необходима четкая стратегия развития, в которой определяющим фактором является качество человеческого потенциала.

Нейтрализация угроз финансово-экономической безопасности Российской Федерации реализуется с использованием национальных проектов, которые охватывают наиболее проблемные и жизненно важные сферы.

Процесс реализации национальных проектов включает разделение задач и функций между федеральным центром и регионами, поэтому, со стратегической точки зрения, реализация нацпроектов является главным критерием развития федеративного государства и обеспечение экономической безопасности. Обосновать данное обстоятельство следует, что с одной стороны, дополнительное финансирование регионов осуществляется федеральным центром, а с другой – регионы также участвуют в системе финансирования, за счёт внутренних резервов.

Национальный проект «Экология» направлен на достижение национальных целей развития в пяти ключевых сферах, а именно, в развитии экологических технологий, решении проблем с утилизацией отходов, в обеспечении чистоты воздуха, воды, в сохранении биологического разнообразия.

С 2022 года вступил в силу новый федеральный проект «Комплексная система мониторинга окружающей среды», целью которого является создание единого информационного ресурса, объединяющий все данные о состоянии окружающей среды по всей стране к 2030 году. Объем инвестиций на данную федеральную программу оценивается в 3,13 млрд рублей.

По паспорту национального проекта «Экология» необходимо было ликвидировать все выявленные на 1 января 2018 г. несанкционированные свалки в границах городов около 191 шт. к 2024 году, а также объекты, представляющие наибольшую опасность экологического вреда около 75 шт. к 2024 году.

Согласно данным, которые предоставляет Правительство РФ, план по рекультивации и ликвидации по состоянию на 2022 год выполнен наполовину, а восстановление площади земельных участков на тот же год составляет около 4,9 млн. гектар.

В рамках федерального проекта на конец 2022 года ликвидировано 55 объектов накопленного вреда. Лидером по ликвидации свалок стал Центральный федеральный округ ‒29 полигонов [5].

Степень готовности производственно-технического оборудования по обращению с отходами в 2022 году составила 34,10 %. Национальные проекты «Комплексная система обращения с ТКО» и «Инфраструктура обращения с отходами I и II классов опасности» в 2022 году дополнила стратегическая инициатива «Экономика замкнутого цикла», цель которой – увеличение доли использования вторсырья в России.

Благодаря федеральному проекту «Оздоровление Волги» в 2022 году завершено строительство и реконструкция 77 очистных сооружений в 14 регионах страны, в результате чего объемы сброса сточных вод в Волгу сократились на 23%. Самые крупные расположены в Московской, Вологодской и Ивановской областях, а также в Москве. Мероприятия прошли и в Волго-Ахтубинской пойме: здесь восстановлено 20,96 тыс. га рек и озер водных объектов Нижней Волги [6].

В целях защиты озера Байкал в рамках национального проекта «Экология» начались работы по реконструкции очистных сооружений в Улан-Удэ — крупнейшего населенного пункта, имеющего непосредственное влияние на реку Селенгу и Байкал. Работы планируется завершить к концу 2024 года и ввести в эксплуатацию в 2025 году. Мощность модернизированных очистных сооружений составит 130 тысяч кубических метров в сутки.

В 12 городах-участниках проекта «Чистый воздух» удалось реализовать меры, позволившие снизить выбросы загрязняющих веществ более чем на 223 тыс. тонн, или на 9% от базового уровня выбросов. Для этого были закрыты или модернизированы семь котельных, к тысяче домов проложено более 30 километров газопроводов. Города получили новый экологически чистый городской транспорт – на маршрутах уже начали курсировать 507 трамваев, троллейбусов и автобусов. Кроме того, в течение года был составлен список городов, которые присоединятся к федеральному проекту в 2023 году. Всего в федеральном проекте примет участие 41 город. В основном это города Сибири и Дальнего Востока.

Однако есть и отрицательные моменты при реализации национального проекта. Например, на реализацию федерального проекта «Сохранение озера Байкал» были выделены дополнительные средства в 2022 году. В регионе используются коммунальные сооружения со времен советского периода, поэтому выделенного бюджета ранее оказалось недостаточно на их реконструкцию.

Приоритетной задачей национального проекта «Цифровая экономика» является обеспечение ускоренного внедрения цифровых технологий и платформ в экономику и социальную сферу, преимущественно на основе отечественных решений. Для этого в регионах страны предоставление госуслуг переводится в электронную форму, проводится обучение кадров, перестраивается система государственного управления и создаются штабы кибербезопасности [7].

Большое внимание в работе нацпроекта уделяется повышению цифровой грамотности населения. Осенью 2022 года стартовала Всероссийская программа «Кибергигиена». Благодаря ей люди всех возрастов знакомятся с безопасным поведением в Интернете, учатся распознавать интернет-мошенников и защищать свои личные данные от хакерских атак. Помимо образовательных блоков, программа предусматривает проведение исследований, результаты которых помогут понять, с какими цифровыми угрозами жители страны сталкиваются чаще всего, и кто им подвержен.

Также ведется работа по обучению будущих ИТ-специалистов. Проект «Код будущего», стартовавший в прошлом году, дает возможность талантливым ученикам 8–11 классов пройти дополнительный двухгодичный курс современных языков программирования. За это время они осваивают JavaScript, Python, готовятся к ЕГЭ и ОГЭ по информатике и различным олимпиадам. И все это совершенно бесплатно: чтобы стать участником проекта, необходимо пройти тест. В течение года в высшие учебные заведения поступило более 39000 студентов.

Бесплатный доступ к курсам ведущих коммерческих образовательных сервисов получили 1,7 миллиона школьников и студентов, а также более 252 тысяч преподавателей из 85 субъектов Российской Федерации. Более тысячи таких курсов доступны на базе онлайн-каталога «Цифровой образовательный контент».

В рамках проекта «Цифровые профессии» к ноябрю 2022 года дополнительную ИТ-квалификацию получили более 23 тысяч человек.

Весной 2022 года на поддержку ИТ-отрасли направлено 21,5 млрд руб. Две трети этой суммы пошли на увеличение размера и количества грантов нацпроекта. Они предоставляются разработчикам для реализации проектов, а также компаниям для цифровой трансформации и внедрения цифровых решений. Также увеличен объем грантового финансирования проектов в сфере отечественного развития – с 50% до 80%.

Выводы. Реализация нацпроектов проектов требует значительных финансовых ресурсов, поэтому обеспечение финансово-экономической безопасности является важным условием их успешной реализации. Достижение национальных целей развития Российской Федерации осуществляется через встраивание национальных проектов в государственные проекты и программы. Следовательно, обеспечение экономической безопасности Российской Федерации осуществляется, в том числе, через реализацию национальных проектов.

Несмотря на то, что национальные проекты запущены с целью решения социально-экономических проблем в России, существуют определенные проблемы при их реализации.

Таким образом, можно сделать вывод, что национальные проекты имеют важное значение стратегического характера для России. Рассматривая стратегию национальной безопасности Российской Федерации, утвержденную Президентом РФ, где указано, что национальная безопасность возможна при обеспечении социальной стабильности, росте экономики страны и при формировании компетенций взаимодействия государственных органов с гражданами страны, а также задачи национальных проектов, видно, что их реализация ориентируется: с одной стороны – на высокий уровень благосостояния граждан РФ, с другой стороны – на финансово-экономическую безопасность, в частности, конкурентоспособность и высокую эффективность экономики страны, её инновационного, технологического и цифрового развития.

Список источников

  1. Национальные проекты России [Электронный ресурс]. URL: https://xn--80aapampemcchfmo7a3c9ehj.xn--p1ai/?ysclid=lp5kssw92o874892014 (дата обращения 12.12.2023).
  2. Обеспечение национальной экономической безопасности: новые вызовы и приоритеты. М.: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова», 2020. 164 с.
  3. Паспорт национального проекта «Экология» [Электронный ресурс]. URL: https://www.mnr.gov.ru/docs/np_ecology/passport_ecology.pdf?ysclid=lp5f6fagwc901126375 (дата обращения 10.09.2023).
  4. Паспорт национального проекта «Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» [Электронный ресурс]. URL: https://turov.pro/wp-content/uploads/2022/02/pasport_naczionalnogo_proekta_naczionalnaya_programma_czifro.pdf?ysclid=lp5kwa9axu722551014 (дата обращения 10.09.2023).
  5. Реализация нацпроектов: первые результаты [Электронный ресурс]. URL: https://ach.gov.ru/audit-national/9508 (дата обращения 26.10.2023).
  6. Реализация приоритетных национальных проектов как фактор повышения экономической безопасности Российской Федерации [Электронный ресурс]. URL: https://economy-lib.com/realizatsiya-prioritetnyh-natsionalnyh-proektov-kak-faktor-povysheniya-ekonomicheskoy-bezopasnosti-rossiyskoy-federatsii (дата обращения 14.11.2023).
  7. Садовская Т.Д. Национальные проекты как инструмент достижения стратегии национальной безопасности России // Государство и право России в современном мире. Сборник докладов XII Московской юридической недели. XXII Международная научно-практическая конференция. 2023. С. 217-221.

References

  1. National projects of Russia [Electronic resource]. URL: https://xn--80aapampemcchfmo7a3c9ehj.xn--p1ai/?ysclid=lp5kssw92o874892014 (accessed 12.12.2023).
  2. Ensuring national economic security: new challenges and priorities. Moscow: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Lomonosov Moscow State University», 2020. 164 p.
  3. Passport of the national project «Ecology» [Electronic resource]. URL: https://www.mnr.gov.ru/docs/np_ecology/passport_ecology.pdf?ysclid=lp5f6fagwc901126375 (accessed 09/10/2023).
  4. Passport of the national project «National program «Digital Economy of the Russian Federation» [Electronic resource]. URL: https://turov.pro/wp-content/uploads/2022/02/pasport_naczionalnogo_proekta_naczionalnaya_programma_czifro.pdf?ysclid=lp5kwa9axu722551014 (accessed 09/10/2023).
  5. Implementation of national projects: the first results [Electronic resource]. URL: https://ach.gov.ru/audit-national/9508 (accessed 10/26/2023).
  6. Implementation of priority national projects as a factor in improving the economic security of the Russian Federation [Electronic resource]. URL: https://economy-lib.com/realizatsiya-prioritetnyh-natsionalnyh-proektov-kak-faktor-povysheniya-ekonomicheskoy-bezopasnosti-rossiyskoy-federatsii (accessed 11/14/2023).
  7. Sadovskaya T.D. National projects as a tool for achieving the national security strategy of Russia // The state and law of Russia in the modern world. Collection of reports of the XII Moscow Legal Week. XXII International Scientific and Practical Conference. 2023. pp. 217-221.

Для цитирования: Качанова Л.С. Экологическая и информационная безопасности как стратегические составляющие обеспечения национальной безопасности государства // Московский экономический журнал. 2024. № 1. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-1-2024-48/

© Качанова Л.С., 2024. Московский экономический журнал, 2024, № 1.




Московский экономический журнал 1/2024

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК: 504.064.36

doi: 10.55186/2413046X_2023_9_1_21

ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ЖИДКОЙ ФАЗЕ СНЕГА Р. ХОДЦА В ЗИМНЮЮ МЕЖЕНЬ

ASSESSMENT OF THE CONTENT OF POLLUTANTS IN THE LIQUID PHASE OF SNOW IN THE RIVER KHODTSA IN WINTER LOW WATER

Макаханюк Жанна Сергеевна, аспирант (соискатель) кафедры цифрового земледелия и ландшафтной архитектуры, ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, E-mail: Nanochka16@mail.ru

Замана Светлана Павловна, доктор биологических наук, профессор кафедры цифрового земледелия и ландшафтной архитектуры ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, E-mail: svetlana.zamana@gmail.com

Makakhaniuk Z.S., postgraduate student (applicant) of the Department of Digital Agriculture and Landscape Architecture, State University of Land Management, E-mail: Nanochka16@mail.ru

Zamana S.P., Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Digital Agriculture and Landscape Architecture, State University of Land Management, E-mail: svetlana.zamana@gmail.com

Аннотация. В статье приведены результаты исследований химического состава жидкой фазы снега на всем протяжении (исток, промежуточная точка, устье) протекающей в Московской области малой реки Ходца в зимнюю межень. Река Ходца является приемником сточных вод с промплощадки ПАО «Машиностроительный завод» (г. о. Электросталь). В талой снеговой воде определены значения водородного показателя, содержание сухого остатка, алюминия, перманганатной окисляемости, аммиачного азота, железа, кадмия, свинца и нефтепродуктов. Показано, большинство определяемых показателей соответствуют установленным нормативам качества, однако, перманганатная окисляемость в отобранных образцах была достаточно повышенной, что может указывать на присутствие органических загрязнителей.

Abstract. The article presents the results of research of the chemical composition of the liquid phase of snow along the entire length (source, intermediate point, mouth) of the small Khodtsa River flowing in the Moscow region during winter low water. A quantitative chemical analysis of the components of the liquid phase of snow was carried out along the entire length (source, intermediate point, mouth) of the small Khodtsa River flowing in the Moscow region during winter low water. The Khodtsa River is a receiver of wastewater from the industrial site of PJSC “Machine-Building Plant” (Elektrostal). In melted snow water, the values of the hydrogen index, the content of dry residue, aluminum, permanganate oxidation, ammonia nitrogen, iron, cadmium, lead and petroleum products were determined. It was shown that most of the determined indicators correspond to established quality standards, however, permanganate oxidation in the selected samples was quite elevated, which may indicate the presence of organic pollutants.

Ключевые слова: снег, жидкая фаза снега, загрязняющие вещества, атмосферный воздух

Key words: snow, liquid phase of snow, pollutants, atmospheric air

Введение

В свете возрастающей проблемы экологической безопасности гидросферы исследование состояния водных объектов приобретает особую актуальность. Значительное внимание уделяется мониторингу загрязнителей в жидкой фазе снега, поскольку они могут не только отражать текущее состояние окружающей среды, но и предвещать долгосрочные изменения в качестве воды [7]. Жидкая фаза снега рек может содержать разнообразные загрязняющие вещества, включая тяжелые металлы и нефтепродукты, которые представляют значительный риск для водных экосистем и общественного здоровья населения.

Снежный покров является индикатором состояния окружающей среды. Атмосферные осадки играют важную роль в формировании жидкой фазы снега. В период снеготаяния загрязняющие вещества, накопленные за зимнюю межень, мигрируют по всем депонирующим средам. В ходе этих процессов концентрация загрязняющих веществ в снежном покрове может быть выше, чем в воздухе [1].

Цель данного исследования заключается в оценке содержания и распределения основных загрязняющих веществ в жидкой фазе снега и возможности дальнейшего поступления их в малую реку Ходца в зимнюю межень.

Материалы и методы

Объектом исследования была выбрана малая река Ходца. Она расположена в Московской области, впадает в реку Вохонка (правый приток реки Клязьма), относится к Окскому бассейному округу, протекает в 61 км от центра Москвы. Река Ходца является приемником сточных вод с промплощадки ПАО «Машиностроительный завод». Завод расположен в восточной части г. о. Электросталь Московской области в зоне промышленной застройки города.

Для проведения геоэкологической оценки современного состояния бассейна реки Ходца и антропогенного воздействия ПАО «Машиностроительный завод» нами ранее использовались для анализа такие объекты, как поверхностные воды, донные отложения, береговой грунт, высшая водная растительность, рыба [3, 4, 5, 10]. Были взяты в расчет базовые атрибутивные параметры (назначение реки и урбанизированность).

Методы анализа, использованные в данной работе, включают ряд стандартизированных процедур, таких как измерение водородного показателя (pH), определение сухого остатка, нефтепродуктов, концентрации тяжелых металлов и других химических веществ. Предварительная подготовка образцов и аналитические измерения выполнялись согласно утвержденным регуляторными органами протоколам, что позволяет установить допустимые уровни содержания отдельных загрязнителей и оценить степень их отклонения от нормы [2].

Для достижения поставленной цели исследования применялась разработанная комплексная методика отбора и анализа образцов снега [9]. Отбор образцов осуществлялся в зимний период на территории водосбора реки, покрытой снежным покровом. Были выбраны характерные точки сбора, которые наилучшим образом отражают разнообразие условий и возможных источников загрязнения (промышленные зоны, городские территории, фоновые участки) [8]. Снег отбирался с помощью стерильных инструментов, методом «конверта». Затем снег помещался в предварительно подготовленные контейнеры для транспортировки в лабораторию.

Незадолго до периода снеготаяния нами были отобраны пробы снега в трех створах, распределённых по длине реки: исток (55.810586 с. ш., 38.480605 в. д.), промежуточная точка (55.808665 с. ш., 38.507754 в. д.), устье (55.773356 с. ш., 38.637410 в. д.) (рис. 1).

Исследования проводились в рамках мониторинга состояния экосистемы малой реки Ходца на базе аккредитованной испытательной лаборатории «Центр сертификации и экологического мониторинга агрохимической службы «Московский»». В лаборатории в жидкой фазе снега определяли следующие показатели:

  • водородный показатель (pH) — измерялся с использованием стандартного pH-метра, калиброванного согласно рекомендациям производителя;
  • сухой остаток — определялся путём выпаривания водной фазы и взвешивания оставшегося сухого вещества;
  • нефтепродукты — количественное определение проводилось методом инфракрасной спектроскопии после экстракции органическими растворителями;
  • тяжелые металлы (железо, кадмий, свинец) — концентрации металлов измерялись методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС);
  • перманганатная окисляемость — определялась как мера общего содержания органических веществ, способных окисляться перманганатом калия в кислой среде.

Использование вышеперечисленных методов позволило получить данные о количественном содержании загрязняющих веществ. Анализы были выполнены в соответствии с действующими стандартами и нормативными документами, включая ГОСТ и ПНД Ф. Во время всех этапов испытаний соблюдались строгие процедуры контроля качества, включая использование стандартных образцов и проведение параллельных измерений для подтверждения точности и воспроизводимости данных.

Результаты и обсуждение

Результаты химического анализа отобранных образцов жидкой фазы снега представлены в таблице 1.

Значения pH в жидкой фазе снега при отборе проб во всех местах отбора снега изменялись в диапазоне от 6,03 до 6,48 (слабокислая среда), что находится в пределах величин допустимого уровня для поверхностных вод (6,0-9,0), указывая на отсутствие значительного подкисления жидкой фазы снега.

Концентрация сухого остатка в жидкой фазе снега при отборе проб у истока реки и в промежуточной точке варьировала от 14,2 до 27,2 мг/дм³, что значительно ниже принятого предельного значения для данного показателя (1000 мг/дм³). Это свидетельствует о низком уровне содержания неорганического и органического материала в образцах.

Содержание алюминия (<0,10 мг/дм3) в жидкой фазе снега при отборе пробы у истока реки не превышало величину допустимого уровня (1,0 мг/дм3).

Значения показателя перманганатной окисляемости в истоке и в промежуточной точке сохранялось на уровне 4,32 мг/дм3, что указывает на присутствие в жидкой фазе снега органических веществ, способных к окислению.

Содержание аммиачного азота в жидкой фазе снега при отборе проб снега у истока реки составляло 0,28 мг/дм³, что укладывается в рамки допустимого значения 2,0 мг/дм³.

Концентрация железа в жидкой фазе снега во всех местах отбора проб составила от 0,023 до 0,110 мг/дм³, причем обнаруженное содержание железа находилось в пределах допустимого значения (0,3 мг/дм³).  Концентрация кадмия в жидкой фазе снега при отборе проб у истока реки оказалась ниже 0,0005 мг/дм³, что меньше предельного значения (0,001 мг/дм³). Концентрация свинца в жидкой фазе снега при отборе проб у истока реки была менее 0,005 мг/дм³, что также ниже принятой величины допустимого уровня (0,03 мг/дм³).

Содержание нефтепродуктов в промежуточной точке отбора было 0,006 мг/дм³, что ниже допустимого уровня (0,05 мг/дм³), указывая на относительно чистый статус снега в отношении нефтяного загрязнения.

В целом, результаты исследования показывают, что практически все определяемые в жидкой фазе снега показатели находились в пределах допустимых нормативов. Однако, значение перманганатной окисляемости в двух местах отбора проб приближалось к нормативному значению, что может указывать на наличие органических загрязнителей, поэтому требуются дополнительные исследования. Наблюдаемый уровень содержания нефтепродуктов, хотя и был ниже допустимых пределов, указывает на то, что требуется обратить внимание на данный показатель в контексте возможного влияния нефтепродуктов на водную экосистему при длительном их воздействии или в сочетании с другими загрязнителями.

Самая высокая концентрация тяжелых металлов обнаружена для железа, причем его концентрация снижалась от истока к устью (рис. 2).

Ни в одной из точек отбора проб снега превышение определяемых показателей по установленным для них ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения не выявлено, значения концентраций были  ниже предельно допустимых.

Химический состав снегового покрова, находящегося на территориях г.о. Электросталь и г. Павловский Посад в данный период времени различался по функциональным зонам незначительно и ярко выраженных различий не прослеживалось.

Состояние атмосферного воздуха городского округа Электросталь в период проведения исследований характеризовалось как «удовлетворительное». Выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) предприятием ПАО «Машиностроительный завод» [6] в атмосферный воздух в 2019 году составили 12,077 т при разрешенном выбросе 22,126 т, в 2020 году – 13,625 т (при разрешенном – 22,126 т), в 2021 году — 18,306 т (при разрешенном 20,180 т) (рис.4). До 2021 года для ПАО «Машиностроительный завод» действовало разрешение на выброс вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, выданное Росприроднадзором в 2017 году. Уменьшение разрешенного валового выброса в 2021 году связано с проведенной на предприятии оптимизацией производственных площадей, реконструкцией технологических процессов производства и модернизацией оборудования [6].

Валовые выбросы вредных загрязняющих веществ от предприятия ПАО «Машиностроительный завод» в атмосферный воздух  были ниже установленных нормативов и составляли в 2019 году 54,6 % , в 2020 году —  61,6%, в 2021 году – 90,7% от разрешенной нормы. Уровень загрязнения оценивался как низкий [6].

Результаты исследования жидкой фазы снега, отобранного у истока, промежуточной точке и в устье малой реки Ходца, выявили, что большинство химических показателей соответствуют установленным нормативам качества воды. Однако, перманганатная окисляемость в отобранных образцах была достаточно повышенной, что может указывать на присутствие органических загрязнителей. Это обстоятельство требует детального рассмотрения, так как органические загрязнители могут поступать от различных источников загрязнения.

Относительно низкие уровни нефтепродуктов и тяжелых металлов, таких как железо, кадмий и свинец, свидетельствуют о том, что прямое промышленное загрязнение при этом не является значительным фактором или существующие меры по очистке от загрязнителей являлись эффективными. Тем не менее, даже низкие концентрации нефтепродуктов могут оказывать негативное воздействие на водную экосистему, особенно при учёте их совокупного эффекта и возможности накопления в пищевой цепи.

Превышений ПДК анализируемых показателей в жидкой фазе снега не обнаружено, возможно, еще и в связи с тем, что снег был свежевыпавшим и не успело накопиться существенное количество загрязняющих веществ. Повышенный уровень перманганатной окисляемости требует дополнительного изучения. Возможно, это связано с наличием органических загрязнителей, которые могут иметь антропогенное происхождение.

Таким образом, несмотря на соответствие определяемых показателей нормативам, выявленные уровни перманганатной окисляемости подчеркивают необходимость в дальнейшем мониторинге и, возможно, реализации дополнительных мер по контролю за органическими загрязнителями. Рекомендуется продолжить мониторинг с учетом сезонных изменений и анализа динамики загрязнений для выявления потенциальных источников и разработки стратегий по снижению уровня загрязнения.

Выводы

По результатам проведенных исследований жидкой фазы снега в разных местах отбора проб на территории реки Ходца, расположенной в Московской области, можно сделать следующие основные выводы:

  1. Большинство измеренных показателей, включая уровни pH, содержание сухого остатка, нефтепродуктов, тяжелых металлов и аммонийного азота, соответствуют установленным допустимым уровням, что свидетельствует о сравнительно благополучном состоянии исследуемой акватории.
  2. В некоторых пробах снега обнаружено повышенное значение перманганатной окисляемости, что может указывать на наличие органических загрязнений и необходимость в дополнительных исследованиях для определения их источников и состава загрязнителей.
  3. Дополнительные исследования должны быть направлены на идентификацию конкретных источников поступления органических загрязнений, а также на оценку их сезонной динамики и долгосрочного воздействия на водную экосистему и здоровье человека.
  4. Результаты подчеркивают важность регулярного мониторинга состояния водных объектов, особенно в свете изменяющихся экологических условий и антропогенного воздействия.

Список источников

  1. Воеводин Анатолий Федорович, Гранкина Татьяна Борисовна Численное моделирование динамики роста ледяного покрова в пресных и солоноватых водах // Математические заметки СВФУ. 2012. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/chislennoe-modelirovanie-dinamiki-rosta-ledyanogo-pokrova-v-presnyh-i-solonovatyh-vodah (дата обращения: 08.12.2023).
  2. ГОСТ 1.5.05-85:  Охрана  природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. М.: Стандартинформ, 1986. -12 с.
  3. Зубкова, В.М. Накопление тяжелых металлов (ТМ) ряской малой (Lemna minor) в условиях антропогенного загрязнения реки Ходца / В.М. Зубкова, Ф.Ф. Арсланбекова, Ж.С. Макаханюк // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Сер.: Естественные и технические науки. – 2021. – №7. – С. 23-28.
  4. Зубкова, В.М. Оценка качества воды малой реки Ходца в периоды весеннего половодья и летне — осенней межени / В.М. Зубкова, Л.А. Розумная, Ж.С. Макаханюк // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Сер.: Естественные и технические науки. –2019. – №6. – С. 9-14.
  5. Макаханюк, Ж.С. Миграция тяжелых металлов в системе береговой грунт – донные отложения – растения реки Ходца в период летней межени 2019 [Текст] / Ж.С. Макаханюк, В.М. Зубкова, Л.А. Розумная // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер.: Рыбное хозяйство. – Астрахань, 2020. – №2. – С. 67-74.
  6. Отчет по экологической безопасности АО «Машиностроительный завод», 2021 /[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://rosatom.ru/upload/iblock/7cc/7cca6e0f5300cdc7d866c4884719b239.pdf (дата обращения: 25.12.23).
  7. Пьянков Сергей Васильевич, Шавнина Юлия Николаевна, Шихов Андрей Николаевич Комплексный подход в исследовании динамики процессов снеготаяния на водосборах рек // Вестник Удмуртского университета. Серия «Биология. Науки о Земле». 2012. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompleksnyy-podhod-v-issledovanii-dinamiki-protsessov-snegotayaniya-na-vodosborah-rek (дата обращения: 08.12.2023).
  8. Учватов Валерий Петрович Ландшафтно-эколого-геохимические показатели природных фоновых процессов // Природообустройство. 2009. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/landshaftno-ekologo-geohimicheskie-pokazateli-prirodnyh-fonovyh-protsessov (дата обращения: 08.12.2023).
  9. Федорук, Н.А., Галицкая, И.В. (2021). Анализ загрязняющих компонентов в жидкой фазе снега на территории правого берега г. Дубны в 2020 г. //Журнал Вестник Международного университета природы, общества и человека «Дубна». Серия «Естественные и инженерные науки», (2(47), 44-50. (извлечено от https:ein.uni-dubna.ru/index.php/ein/article/view/44).
  10. Zubkova, V.M. Features of chemical composition of small river Khodtsa / V.M. Zubkova, N.Y. Belozubova, A.V. Gaponenko, F.F. Arslanbekova, Z.S. Makakhaniuk // IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciencethis. –2021. – Том – Выпуск 1.

References

  1. Voevodin Anatolij Fedorovich, Grankina Tat`yana Borisovna Chislennoe modelirovanie dinamiki rosta ledyanogo pokrova v presny`x i solonovaty`x vodax // Matematicheskie zametki SVFU. 2012. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/chislennoe-modelirovanie-dinamiki-rosta-ledyanogo-pokrova-v-presnyh-i-solonovatyh-vodah (data obrashheniya: 08.12.2023).
  2. GOST 17.1.5.05-85:  Oxrana  prirody`. Gidrosfera. Obshhie trebovaniya k otboru prob poverxnostny`x i morskix vod, l`da i atmosferny`x osadkov. M.: Standartinform, 1986. -12 s.
  3. Zubkova, V.M. Nakoplenie tyazhely`x metallov (TM) ryaskoj maloj (Lemna minor) v usloviyax antropogennogo zagryazneniya reki Xodcza / V.M. Zubkova, F.F. Arslanbekova, Zh.S. Makaxanyuk // Sovremennaya nauka: aktual`ny`e problemy` teorii i praktiki. Ser.: Estestvenny`e i texnicheskie nauki. – 2021. – №7. – S. 23-28.
  4. Zubkova, V.M. Ocenka kachestva vody` maloj reki Xodcza v periody` vesennego polovod`ya i letne — osennej mezheni / V.M. Zubkova, L.A. Rozumnaya, Zh.S. Makaxanyuk // Sovremennaya nauka: aktual`ny`e problemy` teorii i praktiki. Ser.: Estestvenny`e i texnicheskie nauki. –2019. – №6. – S. 9-14.
  5. Makaxanyuk, Zh.S. Migracija tyazhely`x metallov v sisteme beregovoi grunt- donnie otlozhenija- rastenija reki Xodcza v period letnej mezheni 2019 / Zh.S. Makaxanyuk, V.M. Zubkova, L.A. Rozumnaya // Vestnik Astrachanskogo gosudarstvennogo texnicheskogo univesiteta. Serija: Ribnoje xozjajstvo. – Astraxanj, 2020. – №2. – С. 67-74.
  6. Otchet po e`kologicheskoj bezopasnosti AO «Mashinostroitel`ny`j zavod», 2021 /[E`lektronny`j resurs]. – Rezhim dostupa: https://rosatom.ru/upload/iblock/7cc/7cca6e0f5300cdc7d866c4884719b239.pdf (data obrashheniya: 25.12.23).
  7. P`yankov Sergej Vasil`evich, Shavnina Yuliya Nikolaevna, Shixov Andrej Nikolaevich Kompleksny`j podxod v issledovanii dinamiki processov snegotayaniya na vodosborax rek // Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya «Biologiya. Nauki o Zemle». 2012. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompleksnyy-podhod-v-issledovanii-dinamiki-protsessov-snegotayaniya-na-vodosborah-rek (data obrashheniya: 08.12.2023).
  8. Uchvatov Valerij Petrovich Landshaftno-e`kologo-geoximicheskie pokazateli prirodny`x fonovy`x processov // Prirodoobustrojstvo. 2009. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/landshaftno-ekologo-geohimicheskie-pokazateli-prirodnyh-fonovyh-protsessov (data obrashheniya: 08.12.2023).
  9. Fedoruk, N.A., Galiczkaya, I.V. (2021). Analiz zagryaznyayushhix komponentov v zhidkoj faze snega na territorii pravogo berega g. Dubny` v 2020 g. Zhurnal Vestnik Mezhdunarodnogo universiteta prirody`, obshhestva i cheloveka «Dubna». Seriya «Estestvenny`e i inzhenerny`e nauki», (2(47), 44-50. izvlecheno ot https:ein.uni-dubna.ru/index.php/ein/article/view/44
  10. Zubkova, V.M. Features of chemical composition of small river Khodtsa / V.M. Zubkova, N.Y. Belozubova, A.V. Gaponenko, F.F. Arslanbekova, Z.S. Makakhaniuk // IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciencethis. –2021. – Tom 867. – Vy`pusk 1.

Для цитирования: Макаханюк Ж.С., Замана С.П. Оценка содержания загрязняющих веществ в жидкой фазе снега р. Ходца в зимнюю межень // Московский экономический журнал. 2024. № 1. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-1-2024-21/

© Макаханюк Ж.С., Замана С.П., 2024. Московский экономический журнал, 2024, № 1.




Московский экономический журнал 1/2024

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 622.342

doi: 10.55186/2413046X_2023_9_1_4

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПЕСКОВ

METHOD OF THAWING FROZEN ROCKS AND SOILS

Рочев Виктор Федорович, кандидат технических наук, доцент, Технический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, E-mail: viktor-rochev74@mail.ru

Рочев Никита Викторович, студент, Технический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, E-mail: viktor-rochev74@mail.ru

Rochev Viktor Fedorovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Technical Institute (branch) North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov, E-mail: viktor-rochev74@mail.ru

Nikita Viktorovich Rochev, student, Technical Institute (branch) North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov, E-mail: viktor-rochev74@mail.ru

Аннотация. Данная статья посвящена совершенствованию технологий переработки песков, что является актуальной и важной задачей в современной промышленности. Авторы исследования подробно анализируют различные аспекты и методы улучшения процесса переработки песков с целью повышения эффективности и снижения негативного воздействия на окружающую среду. В статье освещаются инновационные подходы к обработке песков, включая применение передовых технологий и материалов. Особое внимание уделяется разработке новых методов очистки и разделения песковых смесей, что способствует увеличению выхода качественных продуктов и снижению потерь. Одним из ключевых аспектов, выносимых на обсуждение в статье, является уменьшение негативного воздействия переработки песков на экологию. Авторы представляют инженерные решения и методы для снижения выбросов и максимизации утилизации отходов. Исследование представляет собой ценный вклад в область переработки сырья и добычи полезных ископаемых, обеспечивая более устойчивый и экологически безопасный подход к этим процессам. Она будет полезной как для специалистов в области горнодобывающей и строительной промышленности, так и для экологов и инженеров, занимающихся проблемами обработки песков и охраны окружающей среды.

Abstract. This article is devoted to the improvement of sand processing technologies, which is an urgent and important task in modern industry. The authors of the study analyze in detail various aspects and methods of improving the sand processing process in order to increase efficiency and reduce the negative impact on the environment. The article highlights innovative approaches to sand processing, including the use of advanced technologies and materials. Special attention is paid to the development of new methods for cleaning and separating sand mixtures, which contributes to an increase in the yield of high-quality products and a reduction in losses. One of the key aspects discussed in the article is to reduce the negative impact of sand processing on the environment. The authors present engineering solutions and methods to reduce emissions and maximize waste disposal. The study represents a valuable contribution to the field of raw material processing and mining, providing a more sustainable and environmentally friendly approach to these processes. It will be useful both for specialists in the field of mining and construction industry, as well as for environmentalists and engineers dealing with the problems of sand processing and environmental protection.

Ключевые слова: утилизация, глинистость, техногенные месторождения, водоснабжение

Keywords: utilization, clay content, man-made deposits, water supply

В золотодобывающих регионах России отработка наиболее богатых россыпей привела к оскудению сырьевой базы. В эксплуатацию все больше вовлекаются глинистые и техногенные месторождения. Последние характеризуются высокой степенью глинистости с преобладанием в них мелкого золота и золотосодержащей амальгамы (соединения «золото — ртуть»). Поэтому остро стоящая проблема извлечения мелкого золота при промывке песков дополнительно усугубляется необходимостью утилизации накопленной в них экологически опасной золотосодержащей амальгамы, которая образовалась в результате широкого применения ртути на улавливающих поверхностях шлюзовых аппаратов на первоначальном этапе эксплуатации богатых и крупных месторождений. Кроме общеизвестного негативного локального влияния ртути на обслуживающий персонал, ее отрицательное воздействие может распространяться на близлежащие к месторождению территории вследствие частичного растворения и попадания токсикологически-опасного загрязнителя в почву и в воду. В условиях постоянного наращивания масштабов внедрения систем оборотного водоснабжения острота проблемы загрязнения сточных вод токсичными компонентами резко снижается, однако ухудшение качества многократно используемой технологической воды ведет к дополнительным потерям трудноизвлекаемых мелких фракций (менее -0,25 мм) и золотосодержащей амальгамы в улавливающих гравитационных аппаратах.

Комплексный эколого-экономический анализ технических решений по улавливанию мелких классов золота и золотосодержащей амальгамы показывает, что и в условиях рыночной экономики простейшие шлюзовые аппараты остаются в технологии переработки песков основными обогатительными приборами по извлечению тяжелой фракции на стационарных промывочных фабриках, передвижных модулях,   транспортно-обогатительных комплексах (промприборах и драгах).           Характерно, что наибольшее распространение получила технология гидромеханизированной добычи и промывки песков. Однако, если уровень технического совершенства землеройной техники претерпел существенные изменения, то каких-либо радикальных изменений в технике и технологии промывки золотосодержащих песков не произошло. По-прежнему шлюзовые аппараты глубокого и мелкого наполнения являются основным элементом промывочных приборов и установок, съем концентрата, с которых осуществляется один раз в сутки.

Для ручного съема концентрата со шлюзов приходится останавливать промприбор как минимум на полтора часа, что ведет к снижению производительности, а также дополнительным технологическим потерям ценного компонента и золотосодержащей амальгамы, особенно в условиях низких температур. Снятие концентрированной тяжелой фракции песков осуществляется путем сполоска резиновых ковриков в слабом потоке воды, затем производится затаривание выделенной фракции ценного компонента в контейнеры, доставляемые на ШОУ. Доводку золотосодержащего   концентрата    производят,   как правило,   по   типовым   гравитационным   схемам. По данным, проф. К. В. Соломина и института Иргиредмет, эффективная работа шлюзов предусматривает съем концентрата с них после 4-6 часов работы. Рекомендуемый интервал времени между сполоском концентрата со шлюзов при промывке глинистых и высокоглинистых песков еще более сокращается.

Для учащенного сполоска концентрата были разработаны различные конструкции механических устройств. Однако из-за низкой надежности предложенных решений они не нашли применения на практике.

В 1986 г. творческим коллективом сотрудников ЧитПИ и Соловьевского прииска (ПО «Амурзолото») было разработано новое техническое решение, защищенное двумя авторскими свидетельствами (а.с. 1129781, 1478442). Реализован принцип учащенного сполоска концентрата со шлюзов. Технологичность и надежность конструкции приводного механизма улавливающих шлюзовых лотков и разгрузочного устройства позволили внедрить устройство для обогащения полезных ископаемых. Выполненная модернизация отдельных узлов, оформленная в виде рационализаторских предложений, не изменила сущности технического решения.

Для повышения качества технологической воды, многократно используемой в обороте, впервые была  предложена  интенсивная физико-химическая технология реагентного кондиционирования гидросмесей в гравитационных аппаратах, прошедшая испытания на объектах ПО «Енисейзолото». Благодаря направленным физико-химическим воздействиям на гидросмеси и удалению из них твердой фазы удалось повысить уровень извлечения мелких классов золота на 7-9 %. В дальнейшем этот принцип был реализован при создании локальных контуров внутреннего водоснабжения на драгах и промприборах.

Для повышения эффективности извлечения труднообогатимого мелкого золота и золотосодержащей амальгамы в настоящее время разработана модульная приставка, изготовленная на Дарасунском заводе горного оборудования, которая планируется к испытаниям на месторождении Горохонское (Восточное Забайкалье). В отличие от ранее известных конструкций, используемых на промприборах и драгах, модульная приставка содержит поочередно поворачивающиеся на 180° шлюзы. При этом обеспечивается механизированный сполоск концентрата. Поворотные шлюзовые лотки, в отличие от известных конструкций, выполнены с элементами «ноу-хау» и имеют двухстороннее улавливающее покрытие. Поворот шлюзов на 180° осуществляется за счет возвратно-поступательного движения тяговой балки. Для передачи усилий тяговой балки она может оснащаться электрическим или другим приводом. Данное техническое решение позволяет организовать работу  улавливающих   покрытий поочередно поворачивающихся шлюзов в режиме учащенного сполоска  концентрата без остановки промывочного комплекса, исключив при этом ручной труд.

Применение специальной конструкции оросительной системы дает возможность постоянно производить смыв тяжелой фракции с улавливающих покрытий шлюзов в бункер-накопитель, что позволяет вести переработку сконцентрированных золотосодержащих продуктов в оптимальных режимах. Периодический поворот каждого шлюза на 180° дает возможность производить удаление концентрата, не снижая производительности обогатительного комплекса, за счет того, что в работу включается вторая сторона улавливающего покрытия днища. Концентрат с нижней стороны днища смывается оросительной системой в приемный бункер, откуда удаляется без остановки транспортно-обогатительного комплекса. Система управления включает механизмы поворота и фиксации шлюзов, обеспечивает включение и перемещение оросительной системы, подачу питания на шлюзы, удаление концентрата из бункера, изменение углов наклона грохота и шлюзов. Оснащение приемного бункера концентратососом обеспечивает удаление сконцентрированной тяжелой шлиховой фракции песков в контейнер для дальнейшего транспортирования на ШОУ.

Конструктивное оформление узлов позволяет компоновать модульную приставку с использованием одной или нескольких секций шлюзов в зависимости от технологии разработки месторождения, объемов промывки, рельефа местности. При таких схемах формирования обогатительного комплекса массопоток после прохождения основного шлюза промприбора попадает на модульную приставку для дополнительного извлечения мелких классов за счет снижения скорости и глубины потока, увеличения площади улавливания и частоты сполоска концентрата.

Основные преимущества данного технологического решения следующие:

  • повышение производительности и уровня извлечения мелкого золота до 15-18%;
  • увеличение в 8-10 раз выхода тяжелой фракции шлиховых продуктов за счет учащенного сполоска концентрата со шлюзовых лотков;
  • осуществление механического сполоска концентрата, позволяющего полностью исключить ручной труд сполосчиков и улучшить условия обслуживания шлюзов при работе в холодной воде;
  • оптимизация режимов разделения тяжелой фракции в потоке воды, текущей по наклонной плоскости, вследствие ее постоянного осветления при учащенном сполоске шлюзов через 4-6 ч;
  • возможность организации комплексной переработки концентрированной тяжелой фракции металлоносных песков с соблюдением требуемой оптимизации режимов и применением технологии комплексного использования вмещающих минеральных фракций шлихов.

Анализ извлечения  золота промприбором типа ПГШ с применением модульной приставки

На разрабатываемом мною дипломном проекте,  проведен  анализ  извлечения золота промприбором типа ПГШ с применением модульной приставки (см. таблицу).

Промывка песков приборами типа ПГШ (прибор гидроэлеваторный шлюзовой) с подачей песков бульдозером и размывом их гидромонитором на столе гидровашгерда широко используется во многих регионах и в самых различных горно-геологических условиях. Используя приборы ПГШ, можно выполнять следующие операции: дезинтеграцию, размыв и классификацию песков, уборку надрешётного материала (галя и валуны), промывку песков на шлюзе. Работы не требуют высокой квалификации персонала и сложного оборудования. Но этот способ имеет ряд недостатков, в том числе низкое извлечение мелкого золота.

Из таблицы видно, что извлечение мелкого золота с применением  модульной приставки возросло, и соответственно запасы золота увеличились.

Потери золота промприбором типа  ПГШ – 25.1%.

Потери золота промприбором типа  ПГШ с применением модульной приставки – 14.1%.

Таким образом, совершенствование техники и технологий переработки золотосодержащих песков должно базироваться на новых технических решениях, позволяющих доизвлекать труднообогатимые мелкие классы ценного компонента и золотосодержащую амальгаму, с одновременным переходом на экологически более надежные локальные технологические схемы внутреннего водооборота. Использование последних, даст возможность, резко сократить потребление свежей воды и уменьшить загрязнение природных водотоков, прилегающих к местам ведения горных работ.

Список источников

  1. Потемкин С. В. Разработка россыпных месторождений. Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1995.
  2. Кудряшов В. А. Потемкин С. В. Основы проектирования разработки россыпных месторождений: Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1988.
  3. Емельянов В. И. Технология бульдозерной разработки вечномерзлых россыпей. М.: Недра, 1976.
  4. Лешков В. Г. Разработка россыпных месторождений. М.: Недра, 1985.
  5. Шорохов С. М. Технология и комплексная механизация разработки россыпных месторождений. М.: Недра, 1973.
  6. Трубецкой К. Н. Потапов М. Г.  Винницкий К. Е.  Мельников Н. Н. Справочник. Открытые горные работы. М.: Горное бюро, 1994.
  7. Ялтанец И.М. Проектирование гидромеханизации открытых горных работ. М: МГГУ, 1994.
  8. Семенютина, А. В. Опыт интродукции хвойных растений в условиях сухой степи / А. В. Семенютина, М. В. Цой, В. В. Сапронов // Наука. Мысль: электронный периодический журнал. – 2021. – Т. 11. – № 1. – С. 17-32. – DOI 10.25726/l7664-5483-8738-s.
  9. Хужахметова, А. Ш. Модели защитных лесных насаждений с участием кустарников в условиях каштановых почв / А. Ш. Хужахметова, А. В. Семенютина, А. И. Беляев // Наука. Мысль: электронный периодический журнал. – 2021. – Т. 11. – № 1. – С. 33-44. – DOI 10.25726/f3193-9353-5882-h.

References

  1. Potemkin S. V. Development of placer deposits. Textbook for universities. M.: Nedra, 1995.
  2. Kudryashov V. A. Potemkin S. V. Fundamentals of designing the development of placer deposits: Textbook for universities. M.: Nedra, 1988.
  3. Emelyanov V. I. Technology of bulldozer development of permafrost placers. M.: Nedra, 1976.
  4. Leshkov V. G. Development of placer deposits M.: Nedra, 1985.
  5. Shorokhov S. M. Technology and complex mechanization of the development of placer deposits. M.: Nedra, 1973.
  6. Trubetskoy K. N. Potapov M. G. Vinnitsky K. E. Melnikov N. N. Handbook. Open-pit mining. Moscow: Mining Bureau, 1994.
  7. Yaltanets I.M. Design of hydro-mechanization of open-pit mining. Moscow: Moscow State University, 1994.
  8. Semenyutina, A.V. The experience of the introduction of coniferous plants in the conditions of the dry steppe / A.V. Semenyutina, M. V. Tsoi, V. V. Sapronov // Nauka. Thought: electronic periodical journal. – 2021. – Vol. 11. – No. 1. – pp. 17-32. – DOI 10.25726/l7664-5483-8738- s.
  9. Khuzhakhmetova, A. S. Models of protective forest plantations with the participation of shrubs in conditions of chestnut soils / A. S. Khuzhakhmetova, A.V. Semenyutina, A. I. Belyaev // Nauka. Thought: electronic periodical journal. – 2021. – Vol. 11. – No. 1. – pp. 33-44. – DOI 10.25726/f3193-9353-5882- h.

Для цитирования: Рочев В. Ф., Рочев Н. В. Совершенствование технологий переработки песков // Московский экономический журнал. 2024. № 1. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-1-2024-4/

© Рочев В. Ф., Рочев Н. В., 2024. Московский экономический журнал, 2024, № 1.




Московский экономический журнал 12/2023

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 338.27 + 330.43

doi: 10.55186/2413046X_2023_8_12_665

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РЕГИОНОВ УРАЛА

FORECASTING ENERGY SECURITY OF THE URAl REGIONS

Пыхов Павел Аркадьевич, кандидат экономических наук, начальник сектора, Институт экономики Уральского отделения Российской академии наук, Центр экономической безопасности, г. Екатеринбург

Pykhov Pavel, PHD, Head of the sector, Institute of economics, Ural branch of Russian Academy of Sciences, Center for Economic Security, Ekaterinburg

Аннотация. В статье рассматривается методический подход моделирования перспективного состояния энергетической безопасности регионов Урала. Описаны основные блоки показателей для модерирования, включающие в себя показатели внешних условия, ориентиры развития и др.  Предложена схема формирования перспективных оценок энергетической безопасности. Отдельно описан механизм оценки последствий отклонений от стратегических ориентиров и разработки мер государственного регулирования экономики и энергетики регионов с целью достижения ориентиров энергетической стратегии. Приведены прогнозные оценки изменения ситуации энергетической безопасности регионов УрФО, предложены меры, направленные на повышение уровней энергетической безопасности в перспективном периоде.

Abstract. The article considers a methodological approach to modeling the prospective state of energy security in the Urals regions. The main blocks of indicators for moderation are described, including indicators of external conditions, development benchmarks, etc. A scheme for the formation of perspective assessments of energy security is proposed. The mechanism for assessing the consequences of deviations from strategic guidelines and developing measures for state regulation of the economy and energy of regions in order to achieve the guidelines of the energy strategy is described separately. The forecast estimates of changes in the situation of energy security in the regions of the Ural Federal District are given, measures aimed at increasing energy security levels in the long-term period are proposed.

Ключевые слова: прогнозирование, математическое моделирование, перспективное развитие, энергетическая безопасность

Keywords: forecasting, mathematical modeling, perspective development, energy security 

Оценка перспективного состояния отраслей топливно-энергетического комплекса и состояния территорий с позиций энергетической безопасности в настоящее время не теряет актуальности. Моделирование энергетического развития территорий необходимо осуществлять с учетом множества условий и переменных. Внешние и внутренние экономические факторы, перспективные планы развития территорий, социально-экономических трансформации и т.д. В целом, прогнозирование перспективных состояний территорий по энергетической безопасности должен включать в себя следующие показатели:

  • внешние условия реализации экономического развития и энергетической стратегии (УслР);
  • стратегические ориентиры экономического развития;
  • стратегические ориентиры энергетического развития;
  • индикативные показатели и оценки состояния экономической безопасности;
  • показатели управления экономическим развитием;
  • прогнозируемые показатели энергетической стратегии;
  • индикативные показатели и оценки состояния энергетической безопасности;
  • анализ отклонений от реализации ориентиров энергетической стратегии и их воздействия на энергетическую безопасность;
  • показатели управления развитием отраслей ТЭК;

Основной отличительной особенностью методологии является учет (с позиций системного подхода) взаимодействия экономических и энергетических факторов развития России и ее регионов, формирующих уровни экономической и энергетической безопасности.

На верхнем уровне рассмотрения находится блок внешних условий реализации экономического развития и энергетической стратегии. Особенности показателей этого блока состоят в следующем:

  • показатели задаются по выделенным в ЭСР сценариям социально-экономического развития: двум базовым – умеренному и оптимистическому и двум промежуточным – благоприятному и критическому;
  • показатели относятся в основном к федеральному уровню, лишь небольшая часть из них дезагрегируется по регионам России.

Каждому сценарию внешних условий соответствуют стратегические ориентиры экономического (СОЭР) и энергетического (СОЭнР) развития. Они берутся из документов, определяющих перспективное развитие страны и ее регионов, таких как Энергетическая стратегия России на период до 2035 года (ЭСР − 2035), иных стратегий и программ развития отдельных комплексов и отраслей [1-5]. Перспективные ориентиры экономического развития для регионов России также берутся на основе документов, описывающих основные черты перспективного развития территорий, например, для Свердловской области это Стратегия социально-экономического развития Свердловской области на 2016-2030 годы [6] и ряд других документов.

Наряду со стратегическими ориентирами для целей анализа необходимо выделить категорию прогнозируемых показателей энергетической стратегии (ПЭнС), которые конкретизируют текущие и прогнозные параметры состояния систем энергетики России и ее регионов Основные показатели этого блока определены в ЭСР для федерального уровня, но лишь частично – для регионального уровня.

Ввиду поставленных целей исследования необходимо образовать блок показателей, формирующих состояние энергетической безопасности регионов (ПЭнБ). Состав показателей этого блока определяется методикой диагностирования энергетической безопасности регионов. Прогнозные значения показателей формируются на основе показателей блоков СОЭР, СОЭнР, ПЭнС и тех показателей, формирующих состояние экономической безопасности регионов (ПЭБ), которые непосредственно определяют требования к развитию их систем энергетики.

Замыкают структурную схему индикативные показатели энергетической безопасности (ИЭнБ) регионов, структурированные по индикативным блокам энергетической безопасности [7-9].

Индикативные показатели энергетической безопасности позволяют определить (диагностировать) текущее и прогнозное состояние энергетической безопасности регионов, оценить ее соответствие стратегическим ориентирам энергетической политики, выявить основные угрозы энергетической безопасности и их специфическое действие.

Нейтрализация действия угроз безопасности, меры по достижению обозначенных ориентиров, в том числе необходимые коррекции энергетической политики и ориентиров энергетического развития реализуются через «обратную связь» − показатели блока управления в отраслях ТЭК (УпрТЭК).

Особенностью предлагаемой схемы прогнозирования является комплексность анализа энергетического и экономического развития регионов, выливающегося в формирование комплексной энергетической и экономической политики. Поэтому схема предусматривает формирование блоков показателей экономического развития в сфере экономической безопасности. В связи с этим в схеме выделены уже упоминавшийся выше блок ПЭБ, а также блок индикативных показателей экономической безопасности территорий регионального уровня (ИЭБ), структурированных по сферам жизнедеятельности на территориях и блок показателей управления экономикой (УпрЭ). Если, исходя из целей регионального анализа, показатели блоков ПЭБ И ИЭБ формируются исключительно как региональные, то показатели блока УпрЭ, как и показатели блока УпрТЭК, подразделяются на два уровня − федеральный и региональный.

Рассмотрим основные задачи прогнозирования состояния территорий энергетической безопасности. Можно выделить следующие задачи:

  1. Задача диагностирования энергетической безопасности территорий.

Одной из основных задач мониторинга достижения стратегических ориентиров государственной региональной энергетической политики в сфере энергетической безопасности является диагностирование энергетической безопасности территорий по текущим и перспективным показателям состояния и развития систем экономики и энергетики. В соответствии со схемой взаимосвязей рис. 1 можно представить следующую последовательность расчета индикативных показателей энергетической безопасности (а, следовательно, и возможности оценки ситуации по энергетической безопасности в целом):

На схеме использованы введенные выше обозначения блоков системы мониторинга.

Учитывая, что внешние условия развития задаются сценарно, им соответствуют сценарии экономического развития как стратегические ориентиры экономического развития регионов. В результате получаем систему внешних условий для формирования стратегий развития региональных систем энергетики в виде стратегических ориентиров и показателей энергетической стратегии, дифференцированных по сценариям внешних условий. На их основе определяются и прогнозируются исходные показатели для проведения диагностирования энергетической безопасности.

Данная задача решается посредством разработанного ранее авторским коллективом Института экономики УрО РАН методического аппарата [7-9], включающего в себя соответствующую методику индикативного анализа со скорректированной применительно к поставленным целям совокупностью индикативных показателей и их пороговых уровней. Данная методика доведена до инструментальных средств в виде программного комплекса, включающего в себя базу данных и аналитический блок, позволяющий получить количественные и качественные оценки уровней кризисности по отдельным индикативным показателям, их блокам и ситуации в целом [10].

  1. Задача дезагрегирования стратегических ориентиров и показателей энергетической стратегии.

В принципе, показатели энергетики регионов, как и соответствующие им показатели систем экономики регионов, прежде всего, стратегические ориентиры энергетического и экономического развития, должны быть представлены в материалах Энергетической стратегии России. Однако значительная часть этих показателей не определялась в разработках стратегии. Тем более это относится к тем показателям экономического развития, которые не использованы напрямую в материалах энергетической стратегии, и тем показателям систем энергетики, что не вошли в энергетическую стратегию, но используются при диагностировании энергетической безопасности. Для тех показателей, которые в энергетической стратегии не определены даже на федеральном уровне, кроме того, требуется решить задачу их прогнозирования.

Территориальное дезагрегирование показателей энергетического развития России, определяющее перспективные прогнозные параметры систем энергетики территорий, выполняется экспертно с использованием тех показателей энергетического развития территорий, что были определены разработчиками ЭСР − 2035 путем модельных и иных расчетов. При дезагрегировании необходимо учитывать следующие условия связи и ограничения:

  • намеченные структурные пропорции отраслей и секторов экономики;
  • намеченные темпы экономического и социального развития, соответствующие сценариям внешних условий развития территорий;
  • соблюдение балансовых соотношений, особенно по топливу и энергии территорий;
  • учет ресурсных возможностей (ограничений) территорий по всем видам ресурсов: топливно-энергетических, материальных, финансовых, трудовых и др.;
  • максимальное использование имеющегося потенциала ресурсосбережения;
  • обеспечение необходимых (нормативных) запасов и резервов по всем видам ресурсов, особенно топливно-энергетических.

На этом этапе расчетов должны быть дезагрегированы все стратегические ориентиры энергетического развития и часть показателей энергетической стратегии. Также должны быть дезагрегированы показатели экономической безопасности территорий включая стратегические ориентиры их экономического развития. Однако сложность поставленной задачи неизбежно приводит к тому, что определенная часть показателей, необходимых для диагностирования энергетической безопасности, не может быть определена таким образом. Для определения их прогнозных значений необходимо применять методы моделирования.

  1. Задача моделирования перспективных значений исходных показателей для диагностирования энергетической безопасности.

Решение поставленной задачи должно позволить определять перспективные значения искомых показателей как функции показателей стратегических ориентиров энергетического и экономического развития, внешних условий развития территорий и некоторых других показателей. Это в настоящее время нерешенная задача. Ее решение позволит выйти на оценки перспективных уровней энергетического развития, что необходимо для прогноза перспективных состояний энергетической безопасности территорий.

  1. Задача оценки последствий отклонений от стратегических ориентиров и разработки мер государственного регулирования экономики и энергетики регионов с целью достижения ориентиров энергетической стратегии.

В процессе решения задачи необходимо проанализировать возникшие отклонения от намеченных ориентиров энергетической стратегии и оценить их воздействие на уровни энергетической безопасности территорий. Далее необходимо определить такие управляющие воздействия на системы энергетики и экономики территорий, которые позволят нейтрализовать возникшие угрозы безопасности и приблизиться к стратегическим ориентирам энергетического развития.

Для решения поставленных задач будут использованы различные методические подходы. Рассмотрим краткое описание основных методических подходов по решению каждой из сформулированных задач. Моделирование перспективных показателей энергетического развития можно представить как решение двух задач.

Первая задача состоит в получении моделей прогнозирования некоторых показателей энергетического и экономического развития территорий для расчетных сценариев внешних условий развития территорий. Необходимо отдавать отчет в том, что на предыдущем этапе (этапе дезагрегирования) не все показатели необходимые для диагностирования энергетической безопасности регионов, будут определены для расчетных сценариев развития.

Для решения этой задачи предлагается использовать методы статистического моделирования – корреляционный анализ и эконометрическое моделирование. Корреляционный анализ должен проводиться для всей совокупности показателей территорий: СОЭР, СОЭнР, ПЭБ, ПЭнС, ПЭнБ, УслР. В качестве выборочной совокупности необходимо использовать отчетные данные по федеральным округам и сопоставимым с ними по условиям крупным субъектам Федерации. Последнее целесообразно для увеличения объема выборок и повышения надежности оценок параметров моделей. К сожалению, во временном интервале придется ограничиться наблюдениями начиная с 1999 года, чтобы обеспечить однородность выборки. Корреляционный анализ позволит сформировать предложения по группам показателей, используемых в качестве аргументов соответствующих моделей. В число аргументов моделей при необходимости может быть непосредственно включено время (год развития). Наиболее желательно включать в число аргументов моделей показатели стратегических ориентиров экономического и энергетического развития и внешних условий. Необходимо стремиться к формированию моделей наиболее простого вида, а именно, линейных. Возможно использование как простых регрессионных, так и эконометрических моделей в виде систем одновременных уравнений.

Отдельный вопрос состоит в характере выборочных совокупностей. Требование увеличения объема выборок делает желательным их формирование по всей совокупности территорий. Однако существенность различий условий, в которых находятся территории, может потребовать для ряда моделей их дифференциации по однородным группам, для чего целесообразно использовать методы таксономии.

Решение первой задачи позволяет доопределить прогнозные значения показателей территорий, необходимых для оценки их энергетической безопасности по расчетным перспективным временным интервалам (уровням) и, следовательно, выполнить диагностирование энергетической безопасности.

Необходимо отдавать отчет в ограниченности возможностей прогнозирования по полученным моделям. Так как временной интервал, по которому будут получены модели, не превышает несколько лет, прогностические возможности моделей также ограничиваются лишь ближайшими годами.

Вторая задача заключается в получении моделей прогнозирования показателей, формирующих состояние энергетической безопасности, как статистических функций от стратегических ориентиров энергетического и экономического развития и показателей внешних условий. При этом в качестве исходной информации для моделирования берутся результаты разработок энергетической стратегии и программ социально-экономического развития регионов, сформированных по сценариям внешних условий. Часть показателей энергетического развития регионов будет взята как результат решения двух предыдущих задач – территориального дезагрегирования перспективных показателей энергетической развития, полученных для этапов перспективного развития и прогнозирования показателей энергетического и экономического развития по расчетным сценариям внешних условий.

Предлагаемый принцип моделирования следующий. По расчетным сценариям (траекториям) развития и расчетным временным интервалам для выборочных совокупностей территорий формируются выборки для получения моделей следующего вида:

ПЭнБ = f (ПЭнС, СОЭнР, СОЭР, ПЭБ, УслР, t).                    (1)

Моделирование перспективных значений показателей для диагностирования энергетической безопасности территорий является довольно трудной задачей. Для этого предлагается использование методов статистического моделирования, в первую очередь корреляционного анализа и эконометрического моделирования [11-14], и авторской модели прогнозирования [15]. Различия в условиях (климатических, экономико-географических) регионов приводят к необходимости формирования различных моделей для однородных групп регионов. Состав групп выявляется с применением методов таксономии. Модели показателей для оценки энергетической безопасности формируются как функции показателей внешних условий развития, стратегических ориентиров энергетического и экономического развития и некоторых дополнительных необходимых показателей энергетической стратегии.

Ограниченность объемов выборок ретроспективных наблюдений позволяет использовать их лишь для краткосрочного прогнозирования. Но в соединении с разработанными ориентирами энергетического развития этого достаточно, чтобы реализовать цели мониторинга выполнения ориентиров в части энергетической безопасности.

В результате проведенных расчетов, для территорий УрФО получены следующие результаты – см. таблицу 1.

Следует отметить, что в силу инерционности топливно-энергетической отрасли, отмечаемой на всем периоде наблюдений, мгновенных и резких изменений ситуации по ожидать не стоит, все последствия нынешних и ближайших изменений в управляющей матрице будут восприняты с лагом от полутора до двух лет.

Выводы: Построенные эконометрические модели актуальны при существующих рыночных отношениях и применяемых технико-технологических решениях при добыче, транспортировке и потреблении топлива и энергии. Так же отметим, что в прогнозных моделях используются существующие текущие модели взаимодействий предприятий экономики с институтами органов государственной власти и бизнеса. Изменение институциональной среды в перспективном периоде может повлиять на результаты оценок по энергетической безопасности.

В качестве мер, направленных на повышение уровней энергетической безопасности в перспективном периоде, можно перечислить следующие:

  1. Совершенствование структуры ТЭК, систем энергетики и их технологического уровня с позиций повышения энергетической безопасности, преимущественно в аспекте инвестиционной, структурной и инновационной политики.
  2. Совершенствование и развитие отечественных технологий геологоразведки, технологий бурения и добычи углеводородов. Импортозамещения критически важных технологий в добыче и переработке углеводородного сырья (производство СПГ, катализаторов для нефтехимии и проч.)
  3. Совершенствование промышленной политики в направлении стимулирования отечественных разработчиков и производителей современного инновационного оборудования для отраслей топливно-энергетического комплекса.
  4. Совершенствование государственного регулирования, корпоративного и технологического управления топливно-энергетического комплекса, мониторинг и регулирование рынков топливно-энергетических ресурсов.

Статья выполнена в соответствии с планом НИР ФГБУН Института экономики УрО РАН.

Список источников

  1. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года. Утверждена Распоряжением Правительства РФ от 09.06.2020 N 1523-р.
  2. Распоряжение Правительства РФ от 03.04.2013 N 511-р (ред. от 29.11.2017) Об утверждении Стратегии развития электросетевого комплекса Российской Федерации.
  3. Стратегия развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2035 года (утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 22 декабря 2018 г. № 2914-р).
  4. Стратегия развития химического и нефтехимического комплекса на период до 2030 года (утв. приказом Минпромторга России № 651, Минэнерго России № 172 от 08.04.2014 г.).
  5. Программа развития угольной промышленности России на период до 2035 года (утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 июня 2020 г. № 1582-р).
  6. Стратегия социально-экономического развития Свердловской области на 2016-2030 годы. Утверждена Законом Свердловской области «О Стратегии социально-экономического развития Свердловской области на 2016 — 2030 годы» в редакции Законов Свердловской области от 22.03.2018 N 26-ОЗ, от 12.12.2019 N 122-ОЗ, от 05.07.2023 N 59-ОЗ).
  7. Экономическая безопасность Свердловской области / Под науч. ред. Г.А. Ковалевой, А.А. Куклина. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2003. 455 с.
  8. Комплексная методика диагностики энергетической безопасности территориальных образований Российской Федерации / Татаркин А.И., Куклин А.А., Богатырев Л.Л., Мызин А.Л. и др. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. – 120 с.
  9. Пыхов П.А. Дорожная карта нейтрализации угроз энергетической безопасности региона // Региональная экономика и управление: электронный научный журнал. – 2020. № 4 (69). с. 29.
  10. Программа ЭВМ Оценка энергетической безопасности регионов России. Куклин А.А., Пыхов П.А. Кашина Т.О., Быков Д.С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017612435 от 21.02.2017 г.
  11. Брандт З. Анализ данных. Статистические и вычислительные методы для научных работников и инженеров. Учебное пособие. – Пер. с англ. О.И. Волкова. Ред. Е.В. Чепурин. – М.: Мир; АСТ, 2003. – 686 с.
  12. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. – М.: Наука, 1968. – 288с.
  13. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. – Киев: Техника, 1975. – 312 с.
  14. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1988г. – 239с.
  15. Пыхов П.А. Актуальное и перспективное состояние жилищно-коммунального хозяйства регионов Урала // Московский экономический журнал. –2020. № 11. 762-768 с.

References

  1. E`nergeticheskaya strategiya Rossijskoj Federacii na period do 2035 goda. Utverzhdena Rasporyazheniem Pravitel`stva RF ot 09.06.2020 N 1523-r.
  2. Rasporyazhenie Pravitel`stva RF ot 03.04.2013 N 511-r (red. ot 29.11.2017) Ob utverzhdenii Strategii razvitiya e`lektrosetevogo kompleksa Rossijskoj Federacii.
  3. Strategiya razvitiya mineral`no-sy`r`evoj bazy` Rossijskoj Federacii do 2035 goda (utv. rasporyazheniem Pravitel`stva Rossijskoj Federacii ot 22 dekabrya 2018 g. № 2914-r).
  4. Strategiya razvitiya ximicheskogo i nefteximicheskogo kompleksa na period do 2030 goda (utv. prikazom Minpromtorga Rossii № 651, Mine`nergo Rossii № 172 ot 08.04.2014 g.).
  5. Programma razvitiya ugol`noj promy`shlennosti Rossii na period do 2035 goda (utv. rasporyazheniem Pravitel`stva Rossijskoj Federacii ot 13 iyunya 2020 g. № 1582-r).
  6. Strategiya social`no-e`konomicheskogo razvitiya Sverdlovskoj oblasti na 2016-2030 gody`. Utverzhdena Zakonom Sverdlovskoj oblasti «O Strategii social`no-e`konomicheskogo razvitiya Sverdlovskoj oblasti na 2016 — 2030 gody`» v redakcii Zakonov Sverdlovskoj oblasti ot 22.03.2018 N 26-OZ, ot 12.12.2019 N 122-OZ, ot 05.07.2023 N 59-OZ).
  7. E`konomicheskaya bezopasnost` Sverdlovskoj oblasti / Pod nauch. red. G.A. Kovalevoj, A.A. Kuklina. Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, 2003. 455 s.
  8. Kompleksnaya metodika diagnostiki e`nergeticheskoj bezopasnosti territorial`ny`x obrazovanij Rossijskoj Federacii / Tatarkin A.I., Kuklin A.A., Bogaty`rev L.L., My`zin A.L. i dr. Ekaterinburg: UrO RAN, 1998. – 120 s.
  9. Py`xov P.A. Dorozhnaya karta nejtralizacii ugroz e`nergeticheskoj bezopasnosti regiona // Regional`naya e`konomika i upravlenie: e`lektronny`j nauchny`j zhurnal. – 2020. № 4 (69). s. 29.
  10. Programma E`VM Ocenka e`nergeticheskoj bezopasnosti regionov Rossii. Kuklin A.A., Py`xov P.A. Kashina T.O., By`kov D.S. Svidetel`stvo o gosudarstvennoj registracii programmy` dlya E`VM № 2017612435 ot 21.02.2017 g.
  11. Brandt Z. Analiz danny`x. Statisticheskie i vy`chislitel`ny`e metody` dlya nauchny`x rabotnikov i inzhenerov. Uchebnoe posobie. – Per. s angl. O.I. Volkova. Red. E.V. Chepurin. – M.: Mir; AST, 2003. – 686 s.
  12. Pusty`l`nik E.I. Statisticheskie metody` analiza i obrabotki nablyudenij. – M.: Nauka, 1968. – 288s.
  13. Ivaxnenko A.G. Dolgosrochnoe prognozirovanie i upravlenie slozhny`mi sistemami. – Kiev: Texnika, 1975. – 312 s.
  14. L`vovskij E.N. Statisticheskie metody` postroeniya e`mpiricheskix formul. Uchebnoe posobie dlya VUZov. – M.: Vy`sshaya shkola, 1988g. – 239s.
  15. Py`xov P.A. Aktual`noe i perspektivnoe sostoyanie zhilishhno-kommunal`nogo xozyajstva regionov Urala // Moskovskij e`konomicheskij zhurnal. –2020. № 11. 762-768 s.

Для цитирования: Пыхов П.А. Прогнозирование энергетической безопасности регионов Урала  // Московский экономический журнал. 2023. № 12. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2023-63/

© Пыхов П.А, 2023. Московский экономический журнал, 2023, № 12.




Московский экономический журнал 12/2023

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 504.3.054

doi: 10.55186/2413046X_2023_8_12_662

СРАВНЕНИЕ ДАННЫХ О СОДЕРЖАНИИ SO2 В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НАСЕЛЁННЫХ МЕСТ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ МОДЕЛИ ENSEMBLE И НАЗЕМНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

COMPARISON OF DATA ON THE SO2 CONTENT IN THE ATMOSPHERIC AIR OF POPULATED AREAS OBTAINED USING THE ENSEMBLE CHEMICAL TRANSPORT SYSTEM AND GROUND MEASUREMENTS

Лукьянова Татьяна Семёновна, д.г.н., профессор кафедры геоэкологии и природопользования, ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, E-mail: LukyanovaTS@guz.ru

Крючков Сергей Андреевич, ассистент кафедры геоэкологии и природопользования, ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, E-mail: sergeykru8@yandex.ru

Lukyanova Tatyana Semenovna, doctor of Geographical Sciences, Professor of the Department of Geoecology and Environmental Management, State University of Land Management, E-mail: LukyanovaTS@guz.ru

Kryuchkov Sergey Andreevich, assistant of the Department of Geoecology and Environmental Management, State University of Land Management, E-mail: Tanya.vorobyeva135@gmail.com

Аннотация. Спутниковые технологии сегодня могут с высоким разрешением определить количество диоксида серы в атмосферном воздухе. Однако, они пока не позволяют измерить точные концентрации на конкретных высотах. Эту задачу сейчас выполняют химические транспортные модели. Одна из них ENSEMBLE – разработанная службой мониторинга атмосферы «Коперникус». Главная цель исследования: сравнить данные ENSEMBLE с данными наземного наблюдения. В результате сравнения определено, что модель даёт показания выше измеренных на земле. Сегодня её можно использовать для оценки загрязнения воздуха на больших территориях (от 11×11 км). В перспективном будущем область оценки, вероятно, станет более локальной.

Abstract. Satellite technologies today can determine the amount of sulfur dioxide in the atmospheric air with high resolution. However, they do not yet allow accurate concentrations to be measured at specific heights. Chemical transport models are currently performing this task. One of them is ENSEMBLE, developed by the Copernicus Atmospheric Monitoring Service. The main purpose of the study is to compare ENSEMBLE data with ground-based surveillance data. As a result of the comparison, it was determined that the model gives readings higher than those measured on earth. Today, it can be used to assess air pollution in large areas (from 11x11km). In the long-term future, the assessment area is likely to become more local.

Ключевые слова: атмосферный воздух, диоксид серы, мониторинг, спутниковые технологии, химическая транспортная модель, служба мониторинга атмосферы «Коперникус», ENSEMBLE

Keywords: atmospheric air, sulfur dioxide, monitoring, satellite technologies, chemical transport model, Copernicus atmospheric monitoring service, ENSEMBLE

Введение

11 ноября 2014 года Европейским Космическим Агентством (ESA) была создана служба мониторинга атмосферы «Коперникус» (CAMS).  Главные задачи этой службы – проведение мониторинга за газовым состоянием атмосферы, изучение степени загрязнённости воздуха и количества парниковых газов на территории Европы и всего мира [7]. Данные в эту организацию поступают путём спутникового и наземного мониторинга за состоянием атмосферы. Основными спутниковыми инструментами, от которых CAMS получает информацию о качестве воздуха, являются: Ozone Monitoring Instrument (OMI) на спутнике EOS-Aura (NASA), TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) на спутнике Sentinel-5P (ESA), SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY) на спутнике ENVISAT (ESA) и ряд других [9,10]. Всего загрязнённость атмосферы по состоянию на сентября 2021 г. исследуют минимум 12 приборов, которые в общей сложности могут определить более 20 различных веществ, среди которых озон (O3), оксиды азота (NO) и (NO2), диоксид серы (SO2), аммиак (NH3) и мелкодисперсные частицы (PM 2,5) [11].

В исследовании отдаётся предпочтение диоксиду серы (SO2). Выбор этого вещества обусловлен тем, что этот газ токсичен, класс его опасности – 3. Максимально разовая ПДК для атмосферного воздуха населённых мест — 0,5 мг/м. куб. (500 мкг/м. куб). Высокие концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе могут приводить к нарушению функции дыхания у живых существ и существенному увеличению у них болезней дыхательных путей. От вещества также могут пострадать и растения, газ может вызвать серьезное повреждение листьев в виде локализованных разрушений ткани (некрозов). Основные источники диоксида серы в тропосфере: выбросы от тепловых электростанций, работающих на твёрдом и жидком топливе [2].

Материалы и методы

Спутниковое измерение SO2 в атмосферном воздухе

Определение диоксида серы в атмосфере Земли спутниковым оборудованием (спектрометрами) происходит путём выявления поглощения этим веществом света в определённых спектральных диапазонах.

Содержание общего количества диоксида серы в атмосферном слое можно определить в диапазоне от 308 до 325 нм., диоксид серы в тропосфере при это определяется в диапазоне от 310 до 325 нм.

Спутниковое измерение диоксида серы в воздухе проводятся в единицах Добсона (определяет толщину слоя), миллионных долях, либо в молекулах вещества на определённом измеряемом квадрате земли практически по всему атмосферному слою, то есть измеряется всё определяемое вещество в определённом квадрате атмосферы. (Рис. 1).

Для прибора SCIAMACHY, например, такой квадрат равен территории 200×30 км, для OMI 24×13 км, прибор TROPOMI (Sentinel-5P) имеет разрешение 3,5 на 7 км [12]. Данные от каждого инструмента находятся в свободном доступе и публикуются на официальных сайтах Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА, США), Европейского космического агентства (Европейский Союз) и ряде других интернет-порталах [8]. Пример данных, получаемых от инструмента TROPOMI показан на рисунке 2. Спутниковые наблюдения производятся для одной территории в среднем раз в сутки, реже раз в 2 дня и позволяют оценить загрязнённость атмосферы практически над каждым крупным населённым пунктом или территории нашей планеты.

Цифровые транспортные химические модели

Прямые спутниковые данные не показывают конкретные высоты высоких и низких концентраций веществ в атмосфере, однако в настоящее время существуют минимум 8 экспериментальных транспортных химических моделей, которые с помощью дополнительных данных (о погоде, направлении ветра, атмосферного давления и проч.) могут приближённо рассчитывать концентрации веществ на определённых высотах и в конкретных квадратах в более привычных единицах мкг или мг/куб. м. Расчёты происходят на суперкомпьютерах разных организаций Европы [10].

Основные модели, рассчитывающие содержание диоксида серы: EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme) (Норвежский метеорологический институт), DEHM (Danish Eulerian Hemispheric Model) (Danish Air Quality Monitoring Program) (Орхусский университет, Дания), Multi-scale Atmospheric Transport and Chemistry (MATCH) (Шведский институт гидрологии и метеорологии) и модель ENSEMBLE разработанная непосредственно CAMS – дающая медианное значение нижеперечисленных моделей [9 с.1-3] [10].

Рассчитанные данные каждой модели находятся в свободном доступе и публикуются ежедневно на официальном сайте службы мониторинга атмосферы «Коперникус» (CAMS). Пример данных которая даёт модель ENSEMBLE представлен на рисунке 3. Визуализация выполнена в программе QGIS. Данные о ветре за это время получены из архива метеостанции, которая находится на ВДНХ  [1].

Стоит заметить, что расчёты всех моделей производятся с определённым разрешением, у модели ENSEMBLE – это 0,1×0,1 градус (территория приближённо равна 11×11 км.) Это самое высокое разрешение среди всех моделей. Концентрация веществ отображается одинаковой на всей площади квадрата [6].

Основанная цель исследования: сравнить показания ENSEMBLE с данными наземного наблюдения и определить перспективность использования данных модели для геоэкологических исследований загрязнения воздуха на территориях, где отсутствует постоянный наземный мониторинг.

Определение точности показаний ENSEMBLE по содержанию SO2 на поверхности земли проводится путём сравнения данных модели с измерениями, проводимыми организацией Мосэкомониторинг в городе Москва.

По состоянию на 01.09.2021 года на территории города у организации работали 40 датчиков определения концентраций диоксида серы в атмосферном воздухе, находящихся в разных точках города. Замеры концентраций диоксида серы производится круглосуточно с часовым интервалом [5]. Для сравнения наземных показаний и данных ENSEMBLE выбраны 3 датчика находящиеся по адресам: ул. Маршала Полубоярова, д. 8; Очаковское шоссе, дом 11, корпус 1 и  Малая Сухаревская площадь, дом 1, строение 1. Графическое представление территории, на которой происходит сравнение представлено на рисунке 4. Визуализация выполнена в программе QGIS.

В работе сравниваются почасовые данные в период с 0:00 часов 01.09.2021 года по 0:00 часов 02.09.2021 года. Всего проведено 72 сравнения наземных и рассчитанных с помощью ENSEMBLE данных. Графики сравнения по трём контрольным областям представлены на рисунке 5.

Результаты исследования

В результате сравнения количества показаний выявлено следующее: показания модели ENSEMBLE превышали наземные значения в 67 из 72 случаев, что составляет приближённо 97,7 %. Наибольшее количество случаев, когда данные модели ENSEMBLE превышали наземные зафиксировано по адресу: Малая Сухаревская площадь, дом 1, строение 1. В этом месте все 24 показания были больше данных полученных на земле. Наименьшее количество случаев, когда данные ENSEMBLE были больше наземных – зафиксировано по адресу Очаковском шоссе, 11, 1, где показания модели превышали наземные в 20 из 24 раз.

По результатам сравнения концентраций диоксида серы выявлено следующее: в целом показания модели ENSEMBLE различаются на 10,57 единиц. Наибольшее расхождение данных модели от наземных значений зафиксировано у датчика, который располагается на улице Малая Сухаревская площадь, 1, стр. 1 – 39,33 единиц в 7:00 утра. В это время цифровая модель показывала концентрацию 41,23 мкг/ куб.м., а наземное наблюдение 1,9 мкг/куб.м. Наименьшее расхождение концентраций составляет 0,10 единиц и наблюдалось в 1:00 по адресу Очаковское шоссе, дом 11, корпус 1  (концентрация ENSEMBLE – 2,6 мкг/ куб.м., Мосэкомониторинг – 2,5 мкг/ куб.м). Наземные показания в среднем превышали значения ENSEMBLE на 0,31 ед. Максимальное расхождение наблюдалось в 0:00 часов по адресу ул. Маршала Полубоярова – 0,8 ед. (показание ENSEMBLE – 3,99, Мосэкомониторинг – 4,8 мкг/куб. м). Минимальное расхождение 0,04 ед. наблюдалось на Очаковское шоссе в 15:00. Сравнения показаний представлены в таблице 1.

Сравнивая рассчитанные спутниковые данные модели ENSEMBLE и данные наземного наблюдения организации Мосэкомониторинг, напрашиваются следующие выводы:

  1. Показания концентраций диоксида серы по модели ENSEMBLE в большинстве случаев, больше измеренных на земле.
  2. Максимальное расхождение показаний на основе 72 сравнений может доходить до 39,33 ед. (показания модели ENSEMBLE могут быть в 22 раза больше показаний, измеренных на земле).
  3. В среднем данные различаются на 9,86 единиц.

Заключение

В настоящее время космические аппараты могут с довольно высоким разрешением определять общее количество диоксида серы в атмосферном слое. Это позволяет оценивать загрязнённость атмосферы и выявлять крупные источники выбросов этого вещества над конкретными городами и уже даже над конкретными районами крупных городов. В ближайшем будущем, в связи с запуском спутника Sentinel 5А в 2021-2022 году [12], территория определения диоксида серы вероятно будет ещё более локальной.

Пока развитие космических технологий не позволяет определять точную высоту высоких и низких концентраций диоксида серы в тропосферном слое атмосферы, однако это задачу сейчас выполняют экспериментальные транспортные химические модели, которые на основе спутниковых данных и наземных наблюдений могут приближённо определять концентрацию вещества даже на уровне земли.

В результате сравнения данных модели ENSEMBLE с данными наземного наблюдения, сделаны выводы о том, что, рассчитанные показания имеют различия и часто превышают значения, измеренные на земле. Это частично обусловлено разрешением модели ENSEMBLE (0,1×0,1 градус). Сегодня рекомендуется использовать данные модели для исследования качества воздуха на больших территорий, а на локальном уровне (менее 0,1×0,1 градус) отдавать предпочтение наземному мониторингу.

Список источников

  1. Архив погоды в Москве (ВДНХ) // Интернет портал «Расписание погоды RP5». – 2021 [Электронный ресурс] – URL: https://rp5.ru/Архив_ погоды_в_Москве_(ВДНХ) (дата обращения: 15.09.2021)
  2. Загрязняющие вещества и их влияние на здоровье человека // Ozone program // Экологический сайт ПГУ им. С. Торайгырова [Электронный ресурс] – URL: https://eco.psu.kz/index.php?option=com_content&view=article&id=78:2012-04-26-08-31-19&catid=36:2012-04-26-08-24-22&Itemid=2 (дата обращения: 10.09.2021)
  3. Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю., Нахаев М.И., Ткачева Ю.В., Ривин Г.С., Кирсанов А.А., Борисов Д.В., Лезина Е.А. Система прогнозирования качества воздуха на основе химических транспортных моделей Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2019. № 4 (374). С. 203-218
  4. Шалыгина И.Ю., Нахаев М.И., Кузнецова И.Н., Березин Е.В., Коновалов И.Б., Блинов Д.В., Кирсанов А.А. Сравнение рассчитанных с помощью химических транспортных моделей приземных концентраций загрязняющих веществ с данными измерений в Московском регионе Оптика атмосферы и океана, 30, № 1, 2017
  5. Электронная карта «Чем дышит Москва?» // Совместный проект организаций Мосэкомониторинг и Greenpeace [Электронный ресурс] – URL: http://arcgis.greenpeace.org/air/ (дата обращения: 15.09.2021)
  6. CAMS European air quality forecasts // Copernicus Atmosphere Monitoring Service [Электронный ресурс] – URL: https://ads.atmosphere.copernicus.eu /cdsapp#!/dataset/cams-europe-air-quality-forecasts?tab=overview / (дата обращения: 14.09.2021)
  7. Copernicus Climate Change and Atmosphere Monitoring Services launched // European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. – 2014 [Электронный ресурс] – URL: https://www.ecmwf.int/en/about/media-centre/news/ 2014/copernicus-climate-change-and-atmosphere-monitoring-services (дата обращения: 14.09.2021)
  8. Copernicus Open Access Hub (Sentinel-5P) // ESA, — [Электронный ресурс] – URL: https://scihub.copernicus.eu/ (дата обращения: 17.09. 2021)
  9. ENSEMBLE factsheet // Copernicus Atmosphere Monitoring Service, — 2016 [Электронный ресурс] – URL:https://atmosphere.copernicus.eu/ sites/default/files/201802/ENSEMBLE_Fact_Sheet_0.pdf (дата обращения: 14.09. 2021)
  10. Regional air quality production systems Copernicus // Atmosphere Monitoring Service, – 2019 [Электронный ресурс] – URL: https://atmosphere.copernicus.eu/documentation-regional-systems/ (дата обращения: 15.09.2021)
  11. Satellite observations // CAMS [Электронный ресурс] – URL: https://atmosphere.copernicus.eu/satellite-observations (дата обращения: 14.09. 2021)
  12. TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) // Homepage Julien Chimot: a journey in Earth observation satellite science [Электронный ресурс] – URL: https://julien-chimot-research.blog/tropospheric-monitoring-instrument-tropomi/ (дата обращения: 16.09.2021)

References

  1. Arkhiv pogody` v Moskve (VDNH) // Internet portal «Raspisanie pogody` RP5». – 2021 [E`lektronny`j resurs] – URL: https://rp5.ru/Arxiv_ pogody`_v_Moskve_(VDNH) (data obrashheniya: 15.09.2021)
  2. Zagryaznyayushhie veshhestva i ix vliyanie na zdorov`e cheloveka // Ozone program // E`kologicheskij sajt PGU im. S. Torajgy`rova [E`lektronny`j resurs] – URL: https://eco.psu.kz/index.php?option=com_content&view=article&id=78:2012-04-26-08-31-19&catid=36:2012-04-26-08-24-22&Itemid=2 (data obrashheniya: 10.09.2021)
  3. Kuzneczova I.N., Shaly`gina I.Yu., Naxaev M.I., Tkacheva Yu.V., Rivin G.S., Kirsanov A.A., Borisov D.V., Lezina E.A. Sistema prognozirovaniya kachestva vozduxa na osnove ximicheskix transportny`x modelej Gidrometeorologicheskie issledovaniya i prognozy`. 2019. № 4 (374). S. 203-218
  4. Shaly`gina I.Yu., Naxaev M.I., Kuzneczova I.N., Berezin E.V., Konovalov I.B., Blinov D.V., Kirsanov A.A. Sravnenie rasschitanny`x s pomoshh`yu ximicheskix transportny`x modelej prizemny`x koncentracij zagryaznyayushhix veshhestv s danny`mi izmerenij v Moskovskom regione Optika atmosfery` i okeana, 30, № 1, 2017
  5. E`lektronnaya karta «Chem dy`shit Moskva?» // Sovmestny`j proekt organizacij Mose`komonitoring i Greenpeace [E`lektronny`j resurs] – URL: http://arcgis.greenpeace.org/air/ (data obrashheniya: 15.09.2021)
  6. Copernicus Climate Change and Atmosphere Monitoring Services launched // European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. – 2014 [Электронный ресурс] – URL: https://www.ecmwf.int/en/about/media-centre/news/ 2014/copernicus-climate-change-and-atmosphere-monitoring-services (дата обращения: 14.09.2021)
  7. CAMS European air quality forecasts // Copernicus Atmosphere Monitoring Service [Электронный ресурс] – URL: https://ads.atmosphere.copernicus.eu /cdsapp#!/dataset/cams-europe-air-quality-forecasts?tab=overview / (дата обращения: 14.09.2021)
  8. Copernicus Open Access Hub (Sentinel-5P) // ESA, — [Электронный ресурс] – URL: https://scihub.copernicus.eu/ (дата обращения: 17.09. 2021)
  9. ENSEMBLE factsheet // Copernicus Atmosphere Monitoring Service, — 2016 [Электронный ресурс] – URL:https://atmosphere.copernicus.eu/ sites/default/files/201802/ENSEMBLE_Fact_Sheet_0.pdf (дата обращения: 14.09. 2021)
  10. Regional air quality production systems Copernicus // Atmosphere Monitoring Service, – 2019 [Электронный ресурс] – URL: https://atmosphere.copernicus.eu/documentation-regional-systems/ (дата обращения: 15.09.2021)
  11. Satellite observations // CAMS [Электронный ресурс] – URL: https://atmosphere.copernicus.eu/satellite-observations (дата обращения: 14.09. 2021)
  12. TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) // Homepage Julien Chimot: a journey in Earth observation satellite science [Электронный ресурс] – URL: https://julien-chimot-research.blog/tropospheric-monitoring-instrument-tropomi/ (дата обращения: 16.09.2021)

Для цитирования: Лукьянова Т.С., Крючков С.А. Сравнение данных о содержании SO2 в атмосферном воздухе населённых мест, полученных с помощью химической транспортной модели ENSEMBLE и наземных измерений // Московский экономический журнал. 2023. № 12. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2023-60/

© Лукьянова Т.С., Крючков С.А., 2023. Московский экономический журнал, 2023, № 12.




Московский экономический журнал 12/2023

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 551.577.38

doi: 10.55186/2413046X_2023_8_12_658

АНАЛИЗ ЗНАЧЕНИЙ ИНДЕКСА ЗАСУШЛИВОСТИ КЛИМАТА В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД НА ТЕРРИТОРИИ ДМИТРОВСКОГО ГОРОДСКОГО ОКРУГА МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ANALYSIS OF THE VALUES OF THE ARIDITY INDEX OF THE CLIMATE IN THE SUMMER PERIOD ON THE TERRITORY OF THE DMITROV CITY DISTRICT OF THE MOSCOW REGION

Лукьянова Татьяна Семёновна, д.г.н., проф., проф. кафедры геоэкологии и природопользования, Государственный университет по землеустройству, г. Москва

Крючков Сергей Андреевич, ассистент кафедры геоэкологии и природопользования, Государственный университет по землеустройству, г. Москва

Lukyanova Tatyana S. Doctor of Geographical Sciences, Professor, Professor of the Department of Geoecology and Environmental Management, State University of Land Use Planning, Moscow

Kriuchkov Sergei A., Assistant of the Department of Geoecology and Environmental Management, State University of Land Use Planning, Moscow

Аннотация. В статье проведён анализ территориальной дифференциации значений индекса засушливости климата (AI) в летний период в Дмитровском городском округе на основе данных Copernicus Climate Change Service. Описан способ получения и обработки данных. Построена картосхема распределения AI для территорий Дмитровского г.о. Рассчитаны средние, максимальные и минимальные значения AI для административных образований округа.

Abstract. The article analyzes the territorial differentiation of the values of the climate aridity index (AI) in the summer period in the Dmitrov city district based on Copernicus Climate Change Service data. The method of obtaining and processing data is described. The cartographic scheme of AI distribution for the territories of Dmitrovsky G.O. is constructed. The average, maximum and minimum values of AI for the administrative entities of the district are calculated.

Ключевые слова: индекс засушливости, Copernicus Climate Change Service, изменение климата, Дмитровский г.о., QGIS

Keywords: aridity index, Copernicus Climate Change Service, climate change, Dmitrov City district, QGIS

Введение

Дмитровский городской округ располагается на территории севера Московской области. Климат округа – умеренно-континентальный (характеризуется холодной зимой и умеренно тёплым летом). Среднегодовая сумма осадков составляет 630 мм.  В зависимости от года это значение варьируется от 406 до 896 мм. Среднегодовое значение испаряемости составляет 550 мм. Коэффициент увлажнения ≈ 1,15. Относительная влажность воздуха в среднем за год составляет 65–75 %, в зимний период 78-84, летом – 50-58%. На территории округа насчитывается около 15 рек протяжённостью более 10 километров. Крупнейшие водотоки: Сестра, Дубна и Яхрома. На юге округа расположены 3 крупных озера: Долгое, Нерское, Круглое. Отдельно стоит отметить гидрологический объект рукотворного происхождения: канал им. Москвы [1].

Территория Дмитровского г.о. относится к зонам с низким риском засушливости климата, однако выявление локальных особенностей аридности в летний период представляет научный интерес в плане дальнейшего изучения динамики климатических процессов в Дмитровском городском округе и определению вероятности климатических рисков в будущем.

Исходные данные

В исследовании используются данные расчёта AI в летний период из набора «Уменьшенные биоклиматические показатели для отдельных регионов с 1979 по 2018 год, полученные на основе повторного анализа». Набор расположен в открытом хранилище данных The Climate Data Store (CDS). Пространственное разрешение 1×1 километр. Метеорологические вводные – набор ERA5. Временной интервал — 40 лет (c 1979 по 2018 года) [4].

Параметры запроса данных из CDS: Region – Europe; Origin – ERA5; Variable – Aridity; Derived variable — Warmest quarter; Statistic – Mean; Version – 1.0; Format — .zip. После запроса системой автоматически формировался файл с данными для загрузки на ПК. Обработка файла и разработка картосхем выполнялась в программе QGIS v 2.22.

Визуальное представление полученного файла со значениями AI в летний период представлено на рисунке 1.

Непосредственно расчёт значений AI выполнялся службой Copernicus Climate Change Service и территориально охватывает всю Европу и часть Северной Африки. Значения AI варьируются от 0 (переувлажнение) до 1 (экстремально сухо). Интерпретировать промежуточные значения предлагается на основе классификации ЮНЕП, 1992 г. [2], с применением инвертирования по схеме таблицы 1.

Автором произведено выделение показаний AI из исходного файла по границам территории Дмитровского г.о с помощью инструмента «Обрезка растра по маске» в QGIS.

Анализ индекса засушливости климата (AI)

Готовый результат выделенных значений AI для Дмитровского го. с подключением дополнительных векторных слоёв с географическими объектами представлен на рисунке 2.

Анализ данных показывает, что тип климата в летний период на всей территории Дмитровского г.о. относится к влажному. В южной и северной частях округа климат немного более сухой чем центральной.  Чётко выделяются территории Клинско-Дмитровской гряды в центре округа, где наблюдаются самые низкие значения AI (до 0,30). Наиболее высокий (до 0,32) AI зафиксирован на юге округа на границе с г.о. Лобня и Мытищи.

Прибрежная часть канала им. Москвы имеет значения AI от 0,315 на юге до 0,30 на севере округа. В долине реки Яхрома AI ≈ 0,30. Близ рек Сестра и Дубна AI ≈ 0,30-0,31. На территориях озёр Долгое, Нерское, Круглое AI ≈ 0,31-0,315.

Расчёт средних, максимальных и минимальных значений AI для каждого административного образования Дмитровского г.о. представлен в таблице 2.

Более сухой климат в летний период наблюдается в административном образовании Некрасовский, где наибольшие значения AI зафиксированы в районе населённых пунктов Некрасовский (0,32) и Ермолино (0,315).

Более увлажнённые территории – Яхрома и Синьковское (AI ≈ 0,29). Наименьший индекс наблюдается в районе деревни Сафоново и села Семёновское.

Непосредственно в городе Дмитров AI варьируется от 0,305 (западная часть города в районе канала им. Москвы) до 0,294 (восточная часть, село Внуково).

Территории крупнейшего сельскохозяйственного предприятия в округе (агрохолдинг Дмитровские овощи) имеют значения AI ≈ 0,30.

Дифференциация значений AI по территории округа, наиболее вероятно, обусловлена особенностями рельефа местности (в частности, Клинско-Дмитровской грядой), при этом точные причины помогу выявить только более детальные исследования климата и погоды.

В целом средний показатель AI в Дмитровском округе в летний период ≈ 0,30 что на 0,01 единицы меньше среднего значения по Московской области.

Заключение

Анализ значений AI климата в летний период для территории Дмитровского г.о. показал:

  1. Тип климата летом на всей территории – влажный (наблюдается варьирование AI от 0,29 до 0,31)
  2. Локальный климат территорий юга и севера округа менее влажный чем в центральной части;
  3. Наиболее увлажнёнными являются административные образования Яхрома и Синьковское, наименее Некрасовский и Икша.

Вероятными факторами дифференциации значений AI являются: особенности рельефа и испаряемость (в центральной части округа расположена Клинско-Дмитровская гряда, где значения AI ниже, чем на других территориях).

Рекомендуется начать постоянные наземные наблюдения за климатом и погодой в районе посёлка Некрасовский.

Список источников

  1. Материалы по обоснованию проекта генерального плана Дмитровского городского округа, том 2 «Охрана окружающей среды» [Текст]: ГУП МО «НИиПИ градостроительства», 2020. – 168 с.
  2. United Nations Environment Programme. World Atlas of Desertification; Edward Arnold: London, UK, 1992
  3. World Meteorological Organization (WMO) and Global Water Partnership (GWP), 2016: Handbook of Drought Indicators and Indices (M. Svoboda and B.A. Fuchs). Integrated Drought Management Programme (IDMP), Integrated Drought Management Tools and Guidelines Series 2.
  4. Wouters, H., Berckmans, J., Maes, R., Vanuytrecht, E., De Ridder, K. (2021): Downscaled bioclimatic indicators for selected regions from 1979 to 2018 derived from reanalysis, version 1.0, (for [1979-2018], [Europe], [ERA5], etc. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS), DOI: 10.24381/cds.fe90a594

References

  1. Materialy` po obosnovaniyu proekta general`nogo plana Dmitrovskogo gorodskogo okruga, tom 2 «Oxrana okruzhayushhej sredy`» [Tekst]: GUP MO «NIiPI gradostroitel`stva», 2020. – 168 s.
  2. United Nations Environment Programme. World Atlas of Desertification; Edward Arnold: London, UK, 1992
  3. World Meteorological Organization (WMO) and Global Water Partnership (GWP), 2016: Handbook of Drought Indicators and Indices (M. Svoboda and B.A. Fuchs). Integrated Drought Management Programme (IDMP), Integrated Drought Management Tools and Guidelines Series 2.
  4. Wouters, H., Berckmans, J., Maes, R., Vanuytrecht, E., De Ridder, K. (2021): Downscaled bioclimatic indicators for selected regions from 1979 to 2018 derived from reanalysis, version 1.0, (for [1979-2018], [Europe], [ERA5], etc. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS), DOI: 10.24381/cds.fe90a594

Для цитирования: Лукьянова Т.С., Крючков С.А. Анализ значений индекса засушливости климата в летний период на территории Дмитровского городского округа Московской области // Московский экономический журнал. 2023. № 12. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2023-56/

© Лукьянова Т.С., Крючков С.А., 2023. Московский экономический журнал, 2023, № 12.




Московский экономический журнал 12/2023

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 338.26.01

doi: 10.55186/2413046X_2023_8_12_642

МАЛАЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИКА В КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

HYDROPOWER IN THE CONCEPT OF DEVELOPMENT OF COST-EFFICIENT ENERGY SYSTEMS OF RENEWABLE ENERGY SOURCES

Статья опубликована при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках научного проекта № 22-28-00787 «Становление гидроэнергетического комплекса в Кабардино-Балкарии в 20–30-е годы XX в.: планы, подготовка, реализация»

The article was published with the financial support of the Russian Science Foundation (grant  No. 22-28-00787 «The formation of the hydropower complex in Kabardino-Balkaria in the 20–30s of the XX century: plans, preparation, implementation»)

Абанокова Эмма Барасбиевна, старший преподаватель кафедры экономики и учетно-аналитических информационных систем ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова», е-mail: abanokova2016@mail.ru

Сундукова Карина Асланбековна, лаборант-исследователь Управление по научным исследованиям и инновационной деятельности ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова», е-mail: sundukova.karina@mail.ru

Уначева Амина стажер-исследователь научно-учебной Лаборатории Пространственно-эконометрического моделирования социально-экономических процессов в России Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ)

Abanokova Emma, Kabardino-Balkarian State University

Sundukova Karina, Kabardino-Balkarian State University

Unacheva Amina, HSE University

Аннотация. Юг России обладает большим потенциалом в сфере возобновляемой энергетики — солнечной, ветро- и гидроэнергетики. Гидроэнергетика – отрасль растущей значимости в «зеленой» повестки, целей углеродной нейтральности и необходимости сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу.

Лидерство Кабардино-Балкарии в этом направлении обеспечивает горный рельеф, которой позволяет успешно эксплуатировать гидроэлектростанции разной мощности. Значительную роль в этом играют малые гидростанции.

Abstract. The south of Russia has great potential in the field of renewable energy — solar, wind and hydropower. Hydropower is an industry of growing importance in the green agenda, carbon neutrality goals and the need to reduce greenhouse gas emissions into the atmosphere.

Kabardino-Balkaria’s leadership in this direction is ensured by its mountainous terrain, which allows it to successfully operate hydroelectric power plants of various capacities. Small hydroelectric power stations play a significant role in.

Ключевые слова: энергия, гидростроительство, возобновляемые источники энергии, прогноз, инвестиции

Keywords: energy, hydraulic construction, renewable energy sources, forecast, investment

По оценкам экспертов сегодня «в России действует порядка 200 гидроэлектростанций совокупной мощностью более 52 ГВт, при этом мощность 15 из них превышает 1 ГВт.

Доля гидроэнергетики в общей выработке электроэнергии в РФ — порядка 18–20%, что ставит ее на третье место после тепловой и атомной энергетики. По данным Росстата, в 2021 году ГЭС нарастили производство в годовом выражении на 0,9%, до 216 млрд кВт;ч — год характеризовался значительным притоком воды в реках. В 2022 году уровень воды в ряде крупных рек был существенно ниже средних значений. По этой причине выработка снизилась на 7,7% и составила 200 млрд кВт ч».[1]

Наблюдается общемировой тренд роста вложений в отрасль, который, однако не находит продолжения в российской экономике.

Объем инвестиций в отрасль в среднем составляет 40 млрд. руб. в год. В целом, за период  2010-2021 гг. накопленные инвестиции в российскую гидроэнергетику достигли более 800 млрд рублей.

В условиях необходимости достижения опережающего роста ВВП, инвестиции в гидроэнергетику в размере 1% ВВП позволяют получить мультипликативный эффект в экономике на уровне 2,5–2 уже на этапе строительства. ГЭС также способствуют увеличению занятости, росту уровня жизни в регионе.

Россия занимает второе место в мире после Китая по размерам гидропотенциала — 852 млрд кВт*ч, уровень освоения составляет лишь 20% от этого показателя. Для сравнения: в Японии, Финляндии, Швейцарии показатель достигает 90% гидроресурсов.

В целом, гидропотенциал в России распределен крайне неравномерно и в Европейской части страны развит достаточно слабо (рисунок 1).

Минэнерго РФ совместно с другими органами федеральной власти прорабатывает механизм финансирования для ГЭС и ГАЭС, но пока его отсутствие существенно снижает инвестиционную привлекательность проектов крупных ГЭС.

Практически все действующие гидростанции были построены в СССР, срок службы некоторых из них уже превысил 60 лет. «Компании сами реализуют проекты по обновлению рабочих колес ГЭС, генераторов, трансформаторов и т.д. В частности, в En+ Group действует программа «Новая энергия», которая предполагает замену рабочих колес на действующих станциях компании, что позволит нарастить выработку электроэнергии на 2 млрд кВт ч в год при сохранении объемов используемой воды. В «Русгидро» действует другая программа, реализация которой повысила установленную мощность объектов после реконструкции на 553 МВт, что сопоставимо с мощностью крупной ГЭС».

Стоит отметить, что производство оборудования для гидростанций практически полностью обеспечено российской промышленностью, и уровень локализации доходит до 95–100%  что в полной мере позволит обеспечить новое строительство. При этом крупнейшие российские производители такого оборудования — «Силовые машины», «Уралгидромаш», «Тяжмаш» и др. — осуществляют поставки как на российский, так и на зарубежные рынки.

Необходимость оценки и устранения экологического ущерба требуют новых подходов к организации гидростроительства и эксплуатации на основе принципов социальной ответственности и новых производственных и организационных стандартов.

Согласно основному действующему в российской энергетике документу — Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2035 года, к указанному году в РФ будет введено 2,5–3 ГВт мощностей ГЭС. Таким образом, в 2035–2050 годах придется ввести в действие ГЭС суммарной мощностью около 20 ГВт, то есть почти 40% ныне действующих (построенных на протяжении почти 100 лет).

Минэнерго РФ подготовило план-график строительства восьми приоритетных объектов гидроэнергетики суммарной мощностью 4,7 ГВт с совокупными инвестициями в 961 млрд руб.

Значительное внимание сегодня уделяется развитию малой гидроэнергетики (станции мощностью до 50 МВт), которая, в отличие от крупной, не требует существенных капитальных затрат, а срок реализации таких проектов гораздо меньше. Малые ГЭС определяются как генерация, работающая на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), и, соответственно, могут участвовать в государственной программе поддержки ВИЭ-генерации и получать гарантированный возврат инвестиций. Но на последнем конкурсном отборе, прошедшем в марте-апреле 2023 года, не было подано ни одной заявки на строительство малой ГЭС — из-за несоответствия установленных параметров текущим экономическим реалиям.

Малые ГЭС — перспективное направление развития гидроэнергетики, так как позволяют осваивать гидропотенциал малых рек и обеспечивать электроэнергией дефицитные регионы России. Важно, что в сфере малой гидроэнергетики у России — полный технологический суверенитет, и страна способна развивать эту отрасль самостоятельно.

Очевидно, что при всех имеющихся недостатках гидроэнергетика является оптимальным видом генерации для обеспечения энергетической безопасности страны, развития ее регионов, а также достижения целей углеродной нейтральности. Однако для более интенсивного развития гидропотенциала РФ и выхода в мировые лидеры данной отрасли необходимо и осуществлять модернизацию имеющихся гидроагрегатов, и реализовывать проекты по строительству крупных ГЭС «советского» масштаба. Это не только позволит поддержать и развить имеющиеся компетенции в данной области, но обеспечит увеличение производства различных отраслей и создаст задел для устойчивого роста экономики  и технологического суверенитета России.

В настоящее время гидроэнергетический потенциал практически полностью реализуется за счет больших и гигантских ГЭС. Вместе с тем, согласно имеющимся данным, в 1913 г. число действовавших в России ГЭС составляло 78 единиц, общей мощностью 8.4МВт. Крупнейшей из них была ГЭС на р. Мургаб, мощностью 1.35 МВт. Таким образом, согласно современной классификации, все действовавшие в то время ГЭС являлись малыми.

Менее чем через 30 лет — в 1941 г. в России работали 660 малых сельских ГЭС, общей мощностью 330 МВт. На 40-е и 50-е годы XX века пришелся пик строительства МГЭС, когда ежегодно в эксплуатацию вводились до 1000 объектов. По разным оценкам, к 1955 г. на территории Европейской части России насчитывалось от 4000 до 5000 МГЭС. А общее количество МГЭС в СССР после окончания Великой Отечественной войны составляло 6500 единиц.

Правда, уже в начале 50-х годов, в связи с переходом к строительству гигантских энергетических объектов и присоединением сельских потребителей к централизованному электроснабжению, это направление энергетики утратило государственную поддержку, что привело практически к полному разрушению и упадку созданной прежде инфраструктуры. Прекратилось проектирование, строительство, изготовление оборудования и запасных частей для малой гидроэнергетики.

В 1962 г. в СССР насчитывалось 2665 малых и микро-ГЭС. В 1980 г. их было около 100 с суммарной мощностью 25 МВт. А к моменту распада СССР в 1990 г. действовавших МГЭС оставалось всего 55. Согласно данным разных источников, в настоящее время по всей России действуют от нескольких десятков (60-70) до нескольких сотен (200-300) единиц.

Программой развития гидроэнергетики СССР до 2000 г. предусматривалось увеличение мощности действующих ГЭС почти в два раза. Предполагалось построить 93 новых гидроэлектростанции, затопить 2 млн. га плодородных земель и переселить с затопляемых территорий более 200 тыс. человек. (Малым ГЭС в этих планах места не нашлось.) Распад СССР и экономический кризис не позволили реализовать эти грандиозные планы.

В течение годы доля вырабатываемой на гидростанциях электроэнергии в общем энергетическом балансе России снижается. Это связано как с устареванием и износом оборудования на гидроэнергетических гигантах прошлого, так и с увеличением в энергобалансе страны доли более удобного энергоресурса — природного газа.

Перспективные уровни потребления электрической энергии и мощности приняты в соответствии с проектом долгосрочного прогноза спроса на электрическую энергию и мощность в Российской Федерации до 2035 года, одобренным на заседании Правительственной комиссии по вопросам развития электроэнергетики от 17 апреля 2015 г. (далее — долгосрочный прогноз спроса).

Долгосрочный прогноз спроса разработан на основе эконометрической модели с дополнительным учетом крупнейших отраслевых проектов, прогноз потребления электрической энергии и мощности по которым формировался с использованием расчетной модели на основе удельных показателей потребления электрической энергии с учетом информации по перспективным объемам выпуска продукции.

Консервативный сценарий прогноза долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2030 года и Прогноз социально-экономического развития России на 2017 год и плановый период 2018 — 2019 годов, одобренные на заседании Правительства Российской Федерации 21 апреля 2016 г, определили содержание прогноза спроса в 2 вариантах — базовом и минимальном. «Базовый вариант учитывает замещение электроэнергией других видов топлива и энергии и углубление электрификации в ряде отраслей, в том числе в обрабатывающей промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и на транспорте. Минимальный вариант долгосрочного прогноза спроса учитывает интенсивную реализацию программ энергосбережения и внедрение новых технологий с пониженным потреблением электрической энергии»[2].

Баланс мощности зоны централизованного электроснабжения России, Единой энергетической системы России и Объединенных Энергетических систем до 2035 года (минимальный вариант) определяет плановые потребности в электроэнергии, ее покрытие, ввод и демонтаж мощностей.

Растущий максимум потребления, совмещенного с Единой энергетической системой России при фиксированном объеме экспорта, позволяют выявить резервы мощности системы (рисунок 2).

Резерв по отношению к максимуму потребления на продолжении всего период составит 14 % согласно проекта долгосрочного прогноза спроса на электрическую энергию и мощность в Российской Федерации до 2035 года.

Согласно Прогноза ожидается растущий объем покрытия плановой потребности на фоне растущей установленной мощности всей энергосистемы.

При этом ожидается объем энергии, вырабатываемой тепловыми станциями и рост удельного веса использования возобновляемых источников энергии (рисунок 3). Отметим, что в документе гидроэлектростанции не относятся к последним и являются отдельным направлением покрытия потребности.

В конечном итоге, в экономике запланированы покрытие максимума нагрузки и  собственный избыток энергообеспечения с учетом негарантированной мощности гидроэлектростанций на протяжении всего временного периода 2020 -2035 гг. (таблица 1).

В соответствии с Прогнозом запланировано (рисунок 4): ввод новых мощностей атомных станций в 2020 году; ввод новых мощностей гидроэлектростанций в 2020 и 2030 годах; ввод новых мощностей тепловых станций в 2020 , 2025, 2030, 2035 годах; ввод новых мощностей возобновляемых источников энергии в 2020 году.[3]

По состоянию на 1 сентября 2022 года в составе Объединенной энергетической системы Юга России введенные в эксплуатацию линии электропередачи 330 кВ: Новочеркасская ГРЭС – Ростовская (Ростовская область),  Зеленчукская ГАЭС – Черкесск (Карачаево-Черкесская Республика), Зарамагская ГЭС — 1 – Нальчик (Кабардино-Балкарская Республика, Республика Северная Осетия – Алания), Баксан — Прохладная-2 (Кабардино-Балкарская Республика).

Также введены подстанции 330 кВ: Прохладная-2 (Кабардино-Балкарская Республика). Нальчик (Кабардино-Балкарская Республика).

В период 2026-2030 годы планируется сооружение ПС 330 кВ Прохладная – 2 (Кабардино-Балкарская Республика).

Строительство Малых ГЭС направлено на стабилизацию энергоснабжения населения Республики Кабардино-Балкария, сокращение дефицита мощности и обеспечение Республики собственными генерирующими мощностями.

При этом ГЭС позволит снизить зависимость Республики от покупной электроэнергии из других регионов. Кроме того она позволит при отсутствии собственных вредных выбросов в атмосферу ежегодно экономить более 10 тыс. тонн органического топлива на тепловых электростанциях региона.

Республика располагает значительными, но пока еще слабо освоенными гидроэнергетическими ресурсами: теоретический потенциал – 18,7 млрд.кВт.ч; технический потенциал – 7,5 млрд.кВт.ч.

Рациональное и эффективное освоение и использование этого потенциала является основным направлением развития электрогенерирующей базы республики.

В республике насчитывается 128 рек протяжённостью 10 и более километров. Объекты генерации в Кабардино-Балкарской республике относятся к генерирующим объектам электротехнической отрасли.

Основная часть гидроэнергетического потенциала КБР сосредоточена в руслах 30 рек, гидропотенциал каждой из которых превышает 5 мВт.

Основные гидроресурсы КБР представлены крупными реками республики и приведены в таблице 2.

В инвестиционной программе ПАО «РусГидро» на 2021-2025 гг. предусмотрено финансирование мероприятий по строительству новой генерации, техническому перевооружению и реконструкции действующих объектов гидрогенерации, направленных на повышение безопасности и технической надежности производственного оборудования, в объеме 310,1 млрд. рублей (с НДС). Ввод электрической мощности составит 1 477,04 МВт, тепловой – 2 617,3 Гкал/ч. В течение пяти лет будет обеспечен ввод 185,84 МВт дополнительной мощности без строительства новых объектов генерации.

Расширение использования ресурсов малой гидроэнергетики невозможно без привлечения дополнительных инвестиций.

В соответствии с инвестиционной программой ПАО «РусГидро» был разработан перспективный план строительства гидроэлектростанций в рамках Соглашения о стратегическом сотрудничестве между ПАО «РусГидро» и «PowerChina LTD « (КНР) (таблица 3). Однако, в настоящий момент проект не реализуется по многим причинам.

Основные инвестиционные проекты, включенные в схему территориального планирования РФ в области энергетики до 2030 года и в государственную программу КБР «Энергоэффективность и развитие энергетики в КБР»: Каскад Курпских ГЭС (среднегодовая выработка — 1018,0 млн кВтч) 184 МВт; ГЭС «Голубое озеро» (среднегодовая выработка — 317,0 млн кВтч) 110 МВт; Жанхотекская ГЭС (среднегодовая выработка — 366,0 млн кВтч) 100 МВт. «Филиал ПАО «РусГидро» — «Кабардино-Балкарский филиал» эксплуатирует 8 гидроэлектростанций общей мощностью 198,1 МВт, в том числе Аушигерскую, Зарагижскую и Кашхатау ГЭС Нижне-Черекского каскада, одну из старейших ГЭС России – Баксанскую ГЭС, а также 4 малых ГЭС».[4]

Цели и задачи общей инвестиционной политики инвестора должны совпадать с целями совокупности инвестиционных проектов – это создает благоприятные условия для наиболее эффективной работы с инвесторами и их капитальными вложениями.

Государство, посредством финансовой и денежно-кредитной политики, может влиять на изменение соотношений между инвестиционным спросом и предложением, а, следовательно, на величину нормы дохода, получаемого от различных капитальных и финансовых активов. Оно определяет стратегию поведения инвесторов на рынке инвестиционных товаров, а также структуру инвестиций. Исходя из состояния экономики, применяются те или иные концепции регулирования рынка инвестиционных товаров.

Инвестиционная политика государства во многом определяет стратегию поведения предприятий гидроэнергетики на рынке, и только эффективная система прогнозирования и планирования в сочетании в условиями государственно-частного партнерства может дать устойчивые плоды.

Список источников

  1. Федеральный закон РФ № 35-ФЗ от 26.03.2003 г. «Об электроэнергетике» // Информационно-правовой портал «Гарант» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.garant.ru/
  2. Федеральный закон РФ № 28-ФЗ от 03.04.1996 г. «Об энергосбережении» // Информационно-правовой портал «Гарант» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.garant.ru/
  3. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 9 июня 2017 г. N 1209-р « О генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2035 года» // Информационно-правовой портал «Косультант Плюс» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.consultant.ru
  4. Андрей Сизов Почему гидроэнергетика — оптимальный вид электрогенерации /компания РосБизнесКонсалтинг, раздел РБК Отрасли [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.rbc.ru/industries/news/652f8fd69a7947aafe9376b3
  5. Официпальный сайт ПАО «РусГидро» — Кабардино-Балкарский филиал [Электронный ресурс] Режим доступа: https://kbf.rushydro.ru

References

  1. Federal`ny`j zakon RF № 35-FZ ot 26.03.2003 g. «Ob e`lektroe`nergetike» // Informacionno-pravovoj portal «Garant» [E`lektronny`j resurs]. Rezhim dostupa: https://www.garant.ru/
  2. Federal`ny`j zakon RF № 28-FZ ot 03.04.1996 g. «Ob e`nergosberezhenii» // Informacionno-pravovoj portal «Garant» [E`lektronny`j resurs]. Rezhim dostupa: https://www.garant.ru/
  3. Rasporyazhenie Pravitel`stva Rossijskoj Federacii ot 9 iyunya 2017 g. N 1209-r « O general`noj sxeme razmeshheniya ob«ektov e`lektroe`nergetiki do 2035 goda» // Informacionno-pravovoj portal «Kosul`tant Plyus» [E`lektronny`j resurs]. Rezhim dostupa: https://www.consultant.ru
  4. Andrej Sizov Pochemu gidroe`nergetika — optimal`ny`j vid e`lektrogeneracii /kompaniya RosBiznesKonsalting, razdel RBK Otrasli [E`lektronny`j resurs]. Rezhim dostupa: https://www.rbc.ru/industries/news/652f8fd69a7947aafe9376b3
  5. Oficipal`ny`j sajt PAO «RusGidro» — Kabardino-Balkarskij filial [E`lektronny`j resurs] Rezhim dostupa: https://kbf.rushydro.ru

Для цитирования: Абанокова Э.Б., Сундукова К.А., Уначева А.А. Малая гидроэнергетика в концепции развития экономически эффективных энергетических систем возобновляемых источников энергии // Московский экономический журнал. 2023. № 12. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2023-40/

© Абанокова Э.Б., Сундукова К.А., Уначева А.А., 2023. Московский экономический журнал, 2023, № 12.

[1] Андрей Сизов Почему гидроэнергетика — оптимальный вид электрогенерации https://www.rbc.ru/industries/news/652f8fd69a7947aafe9376b3

[2]  Распоряжение Правительства РФ от 09.06.2017 N 1209-р (ред. от 30.12.2022) «О Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2035 года» // Информационно-правовая система «Косультант плюс» [Электронный ресурс]

[3] ГЕНЕРАЛЬНАЯ СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ДО 2035 ГОДА Утверждена Распоряжением Правительства Российской Федерации от 9 июня 2017 г. N 1209-р // информационно-правовая система «Консультант Плюс»»

[4] Официпальный сайт ПАО «РусГидро» — Кабардино-Балкарский филиал  [Электронный ресурс] Режим доступа: https://kbf.rushydro.ru




Московский экономический журнал 12/2023

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 622.4

doi: 10.55186/2413046X_2023_8_12_611

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДИКИ ПРОВЕТРИВАНИЯ ШАХТЫ

POSSIBILITIES OF USING THE MINE VENTILATION TECHNIQUE

Рочев Виктор Федорович, кандидат технических наук, доцент, Технический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, E-mail: viktor-rochev74@mail.ru

Rochev Viktor Fedorovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Technical Institute (branch) North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov, E-mail: viktor-rochev74@mail.ru

Аннотация. Статья представляет собой исследование, посвященное вопросам безопасности и эффективности проветривания шахтных сооружений. Авторы исследуют различные методики и подходы к проветриванию шахт, оценивают их преимущества и ограничения. Статья обсуждает современные технологии и инновации, применяемые в данной области, а также предоставляет практические рекомендации для оптимизации процесса проветривания шахт. Это исследование будет полезным для специалистов и инженеров, занимающихся шахтным строительством и горными работами, а также для всех, кто интересуется вопросами безопасности и эффективности в горнодобывающей индустрии.

Abstract. The article is a study devoted to the safety and effectiveness of ventilation of mine structures. The authors investigate various methods and approaches to mine ventilation, evaluate their advantages and limitations. The article discusses modern technologies and innovations used in this field, as well as provides practical recommendations for optimizing the process of mine ventilation. This study will be useful for specialists and engineers involved in mine construction and mining, as well as for anyone interested in safety and efficiency issues in the mining industry.

Ключевые слова: способ проветривания, схемы, пространство, вентиляция, системы разработки

Keywords: ventilation method, schemes, space, ventilation, development systems

Нагнетательный способ проветривания применяется на негазовых и газовых шахтах, при отработке горизонтов на шахтах имеющих аэродинамическую связь горных выработок и выработанных пространств с поверхностью.

При проектировании схемы проветривания шахты необходимо обеспечить устойчивый режим проветривания на весь период эксплуатации шахты, а так же минимальное число вентиляционных сооружений в целях снижения утечек воздуха и повышения надежности вентиляции. В каждом конкретном случае выбор способа и схемы проветривания шахты следует производить на основе принятых расчетов, одновременно с выбором схемы вскрытия, способа подготовки, системы разработки и порядком отработки пластов в свите.

В проекте принимается нагнетательный способ проветривания шахты. Обоснованием этого способа будет служить то, что на шахте по проекту проводятся мероприятия по снижению метанообильности.

Схемы проветривания выемочных участков – возвратноточные, с восходящим проветриванием. Проветривание подготовительных выработок предусматривается осуществлять вентиляторами местного проветривания.

Достоинства нагнетательного способа проветривания:

  • возможность применения одной вентиляторной установки;
  • ведения горных работ без общего вентиляционного горизонта;
  • высокая устойчивость работы главного вентилятора;
  • удобство регулирования распределения расхода воздуха в сети и управления вентиляционными режимами при авариях, а также наблюдения за работой вентилятора;
  • длительный срок службы вентилятора.

Расчет проветривания подготовительных выработок и выбор ВМП

При проведении подготовительных выработок наибольшее распространение на шахтах получил нагнетательный способ проветривания. Основой расчета расхода воздуха является требование ПБ о необходимости удаления газов и пыли из призабойной зоны и соблюдение норм расхода воздуха для находящихся в выработке людей.

Расчет расхода воздуха на проветривание шахты

Расход воздуха для шахты в целом определяем по формуле:

где 1,1 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха по сети горных выработок;

ΣQоч — расход воздуха для проветривания выемочных участков, м 3 /мин;

ΣQвс — расход воздуха, подаваемый к всасам ВМП для обособленного проветривания тупиковых выработок, м 3 /мин;

ΣQпог.в — расход воздуха для обособленного проветривания погашаемых выработок, м 3 /мин;

ΣQпод.в — расход воздуха для обособленного проветривания поддерживаемых выработок, м 3 /мин;

ΣQк — расход воздуха для обособленного проветривании камер, м 3 /мин;

ΣQут — утечки воздуха через вентиляционные сооружения, расположенные за пределами выемочных участков, м 3 /мин.

Вентиляция выемочного участка

Рассчитываем ожидаемое метановыделение по природной газоносности плата:

где gпл — метановыделение из разрабатываемого пласта, м3/т; gсп — метановыделение из сближенных  пластов, м3/т; gпор — метановыделение из вмещающих пород, м3/т.

Метановыделение из разрабатываемого пласта:

где kпл — коэффициент, учитывающий влияние системы разработки на метановыделение пласта; x — природная метаноносность пласта, м3/т; x1 — остаточная метаноносность угля, выдаваемого за пределы выемочного участка, м3/т; kэккоэффициент, учитывающий метановыделение из эксплуатационных потерь, 0,397; xo остаточная метаноносность угля, м3/т.

где  — ширина условного пояса дренирования, 10.

Метаноносность выемочного участка

хг= 4; хог= 2.

хг=4 м3/т, xог=2 м3

где k — коэффициент, 1; n — коэффициент, равный 0,21; k1— коэффициент, определяемый временем нахождения угля в лаве, принят равным 0,82:

Метановыделение из разрабатываемого пласта:

Метановыделение из подрабатываемого и надрабатываемого пластов не учитываем.

Рассчитываем метановыделение из вмещающих пород:

где kп — коэффициент, 0:

Относительная метанообильность выемочного участка:

Рассчитаем количество воздуха необходимого для проветривания выемочного участка по формуле:

где Qуч — количество воздуха, необходимое для проветривания очистной выработки, м 3 /мин;

Iуч — ожидаемое среднее газовыделение в очистной выработке, м 3 /т;

kн — коэффициент неравномерности газовыделения, 1,7;

с — допустимая концентрация газа в исходящей из очистной выработки вентиляционной струе, 1%;

со — концентрация газа в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, 0%;

Расчет по числу людей:

где  nчнаибольшее число людей, одновременно работающих в очистной выработке.

Проверяем по минимально допустимой скорости движения воздуха в очистной выработке:

где S – площадь поперечного сечения призабойного пространства

очистной выработки в свету (принято в разделе II), м2 S=9,6 м 2 ;

vmin – минимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, 0,25м 3 /с.

1493 ³ 144 , удовлетворяет условию

Проверяем по максимально допустимой скорости движения воздуха в очистной выработке:

где vmах – максимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, 4м 3 /с.

1493 £ 2304 , удовлетворяет условию

Рассчитаем расход воздуха, подаваемый к всасам ВМП для обособленного проветривания тупиковых выработок:

Расчет производительности ВМП:

где kут – коэффициент утечек в вентиляционных трубах соответственно от устья выработки до забоя, 1,3.

Количество воздуха, поступающее к всасу ВМП Qвс (м3 /мин):

Расчет расхода воздуха для погашаемых выемочных участков:

Расчет количества воздуха для камер не требуется, так как стоянка дизелевозов находится на поверхности.

Расчет расхода воздуха для поддерживаемых выработок:

где Jп – полное метановыделение на всем протяжении выработки, м3/мин, 1,4;

K н. – коэффициент метановыделения, 1,35;

С – допустимое содержание метана в исходящей струе;

Со – допустимое содержание метана в поступающей струе.

Расчёт количества воздуха на утечки через вентиляционные сооружения:

где: Qут. – потребного количества воздуха на утечки  через

вентиляционные сооружения, м3/мин.

S Qпер. – утечки воздуха через перемычки (норма утечки – 33 м3/мин. на одну перемычку);

S Qшл. – утечки воздуха через шлюзы ( 84 м3/ мин. );

S Qкр. – утечки воздуха через кросинги ( 40 м3/мин. );

Заключение

Применяемые в настоящее время способы и средства пылеподавления, к сожалению, недостаточно эффективны и не являются составной частью технологического процесса проведения подготовительных выработок [1]. Поэтому потенциальная опасность взрывов метанопылевоздушных смесей всегда остается, требуя разработки качественно новых способов борьбы с пылью, обеспечивающих высокие темпы проведения подготовительных выработок.

Проблема на шахте по пылеподавлению остается открытой, закуплено много высокопроизводительной техники иностранного производства, которые разработаны с предустановленной системой пылеулавливания виде навесного на комбайн оборудования, но в целях экономии были закуплены комбайны без данного навесного оборудования. Высокопроизводительная техника и высокие темпы работ увеличили выброс угольной пыли в горные выработки шахты, при этом методы борьбы с ней остались до сих пор на старом уровне, и не позволяют справиться с возросшим пылевыделением.

Эффективность существующего метода с применением орошения комбайна под зубок и пылеподавление исходящих из забоев струй воздуха с помощью лабиринтно-тканевой завесы и ОКВ-7 в очистном и подготовительном забое составит 50 и 40 процентов соответственно. Такое положение требует переходить на совершенно новый уровень борьбы с угольной пылью.

Рассмотренные в данной работе методы борьбы с пылью показали высокую эффективность стационарных пылеулавливающих систем на основе мокрого улавливания пыли из воздуха подготовительного забоя с помощью пылеулавлевателя ДПУ-1000 отечественного производства, достигающую 96 процентов, и на выемочном участке мокрый обеспыливатель Hoeko-Vent импортного производства с эффективностью 99 процентов.

Данные нововведения по применению новых технологий пылеотсоса с последующим обеспыливанием захваченной вентиляционной струи позволят снизить пылеотложения в очистных и подготовительных забоях с 50 процентов до 99 процентов и с 40 процентов до 96 процентов соответственно. Это позволит предотвратить распространение угольной пыли по сети горных выработок шахты, что снижает риск аварийности всего предприятия, а также снизит риск получения профессиональных заболеваний рабочих, занятых на подземных горных работах.

Список источников

  1. Будущее угольной промышленности России. Журнал «Уголь» 11-2001г.- 64с
  2. Бурчаков А.С., Малкин А.С., Устинов Н.И. Проектирование шахт — М: Недра, 1978г. – 407с
  3. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах — М: ИГД им. Скочинского, 1979г. – 333с
  4. Бурчаков А.С., Гринько Н.К., и др. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых — М: Недра, 1983г. – 487с
  5. Бурчаков А.С., Харченко В.А., Кофорин Л.А. Выбор технологических схем угольных шахт М. Недра 1975г.
  6. Машины и оборудования для угольных шахт: Справочник под редакцией В.Н. Хорина – 4-е изд., переаб. и доп. – М: Недра, 1987г – 424с
  7. Килячков А.П. Вскрытие и системы разработки угольных месторождений. Изд.4, переаб. и доп.М., Недра, 1976.-360с
  8. Эталоны ТЭО строительства предприятий по добыче и обогащению угля. В 2 т. / Под научным руководством В.М. Еремеева, Г.Л. Краснянского. – М.: Издательство Академии горных наук, 1998. – Т.1 – 439 с
  9. Бокий Б.В. Горное дело. Изд.3, испр. и доп.,– М: Недра, 1959.-864с
  10. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтых,–М: ИГД имени Скочинского, 1979г.
  11. Ф. М. Киржнер, В.Н. Скуба и др. Технология разработки нарушенных угольных пластов. – Якутск: изд. ЯФ СО АН СССР, 1983.
  12. Справочник по шахтному транспорту, под редакцией Тейсаховича Г.Я. М.: Недра, 1997. — 624с
  13. Картавый Н.Г., Топорков П.А. Шахтные стационарные установки – М.: Недра, 1978г – 263с
  14. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. – М.: Недра, 1975.-237с
  15. Ушаков К.З. Справочник по рудничной вентиляции. – М.: Недра, 1977.- 328с
  16. Хейфиц С.Я., Балтайтис В.Я. Охрана труда и горноспасательное дело. – М.: Недра, 1971.-330с
  17. Козлюк А.И., Хорольский В.Т., Захаров А.Б., и др. Основы противопожарной защиты угольных шахт.М.: Недра, 1971.-104с
  18. Мельников Н.И. Проведение и крепление горных выработок. Изд. 2, пераб.и доп. М.: Недра, 1979.-343с
  19. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03) серия 05. Выпуск 11. М.: ГУП «Научно – технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003.-296с
  20. Астахов А.С., Каменецкий А.Е., Чернегов Ю.А. Экономика горной промышленности. М. Недра 1982г.
  21. Семенютина, А. В. Эколого-биологические особенности таксонов семейства Cupressaceae в дендрологических коллекциях сухостепного региона / А. В. Семенютина, М. В. Цой // Наука. Мысль: электронный периодический журнал. – 2021. – Т. 12. – № 2. – С. 4-34. – DOI 10.25726/q2423-4851-2863-i.
  22. Khuzhakhmetova, A., Lazarev, S., & Semenyutina, V. (2020). Ecological and biological assessment of climbing shrubs for landscaping residential areas. World Ecology Journal, 10(2), 88-109. https://doi.org/10.25726/worldjournals.pro/WEJ.2020.2.5

References

  1. The future of the Russian coal industry. Magazine «Coal» 11-2001- 64c
  2. Burchakov A.S., Malkin A.S., Ustinov N.I. Design of mines — M: Nedra, 1978 – 407s
  3. Progressive technological schemes of reservoir development at coal mines — M: IGD im. Skochinsky, 1979. – 333c
  4. Burchakov A.S., Grinko N.K., et al. Technology of underground mining of stratified mineral deposits — M: Nedra, 1983 – 487s
  5. Burchakov A.S., Kharchenko V.A., Koforin L.A. The choice of technological schemes of coal mines M. Nedra 1975.
  6. Machinery and equipment for coal mines: Handbook edited by V.N. Khorin – 4th ed., transab. and additional – M: Nedra, 1987g – 424s
  7. Kilyachkov A.P. Opening and systems of development of coal deposits. Ed.4, transab. and additional M., Nedra, 1976.-360c
  8. Standards of feasibility studies for the construction of coal mining and processing enterprises. In 2 vols. / Under the scientific guidance of V.M. Eremeev, G.L. Krasnyansky. – M.: Publishing House of the Academy of Mining Sciences, 1998. – Vol.1 – 439 p.
  9. Bokiy B.V. Mining. Ed.3, ispr. and add.,– M: Nedra, 1959.-864c
  10. Progressive technological schemes for the development of layers in coal mines,–M: IGD named after Skochinsky, 1979.
  11. F. M. Kirzhner, V.N. Skuba and others. Technology for the development of disturbed coal seams. – Yakutsk: ed. JF SB of the USSR Academy of Sciences, 1983.
  12. Handbook of Mine Transport, edited by Teisakhovich G.Ya. M.: Nedra, 1997. — 624c
  13. Kartavy N.G., Toporkov P.A. Mine stationary installations – M.: Nedra, 1978g – 263s
  14. Guidelines for the design of ventilation of coal mines. – M.: Nedra, 1975.-237c
  15. Ushakov K.Z. Handbook of mine ventilation. – M.: Nedra, 1977.- 328c
  16. Heifits S.Ya., Baltaitis V.Ya. Labor protection and mine rescue. – M.: Nedra, 1971.-330s
  17. Kozlyuk A.I., Khorolsky V.T., Zakharov A.B., et al. Fundamentals of fire protection of coal mines.Moscow: Nedra, 1971.-104c
  18. Melnikov N.I. Carrying out and fixing of mine workings. Ed. 2, perab.and additional M.: Nedra, 1979.-343c
  19. Safety rules in coal mines (PB 05-618-03) series 05. Issue 11. Moscow: SUE «Scientific and Technical Center for Industrial Safety of Gosgortehnadzor of Russia», 2003.-296c
  20. Astakhov A.S., Kamenetsky A.E., Chernegov Yu.A. Economics of mining industry. M. Nedra 1982
  21. Semenyutina, A.V. Ecological and biological features of cypress family taxa in dendrological collections of the dry-steppe region / A.V. Semenyutina, M. V. Tsoi // Nauka. Thought: electronic periodical journal. – 2021. – Vol. 12. – No. 2. – pp. 4-34. – DOI 10.25726/q2423-4851-2863- me.
  22. Khuzhakhmetova A., Lazarev S. And Semenyutina V. (2020). Ecological and biological assessment of climbing shrubs for landscaping residential areas. World Ecological Journal, 10(2), 88-109. https://doi.org/10.25726/worldjournals.pro/WEJ.2020.2.5

Для цитирования: Рочев В.Ф. Возможности использования методики проветривания шахты // Московский экономический журнал. 2023. № 12. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2023-9/

© Рочев В.Ф., 2023. Московский экономический журнал, 2023, № 12.




Московский экономический журнал 11/2023

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 632.93; 577.2

doi: 10.55186/2413046X_2023_8_11_584

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

APPLICATION OF GENE EDITING FOR CLIMATE CHANGE IN LIVESTOCK FARMING

Жиганова Л. П. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института США и Канады Российской академии наук (ИСКРАН), Российская Федерация, 121069, Москва, Хлебный пер., д.2/3 (Larissa-Zhiganova@ yandex.ru)

Zhiganova Larissa Petrovna, PhD in Biology, senior researcher, Institute of USA and Canada Studies, Russian Academy of Sciences (ISKRAN) 2/3 Khlebny pereulok, Moscow, Russian Federation 121069, e-mail: Larissa-Zhiganova@yandex.ru

Аннотация. В статье анализируется влияние изменения климата на сельскохозяйственные системы, продовольственную безопасность и питание человека. В этой связи учеными предложены технологии по редактированию генов в животноводстве для адаптации к изменению климата. Описаны примеры новых направлений по редактированию генов, направленных на изменение признаков сельскохозяйственных животных в ответ на климатические угрозы. Также представлено обсуждение технических ограничений и рисков применения методов ген-редактирования животных.

Abstract. In article the influence of climate change on agricultural systems, food security, and human nutrition is analysed. In this regard the scientists offered new technologies in crop and livestock gene editing beneficial for climate change adaptation.  Many examples of emerging gene editing applications and research initiatives that are aimed at the improvement of livestock in response to climate change, and discuss technical limitations and risks therein.

Ключевые слова: ген-редактирование, изменение климата, продовольственная система, продовольственная безопасность, биоразнообразие, генетика домашнего скота

Keywords: gene editing, climate change, food system, food security, biodiversity, genetics of livestock

ВВЕДЕНИЕ

Влияние изменения климата на сельское хозяйство, биоразнообразие, на жизнедеятельность общества в целом трудно переоценить. Считается, что основной причиной изменения климата является антропогенный выброс парниковых газов в атмосферу.

«Изменение климата наступило. Это ужасно. И это только начало. Эпоха глобального потепления закончилась; наступила эпоха глобального кипения» (Антонио Гутерриш, Генеральный секретарь ООН, 27 июля 2023).

Опубликованный в марте 2023 года заключительный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) дал оценку текущего климатического кризиса и предложил пути решения этой проблемы в прямом смысле планетарного масштаба [23]. Одним из наиболее перспективных — является применение генной инженерии в сельском хозяйстве вообще, и в животноводстве в частности. Считается, что такие технологии смогут помочь организмам адаптироваться к изменению климата, или же смягчить неблагоприятные последствия новых условий окружающей среды. Редактирование генома было впервые разработано в 1990-х годах. До появления распространенных современных платформ ген-редактирования, его использование было ограничено низкой эффективностью. Сегодня метод модификации генома с помощью инженерных нуклеаз — цинковых пальцевых нуклеаз (ZFNs), эффекторных нуклеаз, подобных активаторам транскрипции (TALENs), и инженерных мегануклеаз – было выбрано Nature Methods (Нейче Мэтодс) в качестве метода года в 2011 г. [2]. Система CRISPR/Cas была выбрана Science (Сайнс) как прорыв года в 2015 г. [3].  И если вначале использовались четыре семейства ферментов, то через два года было доступно уже девять редакторов генома [4]. С 2018 г. начали активно использоваться сконструированные нуклеазы, или «молекулярные ножницы». Эти ферменты создают сайт-специфические двуцепочечные разрывы (DSB) в нужных местах генома. Индуцированные двуцепочечные разрывы восстанавливаются посредством негомологичного соединения концов (NHEJ) или гомологичной рекомбинации (HR), что приводит к целенаправленным мутациям, то есть – «редактированию». Таким образом, осуществляется точное редактирование генов [5].

В результате манипуляций с геномом происходит модификация ДНК в определенных участках, нокаут или нокдаун одного или нескольких генов. Также, гены одного организма могут быть перенесены в определенные участки генома другого организма, чтобы сформировать новый признак. Благодаря эффекторным нуклеазам (TALEN, ZFN и CRISPR/Cas) точность и эффективность внесения изменений значительно выросли. Наиболее применяемым является редактор CRISPR/Cas, о чем свидетельствует растущее количество исследований с каждым годом (рисунок 1).

Применение методов редактирования генов многократно повышает потенциал развития сельскохозяйственного животноводства в области адаптации к наступающим негативным последствиям глобального изменения климата.

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Изменение климата уже сегодня негативно сказывается на животноводстве, и эта тенденция продолжает усиливаться. Повышение температуры и изменение количества осадков напрямую влияют непосредственно на скот, а также на кормовые культуры, и течение заболеваний. Повышение температуры окажет, пожалуй, наиболее сильное воздействие: тепловой стресс снижает потребление корма и привес, снижает репродуктивную активность, имеет общее негативное влияния на состояние здоровья и увеличивает смертность многих видов домашнего скота [6].

Также ожидается рост заболеваемости в связи с появлением новых переносчиков, мутаций вирусов и бактерий в результате новых условий окружающей среды [1]. Перекрестное взаимодействие множества климатических и антропогенных переменных не дает возможности точно предсказать, как именно изменение климата повлияет на патогены животных. Предположительно, регионы с умеренным климатом могут столкнуться в будущем с ростом трансмиссивных болезней, характерных для тропических зон. Это приведет к появлению новых популяций животных-хозяев, не имеющих приобретенного иммунитета, и потенциально создаст новые пути и схемы передачи инфекций [1].

Редактирование генов предлагает решения для управления как текущими, так и постоянно возникающими новыми глобальными угрозами продуктивности сельского хозяйства (абиотический стресс, заболевания) (Таблица 1).

Повышение термоустойчивости у крупного рогатого скота

У животных примером редактирование генов для смягчения абиотического стресса, вызванного изменением климата, является повышение термоустойчивости у крупного рогатого скота. Так, в частности, компания Acceligen (Акцелижен), дочерняя структура Recombinetics Inc. (Рекомбинетикс Инкорпорейшн), при поддержке Фонда пищевых и сельскохозяйственных исследований (FFAR) и компании Semex (Симикс) применила генную технологию по улучшению термоустойчивости крупного рогатого скота. Исследование сосредоточилось на воспроизведении фенотипа SLICK (СЛИК), первоначально описанного у коров Сенепольской породы. Животные более термоустойчивы, о чем свидетельствуют более низкие температуры влагалища, более низкие ректальные температуры, более низкая частота дыхания и повышенное потоотделение, что дает увеличение надоев молока в летние месяцы [7]. Используя методы редактирования генов, Acceligen (Акцелижен) стремится воспроизвести генотип SLICK (СЛИК), и таким образом гарантировать хорошую адаптацию селекционных пород к условиям высоких температур.

Устойчивость к вирусам у кур

У кур вирусный лейкоз птиц подгруппы J представляет собой заболевание, которое поражает мясные породы и кур-несушек, и характеризуется высокой смертностью. Методом CRISPR/Cas9 была создана гомологичная рекомбинация с делецией во внеклеточной части гена chNHE1, который кодирует вирусный рецептор, позволяющий инфицировать клетки. Делеция была проведена в примордиальных зародышевых клетках кур, что в результате трансплантации и последующего разведения привело к появлению цыплят, устойчивых к заражению вирусом [9].

Устойчивость к туберкулезу и маститу у крупного рогатого скота

Повышению устойчивости крупного рогатого скота к туберкулезу посвящено два исследования. В первом исследователи сосредоточились на мышином гене SP110, который контролирует инфицирование Mycobacterium tuberculosis и индуцирует апоптоз (генетически запрограммированную физиологическую гибель клетки) в инфицированных клетках. Авторы использовали TALEN для вставки гена в определенное место генома крупного рогатого скота посредством гомологичной рекомбинации; нокаутирование этого гена повысило устойчивость к туберкулезу [10]. Второе исследование с использованием CRISPR/Cas9 позволило вывести ген врожденного иммунитета NRAMP1 (естественный макрофагальный белок-1, связанный с резистентностью) посредством гомологичной рекомбинации. Полученные линии животных также обладали повышенной устойчивостью к туберкулезу [11].

Аналогичным образом редактирование генов использовалось для предотвращения мастита, одного из тяжелых заболеваний молочных коров. В двух исследованиях гомологичная рекомбинация методом ZFN позволила встроить два гена, обеспечивающих устойчивость к инфицированию грамположительной бактерией Staphylococcus aureus (возбудитель мастита). Ген, кодирующий лизостафин у Staphylococcus simulans, и ген человеческого лизоцима (hLYZ) были встроены в интрон бета-казеинового локуса коровы. Лизостафин представляет собой металлоэндопептидазу. Он может действовать как бактериоцин (противомикробное средство) против золотистого стафилококка. Казеин — это белок молока, и поэтому гены, вставленные в бета-казеиновый локус, будут имитировать экспрессию бета-казеина, а экзогенные белки будут присутствовать в молоке отредактированных коров [12]. В обоих этих исследованиях были получены молочные коровы с молоком, которое могло предотвратить заражение лактирующих коров Staphylococcus aureus.

Устойчивость к вирусным болезням у свиней

Методами генной инженерии были получены особи свиней с устойчивостью к вирусным заболеваниям за счет выключения двух генов, CD163 и CD1D. Первый необходим для заражения вирусом репродуктивно-респираторного синдрома свиней (вирус РРСС), а второй участвует в формировании врожденного иммунитета. Исследователи проверили отредактированных свиней (нокаут Cd163) на устойчивость к вирусу РРСС и обнаружили, что при заражении у них не проявлялось никаких симптомов. Для сравнения, у потомков дикого типа развились серьезные осложнения, потребовавшие их эвтаназии. Аналогичные результаты были получены и в более позднем исследовании, авторы которого также использовали CRISPR/Cas9 для выключения гена CD163 и получения свиней, полностью устойчивых к вирусу РРСС [1]. В дальнейших экспериментах на свиньях были получены животные, устойчивые к вирусу классической лихорадки свиней (выключение генов CSFV, КЧС в локусе Rosa26), при том, что у дикого типа летальность составила 100% [14]. Также у свиней в локус Rosa26 был внедрен ген fat-1 свободноживущей почвенной нематоды Caenorhabditis elegans [15]. Этот ген участвует как в устойчивости к болезням, так и в повышении питательных качеств мяса. Таким образом, исследование стало еще одним примером того, как можно с помощью генной инженерии одновременно улучшить пищевую ценность свинины и повысить устойчивость животных к болезням. Также, уже опубликованы результаты выключения гена ANPEP (аминопептидазы N) методом CRISPR/Cas9, что обеспечивает устойчивость к коронавирусным инфекциям [13].

Устойчивость к вирусам у водных видов

Редактирования генов для борьбы с болезнями у водных видов пока еще ограничено. Первое использование системы CRISPR для повышения устойчивости к болезням отмечено в 2018 году. Исследователям удалось получить в клеточных линиях белого амура нокаут гена gcJAM-A (кодирует молекулу соединительной адгезии-A белого амура), участвующего в реовирусной инфекции вида (GCRV). Было показано, что при заражении GCRV отредактированные клетки подавляют репликацию вируса [1].

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ

Глобальное изменение климата будет приводить к значительному снижению продуктивности животноводства. В некоторых регионах она может повыситься, но в основном новые условия окружающей среды потребуют от животных ускоренной адаптации, которая не всегда возможна при усиленном давлении внешних факторов. Все это создаст серьезную угрозу продовольственной безопасности. Смягчить негативные последствия для животноводства призвана генная инженерия как потенциальный инструмент для достижения этой цели (Таблица 2) [1].

Повышение продуктивности за счет выключения гена MSTN

При редактировании генов животных усилия были сосредоточены на таргетировании гена MSTN у таких видов, как свиньи, крупный рогатый скот, овцы, козы, кролики и некоторые водные животные, включая карпа, сома и красного морского леща [1]. Ген MSTN (также известный как GDF8) кодирует миостатин, фактор дифференцировки роста, который ингибирует рост мышц. В естественных популяциях крупного рогатого скота мутации MSTN лежат в основе фенотипа двойной мускулатуры.  Миостатин (также известный как фактор дифференцировки роста 8, сокращенно GDF8) представляет собой белок, который кодируется геном MSTN. Миостатин – это миокин, который вырабатывается и высвобождается миоцитами и действует на мышечные клетки, подавляя рост мышц. Животные с выключенным MSTN демонстрируют значительно более высокую мышечную массу. Оценка нокаутов MSTN, как правило, различается: в некоторых исследованиях сравниваются масса тела при рождении, соотношение массы тела к мышечной массе, количество мышечных волокон, мышечная масса и размер мышц у отредактированных и неотредактированных животных (использовались ZFN, TALEN и CRISPR/Cas9). Исследования с оценкой фенотипов, отредактированных по MSTN, свиней, показали повышенную массу тела при рождении, соотношение массы тела к мышечной массе, равное 170% от такового у нередактированных линий, увеличение мышечной массы на 100% [16]. В других исследованиях сообщалось об выраженном фенотипе двойной мускулатуры или значительно более крупных мышцах [17]. Сравнительно меньше исследований по нокауту MSTN было проведено у крупного рогатого скота, хотя в двух из них показано получение выраженного фенотипа двойной мускулатуры [1]. Однако, в этом случае, у крупного рогатого скота возникали проблемы с воспроизводством, в частности, с рождением.

Ускоренный рост и увеличение массы тела до 60% были подтверждены у овец и у коз. В ряде исследований редактировали козлов и кроликов. У обоих видов наблюдалось увеличение соотношения массы бицепсов и квадрицепсов более чем на 50%, но у кроликов еще отмечено наличие очень больших языков и низкая выживаемость. В других исследованиях у коз таргетировали ген FGF5 в дополнение к MSTN или встраивали ген fat-1 в локус MSTN.

MSTN также редактировали у нескольких водных видов: первый наследуемый нокаут MSTN у аквакультурных видов был осуществлен методом ZFN в 2011 году. Позднее методы TALEN и CRISPR/Cas9 использовали для редактирования карпа, тетраплоидного вида, где в дополнение к увеличенной мышечной массе присутствовали серьезные дефекты костей. Успешное редактирование у ряда видов аквакультуры, таких как сом, привело к увеличению массы тела мальков на 29,7%. У красного морского леща мышечная масса увеличилась на 16%, у морского леща – на 7%. Кроме рыбы, также опубликованы результаты успешного выключения MSTN у тихоокеанских устриц, основного двустворчатого моллюска аквакультуры [1].

Несмотря на то, что редактирование MSTN кажется весьма многообещающим для повышения продуктивности животных, необходимо также учитывать недостатки этого гена-мишени. Например, увеличенный вес при рождении отредактированных животных может приводить к осложнениям в родах, а жизнеспособность оказалась проблемной по данным нескольких исследований [16]. Точная настройка мутаций MSTN, выходящая за рамки полного нокаута, по мнению исследователей, может помочь оптимизировать использование этого гена в целях рационального природопользования.

Повышение продуктивности животноводства за счет изменения соотношения полов

Редактирование генов домашнего скота использовали также для изменения соотношения полов в потомстве. Во многих производственных схемах требуется только один пол (например, цыплята-самки в кладке яиц). Увеличение соотношения предпочитаемого пола в потомстве означает снижение затрат и сокращение территории, выделяемой для выращивания животных. При редактировании кур использовали CRISPR/Cas9 для вставки флуоресцентного белка в половые хромосомы самцов, что позволяло определять пол во время эмбриогенеза [18]. Была разработана система получения потомства исключительно женского пола у мышей путем воздействия исключительно на мужские гены с возможностью передачи другим видам млекопитающих [1]. Сегодня улучшение технологий определения пола и смещения пола, в целях экономии земель и ресурсов в животноводстве является одним из самых актуальных направлений исследования [19]. Также изучаются возможности увеличения численности в помете в целом: путем мутации гена GDF9 удалось увеличить численность в помете у коз.

Повышение питательных качеств продукции животноводства

Помимо повышения продуктивности исследования, проведенные на домашнем скоте, показали, что редактирование генов может увеличить количество желаемых пищевых метаболитов и снизить концентрацию антинутриентов так, чтобы их содержание было сбалансированным и благоприятным для здоровья человека (Таблица 3).

Редактирование генов успешно применили, чтобы ограничить накопление в кукурузе антинутриентов, таких как фитиновая кислота, которая нарушает питание животных с однокамерным желудком. Чтобы смягчить негативное воздействие фитиновой кислоты на абсорбцию железа, цинка и кальция, методами CRISPR/Cas9 и ZFN были получены мутации генов, участвующих в биохимическом пути фитиновой кислоты. Успешный результат стал доказательством потенциальной пользы генной инженерии для смягчения антинутритивных эффектов. В сорго, важной продовольственной культуре в районах, подверженных засухе, основной класс запасных белков, называемый кафиринами, приводит к плохой усвояемости белка. Воздействуя на гены, синтезирующие кафирины, исследователи снизили уровень кафирина и улучшили усвояемость белка [15].

У кур редактирование генов привело к улучшению питательных свойств за счет снижения содержания жира. Таргетирование методом CRISPR/Cas9 гена GOS2, который влияет на катаболизм липидов, позволило получить цыплят с резко сниженным отложением жира в брюшной полости без каких-либо побочных эффектов [20]. Как упоминалось ранее, выключение fat-1 у свиней повысило пищевую ценность свинины за счет повышения накопления полезных жирных кислот. Редактирование генов применили и для снижения аллергенности таких продуктов глобальной значимости, как молоко и пшеница [1].

ОГРАНИЧЕНИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ГЕН-РЕДАКТИРОВАНИЯ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Редактирование генов у сельскохозяйственных животных сегодня нацелено на получение новых признаков, которые могут прямо или косвенно повысить производительность отрасли (таблицы 1–4). Редактирование генов в сочетании с внутри-, цис- и трансгенными подходами считается наиболее эффективным.

Комбинирование генетических элементов организмов, несовместимых по половому признаку, могут привести к появлению, как нового «полезного» признака, так и усилить существующий. Например, у коров введение гена устойчивости мышей с помощью TALEN повышало устойчивость к туберкулезу. При этом, в животноводстве самым большим препятствием для редактирования является производство гомозиготных немозаичных животных с отредактированными генами. В настоящее время существуют два метода создания отредактированных эмбрионов перед их подсадкой суррогатной матери. Первый использует перенос ядра соматической клетки (SCNT, Somatic Cell Nuclear Transfer) из отредактированной клеточной линии для получения отредактированного эмбриона. Второй – использует прямое редактирование зиготы. В первом случае секвенирование может быстро подтвердить гомозиготные изменения до имплантации эмбриона, но оно обременено низкой эффективностью SCNT. Заводчики могут отказаться от SCNT, но в этом случае невозможно проверить гомозиготные изменения до рождения животного [21]. Сочетание последних открытий в области генной инженерии и усовершенствованных технологий размножения крупного рогатого скота (например, культивирование эмбрионов in vitro) позволяет редактировать геном непосредственно в оплодотворенных яйцеклетках с использованием синтетических высокоспецифичных эндонуклеаз. РНК-управляемые эндонуклеазы: кластеризованные с регулярным чередованием короткие палиндромные повторы, ассоциированные с Cas9 (CRISPR/Cas9), являются новым инструментом, еще больше расширяющим спектр доступных методов. В частности, эндонуклеазы, сконструированные CRISPR/Cas9, позволяют использовать множество направляющих РНК для одновременного нокаута за один этап путем прямой цитоплазматической инъекции зигот млекопитающих.

Возможности решения проблемы изменения климата с помощью редактирования генов расширяются по мере появления новых методик. Так, например, разрабатываются альтернативы традиционному белку редактирования Cas9. Ученые исследуют модификаторы эпигенома, которые изменяют ДНК и экспрессию генов, а также выполняют точную вставку ее коротких фрагментов. Есть новые методы, позволяющие повысить скорость гомологичной рекомбинации, которая в настоящее время является основным ограничением у растений.

Редактирование генов в сочетании с подходами IT-технологий считается особенно перспективным, однако пока отсутствие нормативной базы и законодательного регулирования не позволяет в полной мере применить эти методы в сельском хозяйстве. Также, необходимо изучение последствий применения генных манипуляций и отложенных эффектов.

Вместе с тем, благодаря параллельному развитию одноклеточной транскриптомики, редактированию генома и новым моделям стволовых клеток мы вступаем в совершенно новый с научной точки зрения период, когда функциональная генетика больше не ограничивается моделями растений, а может быть выполнена непосредственно на образцах животных и даже человека.

ВЫВОДЫ

  1. Разработаны различные технологии ген-редактирования растений и животных для адаптации к климатическим изменениям. Эти технологии могут использоваться как отдельные, самостоятельные, так и для решения целевых глобальных задач.
  2. Получены культуры растений и породы животных, устойчивых к абиотическому стрессу, к инфекциям, с повышенным уровнем урожайности и продуктивности.
  3. Для редактирования генов у растений и животных в основном применялась технология CRISPR/Cas9. Технология CRISPR обладает меньшей точностью по сравнению с технологией TALEN. Было доказано, что это самый быстрый и дешевый метод, который стоит менее двухсот долларов и занимает несколько дней. CRISPR также требует наименьшего количества знаний в области молекулярной биологии, поскольку технология основана на РНК, а не на белках.
  4. Однако, существуют некоторые опасения, связанные с новейшими генетическими технологиями. Это связано с нецелевой активностью ферментов, применяемых в ген-редактировании, что может вызвать потенциально опасные последствия на генетическом и организменном уровнях.
  5. Были получены данные по технологии ZFN, которые продемонстрировали большую цитотоксичность, чем метод TALEN, в то время как TALEN и РНК-управляемые подходы, как правило, обладают наибольшей эффективностью и меньшим количеством побочных эффектов [22].
  6. Несмотря на успешные результаты ряда исследований, генные технологии, применяемые для адаптации организмов при изменении климата, еще не перешли на практический уровень и вызывают большие опасения. Их внедрение сдерживается нормативно-правовыми ограничениями, социальными барьерами, политическими запретами и биоэтическими нормами.

Список источников 

  1. Nicholas G. Karavolias, Wilson Horner, Modesta N. Abugu, Sarah N. Evanega. (2021). Application of Gene Editing for Climate Change in Agriculture. Frontiers, Vol. 5, https://doi.org/10.3389/fsufs.2021.685801
  2. Method of the year 2011. Nat. Methods, (2012), doi: 10.1038/nmeth.1852
  3. And Science’s 2015 Breakthrough of the Year is… Science (2015)
  4. Church G. «The future of genetic codes and BRAIN codes». (2017). YouTube NIHvcast
  5. Khalil, A. M. (2020). The genome editing revolution: review. J. Genet. Eng. Biotechnol. 18:68. doi: 10.1186/s43141-020-00078-y
  6. Rojas-Downing, M. M., Nejadhashemi, A. P., Harrigan, T., and Woznicki, S. A. (2017). Climate change and livestock: impacts, adaptation, and mitigation. Clim. Risk Manag. 16, 145–163. doi: 10.1016/j.crm.2017.02.001
  7. Porto-Neto, L. R., Bickhart, D. M., Landaeta-Hernandez, A. J., Utsunomiya, Y. T., Pagan, M., Jimenez, E., et al. (2018). Convergent evolution of slick coat in cattle through truncation mutations in the prolactin receptor. Front. Genet. 9:57. doi: 10.3389/fgene.2018.00057
  8. Scudellari, M. (2019). Self-destructing mosquitoes and sterilized rodents: the promise of gene drives. Nature 571, 160–162. doi: 10.1038/d41586-019-02087-5
  9. Koslov,á, A., Trefil, P., Mucksov,á, J., Reinišov,á, M., Plach,ý, J., Kalina, J., et al. (2020). Precise CRISPR/Cas9 editing of the NHE1 gene renders chickens resistant to the J Subgroup of avian leukosis virus. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117, 2108–2112. doi: 10.1073/pnas.1913827117
  10. Wu, H., Wang, Y., Zhang, Y., Yang, M., Lv, J., Liu, J., et al. (2015). TALE nickase-mediated SP110 Knockin endows cattle with increased resistance to tuberculosis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112, E1530–E1539. doi: 10.1073/pnas.1421587112
  11. Gao, Y., Wu, H., Wang, Y., Liu, X., Chen, L., Li, Q., et al. (2017). Single Cas9 nickase induced generation of NRAMP1 knockin cattle with reduced off-target effects. Genome Biol. 18:13. doi: 10.1186/s13059-016-1144-4
  12. Liu, X., Wang, Y., Tian, Y., Yu, Y., Gao, M., Hu, G., et al. (2014). Generation of mastitis resistance in cows by targeting human lysozyme gene to β-Casein locus using zinc-finger nucleases. Proc. Biol. Sci. 281:20133368. doi: 10.1098/rspb.2013.3368
  13. Whitworth, K. M., Rowland, R. R. R., Petrovan, V., Sheahan, M., Cino-Ozuna, A. G., Fang, Y., et al. (2019). Resistance to coronavirus infection in amino peptidase N-Deficient pigs. Transgenic Res. 28, 21–32. doi: 10.1007/s11248-018-0100-3
  14. Xie, Z., Pang, D., Yuan, H., Jiao, H., Lu, C., Wang, K., et al. (2018). Genetically modified pigs are protected from classical swine fever virus. PLOS Pathog. 14:e1007193. doi: 10.1371/journal.ppat.1007193
  15. Li, M., Ouyang, H., Yuan, H., Li, J., Xie, Z., Wang, K., et al. (2018). Site-specific Fat-1 knock-in enables significant decrease of n-6PUFAs/n-3PUFAs ratio in pigs. G3 Genes Genomes Genet. 8, 1747–1754. doi: 10.1534/g3.118.200114
  16. Rao, S., Fujimura, T., Matsunari, H., Sakuma, T., Nakano, K., Watanabe, M., et al. (2016). Efficient modification of the myostatin gene in porcine somatic cells and generation of knockout piglets. Mol. Reprod. Dev. 83, 61–70. doi: 10.1002/mrd.22591
  17. Wang, K., Tang, X., Xie, Z., Zou, X., Li, M., Yuan, H., et al. (2017). CRISPR/Cas9-mediated knockout of myostatin in chinese indigenous erhualian pigs. Transgenic Res. 26, 799–805. doi: 10.1007/s11248-017-0044-z
  18. Lee, H. J., Yoon, J. W., Jung, K. M., Kim, Y. M., Park, J. S., Lee, K. Y., et al. (2019). Targeted gene insertion into Z chromosome of chicken primordial germ cells for avian sexing model development. FASEB J. Off. Publ. Fed. Am. Soc. Exp. Biol. 33, 8519–8529. doi: 10.1096/fj.201802671R
  19. CSIRO (2021). Sex Determination Techniques for the Egg and Poultry Industries. Available online at: https://www.csiro.au/en/research/production/biotechnology/chicken-sex-selection (дата обращения октябрь 2023 г.).
  20. Park, T. S., Park, J., Lee, J. H., Park, J.-W., and Park, B.-C. (2019). Disruption of G0/G1 Switch Gene 2 (G0S2) reduced abdominal fat deposition and altered fatty acid composition in chicken. FASEB J. 33, 1188–1198. doi: 10.1096/fj.201800784R
  21. Bishop, T. F., and Eenennaam, A. L. V. (2020). Genome editing approaches to augment livestock breeding programs. J. Exp. Biol. 223 (Suppl 1): doi: 10.1242/jeb.207159
  22.  Kim H., Kim JS (May 2014). “A guide to genome engineering with programmable nucleases». Nature Reviews. Genetics. 15 (5): 321-34. doi:10.1038/nrg3686. PMID 24690881. S2CID 9373606.
  23. ipcc.ch (2023) Sixth Assessment Report (accessed November 2023)
  24. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed. (accessed November 2023)

Для цитирования: Жиганова Л.П. Применение генной инженерии для решения проблемы изменения климата в животноводстве // Московский экономический журнал. 2023. № 11. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-11-2023-51/

© Жиганова Л.П., 2023. Московский экономический журнал, 2023, № 11.




Московский экономический журнал 11/2023

PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 630*43:574.4

doi: 10.55186/2413046X_2023_8_11_568

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ВОПРОСОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ И СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

REGIONAL PECULIARITIES OF STUDYING THE SPREAD OF FOREST FIRES AND WAYS TO RESTORE FOREST ECOSYSTEMS

Учайкин Никита Иванович, ФГБОУ ВО «Научный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск, e-mail: nkrauford@gmail.com

Ларина Алена Викторовна, кандидат географических наук, доцент кафедры землеустройства и ландшафтного планирования ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск, e-mail: larina2705@yandex.ru

Москалева Светлана Александровна, кандидат географических наук, доцент, заведующий кафедрой землеустройства и ландшафтного планирования ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск, e-mail: moskaleva-s-a@yandex.ru

Тарасова Оксана Юрьевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры экологии и природопользования ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск, e-mail: oks-tarasova@yandex.ru

Суродеев Максим Сергеевич, аспирант, ФГБОУ ВО «Научный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск, e-mail: m.surodeev2014@yandex.ru

Шеревкулов Александр Дмитриевич, ФГБОУ ВО «Научный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск, e-mail: s.sherev13@yandex.ru

Uchaykin Nikita I., Ogarev National Research Mordovian State University, Saransk, e-mail: nkrauford@gmail.com

Larina Alyona V., Candidate of Geographical Sciences, Associate Professor of the Department of Land Management and Landscape Planning, Ogarev National Research Mordovian State University, Saransk, e-mail: larina2705@yandex.ru

Moskaleva Svetlana A., Candidate of Geographical Sciences, Associate Professor, head of the Department of  Land Management and Landscape Planning, Ogarev National Research Mordovian State University, Saransk, e-mail: moskaleva-s-a@yandex.ru

Tarasova Oksana Y., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Ecology and Nature Management, Ogarev National Research Mordovian State University, Saransk, e-mail: oks-tarasova@yandex.ru

Surodeev Maxim S., Ogarev National Research Mordovian State University, Saransk, e-mail: m.surodeev2014@yandex.ru

Sherevkulov Alexander D., student, Ogarev National Research Mordovian State University, Saransk, e-mail: s.sherev13@yandex.ru

Аннотация. Статья посвящена анализу регионального опыта изучения вопросов возникновения, распространения, влияния пожаров на лесные экосистемы. Показаны способы получения и анализа информации о пожарной активности в лесах с помощью систем дистанционного мониторинга, которые предоставляют возможность постоянного непрерывного наблюдения за пожарной активностью на больших территориях, благодаря чему осуществляется своевременное реагирование на угрозы и, следовательно, эффективное управление ресурсами. В статье показано применение геоинформационных систем QGIS в изучении состояния лесного фонда, являющихся незаменимым инструментом для пространственного анализа, планирования и мониторинга состояния лесных ресурсов. Также в работе приводятся способы восстановления лесных экосистем, нарушенных в результате пожаров.

Abstract. The article is devoted to the analysis of regional experience in studying the issues of occurrence, spread, and impact of fires on forest ecosystems. The methods of obtaining and analyzing information about fire activity in forests using remote monitoring systems are shown, which provide the possibility of continuous continuous monitoring of fire activity in large areas, thanks to which timely response to threats and, consequently, effective resource management is carried out. The article shows the use of geoinformation systems in the study of the state of the forest fund, which are an indispensable tool for spatial analysis, planning and monitoring of the state of forest resources. The paper also provides ways to restore forest ecosystems disrupted by fires.

Ключевые слова: лесной фонд, лесные пожары, очаги возгорания, мониторинг лесных пожаров, пожарная активность, восстановление лесных экосистем, применение геоинформационных систем

Keywords: forest fund, forest fires, fires, monitoring of forest fires, fire activity, restoration of forest ecosystems, application of geoinformation systems

Лесные пожары играют важную роль в современном состоянии лесного покрова и являются неотъемлемой составляющей его эволюции. Исследования показывают, что пожары в лесных экосистемах способны привести к преобразованию ландшафта и являются одним из наиболее значимых факторов такого преобразования. Чаще всего на лесные экосистемы природные пожары оказывают негативное воздействие, приводя, в первую очередь, к сокращению их площади, что в дальнейшем вызывает колебания климата и биосферы в целом. Как итог возможна смена гидрологического режима, потеря почвенного плодородия, снижение биологической продуктивности, видового и ландшафтного разнообразия, изменения условий обитания диких животных.

Лесные пожары могут быть верховыми, низовыми и подземными. Классификация их происходит в зависимости от возгорания и его характера, от частей леса, которые ими затронуты. Разновидностями верховых и низовых пожаров являются устойчивые и беглые пожары. С самым длительным периодом восстановления для лесной экосистемы считается низовой пожар, так как он распространяется по лесной подстилке, захватывает нижние части стволов и корни деревьев, при этом страдает весь нижний ярус растительности. При беглом низовом пожаре страдает напочвенный покров, уничтожается валежник, подрост и подлесок. «Благоприятные» погодные условия, в частности, сильный ветер, способствует перекидыванию возгорания на верхний ярус древостоя. При верховом лесном пожаре повреждаются кроны деревьев, поджигаются и сгорают ветви, листья, хвоя. Подземные пожары бывают торфяные и почвенные, чаще всего происходят на хорошо просушенных участках торфяных почв с наличием мощной подстилки [1].

В зависимости от площади, пройденной огнем и количества людей, участвующих в пожаротушении и его предотвращении, выделяют 6 классов или стадий пожаров (табл. 1) [3].

При оценке возгораемости, горимости и степени пожароопасности лесов учитывают данные о возрастном и породном составе лесов, наличие безлесного пространства. Для более полной оценки пожарной опасности лесов удобнее всего использовать и учитывать такие параметры, как метеоусловия, горимость материалов леса, наличие и состояние средств пожаротушения, их местоположение относительно нахождения и развития пожара. Особое внимание уделяется участкам и территориям, которые могут способствовать возникновению и развитию пожаров, либо участкам с наличием аварийноопасных объектов. На территории Российской Федерации наиболее уязвимыми являются хвойные леса.

Согласно законодательству РФ, в пожароопасный период ведется регулярный мониторинг состояния лесных экосистем, наблюдение за погодными условиями, прогноз возникновения пожаров, и контроль за развитием ситуации. Наземное обследование территории выполняется по маршрутам, утвержденным в плане тушения лесных пожаров, осуществление которого производится в зависимости от класса пожарной опасности. Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров осуществляет федеральный орган управления лесным хозяйством России, а в каждом субъекте – аналогичные органы на уровне регионов [8].

Что касается систем дистанционного мониторинга пожаров на природных территориях, следует отметить, что в нашей стране они основываются на общедоступных данных американских спутников, на которых установлены сенсоры MODIS и VIIRS. Данные инструменты позволяют получать мультиспектральные снимки, пригодные для выявления температурных аномалий – термоточек, соответствующих пожарам [2].

Однако спутники позволяют обнаруживать не все точки горения, их показатели зависят от состояния атмосферы и интенсивности пожара. Пожары должны быть достаточно большой площади (от одного гектара до нескольких десятков гектаров). Костры или пожары в начальной стадии горения спутники обнаружить не могут, как и некоторые торфяные пожары.

Термоточки, не связанные с пожарами и являющиеся постоянными, находящимися в одних и тех же местах, фиксируются и больше не учитываются. Термоточка отражает лишь центр километрового квадрата возможного пожара, и это необходимо учитывать при сопоставлении термоточек с картой местности или космоснимком, во избежание смещений. Карты и снимки отличаться по типу и за счет этого термоточки при нанесении на них могут как бы сдвигаться относительно своего действительного положения на расстояние до нескольких сотен метров [2].

Данные MODIS представляют собой ценный источник информации для анализа пожарной активности, обеспечивая детализированные снимки земной поверхности. Эти данные позволяют исследователям отслеживать и анализировать динамику пожаров, их причины и последствия. Также данные MODIS играют ключевую роль в геоэкологической оценке лесных территорий, позволяя исследователям оценивать уровень ущерба от пожаров и определять приоритетные области для восстановительных работ. Это помогает в разработке стратегий по предотвращению пожаров и смягчению их последствий [9].

В Республике Мордовия общая площадь лесов по состоянию на 1 января 2022 года по данным Министерства лесного, охотничьего хозяйства и природопользования Республики Мордовия составила 680,8 тыс. га (26,9 % всех земель Республики Мордовия). В границах административных районов организовано 9 территориальных лесничеств (рисунок 1) [4].

На территории Мордовии произрастают хвойно-широколиственные и широколиственные леса, кустарниковая степь, луговая степь. Основными лесообразующими породами являются сосна, ель обыкновенная, лиственница европейская, дуб, ясень обык­новенный, клен платановидный, вяз гладкий, бородавчатая и пушистая бе­реза, ольха клейкая, липа мелколиственная, тополь черный, осина [7].

Для выявления и анализа уязвимости лесных участков от пожаров использовалась геоинформационная система QGIS, которая благодаря своим функциональным возможностям предоставляет широкий спектр инструментов для анализа геоданных. Методика анализа базируется на данных, полученных из различных систем, включая MODIS за период 2001-2022 годы и включает в себя:

  • спутниковые изображения высокого разрешения, предоставленные OpenStreetMap;
  • спутниковые изображения высокого разрешения лесорастительной площади на 2000, 2010, 2022 годы;
  • данные о пожарной активности на территории Республики Мордовия за указанный период;
  • материалы о поврежденной лесной растительности за тот же период.

Основываясь на эти данные, были проведены следующие виды работ:

1) Пространственная обработка данных. Все геоданные были импортированы в QGIS, где они подверглись первичной обработке и подготовке для дальнейшего анализа.

2) Определение ключевых факторов уязвимости. На основе анализа данных MODIS были выявлены участки, где пожары происходили с периодичностью в несколько лет за исследуемый период.

3) Критические пожары. На основе анализа данных MODIS были выявлены участки критически сильно подверженные пожарам.

4) Составление план-схемы уязвимости. С использованием инструментов QGIS были созданы план-схемы, отображающие наиболее уязвимые к пожарам участки. Они были разделены по месяцам, начиная с апреля по октябрь, что позволило провести детальный анализ уязвимости в разные периоды года.

5) Валидация результатов. Полученные план-схемы были частично сопоставлены с историческими данными о пожарах для подтверждения их точности и актуальности.

Такой подход позволил не только выявить наиболее уязвимые к пожарам участки, но и провести их детальный анализ, учитывая сезонные особенности и историческую динамику пожаров.

По результатам анализа пожарной активности лесной растительности в республике за период с 2001 по 2022 годы были составлены серии картографических изображений, отражающих состояние лесопокрытых участков. На рисунке 2 показано состояние лесопокрытых участков в начале исследуемого периода, распределение очагов пожаров и повреждений, вызванных ими и текущее состояние лесопокрытых участков на 2022 год.

Так как пожароопасный сезон начинается с конца весны и идет до середины осени, то были проанализированы данные о количестве очагов пожаров за разные месяцы (апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь и октябрь). Для отображения интенсивности пожаров на территории  республики служит тепловая карта. Цветовая гамма тепловой карты позволяет быстро определить области с наибольшей концентрацией пожаров, где оранжевый цвет указывает на наибольшую активность пожаров (рисунок 3).

Участки с активным проявлением лесных пожаров наблюдаются в смешанных лесах в пределах Темниковского территориального лесничества, менее интенсивные проявления характерны для Зубовского и Саранского территориальных лесничеств, отдельные очаги присущи остальным территориям лесничеств.

Предварительный анализ данных выявил регулярность в возникновении пожаров на определённых территориях в конкретные месяцы, на основании чего были идентифицированы участки по всей территории лесного фонда Республики Мордовия, наиболее уязвимые к пожарам (в разрезе по месяцам  с апреля по октябрь) (рисунок 4).

В результате пожаров, которые прошли по территории Мордовии с начала 2010 года по 2022 год, пострадало около 28 тысяч гектаров лесных насаждений. На сегодняшний день на некоторых участках отмечается отпад древесины, что приводит к гибели деревьев.

Динамика площади лесных пожаров в республике с 2011 по 2022 годы представлена на рисунке 5.

Если после 2016 года мы наблюдаем резкое снижение площади, пройденной лесными пожарами, то ситуация меняется к 2021 году. Для летнего периода была характерна жаркая и сухая погода, что поспособствовало возникновению лесных пожаров с новой мощностью. Самыми напряженными месяцами выдались август и начало сентября, когда изначально возгорание было отмечено на территории Мордовского государственного природного заповедника в Темниковском районе, а затем уже перекинулось на территорию Краснослободского территориального лесничества.

Пожароопасный сезон в 2022 году на территории Республики Мордовия длился с 20 апреля по 31 октября. Всего с начала года в лесах республики произошло 18 лесных пожаров, в том числе 14 пожаров на территориях лесного фонда на площади 2,9 га. Общая площадь, пройденная огнем, составила 21,45 га, для сравнения в 2021 году было 22 лесных пожара, на площади 734,69 га.

Все пожары в 2022 году были ликвидированы сразу. Благодаря трехуровневой системе мониторинга, а именно наземное патрулирование, видео и космический мониторинг, практически все источники риска возникновения пожара были ликвидированы на стадии возгорания.

Анализ данных позволил также выделить наиболее поврежденные в результате пожаров лесные участки, которые расположены в западной части  территории республики в зоне распространения хвойно-широколиственных лесов водно-ледниковой равнины. Эти территории требуют особого внимания и проведения мероприятий по лесовосстановлению (рисунок 6).

К таким участкам относится и территория Мордовского заповедника. Лесные территории заповедника занимают 96,3 % всей его площади. В границах заповедника предусматривается естественное лесовосстановление. Главная проблема естественных восстановительных мероприятий заключается в медленном процессе восстановления на таких территориях.

Всего в 2011-2012 г.г., после пожара 2010 года было заложено 10 стационарных площадок, 7 из них обследуются ежегодно с последующим их картированием с учетом растительности и травяно-кустарничкового яруса. В последующие после 2010 годы в заповеднике были расчищены просеки, дороги, сформированы противопожарные канавы и минеральные полосы, не тронутым остался только валежник внутри лесных квадратов, который нельзя трогать, согласно законодательству по ООПТ.

Основными видами лесовосстановления лесного фонда Мордовии являются создание лесных культур, содействие естественному возобновлению лесов, комбинированное лесовосстановление. Доля каждого вида в 2022 году представлена на диаграмме (рисунок 7).

Темпы по восстановлению лесов в Мордовии растут ежегодно. Например, в 2021 году в рамках регионального проекта «Сохранение лесов» было восстановлено более чем 1700 гектаров лесной площади. Почти полностью позволит восстановить насаждения, пострадавшие во время крупных лесных пожаров, национальный проект «Экология» [5, 6, 7].

Таким образом, в рамках исследования был проведен анализ уязвимости лесных участков Республики Мордовия к пожарам с применением программного обеспечения QGIS. Этот инструмент позволил провести детализированный пространственный анализ, выявив основные участки, подверженные риску возникновения пожаров. Методология составления план-схемы уязвимых участков базировалась на совокупности данных о лесном фонде, исторических данных о пожарах и других факторах, влияющих на вероятность возникновения пожара. Это позволило отразить уязвимые лесные участки на картографическом материале.

В результате анализа также было установлено, что общая площадь поврежденных лесопокрытых участков в Республике Мордовия за указанный период значительна. Это подчеркивает необходимость принятия срочных мер по их восстановлению. Выделение приоритетных областей для восстановления позволит сфокусировать усилия на наиболее критических участках.

Список источников

  1. Геоэкологический анализ состояния природно-социально-производственных систем / А. А. Ямашкин, А. В. Кирюшин, А. К. Коваленко [и др.] – Саранск, 2004. – 260 с. – ISBN 5–7103–1103–0. Текст : непосредственный.
  2. Дистанционный мониторинг пожаров и основы дешифрирования космоснимков : электронная база данных / Fireman : сетевое издание. – 2023. – URL: https://fireman.club/literature/distantsionnyiy-monitoring-pozharov-i-deshifrirovaniya-kosmosnimkov-2017/ (дата обращения: 30.10.2023). – Режим доступа: для авториз. пользователей. – Текст: электронный.
  3. Косарев В.П. Лесная метеорология с основами климатологии / В.П. Косарев – Спб. : СпбГЛТАкадемия, 2002. – 564 с. Текст : непосредственный.
  4. Официальный портал органов государственной власти Республики Мордовия : сайт. – Мордовия, 2023. – URL: https://www.e-mordovia.ru/ (дата обращения: 30.10.2023). – Режим доступа: свободный. – Текст : электронный.
  5. Ларина А.В. Экологические аспекты лесопользования в ГКУ РМ «Ардатовское территориальное лесничество» / Е.Н. Гвардина, С.А. Москалева, А.В. Ларина. – В сб.: Структура, динамика и функционирование природно-социально-производственных систем: наука и практика. – 2018. – С. 197-202. – URL: http://catalog.inforeg.ru/Inet/GetEzineByID/320172. – Текст : электронный.
  6. Москалева С.А. Анализ нарушений использования земель лесного фонда ГКУ РМ «Виндрейское территориальное лесничество» в Республике Мордовия / Москалева С. А., Тарасова О. Ю., Васин С. Н. – В сб.: Научное обозрение. Международный научно-практический журнал. – 2016. № 1. с. 7 – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27663780. – Текст : электронный.
  7. Российская Федерация. Распоряжения. Об утверждении лесного плана Республики Мордовия на 2019–2028 годы: распоряжение Главы Республики Мордовия № 933-РГ : текст с изменениями и дополнениями от 29 декабря 2018 года. – Текст : электронный // КонсультантПлюс : [справ.-правов. система]. – URL: http://www.consultant.ru/. – Режим доступа: по подписке.
  8. Российская Федерация. Законы. Лесной кодекс Российской Федерации : ЛК : текст с изменениями от 01 марта 2020 года : [принят Государственной Думой 8 ноября 2006 года : одобрен Советом Федерации 24 ноября 2006 года]. – Текст : электронный // КонсультантПлюс : [справ.-правов. система]. – URL: http://www.consultant.ru/. – Режим доступа: по подписке.
  9. Gilio L., Descloitres J., Justice C.O., Kaufman Y.J. An Enhanced Contextual Fire Detection Algorithm for MODIS // Remote Sensing of Environment. – 2003. – № 87. – С. 273–282.

References

  1. Geocollegic analysis of the state of natural-territorial-production systems / A. A. Yamankin, A.V. Kirshin, A. K. Kovalenko [et al.] – Saransk, 2004. – 260 p. – ISBN 5-7103-1103-0. Text : direct.
  2. Praises for firefighters and basic fire extinguishing equipment: «Electronic database» / Firefighter : online publication. — 2023. – URL: https://fireman.club/literature/distantsionnyiy-monitoring-pozharov-i-deshifrirovaniya-kosmosnimkov-2017 / (accessed: 10/30/2023). – Access mode: for authorization. users. – Text: electronic.
  3. Kosarev V.P. Forest meteorology with the basics of climatology / V.P. Kosarev – St. Petersburg : Spbgltakademiya, 2002. – 564 p. Text : direct.
  4. The official portal of the state authorities of the Republic of Mordovia: website. – Mordovia, 2023. – URL: https://www.e-mordovia.ru / (accessed: 10/30/2023). – Access mode: free. – Text : electronic.
  5. Larina A.V. Ecological aspects of forest management in the State Institution of the Republic of Moldova «Ardatov Territorial forestry» / E.N. Guardina, S.A. Moskaleva, A.V. Larina. – In the collection: Structure, dynamics and functioning of the natural-social-industrial complex. – 2018. – pp. 197-202. – URL: http://catalog.inforeg.ru/Inet/GetEzineByID/320172 . – Text : electronic.
  6. Moskaleva S.A. Analysis of violations of the use of lands of the forest fund of the State Institution of the Republic of Moldova «Windrey territorial forestry» in the Republic of Mordovia / Moskaleva S. A., Tarasova O. Yu., Vasin S. N. – In the collection: Scientific Review. International Scientific and Practical Journal. – 2016. No. 1. p. 7 – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27663780 . – Text : electronic.
  7. The Russian Federation. Orders. On approval of the forest plan of the Republic of Mordovia for 2019-2028: Decree of the Head of the Republic of Mordovia No. 933-RG : text with amendments and additions dated December 29, 2018. – Text : electronic // ConsultantPlus : [help.- right. system]. – URL: http://www.consultant.ru /. – Access mode: by subscription.
  8. The Russian Federation. Laws. The Forest Code of the Russian Federation : LC : text as amended on March 01, 2020 : [adopted by the State Duma on November 8, 2006 : approved by the Federation Council on November 24, 2006]. – Text : electronic // ConsultantPlus : [help.- right. system]. – URL: http://www.consultant.ru /. – Access mode: by subscription.
  9. Gilio L., Descloitres J., Justice K.O., Kaufman Y.J. Advanced contextual fire detection algorithm for MODIS // Remote sensing of the environment. — 2003. – No. 87. – pp. 273-282.

Для цитирования: Учайкин Н.И., Ларина А.В., Москалева С.А., Тарасова О.Ю., Суродеев М.С., Шеревкулов А.Д. Региональные особенности изучения вопросов распространения лесных пожаров и способов восстановления лесных экосистем // Московский экономический журнал. 2023. № 11. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-11-2023-35/

© Учайкин Н.И., Ларина А.В., Москалева С.А., Тарасова О.Ю., Суродеев М.С., Шеревкулов А.Д., 2023. Московский экономический журнал, 2023, № 11.