ОЦЕНКА
СОСТОЯНИЯ ПОЧВ СЕЛИТЕБНОЙ ЗОНЫ Г. ДЗЕРЖИНСКИЙ
THE ESTIMATION OF SOIL CONDITION IN RESIDENTAL AREA OF DZERZHINSKY TOWN
Рябова Эльхана Геннадьевна, старший преподаватель кафедры экологии и природопользования, Государственный
университет «Дубна» филиал «Угреша», г. Дзержинский
Riabova Elkhana G., Senior lecturer of a Department of Ecology and Environmental Management, State University “Dubna”, branch “Ugresha”, Dzerzhinsky town
Riabova E.G., ryabova_elhana@mail.ru
Аннотация: Современные города, являясь центрами
концентрации людей, промышленных объектов и транспорта, испытывают огромное
антропогенное воздействие. Растущий уровень загрязнения оказывает негативное
влияние на здоровье жителей, снижая безопасность и качество среды.
Городские почвы выполняют
ряд значимых экосистемных функций, включая защитную – аккумулирование
загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов (ТМ), с целью предотвращения
их попадания в растения и грунтовые воды. Почва является стабильной системой,
на поверхностном слое которой осаждаются загрязняющие вещества из атмосферного
воздуха. Изучение состояния почв позволяет сделать выводы об уровне загрязнения
атмосферы в городе.
Summary: Modern cities as the centers of concentration of people, industry and
transport, have a serious anthropogenic pressure. Rising pollution level causes
a negative effect to citizens’ health, decreasing safety and quality of urban
areas.
Urban soils make a number of ecosystem functions,
including the protective one. They accumulate pollutants, such as heavy metals
(HM), to stave their ingress off plants and ground waters. Soil is a stable
system, and pollutants drop out the air to its surface. Researching soil
condition allows making a conclusion about air pollution in the city.
Ключевые слова: тяжелые металлы, урбанизированные территории, загрязнение,
почвы, селитебная зона, г. Дзержинский.
Город Дзержинский
является городским округом в составе Московской области. Естественными почвами являются
дерново-подзолистые, однако на территории самого города характеризуются высокой
степенью преобразованности. [1]
Согласно [2], в
юго-восточной части ближайшего Подмосковья, в том числе и в г. Дзержинский
отмечены значительные концентрации цинка и свинца, что также подтверждается
результатами исследований, проводившихся в филиале «Угреша». По имеющимся
данным, почвы промышленной зоны г. Дзержинского, расположенной между МКАД и
ФЦДТ «Союз», характеризуются превышением ПДК по свинцу и кадмию – в 3 раза, а
по цинку – в 4 раза.
Селитебная зона города
составляет 2,23 км2 и компактно расположена в восточной части
города. С учетом преобладающей розы ветров, городская жилая зона испытывает
влияние как со стороны стационарных источников загрязнения: ТЭЦ-22, ФЦДТ
«Союз», Московский нефтеперерабатывающий завод, так и со стороны постоянно
возрастающего количества личного автотранспорта. Это приводит к накоплению в
почвах различного рода загрязняющих веществ, включая ТМ, что сказывается на заболеваемости
населения и снижает комфортность проживания в городе.
Целью
данной работы является оценка состояния почв селитебной зоны г. Дзержинский.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
отобрать фактический материал и провести анализ состояния почв селитебной зоны г. Дзержинский;
составить интегральную картосхему почв селитебной зоны города с учетом полученных данных.
Материалы
и методы
Объектом
исследования являются почвы селитебной зоны г. Дзержинский.
Для этого в октябре 2018
г. в селитебной зоне города, и в зонах,
примыкающих к ряду промышленных объектов, а также на территории Томилинского
лесопарка было заложено 50 прикопок глубиной 15 см. Образцы почвы высушивались,
измельчались и подготавливались согласно стандартной методике определения
валового содержания ТМ в почве и пыли. Анализ проводился на
атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu АА-6200 на следующие металлы:
Cu, Zn, Mn, Cd, Sr, Fe и Pb. Результаты исследования представлены в таблице 1.
Данные о предельно-допустимых концентрациях (ПДК) и ориентировочно-допустимых концентрациях (ОДК) тяжелых металлов в почвах взяты из гигиенических нормативов. [3, 4] Ввиду отсутствия данных о ПДК (ОДК) для стронция, за пороговую величину принят кларк стронция равный 300 мг/кг. [5] Для железа в качестве пороговой величины было взято фоновое содержание Fe в почвах Раменского района Московской области, составившее 6500 мг/кг. [6] Раменский район был выбран в качестве соседствующего субъекта, обладающего сходными геоэкологическими условиями.
При проведении анализа
было установлено, что территория города, в том числе, жилая зона, испытывают
значительное антропогенное воздействие. В большинстве точек отмечается
превышение ПДК по цинку и меди. В пробах, отобранных возле шоссе или близ
промышленных зон, наблюдается превышение ПДК по свинцу и кадмию. Средний
уровень превышения предельно допустимых концентраций составил 1,2 для меди, 1,3
– для свинца и 1,5 ПДК – для цинка. Максимальные концентрации ТМ были отмечены
для свинца – 24 ПДК – на территории, примыкающей к ДМУП «Благовест» (Т24). Для
кадмия максимальное превышение составило 7 ПДК – в палисаднике возле д. 9 по
ул. Лермонтова (Т49).
По результатам
исследования была составлена картосхема загрязнения почв селитебной зоны г.
Дзержинский тяжелыми металлами (рис. 1). Зонирование территории происходило на
5 категорий: нормальная (0-1,0 ПДК); дискомфортная (1,1-3,0 ПДК); напряженная
(3,1-5,0 ПДК); опасная (5,1-8,0 ПДК); и критическая (> 8,1 ПДК).
Как видно из рис. 1,
ситуация на большей части селитебной зоны является дискомфорной, т.е.
загрязнение почв по одному или нескольким тяжелым металлам превышает ПДК в 1-3
раза. Территории селитебной зоны, непосредственно примыкающие к автомобильным
дорогам или промышленным предприятиям, характеризуются повышенным уровнем
загрязнения. Здесь ситуация может быть охарактеризована как напряженная.
Наличие тяжелых металлов в концентрациях свыше 5,0 ПДК фиксируется лишь на
отдельных участках городской жилой зоны, и может быть связанно с загрязненными
привозными грунтами.
Выводы
Селитебная зона г.
Дзержинский характеризуется дискомфортной экологической обстановкой, связанной
с повышенным содержанием тяжелых металлов в почвах. Основными ТМ являются медь,
цинк, свинец и кадмий. Превышение ПДК по меди и цинку фиксируется в 60% проб
(1,1-5,4 ПДК). Превышение допустимых концентраций по свинцу отмечено в 9
точках, из них в двух превышение составило 7,6 ПДК и 24 ПДК, соответственно.
Повышенное содержание кадмия было обнаружено в пяти точках (1,2-7,0 ПДК).
По результатам
исследования была составлена картосхема селитебной зоны, с ранжированием
территории по степени их загрязненности. Данная картосхема может быть
рекомендована для использования администрацией города при проведении
мероприятий по мониторингу и реабилитации почвенного покрова, а также при
озеленении селитебной зоны – для выбора пород, устойчивых в повышенному
содержанию тяжелых металлов.
Литература
Балоян Б.М.,
Чуднова Т.А., Юдина Н.В., Манаенкова Е.А. Оценка экологического состояния
города Дзержинского в 2006 году // под ред. Б.М. Балояна. – Дзержинский:
Колледж «Угреша». 2008. 198 с.
Волгин Д.А.
Особенности распределения тяжелых металлов в антропогенно слабонарушенных
почвах в зоне Московской агломерации. // Дисс. канд. геогр. наук. Москва. 2012.
157 с.
Предельно
допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы.
М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. 15 с. URL:
http://meganorm.ru/Data2/1/4293850/4293850511.pdf (Дата обращения: 09.09.2019
г.)
Ориентировочно
допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве: Гигиенические
нормативы. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора,
2009. 10 с. URL: http://meganorm.ru/Data2/1/4293828/4293828439.pdf (Дата
обращения: 09.09.2019 г.)
Литвинович А.В,
Лаврищев А.В. Стронций в системе удобрения (мелиоранты) – почва – природные
воды – растения – животные (человек) // Агрохимия. 2008. №5. С. 73-86. URL:
https://elibrary.ru/download/elibrary_9952704_44881265.pdf (Дата обращения:
10.09.2019 г.)
Ежегодник.
Загрязнение почв Российской Федерации токсикантами промышленного происхождения
в 2016 г. // Обнинск: ФГБУ «НПО «Тайфун». 2017. 99 с. URL:
http://www.rpatyphoon.ru/upload/medialibrary/625/ezheg_tpp_2016.pdf (Дата
обращения: 10.09.2019 г.)
Московский экономический журнал 10/2019
|
УДК 574+579 К-682
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10023
ВОЗМОЖНОСТИ
АНАЛИЗА ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПАРАМЕТРОВ ЭКОСИСТЕМ С ПАРАМЕТРАМИ ОРГАНИЗМОВ
POSSIBILITIES OF ANALYSIS OF THE RELATIONSHIP OF ECOSYSTEM PARAMETERS WITH THE ORGANISM PARAMETERS
Королев Юрий Николаевич, доктор биологических наук, профессор, Филиал «Угреша» государственного университета «Дубна», г. Дзержинский,
Балоян Бабкен Мушегович, доктор технических наук, профессор, Филиал «Угреша» государственного университета «Дубна», г. Дзержинский,
Шаповалов Дмитрий Анатольевич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, г. Москва
Холин
Родион Николаевич, аспирант, ФГБОУ ВО Государственный
университет по землеустройству, г. Москва
Korolev Yu.N.
Baloyan B.M., bbaloyan@gmail.com
Shapovalov D.A., shapoval_ecology@mail.ru
Kholin R.N., rodion8049494@yandex.ru
Аннотация: Существование
биоценозов в широком диапазоне изменений окружающей среды возможно благодаря их
приспособительным изменениям. Литература указывает на ряд параметров
экосистемы, которые характеризуют её состояние, использовать на практике
которые проблематично. В то же время исследователи указывают на аналогию между
развитием биоценоза и онтогенезом организмов. Тогда важно в клетках организмов
найти аналоги параметров экосистем, характеризующих состояние организмов. В
качестве таковых предлагается использовать информацию о наличии (количестве) в
клетках важнейших биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов)
и об их пространственном распределении, а также структурной организации в
клетках, например, определённой ориентации в макромолекулах химических связей.
Для определения параметров «живой» клетки выбран метод спектроскопии
внутреннего отражения в ИК-диапазоне электромагнитного излучения.
Summary: Existence
of biocenoses in a wide range of environmental changes is possible due to their
adaptive changes. The literature points to a number of ecosystem parameters,
characterizing it’s state, the use of which in practice is problematic. At the
same time, the researchers point to an analogy between the development of
biocenosis and ontogenesis of organisms. Then it is important to find analogues
of ecosystem parameters in the cells of organisms characterizing the state of
organisms. It is proposed to use information on the presence (number) of the
most important biopolymers (proteins, nucleic acids, lipids, polysaccharides)
in the cells and their spatial distribution, as well as the structural organization
in the cells, for example, a certain orientation of chemical bonds in the
macromolecules as such. To determine the parameters of a «living»
cell, the method of internal reflection spectroscopy in the IR range of
electromagnetic radiation was chosen.
Ключевые
слова: Биоценоз, параметры экосистемы, состояние организмов.
Keywords: biocenosis, ecosystem parameters, state of organisms.
Введение
В условиях стремительно
увеличивающихся масштабов антропогенного воздействия на окружающую природу
происходит глубокая перестройка биоценозов как единого целого. Существование
биоценозов в широком диапазоне изменений окружающей среды возможно благодаря
приспособительным изменениям биоценозов, которые были названы экологическими
модификациями. Последние представляют собой единую взаимообусловленную систему
приспособлений, включающую в себя различные способы достижения соответствия
интенсивности и характера метаболизма биоценоза изменяющимся условиям среды
(экологический прогресс, экологическая модуляция, экологический регресс),
механизмы саморегуляции численности популяции, регуляторные механизмы особи,
приспособительные изменения органов растительных и животных организмов и
компенсаторно-приспособительные реакции в их элементарном проявлении на
клеточном и субклеточном уровнях.
Указанная теория
модификаций обращает внимание на возможность использования показателей развития
организмов для характеристики состояния экосистем. Исследователи указывают на
«множество параллелей» между развитием экосистем и развитием организмов: не
только уровень организации отдельных видов организмов, но и уровень организации
их сообществ зависит от окружающей среды. Основные направления изменений
биоценозов в условиях загрязнения окружающей среды отражают сущность этой
зависимости.
Регуляторная система биосферы включает в себя
компенсаторно-приспособительные реакции на самых разнообразных уровнях. Это и
на клеточном и субклеточном уровнях, и приспособительные изменения органов
животных и растений, и регуляторные механизмы организмов, и механизмы
саморегуляции популяций, и регуляторные механизмы биоценозов — экологические
модификации.
Для рационального управления природоохранной деятельностью, для
создания системы высокоэффективного экологического мониторинга чрезвычайно
важно понимание того, что окружающая
природная среда реагирует на антропогенные воздействия, как иерархически
структурированная целостная планетарная экологическая система, а не как
конгломерат компонентов.
Из сказанного
следует, что для контроля состояния экосистем возможно использовать организмы
(в частности, микроорганизмы), входящие в них, т.к. при определённом изменении
среды система откликается соответствующей «реакцией», отражающейся в изменении
параметров организмов в соответствии с состоянием экосистемы [1]. Она проявляется либо в количественном
варианте (изменение количества тех или иных биохимических компонентов в
определённом объёме клетки, изменение степени пространственной ориентации этих
биохимических образований), либо в качественном варианте
(изменение векторов изменений градиентов концентраций биохимических
компонентов, изменение векторов
изменений градиентов степени пространственной организации).
Методы
исследования и результаты
Чтобы рассмотреть возможности практической реализации сказанного, выделим на примере экологического прогресса базовые параметры экосистем, характеризующие их состояние, и сформулируем соответствующие им параметры клеток организмов, в частности, в популяции микроорганизмов (Таблица 1).
Все перечисленные
параметры показывают взаимосвязь между пространственными и временными
характеристиками биосистем, поэтому необходимо показать не только возможность
контроля всех перечисленных выше параметров клеток организмов, не только
взаимосвязь в изменениях этих параметров в популяции микроорганизмов, но и
возможную взаимосвязь их изменений с изменениями, происходящими в состоянии
экосистемы.
В качестве объектов
исследования использовали самые разнообразные организмы. Но для большинства
экспериментов были использованы культуры микроорганизмов. Во-первых,
микроорганизмы – одна из основных доминантных частей любой экосистемы. Это
своего рода собирательное понятие о способах существования земных организмов [2].
Мы обратились к
понятиям изотропности или анизотропности системы. В процессе эксперимента
необходимо получить данные о наличии, распределении и пространственной
упорядоченности биополимеров в клетках разных биологических систем с помощью
методов, обеспечивающих сохранность нативного состояния исследуемых объектов.
Нас должна интересовать возможность получения информации, позволяющей судить не
только о наличии или количестве в клетках важнейших биополимеров (белков,
нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов), но и об их пространственном
распределении, а также структурной организации в клетках, одним из параметров
которой является определённая ориентация в макромолекулах определенных
химических связей. Нужны методы для получения информации о процессах, которые
выражаются в пространственной переориентации отдельных (белковых, липидных и т.
д.) макромолекул. Можно предположить, что преимущественная ориентация
определённых химических связей в ансамблях макромолекулярных компонентов клеток
может характеризовать in
vivo
организованность биосистемы (соответственно и её функциональное состояние) в
определённый момент времени.
Открытость живых
систем предполагает возможность взаимодействия со средой обитания. Оно может быть
реализовано прежде всего через внешние структуры клетки (либо через контакты,
либо с помощью химических или физических взаимодействий). Тогда организация
внешних структур клетки должна иметь ряд особенностей.
Структурная
организация клеточных поверхностей и связанных с ними белковых веществ
претерпевает глубокие изменения в ходе развития клеток различного
происхождения.
Анализ современных
методов исследования показывает, что получение информации о таких сложных
объектах, как нативные клетки, перспективно осуществлять через регистрацию
изменений параметров электромагнитных излучений при их взаимодействии с
объектами исследований. Эти объекты, как правило, многокомпонентны,
гетерогенны, сильно рассеивают свет. Причём анализ их желательно вести по
слоям. Наиболее полно в настоящее время отвечают перечисленным выше требованиям
методы спектроскопии внутреннего отражения (СВО) [3].
Спектральные характеристики, полученные в поляризованном свете, дают к тому же
информацию и о преимущественной пространственной ориентации определённых химических
связей в макромолекулярных компонентах клетки.
Проверка
на выживаемость микроорганизмов проводилась по принятой в микробиологии
методике. Подчеркнём, что при использовании предлагаемых методов объект может
изучаться в своем естественном состоянии без какой-либо дополнительной
подготовки.
Известно,
что при анализе биологических образцов (особенно для анализа целых клеток)
одним из самых информативных является ИК-диапазон электромагнитного излучения.
Теория
экологических модификаций позволила выделить «обязательные» параметры
экосистем, определяющие их состояние. Она показала, что необходим одновременный
комплексный контроль этих параметров, осуществить который за малый промежуток
времени практически невозможно.
Высказывания
экологов про аналогию между индивидуальным развитием биоценоза и онтогенезом
организмов, «множество параллелей» между развитием экосистем и развитием
организмов, позволили высказать следующую рабочую гипотезу.
Если
создать методологию одновременного контроля всех «обязательных» параметров
клеток организмов, то возможно ли получить информацию: а) о состоянии
организма; б) и нельзя ли эту возможность использовать для оценки состояния
экосистем.
Для
реализации всей этой программы был выбран и обоснован метод спектроскопии
внутреннего отражения. Сформулированы требования к методам анализа при работе с
интактными клетками [4].
Теория СВО доказывает возможность проведения спектрального анализа
различных веществ (в том числе и рассеивающих свет) на разной глубине
проникновения светового потока в исследуемый объект.
Таким образом, имеется возможность получать информацию о
градиентах как биохимического состава, так и о градиентах пространственной
организации клеток, а также о динамике этих изменений во времени.
Сформулируем предварительно условия, выполнение которых гарантирует
возможность получения спектральной информации с разных глубин проникновения
светового потока в клетку: 1) появление в спектрах, полученных с разных глубин,
новых полос поглощения или исчезновение ранее обнаруженных полос; 2) если
различаются концентрации биохимических компонентов в разных структурах клетки,
то на разных глубинах должно изменяться соотношение полос поглощения,
характеризующих эти компоненты; 3) получение различных дихроичных отношений на
разных глубинах.
Проверку
возможности получения информации о процессах, происходящих во внешних
структурах клетки, и изменениях гетерогенности структурной организации целой
клетки провели при исследовании морских одноклеточных зеленых водорослей D. tertiolecta. Микроводоросли культивировали при температуре + (19-20) 0С,
освещенности 3 тыс. люкс, на питательной среде Гольдберга в периодическом
режиме. В качестве посевного материала использовали клетки культуры,
находящейся в стационарной фазе роста (30 суток). Объём инокулята составлял 5%;
начальная плотность клеток 0,5 105 кл/мл; длительность эксперимента
50 суток. Исследовали неразрушенные клетки сразу же после внесения инокулята,
после 5-и, 15-и, 30-и и 50-и суток культивирования. Физиологическое состояние
микроводорослей и количество клеток в среде контролировали микроскопическими
методами.
Был
использован метод многократно нарушенного полного внутреннего отражения
(МНПВО), основанный на анализе неразрушенных клеток в ИК диапазоне области
1800-1200 см-1. Метод МНПВО дает возможность получить информацию об
изменениях биохимического состава, концентрации и пространственной организации
важнейших биохимических компонентов клетки. Используемый для анализа материал,
содержащий клетки, готовили в виде водной пасты, наносили на измерительный
элемент и подсушивали при комнатной температуре в токе воздуха. Время от
нанесения объекта на элемент до начала записи характеристик, и время
регистрации не превышало 1-2 мин.
Спектры пятидневной культуры были получены для целых клеток, их
внешних структур без поляризации и в поляризованном свете. Ввиду того, что в
качестве посевного материала использованы были клетки, находящиеся в
стационарной фазе роста, их спектры сходны со спектрами возрастной культуры
(30-ти суточной культуры). Однако, наблюдаются и характерные различия основных
биохимических компонентов для целых клеток и их внешних структур, что,
по-видимому, является следствием адаптации клеток к питательной среде,
отличающейся составом от 30-ти суточной. Для целых клеток также появляется
полоса 1450 см-1, её нет во внешних структурах, что свидетельствует
о происходящем накоплении информации. Расчет дихроичных отношений для 5-ти
суточной культуры показывает, что этот показатель для внешних структур
приближается к 2, а для целых клеток – значительно отличается от 2. Такие
отношения должны быть характерны в те моменты культивирования, когда идет
адаптация клеток к среде обитания. Отметим также, что дихроичные отношения для
а1 и а2 для целых клеток имеют прямо противоположное направление.
Спектры целых клеток и их внешних структур 15-ти суточной культуры
в неполяризованном свете свидетельствуют о нормальном состоянии культуры. Во
внешних структурах на этом этапе культивирования появляется полоса в области
1600 см-1, которая ранее не наблюдалась. В целых клетках она
отсутствует. Однако у 5-ти суточной культуры эта полоса в клетках
просматривается и полностью отсутствует во внешних структурах. Возможно, это
связано с тем, что происходит синтез и накопление в клетках метаболитов, а
затем их выход в среду через внешние структуры.
Расчет дихроичных отношений для 15-суточной культуры показывает,
что дихроичные отношения для внешних структур меньше 2-х, а для клеток — близки к 2. Кроме того для полосы амид 1
дихроичные отношения для внешних структур больше 2, а для амид 2 – меньше 2,
т.е. направления векторов прямо противоположны.
В спектрах 30-ти суточной культуры, полученных в неполяризованном
свете с измерительным элементом из германия для внешних структур, отсутствуют
полосы поглощения в области 1240 см-1, принадлежащие, в основном,
нуклеиновым кислотам, и значительное поглощение в области 1740 см-1,
за которое отвечают липиды. Спектры, полученные на КО-2 для целых клеток, имеют
ярко выраженную полосу поглощения в области 1240 см-1, что
подтверждает то, что ведется послойный анализ клетки без ее разрушения.
Появляется слабая полоса в диапазоне 1450 см-1 и сильная полоса –
1400 см-1 во внешних структурах, а для целых клеток наоборот — сильная
полоса в диапазоне 1450 см-1, слабая – 1400 см-1, что
свидетельствует, по-видимому, об обмене информацией клеток со средой. В
поляризованном свете по появившимся изменениям в полосах поглощения 1660 см-1
и 1550 см-1 можно объяснить значительные изменения отдельных составляющих
внешних слоев клетки.
Дихроичные отношения для амид 1 и амид 2 внешних структур близки к
2, а для клеток – отличаются от 2 и имеют прямо противоположное направление:
для амид 1 больше 2, а для амид 2 – меньше. Если сопоставить эти данные с данными
5-ти суточной культуры, то наблюдается прямо противоположное направление
векторов. Это характеризует функционирование системы, т.е. изменение её
состояния.
Спектры, полученные в неполяризованном свете для целых клеток и их
внешних структур после 50-ти суток культивирования, показывают, что поглощения
в области 1550 см-1 существенно искажены. Это, по-видимому,
объясняется морфоструктурными изменениями клеток (начавшийся лизис). Полосы,
ответственные за содержание липидных компонентов значительно сильнее для целых
клеток, чем для внешних структур, что, вероятно, также свидетельствует о тех же
изменениях. Спектры, полученные в поляризованном свете, также свидетельствуют о
деструкции клеток, и характерная для внешних слоев полоса 1375 см-1
отсутствует, а появляется полоса в области 1340 см-1 и 1400 см-1
(для параллельно поляризованного света).
После 50-ти
суток культивирования в наших условиях в культуре водорослей резко возрастает
количество лизированных клеток.
В процессе работы у клеток разного возраста были обнаружены
существенные различия в спектрах поглощения в области 1660 см-1 и
1550 см-1, которые принадлежат белковым компонентам. Расчёт
дихроичных отношений свидетельствует о структурных и биохимических изменениях,
происходящих во внешних слоях клеток. Получены данные об изменениях,
происходящих в целых, не разрушенных клетках, их внешних структурах, меняющемся
биохимическом составе и пространственной организации макромолекул важнейших
биополимеров в процессе культивирования микроводорослей. Методика может быть использована для
проведения мониторинга в различных средах: почвы, вода, воздух [5,6].
Заключение
Полученные результаты свидетельствуют о том, что описанный метод
можно применять в работах по изучению изменений в культурах клеток как при
анализе причинности и механизмов перехода из одной фазы развития в другую, так
и при различном воздействии на эти культуры.
Учитывая возможности контроля характеристик во времени можно
сказать, что практически все параметры, аналогичные параметрам состояния экосистемы,
могут быть получены для любого организма.
Степень пространственно-временной организации структур клеток,
через которые осуществляется взаимодействие со средой обитания, характеризует
изменения живой системы в зависимости от этапа развития и от характера
взаимодействия со средой обитания.
Итак,
подтверждена возможность иметь информацию о процессах, происходящих во внешних
структурах клетки, и изменениях гетерогенности структурной организации целой
клетки.
Проведенные «контрольные» опыты позволили подойти к поиску
закономерностей, характеризующих состояние популяции микроорганизмов таким
образом, чтобы можно было использовать эти данные при построении эмпирической
модели на базе культуры микроорганизмов для оценки состояния экосистем.
Литература
1. Асланян
Р.Р. и др. Культуры микроорганизмов как пример информационного взаимодействия //
Вестник МГУ, сер. 16, биология, № 2, 2009, 19-25.
2. Гусев
М.В., Минеева Л.А. Микробиология. М.: ACADEMIA, 2003, 462
с.
3. Харрик Н.
Спектроскопия внутреннего отражения. М.: Мир, 1972, 353 с.
4. Балоян Б.М., Чуднова
Т.А., Королева С.Ю., Королев Ю.Н. Способ получения информации при
экомониторинге с помощью дисперсии оптического вращения. Прикладная экология.
Опыт, результаты, прогнозы. Выпуск 2. Дзержинский. 2009, 131-135.
5. Щербаков А.Ю., Карев С.Ю., Абрамцев В.С., Прохоров И.С., Шаповалов Д.А., Скибарко А.П. Вопросы подготовки и контроля качества искусственно созданных грунтов для озеленения московских газонов // Экологические системы и приборы.- 2012.- № 10.- с. 28-33.
6. Шаповалов Д.А., Груздев В.С., Балоян Б.М., Ухоботина Е.В., Хромов В.М. Тяжёлые металлы в малых водоёмах Подмосковья // Мелиорация и водное хозяйство.- 2009.- № 6.- с. 20-23.
Московский экономический журнал 10/2019
|
УДК 911.2
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10020
СОЗДАНИЕ
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА НА ЗЕМЛЯХ ПОСЕЛЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ НОВОМОСКОВСКОГО
АДМИНИСТРАТИВНОГО ОКРУГА Г. МОСКВЫ)
Елманов
Александр Константинович, аспирант, Государственный
университет по землеустройству, г. Москва
Аннотация: В
статье отмечается важность создания экологического каркаса, как основы
экологического планирования территории и улучшения экологической обстановки в
условиях урбанизации, рассматривается возможность включения свободных участков городской
территории в экологический каркас города.
В настоящее время процесс урбанизации сопровождается ростом
антропогенной нагрузки на все компоненты природной среды. Для сохранения и
повышения качества природной среды предлагается концепция экологического
каркаса (ЭК). Многие исследователи считают, что ЭК – это важный инструмент,
позволяющий сделать территориальное планирование экологически ориентированным [1].
В настоящей работе рассмотрены возможные варианты формирования экологического
каркаса, на территории Новомосковского округа г. Москвы.
Материалы исследования. Новомосковский административный округ (НАО) был создан 1 июля 2012 года в рамках проекта по расширению территории столицы. Он расположен в юго-западной части Москвы и граничит с Троицким, Западным и Юго-Западным округами. На территории округа находится 11 поселений. Площадь округа составляет 383,9 кв. км. За последние 7 лет население НАО увеличилось с 157 546 до 234 226 человек (рис. 1).
НАО
обладает значительными по площади свободными участками, что открывает
потенциальную возможность для их освоения. При планировании
экологического каркаса необходимо учитывать природные и географические особенности этих земель.
Прежде, чем приступить к конструированию экологического
каркаса, необходимо проведение эколого-функционального зонирования территории.
Такое зонирование позволит определить степень устойчивости ландшафтов к
антропогенным нагрузкам. [2]. Основные задачи зонирования:
1 – выявить участки, способные выполнять средоформирующую
функцию;
2 – выявить участки, дестабилизирующие природную среду и
указать на причины, приводящие к этой дестабилизации;
3 – обозначить важность сохранения городских лесов, как территорий,
выполняющих средостабилизирующую функцию.
Принципы конструирования экологического каркаса.
Понятие экологического
каркаса составляет важную часть экологического планирования земель поселений и может
содействовать сохранению качества природной среды урбанизированных территорий.
В связи с этим целесообразно включение в экологический каркас наиболее ценных
природных компонентов природного ландшафта: водных объектов, водоохраной зоны,
уникальных природных и культурных объектов, лесопарков.
Е. Ю. Колбовский определяет экологический каркас, как набор и
пространственное сочетание природных «диких» и культурных ландшафтов,
обеспечивающее экологическую стабильность территории соответствующего уровня,
а также как совокупность экосистем с индивидуальным режимом природопользования,
образующих пространственно организованную инфраструктуру, которая поддерживает
экологическую стабильность территории, предотвращая потерю биоразнообразия и
деградацию ландшафта [3]. Создание экологического каркаса направлено на
сохранение долговременной экологической устойчивости региона.
В концепцию экологического
каркаса входит: 1) создание комплекса земель с ограниченным режимом
использования; 2) введение особого юридического статуса экологического
каркаса; 3) поддержание устойчивости экологического каркаса экономическими
методами; 4) формирование единой управляющей структуры; 5) воссоздание
природных экосистем. При реализации концепции особое значение имеет процедура, предваряющая
ландшафтное планирование — эколого-хозяйственная оценка земель [4].
Для этой цели разработана методика
эколого-хозяйственного баланса (ЭХБ) территории –
это сбалансированное соотношение
различных видов деятельности и интересов различных групп населения на территории с учетом
потенциальных и реальных возможностей природы, что обеспечивает устойчивое развитие природы
и общества, воспроизводство природных (возобновимых) ресурсов и не вызывает экологических
изменений и последствий [5].
Колбовский Е.Ю. рассматривает экологический каркас
города в качестве средостабилизирующей территориальной системы,
целенаправленно формируемой для улучшения экологической ситуации
урбанизированных территорий. Эта система состоит из различных по типу,
размерности и функциональному назначению элементов культурного ландшафта,
пространственно связанных в единую «живую» сеть, которая состоит из
«ядер» — площадных элементов каркаса и «коридоров» — его
линейных элементов [6].
Площадные элементы — национальные
парки, заповедники, заказники — выполняют функцию сохранения природных комплексов,
поддержания видового разнообразия.
Линейные элементы экологического
каркаса выполняют следующие функции: поддержание его целостности, обеспечение
перемещения подвижных элементов природной среды.
Точечные элементы – это отдельные уникальные природные объекты.
Особенности формирования экологического
каркаса на территории НАО.
План развития НАО предусматривает значительные объемы
строительства, реконструкцию существующих и строительство новых
автомагистралей, развитие
инженерной инфраструктуры. Урбанизация
такого масштаба может значительно повлиять на баланс между природной средой и хозяйственной
деятельностью человека. При этом необходимо стремиться к сохранению норматива
площади зеленых насаждений для средних и крупных городов (не менее 50
% вместе с зеленой зоной). [7].
Одним из путей увеличения площади
озелененных территорий может стать включение в экологический каркас участков,
относящихся к определенным категориям. Такими участками могут стать:
несанкционированные свалки, береговая линия рек, ветхое жильё, объекты утилизации, заброшенные
сельскохозяйственные угодья.
Территория Новомосковского
округа освоена неравномерно, поэтому в различных поселениях потенциальное ядро
экологического каркаса может быть более или менее мощным. Городские леса
Новомосковского округа, такие как Валуевский лесопарк, могут быть
охарактеризованы, как площадные элементы. Функции линейных
элементов экологического каркаса могут выполнять реки Сосенка и Зименка.
Освоение новых территорий предусматривает
создание новых и реконструкцию имеющихся транспортных магистралей. Расширение
транспортной сети может значительно осложнить задачу сохранения крупных зеленых
массивов, выполняющих средоформирующую функцию. Прокладка дорог через городские
леса уменьшает их размеры, усиливает фрагментацию, что приводит к уменьшению
видового разнообразия и ослаблению способности к саморегуляции.
Следует отметить, что
крупные водные объекты на территории НАО отсутствуют. Поэтому имеющиеся водоемы
требуют особенного внимания. Для того, чтобы реки, как линейные элементы
каркаса функционировали стабильно, целесообразно расширить водоохранную зону до
размеров, способных поддерживать целостность каркаса.
Использование результатов
исследования для улучшения качества городской среды.
В качестве рекомендаций можно предложить несколько
направлений экологического планирования территории:
1) формирование экологического каркаса как единой
пространственной системы;
2) сохранение крупных зеленых территорий, обеспечивающих
высокое видовое разнообразие;
3) равномерное распределение элементов каркаса на территории
округа;
4) улучшение качества водоемов и организация рекреационных
зон в прибрежной зоне;
5) корректировка планов развития
транспортной сети для сохранения наиболее ценных элементов природной системы.
Заключение
В условиях обострения экологических
проблем все большее значение приобретают земли «экологического назначения». Они
обеспечивают условия жизнедеятельности населения, и поддерживают экологический
баланс на локальном и региональном уровнях. Эти земли являются важнейшим
элементом организации территории и основой ее экологического планирования.
Разработка генерального плана города
должна опираться на сохранение и развитие экологического каркаса, выполняющего
средообразующие, природоохранные, рекреационные и оздоровительные функции и
обеспечивающего улучшение состояния городских земель и природной среды, что
создаёт благоприятные условий для жизни и отдыха горожан.
Литература
1.
Мирзеханова, З.Г.Экологический
каркас территории в стратегии устойчивого развития: анализ подходов, назначение,
содержание // География и природные ресурсы. 2001. № 2. С. 154-158.
2.
Нарбут, Н.А.Стратегия
формирования экологического каркаса городской территории (на примере
Хабаровска) / Н.А. Нарбут, Л.А. Антонова и др. – Владивосток- Хабаровск:
ДВО РАН, 2002. 129 с.
3. Колбовский Е.Ю., Морозова В.В. Ландшафтное
планирование и формирование сетей охраняемых природных территорий М. — Яр.:
ИГРАН, Изд-во ЯГПУ, 2001.
4. Нарбут H.A., Антонова Л.А.,
Матюшкина Л.А. и др. Стратегия формирования экологического каркаса городской
территории (на примере Хабаровска). Владивосток-Хабаровск: ДВО РАН, 2002. —
129с.
5. Кочуров Б. И.
Экодиагностика и
сбалансированное развитие / Б.
И. Кочуров. – М.-Смоленск : Маджента,
2003. – 384 с
6. Колбовский, Е.Ю.Городской
ландшафт и конструирование экологического каркаса города // Инженерная география.
Экология урбанизированных территорий: Докл. IV Междун. конф. – Ярославль:
Изд-во ЯГПУ, 1999. С. 78- 83.
7.Комарова
Н. Г.Изменение городской среды в урбанизированном мире:
взгляд современника //Изменение природной среды на рубеже тысячелетий: труды
Междунар. электронной конф. Тбилиси–Москва, 2006.
Московский экономический журнал 10/2019
|
УДК 504.75.05
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10007
СООТНОШЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНКИ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
COMPARISON OF THE RESULTS OF THE ANALYSIS OF EXPOSURE TO AIR IN THE FRAMEWORK OF ESTABLISHING STANDARDS FOR MAXIMUM PERMISSIBLE EMISSIONS AND ASSESSING THE RISK TO PUBLIC HEALTH
Бабкен Мушегович Балоян, доктор технических наук, профессор кафедры экологии и природопользования филиала «Угреша» государственного университета «Дубна», г. Дзержинский Московской области, email: bbaloyan@gmail.com
Дмитрий Анатольевич Шаповалов, доктор технических наук, профессор кафедры почвоведения, экологии и природопользования ФГБОУ ВО Государственного университета по землеустройству, г. Москва, email: shapoval_ecology@mail.ru
Юрий Петрович Чернов, кандидат технических наук, доцент кафедры экологии и природопользования, филиала «Угреша» государственного университета «Дубна», г. Дзержинский Московской области, email: yurchernov@mail.ru
Babken Mushegovich Baloyan, doctor of engeneering, professor, department of ecology and nature management, «Ugresha» branch of «Dubna» state university, Dzerzhinsky, Moscow region, bbaloyan@gmail.com
Yuri Petrovich Chernov, candidate of engeneering, associate professor, department of ecology and nature management, «Ugresha» branch of «Dubna» state university, Dzerzhinsky, Moscow region
Dmitriy Anatolevich Shapovalov, doctor of technical sciences, professor department of soil science, ecology and nature management, State University of Land Use Planning, Moscow, Russia, e-mail: shapoval_ecology@mail.ru
Аннотация: В статье
представлено сопоставление результатов оценки допустимости воздействия выбросов промышленных
объектов с привлечением классического санитарно-гигиенического нормирования и
на основе оценки неканцерогенного риска для здоровья населения при хроническом
и остром ингаляционном воздействии выбросов промышленных предприятий.
Проанализированы причины различий в результатах оценки. Установлено, что одна
из причин обусловлена тем, что для некоторых загрязняющих веществ имеют место
существенные различия между значениями санитарно-гигиенических нормативов (ПДК)
и критериев оценки риска – референтными концентрациями. Другие причины связаны
с особенностями методологии оценки рисков здоровью населения, при которой для
проведения расчетов рассеивания загрязняющих веществ в качестве основных
исходных данных используются не значения мощности их максимально-разового
выброса, а осреднённые значения мощности выброса минимум за один год. Важным обстоятельством
также может быть различие между количеством веществ с однонаправленным
токсическим действием и количеством веществ, входящих в группу суммации. В
статье также уделено внимание порой не вполне обоснованному ограниченному
использованию процедуры оценки риска для здоровья населения при обосновании
санитарно-защитных зон.
Summary: The article presents a comparison of the results of
the assessment of the permissibility of the impact of industrial facilities
with the classical involvement of sanitary and hygienic rationing and based on
an assessment of non-carcinogenic public health risk from chronic and acute
inhalation exposure to industrial emissions. The reasons for the differences in
the evaluation results are analyzed. It was established that one
of the reasons is due to the fact that for some pollutants there are
significant differences between sanitary and hygienic standards and risk
assessment criteria — reference concentrations. The second
reason is related to the methodology for assessing health risks to the
population, in which for carrying out calculations of dispersion of pollutants,
the main source data are not the values of the power of their maximum single
release, but the average values of the power of release at least one year. An important
circumstance may also be the difference between the number of substances with
unidirectional toxic effects and the number of substances in the group of
summation. The article also pays
attention to the sometimes not quite reasonable limited use of the procedure
for assessing the risk to public health in justifying sanitary protection
zones.
Ключевые слова: экология,
зона санитарной охраны, риски для здоровья, выбросы в атмосферу, рассеивание
загрязняющих веществ.
Keywords: ecology, sanitary protection area, health risks, air emissions,
dispersion of pollutants
Введение
Анализ и оценка риска здоровью населения при
воздействии на атмосферный воздух выбросов промышленных предприятий являются
одними их наиболее быстро развивающихся междисциплинарных направлений в
современной науке и практике. Документом, отражающим в полной мере классическую
методологию оценки риска для здоровья населения при воздействии химических
веществ, загрязняющих окружающую среду, принятую международным научным
сообществом до сих пор в России остается руководство Р 2.1.10.1920-04 [1]. За
время с момента его утверждения экологами и санитарными врачами накоплен
большой опыт в области анализа риска и его важнейшего компонента — управления
риском [2,3]. Появились также новые методологические тенденции в проведении
расчетов. Однако, до настоящего времени этот документ остается без изменений.
Не смотря на
всю важность процедуры оценки риска для здоровья населения при использовании ее
в качестве критерия снижения вредного воздействия на человека факторов среды
обитания, до настоящего времени законодательно не утверждена обязательность её
проведения при разработке проектной документации на строительство или
реконструкцию объектов, являющихся источником неблагоприятного воздействия на
человека. То есть в рамках процедуры оценки воздействия на окружающую среду
(ОВОС) оценку рисков можно не проводить.
Методология исследования и результаты
Важнейшим
инструментом регулирования качества окружающей среды является разработка и
установление нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих
веществ в атмосферу. Нормирование основано на достижении гигиенических
критериев качества атмосферного воздуха населенных мест, при этом сложившаяся
практика ориентирует предприятия на установление нормативов выбросов по
критериям ПДКм.р. [4]. Таким образом,
разработка проекта нормативов ПДВ является видом природоохранной деятельности,
на которое также не распространяется требование о необходимости выполнения
оценки риска.
В то же время
при разработке проекта обоснования санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с требованием СанПиН
2.2.1/2.1.1.1200-03 [5] её размер для
предприятий I и II класса опасности должен обеспечивать уменьшение воздействия
загрязнения на атмосферный воздух до значений, установленных как санитарно-гигиеническими
нормативами, так и до величин приемлемого риска для здоровья населения.
Основным критерием установления нормативов предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферный воздух является соблюдение в приземном слое атмосферы на жилой застройке или на границе СЗЗ условия C/ПДКмр ≤ 1. В случаях, если в выбросах предприятия содержатся несколько загрязняющих веществ, обладающих эффектом суммации вредного воздействия, то качество воздуха будет отвечать установленным нормативам при соблюдении условия:
C1/ПДК1
+ C2/ПДК2 +… Cn/ПДКn ≤ 1,
где С1, С2 , Сп – концентрации вредных
веществ, обладающих эффектом суммации; ПДК1,
ПДК2…., ПДКп – соответствующие им предельно
допустимые концентрации.
Характеристика
риска развития неканцерогенных эффектов осуществляется путем сравнения
фактических уровней экспозиции с безопасными уровнями воздействия.
Характеристика
риска развития не канцерогенных эффектов для отдельных веществ проводится на
основе расчета коэффициента опасности по формулам:
HQ = C2/ARfC
HQ = C1/RfC
где HQ – коэффициент опасности;
С1
– среднегодовая концентрация (для хронического ингаляционного воздействия) ,
мг/м3;
C2 –концентрация
при максимально-разовом выбросе (для острого ингаляционного воздействия), мг/м3;
RfC, ARfC
– референтная (безопасная) концентрация, мг/м3 для хронических и
кратковременных острых воздействий, соответственно.
Референтная
концентрация представляет собой нормативную величину непрерывного
ингаляционного воздействия на человеческую популяцию (включая чувствительные
подгруппы), при которой не наблюдается заметный риск вредных неканцерогенных
эффектов на протяжении всей жизни.
При
величине коэффициента опасности (HQ),
равной или меньшей 1,0, риск вредных эффектов рассматривается как допустимый.
Если коэффициент опасности превышает единицу, то вероятность возникновения
вредных эффектов у человека возрастает пропорционально увеличению.
Характеристика
риска развития не канцерогенных эффектов при комбинированном воздействии
химических соединений проводится на основе расчета индекса опасности (HI):
HI = å
HQi
где HQi – коэффициент опасности для
отдельных компонентов смеси воздействующих веществ.
Для
неканцерогенных химических веществ аддитивность признается в случае их
однонаправленного токсического действия. В соответствии с международными
рекомендациями, под «однонаправленным» действием условно понимается
влияние веществ на одни и те же органы или системы (например, легкие, печень,
центральную нервную систему, процессы развития организма и др.).
В ряде работ
производилось сравнение результатов анализа воздействия на атмосферный воздух в
рамках установления нормативов ПДВ и оценки риска для здоровья населения при
ингаляционном воздействии выбросов промышленных предприятий. Вот некоторые из
них. В статье [6] для объектов, деятельность которых связана с хранением и
перегрузкой нефти, при соблюдении
установленных нормативов ПДВ, не обеспечивается приемлемый риск для здоровья
населения, постоянно проживающего вблизи границы СЗЗ. При хроническом
ингаляционном воздействии индексы опасности выше допустимого уровня
регистрируются по болезням органов дыхания, иммунной системы, центральной
нервной системы и болезням крови. В
работе [7] было выявлено расхождение
между результатами натурных исследований по определению формальдегида,
концентрации которого не превышают во всех точках мониторинга
санитарно-гигиенических нормативов и недопустимыми величинами канцерогенного
риска.
При выполнении проектных
работ по обоснованию СЗЗ для ТЭЦ [8], относящейся в соответствии с классификацией [5] к III
классу опасности не было необходимости производить расчеты по оценке риска для
здоровья населения при воздействии его выбросов. Однако, принимая во внимание,
что предприятие
находится в районе с серьёзными планировочными ограничениями, они были
выполнены.
Расчет
рассеивания выбрасываемых от ТЭЦ загрязняющих веществ, проведенный для 17
веществ и 5 групп суммации с учетом фонового загрязнения, выделяемых как при
сжигании природного газа, так и при сжигании резервного топлива – мазута, показал,
что их уровень воздействия на жилой застройке не превышает значений
санитарно-гигиенических нормативов.
Наибольший
уровень риска для здоровья населения при кратковременном (остром) ингаляционном
воздействии был определён при комбинированном воздействии вредных веществ на
органы дыхания, выбрасываемых при сжигании мазута. Этим однонаправленным
воздействием, обладают следующие вещества: диоксид и оксид азота, серная
кислота, сажа, серы диоксид, гидразин гидрат, бензин и мазутная зола
теплоэлектростанций (в пересчете на ванадий). В качестве исходных данных
использовались максимально-разовые значения экспозиций. Результаты оценки риска
в виде значений индекса опасности HI
свидетельствуют о «среднем» уровне риска в соответствии с принятыми
количественными критериями их классификации (максимальное значение индекса опасности
для органов дыхания на жилой застройке равно 4,0), т.е. риск приемлем для
профессиональных групп и неприемлем для населения в целом. Появление такого
риска требует разработки и проведения плановых оздоровительных мероприятий в
условиях населенных мест.
Таким
образом, при использовании резервного топлива (мазута) достаточность размера
санитарно-защитной зоны может быть обеспечена только с помощью мероприятий по
снижению выброса мазутной золы для достижения приемлемого неканцерогенного
риска.
Такие
существенные различия в результатах оценки допустимости воздействия выбросов от
промышленных объектов с привлечением санитарно-гигиенического нормирования и на
основе оценки риска для здоровья населения обусловлены рядом причин. Первая из которых
вызвана тем, что для некоторых загрязняющих веществ имеют место существенные
различия между санитарно-гигиеническими нормативами ПДКсс и ПДКмр
и критериями оценки риска – референтными концентрациями при остром ARfC
и хроническом RfC ингаляционном
воздействии. Причем отличаются они порой в десятки раз. Так, например, для
мазутной золы теплоэлектростанций (в пересчете на ванадий) ПДКс.с. равна 0,002
мг/м3, а референтная концентрация для ванадия при хроническом
ингаляционном воздействии RfC
составляет 7×10-5
мг/м3, т.е. в 29 раз меньше. Референтная же концентрация при остром
ингаляционном воздействии RfC
составляет 0,0002 мг/м3, т.е. в 10 раз меньше.
Вторая
причина может в какой-то степени компенсировать первую за счет того, что при
классическом нормировании при проведении расчетов рассеивания загрязняющих
веществ используются значения мощности их максимально-разового выброса в г/c, а при оценке риска для здоровья
населения – более низкие осреднённые значения мощности выброса минимум за один
год. Причем в качестве исходных данных используется годовой валовый выброс в
т/год), который пересчитывается в г/c.
В качестве исключения могут быть ситуации, когда они практически равны, если
источник выброса загрязняющих веществ функционирует с одинаковой мощностью в
течение всего года, что практически невозможно.
Следует
также отметить, что при расчете индекса опасности HI, как правило, используется
сумма коэффициентов опасности HQ для
большего количества веществ с однонаправленным токсическим действием (в
рассмотренном случае их 8) по сравнению с количеством веществ, входящих в
группу суммации при разработке проекта нормативов ПДВ (там их было 4 – азота
оксид и диоксид, серы диоксид и мазутная зола). Таким образом, это
обстоятельство свидетельствует о более «жестких» условиях при оценке риска
здоровью населения.
Таким
образом, перечисленные выше причины могут приводить к существенному
несовпадению результатов оценивания допустимости воздействия на атмосферный
воздух с помощью этих двух рассматриваемых подходов.
При разработке проектных материалов по обоснованию
санитарно-защитных зон специалистам-экологам, работающим в
области экологического проектирования, необходимо очень хорошо ориентироваться
во всех вопросах, связанных с оценкой рисков здоровью населения и владеть
соответствующей методикой как для плодотворного взаимодействия с учреждениями,
имеющими сертификат соответствия на проведение работ в данной области, так и
для проведения подобных работ самостоятельно. Проведение оценки риска здоровью
населения на ранних стадиях проектирования позволяет избежать ситуации, когда
при допустимости воздействия на окружающую среду по всем факторам [9,10], риск
здоровью населения оказывается высоким, что вынуждает к принятию дополнительных
природоохранных мероприятий, а порой и к принципиально новым проектным
решениям.
Заключение
Основными результатами проведённого
краткого обзора работ, в которых производилось сопоставление результатов
экологического нормирования и оценки риска для здоровья населения является
вывод о том, что между действующими нормативными и методическими документами,
обеспечивающими охрану атмосферного воздуха и защиту здоровья населения
требуется дополнительная гармонизация. Ограниченное же использование процедуры
оценки риска, в соответствии с [5], не всегда может быть оправдано, т. к. её,
прежде всего, нужно использовать исходя из анализа конкретной градостроительной
ситуации и опираясь на интересы населения.
Библиографический список
1. Руководство по
оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ,
загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.1920-04, утвержденное Главным
государственным санитарным врачом Российской Федерации 05.03.2004.
2.
Современные проблемы оценки риска воздействия факторов окружающей среды на
здоровье населения и пути ее совершенствования / Ю.А. Рахманин, С.М. Новиков,
С.Л. Авалиани, О.О. Синицына, Т.А. Шашина // Анализ риска здоровью. – 2015. –
№2. – С. 4–11
3.
Ракитский В.Н., Авалиани С. Л., Шашииа Т.А., Додина Н.С. Актуальные проблемы
управления рисками здоровью населения в России // Гигиена и санитария. ‒ т. 97, ‒№6. ‒2018.
– С. 572–575.
4.
Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов ЗВ в
атмосферный воздух (дополненное и переработанное и введенное в действие письмом
Минприроды РФ №05-12-47/4521 от 29.03.2012 г.), НИИ Атмосфера, С-Петербург. ‒2012.
5. Санитарно-защитные зоны и санитарная
классификация предприятий, сооружений и иных объектов.
Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03.
7. Гасилин В.В., Бочаров
Е.П., Вахитов К.Х., Попов Г.О., Айзатуллин А.А.Санитарно-гигиеническая
оценка атмосферного воздуха и оценка канцерогенного риска для здоровья
населения в крупном промышленном городе // Здоровье населения и среда обитания.
‒ 2013. ‒ № 4
(241). – С. 42–44.
8. Чернов Ю. П., Вербицкая Т. А. Особенности обоснования санитарно-защитной зоны для
ТЭЦ // Вестник
Международного университета природы, общества и человека «Дубна». Серия «Естественные
и инженерные науки». ‒2016
‒№ 1 (33). – C. 56–61.
1.
Guidelines for the assessment of public health risks from exposure to chemicals
that pollute the environment. R 2.1.10.1920-04, approved by the Chief state
sanitary doctor of the Russian Federation 05.03.2004.
2.
Rakhmanin Y.A., Novikov S.М., Аvаliani S.L., Sinitsyna
O.O., Shashina T.A. Аctual problems of environmental factors risk assessment on human health
and ways to improve it // Analysis of health risk. ‒ 2015. ‒ №2. ‒ P. 4–11.
3.
Rakitskiy V.N., Avaliani S. L., Shashiia T.A., Dodina N.S. Actual problems of
public health risk management in Russia // Hygiene and sanitation. ‒ vol. 97, ‒№6. ‒2018. – P. 572–575.
4.
Guidelines for the calculation, regulation and control of pollutants emissions
into the atmosphere (supplemented and revised and put into effect by letter
from RF Ministry of nature №05-12-47/4521 from 29.03.2012), RI Atmosphere, S.
Petersburg. ‒2012.
5.
Sanitary protection zones and sanitary classification of enterprises,
structures and other objects. Sanitary and epidemiological rules and
regulations SanRaR 2.2.1/2.1.1.1200-03.
6.
Evdoshenko V.S., Fokin C.G., May I.V. Assessment of the sufficiency of permissible
emissions of oil transshipment facilities to ensure an acceptable risk to
public health //Public health and environment . ‒2012. ‒№ 11. – P. 4–7.
7.
Gasilin V.V., Bocharov E.P., Vakhitov K.H., Popov G.O., Ayzatullin A.A.
Sanitary and hygienic assessment of atmospheric air and public health
carcinogenic risk assessment in large industrial city // Public health and
environment. ‒ 2013. ‒ № 4 (241). – P. 42–44.
8.
Chernov Y. P., Verbitskaya T. A. Features of substantiation of sanitary
protection zone for CHP // Bulletin Of the international University of nature,
society and man «Dubna». «Natural and engineering Sciences»
series. ‒2016 ‒№ 1 (33). – P. 56–61.
9. Scherbakov A. Y., etc. Issues of preparation and quality control of artificially created soils
for landscaping Moscow lawns. // Ecological systems and devices. .- 2012.- № 10.- pp. 28-33.
10.
Shapovalov D.A., etc. Heavy metals in small bodies of water near Moscow. // Irrigation and Water Management. -2009.- № 6.-
pp. 20-23.
Московский экономический журнал 9/2019
|
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-19056
Обоснование применения и разработка комплекса мероприятий по защите природных вод в районе расположения хвостовых хозяйств на примере горно-обогатительных комбинатов Южного Урала
Харько Полина Александровна, Санкт-Петербургский горный университет, pol2904@yandex.ru
Бабенко Дмитрий Александрович, Санкт-Петербургский горный университет, dima_babenko93@mail.ru
Аннотация: Постоянный рост численности населения на планете, а также экономика, ориентированная на сверхпотребление товаров и услуг, ведёт к увеличению потребления материальных ресурсов. Основой производства любых материальных ценностей является горная промышленность, которая в связи с увеличивающимися объёмами добычи и переработки сырья, а также длительностью при разработке месторождений, увеличивает негативное воздействие на компоненты природной среды. В результате горного производства помимо полезной человечеству продукции (менее 10% от общих объемов добычи) образуется огромное количество отходов добычи и переработки (вскрышные породы, отходы обогащения). Размещение данных отходов зачастую занимает бо́льшую часть земельного отвода предприятий. Компоненты, входящие в состав минеральных отходов, находясь на открытом воздухе, под воздействием климатических факторов, способны трансформироваться в новые соединения и мигрировать на десятки и сотни километров от места своего первичного расположения, что приводит к загрязнению компонентов природной среды.
Summary: The constant growth of the population on the planet, as well as the economy focused on the overconsumption of goods and services, leads to an increase in the consumption of material resources. The basis for the production of any material assets is the mining industry, which due to the increasing volumes of extraction and processing of raw materials, as well as the duration of the development of deposits, increases the negative impact on the components of the natural environment. As a result of mining, in addition to products useful to mankind (less than 10% of the total production), a huge amount of mining and processing waste (overburden, enrichment waste) is formed. Disposal of these wastes often occupies a large part of the land allotment of enterprises. The components included in the composition of mineral waste, being in the open air, under the influence of climatic factors, can be transformed into new compounds and migrate to tens and hundreds of kilometers from the place of its primary location, which leads to pollution of the components of the natural environment.
Ключевые слова: комплекс мероприятий, природные воды, защита, природная среда.
Key words: complex of measures, natural waters, protection, natural environment.
ВВЕДЕНИЕ
Природная
среда районов складирования сульфидсодержащих отходов подвергается наиболее
значительной техногенной нагрузке. Сульфидная сера окисляется, формируются кислые
дренажные воды, вследствие чего образуются лито- и гидрогеохимические ореолы
загрязнения с крайне низкими значениями водородного показателя. Это приводит к изменению
состава поверхностных и подземных вод, донных отложений, почв, уничтожению фито-
и биоценозов.
Для
снижения подобной негативной нагрузки уже действующих на данный момент
горнодобывающих предприятий на компоненты природной среды необходимо произвести
оценку воздействия складируемых сульфидсодержащих отходов на окружающую среду, а
также создание и внедрение средозащитных мероприятий по предотвращению этого
воздействия на загрязняемые компоненты окружающей среды [2, 6].
В
настоящее время Урал является одним из самых крупных горнопромышленных регионов
мира. Открытие колчеданных месторождений Южного и Среднего Зауралья отмечается
в бронзовом веке, освоение недр началось с 1635 года. [1]
Первым
этапом переработки полезных ископаемых данного типа месторождений является
обогащение, которое ведет за собой образование многотоннажных хвостов
обогащения. В этой связи, к нашим дням в районах освоения этих месторождений
накоплены значительные техногенные нагрузки на природную среду.
Объектами исследования
являются хвостовые хозяйства Гайского горно-обогатительного комбината (Гайского
ГОКа) и Сибайского горно-обогатительного комбината (Сибайского ГОКа).
На
рассматриваемых предприятиях добыча медных руд осуществляется подземным
способом, а обогащение – флотационном методом.
Хвостохранилище
Гайского ГОКа введено в эксплуатацию в 1966 году, представляет собой сооружение
косогорного типа, намывное [8]. Общая площадь составляет приблизительно 190 га.
Ёмкость на максимальной отметке гребня составляет 52,5 млн.м3. На
Сибайском ГОКе действующее хвостохранилище имеет три секции общей площадью
около 146 га и максимальной ёмкостью 27, 9 млн.м3. Первая и вторая
секции введены эксплуатацию в 1965 году, третья секция – в 2001 году.
Основными
задачами проведённых исследований являлись оценка негативного воздействия
отходов обогащения рассматриваемых месторождений на природные воды, и снижение
загрязнения природных вод за счёт предложения мероприятий по предотвращению
потерь потенциального сырья техногенного месторождения в результате
инфильтрации через дамбы и основание накопителей отходов.
Основная
часть
Минеральный
состав отходов, образующихся в результате обогащения медных руд на Гайском и
Сибайском ГОКах, представлен, в основном, пиритом, халькопиритом, сфалеритом, кварцом
и полевым шпатом.
В соответствии с геохимической классификацией элементов В.М. Гольдшидта, отходы обогащения характеризуются содержанием токсичных халькофильных элементов, миграция которых за пределы накопителей отходов может привести к загрязнению природных вод и аккумуляции данных элементов в донных отложениях. Для того чтобы подтвердить или опровергнуть данное утверждение, были отобраны и проанализированы пробы подземных и поверхностных вод в районе расположения хвостохранилища Гайского ГОКа, оборотной воды на обогатительной фабрике, а также из пруда-отстойника и пруда кислых рудничных вод. Карта-схема расположения точек опробования представлена на рисунке 1.
Поверхностные воды отбирались из ближайшего водного объекта – руч. Ялангас, который находится в 1 км к северо-западу от хвостохранилища. Всего было отобрано две пробы: в 500 м выше по течению от хвостохранилища – проба А, и в 500 м ниже по течению – проба Б. Также были отобраны пробы в 3-х наблюдательных скважинах.
Условия отбора и доставки определялись в соответствии с ГОСТ 31861-2012. Анализ проб проводился в лаборатории Санкт-Петербургского горного университета. Катионный состав определялся при помощи эмиссионного спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Shimadzu ICPE-9000, анионный состав – спектрофотометра DR-5000. Результаты анализов представлены на рисунке 2.
В районе расположения хвостохранилища Сибайского ГОКа были отобраны пробы донных отложений. Точки опробования представлены на карте-схеме (рисунок 3)
В
ходе мониторинговых исследований были отобраны 6 проб донных отложений реки
Карагайлы (1 – до влияния предприятия, 2 — в месте возможного выхода ручья
подотвальных вод, 3 – участок реки в месте смешения ручья,
содержащего в себе подотвальные воды предприятия, и выпуска сточных вод очистных сооружений, 4 –
участок реки перед хвостохранилищем СОФ, 5 – участок реки после
хвостохранилища, 6 – место впадения исследуемой реки в реку Худолаз) и
1 проба донных отложений озера Колтубан (фоновая проба). Отбор
проб донных отложений производился в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01-80 «Охрана природы (ССОП). Гидросфера. Общие требования к
отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность (с
Изменением N 1)».
Были определены следующие формы элементов: водорастворимая
и подвижная формы (разложение проб с использованием дистиллированной воды,
реактивов, лабораторной посуды и весов, фильтров); валовое содержание
(разложение проб с использованием микроволновой печи Multiwave 3000). Определение
содержания металлов в водных вытяжках производилась на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой ICPE-9000.
Анализ донных отложений р.Карагайлы показал, что они
представляют собой источник вторичного загрязнения природных вод, виду того,
что в отобранных пробах процентное содержание подвижных форм металлов достигает
примерно 31% (Cu), 22% (Mn), 56% (Zn) соответственно (таблица 1). Так же следует отметить,
что содержание всех элементов в точках отбора №4 и №5 превышает содержание
металлов в фоновой пробе. В точке отбора проб № 5 валовое содержание,
водорастворимые, подвижные формы металлов превышают значения концентраций
металлов в точке №4, что свидетельствует об инфильтрации загрязненных металлами
вод хвостохранилища в подземные водоносные горизонты и р.Карагайлы.
На
основании представленных данных был сделан вывод о том, что функционирование
хвостохранилищ оказывает негативное воздействие на поверхностные и подземные
воды вблизи него.
Является
целесообразным гидроизоляция накопителей отходов обогащения, а также проведение
мероприятий по очистке донных отложений от аккумулированных загрязняющих
веществ по двум причинам:
снижение негативной нагрузки на состояние подземных и поверхностных вод;
сохранение полезных компонентов с целью использования отходов обогащения в качестве техногенного месторождения.
Мероприятия по снижению загрязнения природных вод
В
настоящее время применяются различные способы гидроизоляции, выбор которых
зависит от совокупности параметров отходов и используемых материалов. Анализ
методов гидроизоляции позволяет выделить основные:
на основе природных материалов (глины, суглинки);
из полимерных материалов (геомембраны, геоматы);
на основе отходов нефтедобычи;
Все
перечисленные методы повышают защищенность подземных вод.
Применение
в качестве водоупорного слоя природных глин крайне трудоемко: объем
применяемого материала должен составлять от 0,35 до 1 м3/м2,
необходима предварительная обработка перед нанесением. Минералы глин при
функционировании защитного слоя подвергаются воздействию инфильтрующихся
агрессивных отходов. В результате воздействия происходит изменение структуры
защитного слоя с дальнейшим растворением минералов глин и в кислой, и в
щелочной среде. В итоге, первоначальная прочность глин снижается, а, риск
инфильтрации отходов в грунтовые воды – повышается.
Гидроизоляция
сооружений с помощью геомембран весьма трудоемкий способ, а также
дорогостоящий: цена за квадратный метр геомембран может достигать 700 рублей.
Также, при монтаже данного слоя происходит сшивание готовых листов, что
позволяет говорить о наличии швов, которые несут повышенный риск проявления
дефектов целостности покрытия от воздействия различных факторов, что
категорически недопустимо. Минусом способа изоляции при помощи материалов на
основе отходов нефтедобычи является их токсичность и деструкция под
воздействием агрессивных сред.
В
качестве материалов для исследования выбраны гранулы вторичного полиэтилена
низкого, высокого давления и полипропилена.
Полиэтилен
высокого давления (ПЭВД) – воскообразный материал невыраженного цвета,
получаемый в промышленности в процессе полимеризации газообразного полиэтилена.
ПЭВД термопластичный полимер с плотностью 910 – 930 кг/м3. Анализ
источников литературы показывает, что у данного полимера относительно большая
надежность при разрыве, стойкость к многократному изгибу, ударопрочность и
стойкость при влиянии пониженных температур.
Полиэтилен
низкого давления (ПЭНД) – в меньшей степени воскообразный полимер, чем ПЭВД,
стойкий к жирам и маслам, малой стойкостью к ударной нагрузке и надежностью при
многократном изгибе. Значения устойчивости к сжатию и растяжению ПЭНД и ПЭВД
сравнимы. Плотность равна 940 – 960 кг/м3.
Полипропилен
(ПП) – представляет собой линейный полимер, получаемый в процессе полимеризации
пропилена в присутствии катализаторов. Плотность полипропилена равна 900 – 920
кг/м3. Обладает высоким значением сопротивления к нагрузке при
ударе, малой надежностью при многократном изгибе, при пониженных температурах
полипропилен становится хрупким.
Физико-механические
свойства данных полимерных материалов и изделий из них представляют
совокупность свойств, определяющих их поведение в результате воздействия
внешних механических нагрузок. Определение таких свойств полимеров происходит в
процессе испытаний, результаты которых позволяют выявить зависимости напряжений
от деформации (диаграмма растяжения). Анализ зависимостей позволяет найти
главные параметры упругости, прочности и пластичности (модуль упругости,
сопротивление разрушению, предел прочности). Относительно непластичных материалов
физико-механические свойства полимеров обладают рядом особенностей [5]:
способность развивать большие обратимые
деформации (сотни и даже тысячи процентов);
релаксационный характер свойств (отношение
деформаций и напряжений к продолжительности стороннего воздействия);
зависимость физико-механических качеств от
условий его изготовления, переработки и предварительного изменения
(характеризуется наличием в полимерах различных видов надмолекулярной структуры
с продолжительным периодом перестановки);
Для
определения зависимости физико-механических свойств исследуемых материалов от
температуры изготовления определен шаг, равный 10 °С и интервал от 160 до 230
°С. Общее число пластин для нахождения прочности при нагрузках на разрыв
полимеров составило 63 шт.
Результаты
эксперимента позволяют сделать следующие выводы:
прочность образцов, изготовленных при различных температурах, изменяется не линейно;
величина разрывной прочности полимеров при температурах соизмеримых с температурой плавления, не является наибольшей. Это объясняется неполной гомогенизацией материала, присутствием излишней влаги и летучих примесей;
температуры для переработки полимерного материала в диапазоне 185 — 195 °С наиболее оптимальные;
понижение прочности исследуемых образцов при температурах выше 200 °С определяется в связи с термическими и термоокислительными разрушающими процессами.
Разработанная
технология нанесения гидроизоляционного материала заключается в нанесении
обработанного путем расплавления гранул полимеров на подготовленную
поверхность. Поверхность предварительно приводят к однородности: очищают от
крупных кусков, корней растительности и прочее. Далее подготовленный слой
выравнивают с помощью слоя глин, толщиной 20-40 сантиметров. Затем наносятся
пески средней крупности толщиной слоя 15-20 сантиметров, это минимизирует
нагрузку на слой глины в процессе укладки полимерного материала.
Нанесение смеси из полимеров осуществляется экструзивно на подготовленный слой при температуре 185-195 С°, после охлаждения поверхности наносится дренажный слой крупнозернистого материала (песок) толщиной 10-15 сантиметров. Далее создаются дренажный слой из коллекторных систем, подводятся системы орошения
Смесь
приготавливается путем перемешивания на месте ее нанесения, после чего ее
загружают в бункер экструзивно-литьевой машины, где ее подвергают
электротермическому нагреву до температуры плавления 185-195 С°. Далее путем
шнековой подачи на экструдер смесь в расплавленном виде наносится на
подготовленную поверхность полосами 2-2,5 м, с взаимным перекрытием на 0,15-0,2
м. Перекрытие полос укладываемой полимерной смеси позволит повысить целостность
всего покрытия, а также исключить необходимость сшивания покрытия, как в случае
применения геомембран [5].
Основной
проблемой функционирования подобного экрана является воздействие статических и
динамических нагрузок и воздействие агрессивной среды (кислой, щелочной),
которая приводит к достаточно быстрому, в течение нескольких лет, ухудшению
прочностных свойств полимерных экранов, а затем разрушению. Введение в полимер
присадок, а также нанесение пласта крупнозерного песка – рациональное решение,
так как он принимает на себя распределительную нагрузку от тела массива и не
нарушает целостности свойств полимерного материала.
Вторым
этапом работы рассматривается очистка донных отложений следующим способом. Для изъятия донных
отложений наиболее целесообразным является применение гидромеханизированного способа
с использованием землесосных снарядов. Землесосный снаряд (земснаряд)
представляет собой плавучую машину (судно), предназначенную для выемки и
гидротранспортирования грунта со дна водоемов, действующую по принципу
всасывания и оборудованную средствами для рабочих перемещений, необходимых в
ходе разработки грунта. Данный способ, в отличие от других, не ведет к
взрыхлению, подрыву донных отложений и вторичному загрязнению водной среды.
Высокая
влага донных отложения является основной проблемой их утилизации. Широкое
распространение получили методы обезвоживания в специальных контейнерах из
геосинтетических материалов. Дальнейшее складирование отложений после
обезвоживания необходимо осуществлять на отвалах либо в хвостохранилищах
предприятия. Однако при обезвоживании донных отложений с помощью геоконтейнеров
вода очищается лишь от механических примесей. Извлекаемые донные отложения
содержат в себе огромные количества водорастворимых форм металлов, которые при
обезвоживании осадка выносятся вместе с водой. В связи с этим перед сбросом в
природный водоток необходимо отводить воды на очистные сооружения.
Для
очистки воды от металлов предлагается использовать ионообменный фильтр. В
лаборатории Горного университета были проведены эксперименты по оценке
очищающей способности известняка Сибайского филиала АО «Учалинский ГОК» и
ионообменной смолы: сильнокислотного катионита КУ-2-8 В/С ГОСТ 20298-74
Н-формы.
Для
проведения лабораторного эксперимента по очистке воды от металлов из реактивов
методом растворения готовится модельный раствор с заданными концентрациями
ионов металлов, которые были выбраны исходя из данных мониторинговых
исследований и соответствуют максимальным концентрациям водорастворимых форм
ионов металлов, содержащихся в донных отложениях участка реки после
хвостохранилища.
Эксперимент
проводился в динамических условиях. Для этого модельный раствор непрерывно
пропускался через слой загрузки. В
эксперименте с использованием катионита пробы очищенной воды отбирались
для анализа каждые 10 минут для фиксации «проскока», с использованием
известняка – после пропускания полного объема раствора. Оценка остаточной
концентрации металлов в фильтрате производилась на атомно-эмиссионном
спектрометре с индуктивно-связанной плазмой ICPE-9000. Калибровка прибора
проводилась по растворам ионов металлов (Государственные стандартные образцы)
методом градуировочной кривой.
Результаты
эксперимента показали, что известняк
недостаточно очищает воду от металлов. Катионит пригоден для очистки
воды, образующейся после обезвоживания донных отложений в геосинтетических
контейнерах, однако в целях предотвращения «проскока» при расчете ионообменного
фильтра необходимо учесть и правильно соотнести исходные концентрации ионов
металлов в растворе, динамическую объемную емкость катионита, а так же общий
объем воды, который необходимо очистить.
Выводы
Проведённые
исследования подтверждают, что длительное функционирование хвостохранилищ
обогатительных фабрик горнопромышленных предприятий приводит к загрязнению
подземных и поверхностных вод, а так же донных отложений водотоков и водоемов.
В
работе были определены физико-механические свойства вторичных полимеров при
нагрузках на растяжение; разработана технология гидроизоляции, позволяющая снизить
негативное воздействие на природные воды, а также сохранить сырье для
потенциального вовлечения в производство.
Установлено,
что утилизацию техногенных наносов рек экологически эффективно и экономически
целесообразно проводить путём их изъятия гидромеханизированным способом с
помощью землесосного снаряда, с дальнейшим обезвоживанием в геосинтетических
контейнерах с последующей консолидацией осадка и складированием в отвалах или
на хвостохранилище предприятия.
Проверено
экспериментами, что образующуюся при обезвоживании донных отложений воду перед
сбросом в природный водоток следует очищать от высокого содержания металлов с
помощью ионитного фильтра с загрузкой в виде ионообменной смолы, катионита
марки КУ-2.
Таким
образом, внедрение данных мероприятий позволит значительно снизить негативную
техногенную нагрузку на природные воды.
Список источников
Бородаевская М.Б.,
Горжевский Д.И., Кривцов А.И. Колчеданные месторождения мира. Под. ред. акад.
В.И.Смирнова. М., Недра, 1979, 284 с.;
Гальперин А.М., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю.
Техногенные массивы и охрана природных ресурсов: Учебное пособие для вузов. –
М: Издательство Московского государственного горного университета, 2006;
Лямкин Д.И. Механические свойства
полимеров: Учебное пособие / Д.И. Лямкин. – Москва: РХТУ им. Д.И. Менделеева,
2000. – 64 с.
Макаров А.Б. // Техногенные месторождения
минерального сырья. Соросовский образовательный журнал, том 6, №8, 2000.
Пашкевич М.А. Разработка технологии
формирования гидроизоляционного покрытия на основе отходов полиэтилена и
полипропилена / М.А. Пашкевич, Д.О. Акименко // Известия Тульского
государственного университета. Технические науки. Вып. 6, ч.2. – Тула: ТулГУ,
2013. – с. 228-233.
Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их
воздействие на окружающую среду. РИЦ СПГТИ (ТУ): СПб, 2000;
Рекомендации
по проектированию и строительству шламонакопителей и хвостохранилищ
металлургической промышленности / ВНИИ ВОДГЕО. – М.: Стройиздат, 1986 – 128 с.
Рекомендации по проектированию и
строительству шламонакопителей и хвостохранилищ металлургической промышленности
/ ВНИИ ВОДГЕО. – М.: Стройиздат, 1986. – 128 с.;
Семячков
А. И., К. Дребенштедт, А. Е. Воробьёв. Геоэкология. Учебное пособие для высших
учебных заведений горногеологического профиля / Под ред. акад. РАН В. Н.
Большакова, акад. РАН А. И. Татаркина. — Екатеринбург: Издательство
УГГУ,2012.-289 c.
Московский экономический журнал 8/2019
|
УДК 504.064.2.001.18
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-18052
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССЕИВАНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАПАХА ДО БЕЗОПАСНОГО УРОВНЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Сергиенко
Ольга Ивановна, кандидат технических наук, доцент, факультет
пищевых биотехнологий и инженерии, Университет информационных технологий,
механики и оптики», г. Санкт-Петербург, Россия
Назарова
Анастасия Владимировна, аспирант, факультет пищевых
биотехнологий и инженерии, Университет информационных технологий, механики и
оптики», г. Санкт-Петербург, Россия
Аннотация: В России на законодательном уровне существует понятие санитарно-защитной
зоны, которое обеспечивает снижение нагрузки от химического, биологического или
физического загрязнения на атмосферный воздух до значений, регламентированных гигиеническими
нормативами. В статье рассмотрен один из видов загрязнения атмосферного воздуха
– химического загрязнения,
сопровождаемого выделением запаха. А также была проведена оценка безопасного
расстояния воздействия запаха от организованных источников выбросов пахучих
веществ.
Summary: In Russian Federaion, at the legislative level, there is the concept of a
sanitary protection zone, which reduces the burden of chemical, biological or
physical pollution to the atmospheric air to the values regulated by hygienic standards. The article describes
one of the types of air pollution — chemical pollution, accompanied by the
release of odor. An assessment was also made of the safe distance of odor
exposure from organized sources of odorous substances.
Ключевые слова: санитарно-защитная зона, модель рассеивания выбросов, факторы рассеивания
выбросов, концентрация загрязняющих веществ, концентрация запаха, безопасное
расстояние воздействия запаха.
Первое упоминание о
санитарно-защитной зоне датируется 1950 годом в Инструкции для органов
Государственной санитарной инспекции и санитарнопротивоэпидемической службы по
контролю за проведением мероприятий в области охраны атмосферного воздуха
населенных мест от загрязнения промышленными выбросами и отходами, утвержденной
Всесоюзной государственной санитарной инспекцией.
В соответствии с инструкцией, проектные материалы должны были
рассматриваться для установления размера санитарно-защитной зоны проектируемого
предприятия с учетом их соответствия
санитарной классификации производств. Санитарный классификатор производств,
на который ссылается инструкция, был разработан ранее примерно в 30-е гг. двадцатого
века [1]. В настоящее время
тенденция сохранилась, перед проектированием, реконструкцией или строительством
объекта хозяйственной или иной деятельности, необходимо определить
необходимость установления размера санитарно-защитной зоны.
По своему функциональному назначению санитарно-защитная зона является
защитным барьером, обеспечивающим уровень безопасности населения при эксплуатации
объекта в штатном режиме [2,3]. Данный уровень безопасности достигается с
помощью рассеивания загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух и
физического воздействия на атмосферный воздух (шум, вибрация, ЭМП и др.). Модель
расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, применяемая в
настоящее время в России, указана в«Методы расчетов рассеивания выбросов
вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе». Данная модель основывалась на
последовательности аналитических выражений, полученных в результате
аппроксимации разностного решения уравнения турбулентной диффузии. Наибольшее
распространение получила модель М.Е. Берлянда. На основе данной модели уровень загрязнения
атмосферного воздуха выбросами загрязняющих веществ из непрерывно функционирующих
источников определяется по максимальной разовой приземной концентрации вредных
веществ (см), которая устанавливается на определенном расстоянии (хм)
от источника выброса при неблагоприятных метеорологических условиях, в то время
как скорость ветра достигает опасного значения (VM), и в
приземном слое происходит интенсивный турбулентный обмен[4]. Также различают
другие модели расчетов рассеивания выбросов:
Гауссова модель, построенная на предположении однородности и устойчивости атмосферы. Зависимость концентрации от расстояния до источника носит характер экспоненциального закона убывания.
Модель Паскуилла-Гиффорда.Применимадля случаев повышенных технологических или аварийных выбросов и для прогноза загрязнения стационарными источниками, в частности в районе расположения атомных электростанций. В ее основе лежит представление концентрации примеси, выбрасываемой непрерывным точечным источником в атмосфере, как струи с гауссовыми распределениями по вертикали и в поперечном к ветру.
—Модель Сеттона-Андреева. В ее основе лежит нормальное, или Гауссово распределение концентрации загрязняющих веществ с подветренной стороны от источника. Метод используется для описания рассеивания от незатененных (высоких) точечных источников [5].
К достоинствам большинства приведенных моделей
можно отнести простоту расчета и высокую точность при большого перечня факторов
(аэродинамические параметры источника выбросов; скорость движения воздуха;
турбулентная диффузия частиц; химическое взаимодействие примесей и прочие).Дисперсионное моделирование часто
используется для прогнозирования средних концентраций загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной зоны.
Но также необходимо отметить, что достижение высокой точности при количественной
оценки концентраций загрязняющих веществ c подветренной стороны в результате
рассеивания затруднено из-за мгновенных изменений атмосферных условий.
Для измерения концентрации запаха необходимо рассматривать ряд
дополнительных факторов. Как правило, запах оценивается относительно его
потенциального неприятного воздействия на человека. Характер жалобы относится к
восприятию пострадавшего человеком этого запаха. Часто это восприятие связано с
частотой, интенсивностью или концентрацией (силой), продолжительностью и
вредностью запаха. Частота запаха является мерой количества воспринимаемых
событий запаха, которые происходят за определенный промежуток времени,
например, дней, недель, месяцев и т. д. Интенсивность или концентрация запаха
являются мерой силы воспринимаемого запаха. Продолжительность запаха — это мера
продолжительности времени, когда происходит событие непрерывного запаха,
например, секунды, минуты, часы и т. д. Вредность запаха является мерой
неприятности / приятности воспринимаемого запаха.
Разбавление концентрации запаха происходит, как и разбавление
концентраций загрязняющих веществ, благодаря свойству пахучих веществ
рассеиваться в атмосфере. В связи с чем, при наличии надлежащего
расстояния между источником запаха и близлежащими жилыми
застройками неприятность запаха может быть сведена к
минимуму. Данное расстояние от источника выброса является минимальным
безопасным расстоянием, которое обеспечит отсутствие негативного влияния запаха[6].
Согласно исследованию в рамках диссертации корреляции между
концентрацией загрязняющего вещества и концентрацией запаха не наблюдаются. В
связи с этим стоит отметить, что достижение предельно-допустимого значения
концентрации загрязняющего вещества на границе санитарно-защитной зоны не
гарантирует отсутствия негативного влияния запаха в той же точке.
В качестве фундаментальной теории для расчетов безопасного расстояния от источника запаха за основу использована интерактивная модель Хибера [7,8], адаптированная автором для организованных источников. Для расчета подобной дистанции важно принять во внимания множество факторов таких, как отрасль промышленности, аэродинамические параметры источников выброса, климатические условия, вентиляция, землепользование и т. д. Формирование модели расчета приведена на примере предприятия пищевой промышленности. Безопасное расстояние воздействия запаха определяется по формуле:
где:
W — коэффициент повторяемости направлений ветра [от 0,6 до
1,00]
L – коэффициент, зависящий от категории использования земли [от 0,5 до
1,00]
T – коэффициент, зависящий от рельефа местности [от 0,8 до
1,00]
RE— коэффициент очистки, [0,01 до 0.99]
R — выделение запаха из организованных
источников, ЕЗ/c; Е=
C * P*N , где
C – средняя измеренная концентрация запаха от одного источника, EЗ/м3
P – объемный расход газовоздушной смеси, м3/с
N – количество организованных источников выбросов запаха.
Расстояние воздействия запаха от источника оценивается с учетом
преобладающей розы ветров и рельефа местности. Территория рассеивания
неприятнопахнущих веществ делится на восемь направлений, каждому из которых
присваивается оценка от 0 до 70 баллов в зависимости от выделения запаха,
которая затем умножается на частоту ветра годового ветра для получения
коэффициента рассеивания запаха. Он составляет 0,6, 0,7,0,8, 0,9 и 1,0 для
общего количества баллов 0–10, 11–30, 31–50, 51–70 и> 70 соответственно.
Коэффициент, зависящий от категории землепользования (L) колеблется от 0,5 до 1, 0,5 для промышленной
зоны и 1,0 для жилых районов.
На коэффициент (T) оказывают влияние условия рассеивания,
которые являются благоприятными, если источник запаха расположен на плоской
поверхности без препятствий вблизи. Таким образом значение 0,80 применимо
для мест, где нет растительности, зданий или других препятствий, 0,85 — для
мест, где рассеивание уменьшается препятствиями, 1,00 — для узкого оврага с
направленным ветром вниз.
Коэффициент RE
является коэффициентом ослабления запаха и рассчитываются как ( 100-R / 100), где R — процент снижения
запаха. Например, коэффициент составляет 0,15 для эффективности Очистки 85%.
Представленная модель предполагает, что для двух предприятий с
одинаковым источниками выброса запаха в технологических процессах результаты расчетов
безопасного расстояния могут отличаться в зависимости от месторасположения
предприятий и условий климата. Полученные
данные могут найти большое практическое применение при условии
подтверждения результатами измерений запаха, например, методом ольфактометрии.
В этом случае предполагаемый расчет может служить дополнительным фактором для
определения границ санитарно-защитных зон предприятий, находящихся вблизи жилых
застроек и оказывающих на них негативное влияние выбросами пахучих веществ.
Список использованных источников
Дудникова А.Г. Санитарно-защитные зоны: история,
проблемы и перспективы // Справочник эколога. 2014. № 4.
Постановление Главного
государственного санитарного врача РФ «Санитарно-защитные зоны и
санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов (с изменениями
на 25 апреля 2014 года)» от 30.03. 1999
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 // Российская газета. 2008 г.
№ 28.
Постановление правительства Российской Федерации
«Об утверждении Правил установления санитарно-защитных зон и использования
земельных участков, расположенных в границах санитарно-защитных зон (с
изменениями на 21 декабря 2018 года)» от 30.03. 1999 № 222 // Собрание законодательства Российской
Федерации. 2018 г. № 11. Ст. 1636Закон
Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии
населения» от 30.03. 1999 № 52-ФЗ // Российская газета. 1999 г. № 64-65.
Приказ Минприроды России
(Министерства природных ресурсов и экологии РФ) » Об утверждении методов расчетов рассеивания выбросов вредных
(загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе» от 06.06.2017 № 273 //
Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov.ru. 2017 г. №
0001201708110012.
Зарипов Ш.Х., Марданов Р.Ф., Гильфанов А.К.,
Шарафутдинов В.Ф., Никоненкова Т.В. Математические модели переноса загрязнений
в окружающей среде / Ш.Х. Зарипов, Р.Ф. Марданов, А.К. Гильфанов, В.Ф.
Шарафутдинов, Т.В. Никоненкова – Казань: Казан. ун-т, 2018.
Brancher, M; Piringer, M; Franco, D; Belli Filho, P; De Melo Lisboa, H;
Schauberger, G Assessing the inter-annual variability of separation distances
around odour sources to protect the residents from odour annoyance // J ENVIRON
SCI-CHINA. 2019. №79.
Schauberger, G. and M. Piringer. Guideline to assess the protection
distance to avoid annoyance by odour sensation caused by livestock husbandry //
Proc. Fifth International Livestock Environment Symposium. 1997.
Williams, M.L. and N. Thompson. The effects of weather on odour
dispersion from livestock buildings and from fields // Odor Prevention and
Control or Organic Sludge and Livestock Farming. New York: 1985.
Московский экономический журнал 7/2019
|
УДК 339.54.012+338.001.36
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-17025
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
И САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ОБРАЩЕНИЯ ТВЕРДЫМИ КОММУНАЛЬНЫМИ
ОТХОДАМИ В МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ENVIRONMENTAL AND SANITARY-EPIDEMIOLOGICAL CONSEQUENCES OF HANDLING SOLID UTILITY IN MOSCOW REGION
Шаповалов Дмитрий Анатольевич, доктор технических наук, профессор, проректор по научной и
инновационной деятельности, Государственный университет по землеустройству,
г. Москва
Горин Валерий Владимирович, кандидат технических наук, доцент, Государственный университет по землеустройству, г. Москва
Королев Ярослав Сергеевич, аспирант, Государственный университет по землеустройству, г. Москва
Аннотация:В статье проведена оценка степени
влияния существующих полигонов твердых коммунальных отходов в Московской
области на экологическую обстановку и здоровье населения. В качестве исходных
данных использовалась информация по административно-территориальномуделению территории,распределению численности населения, схема размещения
полигонов ТБО, а также официальные
статистические данные о заболеваемости населения Московской области.Проводится оценка экологического
риска. На основе информации полученной из официальных источников выполнена
оценка влияния полигонов ТБО на здоровье населения.
Summary:The
article discusses the situation with the impact of solid municipal waste placed
on the ecological situation of the Moscow region and public health. The
analysis of foreign and domestic research in this area. Analyzed official
statistics on the incidence of the population of the Moscow region. Special
attention is paid to the existing standards for the disposal of landfills for
municipal solid waste in the Moscow region. An environmental risk assessment is
underway. Based on the information provided, proposals are formulated to ensure
minimum conditions for reducing negative impacts on the environment and human
health in the territory in question.
Ключевые слова:экология, твердые коммунальные отходы, полигоны твердых коммунальных отходов, влияние на здоровье человека.
Keywords:ecology, municipal solid waste, municipal solid waste landfills, impact on human health.
В последние годы в России, остро стоят проблемы загрязнения окружающей среды бытовыми отходами населения, проживающими в населённых пунктах, c которыми приходится сталкиваться практически повсеместно, не только на территории городов и посёлков, но и в пригородных и припоселковых зонах, в лесах, на участках сельхозугодий и др.
По различным оценкам и прогнозам Всемирного банка к 2025 г. «мусорное производство» возрастёт в среднем до 1,4 кг в день на жителя. В соответствии с Федеральным законом от 29.12.2014 № 458-ФЗ « О внесении изменений в Федеральный закон «Об отходах производства и потребления было введено понятие «твёрдые коммунальные отходы». Это понятие было введено в силу того, что примерно половина мусора в мире производится жителями.
К твёрдым коммунальным отходам относятся отходы, образующиеся в жилых помещениях в процессе потребления физическими лицами, а также товары, утратившие свои потребительские свойства в процессе их использования физическими лицами для удовлетворения личных и бытовых нужд. Также к ТКО образуются в процессе деятельности юридических лиц, индивидуальных предпринимателей и подобные по составу отходам, образующимся в жилых помещениях в процессе потребления физическими лицами.
Традиционно бытовые отходы вывозятся на свалки, расположенные вблизи населенных пунктов, и работающие за счет муниципальных бюджетов.По мере накопления коммунальных отходов со временем возрастало негативное воздействие на окружающую среду, и ухудшалось санитарно-эпидемиологическое состояние прилегающих к полигонам территорий, состояние биоценозов и здоровья населения.
Степень влияния ТБО на здоровье населения зависит от многих факторов: территориального размещения полигонов, их загруженности, времени существования полигона и состава отходов и др. вследствие постоянной угрозы здоровью населения, исходивщей от свалок (отравление грунтовых вод, размножение переносчиков заболеваний, неприятный запах, дым от частых самовозгораний) растёт социальная напряжённость среди населения.
В статье делается попытка оценить степень влияния системы обращения с отходами на здоровье населения Московской области. егодня Московская область — один из крупнейших индустриальных районов России. Численность городского и сельского населения в Московской области по последним данным Федеральной службы государственной статистики на 1 января 2017 г. составило 7 423 470 человек.
Ведущую роль в структуре хозяйственного комплекса занимает промышленность в центральной части региона. В непосредственной близости от Москвы, сформировались многочисленные центры машиностроительной, металлообрабатывающей, химической, текстильной промышленности. Промышленность региона использует преимущественно привозное сырьё.
В
Московской области мусора производится больше, чем в среднем по другим
регионам, что связано с некоторыми
особенностями управления
коммунальными отходами и их размещением,
а именно:
1. В Московской области каждый год вывозится на полигоны ТБО до 10 миллионов тонн бытовых отходов, которые практически не перерабатываются, что ведёт к постоянному их накоплению. Рост количества ТКО в течении года прогнозируется пропорционально росту населения на уровне 1,5% ежегодно (прирост населения составил1,43%) [ ]
2. Каждый проживающий в Подмосковье гражданин выбрасывает в два раза больше среднестатистического россиянина. Именно благодаря этому карта свалок подмосковья пополняется все новыми и новыми объектами.
3. При строительстве и
заполнении полигоновТБО московская область нарушает многие предусмотренные
государством нормы. В данном случае речь идет о том, что юридически Москва и
Подмосковье – разные регионы, а московский мусор везут именно на подмосковные
свалки.
4. По официальным
данным по состоянию на 1.01.2017 г.на территории Подмосковья эксплуатируются 19
полигонов ТБО, 24
полигона и 6 свалок являются закрытыми и подлежат рекультивации. На самом же деле крупных мусорных свалок гораздо
больше.
Полигоны ТБО – это
специальные комплексы природоохранных сооружений, созданные с целью
централизованного сбора и захоронения мусора и предотвращения попадания вредных
веществ в окружающую среду: атмосферу, почву и воду.:
В табл. 1 приведена данные по административно-территориальному делению Московской области [1,2].
Приведенные в
табл.1 данные показывают, что наименьшая
нагрузка техносферы приходится на западный регион, который имеет
наибольщую площадь и наименьшую плотность населения и небольшую загруженность
промышленными предприятиями (6 полигонов ТБО).
Почти 60% населения сосредоточено в восточной- южной части Московской
области. Здесь же расположены практически все промышленные предприятия:
машиностроение и металлообработка, химическая промышленность, производство
строительных материалов, лёгкая промышленность и сельское хозяйство, также
большинство полигонов ТБО (20 ед.)
Очевидно, что при такой структуре техносферы, соответствующим образом будет распределяться антропогенная нагрузка на природную среду и население.
В рамках
настоящей статьи будут рассмотрены данные о заболеваемости населения, которые с
определённой долей вероятности можно связать с действующими полигонами размещения отходов.
В
отечественной научной литературе крайне мало внимания уделяется вопросам
экологических последствий от полигонов размещения твердых коммунальных отходов
(ТКО). Оценки экологических последствий от действующих и закрытых полигонов ТКО
отсутствуют. Это связано, в первую очередь со сложностью проведения данного
мероприятия и отсутствия методологии практического выполнения исследований,
большими финансовыми затратами и административными препонами.
Поэтому, предлагается
рядом авторов [ 5 ]использовать биогеохимическую оценку полигонов ТКО на
текущее экологическое состояние окружающей среды. Причём необходимо
рассматривать не только сам полигон ТБО, но всю инфраструктуру обращения с
коммунальными отходами. При этом информация о формировании и распространении биогеохимических ореолов, даст возможность охарактеризовать основные пути миграции
загрязнений с территории зоны складирования, свидетельствовать о наличии или
отсутствии разрывов в системе защитных сооружений полигона ТКО, вклад
загрязнения приземной атмосферы выбросами транспортных средств, перемещающих
отходы от места их образования до предприятий переработки, утилизации и
захоронения.
Воздействие на окружающую среду и население оказывают в той или иной степени все элементов
инфраструктуры территориальной схемы обращения с ТБО однако в большей степени
это относится к таким элементам системы, как сбор и транспортировки отходов от
мест их образования к действующим полигонам ТБО;
Характерной чертой схемы обращения с отходами является её пространственно- временная непрерывность функционирования. Эту непрерывность обеспечивает транспорт, с помощью которого осуществляется перемещение всех материальных потоков. Несомненны преимущества, обеспечиваемые обществу развитой транспортной сетью, но функционирование последней сопровождается ярко выраженными и осязаемыми последствиями- отрицательным воздействием транспорта на окружающую среду, прежде всего её живые компоненты и, конечно, самого человека.
Приземный слой воздуха над автотрассой и вблизи неё загрязнён аэрозольными частицами асфальта, резины, металла, свинца и другими веществами, часть которых обладает канцерогенным и мутагенным действием.
В автомобильных двигателях внутреннего сгорания при сжигании нефтяного топлива забирается из атмосферного воздуха самый ценный для живых организмов компонент-кислород, а взамен выбрасываются в него ядовитые выхлопные газы. Так, современный автомобиль для сжигания 1кг бензина расходует 12 м3 ( 2,5 м3 кислорода ). Для сравнения: взрослый человек потребляет в сутки 15,5 м3 воздуха, в котором содержится около 3 м3 кислорода. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений – бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца. В табл.1 приведен состав примесей в выбросах автотранспорта (в кг на тонну топлива).
На
состав отработанных газов двигателя большое влияние оказывает режим работы
автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения и частые её
изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению
вредных веществ. Исследования показывают, что в условиях города двигатель
автомобиля работает 30% времени на холостом ходу, 30-40% с постоянной
нагрузкой, 20-25% в режиме разгона и 10-15% в режиме торможения
Выхлопы от автотранспорта на этапе сбора ТБО из мусорных контейнеров распространяются непосредственно на улицах города вдоль дорог, оказывая непосредственное воздействие на пешеходов, жителей расположенных рядом домов и растительность. Выявлено, что зоны с превышением ПДК по диоксиду азота и оксиду углерода охватывают до 90% городской территории.
Используя информацию по городам, в которых размещены стационарные посты ФГБУ и «Центрального УГМС» (Дзержинский (ЮВАО), Клин СЗАО), Коломна (ЮВАО), Мытищи (СВАО), Подольск (ЮАО), Серпухов (ЮАО), Электросталь (ВАО) ). Была выполнена попытка выявить причинно-следственную связь канцерогенного и не канцерогенного риска для населения проживающего в этих городах от расположенных на этих территориях полигонов ТБО.
В качестве исходных данных использовались результаты доклада о состоянии санитарно-эпидемиологическом благополучия населения Московской области в 2017 году [ 7 ].
Для получения необходимой информации о причинно — следственных связях здоровья населения от экологической обстановки в перечисленных территориально-административных образований данные в докладе были обобщены в табл.3
За основу общей схемы анализа приведенных в табл.3 данных принималась гипотезу, что риск влияния на здоровье населения определяется следующими факторами:
наличием
источника воздействия ( полигон ТКО, КОС, промышленное производство,
автострада),
расстояние
от полигона до населённого пункта. Проживание в радиусе 1км от полигона ТКО —
воздействию подвергаются все группы населения; 5 км – повышается риск рака лёгких на 34% , в группе риска дети;
24 км – диоксиновое загрязнения от МСЗ;
времени аппликации – время действия источника воздействия
определяется временем функционирования полигона;
зафиксированного канцерогенного и
неканцерогенного риска. В целях
количественной оценки риска для здоровья населения от воздействия окружающей
среды в последние годы в России широко используется методология US EPA [ 8 ].
В соответствии с данной методологией идентификация опасности, оценка риска на качественном уровне, связана с особенностями загрязнения окружающей среды и выявлением проблем со здоровьем населения.
Для оценки возможного неблагоприятного влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения рассчитываются значения неканцерогенного (порогового) и канцерогенного (беспорогового) риска здоровью населения от ингаляционного воздействия химических веществ. В соответствии с [ 8 ] для неканцерогенного риска устанавливается референтная ингаляционная концентрация (RfC) не создающая для человеческой популяции риска неблагоприятного воздействия в течении жизни. Канцерогенное действие рассматривается как не имеющее порога, то есть не существует безопасных доз. при действии которых риск для здоровья равен нулю.
Риск развития неканцерогенных эффектов –коэффициент опасности HQ, осуществляется путём сравнения фактических уровней экспозиции отдельного вещества с его безопасным уровнем воздействия, а для условий комбинированного и комплексного воздействия HI расчётом суммарного индекса опасности (HI). Критерием приемлемости неканцерогенного риска является HI — риск отсутствует. Если эти показатели больше 1, то риск есть , и он тем больше, чем больше коэффициент. Каждому из факторов присваивается ранг от 0 до 3. Максимальное значение суммы рангов показывает, большую вероятность наличия причинно-следственной связи. В табл.4 приведены ранговые критерии для соответствующих факторов. При этом предполагалось. что ведущим фактором окружающей среды, влияющим на здоровье населения является атмосферный воздух.
В табл.5 приведены обобщённые данные по выявлению связи проявления канцерогенных эффектов с источниками загрязнения атмосферного воздуха
Изучение динамики загрязнения атмосферного воздуха показало, что что на протяжении последних лет приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха в городах являлись: диоксид углерода, взвешенные вещества, аммиак, сероводород источниками которых являются предположительно выбросы автотранспорта, службы обращения с ТКО и промышленные предприятия.
Данные по мониторингу качества атмосферного воздуха в Московской обл. осуществлялось в 9 городах на постах условно подразделяемых на «городские фоновые» в жилых районах, «промышленные» вблизи предприятий и «авто» вблизи автомагистралей или в районах с интенсивным движением транспорта. К сожалению нет информации по контролю за загрязнением окружающей среды на трассах транспортировки ТКО к полигонам.
Приоритетные загрязнители атмосферного воздуха от промышленных предприятий и автотранспорта: взвешенные вещества ( 99,6% -до 1 ПДК, 0,23% 1,1-2 ПДК, 0.15% 2,1-5 ПДК ); серы диоксид, диоксид азота, оксид углерода (99,8%,до одного ПДК, 0,2% — 1,1-2 ПДК) бенз(а)пирен, свинец и его соединения, формальдегид. Полигон ТБО – источник, в первую очередь, метана, двуокиси углерода, сероводорода, оксида углерода.
Частота регистрации проб воздуха с превышением ПДК м.р. наиболее высока для общераспространённых загрязняющих веществ: взвешенных веществ – 37%, диоксида азота – 29% , оксида углерода – 9%.
Превышения гигиенических нормативов (ПДК) соединений в атмосферном воздухе могут приводит к увеличению показателей заболеваемости населения болезнями органов дыхания, ассоциированных с загрязнениями атмосферного воздуха, общей смертности от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний.
Рассматривая муниципальные районы, в которых зарегистрированы превышения среднеобластного показателя ПДК по отдельным веществам видно, что однозначно определить источник этих превышений не представляется возможным. Тем более, связывать, с одной стороны, превышения с полигонами ТКО нельзя, однако с другой, можно определённо утверждать, .что автотрассы соединяют перечисленные выше населённые пункты и проходят через них. Так, что часть взвешенных веществ, особенно размером от 2,5мкм до 10 нм, образующихся в результате разрушения тормозных колодок автмобилей, при трении резиновых шин о полотно дороги, на которых сорбируются частицы сажи различных веществ в выхлопах двигателей. Эти частицы, образуют не оседающий аэрозольный фон в приземном слое атмосферы в населённых пунктах и на прилегающих территориях и обладают канцерогенными, тератогенными и мутагенными свойствами.
Кроме того, нельзя исключать влияние непрерывно действующих площадных приподнятых газоаэрозольных источников вредной примеси. какими являются полигоны ТБО. Перечисленные выше муниципальные районы и населённые пункты в табл.3 находятся под потенциальным воздействием как минимум 7 полигонов ТБО. В силу особенностей ветровой обстановки эти населённые пункты в 12-25% случаев подвергаться воздействию газоаэрозольных выбросов с этих полигонов.
Оценки
индивидуального и популяционного канцерогенных рисков здоровью для населения
городов приведенных в табл.3 в [ ]
осуществлялись только от воздействия бензола и формальдегида. Эти
вещества образуются в выбросах промышленных предприятий и при работе
автотранспорта.
Приведенные
в табл.3 данные показывают, что значения индивидуального канцерогенного риска
несколько превышают диапазон допустимого риска в городах Дзержинский, Мытищи и
Подольск.
Для Подольска отклонения канцерогенного риска однозначно связано с наличием в городе таких предприятий как Подольский трансформаторный завод, Подольский завод строительных материалов и др. Полигон ТБО Лесная расположен на Юго-западе на расстоянии долее 50 км. Вероятность распространения воздушных масс в этом направлении составляет 16,1%.
Промышленность г Мытищи представлена в основном обрабатывающей промышленностью. Полигон Коргашино расположен на севере в 8 км от города. Вероятность южного переноса составляет 26,6%, что не исключает возможности его влияния на население города и населённых пунктов, расположенных на направлении переноса. Данные по превышению ПДК по другим поллютантам отсутствуют.
Для г. Дзержинский как индивидуальный, так и популяционный риск определяется работой нефтеперерабатывающего завода, а также близостью кольцевой автотрассы. На этом фоне расположенный в 11 км полигон ТБО Торбеево может добавить к загрязнению приземной атмосферы не более 11%.
Оценка неканцерогенного риска проводилась для приведенных в табл. 3 городов по результатам мониторинговых измерений с 2012 по 2016 гг. на основании [ 8 ].
Из табл.3,5 следует, что для трёх населённых
пунктов Подольск и Дзержинск и
Электросталь неканцерогенный риск составляет 1,9-4,4. С большой вероятностью
можно утверждать, что он формируется за счёт выбросов промышленных предприятий металлургической,
нефтеперерабатывающей, машиностроительной и др. отраслей промышленности, расположенных в черте города.
Обобщённый критерий -7,10,10
соответственно
Другой крайний случай относится к Балашихе превышение риска составляет 1,9 раза, однако учитывая близость полигона ТКО «Кучино» и отсутствие промышленный предприятий весь вклад можно отнести на счёт полигона. Тем более результаты ежедневных результаты лабораторных исследований в период с 9 по 15 декабря 2017года. показывали превышения ПДК атмосферного воздуха в зоне влияния полигона ТБО «Кучино», в ближайшей жилой застройке г. Балашиха, Реутов, по сероводороду от 3 до 25 ПДК, по метантиолу — до 1,33 ПДК, по хлорметану — до 2 ПДК. Обобщённый критерий -13.
В эту же группу с повышенными значениями неканцерогенного риска входят г. Воскресенск, Серпухов — HI=3,6 и Клин HI=2,4 для которых не исключена вероятность влияния полигонов ТБО и канализационных сооружений, с обобщёнными критериями – 13,11, 11 соответственно.
Для третьей группы, г Мытищи — HI=2,8 и Ленинский- HI=1,9 наиболее вероятно влияние автотранспорта., Вблизи автомагистралей; фиксировались наибольшее количество превышений ПДК по взвешенным веществам 2,1-5 ПДК. Обобщённый критерий -10
Приведенный выше анализ показывает, что предложенная методология оценки причинно-следственной связи влияния ТБО на здоровье населения работает. Эффективность методики может быть улучшены путём увеличения количества факторов, введения критериев основанных не на субъективном факторе, а на статистически значимых критериях. Это в свою очередь потребует наличия первичных данных наблюдения для исследования связи источника поступления вредных веществ (ТКО, КОС, автотранспорт и т.п.) их содержанием и распределением в различных природных средах и различных диагностических субстратах с данными о состоянии здоровья населения. полученные на основе медицинской статистики.
Литература
1.Закон Московской области № 11/2013-ОЗ от 31.01.2013 «Об административно-территориальном устройстве Московской области»
2.Постановление губернатора Московской области № 123-ПГ от 28.09.2010 «Об учетных данных административно-территориальных и территориальных единиц Московской области»
3. Балахчина Т.К. Оценка воздействия свалочного газа с полигонов твердых бытовых отходов на человека//Научный диалог. 2012. № 2. С. 41-57.
4. Куриленко В.В., Подлипский И.И., Осмоловская Н.Г. Эколого-геологическая и биогеохимическая оценка воздействия полигонов бытовых отходов на состояние окружающей среды //Экология и промышленность России. 2012. № 11. С. 28-32
5. .Масликов В.И., Чусов А.Н., Черемисин А.В., Рыжакова М.Г. Оценка геоэкологического риска загрязнения атмосферы выбросами полигонов ТБО для выбора мероприятий по рекультивации //Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2012. № 1-1 (147). С. 239-243.
6 Доклад
«О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2016 году».
7.Государственный доклад «О состоянии
санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Московской области в
2017 году».
8 «Руководство по оценке
риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих
окружающую среду» Р 2.1.10.1920-04.)
9.Carroll
Wilson. Man’s Global Impact on the Environment: A Study of Critical
Environmental Problems, MIT Press, Cambridge, Mass 1971.
10.Mokhiber
R. The Ecologist 1998; 28(2): 57-8.
11.Soto AM, Chung KL, Sonnenschein C. The
pesticides endosulphan, toxaphene and dieldrin have estrogenic effects on human
estrogen-sensitive cells. Environ Health Perspect 1994;102(4): 380-3.
12. Abou-Donia MB, Wilmarth KR, Jensen KF et al.
Neurotoxicity resulting from co-exposure to pyridostigmine bromide, DEET and
permethrin: Implications of Gulf War chemical exposures. J Toxicol Env Health
1996; 48(1): 35-56.
Московский экономический журнал 7/2019
|
УДК: 621.3
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-17015
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ОПАСНЫХ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
INFORMATION SYSTEMS FOR MONITORING DANGEROUS INDUSTRIAL OBJECTS
Фролов Алексей Александрович, аспирант 3 курса, ФГБОУ ВО «Самарский государственный
технический университет»
Научный руководитель: Губанов Николай Геннадьевич, кандидат
технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Автоматизация и управление
технологическими процессами» «Самарский государственный технический
университет»
г. Самара, Россия
Frolov Alexey Alexandrovich, Graduate student 3 courses, FGBOU IN «Samara State Technical University»
Scientific adviser: Nikolai G. Gubanoy,Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department «Automation and management of technological processes», «Samara State Technical University», Samara, Russia
Аннотация: В
связи с быстрым развитием и расширением способностей и масштаба производства,
благодаря использованию энергонасыщенных технологий и опасных веществ
возможности людей увеличились. Вместе с этим увеличился рост чрезвычайных
ситуаций на производствах, ведущих к социальным, экономическим и экологическим
последствиям. Данная статья посвящена вопросам изучения чрезвычайных ситуаций
техногенного характера на промышленных объектах.
Для контроля исправности работы
оборудования и персонала производства необходимо постоянно следить за каждым
объектом производства в целях оперативного реагирования на изменение факторов
оборудования, влияющих на безопасность объекта.
От этого возникла необходимость
создать систему мониторинга всех видов производств во избежание чрезвычайных
ситуаций.
Summary: Due to the rapid development and expansion of the capabilities and scale of production, thanks to the use of energy-rich technologies and hazardous substances, the possibilities of people have increased. At the same time, the growth of emergency situations in industries leading to social, economic and environmental consequences has increased. This article is devoted to the study of man-made emergency situations at industrial facilities.
To control the operation of equipment and production personnel, it is necessary to constantly monitor each production facility in order to promptly respond to changes in equipment factors that affect the safety of the facility.
From this it became necessary to create a monitoring system for all types of production in order to avoid emergency situations.
Переход на новый индустриальный
уровень развития невозможен без грамотного подхода к использованию ресурсов и
минимизирования экологического и экономического ущерба от чрезвычайных
ситуаций. К данному вопросу необходимо подходить с научной точки зрения для
организации технологической и экологической безопасности всех видом отраслей
промышленности.
Большая часть техногенных
чрезвычайных ситуаций несут колоссальный вред экологической безопасности и
окружающей среде, поэтому промышленные ЧС могут быть отнесены к проблеме
экологической безопасности. Ежегодно от промышленных аварий страдают около 300
тыс. человек, среди которых около 50 тыс. погибают. Промышленные ЧС также
наносят большой экономический ущерб. Общий экономический ущерб от техногенных
аварий составляет 2,5 млрд. в год.
Актуальность вопроса обеспечения
промышленной и технологической безопасности стремительно растет с каждым днем,
идя в ногу с индустриальным прогрессом.
Системы
мониторинга и обеспечения промышленной безопасности основана на технических и
управленческих принципах. В первую очередь это данный алгоритм выявляет и
оценивает опасности в производстве, что позволяет максимально быстро
разработать пути борьбы с чрезвычайными ситуациями. Второе, оценка исправности
и выполнений всех инструкций по созданию оборудования для производств. Эта
часть мониторинга является одной из важнейших, так как при неисправном
оборудовании на производстве большая вероятность чрезвычайных происшествий.
Также
немаловажную роль в обеспечение безопасности на производстве играет оценка
безопасности при нормально эксплуатации путем мониторинга состояния конкретного
производственного объекта. Объектом производства является:
Человек;
Машина;
Среда обитания.
Предметом
изучения безопасности являются объективные закономерности возникновения и
предупреждения происшествий при функционировании таких систем.
Информационная система мониторинга
Важным
инструментом системы промышленной безопасности является ее декларирование.
В
федеральном Законе «О промышленной безопасности опасных производственных
объектов» от 21.07.1997 № 116-ФЗ предусмотрена разработка декларации
промышленной безопасности, предполагающая оценку риска аварий и связанной с ним
социально-экономической и экологической угрозы на основе мониторинга и аудита
безопасности объекта.
Обычно
анализ риска рассматривают как часть системного подхода к принятию
социально-политических решений, управленческих процедур и практических мер в
решении задач предупреждения или уменьшения опасности для жизни человека,
заболеваний или травм, ущерба имуществу и окружающей среде.
Информационная система промышленной безопасности включает в себя три
основных блока:
Контрольно-визуальный;
Контрольно-технологический;
Документарный.
Контрольно-визуальный блок включает в
себя ведение видеозаписи визуального осмотра в режиме реального времени.
Контрольно-технологический блок
включает в себя слежение и запись параметров промышленного оборудования и
объектов. Данный блок оповещает о нарушении каких-либо характеристик. Фиксирует
отклонения от заданной программы и первым обнаруживает инциденты, связующие с
возникновением аварии на производстве на самом раннем уровне их появления.
Документарный блок должен включить в себя
проверку документов и документации, большая часть которой может производиться
дистанционно.
Таким образом,
система мониторинга безопасности промышленных объектов необходимая часть
производства, вне зависимости от опасности и уровня сложности вида
промышленности. Важно учитывать как классические методы, так и современный
комплексный подход к охране окружающей среды и экологической безопасности
жизнедеятельности человека.
Список использованной литературы
1. Аварии
и катастрофы. Предупреждение и оценка последствий. В 4-х томах / Под ред. К.Е.
Кочеткова, В.А. Котляровского. М.: Ассоциация строительных вузов, 1995–1997.
Железняков А.Б. Советская космонавтика: хроника аварий и катастроф. СПб.:
Наука, 1998.
2. Безопасность
жизнедеятельности. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях:
учеб. пособие для студ. высш. учеб.
заведений /Я.Д. Вишняков и др. – 3-е изд., испр. – М.: Издательский центр
«Академия», 2008. – 304 с.
3. Гражданская
защита. Энциклопедия. Т.11 / Под общ. ред. С. К. Шойгу; МЧС России. – М.: ЗАО
ФИД «Деловой экспресс», 2007. – 548 с.
4. Федеральная служба по
технологическому, экологическому и атомному надзору URL: http://www.gosnadzor.ru
Московский экономический журнал 7/2019
|
Анализ
использования мембраны из поливинилхлорида в строительстве
Analysis of the use of a
membrane of PVC in construction
Севостьянова Илона Михайловна,
кафедра строительные материалы и технологии строительства, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) sevost.ilona@list.ru
Субботина Елизавета Константиновна,
кафедра стандартизации, метрологии и управления качеством, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) subbotina.liza@mail.ru
Иванова Елена Радионовна,
кафедра промышленного и гражданского строительства, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) ivanovaelena@mail.ru
Амзаракова Полина Александровна,
кафедра экспертизы и управления недвижимостью. ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) amzarakovapolina@bk.ru
Лукина Лидия Андреевна,
кафедра промышленного и гражданского строительства, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) lukinalida@gmail.ru
Аннотация: Строительные
мембраны необходимы для защиты здания от атмосферных осадков и ветра. При этом
любая мембрана должна выпускать пар наружу, поэтому этот материал и является
полупроницаемым. В общих чертах, мембрана разделяет между собой две среды,
направленно перемещая вещества из внутренней в наружную. В данной статье
рассмотрен новый метод оценки качества гидроизоляционных работ, выполненных с
использованием ПВХ мембраны. Рассматриваются способы, применяемые при
составлении экспертного заключения.
Рассматриваются плюсы и минус разработанного суммарного метода. Данный
метод может быть применён судебным строительно-техническим экспертом при
обследовании объекта экспертизы. Мембраны сумели занять обширную нишу в сфере
строительства и частично вытеснить с рынка традиционно применяемые кровельные
битумные покрытия.
Summary: Building membranes are necessary to protect the building from precipitation and wind. In this case, any membrane should let the steam out, so this material is semipermeable. In general, the membrane separates the two media, directing the substances from the inner to the outer. In this article, a new method for assessing the quality of waterproofing works performed using a PVC membrane is considered. The methods used to draw up an expert opinion are considered. The pros and cons of the developed summary method are considered. This method can be applied by a forensic construction and technical expert in the examination of the object of examination. The membranes managed to occupy a vast niche in the construction sector and partially supplant the traditionally used roofing bituminous coatings from the market.
Ключевая слова: метод
оценки качества, гидроизоляция, нарушения, суммарный метод, диапазон
оценивания, степень оценки качества, кровля.
Keywords: method of quality assessment, waterproofing,
violations, the total method, the range of assessment, the degree of quality
assessment, roofing
Мембрана
из поливинилхлорида (ПВХ) является современным универсальным строительным
материалом, одновременно сочетающим в себе гидроизоляционные свойства и
качества верхнего покрывного слоя кровли. Материал состоит из армирующей сетки,
с двух сторон покрытой слоями полимера.
Для
повышения эксплуатационных свойств в синтетический материал добавляются
пластификаторы. Верхний (наружный) слой ПВХ имеет более светлый оттенок, что
обеспечивает меньшую степень нагрева мембраны при ее эксплуатации на открытом
воздухе в летний период. Дополнительно этот слой содержит в своем составе такие
добавки, как антипирен, стабилизатор и мел. Нижний (внутренний) слой покрытия
окрашивается в черный цвет во избежание ошибок при монтаже. Применение мембраны
ПВХ Максимальное распространение ПВХ мембрана получила в конструкциях кровель.
При этом ряд технических качеств позволяет использовать этот полимерный
материал и во многих других областях строительства. Наиболее известными из них
являются: защита оснований зданий и сооружений от грунтовых и техногенных вод,
обладающих химической агрессией; гидроизоляция фундаментов; защита элементов
ландшафтной архитектуры от разрушения под действием влаги: конструкции террас,
зеленых кровель; гидроизоляция искусственных водоемов, бассейнов и других
емкостных сооружений; защита от затопления тоннелей, подземных автостоянок,
шахтных конструкций; многослойная конструкция полов в душевых, банях, бассейнах
и производственных помещениях с мокрыми процессами.
Кроме
нового строительства мембрана широко применяется при выполнении ремонтных и
восстановительных работ. Поливинилхлорид хорошо совместим с покрытиями на
основе битума, благодаря чему может использоваться для реконструкции кровель
плоского и скатного типов. Преимущества использования мембраны из
поливинилхлорида Гидроизоляционные мембраны стали повсеместно применяться в
строительной индустрии относительно недавно. В Европейских странах устройство
кровель из ПВХ мембран получило распространение с 60-х годов прошлого столетия,
а на Российском рынке материал появился лишь в середине 90-х.
Несмотря
на это мембраны сумели занять обширную нишу в сфере строительства и частично
вытеснить с рынка традиционно применяемые кровельные битумные покрытия. [1]
Росту
популярности материала способствуют такие его достоинства: высокая стойкость к
механическим воздействиям; эластичность и возможность укладки на поверхности
сложных форм; наличие специальных неармированных элементов для возможности
выполнения гидроизоляции кровли в труднодоступных местах примыканий;
устойчивость к воздействию химически агрессивных веществ, влаги,
ультрафиолетового и радиоактивного излучения; широкий диапазон эксплуатационных
температур; пожарная безопасность (материал не поддерживает горение); простота,
технологичность и высокая скорость монтажа; различные способы соединения
отдельных элементов мембраны: термическое соединение, склеивание полимерными
составами и другие; возможность монтажа в условиях отрицательных температур (до
-20 градусов); удобство выполнения ремонтных работ; низкая стоимость выполнения
кровельных работ; материал надежен и прост в эксплуатации, не требует
специального обслуживания; высокий срок службы материала (от 20 до 30 лет в
зависимости состава и добавок); экологическая безопасность.
Для
возможности применения мембран ПВХ в разных сферах строительства,
промышленность выпускает материал различных модификаций. В зависимости от
производителя маркировка материала может отличаться, но основной перечень
разновидностей полимерного покрытия имеется у каждого из них. Наиболее
распространенной является марка MP, где в качестве армирующего слоя
используется полиэстеровая сетка. Разновидность SL обладает повышенной стойкостью
к химическим веществам, однако не имеет дополнительной защиты от
ультрафиолетового воздействия. Считается наиболее подходящей маркой для
выполнения гидроизоляции. В кровельной мембране с обозначением МАТ в качестве
армирующего элемента используется стеклохолст или стекловолокно. Материал
надежно защищен от воздействия ультрафиолетового излучения. Модификация SRV
имеет двойное армирование: полиэстеровая пленка и стеклохолст. Марка SA
выпускается без армирования и служит для гидроизоляции сложных и труднодоступных
элементов кровли. Монтаж гидроизоляционной мембраны Мембрана ПВХ кровельная
поставляется в виде рулонов шириной 1200-1500 мм.
Толщина
слоя покрытия составляет 0,8-2 мм. Масса квадратного метра кровли такого типа в
среднем 1,2-1,5 кг. Оптимальные геометрические и технические параметры
материала обуславливают технологичность и высокую производительность выполнения
монтажа. Скорость укладки мембраны превышает скорость устройства кровли из
материалов на основе битума в несколько раз. Звено опытных кровельщиков в
составе трех человек за одну смену способно перекрыть поверхность плоской
кровли площадью до 800 квадратных метров. Монтаж можно выполнять при
неблагоприятных погодных условиях. Укладку мембраны допускается производить
прямо поверх старого битумного покрытия после предварительной его очистки от
мусора. Работы по монтажу выполняются различными способами. Основными методами
устройства кровли из мембраны ПВХ являются следующие: сварка. Применяется для
соединения стыков отдельных полос материала при помощи нагнетания воздуха,
нагретого до температуры в несколько тысяч градусов. На ровных участках плоской
кровли используется автоматический сварочный аппарат, перемещаемый вдоль стыка,
а на участках примыканий, в местах поворотов и соединений строительных
конструкций покрытия – ручной фен; склеивание. Метод подразумевает
использование специальных самоклеящихся лент (по типу двустороннего скотча).
Применяется реже, чем сварка, вследствие низкой механической прочности клеящих
элементов; крепление балластом. Метод распространен при устройстве плоских
эксплуатируемых, инверсионных и «зеленых» кровель.
В
этом случае мембрана прижимается к строительным конструкциям покрытия при
помощи балласта весом 50-70 кг/м2. В качестве балласта применяется галька, щебень,
гравий, камень. Во избежание повреждения мембраны ПВХ, поверх нее обычно
предусматривается укладка защитного геотекстильного полотна; механическое
закрепление при помощи саморезов. Выполняется по периметру кровли и в местах
швов. Метод может комбинироваться с другими способами укладки и служит для
увеличения надежности эксплуатации покрытия; крепление к поверхности при помощи
клея. При наличии сложной геометрии строительных конструкций кровли мембрана
ПВХ может крепиться на деревянные, металлические и железобетонные поверхности
при помощи монтажного клея. По периметру кровли и на ее выступающих частях
материал дополнительно фиксируется краевыми рейками для предотвращения
нарушения гидроизоляции.
Самой
распространенной и неприятной проблемой является нанесение механические
повреждений в процессе монтажа. Иногда они возникают из-за непрофессионализма
кровельщиков, не знающих, например, о том, что по мембранной кровле нельзя
передвигать грузы «волоком». Однако эта проблема намного шире, и причина ее кроется
скорее в неправильной организации строительства в целом. Например, к моменту
начала кровельных работ у подрядчика может отсутствовать необходимое
технологическое оборудование – это первый тревожный знак. Низкий уровень
организации при проведении смежных работ — второй фактор. Когда на кровле
одновременно или поочередно работает множество людей, часть которых могут быть
не осведомлены о правилах эксплуатации мембранной кровли, досадные повреждения
мембран практически неизбежны. Также установка антенн, кондиционеров и прочего
технического оборудования часто производится с нарушениями правил эксплуатации
полимерных мембран, в результате чего владелец здания в итоге может увидеть на
свежеуложенной мембране аккуратно вырезанные отверстия для проводов и труб, забитые
насквозь дюбели, следы сварочных работ и прочие неприятные вещи, буквально
сводящие «на нет» защитные и гидроизоляционные свойства покрытия. Четкая
организация работ по монтажу мембранной кровли и недопущение простоев также
очень важны. Правильно сваренный шов полимерных мембран будет абсолютно
герметичным и надежным, однако при значительных перерывах в монтаже, кромки
мембран могут загрязняться и если пренебречь их очисткой перед возобновлением
работы, то сварной шов в этом месте будет ненадежным. Самым неприятным в этой
ситуации является невозможность выяснить – кто же все-таки ответственен за
брак? Производитель материалов редко дает гарантию на кровлю, понимая, что
подавляющее большинство проблем возникает из-за ошибок монтажа, а подрядчики
также не готовы брать на себя ответственность, так как на отечественном рынке
строительных материалов могут встречаться бракованные и контрафактные продукты.
Страдает в итоге заказчик, оставаясь со своими проблемами практически один на
один.
Что
бы установить причину протечки мембранной кровли здания или сооружения,
обращаются к экспертам. Они сделают экспертизу мембранной кровли и проведут все
необходимые исследования. [3]
С
такой же целью в группу компаний «МНСЭ» обратилась организация.
Объект расположен на первом этаже, примыкающий к жилому зданию, общей площадью
2000м2. Водосток с кровли — внутренний организованный. На кровлю выведены
каналы системы вентиляции. Мембранные материалы изготовлены из ПВХ, швы
мембранных полотен выполнены сваркой при помощи горячего воздуха.
Судебно
строительно-техническая экспертиза мембранной кровли включает в себя:
составление вопросов для строительной экспертизы мембранной кровли;
выезд экспертов, специализирующихся на строительной экспертизе мембранной кровли;
изучение документации на мембранную кровлю (смета, проект, договор);
определение качества сборки всех элементов кровли;
выявление нарушений и несоответствий мембранной кровли проекту;
формирование строительного заключения по результатам строительной экспертизы мембранной кровли.
Выехав
на объект, специалисты произвели полный
осмотр кровли, все необходимые вычисления и обследования. Был установлен ряд
дефектов и несоответствий. В данном случае причина дефектов мембранной кровли —
несоблюдение монтажником требований инструкции по монтажу, включающее в себя
некачественное сваривание швов и стыков, выполненных внахлест.
Заключение,
составленное экспертами, послужило основанием для для взыскания с подрядчика
денежной суммы. В конечном итоге, все дефекты были исправлены за счет
подрядчика.
Состав
работ судебно строительной экспертизы
гидроизоляции (для каждого случая всегда индивидуальный состав работ) нов
основном :
1
этап (подготовительный, обычно проводится вместе со 2 этапом):
составление вопросов для строительной экспертизы гидроизоляции;
составление программы обследования;
изучение документации на гидроизоляцию, например: проект, смета, договор и т.п.;
2
этап (обследование гидроизоляции):
выезд экспертов, специализирующихся на строительной экспертизе гидроизоляции;
формирование строительного заключения по результатам строительной экспертизы гидроизоляции;
проверка строительного заключения начальником отдела строительной экспертизы;
проверка строительного заключения генеральным директором экспертного учреждения;
печать строительного заключения.
Мы
предлагаем ввести такой метод в котором, перечисленные выше нарушения будут
оформлятся в виде таблицы. К каждому нарушению присваивается свой диапазон
оценивания в зависимости от количества нарушений. Диапазон показывает степень
значимости того или иного дефекта, ошибки, выявленные в конструкциях.
Нарушения, влияющие на несущую способность здания, оцениваются наивысшим баллом
(от 70 до 100). Дефекты, которые не представляют большой опасности для здания,
но требуют принятия мер по их устранению, оцениваются средним баллом (от 40 до
69). Нарушения, не представляющие угрозу зданию и не требующие серьёзных мер по
их устранению оцениваются минимальным баллом (от 1 до 39).
Данный
метод оценки качества строится на том, что в конце проведения судебной
строительно-технической экспертизы за каждое нарушение выставляется оценка.
В
конечном результате баллы суммируется и появляется итоговая оценка, которая
определяет степень качества обследуемых объектов. Всего выделяется пять
степеней. [3]
Первая
степень. Конструкции выполнены качественно, с минимальными нарушениями или их
отсутствием. Данная степень присваивается в случае, когда общая сумма балов
менее 100. [2]
Вторая
степень. Конструкции выполнены качественно, присутствуют нарушения, не влияющие
на несущую способность здания или сооружения. Данная степень присваивается,
если общая сумма баллов находится в диапазоне от 101 до 300.
Третья
степень. Конструкции выполнены не качественно, на несущую способность здания
или сооружения выявленные дефекты не влияют, но требуют разработки мер по
комплексному устранению. Общая сумма баллов по третьей степени варьируется от
301 до 550.
Четвёртая
степень. Конструкции выполнены не качественно, присутствует опасность
разрушения или значительных деформаций конструкций, выявленные нарушения
необходимо устранить в срочном порядке. Общая сумма баллов варьируется от 551
до 750.
Пятая
степень. Конструкции выполнены с грубыми нарушениями, которые влияют на несущую
способность здания. Опасность разрушения велика, необходимо провести
капитальный ремонт, реконструкцию или поставить вопрос по сносу здания. Данная
степень присваивается, если общая сумма баллов более 750.
Разработанный
метод позволяет оценить качество обследуемых зданий или сооружений. Он может
быть применён судебным строительно-техническим экспертом при обследовании
объекта экспертизы. Результат суммарного метода позволяет разработать
дальнейшие мероприятия по устранению выявленных несоответствий.
Список литературы
Клюев
К.А, Кузнецов А.А. Влияение дефектов конструкций и ошибок проектирования на
этапах возведения монолитного каркасного здания // СтройМного. – 2017. – №1. –
с. 6.
Электронный
фонд правовой и нормативно-технической документации / СП 13-102-2003 «Правила
обследования несущих строительное конструкций зданий и сооружений» / [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: URL: http://docs.cntd.ru/document/1200034118 (дата
обращения: 25.05.2019).
Электронный
фонд правовой и нормативно-технической документации / ГОСТ 31937-2011 «Здания и
сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» /
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: http://docs.cntd.ru/document/1200100941
(дата обращения: 24.05.2019).
Московский экономический журнал 6/2019
|
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-16037
ПРОБЛЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ ЗАПАСОВ И РЕСУРСОВ НЕФТИ И ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПУТЬ ИХ РЕШЕНИЯ
THE PROBLEMS OF
CLASSIFICATION OF RESERVES AND RESOURCES OF OIL AND COMBUSTIBLE GASES AND THE
WAY THEIR DECISIONS
Деменков Олег Викторович,
бакалавр, кафедра теоретической и прикладной химии, Высшая школа естественных
наук и технологий, Северный арктический федеральный университет им. М.В.
Ломоносова, Россия, г. Архангельск
Demenkov Oleg, bachelor, Department of
theoretical and applied chemistry, Higher school of natural Sciences and
technologies, Northern Arctic Federal University. M. V. Lomonosova, Russia,
Arkhangelsk
Аннотация:Министерство
природных ресурсов и экологии Российской Федерации приказом от 01.11.2013 г. №
477 утвердило «Классификацию запасов и ресурсов нефти и горючих газов», ввод
которой в действие определен 1 января 2016 г. В данной работе проведен анализ
основных проблем данной классификации, а в частности подсчетов и постановки
полезных ископаемых на государственный баланс.
Summary: The Ministry of natural resources and ecology of the Russian Federation by the order of 01.11.2013 № 477 approved the «Classification of reserves and resources of oil and combustible gases», the entry into force of which is determined on January 1, 2016. In this paper, the analysis of the main problems of this classification, and in particular the calculations and statement of minerals on the state balance.
Key words: сlassification of minerals, estimation of mineral resources, the probabilistic method deterministic method, the classification of PSE-PRMS.
Министерство
природных ресурсов и экологии Российской Федерации приказом от 01.11.2013 г. №
477 утвердило «Классификацию запасов и ресурсов нефти и горючих газов», ввели
которую в 2016 году [2]. Это уже одиннадцатая отечественная классификация
запасов и ресурсов нефти и горючих газов [4].
Т.к.
разница при оценке международных аудиторов использующих классификацию SPE доходит до 30%, возникла
необходимость введении новой классификации запасов в России.
Когда
британская компания BP
в 2012 году опубликовала свою оценку российских активов газа по классификации SPE, запасы газа промышленной категории
составили 32,9 трлн. м3. По
российской классификации запасы газа промышленной категории составили 44,6
трлн. м3. Разница при подсчетах составила 26%.
Различия
при подсчете и оценке запасов нефти и газа между отечественной классификации и
международными являются:
а)
Неоднократное изменение условий выделения большого количества отечественных
категорий запасов и ресурсов;
б)
Изменение условий выделения участков подсчета запасов высоких категорий;
в)
Разница при определении значения коэффициента обуславливающего объемы
извлечения газа и конденсата, нефти;
г) Как и в Советском Союзе не учитывается экономическая оценка значимости выявленных запасов нефти и газа [4].
В
большинстве странах мира, где основным доходом является добыча нефти и газа,
используется классификация SPE.
Также эту классификацию используют нефтяные компании, для того чтобы определить
свои реальные активы. Главное отличие
отечественной классификации запасов по сравнению международной является система
подсчета.
Отечественная
классификация использует детерминированный метод подсчета. Он основывается на
известных геологических, инженерных и экономических данных. При расчетах
используется статичные значения параметров, таких как: пористость, мощность,
площадь и т.д. При использовании данного метода результатом будет точное
значение запасов. По классификации SPE используется вероятностный метод. При
таком методе анализ известных геологических, инженерных и экономических данных
подсчитывается с учетом заданной дисперсии и кривых распределения. На кривых,
на входе и на выходе значения с вероятностями появления значений.
С того момента, когда в Росси началась добыча нефти, был принят детерминированный метод, при подсчете на выходе которого будет всегда одно значение запасов. При использовании детерминисткого подхода, запасы нефти и газа не будут соответствовать действительности. В таких странах как США, Ирак и Иран используется вероятностная модель подсчета, т.к. этот подход отражает действительные активы и правильнее со стороны ведения нефтяного бизнеса. [1].
У
российских компаний, занимающихся нефтедобычей актуальными являются три
классификации:
а)
«Классификация запасов и ресурсов нефти и горючих газов» Российской Федерации.
Отечественная классификация применяется только в России, международные
организации ее не признают
б) Классификация SPE-PRMS общества инженеров-нефтяников. В
странах Персидского залива и Америки данная классификация наиболее
распространена.
в)
Классификация SEC. Данная классификация является обязательной для компаний,
которые выводят свои акции на американскую Комиссию по рынку ценных бумаг.
В
странах, где основной доход является добыча нефти, используют классификацию SPE-PRMS общества инженеров-нефтяников
Для
примера в расхождениях объемов подсчета запасов нефти между двумя методами
детерминированным и вероятностным, рассмотрено и применен
вероятностно-статического модуля RMS «Uncertainty». Он может идентифицировать и
оценивать степень неопределенности в модели и создавать дисперсионные модели с
учетом неопределенности
Рассмотрим на примере месторождение №2 Бобриковского горизонта, Сиреневского месторождения.
Была
построена геологическая модель с учетом разброса значений. Разброс дисперсий по
значениям задавался по следующим параметрам:
После
того как была произведена настройка переменных неопределенности и разброса
переменных, было задано определенное количество реализаций. Т.к. чем больше величина,
тем будет больше совершенно прогонов изменения каждого коэффициента. В нашем
случае было задано двести реализаций.
Геологические
запасы, которые были посчитана по вероятностной модели Бобриковского горизонта,
на выбранной залежи составили: Р90– 2,05 млн. м3; Р50– 2,2 млн. м3;
P10– 2, 33 млн. м3.
Геологические
запасы, посчитанные по детерминированной модели составили 2,76 млн. м3.
По
полученным данным, были произведены сравнения. Геологические запасы, которые
были посчитаны по вероятностной модели взяты категории Р50 – как наиболее вероятные
запасы, они составили 2,2 млн. м3
нефти. Для детерминированной модели подсчета запасы нефти составили 2,7 млн. м3. Разница составила 19%
между двумя моделями подсчетаю
Сопоставление
полученных данных показало несколько зон, которые разнятся статистикой
геологических запасов. На рисунке представлено карты эффективных
нефтенасыщенных толщин. Центральная часть имеет разные изопахиты. Карта,
которая была построена по детерминированной методом, значение доли коллектора
значительно выше, чем на карте, построенной вероятностным методом.
В
вероятностно-статическом методе каждое значение в формуле подсчета запасов в
условиях неопределенности, задан с учетом дисперсии.
В
детерминированной геологической модели, уровень вода нефтяного контакта на
данном поднятии принят по данным геофизического исследования скважин и
определен на отметке 930 м.
По
вероятностной модели при подсчете параметра категории Р50 уровень вода
нефтяного контакта 929,5 м был принят из двух ста вариаций, что на 0,5 м
меньше, чем по детерминированной 3D
геологической модели [1].
Проблемы
в новой классификации запасов Российской Федерации:
а)
Интеграция с международными классификациями так и не состоялась;
б)
В новой классификации запасов состоялись изменения только в смене категории запасов;
в)
Подсчет по детерминированной модели количества запасов так и остался.
В сложившейся ситуации, оптимальным вариантом на мой
взгляд будет: введение рейтинговой системе оценке месторождений нефти и газа на
основе геологической изученности, какими способами производится добыча и третий
рентабельность месторождений.
Данная рейтинговая система будет иметь вид X1X2X3,
каждый из индексов отвечает за свой фактор. А – благоприятная оценка, Б – менее
благоприятная оценка, ниже, чем А, В – не благоприятная оценка, ниже чем Б. Для
того, чтобы делать промежуточные оценки, можно добавлять «+» или «–».
X1 –
данным индексом можно обозначать категории геологических запасов и особенности
месторождения. Он будет сохранять категорию запасов месторождений по
действующей классификации. Также можно добавлять знак «+» или «–» к
соответствующей букве, для уникальных месторождений с запасами свыше трех сот
миллионов тонн нефти добавится «+», а для небольших месторождений с запасами
меньше трех миллионов тонн нефти добавится «–». Индекс, на котором ведется
добыча с проектным документом, будет выглядит так: А+ X2X3. Т.е.
месторождение относится к уникальным с категорией запасов А –
разрабатываемые, разбуренные.
X2 –
технология добычи запасов на месторождении.
Индекс А- месторождение осваивается апробированным методами. Индекс Б –
на данный момент нету доступных технологий для добычи. Но могут быть введены до
начала добычи. У недропользователя должны быть договора на поставку или на
аренду оборудования, еще до начала добычи. Индекс В – на данный момент нету
технологий добычи для месторождения. К таким категориям запасам относятся C1,
для данной категории нету апробированных методов и их аналогов в мире для их
добычи.
X3
— экономико-географические параметры месторождения. Индекс А – на месторождении
уже понесены капитальные затраты на обустройство, на месторождении уже есть
инфраструктура для поставки продукции потребителю, с данным потребителям уже
заключены договоры на поставку. Расчеты по экономической эффективности
указывают на нормальный уровень рентабельности.
Индекс Б – месторождение находится рядом с
инфраструктурой и вблизи районов с традиционными методами добычи. На данной
инфраструктуре есть свободные мощности для доставки продукции. С потребителями
ведутся переговоры на поставку продукции. Капитальные затраты не должны быть
превышены, расчеты экономической эффективности еще не подтверждена.
Индекс
В – месторождение находится далеко от мест с традиционными методами добычи и
инфраструктуры. Потребители и рынки сбыта не найдены.
Пример:
А+АБ. Индекс А+ — уникальное месторождение, разрабатываемое, разбуренное. Следующий индекс А — месторождение
осваивается апробированным методами. Индекс Б – месторождение находится вблизи
районов с традиционными методами добычи, рядом находится инфраструктура,
которая на которой есть свободные мощности, с потребителем ведутся переговоры
на поставку продукции, но окупаемость еще не подтверждена [5].
Преимущества
данной рейтинговой системы:
а)
Сохранения в первом индексе существующую на сегодня классификацию запасов по
степени геологической изученности. Никаких изменений в объемах запасах и
дальнейшем их пересчете не потребуется.
б)
Можно делать выборки по параметрам, например по технологическим и
экономическим. Запасы, ранее относимые к одной группе разобьются на несколько
групп.
в)
Будут данные для аналитического анализа. Будет видно для каких категорий
запасов необходимо развивать новые технологии добычи. На каких месторождениях
развивать инфраструктуру.
г)
Можно будет увидеть сколько трудно-добываемых запасов в отдельно взятых
регионах или государства.
д)
Позволит провести объективный анализ фонда недр как с точки недропользователя,
так и на государственном уровне, что даст правильные приоритеты в краткосрочной
и долгосрочной перспективе.
е)
Позволит планировать государственный баланс углеводородов для планирования
бюджета страны, развивать новые технологии добычи, а также
Законы,
кодексы и нормативно-правовые акты российской федерации // Приказ Минприроды России от 01.11.2013 N 477 Об утверждении
Классификации запасов и ресурсов нефти и горючих газов [Электронный
ресурс] / .URL: https://legalacts.ru/doc/prikaz-minprirody-rossii-ot-01112013-n-477/
А.Ф. Сафаров К вопросам интеграции с международными стандартами новой
классификации запасов нефти в России, вступающей в силу с 01.01.2016 года [Электронный
ресурс] / А.Ф.
Сафаров. URL: http://www.tatnipi.ru/upload/sms/2015/geol/018.pdf
Новиков Ю.Н. Направления развития классификаций
запасов нефти и газа [Электронный ресурс] / Новиков
Ю.Н. URL: http://www.ngtp.ru/rub/3/2_2016.pdf
Ю.П. Ампилов, В.А. Холодинов, В.Н. Хоштария
Многофакторная система оценки месторождений углеводородов Российского шельфа [Электронный
ресурс] / Ю.П. Ампилов, В.А. Холодинов, В.Н. Хоштария.URL:http://neftegas.info/upload/iblock/498/498b9bad1a133ff1f1a0ab8ed016ca33.pdf
