Московский экономический журнал 12/2020

УДК 614.8.01

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10878

УЩЕРБ ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА: ОЦЕНКА И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 

DAMAGE FROM EMERGENCIES OF A MANUFACTURED NATURE: ASSESSMENT AND ECONOMIC CALCULATION

Яковлев Валерий Александрович, ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»

Яковлева Алена Афанасьевна, ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»

Yakovlev V.A., febra.t@yandex.ru

Yakovleva A.A., bt06@mail.ru 

Аннотация. В данной статье проведен анализ по тенденции развития и распространения чрезвычайных ситуаций, происходящих в зоне техносферного влияния. Приводится расчет по прогнозированию количества этих чрезвычайных ситуаций и нанесенному материального ущерба от них до 2022 г., а также предложены меры по их снижению.

Summary. This article analyzes the trends in the development and spread of emergencies occurring in the zone of technospheric influence. A calculation is given to predict the number of emergencies and material damage caused by them until 2022, and measures to reduce them are proposed.

Ключевые слова: противопожарные мероприятия, пожарная безопасность, материальный ущерб, экономическая целесообразность, технико-экономическое обоснование.

Keywords: fire prevention measures, fire safety, material damage, economic feasibility, feasibility study.

Постановка проблемы

От чрезвычайных ситуаций (ЧС) ежегодно в России погибает более 40 тыс. человек. Население и государство несут значительный материальный ущерб. Техногенная ситуация в РФ является напряжённой, а в отдельных регионах страны – угрожающей. Мониторинг техногенной безопасности на протяжении последних лет подтверждает, то что в этом аспекте приобретают свой практической вес вопросы прогнозирования убытков и предотвращения ЧС.

Современный подход предполагает не преодоление последствий чрезвычайных ситуаций, а принятие мер по их недопущению. Реализация превентивных мер невозможна без прогнозирования количества возможных ЧС и определения ущерба от них.

На сегодняшний день достоверное прогнозирование в России затруднено в связи с отсутствием единой системы мониторинга, а также надёжного информационно-методического обеспечения наблюдений.

Нерешённой проблемой является также разработка эффективного метода оценки ущерба от техногенных ЧС и формирования комплекса методологических и практических подходов к их уменьшению.

Анализ литературных данных

Исследование актуальных тенденций проявления чрезвычайных ситуаций природного и техногенного происхождения в мире показало рост риска их возникновения в ближайшее время [3]. Анализ отчетных документов ООН и Всемирного банка последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф показал существенный рост ущерба от них в последние годы [3, 4]. Проанализированы основные подходы к оценке риска чрезвычайных ситуаций различного происхождения, применяемые в РФ [2, 3] и мире [6, 7]. Учитывая системные исследования современного состояния экологической безопасности государства ведущих специалистов [1, 3], можно сделать вывод о необходимости уточнения результатов комплексного анализа актуальных природно-техногенных угроз экологической безопасности, а также совершенствование методов оценки рисков ЧС как в отдельных регионах РФ, так и в государстве в целом.

Цель статьи

Значительное количество денежных и материальных затрат в стране идет на ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций техногенного происхождения, поэтому актуальным является вопрос математически-финансового определения ущерба от них. Целью статьи является прогнозирование экономического ущерба от чрезвычайных ситуаций техногенного характера до 2022 года включительно, анализ динамики ЧС на транспорте и определения основных путей минимизации подобных убытков в будущем.

Изложение основного материала

Прогнозирование материального ущерба от ЧС обычно подразумевает установление возможного факта их появления и ожидаемых последствий. В этой статье объектом исследования и анализа является чрезвычайные ситуации техногенного характера и размер материальных убытков от них. Для прогнозирования ЧС применены экономико-математические модели.

Основными причинами возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера в России в основном является несоблюдение правил пожарной безопасности, нарушение правил дорожного движения, изношенность основных технических фондов и аварийное состояние значительной части сетей коммунального хозяйства [1, c. 25].

По состоянию на начало 2019 года существуют нерешённые вопросы функционирования Всероссийского центра мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций МЧС России (Центр “Антистихия”). Сейчас мониторинг и прогнозирование осуществляет лишь данный центр на федеральном уровне, тогда как региональные, ведомственные или другие самостоятельные системы делает это отдельно друг от друга.  

Необходимо отметить недостаточный уровень контроля со стороны руководителей соответствующих государственных органов, предприятий, учреждений и организаций по соблюдению требований и правил пожарной, техногенной безопасности и правил дорожного движения работниками и рядовыми гражданами.

В таблице 1 приведено количество чрезвычайных ситуаций техногенного характера, произошедших в 2017-2018 годах на территории РФ.

Как видно из таблицы 1, наиболее катастрофическими оказались события вследствие аварий на транспорте и пожаров / взрывов.

Таким образом, необходимо более детально исследовать ЧС, связанные именно с пожарами, взрывами, авариями на транспорте и противодействовать им в первую очередь.

На рисунках 1 и 2 проследим тенденцию изменения количества погибших и пострадавших при транспортных авариях, пожарах и взрывах в течение более длительного периода – с 2008 по 2018 годы. Из рисунка 1 видно, что количество пострадавших всегда превышало количество погибших и только в 2008 и 2015 годах они почти равны друг другу. К концу 2018 количество пострадавших на транспорте была крупнейшей за последние годы, при том, что количество погибших уменьшилось.

Из рисунка 1 заметна положительная динамика к уменьшению количества погибших и пострадавших людей от пожаров и взрывов. Это свидетельствует о повышении надёжности систем безопасности и качества работы пожарных.

Несмотря на уменьшение в 2018 году количества ЧС федерального уровня и тенденцию к снижению уровня техногенной опасности, уровне рисков возникновения ЧС техногенного характера и рисков ущерба от них остаются практически неизменными и достаточно высокими для большинства регионов России [2].

На рисунке 2 представлена динамика материального ущерба от чрезвычайных ситуаций техногенного характера за 2008-2018 годы.

Из рисунка 2 видно, что наибольшие убытки от ЧС техногенного характера были в 2009 и 2010 годах, когда убытки превышали 440 млн.руб. С 2012 года прослеживается резкое уменьшение материального ущерба и в 2013 году это значение составляет 62 млн.руб., что в 12 раз меньше чем в 2012 году.

На рисунке 3 представлена динамика количества ЧС техногенного характера, возникших в 2008-2018 годах и ее линия тренда до 2020 года.

Из рисунка 3 видно, что динамика количества ЧС техногенного характера имеет положительную тенденцию к уменьшению.

Коэффициент достоверности аппроксимации R2 показывает степень соответствия трендовой модели исходным данным. Его значение может лежать в диапазоне от 0 до 1. Чем ближе R2 к 1, тем точнее модель описывает имеющиеся данные. Видим достоверность прогноза ЧС техногенного характера составляет 0,945. Прогноз показывает, что в 2020 году количество ЧС техногенного характера может значительно снизиться.

Прогноз количества ЧС от чрезвычайных ситуаций техногенного характера проведён с помощью анализа данных F-TestTwo-SampleforVariances по трем моделям, а именно линейной, периодической и линейно-периодической. После расчёта выбрали периодично- линейную модель, которая соответствует следующим условиям [4, с. 35]:

  • критерий Фишера <F критическое;
  • наибольшее значение P (F <= f) среди других моделей.

Периодически линейный прогноз количества ЧС техногенного характера на 2019-2022 годы графически изображено на рисунке 4, он достоверность в 38,8%.

Из рисунка 4 видно, что количество ЧС техногенного характера с 2019 года продолжит снижаться и в 2022 году может равняться 17. Линейно-периодический прогноз совпадает с прогнозом линейного тренда и свидетельствует о том, что количество ЧС техногенного характера не будет увеличиваться.

Прогноз материального ущерба от чрезвычайных ситуаций техногенного характера до 2022 года также был проведен с помощью анализа данных F-Test Two- Sample for Variances. Рассчитав все три модели, выбрали линейную. Линейный прогноз материального ущерба от чрезвычайных ситуаций техногенного характера имеет вероятность 57%, что говорит о его экономической адекватности. На рисунке 5 графически изображено прогнозные данные материального ущерба от ЧС техногенного характера на 2019-2022 годы, млн. руб.

Из рисунка 5 видно, что материальный ущерб от ЧС в 2019-2022 годах будут постепенно уменьшаться.

Итак, в результате проведенных исследований установлено, что в течение 2019-2022 гг. количество ЧС техногенного происхождения и материальный ущерб от них должны постепенно уменьшаться и наносить намного меньше убытков чем было раньше.

С целью повышения безопасности и уменьшения количества ЧС техногенного характера предлагаем:

  • увеличить контроль безопасности на транспорте и предприятиях, установить жёсткие штрафы за нарушение правил безопасности;
  • повысить осведомлённость людей по правилам пожарной безопасности и безопасности движения на транспорте / дорожном движении;
  • улучшить качество автодорожного покрытия, внедрить работы по переоборудованию и модернизации железнодорожных переездов по всей территории РФ;
  • внедрить обязательную систему повышения квалификации водителей транспортных средств.

Выводы и предложения

Для повышения степени защищённости населения и территорий РФ от чрезвычайных ситуаций техногенного характера, снижения рисков их возникновения и минимизации последствий необходимо ввести единую систему мониторинга потенциально опасных объектов, а также переориентировать меры безопасности на предупреждение потенциальных техногенных угроз, то есть нейтрализацию причин их возникновения.

Литература

  1. Воробьев Ж. Л., Акимов В. А., Соколов Дж. И. Катастрофические паводки начала XXI века. Уроки и заключения. — М. : ДЕКС-ПРЕСС, 2013. — 222 c.
  2. Кокошкин К. Б. Проблемы определения угрозы от чрезвычайных ситуаций в современных условиях. — М. : Триада, ЛТД. — 2014. — № 5. — С. 29-41.
  3. Мастрюков Б. С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. — М. : Центр Aкадемия, 2013. — 314 c.
  4. Методика оценки вероятностного ущерба от вредного воздействия вод и оценки эффективности осуществления превентивных водохозяйственных мероприятий. – М.: ВИЭМС, 2006. – 153 с.
  5. Оценка последствий чрезвычайных ситуаций / Кофф Дж. Л., Гусев A. A., Воробьев Ж. Л., Козьменко С. Н. — М. : РЕФИА, 2012. — 397 c.
  6. Earle A., JagerskogA.,Ojendal J. Transboundary Water Management: Principles and Practice. — London. — Washington, DC. Congress Library, 2009 [Электронный ресурс]. URL: https://books.google.ch/books?id=mrncsakXkwk C&printsec=frontcover&hl=fr#v=onepage&q&f=false. — 250 р. (дата обращения: 10.07.2019 г.).
  7. Loures F. R., Rieu-Clarke A., Vercambre M. Everything You Need to Know About the UN Watercourses Convention. Gland: WWF International, 2008 [Электронный ресурс]. URL: file:///C:/Users/Science/Downloads/wwf_un_ watercourses_brochure_for_web_july2009_en.pdf (дата обращения: 20.07.2019 г.).




Московский экономический журнал 12/2020

УДК 908

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10827 

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОСТОЯНИЕ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ НАСЕЛЕНИЯ: СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

DETERMINANTS OF DISEASE IN THE POPULATION: SOCIO-ECONOMIC AND NATURAL AND CLIMATIC INDICATORS

Самсонова Ася Нюргуновна, старший преподаватель, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, г. Якутск

Samsonova Asya Nurgunovna, Senior Lecturer, North-Eastern Federal University named M.K. Ammosov, Yakutsk 

Аннотация. Внешняя среда как целостная система включает в себя большое число различных элементов или факторов, различающихся между собой в количественном и качественном отношении и оказывающих влияние на распространение некоторых заболеваний. Огромное число факторов внешней среды, все их многообразие можно свести в две группы. В первую очередь это природно-климатические и социально-экономические факторы, которые непосредственно являются ключевыми при определении уровня здоровья населения.

Summary. The external environment as a whole system comprises a large number of different elements or factors, varying in quantity and quality, which influence the spread of certain diseases. The sheer number of environmental factors and their diversity can be combined into two groups. First, these natural, climatic and socio-economic factors are directly central to determining the health status of the population.

Ключевые слова: природно-климатический фактор, экологический фактор, социально-экономический фактор, заболеваемость населения, окружающая среда, здоровье населения, адаптация, зависимость болезней.

Keywords: Natural and climatic factors, socio-economic factors, morbidity, environment, public health, adaptation and dependence of diseases.

Введение. Здоровье населения – один из качественных индикаторов, характеризующих состояние благополучия общества и окружающей среды. Здоровье – категория многоаспектная, складывающаяся под влиянием многих факторов. На современном этапе наиболее исследуемыми являются природно-географические и социально-экономические факторы. В этом контексте повышается роль исследований на региональном уровне, таких вопросов как оценка медико-демографической ситуации и территориальной дифференциации состояния здоровья территории.

В данной работе представлены результаты исследования состояния здоровья населения, выполненные на примере Республики Саха (Якутия) под воздействием факторов социально-экономической и природно-климатической.

Методы или методология проведения исследования. С точки зрения ВОЗ здоровье человека – социальное, которое складывается из разных параметров, которые взаимодействуют друг с другом.  Для проведения детального анализа состояния заболеваемости населения на определённой территории, необходимо учитывать ряд особенностей.

Во-первых, учитывать источники получения информации (сведения) о состоянии здоровья населения:

  1. Статистические материалы, собираемые в порядке обязательной, постоянной информации в виде отчетов органов и учреждений МЗ РФ и ЦСУ;
  2. Материалы, основанные на разработке первичных медицинских документов оперативного и учетного характера (история болезни, амбулаторная карта и т.д.)
  3. Специальные разработки с использованием различных методов исследования.

Общественное здоровье имеет очень широкий спектр проблем, поэтому оно может изучаться самыми различными методами, которые можно систематизировать в следующие группы:

  1. Медико-демографические,
  2. Медико-биологические,
  3. Медико-географические,
  4. Методы изучения заболеваемости,
  5. Методы изучения физического развития,
  6. Социально-гигиенические (Медик В.А., Юрьев В.К., 2001, C.8-10).

По проблеме исследования, необходимо учитывать медико-географические методы, это влияние природных, хозяйственных и социальных условий различных территорий на здоровье людей, их населяющих, где основной целью данных методов является оценка состояния здоровья общества.

Все этапы работы проводились с применением ГИС-пакета MapInfo (ввод картографической основы, редактирование, хранение информации); статистического пакета Statistica и MS Excel (статистическая обработка информации).

Оценка состояния здоровья населения Республики Саха (Якутия) проводилась при помощи математико-статистических методов. При статистической обработке данных, прежде всего, был проведен анализ вида их распределения. От данной процедуры зависит корректность и однозначность выводов анализа данных, а также дальнейшее применение параметрических и непараметрических методов исследования (Жижин, 2007).

На основе проделанной процедуры определения вида распределения данных с помощью программы Statistica решено было использовать в исследовании непараметрические корреляционный анализ для выявления вклада факторов среды в формирование уровня здоровья населения, поскольку данные не соответствуют нормальному распределению.

Корреляционный анализ применялся для установления связи между показателями заболеваемости населения и факторами среды (показатели природно-климатические, экологические, социально-экономические). В работе использован непараметрический корреляционный анализ Спирмена.

Ход исследования. Природно-климатический фактор. Одним из главных компонентов природных факторов, который оказывает набольшее влияние на здоровье человека, является климат. Территория республики находится в зоне экстремальных климатических факторов. В связи с очень низкой температурой в зимний период и сравнительно высокой летом, выявляется одна из характерных особенностей температурного режима территории – ее большой годовой ход, достигающий рекордных значений даже для резко континентального климата: 98°-102°. Приведенные выше факты, предполагают, чрезвычайно высокую степень адаптированности коренного населения (якутов, эвенов и эвенков) к проживанию в столь экстремальных условиях, которая включает в себя особенности физиологии организма, базирующуюся на характерном укладе (питании, образе жизни, сезонному распределению профессиональной деятельности),

Для определения роли природно-климатического фактора в формировании уровня здоровья населения был использован корреляционный анализ. В ходе анализа проверялась гипотеза о том, что могут ли показатели заболеваемости районов республики, быть приуроченные к определенным природно-климатическим показателям, т.е. отличаются ли показатели заболеваемости в зависимости от приуроченности к различным природно-климатическим показателям. Как выяснилось, зависимость прослеживается в широтной зональности территории республики. В большей степени корреляция проявляется в арктической части, где преобладают болезни органов дыхания, системы кровообращения и мочеполовой системы (рис.1).

Данный анализ показал, что существует теснота связи между показателями заболеваемости и природно-климатическими данными, что подтверждает нашу гипотезу.

Экологический фактор. Немаловажную роль среди факторов, влияющих на здоровье человека, имеет загрязнение окружающей среды, т.е. техногенный прессинг, способствующий появлению экологически обусловленных заболеваний и снижению иммунитета населения (Петрова П.Г., 2011). Однако выделить влияние данного фактора на здоровье человека весьма сложно, поэтому его оценка дается лишь на основании экспертных заключений.

В Якутии в последние годы заметно повысился интерес к экологическим проблемам заболеваемости населения, появилось достаточно много работ медико-экологического направления (Кривошапкин В.Г., Тимофеев Л.Ф., Лазебник О.А. 2005, 2012 гг. и др.).  Исследованиями этих авторов установлена связь между ухудшением экологической ситуации и состоянием здоровья населения. Особенно тесно связаны с загрязнением окружающей среды показатели младенческой смертности, новообразования и развития злокачественных опухолей, инфекционных заболеваний, гастрита, заболеваний эндокринной системы.

Оценка любого состояния окружающей среды должна начинаться с минимальных показателей. Учитывая это, Е.И. Бурцева (2006) для комплексной оценки экологического состояния территорий на основе корреляционного анализа между показателями антропогенной нагрузки (население, промышленность, транспорт), загрязнения окружающей среды, злокачественных заболеваний и состояния окружающей среды (ОС) в пределах территории Якутии выделены 3 категории экологической ситуации: благоприятная, удовлетворительная, напряженная и 6 групп состояния ОС: относительно благоприятная, удовлетворительная, относительно удовлетворительная, относительно напряженная, напряженная, крайне напряженная. По ее оценке, в республике кризисные зоны отсутствуют.

По ее данным, сельскохозяйственные районы в основном относятся к благополучной и удовлетворительной зонам, а 10 промышленных районов – к категории напряженных по состоянию ОС (табл. 1).

Из приведенных данных, по экологической оценке, территорий Якутии видно, что здесь не так много осталось экологически чистых территорий, не охваченных последствиями отрицательной антропогенной деятельности человека в республике.

Таким образом, природно-климатические и экологические факторы в значительной степени определяют многие черты уровня здоровья населения и в скрытом виде присутствуют в сферах факторов в строках «образ жизни» и «окружающая среда». В полярных районах, например, преобладают заболевания, обусловленные преимущественно природно-климатическими факторами (низкие температуры воздуха, высокая влажность, сильные ветры, резкие перепады атмосферного давления, очень активные геомагнитные явления, продолжительность светового дня и др.), которые приводят к обморожениям, метеострессам, простудным заболеваниям, нарушениям сердечно-сосудистой системы во время магнитных бурь.

Социально-экономический фактор. Общественное здоровье населения зависит также от ряда антропогенно-природных факторов. Среди этих факторов, ведущими являются социально-экономические факторы. К числу социально-экономических факторов, которые должны быть учтены, относят: численность и структуру населения, его географическое распределение, состояние жилищных условий, плотность, миграционные процессы и наряду с этим характер питания, материально-культурный уровень отдельных групп населения и состояния внешней среды. Влияние их на человека, как и природных факторов, может быть различным. Неблагоприятные социально-экономические условия могут способность возникновению и распространению многих болезней человека. То есть социально-экономические факторы указывают на качество структуры населения. Для выявления связей между показателями заболеваемости населения и отдельными факторами социально-экономической среды был использован также корреляционный анализ (рис.2).

Была выявлена взаимозависимость с данным фактором между болезнями органов пищеварения, мочеполовой системы и инфекционных паразитарных болезней.

Наибольшая зависимость проявляется в арктической зоне Якутии, где преобладают болезни органов дыхания, системы пищеварения и мочеполовой системы.

Выводы. Таким образом, выявленные связи могут свидетельствовать о том, что обнаруженные тенденции не являются четко выявленными закономерностями, несмотря на статистическую значимость коэффициентов корреляции. В настоящее время на здоровье населения оказывает влияние суммарное многофакторное воздействие, при ведущей роли социально-экономических факторов.

Литература

  1. Медик В.А., Юрьев В.К. Курс лекций по общественному здоровью и здравоохранению. Часть 1. Общественное здоровье. – М.: Медицина, 2001. – 200 с.
  2. Жижин К.С. Медицинская статистика: Учебное пособие / к.с. ЖиЖИН. -Ростов Н/Д: Феникс, 2007. -160 с. – (Высшее образование).
  3. Петрова П.Г. Эколого-физиологические аспекты адаптации человека к условиям Севера. Акад. наук Респ. Саха (Якутия), Сев.-Вост. федер. ун-т.им. М.К. Аммосова, Мед. Ин-т. – Якутск: Дани АлмаС, 2011. – 272 с. – С.
  4. Кривошапкин В.Г., Тимофеев Л.Ф., Лазебник О.А. Здоровье населения и здравоохранение Республики Саха (Якутия) на рубеже веков. – Якутск: ФГУП «ЯкутАГП», 2005. – 119 с.
  5. Тимофеев Л.Ф., Кривошапкин В.Г., Лазебник О.А. Охрана здоровья населения в Республике Саха (Якутия), ФГАОУ ВПО «Сев.-Вост. Фед. Ун-т им. М.К. Аммосова», науч.-исслед. Ин-т здоровья, Санкт-Петербургский гос. ун-т. – Якутск: Компания «Дани Алмас», 2012. – 212 с.
  6. Бурцева Е. И. Геоэкологические аспекты развития Якутии. – Новосибирск: Наука, 2006. – 270 с.




Московский экономический журнал 12/2020

УДК 911.3

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10817

Современное состояние и перспективы развития первой и второй стадии углеэнергохимического цикла производств в Кемеровской области – Кузбассе

Current state and prospects of the first and second stages of the coal and chemical production cycle development in the Kemerovo region-Kuzbass 

Рябов Валерий Анатольевич, канд. геогр. наук, доцент кафедры геоэкологии и географии Новокузнецкого института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кемеровский государственный университет», г. Новокузнецк

Мамасёв Павел Сергеевич, преподаватель кафедры геоэкологии и географии Новокузнецкого института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кемеровский государственный университет», г. Новокузнецк

Ryabov V.A., Val27@ya.ru

Mamasev P.S., 4tuna93@mail.ru

Аннотация. В статье представлены результаты сравнения современного состояния начальных стадий углеэнергохимического цикла Кузбасса с идеальной (абстрактной моделью), описаны выявленные недостающие и отсутствующие звенья, авторами представлены предложения, направленные на восполнение полноты цикла с целью снижения воздействия на окружающую среду и повышения качества жизни населения Кемеровской области – Кузбасса.

Summary. The article presents the comparing results of the Kuzbass coal-energy chemical cycle initial stages current state with an ideal (abstract model), describes the identified missing and missing links, and presents proposals aimed at completing the cycle in order to reduce the impact on the environment and improve the population life quality of the Kemerovo region – Kuzbass.

Ключевые слова: промышленный комплекс, угольная промышленность, энергопроизводственный цикл, Кемеровская область, Кузбасс, Кузнецкий каменноугольный бассейн.

Keywords: industrial complex, coal industry, energy production cycle, Kemerovo region, Kuzbass, Kuznetsk coalfield.

Сформулированная Н.Н. Колосовским в середине XX века теория энергопроизводственных циклов (ЭПЦ) явилась прорывом в теоретических исследованиях о производственном комбинировании хозяйства. Теория ЭПЦ актуальна и в настоящем, нельзя не видеть «повторения» логики связей энергопроизводственных циклов в логике формирования крупнейших частных и смешанных вертикально интегрированных производств крупных компаний, в том числе транснациональных. Авторами осуществлено сравнение первой (I) и второй (II) стадий «идеального» (абстрактного) углеэнергохимического цикла с реальным, сформировавшемся в пределах Кузнецкого каменноугольного бассейна в Кемеровской области-Кузбассе. [1]

В идеальном (абстрактном) виде  рассматриваемый углеэнергохимический цикл  состоит из четырех основных стадий производственных процессов: I стадия – добыча углей энергетически марок, II – обогащение углей, III – глубокая химико – технологическая переработка (первое стволовое ответвление), энергетическое использование – IV стадия и для производства различной химической товарной продукции (второе ответвление), также четвертая и последующие стадии (рисунок 1). [6]

Существуют три способа извлечения угля: открытый или подземный способам с использованием механических или гидравлических методов ведения работ, а также, что в практике встречается крайне редко, метода подземной газификации.

Современные технологии добычи наделяют открытый способ добычи большими преимуществами перед подземным. Это достигается за счет меньшей продолжительностью подготовительных работ, что позволяет быстрее выйти на проектную мощность и требует меньше капитальных затрат, используемая при проведении добычи угля открытым способом техника обладает более высокими показателями производительности, так как нет ограничений по размерам и маневренности, открытые горные выработки характеризуются большей безопасностью и лучшими, условиями труда по сравнению с добычей угля на шахтах, на разрезах осуществляется обычно более полная выемка угля, чем на шахтах. [9]

Однако открытый способ имеете и негативные большее негативное воздействие на окружающую природную: нарушаются значительные площади земель, более интенсивное загрязнение атмосферы за счет работы транспортных средств, применения буровзрывных работ, имеются несравненно большие потери лучших сельскохозяйственных земель. Кроме этого, при открытом способе нарушается режим подземных и поверхностных вод, происходит иссушение земель за счет формирования депрессионных воронок.

Подземная добыча, как указывалось, осуществляется тремя способами. Наиболее широко используется механический, а не гидравлический способ. Для постройки шахт необходимо использовать значительные объёмы строительных материалов (бетон, железобетон и другое). Серьезной проблемой, осложняющей добычу угля подземно-механическим способом, является утилизация метана, накопление которого может вести к взрывам. В настоящее время разработаны различные технологии, позволяющие утилизировать шахтный метан, одно из них – топливная энергетика. [3]

Гидравлический метод, в отличие от подземного, включает два процесса – добычу и транспортировку угля гидромонитором и углесосом. Его преимущества: использование воды в замкнутом цикле, более высокая производительность труда, меньшая себестоимость производственных процессов, меньшая занятость трудовых ресурсов, основной недостаток – большие потери угля.

Метод подземной газификации угля, известный еще в ХIХ веке, не получил широкого применения в современной практике. Основная причина – отсутствие достаточно отработанной безопасной и экологически чистой технологии. Считается, что подземная газификация экономически и экологически наиболее выгодна при эксплуатации маломощных пластов. Вырабатываемый под землёй газ может быть использован ближайшими электростанциями и коммунальными предприятиями.

На второй (II) стадии осуществляется обогащение угля за счет использования различных технологий, повышается его качество: снижение зольности, влажности. Образующиеся при облагораживании сырья отходы в виде пустой породы направляются в специальные шламоотстойники. Современные технологии обогащения не предполагают использования воды, возможно брикетирование углей, облагораживания их путем снижения влажности. В результате брикетирования угольной мелочи, с использованием специальных химических добавок, снижающих выход смол, происходит снижение выбросов твердых частиц при сжигании и повышается теплотворная способность топлива. Всё это приводит к повышению транспортных и теплотворных свойств топлива. После обогащения уголь может непосредственно использоваться на тепловых электростанциях, транспортируется в отдалённые центры потребления. Однако, непосредственное использование угля в энергетических целях, ведет к интенсивному загрязнению окружающей среды.

Попутный продукт эксплуатации угольных месторождений – метан, служит для формирования боковой ветви как углеэнергохимического, так и пирометаллургических циклов. Существует три направления извлечения метана из угольных пластов: дегазация угольных шахт с последующей утилизацией метана; добыча метана вне действующих или проектируемых шахт путем бурения с поверхности специальных скважин с применением искусственных способов повышения газопроницаемости угольных пластов (это направление является перспективным методом получения газа с высоким (75–95%) стабильным содержанием метана для широкого применения в народном хозяйстве);  добыча метана из закрытых шахт. [9]

Метан может иметь широкое применение, о чем свидетельствует отечественный и зарубежный опыт (не только как источник топлива, но и как химическое сырье). Значительные запасы газа и потенциал повышения безопасности добычи угля определяют важность развития извлечения и переработки метана, содержащегося в угольных пластах.

Эксплуатацию угольных месторождений Кузбасса в 2019 году осуществляло 42 шахты и 52 разреза. На предприятиях отрасли занято около 101 000 человек, что на 33 тыс. человек меньше занятых в сравнение с 2000 годом. Обогащение угля осуществляется на 54 обогатительных фабриках и установках. За 20 лет наблюдается тенденция: сокращение подземной добычи, так в 2000 году действовало 54 шахты и лишь 44 разреза. При этом удельный вес открытой добычи возрос с 48 % до 66 %. [2, 7]

Углеэнергохимический цикл в Кузбассе начал зарождаться задолго до периода индустриализации, еще в начале XVIII века, когда появилась первая кустарная добыча угля и производства кокса. В его основе лежат, главным образом, каменные угли Кузнецкого бассейна, и в весьма небольших объёмах Канского-Ачинского буроугольного. Интенсивное развитие цикл получил в конце XIX – начале XX века, что связанно с освоением углей в северной части Кузнецкого бассейна. Основные стадии, ветви и производства цикла сформировались на этапе индустриализации Кузбасса (1920-х – 1980-е годы). Тогда были сформированы основные производства первой (сырьевой) стадии (добыча угля), частично – второй (производство полупродуктов, обогащение угля) [5].

Современное состояние I и II стадий цикла представлено на рисунке 1.

Основные центры современной угледобычи сосредоточены в центральной, южной и восточной частях Кузнецкого каменноугольного бассейна: Беловском, Кемеровском, Ленинске-Кузнецком, Междуреченском, Новокузнецком и Прокопьевском административных районах. Крупнейшие компании отрасли – ПАО «Распадская», АО ХК «СДС-Уголь» (входит в состав ХК «Сибирский Деловой Союз»), ОАО «УК «Кузбассразрезуголь», ПАО «Кузбасская топливная компания», ОАО «СУЭК-Кузбасс», ООО «Разрез Кийзасский» (входит в состав УК «ВостокУголь») и др.

Характерной особенностью пространственной структуры угледобывающих предприятий в последние двадцать лет является тенденция снижения добычи на севере Кузнецкого бассейна. Будущее развитие начальных стадий углеэнергохимического цикла Кузнецкого бассейна планируется за счет освоения наиболее благоприятных в горно-геологическом и экономико-географическом отношении двух крупнейших месторождений: Уропско-Караканского и Ерунаковского (Восточный Кузбасс). Балансовые запасы углей пригодных для разработки открытым способом, здесь составляют 11 млрд. т. Особо интенсивное освоение ведется в пределах Ерунаковского угленосного района, где сосредоточено более 4,7 млрд. тонн энергетического угля с благоприятными горно-геологическими условиями, позволяющими вести отработку подземным и открытым способами.

Максимальный объем добычи угля в Кузбассе (255,8 млн. т.) был достигнут в 2018 году. В настоящее время на регион приходится 58 % всего добываемого угля России. Согласно стратегии социально-экономического развития Кузбасса до 2035 года по оптимистичному сценарию к 2035 году к регионе будет добыто 424,7 млн. тонн угля, целевой показатель равен 380 млн. тонн, а в случае консервативного сценария – 350 млн. тонн (рисунок 2). [7]

Производства первой (I) стадии углеэнергохимического цикла в Кузбассе в настоящее время представлены добычей угля подземным (шахтным) или открытым (на карьерах) способом, в зависимости от глубины залегания породы. Основная технология добычи – механическая, редко – гидродобыча (в отдельных случаях осуществляется комбинированная разработка месторождений). К сожалению, высокопроизводительная и экологически чистая механико-гидравлическая технология добычи угля недостаточно широко используется в регионе из-за отсутствия необходимых инвестиций.

Среди наилучших доступных технологий, применимых в Кузбассе на стадии добычи угля можно отметить следующие:

  • Технология отработки «нераспачкованных» пластов с глубиной залегания более 300 м применена на разрезе «Восточный» в Кузбассе (ХК «СДС-Уголь»). Данная технология предполагает более полную отработку пластов и внутреннее отвалообразование, что позволяет сохранить сельскохозяйственные земли.
  • Технологии открыто-подземной добычи угля при отсутствии людей в очистных забоях внедряются на разрезе «Распадский».
  • Проект «Умный разрез», реализуемый ХК «СДС-Уголь» на разрезе «Первомайский» на участке Соколовского месторождения Кемеровской области, уже введен в эксплуатацию. К особенностям технологии относятся рекультивация земли в течение всего времени работы предприятия и транспортировка угля и породы конвейерно-ленточным способом. [9]

Еще в конце XX века в Кузнецком бассейне велась подземная газификация углей: существовавшая в г. Киселевске, в течение почти 40 лет шахта, на которой работала един­ственная в бывшем СССР «Южно-Абинская станция» «Подземгаз», закрыта в 1996 г. Полученный практический опыт подземной га­зификации угля – надежное основание проектирования подобных предприятий с целью замены в перспективе до 50% всего угольного топлива, сжигаемого в котельных и ТЭЦ Кузбасса, на газ подземной газификации. В настоящее время в Кемеровской области подземная газификация полностью отсутствует. [6]

Для повышения экономической эффективности работы предприятий угольной промышленности требуется интенсификация второй стадии углеэнергохимического ЭПЦ: строительство ряда новых обогатительных фабрик на тех угледобывающих предприятиях, где пока они отсутствуют, внедрение наилучших доступных технологий на действующих и строящихся предприятий углеобогащения. Это позволит производить угольную продукцию, соответствующую международным стандартам качества, повысить ее экспортную значимость и снизить экологическую нагрузку на природную среду. К настоящему времени значительно увеличилось количество обогатительных фабрик с 27 в 2000 году до 54 на 2017 и, как следствие, возросла доля обогащаемой продукции с 40 % до 67 %, соответственно. Однако около 30 % угля не проходит процесс обогащения.

Серьезной проблемой, осложняющей добычу угля подземно-механическим способом в Кузбассе, является утилизация метана, накопление которого может вести к взрывам. В Кемеровской области ведется обширная работа по созданию инновационной отрасли промышленного производства метана (с 1990-х годов). Угольные пласты абсолютного большинства месторождений Кузбасса обладают высокой газоносностью (до 30-35 куб. м на 1 тонну угля). 80-98% газа угольных пластов – метан. Ресурсы метана угольных пластов до глубины 1800 метров оцениваются в 13,1 трлн. куб. м., что позволяет отнести Кузнецкий бассейн к высокоперспективным. Добыча метана из угольных пластов решает такие задачи, как социально-экономическую (в том числе создание новых рабочих мест), экологическую (метан – экологически чистое топливо) и повышение безопасности труда при будущей эксплуатации угольных месторождений путем предварительной дегазации угольных пластов. [7]

Перспективным направлением развития первой стадии углеэнергохимического цикла в Кузбассе в ближайшем будущем могут стать подземная газификация и добыча метана. Широкое применение в производстве строительных материалов могут найти вскрышные и вмещающие породы. Развитие второй стадии возможно благодаря росту доли обогащаемого угля, использование шламов обогатительных фабрик. После обогащения и в естественном состоянии энергетические угли в Кузбассе используются главным образом в элетротеплоэнергетике. Использование угля, не прошедшего переработку полукоксованием или газификацией, в будущем не должно иметь места, так как это неоправданно ни экономически, ни экологически. Мероприятия, направленные на достижение завершенности I и II стадий углеэнергетического цикла с использованием наилучших доступных технологий позволят снизить неблагоприятное воздействие на окружающую среду (ключевой фактор лимитирующий качество жизни населения в Кемеровской области на современном этапе) при растущем объеме извлекаемого топлива на сырьевых стадиях энергопроизводственного цикла.

Список литературы

  1. Ишмуратов, Б.М. Геополитические аспекты формирования непроизводственных циклов и ТПК в Южной Сибири/ материалы международной научной конференции (Иркутск, 9-11 сентября 2004 г.). – Иркутск: Институт географии СО РАН, 2004. – С.160-165.
  2. Ключевые параметры стратегии развития угольной отрасли Кузбасса до 2035 года // Министерство угольной промышленности Кузбасса. – 2018.
  3. Пармузин, П. Н. Зарубежный и отечественный опыт освоения ресурсов метана угольных пластов : монография. — Ухта : УГТУ, 2017. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.geokniga.org/bookfi les/geokniga-zarubezhnyyi-otechestvennyy-opyt-osvoeniya-resursov-metana-ugolnyh-plastov.pdf (дата обращения: 10.12.2020).
  4. Производство основных видов продукции в натуральном выражении по ОКПД2 с 2017г – Текст : электронный // Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Кемеровской области: официальный сайт. – 2020. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://kemerovostat.gks.ru/search?q=%D1%83%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C+%D0%BC%D0%BB%D0%BD.+%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BD&date_from=&content=on&date_to=&search_by=all&sort=relevance (дата обращения: 10.12.2020).
  5. Рябов, В.А. Углеэнергохимический цикл Кузбасса: прошлое, настоящее, будущее // Вопросы современной науки: проблемы, тенденции и перспективы. Материалы III международной научно-практической конференции. – Новокузнецк, 2019. С. 55-57.
  6. Рябов, В. А. Промышленный комплекс Кузбасса: прошлое, настоящее, будущее (географический аспект) / В. А. Рябов. – Иркутск: Издательство Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2015. – С. 20-24.
  7. Стратегия социально-экономического развития Кемеровской области до 2035 года – Текст : электронный // Администрация Кемеровской области: официальный сайт. – 2020. – [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://кузбасс-2035.рф/ (дата обращения: 08.06.2020).
  8. Угольная отрасль // Министерство промышленности Кузбасса. – 20 [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.ugolprom-kuzbass.ru/industry/ (дата обращения: 10.20.2020).
  9. Энциклопедия технологий. Эволюция и сравнительный анализ ресурсной эффективности промышленных технологий / [гл. ред. Д. О. Скобелев]; ФГАУ «НИИ «ЦЭПП». — М. ; СПб. : «Реноме», 2019. — 824 с.




Московский экономический журнал 12/2020

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10851

АНАЛИЗ СООТВЕТСТВИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ СПРАВОЧНИКОВ ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ В СТРАНАХ ЕС И РОССИИ

ANALYSIS OF COMPLIANCE OF INFORMATION AND TECHNICAL REFERENCE BOOKS ON THE BEST AVAILABLE TECHNOLOGIES IN THE EU AND RUSSIA

Липина Светлана Артуровна, доктор экономических наук, заместитель Председателя Совета по изучению производительных сил Всероссийской академии внешней торговли, Министерство экономического развития Российской Федерации (СОПС ВАВТ)

Закондырин Александр Евгеньевич, кандидат юридических наук, генеральный директор, Ассоциация разработчиков природоохранных технологий и экологических инициатив

Ламов Павел Юрьевич, Высшая школа экономики

Lipina Svetlana Arturovna, doctor of Economics, Deputy Chairman of the Council for the study of productive forces of the all-Russian Academy of foreign trade Ministry of economic development of the Russian Federation (SOPS VAVT)

Zakondyrin Alexander E., candidate of economic Sciences, General Director Of the Association of developers of environmental technologies and environmental initiatives

Lamov Pavel Yurievich, Higher school of Economics

Аннотация. Цель данной статьи заключается в анализе соответствия информационно-технических справочников наилучших доступных технологий (НДТ) в ЕС и России. Выявлено, что российские справочники, по нашему мнению, в полной мере учитывают международный опыт в области применения НДТ для перевалки угля. Справочники не нуждаются в корректировке либо доработке, поскольку они достаточно подробно описывают применение НДТ в рассматриваемой области, а избыточное нормативное регулирование может лишь отвлекать внимание хозяйствующих субъектов от проектной деятельности, переведя их работу в процессную плоскость.

Summary. The purpose of this article is to analyze the correspondence of information and technical reference books of best available technologies (BAT) in the EU and Russia. It is revealed that Russian reference books, in our opinion, fully take into account international experience in the field of BAT application for coal transshipment. Reference books do not need to be corrected or refined, since they describe in sufficient detail the application of BAT in the area under consideration, and excessive regulatory regulation can only distract the attention of business entities from project activities, transferring their work to the process plane.

Ключевые слова: информационно-технические справочники, наилучшие доступные технологии, промышленность, защита окружающей среды, экология. 

Keywords: information and technical reference books, best available technologies, industry, environmental protection, ecology.

Введение

Одним из наиболее приоритетных задач стратегического развития российской промышленности заключается в формировании высокотехнологичной отрасли с учетом уменьшения негативного воздействия на окружающую среду. Основные направления реализации данной задачи – это разработка механизма правоприменения в отраслях промышленности, охраны окружающей среды и природопользования, энергосбережения и повышения энергоэффективности. При этом ключевым механизмом в настоящее время является разработка, публикация и применение информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям (ИТС НДТ) [1]. Термин «НДТ» переведено на русский язык от английского термина «best available technique», который применяется в отношении правил ограничения выбросов загрязняющих веществ.

Цель данного исследования – это сравнительный анализа соответствия информационно-технических справочников наилучших доступных технологий в ЕС и России.

Объектом исследования выступают информационно-технические справочники по наилучшим доступным технологиям. Предметом – отношения, возникающие в процессе использования ИТС НДТ.

Методологическая база исследования включает в себя такие методы как монографический, анализ и синтез, сравнительный анализ, бенчмаркинг. Информационной базой исследования выступили нормативно-правовые документы в области регулирования использования наилучших доступных технологий.

Результаты исследования и их обсуждение

Ключевым элементом формирующейся в России системы экологического регулирования выступает переход российской угольной промышленности на соответствие концепции наилучших доступных технологий. Одна из сфер их применения – это морские порты с угольными терминалами. Российский морской порт Находка в части своей экологической программы находится на начальном этапе развития. В настоящее время происходит расширение собственной экологической программы порта Находка по внедрению НДТ на ближайшие 15-20 лет, принимая во внимание развитие мирового рынка угля. Поэтому крайне важно проанализировать передовой европейский опыт в области регулирования использования НДТ.

В настоящее время основой применения НДТ в ЕС является директива от 24.11.2010 № 2010/75/ЕС «О промышленных выбросах/сбросах (о комплексном предупреждении и контроле загрязнений) [2]. Каждая страна сохранила при этом за собой права устанавливать индивидуальные критерии применения директивы. Тем не менее документ установил следующие общие принципы: разрешение на ведение деятельности для предприятия должно выдаваться с учетом всех аспектов его деятельности, включая степень его воздействия на воздух, воду, почву, производство отходов, используемые сырье и ресурсы, энергоэффективность, образование шума, технику безопасности; разрешение на ведение деятельности должно включать предельно допустимые нормы эмиссий загрязняющих веществ, основываясь на НДТ; НДТ должны определяться с учетом практического опыта применения документов ЕС с участием представителей власти, бизнеса и научного сообщества [3].

За разработку справочников НДТ в ЕС отвечает Европейское бюро по комплексному предупреждению и контролю загрязнений (Integrated Prevention and Pollution Control – IPPC), созданное в 1997 году в Севилье в рамках Института перспективных технологических исследований. Рабочие группы в данном бюро занимаются подготовкой справочников для различных сфер промышленности [3]. Результаты работы таких рабочих групп размещаются в единой информационной системе Industrial emissions Reporting Information System (IRIS). Ниже приводится схема Севильского информационного обмена (так часто в Европе называют процесс взаимодействия участников процесса внедрения справочников НДТ) [2, 5]

Понятие НДТ содержится в статье 3(10) директивы от 24.11.2010 № 2010/75/ЕС. Под НДТ понимаются не только технологии, благодаря которым возможно снижение негативного воздействия на окружающую среду, но и способы, которые используются для того, чтобы проектировать, использовать, выводить из эксплуатации конкретный объект, который оказывает такое воздействие. Таким образом, понятие НДТ несколько шире, если его сравнивать с положениями законодательства России.

Таким образом, на уровне ЕС создана открытая система, которая предоставляет доступ ко всем документам в области НДТ в зависимости от направления деятельности компании. Если говорить о морских портах, занимающихся перевалкой угля, то, на наш взгляд, наиболее подходящим справочником по НДТ (BREF – Best Available Technique Reference Document) для таких компаний может служить, например Emission from Storage, July 2006 (который служил основой при разработке российского ИТС НДТ 46-2019) и JRC Reference Report on Monitoring of emissions from lED-installations, October 2013 (на основе которого был разработан российский ИТС НДТ 22.1-2016) [6].

Для стивидоров, осуществляющих перевалку угля, европейские справочники НДТ предлагают следующие технологии.

Emission from Storage, July 2006.  Справочник предлагает использовать следующие НДТ по борьбе с пылением на территории терминалов:

  • системы орошения водой с добавками или без добавок: добавки могут помочь с увлажнение непосредственно угля (проникают внутрь породы), созданием пены и распространением маленьких частиц внутри породы, а также в части создания пленки на поверхности хранящейся породы. Применение добавок позволяет снизить уровень потребления воды для орошения;
  • ветрозащитные сооружения: строительство ветрозащитных экранов с «туннелями для ветра»;
  • использование брезента либо сеток: снижение уровня пыления, защита складируемого материала от птиц, защита складируемого материала от намокания;
  • использование пылевых фильтров на силосах и хопперах для угля;
  • использование систем мониторинга пылеобразования;
  • уборка территории, мойка техники, работающей на терминале;
  • установка экранов для открытых конвейеров;
  • использование закрытых конвейеров;
  • разработка подробных инструкций, регулирующих скорость транспорта на территории терминала, скорость конвейерной ленты, дистанцию между оборудованием при погрузке/выгрузке угля;
  • рекомендации по совершенствованию оборудования и его частей, используемых в технологическом процессе перевалки угля.

JRC Reference Report on Monitoring of emissions from lED-installations, October 2013. Справочник предлагает использовать следующие НДТ в области контроля загрязняющих веществ и выбросов:

  • система мониторинга за выбросами в атмосферный воздух;
  • система мониторинга выбросов в акваторию.

Предполагается, что обе указанные системы будут применяться на терминале с учетом принципов возможности объективного измерения, уверенности в выборе наиболее оптимального оборудования для мониторинга, уверенности в качестве полученных результатов. Выбор режима мониторинга, по мнению авторов справочника, должен базироваться на риск-ориентированном подходе. Справочник описывает прямые и косвенные методы проведения мониторинга степени загрязнения атмосферного воздуха, включая биомониторинг, содержит рекомендации к работе лаборатории в области исследования полученных данных [2, 4].

В России система справочников НДТ начала создаваться относительно недавно (по сравнению с ЕС). Основу законодательства в области НДТ сформировал Федеральный закон от 21.07.2014 № 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации», согласно которым было осуществлено совершенствование системы нормирования в области охраны окружающей среды. Было введено понятие «наилучшая доступная технология», а также инструменты, направленные на экономическое стимулирование хозяйствующих субъектов для внедрения НДТ [7]. Формирование системы НДТ в России происходило с учетом международных договоров с учетом опыта зарубежных стран. Например, графики утверждения российских справочников НДТ в 2015-2017 гг. были сверстаны с учетом наличия европейских аналогов. При этом названия российских справочников зачастую идентичны названиям европейских документов в области применения НДТ.

Система подготовки справочников НДТ в России в настоящее время выглядит следующим образом. В основе находится деятельность Росстандарта и механизмы стандартизации, которым осуществляется утверждение и опубликование информационно-технических справочников по НДТ [8, 9]. Росстандарт создал профильный технический комитет по стандартизации «Наилучшие доступные технологии», цель которого заключается в установлении единой политики в области регулирования использования НДТ.

Отметим также, что в России, как и в ЕС создан координационный орган – Межведомственный совет по переходу на принципы наилучших доступных технологий и внедрению современных технологий. Его функциями являются предоставление рекомендаций по формированию правил обмена информацией в области НДТ, учитывающих международный опты в этой области [2].

Понятие НДТ содержится в статье 1 Федерального закона от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды». Под НДТ в России понимается «технология производства продукции (товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения целей охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения» [7]. С одной стороны, понятие НДТ в России буквально выглядит уже, чем аналогичное понятие в ЕС. Однако, по нашему мнению, в данном случае существует возможность расширительного толкования данного термина с учетом не только буквы закона, но и его духа. Полагаем, что для целей охраны окружающей среды, снижения негативного влияния производств на экологию и благополучную жизнь местных сообществ, понятие НДТ может включать в себя и общую стратегию менеджмента компании-оператора угольного терминала в отношении принципов устойчивого развития.

Для стивидоров, осуществляющих перевалку угля, российское законодательство предлагает к использованию Информационно-технический справочник ИТС НДТ 46-2019 «Сокращение выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов)» (далее – ИТС НДТ 46-2019) и информационно-технический справочник ИТС НДТ 22.1-2016 «Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения» (далее – ИТС НДТ 22.1-2016) [10].

Справочник ИТС НДТ 22.1-2016 носит межотраслевой характер (горизонтальный) и, поэтому имеет сквозную, методическую направленность и обобщенную информацию, сведения общего характера, подходы к межотраслевым техническим и управленческим решениям в сфере производственного экологического контроля.

Интересно, что ИТС НДТ 22.1-2016 содержит определение наилучшей природоохранной практики, под которой понимается «применение комбинации мер, включающих внедрение наилучших доступных технологий, сбережение энергии и других ресурсов, снижение количества образующихся отходов, информирование заинтересованных сторон и направленных на минимизацию воздействия объектов хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, условия жизни и здоровье граждан».  Такой подход особенно важен с учетом наличия множества стейкхолдеров, которые претендуют на достоверную информацию об экологии в районе работы угольных терминалов.

Непосредственно для угольных терминалов ИТС НДТ 22.1-2016 содержит рекомендации в следующих областях с учетом соблюдения принципов оснащенности оборудованием, аккредитации собственных лабораторий и достоверности получаемых результатов [11].

Заключение

На основе проведенного в статье анализа можно сделать следующие выводы:

  1. Российские справочники, по нашему мнению, в полной мере учитывают международный опыт в области применения НДТ для перевалки угля (как было показано, основой для разработки российских справочников стали аналогичные документы ЕС).
  2. Российские справочники не нуждаются в корректировке либо доработке, поскольку они достаточно подробно описывают применение НДТ в рассматриваемой области, а избыточное нормативное регулирование может лишь отвлекать внимание хозяйствующих субъектов от проектной деятельности, переведя их работу в процессную плоскость.
  3. Вновь появляющиеся НДТ могут быть применены хозяйствующим субъектом по своему усмотрению без дополнительного нормативного регулирования, но при условии создания дополнительных стимулирующих мер со стороны регулятора (государства).
  4. По нашему мнению, необходимо обсудить на уровне межведомственного совета инициативу по реализации пилотного проекта «Создание зеленого порта в России». Цель проекта – появление на территории России бенчмарки, которая сможет составить конкуренцию зарубежным аналогам. В качестве площадки для проекта можно использовать мощности действующих терминалов либо рассмотреть перспективную площадку, которая с большой степенью вероятности будет введена в эксплуатацию.
  5. Возможно, некоторые трудности у компаний-операторов угольных терминалов в России могут возникать в процессе принятия решения о необходимости использования НДТ в связи с тем, что в настоящее время такой бизнес отнесен к объектам II категории, оказывающим умеренно негативное влияние на окружающую среду. В то же время обязательность применения НДТ предусмотрена лишь для объектов I категории. В связи с этим рекомендуем рассмотреть возможность внесения изменений в статью 4.2 Федерального закона от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», чтобы устранить имеющееся противоречие либо иным образом разъяснить возможность использования справочников НДТ компаниями-операторами угольных терминалов. При этом с экспертной точки зрения, препятствий для такого использования в настоящее время нет, а практика их использования подтверждает отсутствие таких ограничений. 

Список литературы

  1. Щелчков К.А. Основные аспекты применения информационно-технических справочников по НДТ // К. А. Щелчков, М. А. Волосатова, О. В. Гревцов / Экология производства. – 2019. – С. 20-27.
  2. Сравнительный анализ процедур разработки, пересмотра и актуализации справочников по наилучшим доступным технологиям в Европейском союзе и Российской Федерации // Д.О. Скобелев, Т.В. Гусева, О.Ю. Чечеватова, А.Ю. Санжаровский, К.А. Щелчков, М.В. Бегак. М. 2018. С. 18.
  3. Липина С.А., Агапова Е.В., Липина А.В. Зеленая экономика. Глобальное развитие. Москва, Издательство Проспект, 2016г.,234с
  4. Hjort M. BAT approaches around the world – results from a research project // OECD. URL: http://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/documents/2019/AIR/Capacity_Building/BAT_workshop_2019/1_3_OECD_BATproject_Hjort.pdf (дата обращения 3.12.2020).
  5. Наилучшие доступные технологии. Применение в различных отраслях промышленности. Сборник статей 6 – М.: Издательство «Перо», 2017 – 144 с.
  6. ISO 14001. Key benefits. URL: https://www.iso.org/files/live/sites/isoorg/files/store/en/PUB100372.pdf (дата обращения12.2020).
  7. Наилучшие доступные технологии // Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ (ред. от 31.07.2020) “Об охране окружающей среды”. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34823/5b5677b304ec83610cb849eb108fadf413b1ea5a/ (дата обращения 3.12.2020).
  8. Бюро наилучших доступных технологий [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://burondt.ru/informacziya/tk113/ (дата обращения 4.12.2020).
  9. Щелчков К.А. Российское Бюро наилучших доступных технологий. Принципы создания и результаты подготовки информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям в России Бюро наилучших доступных технологий [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://burondt.ru/video/present/ndt/shchelchkov.pdf (дата обращения 4.12.2020).
  10. «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» // Постановление Правительства РФ от 23 декабря 2014 г. № 1458. URL: https://base.garant.ru/70829288/ (дата обращения 3.12.2020).
  11. Сокращение выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов) // Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. М. 2019. 343 с.




Московский экономический журнал 11/2020

УДК 551.521.5:577.4.621.03

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10814

РАЗРАБОТКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ БИОДООЧИСТКИ И РЕАБИЛИТАЦИИ ТЕРРИТОРИЙ (ОБУЧАЮЩИЙ ТРЕНИНГ-КУРС)

DEVELOPMENT AND MODELING BIODOOFING SYSTEMS AND REHABILITATION OF TERRITORIES (EDUCATIONAL TRAINING COURSE)

Маркелов Д.А., д.т.н., вед.н.с., ООО «Ассоциация КАРТЭК», член-корреспондент Российской академии естественных наук РАЕН, Москва, Россия, e-mail: pink@dmpink.ru

Минеева Н.Я., д.г.н., вед.н.с., ООО «Ассоциация КАРТЭК», профессор, академик Российской академии естественных наук РАЕН, Москва, Россия, e-mail: nlink@bk.ru

Акользин А.П., д.т.н., генеральный директор, ООО «Ассоциация КАРТЭК», профессор, академик Российской академии естественных наук РАЕН, Москва, Россия

Григорьева М.А., к.г.н., доцент кафедры географии и геоэкологии, факультет биологии, географии и землепользования, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Бурятский государственный университет имени Доржи Банзарова», ФГБОУ ВО «БГУ», г. Улан-Удэ, Россия

Алешко-Ожевская О.С., н.с., ООО «Ассоциация КАРТЭК» 

Markelov D.A., Doctor of Technical Sciences, Lead Scientist, KARTEK Association LLC, Corresponding Member Russian Academy of Natural Sciences, Moscow, Russia

Mineeva N.Ya., Doctor of Geography, Lead Scientist, KARTEK Association LLC, Professor, Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, Moscow, Russia

Akolzin A.P., Doctor of Technical Sciences, General Director, KARTEK Association LLC, Professor, Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, Moscow, Russia

Grigorieva M.A., Ph.D., Associate Professor of the Department of Geography and Geoecology, Faculty of Biology, Geography and Land Use, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Buryat State University named after Dorzhi Banzarov”, Ulan-Ude, Russia

Aleshko-Ozhevskaya O.S., Scientist, KARTEK Association LLC

Аннотация. Развиваемая нами концепция природоохранной технологии эксплуатации земель при обезвреживании РАО на основе сохранения биопотенциала включает использование биопотенциала для создания целевых биогеоценотических барьеров как систем биодоочистки и реабилитации территорий (1-42). Показаны проекты биобарьеров с оценкой надежности и эффективности целевой функции.

Summary. The concept of the environmental technology of land exploitation during the disposal of radioactive waste based on the conservation of biopotential, developed by us, includes the use of biopotential for the creation of target biogeocenotic barriers as systems for bio-purification and rehabilitation of territories (1-42). Projects of biobarriers with an assessment of the reliability and efficiency of the target function are shown.

Ключевые слова: биопотенциал территории, биогеоценотические биобарьеры, системы биодоочистки территорий, системы реабилитации территорий, надёжность и  эффективность целевой функции.

Key words:  biopotential of the territory, biogeocenotic biobarriers, systems of biological purification of territories, systems of rehabilitation of territories, reliability and efficiency of the target function.

Заключение

Разработан обучающий тренинг-курс по доочистке и реабилитации загрязнённых территорий с использованием природных свойств экосистем для создания биогеоценотических биобарьеров.Таким образом, классификация экосистем по функциональным способностям позволила разработать модели оценки биопотенциала экосистем и на их основе разработать системы биогеоценотических барьеров как систем доочистки и реабилитации территорий.

Литература

  1. https://geoecostd.com/ru/technologies/ Технологии Технологии, созданные коллективом geoecostd.com:
  2. https://geoecostd.com/ru/projects/Проекты Проекты, реализованные коллективом geoecostd.com:
  3. Маркелов Д.А., Маркелов А.В., Минеева Н.Я., Григорьева М.А., Полынова О.Е., Акользин А.П. Биосферная функция арктической трансграничной зоны суша-вода-воздух / Применение космических технологий для развития арктических регионов.- Сборник тезисов докладов Всероссийской конференции с международным участием.- Архангельск, 17-19 сентября 2013 года. – Архангельск ИПЦ САФУ 2013.- 240-241 с. https://drive.google.com/file/d/0BypcuwwZvdSXaUg1dTU4anpvbUE/view
  4. Маркелов Д.А., Маркелов А.В. Минеева Н.Я., Григорьева М.А., Полынова О.Е., Акользин А.П. Геоэкологический стандарт территории как основа безопасности Арктики (на примере Мурманской области) / Применение космических технологий для развития арктических регионов.- Сборник тезисов докладов Всероссийской конференции с международным участием.- Архангельск, 17-19 сентября 2013 года. – Архангельск ИПЦ САФУ 2013. – 242-243 с./https://drive.google.com/file/d/0BypcuwwZvdSXaUg1dTU4anpvbUE/view
  1. Маркелов Д.А., Маркелов А.В., Минеева Н.Я., Григорьева М.А., Полынова О.Е., Акользин А.П. Геоэкологическая стандартизация территории Норильского промышленного региона / Применение космических технологий для развития арктических регионов.- Сборник тезисов докладов Всероссийской конференции с международным участием.- Архангельск, 17-19 сентября 2013 года. – Архангельск ИПЦ САФУ 2013. – С.244-245/https://drive.google.com/file/d/0BypcuwwZvdSXaUg1dTU4anpvbUE/view
  2. Люшвин П.В., Маркелов Д.А. Метанотрофное таяние Арктики / Применение космических технологий для развития арктических регионов.- Сборник тезисов докладов Всероссийской конференции с международным участием.- Архангельск, 17-19 сентября 2013 года. – Архангельск ИПЦ САФУ 2013. – С. 128-129 с. https://drive.google.com/file/d/0BypcuwwZvdSXaUg1dTU4anpvbUE/view
  1. Маркелов Д.А.,. Маркелов А.В, Минеева Н.Я., Григорьева М.А., А.П. Акользин Стратегия геоэкологического контроля над территорией: вызовы времени / Рациональное природопользование: традиции и инновации. Материалы Международной научно-практической конференции, Москва, МГУ, 23–24 ноября 2012 г. / Под общ. ред. проф. М.В. Слипенчука. – М.: Издательство Московского университета, 2013. – С. 318-321.http://www.rpp-msu.ru/workspace/uploads/files/sbornik_2013-521f188b7a782.pdf
  1. Маркелов Д.А., Голубчиков Ю.Н., Маркелов А.В. , Минеева Н.Я., Григорьева М.А., Полынова О.Е., Акользин А.П. Гештальтгеография как познание территории через образ / Неогеография и Метакартосемиотика: знаковый мир Приазовья. Материалы семинара. /Под редакцией Володченко А.С. и Ерёмченко Е.Н. Донецк, изд-во ДИТБ, 2013. – С.12-13. http://www.neogeography.ru/conferences/signs2013/ru/program.html http://neogeography.ru/conferences/signs2013/ru/NGMKS_2013_texts.pdf
  1. Григорьева М.А., Маркелов Д.А., Маркелов А.В., Минеева Н.Я., Полынова О.Е., Акользин А.П. Оценка территории как арены миграционно-сорбционных процессов.- //Вестник Бурятского государственного университета.- Выпуск биология, география.- 4(1) / 2014.- С. 26-31.https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fwww.bsu.ru%2Fcontent%2Fpage%2F1454%2Fbg2014_1.pdf&name=bg2014_1.pdf&lang=ru&c=56751a616545&page=1
  2. https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fwww.bsu.ru%2Fcontent%2Fpage%2F1454%2Fbg2014_1.pdf&name=bg2014_1.pdf&lang=ru&c=567519c91012&page=26
  1. Григорьева М.А., . Маркелов Д.А, Маркелов А.В., Минеева Н.Я., Полынова О.Е., Акользин А.П.. Методология геоэкологической стандартизации территории как основа сохранения и контроля жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек // Монгол орны газарзүйн асуудал 2014, 1 (10): 173–180. Journal of Geographical Review of Mongolia https://drive.google.com/file/d/0BypcuwwZvdSXRkF3RWwyTjJrbms/view?usp=sharing
  2. Григорьева М. А., Маркелов Д. А., Маркелов А. В., Минеева Н. Я., Полынова О. Е., Акользин А. П. «Стратегия геополитики коршуна»: тотальный контроль над территорией как инструмент обеспечения устойчивого развития // Вестник Бурятского государственного университета – Выпуск 4/2015. – Биология, география – С. 55-60. //Электронная ссылка: http://www.bsu.ru/content/page/1454/vestnik-biologiya,-geografiya-070415-na-pechat-100-ekz.pdf
  3. Григорьева М.А., Маркелов Д.А., Полынова О.Е.  Оценка экологического состояния территории: эталоны природы – типовое состояние экосистем Иволгинской котловины (учебное пособие) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований Издательство: Издательский Дом Академия Естествознания (Пенза)ISSN: 1996-3955. – 2014. – №3-2. – С. 233-234 (Научный журнал SCIENTIFIC JOURNAL   Импакт фактор РИНЦ – 0,606)
    http://www.rae.ru/upfs/pdf/2014/2014_03_2.pdf
  4. Григорьева М. А., Маркелов Д. А., Маркелов А. В., Минеева Н. Я., Полынова О. Е., Акользин А. П. Технологии распознавания территории по образу на карте, космо-, аэрофотоснимке, фотографии (ГИС-технологии «с одного взгляда») //Вестник Бурятского государственного университета. 2015. – Выпуск 4(1) – Биология. География – С. 169-176. http://www.bsu.ru/content/page/1454/biologiya-4(1).pdf
  5. Маркелов Д.А., Маркелов А.В., Минеева Н.Я., Григорьева М.А, Акользин А.П., Шаповалов Д.А., Хуторова А.О.. Устойчивость как механизм  защиты биосферы (биобарьерная концепция защиты). //”Проблемы региональной экологии”- №5. – 2016. – С. 107-115. http://www.ecoregion.ru/annot/pre-N5-2016.pdf
  6. Маркелов Д.А., А.В. Маркелов, Н.Я. Минеева, М.А. Григорьева, А.П, Акользин, Д.А. Шаповалов, А.О. Хуторова. Экологический контроль территории на основе бинарной биоиндикации “Экоморфа-радиотолерантность”  //”Проблемы региональной экологии” – №4 – 2016 – С. 62-68 http://www.ecoregion.ru/annot/pre-N4-2016.pdf  http://www.ecoregion.ru/journal.php?jrn=pre&jrs_page=1&pre_page=1&eut_page=1&tpe_page=1&lng=rus&num=77
  7. Маркелов Д.А. Д.А. Шаповалов. Актуальные проблемы развития инновационных технологий с позиций геоэкологической безопасности АПК. // Электронный журнал: наука, техника и образование (ISSN 2413-6220)- СВ1/2016 (8) (специальный выпуск МЭФ г. Калуга) – С.1-9.
  8. http://nto-journal.ru/uploads/articles/17394bd7f47dd5f3192c7b83555a90b7.pdf
  9. Электронный журнал: наука, техника и образование. НТО. Выпуск СВ1/2016 (8) (специальный выпуск МЭФ г. Калуга) http://nto-journal.ru/issues/9/
  10. Маркелов Д.А., Кочуров Б.И., Голубчиков Ю.Н., Маркелов А.В., Минеева Н.Я., Григорьева М.А., Акользин А.П., Шаповалов Д.А., Хуторова А.О. Геоэкологический стандарт территории и стратегия «Геополитики коршуна»//Проблемы региональной экологии. 2017. № 2. С. 32-44. http://www.ecoregion.ru/annot/pre-N2-2017.pdf
  11. Маркелов Д. А, А В. Маркелов, Н. Я. Минеева, М. А Григорьева, А П. Акользин, Д.А. Шаповалов, А О. Хуторова. Методология геоэкологической стандартизации территории как основа геоэкологической безопасности // Проблемы региональной экологии.- №3, 2017 .- С. 16-25. http://www.ecoregion.ru/annot/pre-N3-2017.pdf
  12. Маркелов Д. А., Шаповалов Д. А., Хуторова А. О., Минеева Н. Я., Акользин А.П., Григорьева М.А., Чукмасова Е. А.,  Нямдаваа Гэндэнжавын. Ландшафтно-геохимическая структура территории как основа формирования региональной диеты  в условиях импортозамещения//Московский экономический журнал 4/2017 http://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-4-2017-88/
  13. Маркелов Д. А., Шаповалов Д. А., Хуторова А.О., Минеева Н. Я., Акользин А.П., Григорьева М.А., Чукмасова Е. А., Нямдаваа Гэндэнжавын. Геоэкологическая безопасность как базис экономики природопользования в свете новой парадигмы процветания общества// Московский экономический журнал 4/2017 http://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-4-2017-87/
  14. Лебедев П. П., Маркелов Д. А. Исследовательские возможности векторных и растровых ГИС // Московский экономический журнал 4/2017 http://qje.su/zemleustrojstvo-i-zemledelie/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-4-2017-89/
  15. Маркелов Д. А., А. В. Маркелов, Н. Я. Минеева, А. П. Акользин, Б. И. Кочуров, Д. А. Шаповалов, А. О. Хуторова, М. А. Григорьева, Е. А. Чукмасова. НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛАНДШАФТОВ ЧЕЧНИ: РАСПОЗНАВАНИЕ НА МЕСТНОСТИ — «ТЕХНОЛОГИИ С ОДНОГО ВЗГЛЯДА» // Экология урбанизированных территорий.-№2.- 2018.- С. 52-60// Электронная ссылка// https://cyberleninka.ru/article/v/neftyanoe-zagryaznenie-landshaftov-chechni-raspoznavanie-na-mestnosti-tehnologii-s-odnogo-vzglyada
  16. Маркелов Д. А., Б. И. Кочуров, Д. А. Шаповалов, Н. Я. Минеева, А. П. Акользин, А. О. Хуторова, М. А. Григорьева, Е. А. Чукмасова, Гэндэнжавын Нямдаваа. ЖИЗНЕННЫЕ СТРАТЕГИИ ПОПУЛЯЦИЙ КАК ОСНОВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ: РАСПОЗНАВАНИЕ, МОДЕЛИ, ПРОЕКТЫ //Проблемы региональной экологии.- №2.- 2018. С. 38-48//Электронная ссылка  // https://cyberleninka.ru/article/v/zhiznennye-strategii-populyatsiy-kak-osnova-obespecheniya-geoekologicheskoy-bezopasnosti-raspoznavanie-modeli-proekty
  17. М.А. Григорьева, Д.А. Маркелов, Д.А. Шаповалов, Н.Я. Минеева, А.П. Акользин, А.О. Хуторова, Е.А. Чукмасова, Г. Нямдаваа. Стратегия устойчивого развития регионов и щадящего природопользования: научные основы, технологии, геоэкологический стандарт /Устойчивое развитие в Восточной Азии: актуальные эколого-географические и социально-экономические проблемы: материалы междунар. науч.-практ. конф. (Улан-Удэ, 17–19 мая 2018 г.) /науч. ред. Ц.Д. Гончиков.- Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2018. – С. 56-58.http://www.bsu.ru/university/publisher/publication/publications/?publication=19 http://www.bsu.ru/university/publisher/publication/publications/?article=579 http://my.bsu.ru/content/pbl/articles/article_579.pdf
  18. М.А. Григорьева, Д.А. Маркелов, Д.А. Шаповалов, Н.Я. Минеева, А.П. Акользин, А.О. Хуторова, Е.А. Чукмасова, Г. Нямдаваа. Методология вменения туризма, как социально значимого обременения в инвестиционные проекты: обучающие программы и обучающие тренинг-курсы /Устойчивое развитие в Восточной Азии: актуальные эколого-географические и социально-экономические проблемы: материалы междунар. науч.-практ. конф. (Улан-Удэ, 17–19 мая 2018 г.) /науч. ред. Ц.Д. Гончиков.- Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2018.– С.261-263. http://www.bsu.ru/university/publisher/publication/publications/?publication=19 http://www.bsu.ru/university/publisher/publication/publications/?article=673 http://my.bsu.ru/content/pbl/articles/article_673.pdf
  19. М.А. Григорьева, Д.А. Маркелов, Д.А. Шаповалов, Н.Я. Минеева, А.П. Акользин, А.О. Хуторова, Е.А. Чукмасова, Г. Нямдаваа. Биоэкология и биомониторинг территорий как неотъемлемая часть инновационных технологий природопользования /Устойчивое развитие в Восточной Азии: актуальные эколого-географические и социально-экономические проблемы: материалы междунар. науч.-практ. конф. (Улан-Удэ, 17–19 мая 2018 г.) /науч. ред. Ц.Д. Гончиков.- Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2018.– С.401-403 http://www.bsu.ru/university/publisher/publication/publications/?publication=19 http://www.bsu.ru/university/publisher/publication/publications/?article=633 http://my.bsu.ru/content/pbl/articles/article_633.pdf
  20. Маркелов Д.А., А.В. Маркелов, Н.Я. Минеева, А.П. Акользин ,  М.А. Григорьева, Е.А. Чукмасова, Б.И Кочуров. ГЕОТОПОЛОГИЯ И ТРАНЗИТ КАК ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ «ИНДИКАТОР-ИНДИКАТ» В ТЕХНОЛОГИЯХ «С ОДНОГО ВЗГЛЯДА» // Московский экономический журнал 5/2018 //http://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-5-2018-17/
  21. Маркелов Д.А., А.В. Маркелов, Н.Я. Минеева, А.П. Акользин , М.А. Григорьева, Е.А. Чукмасова, Б.И Кочуров. ПРИРОДНАЯ РЕНТА – ПРАВО НА ЖИЗНЬ//// Московский экономический журнал 5/2018//http://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-5-2018-18
  22. Маркелов Д.А., А.В. Маркелов, Н.Я. Минеева, А.П. Акользин , М.А. Григорьева, Е.А. Чукмасова, Б.И Кочуров ТЕХНОЛОГИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНДУСТРИИ // Московский экономический журнал 5/2018 //http://qje.su/nauki-o-zemle/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-5-2018-16/
  23. Маркелов Д.А., А.В. Маркелов, Н.Я. Минеева, А.П. Акользин, М.А. Григорьева, Н.Н. Малышева, Б.И. Кочуров, Д.А. Шаповалов, А.О. Хуторова БИОМОНИТОРИНГ ТЕРАТОЛОГИЧЕСКИЙ: КОНЦЕПЦИЯ, ПРОЕКТЫ, ФОТОБАНК //Проблемы региональной экологии №5, 2019.- С.53 – 58. http://www.ecoregion.ru/journal.php?num=98&jrn=pre&jrs_page=1&pre_page=1&eut_page=1&tpe_page=1&lng=rus https://cyberleninka.ru/article/n/biomonitoring-teratologicheskiy-kontseptsiya-proekty-fotobank/viewer
  24. Маркелов Д.А. , Минеева Н.Я, Акользин А.П.,  Кочуров Б.И.,  Григорьева М.А.,  Чукмасова Е.А. ТЕПЛОЁМКОСТЬ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА ГОРОДА КАК ТЕРМОГРАДИЕНТ И ИНДИКАТОР ОРЕОЛОВ СТОКА  // Доклады Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С. Попова. Материалы Международного симпозиума. Под редакцией Ф.А. Мкртчяна. – Сер. Выпуск Х Научные Международные симпозиумы. Инженерная экология.   – М: Издательство: Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2019  – С.   230-232 //https://elibrary.ru/item.asp?id=40616170 // https://elibrary.ru/item.asp?id=40685657
  25. Маркелов Д.А. , Минеева Н.Я, Акользин А.П., Кочуров Б.И.,  Григорьева М.А.,  Чукмасова Е.А. ПРОГНОЗ ДВИЖЕНИЯ ГОРОДСКОГО БРИЗА: МЕТОДОЛОГИЯ И БАЗИС  // Доклады Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С. Попова. Материалы Международного симпозиума. Под редакцией Ф.А. Мкртчяна. – Сер. Выпуск Х Научные Международные симпозиумы. Инженерная экология.   – М: Издательство: Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2019 – С. 174-176 //https://elibrary.ru/item.asp?id=40616170 // https://elibrary.ru/item.asp?id=40683762 https://drive.google.com/file/d/14kc2-RHQNuht3200TO6RWQOShig1vvqA/view https://drive.google.com/file/d/14kc2-RHQNuht3200TO6RWQOShig1vvqA/view
  26. Маркелов Д.А. , Минеева Н.Я, Акользин А.П., Кочуров Б.И.,  Григорьева М.А.,  Чукмасова Е.А. МЕТОДОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ РИСКОМ ОПАСНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА // Доклады Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С. Попова. Материалы Международного симпозиума. Под редакцией Ф.А. Мкртчяна. – Сер. Выпуск Х Научные Международные симпозиумы. Инженерная экология.   – М: Издательство: Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2019 – С. 160-163 //https://elibrary.ru/item.asp?id=40616170 // https://elibrary.ru/item.asp?id=40683711 https://drive.google.com/file/d/14kc2-RHQNuht3200TO6RWQOShig1vvqA/view
  27. Маркелов Д.А. , Минеева Н.Я, Акользин А.П.,  Кочуров Б.И.,  Григорьева М.А.,  Чукмасова Е.А. Геоэкологический каркас мегаполиса – ландшафтно-зональный норматив   устойчивого развития геосистем // Практика противокоррозионной защиты. – 2019. – т.24., №4.- С. 34-40. https://drive.google.com/file/d/1p-iwcGIYYGO_HFqRPFmeeImAfYOdNH2f http://www.corrosion-protection.ru/ru/journal/2019/ http://www.corrosion-protection.ru/ru/journal/2019/55/297/
  28. Маркелов Д.А, Минеева Н.Я. , Акользин А.П., Григорьева М.А., Алешко-Ожевская О.С. Гештальтгеография в концепции природопользования // ГУЗ Московский экономический журнал – 2019 //https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2019-9/
  29. Маркелов Д.А, Минеева Н.Я. , Акользин А.П., Григорьева М.А., Алешко-Ожевская О.С. Технологии «с одного взгляда» – стратагемы будущего //  ГУЗ Московский экономический журнал -2019 //https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2019-13/
  30. Маркелов Д.А, Минеева Н.Я. , Акользин А.П., Григорьева М.А., Алешко-Ожевская О.С. Геоэкостандарт: концепция, биосферная функция,  факты и практические решения // ГУЗ Московский экономический журнал -2019 //https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-12-2019-6/
  31. Маркелов Д.А., Минеева Н.Я., Акользин А.П., Кочуров Б.И., Григорьева М.А., Чукмасова Е.А.Технология моделирования тепловых зон и коридоров городского бриза в мегаполисе (на примере геоэкологического каркаса Москвы) // Практика противокоррозионной защиты. – 2020. – Т. 25, No 1. – С. 39-43. doi: 10.31615/j. https://drive.google.com/file/d/1gTRvrqifx6NMe2vGTyPi46LS0uUib8J9/view?usp=sharing http://www.corrosion-protection.ru/ru/journal/2020/ http://www.corrosion-protection.ru/ru/journal/2020/56/305/
  32. Маркелов Д.А., Минеева Н.Я., Акользин А.П., Кочуров Б.И., Григорьева М.А., Чукмасова Е.А. Модели и функционирующие «живые геофильтры» на основе геоэкологического каркаса // Практика противокор­розионной защиты. – 2020. – Т. 25, № 2. – С. 45-51. doi: 10.31615/j.corros.prot.2020.96.2-5. https://drive.google.com/file/d/1csjbnGTYnuNjyk_ub6CU0zmi98Io396V/view?usp=sharing http://www.corrosion-protection.ru/ru/journal/2020/ выпуски 2020 25(1) 25(2) http://www.corrosion-protection.ru/ru/journal/2020/57/313/ Статья Модели http://www.corrosion-protection.ru/ru/journal/2020/57/313/
  33. Маркелов Д.А., Минеева Н.Я., Акользин А.П., Алешко-Ожевская О.С., Григорьева М.А. Стратегия жизнеобеспечения – геоэкостандарт территории / ПРОБЛЕМЫ ЭКОИНФОРМАТИКИ. Сборник докладов XIV Международного симпозиума Московского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова Под редакцией Ф.А. Мкртчяна. – Сер. Выпуск: XIV Научные Международные симпозиумы “Проблемы экоинформатики” М.: Издательство: Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. 2020. – С.64-69. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43912715 https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43912730
  34. Маркелов Д.А., Минеева Н.Я., Акользин А.П., Алешко-Ожевская О.С., Григорьева М.А. Адаптационный синдром на службе эволюции / ПРОБЛЕМЫ ЭКОИНФОРМАТИКИ. Сборник докладов XIV Международного симпозиума Московского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова Под редакцией Ф.А. Мкртчяна. – Сер. Выпуск: XIV Научные Международные симпозиумы “Проблемы экоинформатики” М.: Издательство: Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. 2020. – С.77-81. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43912715 https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43912733
  35. Маркелов Д.А., Минеева Н.Я., Акользин А.П., Алешко-Ожевская О.С., Григорьева М.А. Технологии «с одного взгляда» или о чём звенит колокольчик / ПРОБЛЕМЫ ЭКОИНФОРМАТИКИ. Сборник докладов XIV Международного симпозиума Московского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова Под редакцией Ф.А. Мкртчяна. – Сер. Выпуск: XIV Научные Международные симпозиумы “Проблемы экоинформатики” М.: Издательство: Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. 2020. – С.118-122. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43912715  https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43912742




Московский экономический журнал 11/2020

УДК 332.1

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10781 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ КАК НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ РЫНКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТОВАРОВ И УСЛУГ В КОНЦЕПТЕ «ЗЕЛЕНОЙ» ЭКОНОМИКИ 

ENVIRONMENTAL INNOVATIONS AS A DIRECTION OF DEVELOPMENT OF THE MARKET OF ENVIRONMENTAL GOODS AND SERVICES IN THE CONCEPT OF A “GREEN” ECONOMY

Статья выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований, проект № 17-02-00249-ОГН

Беляева Елена Александровна, кандидат экономических наук, доцент, ФГБОУ «Кубанский государственный университет», г. Краснодар

Belyaeva E.A., candidate of economic sciences, associate professor, Kuban State University, helenla@mail.ru

Аннотация. В статье рассматриваются экологические инновации как направление развития рынка экологических товаров и услуг в концепте «зеленой» экономики. «Зеленая» экономика предполагает природосберегающее поведение хозяйствующих субъектов, направленное на снижение негативного воздействия их деятельности на окружающую среду. Статья посвящена оценке эффективности применения экологических инноваций в отечественной практике. Рассмотрены подходы к трактовке понятия «экологическая инновация», предложена авторская классификация видов таких инноваций. Изучена динамика развития экоинноваций в РФ с 2011 по 2019 гг. Выявлены факторы, ограничивающие развитие экологических инноваций в России.

Summary. The article discusses environmental innovations as a direction for the development of the market for environmental goods and services in the concept of a “green” economy. The “green” economy implies the nature-saving behavior of economic entities aimed at reducing the negative impact of their activities on the environment. The article is devoted to assessing the effectiveness of the application of environmental innovations in domestic practice. Approaches to the interpretation of the concept of “environmental innovation” are considered, the author’s classification of the types of such innovations is proposed. The dynamics of the development of eco-innovation in the Russian Federation from 2011 to 2019 has been studied. The factors limiting the development of environmental innovations in Russia are identified. 

Ключевые слова: экологические инновации, «зеленая экономика», экологическая безопасность, устойчивое развитие.

Keywords: environmental innovation, “green economy”, environmental safety, sustainable development. 

Введение

Концепт «зеленой экономики» в настоящее время является общемировым трендом, на практике проявившим себя как важнейшее условия обеспечения устойчивого территориального развития. Правительства экономически развитых стран активно разрабатывают механизмы экологизации экономики, перехода ее на принципы «зеленого» роста, основанного на рациональном природопользовании, ресурсосбережении, широком развитии рынка экологических товаров и услуг.

В России вопросы разработки национальной модели «зеленой» экономики являются актуальными, что связано с зависимостью налогово-бюджетной системы страны от нефтегазового трансферта.

Поиск моделей повышения эффективности сырьевой экономики особенно актуальны, в связи с тем, что экспортная ориентированность России в среднесрочном периоде будет сохранена.

По мнению экспертов, в последующее десятилетие экономика страны во многом сохранит свою направленность на экспорт природных ресурсов [1].

Сложившаяся структура экономики и место России в международной системе разделения труда обуславливает выделение двух направлений развития «зеленой» экономики:

1) снижение общей антропогенной нагрузки экономики на окружающую среду;

2) повышение уровня экологизации экономики за счет более рационального природопользования и внедрения в производственные процессы ресурсосберегающих и «зеленых» перерабатывающих технологий.

Важнейшим инструментом реализации выделенных направлений формирования национальной модели «зеленой» экономики в России являются экологические инновации.

Широкое, многозначное и многоцелевое использование термина «экологические инновации» затрудняет понимание его сути, масштабов и границ, подводя к выводу, что строгое определение этого понятия еще не сформировалось.

Наряду с термином «экологические инновации» в качестве его синонимов широко используются понятия зелёных инноваций (green innovations), инноваций, относящихся к окружающей среде (environmental innovations), и сбалансированные (устойчивые) инновации (sustainable innovation). Анализ литературы по данной проблематике показывает, что различия в определениях данных понятий не столь значительны, что делает их взаимозаменяемыми. В таблице 1 представлены различные трактовки исследуемой дефиниции.

Исходя из представленных определений, можно сделать вывод, что эко-инновациями, в широком понимании, являются любые инновации, приводящие к уменьшению воздействия на окружающую среду; в узком − это разработка новых товаров, процессов и систем с наименьшим использованием природных резервов и минимальными выбросами загрязняющих веществ.

Следует отметить, что экоинновации имеют свои специфические особенности, к числу которых можно отнести:

1) использование внешней выгоды. В ходе внедрения экоинноваций на рынке внешние эффекты интернализуются, следовательно, проблема этих эффектов исчезает, и экологические инновации в дальнейшем могут рассматриваться как обычные инновации. Если обратиться к неоклассической экономической теории, то она трактует экологические инновации как специфические только на переходной фазе, то есть до того момента, пока не произошла интернализация всех внешних издержек;

2) необходимость государственного регулирования. Эта особенность обусловлена тем, что рыночные инструменты спроса и предложения не  могут в достаточной степени побуждать хозяйствующих субъектов к внедрению экологических инноваций, в результате возникает необходимость создания стимулов посредством государства;

3) взаимосвязь экологических инноваций с социальными и институциональными инновациями. Внедрение экоинноваций увеличивает себестоимость продуктов, товаров и услуг, в результате чего дополнительные затраты ложатся на потребителя. Соответственно требуется формирование модели экологически ответственного поведения населения, которая позволит обеспечить необходимую общественную поддержку осуществления экологически ориентированных инноваций практически невозможно [7].

Экспериментальная база

Исследование показало, что в настоящее время в литературе существуют различные подходы к классификации видов экологических инноваций. Среди классификационных признаков различные авторы выделяют срок окупаемости, степень воздействия на экосистему, глубину переработки и т.д. В качестве критериального признака классификации автором предложен получаемый эффект от внедрения экологически ориентированной инновации – экологический и экономический (рисунок 1).

С точки зрения получаемого экологического эффекта экоинновации можно разделить на две группы:

1) инновации, направленные рациональное природопользование. Источником финансирования такого вида инноваций является природная рента − сверхприбыль, возникающая при эксплуатации природных ресурсов;

2) инновации, направленные на ужесточение мер по предотвращению загрязнения природных экосистем посредством ограничений, связанных с необходимостью сохранения среды обитания. Источником финансирования для таких экологических инноваций является экологическая антирента − сверхприбыль, которую получают хозяйствующие субъекты, нарушающие установленные экологические нормативы и наносящие ущерб окружающей среде.

Инновации этой группы направлены на более эффективное использование природных ресурсов для удовлетворения потребностей общества и охрану экосистемы от негативных последствий антропогенного воздействия.

По получаемому экономическому эффекту экоинновации можно разделить на:

1) продуктовые − продукты и процессы, которые в сравнении с традиционным решением, при равной пользе от потребления наименее загрязняют окружающую среду на этапах производства, использования и утилизации, а также обладают эколого-технологической безопасностью для потребителя;

2) процессные − мероприятия с целью защиты окружающей среды от выбросов и отходов производственного процесса или с целью ресурсосбережения, например, путем внедрения измененных/усовершенствованных производственных процессов, которые находят на предприятие свое применение в первый раз;

3) организационные −  программы или схемы по предотвращению загрязнения и мероприятия по охране окружающей среды [8].

Следует отметить, что применение экологических инноваций позволяет получить эколого-экономический синергетический эффект. Однако, они требуют существенных затрат, которые многие хозяйствующие субъекты не могут осуществлять без государственной поддержки инновационной деятельности.

Ход исследования

Эффективность применения экологических инноваций в отечественной практике в настоящее время значительно ниже эффективности внедрения естественно-научных разработок и технологий при всей условности такого сравнения. Эта ситуация вызвана, по меньшей мере, тремя причинами:

  • отставанием развития экологических знаний в России;
  • недостаточной осознанностью важности использования экологических инноваций;
  • принципиальным различием между внедрением достижений науки и техники, с одной стороны (для чего были выработаны и поддерживались государством специфические организационные формы), и экологических технологий − с другой [9].

В российской статистике экологические инновации подразделяются на два типа. Первые из них обеспечивают повышение экологической безопасности в процессе производства товаров. Вторые – повышение экологической безопасности в результате использования потребителем инновационных товаров.

В таблице 2 приведены данные по организациям, осуществляющим инновации первого типа, обеспечивающие повышение экологической безопасности в процессе производства, за период 2011-2019 гг. [10].

Из данных, представленных в таблице 2 можно сделать вывод, что наибольшее количество организаций внедряет следующие типы инноваций, обеспечивающих повышение экологической безопасности в процессе производства товаров, работ, услуг:

  • снижение загрязнения окружающей среды (атмосферного воздуха, земельных, водных ресурсов, уменьшение уровня шума) – 68,7% организаций;
  • сокращение энергозатрат на производство единицы товаров, работ, услуг – 54,5%;
  • сокращение материальных затрат на производство единицы товаров, работ, услуг – 44,5%.

Колебания удельного веса организаций, осуществляющих инновации, обеспечивающие повышение экологической безопасности в процессе производства товаров, работ, услуг в рассматриваемом периоде незначительные.

В таблице 3 представлена динамика удельного веса организаций, осуществлявших инновации, обеспечивающие повышение экологической безопасности в результате использования потребителем инновационных товаров, работ, услуг за период 2011-2019 гг. [10].

С 2012 по 2017 года наблюдается последовательное снижение доли организаций, осуществляющих сокращение энергопотребления или потерь энергетических ресурсов на 6,6%, однако в 2019 году динамика приобрела положительный вектор (рост на 6,2%).

С 2013 года снижается доля организаций, осуществляющих сокращение загрязнения атмосферного воздуха, земельных, водных ресурсов, уменьшение уровня шума на 10,2%.

Следует отметить, что в период с 2011 по 2019 гг не наблюдается значительного роста расходов организаций на экологические инновации. Если в 2011 году специальные затраты, связанные с экологическими инновациями составили 24 млрд. 131 млн. руб (или 43,2 млн. в расчете на одно организацию), то в 2019 году этот показатель составил 27 млрд.073 млн. руб (60,2 млн. руб на одну организацию).

Подобная динамика (таблица 4) может свидетельствовать о не достаточном количестве финансовых ресурсов у предприятий на реализацию экологически ориентированных инноваций [10]. На фоне тенденции сокращения удельного веса организаций, осуществлявших инновации, обеспечивающие повышение экологической безопасности в процессе производства товаров, работ, услуг можно сделать вывод о не достаточно высоких темпах развития экоинноваций в России.

Недостаток инвестиционных ресурсов  является системной проблемой российских хозяйствующих субъектов в осуществлении мероприятий по охране окружающей среды.

Результаты и обсуждение

Исследование показало, что на сегодняшний день можно выделить ряд факторов, ограничивающих развитие экологических инноваций в России:

1) факторы в сфере экологического регулирования.

Факторы в области экологического регулирования обусловлены отсутствием мотивации хозяйствующих субъектов к внедрению экологических инноваций. В действующем экологическом законодательстве обозначена возможность предоставления «налоговых и иных льгот при внедрении наилучших существующих технологий, нетрадиционных видов энергии, использовании вторичных ресурсов и переработке отходов, а также при осуществлении иных эффективных мер по охране окружающей среды в соответствии с законодательством Российской Федерации» (ст. 14 ФЗ РФ «Об охране окружающей среды») [11]. Однако применение подобных стимулирующих мер требует внесения изменения в налоговое, бюджетное, банковское, инвестиционное и другое законодательство и не имеет широкого практического применения.

2) факторы в сфере НИОКР.

Основным фактором в данном случае выступает недостаточное или нерациональное финансирование гражданских исследований и отсутствие системы коммерциализации разработок.

3) рыночные факторы, которые обусловлены тем, что технологическая неопределенность и длительность развертывания эколого ориентированных инноваций приводит к снижению интереса у инвесторов.

Область применения результатов

В целях решения обозначенных проблем и повышении эффективности внедрения экологических инноваций в России считаем целесообразным формирование следующих стимулирующих условий:

1) разработка законодательства в сфере экологических инноваций. В нормативных правовых документах необходимо отразить общие принципы осуществления экологических инноваций, определить основные критерии отнесения тех или иных видов инновационной деятельности к категории экологической, отразить принципы взаимоотношений государства и предприятий, осуществляющих инновационную экологическую деятельность, в том числе механизм создания стимулов для хозяйствующих субъектов;

2) разработка мероприятий по содействию трансферту экологически ориентированных технологий в производственный процесс;

3) разработка и реализация региональных программ развития внедрения экологических инноваций. Целевые программы развития предпринимательства в регионах должны ориентироваться на поддержку начинающих предпринимателей в сфере экологической инновационной деятельности.

Данная помощь может быть предоставлена в виде гранта на разработку и внедрение инноваций в сфере охраны окружающей среды или предоставления региональными банками субсидированных кредитов, позволяющих хозяйствующим субъектам привлекать заемные средства на длительные сроки и снижать затраты на обслуживание долга за счет компенсаций из бюджетов различных уровней.

Выводы

Экологические инновации выступают не только инструментом для сохранения и поддержания природных ресурсов и экологии в целом, но при разумном и обоснованном использовании также являясь современным, надежным и в то же время очень результативным инструментом, который содействует повышению экономического благосостояния страны и уровня конкурентоспособности в целом.

Литература

  1. Шварц Е.А., Бабенко М.В., Боев П., Мартынов А.С., Книжников А.Ю., Аметистова Л.Е., Пахалов. А.П. Российская национальная модель «зеленой» экономики и добровольные механизмы экологической ответственности // Экологические приоритеты для России. Доклад о человеческом развитии в России. М.: Аналитический центр при Правительства РФ. 2017. С.189-212.
  2. Кононова Е.Е. Анализ динамики экоинновации как элемента формирования зеленой экономики в регионах России // Известия Тульского государственного университета. 2015. №4. С. 208-216.
  3. Шаймиева Э.Ш. Разработка и внедрение экологических продуктовых и процессных инноваций как составляющих технологической конкурентоспособности экономики региона // Актуальные проблемы экономики и права. 2011. № 1. С. 151-157.
  4. Яшалова Н.Н. Экологические инновации как приоритетное направление «зеленой» экономики // Вестник УрФУ. Серия экономика и управление. 2012. № 5. С. 72-81.
  5. Инновационное развитие регионов России: экологические инновации // Инновации. 2018. № 3 (233). С. 72-78.
  6. Методологические основы концепции экологических инноваций // Анализ потенциала инновационного экологически устойчивого развития экономики региона (на примере Калининградской области): коллективная монография / Под редакцией П.А. Кирюшина и О.В. Кудрявцевой. М.: ТЕИС. 2013. С. 40-63.
  7. Папенова К.В. Экономика природопользования: учебник. М.: Тенс, ТК Велби. 2010. 928 с.
  8. Илюшкина Е.С., Конюхов В.Ю. Классификация экологических инноваций // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2012. Т. 66. № 7. С. 181-187.
  9. Карпова Н.В. Экологические инновации как базис для построения механизма рационального природопользования // Теrrа Economicus. 2010. Том 8. № 3. Часть 2. С. 54-58.
  10. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики РФ [Электронный ресурс]. Режим доступа https://rosstat.gov.ru/
  11. Об охране окружающей среды: федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ // Справочно-правовая система «КонсультантПлюс»




Московский экономический журнал 10/2020

УДК 332.1

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10723

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ УМНЫХ ГОРОДОВ В АРКТИЧЕСКИХ РЕГИОНАХ РОССИИ 

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF SMART CITIES IN THE ARCTIC REGIONS OF RUSSIA

Работа выполнена в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – докторов наук МД-402.2019.6

Панасейкина Вероника Сергеевна, кандидат экономических наук, доцент, ФГБОУ «Кубанский государственный университет», г. Краснодар 

Panaseikina V.S., candidate of economic sciences, associate professor, Kuban State University, vspjuly@mail.ru

Аннотация. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки механизма реализации задач, закрепленных в Указе Президента РФ от 5 марта 2020 г. N 164 «Об Основах государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года», а также «Основах государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 г» в части  развития подходов и инструментов внедрения проекта «Умный город» в опорных арктических регионах России. 

Summary. The relevance of the study is due to the need to develop a mechanism for implementing the tasks enshrined in the Decree of the President of the Russian Federation of March 5, 2020 N 164 “On the Fundamentals of State Policy of the Russian Federation in the Arctic for the Period up to 2035”, as well as “Fundamentals of State Policy in the Field of Environmental Development of the Russian Federation for the period up to 2030 ”in terms of developing approaches and tools for implementing the“ Smart City ”project in the key Arctic regions of Russia.

Ключевые слова: традиционное  природопользование, коренные народы, «умный город», экологическая безопасность, арктические регионы.

Keywords: traditional nature management, indigenous peoples, “smart city”, environmental safety, arctic regions.

В настоящее время российская Арктика является местом реализации международных и отечественных фундаментальных и прикладных исследований в области проблем устойчивого развития нашей планеты, изменения климата, сохранения биологического разнообразия, безопасности, разведки и добычи полезных ископаемых, культуры северных народов и т.д

Однако существует ряд ограничивающих факторов, которые объективно сужают спектр возможностей комплексного развития территорий, несмотря на их огромный потенциал, а именно неразвитость транспортной инфраструктуры, значительная отдаленность населенных пунктов между собой и по отношению к промышленно развитым центрам, практически отсутствующая современная социальная и коммунальная инфраструктура в сельской местности, и как следствие значительный отток оттуда населения, ухудшение здоровья населения, сокращение территорий традиционного природопользования. В этой связи растущие потребности в модернизации инфраструктуры, обновлении объектов жилищно-коммунального хозяйства, развитии инфраструктурных проектов, в том числе социального характера и многих других сферах требуют более активного развития партнерских отношений государства и частного бизнеса.

В соответствии с Указом Президента РФ от 5 марта 2020 г. N 164 «Об Основах государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года» основными национальными интересами Российской Федерации в Арктике являются:

  • обеспечение суверенитета и территориальной целостности Российской Федерации;
  • сохранение Арктики как территории мира, стабильного и взаимовыгодного партнерства;
  • обеспечение высокого качества жизни и благосостояния населения Арктической зоны Российской Федерации;
  • развитие Арктической зоны Российской Федерации в качестве стратегической ресурсной базы и ее рациональное использование в целях ускорения экономического роста Российской Федерации;
  • развитие Северного морского пути в качестве конкурентоспособной на мировом рынке национальной транспортной коммуникации Российской Федерации;
  • охрана окружающей среды в Арктике, защита исконной среды обитания и традиционного образа жизни коренных малочисленных народов, проживающих на территории Арктической зоны Российской Федерации [1].

В таблице представлены основные задачи в сфере экономического и инфраструктурного развития Арктической зоны.

В 2018 году Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства был запущен проект «Умный город», а с 2019 года он стал осуществляться в рамках Программы «Цифровая экономика» и национального проекта «Жилье и городская среда». В проекте участвуют 177 городов РФ, находящихся, в том числе, и в Арктике. В 2019 году началась реализация проекта «Умные города Мурманской области» [2]. Тестовой площадкой для опробования новых технологий стал город-спутник Кольской АЭС Полярные Зори, в котором с 2019 года начал работать аппаратно-программный комплекс «Безопасный город». В состав комплекса входят различные цифровые сервисы по электронному голосованию по общегородским вопросам или по управлению сферой ЖКХ. Одним из таких сервисов является интерактивная карта Полярных Зорь, на которой обозначены «проблемные» городские объекты.

С 2019 года программа «Умный город» работает и в Якутске. Она объединяет в себе более 100 различных сервисов и технологий: энергоэффективные технологии, цифровую инфраструктуру города, системы безопасности, онлайн-мониторинг систем ЖКХ и телекоммуникации [3].

В настоящее время для арктических регионов важным направлением является внедрение интеллектуальных систем экологической безопасности.

Основными экологическими проблемами арктических регионов являются:

  • загрязнение окружающей среды;
  • деградация земель и нарушение условий землепользования;
  • негативные последствия глобальных изменений климата;
  • ухудшение среды обитания и условий традиционного природопользования;
  • изменение биоразнообразия и сокращение запасов биоресурсов [4].

Основными мерами по реализации государственной политики в сфере обеспечения экологической безопасности в Арктической зоне Российской Федерации являются:

  • установление особых режимов природопользования и охраны окружающей природной среды, включая мониторинг ее загрязнения;
  • рекультивация природных ландшафтов, утилизация токсичных промышленных отходов, обеспечение химической безопасности, в первую очередь в местах компактного проживания населения.

Крайне острой для арктической зоны является проблема утилизации промышленных отходов, в огромном количестве накапливающихся вокруг промышленных предприятий. Из-за особенностей циркуляции воздушных масс в Арктике загрязняющие вещества, газовые и аэрозольные примеси скапливаются в ее атмосфере. Основные угрозы экологического характера в Арктической зоне России увеличение загрязнения и деградация компонентов природной среды в условиях растущей антропогенной нагрузки, накопление отходов; высокие риски и затраты при освоении природных ресурсов; глобальные климатические изменения и их влияние на зону распространения вечной мерзлоты, развитие опасных гидрометеорологических, ледовых и других природных процессов, увеличение риска и ущерба от этих процессов.

Одной из первостепенной задачей для внедрения интеллектуальных систем экологической безопасности является автоматизация системы управления обращения с твердыми коммунальными отходами.

Так, внедрение автоматизированной информационной системы управления обращения с отходами, позволяющей оптимизировать маршруты движения специализированной техники для обеспечения эффективного использования ресурсов при сборе и вывозе отходов, а также обеспечение контроля за передвижением и работой специализированной техники в онлайн – режиме позволит обеспечить бесперебойную работу по вывозу твердых коммунальных отходов.

Также, требуется организация взаимодействия региональных и муниципальных органов власти, регионального оператора по вывозу твердых коммунальных отходов, перевозчиков отходов и полигонов захоронения, которая в свою очередь будет способствовать повышению эффективности деятельности регионального оператора по вывозу твердых коммунальных отходов, прозрачности деятельности по сбору, вывозу и захоронению твердых коммунальных отходов.

В результате реализации проекта «Умный город» возможно:

  • привлечь  инвестиции в экономику арктических регионов;
  • развить новые отрасли экономики;
  • развить социальную и инженерную инфраструктуру.

Литература

  1. Указ Президента РФ от 5 марта 2020 г. N 164 «Об Основах государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года» // https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/73606526/
  2. Иванова С.А., Карагулян Е.А. Применение концепции умного устойчивого города в решении проблем пространственного развития Арктической зоны России // Креативная экономика. — 2020. — Том 14. — № 5. — С. 797–816. doi: 10.18334/ce.14.5.109383
  3. Майоров М. Умные города в Арктике: необходимость и перспективы развития // https://goarctic.ru/society/umnye-goroda-v-arktike-neobkhodimost-i-perspektivy-razvitiya/
  4. Седова Н.Б., Кочемасова Е.Ю. Экологические проблемы Арктики и их социально-экономические последствия // ЭКО. – 2017. – №5. С.160-171




Московский экономический журнал 10/2020

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10715

ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ МЕРЗЛОТНЫХ ПОЧВ

THE EFFECT OF OIL POLLUTION ON THE ENZYMATIC ACTIVITY OF PERMAFROST SOILS 

Сивцев Семен Исаевич, лаборант-исследователь, аспирант, Институт проблем нефти и газа СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ ЯНЦ СО РАН, Якутск, Россия, sivtsevsemen@mail.ru

Ерофеевская Лариса Анатольевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник, Институт проблем нефти и газа СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ ЯНЦ СО РАН, Якутск, Россия, lora-07.65@mail.ru

Sivtsev Semyon Isaevich, research assistant, post-graduate student, Institute of Oil and Gas Problems of the Siberian Branch of the RAS – Division of Federal Research Centre “The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”, Yakutsk, Russia, sivtsevsemen@mail.ru

Erofeevskaya Larisa Anatolyevna, candidate of biological sciences, researcher, Institute of Oil and Gas Problems of the Siberian Branch of the RAS – Division of Federal Research Centre “The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”, Yakutsk, Russia, lora-07.65@mail.ru

Аннотация. При активном использовании и добыче нефти и нефтепродуктов не редко происходят аварии и утечки. При очистке последствий утечки крайне важен мониторинг протекания процесса биодеградации, что можно реализовать, наблюдая за ферментативной активностью. В статье приведены результаты исследования ферментативной активности почвы в процессе биодеградации нефти и оценка активности микроорганизмов по этим показателям.

Summary. With the active use and production of oil and oil products, accidents and leaks are not uncommon. When cleaning up the consequences of a leak, it is extremely important to monitor the course of the biodegradation process, which can be realized by observing the enzymatic activity. The article presents the results of a study of the enzymatic activity of the soil during the biodegradation of oil and an assessment of the activity of microorganisms by these indicators.

Ключевые слова: нефтезагрязнения, ферментативная активность, биоремедиация, биодеградация, микроорганизмы.

Key words: oil pollution, enzymatic activity, bioremediation, biodegradation, microorganisms. 

Введение. В последние десятилетия большое внимание привлекли загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Из-за увеличения добычи сырой нефти и увеличения вероятности аварий нефтяные соединения являются одним из наиболее часто встречающихся загрязнителей в почве. Поскольку он содержит много токсичных соединений в относительно высокой концентрации, сырая нефть является физически, химически и биологически вредной для почвенных микроорганизмов. Относительно высокая гидрофобность нефтяных углеводородов вызывает повышенную способность накапливаться в почве и отложениях по сравнению с водной средой [1]. Кроме того, высокая гидрофобность этих соединений приводит к их связыванию с частицами почвы и отложений, что приводит к снижению биодоступности этих загрязнителей для биологической сорбции [2].

Следовательно, должны быть найдены подходящие решения для удаления или контроля этих загрязнений почвы. Измерение микробиологических параметров, таких как дыхание почвы, активность углерода или ферментов в микробной биомассе, дает информацию о наличии и активности жизнеспособных микроорганизмов, а также о степени, типе и продолжительности воздействия углеводородного загрязнения на метаболическую активность почвы. Такие измерения могут служить хорошим показателем воздействия загрязнения на здоровье почвы [3]. Ферментативная активность ассоциируется в качестве индикаторов биогеохимических циклов, деградации органических веществ и процессов восстановления почвы, поэтому они могут определять, наряду с другими физическими или химическими свойствами, качество почвы. Ферменты являются хорошими индикаторами, поскольку а) они тесно связаны с органическим веществом, физическими характеристиками, микробной активностью и биомассой в почве и б) предоставляют раннюю информацию об изменениях качества почвы. и в) более быстро оцениваются [4]. Известно, что многочисленные ферменты участвуют в процессах разложения и минерализации органических веществ. Наиболее часто анализируемые ферменты включают различные гидролазы, участвующие в циклах C, N, P и S, а также некоторые оксидоредуктазы. Таким образом, по анализу почвенной активности ферментов можно проследить за качеством биологической активности и деструкции нефтезагрязнения в почве.

Целью исследований настоящей работы являлась оценка влияния нефтяного загрязнения на ферментативную активность мерзлотных почв в процессе биоремедиации.

Материалом для исследований являлись фоново-чистые и нефтезагрязненные мерзлотные почвы нефтегазового комплекса (НГК) Якутии.

Методы и методики исследований

Основные операции по отбору проб и пробоподготовке при выполнении исследований осуществляли по методическим требованиям [5].

Транспортировку и хранение отобранных проб осуществляли в сумках-холодильниках.

Активность окислительно-восстановительных ферментов, участвующих в биодеградации углеводородов, определяли по методам, описанным Ф.Х. Хазиевым [6].

Культивирование углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) осуществляли в качалочных условиях на среде Мюнца с нефтью [7].

Остаточное содержание нефтепродуктов в почве в процессе биормедиации осуществляли согласно утвержденной инструкции [8].

Экспериментальная часть

Успешная, экологически безопасная рекультивация нефтезагрязнений возможна при применении микробиологического метода с использованием активных культур нефтеокисляющих аборигенных микроорганизмов. Однако, активной жизнедеятельности этих микроорганизмов способствуют лишь оптимальные условия. Это предполагает разработку технологий применения бактериальных препаратов нефтеокисляющих микроорганизмов для каждой почвенно-климатической зоны с целью адаптации микроорганизмов к условиям окружающей среды. Этот вид исследований является особенно важным в суровых условиях северных регионов России, в частности в Якутии с жарким сухим летом и долгой холодной зимой.

Эффективность обработки бактериальными препаратами загрязненных нефтью территорий можно исследовать по изменению активности уреазы в почве [9].

Изучения велись в лабораторно-полевых условиях на нескольких участках, загрязнённых сырой нефтью, вдоль трассы трубопровода «Восточная Сибирь – Тихий океан». Образцы брали до и после биологической рекультивации. Для измерения уреазной активности использовали колориметрический метод на спектрофотометре  CECIL Aquarius.

В результате выполненной работы были получены следующие данные для трех разных мест, которые показаны в таблице 1.

Первичная микробиологическая обработка загрязненных дерново-подзолистых суглинистых почв привела к снижению общего содержания нефтепродуктов, но уреазная активность не достигла фонового значения. Тогда как, обработка мерзлотных подзолистых типов почв местными микроорганизмами дает более эффективные результаты. Следует отметить, что добавление препарата «Дестройл» (Д1-2) к местным микроорганизмам для обработки мерзлотных подзолистых почв приводит к подавлению уреазной активности, что свидетельствует о недостаточно эффективном использовании этого препарата в данных условиях. Напротив этого использование микробного биопрепарата «Байкал ЭМ-1» (СУ-5Б) приводит к более чем 2 кратному повышению активности уреазы.

Биологическую активность почвы и ее способность к самоочищению оценивали по количеству УОМ и содержанию остаточной нефти в почве (таблица 2)

Таким образом, результаты исследования уреазной активности нефтезагрязненных почв показывают неэффективность однократной обработки мерзлотных почв. Поэтому, для достижения желаемых результатов, необходимо проведения рекультивационных работ в несколько этапов.

В рамках работ по биоремедиации были проведены анализы для определения каталазной активности почв.

Каталаза является очень распространенным ферментом, который содержится почти во всех аэробно дышащих клетках и в некоторых факультативных анаэробах. Функция каталазы заключается в защите организма от активных кислородсодержащих радикалов и пероксида водорода [10,11]. Исследования показали, что отклонения от среднего значения активности каталазы могут достигать 250%. Эти данные демонстрируют, насколько осторожно следует относиться к выводам об активности каталазы в зависимости от вида и рода живого организма или внешних воздействий. [11].  

Во время биоремедиации в ряде испытательных зон с недостаточным содержанием воды в почве (до 30%), было отмечено сдерживание процессов разложения перекиси водорода, токсичной для живых организмов, на кислород и воду.

По обеспеченности каталазой исследуемые почвы отнесены в разряд бедных (1-3 ед. ферментативного действия) (таблица 3).

Таким образом, для рекультивируемых мерзлотных почв  активность уреазы и каталазы можно рассматривать как информативный показатель состояния почв в процессе биодеструкции нефтяного загрязнения.

Литература 

  1. Karthikeyan, R., Bhandari, A., 2001. Anaerobic biotransformation of aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbons in soil microcosms: a review. J. Hazard. Subst. Res. 3, 1.
  2. Parrish, Z.D., Banks, M.K., Schwab, A.B., 2005. Assessment of contaminant lability during phytoremediation of polycyclic aromatic hydrocarbon impacted soil. Environ. Pollut. 137, 187.
  3. Eibes, G., Cajthaml, J., Moreira, M.T., Feijoo, G., Lema, J.M., 2006. Enzymatic degradation of anthracene, dibenzothiophene and pyrene by manganese peroxidase in media containing acetone. Chemosphere 64, 408e414.
  4. Nielsen, M., Winding, A., 2001. Microorganisms as Indicators of Soil Health. National Environmental Research Institute, Denmark.
  5. ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализов.
  6. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. – М: Наука, 1990. – 189 с.
  7. Керстен Д.К. Морфологические и культуральные свойства индикаторных микроорганизмов нефтегазовой съемки //Микробиология,1963,№5,С.1024-1030.
  8. РД 39-0147098-90 Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтегазпрома.
  9. Томский И.С., Ерофеевская Л.А. Изучение активности фермента уреазы в мерзлотных почвах Якутии, загрязненных углеводородами нефти // Химия и химическое образование: Сборник научных трудов 5-го Международного симпозиума (12 – 18 сентября 2011 г., г. Владивосток). – Владивосток: Издательство Дальневосточного федерального университета, 2011 – С. 51-53.
  10. Краткая химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1963. С. 455-456.
  11. Михлин  Д.М. Биохимия клеточного дыхания. М.: АН СССР, 1960. С. 246-260.




Московский экономический журнал 10/2020

УДК 551.511.61 

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10704

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ВЫБРОСОВ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В ТЁПЛЫЙ И ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОДЫ ГОДА

NUMERICAL MODELING OF DISTRIBUTION OF POLLUTING SUBSTANCES IN THE TESTING OF ROCKET ENGINES

Рязанов Валерий Игоревич, младший научный сотрудник в ФГБУ Высокогорный геофизический институт, Россия, г. Нальчик

Ryazanov Valery Igorevich, Junior researcher at the Federal state budgetary institution Vysokogorny geophysical Institute, Nalchik, Russia

Аннотация. В работе представлена трехмерная математическая модель переноса и диффузии атмосферных примесей и результаты расчетов загрязнения окружающей среды от твердотопливных ракетных двигателей в различные периоды года в регионе с характерными для него метеорологическими параметрами. В численных экспериментах варьировались шаг сетки по пространственным координатам, шаг сетки по времени, некоторые параметры численной схемы. Получены оценочные характеристики концентраций примесей в приземном слое в холодные и теплые периоды года.

Summary. The paper presents a three-dimensional mathematical model of the transport and diffusion of atmospheric impurities and the results of calculations of environmental pollution from solid rocket engines in different periods of the year in the region with characteristic meteorological parameters. In numerical experiments, the grid pitch in spatial coordinates, the grid pitch in time, and some parameters of the numerical scheme were varied. Estimated characteristics of impurity concentrations in the surface layer are obtained in the cold and warm periods of the year.

Ключевые слова: распространение примесей, трехмерная модель, ракетные двигатели, метеорологические параметры, численное моделирование

Key words: distribution of impurities, three-dimensional model, rocket engines, meteorological parameters, numerical modeling

Введение

Проблеме загрязнения атмосферы в результате ракетно-космической деятельности посвящено много исследований в связи с ее актуальностью. В том числе имеются объемные монографии с анализом влияния компонентов ракетного топлива на флору, фауну и человека. При этом возникает необходимость в анализе распространения примесей в атмосфере непосредственно в районе расположения космодромов, полигонов и близлежащих населенных пунктов, в том числе для принятия эффективных предупредительных и защитных мер.

В настоящее время по исследованию распространения примесей в атмосфере ведутся работы, по таким направлениям как исследование распространения загрязняющих веществ при различных метеорологических условиях, усовершенствование методов расчета локального, мезомасштабного и дальнего распространения аэрозолей, анализ вымывания и осаждения примесей на подстилающую поверхность.

Тем не менее, в области РКД многие вопросы загрязнения воздуха при пусках ракетоносителей исследованы недостаточно. Остаются актуальными вопросы распространения и диффузии вредных веществ, в частности:

  • формализация источников загрязнения атмосферы, имитирующих пуск и полет ракетоносителя в виде облака и шлейфа;
  • моделирование и анализ загрязнения атмосферы с учетом локальных условий распространения, характерных для полигонов;
  • оценка загрязнения атмосферы при учете фактических метеопараметров;
  • изучение распространения и переноса примесей в сложных природных условиях и на дальние расстояния с учетом рельефа, характеристик подстилающей поверхности, турбулентности в пограничном слое атмосферы;
  • исследование очищения атмосферы осадками и взаимосвязи загрязнения воздуха и других объектов окружающей среды.

Для решения этих вопросов приоритетное значение имеет совершенствование методов моделирования и разработка адекватных моделей переноса и диффузии загрязняющих веществ, учитывающих фактическую метеорологическую обстановку и корректно учитывающих особенности пограничного слоя атмосферы.

В работе представлена усовершенствованная автором статьи трехмерная математическая модель переноса и диффузии атмосферных примесей от объемных и линейных источников при реальных состояниях атмосферы, последние могут быть построены по данным аэрологического зондирования или численного моделирования по глобальной модели GFS или WRF.

1 Постановка задачи математической модели переноса и диффузии примесей

В работе используется трехмерная математическая модель распространения выбросов от приземного объемного и линейного источников при различных состояниях атмосферы.

Перенос частиц реагента в турбулентной среде описывается уравнением турбулентной диффузии, которое представляет собой дифференциальное уравнение в частных производных [1,4,5]:

Уравнения гидротермодинамики пограничного слоя атмосферы (ПСА) описывают влажную конвекцию в приближении Буссинеска, в уравнениях учитывается адвективный и турбулентный перенос, силы плавучести, трения и барических градиентов (для упрощения записи переменные, от которых зависят функции, опущены) [3]:

уравнения неразрывности:

уравнения термодинамики:

где

– вектор скорости;

u(x,y,z,t), v(x,y,z,t), w(x,y,z,t) – компоненты вектора скорости воздушных потоков в атмосфере и облаке;

 (x,y,z,t) – потенциальная температура;

(x,y,z,t)=Cp(P(x,y,z,t)/1000)R/Cp – приведенное давление;

– средняя потенциальная температура;

R –  газовая постоянная;

s(x,y,z,t) – удельная влажность воздуха;

QS(x,y,z,t) – суммарное отношение смеси жидкой и твердой фаз в облаке; 

 (z) – параметр, учитывающий изменение плотности воздуха с высотой;

P(x,y,z,t) и T(x,y,z,t) – соответственно давление и температура;

Cp – теплоемкость воздуха при постоянном давлении;

Lk, Lc, Lз – соответственно удельная теплота конденсации, сублимации и замерзания;

¢(x,y,z,t), ¢(x,y,z,t), s¢(x,y,z,t) – отклонения приведенного давления, потенциальной температуры и удельной влажности от их фоновых значений в окружающей атмосфере, которые обозначим как ф(x,y,z), ф(x,y,z) и sф(x,y,z);

– изменения удельной влажности за счет диффузии пара на капли и кристаллы;

– масса капельной воды, замерзающей в единицу времени в единице объема воздуха;

Kx(x,y,z,t) Ky(x,y,z,t) Kz(x,y,z,t) – коэффициенты турбулентной диффузии по осям координат.

Начальные условия для системы уравнений (1) – (3) имеют следующий вид:

На боковых границах области используются фоновые условия по термодинамическим параметрам.

Перенос многокомпонентных газовых примесей рассчитывается с учетом микрофизических процессов вымывания осадками и туманами.

Задача сформулирована в предположении, что в начальный момент времени характеристики облака примесей известны и соответствуют сформировавшемуся облаку газов после окончания работы ракетных двигателей. В облаке имеется относительно небольшой перегрев по отношению к окружающей атмосфере (несколько градусов). Стадия работы двигателей и подъема сильно разогретой газовоздушной смеси в данном исследовании не рассматривалась.

Основные уравнения для скорости измерения концентрации многокомпонентных газовых примесей и частиц аэрозолей записаны в виде [1]:

Здесь

– концентрация газовых смесей и аэрозолей;

где Н – верхняя граница области интегрирования. Начальные условия задаются в виде:

На боковых границах области задаются следующие краевые условия:

Основными факторами, влияющими на характер распространения атмосферной примеси, являются физико-химические свойства самой примеси и метеорологические особенности несущей среды. Вариации гидротермодинамических характеристик атмосферы очень разнообразны. Они зависят от взаимодействия факторов различного масштаба: например, фоновых полей метеоэлементов и локальных атмосферных циркуляций, вызванных термической и орографической неоднородностью подстилающей поверхности. Термическая неоднородность поверхности, в свою очередь, является следствием неравномерной инсоляции склонов, чередования водных поверхностей и суши, различий в альбедо, и др.

Для учета орографии в модели используется метод фиктивных областей, который предполагает дополнение фактической области фиктивными областями до прямоугольной формы, и доопределение системы уравнений в фиктивные области специальными условиями [11,12,13].

  1. Результаты расчетов и их интерпретация

Ниже приведены некоторые результаты моделирования распространения примесей в теплый и холодный периоды года в регионах с характерными метеорологическими параметрами. Численные эксперименты выполнены для облака примесей, образующихся при утилизации просроченных РДТТ.

Для анализа таких результатов использовался программный модуль трехмерного представления данных на основе современных графических программных библиотек. Модуль предназначен для визуализации и анализа трехмерных наборов данных в узлах сетки, полученных в модели. Программа позволяет строить изоповерхности, изолинии в выбранной плоскости, сечения, объемные представления данных в трехмерной сетке и т.д. [9].

Моделирование загрязнения окружающей среды от выбросов твердотопливных ракетных двигателей осуществлялось по представленной в разделе 1 трехмерной численной модели. При выполнении моделирования загрязнения и отладке программного кода варьируется, шаг сетки по пространственным координатам, шаг сетки по времени, некоторые параметры численной схемы, например, параметр в итерационной процедуре метода блочной верхней релаксации.

Выброс вредного вещества – оксида алюминия при сопловом сжигании РДТТ имеет следующие параметры [7,10]:

  • продолжительность выброса газовоздушной смеси (ГВС) около 80 с;
  • диаметр устья источника около 2,0 м;
  • температура на выходе около 2303°К;
  • средняя скорость выхода ГВС около 2200 м/с;
  • оксид алюминия около 12,90 тонны;
  • объем облака примеси около 330000 м3.

Была вычислена начальная концентрация примеси в поднявшемся над местом прожига РДТТ облаке, значение которой составило для Al2O = 164 мг/м3. Некоторые результаты расчетов по трехмерной модели с фактическими метеорологическими параметрами в районе расположения специализированного предприятия (северо-восток Московской области) для теплого периода года приведены в таблице 1, а для холодного периода – в таблице 2. Приведены значения концентрации Al2O3 в приземном слое в момент времени t=10 мин в узлах сетки с шагом 0,5 км по горизонтальным координатам X и Y, с 3-го по 8-й км по оси X, вдоль которой перемещалась примесь (часть массива данных). Каждая строка соответствует координате , каждый столбец – координате . Из данных видно, что облако со временем «касается» поверхности земли и загрязняет приземный воздух.

На оси эллипса загрязнения в приземном слое концентрация составила 12,4 мг/м3 (максимально-разовая ПДК не установлена, среднесуточная составляет 0,01 мг/м3).

На оси эллипса загрязнения в приземном слое концентрация составила 7,18 мг/м3. В расчетах для зимнего периода отмечались меньшие значения концентрации примесей в приземном слое.

Для одного из численных экспериментов, выполненного с учетом реальных данных аэрологического зондирования атмосферы, на рисунке 1 приведено изменение направления и скорости ветра с высотой. Разворот и сдвиг горизонтального ветра представлены условными стрелками, длина которых пропорциональна значению скорости ветра, направление стрелок указывает направление ветра. Левый рисунок – это вид сбоку, правый рисунок – вид сверху. На виде сверху направление на Север соответствует верху рисунка, а направление на Юг – низу рисунка.

На рисунке 2 приведены изолинии концентрации примеси (Al2O3) в момент 150 с, вид сверху, ячейки вспомогательной сетки на рисунке 2х2 км. Начальное положение облака приведено синим цветом в центре расчетной области. Изолинии от наружного контура к внутреннему имеют значения, соответственно: 0.001; 0.01; 0.1; 0.25; 0.5; 1.0; 5.0; 10.0 (в единицах ПДК). Голубой контур соответствует 0.569. Стрелками указано изменение направление ветра с высотой, вид сверху. В пограничном слое атмосферы ветер северо-восточный. Выше ПСА ветер юго-восточный.

На рисунке 3 приведены изолинии концентрации примеси в момент 300 с, вид сверху. Изолинии от наружного контура к внутреннему имеют значения: 0.001; 0.01; 0.1; 0.25; 0.5; 1.0 (в единицах ПДК).  Желтый контур 0.175.

Аналогичные численные эксперименты могут помочь скорректировать местоположение измерительных приборов для контроля качества атмосферного воздуха на территории космодромов.

Выводы

Разработанная модель используется для расчета концентраций примесей в приземном слое атмосферы при прожигах РДТТ. Модель применяется для исследования динамики распространения примесей, анализа приземных концентраций в направлении распространения облака ЗВ, и с помощью таких оценок – предупреждения экологических последствий, обусловленных текущими метеорологическими условиями. Также на основе совокупности численных экспериментов за длительный период для определения неблагоприятных метеорологических условий, при которых проведение работ приведет к экологическим последствиям на окружающей территории.

Моделирование распространения и диффузии загрязняющих веществ выполняется с целью определения по имеющейся (или прогнозной) метеорологической информации периодов времени (состояния погоды), во время которых проведение работ по утилизации будет экологически безопасно для окружающих населенных пунктов и объектов инфраструктуры.

Список литературы

  1. Алоян А.Е., Пененко В.В., Козодеров В.В. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды//в кн. Современные проблемы вычислительной математики и математического моделирования, т.2, Математическое моделирование. – М.: Наука, 2005. – C. 279-351.
  2. Амвросов А.Ф. Особенности распространения и рассеяния примеси над горным районом. – Труды ИЭМ, 1990, вып. 51 (142).- с 45-52.
  3. Коган Е.Л., Мазин И.П., Сергеев Б.Н., Хворостьянов В.И.. Численное моделирование облаков. -М.: Гидрометеоиздат, 1984.- 186 с.
  4. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985.-265 с.
  5. Бызова Н.Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы. -М.: Гидрометеоиздат,1974.-191 с.
  6. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды.- М.: Гидрометеоиздат, 1984.-560 с.
  7. Пащенко, С.Э. Полуэмпирическая модель процессов, происходящих при образовании и распространении высокодисперсных аэрозолей окислов алюминия при открытом сжигании крупногабаритных РДТТ / С.Э. Пащенко, А.Е. Осоченко, В.Е. Зарко, А.С. Жарков, В.И. Марьяш, С.М. Уткин, М.А. Потапов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции ФГУП «ФНПЦ «Алтай» (Бийск, 26–28 сентября 2001 г.). – Бийск, 2003. – С. 83–97
  8. НТО Анализ экологической обстановки в месте проведения ОР изделия Ж65/55 для подтверждения продленного срока эксплуатации: научно-технический отчет / М.: ООО «НПЦ «ЭКОПРОМСЕРТИФИКА». – 2017. – 25 с.
  9. Керимов, А.М. Модели и методы расчета мезомасштабного распространения примесей в атмосфере / А.М. Керимов, Е.А. Корчагина, А.В. Шаповалов, В.А. Шаповалов // Нальчик: Издательство КБНЦ РАН. – 2008. – 108 с.
  10. Дорофеев А.А. Основы теории тепловых ракетных двигателей. Теория, расчет и проектирование: учебник / А.А. Дорофеев // 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2014. – 571 с.
  11. Алоян, А.Е. Алгоритм численного решения мезометеорологических задач в случае криволинейной области / А.Е. Алоян, А.А. Фтейчик, Л.М. Фалейчик // в кн. Математические модели рационального природопользования. – Новосибирск: Наука, 1989. – С. 14-35.
  12. Boyarshinova, Е.А. Model of dynamics of atmosphere with monotone numerical schemes / E.A. Boyarshinova H Bull. Nov. Comp. Center, Num. Model, in Atmosph.,etc., 2000. – 6. – P. 1-8.
  13. Фалейчик, А.А. Использование методов математического моделирования при оценке возможных изменений микроклимата / А.А. Фалейчик II Обозрение прикладной и промышленной математики – 1996. – Т. 3. – Вып. 3. – С. 434-449.




Московский экономический журнал 10/2020

УДК 631. 95

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10674

БИОРЕСУРСЫ АГРОЭКОСИСТЕМ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

BIORESOURCES OF AGROECOSYSTEM AT VARIOUS
METHODES OF USE

Мязин Николай Георгиевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I» (394087 Россия, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-9201-0182, agrohimi@agronomy.vsau.ru

Парахневич Татьяна Михайловна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I» (394087 Россия, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-7815-3785, tatyana.1701@mail.ru

Стекольникова Нина Викторовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I» (394087 Россия, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-9796-759х, stekolnikova-nv@mail.ru

Волошина Елена Викторовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I» (394087 Россия, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-8730-8822, lena.volo@mail.ru

Харьковская Элен Вячеславовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I» (394087 Россия, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0003-1194-5635, constance24@yandex.ru

Myazin Nikolay G., doctor of agriculture sciences, professor,  of the Department of Agrochemistry, Soil Science and Agroecology, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great», Voronezh, Russian Federation (394087 Russia, Voronezh, st. Michurina, 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-9201-0182, agrohimi@agronomy.vsau.ru

Parakhnevich Tatiana M., candidate of agriculture sciences, associate professor of the Department of Agrochemistry, Soil Science and Agroecology, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great», Voronezh, Russian Federation (394087 Russia, Voronezh, st. Michurina, 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-7815-3785, tatyana.1701@mail.ru

Stekolnikova Nina V., candidate of agriculture sciences, associate professor of the Department of Agrochemistry, Soil Science and Agroecology, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great», Voronezh, Russian Federation (394087 Russia, Voronezh, st. Michurina, 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-9796-759х, stekolnikova-nv@mail.ru

Voloshina Elena V., candidate of agriculture sciences, associate professor of the Department of Agrochemistry, Soil Science and Agroecology, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great», Voronezh, Russian Federation (394087 Russia, Voronezh, st. Michurina, 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0001-8730-8822, lena.volo@mail.ru

Kharkovskaya Helen V., candidate of agriculture sciences, associate professor of the Department of Agrochemistry, Soil Science and Agroecology, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great», Voronezh, Russian Federation (394087 Russia, Voronezh, st. Michurina, 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0003-1194-5635, constance24@yandex.ru

Аннотация. В статье представлены многолетние результаты (2001-2018 гг.) изучения видового разнообразия биологических ресурсов агроэкосистем и потенциала их использования в условиях Центрального Черноземья. Внимание уделено видовому составу сегетальных растений в одновидовом и бинарном агроценозах озимой пшеницы, интродукции растений, биоразнообразию на разновозрастных залежах. При проведении данной работы применялся стандартный набор методик: фенологические наблюдения и учеты, анализ флористического состава, химико-аналитические и сравнительные методы. Установлено, что сегетальная растительность агроценоза озимой пшеницы представлена 19 видами, относящимися к 9 семействам. Формирование бинарного посева обеспечивает снижение засоренности на 42,5% с сохранением видового разнообразия сегетальных растений и повышением урожайности озимой пшеницы на 19,9% в сравнении с одновидовым посевом. Интродукция окопника лекарственного в агроэкосистемы Центрального Черноземья позволяет расширить ассортимент высокоурожайных кормовых и медоносных растений. Использование его биомассы для мульчирования агроценозов картофеля обеспечивает повышение урожайности данной культуры до 44,4%. Длительные исследования на залежах показали, что с течением времени видовое богатство продуцентов постепенно снижается. При абсолютно заповедном режиме создаются условия для внедрения в травостой древесно-кустарниковой растительности, но, при этом, интенсивность восстановительных сукцессий различна. На 30-летней залежи самой многочисленной и стабильной является группа мезофитной лугово-степной растительности. На более молодой 22-летней залежи отмечена тенденция к сокращению доли луговой флоры и увеличению площади, занятой кленом американским. Следовательно, на залежах целесообразно возобновление сельскохозяйственной деятельности, что позволит предотвратить зарастание необрабатываемых земель древесно-кустарниковой растительностью. Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о необходимости углубленного изучения биологического разнообразия, его функций в экологических процессах, оказывающих значительное влияние на продуктивность, устойчивое развитие агроэкосистем и повышение уровня безопасности сельскохозяйственного производства.

Summary. The article presents the results of studying (2001-2018 years) the species diversity of biological resources in agroecosystems and the potential for their use in the conditions of the Central Black Soil Region. Attention is paid to the species composition of segetal plants in single-species and binary agrocenoses of winter wheat, plant introduction, biodiversity in uneven-aged abandoned fields. In carrying out this work, a standard set of methods was used: phenological observations and records, analysis of floristic composition, chemical-analytical and comparative methods. It was found that the segetal vegetation of the winter wheat agrocenoses is represented by 19 species belonging to 9 families. The formation of a binary sowing provides a decrease in weediness by 42.5% while maintaining the species diversity of segetal plants and an increase in the yield of winter wheat by 19.9 % ​​in comparison with single-species sowing. The introduction of  Symphytum officinale into the agroecosystems of the Central Black Soil Region makes it possible to expand the range of high-yielding forage and melliferous plants. The use of its biomass for mulching potato agrocenoses provides an increase in the yield of this crop by 44.4%. Long-term studies on abandoned fields have shown that over time, the species richness of producers gradually decreases. Under an absolutely reserved regime, conditions are created for the introduction of trees and shrubs into the herbage, but, at the same time, the intensity of recovery successions is different. On the 30 year old abandoned field, the most numerous and stable group is mesophytic meadow-steppe vegetation. On the 22nd year old abandoned fields, a tendency towards a decrease in the proportion of meadow flora and an increase the area occupied by Acer negundo was noted. Consequently, it is advisable to resume agricultural activity on abandoned fields, which will prevent overgrowth of uncultivated lands with trees and shrubs. Thus, the conducted studies allows to conclude that an immersed study of biological diversity, its functions in ecological processes that have a significant impact on productivity, sustainable development of agroecosystems and an increase in the level of safety of agricultural production, is necessary. 

Ключевые слова: сегетальные растения, бинарные посевы, интродукция, окопник лекарственный, залежь, сукцессия, флористический состав.

Keywords: segetal plants, binary crops, introduction, Symphytum officinale, abandoned field, succession, floristic composition. 

Введение. Биологические ресурсы являются важнейшей  компонентом среды обитания человека. Наиболее значимым ресурсом при ведении сельскохозяйственной деятельности является генетическое разнообразие растений, которое использовалось человечеством в течение многовековой истории своего существования для удовлетворения своих потребностей.

Темпы  утраты  генетических ресурсов в настоящее время  вызывают наибольшую обеспокоенность, так как постоянное снижение биоресурсной базы влечет человечество к потере адаптационного потенциала в современных экологических и  социально-экономических условиях.

Разнообразие видов  живых организмов, связанных между собой многочисленными функциональными и трофическими связями, в итоге определяет устойчивость природных и аграрных экосистем.  

Смещение экологического равновесия в агроэкосистемах, обусловленное снижением видового разнообразия, часто приводит к ослаблению  кибернетических механизмов, в числе которых, уменьшение численности и разнообразия обратных связей, переход к разомкнутым циклам биогенных веществ и энергии, снижение первичной биопродуктивности, смена биотических доминантов, чаще всего, за счет быстро размножающихся популяций вредных насекомых, растений, микроорганизмов, что в конечном итоге приводит к росту темпов  регрессии экосистем [1].

Цель исследований. Изучить видовое разнообразие биологических ресурсов агроэкосистем и определить потенциал их использования в условиях Центрального Черноземья.

Объекты и методы исследований. Для реализации поставленной цели были обобщены результаты многолетних научных исследований (2001-2018 гг.), полученных на кафедре агрохимии, почвоведения и агроэкологии Воронежского ГАУ. Экспериментальные работы были проведены в агроэкосистемах Центрального Черноземья.

Изучение состава сегетального компонента биоценоза проводили в одновидовом и бинарном посеве озимой пшеницы (сорт Безенчукская 380). Бинарный агроценоз создавали за счет подсева весной в агроценоз озимой пшеницы вики мохнатой (озимой) (сорт Глинковская). Норма высева бобового растения составляла 15 кг/га. Предшественник – черный пар.

Анализ количественного и видового состава сегетальных растений изучали с помощью учетных рамок площадью 1 м2 [2].

Увеличение биологического разнообразия агроэкосистем в условиях Центрального Черноземья за счет интродукции изучалось на примере окопника лекарственного (Symphytum officinale L.), семейство Бурачниковые  (Boraginaceae), в агроценозе которого проводили фенологические наблюдения, учет насекомых опылителей и нектарность по общепринятым методикам. Продолжительность и другие показатели цветения определяли путем этикетирования отдельных бутонов [3]. Учет урожая проводили путем взвешивания скошенной зеленой массы с делянки и одновременным отбором снопов для определения выхода сухого вещества и химического анализа.

Химический анализ растений проводили на содержание сырого протеина (ГОСТ 13496.4-93), сырого жира (ГОСТ 13496.15-97),  сырой клетчатки (ГОСТ 13496.2-91), золы и микроэлементов (ГОСТ 26225-95). Содержание кормовых единиц в надземной массе определяли на основании химических анализов и коэффициентов переваримости [4].

Исследования биоразнообразия на разновозрастных залежах проводились в течение 15 лет на территории Новоусманского района Воронежской области. На залежах 1990 г. и 1998  г. были заложены пробные площадки (5мх10м). Флористический состав растительных сообществ залежных экосистем изучали с помощью определителя флоры средней полосы европейской части России П.Ф. Маевского [5]. Названия растений приведены по сводке С.К. Черепанова [6]. Обилие видов оценивали по шкале Браун-Бланке. Жизненные формы растений выделяли по классификации И.Г. Серебрякова [7].

Для определения достоверности полученных результатов использовался дисперсионный анализ [8].

Результаты и обсуждение исследований. Одним из компонентов агроэкосистем являются сегетальные растения, которые в большинстве случаев рассматриваются как фактор ограничивающий урожай сельскохозяйственных культур. Разнообразие сорных растений очень велико, только в условиях Центрального Черноземья распространено более 250 видов, обладающих высокой конкурентностью и способностью приспосабливаться к неблагоприятным экологическим факторам.

В целях уничтожения сегетальных растений используют гербициды, что приводит к нарушению трофической структуры сообщества, функций почвенно-биотического комплекса, химическому загрязнению получаемой продукции, поверхностных и подземных вод и т.д.

С экологической точки зрения небольшая численность сегетальных растений  в составе агроценоза не только не оказывает отрицательного воздействия на культурное растение, но и выполняет ряд  положительных экологических функций [9].

В результате проведенных многолетних исследований установлено, что в составе агрофитоценозов озимой пшеницы Воронежской области в осенний период распространены яровые, зимующие и озимые сорные растения, принадлежащие к 7 семействам. Наибольшее число видов включали семейства Капустные (Brassicaceae) – 4 вида, Злаки (Gramineae) – 3 вида. Семейства Мареновые (Rubiaceae), Амарантовые (Amaranthaceae), Фиалковые (Violaceae), Гвоздичные (Caryophyllaceae) и Астровые (Asteroideae) были представлены по одному виду сегетальных растений.

В состав яровой группы входят просо куриное (Echinochloa crusgalli), звездчатка средняя (Stellaria media (L.) Vill.), подмаренник цепкий (Galium aparine L.), горчица полевая (Sinapis arvensis L.), марь белая (Chenopodium album L.). Зимующие сегеталы представлены ромашкой непахучей (Matricaria perforate L.), фиалкой полевой (Viola arvensis Murray), пастушьей сумкой (Capsella bursapastoris (L.) Medik), яруткой полевой (Thlaspi arvense L.), дескурайнией Софии (Descurainia Sophia L.), а озимые – метлицей обыкновенной (Apera spica venti L.) и кострецом ржаным (Bromus secalinus L.).

Доля зимующих сорных растений в составе сегетального сообщества агроценоза озимой пшеницы в данный период составляла 41,9%, озимых – 26,4%, а яровых – 31,7%.

Состав сегетальных растений в весенний период был представлен семействами Злаки (Gramineae), Амарантовые (Amaranthaceae), Капустные (Brassicaceae), Астровые (Asteroideae), Гречишные (Polygonaceae), Фиалковые (Violaceae), Пасленовые (Solanaceae), Мареновые (Rubiaceae), Гвоздичные (Caryophyllaceae). Доминирующими  являются зимующие и яровые ранние виды.

Изменение структуры агрофитоценоза озимой пшеницы за счет подсева вики мохнатой (озимой) обеспечивало перестройку компонентного состава сегетальной растительности. В бинарном посеве наблюдалось снижение численности  проса куриного (Echinochloa crusgalli L.), щетинника зеленого (Setaria viridis L. Beauv.), пастушьей сумки (Capsella bursapastoris L.), ярутки полевой (Thlaspi arvense L.), ромашки непахучей (Matricaria perforate Merat.), фиалки полевой (Viola arvensis Z.), подмаренника цепкого (Gallium aparine L.), звездчатки средней (Stellaria media L.). Их численность в сравнении с одновидовым посевом уменьшалась на 25,0-61,5%. Марь белая (Chenopodium album L.) и василек синий (Centaurea uganus L.) в агрофитоценозе не обнаружены. Численность сегетальных растений в бинарном агроценозе составляла 50,0 шт/м2 , что меньше чем в одновидовом посеве на 41,2%.

В фазе колошения озимой пшеницы состав сегетального сообщества расширяется за счет яровых поздних растений, таких как бодяк полевой (Cirsium arvense), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.), паслен черный (Solanum nigrum L.). Увеличивается  и численность сорных растений. Однако минимальная она была так же в бинарном агроценозе и составляла 72,0 шт/м2, тогда как в одновидовом посеве 128 шт/м2.

Снижение засоренности в бинарном агроценозе происходит в результате более разнообразных  межпопуляционных взаимодействий между культурными и сегетальными растениями в разные периоды роста и развития.

Урожайность озимой пшеницы в бинарном агроценозе составила в 2016 году – 34,2 ц/га (НСР0,95 2,1), 2017 – 32,5  (НСР0,95 3,2), 2018 – 30,3 ц/га (НСР0,95 1,6) и превышала одновидовой агроценоз на 20,1, 18,3 и 21,4% соответственно.

Следует отметить, что недостаточно изучен вопрос накопления сегетальными растениями тяжелых металлов и радионуклидов. В литературных источниках отмечается, что для фиторемедиации агроэкосистем могут быть использованы такие растения как щирица запрокинутая, одуванчик лекарственный [10].

Для повышения устойчивости и продуктивности агроэкосистем используется интродукция растений. В последние годы особое внимание уделяется введению в состав агрофитоценозов продуцентов, обладающих лекарственными свойствами, которые широко используются в фармакологии. В условиях Центрального Черноземья к таким растениям относится окопник лекарственный [11].  

В ходе исследований было выявлено, что данная культура обладает высокой экологической пластичностью и хорошо развивается в условиях затенения, что является важным признаком для ее размещения вблизи лесных полос, в поймах рек с целью формирования экотонов и энтомологических микрозаказников.

Окопник является типичным раннецветущим энтомофильным растением. Цветение окопника начинается на две недели раньше других нектароносных культур, а высокая нектарность цветков и обилие пыльцы привлекает к цветущему растению большое количество насекомых, а также медоносных пчел.

Наблюдения показали, что наиболее интенсивная посещаемость данной  культуры опылителями приходится на первую половину его цветения. Объясняется это не только ежедневным нарастанием количества цветков в этот период, но и более высокой их нектарностью. Наибольшая посещаемость пчелами  культуры приходится на середину дня, что связано с наибольшим количеством свежераскрывшихся цветков, хорошо выделяющих нектар.

В изучаемых экологических условиях окопник возобновляет вегетацию сразу после схода снега, формируя пригодную к использованию в качестве корма биомассу к началу  мая.  При этом по качеству его зеленая масса не уступает бобовым травам, а по некоторым показателям превосходит их. В связи с чем он с успехом может быть использован для приготовления комбикормов. При благоприятных погодных условиях интродуцент формирует до трех укосов, обеспечивая продуктивность  до 32 т/га.

Анализ химического состава и питательности окопника показал, что наиболее ценным является корм, полученный в первый укос. Так содержание сырого протеина в растениях первого укоса практически в 2 раза превышало данный показатель в растениях в последующих укосах, а  клетчатки – в 2,5 раза.

В одном килограмме натурального корма в растениях с первого укоса содержалось 0,22 к.ед., со второго укоса 0,18 к.ед., с третьего – 0,10 к.ед., т.е.  на 18,2% и 54,5% ниже соответственно; переваримого протеина – 39,5 г, 20,4 г и 13,0 г, то есть более высокой питательностью обладают корма, полученные при первом укосе.

Кроме этого, проведенными исследованиями установлена эффективность применения биомассы окопника в качестве мульчирующего материала в агроценозах картофеля. Так, запасы продуктивной влаги в почве при использовании данного приема увеличивались по отношению к контролю  в фазу всходов на 10,2%, цветения – 11,4%, плодообразования – 4,7%, что в дальнейшем сказалось на увеличении продуктивности картофеля до 44,4%.

Что касается использования данного растения в качестве лекарственного сырья, то научный интерес к его изучению возрос в последние годы. Следует так же отметить, что данное растение может с успехом использоваться для биоремедиации загрязненных почв. Учитывая биологические особенности окопника, его целесообразно выращивать в индивидуальных предприятиях или крестьянско-фермерских хозяйствах.

В настоящее время изучение восстановительных сукцессий растительных сообществ особенно актуально в связи с изменениями экосистем в процессе интенсивного антропогенного воздействия [12]. Залежные экосистемы являются важным источником биологических ресурсов. Они могут использоваться в качестве сенокосов и пастбищ, приносить доход как источники ягод, грибов, лекарственных трав.

Согласно итогам Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2016 г. в Воронежской области площадь залежи составила 50193 га [13]. В то же время, проведенные И.Е. Смелянским исследования показали, что в 2010 г. фактическая площадь залежей на территории Воронежской области составляла 448,259 тыс. га [14]. Такое несоответствие данных обусловлено тем, что в некоторых субъектах РФ большая часть неиспользуемых земель не переводилась в другие угодья и согласно земельной статистике формально продолжает считаться пашней.

Выход из сельскохозяйственного оборота земель в таких масштабах с одной стороны имеет негативные социальные и экономические последствия, а с другой – из сельскохозяйственного оборота частично выпадают малоплодородные и деградированные почвы. При определенных условиях, на залежах происходит восстановление плодородия почв, нормализуется водный режим, повышается биоразнообразие и стабильность агроландшафта.

В ходе длительных исследований в Новоусманском районе на залежах разного возраста было установлено, что восстановительная сукцессия проходит по следующей схеме: бурьянистая → корневищная → корневищно-рыхлокустовая → древесно-кустарниковая стадии [15].

На ранней бурьянистой стадии зарастания залежей господствуют сорные однолетние и многолетние растения: осот полевой (Sonchus arvensis L.), ромашка непахучая (Tripleurospermum inodorum L.), икотник серый (Berteroa incana), бодяк полевой (Cirsium arvense L.), мелколепестник канадский (Erigeron canadensis L.), лебеда раскидистая (Atriplex hastata L.), татарник колючий (Onopordum acanthium L.), клевер пашенный (Trifolium arvense L.), коровяк метельчатый (Verbascum lychnitis L.), латук компасный (Lactuca serriola L.), крестовник Якова (Senecio jacobaea L.), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale F.H. Wigg.), гулявник Лезеля (Sisymbrium loeselii L.), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.), донник лекарственный (Melilotus officinalis (L.) Pall.) [16].

На данной стадии сукцессии, в фитоценозах преобладают вредные и ядовитые растения, которые животными не поедаются. Следовательно, сформированная биомасса поступает в детритную пищевую сеть, обогащая почву органическим веществом, обеспечивая повышение активности ПБК. Органическая масса, поступившая на поверхность почвы, способствует восстановлению почвенного плодородия. Растения бурьянистой стадии обеспечивают снегозадержание, тем самым улучшая водный режим в весенне-летний период.

Следует отметить, что одуванчик лекарственный и донник лекарственный в современных условиях используются для фиторемедиации почвенного покрова, загрязненного тяжелыми металлами. Донник также широко применяется в агроценозах в качестве сидеральной культуры.     

На корневищной стадии сукцессии преобладают следующие виды: репешок обыкновенный (Agrimonia eupatoria L.), василек луговой (Centaurea jacea L.), горошек мышиный (Vicia cracca L.), молочай прутьевидный (Euphorbia virgata Waldst. & Kit.), пырей ползучий (Elytrigia repens L.), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), полынь горькая (Artemisia absinthium L.), ястребинка волосистая (Hieracium pilosella L.), зверобой продырявленный (Hypericum perforatum L.), пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.), цмин песчаный (Helichrysum arenarium (L.) Moench.), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), клевер луговой (Trifolium pratense L.), клевер ползучий (Trifolium repens L.), земляника зеленая (Fragaria viridis Weston.), вероника дубравная (Veronica chamaedrys L.), подмаренник настоящий (Galium verum L.), вязель разноцветный (Coronilla varia L.), лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.), люцерна серповидная (Medicago falcata L.), стальник полевой (Ononis arvensis L.), лапчатка серебристая (Potentilla argentea L.), синеголовник плосколистный (Eryngium planum L.) [17].

На данной стации сукцессии разнообразие популяций растений существенно возрастает. Увеличивается участие бобовых растений, таких как горошек мышиный, клевер ползучий, лядвенец рогатый, люцерна серповидная, которые занимают нижний ярус фитоценоза и характеризуются незначительным проективным покрытием. Будучи азотофиксирующими продуцентами, они обогащают почву биологическим азотом, существенно улучшая условия для роста и развития растений. Данные бобовые растения введены в культуру, селекционным путем получены их высокопродуктивные сорта, которые используются для создания сенокосов и пастбищ, а также кормовых севооборотов. Многие из перечисленных растений залежей являются лекарственными (репешок обыкновенный, тысячелистник обыкновенный, подмаренник настоящий, полынь обыкновенная, зверобой продырявленный, стальник полевой и др.) и используются в фармакологии.

На корневищно-рыхлокустовой стадии наряду с разнотравьем доминирующее положение начинают занимать дерновинные злаки: мятлик луговой (Poa pratensis L.), вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth.), тимофеевка степная (Phleum phleoides (L.) Karst.), лисохвост луговой (Alopecurus patensis L.), кострец безостый (Bromopsis inermis Leyss.), овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.). Все они введены в культуру и широко используются в сельском хозяйстве.

Древесно-кустарниковая стадия характеризуется преобладанием следующих видов: клен американский (Acer negundo L.), яблоня лесная (Malus sylvestris Mill.), ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.), вяз гладкий (Ulmus laevis Pall.), шиповник собачий (Rosa canina L.), терн (Prunus spinosa L.), спирея иволистная (Spiraea salicifolia L.) [15].

Результаты исследований показали, что с течением времени видовое богатство залежей постепенно снижается. При отсутствии хозяйственной деятельности создаются условия для внедрения в травостой древесно-кустарниковой растительности. Причем, интенсивность восстановительных сукцессий на изучаемых залежах различна. На залежи 1990 г. преобладает мезофитная лугово-степная растительность и видовой состав относительно стабилен. Залежь 1998 г., несмотря на большое количество травянистых многолетников, перешла в древесно-кустарниковую стадию сукцессии. Здесь присутствуют относительно взрослые особи клена американского, но, при этом, сохранились признаки предыдущей корневищно-рыхлокустовой стадии. В данном случае определяющим фактором стало наличие клена американского в составе лесополос и его способность к активной инвазии на залежи с изреженным травянистым покровом.

Следует отметить, что на залежах, наряду с последовательной сменой доминирующих жизненных форм растений, будет претерпевать изменения и гетеротрофная часть биоценозов. При переходе агроценозов в залежи формируются благоприятные условия обитания, что приводит к возрастанию численности животных, изменению видовой, половой и возрастной структуры популяций.

Заключение.  В ходе проведенных исследований, установлено, что формирование бинарного посева обеспечивает снижение засоренности на 42,5% с сохранением видового разнообразия сегетальных растений и повышением урожайности озимой пшеницы на 19,9% в сравнении с одновидовым посевом. Интродукция окопника лекарственного в агроэкосистемы Центрального Черноземья позволяет расширить ассортимент кормовых и медоносных культур. Использование его биомассы для мульчирования агроценозов картофеля обеспечивает повышение его урожайности до 44,4%. Видовое богатство залежей с течением времени постепенно снижается. При абсолютно заповедном режиме создаются условия для внедрения в травостой древесно-кустарниковой растительности, однако интенсивность восстановительных сукцессий различна. На залежи 1990 г. самой многочисленной и стабильной является группа мезофитной лугово-степной растительности. На более молодой залежи 1998 г. отмечена тенденция к сокращению доли луговой флоры и увеличению площади, занятой кленом американским. Следовательно, на залежах целесообразно возобновление сельскохозяйственной деятельности, что позволит предотвратить их зарастание древесно-кустарниковой растительностью и будет способствовать повышению устойчивости агроэкосистем.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о необходимости углубленного изучения биологического разнообразия, его функций в экологических процессах, оказывающих значительное влияние на продуктивность, устойчивое развитие агроэкосистем и повышение уровня безопасности сельскохозяйственного производства.

Литература

  1. Харьковская Э.В. Видовое разнообразие продуцентов, как критерий состояния экосистем // Опыт и проблемы природопользования при реализации президентских программ в Центральном Черноземье России. Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет, 2006. С. 228-232.
  2. Исаев В.В. Прогноз и картографирование сорняков. М.: Агропромиздат, 1990. 192 с.
  3. Пономарева Е.Г. Кормовая база пчеловодства и опыление сельскохозяйственных растений. М.: Колос, 1980. 255 с.
  4. Ничипорович А.А. Теоретические основы повышения продуктивности растений. М.: ВИНИТИ, 1977. 134 с.
  5. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. 635 с.
  6. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб: Мир и семья, 1995. 804 с.
  7. Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. М.: Высшая школа, 1962. 378 с.
  8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: с основами статистической обработки результатов исследований. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
  9. Житин Ю.И., Стекольникова Н.В. Использование бинарных посевов для повышения активности почвенно-биотического комплекса и продуктивности культур // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2019. № 1. С. 49-52.
  10. Соколов О.А., Черников В.А. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Пущино, 1999. 164 с. 
  11. Житин Ю.И., Волошина Е.В. Влияние прилегающих экосистем на агроценозы окопника // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2017. №2 (53). С. 50-58.
  12. Luzuriaga A.L., Escudero A. What determines emergence and net recruitment in an early succession plant community? Disentangling biotic and abiotic effects // J. Veget. Sei. 2008. Vol. 19. № 4. P. 445-456.
  13. Основные итоги Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2016 года по субъектам Российской Федерации: кн. 2. Т.1. М.: ИИЦ «Статистика России», 2018. 711 с.
  14. Смелянский И.Е. Сколько в степном регионе России залежей? // Степной Бюллетень. 2012. № 36. С. 4-7.
  15. Парахневич Т.М., Кирик А.И. Структура и динамика растительного покрова на разновозрастных залежах // Вестник ОрелГАУ. 2017. № 4 (67). С. 43-50.
  16. Житин Ю.И., Парахневич Т.М. Влияние различных режимов хозяйственного использования на состав почвенного и растительного покрова в ходе сукцессии // Агроэкологические проблемы современности. Курск: КГСХА, 2001. С. 12-18.
  17. Парахневич Т.М. Особенности динамики восстановительных сукцессий на разновозрастных залежах // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2008. № 3-4 (18-19). С. 13-18. 

References

  1. Khar’kovskaya, E.V. (2006). Vidovoye raznoobraziye produtsentov, kak kriteriy sostoyaniya ekosistem [Species diversity of producers as a criterion for the state of ecosystems]. Opyt i problemy prirodopol’zovaniya pri realizatsii prezidentskikh programm v Tsentral’nom Chernozem’ye Rossii. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, pp. 228-232.
  2. Isayev, V.V. (1990). Prognoz i kartografirovaniye sornyakov [The forecast of weed and their mapping]. Moscow: Agropromizdat, 192 p.
  3. Ponomareva, Ye.G. (1980). Kormovaya baza pchelovodstva i opyleniye sel’skokhozyaystvennykh rasteniy [Fodder base for beekeeping and pollination of agricultural plants]. Moscow: Kolos, 255 p.
  4. Nichiporovich, A.A. (1977). Teoreticheskiye osnovy povysheniya produktivnosti rasteniy [Theoretical basics for increasing plant productivity]. Moscow: VINITI, 134 p.
  5. Mayevskiy, P.F. (2014). Flora sredney polosy yevropeyskoy chasti Rossii [Flora of the middle zone of the european part of Russia]. Moscow: Partnership of scientific publications KMK, 635 p.
  6. Cherepanov, S.K. (1995). Sosudistyye rasteniya Rossii i sopredel’nykh gosudarstv (v predelakh byvshego SSSR) [Vascular Plants of Russia and Neighboring States (within the former USSR)]. SPb: World and family, 804 p.
  7. Serebryakov, I.G. (1962). Ekologicheskaya morfologiya rasteniy [Ecological morphology of plants]. Moscow: Vysshaya shkola, 378 p.
  8. Dospekhov, B.A. (1985). Metodika polevogo opyta: s osnovami statisticheskoy ob-rabotki rezul’tatov issledovaniy [Field experiment technique: with the basics of statistical processing of research results]. Moscow: Agropromizdat, 351 p.
  9. Zhitin, YU.I. & Stekol’nikova, N.V. (2019). Ispol’zovaniye binarnykh posevov dlya povysheniya aktivnosti pochvenno-bioticheskogo kompleksa i produk-tivnosti kul’tur [The use of binary crops to increase the activity of the soil-biotic complex and crop productivity]. Vestnik rossiyskoy sel’skokhozyaystvennoy nauki, no 1, pp. 49-52.
  10. Sokolov, O.A. & Chernikov, V.A. (1999). Atlas raspredeleniya tyazhelykh metallov v ob”yektakh okruzhayushchey sredy [Atlas of the distribution of heavy metals in environmental objects]. Pushchino, 164 p.
  11. Zhitin, YU.I. & Voloshina, Ye.V. (2017). Vliyaniye prilegayushchikh ekosistem na agrotsenozy okopnika [The influence of adjacent Ecosystems on agrocoenosis of Symphytum officinale]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, no 2 (53), pp. 50-58.
  12. Luzuriaga, A.L. & Escudero, A. (2008). What determines emergence and net recruitment in an early succession plant community? Disentangling biotic and abiotic effects. Veget. Sci., vol. 19, no 4, pp. 445-456.
  13. ISC, Statistics of Russia (2018). Osnovnyye itogi Vserossiyskoy sel’skokhozyaystvennoy perepisi 2016 goda po sub”yektam Rossiyskoy Federatsii [The main results of the All-Russian agricultural census of 2016 for the constituent entities of the Russian Federation]. Moscow: ISC, Statistics of Russia, book 2, vol. 1, 711 p.
  14. Smelyanskiy, I.Ye. (2012). Skol’ko v stepnom regione Rossii zalezhey? [How many abandoned fields are in the steppe region of Russia?]. Stepnoy Byulleten’, no 36, pp. 4-7.
  15. Parakhnevich, T.M. & Kirik, A.I. (2017). Struktura i dinamika rastitel’nogo pokrova na raznovozrastnykh zalezhakh [The structure and dynamics of vegetation cover on different ages abandoned fields]. Vestnik OrelGAU, no 4 (67), pp. 43-50.
  16. Zhitin, YU.I. & Parakhnevich, T.M. (2001). Vliyaniye razlichnykh rezhimov khozyay-stvennogo ispol’zovaniya na sostav pochvennogo i rastitel’nogo pokrova v khode suktsessii [The influence of different regimes of economic use on the composition of soil and vegetation cover during succession]. Agroekologicheskiye problemy sovremennosti. Kursk: KGSKHA, pp. 12-18.
  17. Parakhnevich, T.M. (2008). Osobennosti dinamiki vosstanovitel’nykh suktsessiy na raznovozrastnykh zalezhakh [Features of the dynamics of recovery successions on abandoned fields of different ages]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, no 3-4 (18-19), pp. 13-18.