Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Экологическая паспортизация объектов и технологий




Таким образом, природно-техническая геосистема — это совокупность природных и искусственных объектов, формирующаяся в результате строительства и эксплуатации инженерных и иных сооружений, комплексов и технических средств, взаимодействующих с природными объектами (геологические тела, почва, растительный покров, рельеф, водные источники и атмосфера, фауна и социумы).

Охрана окружающей среды является практической реализацией тех целенаправленных действий, которые формируются (с научным обоснованием и опытно-экспериментальным подтверждением) в рамках самостоятельных научных дисциплин, к которым относится в первую очередь популяционная и инженерная экология.

Популяционная экология несет ответственность за обоснование норм жизнеобеспечения более чем 2 млн. видов растительного и животного мира. Инженерная экология, опираясь на эти нормы, выраженные на языке предельно допустимых концентраций (ПДК) и воздействий (ПДВ), определяет эффективные способы и средства охраны окружающей природной среды. Методологической основой научного поиска, обоснования и разработки таких способов и средств является система инженерно- экологического обеспечения производства.

Основным природоохранным объектом является природный ландшафт как производная экологического взаимодействия четырех геосфер (по В. И. Вернадскому): атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы.

Элементарный природный ландшафт — это абсолютный (в своем естественном виде) ландшафт, наделенный свойством полной центральной симметрии относительно распределения центров геосфер В. И. Вернадского. В этом случае смещение равновесия ландшафта совпадает с центром элементарного ландшафта.

Реальный ландшафт формируется в результате промышленного техногенеза, обусловленного изменением потенциального состава геосфер Вернадского. Поэтому так называемый антропогенный ландшафт обнаруживает ассиметрию, обеспечивающую смещение равновесия в природно-технической геосистеме.

В ряду основополагающих понятий инженерной экологии особое место занимает группа понятий надежности экосистемы, раскрывающейся в ряду таких свойств, как устойчивость, равновесие, живучесть, безопасностъ. Соответственно выделенным понятиям разрабатываются объективные количественные меры (системы показателей):

— по устойчивости,

— по равновесию,

— по живучести,

— по безопасности.

Дадим общие определения вышеназванным понятиям.

Устойчивость — свойство, внутренне присущее экосистеме, характеризующее способность:

1. выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями (например, техногенные воздействия на природный ландшафт);

2. оказывать сопротивление внешним (техногенным) воздействиям;

3. обнаруживать способность к восстановлению или самовосстановлению экосистемы.

Равновесие — свойство экосистемы сохранять устойчивость в пределах регламентированных границ при антропогенных изменениях природного ландшафта.

Живучесть — свойство, характеризующее действительные показатели экологической защиты экосистемы и проявляющееся в способности биогеоценозов ландшафта к самовосстановлению.

Безопасность — свойство, определяющее риск потерь устойчивости, равновесия и живучести экосистемы.

Уже из общих определений перечисленных понятий следует факт их структурной взаимосвязи, которая накладывает необходимость дополнительного условия для количественного выражения конкретных показателей, составляющих эти свойства.

 

 

Рис. Схема взаимосвязи надежности экосистемы

 

Любое техническое сооружение, находящееся на конкретной территории, взаимодействует с природой настолько тесно, что для изучения этого взаимодействия совокупный комплекс природной среды и ее техническое насыщение необходимо рассматривать совместно, как единую систему, которую определяют как природно-техническую геосистему (ПТГ).

Каждая природно-техническая геосистема (или геотехническая система) создается человеком для удовлетворения определенных потребностей современного общества: место проживания людей, орошение полей, транспортировка топливно-энергетических ресурсов, переработка сырья, производство промышленной или продовольственной продукции и т. д.

Следовательно, природно-техническая геосистема — это образование, которое непременно возникает в любом регионе в связи с происходящей в нем хозяйственной деятельностью и приходит на смену природным геосистемам, существовавшим там до внедрения людей и техники в природную среду.

Современные тенденции развития ПТГ свидетельствуют об имеющейся диспропорции между инженерным расчетно-теоретическим и экспериментальным обоснованиями факторов техногенного воздействия на окружающую среду. Неадекватность расчетных моделей реальной экологической обстановке в зоне промышленного освоения территорий приводит к невосполнимым потерям биогеоценозов природного ландшафта.

К сожалению, в практике расчета и проектирования промышленных объектов, а также организации трудовых процессов все еще доминируют принципы одностороннего учета влияния внешних нагрузок со стороны окружающей среды на создаваемые объекты и конструкции. Под этим углом зрения проводится обоснование рабочих свойств искусственных объектов и режимов их функционирования. Однако такой путь бескомпромиссного технократического вмешательства в природу создает опасные предпосылки необратимого (деградационного) процесса (экологического ущерба) в создаваемой ПТГ.

Первоосновой выхода из сложившейся практики «инженерной предопределенности» неуправляемого техногенеза является необходимость четкой зональной классификации промышленно осваиваемых регионов по принципу техногенного воздействия на свойства природной среды.

Разработка такой классификации требует накопления и тщательного изучения информации по следующим направлениям.

1. Факторы техногенного воздействия на окружающую среду в зоне промышленного освоения территории. При этом устанавливаются:

· номенклатурный состав техногенных факторов;

· интенсивности их воздействий, оцениваемые коэффициентами экологической весомости

Уровень техногенного воздействия как характеристика промышленного объекта является показателем его потенциальной экологической опасности и может быть представлен в локальном (единичном) и общем (комплексном) виде. В частности, такая градация оправдана для отдельного вида воздействия объекта (механического, теплового, химического, биологического и т. д.) по единичному показателю уровня, а для общего воздействия объекта — по комплексному показателю.

2. Признаки и показатели антропогенного изменения природного ландшафта в регионе освоения.

3. Особенности природных ландшафтов, определяющие выбор экологической модели прогноза регионального уровня взаимодействия сооружаемого объекта с окружающей средой.

Существующие нормативно-технические требования не учитывают зонального принципа в нормировании требований к формированию объектов путем введения критериев техногенного воздействия на окружающую среду. Вместе с тем данный вопрос может быть решен при наличии количественно обусловленной классификации параметров техногенного воздействия для природных ландшафтов в зонах дислокации объектов, различающихся по степени технофильности:

а) ландшафты, обладающие высокими рекреационными показателями. Сохранность их должна обеспечиваться инженерным обустройством и биологической мелиорацией; постоянным восстановлением растительных сообществ; локализацией очагов повышенной нагрузки на почвенно-растительный покров, регулярным уходом за насаждениями;

б) ландшафты, содержащие в своих недрах месторождения полезных ископаемых, обеспечение их сохранности предъявляет повышенные требования к надежности сооружаемых объектов;

в) сельскохозяйственные и лесные ландшафты, которые используются для получения сельскохозяйственной продукции. Их охрана состоит в рациональном, технологически и экологически грамотном использовании;

г) ландшафты, которые малопригодны для сельского хозяйства или создания рекреационных зон, не содержат полезных ископаемых. Такие ландшафты предпочтительны для промышленного и гражданского строительства.

Определенные ограничения по условиям строительства накладывает и экологическая восприимчивость окружающей среды, отраженная в географическом районировании.

 

2. Экологическое равновесие в природно-технических геосистемах

Интегральным критерием, являющимся мерой экологической эффективности трудовой деятельности, может служить опасность нарушения природного баланса как в узко территориальном плане, так и в общегосударственном масштабе. Такая опасность является потенциальной характеристикой необратимости потерь (или необратимых процессов), количественно связанных с антропогенными факторами результатов деятельности.

Общий принцип охраны природы с позиций инженерной экологии заключается в минимизации интегральных потерь неживой и живой природы, формально выражаемых в виде:

· абсолютно невосполнимых потерь, связанных с уничтожением биологических популяций (изменения биогеоценозов) за пределами границ самовосстанавливаемости;

· качественных потерь неживой природы в первоначальных количественных пропорциях (ухудшение плодородной структуры почв, изменение гидрогеологического режима течений, деградации почв в наиболее экологически уязвимых районах, например районах Крайнего Севера, и т. д.);

· обратимых потерь живой природы в границах самовосстанавливаемости или восстанавливаемости при содействии человека.

Анализируя механизм формирования экологических потерь, следует весь процесс функционирования экосистемы «человек — природа» условно разделить на три стадии.

На первой стадии развития процесса происходит закономерное использование природных ресурсов в результате целенаправленного взаимодействия человека с окружающей средой. Эта стадия, как правило, характеризуется некоторым условным максимумом, совпадающим с окончанием активной фазы производственного цикла.

Далее процесс переходит во вторую стадию, которая в случае полного отсутствия восстановительных мероприятий характеризуется некоторым периодом сравнительно устойчивого состояния с сохранением имевшихся потерь. Этот период, по существу, является переходным к третьей стадии развития процесса, протекающей в одной из двух возможных форм:

· естественного восстановления (самовосстановления) частично утраченного экологического потенциала;

· смешанного (или комплексного) восстановления, включающего в себя ряд восстановительных мероприятий, которые в сочетании с естественными процессами самовосстановления дают наибольший эффект сохранности и воспроизводимости природных ресурсов.

Понятие экологического равновесия в природе имеет глубокий смысл, поскольку оно опирается на обширную систему научных знаний и представлений о состоянии и свойствах биогеоценозов. Естественный природный баланс вследствие закономерного антропогенного изменения имеет тенденцию смещения, проявляющегося в формах единичного или общего явления, в виде явного или неявного следствия, значительных диспропорций и т. д.

Поэтому понятие экологического равновесия экосистемы условно с точки зрения предельно допустимых норм по всем экологическим критериям.

Однако понятие предельно допустимой нормы (или предельно допустимой потери) требует глубокого обоснования с точек зрения:

· локального экологического скачка (или интенсивности местных потерь данного вида);

· возможности развития необратимых смещений экологического равновесия;

· характера экологического противодействия (экологической реакции) на функционирующий объект;

· потенциальных экологических резервов в рассматриваемом интервале взаимодействия искусственного объекта с окружающей средой.

Планирование и оптимизация природоохранных структур в сфере промышленного производства предопределили современные тенденции развития региональной экологии, в рамках которой реализуются прикладные задачи формирования экологически чистых промышленных объектов и создания систем надежной охраны окружающей среды. Такие задачи по своей сути являются многоплановыми, и их эффективное решение опирается на глубокий инженерный анализ реальной экологической обстановки в конкретной природно-технической геосистеме. Одним из основных аспектов такого анализа является опытно-промышленное исследование возможных источников вредных воздействий на объекты геосферы и биосферы.

В общем случае источники загрязнения природной среды можно классифицировать по происхождению: искусственные — антропогенные (удельный вес около 90% общего объема) и естественные; по месту поступления — континентальные, морские и атмосферные; по временному признаку — постоянные, эпизодические, разовые, случайные; по пространственно-временному признаку — фиксированные и нефиксированные и т. п.

В рамках рассмотренной классификации могут, быть исследованы любые регионально-экологические системы типа «человек — промышленный объект — природа». Например, определяющими факторами глобального нефтегазопромышленного техногенеза являются масштабы добычи этих природных компонентов и уровень их потерь в естественном и переработанном виде.

В ряду формирующих стадий инженерно-экологического цикла особое место занимает проектирование с экологической ответственностью, поскольку обеспечение на этом этапе необходимого природоохранного потенциала во многом определяет закладываемый уровень экологической безопасности, а следовательно, и возможные материальные затраты на его устойчивое сохранение в процессе функционирования природно-технических геосистем. До настоящего времени отсутствуют единые методы природосберегающего проектирования и технологического нормирования с экологической ответственностью.

Каждый формируемый объект и промышленное производство наделены комплексом техногенных свойств, обусловливающих потенциально опасный уровень антропогенных изменений природных объектов в соответствии со спецификой взаимодействия с окружающей средой.

Любой создаваемый объект или промышленное производство можно оценивать с позиций возможных антропогенных состояний объектов природы, являющихся мерой экологической чистоты данного объекта (промышленного производства).

Требование экологической чистоты при создании объектов и промышленных производств обусловлено необходимостью минимального отрицательного воздействия на компоненты окружающей природной среды. В настоящее время разработано много технологических процессов, при которых исключаются потери и выбросы в окружающую среду отходов-
загрязнителей. В таких процессах наиболее полно реализуются принципы так называемой безотходной технологии.

Многочисленные экологические исследования, выполненные в разных странах, показали, что строительством очистных сооружений невозможно полностью решить задачу по предотвращению загрязнения объектов гео- и биосферы. Более того, огромное количество разнообразных веществ, необходимых обществу, потребляют и перерабатывают с большими отходами, которые выбрасывают в окружающую среду. Ценное сырье в ряде случаев перерабатывают по схеме так называемого однократного неполного использования, что сопровождается выбросом значительной его части со всеми отрицательными последствиями этого для окружающей среды.

Одним из основных условий ускорения темпов внедрения безотходной технологии является разработка новых инженерно-экологических принципов проектирования и создания промышленных производств, отвечающих требованиям максимальной экологической безопасности. В настоящее время отсутствие в должной мере учета экологических вопросов при проектировании объектов и технологических процессов приводит к тому, что главную нагрузку в области охраны среды в ближайшее десятилетие будут по-прежнему нести водо- и газоочистные сооружения. В лучшем случае, учитывая рост количества и мощностей указанных сооружений, повышением эффективности их работы можно будет добиться стабилизации накопления веществ-загрязнителей.

Рассмотрим некоторые инженерно-экономические аспекты создания замкнутых производственных процессов, обеспечивающих в принципе на любом этапе их функционирования безотходный технологический цикл.

Характеристика экологического состояния любого объекта или производственного процесса может быть определена двумя путями:

1. по среднестатистическим параметрам свойств техногенных источников, определяющим меру воздействия на объекты окружающей среды;

2. по единичным и комплексным показателям антропогенного изменения объектов окружающей среды;

Оба подхода к рассмотрению состояния промышленной экосистемы позволяют ввести некоторые аксиоматические принципы, касающиеся формирования ее антропогенных свойств с позиции некоторых термодинамических аналогий потери качества системы.

Будем считать замкнутый технологический цикл экологически непроницаемым в том смысле, что формирующийся антропогенный поток локализуется в границах самого технологического процесса, внешнее его проявление на объектах окружающей природной среды равно нулю в теоретическом или практическом отношении. В противном случае имеет место уход антропогенного потока («экологический прорыв») за пределы технологического цикла, сопровождающийся отрицательным воздействием производственного процесса на окружающую среду.

Центральное место в аксиоматическом построении принципов формирования антропогенных свойств промышленной экосистемы в процессе ее создания и функционирования принадлежит условию равновесия системы по различным критериям ее состояний.

С термодинамической точки зрения промышленная экосистема (типа «искусственный объект — окружающая среда», «производственный цикл — окружающая среда» и т. д.) находится в равновесии в том случае, если среднестатистические значения параметров ее состояния остаются постоянными в регламентированных пределах.

Согласно термодинамическому принципу смещения равновесия Ле-Шателье, если систему, находящуюся в равновесии, подвергнуть внешнему воздействию, нарушающему это равновесие, возникает новое равновесие, переход к которому осуществляется процессом, стремящимся противодействовать указанному воздействию.

Направленное техногенное воздействие, являющееся внешним по отношению к экосистеме, обусловливает ответную реакцию системы, выражающуюся плавным или скачкообразным изменением антропогенных свойств. Формы проявления реакции системы не влияют на собственно переход экосистемы в новое равновесное состояние с точки зрения взаимной обусловленности такого перехода. Изложенный принцип смещения равновесия — удобная аналогия механизма развития антропогенных свойств замкнутой промышленной экосистемы по критериям ее техногенного состояния.

Организационно-технологическая структура управления промышленной экосистемой, направленная на минимизацию экологического риска, предусматривает активные формы экологического контроля промышленных экосистем.

 

Для решения вопросов развития производительных сил отраслей хозяйства проводится инвентаризация вредных выбросов в атмосферу, сбросов неочищенных и очищенных сточных вод в поверхностные водоемы, анализируется проектная документация на генподрядные объекты.

Инвентаризация вредных воздействий, выбросов, стоков, твердых бытовых отходов (ТБО) — первый и обязательный этап экологической паспортизации объектов. Это означает переход от рассмотрения частных экологических ситуаций к системному анализу проблемы в целом.

Доведение технологии строительства и эксплуатации каждого объекта до мирового уровня позволит решить задачи снижения расхода материалов, энергии и трудовых затрат, повышения качества продукции и резко снизить антропогенное воздействие производства на окружающую среду (уменьшить выбросы загрязняющих веществ в воду и атмосферу, предотвратить деструкцию ландшафтов, сократить площадь отчуждаемых земель и т. д.).

Основой формирования комплексной экологической программы и перевода природоохранной политики на новый уровень должно стать введение экологических паспортов предприятий.

Экологический паспорт включает общие сведения о предприятии, используемом сырье, описание технических схем выработки основных видов продукции, схемы очистки сточных вод и аэровыбросов, их характеристики после очистки, данные о твердых и других отходах, а также сведения о наличии в стране и в мире технологий, обеспечивающих достижение наилучших удельных показателей по охране природы. Вторая часть паспорта содержит перечень планируемых мероприятий, направленных на снижение нагрузки на окружающую среду (с указанием сроков их выполнения, объемов затрат, удельных и общих объемов выбросов вредных веществ до и после осуществления каждого мероприятия).

Состав природоохранного паспорта должен отражать:

· переход от изучения следствий (состояния окружающей среды) к деталь-' ному дифференцированному изучению причин (ситуации по каждому объекту и группам родственных объектов);

· переход от рассмотрения общего объема выбросов к удельным показателям, относимым к единице производственной продукции и сопоставляемым с наилучшими мировыми показателями.

В России по многим вредным выбросам нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) более жесткие, чем в других странах. Но, к сожалению, добиться выполнения этих норм можно не только с помощью совершенствования технологии производства и очистки выбросов, но и более простым путем, например разбавляя стоки чистой воды до нужных значений концентрации загрязняющих веществ.

При переходе к удельным показателям требования, предъявляемые к экологической чистоте производственных процессов, приобретают новый количественный смысл.

Основные параметры, характеризующие состояние окружающей среды и ограничивающие ее загрязнение отходами производства, — это предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ (ПДК) в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, поверхностных водах окрестных водоемов и почвах. Действующие нормы ПДК имеются в специальной справочной литературе по охране окружающей среды.

Перечни ПДК постоянно расширяются, что связано с появлением новых технологий, материалов, а также с новыми данными медико-биологических исследований, вскрывающих неизвестные вредные воздействия на живые организмы веществ, ранее считавшихся безвредными. В почвах и грунтах окрестной зоны паспортизуемого объекта должны контролироваться те же вредные вещества, которые определяются в выбросах и стоках, так как они попадают в почвы и грунты, а через них в растения и животных, оседая из атмосферы с осадками и из водоемов, в которые поступают после очистки сточные воды.

Контроль содержания вредных веществ в выбросах в атмосферу, стоках в поверхностные водоемы или на рельеф, а также попадающих на почву и грунты в виде осадка, инфильтрата, в твердых отходах производственной деятельности и бытовых — это функция служб экологического контроля. Однако для заполнения и оформления экологического паспорта этого недостаточно. Необходимо учесть фоновые характеристики окружающей среды, климатические факторы, «нештатные» ситуации и с помощью расчетов сопоставить все эти факторы и оценить суммарные воздействия на окружающую среду.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 1055; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.054 сек.