Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор и постановка задач исследования 9
1.1. Методы оценки экологического состояния территорий 9
1.2. Методические положения расчета пылегазовых выбросов теплоэлектростанциями 19
1.3. Математическое моделирование социально-экологических и экономических последствий загрязнения атмосферы 26
Выводы 36
Цель, идея и задачи исследований 38
2. Анализ и обобщение базы данных об экологическом состоянии тульской области 40
2.1. Обоснование и выбор объекта исследований . 40
2.2. Твердые отходы производства 48
2.3. Характеристика пылегазовых выбросов в атмосферу . 54
2.4. Состояние здоровья населения и демографическая обстановка 62
Выводы 70
3 . Имитационное моделирование системы «теплоэлектростанция - атмосфера» 72
3.1. Построение имитационной модели системы «теплоэлектростанция - атмосфера» 72
3.2. Математическое моделирование прогнозной оценки выбросов 79
3.3. Статистическое оценивание результатов имитационного моделирования системы «теплоэлектростанция - атмосфера» 84
3.3.1 . Анализ пылегазовых выбросов, образующихся при сжигании угля, в атмосферу в зависимости от параметра энергопроизводительности 84
3.3.2. Анализ пылегазовых выбросов, образую щихся при сжигании природного газа, в атмосферу в зависимости от параметра энергопроизводительности 95
Выводы 101
4 . Алгоритмы и комплекс программных средств для оценки изменений воз действия на атмосферу пылегазовыми выбросами при переходе теплоэлектро станций с природного газа на уголь 103
4.1. Прогноз динамики пылегазовых выбросов теплоэлектростанциями 103
4.2. Оценка экономического ущерба от загрязнения атмосферы пылегазовыми выбросами 118
4.3. Примеры использования комплекса программных средств 124
Выводы 143
5. Прогнозирование пылегазовых выбросов при переходе с природного газа на уголь 144
В ыводы 149
Заключение 150
- Методы оценки экологического состояния территорий
- Обоснование и выбор объекта исследований
- Построение имитационной модели системы «теплоэлектростанция - атмосфера»
- . Анализ пылегазовых выбросов, образующихся при сжигании угля, в атмосферу в зависимости от параметра энергопроизводительности
Введение к работе
Актуальность проблемы.
В настоящее время развитие современного мира невозможно представить без развития крупных городов. Техногенное воздействие на окружающую среду наиболее ярко проявляется в городах, где на относительно небольших территориях сконцентрировано значительное количество населения, производственных и непроизводственных фондов, транспортных средств. Все это служит причиной обострения экологических, социальных, экономических и политических проблем.
Очевидно, что развитие человеческого общества невозможно без взаимодействия с окружающей средой, а, следовательно, и воздействия на природу, без использования природных ресурсов. Люди преобразовывали, и будут преобразовывать природу. Важнейшей проблемой стратегии управления качеством окружающей природной среды является вопрос об организации системы, определяющей эффективность комплексного и экологически рационального использования природных ресурсов.
Актуальность предлагаемой темы подтверждается тем, что в современной России доля природного газа как топлива на теплоэлектростанциях будет снижаться вследствие падения добычи. Мировая электроэнергетика в среднем на 43% основана на угле: в Европе - более 50%, в США - на 56%, в Китае - на 70%. В России его доля на тепловых станциях составляет 27%, а с учетом атомных и гидростанций - 18%. В Тульской области на ТЭС и котельных доля газа в 1999 году составляла 76%, а угля - 22%.
Разведанных запасов газа хватит на 80 лет, тогда как угля на 300 лет. Традиционные месторождения иссякают, а для освоения новых (на Ямале, в Баренцевом море) требуются огромные затраты. Цена газа вы-
растет в 5-6 раз. Настолько же подорожает электроэнергия. На данный момент средняя стоимость выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе равна 0,064 у.е./ІкВт'ч, на угле — 0,052 у.е./ІкВт'ч. Целесообразно прогнозировать те социальные, экономические и политические риски, которыми подвергнется наша страна через 50 лет, если ситуация в данной области останется без изменений. Однако наряду с очевидной социально-экономической выгодой перехода с газа на уголь, возникает геоэкологическая проблема оценки последствий данного шага на окружающую среду и, в первую очередь, на атмосферу. Поэтому тема диссертации актуальна.
Фундаментальные и прикладные аспекты воздействия тепловых электростанций на атмосферу изучались в Тульском государственном университете, Институте проблем комплексного освоения недр РАН, Московском государственном университете, Научном производственном предприятии «Импульс» (г. Москва), Институте проблем прикладной экологии и природопользования (г.Уфа), Всероссийском теплотехническом институте, Оренбургском государственном университете, Московском институте стали и сплавов и в ряде других университетов. Основные научные и практические результаты этих организаций показывают, что необходимо продолжать исследования системы «теплоэлектростанция - атмосфера».
Основные научные положения работы заключаются в следующем:
оценка выбросов в атмосферу при условии, когда не работают внешние законодательные условия на ограничения выбросов, описывается экспоненциальной зависимостью выбросов от значения энергопроизводительности;
оценка пылегазовых выбросов при условии, когда внешние законодательные условия на ограничение выбросов работают, может быть произведена с помощью логистической зависимости;
показатели пылегазовых выбросов в атмосферу в зависимости от параметра энергопроизводительности описываются нормальным законом распределения;
оценка экологического состояния территории основывается на методах традиционного математического моделирования и методах, существующих в рамках ландшафтно-экологического подхода.
Новизна основных научных и практических результатов:
получены уравнения регрессии для определения пылегазовых выбросов в атмосферу в зависимости от параметра энергопроизводительности;
разработаны математические модели для оценки воздействия на атмосферу выбросами при переходе теплоэлектростанций с природного газа на уголь с учетом внешних законодательных условий на ограничения выбросов;
установлена корреляционная зависимость экономического ущерба от динамики выбросов с целью его прогнозирования при переходе теплоэлектростанций с природного газа на уголь;
предложена имитационная модель работы системы «теплоэлектростанция-атмосфера», позволяющая выявить и изучить факторы взаимозависимых элементов системы, оказывающих влияние на формирование пылегазовых выбросов в атмосферу.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
корректной постановкой задач исследований, обоснованным
использованием методов математической статистики, теории вероятно-
стей, математического анализа и современных достижений вычислительной техники;
достаточным объемом вычислительных экспериментов, про
веденных в процессе теоретических исследований динамики показате
лей пылегазовых выбросов в атмосферу;
значительным объемом обработанных расчетных и статисти
ческих данных, результаты которых свидетельствуют об адекватности
разработанных моделей, эффективности технических решений, обосно
ванности выводов и рекомендаций.
Практическое значение работы.
Полученные зависимости для определения выбросов от параметра энергопроизводительности дают возможность производить оценку изменений воздействия на атмосферу пылегазовыми выбросами при переходе теплоэлектростанций с природного газа на уголь.
С помощью регрессионных уравнений может быть проанализирована динамика выбросов в случае изменения законодательства в области регламентирования выбросов в атмосферу производственными объектами.
Установленные закономерности, а также разработанные программы с помощью языка Visual Basic 6.0. в среде Windows, позволяют прогнозировать изменение экономического ущерба от загрязнения атмосферы в зависимости в случае перехода теплоэлектростанций с природного газа на уголь.
Усовершенствованная методика геоэкологической оценки изменения топливного баланса теплоэлектростанций позволяет более точно прогнозировать возможные последствия перехода с природного газа на уголь.
Внедрение результатов исследований.
Основные научные и практические результаты диссертационной работы использовались при выполнении хоздоговорных и госбюджетных НИР на кафедре «Аэрология, охрана труда и окружающей среды» ТулГУ. Теоретические положения и практические рекомендации по геоэкологической оценке воздействия на атмосферу пылегазовых выбросов, изложенные в работе, частично использованы в лекционных материалах по курсу «Аэрология и защита атмосферы» для студентов специальности 320700 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».
Апробация работы.
Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Аэрология, охрана труда и окружающей среды» ТулГУ (г. Тула, 2001-2003 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2001-2003 гг.), 1-й Международной геоэкологической конференции «Региональные проблемы биосферы» (г. Тула, 2000 г.), Международной конференции «Освоение недр и экологические проблемы - взгляд в 21 век» (г. Москва, 2000 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 работы.
Автор диссертационной работы выражает глубокую благодарность д.т.н., проф. Э.М. Соколову за постоянную методическую помощь, а также сотрудникам кафедры «Аэрология, охрана труда и окружающей среды» за содействие и поддержку при проведении научных исследований.
Методы оценки экологического состояния территорий
В настоящее время развитие современного мира невозможно представить без развития крупных городов. Техногенное воздействие на окружающую среду наиболее ярко проявляется в городах, где на относительно небольших территориях сконцентрировано значительное количество населения, производственных и непроизводственных фондов, транспортных средств. Все это служит причиной обострения социальных, экономических, политических и экологических проблем. Естественно, возникла необходимость разработки такой методики, которая позволила бы получить комплексную оценку состояния окружающей природной среды, чтобы в любой момент можно было бы знать экологическую обстановку в заданном районе и ее изменение в результате антропогенного воздействия. [97]
Разработка методов оценки экологического состояния окружающей природной среды насчитывает уже несколько десятилетий, но проблема по-прежнему остается актуальной. Оценка состояния территории служит основой для исследования и осуществления прогноза воздействия на окружающую среду и базой для экологического нормирования антропогенных нагрузок. [32]
Основой для разработки любых систем оценок состояния окружающей природной среды является мониторинг. В первой половине 70-х годов в СССР были разработаны две альтернативные концепции экологического мониторинга - Ю.А. Израэлем и И.П.Герасимовым [47]. В концепции, разработанной Ю.А.Израэлем, наиболее полное воплощение получил натуралистический, или естественнонаучный подход, когда «...мониторинг включает в себя наблюдение, оценку и прогноз состояния природной среды и не включает управление качеством окружающей природной среды и деятельностью человека...»1.
И.П.Герасимовым под мониторингом понималась «система наблюдения, контроля и управления состоянием окружающей среды, осуществляемая в различных масштабах и в том числе глобальном» [25]. В настоящее время под мониторингом понимают совокупность наблюдений за определенными компонентами биосферы, специальным образом организованными в пространстве и во времени, а также адекватный комплекс методов экологического прогнозирования. В 1993 г. вышло постановление Правительства РФ № 1229 «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ)». Цель ЕГСЭМ - создать источник объективной комплексной информации о состоянии окружающей природной среды в РФ.
При решении задачи оценки существующего состояния среды региона ключевым вопросом является выбор критериев, которые могут быть использованы для разработки указанных методов и процедур. Одним из наиболее часто применяемых критериев является устойчивость экологических систем, определяемая через различные функциональные характеристики. В целом под устойчивостью биологической системы к воздействию понимают соотношение между мерой изменения требуемых свойств системы и мерой соответствующего воздействия. [48, 96]
Вторым распространенным критерием, используемым в теории и практике экологического оценивания является биоиндикация или выявление видов-индикаторов. Биоиндикаторы - виды и сообщества живых организмов (чаще всего растений), на основе анализа которых можно судить о состоянии природной среды. В качестве важнейших экологических показателей выступают продуктивность вида или сообщества, суммарная биомасса, видовое разнообразие и другие. По суммарная биомасса, видовое разнообразие и другие. По их колебанию можно с большой достоверностью установить изменения природных систем под влиянием как естественных, так и антропогенных факторов [6,24]. Однако, создать универсальную систему биоиндикаторов невозможно: слишком по-разному реагируют биологические объекты на действие ядохимикатов, промышленных и радиоактивных загрязнителей, на другие воздействия. Возможно лишь создать удобную в практической работе систему биоиндикаторов на действие индивидуальных загрязняющих веществ [68].
В качестве критериев для экологических исследований предлагаются различные показатели биологического разнообразия, которые могут быть отнесены, скорее к количественным, чем к качественным. Среди них наибольшее применение нашли индексы Шеннона, Маргале-фа, Макинтоша, Менхиника, Симпсона, Вильма и Дориса. [96]
Существует и ряд других критериев для оценки состояния окружающей среды, например, экологические модификации, буферная и ассимиляционная емкости. Для проведения оценки экологического состояния территории используют методы традиционного математического моделирования и методы, существующие в рамках ландшафтно-экологического подхода. В настоящее время математические модели разработаны для преимущественно простых, а также в основном биологических, а не географических объектов и явлений, состояние которых определяется на сравнительно небольшой срок. [3, 98]
Методы ландшафтно-экологического подхода являются пока преимущественно качественными, использующими ландшафтные карты и материалы аэро- и космической фотосъемки, хотя уже и с привлечением некоторых количественных методов статистической оценки и моделирования. Практические результаты ландшафтно-экологических исследований представляются в виде карт, где на единую топографическую основу накладывается информация, характеризующая различные аспекты качества окружающей среды. Несомненным достоинством экологического картирования является использование комплексного подхода к решению конкретных задач на качественном уровне. С целью повышения оперативности и достоверности обработки картографической информации в последнее время широко применяют географические информационные системы. В основу геоинформационных технологий положена идея совместной компьютерной обработки картографического материала в виде электронных карт и атрибутивной информации, характеризующей объекты этих карт. [108, 109]
Попытка создать количественные методы оценки состояния окружающей среды была предпринята в США, где в начале 70-х начали разрабатывать систему индикаторов под общим названием «индикаторы/индексы качества окружающей среды». Для каждого рассматриваемого компонента окружающей среды разработан индекс качества, нормализованный таким образом, чтобы ранжирование осуществлялось от 0 до 1 с использованием метода значимой функции. При агрегировании частных индексов в обобщенный каждому из них присваивается вес, соответствующий важности компонента. [103]
Оценка экологического состояния территории предполагает сравнение показателей состояния природной среды с заранее определенными критериями, т.е. признаками, на основе которых производится сравнение [7]. Чаще всего в этом качестве различные нормативные показатели, характеризующие меру возможного воздействия человека на природные системы, - санитарно-гигиенические и экологические критерии (рис. 1.1).
Обоснование и выбор объекта исследований
Анализ экологического состояния Тульской области проводится с использованием существующей базы данных государственной статистической отчетности Тульской области и результатов исследований кафедры Аэрология, охрана труда и окружающей среды Тульского государственного университета. Тульская область расположена в центральной части Восточно-Европейской равнины и занимает площадь 25,7 тыс. кв. км, протяженность с севера на юг - около 230 км, с запада на восток - 200 км. Область граничит с Московской областью на севере и северо-востоке, с Калужской - на западе и северо-западе, с Орловской на юго-западе, с Рязанской - на востоке, и Липецкой - на юго-востоке. Административный центр - г. Тула, расположен почти в географическом центре территории области на расстоянии 190 км от г. Москвы. Область делится на 23 района: Алексинский, Арсеньевский, Бе-левский, Богородицкий, Веневский, Воловский, Дубенский, Ефремов-ский, Заокский, Каменский, Кимовский, Киреевский, Куркинский, Ленинский. Новомосковский, Одоевский, Плавский, Суворовский, Тепло-Огаревский, Узловский, Чернский, Щекинский, Ясногорский. В области 23 города и 42 поселка городского типа. Административно-территориальное деление Тульской области представлено нарис. 2.1. Раздел основывается на отчетных материалах ОАО «Тула- Недра», а также государственных территориальных природоохранительных служб и департаментов Тульской областной администрации. _ По данным Облстатуправления на территории области на 1.01.03 г. проживает 1665,2 тыс. человек, из них 81,6 % - доля городского населения. В 2002 году продолжился начавшийся в 1971 г. процесс депопуляции. На рис. 2.2 показана динамика численности населения области за последние 53 года. Климат области формируется, главным образом, за счет приходящих с запада атлантических воздушных масс. Вторжение арктических воздушных масс усиливает суровость зим и общую континентальность климата. В целом климат области умеренно-континентальный со среднегодовыми температурами +3.8 С..+4.5 С, с теплым летом (средняя температура июля +19 с...+ 20 С) и умеренно-холодной зимой: с частыми оттепелями (средняя температура января - 10 С), а также с достаточным увлажнением (475-575 мм осадков в год).
Динамика движения атмосферного воздуха определяется геологическим строением Европейской части России и общей динамикой над Центральной и восточной частью Европы. Это преимущественно движение воздушных масс с запада и юго-запада на северо-восток и антициклонические проявления. Причем, наличие геологических разломов на западе, севере (русло р. Оки) и на востоке (русло р. Дон), а также резко меняющаяся динамика преимущественного движения воздушных масс севернее Окского разлома приводят к специфическому состоянию Тульской области. В период движения воздушных масс с юго-запада и юга выбросы в атмосферу от предприятий Криворожско-Днепровского и Донбасского регионов выпадают, в основном, в Тульской, Калужской и Рязанской областях.
Геологической особенностью территории является мощный (до 375 метров) известняковый фундамент с частым проявлением карстовых явлений, особенно в южных районах. Залегающие в основании древнейшие кристаллические породы перекрыты мощной толщей осадочных отложений (известняка, песчаника, глины, гипса). Толщина осадочного чехла в пределах области составляет 0,8 ... 1,2 км и увеличивается к северу до 2 ... 2,5 км.
По преобладающему типу рельефа территория области представляет собой слабохолмистую равнину с сильным эрозионным расчленением в виде речных долин, оврагов, карстовых впадин, балок. Поверхность имеет слабовыраженный наклон с юга на север.
Тульская область является одной из наиболее развитых в промышленном отношении областей Центрального экономического района России, располагает уникальными природными ландшафтами и богатым культурным наследием. В Тульской области занято более 12% промыш-ленно-производственного персонала и размещено более 10 % основных фондов Центрального экономического района России.
Загрязненность атмосферы токсичными веществами во многих районах области является весьма высокой. При этом максимальная загрязненность имеет место в Туле и в районных центрах, где расположена большая часть предприятий. Значительную роль в загрязнении окружающей среды играют многочисленные бытовые и промышленные свалки, терриконы угольных шахт, золоотвалы, шлаконакопители, и т.д.
В области 6 тепловых электростанций. Производство электроэнергии достигло 18,8 млрд. кВт. ч. Наиболее сильное воздействие на атмосферу по объему выбросов оказывает Черепетская ГРЭС с валовым выбросом - 90,531 тысяч тонн в год.
В городах Туле, Новомосковске, Суворове выпадения бензапире-на составляют 40 ... 60 г/кв. км в год, что в 1,5-2 раза выше, чем в каких-либо промышленных регионах Содружества Независимых Государств, расположенных в европейской части бывшего СССР. Данный факт имеет серьезную социальную значимость, так как по канцерогенному эффекту действие бензапирена эквивалентно дозам ионизирующего излучения.
Город Тула находится в зоне выпадений до 1 кг/кв. км в год пя-тиокиси ванадия, до 0,5 кг/кв. км в год хрома, до 0,1 кг/кв. км в год меди и до 20 кг/кв. км в год никеля и свинца, что значительно превосходит допустимые нормы.
Построение имитационной модели системы «теплоэлектростанция - атмосфера»
Нестационарный и неоднородный характер экологических систем порождает проблемы сложности и априорной неопределенности при решении задач их исследования. По мере усложнения систем и увеличения априорной неопределенности возникает необходимость создания специализированных методов анализа, к которым относят имитационные модели. Модель служит для выработки концепции проблемы и возможных путей ее решения. Главная задача - выявление и изучение факторов, оказывающих заметное влияние на поведение системы [15].
Понятие «имитационное моделирование» связывают как с процессом построения математической модели системы, так и с использованием ее в машинном эксперименте для статистической оценки показателей работы системы. В первом случае в модели воспроизводятся реально существующие фрагменты структуры - элементы и взаимосвязи между ними (блоки 1-3 на рис. 3.1). Таким образом, не строится математическая модель системы (в классическом ее понимании), а описание ее поведения представляется комплексом локальных моделей, алгоритм взаимосвязи между которыми копирует физические процессы изучаемой системы. Далее имитационное моделирование продолжается процессом предсказывания механизма функционирования сложной системы, связанного с организацией вычислительного эксперимента на компьютере и обработкой полученных результатов (блоки 4, 5 на рис. 3.1). Таким образом, в условиях априорной неопределенности процесс построения статистической модели системы занимает промежуточное положение между анализом соответствующей модели общей теории систем и де тальным описанием реального объекта исследования как конечного результата познания. Блок 6 на рис. 3.1 реализует принцип от общего к частному, в смысле последовательного применения средств общей теории систем и теории статистических решений, и от частного к общему, исходя из признания в качестве базы
Блоки накопления качественной и количественной информа-ции о системе; Д1 - результаты эксперимента с моделью ; П - вычисление пока зателей ее эффективности; G (М, , ф — блок оценивания соответствия между свойствами системы S; 1-4 - контуры имитации В контуре «1» организуется процесс формализации качественной информации субъекта о структуре системы «теплоэлектростанция - атмосфера». В основу процедур обработки экспериментальных данных контура «2», направленных на построение модели системы, положены принципы аналогий либо методы локальной аппроксимации, имеющие имитационную природу. Расчет показателей эффективности системы в условиях априорной неопределенности о входных воздействиях и пара метрах структуры модели [ осуществляется соответственно в контурах «3,4» [45].
Представив общую схему имитационной модели системы «теплоэлектростанция - атмосфера», следующей более предметной задачей станет построение имитационной модели вероятностного анализа показателей взаимосвязи между заданным количеством энергии и выбросами при сжигании различного вида топлива (рис. 3.3).
Схема процесса имитационного моделирования системы «теплоэлектростанция - атмосфера»где Ма - модель а-го выброса; Ап -количественный показатель выбросов п-го эксперимента; п - количество экспериментов; Еп - количественный показатель энергопроизводительности п -го эксперимента; а -тип выброса.
Состояние исследуемой системы характеризуется вектором входных X = (z, и), где z - пространственные координаты (доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях; содержание горючего в уносе; доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива; потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива); и - контролируемые воздействия (расход топлива, зольность топлива, степень снижения выбросов в результате применения технических решений) и выходные у (выбросы) переменных и в дискретные моменты времени t принадлежит множеству состояний St («теплоэлектростанция - атмосфера»). Математическая модель имитации работы системы «теплоэлектростанция - атмосфера» имеет вид [15, 130]:- оператор перехода системы в одно из состояний Sk, t+i достигаемое из Sit под воздействием ut+i (задание нового значения парамет-раэнергопроизводительности), измеренных в точке с координатами Zt+i ; Fk,t+i " преобразование, отражающее взаимосвязи между параметрами системы в состоянии S t+i- При выполнении логического условия v: (t M-l) происходит переход по стрелке. Априорную информацию составляет статистическая выборка V=(x,t,y,t,t = 1,МД = 1,П) об п повторяющихся процессах развития в пространстве Z.
Имитационная модель пространственно распределенной развивающейся системы составляется в следующих условиях: (S0,p(u)h Оценивание процесса развития выбросов будет осуществляться при фиксированном начальном состоянии (S0) и задании контролируемых воздействий (и) с помощью вероятностных законов распределения (учет степени недожога и т.д.). Тогда S0 = Sn — начальное состояниесистемы, а конкретные значения контролируемых воздействий и недо-определены и заданы в виде последовательности плотностей вероятности (pt(ut), t=l,M). Показатели эффективности процесса развития -множества пар
. Анализ пылегазовых выбросов, образующихся при сжигании угля, в атмосферу в зависимости от параметра энергопроизводительности
Получены уравнения регрессии для определения пылегазовых выбросов в атмосферу в зависимости от параметра энергопроизводительности. Составлен комплекс программных средств с помощью языка Visual Basic 6.0. в среде Windows, позволяющий рассчитывать значения выбросов в зависимости от заданных условий.
Установлено, что динамика выбросов в атмосферу при условии, когда не работают внешние законодательные условия на ограничения выбросов, может быть описана экспоненциальной зависимостью. Предложенная математическая модель адекватно описывает данные при коэффициенте корреляции равном 0,90 (р 0,05). 3. Разработана математическая модель для оценки выбросов при условии работы внешних законодательных условий на ограничение выбросов. Логистическая регрессия неадекватно описывает статистические данные (коэффициент корреляции равен 0,18 при р 0,05). Результаты моделирования подтверждают, что законы в области ограничения вы 150 бросов в атмосферу, а также технические средства и методы по ограничению выбросов недостаточно эффективно работают. 4. Разработана имитационная модель для изучения и прогнозирования результатов работы системы «теплоэлектростанция-атмосфера» в условиях априорной неопределенности. Описание ее поведения представляется комплексом локальных моделей, алгоритм взаимосвязи между которыми копирует физические процессы изучаемой системы, что позволяет оценивать результаты выходных параметров, задавать начальные условия с помощью вероятностных законов распределения. 5. Исследованы результаты имитационного моделирования системы «теплоэлектростанция-атмосфера». В результате статистической обработки данных установлено, что значения пылегазовых выбросов описываются линейной регрессией (коэффициент корреляции не ниже 0,7 при р 0,05). Все данные описываются нормальным законом распределения. 6. Проведен прогноз изменения нагрузки на атмосферу выбросами в случае перехода теплоэлектростанций с природного газа на уголь до 2008г. Рассчитано, что в случае замены газа углем, не только увеличатся выбросы оксида азота в 4 раза, оксида углерода в 2,8 раза, но и возрастет нагрузка на атмосферу другими выбросами: твердыми частицами золы и оксидом серы. 7. Проанализирован экономический ущерб от загрязнения атмосферы при переходе теплоэлектростанций с природного газа на уголь. Экономический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами оксида углерода увеличится в 2,5 раза, выбросами оксида азота в 4 раза при переходе с природного газа на уголь. Общий экономический ущерб от загрязнения атмосферы пылегазовыми выбросами возрастет как минимум в 70 раз. 151 8. Исследована экологическая обстановка в Тульской области. Установлено, что наибольшее число промышленных предприятий, дающих около 92% всех выбросов, расположено в Алексинском, Суворовском, Ефремовском, Новомосковском, Узловском, Щекинском районах и в г.Туле. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы (по объему выброса) вносят предприятия энергетики (48% от общего выброса по промышленности области), топливная промышленность - 4%, металлургия -32,7%, химическая и нефтехимическая промышленность - 4,3%, машиностроение и металлообработка - 2,7%, промышленность строительных материалов - 1%. Помимо промышленных выбросов, ежегодно в воздушный бассейн области выбрасывается значительное количество загрязняющих веществ от автомобильного транспорта. 9. Проанализирован уровень заболеваемости и смертности, как взрослых, так и детей в Тульской области, в результате чего установлено, что данный регион один из самых неблагоприятных в России. Определяющим фактором депопуляции в Тульской области остается естественная убыль населения, которая сохраняет устойчивый и долговременный характер. В 2002 году число умерших превысило число родившихся на 24,2 тыс. человек или в 2,9 раза. По сравнению со средними данными по Российской Федерации смертность в Тульской области от болезней системы кровообращения, органов пищеварения, злокачественных новообразований выше в 1,2 - 1,4 раза, от болезней органов дыхания - в 1,7 -1,8 раз, от несчастных случаев, отравлений и травм - в 1,3 раза.
