Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТОВ 10
ТЭК НА КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
1.1. Источники и состав поступающих в природную среду загрязняющих 10
веществ при добыче и переработке углеводородного
сырья
Классификация источников техногенного воздействия по этапам 16 освоения и эксплуатации нефтегазоконденсатного месторождения
Источники и состав выбросов загрязняющих веществ в атмосферный 19
воздух
1.1.3. Источники и состав сбросов загрязняющих веществ в природные 23
воды
1.2. Факторы и критерии негативного воздействия объектов 29
ООО «Уренгойгазпром» (при эксплуатации в штатном режиме и
чрезвычайных ситуациях)
Классификация факторов негативного воздействия объектов ООО 29 «Уренгойгазпром» на компоненты природной среды
Факторы и критерии негативного воздействия объектов 30 ООО «Уренгойгазпром» на атмосферный воздух
Факторы и критерии оценки воздействия объектов 32 ООО «Уренгойгазпром» на наземные экосистемы
Факторы и критерии оценки воздействия объектов 34 ООО «Уренгойгазпром» на водные экосистемы
Моделирование процессов распространения загрязняющих компонентов 36 в атмосферном воздухе
Специфика в площадном распределении зафязнений по основным типам 39 объектов выброса
Выделение основных источников выбросов 47
ГЛАВА 2.0ЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ 50
ФУНКЦИНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
ТЭК
2.1. Современное состояние нормативно-методической базы риск- 50
анализа
Понятие и меры риска 51
Методы риск-анализа 56
Техногенная и экологическая опасность 60
Системный анализ источников опасности 65
2.4 Управление экологической безопасностью при прокладке трасс, 75
эксплуатации и реконструкции ТЭК
Методы и процедурные основы идентификации источников 75 техногенной опасности и оценки риска в штатном режиме функционировании объектов ТЭК
Методы и процедурные основы оценки риска техногенных аварий 80
Стадии и стратегии управления безопасностью и риском ТЭК 85
Экономические механизмы управления безопасностью и риском 90 объектов ТЭК
2.5. Управление безопасностью природной среды в зоне воздействия 98
ТЭК
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПЭМ 106
ООО «УРЕНГОЙГАЗПРОМ»
3.1. Общие принципы организации системы мониторинга 106
Понятие экологического мониторинга 106
Управление в структуре экологического мониторинга 107
3.2. Мониторинг атмосферного воздуха района воздействия объектов 112
ООО «Уренгойгазпром»
Анализ существующей схемы мониторинга атмосферного воздуха на 112 ООО «Уренгойгазпром»
Динамические наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на 114 ООО «Уренгойгазпром»
3.2.3.Оптимизация сети наблюдений за состоянием атмосферного 117
воздуха
3.2.3.1. Статистическое группирование источников выброса в атмосферный 117
воздух
3.2.3.2. Основные результаты классификации источников атмосферного 122
выброса
3.3 .Автоматизированные системы мониторинга производственных объектов 131
ООО «Уренгойгазпром»
Аналитические комплексы и системы в мониторинге воздушного 137 бассейна
Мониторинг водных объектов в зоне воздействия 139 ООО «Уренгойгазпром»
Анализ существующей схемы мониторинга водных объектов на ООО 139 «Уренгойгазпром»
Динамические наблюдения за состоянием водных объектов на ООО 141 «Уренгойгазпром»
Создание сети наблюдения за состоянием водного бассейна в зоне 141 воздействия ООО «Уренгойгазпром»
3.6. Мониторинг земельных ресурсов в зоне воздействия 144
000«Уренгойгазпром»
3.6.1. Выбор оптимальных методов анализа почв и грунтов в зоне 144
воздействия ООО «Уренгойгазпром»
ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ 148
УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
ООО «УРЕНГОЙГАЗПРОМ»
Классификация ГИС по функциональным возможностям 148
Обоснование выбора программного продукта для ведения 152
производственного экологического мониторинга
Использование ГИС технологий при организации данных на 160 производственных объектах ТЭК
Принципы формирования интеграционной основы создания баз данных 162 для геоинформационного мониторинга на основе технологии открытых
систем
Формирование баз данных в геоинформационных мониторинговых 166 системах (ГИМС)
Назначение и принципы построения системы 173
Информационно-измерительная сеть 176
Технология сбора и обработки информации 179
Сбор и передача информации 179
Информационно-управляющая подсистема 181
Автоматизированное рабочее место главного эколога 182
Автоматизированное рабочее место эколога 183
Информационное и программное обеспечение элементов системы 184
4.9. Организационное обеспечение системы ПЭМ 191
4.10. Информационная технология управления безопасностью и риском 192
воздействия ТЭК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 198
ЛИТЕРАТУРА 199
Введение к работе
Актуальность работы. Добыча, переработка и транспортировка горючих полезных ископаемых является одним из основных факторов глобального загрязнения окружающей среды.
За последние 20 лет мировое энергопотребление увеличилось на 38%, в том числе использование природного газа возросло на 65%, нефти на 12% и угля на 28%. За это время доля природного газа в балансе первичных энергоресурсов выросла с 19 до 22%, доля нефти снизилась с 49 до 40% и угля с 30 до 27%.
Главной особенностью предприятий топливно-энергетического комплекса (ТЭК) является наличие потоков пожаровзрывоопасных продуктов и сырья, ведущих к возникновению крупных аварий, эколого-экономический ущерб от которых исчисляется сотнями миллионов долларов.
В связи с этим все более актуальным становится обеспечение экологической безопасности и минимизации техногенного воздействия на окружающую среду на основе создания оптимальной структуры производственного экологического мониторинга (ПЭМ).
Использование геоинформационных систем (ГИС), являющихся компьютеризированными системами управления базами данных для поиска, приема-передачи, хранения, анализа, изменения и пространственно-временного отображения информации, позволит создать систему, решающую не только задачу экологического мониторинга в узком смысле, но и обеспечивающую комплексное наблюдение за контролируемой территорией и управление экологической безопасностью объектов ТЭК.
Проблемы управления промышленной и экологической безопасностью нашли отражение а трудах ученых разных стран (Абросимова А.А., Израэля Ю.А., Берлянда М.Е., Бесчастнова М.В. , Седых А.Д., Сафронова B.C., Ферпосона У., Хима Г.)
Однако, несмотря на высокую экологическую опасность объектов ТЭК, существующие системы управления экологической безопасностью не позволяют оперативно контролировать состояние компонентов окружающей природной среды, что приводит к повышению затрат на ликвидацию экологически неблагоприятных последствий техногенного воздействия объектов ТЭК.
Цель работы: обеспечение экологической безопасности и снижение затрат на ликвидацию последствий техногенного воздействия предприятий ТЭК на основе повышения оперативности и достоверности функционирования системы производственного экологического мониторинга (ПЭМ).
Идея работы: выбор рациональных мероприятий, направленных на предотвращение и ликвидацию экологически неблагоприятных последствий техногенного воздействия опасных объектов ТЭК, должен осуществляться с учетом степени риска на основе использования ГИС-технологий.
Задачи исследования:
анализ ландшафтно-геохимической обстановки сложившейся под воздействием интенсивной антропогенной нагрузки на территориях размещения предприятий ТЭК, выявление основных причин и последствий загрязнения ОС производственными объектами ТЭК с учётом специфики производственного процесса;
исследование кинетики и динамики формирования ореолов и потоков загрязнения в районе расположения производственных объектов ТЭК с целью выявления факторов и критериев экологического риска;
разработка методики оценки экологической опасности функционирования предприятий ТЭК на основе проведенного риск-анализа при функционировании опасных объектов ТЭК;
разработка рекомендаций по совершенствованию организационной структуры ПЭМ на основе создания ГИС - технологии безопасного функционирования объектов ТЭК.
разработка стратегии сбалансированного управления экологической
безопасностью производственных объектов ТЭК на основе риск-анализа.
Научная новизна работы:
выявлены закономерности рационального расположения постов наблюдения в сети ПЭМ, основанные на статистическом группировании методом кластерного анализа с учетом установленного перечня поллютантов и закономерностей их распределения.
теоретически обоснована система управления экологической безопасностью объектов ТЭК, базирующаяся на иерархической структуре аналитического контроля компонентов природной среды, а также технологии геоинформационного анализа и визуализации данных производственного экологического мониторинга для оперативного регулирования техногенного воздействия производственных объектов ТЭК.
Основные защищаемые положения:
Рейтинг источников воздействия производственных объектов ТЭК на окружающую среду должен производиться, исходя из их потенциальной опасности в штатном режиме эксплуатации и при чрезвычайных ситуациях, определяемой предложенным методом картографического моделирования, с выделением доминирующих источников загрязнения.
Формирование сети ПЭМ на производственных объектах ТЭК определяется оптимальным выбором количества и места расположения постов наблюдения, группированием источников воздействия методом кластерного анализов, на основе установленных перечня поллютантов и закономерностей их распределения.
Управление экологической безопасностью функционирования производственных объектов ТЭК должно базироваться на иерархической связанности уровней единого информационного ресурса, являющегося совокупностью постоянно обновляемых данных о состоянии окружающей среды для осуществления оперативного регулирования техногенного
8 воздействия производственных объектов ТЭК.
Методика исследования.
В качестве основных методов исследований применялись:
системный анализ источников и факторов техногенного воздействия производственных объектов на природную среду;
аналитические, ландшафтно-геохимические, экспериментальные работы в лабораторных и полевых условиях;
методы математической статистики, аналогового и численного моделирования и районирования.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается значительным объёмом фактического материала, использованием современных методов математического анализа и компьютерного моделировании, сходимостью полученных результатов с исследованиями других авторов, а также положительным опытом практического использования разработок.
Практическая значимость работы:
выполнена оценка техногенной нагрузки на компоненты природной среды в районах опасных производственных объектов ООО «Уренгойгазпром»;
определена оптимальная иерархическая структура производственного экологического мониторинга;
разработана модель управления экологической безопасностью на всех
этапах функционирования производственных объектов ТЭК в штатном режиме
эксплуатации и при чрезвычайных ситуациях на основе ГИС - технологий.
Личный вклад автора работы заключается в постановке цели, задач и разработке методологии исследования, в личном участии в проведении основной части комплекса исследований; в разработке моделей техногенного воздействия опасных объектов ТЭК; в обосновании методики оценки риска негативного воздействия опасных объектов ТЭК на природную среду; в разработке структуры производственного экологического мониторинга; в
создании модели управления экологической безопасностью производственных
объектов ТЭК на основе ГИС. Реализация работы:
разработанные технические предложения по организации системы производственного мониторинга предложены для использования на ООО «Уренгойгазпром»;
научные и практические результаты работы используются в учебном процессе при подготовке специалистов горно-геологического профиля в СПГГИ (ТУ), в частности, при проведении занятий по дисциплинам: «Экология», «Геохимия окружающей среды», «Экологический мониторинг».
Апробация работы: содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых и студентов СПГГИ «Полезные ископаемые России и их освоение» (СПб, 1999-2003 г.г.), Всероссийских конференциях Мі 1У «Неделя горняка» (Москва, 2002-2004 г.г.), Уральская горнопромышленная декада (Екатеринбург, 2004), VIII Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» (Пенза, 2005).
Публикации. По теме работы опубликовано 13 печатных трудов.
Автор искренне благодарен проф. М.А.Пашкевич за научное руководство работой и проф. Ю.В.Шувалову за ценные научные консультации, доц. И.Б.Мовчану и доц. М.Ш.Баркану за научные консультации и сотрудничество при проведении исследований.
