Введение к работе
Актуальность работы. Согласно Конституции Российской Федерации (РФ) право на труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены - одно из основных прав человека и гражданина. Новый трудовой кодекс Российской Федерации (ТК РФ) обязывает работодателя в первую очередь обеспечить своим работникам безопасные условия труда вне зависимости от того в какой отрасли работник занят. Профессиональная заболеваемость по РФ на 10 тысяч работающих составляет около 2 тысяч. Первое место занимают болезни органов дыхания. Поэтому вопросы загрязнения атмосферы становятся все острее в связи с постепенным и устойчивым ростом промышленного производства. Быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в начале XXI века, привел к такому увеличению объемов и токсичности выбросов, которые уже не могут быть «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и человека концентраций. Загрязнение атмосферы - это результат выбросов загрязняющих веществ из различных источников. Загрязнения переносятся по воздуху от источников появления к местам их разрушающего действия, претерпевая при этом различные изменения, включая химические превращения одних загрязнений в другие, еще более опасные вещества. Таким образом, загрязнение атмосферы зависит от числа, массы выбросов и индивидуальных характеристик выбрасываемых веществ.
Одной из важнейших проблем при охране окружающей среды является защита воздушного бассейна от чрезмерных загрязнений. Развитие новых технологических процессов должно быть сбалансировано с разработкой технологии и аппаратуры, предотвращающих выбросы в атмосферу, либо ограничивающих их до допустимых уровней. Лишь в этом случае дальнейшее экономическое развитие промышленных регионов не будет лимитировано факторами, воздействующими на сохранность окружающей среды.
Во многом это относится к предприятиям радиоэлектронной промышленности, при работе которых используется значительное количество вредных и токсичных веществ, а их производственная деятельность сопровождается выделением значительных количеств загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов. Выполняемые в этих случаях предупредительные организационные и инженерно-технические мероприятия обеспечения безопасности и локализации загрязняющих веществ требуют проведения как фундаментальных, так и прикладных научных исследований.
В настоящее время накоплен значительный опыт по проведению мониторинга атмосферного воздуха в крупных промышленных городах и получены данные о составе атмосферы, определены предельно-допустимые концентрации (ПДК) для различных загрязняющих веществ, значения концентраций вредных веществ при которых они не оказывают вредного воздействия ни на окружающую природную среду, ни на человека. Также имеются методики позволяющие рассчитать предельно-допустимые выбросы (ГІДВ) для различных источников выбросов загрязняющих веществ.
Наиболее остро проблема экологического состояния атмосферного воздуха проявляется в городах, где на относительно незначительной территории сконцентрировано большое количество промышленных предприятий, транспорта и большая часть населения.
Настоящая работа посвящена развитию научно-методических принципов оценки систем управления охраной труда предприятий по данным мониторинга атмосферного воздуха в одном из городов России (г. Калуга), характеризующегося значительной концентрацией предприятий радиоэлектронной промышленности (РЭП), расположенных на территории города.
В результате используемых на радиоэлектронных предприятиях технологических операций применяется и образуется гораздо большее количество разнообразных вредных токсичных для человека веществ, чем в других отраслях промышленности. Эти загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферный воздух цехов предприятий и города и оказывают значительное влияние на качество воздушной среды производственных помещений предприятий, на здоровье персонала и населения города.
Цели и задачи исследования.
Целью данной работы является исследование проблемы управления охраной труда на предприятиях РЭП по данным мониторинга атмосферного воздуха в городах с развитой радиоэлектронной промышленностью на примере города Калуги.
Для достижения указанной цели были сформулированы следующие задачи:
определить какие загрязняющие вещества, в каких количествах и от каких источников поступают в атмосферу производственных цехов предприятий и города;
подобрать методики и технические средства, используемые для определения концентрации загрязняющих веществ в выбросах предприятий;
выявить особенности загрязнения атмосферного воздуха при функционировании предприятий радиоэлектронной промышленности;
оценить влияние специфических загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятиями радиоэлектронной промышленности, на здоровье человека и на окружающую среду;
предложить модели для оценки эффективности систем управления охраной труда предприятий РЭП по результатам мониторинга атмосферного воздуха на примере г. Калуга;
разработать научно-методические принципы оценки систем управления охраной труда предприятий РЭП.
Объект исследования.
Объектом исследования служили предприятия радиоэлектронной промышленности г. Калуги.
Предмет исследования ~ источники выбросов предприятий радиоэлектронной промышленности г. Калуги и системы управления охраной труда на них.
Методы исследования.
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: методы математического моделирования и системного анализа, экспериментальные методы, расчетные методы.
Научная новизна.
Новизна работы заключается в том, что:
Определено, что выбросы предприятий радиоэлектронной промышленности г. Калуга в атмосферный воздух составляют подавляющую часть от валовых выбросов загрязнителей города.
Разработана модель потоковой многопроцессорной вычислительной системы на основе акторных сетей повышающая производительность вычислительной системы при проведении расчетов рассеивания выбросов загрязняющих веществ по городу за счет параллельных вычислений.
Установлены закономерности между загрязнением атмосферного воздуха и заболеваемостью населения города Калуга, заключающиеся в том, что количество заболеваний органов дыхания значительно ниже в небольших городах, где промышленность не развита, а удельное количество автотранспорта одинаково.
Определено, что наибольшие концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Калуга приходятся на диоксид азота и оксид углерода, тяжелые металлы и другие вещества, связанные с функционированием предприятий радиоэлектронного профиля.
Установлено, что в выбросах по таким специфическим веществам как соединения свинца, пыль текстолитов и фенопластов предприятия радиоэлектронной промышленности города занимают ведущую роль.
Разработаны научно-методические принципы оценки систем управления охраной труда на радиоэлектронных предприятиях.
Положения, выносимые на защиту:
Информационная модель расчетного мониторинга полей приземных концентраций загрязняющих веществ с нанесением результатов рассеивания выбрасываемых вредных веществ на электронную карту города с высокой производительностью, обладающая хорошей сходимостью с данными инструментального мониторинга.
Метод оценки качества атмосферного воздуха в зоне влияния крупных предприятий РЭП города на основе комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА), рассчитанный как сумма нормированных по среднесуточным предельно-допустимым концентрациям (ПДКсс) загрязняющих веществ, приведенных к концентрациям диоксида серы.
Научно-методические принципы оценки систем управления охраной труда предприятий РЭП, базирующихся на иерархически управляемой динамической системе, в которой предприятия РЭП служат источниками воздействия, а Муниципалитет (Комитет по охране окружающей среды города) является воздействующим на их целевую функцию.
Практическая ценность работы.
Установлена и проанализирована связь между загрязнением атмосферного воздуха промышленных городов и заболеваемостью населения и персонала предприятий.
Определены предприятия и источники выбросов, которые ответственны за сверхнормативные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу г. Калуга, нанося, тем самым, вред здоровью населения, вызывая заболевания органов дыхания особенно у детей.
Предложены эффективные пути решения снижения выбросов предприятий РЭП до предельно-допустимых выбросов, с целью уменьшения их влияния на здоровье персонала, населения и улучшения экологической обстановки в городе. Внедрение разработанной модели потоковой многопроцессорной системы на основе акторных сетей на порядок уменьшило время выполнения сводных расчетов приземных концентраций загрязняющих веществ с выявлением вкладов предприятий и автотранспорта в загрязнение воздушной среды г. Калуги.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях и семинарах, в том числе на VI Международной научно-практической конференции «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий» (Москва, 2006), Всероссийской научно-технической конференции к 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Москва, 2005), Всероссийской научно-технической конференции «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе» (Москва, 2006), Региональных научно-технических конференциях молодых ученых, студентов и аспирантов (Калуга, 2006 - 2007), на научных семинарах кафедры «Промышленная экология» КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (Калуга, 2005-2007).
Публикации.
Основные положения диссертации опубликованы в 12 научных работах, написанных автором как самостоятельно, так и совместно с соавторами, опубликованными в журнале «Наукоёмкие технологии» в виде статьи, а также в материалах научно-технических конференций в форме тезисов и текстов докладов.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы - 178 страниц основного текста, с приложением на 11 страницах и списком литературы из 123 наименований, 23 рисунка и 7 таблиц.
