Введение к работе
Актуальность- проблемы. Развитие представлений об окружающей среде, современные достижения в изучении биологических процессов, протекающих в естественных условиях под воздействие!! техногенных нагрузок, а также практические задачи современного природопользования привели к необходимости введения жестких экологических'ограничений в организации и функционировании производства, обеспечивающих необходимые санитарно-гигиенические показатели региона. При этом экологические ограничения должны стимулировать развитие технологий к более комплексному использованию природных ресурсов, по-вывению эффективности их переработки, создания замкнутых технологических процессов. В связи с переходом Российской Федерации (РФ) к новой социально-экономической формации и изменением взаимоотношений между субъектами РФ существующая система управления природопользованием требует серьезного совершенствования. Организация системы управления состоянием окружающей природной среды невозможна без формирования банков данных в рамках экологического мониторинга объектов, без создания типовых средств сбора, обработки, анализа экологической информации и принятия соответствующих реве-ний по управлению ситуацией в регионе. Сложившаяся крайне неблагоприятная экологическая ситуация в республике в значительной степени определяется отсутствием системного подхода к организации регионального природопользования.
Как показывает мировой опыт, наиболее эффективным решением региональных экологических проблем является разработка и внедрение специальных программ. На сегодня у нас предложены различные концепции государственных и региональных программ по экологии и природопользованию.
Традиционная система контроля качества окружающей среды основана на динамическом изучении загрязняющих веществ по весьма разреженной сети стационарных постов и створов с последующим моделированием разноса загрязняющих веществ, не отражая процессов их миграции в природнух средах. Подобная организация контроля наследует концепции прогноза глобальных гидрометеорологических ситуаций. Мозаичная структура распределения в городской среде источников загрязнения и зон их ргияния требует детальніші согласование врп-
ыешшх и пространственных характеристик проявления загрязнения с масштабом контроля.
Имеющиеся концепции государственных и региональных программ по экологии и природопользовании в слоиных экономических условиях России не привели к улучшению экологической ситуации. Отсутствие системного подхода к организации регионального природопользования в значительной степени определило природоразрушаюций. техногенный тип развития территорий. Решение экологических вопросов в условиях рыночной экономики невозможно без включения системы управления природопользованием в региональный хозяйственный механизм управления экономикой. Современные программы по стабилизации экономики России, как правило, не учитывают большие потери первичного сырья и продуктов его переработки. Важной народнохозяйственной проблемой являются промышленные отходы* Первый аспект проблемы - низкие тем-пи технического прогресса в России. Износ основных фондов по некоторым предприятиям достиг критической величины. Экологической аттестации технологий и производств с указанием фактических и потенциально возможных при условии достижения лучших мировых стандартов количеств образующихся отходов в России не проводилось. Второй аспект проблемы- принятая система нормирования по ПДК, которая фактически является системой санитарно-гигиенических стандартов. Система экологических стандартов должна содержать комплекс требований либо к качеству природных объектов, либо к порядки безопасной для человека и окружающей среды эксплуатации источников отрицательного воздействия. Отсутствие в России системы экологических стандартов, разработанных исходя из возможностей современных технологий, ставит предприятия и органы государственного контроля в тупиковое положение: требуемое и возможное находятся б противоречии. Зто объективное противоречие привело к искажении» в отчетности, к субъективизму в контроле и другим негативным последствиям. Кроме того, для большого числа веществ, используемых в промымленности. отсутствуют нормы ПДК. а более половины веществ вообще не имеют экологической оценки. Третий аспект - б большинстве областей нет полигонов для захоронения токсичных промыв-ленных отходов и нет технологий по.их использованию. Вместе с тем, именно эти отходы являются наиболее опасными для здоровья человека.
Максимальное по количеству и разнообразию число источников
воздействия на природную среду, которое сосредоточено в городах и городских агломерациях, создает особенные слонности реяения экологических проблем городских территорий. Недостаточный учет взаимной зависимости уровня загрязнения окруяаваей среды и вопросов градостроительства сникает эффективность природоохранных мероприятий в городах.
Недостаточная изученность вопросов, связанных с организацией природопользования на региональном уровне в теоретической и практическом аспектах предопределили предмет и цель настоящего исследования. .
Работа проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ комплексной научно-технической программы Минвуза РСФСР."Человек и окружающая среда", темы "Разработка научных основ и новых методов ресурсосберегающих технологий и произв"одств"/Н госрегистрации 01.90'.0037828/ и "Утилизация проыыстленных отходов в производстве строительных материалов" ' /N госрегистрации 01/88.0070259/. Глава "Влияние окруїавяей среды на здоровье человека" разработана как часть Государственной программы "Возрождение Волги", Тема "Разработать экологические требования к технологиям, оборудованию и продукции предприятий текстильной промышленности" включена в Государственную программу "Экологическая безопасность России" (тема И 8.1.2.13).
Цель исследования. - разработка системы управления качеством окружающей среды городской территории, включавшей теоретические, технологические, экономические, организационные вопросы, которая позволяет решить проблему функционирования территориально-промышленного комплекса.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
-анализ состояния организации природопользования на региональном уровне и соответствующих концепций;
оценка техногенной нагрузки на территории с выделением приоритетных загрязняющих веществ, источников их поступления в ок-ружаячуп среду и процессов миграции в природных средах;
определение состояния здоровья населения в зависимости от антропогенной "нагрузки на территорию;
разработка система регионального мониторинга;
разработка математических моделей, алгоритмов и програми
оптимизации технологических процессов очистки сточных вод, позволяющих создать замкнутые системи водного хозяйства как на локальном, так и ка территориальном уровне;
- выявление возможных направлений использования промышленных
отходов исходя из потребности в товарах из них для рассматриваемой
территории;
- разработка и внедрение нових технологических систем и аппаратов для переработки промышленных отходов, которые до настоящего времени по техническим или экономическим причинам считались неиспользуемыми;
совершенствование проектных и технологических решении и разработка методических рекомендаций по повышению эффективности и. надежности техноло; ейского оборудования, текстильных предприятий с учетом эколого-экономических показателей хозяйственной деятельности;
экспертиза градостроительной концепции развиц города с учетом данных о состоянии природной,среды и путей миграции загряз-нящнх веществ.
' Предмет исследования - эколого-эксномические показатели хозяйственной деятельности отраслей промышленности, объединенных обпей территорией, а такие взаимоотношения, возникающие в результате процесса производства меаду обществом и окружавшей средой.1
Методика исследования.
В работе применялись зколого-зкономические методы анализа развития территории: технико-экономический, имитационного моделирования, расчетно-аналитический, статистический, . картографический, физико-химического анализа, натурных исследований.
В ходе исследований использовались статистические и отчетные материалы ЦСУ СССР, годовые отчеты предприятий и объединений;' технико-экономические расчеты проблемной научно-исследов"атель«кой лаборатории ИМСИ, архивные материалы Ивановского городского комитета по экологии и природопользованию.
Научная' новизна работы заключается в следующем:
-разработана методика' создания информационно-зкепертнод системы качества окружающей среды городской территории;
-выявлена зависимость степени загрязнения природной среды городской территории от архитектурно-планировочной и промышленно-хозяйственной структуры города, особенностей рельефа местности и
зарегулированное стока рек. На основе этой зависимости разработана система экологического зонирования городской территории:
-определено влияние геохимических барьеров в формировании химического загрязнения территории:
-установлена зависимость общей заболеваемости населения и заболеваемости по видам болезней от уровня антропогенного воздействия на окружающую среду;
-разработана методика испытаний технологических процессов и оборудования текстильной промыиленности на экологическую безопасность;
-разработана методика эколого-экономической оценки размещения в окружающей среде и переработки отходов и т ее основе разработаны региональные нормативы платы за размещение отходов в окру-яающей природной среде:
-разработана комплексная региональная программа образования и использования отходов производства и потребления:
-установлена зависимость технологических показателей систем обработки осадков сточных вод от начального размера и плотности частиц, поступающих на суику. температурного реяима и скорости теплоносителя;
-выполнено теоретическое обоснование и разработана методика построения.имитационной математической модели системы водного хозяйства промышленного предприятия;
-разработана формализованная экономико-математическая модель эффективности эксплуатации системы очистки промиэленных сточных вод;
-разработана эколого-эконоииче.ская модель функционирования предприятия и региона, позволяющая прогнозировать изменение количественных и качественных показателей окруяащей среды путем имитационного моделирования производственных процессов.
Практическая ценность работы. Разработана и внедрена в городе Иваново система управления качеством окружавшей среды городской территории, основные положения разработанной системы использованы в разделах ".'кология городов" и "Человек и окруяэпиая среда" государственной программы "Возрпидение Волги'.
Результати работы игпольдозачы в государственной программе "Зкологическоч Че.т:пзс!іоіт'. Рчсгии" и послуяили методический базой для организации рггион-мьного центра '"Зкобегспасно'.'ть"
-ь -
Созданы банки данных территориальной загрязненности объектов природной среди: почв, водотоков и водоемов, грунтовых вод, ат-ыосферного воздуха; образования и использования отходов производства и потребления для предприятий текстильной промышленности, машиностроения, производства строительных материалов и изделий.
Разработан пакет программ, использование которых позволяет систематизировать информацию о качестве и распространении загрязнений на территории города, организован текущий анализ экологической ситуации на основе показателей-производственной деятельности промышленных предприятий, расположенных на территории города.
Разработаны новые ресурсосберегающие технологические процессы и оборудование," система переработки осадков, промышленных сточных вод, технология очистки окрашенных сточных вод, способа снижения выбросов, образующихся при работе паровых котлов.
Разработанные математические модели и регрессионные зависимости, описывающие влияние состава промышленных сточных вод и технологических ренинов на качество очищенного стока, использованы в рабочем проекте системы очистки сточные вод на ХБК им.Самойлова, Технология интенсификации реагентной и э'лектрокоагуляционной очистки промышленных стоков внедрена на машиностроительных предприятиях Ивановской области.
Внедрены в Производство в составе локальных очистных сооружений разработанные установки по переработке обводненных мамовых отходов /в/ч 13807, А0"Йвтокраны"/.
Внедрение комплексной региональной программы образования в использования отходов производства и потребления позволило снизить дефицит строительных материалов для нумд села нечерноземной зоны г улучшить экологическую обстановку в зонах действия теплових электрических станций, работающих на каменном угле в системе Мвэнерго.
Апробация работы. Основные положения работы и ее резульгаты" докладывались на международном конгрессе "Экология России'УМоскаа, 1993г./, заседании мекведомственного-НТС по проблемам охрани ркру-«аюцей природной среды и рациональному использовании природных ресурсов при Государственной .комитете СССР по науке и технике /1988г./, Всесоюзной научно-практической конференции "Человек-труд-экология" /Волгоград,' 1990г./, научно-технических конференциях "Прогрессивные технологии электрохимической обработки металла и «кология гальванического производства" /Ііолгиі рад,1990г./,
"Ресурсосбереіение и экология" /Ияевск, 1990г./, -кокплексное использование природных ресурсов и охрана окрушающей среды" /Казань, J989r,/, Всесоюзних конференциях "Бенардосовские чтения" /Иваново, І983.І985.1Э89гг./, научно-практических конференциях "Экологические проблемы Ивановской области" /Иваново,1986, 1987гг./, " Ин-енернне и социально-экономические проблем ускорения научно-технического прогресса в строительстве и задачи подготовки специалистов" /Иваново, 1986.1S87,1988.1983гг./, на заседаниях координационного совета Государственной программы "Возроядение Волги", сессиях Ивановского городского и областного Советов народных депутатов.
Публикации* По.теме диссертации опубликовано 39 работ, получено 5 авторских свидетельств и 4 полояительных реіения по заявкам на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения., списка использованных источников /188 наименований/"и прилоїєний. Обдий обьем диссертации 350 страниц, в том числе 280 страниц основного текста, 27 рисунков. 40 страниц прилояений.
Автор запинает решение крупной народно-хозяйственной проблемы по разработке и созданию региональной системы управления природопользованием.
С0ДЕРШИЕ: РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность теми диссертационной ра-5оты, определена цели, задачи, предмет, объект, методология иссле-юваиия.
В первой главе проанализировано современное состояние орга-іизацни природопользования на уровне городской территории. Приве-іена экологическая характеристика типичного региона на примере .Иваново. Для сравнительной оценки экологической ситуации рас-:мотренн несколько городов России с численностью населения прииер-ю равной численности населения города Иваново - около 500 тысяч іеловек. Из таблицы 1 видно, что Иваново занимает среди рассмот-іеішнх городов второе место по загрязнении поверхностных водоемов і находится в первой половине по загрязнению атмосферного воздуха, равнение результатов статистической отчетности и инспекционного юнтроля промыяленннх предприятий показало, что суцествувцие методические подходы к оценке загрязнения территории городов на пран-ике оказались непригодными.
Возникает задача поиска нормативов, обеспечивающих реіи функционирования производственных систем, направленный на достиме ниє определенного уровня природно-ресурсного потенциала ROHUpeTHOi территории. В качестве примера решения задачи разработаны проект: допустимых концентраций веществ в производственных сточных вода предприятий Ивановского государственного концерна "Ивтекс".
Таблица 1 Ранжирование ряда городов России с численностью населения около 500 тыс. человек по степени антропогенного воздействия н. атмосферный воздух и поверхностные водоемы (данные за 1989 год)
Поскольку степень очистки на очистных соорувениях по боль инству ингредиентов (медь, цинк. СПАВ и др.) меньие минимальн необходимых, был разработан алгоритм расчета и выполнен расчет до густимых концентраций вецеств в производственных сточных водах двух вариантах. В первом варианте за основу приняты эффекты очист ки на сувествующих очистных сооруменйях. Во втором варианте за ос нову приняты передовые технологий очистки. Выполненные вариантны
- II -
рзсчепг показали; что использование передовых технологий очистки
сточных вод текстильных предприятий при установленных базовых нор
мативах плата за загрязнение окруяаэдей природной среды приводит к
двеличени» затрат на производство основной продукции - тканей в
2,0 - 2,5 раза, то есть проблему оптимизации водного хозяйства
предприятий надо решать с учетом особенностей водохозяйственной
ситуации регигіна. - .
В качестве объекта исследования выбрана хозяйственная деятельность проявленных предприятий, объединенных общей территорией. На рйсЛ изобраяени цели, которые долінн достигаться в результате деятельности государственной система природопользования. Очевидно, "что необходим рабочий механизм реализации природоохранной работы на иестах, который учитывал бы взаимодействие отдельных предприятий с органами территориального самоуправления. Иначе говоря, необходимо определить связи меяду двумя процессами: совершенствованием региональной организации производства и поддеряанием необходимого качества окруяав«ей природной среды.
Для обеспечения оптимального взаимодействия природных факторов с производственно-хозяйственными в условиях городской среда необходимо разработать методологические основы информационно-экспертной системы состояния окруяаюцей среды, составными частями которой, по мнении автора, доліни бить: выявление основных источников воздействия на окруяавяув среду, установление зоны их влияшм, определение основных потоков и концентрации загрязнений, степени трансформации отдельных компонентов; выявление проблемных ситуаций взаимодействуя мевду природными и хозяйственными компонентами: организация региональных банков данных, характеризувцих состояние компонентов природной среды: гидросферы, литосферы, ат-иосферы: контроль за состоянием терри?ории, соблюдением технологий и правил экспертизы проектов: технико-экономическое сравнение альтернативных вариантов ревения природоохранных проблем.
В результате анализа проблем регионального природопользования и охраны окруяащей среды городской территории определена цель и задачи диссертационной работы.
Во второй главе разработана методика экологического зонирования городской территории и приведена результата исследования состояния окруяавяей природной среды на примере г.Иваново.
Зкспресс-анализ степени загрязнения компонентов природной
Уменьыение техногенной нагрузки до уровня экологической емкости региона
| Стабилизация экологической ситуации на региональном уровне |
' Обеспечение норм и Требований, ограяичи-ваюиих' вредное воздействие процессов производства и выпускаемой продукции на ояруьвюцую среду
_ Эксплуатация очист-ного оборудования
Разработка экономического иеханиэма природопользования
Минимизация воздействуя геройской среды
Рациональное использование природных ресурсов, их восстановление и воспроизводство
Организация мало- и безотходного производства
_ Снижение выбросов в атмосферу
Организация рацио-—( вольных схем водо-потребления
Рекультивация земель
Рис.! "Принципиальная схема целей управления охраной окружающей среде
- ІЗ -
среды выполнен по результатам дешифрирования аэрокосмических снимков г.Иваново. Динамика загрязнения территории подтверндена анализом градостроительных ремений и хозяйственной деятельности предприятий и организаций. Параллельно определении степени загрязнения территории города по материалам а.зрокосмической съемки проведени наземные зколого-геохимические работы. Всего по городу отобрано и проанализировано более І000 проб. Концентрации и вид загрязнений, накапливающихся в почвах и донных отделениях, позволили выявить не благоприятные в санитарно-гигиеническом отноиении участки, где характерно устойчивое среднемноголетиее химическое загрязнение, в том числе атмосферного воздуха. Более \АУ. проб почв характеризовалось очень высоким содеряанием нефтепродуктов (более 1000 мг/кг) и в Ш проб обнаруяены более чем пятикратные превыиения ПДН бенза-пирена. От объектов стройиндустрии четко прослеяиваятся контуры загрязнения почв бериллием и стронцием. Соединения ртути в почвах привязаны к объектам теплоэнергетики, сяигаюних или сяигавиих в провлом каменный уголь. Плоцади города, загрязненные свинцом в под-вияной форме, превыяаюцие уровень ПДК, достаточно обширны и окон-туривают как улицы и перекрестки с ояивленннм движением транспорта, так и крупные станио- н маииностроительныр предприятия. Степень загрязнения почв свинцом достигает 5 ПДК. Использование оценочной шкалы суммарного показателя загрязнения почв тяяелыми металлами, утвержденной Минздравом, позволило установить, что 30 территории города приходится на почвы среднего уровня загрязнения, 14 очг ов имевт опасный уровень загрязнения тяяелыми металлами, в том числе
2 очага -і в районе фабрики "Красная Талка" и нО "Автокраны" -
чрезвычайно опасный.
По результатам снеговой съемки территория города представляет сплоянув аномалии по содеряанип нефтепродуктов и бензалирена. Иревняение ПДК отмечено для нефтепродуктов в 90%, а бензапирена -
3 более чем 40Z проб. Повним источником углеводородов и тяяелых
металлов в зимнее время слуаат выбросы отопительных систем вагонов,
Поверхностные воды в пределах городской черты не пригодны ш хозяйственно-питьевого водоенабяекия. Концентрации нефтепродуктов по реке Уводь закономерно возрастают к центру города и даст зезкие пики в районах автодорожное мостов до 137 ПДК. Несмотря на :ильный уровень загрязнения донных отлояений соединениями тяяелнх іеталлов, в водах рек лревыоения ПДК по тяжелым металлам не обна-
- IV.-
X <
Рис.2. Суммарный показатель загрязнения почв <&) тяжелыми металлами
~ lb -
ружено. Это свидетельству о многолетнем накоплении тяжелых металлов в реках города. Обобщение результатов выполнено в виде экологического атласа городской территории, который представляет собой комплекс карт, графиков, схем, таблиц. В качестве примера на рис.2 приведена карта суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами. По данным карты суммарного загрязнения почв выбирались точки отбора проб воздуха. В городском воздухе определено ПО летучих органических соединений (І10С). Основная доля в загрязнении ЛОС принадлежит альдегидам, концентрация которых в ряде районов города превниает ПДК в і?0 раз. Значительны превышения по органическим кислотам и кетонам - до 38 ПДК. В период неблагоприятных метеоусловий наблюдались превывения ПДК взвешенных частиц. Содеряание бензапирена поднималось до уровня ПДК. Превніений ПДК тяжелых металлов не было.
Наиболее обвей тенденцией химического загрязнения территории г.Иваново установлено явление 'затягивания загрязнений с окраиь в центр города воздушными потоками и поверхностными водами. Центральная часть города представляет собой "гигантский сосуд" по улавливанию загрязнений при любых направлениях ветра.
Санитарно-гигиеническая оценка городской территории дополнена перечнем приоритетности загрязняющих вецеств и источников их поступления в окружающую среду. Валовые выбросы (сбросы) примесей рассчитаны по статистической отчетности предприятий. Учет токсичности, возможности вторичного загрязнения и трансформации примг.- ей в окружающей среде определены по приведенной массе выброса (сброса), і
Полученные результаты позволили разработать рекомендации по стабилизации экологической ситуации городской территории, которые необходимы для экспертной оценки и прогноза развития города.
При планировании производственных показателей отраслей народного хозяйства необходимо учитывать состояние общественной системы в целом, в том числе здоровье населения. Обобщая исследования советских и зарубежных специалистов, Г,И;Сидоренко отмечает, что состояние здоровья населения зависит на 20-40% от состояния окружающей среды, причем онкологические заболевания определяется на 80Z факторами окружающей среды.
В третьей главе приведены результаты медико-экологических исследований по оценке состояния здоровья населения, проживающего
на территориях зон максимального загрязнения. В настоянеє время люди, иивукие в городах, из поколения в поколение подвергаются воздействию малых концентраций вредных веществ, Такое воздействие снимает трудоспособность человека, ухудиает его здоровье, оказыва-ет мутагенное воздействие, но существенно не сказывается, как острые инфекции, на уровне смертности. Зато значительно увеличивается число хронических заболеваний и заболеваний комплексного характера.
Статотчетность по состоянию здоровья населения показывает» что в 1990 году в городе Иваново по сравнению с 1986 годом в 2 раза увеличилась заболеваемость новорожденных:
1986г.-88,2 на 1000 родившихся живыми
1990г.-16?,5 — " — .-''-'.
На 12 процентов увеличилось количество родившихся недоношенными: 1986г.-535,5 ; 1990г.-603,9, В 1990 году только Чб% HoBppoi-денных отнесены в группу здоровых*средняя в СССР -48,ЗХ). Имеет патологию 17.1% (1988г.-15,4. в среднем по СССР-8/0.
Рост онкологической патологии за. 20 лет составил 59%.
Здоровье населения формируют многочисленные факторы и условия, учесть влияние которых на протямении всей лизни взрослого человека практически невозкомно.Поэтому многие отечественные и зарубежные исследователи рекомендуют изучать влияние факторов окрумав-«ей среды на здоровье детского населения, т.к. в этом случае значительно легче вычленить возможное неблагоприятное воздействие вредного фактора. Кроме того, у детей отсутствуют вредные привычки и профессиональная деятельность.
По девяти детским поликлиникам г.Иваново была получена информация о количестве больных детей в возрасте до.14 лет с разбивг кой по основным группам болезней. Как видно из таблицы 2, наибольший уровень заболеваемости быя получен по поликлиникам HI и 7, которые обслуживают детей, проживающих в наиболее опасных по комплексному загрязнении районах Сй0"Автокраны" и Рабочий, поселок). Наименьший уровень заболеваемости получен по поликлиникам N8 и 3, которые обслуїивант окраины селитебных зон, Заболеваемость детей *э группам болезней четко коррелирует с видами антропогенного Воздействия. Наиболыий уровень заболеваемости по новообразованиям отмечается в западной и центральной частях города. На этой территории сосредоточена большая часть предприятий города, в том числе
9 из 16 основных загрязнителей атмосферного воздуха. Общий выброс загрязняющих веществ в данной районе превышает 294 усл.тис.т в год. Б воздух на данной территории попадает основная масса особо опасных загрязнителей, выбрасываемых в целом по городу: формальдегид, сероводород, бутилацетат, ацетон, бензол, свинец и др. Райони, вошедшие в группу с наименьшей общей заболеваемостью, оказались в группе с наибольшей заболеваемостью по болезням эндокринной системы, причем увеличение заболеваемости по этому виду болезней в 3-5 раз превышает наименьшие значения и составляет от 11 до 3? случаев на 1000 детей. Наиболее вероятным объяснением столь резкой дифференциации городской территории по заболеваемости болезнями эндокринной системы монет служить существующая система водоснабжения города, при которой источником водоснабжения частного сектора являются загрязненные грунтовые воды.
Максимальный уровень вронденных аномалий и пороков развития, ревматизма и ревматических болезней сердца наблюдается в тех же районах, что и максимальный уровень больных новообразованиями. Максимальный уровень вроіденннх аномалий в этих районах в 2,5-3,0 раза превыиает среднереспубликанский и находится на уровне таких городов, как Йосква, Челябинск, Тула, объявленных зонами экологического бедствия.
Подробная классификация районов города была проведена таксе по инфекционным заболеваниям. Наблюдающийся в последние десятилетия подъем заболеваемости стафилококковыми инфекциями в значительной степени определяется ослаблением защитных реакций организма. Слизистые оболочки верхних дыхательных путей оказываются первой мишенью воздействия- физических, химических и биологических факторов.
В ходе работы были обследованы детские учрелдения,, находящиеся в зонах промышленного загрязнения (д/с N130, 187, 20, д/я N67) и учащихся <12-13лет) школ 13, 42 и 49. Я детей был проведен ЛОР-осмотр,- оценка факторов местного иммуноглобулина й, колонизация эпителия,' фагоцитарная активность полиморфно-ядерных лейкоцитов, цитограмма со слизистых .оболочек, иосительство. патогенных стафилококков.
Распределение заболеваний верхних дыхательных путей по нозологическим формам представлено в таблице 3. По изменения* состояния слизистой оболочки ВДП мовно судить об особенностях роздувиой
среды в зоне детских учреждений. Одномоментный выброс в атмосферу вредных вецеств вызывает катаральные поражения слизистых, что характерно для детских учреждений, расположенных вблизи промышленных предприятий: N67,187 - ТЭЦ-2, маргариновый завод, мясокомбинат, Меланжевый комбинат: N20 - КИП, Химзавод. Длительное воздействие даже небольжих по интенсивности неблагоприятных факторов приводит к формированию подострых воспалительных процессов, возникновению вторичных имнунодефицитов и развитию грануляционных фарингитов.
Таблица 3. Хронические воспалительные заболевания верхних : дыхательных путей у детей и подростков.
При сравнении с результатами, полученными при обследовании детей довкольного возраста, у.подростков отмечено'некоторое снияе-' ние доли катаральных и грануляционных фарингитов, сопровождавчееся значительным увеличением числа подростков, страдающих субатрофи-ческими заболеваниями ВДП.
Субатрофические процессы являются патологией, мало характерной для детей и встречаются обычно у взрослых лиц, работающих в условиях вредного производства.Наличие болыого числа вкольников с субатрофическими фарингитами, проживающих в районе ТЗЦ-2, по видимому, объясняется длительным воздействием промышленных выбросов.
Носительство патогенного золотистого стафилококка было выявлено 9 7ЬУ. обследованных подростков из вколы N13; у 86%-из 42 жко-лн; у 882-из 49 жколн. Рост числа носителей золотистого стафилококка среди подростков по сравнению с дошкольниками также указнва-
ет на ухудаение здоровья людей, длительно проливающих в неблагоприятной экологической зоне. Б таблице 4 указан процент детей, имеющих показатели местного иммунитета ВДП, отличимые от нормы.
Таблица 4. Основные показатели местного иммунитета ВДП подростков.
Как видно из таблицы, у подавляющего числа подростков (более 80%) снижено содержание секретного иммуноглобулина й в слюне, у остальных его значение едва пересекает нииню» границу нормы. SJ значительного числа обследованных понимена колонизационная резистентность эпителиоцитов ротовой полости, фагоцитарные свойства полиморфно-ядерных лейкоцитов, изменена цитограмма.
Таким образом, среди детей и подростков, промивавших в экологически неблагоприятных районах города Иваново, выявлено значительное число лиц, носоглотка которых является резервуаром золотистого стафилококка. Патогенное носительство в сочетании с неполноценностью защитных факторов ВДП приводит к развитию стафилококковой инфекции, частым обострениям процесса и формированию.хронической патологии верхних дыхательных путей. Полученные в итогэ ристемного медицинского обследования детей и подростков результаты позволили объяснить статистическую отчетность, согласно которой более 80% общего количества заболеваний детей составляют заболевания верхних.дыхательных путей.
Среди мероприятий, обеспечивающих эффективное управление состоянием окруяакщей природной среды^ одно из ваінейішх,- совершенствование методологии и практики контроля качества природных объектов, порядка безопасной для человека и .окрукакцей среда эксплуатации источников отрицательного воздействия. Точная, достоверная и &С».-8Кї«в«ая оценка качества эксплуатации технологического оборудо-
- 21 .
вания в плане воздействия на окруяагащую среду дает возможность принимать обоснованные управленческие ревения. Такая оценка основывается, прежде всего, на сравнении фактических значений выбросов (сбросов, твердых отходов), определенных экспериментально, с теми, которые приняты в соответствующих нормативных документах.
Автором изучалась экологическая опасность промышленного производства на примере текстильных предприятий. В настоянеє время отсутствует единообразие в методических подходах при проведении подобных работ, однако без оценки экологической опасности технило-гических процессов и оборудования невозмояно проектировать новые и реконструировать старые предприятия.
В четвертой главе выполнен анализ методик определения загрязнений, выделяемых при отделке тканей. Показано, что технологическое оборудование в процессе эксплуатации практически не может быть капсулировано полностью и химические вецества выделяются как через системы организованных выбросов и сбросов, так и через неплотности оборудования. Вычленение конкретного вида оборудования или процесса всегда производится с определенной долей ошибки. Оценка выделения химических вецеств в атмосферный воздух и системы водного хозяйства выполнена для пяти технологических процессов: опаливания, нерсеризации, карбонизации, крашения, аппретирования. Учитывая широкую вариантность применяемых методов и оборудования в каждом из технологических процессов, изучено семь конкретных видов технологического оборудования.
. В таблице б приведены данные о газовых выбросах при производстве одного метра ткани, в таблице 7 - характеристика химических материалов, сбрасываемых со сточными водами.
Проблема установления количественных характеристик вредных вецеств. выделяемых от всего парка технологического оборудования, требует выработки более общих методик и подходов. По мнения автора, реально выделяются два направления, имеющие общую методологическую основу. Первый вариант - контролируемые параметры получают путем производственных испытаний непосредственно заводом - изготовителем проиэродственного оборудования или разработчиками соответствующих технологических процессов. К сояалению, на сёгодняиний день в паспортах на оборудование информации о выделении вредных вевеств нет. Второй вариант - создание центров сертификации производственного оборудования, где соответствующие испытания проводились бы крали-
Таблица 6. Выделение химических веществ с единицы ткани
.__ 1—
N ! Наименование ! Кол-во пере- ! Наименование !Кол-во выделений ! оборудования ! рабатываемой ! химических ! с единицы
J !ткани в 1 час ! вечесдв I продукции
/
. г-* *
-
Газоопаливащая 12000 и/час оксид углерода 0,48 г/и папина фирмы углеводороды 0,48 г/и . "Киото"
-
Бесцепная мерсе 2400 и/час едкий.натр 0,084 г/м ризационная ма-
«ина фирмы "Текстима"
3 Линия /Ж-і80-И 480 м/час серная, кислота 0,005 г/м
сернистый ан
гидрид 0,003 г/м
4 Красильно-промыв- 52,5 кг/час хромовый ангидрид 0,006 г/кг
ная мамина уксусная кислота 3,1" г/кг
«КП-а-і
5 ' Ргрегат Ш 720 м/час оксид азота 0,58 г/ы
S Агрегат фирмы
"Кабаяси" 3480 ы/час анилин 6,11 г/м
7 Линия несминаемой отделки фирмы "Ймдес" І800 м/час. формальдегид 0,19 г/м
Таблииа 7. Данные о химических материалах, сбрасываемых со сточными водами, и локальной очистке сточных вод
! загрязнений
! в обцем стоке
! фабрики,
! мг/л
і
!
Наименование химматериалов
Характеристика
! Данные о локальной очистке
7.
! Количество! Биологи- .'Концентрациятэтрфект ГКонцентрация!_Концентрация
после ЛОС, мг/л
сброса в !химматери-!ческая раз- 'загрязі
^анализа- 'алов.посту'лагаемость 'после «сред
ин» '.павцих в !на БОС, 7. 'нителя,
! ! канализа- ! ! мг/я
!ции, ! !
!кг/сдтки ! ! - '
Й
фицированными специалистами. Второй подход более предпочтителен, т.к. позволяет беспристрастно проводить оценку экологической опасности технологических процессов и производств.
Концепция, программа организации и проект пакета нормативных документов отраслевого центра природоохранной сертификации разработаны на примере текстильной промышленности. Экологические требования разработаны для каждого вида оборудования и технологического процесса.
В пятой главе на примере промышленных отходов разработана методика увязки экологической опасности промышленного производства с состоянием природной среды конкретного региона. Разработана комплексная программа образования и использования отходов производства и потребления для г.Иваново, которая имеет следующую структуру -инвентаризация источников образования и размещения промышленных отходов с выявлением наиболее многотоннаиных и экологически опасных видов отходов;
-схема размещения (складирования, . захоронения) промышленных отходов, общая плоцадь полигонов в черте города и за городом и соответствие этих полигонов нормативам, нагрузка при размещении образующихся и накопленных отходов на 1 га территории города и на 1 «ителя города;
-определение наиболее экологически опасных источников загрязнения (предприятия, организации) в соответствии с районированием города и наиболее экологически загрязненными отходами районов города с учетом их местоположения относительно нилых массивов, водных источников и т.д.;
-оценка уровня использования по видам отходов и источников их образования; выявление наиболее перспективных направлений использования образующихся и накопленных отходов в хозяйстве города; -определение имеющихся производственных мощностей в промышленном потенциале города, используемых или потенциально возмоаных к использованию для переработки продавленных отходов; -выявление применяемых в городе и рекомендуемых отечественной и зарубеаной наукой способов складирования, захоронения и уничтояе-пя неутилизируемых отходов;
-создание банка технологий и оборудования переработки отходов, оказывающих максимальное воздействие на территории города.
Выявл.ны достаточно высокие уровни использования отдельных
видов отходов. Так например, основная масса машиностроительных предприятий использует «лаки и горелую земли на планировку собственной территории и отсыпку дорог местного значения. Основнув часть токсичных отходов представляет отходи гальванических производств, лакокрасочные материалы, растворители и легковоспламеняющиеся .«идкости <Ш), отработанные люминесцентные лампы, отработанные нефтепродукты и сыазочно-охлаядаюцие яидкости (С0|). Нетоксичные и малотоксичные отходы города, имеющие низкий уровень использования, представлены отходами, содерхацими пластмассы и полимеры, макулатурой, замасленным тряпьем, производственным и строительным мусором, нефтеиламами с локальных очистных сооружений.
По всем видам образующихся в городе отходов составлены аналитические обзоры существуют направлений их использования, составлен банк технологий их переработки.
Использование кидких, пастообразных и шламовых отходов ограничивается техническими возмоїностями производства, а так»е отсутствием рациональных технологических процессов по их обезвреживанию и переработке. Для юламов гальванических производств, которые являются причиной загрязнения 'территории солями тяиелых металлов, разработанные технологии имеют строгие граничные условия.
Нестабильный состав осадков сточных вод, имеющиеся различия в аппаратурном и технологическом оформлении процесса, многочисленные сшибки, допускаемые при переносе опыта из одной отрасли в другую обусловили отсутствие систем переработки осадков промышленных сточных вод. В настоящей работе предловена математическая модель и выполнены оптимизационные расчеты систем регенерации коагулянта для очистки окрашенных сточных вод и переработки обводненных шламовых отходов (осадки сточных вод гальванических производств). Оптимизационные расчеты подтвервдены лабораторными исследованиями, кинетики сушки и об«ига осадков сточных вод. По результатам исследований разработан способ «установки для его реализации, позволявшие осуществить сушку осадков, образующихся при очистке сточных вод, содержащих тяшелые металлы, а также других тонкодисперсных систем с водно-коллоидными связями.
Региональная методика эколого-зкономической оценки- размещения в окрукающея среде и переработки отходов, разработанная на примере г.Иваново, включает следующие разделы: -расчет годовых лимитов образования промышленных отходов;
Таблица 8. Лимит размещения и размеры платы опытно-экспериментального завода г.Иваново на размещение в окруааоцей среде отходов производства
размещения
-разработка региональных нормативов платы за размещение неиспользуемых отходов;
-расчет годовых размеров ллатемей конкретных предприятий; -корректировка поэтапного плана ввода платеїея в соответствии с региональной комплексной программой использования отходов производства и потребления.
В таблице 8 на примере опытно-экспериментального завода показаны размеры платы за размещение отходов в окруяавцей среде без дчета и с учетом региональной экологической ситуации.
В шестой главе разработана замкнутая система водного хозяйства текстильного предприятия, отличие которой состоит в воз-ыо»ности переработки нламов, выделенных в результате очистки сточных вод.
Удельные объемы сточных вод в различных технологических операциях красильно-отделочных производств составляют от 50 до 480 мЗ/т продукции. Обработка коагулянтами - один из самых распространенных методов очистки сточных вод. Несмотря на большое число исследований в этом направлении, вопросы разработки применимых на практике описаний процессов коагуляционной очистки сточных вод остаются открытыми. Это объективно объясняется слоиностьв рассматриваемых процессов. На первом этапе разработки методики описания процессов коагуляционной очистки сточных вод были выявлены основные особенности стоков отделочных производств.
Широкий диапазон используемых красителей и химиатериалов определяет нестабильность стоков красильно-отделочных производств. Больиое число дополнительных ингредиентов (тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ и т.д.) значительно усложняет фазово-диспёрсный состав сточных вод. Химический анализ состава стоков во многом носит констатируюций характер, не обеспечивая оперативной обратной связи и управляющих, воздействий на процессы краиения и отделки, В то же время наличие на таких производствах ЭВМ (ПЭВМ) дает техническую возмояность накопления экспериментальных результатов, их анализа и получения оперативных рекомендаций по технологическим решениям на основе математического моделирования.
Анализ работы существующих локальных очистных сооруаений показал, что в абсолютном большинства случаев в результате эксплуатации очистных систем образуются вторичные загрязнения в виде ала-мов-осадков или других концентратов. Повиавние степени очистки
сточных вод приводит к увеличении объема вторичных загрязнений при более сложных составах и структуре. Для сбалансированности эколо-ro-зкономических показателей систем водного хозяйства были проведены исследования, направленные на изыскание способов повышения эффективности очистки промышленных сточных вод и интенсивности Процессов обработки образующихся осадков.
В ходе лабораторных исследований был произведен подбор условий и оптимизация технологических параметров стадии реагентной очистки окраиенных сточных вод. На рис.3 представлены кинетические кривые процесса коагуляции и седиментации образовавшейся взвеси при использовании в качестве коагулянтов сульфата алюминия и сульфата (2) келеза. Максимально достигнутая величина светопропуска-ния. лекащая в пределах от 40 до 80 У., определяется не наличием цветности, а мелкодисперсной не седиментирушцей фракцией твердой фазы. i|a рис.4 приведены седиментационные кривые гидроксида алюминия при корректировке рН стока едким натром, гашеной известью и хлорной известью. Лучний результат достигнут для варианта, когда необходимая щелочность раствора достигалась добавлением хлорной извести, что объясняется обесцвечиванием стока не только эффектами адсорбции на поверхности свеїеобразованного гидроксида, а такяе реакциями деструкции.
Сочетание преимуществ теоретических и экспериментальных способов исследования было использовано при обосновании экспериментально-аналитического подхода к математическому моделировании эксплуатационных характеристик производственных систем. В ходе применения таких моделей и сравнения с имевшимися на практике выходными показателями накапливается информация для постоянного уточнения самих моделей.
Для определения возможностей экспериментально-аналитического подхода были получены регрессионные зависимости конечных концентраций красителя и тяжелых металлов от начальной концентрации, рН раствора, дозы коагулянта при наличии и отсутствии поверхностно-активных веществ. При этом определялись как статические зависимости показателей качества очистки от основных параметров технологического процесса нз модельных растворах, так и возгонные изменения этих параметров во времени, визеашше реальными условиями проведения технологического процесса. Регрессионные зависимости качества о'Мстки сточных вод от осногных технологических параметров приве-
І A 6 в 10 12 14 16 18 20 22 24 26 t. МИН
Рис.3. Кинетические кривые осветления при коагуляции сточной воды сульфатом алюминйяП-б) и сулыратом жлеза(7-Щ.
D.%| ' ' "
0 2 4 6 8 10 12 И 16 18 20 Т. мин
Рис.4. Кинетика коагуляции" сульфатом алюминия.
Подщелачиванис ', I - хлорной'известь»;
2 - ьдким натром! 3 - гашеной известью.
- зо -
Таблица 9 Регрессионные зависимости качества очистки сточннх вод от основных технологических параметров ( на основе исследований модельних растворов)
Н !
п/п!
Уравнение регрессии
t Значения критериев ! значимости
XI.4 + 0. XI,4 + О,
XI.2 - 2. Х4Х2 ХЗ
yl=1.074 + 0.145 XI,1 + 1.240 XI.1X2 --3,324 XI.1X2 - 0,001 XI.1X3 + 7.431 Х4Х1.2 + 0.U7 XI .2X1.3 + О.0О7 XI.3 .0123 XI.1X1.5 + 0.010 XI.2 ,003 XI.1X1.2 + 0,201 XI,2X1,3+ 0.003 XI.1X1.5 + 0,231 XI.2X1,3 + 0,074 XI.3X1,2 + 0.05Б XI.3X1.4 + 0.019 XI,3 .4 10 ХЗ + 0.753 Х2 + 3.217 0.941 Х2 Х4 у2=0.932+0.741 XI.1X1.2+0.0423 XI.1X1.2+ +0.012? XI.1X1.3 - 1.198 ХЗ + 6.01 XI,1 Х1.4 + 0.178 XI,1X1.2X1.3 + 0.001 XI.1 XI,2 + 1,325 XI,3X1.4X1.5 + 0.941 XI.2 XI.3 + 0,721 XI.2X1.3X1,4 + 9,421 10 Х2 ХЗ - 2.257 Х2 + 0.0004 XI,3X1,4 + 0,523X4+ + 0.741 XI,3X1,4X1,5 - 5.723 ХЗ Х2 уЗ=0.0?45 +0,591 XI.1X1.2+0.0001 XI.2 XI,3X1,4+1,21 XI.1X1.2+3.41 XI.1X1.3 --2,453 XI.1X1.2X1.3+0.0841 Х2ХЗ -0.145 XI,3X1.4 + 0.003X1.1X1,2X1,3X1,5-2.34 Х2ХЗ + 0,001 ХЗ+0.134 Х4-0.945 ХЗХ4 + +0.0743 XI.1X1,2+0.005 Х2 5г4=0.031-0.025 ХЗ + 0.007 Х1.1Х1.2-0;34 Х2Х4 + 0.034X1.2X1,3 + 0,745 XI.2X1,4 --0,441 XI,3X1,4+1,785 XI,1X1.3X1,4+0.0001 XI,1 - 2,721 ХЗХ2 + 0.002 Х4 - 0.273 Х2 ХЗ + 0.234 XI.2X1,3 + 0,041X1,4X1.5 -- 14.23 10 Х2ХЗ
5(5=0.025+0,01 XI.1 - 0,074 Х1.1ХІ.2 + + 0.0121 XI.1X1,2+0.007X1.1X1.3-0.001X1.1 XI,4 + 0.023X1.2X1.3-1,254X1.1X1.2X1.4 + +0.076X1.5 - 1.734 Х1.2Х1.4 + 0.728 Х1.4 XI,5 - 14,49 Х2ХЗ + 0,245 Х4 -0.007 ХЗ + + 1.084 XI.5 Х2 - 0.236 ХЗ Х4
Ттабл =12,41 Ft36ji =54.84 Трасч =47,81 Fpac4 =108.41
Ттабл =21,84 Трасч =28.50 Рт.абл =5.41 Fpac4 =18,38
Ттабл =5.37 Трасч =17.31 Ггабя ±40.31 Ррасч =85.23
Ттабл =31.45 Трасч =58.28 Ртабл =37.05 Fpacq =54.91
Ттабл =28.25 Трасч =61.73 Ртабл =23.44 FpacM =63.72
- ai-
дены в табл.9, где уі-содеріание в очищенной воде ионов «елеза, у2 - цинка. уЗ - никеля, у4 - свинца, у5 - красителя. На показатели качества очищенной воды наибольшее влияние оказывают следующие факторы: ХІ- исходные концентрации загрязняющих воду компонентов, Х2- рН, ХЗ-температура воды, Х4-доза коагулянта. Примеси в исходной воде обозначена: ХІ.1- концентрация железа, XI,2-цинка, XJ.3-никеля, Хі,4-свинца, Хі,5-красителя сернистого черного к.
Экспериментальная отработка технологических режимов стадии реагентной очистки проводилась на реальных сточных водах ХБК им.Самойлова и включала следующие этапы:
химический анализ исходных сточных вод;
подбор коагулянта по критерию эффективности обесцвечивания;
оптимизация теоретической степени очистки по полученным регрессионным зависимостям;
аналитический контроль химического состава очищенных сточных вод, сравнение его с расчетными значениями.
Минимальными по объему, но наиболее концентрированными по солям тяїєлнх металлов, являются стоки граверних отделений красиль-но-отделочных производств текстильных предприятий. Эти стоки представлены неорганическими солями металлов, состав их аналогичен стокам гальванических производств машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий.
.Методика работы составлена применительно к наиболее распространенным схемам реагентной и электроноагуляционной очистки сточных вод гальванических цехов. Слоиность химического состава стоков обусловливает высокую агрегативнуо и седиментационную устойчивость многокомпонентных водных систем, что приводит к уносу гидроксидов металлов с осветленной водой, продоллительности уплотнения осадка, трудности при его механическом обезвоиивании.
Интенсификации процесса осветления сточной воды при одновременном улучшении качества очистки стоков и структуры осадка предполагалось добиться использованием комбинированной сорбционно-коа-гуляционной очистки, осуществляемой в объеме стока-. В качестве присадочного материала применялась зола каменного угля, которая является дисперсным сорбентом с более высокой по сравнений с коагуля-ционныаи осадками плотностью.
Уравнение регрессии, математически описывающее процесс соосалдения осадка с присадочным материалом в натуральных перемен-
ных имеет вид: _,
U = ІО.88-3,06- 10-С . л где U - объём осадка,л: С - доза зола, г/л; t - время.ч.
(ламы очистных сооружений сточных вод, содержащие тяжелые металлы, представляют собой полидисперсные системы с размерами частий от 1 до 20 мкм, имеют плотность дисперсной фазы от 2,3 до 3,0 г/см. Плотность осадка обусловливается рыхлой структурой хлопьев, гидроксидов тяжелых металлов с большим содержанием захваченной влаги и по своему значении приблимается к плотности воды.Физико-химические свойства илама определяются как составом сточных вод, так и способами их обработки.Выполненный анализ позволил классифицировать образующиеся «ламы с выделением следующих групп:
1.Осадки, полученные при нейтрализации сточных вод известью, представляющие собой, главным образом, соли кальция и основные соли металлов.
2.Осадки, полученные при электрохимическом методе очистки сточных вод, а также при восстановлении С солями двухвалентного железа. Основные компоненты осадков - гидроксиды железа. Гидрок-сиды других металлов присутствуют в незначительных количествах,
3.Осадки, полученные при нейтрализации стока едким натром, представляющие собой основные соли и гидроксиды металлов.
4.Осадки, полученные при нейтрализации стоков содой, представляющие собой основные карбонаты и гидроксиды металлов.
Определена зависимость величины удельного сопротивления «ііиль-трации осадков(г). а следовательно, скорости его водоотдачи .от дозы присадочного материала.
г = 2,40-10"'С2-1,85-С +гс. см/г
Установлено, что наиболышя интенсивность-снижения удельного сопротивления на грамм дозированной присадки 2,7-10 см/г наблюдается при введении присадочного материала в количествах до 10 г/л осадка.При этом величина удельного сопротивления осадка снижается на 222 в сравнении с исходным осадком Сгв ).
Для оценки способности осадка к обезвоживанию выполнено определение форм связи влаги с частицами твердой фазы путём снятия кривых кинетики изотермического анализа (ДТЙ) и ИК-спектроско-пии. Характер кривих.кинетики сугки аламов свидетельствует о ток, что они являются коллоидными капиллярно-пористыми материалами, для
- 33' -
удаления связанной влаги которых нумно затратить значительно.больна энергии, чем для удаления свободной влаги. Сравнительный анализ исследованных осадков позволил сделать вывод, что вид применяемого рвагеита-осадителя додшен определяться из условий экономической целесообразности, причем повышенная стоимость едкого натра и соды По сравнению с известковым молоком монет быть компенсирована . за счет снимения расходов на обработку осадков. Быстрота осашдения, малый объем и структура осадков при работе с натриевыми соединениями приводят к снижению объема отстойников и уплотнителей. Вид реагента с точки зрения технологии определяет не качество очинённой воды, а характеристики образующегося осадка и, как следствие, эффективность и надемность работы оборудования по обработке осадков. Выбор реагента в камдом конкретном случае определяется технико-экономическими сравнениями вариантов аппаратурного и технологического решения системы очистки сточных вод с учетом физико-химических и кинетических факторов процесса.
Сопоставление осадков с различными количествами присадочного материала по водоотдаче показало, что дозированием в осадок присадки в количестве 7-10 г/л достигается уменьшение вламности на 38Х в первой критической точке при максимальном снижении (в два раза) объёма осадка после удаления свободной влаги.
Для переработки ылаыов, выделенных в результате очистки промышленных сточных вод, выявлены резервы интенсификации процессов обработки и разработаны процессы и аппараты в составе промышленных Технологических систем на основе новых технических решений.
Фактическое состояние окрумаюцей среды в. промымленно развитых районах завиШ не только от совершенства применяемых технологий, но и от технологически дисциплины и культуры ведения процесса на местах. Зколого-экономичесйаа эффективность сло»ных технологических систем, какими являются современные промышленные предприятия, NOiet-оцениваться путем создания имитационно-управля-ймих моделей. Достоинства метода имитационного моделирования состоят в том, что энолого-экономические исследования мокнб проводить без существенных затрат ареіенй,. без риска и больной стоимости работ. Имитационное моделирование экологических. систем в объеме региона долано стать со- временем основным инструментом поиска экологических решений, поскольку методы проб и ошибок на реальных системах оказывается сливкой дорогими и опасными для окру.-
Контролируемые « воэмуыдкмие параметры
Белизна выходящей тканв
Обуем промысленных стоков
Концентрация рабочего
Вязкость
Капиллярность —
раствора в ванне
Уровень раствор*
Отжим на входе в ванну
Скорость движения ткани
м на выходе из ванны
Температура раствора в ванне
подачи раствора хим.реагеи-та в ванну (скорость)
Расход пара» воды, хим. материалов, анергии *»» Давление реагентов, подводимых к линии Плотность ткани по утку и ее ширин* Артикул и качество суровой ткани Длина обрабатываемой ткани Влажность ткани
Концентрация раствора хим.реагента подаваемого в ванну
гп
Упрзвляюине фахторк С фиксированным интервалом
Вюсодниа параметри
Рис. 5. Схема взаимодействия входных, управлявдох, воэмуцактдо
и выходам параметров элемента управления.
іавцей среды.
В главе 7 paapafroraae методика и дан пример использования имитационного моделирования для прогнозирования эколого-экономи-ческих показателей предприятий региона. Для воспроизведения хода производственного процесса непрерывного вида были рассмотрены во взаимосвязи элементы технологических схем предприятий текстильной промышленности. Разработанная модель делает возможным последовательно представить функционирование всех производственных элементов, а такіе моделировать управление производством на каадом последурцеы интервале времени, исходя из предыдущего его состояния.
Каядый производственный элемент описывается системой зависимостей "Вход-состояние-выход", причеи состояние эволюционирует в дискретном времени.
Построение имитационной модели осуществлялось разлоіением производственного процесса на ряд автономно управляемых операций, осуцествление каядой из которых обеспечивается функционированием конкретного производственного элемента. Все производственные операции управления описаны формально алгоритмическими операторами с указанием механизмов их расчета. Условия синхронизации производственных операций учитывались в виде неравенства:
в t-l t п О < ( Hivj*dt - Hivj*dt + 3] - 3j ) < Nj
где: Hivj -единичная интенсивность формирования материальных потоков j-ro производственного элемента на і-том варианте технологии v;
в
Hivj -единичная интенсивность переработки поступающих компонентов в j-ом производственном элементе на і-том варианте технологии v; t-l
3] -количество ранее полученного материального потока в момент времени (t-l), предяествушцего настоящему:
п
NJ -предельно допустимый уровень; dt -интервал времени, принятый для расчетов. На рис.6 представлена блок-схема моделируемого технологического комплекса, показывающая взаимную связь и влияние различных
задание овів«ту «а ехмяахие внавееа
ялам
уяучяония
еостоякня
явивелиой
свали
вагмоиэ
пвогваччкые ев овмнвовях документам
ив пвмиявмм р»
еясгва
авяиям
программные
средства графического втовраяяхмя иневрмяхиы
Іяяаод «а ахван
хвата загвяяиеяяя атмаееави. вале*' мов и почв, еаод-хая экологический кас-оег варнояа
расчет сяк івассеияёимл
ВнОрОСОВ>
а региону
влэ* хдхиыж
яях принятия ваввняй
по региону
выяод
эквам
"ДЯДЛОГ-(—
регион-
оорвоотка данных
м еорыивовамие
к» данных
вагиокд
сводные лахуыеятм яо региону севра" очкве.контроль* яяа, отчетлив. и мм f
программные средства еевмивоааяия сяодяея
яекунантаиии по эагвяакаиив аемала, атиосееви я валовый*
яа вя оовектое
tTtTTTTTf
вывод
на ахвах
явагввммхяа
средства
граеичеекого
отоордвехмя
ихаовмааяя
яиеевырнивиио-
расчеткыя
мониторинг
программа для оа-ввоотхи реэулвта-тов явивовнях эа-кевов
программы ваечвта н аявова аяпаеа" твв яля очистная соовуваяия
явегвамма расчета акохомическея ае— аектнв-ост» я»я-волаяохьаоваяих
яехумеитаямя я* акеяевтиау, согласование и яв. ітом хяя. внелогический лаславт и яв- ' врвдяриятия
ярограыихые
средства
еовхивоаакия
лохгыехтаннм
не яваяявнятия
ядад. адянах нсточхихоя выевоеов (Соросов> явеляриятня
первичная коятволв. исходной няеевиахии во яеточ-ляках ввввосов <Соросов> ярвляриятих схоитвояь дестаточяоети И «ОСТОВЄРИОСТН1
вивоя
яа яяввн
мяо
-АНАЛОГ-.
сявя предприятия)
и аа еоваовтх» а явогвям"*
мяаи хомяхексе <ха уваяяа
валявнягпяі
ялая улучле-яяя еостохннх явяваляоя введя я валов вв-маае-кяя явам, яведавнятих
Ряс в.
Система управления состоянием скруаапмей средн.
Параметров на вцходш* характеристики.
В разработанной модели предусмотрены блоки, решающие компромиссную задачу: определение допустимых значений сиецения параметров процесса от оптимальных с цель» уменьшения сбоев в работе технологической схемы и минимизации времени коррекции после отклонения Процесса от нормального.
В условиях ориентации промышленного производства на рыночные отношения производственно-хозяйственной деятельности необходимо обеспечить учет и отрахение всех элементов природопользования в совокупной оценке эффективности производства. Значение критерия N регламентируется пределом антропогенных изменений среды, техногенных воздействий На атмосферу, гидросферу и литосферу в целом по территории и по каадому предприятию (материальному потоку). Регламентация учитывает технологические возаоаности отрасли (предприятия) и осуществляется посредством стандартов на качество природной среды, в видів Лицензий и разременйй. При таном подходе экологизация Производства выступает не как самостоятельная задача, а как часть об«ея стратегии оптимизации эколого-социально-экономического развития территории. Так как1 именно предприятие располагает воз-MPfiHoctaWH и ресурсами для реализации рёнений в области экологии, особое значение приобретает банк данных о, промышленных объектах, как источниках воздействия на экологическую обстановку. На рис.6 представлена. блок-схема автоматизированной системы управления состоянием окрумаюцей среды, составляли* элементом которой является разработанная имитационная модель.
'. основи не & ибо ли
І,Разработана методика создания иформационно-экспертной системы качества окруїамей среды городской территории, которая позволяет осу«ествить автоматизированный контроль за реализацией плановых мероприятий по охране- природы, оценить динамику изменения ситуации в регионе и выбрать пути сниіения уровня загрязнения ок-рухайчвй среды на основании достаточно достоверных- сведений, тем сами» сннйая стейень риска в пр&ШШхїшШяї.
2.По результатам азрокосмнчвсной фотосьвнки, геологических к физико-химических исследования; показателей качества атмосферного воздуха, поверхностймх и ґрунтових воя и почв на территории города Іваново создан йкологическиА атіас городской территори».
3.Разработана комплексная программа стабилизации экологической ситуации городской территории, для практического внедрения которой создан пакет нормативно-методической документации и пред-лоесчш организационно-технические решения 'еледриих подпрограмм:
3.1.Экологическое аудирование городской территории < в том числе промышленных объектов) через институт экспертов-аудиторов,
3.2.Картирование состояния окру*ав«ей среди на базе экологического атласа, изготовленного в составе территориальной комплексной схемы охраны природы города.
3.3.Экологический мониторинг территории, реализованный через комплекс программ "3X0" /экологическая характеристика объекта/; особенности которого является автоматическое создание и сопровождение следующих банков данных:
единый банк данных по источникам выбросов /сбросов/ предприятия внезависимости от количества промплоиадок и цехов:
банк данных локальных очистных соорувений, установок очистки газа;
банк данных вредных вецеств;
банк данных источников образования отходов /газообразных, жидких, твердых/. "
В рамках подсистемы "Мониторинг" выполнена увязка комплексов программ "3X0" и "АБД BMP", отладка и внедрение автоматизированной системы управления состоянием окрухаючей среда.
3.4.Комплексная программа образования и использования отходов производства и потребления, разработанная на основе инвентаризации и анализа промышленных отходов в соответствии с ызтодйческой документацией, утверіденной Минприроды РФ.
3.5.Нормирование качества окруяавцей среды на муниципальном уровне, установление лимитов и нормативов загрязнения скрувавдей среды, соогветствувчих ставок платы, требований по уменьвени» загрязнений в динамике с учетом подпрограмм 2.1 - 2.4.
^.Разработана система экологической безопасности на территории муниципалитета. Природоохранные требования конкретизированы Для следующих подпрограмм:
оценка городской территории для размещения осноьных видов строительства;
анализ «илого фонда, учреідений культурно-бытового обслунивания /детские довколы-ше учреждения, больницы'и др./, находяиеся в са-
нитарно-зачитных зонах, и разработка мероприятии по вывода населения из зон санитарной вредности проипредприятий; планировочная организация санитарно-зачитных зон;
предложения по охране водоемов, почвы, атмосферного воздуха от загрязнения сточными водами и промышленными выбросами;
предложения по борьбе с транспортный иумом в районе крупных городских магистралей и улиц;
зеленое строительство;
5.Предложена классификация районов городской территории на примере г.Иваново по уровню заболеваемости и составу болезней в зависимости от уровня загрязнения и видов загрязняющих веществ.
б.На основе функционального зонирования городской территории разработаны рекомендации по корректировке Генерального плана развития города,
?.Разработана зколого-экономическая модель функционирования
предприятия в современных условиях на примере текстильного произ
водства. Осуществлена проверка проектных и технологических ремений
и разработка методических рекомендаций по повышении эффективности
и надемности технологического оборудования текстильных предприятий
с учетом зколого-эконоыических показателей хозяйственной деятель
ности. Разработанные математические модели позволяют прогнозиро
вать количественные и качественные характеристики промышленных
сбросов путем имитационного моделирования производственного про
цесса, ,
8.Разработана методика испытаний технологических процессов и оборудования текстильной промышленности на экологическую безопасность,
9.Определены воэмомные направления использования промышленных отходов, исхода из потребности в товарах из них. Разработаны и внедрены новые технологические процессы и аппараты переработки промышленных отходов, использование которых до настояцего времени по техническим или экономическим причинам считались неэффективным, в том числе процессы для обработки осадков промышленных сточных
'вод.-- - " .;.:".' -"""
10. Технико-экономический эффект от реализации комплексной программы стабилизации экологической ситуации региона, полученный за счет принципиально новой системы управления природопользованием на уровне муниципалитета .составил свыше 4,5 млн. рублей (В ценах I99C года).
