Введение к работе
Актуальное!!» проблемы. Одной из актуальных задач, стоящих перст обществом на современном этапе, является совершенствование управления и повышение эффективности производства. В настоящее время рост ироиз-водства п повышение материального уровня жизни уже нельзя рассматривать без улета того воздействия, какое оказывают эти процессы на окру жающуго среду. Появилось важное понятие эколош-экономпческой системы, представляющей собой совокупность взаимосвязанных экономических, технических, социальных и природных факторов в окружающем человека мире. Увеличение масштабов техногенного воздействия на окружающую природную среду придаст особую актуальность проблеме создания алск ватных зколого-эколомических моделей.
Возрастающие масштабы антропогенного воздействия на природу is условиях научно-технической революции, ее положительные и отрицательные последствия, возможности оптимизации этого воздействия требуюі глубокого изучения. При этом особое значение приобретает поиск научно обоснованных форм и масштабов производственной деятельности челове ка, обеспечивающих рациональное использование природных ресурсов и получение необходимой полезной продукции без пагубного влияния па природную среду.
Решение задачи определения оптимальных капиталовложений в при родоохралные мероприятия для промышленного предприятия позполнг получить предприятию максимально возможную прибыль при условии снижения техногенной нагрузки на окружающую среду до предельно до пустішого уровня, установленного норматв'ными документами. Зная это решение, можно установить систему штрафов за выбросы загрязнителей сверх предельно допустимого значения таким образом, чтобы разность'ме жду максимальной прибылью предприятия и штрафом в случае превышения норматива была меньше максимальной прибыли предприятия в случае ограничения выбросов предельно допустимым значением, т.е. поставить предприятие в такие условия, когда ему не выгодно превышать предельно допустимые выбросы.
Таким образом, эколого-экономическое моделирование воздействия предприятия на окружающую янляется актуальной научно-технической проблемой.
Диссертационная работа выполнялась в рамках тематических планов МНТП "Прогноз", "Экологически чистое горное производство" и федеральной цечевой программы "Интеграция"'.
Целью ря(шгы является установление новых и уточнение с>шестую щих критериев, определяющих рапионаяьные размеры кати алоіпожешиі :< природоохранные мероприятия на промышленном преднріГпміи на 'ч-пове математического моделирования диффузионной) перешла мгр-миньелеп г атмосфере и анализа жолого-экопомпчоской снеіемьі ''иромт пив ніч -ь; предприятие - окружающая среда".
Идея работы заключается в том, что в качестве критериев рациональности затрат на природоохранные мероприятия используется минимальное значение свертки множества абиотических экологических параметров окружающей среды с оценкой допустимых значеииіі внешних воздействий из решения диффузионной задачи для совокупности точечных источников загрязнения атмосферы.
Основные научные положения работы заключается в следукэдем;
наиболее общим видом модели воздействия на окружающую среду является загрязнение атмосферы совокупностью точечных источников;
математическое описание промышленного предприятия как объекта загрязнения окружающей среды может быть представлено в виде агрегированной модели, учитывающей зависимость затрат на экологические мероприятия от количества выпускаемой продукции и степени очистки пылега-зовых выбросов;
цель предприятия определяется как максимизация собственной при-, были при ограничении на выбросы загрязнителей, где в качестве управляющих переменных целесообразно принять количество выпускаемой нро-дукции и слепень очистки загрязнителей (улавливания выбросов);
задача определения оптимальных капиталовложений в очистные мероприятия для промышленного предприятия в. общем случае является задачей нелинейного программирования, которую можно привести к задаче одномерной оптимизации;
установление ограничений на выбросы загрязнителей (предельно допустимых выбросов) осуществляется таким образом, что бы концентрация вредного вещества в любой точке рассматриваемой области пе превышала ЦДК, а концентрация вредного вещества рассчитывается на основе аналитического решения уравнения диффузии при постоянных значениях ортогональных компонент скорости ветра и коэффициентов турбулентной диффузии;
Новизна основных научных положений:
исследованы основные закономерности распределения примеси в атмосфере на основе аналитического решения уравнения диффузии при постоянных значениях ортогональных компонент скорости ветра и коэффициентов турбулентиоіі диффузии для произвольного количества точечных источников загрязнений;
' сформулирована и решена задача определения оптимальных капиталовложений в очистные мероприятия на промышленном предприятии, в качестве критерия оптимизации выбрана максимизация собственной прибыли предприятия, в качестве ограничения - непревышение предельно до пустимых выбросов загрязнителей, в качестве управляющих параметров предложены количество выпускаемой продукции и степень очистки загряз кителей (улавливания выбросов);
сформулирована задача определения предельно допустимых выбросов для группы промышленных предприятий с ограничением на превышение концентрації!! вредного вещества в любой точке рассматриваемой об пясти предельно допустимого значения и предложен алгоритм ее решения;
разработан пакет прикладных программ для ПЭВМ, реализующий решение сформулированных задач применительно к условиям промышлен-но развитых регионов.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций под
тверждается:
корректной постановкой задач исследований, обоснованным использованием методов математической физики, нелинейного программирования, теории игр, численных методов, современных достижении вычислительной техники;
большим объемом вычислительных экспериментоп, проведенных в процессе исследования и решения поставленных задач, а также результатами обобщения натурных наблюдений.
Практическое значение работы. Полученные результаты исследований после соответствующей адаптации при наличии фактической информации о метеорологических параметрах окружающей среды а экономических показателях предприятий могут быть использованы при разрабоїке территориальном автоматизированной системы управления предприятиями по эколого-экономическнм критериям и контроля выбросов загрязнителей в атмосферу.
Апробации работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались па научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей средыТулГУ (г. Тула, 1995-1998 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 1995-1998 гг.), 1-й Международной конференции "Про блемы создания экологически чистых и ресурсосберегакидпх технологиіі добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства" (г. Тула! 1996 г.), 2-й Международной конференции по экологическому образованию "Между школой и университетом" (г. Тула, 1996 г.), 1-й Международной конференции по проблемам экологии' небезопасности жизнедеятельности "Наука к экологическое образование. Практика и перспективы" (г. Тула, 1997 г.), научно-практической конференции, посвященной 50-летшо образования Тульского областного общества охраны природы 'Экология и общественность" (г. Тула, 1997 г.), 2-й Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности "Поиск, оценка и рациональное использование природных ресурсов. Паука, практика и нерснекпівм" (г.Тула, 1998 г.).
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 7
работ. . -
С.Тъем работы. Диссертационная работа изложена па 160 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 разделов и заключения, содержит 7 таблиц, 20 рисунков, список литературы из.105 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору Э.М. Соколову за методическую помоии. и поддержку при проведении научных исследований.
