CC BY
53
УДК 001.891.573, 574.24, 005
А.Р. Гизатуллин
ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет,
МЕТОДОЛОГИЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СТАНЦИЙ КОНТРОЛЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Предлагается методология, позволяющая формализовано описать процесс организации сети автоматизированных станций контроля атмосферного воздуха (АСКАВ), отличающаяся тем, что обеспечивает поддержку принятия решений при идентификации на любой промышленно развитой территории конкретных предприятий и их установок, оказывающих негативное воздействие на состояние атмосферного воздуха.
Ключевые слова: атмосферный воздух; автоматизированные станции контроля;управление качеством окружающей среды.
Введение
В соответствии со статьей 42 Конституции Российской Федерации каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии, а также со статьей 58 каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам. В тоже время Федеральный закон «Об охране окружающей среды» определяет правовые основы в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия и природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.
Компоненты природной среды условно можно разделить на три типа (Сафаров, 2014): депонирующие (земля, недра, почвы, растительный и животный мир), динамичные (атмосферный воздух, воды поверхностных водных объектов), динамично-депонирующие (подземные воды). По данным ВОЗ, до 77% всех заболеваний, так или иначе связаны с условиями изменяющейся окружающей среды (Пак, 2015). Негативные изменения состояния атмосферного воздуха приводят практически к мгновенному ухудшению условий для существования жизни на Земле, а качество атмосферного воздуха оказывает значительное влияние на здоровье человека, поэтому решение задачи управления качеством окружающей среды в разрезе динамичного компоненты природной среды - атмосферного воздуха является весьма актуальной задачей.
Материал и методы исследования
Государственный экологический мониторинг подразумевает комплексные наблюдения за состоянием компонентов природной среды, за происходящими в них процессами, явлениями, оценку и прогноз изменения состояния окружающей среды, то есть фактически при мониторинге не обеспечивается обратная связь в режиме реального времени с хозяйственной деятельностью объектов, оказывающих значительное негативное воздействие на окружающую среду. К таким объектам, относящимся к областям применения наилучших доступных технологий, относятся объекты I категории, в числе которых предприятия, осуществляющие хозяйственную и (или) иную деятельность по добыче нефти и производству нефтепродуктов (Постановление ..., 2015).
Промышленное производство в РФ характеризуется достаточно невысокой степенью интеллектуализации (Программа ..., 2016), низким уровнем технологических и организационных инноваций, в настоящее время внедрение новых зарубежных технологий в деятельность некоторых государственных компаний ограничены введенными санкциями со стороны ряда стран.
На рисунке приведена концептуальная схема управления качеством окружающей среды, смысл которой заключается в следующем: любое предприятие затрачивает определенное количество энергии для обеспечения работы оборудования (1), что влечет за собой расходы предприятия на закупку энергии (2), в свою очередь работа имеющегося оборудования и технологий, обеспечивает переработку сырья (3) в готовую продукцию (5), в тоже время освоение новых технологий, приобретение оборудования, обеспечение их ра-
38
российский журнал прим экологии
Рис.1. Концептуальная схема управления качеством окружающей среды
ботоспособности, закупка сырья также требует определенных финансовых затрат (4, 6). Из сырья получается готовая продукция, отходы, сбросы и выбросы в атмосферу (блоки О, С и В, соответственно), размер которых прямо влияет на количество полезной продукции, и как следствие на размер извлекаемой прибыли (7). Отходы, сбросы в водные объекты и выбросы в атмосферу воздействуют, как правило, негативно на окружающую среду (8). Контрольно-надзорные органы государственной власти РФ в результате экологического мониторинга и контроля за состоянием окружающей среды могут выявить нанесенный вред окружающей среде (9), в результате чего, предприятие будет оштрафовано (10), а его расходы возрастут, что приведет к снижению доходов (обратная связь от расходов к доходам). Окружающая среда в случае неблагоприятного ее изменения, в свою очередь, непосредственно воздействует на условия труда и жизни персонала, на качество используемых в производственной деятельности природных ресурсов (например, вода, атмосферный воздух (11)).
Схема, отражающая текущее положение дел в области управления качеством окружающей среды во взаимосвязи с хозяйственной деятельностью компаний и контрольных действий надзорных органов, ограничивается рисунком 1 без связей и блоков, выделенных штриховкой.
Результаты и их обсуждение
Как показывает накопленный к настоящему времени опыт создания системы управления качеством окружающей среды с применением автоматизированных станций контроля атмосферного воздуха в южном промышленном узле Республики Башкортостан (на территории городского округа г. Стерлитамак) (Сафаров, 2014; Са-фарова, Коноплева, Сафаров, 2013; Хатмуллина и др., 2011), данный процесс является логически сложным, требующим высокой квалификации участвующих в ней специалистов, длительным и трудоемким. Реализация системы мониторинга осуществлялась с применением неформализованных методов, основанных на практическом опыте, мнениях экспертов и дорогостоящих экспериментальных проверках качества создаваемой системы.
Необходимость разработки методологии для формализованного описания мониторинга за состоянием атмосферного воздуха обусловлена рядом причин:
- сложность описания мониторинга из-за большого числа нормативных документов, систем, процессов, элементов данных и сложных взаимосвязей между ними, требующая системного анализа данных и процессов;
- наличие множества опосредованно взаимодействующих объектов промышленности, имею-
2/2016
39
щих свои локальные задачи и цели функционирования, и компонентов природной среды, изменяемых производственно-хозяйственной деятельностью предприятий;
— отсутствие как таковых типовых проектных решений, ввиду особенностей экологической обстановки и объектов промышленности;
— необходимость интеграции действующих и вновь разрабатываемых на предприятиях и органах государственной власти систем, работающих в неоднородной среде на различном аппаратном обеспечении;
— отсутствие единых подходов, разнородность и рассогласованность отдельных групп исследователей (разработчиков), существенно отличающихся уровнем квалификации и используемых инструментальных средств;
— достаточно большая длительность реализации проектов, обусловленная ограниченными возможностями коллектива исследователей, масштабами контролируемых территорий и количества предприятий, воздействующих на окружающую среду, а также различной степенью готовности отдельных ее объектов к внедрению в систему управления качеством окружающей среды.
Предлагаемая в работе методология мониторинга за состоянием атмосферного воздуха, позволяет расширить систему управления качеством окружающей среды субъектом управления - автоматизированными станциями контроля атмосферного воздуха (АСКАВ). Таким образом, концептуальная схема (рис.) дополняется блоком станций контроля, которые учитывают текущие данные о метеорологических и экологических условиях окружающей среды (13), а также учитывают при управлении прогнозные данные (16), передают отчеты о качестве атмосферного воздуха в контрольно-надзорные органы (14), но при этом перечень контролируемых показателей напрямую зависит от производственных процессов и выбросов веществ из объектов предприятий (15). В тоже время в зависимости от текущего состояния окружающей среды и прогноза распространения загрязнений (фактически от метеорологических показателей на основе ОНД-86 и других методик), автоматизированные станции контроля атмосферного воздуха-будутуправлять в допустимых пределах (в целях обеспечения промышленной и экологической безопасности) работой установок предприятий, в том числе на основе прогнозных интегральных оценок воздействия нескольких удаленных друг от друга производственных предприятий.
Экономическая эффективность производства представляет собой количественное соотношение результатов хозяйственной деятельности и произ-
веденных затрат (Сафронов, 1998), также трактуется как достижение максимальных результатов в интересах общества при минимально возможных затратах (Бабушкина, 2007). Введение в систему управления качеством окружающей среды АСКАВ, обеспечивающих не только контроль состояния воздуха, но и управление производственными процессами или информационное обеспечение процесса поддержки принятия решений для АСУТ П (поскольку прямое управление не всегда целесообразно с точки зрения информационной безопасности), позволит снизить количество выбросов (потребляемого сырья), увеличить эффективность используемых ресурсов за счет увеличения выпуска полезной продукции без негативных экологических последствий для селитебных зон, то есть повысить доходы предприятия.
Основой успешной реализации мониторинга атмосферного воздуха является адекватное описание проекта, проектирование полных и непротиворечивых функциональных и информационных моделей. Еще в 70-х и 80-х годах при разработке информационных систем широко применялась структурная методология, предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания информационных систем и принимаемых технических решений (Вендров, 1998), поэтому в рамках разрабатываемой методологии мониторинга состояния окружающей среды (и атмосферного воздуха в частности) впервые предлагается применение методологии функционального проектирования IDEF0. Использование в определенной степени модернизированной графической нотации под применение в целях экологического мониторинга, обусловлено результатами исследований (Ро1оута, 2016), которые подтверждают тот факт, что увиденное запоминается втрое эффективней прочитанного.
Предлагаемая методология позволяет оптимально организовать сеть АСКАВ на любой территории, для достижения целей охраны окружающей среды использовать в производстве, при государственном экологическом мониторинге и экологическом контроле наилучшие доступные технологии, поскольку имеется техническая возможность их применения, при этом обеспечить решение задач интенсификации производства, с сохранением и развитием благоприятной окружающей среды без ущерба социальных и экономических интересов человека.
Методология мониторинга за состоянием атмосферного воздуха подразумевает использование геоинформационных технологий для позиционирования местоположения АСКАВ, учета взаимного влияния промышленных объектов.
40
российский журнал оришой экологии
Предложенная в работе методология обеспечивает разработчиков знаниями для определения маркерных соединений присущих тому или иному объекту, необходимых в дальнейшем для однозначной идентификации объектов промышленности, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.
Список литературы
1. Бабушкина Е.А. Управление эффективностью компании [Электронный ресурс] // Интернет-проект «Корпоративный менеджмент». 2007. Режим доступа: http://www.cfin.ru/ management/strategy/competit/efficiency_factors.shtml (Дата обращения: 15.03.2016).
2. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1998. 176 с.
3. Коноплева С.Н., Сафаров А.М., Исачкина Л.Я., Сафа-рова В.И. Обеспечение экологического мониторинга качества воздушного бассейна Республики Башкортостан // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. УГНТУ 2013. № 4. С. 436-447.
4. Пак К.В. Геопортал станций контроля качества атмосферы // ArcReview. Современные геоинформационные технологии. 2015. №1(72). С. 20.
5. Постановление Правительства РФ от 28.08.2015 N 903 «Об утверждении критериев определения объектов, подлежащих федеральному государственному экологическому надзору».
6. Программа «Развитие Информационного Общества в России: Социально-экономические задачи» [Электронный ресурс] // Официальный сайт Института современного развития. 2016. Режим доступа: http://www.insor-russia.ru/ru/ programs/strategies/290. (Дата обращения: 15.03.2016).
7. Сафаров А.М. Оценка и технология снижения негативного воздействия крупных нефтехимических комплексов на
окружающую среду (на примере Республики Башкортостан): Автореф. дис. ... д-р техн. наук. Уфа, 2014. 46 с.
8. Сафарова А.М., Коноплева С.Н., Сафаров А.М. Оценка техногенного воздействия предприятий нефтехимического комплекса на атмосферный воздух // Проблемы региональной экологии. 2013. № 4. С. 183-189.
9. Хатмуллина Р.М., Сафарова В.И., Исачкина Л.Я., Коноплева С.Н., Сафарова А.М. Использование автоматизированных станций для проведения оперативного мониторинга атмосферного воздуха и источников загрязнения на территориях с высокой антропогенной нагрузкой // Матер. меж-д.-межотр. конф., посв. 25-летию чернобыльской катастрофы: «Современная эколого-антропологическая методология изучения и решения проблем здоровья населения». Казань, 2011. С. 110-113.
10. Polovina S. About the Learning Pyramid [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://homepages.gold.ac.uk/polovina/ learnpyramid/about.htm (Дата обращения: 15.03.2016).
A.R. Gizatullin.Methodology of environmental monitoring with using automated monitoring stations of atmospheric air.
The proposed methodology is formalized to describe the process of organizing a network of automated monitoring stations of atmospheric air, characterized by providing support for decisionmaking^ identification at any industrialized area of specific companies and their facilities that have a negative impact on the atmospheric air quality.
Keywords: atmospheric air; automated monitoring stations; quality management of environment.
2/2016
41
