2
СОДЕРЖАНИЕ
Введи ие...................................................................... 3
Глава 1. Методы оценки экологического риска и уровня техногенной нагрузки на природную среду.
1.1 Обзор и анализ методов оценки техногенного воздействия.................... 9
1.2. Методы определения экологического риска и его численной оценки........... 15
1.3. Обзор признаковых систем, определяющих экологический риск (экологическую
безопасность), проблема создания баз данных....................................... 19
14. Отраслевые особенности решения задач экологической безопасности на железорудных ГОКах...................................................................... 28
Выводы по разделу 1........................................................... 37
Глава 2. Методология и геоинформационная технология инженерноэкологической оценки результатов природопользования .
2 1, Основные принципы структуризации баз данных.............................. 38
2.2...........................................................................Выбор и обоснование программно-аппаратных средств геоинформационных систем .......................................................................... 40
2.3 Теоретические основы и методики решения модельных задач....................... 48
2.4. Общая технология основных этапов создания ГИС................................ 68
Выводы по разделу 2........................................................... 74
Глава 3. Создание инженерно-экологической ГИС для действующего производства. 75
3.1. Составление и редактирование графической базы данных.....................
3.2. Структуризация и подготовка тема тической базы данных.................... 81
3.3 Инженерно-экологическое картографирование.................................... 101
3.4. Разработка вариантов представления информации............................... 113
Выводы но разделу 3.............................................................. 116
Глава 4. Анализ экологического риска результатов природопользования при
эксплуатации действующего предприятия.
4.1. Оценка рейтинга источников воздействия...................................... 117
4.2. Оценка экологического риска реконструкции экосистем......................... 125
4 3. Моделирование полей потенциалов атмосферного загрязнения.................... 131
4.4. Определение уровня техногенной нагрузки на природную среду, построение
оценочных и рекомендательных карт................................................ 136
Выводы по разделу 4.............................................................. 147
Заключение....................................................................... 148
Литература....................................................................... 149
Список сокращений................................................................ 156
3
ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе общество сталкивается с проблемой безопасности жизнедеятельности человека и защиты природной среды, в условиях постоянно возрастающей средообразующей роли промышленного производства и риска катастрофических последствий реконструкции экосистем.
При концентрации на промышленных предприятиях (особенно горнодобывающих и перерабатывающих) огромных запасов различных видов энергии и накоплении токсичных отходов особое значение приобретает обеспечение надежности технических средств и технологий очистки, складирования, нейтрализации и хранения (захоронения) загрязняющих веществ. Кроме того, в состав экологических требований к внедрению новых технологий включаются такие критерии, как вероятность проявления определенных сценариев катастрофических процессов, их экологический эффект и экономические последствия. Статистика повторяемости аварий в различных отраслях промышленности свидетельствует о том, что целый ряд технологий относится к категории экологически опасных. Так, в базу данных Международной информационной системы по инцидентам на АЭС поступило 247 сведений об опасных происшествиях [142]. Многочисленные примеры об авариях на химическом производстве содержатся в монографии Маршалла [83]. В нефтеперерабатывающей индустрии мира ежегодно происходит в среднем 60 катастроф [75]. Повышенной рисковостью отличаются транспортная и горнодобывающая отрасли, а также ряд других [35, 57, 105].
Учитывая широкую (порой глобальную) распространенность аварийных выбросов и сбросов загрязняющих веществ, решение проблем управления природопользования, в настоящее время, ведется на трех основных уровнях. Первый из них основан на регулировании эксплуатации производств и регламентировании использования природных ресурсов центральными органами государственной власти (глобальный государственный уровень). Второй - основан на управлении местными органами власти и региональными представительствами государственных контрольных служб (региональный уровень). Третий - основан на управлении природопользованием производственными службами конкретных предприятий (локальный уровень).
На всех трех уровнях (глобальном, региональном или локальном), организация охраны природы строится на результатах оценки воздействия производств на природную среду, которая тесно связана с решением задач риска (или безопасности). Причем, предметом оценки рисковости ситуации являются технологии (оценка риска технологий), природные ресурсы (оценка риска истощения ресурсного потенциала экосистем), население (оценка риска ухудшения состояния здоровья, материального благополучия и т.д.).
14
строятся или определенные шкалы, если свойства выражены количественными характеристиками, или матрицы по которым вычисляется собственный нормированный вектор некоторого свойства.
Данным способом анализируются и источники воздействия, с установлением “рейтинга” их воздействия на природную среду. Данная процедура включает в себя сопоставление технологических процессов, выделяемых по принципу территориальной локализации. Сравнение источников осуществляется по каждой форме воздействия отдельно (загрязнение атмосферными выбросами, промышленными стоками, нарушение режима поверхностного и грунтового стока и т.д.). В качестве признаков, отражающих рейтинг соответствующего производственного участка используются характеристики сценариев развития отрицательных последствий. Данные сценарии могут выражаться накоплением загрязняющих веществ, параметрами изменения теплового и водного баланса экосистем, параметрами падения биопродукггивности и др. В заключении выявляется уровень техногенной нагрузки на каждую, отраженную на карте, экосистему. Этот показатель составляет средневзвешенную величину баллов экологического риска и рейтинга источников по каждой форме воздействия.
Как следует из предложенных методических положений экспертно-оценочного картографирования, к важнейшим элементам анализа техногенеза природной среды относятся: сравнительные оценки свойств технологических звеньев размещенных производств, определяющих сценарии изменения единиц районирования, уязвимости и ресурсного потенциала геосистем.
15
1.2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА И ЕГО ЧИСЛЕННОЙ ОЦЕНКИ
Экологический риск (ЭР) в современной литературе чаще рассматривается как вероятность аварийных ситуаций [51, 123, 142]. В этом понимании, риск оценивается во-*7 первых некоторой критической вероятностью событий при известном законе распределения оцениваемой величины и во-вторых величиной ущерба, в результате потери производственного потенциала и ландшафтного потенциала в пределах территории распространения последствий. В технике надежность инженерных конструкций рассчитывается на основании испытаний соответствующих машин и механизмов. Для природных объектов такой подход часто неприемлем. К исключительным, можно отнести случаи, когда наблюдению подлежат гидрометеорологические явления, повторяющиеся с определенной частотой, способные проявлять катастрофический характер (наводнения, оползни и т.д.). При этом, под надежностью данных понимается назначаемый доверительный интервал (или доверительная вероятность), при котором проявление того или иного явления не будет соответствовать среднестатистическим параметрам. Такого рода статистическая информация накапливается на весьма ограниченном количестве пунктов режимных наблюдений или при полевых изысканиях, выполняемых на территории проектируемых промышленных объектов.
Важной особенностью такого подхода к решению задач минимизации экологического риска является его направленность на установление нормативных требований к эксплуатации производственных мощностей и регионально административное управление природопользованием. Что касается собственно природопользователей - потенциальных жертв аварийных обстоятельств, то они, как правило, находятся в роли пассивного участника в выработки стратегии освоения земельных ресурсов.
Если территорию промышленного освоения рассматривать как совокупность некоторых морфологических единиц, то выявление определенных негативных процессов, вызванных производством можно оценивать методом аналогий (сопоставлением факторов с некоторым аналогом, находящимся в критическом состоянии или претерпевшим катастрофу). В этом случае возникает проблема установления надежно коррелируемых показателей и выбора способа математической обработки данных. Чаще всего сравнения аналогичных обстоятельств, производится на описательном уровне [27, 28, 43]. Используемый в данной работе экспертно-оценочный анализ (приведенный ниже) достаточно хорошо при-
- Київ+380960830922