МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
"РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ЭКОСИСТЕМ "
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2006

УДК 504.61 (470.57)

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЭКОЛОГИЧНОСТИ

ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

Н.Г. Копейкина к. экон. н.

ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»,

г. Уфа, Россия

 

Современный тип эколого-экономического развития экономики Республики Башкортостан можно определить как техногенный, то есть природоемкий, базирующийся на использовании средств производства, созданных без учета экологических ограничений. Деградация и истощение природных ресурсов требуют огромных капитальных вложений для разработки новых ресурсов или усиления эксплуатации уже имеющихся. Сформировавшийся техногенный тип развития приводит к обострению экологических условий проживания. Во многих городах республики загрязнение воздуха, водных  объектов превышает санитарно-гигиенические нормы. Плохое состояние окружающей среды определяет около 40 % заболеваемости населения и 50 % онкологических заболеваний. Более 50 % выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду приходится на предприятия металлургической, нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, энергетической, пищевой и оборонной отраслей промышленности.

Основными источниками сброса загрязняющих веществ являются все ТЭЦ АО «Башкирэнерго», предприятия АО «Башнефтехим», ОАО «Уфахимпром», МУП «Уфаводоканал», ОАО «УМПО», ГУП «Гидравлика», ОАО «Башмебель», АНК «Башнефть» и другие. Качество поверхностных вод нашей республики (р. Белая, р. Дема, р. Уфа, р. Уршак, р. Шунгуровка, р. Сутолока и т. д.) сформировалось под влиянием гидрохимического состава подземных вод, сбросов сточных вод с промышленных объектов, поверхностного стока с сельскохозяйственных земель, лесов и территорий населенных пунктов. Поэтому водные объекты загрязнены нефтепродуктами, азотом аммонийным, фенолами, железом, марганцем, никелем, цинком. Основная доля загрязняющих веществ, сбрасываемых в водные объекты, приходится на сульфаты – 34,9 тыс. т (30,5 %), хлориды – 57,1 тыс. т (50 %), нитраты – 60,9 тыс. т (6,0 %), взвешенные вещества – 12,1 тыс. т (10,6 %).

Общий объем сбрасываемых сточных вод в 2003 году составил 322,7 млн м3, в том числе в поверхностные водоемы – 320,7 млн м3, из них:

не требующих очистки – 125,5 млн. м3 (39,2 %);

загрязненных – 195,2 млн м3 (60,8 %), в том числе:

a)  без очистки – 20,5 млн м3 (10,5 %);

б) недостаточно очищенных – 174,7 млн м3 (89,5 %);

в) нормативно очищенных – нет.

Очистка сточных вод перед сбросом в водоемы производится на 38 очистных сооружениях, однако, ни одни из них не обеспечивают нормативную степень очистки. Это объясняется несоответствием технологии очистки составу сточных вод, часть из данных сооружений находятся в ремонте. Поэтому необходима реконструкция действующих и строительство новых очистных сооружений, так как большинство из них морально и физически устарело, не подвергалось модернизации многие годы.

Похожая картина наблюдается и по отношению к воздушному бассейну. По данным наблюдений органов службы по гидрометеорологии и мониторингу во многих городах республики среднегодовой уровень загрязнения воздуха превышает санитарно-гигиени-ческие нормы ПДК. По данным статистики  республика Башкортостан по выбросам вредных веществ в атмосферу занимает 8 место, а по сбросам в водные объекты – 17 место. Причем, если в загрязнении водных ресурсов участвуют в основном предприятия химической и нефтехимической промышленности (22 %) а также жилищно-коммуналь-ное хозяйство (42 %), то в загрязнении воздуха ведущее место занимает транспорт (46 %) и предприятия ТЭК (35 %)

Практика показывает, что вокруг промышленных предприятий изменяются рельеф местности, режим и состав грунтовых и поверхностных вод, состав почв, загрязняется воздушный бассейн. Все это приводит к нарушению кругооборота веществ, биохимических и других процессов, происходящих в естественной экологической системе в зоне активного действия предприятия. В результате на больших территориях снижается продуктивность водоемов, сельскохозяйственных, лесных и других угодий.

Причиной создавшегося положения является низкий уровень экологичности технологических процессов, используемых технических средств и применяемых материалов и химреагентов. Поэтому экологизация производства является наиболее острой проблемой в настоящее время. Это требует одновременного решения двух неразрывно связанных между собой проблем:  рационального использования всех без исключения ресурсов, вовлекаемых в производство, и охрана природной среды. Необходимость комплексного решения этих двух проблем требует рассмотрения процессов взаимодействия природы и материального производства, а также экологической оценки принимаемых технологических решений.

Существует два основных направления природоохранной деятельности. Первое – очистка вредных выбросов (сбросов) предприятий. Этот путь малоэффективен, так как, следуя ему, далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в биосферу. Второе – устранение самих причин загрязнения, что требует разработки малоотходных, а в перспективе безотходных технологий производства. И этот путь является наиболее эффективным и экономичным.

Проведение экологизации производства, то есть внедрение малоотходных и безотходных технологий, требует, прежде всего, анализа и оценки соответствия используемых технологических процессов производства экологическим критериям. Экологические критерии могут быть разнообразными. В качестве такового автором данной статьи предлагается использовать коэффициент экологической безотходности производства, который позволяет учесть степень воздействия предприятия на окружающую среду и в целом внести единообразие в оценку технологических процессов по категориям мало- и безотходности.

Под «безотходным» понимается такое производство, при котором происходит полное или близкое к полному использование ресурсов, вовлекаемых в производство (например, водных)  и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее функционирования, то есть не превышают предельно допустимые нормативы выбросов и сбросов.

«Малоотходным» называется производство, которое характеризуется высокой степенью полезного использования вовлекаемых в производство ресурсов, воздействием  на окружающую среду без нарушения нормального функционирования.

«Рядовым» является производство, в котором:

1)                        или не соблюдается необходимая для малоотходных производств степень полноты полезного использования ресурсов;

2)                        или воздействие на окружающую среду нарушает ее нормальное функционирование.

Принцип оценки безотходности производств или оценки производств на их соответствие: «безотходное», «малоотходное» и «рядовое», заключается:

1)                        в нахождении численной величины коэффициента безотходности производства «КБ»;

2)                        коэффициент безотходности является комплексным показателем, характеризующим производство с точки зрения его соответствия современным требованиям рационального природопользования;

3)                        коэффициент безотходности «КБ» формируется из составляющих, индивидуально характеризующих производства с точки зрения полноты использования в них материальных ресурсов, а также интенсивности их воздействия на окружающую среду, то есть КБ выражается следующей  функцией

                                                             КБ=f(Км,Кэ),                                                       (1)

где Км – коэффициент полноты использования материальных ресурсов;

Кэ – коэффициент соответствия экологическим требованиям.

Численное значение коэффициента безотходности получается расчетным путем.

Величина коэффициента безотходности и его составляющих может изменяться от 0 до 1, то есть 0 ≤ КБ ≤1.

Значению КБ = 0 соответствует случай полного отсутствия продукции и максимального вредного воздействия на окружающую среду при полном использовании материальных и энергетических ресурсов.

Значению КБ = 1 соответствует случай полного использования материальных ресурсов на нужды выпуска продукции при отсутствии отходов и вредного воздействия на окружающую природную среду.

При этом возможны два случая:

если Кэ ≤ 1, то аттестуемое производство полностью соответствует экологическим требованиям, то есть его фактический выброс в атмосферу не превышает ПДВ, а фактический сброс в поверхностные водоемы не превышает ПДС. Коэффициент безотходности производства рассчитывается путем перемножения коэффициентов полноты использования ресурсов по каждому виду (водные ресурсы, углеводороды и т.п.)

если  Кэ > 1, то аттестуемое производство не соответствует экологическим требованиям, так как выбросы превышают ПДВ и ПДС.

Предложенная методика оценки экологичности технологий (производств) была адаптирована к предприятиям машиностроительного комплекса. В связи с этим в качестве основного природного ресурса, используемого на данных предприятиях, выступает вода. Поэтому общий коэффициент полноты использования материальных ресурсов Км был заменен частным коэффициентом – коэффициентом полноты использования водных ресурсов (КПИв).

Оценка степени безотходности машиностроительного производства, определяемая с помощью коэффициентов безотходности, представлена в табл. 1.

 

Таблица 1

Оценка уровня безотходности машиностроительного производства

 

Категория производства по уровню

использования водных ресурсов

Категория производства по уровню

соответствия экологическим

требованиям

КПИв

Кэ

Б  при  КПИв » 1

Б при  Кэ ≤ 1

М при  0,5 < КПИв < 1

М при  Кэ ≤ 1

Р при  КПИв < 0,5

Р при  Кэ  > 1

 

При КБ = 1 аттестуемое производство не соответствует экологическим требованиям и характеризуется частичным использованием природных ресурсов. При этом, учитывая приоритет экологической составляющей коэффициента безотходности, аттестуемые производства относятся к категориям «рядовых», если  Кэ > 1, а КПИв > 0,5 (см. табл. 1). В табл. 2 приведено распределение категорий производства.

               Таблица 2

Распределение категории производства

 

Кэ

КПИв

Категории производства

Кэ ≤ 1

»1

Б

0,5…1

М

Кэ > 1

»1

М

0,5…1

Р

<0,5

Р

 

Коэффициент полноты использования водных ресурсов (КПИв) рассчитывается на основе первичной информации о балансе водоотведения и водопотребления:

                                                       ВП=ВО+Воб,                                                          (2)

где  ВП – водопотребление, м3;  ВО – водоотведение, м3;  Воб – водооборот, м3.

Коэффициент полноты использования водных ресурсов (КПИв) выводится из уравнения водного баланса взаимосвязанных производств и имеет вид

                                                                                                           (3)

Коэффициент соответствия экологическим требованиям (Кэ) рассчитывается как отношение фактической концентрации вещества, сбрасываемого со сточными водами, к предельно допустимому сбросу по каждому веществу

                                                  Кэ = Кфакт/ПДС,                                                         (4)

 

где Кфакт – фактическое количество выбрасываемых  в сточные воды загрязняющих  веществ; ПДС – предельно допустимая концентрация сброса каждого вида загрязняющего вещества.         

Предложенная методика была апробирована на конкретном примере при обосновании целесообразности внедрения в производство биохимического метода очистки сточных вод. Этот метод основан на способности некоторых микроорганизмов, в данном случае сульфатвосстанавливающих бактерий, использовать вредные вещества для своего питания  в процессе жизнедеятельности.

Обоснование целесообразности использования в производстве данного метода проводилось путем сравнения его с методом гидродинамической очистки и оценки их соответствия экологическим критериям.

Расчет величины коэффициента КПИв для технологии гидромеханической очистки проводился на основе показателей водопотребления и водоотведения, представленных в табл. 3.

Таблица 3

Водопотребление и водоотведение предприятия

 

Показатели

Единица

измерения

Значения

Фактически забрано в том числе:

тыс. м3

2761,9

    на технологические нужды

тыс. м3

1969,3

    на хозяйственно-питьевые нужды

тыс. м3

792,6

Отведено сточных вод в том числе:

тыс. м3

2171

    без очистки

тыс. м3

-

    недостаточно очищенных

тыс. м3

2171

 

Рассчитав по формуле (3) величину коэффициента КПИв, получили значение 0,21. Это значит, что по показателю полноты использования  водных ресурсов гидромеханическая технология очистки сточных вод относится к разряду «рядовых».

Для расчета коэффициента соответствия экологическим требованиям Кэ необходима информация о составе исходных сточных вод и ПДС по каждому загрязняющему веществу. Расчет коэффициента Кэ необходимо проводить по формуле (4).

Общий коэффициент соответствия экологическим требованиям определялся по формуле среднеарифметической для Кэ и составил величину 3,52. Полученное значение показывает, что по данному критерию оценки технология гидромеханической очистки не соответствует требованиям экологической безопасности производства и относится к разряду рядовых.

Очищенная сточная вода биохимическим методом содержит минимальное содержание металлов, концентрация органических веществ ниже в 16 раз, содержание азота в 20 раз и фосфора в 50, чем в исходной сточной воде.

По результатам биохимической очистки воды был проведен расчет коэффициента соответствия экологическим требованиям по каждому загрязняющему веществу и проведено сравнение с исходными характеристиками. 

Среднее значение величины коэффициента Кэ для биохимического метода очистки сточных вод получилось равным 1,46. Данный метод очистки тоже не в полной мере отвечает экологическим требованиям производства, но приближен к ним, так как позволил почти в 2,5 раза повысить эффективность очистки сточных вод.

Кроме того, использование биохимического метода позволяет внедрить в производство оборотную систему водоснабжения, поскольку очищенная таким образом вода вполне может быть вторично применена в производстве на технологические нужды. Оборотная система водоснабжения позволит возвращать в производство до 90 % потребляемой воды, что приведет к значительному повышению полноты использования водных ресурсов.

КПИв для биохимической очистки сточных вод равен 0,92. Это означает, что предприятие практически полно использует водные ресурсы и данная технология относится к категории «безотходных» производств (КПИв » 1).

Таким образом, проведенный сравнительный анализ технологий очистки сточных вод анализируемого предприятия показал, что биохимический метод очистки в большей степени соответствует критериям экологизации производства при коэффициенте безотходности (КБ), равным  0,9.

Однако кроме улучшения качества сточных вод и в целом окружающей природной среды, внедряемые в производство технологии должны быть и экономически целесообразными для предприятий.

Проведенный экономический анализ эффективности использования биохимической технологии очистки воды показал, что внедрение ее в производство приведет к изменению некоторых экономических показателей деятельности предприятия, а именно: к снижению платы за сброс загрязненных сточных вод, включаемой в себестоимость изготовления продукции, к снижению платы за прием и очистку загрязненных сточных вод, к уменьшению затрат на покупку чистой воды, к сокращению штрафов за превышение предельно допустимых концентраций сброса, выплачиваемых из прибыли предприятия.

Таким образом, предложенная методика оценки экологического уровня производства дает возможность предприятиям проводить отбор альтернативных технологий, оборудования не только по экономическим, но и по экологическим критериям.   В условиях рыночных отношений подобная оценка является определяющим условием внедрения мало- и безотходных производств. Так как  многие промышленные предприятия в процессе своего функционирования среди прочих используют и природные ресурсы, которые являются наиболее дефицитными, сокращению их потерь должно быть уделено особое внимание. Однако достижение высокой степени безотходности производства должно сопровождаться непременным сокращением объемов выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду до нормативных значений ПДВ и ПДС.

Методика оценки экологического уровня производства может быть использована при:

обосновании и выборе наилучшего варианта технических решений, обеспечивающих предотвращение или сокращение вредных выбросов в окружающую среду, нарушения территорий при проектировании предприятий, зданий и сооружений;

обосновании целесообразности проведения различного рода средозащитных мероприятий при реконструкции и техническом перевооружении действующих предприятий для отдельных его производств;

выявлении оптимального объема и очередности проводимых природоохранных мероприятий.