автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Комплексный анализ и управление экологическим состоянием регионов

На правах рукописи

Колотвин Александр Викторович

Комплексный анализ и управление экологическим состоянием регионов (на примере города Орска).

Специальность 05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Самара - 2005 год

Работа выполнена в Оренбургском государственном университете

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки Российской Федерации доктор технических наук профессор Р.Т.Абдрашитов

Официальные оппоненты

Заслуженный деятель науки Российской Федерации доктор технических наук профессор Н В. Дилигенский

кандидат технических наук А.В. Сергеев

Ведущая организация

ООО «Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа», г. Оренбург

Защита состоится "_6_" июля 2005 г. в 10 час.

на заседании диссертационного совета Д 212.217.03 ГОУВПО Самарского государственного технического университета по адресу: г. Самара, ул. Галактио-новская, 141, корп. 6, аудитория 28.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 443100, г.Самара, ул. Молодогвардейская, д.244, главный корпус, на имя ученого секретаря диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета по адресу: ул. Первомайская,! 8.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Развитие промышленных городов определяется концентрацией промышленного производства на территории, что вызывает загрязнение и создает ряд серьезных угроз среде обитания человека. В результате рост производства сопровождается широкомасштабным разрушением природных систем, что наносит ущерб и природе, и обществу. Сегодня таким показателям безопасности, как здоровье населения и качество окружающей среды, отводится роль "индикатора" устойчивого развития страны, а процессу обеспечения безопасности - роль механизма управления. Поэтому комплексный анализ и управление состоянием экологических систем вследствие указанных причин являются актуальным направлением для исследования.

Проблемой определения уровня загрязнения атмосферы занималось большое число ученых, таких как Безуглая Э.Ю., Берлянд М.Е., Гельфенбуйм И.В., Гимерверт ДА, Марчук Г.И., Сонькин Л.Р. и др. В 70-80 годы весьма широко исследовались Берляндом М.Е. и Марчуком Г.И. процессы атмосферной диффузии и распределения примеси. Большинство работ представляют анализ временной изменчивости содержания вредных веществ в воздухе городов, выделяя суточные изменения концентраций, годовой ход примесей и период интенсивного загрязнения. Разработанные методы позволяют решать различные задачи в теории поиска компромисса.

Однако, несмотря на успешное решение отдельных задач на современном этапе развития информационных систем и технологий, представленная в аналитическом виде информация не отражает полную картину созданной экологической ситуации, поэтому целесообразно для обеспечения эффективного управления экологическим состоянием использовать современные технологии ГИС в сочетании с уже существующими методами, что повышает информативность и наглядность полученных результатов. Таким образом, данное направление исследований является приоритетным и заключается в разработке новой

технологии мониторинга, анализа, прогнозирования и управления промышленных узлов, базируемой на методах математического моделирования с использованием новых информационных технологий ГИС.

Все вышесказанное говорит об остроте решения проблем учета и прогноза влияния техногенных и природных факторов на качество атмосферы промышленных территорий, модельного имитирования экологической реальности и оценки результатов новаций природоохранной деятельности.

Диссертация выполнена в соответствии с федеральными программами: "Исследование процессов взаимодействия примесей в атмосфере промышленных городов" (№ГР01200000422) и "Природные процессы во внешних оболочках Земли в условиях возрастающего антропогенного воздействия и научные основы экологически безопасного рационального природопользования" (ЖТ01990000130).

Целью работы является разработка технологии мониторинга, прогнозирования и управление качеством среды техногенно загрязненной территории промышленного региона на основе применения методов комплексного анализа и математического моделирования динамических систем.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- разработка методики комплексного анализа, контроля и количественной оценки уровня экологической безопасности контролируемых объектов и территорий на уровне системного подхода и новых информационных моделей;

- разработка критериев, позволяющих учитывать удельные нагрузки на состояние атмосферы территории и косвенно оценивать ее экологическое благополучие;

- разработка и построение двухуровневой математической модели для прогнозирования экологической ситуации техногенно загрязненной территории;

- имитационное моделирование и картографирование прогноза загрязне-

ния среды урбанизированной территории региона, с учетом изменения метеоусловий и мощности источников выбросов;

- разработка информационного и программного обеспечения комплексной методологии принятия решения в системе управления качеством техногенно загрязненной среды.

Объект исследования. Техногенно загрязненная территория региона на примере города Орска Оренбургской области.

Предмет исследования. Закономерности управления качеством среды урбанизированной территории.

Методы исследования. В работе использовались методы системного анализа, теории оптимального управления, теории оптимального планирования эксперимента, классического математического моделирования и многомерной статистики, теории вероятностей и др.

Научной новизной обладают следующие результаты:

- метод комплексной оценки уровня экологической безопасности контролируемых объектов и территорий;

- метод построения структуры экологического контроля и управления, отражающий специфику удельных нагрузок на состояние атмосферы территории;

- двухуровневая математическая модель территории региона экологической безопасности;

- информационное и программное обеспечение методики принятия решения в системе управления экологическим состоянием региона.

Практическая значимость работы заключается: в разработанной- эффективной методике управления, контроля и количественной оценки уровня экологической безопасности, а также технологии прогнозирования состояния среды техногенно загрязненной территории промышленного региона, создании модельного, алгоритмического и программного обеспечения анализа системы управления.

Реализация результатов работы. Разработанный комплекс технико—

технологических решений принят к внедрению в виде рекомендаций по сокращению выбросов загрязняющих веществ на Орской ТЭЦ-1 и ТЮУМЗ. Предложенная модель экосистемы "города" и результаты исследований внедрены в учебный процесс: включены в курсы "Комплексная оценка атмосферы городов", "Моделирование эколого-экономических систем", "Техника защиты окружающей среды" и "Природопользование", читаемых для студентов специальности 32.07.00 "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" Оренбургского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на объединенных научно-технических семинарах кафедр "Системный анализ и управление", "Экология и природопользование" ОГУ и на следующих российских международных научно-практических конференциях:

- Всероссийской научной молодежной конференции "Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке". Оренбург, Институт степи УрО РАН, 1999;

- Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов, Оренбург:, ОГУ 2000;

- Региональная научно - практическая конференция, посвященная 25-летию кафедры "Экология и безопасность жизнедеятельности" КГУ, Курган, 2000;

- Международная научно-практическая конференция "Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях", Оренбург: ОГУ, 2001;

- Международная научно-практическая конференция "Проблемы регионального управления рисками на объектах агропромышленного комплекса, Оренбург: ОГАУ, 2002;

- Международная научно-практическая конференция "Проблемы геоэкологии Урала 2003", Оренбург: ГОУ-ОГУ, 2003;

- Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и спе-

циалистов Оренбургской области, Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003;

- VIII Международная научно-практическая конференция "Системный анализ в проектировании и управлении". Санкт - Петербург, 2004.

Материалы исследований были представлены на следующих конкурсах и выставках: конкурсе научных работ молодых ученых, организованном Фондом памяти Дмитрия Соловых; региональной выставке "Экотехнологии 99", Оренбург, 1999, "Экотехнологии 2000", Оренбург, 2000, "Экотехнологии 2002", Оренбург, 2002, "Экотехнологии 2004", Оренбург, 2004. Теоретические и практические результаты работы подтверждены актом о внедрении.

Публикации. По теме диссертации издано 16 печатных работ.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- методика комплексного анализа экологической ситуации и организации экологического мониторинга региона.

- методика расчета удельного потенциала загрязнения воздушной среды территории, способного учитывать одновременно изменение метеоусловий, мощность источников выбросов и загрязненность атмосферного воздуха территории.

- систематизированные результаты анализа состояния атмосферного воздуха территории г. Орска Оренбургской области, а также ранжирование наиболее мощных источников его загрязнения.

- метод визуализации полученных результатов исследования с применением ГИС технологий;

- комплекс организационных и технических решений по снижению выбросов реперных примесей от приоритетных промышленных предприятий города Орска.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4-х глав, выводов, заключения и списка литературы. Содержит 155 страниц текста, 14 таблиц, 22 рисунка. Список литературы содержит 135 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность проблемы, научная и практическая значимость работы, сформулирована цель работы и ее научная новизна, изложены основные выносимые на защиту положения, приведена краткая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ моделей города, дан анализ факторов, определяющих загрязнение атмосферы территории промышленного города, который позволяет сделать определенные выводы и выбрать направление исследований.

Атмосфера территории промышленного города загрязнена большим количеством примесей антропогенного происхождения, что приводит на многих территориях города к возникновению зон экологического неблагополучия. Причем промышленные предприятия, дающие заработок большинству населения города, являются источниками образования и распространения примесей в атмосфере. Выявлены основные задачи прогнозирования загрязнения атмосферы, которые сводятся, во-первых, к определению возможности скопления и переноса в атмосфере контролируемого региона (города) вредных промышленных примесей, представляющих угрозу для здоровья людей, а во-вторых, к определению возможности управления промышленными выбросами в данный момент для ограничения загрязнения, предупреждая его критический уровень.

Проблемам распространения (рассеивания) и переноса примеси в атмосфере посвящены работы М.Е. Берлянда, Г.И. Марчука и т.д. В этих работах подробно изложены методы математического моделирования процесса распределения интенсивной аэрозольной субстанции мигрирующей вместе с потоком воздуха в атмосфере, а для решения поставленной проблемы применяется математические модели в форме уравнений в частных производных:

+ <»— = 0 дг

где и, и, со — составляющие вектора скорости вдоль траектории частиц воздуха.

Проблемой определения уровня загрязнения и качества атмосферы занималось большое число ученых, таких как Э.Ю. Безуглая, Л.З. Сонькин и др. В настоящее время качество атмосферы территории оценивают санитарно-гигиеническими и интегральными критериями качества атмосферы. Однако общими недостатками всех этих показателей являются: узкий диапазон применения; недостаточная чувствительность; отсутствие связи с количественной оценкой уровня экологической безопасности; плохая совместимость этих показателей с требованиями, выдвигаемыми информационными системами.

Следовательно, для корректной оценки и управления экологической ситуации региона необходима разработка и поиск новых показателей качества, более адекватно описывающих уровень загрязнения и качество атмосферы окружающей среды в рамках относительно простых моделей движения примесей.

На основании проведенного анализа состояния проблемы сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе изложена общая концепция методики комплексного анализа управления экологией промышленного региона на примере комплексной системы "Городская среда" с разработкой двухуровневой модели (рисунок 1-2).

Рисунок 1 - Городская среда - как объект комплексной системы: а — квазиприродная среда; б—техногенная среда.

Предложенная модель характеризует экологическую безопасность терри-

тории исходя из сложившейся экологической ситуации соответственно: I уровень - территории, II уровень - предприятия.

Рисунок 2 - Модель территории региона Городскую среду предлагаем рассматривать через динамическое взаимодействие двух крупных подсистем, квазиприродной и техногенной (рисунок 2). При этом человек как элемент природы одновременно является социальным существом. Он не просто влияет на техногенную подсистему, но и создает ее. Одновременно человек оказывает огромное влияние на квазиприродную подсистему, что даже может привести к ее гибели.

Поэтому территорию любого города с учетом его заселения и компактности размещения промышленных предприятий, можно представить через плотности подсистем, т.е. отношений численности населения и предприятий соответственно к площади данной территории города.

Техногенная среда напрямую зависит от плотности застройки районов города наиболее крупными промышленными предприятиями, т.е. чем выше плотность застройки, тем больше площадь техногенной среды на территории этого района города и соответственно ниже уровень устойчивости подсистемы.

Чтобы оценить вклад техногенной среды на качество атмосферы территории города, предлагаем использовать категорию опасности комплекса КОК, которая представляет собой сумму

кок=¿/аду,+

(2)

г г селитебная среда, включающая в себя оценку экологической

опасности автомобиля и автомобильной дороги, - производственная

среда, определяемая через суммарное значение категорий опасности предприятий входящих в данный комплекс.

В свою очередь опасность комплекса предлагаем выразить через удельные показатели, например, через удельный потенциал загрязнения (УПЗ), который создается единицей площади техногенно загрязненной территории, выступающей в качестве источника выбросов примесей в атмосферный воздух, то есть:

(3)

где Бтс - площадь города (района), как техногенной подсистемы.

Таким образом, в результате деления города на районы техногенная среда или подсистема может быть описана не через характеристики предприятий, а через удельные нагрузки на территорию.

В качестве показателя, связывающего территорию подверженную воздействию загрязнения с численностью населения, проживающего на этой территории, используем величину относительного экологического ущерба от загрязнения атмосферы:

у0=к-мн-излп.

■К

(4)

пдх.)

где - величина относительного экологического ущерба от загрязнения атмосферы, - количество человек, - индекс загрязнения атмосферы, создаваемый и - источниками загрязнения, - показатель степени соответствующий классу опасности I -ого вещества, & = 1 - размерный коэффициент, чел."',С. — концентрация I -ой примеси, ПДК\ — предельно допустимая концентрация 1 -ого вещества.

Величина относительного экологического ущерба определяет взаимосвязь

природной и техногенной среды города. Силу воздействия природной среды на города можно измерить путем определения ее наибольших отклонений от комфортных условий, за которые обычно принимают условия средней полосы России. Сила же воздействия крупного города на природу и, прежде всего на ее отдельные компоненты (климат, воздух, воду и др.) зависит от размера города, насыщенности его промышленными предприятиями, учета в архитектурно-планировочной структуре города местных природных условий, то есть в общем случае от условий распределения примесей в атмосферном воздухе.

Важной основой задачи оценки загрязнения атмосферы и земной поверхности является процесс распространения промышленных выбросов в атмосфере, происходящего вследствие их адвентивного перенесения воздушными массами и диффузии, которая предопределяется турбулентными пульсациями воздуха.

Исходной информацией для построения математической модели позволяющей достаточно адекватно описать распространение примеси является оперативная информация о загрязнении, метеопараметры (скорость ветра в приземном слое атмосферы, направление ветра), а также данные, которые определяют структуру поверхности, температуру, физико-химические параметры загрязняющих веществ, различные коэффициенты.

За основу построения математической модели распространения примеси в приземном слое атмосферы выбрана система дифференциальных уравнений в частных производных, предложенная академиком Г.И. Марчуком:

(5)

где - коэффициент диффузии.

Решение данной системы уравнений для единичного источника по /-ой примеси имеет вид:

где Ко - функция Макдонольда.

Предложенное решение системы уравнений в частных производных -функция представляет собой множество возможных реализаций аэро-

зольного облака (рисунок 3) в зависимости от примеси (единичного источника).

Рисунок 3 - Изолинии распределения полей концентрации от единичного

источника

Суммарное загрязнение создаваемое источником с учетом всех присутствующих в выбросе примесей составит:

«=1 1=12гг//

\и(х-х0) + и(у-у0)]к (^и2 + и2 [_._^

2М

2М

■г-гп

Где на основе принципа суперпозиций, определилось загрязнение созданное у-ым источником с и-ым количеством примесей для бесконечной области как:

V ( \ Г Г Ч, 1и(*-*о) + у(^">'о)11,

Ъ^М-Ц^«р[-^-

2М

■\г-гл

дхф (7)

Интеграл (7) дает возможность расчета значений концентраций примеси в любой точке исследуемой территории от единичного источника. Загрязнение региона создаваемое Ьым количеством источников выбросов, используя предложенные формулы (6) и (7) составит:

Выражение (8) замыкает предлагаемую двухуровневую модель. Решение данного уравнения несет информацию об экологическом состоянии региона и является основой для определения зон экологической опасности.

Кроме того, уравнение (8) дает возможность решения прямых и обратных задач:

- прямые задачи: оценка уровня загрязнения от одного предприятия; оценка уровня загрязнения от предприятия по видам загрязнения; оценка уровня загрязнения по видам загрязнений от всех предприятий региона; оценка уровня загрязнения территории как прилегающей к предприятию, так и региона в целом; оценка опасности по выделяемому веществу или веществам; оценка зон экологического неблагополучия; оценка эффективности мероприятий; визуализация состояния региона с помощью применения ГИС технологий и ряд других.

- обратные задачи: определение мощности источника; определение координат источника (экологический пеленг); определение источника и величины аварийного выброса; оптимизация размещения предприятий; оптимизации выбросов действующих предприятий; определение экологических требований предъявляемые к предприятию; определение размещения постов наблюдений и т.д.

г

Таким образом, полученная двухуровневая модель позволяет прогнозировать пространственно-временное распределение примесей в атмосфере, осуществлять анализ состояния окружающей среды в любой точке с учетом метеоусловий и, наконец, оценивать степень экологической опасности загрязнения и эффективность мероприятий по ее защите.

В третьей главе предложена методика экспериментального исследования, предусматривающая три последовательных этапа:

I этап. Сбор данных, характеризующих воздействие загрязненной среды на реципиентов и определение зависимости между уровнем загрязнения среды и состоянием реципиентов. Указанная зависимость выявляется с помощью и

применения статистических методов;

II этап. Разработка теории вопроса математической оценки экологического состояния региона, определение уровня загрязнения окружающей природной среды, методики определения источника и величины аварийного выброса;

III этап. Анализ полученных результатов исследований. Выявление зон загрязнения. Общие выводы и рекомендации.

В четвертой главе приводятся результаты исследования, подтверждающие теоретические положения работы и позволяющие оценивать эффективность экологического управления.

Анализ экологического состояния города Орет. Город Орск - крупный промышленный центр и транспортный узел Оренбургской области и Южного Урала с населением 280,9 тыс. человек. В городе сосредоточено более 50 предприятий. Удельный вес отраслей цветной металлургии, нефтепереработки и нефтехимии, среднего и тяжелого машиностроения составляет более трех четвертей общегородского производства. Выработка продукции на одного работающего в г. Орске в 2,5 раза выше среднероссийского.

Валовые выбросы вредных веществ по городу составили 159,995 тыс.т, из них: от стационарных источников -152,801 тыс.т, от передвижных -7,190тыс.т. Улавливается и обезвреживается около 47,6%, а 87,2 тыс.тонн выбрасываются в атмосферу, очистка в основном примесей происходит от пыли. Количество выбросов приходящихся на 1 км2 составил 1,3 тонны, на одного жителя 569 кг загрязняющих веществ. По данным Оренбургского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды уровень загрязнения атмосферы города оценивается как "высокий", из таблицы 1 видно, что средние значения концентрации в атмосферном воздухе превышали 1 ПДК: по пыли; диоксиду азота; фенолу; углеводородам. Индекс загрязнения (ИЗА = 8,73) выше допустимой нормы и среднего значения ИЗА=5,3 по России.

Анализ таблицы показал, что основными источниками загрязнения атмосферы являются: нефтеперерабатывающий завод им.Чкалова (58,4 %), завод

«Синтезспирт» (33,6%), Орская ТЭЦ-1 (3,6%), Южуралмаш завод "ЮУМЗ"

Таблица 1 Виды загрязнения

Показатели Выбросы примесей в атмосферу

диоксид оксид диоксид углево- фенол серово-

серы углерода азота дород дород

Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) 0Д8ПДК 1,3 пдк 1,8 ПДК 1,3 пдк 2,7ПДК 0,ЗПДК

ЮУНК 25969,8 16728,0 384,3 0 0 0

Синтезспирт 3585,7 1228,2 349,5 20238,0 100,2 59,8

ЮУМЗ 12,8 666,6 312,4 8,1 0 0

ТЭЦ-1 380,8 40,1 2427,0 33,2 0 0,2

Масса примесей, 30054,9 19048,5 3801,1 20294,8 100,3 60,1

т/год

(2,0%), а при ветрах западного направления дополнительное влияние оказывает ОАО «НОСТА» (74,3 тыс тонн) города Новотроицка расположенного в 30 км от г.Орска, данные по выбросам приведены в таблице 1. Произведена оценка категории опасности веществ содержащихся в примеси и категория опасности предприятия, построена диаграмма Парето, согласно которой опасными являются предприятия, составляющие 7% от общего количества стационарных источников загрязнения, вносящие вклад 96% от всей опасности.

ТЭЦ-1 ОНПЗ Никель ЮУМЗ Прочие

Рисунок 4 — Диаграмма Парето - Лоренса

Произведено картографическое зонирование территории города по экологическому неблагополучию, рисунок 5. Выявлена наиболее подверженная воздействию территория города соответствующая Октябрьскому району на которой наблюдается значительная концентрация предприятий (с плотностью распределения и населения (с плотностью на

площади составляющей 17,4% от всей территории города при площади промышленных источников 32,5% от занимаемого района.

Таким образом, согласно проведенному анализу город Орск является не типичным по России городом, где формируется достаточно высокое загрязнение, которое рельефно отображено на карте 5. Возможность получения более глубокого анализа экологического состояния окружающей среды дает статистическая обработка экспериментальных данных.

Результаты статистической обработки. В ходе статистического анализа рассматривались следующие характеристики: суммарные величины концентраций загрязняющих веществ; величины концентраций по основным видам загрязнений; величины категорий опасности приоритетных веществ загрязнителей. Определялись статистические характеристики показателей, определялись корреляционные матрицы. Кроме того, по тоже схеме обрабатывались объемы выбросов загрязняющих веществ, определялись связи между объемами загрязнения и концентрацией загрязняющего вещества в атмосферном воздухе промышленного города.

В ходе обработки экспериментальных данных выявлена прямая связь уровня загрязнения атмосферы от количественной характеристики выбросов по положительному знаку коэффициента корреляции. Силу связи определили как высокую через коэффициент корреляции, который составил г = 0,75. В результате обработки данных видно, что числовые значения массы выбросов пыли находятся в диапазоне от 3632,900 до 0,005 т/год, что подтверждает значение дисперсии равное 2,4 • 105.

Таким образом, зная закон распределения величины выброса можно

предсказать уровень экологической опасности возникшей ситуации, основываясь на приоритетах, т.е. пренебречь веществами загрязнителями, создающими наименьший вклад в загрязнение и особое внимание уделить "слоновой касте" согласно закону о "Н - распределении" предложенным Кудриным Б.И. Но нельзя предугадать распространение примеси в атмосфере прилегающей территории, т.е. масштабы загрязнения, без моделирования данного процесса.

Результаты моделирования. По данным веществам рассчитаны и отображены поля изменения концентраций от основных источников загрязнения (например, N02, рисунок 6), согласно модели предлагаемой во второй главе диссертации.

Рисунок 6 - Распределение полей концентраций N02 от основных источников загрязнения

По результатам моделирования в зависимости от статической структуры флуктуации построенных изолиний концентраций от приоритетных источников загрязнения, произведена визуализация состояния среды обитания человека, т.е. территории с выявлением зон экологического неблагополучия (рисунок 7).

Качественное состояние среды обитания человека зависит от эффективности и оперативности проведения природоохранных мероприятий, что в значительной мере определяет степень и качество информированности должностных лиц о состоянии атмосферы и источниках ее загрязнения. И, как правило, является основой успешного управления экологией промышленных регионов.

На основании полученных результатов были сформулированы подходы, которые были включены в технические решения по снижению выбросов приоритетных примесей от промышленных предприятий в атмосферный воздух:

ТЭЦ-1 - основой снижения выбросов в настоящее время является нормализация режима горения топлива, который должен быть организован на всех водогрейных котлах ТЭЦ-1, работающих по двухступенчатой схеме сжигания топлива. Поэтому для ТЭЦ-1 предложены рекомендации по сокращению выбросов загрязняющих веществ на 20-95%, которые достигаются переходом на товарный газ, ввод двухступенчатого сжигания топлива и реализацией метода очистки газов от SO2 и NOx с помощью электронного пучка;

ТЮУМЗ - предложена реконструкция цеха № 16, предусматривающая внедрение технологии внепечной обработки жидкой стали в ковше с использованием агрегата "Печь-ковш", устанавливаемого на месте существующей мартеновской печи емкостью 60 тонн, позволит повысить качество выплавляемой стали и уменьшить удельные выбросы на одну тонну выплавляемого металла на 30,4% с 5,65кг до 3,93кг. Максимально разовые выбросы уменьшатся на 22% с 35,15 г/с до 27,38 г/с после реконструкции.

На основе предложенных технико-технологических мероприятий по улучшению окружающей среды были проведены расчеты. Результаты моделирования представлены на рисунке 8.

При сравнении результатов до принятия управленческих решений и после них видно значительное снижение значений концентраций с 0,733 ПДК до 0,381ПДК (рисунок 7 -8), что свидетельствует об оздоровлении окружающей среды обитания человека в целом.

Рисунок 8 - Распределение полей концентраций К02 от основных источников загрязнения после принятия управленческих решений

На основании полученных результатов снижения значений концентраций произведен расчет величины относительного экологического ущерба наносимого окружающей среде наглядно отражающего картину изменения экологической ситуации связанную со снижением удельных нагрузок на техногенную территорию региона.

Основные выводы и результаты работы

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования в области корректной оценки экологической ситуации региона при использовании удельных показателей (нагрузок). Определен принцип экологического мониторинга региона (на примере города Орска) на основе разработанной технологии комплексного анализ депонирующих сред.

2. Для моделирования и визуализации, на основании комплексной оценки проведено экологическое картографирование территории города, что позволило определить зоны экологического неблагополучия по приоритетным примесям.

3. Предложенная двухуровневая модель характеризует экологическую безопасность территории региона исходя из сложившейся ситуации, поэтапно. Первый уровень дает экологическую оценку качества среды, второй позволяет моделировать движение примеси в атмосфере.

4. Полученная двухуровневая математическая модель может использоваться для разработки наиболее эффективного варианта управления экологическим состоянием региона на основе имитационного моделирования элементов среды.

5. Разработанное информационное и программное обеспечение методики позволяет повысить показатели эффективности принятия решения в системе управления экологическим состоянием региона.

6. Разработанные методики, модель, технология комплексного анализа, контроля и количественной оценки прогнозирования зон экологического неблагополучия и мероприятия по их предупреждению и ликвидации могут быть рекомендованы для использования в других промышленных регионах.

7. Внедрение предложенных технико-технологических мероприятий обеспечивает уменьшение техногенной нагрузки на территорию и, соответственно, повышение качества атмосферного воздуха, а технологии построения организационной структуры экологического контроля и системы мониторинга - нормирование и постепенный переход на модель устойчивого развития.

8. Экономическая эффективность от внедренных мероприятий составляет: для ТЭЦ-1 1,3 млн.руб., ТЮМЗ -0,8 млн.руб.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Колотвин А.В., Борисова Л.Б. Влияние выбросов АОО "ОРМЕТО" на экологическую ситуацию г. Орска. //Материалы всероссийской научной молодежной конференции "Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке". Оренбург: Институт степи УрО РАН, Изд-во ОГУ, 1999.-с. 19-20.

2 Колотвин А.В., Хасанов Р.Х., Бударников О.Е. Оценка экологической обстановки города Орска. // Тезисы докладов региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Оренбург:, ОГУ 2000. с. 148.

3 Бударников О.Е., Колотвин А.В. Комплексный анализ качества атмосферы завода железобетонных изделий и строительных деталей. / Тезисы докладов региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Оренбург:, ОГУ, 2000. с. 146-147.

4 Колотвин А.В., Антимонов СВ., Гречишников Е.А., Бударников О.Е. Влияние ТЮУМЗ на состояние окружающей среды г.Орска. // Материалы региональной научно - практической конференции, посвященной 25-летию кафедры "Экология и безопасность жизнедеятельности" КГУ. - Курган, 2000. с.39-40.

5 Колотвин А.В. Использование критерия качества атмосферы для определения зон экологического бедствия // Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях (материалы международной научно-практической конференции). — Оренбург: ОГУ, 2001. с. 213-214.

6 Колотвин А.В., Бударников О.Е., Шабанова СВ. Влияние интенсивности движения автомобильного транспорта по территории завода ЖБИС на качество атмосферного воздуха. // Материалы региональной научно ~ практической конференции, посвященной 25-летию кафедры "Экология и безопасность жизнедеятельности" КГУ. - Курган, 2000. - с.27.

7 Колотвин А.В., Зинюхин Г.Б. ТПК, как фактор угрозы окружающей природной среде г. Орска // Вестник ОГУ № 3 Оренбург, 2002, с. 59 - 64.

8 Колотвин А.В., Цыцура А.А., Степанов А.С. Источник образования примесей - Орский ТПК // Проблемы регионального управления рисками на объектах агропромышленного комплекса. Материалы международной научно-практической конференции. Оренбург: ОГАУ, 2002. с. 19-20

9 Колотвин А.В. Город как природно-антропогенная система //Проблемы геоэкологии Урала 2003 (материалы международной научно-практической конференции). - Оренбург: ГОУ-ОГУ, 2003. с. 128-130.

10 Колотвин А.В. Модель системы "атмосфера - ТПК7/Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Оренбургской области. Сборник материалов часть И. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003. с.97-98.

11 Колотвин А.В. Город - экосистема. // Перспектива. Сборник статей молодых ученых № 2.- Оренбург: ОГУ. - 2003. с. 161 - 166.

12 Колотвин А.В. Математическая модель экосистемы "Городская среда"/ Оренбург, 2003. - Юс; ил.- Библиогр. 5 назв. - Рус. Деп. в ВИНИТИ 17.10.03 № 1824-В2003.

13 Колотвин А.В., Зинюхин Г.Б. Модель городских экосистем // Вестник ОГУ № 7 Оренбург, 2003, с. 164 -167.

14 Колотвин А.В., Абдрашитов Р.Т. Проблемы управления экологией региона // Труды VIII Международной научно-практической конференции "Системный анализ в проектировании и управлении". Санкт - Петербург, 2004, С.143-145.

15. Колотвин А.В., Бударников О.Е. Анализ результатов запыленности и содержания влаги в материалах на территории ЖБИС.// Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях (материалы международной научно-практической конференции). - Оренбург: ОГУ, 2001. с.12-13.

16. Колотвин А.В. Управление экологией города// Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области. Часть I - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ. - 2005, с. 287-288.

Отпечатано с разрешения диссертационного совета Д 212.217.03 Самарского государственного технического университета (протокол №3 от 19 мая 2005г.)

„„.».¿'»с*'' 1

5

1658

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЕЙ РЕГИОНА

1.1 Проблема обеспечения экологической безопасности региона

1.2 Современные методы оценки, прогнозирования и управления экологией регионов

1.3 Современные тенденции решения проблемы оценки, прогнозирования и управления экологией региона

1.4 Анализ состояния вопроса

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА, ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЕЙ РЕГИОНА

2.1 Общая постановка задачи управления экологией региона

2.2 Математическая формулировка задачи

2.3 Критерии оптимального управления экологией региона

2.4 Модель диффузии загрязнения от предприятия

2.5 Использование методов моделирования для управления экологией регионов

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Цели и задачи экспериментального исследования

3.2 Методика сбора информации и статистической обработки

3.3 Методика определения опасности загрязнения

3.3.1 Методика расчета удельного потенциала

3.3.2 Оценка зон экологического бедствия

3.4 Методика моделирования переноса примеси в атмосфере

3.4.1 Теоретическое обоснование метода конечного объема

3.4.2 Постановка задачи и алгоритм ее решения в пакете МаШСа<

3.4.3 Описание программного модуля

3.5 Визуализация решения

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Анализ экологической ситуации в городе Орске

4.2 Результаты факторного анализа экспериментальных данных

4.3 Результаты моделирования экологического состояния 110 1 4.4 Выбор технических решений по снижению выбросов приоритет

I ных примесей

Актуальность. Развитие промышленных городов определяется концентрацией промышленного производства на территории, что вызывает загрязнение и создает ряд серьезных угроз среде обитания человека. В результате рост производства сопровождается широкомасштабным разрушением природных систем, что наносит ущерб и природе, и обществу. Сегодня таким показателям безопасности, как здоровье населения и качество окружающей среды, отводится роль "индикатора" устойчивого развития страны, а процессу обеспечения безопасности -роль механизма управления. Поэтому комплексный анализ и управление состоянием экологических систем вследствие указанных причин являются актуальным направлением для исследования.

Проблемой определения уровня загрязнения атмосферы занималось большое число ученых, таких как Безуглая Э.Ю., Берлянд М.Е., Гельфенбуйм И.В., Гимерверт Д.А., Марчук Г.И., Сонькин Л.Р. и др. В 70-80 годы весьма широко исследовались Берляндом М.Е. и Марчуком Г.И. процессы атмосферной диффузии и распределения примеси. Большинство работ представляют анализ временной изменчивости содержания вредных веществ в воздухе городов, выделяя суточные изменения концентраций, годовой ход примесей и период интенсивного загрязнения. Разработанные методы позволяют решать различные задачи в теории поиска компромисса.

Однако, несмотря на успешное решение отдельных задач на современном этапе развития информационных систем и технологий, представленная в аналитическом виде информация не отражает полную картину созданной экологической ситуации, поэтому целесообразно для обеспечения эффективного управления экологическим состоянием использовать современные технологии ГИС в сочетании с уже существующими методами, что повышает информативность и наглядность полученных результатов. Таким образом, данное направление исследований является приоритетным и заключается в разработке новой технологии мониторинга, анализа, прогнозирования и управления промышленных узлов, базируемой на методах математического моделирования с использованием новых информационных технологий ГИС.

Все вышесказанное говорит об остроте решения проблем учета и прогноза влияния техногенных и природных факторов на качество атмосферы промышленных территорий, модельного имитирования экологической реальности и оценки результатов новаций природоохранной деятельности.

Диссертация выполнена в соответствии с федеральными программами: "Исследование процессов взаимодействия примесей в атмосфере промышленных городов" (№ГР01200000422) и "Природные процессы во внешних оболочках Земли в условиях возрастающего антропогенного воздействия и научные основы экологически безопасного рационального природопользования" (№ГР01990000130).

Целью работы является разработка технологии мониторинга, прогнозирования и управление качеством среды техногенно загрязненной территории промышленного региона на основе применения методов комплексного анализа и математического моделирования динамических систем.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- разработка методики комплексного анализа, контроля и количественной оценки уровня экологической безопасности контролируемых объектов и территорий на уровне системного подхода и новых информационных моделей;

- разработка критериев, позволяющих учитывать удельные нагрузки на состояние атмосферы территории и косвенно оценивать ее экологическое благополучие;

- разработка и построение двухуровневой математической модели для прогнозирования экологической ситуации техногенно загрязненной территории;

- имитационное моделирование и картографирование прогноза загрязнения среды урбанизированной территории региона, с учетом изменения метеоусловий и мощности источников выбросов;

- разработка информационного и программного обеспечения комплексной методологии принятия решения в системе управления качеством техногенно загрязненной среды.

Объект исследования. Техногенно загрязненная территория региона на примере города Орска Оренбургской области.

Предмет исследования. Закономерности управления качеством среды урбанизированной территории.

Методы исследования. В работе использовались методы системного анализа, теории оптимального управления, теории оптимального планирования эксперимента, классического математического моделирования и многомерной статистики, теории вероятностей и др.

Научной новизной обладают следующие результаты:

- метод комплексной оценки уровня экологической безопасности контролируемых объектов и территорий;

- метод построения структуры экологического контроля и управления, отражающий специфику удельных нагрузок на состояние атмосферы территории;

- двухуровневая математическая модель территории региона экологической безопасности;

- информационное и программное обеспечение методики принятия решения в системе управления экологическим состоянием региона.

Практическая значимость работы заключается: в разработанной эффективной методике управления, контроля и количественной оценки уровня экологической безопасности, а также технологии прогнозирования состояния среды техногенно загрязненной территории промышленного региона, создании модельного, алгоритмического и программного обеспечения анализа системы управления.

Реализация результатов работы. Разработанный комплекс технико-технологических решений принят к внедрению в виде рекомендаций по сокращению выбросов загрязняющих веществ на Орской ТЭЦ-1 и ТЮУМЗ. Предложенная модель экосистемы "города" и результаты исследований внедрены в учебный процесс: включены в курсы "Комплексная оценка атмосферы городов", "Моделирование эколого-экономических систем", "Техника защиты окружающей среды" и "Природопользование", читаемых для студентов специальности 32.07.00 "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" Оренбургского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на объединенных научно-технических семинарах кафедр "Системный анализ и управление", "Экология и природопользование" ОГУ и на следующих российских международных научно-практических конференциях:

- Всероссийской научной молодежной конференции "Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке". Оренбург, Институт степи УрО РАН, 1999;

- Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов, Оренбург:, ОГУ 2000;

- Региональная научно - практическая конференция, посвященная 25-летию кафедры "Экология и безопасность жизнедеятельности" КГУ, Курган, 2000;

- Международная научно-практическая конференция "Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях", Оренбург: ОГУ, 2001;

- Международная научно-практическая конференция "Проблемы регионального управления рисками на объектах агропромышленного комплекса, Оренбург: ОГАУ, 2002;

- Международная научно-практическая конференция "Проблемы геоэкологии Урала 2003", Оренбург: ГОУ-ОГУ, 2003;

- Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Оренбургской области, Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003;

- VIII Международная научно-практическая конференция "Системный анализ в проектировании и управлении". Санкт - Петербург, 2004.

Материалы исследований были представлены на следующих конкурсах и выставках: конкурсе научных работ молодых ученых, организованном Фондом памяти Дмитрия Соловых; региональной выставке "Экотехнологии 99", Оренбург, 1999, "Экотехнологии 2000", Оренбург, 2000, "Экотехнологии 2002", Оренбург, 2002, "Экотехнологии 2004", Оренбург, 2004. Теоретические и практические результаты работы подтверждены актом о внедрении.

Публикации. По теме диссертации издано 16 печатных работ.

На защиту выносятся следующие научные положения:

-•методика комплексного анализа экологической ситуации и организации экологического мониторинга региона.

- методика расчета удельного потенциала загрязнения воздушной среды территории, способного учитывать одновременно изменение метеоусловий, мощность источников выбросов и загрязненность атмосферного воздуха территории.

- систематизированные результаты анализа состояния атмосферного воздуха территории г. Орска Оренбургской области, а также ранжирование наиболее мощных источников его загрязнения.

- метод визуализации полученных результатов исследования с применением ГИС технологий;

- комплекс организационных и технических решений по снижению выбросов реперных примесей от приоритетных промышленных предприятий города Орска.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЕЙ ГОРОДА ОРСКА

Целью настоящей главы является проверка выдвинутых во второй главе теоретических положений, эффективности и работоспособности разработанной технологии комплексного анализа, контроля и количественной оценки уровня экологической безопасности контролируемых объектов и территорий на основе применения методов математического моделирования.

4.1 Анализ экологической ситуации города Орска

Рассмотрим способность исследуемой территории города Орска к рассеиванию примеси в атмосферном воздухе и охарактеризуем ее экологическое состояние.

Город Орск расположен в восточной части Оренбургской области в среднем течении реки Урал. По своей конфигурации напоминает прямоугольник сложной формы, вытянутый с запада на восток. В районе города в реку Урал впадают три притока: реки Орь, Елшанка и Большой Кумак. Долины рек образуют вытянутую котловину, окруженную невысокими возвышенностями и холмами (перепад отметок не превышает 50 метров на 1 километр), являющимися южными отрогами Уральских гор. Коэффициент поправки на рельеф равен 1.

Значительное удаление от океанов обуславливает резко континентальный климат, что проявляется в общем, удлинении зимы, сокращении переходных периодов, увеличении морозоопасности в начале и конце лета. Лето жаркое, сухое, с большим числом дней солнечного сияния. Зима ветреная, холодная, с сильными перепадами температур. Средняя продолжительность безморозного периода 147 дней. На направление ветров оказывают влияние долины рек Урал, Орь, Большой Кумак. Здесь отмечается большая повторяемость юго-западных ветров (25%). Среднегодовое количество дней со штилями 19%. Средняя скорость ветра составляет 3,8 м/с. Город расположен в зоне пониженного увлажнения (329 мм осадков в год), следовательно, атмосферу города отнесем к территории, имеющую низкую способность к самоочищению за счет осадков. Однако географическое положение, рельеф местности и климатические условия города Орска способствуют рассеиванию загрязняющих веществ в атмосферном воздухе исследуемой территории.

Орский промышленный район - наиболее развитый территориально-хозяйственный комплекс восточного Оренбуржья, производящий более 1/3 промышленной продукции области (по объему не уступает Оренбургу) и сосредоточивающий такое же количество промышленно-производственных фондов. Это свидетельствует о ведущей роли промышленности среди других функций города и определяет главное направление индустрии района. В районе сосредоточены основные отрасли специализации Оренбуржья: черная и цветная металлургия, тяжелое машиностроение, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность, производство хромовых и фтористых солей. Район выделяется также производством некоторых пищевых продуктов и товаров потребительского назначения: трикотажных и швейных изделий, холодильников, кондитерской, мясной и мясоконсервной продукции. В Орском промышленном узле достаточно оптимально сочетаются отрасли тяжелой, легкой и пищевой промышленности.

Основная отрасль специализации Орска - машиностроение. Тяжелое машиностроение представлено в городе Южно-Уральским машиностроительным заводом (ЮУМЗ), производящим более 80% продукции тяжелого машиностроения области и заводом строительных машин ("Строймаш"). Транспортное машиностроение представлено одним из крупнейших предприятий России - заводом тракторных прицепов (ОЗТП). Машиностроение ВПК представлено в Орске механическим заводом.

Электротехническая промышленность представлена в городе небольшим предприятием - заводом электромонтажных изделий.

Цветная металлургия - вторая отрасль специализации Орска, представлена комбинатом "Южуралникель" - одним из самых крупных предприятий отрасли в Оренбургской области. Обработка цветных металлов - основа Орского завода по обработке цветных металлов (ОЗОЦМ).

Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность - третья отрасль специализации, представленная в Орске ПО "Орскнефтеоргсинтез", в состав которого входят нефтеперерабатывающий завод им.Чкалова и завод "Синтезспирт". Состояние технологического оборудования объединения характеризуется высоким физическим и моральным износом, который составляет более 55%. Особо остро на объединении стоит проблема охраны окружающей среды.

Другие отрасли специализации города Орска менее развиты, чем отрасли тяжелой индустрии.

Для проведения экспериментальных исследований в работе рассматривались валовые выбросы более 50 промышленных предприятий, в их числе 8 машиностроительных, 2 - цветной металлургии, 1 - нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, 10 - легкой и пищевой промышленности, 14 - промышленности стройматериалов, и предприятий прочих отраслей.

Анализ состояния окружающей природной среды по данным Оренбургского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды города Орска показывает, что в настоящий момент коренных изменений в сторону улучшения экологической обстановки не произошло, высокое загрязнение наблюдалось в 2001 году. Валовые выбросы вредных веществ от всех источников образования примесей составили 159,995 тыс. тонн/год, из них: от стационарных источников - 152,805 тыс.т, от передвижных - 7,190 тыс.т. Из отходящих загрязняющих веществ уловлено и обезврежено около 50%, из 76,05 тыс.т. твердых - 93,3% (70,92 тыс.т.), из 76,75 тыс.т. газообразных уловлено и обезврежено лишь 2,5% (1,87 тыс.т.).

Из приведенной таблицы 4.1 видно, что основными загрязняющими веществами атмосферы города Орска являются: диоксида серы - 30054,9 т/год (37,6%), оксид углерода - 19048,46 т/год (23,8%) и углеводород 20294,80 т/год (25,4%). А основными источниками загрязнения (согласно рангу таблицы 4.] и данным диаграммы 4.1) по массе выброса загрязняющего вещества в атмосферу города Орска, являются предприятия: ЮжноУральский никелевый комбинат (Южу рал никель) выбросы составляют 46,7 тыс. т, нефтеперерабатывающий завод им. Чкалова (завод "ОНПЗ") - 26,8 тыс, т, ТЭЦ -1 - 29,2 тыс. т и Южно-Уральский машиностроительный завод (ЮУМЗ) - 1,6 тыс, т.

5% 4% 2%

В Южу рал никель ЕШ Орскнефтеоргсинтез ШТЭЦ-1 □ Южуралмаш Ш Прочие

Рисунок 4.1 - Вклад основных источников загрязнения в общий

В результате анализа проведенных расчетов видно, что общий вклад в загрязнение атмосферы перечисленными источниками составляет около 95%. Существует "универсальный" принцип - правило Парето, который применим во множестве ситуаций, и без сомнения - в решении проблем управления качеством. Применение принципа Парето возможно к любой группе причин, вызывающих то или иное последствие, причем большая часть последствий вызвана малым количеством причин. Следуя принципу Парето в нашем случае 95/5, возможно утверждать, что группа объектов, составляющая 5% от общего количества, вносит в загрязнение атмосферы вклад равный 95% от общего. И соответственно, 95 % объектов вклад 5%. Т. е. четыре основных

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработаны научные основы технологии мониторинга, прогнозирования и управление качеством среды техногенно загрязненной территории промышленного региона на основе применения методов комплексного анализа и математического моделирования динамических систем.

В работе получены следующие основные результаты:

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования в области корректной оценки экологической ситуации региона при использовании удельных показателей (нагрузок). Определен принцип экологического мониторинга региона (на примере города Орска) на основе разработанной технологии комплексного анализ депонирующих сред.

2. Для моделирования и визуализации, на основании комплексной оценки проведено экологическое картографирование территории города, что позволило определить зоны экологического неблагополучия по приоритетным примесям.

3. Предложенная двухуровневая модель характеризует экологическую безопасность территории региона исходя из сложившейся ситуации поэтапно. Первый уровень дает экологическую оценку качества среды, второй позволяет моделировать движение примеси в атмосфере.

4. Полученная двухуровневая математическая модель может использоваться для разработки наиболее эффективного варианта управления экологическим состоянием региона на основе имитационного моделирования элементов среды.

5. Разработанное информационное и программное обеспечение методики позволит повысить показатели эффективности принятия решения в системе управления экологическим состоянием региона.

6. Внедрение предложенных технико-технологических мероприятий обеспечит уменьшение техногенной нагрузки на территорию и соответственно повысит качество атмосферного воздуха, а технология построения организационной структуры экологического контроля и системы мониторинга -нормирование и постепенный переход на модель устойчивого развития.

7. Экономическая эффективность от внедренных мероприятий составляет: для ТЭЦ-1 1,3 млн.руб., ТЮМЗ -0,8 млн.руб.

8. Разработанные методики, модели, технология оценки прогнозирования зон экологического неблагополучия и мероприятия по их предупреждению и ликвидации могут быть использованы практически в каждом промышленном городе.

1. Абдрашитов Р.Т., Владская И.В., Гузенко А.П., Евдокимов А.Ю. Устойчивое развитие регионов и глобализация. Оренбург. Печатный дом "Ди-мур", 2002. 133с.

2. Абдрашитов Р.Т., Раимова А.Т. Информационно правовые аспекты регионального управления// Вестник ОГУ, 2002, №2.

3. Абалкина И.Л. Страхование экологических рисков (из практики США). М.: ИНФРА. - М, 1998. - 88 с.

4. Аверьянов С.Ф. Некоторые вопросы предупреждения засоления орошаемых земель и меры борьбы с ними в Европейской части СССР. / В кн.: Орошаемое земледелие Европейской части СССР М. : "Колос", 1965. - с. 90-152.

5. Айвазян С.А. Статистическое исследование зависимостей. -М.: Металлургия, 1968. -181с.

6. Александров Г. А., Голубятников Л. Л. Моделирование экологических рядов. М.: ВЦ АН СССР, 1991 - 24с.

7. Алексеенко В.А., Алексеенко Л.П. Биосфера и жизнедеятельность: Учебное пособие. М.: Логос. 2002. -212 с.

8. Арустамов Э.А., Левакова И.В., Баркалова Н.В. Экологические основы природопользования. М.: 2001.

9. Байков С.Л. Правовое регулирование деятельности органов местного самоуправления по обеспечению экологических прав граждан . М. : Изд -воМНЭПУ. 1999.- 108 с.

10. Бакирбаев Б.А., Воробьев К.В. Автоматизированная система прогноза состояния атмосферы промышленного района// Методы математического моделирования в задачах охраны природной среды и экологии: Тез. докл. Всесоюз. конф. Новосибирск, 1991. С. 13-14.

11. Бакланов Г.М. Снижение запыленности на цементных заводах-Киев: Будивельник, 1965.-178 с.

12. Балацкий О.Ф., Мельник Л.Г., Яковлев А.Ф. Экономика и качество окружающей природной среды. JL: Гидрометеоиздат, 1975. -448с.

13. Банит Т.Г., Мальгин А.Д. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов.-М:Стройиздат,1979.- 352 с.

14. Баранов Ю.Б., Соколова В.Ю., Фейгин А.Е. Некоторые результаты экологических исследований Оренбургской области по теле- и видеоизображениям // Бюл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. геол. -1995.-Т.70, вып.З. С.93 - 95.

15. Безопасность жизнедеятельности, книга 4, ч. 2./ Оценка надежности и работоспособности нефтегазохимического комплекса. Под общей редакцией Я.С. Амирова. Уфа, 2000. 415 с.

16. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах.—JL: Гидрометеоиздат, 1986.-200 с.

17. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал. Особенности загрязнения воздуха городов.-JI.: Гидрометеоиздат, 1980.

18. Безуглая Э.Ю., Расторгуева Г.П., Смирнова И.В. Чем дышит промышленный город.-JI.: Гидрометеоиздат, 1991.-353 с.

19. Беккер A.A., Агаев Т.В. Охрана и контроль загрязнения природной среда.-Л.Гидрометеоиздат, 1989.-288 с.

20. Берлянд М.Е. Современный проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. -448с.

21. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы.-Л.: Гидрометеоиздат, 1985.-272 с.

22. Бобылев С.Н., Ходжаев А.Ш. Экономика природопользования: Учебное пособие. М.: ТЕИС. 1997. - 272 с.

23. Богданова Э.Г. Некоторые аспекты современного состояния вопроса о репрезентативности метеорологических станций// Тр. Главной геофиз. обсерватории. 1980. Вып. 4. С. 35-54.

24. Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: 1994.

25. Боев В.М. , М.Н. Воляник. Антропогенное загрязнении окружающей среды и состояние здоровья населения Восточного Оренбуржья. Оренбург.: 1995.- 127 с.

26. Борисова Л.Б. Исследование закономерностей формирования примесей в атмосфере промышленных городов и разработка решений по управлению ее качеством (на примере Оренбургской области). Кандидатская диссертация Оренбург, 2000. -128с.

27. Борисюк Н.К., Давыдов Б.А. Реформирование хозяйственных отношений при переходе к рынку: (на примере топливно энергетического комплекса Оренбургской области). - М.: ОАО Изд - во "Экономика". 1997. -286 с.

28. Бриллинг И.А. Движение влаги и глинистых грунтах зоны аэрации // Инженерная геология. 1979, № 2 с. 67 - 76.

29. Бриллинг И.А., Пашковский И.С. Определение параметров влаго-переноса в связи с прогнозом водного режима грунтов //Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека. М.: Наука, 1982. С. 81-89.

30. Буштуева К.А., Случанко И.С. Методы и критерии оценки состояния здоровья населения в связи с загрязнением окружающей среды.-М.: Медицина, 1979.

31. Вызова H.JI. Рассеивание примесей в пограничном слое атмосфе-ры.-М.: Гидрометеоиздат, 1978.-158 с.

32. Валова (Копылова) В.Д. Основы экологии: Учебное пособие./ 3-е изд., переработанное и дополненное. М.: Издательский дом "Дашкова и К". 2001.-220 с.

33. Воронцов А.П. Рациональное природопользование. Учебное пособие. М.: Ассоциация авторов издателей "Тандем". Изд-во Экмос. 2000. -304 с.

34. Гамм Т.А. Научные основы рациональной организации природно-технической системы. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. ISBN 5-7694-1438-Х.

35. Гидродинамические расчеты на ЭВМ: Учебное пособие /Под. ред. P.C. Штенгелова. М.: Изд - во МГУ. 1994. - 335 е.: ил.

36. Гидродинамические расчеты на ЭВМ: Учебное пособие /Под. ред. P.C. Штенгелова. М.: Изд - во МГУ. 1994. - 335 е.: ил.

37. Гирусов Э.В. и др. Экология и экономика природопользования: Учебник для вузов /Под ред. Проф. Э.В.Гирусова; предисловие д-ра экон. наук Председателя Госкомэкологии РФ В.И.Данилова Данильяна. - М.: Закон и право, ЮНИТИ. 1998. - 455 с.

38. Гладских А.И. и др. Метод оптимального размещения сети контрольно-замерных станций при контроле загрязнения воздуха промышленного города// Проблемы контроля и защита атмосферы от загрязнения. 1981. Вып. 7. С. 16-24.

39. Горелик Д.О., Конопелько JI.A. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. Аэро-аналитические измерения.-М.: Изд-во стандартов, 1992.-432 с.

40. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Оренбургской области в 2000 году/ Под общей редакцией М.В. Кирсанова. Оренбург.: 2001. 228 с.

41. Государственное и муниципальное управление в сфере охраны окружающей среды: Учебное пособие./ Под общ. ред. проф. А.Т. Никитина, проф. МНЭПУ С.А. Степанова. М.: Изд - во МНЭПУ, 2001. - 644 с.

42. Грин X., Лейн В. Аэрозоли-пыли, дымы и туманы.-Изд.2-е Пер. сангл. под ред. H.A. Фукса. -JL: Химия, 1972.-428 с.

43. Данилов-Данильян В.И., Горшков В.Г., Арский Ю.М., Лосев К.С. Окружающая среда между прошлым и будущим: мир и Россия (опыт эколо-го-экономического анализа). М., ВИНИТИ, 1994, 133с.

44. Деденко Л.Г., Керженцев В.В. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента. М.: Изд-во МГУ, 1977. 112 с.

45. Дрейер O.K., Лось В.А. Экология и устойчивое развитие: Учебное пособие. М.: Изд-во УРАО, 1997. -224с.

46. Дуганов Г.В., Бирман Е.А. Анализ и оценка информативности системы контроля загрязнения атмосферы// Проблемы контроля и защита атмосферы от загрязнения. 1983. Вып. 9. С. 12-15.

47. Егоров В.Д. Численное моделирование распространения и влияния примесей в задачах окружающей среды. Кандидатская диссертация М., 1988.

48. Елекоева Л.И. и др. Объективная статистическая схема прогноза загрязнения воздуха в городах// Тр. Главной геофиз. обсерватории. 1987. Вып. 511. С. 119-124.

49. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. /Под ред. С. Калверта и Г.М. Инглунда.-М.: Металлургия, 1988.-Т.1 .-760 с.

50. Згуровский М.З., Корбич Ю.С., Пармасте И.И. Оптимальное размещение контрольно-измерительных датчиков в задачах прогноза загрязнения воздушного бассейна// Хим. технология. 1987. №2. С. 68-74.

51. Зинченко Л.Е. Подземные воды / В кн. Географический атлас Оренбургской области. М.: Издательство ДИК, 1999. - с. 16-17.

52. Ильин В.А., Поздняк Э.Г. Основы математического анализа, т.1 М.: Наука, 1971.-600 с.

53. Ильин В.А. Поздняк Э.Г. Основы математического анализа, т.2 М.: Наука, 1973.-448 с.

54. Инженерная защита окружающей среды/ Материалы V международного симпозиума молодых ученых, аспирантов и студентов, под ред. Баранова Д.А., Беренгартена М.Г., Мельниковой H.H., Николайкиной H.H.1. М.: МГУИЭ, 2001.-336 с.

55. Инструкции о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. ОНД-86. СНИП I.02.0I-85, Госстрой СССР.-М.: 1986.-40 с.

56. Калиткин H.H. Численные методы. М.: Наука , 1979. 512 с.

57. Канн H.A. Имитационные модели в прогнозировании развития аг-роэкологических систем/ В кн. Экологический прогноз (Под ред. Максимова В.Н.). М.: Изд - во Московского университета, 1986. - 200 с.

58. Клойзнер В.Х., Мечик B.JI. Прогнозирование локального загрязнения приземного слоя атмосферы. //В кн.: Тезисы докл. научно-практической конференции по проблемам окружающей среды.-Ростов н/Д.: Сев.-Кав. филиала Геогр. общ. СССР, 1989.-С.106-108.

59. Ковалевский В.В. , Свистунов С. , Отчетность о природоохранной деятельности становится нормой корпоративного бизнеса./ Финансовые известия. №100, 1996.-с. 8.

60. Кондратьев К.Я., Данилов-Данильян, В.К.Донченко, К.С.Лосев Экология и политика.- СПб.: СПб.НИЦЭБ РАН.- 1993.

61. Концепция перехода Российской Федерации на модель устойчивого развития (проект). Решение Правительственной комиссии по окружающей среде и природопользованию (протокол N7 от 27.12.1994г.)

62. Колесников А.Д. Орошаемое земледелие в Оренбургской области. -Челябинск. Южно Уральское книжное издательство. 1986. - 92 с.

63. Колотвин A.B., Хасанов Р.Х., Бударников O.E. Оценка экологической обстановки города Орска. // Тезисы докладов региональной научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов. Оренбург:, ОГУ 2000. с.148.

64. Колотвин A.B. Город как природно-антропогенная система //Проблемы геоэкологии Урала 2003 (материалы международной научно-практической конференции). Оренбург: ГОУ-ОГУ, 2003. с. 128-130.

65. Колотвин A.B. Модель системы "атмосфера ТПК'7/Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Оренбургской области. Сборник материалов часть II. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ,2003. с.97-98.

66. Колотвин A.B. Город экосистема. // Перспектива. Сборник статей молодых ученых № 2.- Оренбург: ОГУ. -2003. с. 161 - 166.

67. Колотвин A.B. Математическая модель экосистемы "Городская среда"/ Оренбург, 2003. 10с; ил.- Библиогр. 5 назв. - Рус. Деп. в ВИНИТИ 17.10.03 № 1824-В2003.

68. Колотвин A.B., Зинюхин Г.Б. Модель городских экосистем// Вестник ОГУ № 7 Оренбург, 2003, с. 164 167.г*

69. Колотвин A.B., Абдрашитов Р.Т. Проблемы управления экологией * региона // Труды VIII Международной научно-практической конференции

70. Системный анализ в проектировании и управлении". Санкт Петербург,2004, С.143- 145.

71. Колотвин A.B. Управление экологией города// Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области. Часть I Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ. - 2005, с. 287288.

72. Колпытин С.И. Геоинформационный моделирующий комплекс для оценки и прогнозирования переноса химических загрязнений в экосистеме "атмосфера-водосброс-река". Дис. на соис. уч. ст. к.т.н.

73. Косинова И.И. Основы экогеологического картирования промыш-ленно-территориальных комплексов. В сб.Международного экологического конгресса.-Воронеж, 1996.-С.9-42.

74. Крайнова Э.А. Теория и практика экономического реформирования экологической политики. Уфа: 2000. 99 с.

75. Красов В.И. и др. Коррекция параметров модели загрязнения атмосферы в автоматизированной системе //Тр. Главной геофиз. обсерватории. 1987. Вып. 492. С. 32-38.

76. Куксанов В.Ф. Основные этапы правового становления системы управления окружающей средой в Оренбургской области. Глава 1. Информационно-аналитический ежегодник 2000 "Охрана окружающей среды Оренбургской области" Оренбург, ОГУ. 200 - с. 5.

77. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно транспортная экология: Учеб. Для вузов / Под ред. В.Н. Луканина. - М.: Высш. шк. 2001. -273 с.

78. Львов Ю.В., горская Г.А. О выборе критерия размещения станций контроля загрязнения атмосферы// Тр. Главной геофиз. обсерватории. 1984. Вып. 477. С. 47-52.

79. Мазур И.И., О.И.Молдаванов. Курс инженерной экологии: Учеб. Для вузов /Под ред. И.И. Мазура- М.: Высш. шк., 1999. 447 с.

80. Макаров О.Н. Стратегическое планирование развития больших городов по критериям экологической безопасности. Докторская диссертация -С-Петербург, 1998. 320с.

81. Меньшиков В.В., Т.В.Савельева. Методы оценки загрязнения окружающей среды: Учебное пособие. М.: Изд - во МНЭПУ, 2ООО. - 60 с.

82. Меньшиков В.В. Концептуальные основы оценки экологического риска: Учеб. Пособие. М.: Изд - во МНЭПУ, 2001. - 44 с.

83. Методические и нормативно аналитические основы экологического аудирования. (Учебное пособие по экологическому аудированию, ч 2). -М.: Эльзевир, 2002. - 640 с.

84. Методика расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86-JI.: Гидрометео-издат, 1987.-93 с.

85. Новикова А.В., Гаврилович Н.Е., Пятакова A.M. Окультуривание орошаемых темно-каштановых слабосолонцеватых почв Крымского Приси-вашья./ В кн.: Окультуривание солонцеватых почв. Киев: Урожай, 1984, с. 128-140.

86. Нортон П. Программно аппаратная организация / ВМ PC. / Радио и связь , 1992. - 336 с.

87. Олейник А.Г., Фридман А.Я. Ситуационное моделирование при-родно-технических комплексов// Информационные технологии и вычислительные системы. -2002. -№2. С. 90-103.

88. Основы экологического аудита. Учебное пособие. Под общей редакцией А.Т. Никитина, С.А.Степанова. М.: Изд - во МНЭПУ, 2001. - 392с.

89. Охрана окружающей среды Оренбургской области. Статистический сборник. Оренбург, Оренбургский областной комитет государственной статистики. 2000. - 60 с.

90. Павловский Ю.Н. Имитационные системы и модели. Сер. «Математика, кибернетика». М.: Знание, 1990, № 6. 46 с.

91. Пашков Е.В., Фомин Г.С., Красный Д.В. Международные стандарты ИСО 14000. Основы экологического управления.- М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. 464с.

92. Пененко В.В., Скубневская Г.И. Математические модели загрязнения атмосферы и исследования вторичный превращений примесей //Гидродинамические модели окружающей среды: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1990. С. 4-13.

93. Пененко В.В., Рапута В.Ф., Быков A.B. Применение методов планирования эксперимента в задачах оценки состояния гидрометеорологических полей. Новосибирск, 1986. С.3-19.

94. Пененко В.В. Оптимизация и математические модели в системе контроля состояния и управления качеством атмосферы промышленных районов //Методы и средства контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов: Тр. 2-йВсесоюз. конф. JL: 1986. С. 31-39.

95. Петрова Т.М. Разработка математической модели функционирования системы наблюдения, контроля и регулирования загрязнения атмосферы. Кандидатская диссертация. Волгоград. 1997. - 115с.

96. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух.-С-Петербург, 1998.-130 с.

97. Полуэктов P.A. Динамические модели агроэкосистемы. Л.: Гид-рометеоиздат, 1991, 312 с.

98. Попов O.K. Влияние промышленного развитого города на загрязнение его пригородной зоны/ Экология и промышленность России. №5, 2002. с.24 -26.

99. Примак A.B., Шпилевая Т.С. Методика размещения контрольнозамерных станций в системах контроля загрязнения воздуха// Автоматизация контроля и прогнозирования загрязнения воздуха: Материалы 4-й Всесоюз. конф. Киев, 1985. С.48-56.

100. Протасов В.Ф., Молчанов A.B., Словарь экологических терминов и понятий. М.: Финансы и статистика, 1997. - 160 с.

101. Протасов В.Ф., Молчанов A.B. Экология, здоровье и природопользование в России / Под ред. В.Ф.Протасова. М,: Финансы и статистика, 1995.-528 с.

102. Рапута В.Ф., Скороходов A.A. Численные эксперименты в модели оптимизации режима работы источников загрязнения// Методы математического моделирования в гидродинамических задачах окружающей среды. -Новосибирск, 1983. С. 105-115.

103. Рапута В.Ф. Оценка параметров и построение оптимальных планов в задачах приземного слоя атмосферы// Математическое моделирование гидродинамических процессов и загрязнения атмосферы: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1988. С. 3-17.

104. Рапута В.Ф., Быков A.B. Численное моделирование оптимальных планов в задачах анализа метеополей// Математическое моделирование гидродинамических процессов и загрязнения атмосферы: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1988. С. 12-17.

105. Россия в окружающем мире: 2001 (Аналитический ежегодник). Отв. ред. H.H. Марфенин/ Под общ. Ред. В.И. Данилова Данильяна, С.А.Степанова. - М,: Изд - во МНЭПУ, 2001. - 332 с.

106. Серов Г.П. Экологический аудит. Концептуальные и организационно правовые основы. М.: Экзамен, 2000. - 768 с.

107. Серов Г.П. Экологический аудит. Концептуальные и организационно правовые основы. М.: Экзамен, 2000. - 768 с.

108. Ситников А.Б. Динамика воды в ненасыщенных и насыщенных грунтах зоны аэрации. Киев: Наукова думка, 1978. - 192 с.

109. Ситников А.Б. Динамика влаги и солей в почвогрунтах зоны аэрации. Киев: Наукова думка, 1986. - 152 с.

110. Скороходов A.A. Численная модель оптимизации режима работы загрязняющих атмосферу производств// Численное моделирование для задач динамики атмосферы и охраны окружающей среды: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1989. С. 4-19.

111. Статистика окружающей среды.- М.: Финансы и статистика, 1981.-222 с.

112. Телентинова A.B. Механизм экологической оценки ущерба окружающей среде на основе использования методов экосистемного нормирования / Ресурсосберегающие технологии. 2002. №11.

113. Харченко С.И. Гидрология орошаемых земель. JL: Гидрометео-издат, 1975.-358 с.

114. Хубларян М.Г., Фролова А.П., Юшманова И.О. Моделирование процессов соленакопления в грунтовых водах районов недостаточного увлажнения. Водные ресурсы, т. 29, № 6, 2002. с. 687 - 691.

115. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: Финансы и статистика, 1998. -288с.

116. Челноков A.A. Основы промышленной экологии: Учеб. Пособие

117. А.А.Челноков, Л.Ф.Ющенко. М.: Высш. шк., 2001. - 343 е.: ил.

118. Чибилев A.A. Географический атлас Оренбургской области. М.: Издательство ДИК, 1999. - 99 с.

119. Чибилев A.A. Природное наследие Оренбургской области. Учебное пособие. - Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1996. - 384 с.

120. Шестаков В.М. Основы гидрогеологических расчетов при фильтрации из хранилищ промышленных стоков. М.: Изд - во ВОДГЕО, 1961. -100 с.

121. Шестаков A.C. Экологический аудит: вопросы теории и практики/ Законодательство и экономика . 1997. - № 15 - 16.

122. Экологическое состояние территории России: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений. /Под ред. С.А.Ушакова, Я.К. Каца. М,: Издательский центр "Академия", 2001. - 128 е., 12 л.: ил.

123. Экология города: Учебник. К.: Либра, 2000. -464с.

124. Экология и экономика природопользования: Учебник для вузов/ Под ред. проф. Э.В. Гирусова, проф. В.Н. Лопатина. 2-е изд.перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ- ДАНА, Единство, 2002. - 519 с.

125. Яничкин Л.П., Королева Н.В., Пак В.В. О применении индекса загрязнения атмосферы. //Гиг. и сан., 1991.-№ 11.-С.93-95.

126. Ясенский А.Н. и др. Оптимизация пространственной структуры сети наблюдений при контроле загрязнения атмосферы города// Тр. Главной геофиз. обсерватории. 1987. Вып. 492. С. 13-23.ч