Екологічна безпека України: системний аналіз перспектив покращення (стр. 5 )

Оскільки нині існуючі водопровідні очисні споруди перебувають у критичному стані й не спроможні забезпечити якісну фільтрацію води, забруднюючі речовини потрапляють у питну воду. Внаслідок несприятливої ситуації, що склалася в галузі державного водопостачання та водозбереження, населення України піддається небезпеці різних захворювань, що пов’язані зі споживанням як недоброякісної води, так і продуктів, виготовлених з риби та ракоподібних, промисел яких ведеться у забруднених водоймах, річках, лиманах та морях. Для охорони водних ресурсів та поліпшення водокористування в державі необхідні заходи, що гарантують:

- забезпечення населення України якісною питною водою для задоволення життєвих потреб та збереження здоров’я;

- державний контроль та регулювання водоспоживання;

- безпеку та надійність водопостачання.

Загальна тенденція погіршення ситуації з питною водою спонукає людство приділяти дедалі більшу увагу водоочисним технологіям. Проте цей процес неможливо розглядати як панацею, оскільки збільшення забруднюючих речовин, ускладнення їх хімічних сполук призводить до подорожчання водоочисних технологій. До того ж малоймовірно, що якась країна самостійно погодиться на значні капіталовкладення в очищення річкової води на своїй території, якщо прибуток від цього матимуть і інші країни, розташовані нижче за течією.

У зв’язку з цим запобігання забруднення і відновлення забруднених водойм повинні мати пріоритет стосовно розвитку очисних споруд. Доцільним є також укладання комплексних договорів щодо фінансування цієї проблеми на міжнародному рівні (наприклад, у рамках Міжнародної гідрологічної програми ЮНЕСКО).

1.2.4. Забруднення навколишнього середовища відходами

У процесі розвитку цивілізації людство неминуче перетворює свою планету на велетенський смітник. Природа не має механізму утилізації та знищення відходів, вироблених людським суспільством, тому останні накопичуються в біосфері в геометричній прогресії. З надр Землі щорічно видобувається до 1000 млрд т різних порід, спалюється близько 1 млрд т умовного палива, викидається в атмосферу до 20 млрд т диоксиду вуглецю, до 300 млн т оксиду вуглецю, 50 млн т диоксиду азоту та інших шкідливих речовин. У біосферу потрапляє близько 50 % видобутих з надр металів, 30 % хімічної сировини. Невпинно зростає кількість побутових відходів. На рис. 1.8 наведено темпи зростання міських відходів на душу населення за три роки [ 4, 5, 11]. При низькому рівні технології переробки та уніфікації відходів існує значна загроза для біосфери великих і середніх міст. Щорічно до вже існуючої їхньої кількості додається близько 150 млрд т твердих, рідких і газоподібних відходів [1].

Рис. 1.8. Зростання міських відходів (кг на душу населення)

Від постійного зростання обсягу відходів, утилізація і складування яких перебувають на дуже низькому рівні, навіть у високорозвинутих країнах, відбувається їхнє накопичення на величезних територіях, що призводить до заміни природних ландшафтів на техногенні. Тільки в Україні площа, зайнята відходами (відвалами, териконами, шламонакопичувачами тощо), зросла на 160 тис. га. Таким чином, території, використання яких у народному господарстві могло б принести значні прибутки, втрачені, мабуть, назавжди. Кількість накопичених у сховищах відходів щороку зростає, і нині в Україні загальна маса відходів, сконцентрованих у поверхневих сховищах, перевищила 25 млрд т, тобто на кожного жителя України припадає понад 400 т відходів [11]. З них об’єм лише токсичних відходів (у сховищах організованого складування) перевищив 5 млрд т.

Динаміка накопичення токсичних відходів усіх класів небезпеки у сховищах організованого зберігання в Україні наведена на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Динаміка накопичення токсичних відходів (тис. т)

Ситуація, що склалася в Україні з накопиченням відходів, викликає тривогу, бо навіть, не зважаючи на спад виробництва, вона не поліпшується. Місця їх нагромадження часто не відповідають санітарно-гігієнічним нормам. Переважна кількість відходів (понад 80 %) потрапляє у поверхневі сховища, значна кількість - у неорганізовані сховища. Такий перебіг подій ускладнюється недосконалими технологіями переробки відходів, відсутністю безвідходних технологій виробництва та належного дієвого нормативно-правового забезпечення, яке дозволило б обмежило обсяги відходів.

Останнім часом антропогенна міграція хімічних елементів стала домінуючим чинником впливу на навколишнє середовище. У процесі переробки сировини утворюється багато нових сполук. Процес їхнього утворення можна поділити на спонтанний і цілеспрямований (тобто за заздалегідь визначеними вимогами до параметрів нового елемента).

Внаслідок спонтанного процесу, який найчастіше виникає при техногенних катастрофах або неконтрольованому збереженні значних обсягів виробничих відходів, з'являються раніше невідомі науці мінерали, їх сполуки і радіонукліди (так, у шахтних териконах зареєстровано появу раніше невідомих карбідів заліза, а в надрах 4-го енергоблоку ЧАЕС, що вибухнув, знайдено невідомі мінерали, що містять уран, цирконій, кремній тощо) [1].

Сьогодні синтезовано близько 10 млн нових речовин, виробляється у великих масштабах 50 тис., а в особливо великих - 5 тис. сполук. При цьому близько 9/10 первинно видобутої сировини в процесі технологічної переробки йде у відходи.

Катастрофічних розмірів досягло забруднення Світового океану нафтопродуктами, ядохімікатами, синтетичними миючими речовинами, нерозчинними пластиками, сміттям, іншими відходами, зокрема радіоактивними. Щорічно у Світовий океан потрапляє понад 30 тис. різноманітних хімічних сполук кількістю до 1,2 млрд т. Антропогенний внесок у забруднення Світового океану токсикантами такий: поліхлорвінілові біфеніли (ПХБ) і пестициди - 100%, свинець – 92 %, нафтопродукти - 88%, ртуть - 70%, кадмій - 50% [15]. Лише забруднення нафтою та нафтопродуктами здатне завдати непоправних збитків океанічним організмам, істотно змінити теплообмін та вологообмін. На рис. 1.10 представлено основні джерела забруднення нафтою Світового океану та їхній кількісний внесок [2].

Рис. 1.10. Основні джерела забруднення нафтою Світового океану
(млн т на рік)

Через корабельні аварії та аварії на морських промислах понад 20 млрд т розчинених і суспензованих речовин щорічно потрапляє у води Світового океану. Це негативно впливає на фауну та флору прибережної зони - зони найвищої біологічної продуктивності, що забезпечує існування аквакультури й дає близько 10 % світового вилову риби.

Антропогенне навантаження на Світовий океан постійно збільшується і спричинює деградацію морських екосистем, що, зрештою, призводить до негативних медико-гігієнічних наслідків для самої людини.

Зростання екологічної напруги виявляється у таких соціальних наслідках, як нестача продовольства у світі, зростання захворюваності населення, виникнення нових хвороб, екологічна міграція населення і поява екологічних біженців, локальні екологічні конфлікти, пов'язані зі створенням нових екологічно небезпечних для населення підприємств, вивіз токсичних технологій і відходів в інші держави тощо.

Порівняльний аналіз стану навколишнього середовища окремих держав світу свідчить про те, що нині Україна ще далека від екологічно сталого економічного розвитку і не має достатніх фінансових ресурсів для вирішення екологічних проблем. Виявом екологічної кризи в країні є: зміни генетичного фону людини та тварин, недостатня енергетична, мінерально-сировинна та продовольча забезпеченість розвитку цивілізації, демографічний дисбаланс, забруднення довкілля токсичними відходами тощо. Разом з тим Україні найближчими роками необхідно приєднатися до світового інтеграційно-цивілізаційного процесу, перейти до ринкової економіки, демократії, правової держави, громадянського суспільства.

1.3. Тенденції та характер змін надзвичайних ситуацій в Україні

Актуальність вивчення загальних тенденцій та характеру змін надзвичайних ситуацій природно-техногенного характеру в Україні та прогнозування ризиків, пов’язаних з ними, – важливий інструмент для адекватного реагування та пошуку оптимальних форм управління екологічною безпекою країни [6].

Відсутність надійних статистичних даних, єдиного методологічного апарату щодо оцінки наслідків катастроф та стихійних лих, математичних моделей прогнозування спричинюють розв’язання цієї проблеми надзвичайно важкою справою. Разом з тим отримання все більш надійного прогнозу загальної тенденції та характеру змін надзвичайних ситуацій стає нагальною потребою сьогодення у зв’язку з загостренням екологічних проблем в Україні.

Серед численних математичних методів, придатних для розв’язання даної проблеми, на думку автора, найперспективнішим є підхід, запропонований [17]. Цей метод розглядає питання, що пов’язані з розробкою математичних моделей на підставі інформації, за допомогою якої можна зробити науково обгрунтовані висновки щодо змін загального характеру та тенденцій надзвичайних ситуацій природно-техногенного походження [17,18,19].

У запропонованому розділі розглядаються питання, пов`язані з побудовою динамічних моделей в умовах обмеженої інформації. Встановлюється загальна структура автономних авторегресивних нестаціонарних математичних моделей, що збігаються з результатами спостережень. На основі синтезованих моделей розраховуються індекси розвитку процесів, що аналізуються, та визначаються області гарантованого оцінювання, будуються коридори розвитку моделюючих систем.

За даними МНС України у рр., на території України зареєстровано 652 природних і 2006 техногенних надзвичайних ситуацій (НС). Статистика НС, наведена в табл. 1.5 та 1.6, складена за щорічними звітами МНС України.

Таблиця 1.5

Надзвичайні ситуації природного характеру

S	ys*	1997	1998	1999
p1	геологічні небезпечні явища (землетруси, зсуви, провали)	21	31	18
p2	метеорологічні небезпечні явища	168	115	48
p3	гідрологічні небезпечні явища (повені, паводок)	32	50	16
p4	лісові та торф’яні пожежі	32	78	43
	Всього	253	274	125

Таблиця 1.6

Надзвичайні ситуації техногенного характеру

S	ys*	1997	1998	1999
t1	транспортні аварії	212	168	105
t2	пожежі, вибухи	201	204	182
t3	аварії з викидом (загрозою викиду) сильнодіючих отруйних речовин (СДОР)	26	24	16
t4	аварії з викидом (загрозою викиду) радіоактивних речовин (РР)	54	-	1
t5	раптове зруйнування споруд	80	72	69
t6	аварії на електроенергетичних системах	131	152	31
t7	аварії на комунальних системах життєзабезпечення	107	90	73
t8	аварії на очисних спорудах	4	1	-
t9	гідродинамічні аварії	1	2	-
	Всього	816	713	477

Попередні міркування про динаміку природних та техногенних НС можна розглянути по рис. 1.11 та 1.12, що ілюструють вищенаведені таблиці.

Рис. 1.11. Динаміка природних надзвичайних ситуацій

Рис. 1.12. Динаміка техногенних надзвичайних ситуацій<

Відзначимо, зокрема, що жоден із розглянутих процесів не задовольняє умові ys (1997) < ys (1998) < ys (1999), тобто не є монотонно зростаючим.

Монотонно спадаючими на рис. 1.11 є лише метеорологічні небезпечні явища, а на рис. 1.12 - транспортні аварії, аварії з викидом (загрозою викиду) сильнодіючих отруйних речовин (СДОР), раптове зруйнування споруд, аварії на комунальних системах життєзабезпечення, аварії на очисних спорудах.

1.3.1. Індекси розвитку

У рамках розробленого підходу до проблеми побудови динамічних моделей в умовах обмеженої доступної статистичної інформації тринадцяти розглянутим процесам маємо

yp1 (k), ..., yp4 (k), yt1 (k), ..., yt9 (k), k  [1997, 1999],

заданим табл. 1.5 та табл. 1.6, може бути поставлена система нестаціонарних автономних моделей:

Ys(k+1) = , s = p1, ..., p4, t1, ..., t9

(1.1)

де

asi(k) =

Для процесів, що спостерігаються на проміжку [k0, k1], рівняння (1.1) визначені при будь-якому k  [k0 - n + 1, k1 - 1] і будь-якому n, обраному з умови n  [1, nmax], де nmax = k1 - k0. У нашому випадку k0 = 1997, k1 = 1999, так що nmax= 2 і рівняння (1) можуть бути визначені тільки при k  [1997, 1998], якщо n = 1, і тільки при k = 1998, якщо n = 2.