АНАЛИЗ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
В ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина, г. Астана, Казахстан
*****@***ru
Обеспечение экологической безопасности и рационального природопользования требует развития методологической базы оценки, анализа производственной деятельности предприятий и принятия научно-обоснованных оптимизационных решений. Интенсивность техногенного пресса в геотехнических системах (ГТС) определяется мощностью и спецификой системообразующего техногенного ядра, в качестве которого рассматриваются промышленные объекты. Природные и техногенные массо-, энергообменные потоки в ГТС способствуют перераспределению отходов производства за счет процессов миграции, трансформации и аккумуляции в различных геологических сферах. Объектно-ориентированный инженерно-экологический анализ посредством подбора и систематизации приемов оценки экологической безопасности позволяет без сложных исследований изучить механизм взаимодействия и межкомпонентные связи составляющих ГТС.
На уровне «черного ящика» такая система представляет собой равенство входных и выходных параметров, т. е. на данном этапе можно ограничиться рассмотрением только материальных потоков. Балансовое уравнение системы имеет вид: Мс+Мр –Мо–Мп= 0 (1)
где Мс, Мр, Мо, Мп – массы соответственно: сырья и материалов, местных природных ресурсов, отходов производства, готовой продукции и реализуемых на стороне отходов.
На уровне «серого ящика» уже рассматривается связь техногенного ядра ГТС с атмосферой, гидросферой, литосферой и биотой. Балансовые уравнения на уровне «серого ящика» показывают их тесную связь не только с техногенным ядром, но и между собой. При этом перенос массы и энергии внутри ГТС подчиняется тем же закономерностям, которые сложились в обычных физико-химических системах. Интегральная сумма переменных в ГТС может быть обобщена в виде закона внутреннего равновесия. Отходы мигрируют в природной среде за счет взаимообменных потоков, аккумулируются в соответствующих геологических сферах и трансформируются, вступая в химические реакции. Такое исследование сводится к количественному определению дифференцированных по блокам - предприятиям производственных отходов и количественной оценке того вклада, который вносят обменные потоки загрязняющих веществ. Ограниченность применения системного анализа при исследовании обменных потоков по принципу дробления структуры систем геологических сфер требует применения более результативных количественных методов.
Важным выходным показателем оптимизационных решений в плане сохранения динамического равновесия составляющих ГТС может служить поддержание приемлемого баланса искусственно преобразованных площадей и естественных площадей, входящих в ГТС. При этом должны учитываться как ресурсная возможность региона и возможность ассимилировать токсичную массу, образующуюся в средообразующем техногенном ядре ГТС, так и возможности повышения потенциала естественной (природной) подсистемы. Следуя сложившимся закономерностям соотношения площадей для естественных и преобразованных экосистем [ Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). М.:Россия молодая,1994, - с.363] можно предположить, что устойчивое функционирование ГТС будет находиться в области соотношения площадей техногенной и природной подсистем 40:60(%), где запас 20% обеспечит устойчивость системы при аварийных выбросах токсичных веществ. Предельно допустимая техногенная нагрузка на природную подсистему должна быть ориентирована на потенциал самоочищения последней.
Возможность использования предлагаемой методологии системного анализа, которая также дополняется термодинамическими методами, успешно проверена при оценке экологического состояния ГТС, сформированной химическими и теплоэнергетическими предприятиями.
