Введение к работе
Актуальность работы.
При организации территориальных природно-технических комплексов (ТПТК) все большую актуальность приобретает проблема повышения эффективности функционирования производственных систем различного типа по экологическим и технологическим критериям. Задачи мониторинга и эколого-технологического нормирования воздействия промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных производств на природные экосистемы требуют комплексного системного подхода.
Значительно возросшие требования к обоснованию и обеспечению допустимого воздействия производственных систем на окружающую среду могут быть достигнуты только путем использования в основных производствах современных и перспективных технологий, а также современных систем и оборудования очистки и доочистки сточных вод, содержащих опасные загрязняющие вещества.
Современные технологии должны использоваться не только в процессах основного производства конкретной продукции, но при реализации природоохранных мероприятий, а также на этапе вывода предприятия из эксплуатации по окончании жизненного цикла.
Условия экологических разрешений для субъектов ТПТК предопределяют весь комплекс экологического мониторинга и природоохранных мер, которые должны обеспечить высокий уровень защиты окружающей среды в целом. При этом должна быть поставлена и решена задача оптимизации распределения квот нагрузки между субъектами ТПТК по критерию минимизации затрат.
Регионально-бассейновый подход не нашел должного применения в инженерной практике при эколого-технологическом нормировании техногенной нагрузки из-за отсутствия алгоритмов и методик учета специфики потоков опасных загрязняющих веществ.
Именно поэтому вопросы организации ресурсосберегающих и экологичных производственных систем, предусматривающие разработку алгоритмов и методик эколого-технологического мониторинга и нормирования нагрузки, а также путей и средств достижения расчетных нормативов в соответствии с комплексными экологическими разрешениями обладают научной новизной и актуальностью.
Цель исследования.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности производственных систем для территориального природно-технического комплекса на основе разработки методик и алгоритмов эколого-технологического нормирования с учетом специфики потоков опасных загрязняющих веществ для снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду.
Задачи исследования.
Для достижения поставленной цели в диссертации поставлены следующие задачи исследования:
анализ и сопоставительные оценки соответствия российских и международных нормативных документов по целевым опасным загрязняющим веществам;
разработка методик и алгоритмов расчета допустимой массы сброса на основе эколого-экономической оптимизации водоохранных мероприятий;
разработка методики эколого-технологического нормирования антропогенной нагрузки на основе зависимости между величинами норм допустимого сброса и уровнем экологичности производственных систем;
разработка методик и алгоритмов оценки эффективности инвестиций в маркетинг производственных систем ТПТК;
обоснование выбора и стратегии развития направления «технология нитриденитрификации и дефосфотации/аэрационные системы».
Методы исследования. Методологическую и общетеоретическую базу исследований составляют теоретические основы системного анализа воздействия производственных систем на окружающую среду в рамках ТПТК, численные методы анализа и математического моделирования, методы оценки риска маркетинговых стратегий
Основные теоретические результаты подтверждены при внедрении выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
-
Результаты анализа факторов и критериев, определяющих формирование структуры и границ территориальных природно-технических комплексов.
-
Методика и критерии оценки соответствия российских и между-народных экологических нормативов опасных загрязняющих веществ.
-
Методика повышения эффективности функционирования производст-венных систем на основе эколого-технологической оптимизации затрат на водоохранные мероприятия по заданным экологическим критериям.
-
Методика эколого-технологического мониторинга и нормирования нагрузки для предприятий территориального природно-технического комплекса.
-
Методика оценки экономической эффективности мероприятий по развитию направления «технология нитриденитрификации и дефосфотации/аэрационные системы».
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработана методика повышения эффективности функционирования производственных систем при заданных экологических и технологических критериях.
-
Разработан и обоснован метод по учету специфики потоков опасных загрязняющих веществ для обеспечения норм допустимых сбросов (НДС) сточных вод ТПТК.
-
Предложена технология нитриденитрификации и дефосфотации биологической очистки стоков для достижения НДС сточных вод в соответствии с квотами в ТПТК.
-
Разработан алгоритм определения допустимой массы сброса для каждого субъекта территориального природно-технического комплекса.
-
Разработаны методики эколого-технологической оптимизации водоохранных мероприятий для производственных систем ТПТК по уровню капитальных затрат, стоимости природоохранных мероприятий, а также величине ущерба при минимизации вреда водному объекту.
Практическая ценность. Практическая ценность полученных в диссертации результатов заключается в следующем:
-
Предложены мероприятия по управлению и повышению экологичности производственных систем на основании комплексного подхода к мониторингу и анализу потоков опасных загрязняющих веществ .
-
Предложенный системотехнический принцип повышения эффектив-ности функционирования производственных систем ТПТК позволил обосновать подчиненные связи между качеством окружающей среды, нормами допустимых воздействий (НДВ) и допустимых сбросов.
-
Введенный критерий экологической эффективности позволил получить интегральную оценку воздействия ТПТК на окружающую среду по частным технико-экологическим показателям отдельных производств территориального природно-технического комплекса.
-
Предложенный алгоритм оценки воздействия отдельных видов продукции на окружающую среду может быть использован на протяжении всех этапов жизненного цикла (ЖЦ) этой продукции.
-
Предложен механизм выбора стратегии маркетинговой деятельности для достижения заданного уровня объема продаж и прибыли и увеличения доли рынка.
-
Обоснован выбор величины вреда, оказываемого водному объекту от субъектов территориального природно-технического комплекса в качестве целевой функции при эколого-экономической оптимизации .
Результаты работы использованы в Балтийской дирекции по техническому обеспечению и надзору на море в соответствии с планом природоохранных мероприятий Росприроднадзора «Мониторинг состояния загрязнения вод и биоты Невской губы и восточной части Финского залива».
Разработанные научные результаты использованы в ЗАО «Креал», а также в научной и практической деятельности лаборатории экологического нормирования при Санкт-Петербургском государственном технологическом университете растительных полимеров и ОАО «Гидроэконорма».
Результаты диссертационного исследования использованы в учебном процессе при подготовке магистров по специальностям «Управление качеством» и «Инноватика» в Санкт-Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения.
Апробация.
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XII Международной конференции «Организация природо-охранной деятельности, повышение эффективности природопользования и экологической безопасности» (С.-Петербург, 2003), Международной научно-технической конференции PAP-FOR (С.-Петербург, 2004 г.), Международном экологическом форуме «День Балтийского моря» (С.-Петербург, 2005, 2006 гг.), Международном форуме «Рациональное природопользование» (Москва, 2005 г.), Международной конференции «Новейшие технологии для целлю-лозно-бумажной промышленности» (С.-Петербург, 2007 г.), Международном конгрессе «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК (Москва, 2008 г.), Международной конференции COHIBA «Контроль за опасными веществами в регионе Балтийского моря» (Хельсинки, 2011 г.), Международном конгрессе «Цели развития тысячелетия и инновационные принципы устойчивого развития Арктических регионов» (С.-Петербург, 2011 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 работы, в том числе 12 статей, из которых 4 опубликованы в изданиях, рекомендованных Перечнем ведущих рецензируемых научных изданий Минобрнауки РФ, 12 тезисов докладов; 6 работ опубликованы без соавторов.
Объем и структура работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заклю-чения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 179 страниц, в том числе 34 таблицы и 39 рисунков. Список использованных источников включает 145 наименований.
