Экология и охрана природы : Совершенствование системы управления охраной окружающей среды

Совершенствование системы управления охраной окружающей среды

83

Содержание

• Введение
• 1. Анализ системы управления состоянием окружающей среды в Юго-Западном районе г.Москва
• 1.1 Общая характеристика Юго-Западного района
• 1.2 Состояние окружающей среды в районе
• 1.3 Нормативно-правовая база управления состоянием окружающей среды
• 1.4 Функции органов муниципальной власти в управлении состоянием окружающей среды
• 1.5 Управление состоянием окружающей среды в Юго-Западном районе г.Москва
• 2. Исследование методов оценки загрязнения окружающей среды
• 2.1 Методики оценки загрязнения атмосферы
• 2.2 Методики оценки загрязнения водных ресурсов
• 2.3 Методики оценки загрязнения почв
• 2.4 Анализ унифицированных программ расчета степени загрязнения окружающей среды
• 3. Использование информационных систем управления состоянием окружающей среды
• 3.1 Структура программы
• 3.2 Работа с разделами программы
• 4. Определение экономической эффективности внедрения информационной системы управления состоянием окружающей среды
• 4.1 Расчет затрат на внедрение предложений
• 4.2 Технико-экономическое обоснование проекта
• 4.3 Экономическая эффективность
• 5. Факторы экологической безопасности в Юго-Западном районе г.Москва
• 5.1 Анализ опасных и вредных факторов в районе
• 5.1.1 Запыленность воздуха
• 5.1.2 Метеорологические условия
• 5.1.3 Интенсивность шума и вибрации
• 5.2 Разработка мер по обеспечению безопасности населения Юго-Западного района г.Москва
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

Экологическая экспертиза занимает особое место в механизме действия экологического права России.. Она проводится в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий соответствующей деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы. Таким образом, экологическая экспертиза выполняет функцию предупредительного экологического контроля. По некоторым оценкам, предотвращение загрязнения природной среды обходится в четыре - пять раз дешевле, чем ликвидация негативных последствий экологически необоснованных решений. Экспертиза является также инструментом поддержания экологического правопорядка в правотворчестве, в хозяйственной, управленческой и иной деятельности, обеспечения соблюдения и охраны права каждого на благоприятную окружающую среду, источником разнообразной экологически значимой информации, средством доказывания при разрешении споров.

Актуальность работы определяется практическими потребностями своевременного предсказания наиболее опасных экологических ситуаций в мегаполисе, связанных с высоким уровнем загрязняющих примесей и обусловленных комплексом неблагоприятных метеорологических условий.

Целью настоящего дипломного проекта является разработка мероприятий по совершенствованию системы управления охраной окружающей среды в Юго-Западном районе г.Москва.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. дана общая характеристика Юго-Западного района г.Москва, охарактеризована экологическая обстановка в районе;

2. проанализированы правовые основы управления охраной окружающей среды;

3. проанализировано состояние системы управления охраной окружающей среды в Юго-Западном районе г.Москва;

4. дана характеристика основным методом определения степени загрязнения окружающей среды;

5. рассмотрены комплексные программные комплексы оценки загрязненности окружающей среды и дана подробная характеристика программного комплекса «Гарант-Универсал»;

6. рассчитана экономическая эффективность внедрения данного программного комплекса в работу администрации Юго-Западного района г.Москва;

7. проведена оценка экологического состояния района и разработаны мероприятия по повышению экологической безопасности населения района.

Таким образом, объектом данного исследования является Юго-Западный район г.Москва, предметом - состояние системы управления охраной окружающей среды в данном районе.

Дипломная работа написана на 90 листах и состоит из введения, пяти глав, разбитых на параграфы, заключения и списка использованной литературы.

1. Анализ системы управления состоянием окружающей среды в Юго-Западном районе г. Москва

1.1 Общая характеристика Юго-Западного района

Юмго-Зампадный администратимвный омкруг (ЮЗАО) находится на юго-западе Москвы. Округ занимает территорию 111,4 кв.км (10,3% территории Москвы), образован за границами исторического города и простирается от площади Гагарина за пределы кольцевой автомобильной дороги (МКАД). Общая численность жителей округа по состоянию на 1 января 2004 года 1188,2 тыс.человек, что составляет 11,43% населения Москвы. Плотность населения округа (10,6 тыс.чел. на 1 кв.км) выше, чем по городу в целом.

Структура использования земель Юго-Западного района г.Москва отражена в табл. 1.1

Таблица 1.1

Структура использования земель Юго-Западного района г.Москва

Структура населения округа отражена в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Структура населения Юго-Западного округа г.Москва

Основные характеристики Юго-Западного округа г.Москва отражены в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Характеристика Юго-Западного округа г.Москва

На территории ЮЗАО расположены:

- Президиум Российской Академии Наук

- 160 научных учреждений, в том числе 71 институт РАН

- 23 промышленных предприятия

- 14334 предприятий малого бизнеса

В ЮЗАО сосредоточен цвет российской науки, расположены крупнейшие научно-исследовательские институты РАН, известные ВУЗы, ведущие научно-производственные организации, успешно развивается малый и средний бизнес.

В институтах РАН проводятся фундаментальные и поисковые исследования в области физики (квантовая физика, низкотемпературные квантовые наноструктуры, физика сверхсильных лазерных полей), химии (новые подходы к химии топлив и химической электроэнергетике, синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе), математики (математическое моделирование и интеллектуальные системы), экономики (прогноз развития экономики России с учетом новых мировых интеграционных процессов), прикладные исследования (биотехнологии для получения активных веществ для медицины и сельского хозяйства, разработки в области оптического приборостроения, создание пневмоакутических установок и шумозаглушающих покрытий).

Российская Академия Наук участвует в деятельности 240 международных научных неправительственных организаций, во всех крупных программах, проектах и исследованиях, финансируемых ООН, ЮНЕСКО, МАГАТЕ, ВМО.

В ЮЗАО находятся 7 государственных вузов - Российский университет дружбы народов (РУДН), Российский государственный медицинский университет (РГМУ), Московский геологоразведочный институт им. С.Орджоникидзе, Юридический институт МВД, Академия нефти и газа им. Губкина, а также филиал МГАПУ - Педагогический институт физической культуры. В округе работают 7 негосударственных ВУЗов.

Среди научно-производственных предприятий ЮЗАО можно выделить такие, как ФГУП «НПП «Торий» (приборы микроволновой электроники), ФГУП НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха (приборы на основе импульсных твердотельных лазеров), ГУП «НПЦАП им. Н.А. Пилюгина» (автоматизированные системы управления), ВНИИНС (разработка программного обеспечения, компьютерные технологии для широкого спектра объектов), ОАО «НИИ технического стекла» (разработка и производства изделий из стекла высокой прочности), Акустический институт им. Н.Н. Андреева (разработка систем пожаротушения), Всероссийский научно - исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) (научные исследования и разработки лекарственных средств нового поколения), ОАО «НИИ вычислительных комплексов им. М.А.Карцева» (разработка автоматизированных систем обеспечения безопасности объектов).

На территории ЮЗАО нет промышленных гигантов и крупных производств. В округе расположены предприятия обрабатывающей, пищевой и легкой промышленности. Продукция таких предприятий, как ЗАО «Фирма «Черемушки», ЗАО ПШО «Москва», КБК «Черемушки», ЗАО «Победа» и других хорошо известна в Москве и за ее пределами.

Распределение малых предприятий ЮЗАО по видам экономической деятельности:

- оптовая и розничная торговля; ремонт автотранспортных средств, мотоциклов, бытовых изделий и предметов личного пользования - 7351(51,3%)

- операции с недвижимым имуществом, аренда и предоставление услуг - 2105 (14,7 %)

- обрабатывающие производства - 1769 (12,3 %)

- транспорт и связь - 1007 (7,0 %)

- строительства - 995 (6,9 %)

- предоставление прочих коммунальных, социальных и персональных услуг, гостиницы и рестораны - 699 (4,9 %)

- финансовая деятельность - 302 (2,1 %)

- прочие - 106 (0,7 %).

Продукция и разработки предприятий малого предпринимательства отличаются высоким уровнем качества. Продукция ООО «Роскардиоинвест», ЗАО «Нейтрино» (разработка и производства искусственных клапанов сердца) и ЗАО «Элестим - кардио» (электронные кардиостимуляторы), работающих в сфере высоких технологий, не уступает зарубежным аналогам, а по некоторым параметрам превосходит их. Успешно конкурирует с зарубежными фирмами ООО «ВИСКО.М» - производитель высококачественной осветительной техники.

Приоритетные целевые программы:

- Комплексная целевая программа развития и поддержки малого предпринимательства

Юго-Западного административного округа города Москвы на 2007 - 2009 гг.;

- Городская целевая программа по обеспечению субъектов малого предпринимательства нежилыми помещениями;

- Окружная комплексная программа промышленной деятельности в ЮЗАО г. Москвы на 2007-2009 гг.

1.2 Состояние окружающей среды в районе

Юго-западный административный округ (ЮЗАО), созданный в 1991 году, занимает 111,7 квадратных километров. Здесь проживает более миллиона человек. Округ располагается на юге столицы, на правом берегу Москвы-реки, он занимает центральную, наиболее высокую часть Теплостанской возвышенности, а на пересечении улиц Профсоюзная и Теплый Стан располагается высшая точка Москвы - 256 метров.

На территории округа большое количество рек (12) и прудов (85).

«Легкими столицы» называют ЮЗАО, на территории которого расположены такие крупные зеленые массивы, как природный Битцевский лесопарк, ландшафтный заказник «Тропаревский парк», Воронцовский и другие парки. К тому же «роза ветров» в Москве расположена так, что ветры дуют чаще всего с юго-запада. И воздух, проходя лесопарковые зоны, приходит в Москву чистым и свежим, а для жителей округа и его гостей зеленые массивы - это еще и хорошо обустроенные места отдыха.

Несмотря на относительно высокую плотность населения (более 9 тысяч человек на квадратный километр), Юго-Запад - один из наиболее благополучных в экологическом плане округов столицы.

Одним из важных показателей, характеризующих состояние окружающей среды в районе, является уровень заболеваемости населения.

В Юго-Западном округе у детского населения первичная заболеваемость и распространенность практически по всем классам болезней не превышает среднемосковские уровни. Общая заболеваемость подростков выше средних по городу уровней на 9%, заболеваемость болезнями эндокринной системы -- на 28%, мочеполовой системы -- на 37%, кожи и подкожной клетчатки -- на 56%. Распространенность болезней органов дыхания, в т.ч. астмы, эндокринной, мочеполовой системы, кожи и подкожной клетчатки также превышают средние по Москве показатели.

В последние годы на территории округа наметилась тенденция к росту заболеваемости ожирением среди подростков (рис. 1.1) и взрослых. Показатели заболеваемости выше среднегородских уровней у подростков в 1,7 раза, у взрослых -- в 2,0 раза.

Рис. 1.1 - Динамика заболеваемости подростков ожирением в ЮЗАО

В 2006 году уровни распространенности и заболеваемости среди взрослого населения Юго-Западного округа болезней эндокринной системы (рис. 1.2) являются самыми высокими среди всех округов города Москвы.

Спецификой инфраструктуры Юго-Западного округа является отсутствие крупных промышленных предприятий. Исключение составляет территория районной Управы Коньково, где размещена промзона «Воронцово». Главным источником загрязнения атмосферного воздуха являются выбросы от автотранспорта. В 2006 году, по данным маршрутных постов, состояние атмосферного воздуха было хуже, чем в 2005 году. На четырех из пяти маршрутных постов увеличилось количество проб, превышающих ПДК. В зонах влияния крупных автомагистралей округа отмечаются высокие уровни заболеваемости населения, особенно детского, болезнями органов дыхания, в т.ч. бронхиальной астмы, кровообращения.

Рис. 1.2 - Распространенность заболеваемости взрослого населения болезнями эндокринной системы в Москве и административных округах в 2006 году

К наиболее неблагоприятным территориям округа в 2006 году по уровням заболеваемости населения относятся районы Ломоносовский и Котловка. На указанных территориях отмечается тенденция к росту заболеваемости или стабильно высокая заболеваемость населения.

В районе Ломоносовский из года в год регистрируется высокая распространенность заболеваемости детей и подростков болезней крови, органов дыхания и пищеварения, эндокринной системы; в районе Котловка -- высокие показатели заболеваемости болезнями органов дыхания и эндокринной системы.

Проведенный в 2006 году сравнительный анализ заболеваемости населения по административным округам, в сравнении с аналогичными показателями по Москве в целом показал, что как распространенность, так и заболеваемость во всех группах населения в большинстве округов имеет тенденцию к стабилизации или незначительному увеличению по отношению к предшествующему 2004 году.

1.3 Нормативно-правовая база управления состоянием окружающей среды

Конституция РФ, конституции и уставы субъектов Российской Федерации в целом достаточно полно определяют правовые основы обеспечения и защиты экологических прав граждан, однако складывающаяся в стране экологическая обстановка свидетельствует, что система данной отрасли законодательства несовершенна и не имеет действенного механизма реализации Конституция Российской Федерации от 12.12.1993 (в ред. Федерального конституционного закона от 21.07.2007 №5-ФКЗ) // Российская газета, №237, 25.12.1993..

Представляется необходимым изложить свои взгляды на проблемы и тенденции развития важнейших институтов конституционного экологического законодательства (ст. 42 Конституции РФ).

1. Права граждан на благоприятную, здоровую окружающую среду.

Право на благоприятную окружающую среду - одно из основных естественных прав человека. Оно, как и право на жизнь, признанное ст. 20 Конституции России, - право, данное самой природой. Право каждого на благоприятную окружающую среду, как и право на жизнь, впервые закреплено в России в Конституции 1993 г. Как отмечалось выше, на международном уровне, право на жизнь было закреплено во Всеобщей декларации прав человека, а позже и в Международном пакте о гражданских и политических правах. Право на жизнь объединяет с правом на благоприятную окружающую среду то, что первое, несомненно, связано с качеством окружающей среды, в которой проживает человек. Жизнь людей не должна укорачиваться из-за игнорирования экологических требований Топорнин Б.Н. Вступительная статья // Конституция Российской Федерации. Комментарий. М., 1994..

По имеющимся данным, состояние здоровья человека на 20 - 30% определяется условиями среды его обитания.

В той части, в какой право на жизнь связано с охраной природной среды, оно может защищаться способами и средствами, предусмотренными законодательством о защите экологических прав граждан. Право на жизнь объективно будет обеспечиваться и защищаться посредством обеспечения реализации и защиты права на благоприятную окружающую среду.

Для обеспечения наиболее эффективного соблюдения и защиты права на благоприятную окружающую среду большое теоретическое и практическое значение имеет определение его содержания. Российское законодательство не определяет понятие "благоприятная окружающая среда", хотя в данном контексте в нем имеются юридически значимые критерии. Прежде всего они выражены системой нормативов охраны окружающей среды и лимитов природопользования. Система таких нормативов и лимитов, а также общие требования к их разработке определены Законом "Об охране окружающей среды Федеральный закон Российской Федерации от 10.01.2002 №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (в ред. Федерального закона от 26.06.2007 №118-ФЗ) // Российская газета, №6, 12.01.2002.". Другая его важнейшая характеристика касается ресурсоемкости (неистощимости) природных богатств.

Благоприятная окружающая среда означает также способность удовлетворять эстетические и другие потребности человека, сохранить видовое разнообразие. Поддержание благоприятного состояния окружающей среды с целью удовлетворения этих потребностей и сохранения способностей природы обеспечивается созданием и регулированием режима особо охраняемых природных территорий и объектов, рекреационных зон и иных территорий.

Право на благоприятную окружающую среду - одно из фундаментальных и всеобъемлющих субъективных прав человека и гражданина, затрагивающих основы его жизнедеятельности, связанных с поддержанием нормальных экологических, экономических, эстетических и иных условий его жизни. Другие экологические права граждан, предусмотренные Конституцией РФ и иными законами, по существу, служат средством реализации права на благоприятную окружающую среду.

Вопрос о характере потребностей человека в природе или о функциях природы по отношению к человеку лежит в основе экологических прав, в частности права на благоприятную окружающую среду. С правовой точки зрения ответ на вопрос о характере регулируемых потребностей, удовлетворяемых за счет ресурсов природы, зависит в большей степени от того, как в законе сформулировано право на окружающую среду.

По Конституции Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду. Представляется, что в Основном Законе это право сформулировано более удачно по сравнению с конституциями некоторых субъектов и стран ближнего зарубежья с точки зрения интересов человека. Поэтому с теоретической и практической точки зрения важно определить содержание понятия "благоприятная окружающая среда". Легальное определение этого понятия дано в Федеральном законе "Об охране окружающей среды". Благоприятная окружающая среда - окружающая среда, качество которой обеспечивает устойчивое функционирование естественных экологических систем, природных и природно-антропогенных объектов.

С точки зрения М.М. Бринчука Бринчук М.М. Теоретические основы экологических прав граждан // Государство и право. 2004. N 5., благоприятную окружающую среду целесообразно определить через характеристику не качества, а состояния. Состояние - понятие более широкое, так как оно включает как качественные, так и количественные характеристики окружающей среды. Характеристика качества не учитывает количественные аспекты состояния природы. Данное легальное определение не содержит юридических критериев благоприятного состояния среды, которые могли бы прояснить правовые аспекты обеспечения устойчивого функционирования естественных экологических систем, природных и природно-антропогенных объектов. Устойчивое функционирование естественных экологических систем и природных объектов - понятие естественных наук, привнесенное в Закон без какого-либо пояснения.

Кроме законодательного имеется достаточно обоснованное научное определение понятия благоприятной окружающей среды. Окружающая среда является благоприятной, если ее состояние соответствует установленным в экологическом законодательстве требованиям и нормативам, касающимся чистоты, ресурсоемкости, экологической устойчивости, видового разнообразия и эстетического богатства.

Анализ такого определения права на благоприятную окружающую среду показывает, что, реализуя свое право, человек может удовлетворить не только личные потребности, но и некоторые потребности, непосредственно не связанные субъективно с ним. Такие характеристики благоприятной окружающей среды, как экологическая устойчивость, видовое разнообразие, в основном выходят за пределы личных потребностей. Хотя, несомненно, экологически неустойчивая или деградированная с точки зрения видового разнообразия среда едва ли может считаться благоприятной. И поэтому действительно человек заинтересован в сохранении окружающей среды, и экологически устойчивой, и биологически разнообразной. С учетом таких рассуждений можно дать следующее достаточно обоснованное определение понятия "благоприятная окружающая среда" и рекомендовать именно такое определение при подготовке экологических законопроектов. Благоприятная окружающая среда - окружающая среда, состояние которой соответствует установленным в экологическом законодательстве требованиям и нормативам, касающимся незагрязненности, неистощимости, экологической устойчивости, видового разнообразия и эстетического богатства, обеспечивающая нормальную жизнь, здоровье и другие интересы человека.

К сожалению, юридическая практика сводит благоприятность преимущественно к соответствию состояния природных объектов экологическим и санитарно-гигиеническим нормативам качества окружающей среды (ПДК, ПДУ, НРБ и т.д.). Очевидно, что в этом случае защищенной оказывается только часть права, провозглашенного в ст. 42 Конституции РФ, а именно та, которая ограничивается рамками здоровой окружающей среды. Понятие "здоровая окружающая среда" связано с нормативами ПДК - предельно допустимых концентраций, а благоприятная окружающая среда - это не только здоровая (незагрязненная), но и ресурсоемкая, экологически устойчивая, эстетически богатая и разнообразная среда обитания человека.

Такого определения благоприятной окружающей среды придерживаются почти все специалисты по экологическому праву, оно стало фактически общепризнанным. Однако эти характеристики благоприятности окружающей среды не работают, они до сих пор не апробированы, не истребованы практикой, что в заметной степени предопределяет низкий коэффициент реализованности соответствующего права граждан. На уровне бытового и даже профессионального правосознания формируется представление о нежизнеспособности конституционной нормы. Разумеется, определяющую роль в этом играют экономические, организационные, идеологические гарантии, но частично острота проблемы может быть снята юридическими средствами. Прежде всего необходимо решить вопрос конституционного регулирования ряда экологических проблем в экологическом законодательстве, в первую очередь в Федеральном законе "Об охране окружающей среды", аналогичных законах субъектов Российской Федерации, раскрыть фундаментальные экологические права, которые закреплены в конституциях.

Право на благоприятную окружающую среду сравнимо лишь с естественным правом человека на жизнь и достойное существование. Поэтому необходимо более конкретно обозначить это право, придать ему приоритетное значение в системе прав человека, признав его важнейшим социальным правом. Возможно, даже следует принять специальный нормативный правовой акт РФ о реализации права на благоприятную окружающую среду с учетом экологических, правовых, медицинских (санитарно-гигиенических), биологических, эстетических и других важных его составляющих Алиев О.К. Конституционные основы охраны окружающей природной среды и природопользования: характеристика, проблемы, тенденции // Юрист, 2007, №4..

1.4 Функции органов муниципальной власти в управлении состоянием окружающей среды

Перечень полномочий субъектов Российской Федерации в области охраны окружающей среды определен Федеральным законом "Об охране окружающей среды" от 10 января 2002 года N 7-ФЗ. В частности, данным Федеральным законом установлено, что к полномочиям субъектов Российской Федерации относятся:

- участие в определении основных направлений охраны окружающей среды на территории субъекта;

- участие в реализации федеральной политики в области экологического развития Российской Федерации на территории субъекта Российской Федерации;

- принятие законов и иных нормативных правовых актов субъектов Российской Федерации в области охраны окружающей среды, а также осуществление контроля за их исполнением;

- принятие и реализация региональных программ в области охраны окружающей среды;

- участие в порядке, установленном нормативными правовыми актами Российской Федерации, в осуществлении государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга) с правом формирования и обеспечения функционирования территориальных систем наблюдения за состоянием окружающей среды на территории субъекта;

- осуществление государственного контроля в области охраны окружающей среды (государственного экологического контроля) на объектах хозяйственной и иной деятельности независимо от форм собственности, находящихся на территории субъекта Российской Федерации, за исключением объектов хозяйственной и иной деятельности, подлежащих федеральному государственному экологическому контролю;

- утверждение перечня должностных лиц органов государственной власти субъекта Российской Федерации, осуществляющих государственный экологический контроль (государственных инспекторов в области охраны окружающей среды субъекта Российской Федерации);

- установление нормативов качества окружающей среды, содержащих соответствующие требования и нормы не ниже требований и норм, установленных на федеральном уровне;

- организация и развитие системы экологического образования и формирование экологической культуры на территории субъекта Российской Федерации;

- обращение в суд с требованием об ограничении, о приостановлении и (или) запрещении в установленном порядке хозяйственной и иной деятельности, осуществляемой с нарушением законодательства в области охраны окружающей среды;

- предъявление исков о возмещении вреда окружающей среде, причиненного в результате нарушения законодательства в области охраны окружающей среды;

- ведение учета объектов и источников негативного воздействия на окружающую среду, государственный экологический контроль которых осуществляется субъектом Российской Федерации;

- контроль в установленном федеральным законодательством порядке платы за негативное воздействие на окружающую среду по объектам хозяйственной и иной деятельности, за исключением объектов, подлежащих федеральному государственному экологическому контролю;

- ведение Красной книги субъекта Российской Федерации;

- образование особо охраняемых природных территорий республиканского значения, управление и контроль в области охраны и использования таких территорий;

- участие в обеспечении населения информацией о состоянии окружающей среды на территории субъекта Российской Федерации;

- организация проведения экономической оценки воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности, осуществление экологической паспортизации территории.

Однако, давая оценку полноте полномочий субъектов Российской Федерации, необходимо учитывать одно очень важное обстоятельство. Большинство из указанных полномочий в законодательном порядке были изъяты у субъектов Российской Федерации в августе 2004 года с намерением передать часть из них на муниципальный уровень и возвращены субъектам лишь 1 января 2006 года.

В то же время такие полномочия, как:

осуществление государственного экологического контроля;

ведение учета объектов и источников негативного воздействия на окружающую среду;

контроль платы за негативное воздействие на окружающую среду - субъекты Российской Федерации имеют право реализовать лишь в отношении объектов хозяйственной и иной деятельности, не подлежащих федеральному государственному экологическому контролю, перечень которых должен утверждаться федеральным Правительством.

Кроме этого, наличие законодательно установленного дублирования целого ряда основополагающих полномочий органов государственной власти Российской Федерации и органов государственной власти субъектов Российской Федерации, таких как осуществление государственного экологического контроля, государственного экологического мониторинга, нормирования качества окружающей среды, администрирования платы за негативное воздействие на окружающую среду, в отсутствие утвержденных критериев разграничения этих полномочий, ограничивает возможности регионов эффективно реализовать указанные государственные полномочия.

Мы считаем, что совершенствование системы государственного управления в области охраны окружающей среды должно идти по пути делегирования регионам исключительных полномочий в сфере:

государственного экологического контроля;

администрирования платы за негативное воздействие на окружающую среду;

государственной экологической экспертизы.

Приведенные выше особенности российского природоохранительного законодательства в определенной степени снижают его функциональность, а также эффективность практического правоприменения. В связи с этим органы государственной власти субъектов Российской Федерации ведут большую работу с комитетами и депутатами Государственной Думы Российской Федерации, членами Федерального Собрания и руководством Правительства России, направленную на совершенствование федерального природоохранительного законодательства, в части более четкого разграничения полномочий федерального центра и регионов, а также предоставления последним исключительных полномочий в области самостоятельного решения вопросов охраны окружающей среды Ларочкина И.А. Полномочия субъектов Российской Федерации в сфере недропользования и охраны окружающей среды // Энергетическое право, 2006, №2..

1.5 Управление состоянием окружающей среды в Юго-Западном районе г. Москва

Формирование и реализация стратегии социально-экономического развития города Москвы и ее экологической политики должны быть взаимосвязаны и нацелены на достижение экологической безопасности, обеспечение конституционного права москвичей на благоприятную окружающую среду, создание комфортных условий их проживания и недопущение нанесения вреда окружающей среде.

Основным экологическим документом прошедшего десятилетия являлась разработанная и одобренная Экологическим консультативным советом при Мэре города Москвы в 1999 г. Концепция обеспечения экологической безопасности города Москвы на период до 2001 года и на более отдаленную перспективу.

Реализация положений Концепции создала основу для развития экологической политики города Москвы по целевым направлениям, что позволяет объединять экологические элементы принятых городских целевых программ в единую систему и обосновывать потребность в финансовых ресурсах для достижения устанавливаемых целевых экологических показателей.

Для формирования экологической стратегии с учетом целевых направлений ее развития разработана долгосрочная Экологическая доктрина города Москвы (далее -- Доктрина). Целевые показатели Доктрины -- это результаты, которые будут достигнуты при реализации экологических мероприятий, предусмотренных:

?? Городской целевой программой по энергосбережению на 2004-2008 гг. и на перспективу до 2010 года;

?? Целевой программой реорганизации производственных территорий города Москвы на период 2004 -- 2006 гг.;

?? Целевой долгосрочной программой по восстановлению малых рек и водоемов города Москвы на период до 2010 года;

?? Программой озеленительных работ города Москвы на 2005 г. и последующие годы;

?? Постановлением Правительства Москвы от 08.02.2005 г. № 51-ПП «О совершенствовании системы управления Природным комплексом (комплексом природных и озелененных территорий) города Москвы».

Выбор целевых показателей Доктрины обусловлен основными экологическими приоритетами, определенными Концепцией и экологической политикой Москвы.

Цель, установленная Экологической доктриной, состоит в реализации функции государственного регулирования деятельности хозяйствующих субъектов всех отраслей экономики и сфер социально-экономических отношений, организаций и граждан, при которой в системе принятия любых решений на всех уровнях городского управления учитывались бы и минимизировались их возможные негативные последствия для окружающей среды и здоровья населения.

Для достижения поставленной цели в Экологической доктрине устанавливаются на срок до 2010 г. и поэтапно обеспечиваются следующие целевые показатели:

1. Снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха не менее чем на 10 % по следующим загрязняющим веществам: оксиды азота, оксид углерода, акролеин, бензол, конденсированные ароматические соединения.

Целевые показатели по снижению выбросов в атмосферу сформированы на основании следующих целевых программ и нормативных документов города Москвы:

?? Схема теплоснабжения г. Москвы на период до 2020 г. (снижение выбросов от ТЭЦ ОПО «Мосэнерго» на 23 %. В настоящее время на 80 % территории Москвы, примерно на площади 835 км2, выбросы ТЭЦ «Мосэнерго» дают среднесезонные концентрации диоксида азота 5-10 мкг/м3, что составляет 0,2-0,3 ПДК. После реализации Схемы теплоснабжения площадь с концентрациями 5-10 мкг/м3 сократится до 30 % территории Москвы);

?? Городская целевая программа по энергосбережению на 2004-2008 гг. и на перспективу до 2010 г. (сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за период 2004-2010 гг. на 27717 тыс. т);

?? Программа перевода муниципального транспорта на газообразное моторное топливо (переход на моторные топлива, соответствующие по качеству современным европейским нормативам, обеспечивает снижение выбросов от автотранспортных средств на 10 %);

?? Проект целевой программы города Москвы «Снижение негативного воздействия автомобильного транспорта на экологию города Москвы на 2005-2007 гг.» (изменение структура автопарка позволит реализовать переход на нормы Евро-2, Евро-3 и приведет к снижению выбросов по оксидам азота на 20 %, по оксиду углерода на 35 %, по углеводородам на 52 %);

?? Проект Типового стандарта организации на бензины и дизельные топлива для автомобильной техники, эксплуатируемой в г. Москве (переход на моторные топлива, соответствующие по качеству современным европейским нормативам в соответствии с результатами расчета экологической эффективности от внедрения типового стандарта организации на бензины и дизельные топлива для автомобильной техники, эксплуатируемой в г. Москве, обеспечивает снижение выбросов от автотранспортных средств на 10 %).

2. Снижение заболеваемости населения на 5 % болезнями органов дыхания, в том числе пневмонией, аллергическим ринитом и бронхиальной астмой, болезнями органов кровообращения, онкологическими заболеваниями.

3. Реабилитация 500 га территорий водоохранных зон.

В соответствии с Целевой долгосрочной программой по восстановлению малых рек и водоёмов города Москвы на период до 2010 г. предусмотрены работы по благоустройству водоохранных зон.

4. Реабилитация 1500 га почвенного покрова.

Реабилитация почвенного покрова производится при осуществлении озеленительных работ и строительстве, реконструкции объектов жилищного и иного строительства; предусматривается планируемой программой по охране почв, ежегодно утверждаемыми Правительством Москвы программами озеленительных работ (создание новых объектов озеленения, капитальный ремонт и реконструкция существующих), 514-ПП от 27.07.04 «О повышении качества почвогрунтов в городе Москве» и Законом города Москвы «Об охране городских почв». Разработаны «Положение об организации сертификации почвогрунтов и их компонентов», «Правила сертификации почвогрунтов и их компонентов», «Порядок аккредитации органов по сертификации почвогрунтов и их компонентов».

5. Создание новых озелененных территорий на площади 200 га.

Предусматривается программой реорганизации производственных территорий города Москвы, программой восстановления растительных сообществ и биологического разнообразия на территориях ООПТ, градостроительными планами развития административных округов, ежегодно утверждаемыми Правительством Москвы программами озеленительных работ.

6. Достижение среднедушевого показателя водопотребления в жилищно-коммунальной сфере в размере 250 л/сут.

Реализации подпрограмм «Энергоэффективность в жилищно-коммунальном хозяйстве», «Энергоэффективность в социальной сфере» Городской целевой программы по энергосбережению на 2004-2008 годы и на перспективу до 2010 года.

7. Образование особо охраняемых природных территорий на площадях 4342 га.

Предложения по образованию ООПТ предусмотрены утвержденной Правительством Москвы Схемой развития и размещения ООПТ в г.Москве.

8. Цветочное оформление города (с учетом сезонной сменности) на площадях 900 тыс. м2.

Показатели по цветочному оформлению предусматриваются Генеральными схемами цветочного оформления (в 2004 г. были установлены плановые показатели по объемам цветочного оформления на площади 534,68 тыс. м2, фактически выполнены работы на площади 738,59 тыс.кв.м. По ЦАО в 2004 г. площадь, занимаемая цветниками, увеличилась на 5% по сравнению с 2003 годом), ежегодными Программами озеленительных работ и цветочного оформления, распорядительными документами Правительства Москвы по Городским фестивалям цветников города Москвы Снижение воздействия теплоэнергетики на окружающую среду и повышение энергоэффективности промышленных предприятий. Материалы конференции. М.: Эколайн, 2005..

Деятельность администрации Юго-Западного района г.Москва по управлению охраной окружающей среды ведется в соответствии с данной программой.

При этом необходимо отметить, что недостаточно четко поставлена система контроля за состоянием окружающей среды, при контроле состояния окружающей среды недостаточно полно используются современные информационные технологии, в связи с чем основные направления совершенствования системы управления охраной окружающей среды в Юго-Западном районе должны быть сосредоточены именно в сфере информатизации данного процесса.

2. Исследование методов оценки загрязнения окружающей среды

2.1 Методики оценки загрязнения атмосферы

Исходя из положений Федерального закона «Об охране атмосферного воздуха Федеральный закон Российской Федерации от 04.05.1999 №96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (в ред. Федерального закона от 31.12.2005 №199-ФЗ) // Собрание законодательства РФ, 03.05.1999, №18, ст. 2222.», для эффективного решения проблемы обеспечения чистоты воздушного бассейна необходим более комплексный подход, предусматривающий проведение сводных расчетов загрязнения воздушного бассейна городов (регионов) выбросами промышленности и автотранспорта, разработку и создание систем контроля и управления качеством воздушного бассейна в масштабах района, города, области и т.д.

До настоящего времени система управления качеством атмосферного воздуха осуществляется в основном на уровне отдельного природопользователя (предприятия) в ходе работ по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и установлению нормативов ПДВ.

Вместе с тем, одним из основных недостатков такой системы является отсутствие учета взаимовлияния совокупности промышленных источников и автотранспорта в городах (регионах) на атмосферный воздух, что сдерживает развитие системы управления качеством воздушного бассейна на городском и региональном уровнях. Решение этой проблемы приобретает и экологическую значимость, т.к. нередко выбросы источников загрязнения атмосферы, дислоцированные в одном регионе, наносят экологический ущерб на территории соседних регионов.

Существует два основных направления использования сводных расчетов при управлении взаимодействием человека и воздушного бассейна и, соответственно, их развития. В рамках первого направления сводные расчеты используются при определении нормативных, т.е. предельно-допустимых (с точки зрения выполнения экологических требований) значений характеристик источников загрязнения атмосферы (ИЗА). В рамках второго направления сводные расчеты используются для диагноза состояния качества атмосферного воздуха, соответствующего тем или иным реальным характеристикам ИЗА. Диагноз может относиться как к существующему загрязнению атмосферы, так и к возможному загрязнению воздуха в будущем прогнозируемому, например, по проектным данным ИЗА. Естественным развитием сводных расчетов, проводимых с указанными диагностическими целями, является создание систем расчетного мониторинга загрязнения воздушного бассейна.

Сводные расчеты могут проводиться на разных этапах нормирования выбросов. На этапе определения нормативных значений параметров ИЗА сводные расчеты могут использоваться в рамках двух несколько различающихся подходов.

§ в ходе определения для каждого предприятия города (региона) полей допустимых вкладов (квот) предприятий в формирование уровней приземных концентраций загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятиями, которые могут создаваться выбросами в атмосферу ИЗА каждого отдельного предприятия;

§ в городах (регионах), где определение полей квот не проводится, сводные расчеты могут быть использованы для оценки фоновых концентраций загрязняющих веществ (ЗВ), создаваемых выбросами всех ИЗА города (региона). При этом существенно, что фоновые концентрации, используемые при нормировании выбросов, должны рассчитываться по данным о параметрах ИЗА, соответствующих регламентной работе производств предприятия, а не при реальном их функционировании.

Подготовка и проведение сводных расчетов загрязнения атмосферы требует разработки методического обоснования их выполнения. По сравнению с разработками ведомственных проектов нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) для отдельных предприятий сводные расчеты имеют ряд специфических особенностей.

Объем исходной информации о промышленных выбросах изменяется от 2-3 тыс. источников и 100-120 вредных веществ для городов с населением 200-300 тыс.чел. до 10- 15 тыс. источников и 200-250 вредных веществ для городов с населением более 0.5 млн.чел. Это предъявляет особые требования к формированию базы данных, их сбору. Значительную сложность представляет определение состояния исходной информации, содержащей данные о выбросах в атмосферу, и ее анализ с точки зрения возможности использования для проведения сводных расчетов.

В частности:

§ анализ полноты и достоверности данных, включая информацию об изменении выбросов во времени;

§ выяснение необходимости разработки программ для ЭВМ - конвертеров данных, занесенных на машинный носитель с помощью различных программных средств;

§ анализ корректности описания источников с точки зрения используемых расчетных методов.

Как правило, исходная информация о выбросах разных предприятий имеет существенные временные различия в данных ее получения и согласования. Поэтому весьма важной является процедура корректировки исходных данных с учетом фактического объема производств рассматриваемых предприятий. Значительный объем исходной информации определяет необходимость разработки единой системы кодирования предприятий, основных производств и источников, а также формирование словаря примесей. При проведении расчетов загрязнения атмосферы для отдельных предприятий параметры источников (особенно с нестандартными характеристиками выбросов) нередко задаются разными типами, что обуславливает необходимость унификации подходов к стилизации источников и их параметров.

При подготовке к выполнению сводных расчетов необходим анализ нестационарности выбросов во времени как в разрезе отдельных предприятий, так и города в целом. В разрезе отдельных предприятий рассматриваются ситуации одновременности работы однотипного оборудования, а также количественные и качественные различия выделений (выбросов) на стадиях крупных технологических процессов (например, выплавка стали в электродуговых печах). В разрезе города анализируются и выявляются предприятия (или их основные производства), график работы которых отличается от графика работы основной массы предприятий.

Сводные расчеты должны учитывать выбросы как промышленности, так и автотранспорта. Если автотранспорт, находящийся на производственной территории подлежит учету в рамках проектов ПДВ, то для учета выбросов автотранспорта, движущегося по территории города, необходима постановка специальных натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков, расчет их выбросов для конкретных автомагистралей.

Поскольку на основании результатов сводных расчетов принимаются природоохранные решения, затрагивающие интересы различных субъектов права (как физических так и юридических лиц), методы, используемые при проведении расчетов, должны быть арбитражно защищены. В наибольшей степени такой арбитражной защищенностью обладают методы, утвержденные как нормативные. В настоящее время в РФ имеется только одна нормативная методика расчета загрязнения атмосферы по данным о выбросах ЗВ в атмосферу - это ОНД-86 ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1987 г..

При решении диагностических задач в качестве исходных данных для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы используются значения параметров ИЗА, характерные для периода, для которого проводится диагноз. Эти значения параметров ИЗА соответствуют реальному функционированию предприятия в период, для которого производится оценка качества воздуха, независимо от того, насколько близка работа предприятия к регламентному режиму. В качестве источников информации о реальных значениях параметров ИЗА в определенный период используются результаты инвентаризации выбросов или корректировок инвентаризации, проведенных в соответствующий период.

Наиболее оптимальной формой проведения сводных расчетов при решении задач диагностического характера является реализация их в рамках функционирования системы расчетного мониторинга качества атмосферы города (региона). При проведении расчетного мониторинга загрязнения атмосферы диагноз качества атмосферного воздуха, а следовательно, и сводные расчеты проводятся для каждого периода времени, на который разбивается весь годовой интервал: полугодия, сезона и т.д. Для обеспечения таких расчетов для каждого следующего расчетного периода требуется обновление информации о параметрах ИЗА.

Частота проведения расчетов определяется при этом возможностями системы сбора информации. При существующих возможностях сбора и обработки информации достаточно информативный мониторинг может быть реализован при частоте расчетов 1 раз в сезон или один раз в полугодие (холодное и теплое).

Результаты диагностических расчетов могут быть использованы при подготовке различных управляющих решений, связанных с учетом реальной экологической ситуации в городе (регионе) или с оперативным воздействием на нее, например, при:

§ обосновании распределения средств и других ресурсов на улучшение экологической обстановки в городе (регионе);

§ оптимизации перераспределения транспортных потоков, разработке схем регулирования транспортных потоков;

§ оценке качества атмосферного воздуха отдельных территорий и т.д.

Проведение сводных расчетов загрязнения атмосферы выбросами ИЗА всех предприятий и других объектов города (региона) на определенном этапе нормирования их выбросов предусмотрено ГОСТом 17.2.3.02-78 ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. М., Из-во стандартов, 1980..

Для обеспечения сводных расчетов должны применяться программные комплексы, удовлетворяющие требованиям к данной работе как по объему исходной информации, так и по интерпретации и анализу результатов расчетов. Для решения данной задачи необходима разработка алгоритма, позволяющего проводить детальный анализ результатов расчетов, определять предприятия, вносящие наибольший вклад в формирование общегородских зон повышенного загрязнения воздуха, разрабатывать требования к предприятиям города по снижению их вкладов в загрязнение воздушного бассейна.

К настоящему времени ФГУП НИИ «Атмосфера» разработало методологию организации и функционирования компьютерных банков данных о параметрах выбросов, проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы города выбросами промышленности и автотранспорта, определения допустимых вкладов предприятий (квот) в уровни приземных концентраций Методическое пособие по выполнению сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий и автотранспорта города (региона) и их применению при нормировании выбросов. Москва, 1999; Рекомендации по определению допустимых вкладов в загрязнение атмосферы выбросов загрязняющих веществ предприятиями с использованием сводных расчетов загрязнения воздушного бассейна города (региона) выбросами промышленности и автотранспорта. С.-Пб. НИИ Атмосфера, 1999 г., а также рекомендации по практическому использованию информации таких компьютерных систем для управления качеством воздушного бассейна.

Во исполнение Приказа Госкомэкологии № 66 от 16.02.99 г. «О применении системы сводных расчетов при нормировании выбросов» в 12 областях Российской Федерации территориальные органы Госкомэкологии РФ приступили к созданию компьютерных банков данных о выбросах промышленных предприятий и автотранспорта и внедрению системы сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленности и автотранспорта в практику воздухоохранной деятельности на базе программного комплекса «Эколог-Город». К настоящему времени наиболее полно развернуты работы в Госкомитетах по охране окружающей среды Пермской, Псковской и Новгородской областей, комитете по охране окружающей среды г. Воронежа. В Санкт-Петербурге на базе НИИ Атмосфера осуществляется поддержание работы в оперативном режиме компьютерного банка данных о выбросах промышленности и автотранспорта Санкт-Петербурга Миляев В.Б., Буренин Н.С., Канчан Я.С., Двинянина О.В. Управление качеством атмосферного воздуха на основе сводных расчетов загрязнения атмосферы. СПб: НИИ Атмосфера, 2000.. Использование данных методик показало свою эффективность и может быть рекомендовано к применению в Москве.

2.2 Методики оценки загрязнения водных ресурсов

Проведению водоохранных мероприятий должна предшествовать комплексная оценка антропогенной нагрузки на водные ресурсы. Водные бассейны, как известно, являются сложными динамическими системами, на что указывал профессор Ф.Н.Мильков Мильков ф.Н. Бассейн реки как парадинамическая ландшафтная система и вопросы природопользования // География и природые ресурсы. - 1981. - №4. - С. 18 - 25.. Речной бассейн следует рассматривать как парагенетическую систему, где отмечается взаимодействие сопряженных взаимозависимых элементов, связанных однонаправленным потоком вещества и энергии. Поэтому при оценке и прогнозе последствий антропогенного воздействия на водные ресурсы необходимо использовать:

1. Бассейновый подход, позволяющий оценивать динамику формирования стока, устанавливать пути движения вещества разной природы, определять степень устойчивости к антропогенному загрязнению, способствовать применению научно обоснованных систем природопользования Корытный Л.М. Геосистемно-гидрологический подход к природно-хозяйственному районированию // География и природные ресурсы. - 1991. - №1. - С. 161. - 164.. Привязка процессов антропогенного воздействия к определенным структурным элементам речной сети позволяет более четко проводить их корреляцию с природными условиями, прослеживать пути движения и рассеивания загрязняющих веществ, оценивать самоочищающие свойства речной системы.

2. Комплексное изучение факторов антропогенного воздействия и показателей ухудшения состояния водных ресурсов с учетом условий развития негативных процессов на речных водосборах определенных порядков.

3. Информацию о состоянии водных ресурсов, получаемую как методами наземного мониторинга, так и дистанционного зондирования Русинов П.С., Серябрякова Е.Д., Чалмаев Л.В. Рекомендации по использованию космической фотоинформации для составления карт состояния земель. - Воронеж: Изд-во ВГАУ, 1996. - 89 с..

4. Автоматизацию математической обработки фактического материала, проведение многофакторного анализа состояния водных ресурсов в связи со структурой водно-эрозионных морфосистем Долгополов А.Я., Смольянинов В.М., Овчинникова Т.В. Комплексная оценка состояния земель в районах с интенсивным антропогенным воздействием на природную среду. - Воронеж: Изд-во ВГАУ, 1997. - 125 с..

5. Применение автоматизированных систем картирования: состояния морфосистем разного порядка и ранга с учетом распределения осадков, водопроницаемости рельефообразующих пород, облесенности, характера почвенного покрова, особенностей морфоскульптуры, вида и степени антропогенного воздействия на поверхностные и подземные воды, то есть характера регулирования стока, объема промышленных и бытовых стоков загрязненных вод и др.; показателей последствий хозяйственной деятельности человека - сокращения объемов местного стока, загрязнения вод, усиления процессов водной эрозии.

6. Выявление морфосистем наиболее подверженных антропогенному воздействию и их классификация по типам воздействия и последствий хозяйственной деятельности человека.

7. Определение механизмов функционирования типичных для региона морфосистем в условиях интенсивного антропогенного воздействия, а также формирование расчетных моделей для определения оптимального варианта использования водных ресурсов и системы водоохранных мероприятий.

Данный методический подход был апробирован при оценке природных ресурсов и показал свое преимущество перед традиционными методами исследований.

При оценке состояния водных ресурсов региона с помощью геоинформационных технологий в районах с интенсивным антропогенным воздействием на природную среду выполяются следующие виды работ:

1. Изучение структуры исследуемых речных бассейнов: ранжирование водотоков и бассейнов; оценка структуры бассейнов (площадей, опирающихся на водотоки разных порядков, соотношение длин водотоков разных порядков, соотношение углов слияния водотоков и другие показатели). Определение структуры бассейна позволяет выявлять механизмы его функционирования, как морфосистемы. В качестве интегрального показателя устройства бассейна могут служить его энтропийные свойства.

2. Сбор сведений о природных условиях, истощении и загрязнении поверхностных и подземных вод. При этом можно использовать фондовые материалы организаций экологического мониторинга, а также данные полевых наблюдений и аэро-космические фотоснимки.

3. Выявление основных факторов, определяющих условия развития негативных природных процессов на водосборах малых рек, а также показателей состояния водных ресурсов.

4. Районирование территории путем построения отраслевых карт как по природно-хозяйственным условиям региона (геолого-геоморфологическим, гидрогеологическим, ландшафтным), так и по степени антропогенного воздействия на водные ресурсы (сокращению речного стока, истощению динамических запасов подземных вод, загрязнению поверхностных и подземных вод). Создание моделей по всему набору показателей на основе совмещения отраслевых карт в геоинформационной системе.

5. Выделение основных показателей и факторов, проведение их ранжирования по «вкладу» в общее ухудшение состояния водных ресурсов. Разработка моделей, ориентированных на выделение бассейнов с разной степенью нарушения в функционировании.

6. Построение обобщающих карт: районирования по интегральному показателю условий развития негативных природных процессов; районирования по интегральному показателю ухудшения состояния водных ресурсов. Для этого используются материалы обработки результатов мониторинга природно-хозяйственных условий с помощью новых геоинформационных технологий.

7. Анализ результатов районирования, разработка схем охраны и рационального использования водных ресурсов региона.

Наиболее удобной формой представления информации о структуре речных бассейнов, природных и антропогенных факторах является серия карт, каждая из которых характеризует отдельные свойства природной среды. К ним относятся карты: топографические, геологические, геоморфологические, гидрологические, гидрогеологические, ландшафтные.

Масштаб карт определяется целями и задачами исследования. Для общих оценок больших территорий, например, административных областей используются карты мелких масштабов (1:500000). Напротив, для небольших регионов, где необходимо оценить динамику конкретных процессов, рекомендуется использовать карты крупных масштабов (1:100000 и крупнее).

Картографической основой могут также служить данные аэро- или космической съемки. Аэрокосмические снимки особенно необходимы для выявления контуров зон антропогенных воздействий, а также последствий хозяйственной деятельности человека.

Геолого-геоморфологические условия территории являются важнейшими факторами формирования структуры речных бассейнов, они определяют направленность и интенсивность природных и антропогенных процессов. Так, геоморфологическими условиями определяются характер и интенсивность водной эрозии, транспортирующая способность воды, а следовательно, и перенос загрязняющих веществ. От литологического состава рельефообразующих пород зависят состав аллювиального материала и способность его к перемещению. Важным факторов в функционировании эрозионных морфосистем является соотношение уклонов водотоков разного порядка. Изучение уклонов притока и принимающего водотока необходимо для выявления зон аккумуляции или эрозии, что позволяет проследить путь миграции загрязняющих веществ.

Гидрогеологическая карта отображает общие условия обводненности территории подземными водами и позволяет выявлять связь этих вод с поверхностным стоком.

Ландшафтные карты несут в себе информацию о структуре бассейнов, как сложных систем, о характере и свойствах поверхности водосборов, их устойчивости к антропогенным воздействиям.

Районирование территории можно проводить на основании многофакторного анализа и классификации природно-хозяйственных систем, характеризующихся большим количеством факторов. При этом следует использовать компьютерные программы «кластер анализа», представляющего собой совокупность методов, предназначенных для представления облака многочисленных точек - объектов в виде относительно удаленных друг от друга сгустков-кластеров. Для построения кластерных структур наиболее часто используется алгоритм, реализующий метод динамичных сгущений. В процессе кластер-анализа для всех объектов строятся звездчатые диаграммы, на которых показываются в обобщенном виде природно-хозяйственные условия, или состояние водных ресурсов. Количество лучей на этих диаграммах соответствует количеству факторов, а нормированному значению каждого фактора соответствует длина луча.

Средства геоинформационной системы обеспечивают: комплексную оценку территории по условиям развития негативных природных процессов в бассейнах малых рек; информационное обеспечение моделей при комплексной экологической оценке водных ресурсов; построение карт экологической обстановки для оперативного принятия решений.

Подобный подход позволяет выявить связь между структурой речного бассейна, величиной антропогенного воздействия и характером «отклика» на него, что делает возможным разработку и обоснование оптимальных систем природопользования Смольянинов В.М., Русинов П.С., Панков Д.Н. Комплексная оценка антропогенного воздействия на природную среду при обосновании природоохранных мероприятий. - Воронеж: Изд-во ВГАУ, 1996. - 126 с..

2.3 Методики оценки загрязнения почв

Существующие нормы не охватывают всего разнообразия компонентов, загрязняющих почвы, и не являются жесткими, а зависят от типов почв, их механического состава, содержания гумуса. В ГОСТах, ПДК и в других документах, как правило, приводятся валовые содержания компонентов, а экологически опасны их воднорастворимые Формы, которые не всегда нормируются. Экологически опасны не только высокие, но и аномально низкие концентрации компонентов. Например, недостаток в пище и воде йода вызывает эндемический зоб. Нормы минимально допустимых концентраций веществ в почвах отсутствуют.

В конце 1992 г. Министром охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации утверждены «Критерии оценки экологической обстановки территорий для выделения зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия». В указанном документе приведен ряд показателей для определения экологической опасности загрязнения почв, сильно загрязненных территорий (районов чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия), а также для условно "чистых" территорий. Критерии имеют предварительный характер и являются временно действующими.

Сказанное дает возможность сделать вывод о том, что экогеологическая оценка загрязнения почв может быть выполнена только на ориентировочном уровне. Поскольку почва является биокосным телом, экогеологи, как специалисты геологического профиля, не могут взять на себя ответственность за полную оценку экологического состояния почв. Их основная задачасостоит в том, чтобы определить химическое загрязнение почв. Степень загрязнения почв ранжируется по четырем градациям: допустимая, умеренно опасная, опасная, чрезвычайно опасная. Картографируется устойчивое загрязнение, наблюдающееся в период не менее 1 года.

Рекомендуется в обязательном порядке картографировать загрязнение почв следующими компонентами:

- тяжелыми металлами;

- нефтепродуктами;

- пестицидами, гербицидами;

- радиоактивными веществами;

- соединениями азота;

- Фенолами.

Что касается других токсикантов, то ИХ изучение необходимо выполнять только в тех районах, где они непосредственно обнаружены. Рассмотрим кратко способы экологической оценки содержания в почвах выделенных выше токсикантов.

Методика геолого-геохимической оценки концентраций в почвах тяжелых металлов с экологических позиций разработана ИМГРЭ (Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов РАН и Министерства природных ресурсов РФ).

В основе ее лежит определение суммарного показателя загрязнения (Zc), рассчитываемого по формуле:

 (2.1)

где Кс -- коэффициент концентрации: отношение содержания элементов в объекте к среднему Фоновому его содержанию или ПДК;

n -- число учитываемых аномальных элементов. Выделяется четыре градации: У=Kc1j - допустимые -- Zc < 16; умеренно опасные -- Zc от 16 до 32; опасные -- Zc от 32 до 128; чрезвычайно опасные -- Zc > 128. Приведенные градации определены в основном по данным исследований влияния концентраций тяжелых металлов в почвах на здоровье городского населения, но их обоснованность нельзя считать универсальной-

Для территорий с опасным загрязнением (чрезвычайная экологическая ситуация) концентрации в почвах металлов I класса опасности (бериллий, ртуть) должны быть в пределах 2-3 ПДК, II класса опасности (алюминий, кадмий, молибден, селен, стронций) -- 5-10 ПДК, III и IV классов опасности (никель, хром, медь, марганец, цинк) -- 10-20 ПДК.

Для районов чрезвычайно опасного загрязнения почв (экологического бедствия) приняты следующие превышения концентраций по отношению к ПДК: металлы I класса опасности -- более 3, II класса -- более 10, III и IV классов -- более 20.

Для оценки загрязнения почв в качестве базового предлагается использовать показатель Zc (при высоких концентрациях металлов I и II классов токсичности, корректируя его по критериям Минприроды.

В соответствии с нормативным документом Минприроды и Комитета по земельным ресурсам и землеустройству РФ «Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами», утвержденным 14-09.93 г., рекомендуются следующие нормы концентраций нефтепродуктов в почвах (мг/кг)

допустимые -- < 2000;

умеренно опасные -- 2000 -- 3000;

опасные -- 3000 -- 5000;

чрезвычайно опасные -- > 5000;

Степень экологической опасности загрязнения почв пестицидами и гербицидами определяется с учетом их токсичности. Согласно «Критериям…» (с нашими дополнениями) предлагаются следующие градации:

- допустимые концентрации < 1 ПДК;

- умеренно опасные:

для веществ I класса токсичности 1-2 ПДК,

--«- II класса --«- 1-5 ПДК,

-«- III класса --«- 1-10 ПДК;

- опасные:

для веществ 1 класса токсичности -- 2-3 ПДК,

-«- II класса --«-- - 5-10 ПДК,

-«- III класса --« -- - 10-20 ПДК;

- чрезвычайно опасные:

для веществ 1 класса токсичности > 3 ПДК,

-«- II класса -- «- > 10 ПДК,

-«- III класса -- «- > 20 ПДК.

К пестицидам и гербицидам 1 класса токсичности относятся атразин, атразин-3, гектахлор, гранстар, гранозан, ГХБ, ГХЦГ, ДДТ, карбатион и др.; ко второму классу -- агелан, агион-3, деланон, карбофос, кельтан, купрозан, пропанид, рогор и др.; к третьему Классу -- гардон, дактол, дилор, мильбекс, поликарбацин и др.

На карте отображаются остаточные концентрации гербицидов и пестицидов в почвах после вегетационного сезона.

Опасность радиоактивного загрязнения определяется с использованием критериев, приведенных в «Рекомендациях по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения территории на Чернобыльской АЭС на период 1991-1995 гг., а также критериев Минприроды. Согласно этим документам при радиоактивности почв до 5 Ки/`В.км, они считаются радиационно безопасными. При радиоактивности от 5 до 15 Ки/`В.км вводятся ограничения на использование оросительных вод. Если величина радиоактивности от 15 до 40 Ки/`В.км то при земледелии обязательно проведение защитных мероприятий. В районах, где радиоактивность почв превышает 40 Ки/`В. км, сельскохозяйственное использование земель запрещается, люди подлежат переселению.

Должно определяться радиоактивное загрязнение почв следующими радионуклидами: цезием-137, стронцием-90, плутонием (сумма изотопов). В соответствии с работой / 4 / приняты следующие градации загрязнения территорий указанными радионуклидами (в Ки/`В.км):

- допустимое (цезий-137 -- до 1, стронций-90 -- до 0,3);

- умеренно опасное (цезий-137 -- 1-15, стронций-90 -0,3-1);

- опасное (цезий-137 -- 15-40, стронций-90 -- 1-3, плутоний > 0,1);

- чрезвычайно опасное (цезий-137 > 40, стронций-90 >3, плутоний > 0,1).

Для селитебных территорий, кроме того, необходимо определять мощность экспозиционной дозы на уровне 1 м от поверхности земли (мкР/ч). В допустимой ситуации она не превышает 20, в умеренно опасной -- 20-200, опасной 200-400, чрезвычайно опасной -- более 400.

Степень загрязнения почв соединениями азота, Фенолами и веществами III класса токсичности оценивается с использованием критериев Минприроды (см. легенду к карте).

Что касается загрязнителей, определение которых не обязательно, то экологическая оценка их концентраций производится с использованием градаций Минприроды с учетом степени токсичности веществ.

Интегральная экологическая оценка концентраций, отображаемая на карте цветом или цветными линиями, определяется по максимальным значениям концентрации отдельных видов токсичных веществ.

В легенде предусмотрено картографирование в почвах концентраций компонентов на территориях с естественными и нарушенными условиями. Для разделения этих территорий необходимо использовать информацию раздела У-2-1 настоящей легенды. При техногенном изменении ландшафтов на площади более 10% территории необходимо относить к нарушенным.

Аналогичные подходы к оценке загрязнения применяются и к донным осадкам, т.к. последние являются почвами водных биоценозов.

При содержании в почвах и донных осадках комплекса токсичных компонентов их концентрации показываются в виде Формулы. Индексами синего цвета отображаются компоненты, находящиеся в умеренно опасных концентрациях, черного) -- в опасных, красного -- в чрезвычайно опасных Тяжелые металлы обозначаются в Формуле их химическими индексами, индексы остальных токсичных компонентов приведены в легенде к карте.

2.4 Анализ унифицированных программ расчета степени загрязнения окружающей среды

Последовательность действий администраций городов при управлении качеством окружающей среды обычно следующая:

- по сведениям от населения, городских, федеральных служб эко-мониторинга и т. п. выясняется, что в городе обострилась проблема экологического характера, например, опасно вырос уровень загрязнения воздуха автомобильным транспортом;

- специализированными научными организациями проводятся исследования, позволяющие количественным образом описать указанную проблему и определить метод ее решения.

- после рассмотрения и утверждения программы начинается ее реализация, а исполнительный документ (постановление или распоряжение) поступает в контрольные органы администрации для контроля за ходом выполнения программы. Одновременно финансовые инспекции города следят за правильностью расходования средств. После выполнения программы исполнительный документ снимается с контроля.

В описанной процедуре в основу разработки программ, оценки их эффективности, стоимости кладется инженерный опыт, здравый смысл и поиск аналогий. Формализованные численные методы используются в проектных работах при расчетах объемов работ, сметных стоимостей, других инструктивных материалов. Зачастую сметная стоимость строительных работ на практике превышается в несколько раз.

Особенность экологических проблем заключается, во-первых, в крайней неопределенности формулировки задач, а, во-вторых, в комплексности задачи, когда необходимо учитывать разнородные факторы от геологии до уровня загрязнения атмосферного воздуха. Как показывает наша инженерная практика, здесь ошибка в оценках и расчетах может составлять сотни процентов. Город - это очень сложный объект. В конечном счете, целью применения формализованных методов в экологическом проектировании, математическом моделировании и прогнозировании является более точный расчет размера экологического ущерба, предстоящих финансовых затрат и оценки эффективности применяемых мер.

Для того, чтобы более подробно обсудить частные математические методы, перечислим составные этапы процесса проектирования:

А. Экологические изыскания.

Б. Технико-экономическое обоснование (ТЭО).

В. Рабочий проект.

Г. Авторский надзор при реализации проекта.

Для значительной части перечисленных этапов существуют формализованные методы и даже пакеты прикладных компьютерных программ.

Чем точнее и полнее проведены экологические изыскания, тем меньше ошибка в объемах финансирования и точнее оценка эффективности результатов работ. Однако, по сложившейся в России практике на изыскания выделяются доли процентов от общей стоимости работ. Иногда в литературе обсуждается проблема разработки общей модели города. В принципе, наличие такой модели позволило бы проводить более точные расчеты экологического ущерба и прогнозировать результаты реализации проектов. Однако, создание всеобщей модели города на все случаи жизни возможно лишь теоретически. На практике для каждой конкретной задачи из подручных алгоритмических и программных средств собирается инструментальное средство, на котором проводятся расчеты, и эффективность применения формальных методов зависит от инженерного опыта и искусства проектировщика. Таким образом, создание общей модели города не является приоритетной задачей для частных экологических проблем города. Создание такой модели было бы целесообразно для решения стратегических задач города, таких, например, как разработка схемы санитарной очистки города от твердых бытовых отходов, реконструкция дорожно-транспортной сети для сокращения выбросов от автотранспорта, общая экологическая оценка состояния окружающей среды. Сейчас каждая из указанных задач решается с помощью собственного инструментария.

Наличие хотя бы совместимых программных средств, общих алгоритмических и программных интерфейсов позволило бы проводить действительно комплексное экологическое моделирование и прогнозирование в городе.

Сформулируем перечень наиболее распространенных программно-математических комплексов, применяемых при решении экологических задач. В иерархическом порядке от уровня сбора информации до решения организационных экологических проблем перечень выглядит следующим образом:

- программное обеспечение автоматических станций контроля качества воздуха, воды, включая опрос анализаторов, первичную обработку данных, передачу их через модем в центр сбора информации;

- алгоритмическое и программное обеспечение центров сбора первичной информации, включая организацию и обработку первичных баз данных, программ сбора информации от ведомственных систем контроля, совместного их анализа и составления обобщенных справок;

- алгоритмическое и программное обеспечение сети передачи данных по городу, включая стандартные системы типа Internet;

- автоматизированное рабочее место специалиста-эколога;

- алгоритмы и программы расчета экологического ущерба, модели переносов загрязнений от точечных и протяженных источников;

- геоинформационные системы.

Построение полей загрязнения атмосферы на городских территориях необходимо для хозяйственной и строительной деятельности. Эту задачу можно решить множественными непосредственными измерениями в городе, а также с помощью методов и программ моделирования.

Если бы можно было поставить в каждую точку территории измерительную аппаратуру, то моделирование было бы ненужным. Но это слишком дорого, а иногда в принципе невозможно, поэтому моделирование оказывается экономически целесообразным, а иногда и единственно возможным способом построения полей загрязнения территории.

Моделированию переноса загрязнений в городах посвящено множество работ отечественных и зарубежных специалистов. Наиболее распространена следующая методика построения полей загрязнений.

Для городской территории описываются характеристики основных источников выбросов - ТЭЦ, РТС, заводов, автотрасс и т. п. Описывается городской ландшафт, параметры застройки, метеорологическая ситуация. Используя специальные формулы расчетов рассеивания примесей в атмосфере, вычисляют концентрации загрязняющих примесей в каждой точке и строятся поля загрязнений. Модели и программы расчета по данной методике называются обычно экстраполяционными.

Для оперативных расчетов полей загрязнений атмосферы можно использовать также следующую методику. В некоторых точках города с помощью стационарных автоматических станций измеряются концентрации загрязняющих примесей в воздухе. Затем с учетом городского ландшафта и метеообстановки рассчитываются значения концентраций примесей в точках, расположенных между каждыми двумя близлежащими станциями. На основании расчетных и реальных данных строятся поля загрязнений. Так как для расчета используются методы интерполяции, то модели и программы называются интерполяционными.

Большое практическое значение имеет и решение обратной задачи, при которой по данным предельным концентрациям определяется мощность источника, дающего такие значения. Обратная задача решается при расчете т. н. ПДВ - предельно допустимых выбросов предприятий, на основании которых в России устанавливаются размеры платежей в экологические фонды.

Рассмотрим математические аспекты, а также вопросы точности различных моделей.

В экстраполяционных моделях расчет рассеивания от точечных источников строится на базе т. н. уравнений баланса. Суть уравнения баланса можно иллюстрировать простым примером. Пусть внутри объема V, например, шара, с поверхностью S находится источник вещества с удельной концентрацией а и скоростью притока е. Обозначим скорость движения вещества по нормали к поверхности пространства (шара) через А, элемент объема - через dV, а элемент поверхности - dS. Тогда процесс рассеивания в пространстве описывается простым уравнением.

(2.2)

Объемный интеграл в левой части уравнения задает скорость изменения количества вещества в данном объеме (r - удельная плотность вещества). Первый интеграл в правой части есть полный поток вещества через поверхность S, а второй интеграл - приток вещества в объеме V.

С этим уравнением можно проводить преобразования с целью учета реальных условий города. Можно задавать разные скорости переноса по разным направлениям, имитируя ветер, можно вводить турбулентность, имитируя рельеф, можно вводить т. н. коэффициенты шероховатости подстилающей поверхности. Так как прямое вычисление интегралов весьма трудоемко, используются косвенные методы, такие как различные численные модели, стохастическое моделирование методом Монте-Карло и т. д.

Точность всех типов моделей определяется масштабом и точностью описания исходных и граничных условий. Масштаб модели - это та единица общей территории, относительно которой определяется концентрация. Если это десятки и сотни квадратных метров, то говорят о микромасштабе, если квадратные километры, то это мезомасштаб, а если десятки квадратных километров, то макромасштаб.

На моделях макромасштаба легче достигается высокая точность. Содержательно в этом случае как бы рассматривается ровная гладкая поверхность, и на большой высоте, такой, что можно пренебречь шероховатостью поверхности, находится единственный источник выбросов. Модель будет простой, и точность ее будет высокой. Если же рассматривается город и источник выбросов находится на небольшой высоте, то для достижения высокой точности необходимо учитывать турбулентность, возникающую в уличных каньонах, вокруг домов, складках естественного рельефа, т. е. модель будет усложняться.

Для того, чтобы в реальном времени с помощью эстраполирующих моделей в масштабах большого города проводить расчеты переносов загрязнений в атмосфере даже от стационарных источников, нужно знать текущие значения выбросов в атмосферу и направление ветров в микромасштабе. Для города, имеющего сотни источников выбросов, а в Москве сто одиннадцать тысяч источников выбросов, 12 ТЭЦ и 48 РТС, не считая средних и мелких предприятий и заводов, получение такой информации стоит дороже, чем установка в городе десятка стационарных автоматических станций контроля атмосферного воздуха. Это не означает, что эстраполяционные модели расчета не имеют практического значения. Они могут быть полезны при стратегическом планировании городской застройки, для расчета различных вариантов прокладки автотрасс, строительства новых городских объектов, но не для оперативных расчетов полей загрязнений.

К числу наиболее известных методов расчета распространения примесей в атмосфере относятся модели, основанные на гауссовском (нормальном) распределении случайных величин. В России к этому классу относится методика ОНД-86, признанная нормативным документом для расчета ПДВ. Многочисленные эксперименты показывают, что она может использоваться лишь для оценки максимально возможной наземной концентрации примесей при наихудших условиях рассеивания.

Для учета рельефа, вертикального профиля температуры, других метеоусловий разрабатываются более сложные модели, такие как гидротермодинамическая модель программного комплекса «ЗОНА». Не вдаваясь в детали описание модели, укажем, что она получила распространение в России, прежде всего, потому, что была доведена до программной реализации с полным комплектом документации. В то же время и по отношению к модели «ЗОНА» вопросы адекватности ее реальным полям загрязнений в условиях плотной городской застройки и сложной микроме-тереологии остаются открытыми. Вариант модели «ЗОНА» для автомобильного транспорта в настоящее время проходит апробацию в Москве. Известны и другие модели переноса, такие как модель А. П. Курковского, модель фирмы «ИНДИК» (Швеция) и т. п. Их адекватность реальной городской ситуации остается пока недоказанной.

Интерполяционные модели, как уже указывалось выше, в качестве исходных данных используют реальные значения концентраций примесей в заданных точках.

Значения концентрации примесей между заданными точками вычисляются по формулам интерполяции. Чаще других используется линейная интерполяция:

(2.3)

где f(n) - значение функции в точке n, l - расстояние между исходными точками, f(n + l) - значение функции в другой исходной точке,

f(n + x) - значение функции в точке, отстоящей на расстояние х от точки n.

Средняя квадратичная ошибка линейной интерполяции определяется формулой.

(2.4)

где b(l) - структурная функция рассматриваемого параметра:

b(l) = (f(n) - f(n+l))2 (2.5)

Методы интерполяции хорошо работают в сплошных однородных средах, например, в неподвижной толще воды. В городе, где между двумя точками измерения может находиться автотрасса, или труба завода, механическое применение методов интерполяции может дать абсурдные результаты. Методы интерполяции, учитывающие неоднородность рельефа, наличие промежуточных источников выбросов, автору неизвестны.

Таким образом, чтобы дать рекомендации- по применению той или иной модели необходимо статистически достоверное их тестирование. Как правило, на него нет ни времени, ни денег, поэтому достоверность моделей пока все-таки остается вопросом веры Пупырев Е.И. Опыты конструктивной экологии. М., 2005..

3. Использование информационных систем управления состоянием окружающей среды

3.1 Структура программы

Для расчетного многоуровневого мониторинга состояния окружающей среды перспективно использование программного комплекса «Гарант-универсал».

Одним из важнейших методов исследования состояния окружающей среды в зоне влияния промышленных объектов является расчетный мониторинг, т.е. регулярные работы по определению пространственно-временных характеристик загрязнения атмосферы, почвы и воды на основе расчетов по математическим моделям переноса и диффузии атмосферных примесей, использования волновых уравнений, описывающих источники шума, и т.п. Исходными для расчета служат данные инвентаризации источников выбросов, источников шума и т.п., а также климатические и метеорологические характеристики.

Деятельность промышленных предприятий сопровождают различные виды вредного воздействия: выбросы в атмосферу токсичных компонентов дымовых газов и частиц от стационарных и подвижных источников, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение и утилизация отходов, шумы, вибрации, электромагнитные и радиационные воздействия и т.д.

Комплексный учет всех факторов при проведении расчетного мониторинга для различных уровней территорально-административных схем городского хозяйства (промышленное предприятие, группа предприятий и т.п.) возможен с применением программных комплексов.

Разработанные методики комплексного экологического мониторинга и программная реализация предложенных моделей позволили ООО «НПО “Фирма Гарант”» создать систему оценки воздействия основных факторов промышленного и транспортного загрязнения окружающей среды на объекты жилой зоны мегаполисов и промышленных центров Алатырцев А.Б. Прогнозирование комплексной антропогенной нагрузки на селитебные территории и использование программного комплекса «Гарант-Универсал-Нуклид-Шум» / А.Б. Алатырцев, П.А. Жуков. // Математическое моделирование. 2003. Т. 15.. Разработанный программный комплекс (ПК) «Гарант-Универсал», в состав которого входят модули «Гарант-ПДС», «Нуклид», «Гарант-Шум», «Гарант-Инфразвук», «Гарант-Ультразвук», «Гарант-Вибрация», «Гарант-Отходы», «Гарант-ЛЭП» и др., может быть взят за основу для создания системы комплексного расчетного экологического мониторинга.

ООО "НПО Фирма ГАРАНТ" создано в 1990 году коллективом научных работников и специалистов с целью ведения экологической деятельности в интересах региональных органов экологического надзора и контроля России, в том числе и г. Москвы и Московской области.

Сотрудники фирмы, в число которых входят доктора и кандидаты наук, имеют богатый опыт в разработке программного обеспечения для решения прикладных задач в области гидрогазовой динамики, теории струйных течений, теплопередачи и атмосферной диффузии применительно к проблемам охраны окружающей среды. Ими разработаны уникальные методики и программы по расчетам загрязнения атмосферного воздуха и почвы от испытательных стендов силовых установок ракетно-космических и авиационных предприятий. Методики и программы согласованы в ГОСКОМГИДРОМЕТе и ряде ведущих институтов СССР. Получили известность научные труды сотрудников Фирмы по оценке фазовых превращений примесей в процессе их рассеивания в атмосфере и физико-химических процессов при течении двухфазных потоков в каналах с твердыми и жидкими стенками.

С 1985 года творческий коллектив Фирмы "ГАРАНТ" имеет научные связи с отделом Атмосферной диффузии и загрязнения атмосферного воздуха ГГО им. А.И. Воейкова, возглавляемым профессором д.ф-м.н. Берляндом М.Е. Основное направление сотрудничества связано с разработкой Общесоюзного нормативного документа "Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий" (ОНД-86).

Ученые Фирмы "ГАРАНТ", в рамках договора с ГГО им. А.И. Воейкова, внесли свой вклад в окончательную редакцию рукописи ОНД-86, особенно в связи с возможностями численных алгоритмов, реализующих основные положения методики. Практический результат этих работ ГГО им.А.И. Воейкова подтвердила актом о внедрении.

На базе ОНД-86 в 1987 г. коллектив Фирмы "ГАРАНТ" разработал первые в СССР программы для ЭВМ типа ЕС и СМ (“Гарант” и “Универсал”), рекомендованные ГГО им.А.И.Воейкова ГОСКОМГИДРОМЕТа и ГОСКОМПРИРОДЫ СССР для использования на всей территории СССР. Эти программы первыми в СССР были реализованы для ПЭВМ (см., например, письмо ГОСКОМПРИРОДЫ СССР N 09-2-2/1390 от 28.07.89 г. "О списке программ расчета загрязнения атмосферы на ЭВМ") и имеют наибольший опыт эксплуатации из действующих в настоящее время в России. Программа "УНИВЕРСАЛ", учитывающая аэродинамику обтекания зданий воздушным потоком, в соответствии с приложением N2 ОНД-86, более 10 лет оставалась уникальной, не имея аналогов. Кстати, из всех организаций, упомянутых в вышеназванном списке, только фирма "ГАРАНТ" продолжает успешно заниматься экологической деятельностью.

В 1997 году впервые в России для аналогичного вида программной продукции программный комплекс (ПК) "Гарант-Универсал" (версия 1) получил сертификат соответствия Госстандарта России в системе сертификации ГОСТ Р на соответствие требованиям нормативных документов, включая ОНД-86. В 2000 году ПК "Гарант-Универсал" (версия 2) был вторично сертифицирован Госстандартом России на соответствие требованиям нормативных документов, включая ОНД-86, и был в очередной раз рекомендован к использованию Госкомэкологией России территориальным органам (см. письмо Госкомэкологии России исх. 02-19/24-127 от 04.05.00 г. за подписью Первого заместителя Председателя Госкомэкологии России А.Ф. Порядина).

Развитием разработок программных средств воздухоохранного назначения является создание ПК для решения этих же задач в масштабе района, города, региона.

ООО "НПО ФИРМА ГАРАНТ" имеет лицензии на разработку проектов нормативов ПДВ, ПДС, СЗЗ, лимитов размещения отходов, экологических паспортов, разделов "Охрана окружающей среды" в составе проектной документации и успешно более 10 лет использует собственное программное обеспечение в проектных работах, разработав более 100 проектов.

Рис. 3.1 - Архитектура комплекса ПК «Гарант-Универсал»

Общая архитектура ПК «Гарант-Универсал» представлена на рис. 3.1. Программный комплекс состоит из шести основных элементов - это база данных, расчетные модули, архив результатов расчетов, средства графической визуализации результатов расчетов и монитор, который связывает все шесть основных элементов по управлению и по базам данных. Основное приложение включает в себя шесть подсистем («Воздух», «Отходы», «Радиация», «Шум, инфразвук, ультразвук», «Вибрация», «Вода»). Каждая подсистема представляет собой набор программных компонентов и может функционировать как в составе программного комплекса, так и самостоятельно. Связь между программными компонентами и расчетными модулями осуществляется с помощью файлов определенной спецификации с заданием на расчет и с результатами расчетов. Результаты расчетов могут быть сохранены в специализированном архиве.

Разработанный графический пакет позволяет отображать результаты расчетов с различной степенью детализации в 2D и 3D графике, совмещать расчетные данные с картой местности, сохранять результаты в различных форматах для совместимости с другими графическими редакторами и задавать исходные данные (координаты зданий, территорий предприятия и источников загрязнений) непосредственно с карты местности, что повышает удобство ввода исходных данных. Вся отчетная документация, которая не требует графического отображения, формируется в виде файлов формата MS Word, MS Excel.

Подсистема «Воздух» позволяет учитывать выбросы вредных веществ одного объекта (предприятия), выбросы группы объектов с учетом вклада каждого объекта (рассчитываются в приземном слое атмосферы максимально разовые концентрации химических вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий с учетом влияния застройки территории в соответствии с методикой ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных химических веществ, содержащихся в выбросах предприятий / Госкомгидромет. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987.), учитывать выбросы от автотранспорта и формировать проектную документацию по предельно допустимым выбросам. Возможно проведение расчетов по инвентаризации источников выбросов, включая автотранспорт. Расчеты с использованием подсистемы «Воздух» (программы «Универсал», «Гарант» и др.) проводятся пользователями в соответствии с ОНД-86 уже 20 лет.

Входящий в подсистему «Воздух» программный модуль (ПМ) «Гарант-авария» предназначен для проведения расчетов аварийных ситуаций, включая прогноз масштабов заражения и оценку обстановки при авариях. Результаты расчетов для объектов, содержащихся в базе данных, могут быть также визуализированы с использованием геоинформационных слоев, созданных в формате АгсGIS (рис. 3.2).

Рис. 3.2 - Отображение движения фронта облака СДЯВ с использованием ArcGIS

Программа «Среднегодовые концентрации вредных веществ» для расчета среднегодовых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе, содержащихся в выбросах предприятий, разработана на основе гауссовой модели диффузии, рекомендованной МАГАТЭ и рядом Международных организаций (НКДАР, ВОЗ и др.). Расчеты проводятся с учетом вероятностных зависимостей классов устойчивости атмосферы, скорости и направления ветра для не штилевых и штилевых условий, осредненных на годовой интервал времени. В программе реализован учет застройки территории с использованием геометрии зданий, высоты шероховатости подстилающей поверхности, учет вымывания примеси осадками и т.п. На основе расчетов полей среднегодовых концентраций вредных веществ проводятся расчеты рисков заболеваемости населения. Указанная программа с 2003 г. эксплуатируется в ГПУ «Мосэкомониторинг» при правительстве Москвы и использовалась для проведения расчетов среднегодовых концентраций и рисков заболеваемости от выбросов ТЭЦ в Москве.

Программы «Универсал-город» и «Норма» позволяют сформировать задание на расчет как для одного предприятия, так и для групп предприятий на основе информации об источниках отдельных предприятий, которая имеется в базе данных ПК. Каждая группа предприятий может быть зарегистрирована в базе данных самостоятельно. Каждый источник группы предприятий имеет свой уникальный номер. Расчет загрязнения атмосферы от групп предприятий может проводиться с выделением вкладов отдельных источников и предприятий в суммарное поле концентраций отдельных веществ и групп суммаций, а также в точки максимальных концентраций на поле. Программа «Универсал-город» используется при проведении сводных расчетов городов (промышленных узлов) с последующим установлением квот выбросов для отдельных источников предприятий (предприятий в целом). Нормирование выбросов проводится как по отдельным веществам, так и по группам суммаций. Целесообразно использование программ «Универсал-город» и «Норма» также для разработки проектов ПДВ для нескольких предприятий с источниками, находящимися на разных заводских территориях. Совместно с ГУПР МПР России по г. Москве в 2003 г. проводился расчет по программам «Универсал-город» и «Норма», входящим в состав подсистемы «Воздух», для группы ТЭЦ в целях установления нормативов выбросов вредных веществ для каждого объекта при условии, что суммарная максимальная приземная концентрация для каждого вредного вещества группы ТЭЦ не должна превышать соответствующего значения ПДК.

Подсистема «Отходы» обеспечивает полный контроль всего жизненного цикла утилизации отходов от момента их образования до разложения, переработки или захоронения. Имеются автоматизированные средства определения класса токсичности отходов, контролируется миграция отходов во все среды. Подсистема содержит справочники по удельным показателям объемов образования отходов различных технологий производств.

Подсистема «Радиация» (расчетный модуль «Нуклид» и др.) позволяет выполнять расчеты полей среднегодовых концентраций радиоактивных веществ в приземном слое атмосферы, годовых выпадений на почву, фактора безопасности, а также доз облучения от среднегодовых концентраций радиоактивных веществ в атмосферном воздухе и от выпадений их на почву, выбрасываемых точечными источниками ДВ-98. Руководство по установлению допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферу / Госкомэкология России, Минатом России. - М., 1999.. Подсистема позволяет также выполнять расчеты для групп радиоактивных веществ любого количественного и качественного состава с учетом влияния зданий и сооружений, расположенных на промышленных площадках и в районе жилой застройки, с учетом фоновых концентраций радиоактивных веществ, заданных постоянными значениями. В настоящее время ПК «Нуклид» успешно эксплуатируется в ГП «Российский научный центр “Курчатовский институт”», ФГУП ПО «Маяк», ФГУП ВНИИНМ им. А.А. Бочвара, на Ангарском электролизном химическом комбинате, Новосибирском заводе химических концентратов и др.

Подсистема «Шум, инфразвук, ультразвук» позволяет СНиП 23-03-2003. Защита от шума. - М.: Стройиздат, 2004.:

- поактавно рассчитать суммарные уровни шума в узлах сеток расчетных прямоугольников (расчетных точках) от совокупности источников шума, распределенных по территориям предприятий. Расчет проводится для каждого предприятия (территории) из группы и для группы предприятий в целом (по всем территориям);

- определять зоны акустического дискомфорта как от группы предприятий, так и от каждого предприятия в отдельности;

- определять вклады источников шума в суммарный уровень шума для каждой расчетной точки, а также доли снижения шума акустическими экранами (зданиями);

- автоматически определять точки (узлы сеток) расчетных прямоугольников c максимальными уровнями шума;

- для каждой точки (узла сетки) расчетного прямоугольника рассчитать уровень звука по расчетным данным спектральных уровней шума (рис. 3.3);

- определять требуемые снижения уровней шума источников для достижения нормативного уровня шума для точек (узлов сетки);

- выполнить в полном объеме разработку проекта санитарно-защитной зоны (СЗЗ) с учетом шумового воздействия, а также ультразвука и инфразвука;

- определять октавные уровни звукового давления от нескольких источников шума внутри помещений, зданий и сооружений на рабочих местах и в зонах постоянного пребывания;

- учесть в расчетах зоны: прямого звука, отраженного звука, а также прямого и отраженного звука;

- учитывать геометрию источников шума;

- учитывать источники шума, расположенные в соседних помещениях и вне здания;

- учитывать непостоянно работающие источники шума в комбинации и раздельно с постоянно работающими источниками;

- учесть шум от транспортных потоков и др.

Пользователями подсистемы «Шум» в течение 5 лет являются известные в Москве институты и фирмы: МосводоканалНИИпроект, Проектный институт № 2, ЗАО «ПромтрансНИИпроект», компания «Шанеко» и др., а также фирмы и организации других городов и государств (Белоруссии, Казахстана, Эстонии, Украины).

Наиболее широкое применение ПК связано с автоматизированным формированием проектов ПНООЛР, ПДВ, ПДС, СЗЗ (с учетом шумового воздействия) и т.п.

ПК «Гарант-Универсал» проходит с 1997 г. процедуру сертификации в системе сертификации ГОСТ Р Госстандарта России на соответствие основополагающим стандартам на программные продукты, а также требованиям нормативных и инструктивно-методических документов по охране окружающей среды и имеет сертификат (регистрационный № РОСС RU.МЕ 20.Н00882 от 04.03.2004 г.).

В настоящее время ПК «Гарант-Универсал» рекомендован МПР России для расчетов загрязнения воздуха радиоактивными и вредными химическими веществами с учетом влияния застройки территории для отдельных источников и групп предприятий. Имеется разрешение Ростехнадзора на его использование. Департамент Госсанэпиднадзора Минздрава России также рекомендовал к распространению в органах и учреждениях госсанэпидслужбы Российской Федерации ПК «Гарант-Универсал» (включая «Гарант-Шум»).

Рис. 3.3 - Экранная форма результатов расчетов уровня звука с учетом застройки территории

В настоящее время ПК "Гарант -Универсал" реализован в среде MS Windows (95/98/Me/2000/XP/2003) c графическим пакетом отображения полей концентраций с уникальными возможностями по сравнению с известными программами.

Информационная база данных ПК "ГАРАНТ-УНИВЕРСАЛ" позволяет получать документы по разделам инвентаризации источников выбросов (влючая автотранспорт), а также формы 2-тп (воздух) и экологического паспорта предприятия.

Уникальность ПК "ГАРАНТ-УНИВЕРСАЛ" связана с:

· обеспечением автоматизированного решения задачи нормирования выбросов с использованием различных функциональных критериев;

· расчетом аварийных ситуаций и разрушений;

· расчетом выбросов от подвижных источников;

· использованием графического пакета для Windows, работающего с картами-подложками и т.п.

Поскольку ПК "ГАРАНТ-УНИВЕРСАЛ" долгое время оставался единственным для ПЭВМ, он получил широкое распространение в Федеральных учреждениях, территориальных и местных природоохранных органах, на предприятиях и в организациях - природопользователях, а также в учебных институтах для подготовки специалистов экологического профиля.

Архитектура ПК обладает достаточной гибкостью и открытостью, что позволяет варьировать набор подсистем в соответствии с требованиями пользователей, дополнять систему необходимой нормативной документацией и новыми программными разработками.

3.2 Работа с разделами программы

Программный комплекс (ПК) "Гарант-отходы", разработанный ”НПО Фирма Гарант", предназначен для автоматизированного формирования и оформления Проекта нормативов образования отходов и лимитов на их размещение (ПНООЛР), автоматизированного расчета класса опасности отходов и нормативов образования отходов производства и потребления на основе имеющейся нормативной литературы, включая сборники удельных показателей по образованию отходов производства и потребления, а также контроля обращения отходов на городских предприятиях (учреждениях, организациях) и функционирует в среде Windows 95/98/Me/NT/2000/XP.

ПК "Гарант-отходы" позволяет быстро и высоко квалифицированно самостоятельно подготовить проект ПНООЛР в соответствии с "Методическими указаниями по разработке проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение". Методические указания предназначены для индивидуальных предпринимателей и юридических лиц, осуществляющих деятельность (приступающих к осуществлению деятельности) в области обращения с отходами.