Стратегия управления качеством атмосферного воздуха городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями

УДК 504.05: 504.064

СТРАТЕГИЯ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРОДОВ СО СЛОЖНЫМ ЛАНДШАФТОМ И НЕБЛАГОПРИЯТНЫМИ КЛИМАТИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ

STRATEGY OF RISK MANAGEMENT OF ATMOSPHERIC AIR IN THE CITIES WITH COMPLEX LANDSCAPE AND NEGATIVE CLIMATIC CONDITIONS

Рассмотрен вариант стратегии управления рисками техноприродных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой.

Установлено, что стратегия управления качеством окружающей среды городов базируется на системе управления рисками техноприродных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой.

Определен интегральный показатель качества воздушной среды при негативных социально-экономических последствиях антропогенных воздействий, включающий комплекс мер технического, технологического и организационного направлений.

Автором предложена система управления рисками техноприродных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой, состоящая из пяти крупных комплексов.

Установлено, что система управления рисками техноприродных процессов должна начинаться с формирования стратегии (деятельности, направленной на получение планируемого результата с учетом перспективы долговременного развития) в области повышения качества воздушной среды на улично-дорожной сети городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями на основе реализации принципов экологической безопасности населённых пунктов.

Предложен вариант методики снижения загрязнения атмосферного воздуха городов с неблагоприятными географическими условиями.

Разработаны принципы экологической безопасности населённых пунктов.

Реализованы принципы экологической безопасности населённых пунктов на основе стратегической экологической оценки воздушной среды города и выбора стратегического решения по обеспечению экологической безопасности, направленных на разработку эффективной системы управления рисками техноприродных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой, сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями и длительным холодным периодом. Реализация принципов экологической безопасности населённых пунктов имеет вид «петли качества». Реализация всех мероприятий Системы в конечном итоге приводит к снижению уровня загрязнения атмосферы и затрат на охрану окружающей среды, планомерному уменьшению заболеваемости населения таких городов

Ключевые слова: города; транспорт; сложный ландшафт; инфраструктура; техноприродные процессы; управление; риски; система; снижение загрязнения; экология; безопасность

The option of risk management strategy of technical and natural processes in the cities with the developed transport infrastructure is considered.

It is established that the strategy of quality management of the environment of the cities is based on a control system of risks of technical and natural processes in the cities with the developed transport infrastructure.

The integrated indicator of quality of the air environment at negative social and economic consequences of anthropogenous influences, including a package of measures of technical, technological and organizational directions is defined.

Л. П. Щербатюк, .Забайкальский государственный университет, г. Чита

andrey. shcherbatyuk.63@mail.ru

A. Scherbatyuk, Transbaikal State University, Chita

The author has offered a control system of risks of technical and natural processes in the cities with the developed transport infrastructure consisting of five large complexes.

It is established that the control system of risks of technical and natural processes has to begin with the strategy formation (the activity directed to obtaining the planned result, taking into account the prospect of long-term development) in the field of improvement of quality of the air environment on a street road network of the cities with complex landscape and negative climatic conditions on the basis of realization of the principles of ecological safety of settlements.

The option of a technique of decrease in pollution of atmospheric air in the cities with negative geographical conditions is offered.

The principles of ecological safety of settlements are developed.

The principles of ecological safety of settlements on the basis of the strategic ecological assessment of the air environment in the city and the choice of the strategic decision on ensuring ecological safety, directed to the development of an effective control system of risks of technical and natural processes in the cities with the developed transport infrastructure, complex landscape and negative climatic conditions and the long cold period are realized. The realization of ecological safety of settlements has an appearance of «a quality loop». The realization of all actions of the system finally leads to decrease in level of pollution of the atmosphere and costs of environmental protection, systematic reduction of incidence of the population of such cities

Key words: city; transport; difficult terrain; infrastructure; technical and natural processes; control; risks; system; reducing pollution; ecology; security

Стратегия управления качеством окружающей среды городов базируется на системе управления рисками технопри-родных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой (далее Система), основанной на определении интегрального показателя качества воздушной среды при негативных социально-экономических последствиях антропогенных воздействий, включающей комплекс мер технического, технологического и организационного направлений.

Разработанная автором система управления рисками техноприродных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой состоит из пяти крупных комплексов (рис. 1), каждый из которых в свою очередь также представлен в виде отдельных блоков (рис. 2).

Система управления рисками техно-природных процессов должна начинаться с формирования стратегии (деятельности, направленной на получение планируемого результата с учетом перспективы долговременного развития) в области повышения качества воздушной среды на улично-до-рожной сети городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями на основе реализации принципов экологической безопасности населённых пунктов.

Принципы экологической безопасности населённых пунктов. Блок-схема стратегии управления качеством окружающей среды городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными географическими условиями представлена на рис. 2.

Система управления рисками, обусловленными техноприродными процессами города, представляет собой схему цикличного процесса.

Методика снижения загрязнения атмосферного воздуха городов с неблагоприятными географическими условиями. Данная методика снижения загрязнения атмосферного воздуха городов учитывает базу данных большого количества параметров и показателей мониторинга атмосферного воздуха и работы автотранспорта, а также оценку, полученную при анализе имеющейся информации ФГБУ «Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова», Росгидромета, УМВД России отдела технического надзора и регистрации автотранспортных средств Забайкальского УГМС и т.д. и данных, полученных в процессе натурных наблюдений и экспериментальных исследований.

Чрезвычайно ответственным элементом мониторинга является оценка текущего состояния атмосферной среды города. Выбор интегральных характеристик и показа-

телей, их непосредственные измерения уже являются этапом такой оценки, так как в результате такого измерения или анализа измеренных величин можно сразу ответить на вопрос, каково состояние природной среды. В то же время по одной величине интенсивности какого-либо отдельного фактора или по отдельным значениям функции состоя-

ния какого-либо элемента среды еще нельзя ответить полно на этот вопрос — требуется их сравнение с некоторым специально выработанным критерием (например, сравнение величины концентрации загрязняющего вещества с величиной предельно допустимой концентрации, уровня заболеваемости населения с вероятными рисками).

Реализация принципов экологической безопасности населённых пунктов

Максимально быстрое

принятие корректирующих мер

случае неудовлетворительно результата

Экспертная оценка ключевых

показателей техноприродных

рисков с последующим ранжированием по степени опасности

Постоянный сбор информации с последующим совершенствованием системы управления

Рис. 1. Система управления рисками техноприродных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой, сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями

Fig. 1. Risk Management System of technical and natural processes in cities with a developed transport infrastructure, complex landscape and negative climatic conditions

Для обеспечения экологической безопасности транспорта в г. Чита разработана модель повышения экологической безопасности воздушной среды участников дорожного движения. За базисную основу принята модель М. Р. Якимова

Сущность экологической безопасности транспорта формализуется в виде экспозиции загрязняющих веществ каждого участника дорожного движения Ahri (доли ПДК х чел. х час) в виде функции:

Анш = ЁЁЁ^ • хт  V

1=1 у=1 к=1

где С..к — качество среды обитания по г-му воздействию на участников дорожного движения ]-й группы, находящихся в к-й транспортной зоне, доли ПДК;

Х..к — количество участников дорожного движения ]-й группы, находящихся в к-й транспортной зоне и подвергающихся г-му воздействию, человек;

— время передвижения участников дорожного движения ]-й группы в к-й транспортной зоне с г-м воздействием, ч.

Выбор стратегического решения по обеспечению экологической безопасности

Стратегический анализ

Определение проблемы безопасности воздушной среды города, требующей решения на стратегическом уровне и формирование

целей разработки стратегического решения

Определение необходимости проведения СЭО воздушной среды города

Формирование стратегических альтернатив

Стратегический выбор и формализация стратегии

Формирование механизмов реализации стратегии

Подготовка выходных документов и презентация

Перечень стратегических инициатив

Отчет о выявленных воздействиях на окружающую среду

Перечень экологических ограничений для учета в процессе выработки стратегического решения

Перечень выявленных экологических и

связанных с ними социальных, экономических и других последствий

Перечень мер по предупреждению возникновения неприемлемых последствий и проблемных экологических ситуаций

Рекомендации для выбора экологически обеспеченной альтернативы

Перечень критериев оценки мер по предупреждению возникновения неприемлемых последствий и проблемных экологических ситуаций

Документ стратегического уровня

Стратегическая экологическая оценка (СЭО) воздушной среды города

Техническое задание по выполнению СЭО

Определение и оценка возможных воздействий на окружающую среду реализации намечаемого стратегического решения

Выявление экологических и связанных с ними социальных, экономических и

других последствий реализации намечаемого стратегического решения

Проведение общественных слушаний по проекту намечаемого стратегического решения

Подготовка Доклада по СЭО

Доклад по СЭО

Рис. 2. Блок-схема стратегии управления качеством окружающей среды городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями

Fig. 2. Block diagram of the quality of environmental management strategies of cities with complex landscape and negative climate conditions

Для оценки ежечасных концентраций загрязняющих веществ в воздушной среде (С) в работе использовалось представление [В. С. Ворожнина], что качество воздушной среды формируется за счет взаимодействия природных и техногенных составляющих природно-технической системы:

C = F

\(п Л(п £ВП, ; ;

/ 0=1 у Vi=l .

J=i

где F — природно-техническая система;

ВП — поток загрязнения в окружающую среду, генерируемый г-м видом транспорта (источники ЗВ);

ПП — поток удаления транспортного загрязнения окружающей средой в зоне действия г-го вида транспорта (стоки ЗВ);

УС — условия окружающей среды для г-го вида транспорта (внешние условия).

В отличие от базисных моделей экологической безопасности М. Р. Якимова и

В. С. Ворожнина, автором на основе стратегии управления качеством атмосферного воздуха разработана система управления рисками техноприродных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой, сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями. Предложены методики расчёта и снижения загрязнения атмосферного воздуха на основе новых решений инженерной защиты территорий от опасностей, введен региональный коэффициент и интегральный показатель негативных социально-экономических последствий антропогенных воздействий для рассматриваемых условий региона.

В условиях городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями схему формирования качества воздушной среды можно представить в виде трёх блоков (рис. 3).

Рис. 3. Блок-схема формирования качества воздушной среды в условиях городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями

Fig. 3. Block diagram of air quality formation in urban environments with complex landscape and negative climatic conditions

Определить поток загрязнения в окружающую среду, генерируемый различным видом автотранспортных средств, определённого расчетного типа, за определенный период, и поток удаления транспортного загрязнения окружающей средой в зоне действия с учётом условий окружающей среды в зависимости от географических и климатических факторов предлагается по разработанной автором методике — «Методика расчёта и снижения загрязнения атмосферного воздуха городов с неблагоприятными географическими условиями на основе инженерной защиты территорий от опасностей» (далее Методика).

Методика предназначена для проведения расчетной инвентаризации выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух автотранспортными средствами (АТС) при их движении по улично-дорожной сети города и расчёта параметров инженерной

защиты территорий с целью снижения техноприродных опасностей.

Выводы, результаты исследования. Таким образом, реализация принципов экологической безопасности населённых пунктов на основе стратегической экологической оценки воздушной среды города и выбора стратегического решения по обеспечению экологической безопасности, направленных на разработку эффективной системы управления рисками техно-природных процессов в городах с развитой транспортной инфраструктурой, сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями и длительным холодным периодом, имеет вид «петли качества». Реализация всех мероприятий Системы в конечном итоге приводит к снижению уровня загрязнения атмосферы и затрат на охрану окружающей среды, планомерному уменьшению заболеваемости жителей.

Список литературы_

1. Безуглая Э. Ю. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. С. 23—46.

2. Безуглая Э. Ю., Завадская Е. К. Исследования загрязнения атмосферы и связи с влиянием их на здоровье населения / / Современные исследования Главной геофизической обсерватории. СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. Т. 1. С. 144-161.

3. Ворожнин В. С. Методика повышения экологической безопасности автотранспорта на улично-до-рожной сети крупного города (на примере защиты воздушной среды участников дорожного движения): автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 2014. 26 с.

4. Ворожнин В. С. Изучение автотранспортного воздействия на участников дорожного движения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13 (39). № 1 (8). С. 1848-1852.

5. Ворожнин В. С., Маркелов Ю. И. Изучение влияния загрязнения воздушной среды крупного города на участников дорожного движения // Эколого-географические проблемы природопользования нефтегазовых регионов — теория, методы, практика: доклады IV Междунар. науч.-практ. конф. Нижневартовск: Нижневарт. гос. гуманит. ун-т, 2010. С. 221-224.

6. Звягинцева О. Ю. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения г. Чита (Забайкальский край): автореф. дис. ... канд. биол. наук. Улан-Удэ, 2014. 20 с.

7. Медведева М. А. Системный подход к оценке техногенных рисков: автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. ИПЭ УрО РАН. Екатеринбург, 2005. 20 с.

8. Швыряев А. А., Меньшиков В. В. Оценка риска воздействия загрязнения атмосферы в исследуемом регионе. М.: МГУ, 2004. 124 с.

9. Potoglou D., Kanaroglou P. S. Carbon monoxide emissions from passenger vehicles: predictive mapping with an application to Hamilton, Canada // Transportation Research Part D. 2005. Vol. 10. P. 97—109.

10. Ashmore M. R., Dimitroulopoulou C. Personal exposure of children to air pollution // Atmospheric Environment. 2009. Vol. 43. P. 128—141.

List of literature_

1. Bezuglaya E. Yu. Klimaticheskie harakteristiki usloviy rasprostraneniya primesey v atmosfere [Climatic characteristics conditions of pumices spreading in the atmosphere]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1983, pp. 23-46.

2. Bezuglaya E. Yu., Zavadskaya E. K. Issledovaniya zagryazneniya atmosfery i svyazi s vliyaniem ih na zdorovie naseleniya [Studies of air pollution and their influence on public health]: Modern research Main Geophysical Observatory. St.-Petersburg: Gidrometeoizdat, 1999, vol. 1, pp. 144-161.

3. Vorozhnin V. S. Methods of increasing environmental safety of vehicles on the road network of a large city (on the example of ambient air protection by traffic participants) [Metodika povysheniya ekologicheskoy bezopasnosti avtotransporta na ulichno-dorozhnoy seti krupnogo goroda (na primere zashhity vozdushnoy sredy uchastnikov dorozhnogo dvizheniya) ]: Abstract. dis. ... cand. tehn. sciences. Moscow, 2014. 26 p.

4. Vorozhnin V. S. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk (Bulletin of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences), 2011, vol. 13 (39), no. 1 (8), pp. 1848-1852.

5. Vorozhnin V. S., Markelov Yu. I. Ekologo-geograficheskie problemy prirodopolzovaniya neftegazovyh regionov — teoriya, metody, praktika (Ecological and geographical problems of environmental management of oil and gas regions — theory, methods, practice): report of the IV International. scientific-practical. conf. Nizhnevartovsk: Nizhnevartovsk. State. Humanity. University Press, 2010. pp. 221—224.

6. Zvyagintsev O. Yu. Effect of air pollution on public health Chita (Chita region) [Vliyanie zagryazneniya atmosfernogo vozduha na zdorovie naseleniya g. Chita (Zabaykalskiy kray) ]: Abstract. dis. ... cand. biol. sciences. Ulan-Ude, 2014. 20 p.

7. Medvedev M. A. System approach to the assessment of technological risk [Sistemny podhod k otsenke tehnogennyh riskov]: Abstract. dis. ... cand. biol. sciences. IIE UB RAS, Yekaterinburg, 2005. 20 p.

8. Shvyryaev A. A., Menshikov V. V. Otsenka riska vozdeystviya zagryazneniya atmosfery v issleduemom regione [Risk assessment effects of air pollution in the studied area]. Moscow: Moscow State University, 2004.

9. Potoglou D., Kanaroglou P. S. Transportation Research Part D (Transportation Research Part D), 2005, vol. 10, pp. 97-109.

10. Ashmore M. R., Dimitroulopoulou C. Atmospheric Environment (Atmospheric Environment), 2009, vol. 43, pp. 128-141.

Щербатюк Андрей Петрович, канд. техн. наук, Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия. Область научных интересов: охрана окружающей среды, загрязнение атмосферного воздуха andrey. shcherbatyuk .63@.ru

Andrey Scherbatyuk, candidate of technical sciences, Transbaikal State University, Chita, Russia. Sphere of scientific interests: environmental protection, air pollution

Образец цитирования _

Щербатюк А. П. Стратегия управления качеством атмосферного воздуха городов со сложным ландшафтом и неблагоприятными климатическими условиями // Вестн. Забайкал. гос. ун-та.

124 p.

Коротко об авторе

Briefly about the author

2016. T. 22. № 9. С. 52-58.