Эконометрическая индикация природохозяйственного ущерба вследствие мелиорации земель сточными водами предприятий

ТЕRRА ECONOMICUS ^ Экономичeский вестник Ростовского государственного университета ^ 2009 Том 7 № 4

ЭКОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ ПРИРОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО УЩЕРБА ВСЛЕДСТВИЕ МЕЛИОРАЦИИ ЗЕМЕЛЬ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ

Т.Ю. АНОПЧЕНКО,

доктор экономических наук, профессор, Южный федеральный университет, 344002, г. Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 88;

Р.В. РЕВУНОВ,

соискатель,

Южный федеральный университет, 344002, г. Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 88

В статье рассмотрены основные способы исчисления эколого-экономического ущерба вследствие деструктивной водохозяйственной практики на микроэкономическом уровне.

Ключевые слова: орошение; технологии очистки воды; урожайность; загрязнение.

Коды классификатора ^БЬ: С01, Q15.

Качество воды, используемой хозяйствующими субъектами агропромышленного комплекса при орошении, является одним из важнейших факторов прироста урожайности возделываемых культур. Принимая во внимание данный факт, необходимо определить эколого-экономические аспекты воздействия оросительной воды, поставляемой ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов», на урожайность ряда субъектов АПК Октябрьского района Ростовской области.

Аргументом, подтверждающим актуальность данного исследования, является тот факт, что ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов» является безальтернативным поставщиком как питьевой воды для жителей мкр. Хотунок, Молодежный, Октябрьский г. Новочеркасска, так и оросительной воды для некоторых предприятий-сельхозтоваропроизводителей Октябрьского района Ростовской области. Хозяйствующие субъекты АПК Октябрьского района, использующие оросительную воду ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов», специализируются на выращивании овощных, кормовых и зерновых культур. Орошение применяется при возделывании огурцов, томатов, кукурузы на зерно, люцерны обыкновенной.

Необходимость использования оросительной воды для полива данных культур объясняется тем, что в летний период в Октябрьском районе наблюдается дефицит почвенного увлажнения. Таким образом, орошение является единственным способом обеспечения потребностей растений во влаге в засушливый период. Кроме того, указанные культуры, а в особенности огурцы, томаты и кукуруза на зерно, отличаются сравнительно высоким влагопотреблением. Данное обстоятельство обусловливает высокие требования к качеству используемой оросительной воды. Основным реагентом, применяемым на Новочеркасском заводе синтетических продуктов для очистки воды, является хлор. Использование данного химического вещества обусловливается, во-первых, его низкой стоимостью по сравнению с другими, во-вторых — адаптированностью технологического процесса к данному реактиву.

В то же время, применяемый в настоящее время метод обеззараживания воды хлором обладает целым рядом негативных характеристик. К их числу можно отнести раздражающее действие на слизистую оболочку глаза человека, активное аллергенное действие, риск массового отравления населения при значительном превышении ПДК. При обеззараживании воды хлором образуются галогеноформные органические соединения, которые являются опасными для здоровья человека и способствуют нарушению естественных биологических процессов растений.

Бактерицидные свойства хлора не вызывают сомнений, однако срок действия его невелик. По истечении нескольких десятков минут свободный хлор полностью вступает в реакции и связывается в химические соединения. Такая высокая способность к реакции имеет существенный недостаток. Хлор не только быстро воздействует на микроорганизмы, но и активно вступает в реакции хлорирования с имеющимися в воде органическими соединениями. В результате образуются хлорсодержащие органические вещества, некоторые из которых обладают токсичными свойствами.

Образование таких опасных веществ, обладающих канцерогенными свойствами, как полихлорированный дибензодиоксин и дибензофуран, происходит при хлорировании воды. При исследовании подаваемой сельскохозяйственным потребителями оросительной воды было установлено наличие в ней следующих концентраций хлорсодержащих веществ (мг/л): дихлорметан 3,8-75,0 (7,5); хлороформ 0,02-0,3 (0,2); тетрахлорметан 0,002-0,02 (0,006); бромдихлорметан 0,003-0,036 (0,03); дибромхлорметан 0,006-0,045 (0,03); тетрахлорэтилен 0,005-0,1 (0,02); бро-моформ 0,03-0,25 (0,1); тетрахлорэтан — 0,05-1 (0,2) мг/л. В скобках дана предельно допустимая концентрация хлорсодержащих химических веществ в воде.

Таким образом, в некоторых образцах проб оросительной воды обнаружено превышение содержания хлорсодержащих веществ в несколько раз выше нормы. В таблице 1 представлены основные параметры применяемой в ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов» технологии очистки воды методом хлорирования.

Анализ информации, представленной в таблице 1, позволяет сделать вывод о том, что применяемая в настоящее время на НЗСП технология первичной очистки воды методом хлорирования имеет ярко выраженный природодестабилизирующий характер. В частности, в оросительной воде, поставляемой сельскохозяйственным потребителям, содержатся не только повышенные концентрации хлорсодержащих веществ, но и такой опасный загрязнитель, как тяжелые металлы. Резкое снижение концентрации кислорода «омертвляет» воду, ухудшает ее усвояемость растениями, что негативно сказывается на вегетационных процессах.

Исходя из этого, возникает необходимость определения степени сокращения урожайности, возникающей вследствие использования оросительной воды ненормативного качества.

© Т.Ю. Ан опченко, Р.В. Ревунов, 2009

ЭКОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ ПРИРОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО УЩЕРБА.

69

Таблица 1

Характеристика основных природохозяйственных параметров применяемой на НЗСП технологии первичной очистки воды (хлорирование)1

Природохозяйственный параметр Значение характеризующего показателя

Концентрация свободного остаточного реагента в очищенной воде Не менее 0,5 мг/л

РН До 8

Мутность До 2 мг/л

Время контакта не менее 30 минут

Уничтожение Е.соН 99 %

Уничтожение вирусов 70 %

Уничтожение спор, цист и ооцист, паразитирующих простейших 0%

Комплексный показатель токсичности и мутагенной активности Увеличение в 3 раза

Органика Образование диоксинов, тригалометанов, хлораминов и т.п.

Растворенный кислород Уменьшение на порядок.

Ионы металлов: Fe, Мп, А1, РЬ, Нд и т.п. Сохраняются

Правильный выбор характеристик, выражающих параметры взаимосвязи между показателями урожайности и загрязнения оросительной воды, имеет очень важное значение. Данное обстоятельство подразумевает использование математических методов и моделей в качестве неотъемлемого элемента анализа. Применение математического инструментария позволяет достичь следующих результатов.

Во-первых, определить и формально описать наиболее существенные взаимосвязи социально-экологоэкономических переменных и объектов.

Во-вторых, математико-статистические методы позволяют индуктивным путем получить новые знания об объекте и оценить форму и параметры зависимостей его переменных, в наибольшей степени соответствующие имею щимся наблюдениям.

В-третьих, использование инструментарно-методологических средств математики позволяет с высокой степенью достоверности излагать предполагаемые теоретические положения. В данном контексте представляется целесообразным использовать корреляционно-регрессионную методологию для анализа эколого-экономических взаимосвязей, поскольку именно корреляционный и регрессионный методы дают возможность количественно исследовать влияние факторов на изучаемое явление, отделить мнимые связи от реально существующих.

Основная задача изучения корреляционных связей состоит в установлении причинно-следственного механизма исследуемого социально-эколого-экономического события, явления, факта [1, с. 52]. В данном случае факторный признак выступает как признак-причина, а результативный — как признак-следствие. Наиболее широкое распространение получили следующие типы корреляционных природохозяйственных связей:

1. Причина (фактор) непосредственно связана со следствием;

2. Следствие определяется не одним фактором, а комплексом существенных факторов, действие которых сопровождается множеством случайных причин;

3. Два следствия вызываются одной общей причиной.

Достоверность влияния факторов определяется по средней ошибке коэффициента корреляции, последний должен не менее чем в 2,5-3 раза превышать свою среднюю ошибку [2, с. 211]. Достоверность коэффициента корреляции обычно обеспечивается достаточно большим количеством лет наблюдения. В научной литературе рекомендуется использовать правило, согласно которому количество лет наблюдения или количество исследуемых зон (населенных пунктов) должно быть минимум в 5-6 раз больше числа одновременно учитываемых факторов, влияющих на уровень здоровья населения [1, с. 158-160].

В нашем случае количество лет наблюдения ровно в пять раз превосходит число одновременно учитываемых факторов. В контексте нашего исследования для анализа данных наблюдений за период в 15 лет уместно применить метод наименьших квадратов. Связь между результативным признаком и двумя или более факторами принято выражать уравнением множественной регрессии следующего вида:

У* = ао + аХ + а?

Параметры уравнения определяются решением системы уравнений, составленных с применением метода наименьших квадратов:

па0 + а+ а= Xу; а01х + а1Хх2 +а2£хг = Хух; а0Х'? + а1'^хг + а2Х2 = Х?у.

где п — количество пар значений х и у.

1 Таблица составлена на основе обобщения научной информации, представленной в следующих научных источниках: Технологический регламент цеха ОиНПСВ ОАО «НЗСП», 2007 г. с. 163-164; Годовой отчёт цеха ОиНСПВ НЗСП, 2008 г.; КлеменчукН.Е. Методы водоподготовки. Сравнительный анализ. - Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2008 г. с. 142.

ТЕRRА ECONOMICUS ^ Экономичeский вестник Ростовского государственного университета 2009 Том 7 № 4

ТЕRRА ECONOMICUS ^ Экономичeский вестник Ростовского государственного университета ^ 2009 Том 7 № 4

70

Т.Ю. АНОПЧЕНКО, Р.В. РЕВУНОВ

Для решения уравнения необходимо составить расчетные таблицы, в которых на основании данных многолетних наблюдений вычисляются параметры взаимосвязи антропоэкологических факторов и урожайности сельскохозяйственных культур. Полученные в результате решения уравнения взаимосвязи результирующего признака у (урожайность, ц/га) от двух факторов х (норма орошения, тыс. м3/га) и z (превышение предельно допустимой концентрации хлорсодержащих соединений, мг/л) для основных видов возделываемых сельскохозяйственных культур имеют следующий вид:

— Люцерна обыкновенная

у= 10,19 + 17,63 х — 6,0227^

— Огурцы

Уи = 7,44 + 8,51х — 4,1921 ^

— Томаты

ухг = 13,05 + 12,04х — 7,693х

— Кукуруза на зерно

ухг = 13,39 + 12,28х — 9,34^

Вторая задача корреляционного метода — измерение тесноты связи, т.е. степени влияния природохозяйственного фактора (х) на вариацию результативного социально-эколого-экономического признака (у). В экономике природопользования наибольшее распространение в этой связи получили коэффициенты корреляции и детерминации [3, с. 122].

В качестве универсального измерителя связи переменных х и у используется коэффициент корреляции, предоставляющий информацию о степени социально-экологической взаимообусловленности факторов:

уу-х-у

где ох, оу — средние квадратические отклонения, характеризующие вариативность результативного признака под воздействием соответственно учтенного эколого-экономического фактора и совокупности факторов как учтенного, так и неучтенного характеров: ^

Таким образом, наличие тесной связи общего уровня урожайности основных сельскохозяйственных культур, возделываемых хозяйствующими субъектами — потребителями оросительной воды ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов», от превышающей ПДК концентрации хлорсодержащих соединений подтверждает одно из основных свойств веществ-загрязнителей, а именно — способность накапливаться в почве, нарушая у растений естественные процессы биологического развития. Оценка тесноты связи производится по схеме, представленной в таблице 2:

Таблица 22

Оценка тесноты корреляционно-регрессионных связей

Теснота связи Величина коэффициента корреляции при наличии основных видов корреляционнорегрессионных связей

прямой обратный

Слабая 0,1 — 0,3

Средняя 0,3 — 0,7

Тесная 0,7 — 1,0

Таблица 33

Значения коэффициентов парной корреляции и детерминации изучаемых природохозяйственных факторов

Наименование сельскохозяйственной культуры Коэффициент парной корреляции (гух) Коэффициент парной детерминации (г2ух) Оценка тесноты связи

Томаты 0,9769 0,9543 Тесная

Огурцы 0,9208 0,8478 Тесная

Кукуруза на зерно 0,9117 0,8313 Тесная

Люцерна обыкновенная 0,8846 0,7825 Тесная

Экологическая детерминированность признаков, составляющая в данном исследовании 0,95, 0,84, 0,83 и

0,78, аргументирует тот факт, что в условиях современного уровня качества оросительных вод, поставляемых ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов» сельскохозяйственным потребителям, урожайность то-

2 При составлении таблицы использованы данные из следующих научных источников: Гусаров В.М. Теория статистики. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1998. С. 169-179; Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М.: Финансы и статистика, 2002. С. 198-200; Ефимова М.О. Общая теория статистики. М.: Экономика. 1997. С. 201-211, ; Общая теория статистики: Учебник / Г.С. Кильдишев, В.Е. Овсиенко, П.М. Рабинович, Т.В. Рябушкин. М.: Статистика, 1990. С. 227-228

3 Составлена автором.

ЭКОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ ПРИРОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО УЩЕРБА.

71

матов, огурцов, кукурузы на зерно и люцерны обыкновенной на 95, 84, 83 и 78%, соответственно, обусловлена дестабилизирующим влиянием антропоэкологического фактора, и на 5, 16, 17 и 22% — воздействием прочих природно-климатических, технологических и иных неучтенных факторов. В связи с вышеизложенным, не вызывает сомнений тот факт, что наблюдаемое в настоящее время усиленное загрязнение водоемов Ростовской области продуктами техногенеза приводит к увеличению бактериального загрязнения водных источников, используемых для питьевого водоснабжения, что в перспективе обусловливает увеличение дозы хлора при обеззараживании воды и, как следствие, к усугублению проблемы достижения экологически безопасного питьевого и оросительного водоснабжения. По данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия Администрации Ростовской области, половина донских жителей, а в отдельных районах и более 70% вынуждены потреблять некачественную питьевую воду. В странах Западной Европы, США, Канаде и других технологии обеззараживания воды постоянно совершенствуются, способствуя внедрению в водохозяйственную практику более эффективных и экономичных процессов очистки и обеззараживания воды. В Российской Федерации, в целом, а также в Ростовской области, в частности, основным способом водоочистки является хлорирование, при этом широко практикуется гиперхлорирование, приводящее к образованию в питьевой воде весьма опасных для здоровья человека хлорсодержащих соединений (диоксинов), способствующих появлению и развитию в организме человека злокачественных новообразований.

Диоксины относятся к разряду особо опасных стойких органических загрязнителей, чрезвычайно вредных для здоровья, так как обладают высокой устойчивостью к фотолитическому, химическому и биологическому разложению, обладают мутагенным и канцерогенным действием, вызывая генетические изменения в живых клетках и повышая частоту возникновения злокачественных опухолей. В последние годы ряд специалистов [4, с. 127] разделяют мнение о том, что диоксины вызывают ускоренное старение организма. Подобный вывод подтверждает информация о сокращении средней продолжительности жизни у граждан, имеющих длительный контакт с хлорсодержащими веществами. Для сокращения концентрации хлорорганических соединений в питьевой и оросительной водах применяют следующие способы [5, с. 73-75.]:

• снижение количества хлора, используемого для очистки исходной воды;

• замена хлора другими, не содержащими хлор очистительными реагентами;

• использование в технологии водоочистки на ее конечной стадии таких сорбентов, как гранулированный активированный уголь, ионообменные смолы или подобные вещества, способствующие удалению органических примесей из питьевой воды.

Природохозяйственная практика последних лет свидетельствует о том, что на территории индустриально развитых городских агломераций доминирующим источником дестабилизации природной среды является сравнительно ограниченный круг хозяйствующих субъектов. Вышеизложенные факты подтверждают тезис о том, что сравнительно небольшие, но верно нацеленные вложения денежных средств способны привести к существенным позитивным эколого-экономическим результатам. В связи с этим одной из важнейших задач при формировании природоохранных программ является выявление тех предприятий-природопользователей, экологическая санация которых является приоритетной. Исходя из этого, определим природопользователей новочеркасской промышленной агломерации, деструктивное воздействие которых на водные объекты Ростовской области является наибольшим.

Для решения данной задачи целесообразно использовать формулу расчета эффекта концентрации экологоэкономического риска (Иесо1) [6, с. 195], которая имеет вид:

Кс = 1 — (6Х2 / N * (N2 — 1)),

где / — разность ранговых значений коррелирующих экологических признаков;

N — число рангов в динамическом ряду.

Расчет значения индикатора эффекта концентрации эколого-экономического риска водохозяйственной деятельности предприятий новочеркасской агломерации (табл. 3), составивший 0,68, аргументирует наличие в составе промышленного комплекса города лидирующего предприятия-водопользователя, которым является ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов».

Таблица 34

Расчет эффекта концентрации эколого-экономического риска индустриальной инфраструктуры г. Новочеркасска

Период наблюдения Сброс загрязняющих веществ в водные объекты, тыс. т Иерархия рангов Вариабельность рангов f2

всего промышленного комплекса г. Новочеркасска ОАО «НЗСП» всего промышленного комплекса г. Новочеркасска ОАО «НЗСП»

1999 33,4 21,2 1 21,2 1 1

2000 33,8 23,4 2 23,4 2 2

2001 34,2 25,5 3 25,5 3 4

2002 34,9 29,7 4 25,2 4 3

2003 35,6 28,8 5 28,8 5 б

2004 37,1 29,2 6 32,1 6 10

2005 38,3 32,1 7 31,4 7 9

2006 39,7 31,4 8 29,7 8 8

2007 41,1 27,3 9 29,2 9 7

2008 42,3 25,2 10 27,3 10 5

Итого 370,4 273,8 52

Эффект концентрации эколого-экономического риска: Яесо1 = 1 - ((6 * 52) /(10 * (100-1)) = 1-0,32 = 0,68.

4 Таблица составлена на основе обобщения информации, изложенной в следующих источниках: Ведомость проб качества воды на входе Насосной станции 1-го подъёма, ЦЗЛ ОАО «НЗСП», 1995-2005 гг.; Экологический вестник Дона за 2007 год - Ростов-на-Дону, 2008 г.; Экологический вестник Дона за 2008 год - Ростов-на-Дону, 2009.

ТЕRRА ECONOMICUS ^ Экономичeский вестник Ростовского государственного университета 2009 Том 7 № 4

ТЕRRА ECONOMICUS ^ Экономичeский вестник Ростовского государственного университета ^ 2009 Том 7 № 4

72

Т.Ю. АНОПЧЕНКО, Р.В. РЕВУНОВ

Свидетельством достоверности полученного результата является тот факт, что ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов» осуществляет активную водохозяйственную деятельность, способствующую дестабилизации не только социально-эколого-экономической обстановки в г. Новочеркасске, но и в Октябрьском районе Ростовской области. Сохранение подобной негативной тенденции в будущем формирует предпосылки дестабилизации социально-эколого-экономической ситуации не только на локальном уровне, но и в масштабах всей Ростовской области в целом.

В контексте сказанного представляется очевидной потребность анализа существующей водохозяйственной практики ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов», изучения специфики его деятельности с точки зрения экологической рационализации и определения приоритетных направлений его природозащитной стратегии.

Вышеизложенное особенно актуально, если принять во внимание следующие обстоятельства: дальнейшее сохранение сложившейся практики природоразрушительного природопользования крупнейших хозяйствующих субъектов Ростовской области, к числу которых относится и ОАО «НЗСП», в итоге приведет к тому, что провоцируемый ими кризис природопользования выступит в качестве приоритетного фактора, сдерживающего поступательное социально-экономическое развитие не только Ростовской области но и всего Северо-Кавказского региона Российской Федерации.

Анализируя полученные результаты, необходимо отметить следующее:

1. Установленное расчетно-аналитическими методами значение эффекта концентрации экологоэкономического риска (Иесо1), составившее для ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов» 0,68, подтверждает тот факт, что данный хозяйствующий субъект является лидирующим предприятием-водопользователем новочеркасской агломерации. Кроме того, при помощи методов корреляционного анализа установлено наличие тесной взаимосвязи между концентрацией хлорсодержащих соединений в поставляемой ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов» оросительной воде и показателями урожайности сельскохозяйственных культур (люцерна обыкновенная, томаты, огурцы, кукуруза на зерно), возделываемых субъектами АПК Октябрьского района Ростовской области.

Наблюдающаяся на протяжении последних лет тенденция снижения урожайности на 95% — для томатов, 84% — для огурцов, 83% — для кукурузы на зерно и на 78% — для люцерны обыкновенной обусловлена деструктивным влиянием антропоэкологического фактора — превышения предельно допустимой концентрации хлорсодержащих элементов в оросительной воде.

2. Теоретико-эмпирические данные последних лет свидетельствуют о том, что многие проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды, в особенности водных объектов и земельных ресурсов, приводят к перманентному ухудшению финансово-хозяйственных показателей предприятий-природопользователей. Даная тенденция в наибольшей степени актуальна именно в АПК, т. к. в производственном процессе сельскохозяйственных субъектов активно используются почвенно-земельные и водоресурсные блага. В данном контексте особое внимание к качественным параметрам используемых в сельскохозяйственном воспроизводстве водных ресурсов является вполне закономерным, поскольку указанный фактор в значительной степени определяет урожайность, доходность, рентабельность и другие важные экономические показатели деятельности хозяйствующих субъектов. В связи с этим не будет преувеличением утверждать, что уровень социально-эколого-экономического благополучия населения Ростовской области во многом детерминирован качеством водных ресурсов.

3. При решении многих экологических и эколого-экономических проблем, когда из-за длительности природохозяйственных процессов экспериментальное изучение становится практически невозможным, построение математических моделей часто является единственным способом принятия важнейших хозяйственных решений. Для решения многих эколого-экономических задач установление математической зависимости между состоянием здоровья населения и окружающей средой, ее мониторинг позволит не только прогнозировать воздействие окружающей среды на здоровье, но и разрабатывать природохозяйственную политику, исходя из интересов людей, а также с наименьшими экономическими затратами проводить экспертизу планов развития региона и установление степени экологической опасности каждого отдельного предприятия как существующего, так и проектируемого. В этой связи наибольшее распространение получила аналитика эколого-экономических взаимозависимостей на основе корреляционно-регрессионной методологии. Вышеизложенные обстоятельства в полной мере аргументируют необходимость научного поиска технико-экономических решений, направленных на минимизацию природохозяйственного ущерба, наносимого природной среде Ростовской области Новочеркасским заводом синтетических продуктов. В данном контексте особое внимание следует уделить отбору мероприятий, ориентированных на социально-эколого-экономическую оптимизацию водохозяйственной деятельности ОАО «Новочеркасский завод синтетичеких продуктов».

ЛИТЕРАТУРА

1. Чепасов К.П. Корреляционные зависимости в эколого-экономических исследованиях. Ростов н/Д: АООТ «Ростовское книжное издательство», 1998.

2. Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование. М.: Знание, 1967.

3. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1988.

4. Щедрин В.Н. Перспективы рыночных отношений в водохозяйственном комплексе. Новочеркасск: НПИ, 2004.

5. Щедрин П.А., Колбачев Е.Н. Проблемы и перспективы становления рыночных отношений в мелиорации и водном хозяйстве. Новочеркасск: НПИ, 2003.

6. Экономико-математическое моделирование регионального природопользования / под. ред. Шевчук А.Г. М.: Филинъ, 1996.