CC BY
17
Серiя: TexHÍ4HÍ науки ISSN 2225-6733
УДК 621.791.92:504.054
© Логвинов Ю.В.*
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ И РЕШЕНИЕ КОНКРЕТНОГО ВОПРОСА ПО ЛОКАЛИЗАЦИИ И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СВАРОЧНОГО АЭРОЗОЛЯ ПРИ НАПЛАВКЕ
В статье представлен экологический менеджмент упрочняющей наплавке деталей. Предложено теоретическое обоснование управления качеством воздушного бассейна на основе экологического менеджмента. Приведенные исследования позволяют на математическом уровне произвести систематизацию и формализацию всех переменных, участвующих в управлении качеством воздушного бассейна в экосистеме. Предлагаемые технологии наплавки выполнены с учетом Киотского соглашения в замкнутой системе фильтрации с минимальными рисками. Определить роль и цели этих переменных в экосистеме и в балансе вредных веществ и СА. Предложено практическое решение вопросов по восстановлению экосистемы, в частности, в атмосфере при упрочнении наплавкой в виде специально разработанных замкнутых систем фильтрации, очистки и специальных приспособлений от выброса СА.
Ключевые слова: экологический менеджмент, управление, охрана окружающей среды, вредные вещества, сварочный аэрозоль (СА).
Логвшов Ю.В. Екологiчний менеджмент i виршення конкретного питання по локалiзацií i нейтралiзацií зварювального аерозоля при наплавлент. У статт1 представлений екологгчний менеджмент при змщнюючиму наплавлент деталей. Запропоновано теоретичне обгрунтування управлтня яюстю повтряного басейну на основi еколог1чного менеджменту. Наведенi досл1дження дозволяють на мате-матичному рiвнi провести систематизацт та формалiзацiю вах змтних, що бе-руть участь в управлтш яюстю повтряного басейну в екосистемi. Пропонован технолога наплавлення виконан з урахуванням Шотсько1 угоди в замкнутт сис-темi фшьтрацп з мiнiмальними ризиками. Визначити роль i цiлi цих змiнних в еко-системi i в баланс шюдливих речовин i СА. Запропоновано практичне виршення питань щодо вiдновлення екосистеми, зокрема, в атмосферi при змщненю наплав-ленням у виглядi спещально розроблених замкнутих систем фшьтрацп, очищення i спещальних пристосувань вiд викиду СА.
Ключовi слова: екологiчний менеджмент, керування, охорона навколишнього сере-довища, шкiдливi речовини, зварювальний аерозоль.
Y. V. Logvinov. Ecological management, and decision of a concrete question of welding aerosol localization and neutralization at surfacing. Ecological management, taking into account the provisions of the Kyoto protocol as to harmful matters emissions was used at strengthening surfacing of machine parts. Theoretical substantiation for control over the quality of the air basin using the ecological management as the base was proposed. The investigations performed make it possible to systematize and formalize all the variables, involved in control over the quality of the air basin. New technology of welding aerosols cleaning has been worked out. This technology being a practical solution of the problem provides for a closed system of ventilation and filtration, at which harmful matters do not get out in the atmosphere, but are neutralized. The analysis showed inefficient organization and management of environmental protection and absence of economic influence upon the problems of environmental protection. The problems of risks at employing natural resources have first been examined. The paper offers solutions to the problems overcoming of which is extremely important in view of the provisions of the Kyoto
канд. техн. наук, докторант, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, [email protected]
Серiя: TexHÍ4HÍ науки ISSN 2225-6733
protocol and international requirements.
Keywords: ecological management, management, environment protection, harmful substances, welding aerosol.
Постановка проблемы. Актуальность экологических вопросов, в частности, качества воздушного бассейна в экосистеме при выбросах вредных веществ в атмосферу с учетом Киот-ского соглашения и международных стандартов не вызывает сомнения и требует постоянного исследования.
В состав экосистемы входит множество переменных, которые влияют на технологию процесса наплавки. К сожалению, экологически чистых малоотходных технологий либо мало, либо они вообще отсутствуют. В представленной публикации приводится решение вышеперечисленных актуальных задач.
Анализ последних исследований и публикаций. В работе [1] представлены основы экологического менеджмента с учетом международной и украинской нормативных баз. К сожалению, недостаточно исследованы вопросы механизмов управления и конкретного решения проблемы выбросов вредных веществ.
Пионерскими исследованиями по решению вопросов охраны окружающей среды, в частности, по локализации и нейтрализации СА при сварке являются работы [2-3].
Весомый вклад в решение этой проблемы внесли труды Кобаяши М., Хейл Р., Хилл Д., а также отечественные исследователи Чигарева В.В., Левченко О.Г., Олейниченко К.А., Роянова В.А., Гулакова С.В., Носовского Б.И., Шапоренко О.И. и др.
Цель статьи - исследовать вопросы менеджмента в экологии и решение конкретного вопроса по локализации и нейтрализации сварочного аэрозоля при наплавке.
Изложение основного материала. Решение проблемы заключается в математической постановке задачи при создании механизмов государственного управления по охране окружающей среды и управлению качеством воздушного бассейна на основе баланса экосистемы SBB (между источниками вредных веществ Qi и восстановителями баланса экосистемы М):
Q = {М}. (1)
Эта задача решается путем разработки средств локализации и нейтрализации вредных веществ и СА при упрочнении деталей наплавкой.
Рассмотрим факторы, влияющие на экосистему, с учётом системы рисков и всех составляющих (рис. 1).
Это основная целевая функция экологического менеджмента и управления охраной окружающей среды и экосистемы SBB.
Основная желаемая цель механизмов управления охраной окружающей среды - это управление качеством воздушного бассейна, балансом экосистемы, что отражено в равенстве (1). Формальное состояние экосистемы, сложившееся на сегодняшний день, в математическом формализованном виде можно представить формулой (2).
t(xj + ytJ ) > (nj + т1} X (2)
j=1
где x - транспорт, добыча, переработка и другие загрязнители; у - производство металлургическое, машиностроительное; {m} - разработка малоотходных и безотходных технологий; {n} - разработка средств и способов локализации и нейтрализации вредных веществ и СА.
Существующая экосистема разбалансирована и требует разработки механизма государственного управления выбросами вредных веществ в атмосферу. Для этого автором предложена балансовая зависимость в виде теории множеств
VSee ç {Q, M}, (3)
где экосистема See в формальном виде представлена как квантор общности множества источников образования вредных веществ и восстановителя путем разработки средств локализации и нейтрализации вредных веществ и СА. Причем баланс и устойчивость экосистемы See
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
сохраняется между основными источниками образования вредных веществ Qj и восстановителями в виде средств и способов нейтрализации и локализации вредных веществ М.
Рис. 1 - Укрупненное представление об экосистеме, экологическом менеджменте и
управлению охраной окружающей среды
Разработка малоотходных и безотходных технологий должна быть приоритетной задачей, требующей постоянной и системной работы по устойчивости баланса [2-6].
Остановимся подробнее на основных источниках вредных веществ
0 = 2 (X + У), (4)
]=1
где х. - транспорт, добыча, переработка и другие загрязнители; у. - производство (применение различных модификаций и технологических решений по модернизации и уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферу). R - риски (хк = 0,15, хк = 0,095, хк = 0,087, определяются экоситуацией и результатами мониторинга). Основные восстановители балансаМ. состоят из
М = М ■ Хк, (5)
<2г = <2г ■ Хк. (6)
Основные восстановители баланса М. состоят из
т
М} =2 (П + т.), (7)
1=1
где т. - разработка современных малоотходных и безотходных технологий; п. - разработка системы и средств нейтрализации и локализации СА.
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
На рис. 2 представлена схема математического решения уравнения, которое связывает между собой источники вредных веществ Qi и предлагаемые восстановители Mj и рисков (К), которые мало исследованы. Предложенный метод позволяет объединить множества и
[М}, что решает проблему охраны окружающей среды путем улучшения баланса между источниками загрязнения и восстановителями экосистемы и разработки государственного управления экосистемой Wn.
Рис. 2 - Укрупненная целевая функция по балансу Sвв
В свою очередь это шесть факторов R:
С [1„, Ок, и, Н, О, Оо}, (8)
где 1а - идентификация опасности (какие вредности и факторы, при каких уровнях и путях воздействия, из каких сред могут вызвать неблагоприятные последствия для здоровья человека); Ок - оценка экспозиции (характеристика источников загрязнения, маршрутов движения загрязняющих веществ от источника к человеку, пути и точки воздействия, уровни экспозиции и др.); иг - установление зависимости «доза-ответ» (выявление связи между состоянием здоровья (например, долей лиц, у которых развилось определенное заболевание) и уровнями экспозиции); Нг - характеристика риска (анализ всех полученных данных, расчетов рисков для популяции и ее отдельных подгрупп, сравнение рисков с допустимыми (приемлемыми) уровнями, сравнительная оценка и ранжирование различных рисков); Ог - оценка риска (применение научных разработок по определению воздействия окружающей среды (ОВОС) согласно требованиям международного Киотского протокола по уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферу); Оо - определение объекта управления (взвешивание по определеным показателям, построение матрицы факторов, анализ различных вариантов по приоритетам).
Объединение множеств и [М} есть множество, состоящее из всех тех и только тех элементов, которые принадлежат хотя бы одному из множеств Qi или принадлежат Mj
Ш.} и [М}. (9)
В основу механизма Жп управления предложено ввести систему фильтрации и очистки:
< Р}, (10)
где F - предлагаемый фильтр, учитывающий особенности наплавочной технологии, соответствующий международным требованиям и стандартам; Р - специальное приспособление для фильтрации и подачи очищенного воздуха в зону наплавочного производства при упрочняющей наплавке деталей автотранспорта.
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
Выводы
1. Анализ вышеприведенных исследований показал наличие:
- неэффективной организационной управленческой системы природопользования и охраны окружающей среды в стране [1-2] и отсутствие экономических рычагов и категорий [1-2];
- проблемы рисков в охране окружающей среды при использовании природных ресурсов;
2. В формализованном виде предлагается экологический менеджмент по управлению охраной окружающей среды.
3. Приведенные исследования позволяют на математическом уровне произвести систематизацию и формализацию всех переменных, участвующих в управлении качеством воздушного бассейна в экосистеме при выбросах вредных веществ и СА в атмосферу при наплавке с учетом международных требований и Киотского соглашения;
4. Предложено практическое решение вопросов [4-6] по восстановлению экосистемы.
Список использованных источников:
1. Шапоренко О.1. Еколопчний менеджмент : навчальний пошбник / О.1. Шапоренко. - До-нецьк : Норд-Пресс, 2004. - 312 с.
2. Левченко О.Г. Способы и средства локализации и нейтрализации сварочных аэрозолей : дис. ...д-ра техн. наук : 05.26.01 / Левченко Олег Григорьевич. - К., 2002. - 283 с.
3. Чигарев В.В. Металлургические и технологические основы наплавки износостойких сплавов порошковыми лентами : дис. .д-ра техн. наук : 05.06.05 / Чигарев Валерий Васильевич. - М., 2001. - 532 с.
4. Пат. 19867 Укра!на, МПК В 23 К 37/00. Пристрш для очищення твердо! та газоподiбно! складових зварювальних аерозолiв при наплавленш / Ю.В. Логвшов. - № u200510339; за-явл. 02.11.05; опубл. 15.01.07, Бюл. № 1. - 4 с.
5. Пат. 19101 Украша, МПК В 23 К 37/00. Пристрш для замкнуто! системи уловлювання, фь льтрацп i нейтралiзацi! зварювальних аерозолiв при наплавленш / Ю.В. Логвшов. -№ u200510341; заявл. 02.11.05; опубл. 15.12. 06, Бюл. № 12. - 4 с.
6. Пат. 86222 Укра!на, МПК В 23 К 37/00. Пристрш для очищення зварювальних аерозолiв при наплавленш / О.С. Поважний, В.Л. Пшюшенко, Ю.В. Логвшов, С.Ю. Логвшов. -№ u201304870; заявл. 16.04.13; опубл. 25.12.13, Бюл. № 24. - 4 с.
References:
1. Shaporenko O.I. Ekologichnii menedzhment: navchal'nii posibnik [Ecological management: textbook]. Donetsk, Nord-Press Publ., 2004. 312 p. (Ukr.)
2. Levchenko O.G. Sposoby i sredstva lokalizatsii i neitralizatsii svarochnykh aerozolei. Diss. dokt. techn. nauk [Ways and means of localization and neutralization of welding aerosols. Doct. tech. sci. diss.]. Kyiv, 2002. 283 p. (Rus.)
3. Chigarev V.V. Metallurgicheskie i tekhnologicheskie osnovy naplavki iznosostoikikh splavov poroshkovymi lentami. Diss. dokt. techn. nauk [Metallurgical and process fundamentals of surface deposition of wear-resistance alloys with powder bands. Doct. tech. sci. diss.]. Moscow, 2001. 532 p. (Rus.)
4. Logvinov Iu.V. Pristrii dlia ochishchennia tverdoi ta gazopodibnoi skladovikh zvariuval'nikh aerozoliv pri naplavlenni [Device for treating solid and gaseous components of aerosols during surfacing welding]. Patent UA, no. 19867, 2007. (Ukr.)
5. Logvinov Iu.V. Pristrii dlia zamknutoi sistemi ulovliuvannia, fil'tratsii i neitralizatsii zvariuval'nikh aerozoliv pri naplavlenni [Closed system device for capturing, filtering and neutralizing welding aerosols when surfacing]. Patent UA, no. 19101, 2006. (Ukr.)
6. Povazhnii O.S., Piliushenko V.L., Logvinov Iu.V., Logvinov S.Iu. Pristrii dlia ochishchennia zvariuval'nikh aerozoliv pri naplavlenni [A device for cleaning of welding aerosols when surfacing]. Patent UA, no. 86222, 2013. (Ukr.)
Рецензент: В.В. Чигарев
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 28.10.2016
