CC BY
35
У po6omi надано теоретико-практич-не обгрунтування i приклади використання корпоративноi еколотчноп системи (КЕС) як базовоi моделi для прийняття управ-лтського ршення в екологiчному мотто-рингу з метою тдвищення ефективностi системи екологiчноi безпеки, забезпечення допустимого ризику здоров'ю населення
Ключовi слова: корпоративна система, екологiчна безпека, мотторинг, термоди-намiчний пiдхiд, управлтськершення, ощн-ка ризику
□-□
В работе представлено теоретико-практическое обоснование применения корпоративной экологической системы (КЭС) как базовой модели для принятия управленческого решения в экологическом мониторинге с целью повышения эффективности системы экологической безопасности, обеспечения допустимого риска здоровью населения Ключевые слова: корпоративная система, экологическая безопасность, мониторинг, термодинамический подход, управленческое решение, оценка риска
□-□
The theoretical practical grounds and application of corporate ecological system (CES) as base model for acceptance of the administrative decision in system of ecological monitoring with the purpose of increasing ecological security (environmental safety) system effectiveness, preservation of an equilibrium condition of compound CES systems, guaranteeing of permissible risk population health state are shown in the article
Key words: corporate system, ecological security, monitoring, the thermodynamic approach, the administrative decision, estimated risk
УДК 504.05:519.713
ЕКОЛОГ1ЧНА ОЦ1НКА СТАНУ КОРПОРАТИВНО! СИСТЕМИ I ОЦ1НКА РИЗИКУ ЗДОРОВ'Ю НАСЕЛЕННЯ
Т. В. Козуля
Кандидат географiчних наук, доцент Кафедра комп'ютерного мошторинга и лопстики Нацюнальний техшчний уыверситет «ХП1» вул. Фрунзе, 2., м. Харьков, 61002
М.Г. Щербань
Доктор медичних наук, професор Медичний нацюнальний уыверситет пр. Ленша,4, м. Харьков, 61022
1. Актуальшсть дослщження i постановка проблеми
Суттевим недолжом кнуючих пiдходiв стосовно корпоративного управлтня еколопчною безпекою можна вважати методолопю ощнки еколопчноси, спрямовано'! на контроль дотримання нормативiв, яка передбачае збiр шформацп на базi систем еколопчного мониторингу, аналiз, порiвняння наслщюв дiяльностi корпорацп з нормативними значеннями, ощнку характеристик життевого циклу продукцп.
Для уникнення вищеназваних недолжв форму-вання корпоративног системи управлтня еколопч-ною безпекою для еколого-сощально-економiчноi системи пропонуеться, по-перше, корпорацiя трьох систем як едино! системи - корпоративног еколо-ггчног системи (КЕС); по-друге, розробка для тако'! системи спещально'! корпоративног системи еколо-
ггчного управлтня (КСЕУ) на засадах ново! тео-рп корпоративного тдходу щодо ощнки стану КЕС будь-якого рiвня; по-трете, впровадження i розвиток корпоративно! шформацшно'! системи монiторингу як шформацшно'! бази для оцiнки ризику здоров'ю населення.
Проблема дослвджень полягае в необхщносп фор-мування нового пiдходу щодо узгодження рiзнорiд-них наукових знань, '!х поеднання на единiй теоре-тичнiй платформi для створення умов впровадження еколопчно'! прiоритетностi i дощльносп локальних управлiнських рiшень з метою досягнення гармошза-цп взаемоди трьох систем - економiчноi, соцiальноi i екологiчноi. Головним напрямком роботи е визна-чення цiлiсноi корпоративно! системи, яка б i була основним об'ектом еколопчного управлiння i базою у дослщженнях взаемовiдносин «людина - навколишне середовище».
Мета та завдання дослщження полягае у впровад-женнi теоретичних основ концепцп корпоративно! екологiчноi системи, нового корпоративного тдходу для розв'язання задач управлшня екологiчною без-пекою.
Для досягнення поставлено! мети необхвдно розв'я-зати таю задача
1) встановити систему вимiрювань (кiлькiсноi характеристики) стану КЕС в умовах невизначеносп параметрiв об'ектiв навколишнього середовища;
2) визначити переваги застосування корпоративного тдходу для системи еколопчного нормування в умовах КЕС i еколого-гтешчно! оцшки ризику здо-ров'ю населення.
Методи дослгдження: теорiя корпоративних систем i корпоративного управлшня - аналiз вiтчизняного i закордонного досвщу; методи системного аналiзу, теорiя самоорганiзуючих систем (синергетика), комплексна система вимiрювання, яка поеднуе методи термодинамiчного аналiзу, теорiю iнформацii i прин-ципи едностi iнформацiйного простору корпоративних утворень; теорiя статистично! оцiнки параметрiв i функцiональний аналiз, ризик-аналiз.
2. Характеристика розв'язання задачi та отриманих результатiв
Загалом проблематика впровадження корпоративного тдходу i дощльшсть концепцii КЕС для реаль зацп екологiчного управлiння визначаеться складш-стю взаемозв'язкiв мiж трьома складними системами - еколопчною, економiчною та сощальною (рис. 1).
Рис. 1. 1нформацшно-ентропшна структура корпоративно!' еколопчноТ системи: КЕС— корпоративна еколопчна система; ТП — термодинамiчний потiк; S — ентротя;
J — iнформацiя; NS — негентропiя
Концепцiя корпоративно! еколопчно'! системи (КЕС) - iнформацiйно-екологiчна система одержання шформацп i знань (теорп) на основi шформацшно-усвiдомлених даних системи еколопчного мониторингу з метою тдтримки екологiчноi безпеки навколиш-нього середовища.
У системi екологiчного монiторингу надана кон-цепцiя корпоративно! екологiчноi системи (КЕС), яка розглядае корпоративний взаемозв'язок мiж трьома складовими макросистемами, незалежний розви-ток, що дозволяе визначити стан як кожно! тдсистеми, так i системи в щлому. Безризиковий стiйкий стан КЕС i пiдсистем запропоновано оцiнювати з вико-ристанням основ термодинамiки й синергетики [1, 2]. Еколопчний ризик, враховуючи термодинамiчну структуру екосистем, при наявносп порушень у нiй,
обумовлений зростанням ентропп; у стiйкому станi змша ентропii зводиться до мiнiмуму.
Залежно ввд ентропп або тформативностг у кож-нiй з пiдсистем КЕС визначаеться ощнка управлшсь-кого ршення вiдповiдно до стану КЕС у щлому, тобто параметром або критерiем результату дп буде ентропiя стану КЕС. Реалiзацiя даного рiшення в межах дея-кого тимчасового штервалу [t0 T] може призвести до щлого ряду взаемовиключних наслiдкiв, враховуючи термодинамiчний потоковий зв'язок мiж складовими тдсистемами в межах КЕС локального рiвня. Кри-терiем оптимальностi функщонування такоi системи е збереження термодинамiчноi рiвноваги, тобто AS ^ min ^ 0 або стан S = max вщносно шших станiв. У цiлому стан КЕС як макросистеми буде визначатися макростаном ii складових. Поряд з реалiзацiею рiзних мiкростанiв пiдсистем КЕС встановлюються й рiзнi макроскопiчнi '¿х стани. Певний стан системи пов'яза-ний з iмовiрнiстю реалiзацii одного з можливих рiвнiв En енергii, якому буде вщповщати якась статистична вага Qn. Якщо вбачати, що внутршня енергiя системи з ентротею Sn близька до значення En, то
Qn = e(En-A)/kT,
де A - вiльна енергiя; k - постiйна Больцмана; T - температура.
Iмовiрнiсть одного з макростанiв корпоративноi системи за умови, що в« Qn макростани системи з енер-гiею En рiвноймовiрнi, дорiвнюе Pin = 1/Qn. Для КЕС з погляду статистичноi термодинамжи визначаеться стан через параметри
SKEC = SnEC + SCC + SEC, ^ = ^ПЕС * ^CC * ^EC ,
де SnEC, SCC, SEC - простiр iснування природно' екологiчноi системи, соцiальноi i економiчноi систем ввдповвдно; QnEC, QCC, QEC - статистична вага реалiза-цп макростану тдсистем КЕС.
Загальний стан КЕС характеризуеться значенням
S(t)=J S<r)(x1 (t),x2 (t)...Xn (t)) dV (1)
V
де S(p,e,s) - ентропiя стану природно' екологiчноi, економiчноi й сощально' системи вiдповiдно; dV - характеристика розмiру макросистем.
Щоб система не виходила за межi стащонар-ного процесу, а управляючий вплив не спричи-няв виробництва ентропii, порушення еколопч-но' безпеки необхiдне виконання умови для КЕС dSn/dt = P(t)^ min. Визначення в умовах концепцп КЕС щентифжацшного параметра рiвноважного стану i вiдповiдностi вимогам екологiчностi i гар-монii в системi «людина - природа (навколишне середовище)» запропоновано проводити вщповщно алгоритму, наданого на рис. 2.
У разi переб^у необоротних процесiв у складових корпоративно' системи, яю е фiзико-хiмiчними системами, змша ентропп визначаеться як ASdV > 0 , що ввдповвдае iнтенсивностi виробництва ентропii в КЕС:
1 о
o(t) = —^ > 0 при t ^ 0 (2)
Ця величина пов'язана з iмовiрнiстю реалiзащi ¿3
нового стану КЕС зi змiнами, що вiдбуваються у чаа, P(t)= ^ = |°(х1 (t),x2 (t)...xn (t)) ¿V (3)
тобто з величиною виробництва ентропп макросисте- V
Мошторинг КЕС, вихвдш дат: еколопчна система (ЕС) - ^,х2,...,хп); сощально-економ1чна (СЕС) - л(у1,у2 ,...,уп)
Рис. 2. Схема алгоритму оцшки стану КЕС на основi ентропшного пiдходу i компаратора К: £, — випадкова величина, яка набувае значення (х4,х2,...,хп) з ймовiрнiстю (р4,р2,...,рп); П — випадкова величина, яка набувае значення (у4,у2,...,ут) з ймовiрнiстю (q1,q2,...,qm); р- — ймовiрнiсть сполучення подiй £,= х!;п = у^; 3 — ентрошя стану систем; ц — зрушення екологiчнi вiд мiр V антропогенних (вщповщно до Радона-Никодима) ( = w(t + т); 1п — початковий рiвноважний стан; *— визначення Б за умови 1п =0
Реалiзацiя наданого корпоративного тдходу розгля- гiчноi безпеки за мониторингом Дергачiвського полiгону нута при розв'язанш задачi визначення порушень еколо- вiдходiв та якостi водних об'екпв за такою схемою:
X
'гдк
а (X)
length ( X ) - 1
Т (X,
теап ( X
(X) )2
0
length ( X ) - 1
F( X , 1)
г 2■ п ■ а(X)
2 (а (X) )
(X, - 1 )2
1мов1рн1Сть стану, впливу:
Р^, х1, х2) :=
РР^, х1, х2) :
1
-1 --ег!
2
--ег!
2
1 ^ ,2 (—х2 + тЩ^))
2 а(^
1 Г- (—Х2 + 1)
1
п ^ 1
---^■а^ +---ег!
-1 ■
2 а^)
- ■ д/2 -(—х1 + т,!^^))
п г 1
--Л^а^) + — ег!
2 2
а^)
1 ■1/2-!"Х.±-12
2 а(X)
п г---^ада
п <—
--л/^ада
2
(4)
Ризик впливу як 1нформац1йна ентроп1я 1 ентроп1я впливу, якщо 13 не перевищуе х2=1: Risk = 5"; £(/) = -Р(Х, хх ,х2 ) ■ 1п[р(Х, хх, х2 )]; £ = 1п[р(Х, хх, х2 )]
ехр
1
Вiдповiдно до iндексiв забруднення (13) об'екту впливу - полiгону, i поверхневих вод згiдно з системою
Отже, найменшу ймовiрнiсть залишатися в межах норми мають токсикологiчнi показники води, а за умови реалiзащi ситуацп перебiльшення нормативу найбiльший вплив будуть чинити оргатчт речовини
(4) розраховаш у Mathcad 2001 Professюn параметри екологiчноi небезпеки.
i важю метали, що пiдтверджено аналiзом ситуацп на звалишд вiдходiв за умови ймовiрностi прояву дii за межами нормативних обмежень:
Дослщжеш об'екти Визначеш параметри
мшробюлопчт показники-В 1 (МК) тах(М,К)=4.3 сг(МК) = 1.043 Р(МКд1 ,й) = 0.034 3 = 0362 чи ш РР(МК,х1 ,х2) = 0.292 , _ чи 5(/)
органолептичш показники-В2 (^-Ьб) тш(Ц= 29.75 ^ 7а1иез21 := з1ас1<и ,12,13, Ы,Ь5,1^ а(Уа1иее21) =4.714 ^ Р(1/а1шд1,й) = 0.075 1п((Р^а1ие8,11,^)) =-2.596 РР(Уа1ш821,к1,й) = 0.074 33 = 0.193
токсиколопчш показники В3 (N¡-N2) та^ЫиЩ) = 23 := з!ас1<Н1 ,N2^1 1п((Р(Уа1иез2,х1,3(2))) = -3.344 а( V а1ие еЗ 1) = 10.002 Р('V а1ие з2, х1, у!) = 0.035 3Р07а1иез21 ,у2) = 0.074 33 = 0 193
Забруднювачк анюни тах( з!ас1<В 1, В2, ВЗ)) = 350 V а1ие зЗ := з1аск(В 1, В2, В1) V а1ие еЗ^ = 73.022
(В1), важк1 метали (В2), оргашчш речовини (Вз) 1п((Р(Уа1иезЗ,х1 ,х2))) = -5.397 31 = 0.024
X := Vа1и.еэЗ х1 = О х2 := та<В1 ,В2,ВЗ) теаг<Х) = 33.985 о-(Х) = 78.022 х2 = 350 РР(^а1и.езЗ,х1 ,х2Г) = 0.592 Р(^а1иеэЗ ,х1 = 0.445 х2 = 350 РР^гйиеэЗ ,х1 = 0.592 31 := -РР(^^и.езЗ,х1 „^ 11<(РР(^^иезЗ,х1 „хЗД) 1п(ХРР<;V а1ие эЗ , х1 , х2));| = -0.524
= 0.31
Дослщження на корпоративному рiвнi кожного окремого блоку забруднювачiв, вважаючи на одержа-нi результати ймовiрносно-термодинамiчного аналiзу, показали таю результати:
313(В1) := -РР(В1,х1,х2) 1п(СРР(В1,х1,х2))) к<(РРСВ1 ,х1 ,х2))) = -0.226
ЭЙ(В2) := -РР(В2,х1 ,х2) 1п((РР(В2,х1 ,х2))) 1п((РР(В2,х1 ,х2))) = -5.304
Э;3(в3) := -РР(ВЗ 1п((РР(ВЗ ,£?))) к<(РР(ВЗ ,х2))) = -5.607
за якими в межах нормованого 13 найбiльш iмовiр-но дтть анiони, бiльш небезпечнi оргашчш речовини i
важкi метали, вщповвдно до вiдносно великого значен-ня 1х ентропii передбаченi можливостi до трансформа-цiйних процесiв.
Таким чином, у рамках корпоративного тдходу визначено ймовiрнiсть появи зовнiшнього негативного фактора дп на людину, тобто конкретного чинника ризику порушення здоров'ю.
Вщповщно до визначеноi ситуацii в рамках КЕС розв'язуються двi задачi в еколопчному i еколого-гт-eнiчному сен«, що стосуються оцiнки ризику здоров'ю населення:
1) визначення стану об'екту дослщження, iмовiр-ностi порушень, ризику дестабШзуючих процесiв, що пiдтверджуeться значеннями ентропп;
2) формування нормативiв як розрахункових величин на базi мiнiмiзацii впливу i за даними ефектiв дп на органiзм дестабiлiзуючих факторiв (рис. 3).
^ напрямок и послщовнють розв'язання 1-1 задачц----► - розв'язання задач! нормування
стосовно об'екта впливу
Рис. 3. Задачi ризик-аналiзу з реалiзацieю концепцп КЕС
Послвдовшсть визначення iнтегральноi оцiнки ризику представимо у виглядi алгоритму ризиюв (рис. 4) з такими вихвдними показниками локальних ризикiв еколопчний ризик i показники соцiального ризику - людсью втрати, змiна рiвня здоров'я населення, i значення нормативного показника ГДК хiмiчного фактору за умови мжмального ризику здоров'ю.
3. Перспективи подальших робiт
Таким чином, запровадження корпоративного тдходу в систему еколопчного мониторингу дозволило визначити основш напрямки дослщжень з метою
встановлення однозначно1 ощнки стану складових КЕС, а тим самим визначитися у можливостях обгрун-тування зваженого управлшського рiшення з щллю збереження гармонiйного i рiвноважного розвитку усiх систем - природно! екологiчноi, соцiальноi i еко-номiчноi. Застосування основ теорii ризику дозволяе узгодити попереднi дослiдження щодо визначення стану КЕС через термодинамiчнi функцп з оцiнкою стану систем завдяки ризику екологiчноi безпеки i надати шформащю щодо наявностi безпеки здоров'ю населення завдяки ощнки ризику здоров'ю. Такий напрямок дослщжень вщкривае новi погляди на сучаснi позицп нормування в сферi екологii, гтени i санiтарii на основi ризик аналiзу.
Мошторинг КЕС, вихщш еколого-ог1ешчш дат для /- , /+ 1 експертна оцшка (р- ). (Р.'+ )
Розрахунок нормованого показника
НП,=^ Р (Рфон
Величина запоб1гання ризику Рг,к = 1 - ехр[0,5 (-НП))
Оцшка еколого-гтешчно! безпеки водойм на основ1 показника СЕБ
"ЕБг = «3,. ■ Ргшк3 . +«2 I ■ Рпзк2 . +Рпзк11 "I -«1/2 -- «1/3 -РпЛ3 .
Оцшка впливу факторiв на стан водойм
Г = а0 + ajXj, ) = (ау • рг,,ку )- (ао + ау • рп,ку У1
Анал1з дп окремих фактор1в
= 100 • ^ ) (СЕБ1 )-1 ]
Розрахунок ¿ККзабр при дп оргашчних речовин (блоксопол1мер1в)
2
<шя
забр
0,01- лязабр - яя 1 + 0,01- лязабр - яя
Оцшка
для = т - яя2 яя,,
яя1 - яя2 1
р,
1 .
р
;Ля,, = d ,,
К, -1)
Ф,
яя,,
Рис. 4. Алгоритм розрахунку еколого-ппешчного ризику здоров'ю i допустимого значення хiмiчного фактору за
умови м^мальноТ оцiнки ризику здоров'ю
4. Висновки
Застосування корпоративного тдходу на основi iмовiрнiсно-термодинамiчного аналiзу стану складо-вих i загалом дослiдженоi корпоративно! екологiчноi системи дозволило:
1) визначити комплексну систему iмовiршсно-тер-модинамiчного оцiнювання еколопчного стану дже-рела i об'екта впливу як едину корпоративну систему (рис. 1);
2) показати дощльшсть реалiзацii запропоновано-го корпоративного тдходу на прикладi аналiзу стану еколопчно-небезпечно! територп при визначеннi то-
чок еколопчно! небезпеки i забезпечення ощнки ризику здоров'ю населення (рис. 2-4).
Лиература
1. Козуля Т. В. Методолопчш аспекти математичного мо-делювання процеав у корпоративны еколопчнш систем! / Т. В. Козуля // Бионика интеллекта. - Харьков: ХНУРЭ, 2005. - № 2(63). - С. 124-129.
2. Козуля Т. В. Теоретичш аспекти створення корпоративно! системи еколопчного управлшня /Т. В. Козуля // Оптико-електронш ¡нформацшно-енергетичш технолога - 2005. - № 2(10). - С 193-197.
