CC BY
41
УДК 629. 735; 628. 54
О МЕТОДЕ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВИАТЕХНИКИ С УЧЁТОМ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕГАТИВНОСТИ
ИНГРЕДИЕНТОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Н.И. НИКОЛАЙКИН, Ю.В. СМИРНОВА, А.М. МАТЯГИНА Статья представлена доктором технических наук, профессором Зубковым Б.В.
Предлагается метод единой оценки негативного воздействия на окружающую среду как для традиционных загрязняющих веществ, так и для парниковых газов, поступающих в биосферу в жизненном цикле процесса эксплуатации авиатехники
Экологические проблемы современности относятся к числу сложнейших мировых задач наряду с такими, как проблема мира, разоружения и предотвращения мировой войны; энергетическая и сырьевая проблемы; продовольственная проблема; проблемы освоения космоса и Мирового океана; демографическая проблема; проблема преодоления отсталости развивающихся стран [1].
Каждое поколение, с одной стороны, заявляет о стремлении жить в условиях, которые характеризуются высоким качеством жизни людей (а стало быть, и окружающей человека среды), а с другой стороны, требует сохранения потенциальной ёмкости экологических систем, обеспечивающих жизнь на Земле возможно более долгое время.
Современное развитие общества всё в большей степени сталкивается с вопросами обеспечения безопасности и защищённости человека и окружающей среды от воздействия как природных, так и антропогенных1 (техногенных2) факторов. В общепринятом смысле безопасность - это способность противостоять угрозам жизни, здоровью, благополучию, основным правам человека, источникам жизнеобеспечения, ресурсам, социальному порядку. В соответствии с Федеральным законом «Об охране окружающей среды» экологическая безопасность это - «состояние защищённости природной среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, их последствий» [2].
Ряд теоретических направлений развития современной природоохранной деятельности основан на концепции повсеместной минимизации воздействия человека на биосферу3 и, как следствие, её сохранения как системы жизнеобеспечения человечества.
До недавнего времени в России в основу концепции безопасности был положен принцип «нулевого риска». Как показала практика, эта концепция неадекватна законам техносферы, которые имеют вероятностный характер; возможность аварий и катастроф всегда существует [3...5]. Реальность в виде многочисленных примеров катастрофических ситуаций в прежде относительно спокойных местах планеты показывает, что человечество живёт в уже разрушающемся мире, в условиях нарастающего экологического кризиса, грозящего перерасти в экологическую катастрофу существующей цивилизации.
1 Антропогенный - созданный человеком для обеспечения его социальных потребностей и не обладающий свойствами природного (в соответствии с основными понятиями Федерального закона «Об охране окружающей среды» [2]).
2 Техногенный - изменённый под воздействием производственной деятельности человека [6].
3 В частности, за счёт применения разнообразных устройств и систем очистки отходов [7] на всех стадиях жизненного цикла предмета или услуги [8,9] при трактовке понятия «жизненный цикл» в соответствии с международными «экологическими» стандартами ИСО серии 14 000.
Совершенствование учения В.И. Вернадского о ноосфере привело к осознанию необходимости создания новых принципов управления качеством окружающей среды (ОС) и экономическим развитием современного общества из-за наличия неразрывной связи между ними. В наши дни ясно, что обеспечить экологическую безопасность авиапредприятий гражданской авиации (ГА) изолировано, в отрыве от общих процессов социально-экономического развития, невозможно [4,10].
Принципиально важным в совершенствовании природоохранной деятельности является то, что современные аналитические методы химического анализа не позволяют различить загрязняющие вещества, присутствующие в экосистемах (кроме веществ, синтезированных человеком впервые), по источнику их образования на природные и появившиеся как результат антропогенной деятельности.
Ситуация значительно усугубилась с появлением проблемы глобального изменения климата нашей планеты и как следствие с подготовкой и принятием Киотского протокола. Этот важный международный документ ратифицирован Россией в 2004 г. [11]. В первый период действия (с 2008 по 2012 г.) Киотский протокол определяет для каждой из подписавших Сторон обязательства по количественным показателям сокращений выбросов парниковых газов1 в атмосферу.
Целью разработки рассмотренного в данной статье метода является создание инструмента выбора приоритетных путей экологически обоснованного развития эксплуатационных предприятий гражданской авиации в новых условиях (с учётом обязательств по Киотскому протоколу), определения уровня экологической эффективности в единообразных единицах с последующей разработкой мероприятий по улучшению экологических показателей производственного процесса выполнения авиатранспортной работы.
Для эффективной природоохранной деятельности эксплуатационных предприятий (ЭП) необходим критерий, по которому можно было бы оценить уровень воздействия на биосферу конкретного ЭП ГА, наметить направления повышения экологической эффективности его деятельности, а также соответствующей методики оценки по этому критерию.
В разное время в разных странах были разработаны несколько методик интегральной оценки для проведения сравнительного анализа по различным категориям воздействия на окружающую среду, при этом выбор применяемой методики в значительной мере зависел от места её применения и целей исследования.
Существующие методики оценки можно разделить на три группы:
1. методики, в основе которых лежит выделение укрупненных показателей, требующих впоследствии экспертной оценки;
2. методики расчета экоиндикаторов;
3. методики, ориентированные на расчет экономического ущерба, причинённого окружающей среде деятельностью человека.
В России преобладают методики монетарной оценки (последней группы из перечисленных). Несмотря на простоту применения, они не учитывают ряд существенных факторов, а именно, миграцию загрязняющих веществ (ЗВ) в биосфере, их накопление в пищевых цепях и сетях, образование вторичных загрязнителей и т. д. Кроме того, принятые подходы не учитывают весь цикл существования изделия (услуги), как этого требует, в частности, действующее законодательство. Поэтому получаемые результаты использования существующих методик, не всегда сопоставимы между собой.
1 Парниковые газы это: диоксид углерода (СО2), метан (СН4), закись азота (К2О), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (8Г6) [11]. Эти газы характеризуются «потенциалом глобального потепления» (ПГП), который даёт сравнение радиационного воздействия определённой массы различных газов относительно СО2 , осреднённого за выбранный период времени после поступления в атмосферу. Известны 20-, 100- и 500-летние горизонты осреднения [19].
В последнее время всё большее применение в мире находят оценки экологической безопасности, учитывающие весь жизненный цикл (ЖЦ) продукции (услуги). В начале 1990-х гг. в МГТУ ГА (МИИ ГА) впервые предложена схема взаимосвязей общества с биосферой при удовлетворении потребностей в предмете (услуге) - схема «ресурсного цикла» на примере деятельности ГА. По результатам анализа был сделан вывод о необходимости разработки комплексного метода оценки воздействия на ОС производимой продукции (услуги), учитывающей все внеотраслевые эффекты.
В современной практике международной природоохранной деятельности, в соответствии со стандартом ISO 14 031 (ГОСТ Р ИСО 14031-2001 [12]), используется термин «экологическая эффективность», под которым понимается результат (результаты) управления экологическими аспектами (элементами деятельности, продукции или услуг) организации.
Для принятия управленческих решений, относящихся к экологической эффективности, методам выбора показателей, сбора и анализа данных, оценки информации по критериям экологической эффективности целесообразно использовать единый комплексный критерий оценки как негативного химического, так и «парникового» воздействия, который мог бы быть использован на авиапредприятиях гражданской авиации. Авторами данной статьи предлагается для определения уровня негативного воздействия на окружающую среду эксплуатационных авиапредприятий ГА использовать критерий, рассчитываемый как:
EPGE CA = ^ NI%, (1)
где: EPGE CA - environmental pollution and greenhouse effect by civil aviation (загрязнение окружающей среды и парниковый эффект от ГА); NI - negative influence (негативное воздействие); x - виды негативного воздействия или ингредиенты загрязнения.
Критерий предложено измерять в относительных единицах - единицах негативного и парникового воздействия (ЕНПВ). За одну ЕНПВ принята величина воздействия на окружающую среду, равная ущербу, наносимому одной тонной монооксида углерода (СО), выброшенного в атмосферу. При этом, чем меньшего значения достигает величина EPGE CA, тем выше экологическая эффективность соответствующего природоохранного мероприятия, выше оценка деятельности экологической службы организации, больше эффект от инвестиций в проект и т.д. и т.п. Иными словами, результаты тем лучшие, чем EPGE CA меньше.
Для описания воздействия авиатранспортной работы на биосферу предлагается использовать метод материальных и энергетических балансов [13...15], который основан на оценке входящих и исходящих потоков веществ и энергии на всех стадиях транспортной работы. По мнению различных научных школ, данный метод является оптимальным среди известных методов определения уровня воздействия на биосферу любого товара (услуги), необходимого обществу, и позволяет дать оценку как всему производству в целом, так и отдельным его элементам. При этом к видам негативного воздействия относятся: выбросы парниковых и непарниковых газов в атмосферу, сбросы в природные водоёмы, размещение твёрдых и концентрированных жидких отходов, загрязнение недр и почв, шум, электромагнитные излучения, тепловое воздействие, радиация, иные виды воздействия.
NI = Niï + NI11 + NISà + NIÎÔS. (2)
Исходными данными при использовании предлагаемого метода служат уже существующие статистические сведения о работе авиапредприятия и официальная статистическая отчётность о его природоохранной деятельности.
Экологическую оценку воздействия предлагается проводить по формулам (3)...(7) с использованием показателей и коэффициентов, законодательно установленных в действующих отечественных природоохранных нормах и правилах [16.18], предъявляемых к обеспечению экологической безопасности и управления природоохранной деятельностью отечественных организаций, включая эксплуатационные предприятия гражданской авиации.
Так, для отдельного вида загрязнения, поступившего в ОС в конкретном месте:
N1 = МН а-ф-с; (3)
где: М - масса загрязняющего вещества, выброшенного в атмосферу, т/год или за иной стандартный период времени (смена, месяц, квартал и т.п.); Н - показатель относительной негативности выброшенного вещества, равный количеству выброшенного оксида углерода, оказывающему такое же (эквивалентное) воздействие на окружающую среду, как одна тонна данного ингредиента загрязнения, усл. т/т; а - коэффициент экологической ситуации; ф - дополнительный коэффициент фоновой загрязнённости атмосферы города; с - дополнительный коэффициент особо охраняемых природных территорий.
В целом для выброшенных непарниковых или парниковых, сброшенных загрязняющих веществ, а также для видов отходов:
Ж! IА X Л X Л т 11 А т !IА ,—ад I .11А ¿л ч
= ЕЕ ¡г ■ с, (4)
где: г - индекс конкретного непарникового вещества, выброшенного в атмосферу г = 1...п; п - число непарниковых газов (ингредиентов), выброшенных в атмосферу; аад1 11А - коэффициент общей экологической ситуации и экологической значимости атмосферы (по экономическим районам выброса веществ); £ - индекс экономического района; С = 1- • в; в — число экономических районов, на территории которых произведён выброс в атмосферу загрязняющих непарниковых веществ на этапах жизненного цикла процесса авиатранспортной работы; , -индекс фоновой загрязнённости атмосферы в городе или вне него; соответственно: ,=1,2 или 1; Т - индекс значимости особо охраняемых или обычных территорий; соответственно: Т = 1,2 или 1.
= ЕЕ1 ■<“-ф,-Ст , (5)
где: р - индекс конкретного парникового газа, выброшенного в атмосферу; р = 1./; / — число парниковых газов, выброшенных в атмосферу; у - индекс экономического района; у=1... у; у - число экономических районов, на территории которых произведён выброс в атмосферу парниковых газов на этапах жизненного цикла процесса авиатранспортной работы.
Ж На Х""' Х""' т 1'а т ма „^На гг\
= ЕЕ11 11 -ао ■ Ст, (6)
где: 1 - индекс конкретного вещества, сброшенного в гидросферу 1 = 1.; т - число веществ, сброшенных в гидросферу; аша - коэффициент общей экологической ситуации и экологического состояния водного объекта (по бассейнам морей и рек); о - индекс бассейнов морей
и рек а = 1...3; 3 - число бассейнов морей и рек, на территории которых произведён сброс в
гидросферу загрязняющих веществ на этапах жизненного цикла процесса авиатранспортной работы.
^'д0 = ЕЕ ¡^-¡ко0 ■о':1-с,, (7)
где: к - индекс конкретного вида размещённого отхода; к = 1.2; 2 - число видов размещённых отходов; а100 - коэффициент общей экологической ситуации и экологической значимости почв
(по регионам); и - индекс региона размещения вида отходов; и = 1 ... х; х - число регионов, на территории которых произведено размещение отходов, образовавшихся на этапах жизненного цикла процесса авиатранспортной работы.
Значения показателя относительной негативности «Н» (в ЕНПВ/т) для некоторых ингредиентов загрязнения, поступающих в результате антропогенной деятельности в окружающую среду, рассчитанные в соответствии с [ 18 ], следующие:
Таблица
Выбрасываемые непарниковые газы
Оксиды азота - 86,7; Углеводороды - 2,0;
Оксиды серы - 66,7; Сажа - 68,3.
Сбрасываемые вещества
Взвешенные вещества - 610,0; Нефть и нефтепродукты - 9183,3;
Свинец - 4591,7; Хлориды - 1,5.
Размещаемые отходы
IV - класса опасности для ОС - 414,0; V - класса опасности для ОС - 25,0.
Значения показателя относительной негативности «H» (в ЕНПВ/т) для парниковых газов, рассчитанные авторами данной работы с учётом их ПНП со 100-летним горизонтом осреднения (в соответствии с [19] с учётом IPCC, SAR WG I, Table 2.9, p.121) относительно метана, следующие: для СО2 - 3,97; для СН4- 83,33; для N20 - 1 230,16; для SF6 - 94 883,0 .
Таким образом, разработанный метод и предложенный критерий позволяют экологическим службам проводить оценку вклада различных ингредиентов загрязнения с учётом их относительной негативности для равновесия биосферы в единообразных единицах. Этим облегчается оценка экологической эффективности, необходимая при сертификации деятельности авиакомпании по международным требованиям.
ЛИТЕРАТУРА
1. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). М.: Россия Молодая, 1994.
2. «Об охране окружающей среды». Федеральный закон от 10.01.02, № 7-ФЗ.
3. Музалевский А.А., Воробьев О.Г., Потапов А.И. Экологический риск. - СПб.: СевЗапГТУ, 2001.
4. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск: Анализ и оценка.- М.: Академкнига, 2004.
5. Сынзыныс Б.И., Тянтова Е.Н., Мелехова О.П. Экологический риск. -М.: Логос, 2005.
6. Реймерс Н.Ф. Природопользование. - М.: Мысль, 1990.
7. Родионов А.И., Кузнецов Ю.П., Соловьев Г.С. Защита биосферы от промышленных выбросов. - М.: Химия, КолосС,2005.
8. Николайкин Н.И., Матягина А.М. Жизненный цикл авиатранспортной услуги // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, № 66, 2003.
9. Николайкин Н.И., Матягина А.М., Зубков Б.В. Оценка экологической эффективности деятельности гражданской авиации на основе концепции жизненного цикла // Экология промышленного производства, № 1, 2003.
10. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие. - М.: Прогресс-Традиция, 2000.
11. «О ратификации Киотского протокола к рамочной конвенции ООН об изменении климата». Федеральный закон от 04.11.04, № 128-ФЗ.
12. ГОСТ Р ИСО 14 031-2001. Управление окружающей средой. Оценивание экологической эффективности. Общие требования. -М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001.
13. Юсфин Ю.С., Леонтьев Л.И., Черноусов П.И. Промышленность и окружающая среда. - М.: ИКЦ М.: ИКЦ, Академкнига, 2002.
14. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология: Изд. 5-е. - М.: Изд. «Дрофа», 2006.
15. Николайкина Н.Е., Николайкин Н.И., Матягина А.М. Промышленная экология. Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.
16. Об утверждении порядка определения платы и её предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия. Постановление Правительства РФ от 28.08.92, № 632 (в ред. Постановлений Правительства РФ от 27.12.94 № 1428 и от 14.06.01 № 463) // Российская газета от 16.09.92, № 205.
17. О внесении изменения в п. 4.5 Приложения 1 инструктивно-методических указаний по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды. Приказ Госкомэкологии РФ от 15.02.00 № 77 // Российская газета от 31.03.00, № 63.
18. О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производств и потребления. Постановление Правительства РФ от 12.05.03 № 344 (в ред. Постановления Правительства РФ от 01.07.05 № 410) // Российская газета от 12.07.05, № 149.
19. Грабб К., Вролик К., Брэк Д. Киотский протокол: Анализ и интерпретация / Пер. с англ. - М.: Наука, 2001.
TO THE ECOLOGICAL PERFORMANCE EVALUATION OF AIRCRAFTS WITH REGARD OF THE RELATIVE POLLUTION INGREDIENTS NEGATIVE CHARACTERISTICS
Nikolaykin N.I., Smirnova U.V., Matiagina A.M.
The article contains the description of the methodic for universal ecological performance evaluation of as the traditional environments, so and of “greenhouse gases”, which are entering to biosphere during the process of aircraft living cycle.
Сведения об авторах
Николайкин Николай Иванович, 1950 г.р., окончил МИХМ (1972), кандидат технических наук, академик Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности, доцент МГТУ ГА; автор 200 научных работ, область научных интересов - инженерная экология, экологическая безопасность ГА, организация производства на транспорте.
Смирнова Юлия Владимировна, окончила МГТУ ГА (2003), адъюнкт Российской Академии естественных наук, ассистент кафедры безопасности полётов и жизнедеятельности МГТУ ГА, автор более 15 научных работ, область научных интересов - инженерная экология, экологическая безопасность гражданской авиации, организация производства на транспорте.
Матягина Анна Михайловна, окончила Московский государственный университет экономики, статистики и информатики (2000), кандидат технических наук, адъюнкт Российской Академии естественных наук, ассистент кафедры безопасности полётов и жизнедеятельности МГТУ ГА, автор 35 научных работ, область научных интересов - экологическая безопасность гражданской авиации, экономика природопользования, организация экологического управления.
