CC BY
0ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В УКРАИНЕ
Телюра Н.А.
старший преподаватель кафедры инженерной экологии городов Харьковского национального университета городского хозяйства имени А. Н. Бекетова
OPTIMUM SOLUTIONS FOR IMPROVEMENT OF ENVIRONMENTALLY SAFE WATER USE IN
UKRAINE
Teliura N.A.
Senior Lecturer
Department of Environmental Engineering O.M.Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv
Аннотация
Исследовано состояния водных объектов в населенных пунктах Украины - источников водоснабжения и приемников сточных вод. Установлено повышение трофности водных объектов. Предложена методика выбора отдельных технологий экологически безопасного водоотведения в населенных пунктах Украины, расположенных на эвтрофированных водных объектах. Определена относительная значимость отдельных факторов внедрения экологически безопасного водоотведения с использованием метода анализа иерархий.
Abstrakt
The state of water bodies in settlements of Ukraine - water supply sources and wastewater receivers is investigated. Increased trophicity of water bodies. A method for selecting selected technologies for environmentally sound disposal in communities in Ukraine located on eutrophicated water bodies is proposed. The relative significance of certain factors for the introduction of environmentally sound disposal is determined using the hierarchy analysis method.
Ключевые слова: устойчивое развитие, экологически безопасное водопользование, экологическая безопасность, эвтрофованые водные объекты.
Keywords: sustainable development, ecologically safe water use, ecological safety, eutrophic water bodies.
Современная экологическая политика должна иметь интегрированный характер, что означает необходимость присутствия природоохранной составляющей, экологических ориентиров и приоритетов во всех сферах деятельности. При этом прямые природоохранные мероприятия органично дополняются экологически благоприятным режимом хозяйствования [1, 2].
Результаты анализа водохозяйственной и экологической ситуации в Украине свидетельствуют о необходимости организации и обеспечения экологически сбалансированного водопользования, улучшение качества воды для водоснабжения населения и отраслей экономики на ближайшую и дальнейшую перспективы.
В условиях ухудшения состояния окружающей среды Украины, масштабы которого привели к потере устойчивости водных экосистем и увеличению влияния экологических составляющих на здоровье населения, о чем свидетельствуют социальные (медицинские) данные, особого внимания заслуживает разработка и обоснование путей снижения негативного влияния водного фактора, и в особенности эвтрофированных водных объектов, на здоровье человека. Использование эвтрофированных водных объектов, подверженных «вредному цветению», в качестве источника питьевого водоснабжения или в рекреационных целях создает высокую степень опасности для здоровья человека [4, 5, 6].
Развитие научной мысли в направлении улучшения состояния водных объектов в населенных пунктах Украины, дало толчок на формирование научного подхода по организации экологически безопасного водопользования, суть которого состоит во внедрении технологических мероприятий по переустройству систем водоотведения в экологически безопасную систему [2].
Существенная роль в предупреждении опасности со стороны водного фактора в населенных пунктах отведено внедрению экологически безопасного водопользования (ЭБВ) в работах [2, 3]. ЭБВ - это водопользование, при котором сохраняется состояние защищенности водных ресурсов и водопотребителей от опасности, вызванной нарушением в системах водоотведения, аварийными ситуациями, что приводит в свою очередь к нарушениями эколого-социальных нормативов в сфере питьевого водоснабжения или рекреационного водопользования эвтрофированными водными объектами.
Технологические мероприятия экологически безопасного водоотведения (ТМ ЭБВ) являются в значительной степени новыми для Украины и соответствуют современному уровню достижений в области защиты поверхностных и подземных вод и относятся к категориями «наилучшие доступные технологии» в странах ЕС [2].
Актуальность решения данной задачи обусловлена стремлением к уменьшению непосредственного воздействия на водопотребителей воды, особенно из эвтрофированных водных объектов и разработки научно обоснованного подхода к методу выбора технологических мероприятий экологически безопасного водоотведения сточных и дренажных вод от населенных пунктов, расположенных на эвтрофированных водных объектах, которые можно было бы использовать для принятия управленческих решений.
Цель исследования - обоснование процедуры выбора управленческих решений при внедрении технологических мероприятий экологически безопасного водоотведения в населенных пунктах, расположенных на эвтрофированных водных объектах.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- декомпозиция проблемы в виде иерархического представления ее элементов, с учетом требований принципов водопользования, влияющих экологических факторов (критериев) и в соответствии с принципами устойчивого развития;
- характеристика элементов каждого из пяти уровней и соответствующие иерархические связи между элементами смежных уровней иерархии.
В основу исследования положена гипотеза, что если, с каждым из вариантов технологического мероприятия будет сопоставлена соответствующая количественная оценка, то ее учет при принятии решения уменьшит вероятность принятия неправильного решения. Для решения задач такой сложности применяют методы системного анализа, частным случаем которых является метод анализа иерархий (МАИ) [7]. МАИ позволяет структурировать сложную проблему, провести ее декомпозицию, учесть взаимодействие отдельных ее элементов, формали-
зовать работу экспертов путем разделения процедуры согласования на ряд этапов, с результатом выполнения каждого из которых сопоставляется соответствующая количественная характеристика, представленная в обобщенных (безотносительных) единицах измерения.
Все это дает возможность при внедрении ТМ ЭБВ, основываясь на множестве противоречивых критериев и суждений, повысить эффективность управления в области устойчивого развития эко-лого-социальной безопасности населенных пунктов, расположенных на эвтрофированных водных объектах.
Первый этап состоит в формировании цели проводимого исследования - повышение эколого-социальной безопасности населенных пунктов, расположенных на эвтрофированных водных объектах, путем внедрения ТМ ЭБВ, что представляет верхний уровень иерархии (рис. 1).
Рис. 1 Иерархия выбора наиболее эколого-социально безопасного технологического мероприятия экологически безопасного водоотведения
К альтернативным вариантам ТМ ЭБВ (см. рис. 1) относятся следующие: ТМ1 - очистка поверхностных сточных вод (ПСВ) на БИС; ТМ2 -очистка поверхностных сточных вод на коммунальных сооружениях биологической очистки сточных вод (БОС); ТМ3 - строительство 2-х аккумулирующих емкостей на БОС для регулирования та перехвата залповых сбросов производственных сточных вод; ТМ4 - локальная очистка ПСВ с территории автостоянок, заправочных станций, торговых центров, с последующим сбросом в ливневую канализацию населенного пункта; ТМ5 - применение дождеприемников с приямком для осадка; ТМ6 -очистка ПСВ с отдельных территорий, которые имеют самостоятельный выпуск в водный объект на локальных очистных сооружениях; ТМ7 - организационно-технические мероприятия по уменьшению количества примесей, которые выносятся поверхностным стоком, или улучшение санитарного состояния водозаборных территорий; ТМ8 - увеличение площадей канализированных территорий; ТМ9 - улучшение эксплуатации сетей водоотведе-ния.
Унифицированная шкала парного э:
Второй этап - экспертное сравнение пар критериев текущих уровней иерархии и формирование соответствующих множеств матриц парных сравнений для каждого из уровней, по критерию, в качестве которого выступает элемент более высокого уровня иерархии.
Матрицы строятся следующим образом. В левом верхнем углу записывается элемент, по отношению к которому проводится сравнение по степени важности. Заглавия столбцов и строк содержат сравниваемые элементы. Для нашей задачи мы строили пять матриц, одну для базового показателя, и четыре по плавающим показателям и их классификационным признакам.
При этом задают вопрос типа: определите на основе относительной унифицированной шкалы попарного экспертного оценивания (взвешивания) специально приспособленной для решения экологических задач [8, 9] (таблица 2), какой из факторов оказывает на эколого-социальную безопасность населенных пунктов наиболее сильное влияние.
Таблица 2.
ертного оценивания (взвешивания)
Интенсивность относительной важности Качественная оценка важности сравниваемых пар элементов Объяснение
0 Невозможно достичь цель Отсутствие связи между сравниваемыми критериями
1 Равная важность элементов по достижению цели Равный вклад двух элементов в цель
2 Очень слабая важность одного элемента над другим Имеющихся данных про преобладание (важность) недостаточно
3 Умеренное превосходство одного элемента над другим Опыт и суждения дают легкое превосходство одного критерия над другим
4 Слабая важность (преобладание) одного элемента над другим Имеющихся данных про преобладание (важность) меньше половины
5 Существенное ил сильное превосходство одного элемента над другим Опыт и суждения дают сильное превосходство одного критерия над другим
6 Средняя важность (преобладание) одного элемента над другим Имеющихся данных про преобладание (важность) больше половины
7 Значительное превосходство Одному критерию дается настолько сильное предпочтение, что оно становится практически значительным
8 Абсолютная важность (преобладание) одного элемента над другим Лишь несколько из имеющихся данных про преобладание (важность) неизвестны
9 Очень сильное превосходство Очевидность превосходства одного элемента над другим подтверждается наиболее сильно.
Третий этап - расчет локальных и глобальных приоритетов факторов и критериев иерархической модели. Исходной информацией для расчетов служит результат выполнения второго этапа. В качестве инструментальной поддержки, например, можно применить среду "MPRIORITY 1.0" (My Priority), позволяющую автоматизировать весь про-
цесс расчета, и увеличить эффективность его проведения, за счет специально адаптированных под особенности метода диалоговых средств [10]. На последнем иерархическом уровне рассчитывается глобальный приоритет альтернативных вариантов ТМ ЭБВ ТМ 1 ... ТМ 9.
Четвертый этап - исследование устойчивости (чувствительности) модели относительно изменения значений ее входных параметров. Выбор параметра для анализа чувствительности определяется в каждом конкретном случае с учетом текущей ситуации.
Пятый этап - принятие обоснованного решения по выбору наиболее эколого-социально безопасного технологического мероприятия экологически безопасного водоотведения по наибольшему значению глобальных приоритетов для соответствующей ТМ ЭБВ.
Впервые показана возможность применения метода анализа иерархий для выбора наиболее эко-лого-социально безопасного технологического мероприятия экологически безопасного водоотведе-ния в населенных пунктах Украины.
Проведенный анализ позволяет выстроить стратегию управления эколого-социальной безопасностью для населенных пунктов Украины, расположенных на эвтрофированных водных объектах, путем разработки рекомендаций по внедрению ТМ ЭБВ с применением метода анализа иерархий.
Продолжение работ в данном направлении предполагает решение следующих научных задач:
- для повышения достоверности экспертного оценивания элементов (факторов и критериев) целесообразно разработать процедуру перехода от непосредственного применение шкалы Саати к методу анализа иерархий или методам анализа систем;
- учитывая, что элементы (факторы и критерии) оказывают друг на друга взаимное влияние, для эксперта представляет интерес ответ на вопрос: какая из связей является доминирующей, и каким образом можно количественно оценить их взаимовлияние?
- для определение доминирующих связей могут быть рекомендованы методы решения задачи Коммивояжера, а количественное оценивания взаимовлияния критериев может быть осуществлено на базе МАИ или МАС.
Предложена методика управления эколого-со-циальной безопасностью для населенных пунктов Украины, расположенных на эвтрофированных водных объектах, путем разработки рекомендаций по внедрению ТМ ЭБВ с применением метода анализа иерархий, которая позволяет формализовать работу эксперта путем разделения процедуры согласования на несколько этапов.
Показано, что применение метода анализа иерархий в организации работы с экспертами поз-
воляет повысить достоверность их суждений. Рассмотрены особенности основных этапов методики на базе метода анализа иерархий.
Список литературы
1. Гончарук В. В. Исследование мутагенности и генотоксичности питьевой воды / В. В. Гончарук, М. Р. Верголяс, И. В. Болтина // Химия и технология воды. - 2013. - Т. 35, № 5. - С. 426-435. -Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/KhTV_2013_35_5_8
2. Дми^ева О.О. Еколопчно безпечне водо-користування у населених пунктах Украши [Текст] / О.О. Дмитдоева. - К.: Рада по вивченню продук-тивних сил Украши НАН Украши, 2008. - 459 с.
3. Дми^ева О.О. Еколого-сощальне ощнювання стану евтрофованих водних об'екпв / О.О. Дмтрева, 1.В. Хоренжая // Экология и промышленность. - 2016. - № 1(46). - 105 - 110.
4. Сиренко Л.А. Растительность и бактериальное население Днепра и днепровских водохранилищ / Л.А. Сиренко, И.А. Корелява, Л.Е. Михай-ленко и др. - К. : Изд-во "Наук. думка", 1989. - 231 с.
5. Оксиюк О.П. Санитарная гидробиология в современный период. Основные положения, методология, задачи / О.П. Оксиюк, О.А. Давыдов // Гидробиологический журнал. — 2012. — Т. 48, № 6. — С. 50-65. — Бiблюгр.: 19 назв. — рос.
6. Niamien- Ebrottie J.E., Bhattacharyya S. Cy-anobacteria and cyanotoxins in the World: Review / J.E. Niamien- Ebrottie, S. Bhattacharyya, P.R. Deep, В. Nayak // International Journal of Applied Research.
- 1 (8). - 2015 - Р. 563-569.
7. Саати Т.Л. Принятие решений: Метод анализа иерархий : пер. с англ. / Т. Л. Саати ; Переводчик Р. Г. Вачнадзе . - М :Радио и связь, 1993.- 314с.
8. Анщенко Л.Я. Оцшка прюритетносп варiантiв здшснення плановано! дiяльностi за кри-терiями еколопчно! безпеки / Л.Я. Анщенко, Б.С. Свердлов, Л.А. Шсня // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2009. -№ 4. - С. 22-28.
9. Дмитриева Е.А. Модель соответствия законодательной базы Украины и Директив ЕС в области биоразнообразия / Е. А. Дмитриева, В. В. Брат-кевич, Н. А. Телюра // Комунальне господарство мют. Сер!я : Техшчш науки та архггектури. - 2016.
- Вип. 132. - С. 80-87. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/kgm_tech_2016_132_15
10. СППР MPRIORITY 1.0 - Режим доступу: http://www.tomakechoice.com/ mpriority.html
