В законе «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ экологический риск понимается как вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для природной среды и вызванного негативным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера.
Степень риска рассчитывается как средневзвешенное значение, посредством суммирования величин ущерба в стоимостном выражении, умноженных на вероятность их получения. То есть, степень риска зависит от используемого закона распределения ущерба, и представляет собой величину математического ожидания ущерба:
, (1)
где
Pi — вероятность наступления события, которое повлечет за собой ущерб;
Xi — величина ущерба в стоимостном выражении;
R — количественная мера риска, выражаемая в тех же показателях, что и ущерб;
n — число возможных вариантов ущербов, которые могут проявляться при наступлении неблагоприятного события.
Одними из основных загрязнителей окружающе среды являются крупные ТЭЦ, которые формируют шламоотвалы. Их воздействие на окружающую среду связано с фильтрационными потерями в почву и грунтовые воды, потери суспензий при транспортировке в шламонакопители, отчуждение и загрязнение значительных земельных участков, трансформация природного ландшафта.
Шламонакопитель предназначен [1]:
— для сбора шлама и сточных вод после очистки замазученных и замасленных стоков из нефтеловушки, флотаторов, после промывок механических и угольных фильтров очистных сооружений, при текущих и капитальных ремонтах оборудования очистных сооружений;
— для приема ила с иловых площадок канализационных очистных сооружений;
— для сбора шлама и сточных вод при проведении текущих и капитальных ремонтов оборудования канализационных очистных сооружений (перегнивателей, осветлителей, вторичных отстойников, контактного резервуара).
Опишем лингвистическими переменными потенциальные угрозы экологической безопасности от эксплуатации шламоотвала ТЭЦ: угроза загрязнения поверхностного слоя почвы вблизи шламоотвала свинцом, цинком, никелем, медью, кадмием, мышьяком, ртутью (Pb, Zn, Ni, Cu, Cd, As, Hg) T1; загрязнение подотвальных грунтовых вод токсичными соединениями вследствие фильтрационных особенностей почвы T2.
В рамках угрозы T1 объектом исследования явился почвенный покров, приуроченный к шламоотвалу.
Для оценки степени загрязнения почв используются [2]:
— коэффициент концентрации загрязняющих веществ в почве
Кi=Сi / СПДКi, (2)
где
Сi – средняя концентрация загрязняющего вещества в почве, мг/кт;
СПДКi – предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в почве в соответствии с ГН 2.1.7.2041-06;
— суммарный показатель химического загрязнения почв тяжелыми металлами, предложенный СанПиН 4266–87 «Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами»:
Z = К1+К2+….+Кn – (n-1), (3)
где
n – количество учитываемых тяжелых металлов,
Кi — коэффициент концентрации загрязняющих веществ в почве.
Приведем коэффициенты концентрации тяжелых металлов и мышьяка в почвах, выявленные в результате взятия проб с территории шламоотвала ТЭЦ: при взятии проб на глубине 0-20 см — коэффициент концентрации никеля 5,179; меди 4,667; свинца 1,057; мышьяка 0,693; цинка 0,508; кадмия 0,443; ртути 0,009. Таким образом, превышение ПДК зафиксировано у никеля, меди и свинца.
Суммарный показатель химического загрязнения почв для верхнего горизонта почвы составляет 6,556.
По шкале опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения, приведенной в СанПиН 4266–87 «Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами», величина суммарного показателя менее 16 характеризуется как допустимое загрязнение почв. Таким образом, степень загрязнения почвенного покрова вблизи шламоотвала, согласно СанПиН 2.1.7.1287-03 (с изменениями на 25.04.07), по состоянию на 2014 год допустимая.
Взятие проб непосредственно с шламоотвала показало, что на его территории шлам в значительной степени загрязнен тяжелыми металлами, концентрации которых в отдельных случаях превышают ПДК/ОДК в несколько раз.
При нахождении воды в шламоотвале происходит процесс водопроницаемости, который включает в себя две стадии:
1 стадия – впитывание – это быстрое поглощение воды почвой под влиянием градиентов сорбционных и капиллярных сил и гидравлического напора, когда скважность (поры) не заполнены водой, но по мере заполнения пор водой скорость впитывания уменьшается и наступает состояние фильтрации;
2 стадия – фильтрация, происходит равномерное движение воды в почве сверху вниз под действием сил тяжести [3].
При фильтрации сточных вод из шламоотвала происходит минерализация воды.
На территории шламоотвала и в зоне его влияния отбирались подземные, поверхностные и сточные воды. Поверхностные воды отбирались из естественных и искусственных водотоков и водоемов шламоотвала, а также в местах высачивания фильтратов из толщи золоотвала. Для оценки состояния подземных вод проводилось опробование вод из шахтных колодцев, буровых скважин и почвенных шурфов.
Формирование водоносного горизонта в толще шламоотвала обусловлено, с одной стороны, выпадением атмосферных осадков на поверхность шламоотвала и их инфильтрацией в толщу отходов, с другой – водоупорными свойствами залегающих в ложе шламоотвала суглинистых и супесчаных отложений. Ими же сложены ограждающие дамбы зшламоотвала.
Анализ данных выявил загрязнение воды никелем, медью, свинцом и нефтепродуктами. Так, воды водоносного горизонта в толще шламоотвала содержат нефтепродукты в концентрациях, превышающих ПДК в 1,3–7,7 раза в разных скважинах, свинец – в 1,1–1,4 раза, никель – в 5,5–9,1 раза, медью в 1,5-3,1 раза.
Для этих же веществ зафиксировано превышение ПДК в фильтратах из борта золоотвала: нефтепродуктов – в 1,5 раза, никеля – 6,4–7,4 раза, меди – в 1,4–2,2 раза, свинца – в 1,1-1,4 раза. Грунтовая вода с территории жилой зоны, примыкающей с юга и юго-востока к шламоотвалу, характеризуется содержанием тяжелых металлов, близким к фоновым и значительно ниже предельно допустимых в соответствии с санитарно-гигиеническими нормативами.
Для оценки степени риска экологической безопасности городской среды целесообразно применение аппарата нечетких множеств.
В качестве входных переменных для оценки угрозы загрязнения поверхностного слоя почвы вблизи шламоотвала свинцом, цинком, никелем, медью, кадмием, мышьяком, ртутью (Pb, Zn, Ni, Cu, Cd, As, Hg) по суммарному показателю рассматриваются терм-множество P (вероятность возникновения ущерба) = {Низкая, Средняя, Высокая}, терм-множество X (величина ущерба) = {Низкая, Умеренная, Высокая, Очень высокая}. Интегральная оценка ожидаемого ущерба (риска) описывается лингвистической переменной R (риск) с термами: «Незначительный», «Приемлемый», «Высокий», «Очень высокий» [4].
Нечеткий логический вывод для оценки экологических рисков включает в себя следующие основные этапы. При заполнении базы правил выполняется формализация эмпирических данных о предмете исследования в виде нечетких продукционных правил. На этапе фаззификации для всех входных переменных строятся соответствующие функции принадлежности. Затем, после фаззификации находится степень истинности условий по каждому из правил и определяется степень истинности каждого из подзаключений. Полученные функции принадлежности объединяются по всем правилам, и выполняется дефаззификация: находится количественное значение для выходной переменной.
Список литературы:
- Методические рекомендации по разработке проекта нормативов предельного размещения отходов для теплоэлектростанций, теплоэлектроцентралей, промышленных и отопительных котельных / Электронный ресурс / Режим доступа:
- СанПиН 4266–87 «Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами» / Электронный ресурс / Режим доступа:
- Санжапов Б. Х., Стулова Н. В. Модель поддержки принятия решений в задаче анализаэкологического риска загрязнения городской среды объектами топливно-энергетического комплекса // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Строительная информатика. 2014. Вып. 11(32). Ст. 1. Режим доступа: https://vestnik.vgasu.ru/attachments/SanzhapovStulova.pdf
- Стулова Н. В. Применение аппарата нечетких множеств для анализа экологического риска загрязнения городской среды // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). Технические науки. № 4. 2014. С. 114-116.[schema type=»book» name=»ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТЭЦ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ» author=»Стулова Наталья Вячеславовна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-06-19″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]