Системный подход к анализу структуры потоков отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Системный подход к анализу структуры потоков отходов

УДК 338:574.4.573+628.49

Абрамова М. В.

Введение

Активная экономико-хозяйственная деятельность в региональной системе приводит к существенному увеличению нагрузки на экологическую систему. Основным фактором воздействия при этом становится поступление в окружающую среду остатков производства и потребления и продуктов их разложения. Однако, согласно концепции устойчивого развития, экономико-хозяйственная деятельность должна осуществляться на основе неубывающего потребления природных благ, что предполагает сохранение потенциала природы на определенном стационарном уровне.

Преобладание рыночных механизмов регулирования потребления ресурсов и уничтожения непригодных к дальнейшему использованию продуктов производственно-хозяйственной деятельности не позволяет достаточно эффективно применять существующую в настоящее время методику управления процессом попадания загрязняющих веществ в природу, которая основана на нормативном подходе. Применение штрафных санкций за нарушение санитарно-эпидемиологических норм не только не стимулирует предприятия и организации сокращать величину производимых отходов, но и способствует применению таких незаконных методов их уничтожения, как вывоз на стихийные свалки, сброс жидких фракций в реки.

Поиск новых методов эколого-экономичекого регулирования должен быть основан на концепции устойчивого развития, согласно которой должно быть обеспечено неубывающее в будущем потребление природных ресурсов [1]. Европейская стратегия обращения с отходами основана на принципах минимизации объемов конечных отходов, максимально полного использования их в качестве вторичного сырья и сокращения объемов отходов, уничтожаемых путем захоронения. В связи с этим важной задачей является моделирование взаимодействия социально-экономической и экологической систем.

Исследование влияния отходов на состояние городской системы проведено О. В. Морозом, А. О. Свентух и О. Т. Свентух [2]. Показано, что система является неустойчивой, так как рост населения стимулирует увеличение количества твердых бытовых отходов, что при существующей в настоящее время технологии уничтожения путем захоронения приводит к увеличению выбросов загрязняющих веществ в природную среду.

Решение данной проблемы только в рамках социально-экономической системы не отвечает принципам устойчивого развития региона. Принципиально новый подход отражен в работах Горлицкого Б. А., в частности в [3] предлагается управлять процессом эколого-экономического влияния отходов на основе концепции индустриального метаболизма, согласно которому «конечный продукт разложения отходов производства и потребления должен прийти в физико-химическое равновесие с окружающей средой, стать равновесной частью литосферы, гидросферы и атмосферы» ([3], стр. 17).

Постановка задачи. Социально-экономическая система является открытой по отношению к экологической системе. Это обусловлено как технологическими факторами, так и биологическими. Территориальная социально-экономическая система непрерывно потребляет природные ресурсы не только для целей производства (например, техническую воду), но и для бытовых целей, а также генерирует потоки отходов и загрязняющих веществ в природную среду. С целью снижения их негативного влияния необходимо исследовать систему материальных потоков ресурсов и отходов, разработать модель, позволяющую прогнозировать структуру и будущий объем конечных отходов.

Результаты

Экономическая система - сложная целенаправленная управляемая динамическая система, осуществляющая производство. Распределение и потребление материальных благ с целью удовлетворения неограниченных человеческих потребностей.

Экономическая система является общей областью двух систем ее окружения - природной среды и общества. Наиболее общими факторами, определяющими экономические системы, являются пространство и время, конкретизирующие территориальное и временное существование системы и ее ограниченность.

Природная среда находится в непрерывном взаимодействии с экономической системой, которая, в частности, эксплуатирует природные ресурсы и оказывает воздействие на природу, изменяя ее.

Экономика является функциональной подсистемой социальной системы, выполняя требования удовлетворения потребностей общества в чистоте и гигиене.

Исследование экономических систем различного уровня с использованием методом моделирования базируется на предположении о том, что экономическая система обладает набором характеристик, инвариантных относительно целей исследования: целостностью, пространственностью и временной определенностью и ограниченностью, что означает возможность построения модели или системы моделей, с помощью которых можно решать задачи трех классов: наблюдения, идентификации, прогнозирования.

Наиболее важными из рассматриваемых свойств системы следует считать ее динамичность, т.е. экономическая система функционирует и развивается во времени, она имеет предысторию и будущее, характеризуется определенным жизненным циклом, в котором могут быть выделены соответствующие целям исследования фазы: возникновение, формирование, рост, развитие, стабилизация, деградация, ликвидация или стимул к изменению.

Сложность экономической системы заключается в наличии большого числа неоднородных элементов и связей, полифункциональности, полистурктурности системы, многовариантности развития и других свойств сложных систем.

Относительная автономность функционирования экономической системы означает, что в результате действия обратной связи каждая из составляющих выходного сигнала может быть изменена за счет изменения входного сигнала причем другие составляющие остаются неизменными.

Функциональная управляемость экономической системы означает, что подходящим выбором входного воздействия Х можно добиться любого выходного сигнала Y.

Причинность экономической системы означает возможность предсказывать последствия некоторых событий в будущем.

Инерционность экономической системы проявляется в возникновении запаздываний в системе, реагирующей на возмущающие и управляющие воздействия.

Адаптивность экономической системы определяется двумя видами адаптации: пассивной и активной. Пассивная адаптация является внутренне присущей характеристикой экономической системы, которая обладает определенными возможностями саморегулирования. Активная адаптация - это механизм адаптивного управления экономической системой и организацией его эффективного осуществления.

Экономическая система пространственно и функционально тесно связана с экологической и социально-экономической системами. Поэтому процессы, которые в ней протекают, с одной стороны, обусловлены потребностями социума и используют ресурсы природной среды, а с другой стороны, оказывают мощное воздействие на состояние и динамику этих систем.

Активная экономико-хозяйственная деятельность является причиной формирования потоков твердых отходов. Поступление значительных объемов этих веществ приводит к существенному увеличению нагрузки на экологическую систему. Источниками отходов являются не только промышленные предприятия, но и бытовой сектор региона. Именно агрессивное и неудовлетворительно контролируемое влияние экономики региона на состояние природной среды является причиной ухудшения структуры и качества её составляющих элементов: животного и растительного мира, воздуха, воды и почвы. По принципу обратной связи данное изменение ведет к снижению не только уровня здоровья населения, но и также влияет на снижение экономической активности региона. В связи с этим разработка методики моделирования динамики отходов данного типа является важной задачей регулирования эколого-экономического взаимодействия.

В настоящее время система управления потоками отходов состоит из сети первичного их сбора, каналов транспортировки, точки конечного накопления и уничтожения - предприятия «Полигон», а также управляющих организаций муниципального уровня. Предприятие выполняет задачи технологического фильтра, снижающего общий объем поступающего в природную среду потока загрязнений. Цель производственной деятельности «Полигона» заключается в переработке объема конечных отходов (З₀) до получения социально и экологически безопасного продукта объемом З₁.

С этих позиций производственный эффект заключается в следующем:

- снижение совокупного объема загрязнений (З₀ >З₁);

- достижение такого состава и объема загрязнений, который может быть ассимилирован экологической системой (З₁<А, где А - предельный уровень ассимилятивной способности системы).

В оптимальном варианте З₁ = 0, что соответствует безотходной технологии утилизации твердых отходов системы. Чем выше величина З₁, тем больше воздействие на природную среду. Если З₁ > A, то экологическая система не компенсирует загрязнение и получает ущерб в виде сокращения популяций животного и растительного мира, снижения качества воды и воздуха.

Чаще всего при решении задачи снижения негативного воздействия на окружающую среду используется подход, основанный на балансе целевых средств (экологических платежей, штрафов, взносов) и расходов на компенсацию экологического ущерба [2]. Предлагаемая методика использует механизм прогнозирования потоков твердых отходов экономической системы для управления экономическими ресурсами их утилизации.

Статистический анализ динамики потоков твердых бытовых отходов показывает наличие трех устойчивых групп источников по ежемесячному объему генерируемых отходов, предназначенных для утилизации: свыше 100 м³ , от 20 до 100 м³, менее 20 м³. В табл. 1 приведены данные по объему твердых отходов (ТБО), поступающему на утилизацию от каждой группы источников. Видно, что наибольшее количество отходов принадлежит первой группе как в отношении совокупного объема, так и объема на один источник.

Таблица 1. Группировка источников по объему ТБО.

Из таблицы видно, что основной объем ТБО (96,3 %) поступает от первой группы источников. Поэтому модель прогнозирования использует в качестве основных данные по этой группе. Две остальные группы не вносят значительный вклад, но должны быть учтены при формировании производственных резервов мощности предприятия-утилизатора отходов. Важным фактором при создании модели является степень постоянства источников.

Статистический анализ показал наличие в каждой группе источников устойчивой совокупности. Их удельный вес в первой подгруппе значителен (табл. 2). Поэтому динамика потоков ТБО в основном определяется поведением этой группы источников

Таблица 2. Анализ постоянных источников ТБО

На основе полученных данных создана прогнозная модель. Трендовая составляющая модели отвечает группе постоянных в течение года источников. Сезонные колебания определяются ростом производственной активности источников в определенный период времени. Так в период май-август основной объем ТБО генерируется предприятиями коммунальной сферы деятельности и строительными организациями. Общее снижение объема поступающих на утилизацию отходов наблюдается в осенне-зимний период. отходы рыночный городской

Предлагаемая модель имеет вид:

,

где Y_I - трендовая компонента;

S(, d_j) - сезонная компонента;

- остаточный член.

Алгоритм прогнозирования включает следующие этапы:

1. Прогнозирование трендовой компоненты

2. Выбор коэффициента адаптации в зависимости от сезона

3. Прогнозирование сезонной компоненты

4. Вычисление итогового прогнозного значения

5. Оценка точности

Данная модель позволяет с достаточной степенью точности предвидеть изменение совокупного объема ТБО и скорректировать организацию производственного процесса по утилизации отходов, что предупреждает увеличение потока загрязнений в экологическую систему.

Таким образом, при решении задач управления твердыми отходам, формируемыми экономической системой, необходимо применять системный подход. Это обусловлено характером возникновения отходов - распределением источников их первичного формирования и сбора по всему пространству экономической системы, а также особенностями статистического распределения источников по объему и степени постоянства.

Применение системного подхода позволяет на основе мониторинга потоков отходов разработать эффективный механизм их уничтожения. Использование прогнозной модели объемов отходов позволяет рассчитать перспективные мощности по их переработке и таким образом избежать непродуктивных затрат.

Литература

Веклич О. Современное состояние и эффективность экономического механизма экологического регулирования// Экономика Украины. - 2003. - №10. - С.62-70.

Мороз О. В, Свентух Л. О., Свентух О. Т. Економічні аспекти вирішення екологічних проблем утилізації твердих побутових відходів - Вінниця: УНІВЕРСУМ - Вінниця, 2003. - 110 с

Горлицкий Б. А. Ресурсо- и эколого-экономическая оптимизация системы: первичные природные ресурсы - отходы производства и потребления - окружающая среда// Экология и промышленность - 2005. - № 12 (3) - С. 16-20.

Лапицький В. М., Катічев О. М., Маньковська Т. О., Шкуренко І. О. Проблема утилізації твердих побутових відходів в Україні//Сучасні проблеми науки та освіти: Матеріали 5-ї Міжнародної міждисциплінарної науково-практичної конференції. - Харків, 2004. - С. 55.

Размещено на Allbest.ru