Принципы рационального природопользования

На современном этапе взаимодействия общества и природы основой, базой для разрешения почти всех накопившихся экологических проблем является экономика, ее экологизация и эффективное функционирование в целом. За последние десятилетия сформировалась и начинает бурно развиваться новая дисциплина «Экономика природопользования», которая призвана более детально изучать воздействие экономики на природу и показывать пути рационального природопользования.

Природопользование в широком смысле — это взаимодействие общества и природы, то есть практически любой вид деятельности человека, связанный с использованием природных ресурсов и условий и изменением состояния окружающей природной среды. В узком же смысле природопользование — это система специализированных видов деятельности людей, осуществляющих первичное присвоение, использование ресурсов природы, а также охрану окружающей среды.

В целом же природопользование — это воздействие людей на природную среду в процессе их хозяйственного использования; это также и научная дисциплина, изучающая присущими ей методами использование человеком природной среды для удовлетворения своих потребностей.

В настоящее время природопользование рассматривается:

1) как целенаправленная деятельность по обеспечению потребностей общества в природных ресурсах и сохранению необходимого качества окружающей среды;

2) как система отношений между обществом и природой, возникающих в процессе их взаимодействия.

Природопользованием можно считать особый вид человеческой деятельности, прямо или косвенно связанный с преобразованием природной среды в различных ее проявлениях. При этом выделяют следующие виды природопользования: основной (сельское, лесное, водное хозяйство, гидроэнергетика и т.д.); вспомогательный (водопользование в производственных процессах); побочный — загрязнение окружающей среды.

С правовой точки зрения природопользование осуществляется в двух видах: общем и специальном. Общее природопользование не требует какого-либо специального разрешения. Оно осуществляется гражданами в силу принадлежащих им естественных прав, возникающих в результате их рождения и существования. Специальное природопользование реализуется гражданами и хозяйственными субъектами (предприятиями, фирмами, организациями) на основе законов, постановлений и разрешений компетентных государственных органов. Оно носит целевой характер и подразделяется на землепользование, недропользование, водопользование, лесопользование, а также пользование ресурсами животного мира и атмосферным воздухом.

Различают рациональное и нерациональное природопользование. Рациональное природопользование сводится к превращению линейной экономики в круговую, что существенно снизило бы нагрузку на экосистемы и обеспечило бы равновесное природопользование. Нерациональное природопользование — это деятельность, не обеспечивающая сохранение эколого-экономического потенциала. Оно включает в себя многие негативные процессы антропогенного воздействия на окружающую природную среду (загрязнение окружающей среды, разрушение природного ландшафта, уничтожение отдельных видов животных и растений, нарушение связей между элементами экосистемы и др.). В качестве термина, охватывающего всю совокупность процессов, негативно влияющих на состояние окружающей среды, в литературе используется понятие «детериорация» (ухудшение, порча).

Нерациональное природопользование и приводит к экологическим кризисам. Если же природопользование осуществляется рационально, то возможно получение не только дополнительных материальных благ от тех же природных ресурсов, но в определенной мере сохраняется окружающая среда; то есть одновременно осуществляется охрана природы.

Рациональное природопользование как экономическая категория представляет собой отраженную в сознании определенную систему экономических отношений по поводу использования природных ресурсов и окружающей среды. В конкретной действительности оно состоит из ряда тесно взаимосвязанных и взаимообусловленных между собой процессов и явлений. Рациональное природопользование — это процессы по рациональному использованию природных ресурсов, воспроизводству отдельных природных ресурсов и элементов окружающей среды, а также по охране природы. Совокупность этих процессов должна быть направлена на поддержание эколого-экономического потенциала на оптимальном уровне. Принципы рационального природопользования отражены в рис 1.

Перед специалистами в области природопользования стоят следующие задачи:

— исследование средств, методов и форм рационального природопользования, достижение благоприятных условий жизнедеятельности;

— разработка и обоснование мероприятий, направленных на комплексное использование ресурсов;

— обоснование экологизации экономики;

— разработка методов оптимизации взаимодействия общества и природы с учетом интересов будущих поколений (обеспечение перехода человечества на модель устойчивого развития);

— формирование эффективной системы органов государственного и регионального управления природопользованием;

— анализ и обобщение передового опыта в области рационального природопользования и др.

Судя по содержанию задач в области рационализации природопользования, все они так или иначе связаны с выделением финансовых средств, определением эффективности мероприятий и т.д.

Природопользование представляет собой крупную сферу экологии и экономики, имеет сложное организационное строение. На макроуровне оно представлено системой отраслей (хозяйств), специализирующихся на операциях по выявлению, учету природных ресурсов, охране и их воспроизводству, а также по охране окружающей среды. Состав этих отраслей в настоящее время усложняется. Например, активно формируется специализированный блок природоохранного машиностроения и приборостроения, а также сектор экологических услуг.

На региональном уровне сфера природопользования образована предприятиями и организациями региональной экологической инфраструктуры, системами мусороудаления и мусоропереработки, объединенными очистными комплексами, системами канализации, службами регионального экологического мониторинга, сетью особо охраняемых и защитных территорий.

На микроуровне к сфере природопользования относятся экологические подразделения (службы, отделы, цеха) предприятий и фирм. Их задачей является выполнение мер по защите природной среды от техногенного воздействия с учетом особенностей применяемых на конкретных подразделениях технико-технологических приемов, сырья, номенклатуры образования отходов и производимой продукции.

Основу принципов рационального  природопользованием составляет возмездность природопользования путем создания целевых экологических фондов, внедрения системы платежей за природопользование, выбросы и сбросы загрязняющих веществ, неиспользуемые отходы, внедрения системы санкций за нарушение природоохранных норм, правил и решений местных Советов.

Рис 1. Основные принципы рационального природопользования

Задача 1

Рассчитать допустимую концентрацию загрязняющих веществ в стоках предприятия при сбросе их в открытый водоем.

Определить эффективность очистки по каждому загрязняющему веществу.

Исходные данные: сточные воды до очистных сооружений содержат (мг/л)

Фоновые концентрации загрязняющих веществ Cф мг/л равны: бензол  - 0,00, уротропин -  0,00, амины – 0,002, ОП – 7 – 0,05, аллимеркаптан  - 0,00.

Решение:

Распределяем загрязняющие вещества по группам лимитирующего показателя вредности для водоема санитарнобытовой категории:

Санитарно-токсические: бензол (0,5), уротропин (1,0)

Общесанитарные: отсутствуют

Органомические: амины (0,1), ОП-7(0,1), аллимеркаптан (0,0002)

Рассчитаем Cор мг/л, загрязняющих веществ в стоках без учета их совместного слияния в водоеме:

Cор(бензол)=(0,37*0,42)/0,33*(0,5-0,00)+0,5=2,85455

Cор(уротропин)=(0,37*0,42)/0,33*(1,0-0,00)+1,0=5,70909

Cор(амины)=(0,37*0,42)/0,33*(0,1-0,002)+0,1=0,14614

Cор(ОП-7)=(0,37*0,42)/0,33*(0,1-0,05)+0,1=0,1235

Cор(Алл.)=(0,37*0,42)/0,33*(0,0002-0,00)+0,0002=0,00029

Рассчитаем ожидаемую концентрацию, мг/л, каждого из загрязняющих веществ:

Санитарно-токсическая группа:

C(бензол)=(033*2,85455+0,37*4,2*0,00)/(0,33+0,37*4,2)=0,5

C(уротропин)=(033*5,70909+0,37*4,2*0,00)/(0,33+0,37*4,2)=1

Органолептическая группа:

C(амины)=(033*0,14614+0,37*4,2*0,002)/(0,33+0,37*4,2)=0,02724

C(ОП-7)=(033*0,1235+0,37*4,2*0,05)/(0,33+0,37*4,2)=0,2932

C(Алл.)=(033*0,00029+0,37*4,2*0,00)/(0,33+0,37*4,2)=0,00005

Проведем проверку по каждой группе веществ на соответствие нормам

Санитарно-токсическая группа:

0,5/0,5+1/1=2

Так как суммарная величина больше единицы снижаем С каждого компонента в 2 раза.

0,25/0,5+0,5/1=1

Органолептическая группа:

0,02724/0,1+0,2932/0,1+0,00005/0,0002=3,4

Так как суммарная величина больше единицы снижаем С каждого компонента примерно в 3 раза.

0,009/0,1+0,098/0,1+0,000016/0,0002=1,87

Определяем допустимую концентрацию, мг/л загрязняющих веществ в стоках после очистки с учетом совместного влияния веществ в каждой группе лимитирующего показателя:

Санитарно-токсическая группа:

Cбензол=(0,25*(0,33+0,37*4,2)-0,37*4,2*0,00)/0,33=1,43

Cуротропин=(0,5*(0,33+0,37*4,2)-0,37*4,2*0,00)/0,33=2,85

Органолептическая группа:

Cамины=(0,009*(0,33+0,37*4,2)-0,37*4,2*0,002)/0,33=0,042

CОП-7=(0,098*(0,33+0,37*4,2)-0,37*4,2*0,05)/0,33=0,32

CАлл.=(0,000016*(0,33+0,37*4,2)-0,37*4,2*0,00)/0,33=0,00009

Определим эффективность работы очистного оборудования, %, по каждому виду загрязняющих веществ:

Эбензол=((30,6-1,43)/30,6)*100=95,3

Эуротропин=((20,4-2,85)/20,4)*100=86

Эамины=((46,8-0,2532)/46,8)*100=99,9

Э ОП-7=((53,2-0,098)/53,2)*100=99,3

ЭАлл=((10,4-0,003)/10,4)*100=99,99

Задача 2

Рассчитать предотвращаемый экономический ущерб в результате работы биоочистных сооружений предприятия в одном из регионов России (Ленинградская обл.), при условии, что биоочистныесистемы работают при температуре окружающей среды >= +10 С.

Исходные данные:

Vсток., куб. м/сутки=520

Решение

Рассчитаем фактическую массу каждого загрязнителя, мг/л или г/куб. м:

М(БПК)=300-3=297

М(фенола)=2-0,003=1,997

М(Взвеш. в-ва)=150-30=120

М(Цинк)=2,5-0,06=2,44

М(Магний)=82-45=37

Определим  степень   токсичности каждого загрязнителя в стоках:

А (БПК)=1/3=0,33

А(фенола)=1/0,001=1000

А(Взвеш. в-ва)=1/25=0,04

А(Цинк)=1/0,04=100

А(Магний)=1/40=0,025

Определим приведенную массу годового сброса загрязнителя, г/куб. м

Ам=2,97*0,33+1,997*1000+120*0,04+2,44*100+37*0,025=2344,735

Рассчитаем Эу:

Эу=1440р.год*0,47*109200куб.м/год*2344,735=173291,3.год

Задача 3

Рассчитать ПДВ конкретных загрязняющих компонентов от нагретого источника, определить их фактический выброс, необходимость установки улавливающего оборудования, плату за выброс.

Исходные данные: Горячий источник – котельная ППС, вид топлива – уголь. Расход топлива, т/год – 1000. время работы в год, ч/год – 5000. Температура: газовоздушной смеси – 210, наружного воздуха –(-4). Н, м – 21, D, м – 1, загрязнители: Пентан (Концентрация загр. веществ Cмах= 200,2 и Сф =0,4) и Циклогексан (Cмах= 54,8 и Сф =1)

Решение:

Рассчитаем объем газовоздушной смеси продуктов сгорания, мг/куб м

V = (1000*1000*5,5)/5000*3600=0,3

Рассчитаем скорость выхода газовоздушной смеси

Wo=(4*0,3)/3,14*1*1=0,38

А= 250(Читинская обл), F=1.

Найдем коэффициент f, м

f= 10*10*10 *(0,38*0,38*1)/(21*21*214)=0,0015

м=1,39

Vм=(1,3*0,38*1)/21=0,02, так как Vм <0,3: n=3

Тогда ПДВ пентана = 0,3375 г/с

ПДВ циклогексана =0,00135 г/с

Определим фактический выброс м:

м пентана = (200,2*0,3)/1000=0,06

м циклогексана = (54,8*0,3)/1000=0,16

Так как фактический выброс пентана меньше предельно допустимого, то не следует устанавливать улавливающие оборудования, а фактический выброс циклогексана больше предельно допустимого, то следует установить улавливающие оборудования

Рассчитаем плату за выброс, р./год.

Пентан: Плата за выброс в пределах ПДВ

П=(0,048*1*0,06*5000*3600)/1000000=0,052

Циклогексан:

П1=(0,8*1*0,00135*5000*36000) /1000000=0,000035

П2=(5**4*1*(0,016-0,00135)*5000*36000) /1000000=575,99

П=0,00648+5,598=575,990039

Задача 4

Рассчитать:

1.     Максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества при выбросе из одиночного горячего источника;

2.     Х-расстояние от источника выброса

3.     Uв - опасную скорость ветра

4.     С-значение приземных концентраций рассматриваемого вещества на различных расстояниях от источника выброса

5.     Определить размер С33 предприятия

Исходные данные: Котельная работает на твердом топливе, предприятие находится в Дальневосточном регионе (А=200). Согласно расчете в подразделе 3 V=0.3куб.м/с, Н=21 м, D=1, Wo = 0,3 м/с, Т=214 С.

Значения рассчитанных и принятых безразмерных коэффициентов:

f=0,0015, м=1,39, Vм=0,02, n = 3, F=1

Решение:

Рассчитаем максимальное значение приземной концентрации циклогексана См, мг/ куб.м

См=0,0033

Найдем опасную скорость ветра Uв:

Uв=0,5м/с, так как Vм <=0,5

-10м-Х/Хм=0,37

-50м-Х/Хм=1,86

-100м-Х/Хм=3,72

-300м-Х/Хм=11,16

-400м-Х/Хм=14,88

-500м-Х/Хм=18,60

-1000м-Х/Хм=37,20

Найдем безразмерный коэффициент S

S(10м)=3*0,37*0,37*0,37*0,37-8*0,37*0,37*0,37+6*0,37*0,37=0,4724

S(50м)= 1,13/(0,13*1,86*1,86+1)=0,7794

S(100м)= 1,13/(0,13*3,72*3,72+1)=0,4037

S(300м)= 11,16/(3,85*11,16*11,16+35,2*11,16+120=0,012

S(400м)= 14,88/(3,85*14,88*14,88+35,2*14,88+120=0,01

S(500м)= 18,6/(3,85*18,6*18,6+35,2*18,6+120=0,009

S(1000м) =37,2/(3,85*37,2*37,2+35,2*37,2+120=0,0058

С(10м)= 0,4724*0,01=0,004724

С(50м)= 0,7794*0,01=0,007794

С(100м)= 0,4037*0,01=0,004037

С(300м)= 0,045*0,01=0,00045

С(400м)= 0,0243*0,01=0,000243

С(500м)= 0,0159*0,01=0,000159

С(1000м)= 0,0047*0,01=0,000047

ПДКмр. циклогексана = 1,4 мг/куб.м

Из расчетов видно, что на расстоянии 50 м от источника С=0,007794, следовательно L=50 м.

С учетом среднегодовой розы ветров находим L, м

L=50*14/12,5=56

Данное предприятие по величине С33 относится к IV классу.

Задача 5

Оценить экологический ущерб

Исходные данные: Котельная ППС, Загрязнители – пентан и циклогексан, S зоны загрязнения 15 км, коэффициент: территория предприятия – 40%, населенный пункт -40%, лес 20%.

Решение:

б=(15*0,4*4+20*0,4*8+20*0,2*8)/15=6

f=100/(100+3.85*21)* 100/(100+3.85*21)*(4/(1-0.5)=1,106

ф=1+214/75=3,85

Найдем приведенную массу годового выброса  веществ в атмосферу

Д пентана=1/25

М=1/25*0,6=0,024 усл. т./год

Д циклогексана = 1/1,4

М=1/1,4*0,16=0,114 усл. т./год

Уа (пентана)=192*6*0,732*1,106=932,6./год

Уа (циклогексана)= 192*6*13*1,07=16563,4./год

Если сравнить Уа пентана и циклогексана с величинами платы за выброс, то очевидно, что экологический ущерб, причиняемый окружающей среде выше, чем плата предприятия за вредные выбросы в атмосферу.

Задача 6

Оценить экологический ущерб от загрязнения поверхностных вод ставропольского края.

Исходные данные:

Расход  сточных вод q=0,004 куб. м /с.

В сточных водах после очистных сооружений присутствуют взвешенные вещества (С=110,32>Сдоп.), медь (С=0,63>Сдоп.), и ксилол(С=0,18=Сдоп.).

Решение:

Рассчитаем фактическую массу каждого из  веществ,т/год:

м(взв. в-ва)=(110,32*0,04*3600*24*320)/100000=12,2

м(медь)=(0,63*0,04*3600*24*320)/100000=0,07

м(ксилол)=(0,18*0,04*3600*24*320)/100000=0,02

Рассчитаем приведенную массу годового сброса каждого из загрязняющих веществ, усл.т/год:

Мвз. в-ва=1/0,75*12,2=16,3

Ммедь=1/0,001*0,007=70

Мксилол=1/0,5*0,02=0,4

Определим удельный ущерб от сброса каждого вещества:

Увз. в-ва=1180,0р./усл.т (сверхнормативные выбросы)

Умедь=887000,0р./усл.т (сверхнормативные выбросы)

Уксилол=3548,0 (в пределах нормы)

Определим коэффициент экологической ситуации рек

К=1,49-1,56(примем 1,50)

Рассчитаем экологический ущерб от загрязнения поверхностных вод:

Ув=1,5*(1180,0*16,3+887000,0*70+3548,0*0,4)=93165979,8 р./год

Таким образом, экологический ущерб поверхностным водам составляет 94 млн.р. в год.