Региональное промышленное производство:
эффект кислородного голодания
Не зная покоя и роздыха,
при лунном и солнечном свете
я делаю деньги из воздуха,
чтоб снова пустить их на ветер.
Игорь Губерман
ЧАСТЬ 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
1. “И дым Отечества нам сладок…”
Система критериев оценки экологической безопасности промышленного производства должна охватывать все уровни его взаимодействия с окружающей средой — от локального до глобального. Однако в аспекте регионального анализа промышленного производства показатели экологической безопасности на глобальном (мировом) территориальном уровне могут не рассматриваться. Рассмотрение же низшего территориального уровня — локального — необходимо, так как часть его показателей должна служить исходными данными для анализа экологической безопасности промпроизводства на уровне региона.
Для того чтобы система критериев могла найти практическое применение, она должна основываться на существующей нормативно-правовой и информационной базе. В ином случае из-за недостатка, отсутствия или нерепрезентативности исходной информации практические расчеты предложенных показателей будут чрезвычайно затруднены или невозможны.
Система критериев оценки экологической безопасности промышленного производства локального уровня ориентирована на оценку экологической опасности отдельных промышленных объектов. Под промышленным объектом понимается отдельно расположенная промплощадка предприятия, промышленное предприятие или группа промышленных предприятий, которые могут рассматриваться, как единый площадной источник техногенного воздействия.
Комплекс характеристик и показателей экологической безопасности промышленного предприятия должен обеспечивать возможность:
1) оценки уровня безопасности предприятия в условиях нормальной эксплуатации (при этом должны быть охвачены все три основные аспекты – экологический, социальный и эколого-экономический);
2) прогноза уровня безопасности в случае модернизации предприятия или изменения его структуры;
3) оценки ресурсопотребления предприятия;
4) оценки вероятности аварий и опасности в аварийных условиях.
Последний пункт больше относится к технологическому уровню обеспечения безопасности.
Безопасность предприятия может быть описана следующими группами показателей:
1) натуральные и условные показатели, характеризующие вредное влияние предприятия (объемы фактических и условных выбросов и сбросов вредных веществ, вывоза отходов, уровней вредных физических воздействий, рассчитанные и фактические поля средних и максимальных концентраций вредных веществ в различных средах, и т.д.);
2) ресурсопотребление и ресурсный баланс предприятия (потребление кислорода, водопотребление, производство и потребление электроэнергии, и т.д.);
3) характеристики территории, на которую оказывает воздействие предприятие (плотность населения, структура биоценозов, ценность территории);
4) техническое состояние предприятия;
5) комплексные показатели, характеризующие экологическую безопасность предприятия;
6) эколого-экономические показатели, отражающие стоимостный аспект экологической безопасности.
Оценка безопасности предприятия производится на основе технической документации предприятия (показатели 4-й и частично 2-й групп); экологической документации предприятия — томов нормативов ПДВ и ПДС, ОВОС, материалов экологической экспертизы (показатели 1-й, частично 2-й, 3-й, 5-й и 6-й групп); финансовой документации предприятия (часть показателей 6-й группы); данных о районе расположения предприятия (показатели 3-й группы); соответствующих методик расчетов комплексных экологических и эколого-экономических показателей (5-я и 6-я группы).
По сути показатели 1-й — 4-й групп являются исходными данными для расчетов комплексных экологических и эколого-экономических характеристик безопасности предприятия. Списки и характеристики этих показателей подробно описаны в соответствующих нормативно-методических источниках.
Прежде чем перейти к характеристике предлагаемых комплексных показателей экологической безопасности промпредприятия, необходимо определить основные термины.
Класс опасности предприятия — основная (и по сути единственная) в современной отечественной нормативной базе комплексная характеристика экологической опасности предприятия. Выделяется пять классов опасности. Класс определяется в зависимости от величин параметров разбавления по воде и по воздуху. Параметр разбавления представляет собой количество воздуха (или воды), необходимое для того, чтобы концентрации загрязняющих веществ, выделяемых предприятием в соответствующие среды, не превышали величин ПДК. В зависимости от класса опасности предприятия нормируются размеры санитарно-защитной зоны (на практике для особо опасных предприятий 1-го и частично 2-го классов определение размеров санитарно-защитной зоны (СЗЗ) проводится с помощью дополнительных исследований).
Территория предприятия — территория соответствующих промплощадок, где расположены основные технологические и вспомогательные объекты предприятия. В аспекте оценки экологической безопасности на локальном уровне территория предприятия рассматривается как субъект, а не обьект воздействия, т.е. как местоположение точечных, линейных и площадных источников загрязнения или же как единый площадной источник загрязнения (в дальнейшем – площадь предприятия — Sп.)
Зона воздействия предприятия — территория, на которой все реципиенты подвергаются значительному техногенному воздействию, связанному с функционированием предприятия. При соблюдении предприятием соответствующих экологических нормативов (отсутствие превышений ПДК и ПДУ, вызванных деятельностью предприятия) зоной воздействия считается территория внутри СЗЗ предприятия (в дальнейшем – площадь зоны воздействия — Sв; радиус санитарно-защитной зоны — rсзз)
Зона загрязнения предприятия — территория, где наблюдаются превышения ПДК в различных средах или ПДУ, причиной которых является деятельность предприятия. Если зона загрязнения превышает зону воздействия – это уже нарушение экологических нормативов. Зона загрязнения определяется расчетными пробами (методики расчетов максимальных приземных концентраций ВВ в атмосфере, соответствующие по воде и по уровням вредных физических воздействий) или же на основании практических замеров, включающих данные мониторинга загрязнения атмосферы, поверхностных вод, специальных экспедиционных исследований и т. д. (площадь зоны загрязнения — Sз.)
Ареал вредного воздействия предприятия — территория, на которой отдельные реципиенты могут подвергнуться вредному техногенному воздействию, связанному с функционированием предприятия. Ареал вредного воздействия определяется экспертным методом, при этом обязательно учитывается влияние соседних предприятий и структура реципиентов территории. Ареал вредного воздействия обычно значительно шире зоны воздействия и зоны загрязнения.
Терминология оценки экологической безопасности промышленного производства рассматривалась Э.Б. Алаевым [1], Н.Ф. Реймерсом [8,9], И.К. Быстряковым [3], на нормативном уровне она нашла отражение в государственных стандартах серии “Безопасность промышленного производства” ДСТУ 2156-93 и ДСТУ 3273-95. Методические проблемы анализа экологической безопасности затрагивались в работах сотрудников Совета по изучению производительных сил Украины [3,7,12-15], а также ряда московских специалистов [2,6,11]. Особую роль в решении прикладных задач экологической безопасности и территориального развития сыграли работы ЦНИИПградостроительства, проводившиеся на рубеже 70-80-х годов под руководством В.В.Владимирова [4,5]. Опора на эти разработки позволила сформулировать ряд нижеприведенных методических положений по оценке экологической безопасности регионального промышленного производства.
2. “Дайте мне рычаг…”
Для оценки экологической безопасности промышленного предприятия предлагаются следующие комплексные показатели:
1. Коэффициент нормативной экологической опасности (Кн) — характеризует степень потенциальной экологической опасности предприятия в условиях нормальной эксплуатации при соблюдении всех экологических нормативов, служит безразмерной величиной, выражается в баллах и определяется в зависимости от класса опасности предприятия. Для предприятий 1-го класса опасности он равен 400, 2-го — 100, 3-го — 36, 4-го — 4, 5-го — 1. Значения коэффициента пропорциональны нормированным величинам ПДК загрязняющего вещества для предприятий различных классов опасности.
2. Показатель превышения нормативной зоны загрязнения (S) — безразмерный коэффициент, характеризующий степень превышения нормативного загрязнения атмосферы. По существующим нормам выбросы предприятия не должны ни в коем случае приводить к превышению ПДК в приземном слое атмосферы:
S = ( p (rсзз+ v Sп/p)2 + Sз) / p (rсзз+ v Sп/p)2
3. Показатель превышения нормативного объема выбросов вредных веществ в атмосферу (Vа) — безразмерный коэффициент, характеризующий степень превышения реальных выбросов вредных веществ в атмосферу над нормативными уровнями ПДВ:
Vа = Мсум / Мпдв,
где
Мсум = å (Мj / Gjпдк)bj;
Мпдв = å (Мjпдв / Gjпдк)bj;
Мj — количество j-го вредного вещества, фактически выброшеного в атмосферу от всех источников выброса предприятия (т/год);
Мjпдв — разрешенный для предприятия предельно допустимый объем выброса j-го вредного вещества (т/год);
Gjпдк — значение максимально разового ПДК j-го загрязняющего вещества (мг/м3);
bj — безразмерный коэффициент относительной опасности j-го загрязняющего вещества, определяется в зависимости от класса опасности вещества — для веществ 1-го класса опасности равен 1.7, 2-го — 1.3, 3-го — 1.0, 4-го — 0.9.
4. Показатель превышения нормативного объема сбросов вредных веществ в водоемы (Vв) – безразмерный коэффициент, характеризующий степень превышения реальных сбросов вредных веществ в водоемы над нормативными уровнями ПДС. Рассчитывается аналогично предыдущему показателю с учетом степени ценности соответствующих водоемов (рекреационной, рыбохозяйственной, производственной и т.д.).
5. Показатель превышения нормативного объема отходов (Vотх) – безразмерный коэффициент, характеризующий степень превышения реального объема вывоза и складирования отходов над нормативным. Рассчитывается аналогично предыдущим двум показателям с учетом подготовки мест складирования отходов.
6. Показатель превышения нормативных уровней физических воздействий (Vфв) — безразмерный коэффициент, характеризующий степень превышения реальных вредных физических воздействий (шума, ультразвука, инфразвука, электромагнитного излучения) над нормативными величинами. Рассчитывается аналогично трем предыдущим показателям.
7. Коэффициент озеленения зоны воздействия (коз) – безразмерный коэффициент, характеризующий степень озеленения зоны воздействия предприятия. Если зона загрязнения превышает зону воздействия, коэффициент характеризует степень озеленения зоны загрязнения:
коз = Sв / (Тоз + Sв),
где
Sв = p (rсзз+ v Sп/p)2, если Sз p (rсзз+ v Sп/p)2.
8. Коэффициент людности ареала вредного воздействия (клюд) – безразмерный коэффициент, характеризующий степень заселенности ареала вредного воздействия предприятия, а следовательно, и потенциальную опасность предприятия для населения:
клюд = ( Нp + Pn) / Нp,
где
Нp — нормативная плотность населения (принимается 1чел./га);
Pn — средняя плотность населения в границах ареала вредного воздействия предприятия. Определяется экспертным методом.
9. Коэффициент ценности территории в пределах ареала вредного воздействия предприятия (ктер) — безразмерный коэффициент, характеризующий сравнительную природную, общественную, культурно-историческую, рекреационную и другие ценности территории в пределах ареала воздействия предприятия относительно определенной эталонной территории. Должен определяться экспертным методом. Конкретные методики и расчетные формулы данного коэффициента пока не разработаны.
10. Интегральный показатель экологической опасности предприятия (Rинт) — безразмерный (в баллах) показатель, позволяющий дать комплексную интегральную сравнительную оценку уровня экологической опасности предприятия с учетом как “внутренних”, так и “внешних” факторов:
Rинт = коз × клюд × ктер × S × Vа × Vв × Vотх × Vфв × Кн.
Предложенная система показателей экологической опасности промышленного объекта охватывает четыре основные направления:
1) оценка потенциальной опасности промышленного объекта в условиях нормальной эксплуатации (показатель №1);
2) оценка степени превышения уровня вредного воздействия над нормативным (нормативно-безопасным) (показатели №2-6);
3) оценка реципиентов вредного воздействия в территориальном аспекте (показатели №7-9);
4) комплексная интегральная оценка степени экологической опасности промышленного объекта (показатель №10).
Отдельными блоками при оценке экологической безопасности на локальном уровне выделяются оценка ресурсопотребления предприятий (показатели ресурсного баланса) и стоимостная оценка экологической опасности (эколого-экономические показатели).
Ресурсы, используемые предприятием, можно разделить на две основные группы: экологические и технологические. В аспекте оценки экологической безопасности предприятия достаточно рассматривать следующие ресурсы:
а) экологические — вода и кислород;
б) технологические — электроэнергия и топливно-энергетические ресурсы (природный газ, нефть, мазут, бензин, дизельное топливо, уголь и т.д.).
По каждому из ресурсов определяются три показателя:
— количество использованного за определенный промежуток времени (год, полугодие, квартал, месяц) ресурса;
— количество произведенного за тот же промежуток времени ресурса;
— баланс по конкретному ресурсу.
В качестве исходных данных для расчета указанных выше показателей можно использовать проектную техническую и нормативную текущую техническую и финансовую документации предприятия, где обязательно должны быть сведения о предполагаемых проектных и текущих фактических расходах воды, электроэнергии, топлива. Методика расчета баланса кислорода будет описана ниже. Необходимо отметить, что, поскольку предприятия являются в основном потребителями ресурсов, при анализе экологической безопасности на локальном уровне ресурсные балансы обычно отрицательны.
Эколого-экономическими (стоимостными) показателями оценки экологической безопасности промышленных объектов обычно служат ущербы от загрязнения окружающей среды. Основными недостатками системы расчета ущербов, как социально-экономических критериев экологической безопасности предприятий, представляются недостаточно корректная и точная стоимостная оценка реальных потерь, вызванных вредным воздействием предприятия, а также сложность определения и нерепрезентативность исходных данных (за исключением методик расчетов на основании удельных ущербов).
Причины первого из них заложены в самой сути проблемы: очень трудно корректно оценить в стоимостных единицах потери биологических компонентов окружающей среды (природные и “вторичные” антропогенные экосистемы, здоровье и жизнь человека). Причины второго заключаются в сложности сбора информации для оценки ущербов аналитическим методом и методом контрольных районов. Поэтому в качестве стоимостного критерия для оперативной оценки экологической опасности промышленных предприятий на локальном уровне могут использоваться лишь ущербы, рассчитанные эмпирическим методом на базе удельных показателей.
Другим видом стоимостного критерия могут служить соответствующие экологические платежи предприятия. По сути они являются производными от тех же удельных показателей ущерба. Однако при определении платежей: во-первых, учитывается превышение предприятием допустимых норм воздействия (лимитные и сверхлимитные платежи); во-вторых, платежи за лимитное и сверхлимитное использование природных ресурсов позволяют в определенной мере осуществить стоимостную оценку ресурсной составляющей экологической безопасности; в-третьих, экологические платежи нормируются единой системой законодательных и подзаконных актов и обязательны для каждого предприятия, т.е. для их получения достаточно поднять соответствующую финансовую отчетность предприятия (все эти преимущества подразумевают наличие отработанной системы взимания экологических платежей, формирование которой в Украине находится сейчас на начальной стадии). Поэтому в качестве критериев стоимостной оценки экологической опасности предприятия предлагаются:
1. Суммарные годовые платежи за загрязнение окружающей природной среды в пределах лимита, установленного предприятию.
2. Суммарные годовые сверхлимитные экологические платежи (за сверхлимитное загрязнение, за аварийные и залповые выбросы, экологические штрафы).
3. Суммарные годовые платежи за нормативное использование соответствующих ресурсов.
4. Суммарные годовые платежи за сверхнормативное использование ресурсов.
Соотнеся первый показатель со вторым, а третий с четвертым, можно получить дополнительные поправочные коэффициенты, характеризующие превышение нормативных показателей экологической опасности и ресурсопотребления предприятия уже на основании стоимостных эколого-экономических показателей.
При оценке региональной экологической безопасности применяются подходы, несколько отличающиеся от соответствующих для локального уровня (оценка опасности промобъекта). Это объясняется различным соотношением территориального (объектного) и промышленного (субъектного) факторов при анализе экологической безопасности на региональном и локальном уровнях. На локальном уровне основное внимание уделяется определению характеристик опасности предприятия — субъекта воздействия. Территориальные показатели (зона воздействия, зона загрязнения, ареал воздействия) — производные от объемов фактического и нормативного техногенного воздействия промобъекта. На региональном же уровне главной задачей становится оценка безопасности объекта воздействия — региона — территориально жестко ограниченной техно-социо-природной системы. При этом региональное промышленное производство выступая в качестве субъекта воздействия (внешнего вредного факторам), в то же время входит в структуру региона (объекта воздействия) и является одним из реципиентов воздействия (искусственные материальные объекты, необходимые для жизнедеятельности человека). Поэтому при оценке региональной экологической безопасности техногенное влияние промышленного производства можно рассматривать как “внутренний” фактор опасности (за исключением тех случаев, когда наблюдается перенос значительных объемов вредных воздействий техногенного происхождения из других регионов; в данном исследовании этот аспект проблемы рассматриваться не будет).
Система характеристик и показателей экологической безопасности регионального промышленного производства должна обеспечивать возможность:
1) комплексной оценки региональной экологической безопасности;
2) оценки уровня экологической безопасности по основным направлениям техногенного воздействия и для основных реципиентов воздействия;
3) прогноза всех характеристик экологической безопасности в случае изменения структуры промышленного производства региона (модернизации промпредприятий, введения в действие новых промышленных объектов или, наоборот, закрытии либо консервации действующих предприятий) и изменения исходных территориальных характеристик региона (структуры биогеоценозов, характеристик поверхностного стока, демографических показателей и т.д.);
4) использования экологических и эколого-экономических оценок в управлении региональным промышленным производством (межрегиональный анализ экологической безопасности — выделение регионов с наилучшими и наихудшими показателями и соответствующее распределение средств на природоохранные нужды, определение нормативов экологических платежей, формирование определенных аспектов налоговой и кредитно-финансовой политики; региональный анализ экологической безопасности — определение основных направлений совершенствования структуры регионального промпроизводства с целью обеспечения устойчивого развития региона как единой территориальной техно-социо-природной системы).
Экологическая безопасность регионального промышленного производства описывается:
1) показателями ресурсных балансов региона;
2) суммарными и удельными показателями экологической опасности регионального промышленного комплекса;
3) эколого-экономическими показателями, отражающими стоимостный аспект региональной экологической безопасности.
Первая группа показателей – основная и по сути отражает степень сбалансированности региона как единой территориальной системы, включающей в себя весь комплекс реципиентов техногенного воздействия.
На региональном уровне можно выделить три основные группы ресурсов:
— экологические,
— технологические,
— демографические.
К экологическим ресурсам относятся ассимиляционные емкости экосистем (или другие показатели их устойчивости), вода и кислород, к технологическим — электроэнергия и топливно-энергетические ресурсы (технологических ресурсов гораздо больше, но для оценки региональной экологической безопасности достаточно рассматривать лишь указанные), к демографическим — население. По каждому из ресурсов выделяются показатели ресурсообеспеченности (количество ресурса на территории региона), ресурсопотребления (количество ресурса, потребленного в регионе за определенный промежуток времени) и ресурсного баланса (соотношение между ресурсообеспеченностью и ресурсопотреблением).
3. Линейка для ресурсов
Рассмотрим подробнее систему показателей оценки ресурсной составляющей экологической безопасности региона.
Основные показатели ресурсообеспеченности региона:
1. Показатель ассимиляционной емкости — Ар (безразмерная величина).
2. Удельный вес естественных биогеоценозов (БГЦ) — Uест (безразмерная величина):
Uест = å Siбгц / S,
где Siбгц — площадь i-го естественного биогеоценоза (км2);
S — площадь региона (км2);
n — колличество естественных биогеоценозов в регионе.
3. Общий сток на территории региона — Qо (млн. м3/год).
4. Суммарный местный поверхностный и подземный сток — Qм (млн.м3/год)
5. Региональное воспроизводство кислорода — Пв (т/год)
Пв = å Siбгц Y,
где
Siбгц — площадь i-го биогеоценоза на территории региона (км2);
Y — ежегодное производство кислорода i-м растительным сообществом, определяется по таблице [5]: