О. Г. Воробьев, А. В. Шамшин

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Эмиссия загрязняющих веществ в ГТС реализуется в форме вещественно-энергетических техногенных потоков от источников до объектов воздействия. Имея достаточную информацию о величине техногенных потоков, можно выполнить оценки экологической безопасности предприятий, производств, технологий и различных видов хозяйственной деятельности по уровням их техногенного воздействия на окружающую среду.

Поставим перед собой задачу оценить техногенные потоки загрязняющих веществ, которые поступают от судостроительных предприятий в окружающую среду. Основные потоки в окружающую среду представляют собой потоки химических загрязняющих веществ. Оценку их потенциальной опасности для ГТС будем проводить на основании величины их химической эксергии.

Применение эксергетического подхода к оценки потенциальной опасности загрязняющих веществ позволяет:

• ввести объективные количественные характеристики отходов, сбрасываемых в окружающую среду;
• оценить степень переработки природных ресурсов;
• количественно сопоставить энергетически неравноценные природные ресурсы, конечные и побочные продукты.

Взаимодействие в ГТС осуществляется посредством потребления потоков эксергии (прямых и косвенных) природных ресурсов и сброса на эксергии отходов в окружающую среду. Интенсивность взаимодействия промышленного с окружающей средой определяется эксергией как потребляемых природных ресурсов, так и сбрасываемых отходов. Процесс девальвации этих отходов продолжителен и при переходе определенных уровней входит в противоречие с общими принципами равновесного существования экологических систем.

Выброс эксергии в окружающую среду имеет совершенно определенный физический смысл - работа, которая будет совершенна над окружающей средой. В эксергетическом методе вполне обоснованно могут быть просуммированы различные виды воздействия на окружающую в одних и тех же единицах измерения. Такой показатель не зависит от факторов восприятия, количества и характера объектов, попадающих в зону техногенного воздействия, численности населения и т. п. В то же время вредность отходов, а также материальный ущерб одной только эксергией описать нельзя. Эксергию отходов можно рассматривать как первое приближение в оценке ущерба окружающей среде, предположив, что потоки эксергии, поступающие в окружающую среду, пропорциональны ущербу, наносимому ГТС.

Эксергия в этом случае является универсальным показателем, отражающим масштабы вовлечения в производство исчерпаемых природных ресурсов, снижение удельного веса трудозатрат в себестоимости по всему производственному циклу от добычи сырья до выпуска полезного продукта, что отражает введение в систему экономических показателей единого энергетического показателя.

Если в формуле (2) выразить полный расход энергии в кДж/год, а вместо относительной токсичности подставить значение эксергии отходов в кДж/кг, то мы получим безразмерный коэффициент без всяких условных единиц, отражающий связь между работоспособностью отходов и расходованием энергии.

На основании КЭЭ [5] производится расчет предельно- допустимой техногенной нагрузки. Эти расчеты основаны на ограничении техногенной нагрузки максимальной возможностью природного комплекса территории сохранять целостность экосистем и качество среды путем преобразования солнечной энергии для процессов самоочищения и регенерации.

Использование эксергии в этом подходе имеет следующий смысл. Каждый технологический процесс обладает определенной природоемкостью, которая включает две составляющие – внутреннюю и внешнею.

Внутренняя природоемкость технологического процесса - это потребляемое сырье, вода, воздух, земля для размещения инженерных сооружений, то есть те природные ресурсы, которые связаны непосредственно с реализацией данной технологии.

Внешняя природоемкость – это количество воды, воздуха, почвы, необходимое для размещения, рассеивания, разбавления, нейтрализации газообразных, жидких и твердых отходов, выводимых из технологических процессов.

Воздействие технического объекта на природную среду будет тем больше, чем выше значение эксергии потребляемых ресурсов и сбрасываемых отходов производства, составляющих суммарную природоемкость.

В свою очередь, окружающая природная среда обладает определенной техноемкостью, величина которой зависит от реальных физико-географических условий. Эта величина и есть та предельная техногенная нагрузка, которую может выдержать природная среда в течение определенного времени без нарушения динамического равновесия.

Очевидно, состояние динамического равновесия экологических систем поддерживается до тех пор, пока величины потоков эксергии, определяющие взаимодействие с техническими объектами, не превысят некоторого порогового значения.

На основании эксергетического подхода проанализированы потоки загрязняющих веществ в атмосферу и гидросферу, поступающих с ГП “Адмиралтейские верфи”. Для сравнения полученных результатов был проведен экометрический анализ по методике В. К. Донченко. Результаты сравнения показали приемлемую сходимость результатов. На следующим этапом исследования планируется оценить техноемкость окружающей среды эксергетическим методом.

Авторы выражают благодарность А. В. Шепелевой, старшему научному сотруднику научно-исследовательского Центра экологической безопасности РАН, за поддержку и помощь в проведении экометрических расчетов.

1. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. Под ред. В. М. Бродянского. – М.: Энергия, 1968.

3. Янтовский Е.И. Потоки энергии и эксергии. – М.: Наука, 1988.

4. Степанов В. С. Химическая энергия и эксергия веществ. – 2 изд., перераб. Новосибирск: Наука. Сиб отд., 1990.

5. Регламентация хозяйственной деятельности в народном хозяйстве. Под ред. Н. П. Тихомирова и Т. А. Моисеенковой. – М.: РГАНХ им. Плеханова, 1992.