40

На правах рукописи

ГРАФКИНА Марина Владимировна

Теория и методы оценки геоэкологической безопасности создаваемых природно-технических систем

Специальность: 25.00.36 – Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва – 2009

Диссертация выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете и Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном техническом университете «МАМИ».

Защита диссертации состоится « »_______2009 года в « » часов на заседании диссертационного совета Д 202.138.07 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26, в зале заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан _________________ 2009 года.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Природно-техногенные системы все более активно замещают природную среду. Особенно велика доля в изменении природных ландшафтов строительных систем (СС). В ходе эволюции человека строительство (создание защищенного от воздействия окружающей среды и комфортного местообитания) являлось важнейшим способом защиты от изменяющихся условий природной среды. Однако неуклонный рост численности народонаселения и научно-технический прогресс превратили этот способ защиты человека от сил природы в мощное оружие, направленное против природы, вызывающее последствия, сравнимые с последствиями экзогенных геологических процессов и, в конечном итоге, изменяющее качество окружающей среды (ОС). Масштаб этого воздействия локализован преимущественно в пределах городских и промышленных территорий, занимающих около 2% всей площади РФ, но эти территории являются местом постоянного проживания более 70% российского населения. Сохранение жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек в условиях растущего противоречия между потребностью общества в комфортной среде обитания, разнообразной продукции и услугах и ограниченными возможностями Земли по представлению этих ресурсов и поглощению негативных результатов антропогенной деятельности является важнейшей задачей современности в условиях перехода общества к устойчивому развитию. Гармонизация хозяйственной деятельности человека и биосферы возможна только в результате научно обоснованных технических, экономических и социальных компромиссов в процессе природопользования, в том числе и на этапе создания природно-технических систем (ПТС). Основными критериями экологической эффективности таких решений являются снижение темпов разрушения и истощения абиотических ресурсов и минимизация негативного воздействия на геосферы.

Проблема гармонизации признана мировым сообществом и нашла отражение в соглашениях, подписанных в Рио-де-Жанейро (1992 г.), а также в правовых актах Российской Федерации, в частности, в Указе Президента РФ «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» (1996 г.), Экологической доктрине РФ (2002 г.) и др.

Экологическая доктрина РФ определяет зависимость устойчивого развития страны и качества жизни и здоровья населения, а также национальной безопасности от сохранения природных ресурсов и поддержания соответствующего качества ОС. Одним из основных принципов государственной политики в области экологии является «предотвращение негативных экологических последствий в результате хозяйственной деятельности и учет отдаленных экологических последствий».

Экологические концепции, приоритеты экологических требований менялись во времени, а соответственно менялись и критерии оценки техногенного воздействия. Основными экологическими концепциями являются: концепция контроля «в конце трубы», концепция «более чистого производства», концепция «проектирования для экологии», концепция «экосистемного комплексного подхода». Претворение в жизнь современных концепций «проектирования для экологии» и «экосистемного комплексного подхода» требует принятия всех технических решений с позиции полной экологической ответственности за геоэкологическую безопасность создаваемых ПТС. Основным недостатком традиционной системы экологического обоснования и выбора альтернативных вариантов при создании строительных и других технических систем (СиТС) является запаздывание системного экологического анализа и комплексной оценки от процесса принятия основных технических решений. Наиболее эффективно проводить анализ и комплексную оценку геоэкологической безопасности ПТС на этапе разработки (особенно на ранних стадиях – концептуальная идея, инженерные изыскания, научно-исследовательские работы и др.), т.к. при этом закладывается материальная база, обладающая огромным мультипликативным воздействием на жизнеобеспечивающие ресурсы Земли. Повышение геоэкологической безопасности ПТС может быть достигнуто за счет совершенствования теории и методов оценки конкурентных вариантов при создании СиТС. Оценка должна проводиться на основе анализа импликативных отношений функциональных и других технических характеристик создаваемых систем и обусловленных ими экологических факторов негативного воздействия с использование частных и комплексных геоэкологических критериев для оптимизации и обоснования решений по выбору конкурентоспособных вариантов, основной целью при этом является минимизация негативного воздействия в жизненном цикле. Такой подход позволит управлять показателями геоэкологической безопасности ПТС и снизить напряженность ряда экологических проблем еще до их возникновения.

Степень разработанности проблемы. Следует высоко оценить научные работы ряда авторов, направленные на повышение геоэкологической безопасности ПТС: по методологическому обеспечению – В.И. Осипова, И.И. Мазура, О.И. Молдаванова, В.Н. Шишова, Н.Ф. Реймерса, Н.Н. Моисеева, В.Д. Кальнера, В.И. Данилова-Данильяна и др.; по реализации системного экологического анализа и управления экологической безопасностью в строительстве – В.И. Теличенко, М.Ю. Слесарева и др.; по оценке геоэкологической безопасности при взаимодействии технических систем и природной среды – В.А. Грачева, В.В. Гутенева, В.М. Котлякова, А.Л. Ревзона, В.Н. Луканина, Ю.В. Трофименко, А.А. Быкова, В.М. Кириллова и др.; в области геоэкологической безопасности строительства – А.Д. Потапова, Е.В. Щербины, П.В. Коваля и др.; по разработке концепции «проектирование для экологии» – В.Ф. Кутенева, В.А. Звонова, А.В. Козлова и др.; по экологическому проектированию и экспертизе – К.Н. Дьяконова, А.В. Дончевой и др.

Установлено, что геоэкологическая безопасность СС зависит как от показателей экологической безопасности и надежности входящих в нее технических систем (ТС) и от условий их безопасного взаимодействия с геологической средой, так и от состояния природной среды и ее компенсационных возможностей, изменяющихся под воздействием строительства. Однако анализ данных отечественной и зарубежной литературы показал, что в настоящее время не полностью изучена проблема оценки геоэкологической безопасности на этапе создания ПТС. Поэтому весьма актуальным является разработка теории и методов оценки геоэкологической безопасности ПТС с целью оптимального выбора конкурентных вариантов на основе методологии системного экологического анализа создаваемых объектов. Это имеет важное хозяйственное значение, так как позволяет решить проблему минимизации негативного воздействия на ОС и сохранение жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек при максимальном удовлетворении технических требований к проектируемым системам. Внедрение такого подхода на ранних этапах разработки позволит превентивно оценивать геоэкологическую безопасность создаваемых ПТС, управлять показателями безопасности ПТС с учетом жизненного цикла и способствовать формированию экологической ответственности у участников хозяйственной деятельности за принятие технических решений, что особенно актуально для реализации концепции устойчивого развития экономики страны.

Научной проблемой, рассматриваемой в работе, является поиск закономерностей, обеспечивающих минимизацию негативного воздействия на жизнеобеспечивающие ресурсы геосферных оболочек на ранних этапах разработки СиТС с учетом их жизненного цикла.

Объектами исследования являются строительные и другие технические системы как элементы ПТС.

Область исследования: теория и методы оценки геоэкологической безопасности создаваемых технических систем.

Цель диссертационной работы: разработка теории и методов оценки геоэкологической безопасности создаваемых ПТС, направленных на минимизацию техногенного воздействия в жизненном цикле, на основе выявления и анализа импликативных отношений технических и экологических показателей систем и установления частных и комплексных геоэкологических критериев их оптимизации.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи.

1. Анализ и обобщение методов системного экологического анализа и оценки геоэкологической безопасности при создании ПТС.

2. Разработка теории, методологии и методов оценки геоэкологической безопасности создаваемых СиТС с учетом жизненного цикла на основе экоцентризма и позиций полной экологической ответственности за принятие технических решений.

3. Исследование СиТС как объектов системного экологического анализа, определение внешних и внутренних отношений создаваемых систем и выявление связи критериев внутреннего проектирования с уровнем техногенного воздействия при реализации их жизненного цикла.

4. Систематизация и выявление методов качественной и количественной оценки геоэкологической безопасности создаваемых систем.

5. Установление закономерностей импликативных отношений экологических и технических показателей ТС и выявление частных и комплексных геоэкологических критериев оценки безопасности для оптимизации проектируемых ТС.

6. Апробация теории и методов оценки геоэкологической безопасности промышленных объектов на предпроектных стадиях строительства.

7. Апробация теории и методов оценки геоэкологической безопасности при проектировании ТС с разработкой прикладного программного обеспечения для исследования и оценки импликативной связи технических и экологических показателей.

8. Определение научно-методологических подходов к управлению экологическим проектированием и формированию стратегического экологического мировоззрения и экологической ответственности за принятие проектных решений.

Теоретической и методологической базой диссертационной работы являются: теория и методология системного анализа, теория и методы проектирования СиТС, теория и методы оптимизации при проектировании, методы оценки воздействия на ОС, теория и методы оценки риска, теория анализа опасностей на базе четких и нечетких множеств, методы экспертных оценок, научно-методологические основы экологического менеджмента и др.