способ определения эффективности природоохранных мероприятий

Классы МПК:G06Q50/00 Системы или способы, специально предназначенные для особого раздела бизнеса, например здравоохранения, коммунальных услуг, туризма или юридических услуг
G01N33/00 Исследование или анализ материалов особыми способами, не отнесенными к группам  1/00
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-11-14
публикация патента:

Изобретение относится к способам оценки природоохранного мероприятия, направленного на снижение вещественного загрязнения окружающей среды, путем сопоставления результата мероприятия с затратами на его достижение в денежном выражении. Технический результат заключается в повышении объективности и точности определения эффективности проводимых природоохранных мероприятий. Способ заключается в том, что до начала выполнения мероприятия выявляют загрязнители, к которым относят вещества, фактические концентрации которых в источниках загрязнения превышают предельно допустимые концентрации, и определяют объемы их поступления в окружающую среду. По этим и аналогичным данным, полученным после выполнения мероприятия, определяют токсикологическую эффективность Э т мероприятия, которую сопоставляют с затратами на ее достижение, получая токсиколого-экономическую эффективность Э тд мероприятия, характеризующую количество загрязнений в единицах предельно допустимой концентрации (ПДК), ликвидируемых на единицу денежных затрат. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения

1. Способ определения эффективности природоохранных мероприятий, включающий сопоставление полученного результата с затратами на его достижение, отличающийся тем, что результат выражают в натуральных показателях, а затраты - любым экономическим показателем в денежном выражении, при этом до начала выполнения мероприятий выявляют загрязнителя, к которым относят вещества, фактическая концентрация которых в источниках загрязнения превышает ПДК и определяют объемы их поступления в окружающую среду, по полученным данным рассчитывают токсические опасности TO1 i-x веществ во всех источниках загрязнения, подпадающих под действие намечаемого мероприятия, рассчитанные величины суммируют, причем за сумму токсических опасностей принимают безразмерную, т.е. критериальную, величину, определяемую по формуле

способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

где Ci - фактическая концентрация i-го загрязнителя в источнике;

ПДКi - предельно допустимая концентрация i-го загрязнителя в различных средах окружающей среды;

n - число загрязнителей в источниках загрязнения;

способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129 - количество единиц объема газовой или жидкой фаз в источнике загрязнений, поступающих в воздушную или водную среду, или количество единиц массы загрязнений, поступающих в почву,

затем после выполнения мероприятий вновь повторяют измерения фактических концентраций веществ для выявления загрязнителей, к которым относят вещества, фактическая концентрация которых в источниках загрязнения превышает ПДК, и определяют объемы их поступления в окружающую среду, по полученным данным рассчитывают сумму токсических опасностей TO2 загрязнителей после выполнения мероприятия, вычисляют разность токсической опасности загрязнения до (TO 1) и после (TO2) выполнения мероприятия, которую принимают за токсикологическую эффективность Э т, выражающую результат мероприятия в натуральных показателях, сопоставляют результат с затратами на его достижение, выраженными любым экономическим показателем в денежном выражении, по формуле

способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

где Этд - токсиколого-экономическая эффективность мероприятия Этд;

индексы 1 и 2 определяют параметры загрязнения окружающей среды соответственно до и после выполнения мероприятия;

Д - любой вид затрат на достижение результата, выраженных в денежной форме.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размерности C i и ПДКi для воздушного бассейна выражают в мг/м3, для водного бассейна - в мг/л, или в мг/дм3, для почвы - в мг/кг, объемы выбросов загрязнителей в воздушный бассейн определяют в м3, сбросов в водный бассейн - в литрах, или кубических дециметрах, массы загрязненной почвы - в килограммах, физическую массу вещества-загрязнителя - в миллиграммах.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раздельно определяют токсикологическую эффективность природоохранного мероприятия применительно к человеку и окружающей среде, при этом в расчетах применительно к человеку используют гигиенические экологические нормативы, характеризующие ПДК веществ на селитебных территориях, т.е. ПДКс.с, ПДв, ПДКп, а в расчетах применительно к окружающей среде используют биологические экологические нормативы, т.е. ПДКс.с, ПДКр.х, ПДК п.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что природоохранные мероприятия ранжируют по величине ожидаемой токсиколого-экономической эффективности Этд и к реализации принимают наиболее эффективные из них.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам оценки эффективности природоохранных мероприятий, направленных на снижение вещественного загрязнения окружающей среды, находящейся в различных агрегатных состояниях (воздушный и водный бассейны, почва), химическими элементами и соединениями, поступающими из природных и антропогенных, организованных и неорганизованных, источников.

Заявляемое изобретение может быть использовано в экологических менеджменте и аудите, при выявлении наиболее эффективных природоохранных мероприятий, установлении очередности их реализации, оптимизации расходов на выполнение природоохранных работ. При этом возможно его применение и к единичному мероприятию и к их произвольной совокупности, формируемой заинтересованными сторонами.

Известны способы определения эффективности природоохранных мероприятий, в которых используют различные показатели ее экономической оценки: чистый годовой экономический эффект средозащитных мероприятий, общая экономическая эффективность средозащитных затрат, общая экономическая эффективность капитальных вложений в средозащитные мероприятия, сравнительная экономическая эффективность затрат на охрану окружающей среды (ОС), индекс доходности, внутренняя норма доходности, срок окупаемости капитальных вложений и др. (Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценка экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. - М.: 1986; Гирусов Э.В. и др. Экология и экономика природопользования. - М.: Изд. «Единство», 2003. - разд. 16,5; Яндыганов Я.Я. Экономика природопользования. - Екатеринбург: Изд. Урал. Гос. Эконом. ун-та, 1997. - разд. 13.2).

Общими при оценке экономических показателей является их расчет на основе сопоставления выраженных в денежной форме результата реализации мероприятий и затрат на их осуществление.

Основной результат выполнения природоохранного мероприятия - снижение загрязнения окружающей среды (предотвращенный ущерб). Он определяется как разница ущербов, наносимых ОС до и после выполнения мероприятия. Ущерб возмещают его продуценты (предприятия) платежами за загрязнение окружающей среды. Поэтому результат выполнения природоохранных мероприятий, как правило, обусловлен снижением платы за загрязнение. Дополнительный эффект может быть получен при реализации продукции из отходов производства или непосредственно отхода сторонним предприятиям, при снижении заболеваемости, смертности, инвалидности работников предприятия и населения, при сокращении эксплутационных расходов на природоохранную технику и технологии.

Затраты на реализацию мероприятия определяются инновациями (капитальными вложениями) в них и эксплутационными расходами, затратами на реагенты для очистки от загрязнений и т.п.

Прототипом заявленного способа служит способ расчета общей (абсолютной) экономической эффективности капитальных вложений в средозащитные мероприятия. Она определяется путем деления годового объема полного экономического эффекта, за вычетом эксплуатационных расходов на содержание и обслуживание средозащитных объектов, на величину капитальных вложений, обеспечивающих этот результат (Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемому народному хозяйству загрязнением окружающей среды, Москва, изд-во «Экономика», 1986. - 96 с.).

Недостатки известных способов:

определение результата природоохранных мероприятий на основе оценки ущерба окружающей среде и платежей за ее загрязнение с использованием произвольно устанавливаемой платы за одну физическую или условную тонну выбросов в атмосферу или сбросов в водный бассейн, за размещение 1 т отходов. Произвольность устанавливаемых ставок платежей очевидна. В частности, Временная типовая методика предусматривала плату за 1 условную тонну выбросов, равную 2,4 руб. В настоящее время ее величина остается фактически прежней, несмотря на 1000-кратную деноминацию и примерно 100-кратную инфляцию цен за период 1986-2004 гг. В свете отмеченного расчеты ущерба окружающей среде и платежей за ее загрязнение весьма субъективны; к загрязнителям относятся даже вещества при их концентрациях, равных или меньших ПДК. Однако вещества при концентрациях, равных или меньших ПДК, загрязнителями не являются.

Технический результат изобретения - повышение точности определения эффективности проводимых природоохранных мероприятий. Это достигается сопоставлением токсикологической эффективности, вводимого здесь понятия, с затратами на ее достижение.

Токсикологическая эффективность способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129 ТО, или Эт, мероприятия является разностью токсических опасностей источника загрязнения до и после выполнения мероприятия.

За токсическую опасность ТО принимается безразмерная (критериальная) величина, определяемая по формуле:

способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

Ci - фактическая концентрация i-го загрязнителя в источнике;

ПДКi - предельно допустимая концентрация i-го загрязнителя в различных средах окружающей среды;

способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129 - количество единиц объема газовой или жидкой фаз в источнике загрязнений, поступающих в воздушную или водную среду, или количество единиц массы загрязнений, поступающих в почву.

При этом при расчетах по формуле (1) объемы газовой и жидкой фаз или масса загрязнения, поступающего в почву, принимают размерности, совпадающие с размерностями знаменателей в ПДК веществ для этих фаз и почвы. Соответственно объемы газовой фазы определяются в кубических метрах, жидкой фазы - в литрах, массы почвы - в килограммах. Числители концентраций Сi и ПДК, физическую массу веществ-загрязнителей выражают в миллиграммах.

По своему смыслу формула (1) для расчета ТО отражает количество единиц ПДК сверх допустимого в количестве единиц способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129 объема или массы источника загрязнения. В круглых скобках дробь представляет собой безразмерное число. Оно выражает концентрацию i-го компонента в единицах ПДК. Вычитание из дроби единицы означает, что концентрация компонента, равная 1 ПДК, нормативна, и он не является загрязнителем. При Сi ПДК все выражения для ТО по i-му компоненту превращается в нуль или становится отрицательным. Это свидетельствует об отсутствии токсической опасности от данного компонента. Таким образом, токсическая опасность - всегда число положительное, являющееся критериальным.

Токсическая опасность источника загрязнения определяется суммой токсических опасностей загрязнителей, в нем находящихся.

Технический результат достигается определенной последовательностью операций, составляющих сущность изобретения.

Сущность изобретения (последовательность его операций) заключается в том, что до начала выполнения мероприятия выявляют загрязнители, к которым относят вещества, фактическая концентрация которых в источниках загрязнения превышает ПДК, и определяют объемы их поступления в окружающую среду. По полученным данным, используя формулу (1), рассчитывают токсические опасности веществ во всех источниках загрязнения, подпадающих под действие намечаемого мероприятия. Полученную величину токсической опасности веществ суммируют. Сумма характеризует величину ТО веществ-загрязнителей во всех источниках загрязнения до реализации мероприятия. После его выполнения вновь определяют величину токсической опасности веществ в источниках загрязнения и вычисляют токсикологическую эффективность Э т мероприятия как разность токсической опасности до (TO 1) и после (TO2) его выполнения. Сопоставляя Эт с затратами на ее достижение, рассчитывают токсиколого-экономическую эффективность мероприятия Этд по формуле: способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

где индексы 1,2 определяют параметры загрязнения окружающей среды соответственно до и после выполнения мероприятия;

Д - любой вид затрат на достижение результата, выраженных в денежной форме.

Величина Этд показывает, какое количество загрязнений в единицах ПДК ликвидируется на единицу денежных затрат в природоохранном мероприятии.

Кроме изложенной совокупности существенных признаков, обеспечивающей получение технического результата во всех случаях, заявляемое решение отличает ряд особенностей, характеризующих предлагаемый способ в частных случаях его выполнения:

раздельно определяют токсическую эффективность мероприятий для человека и для окружающей среды;

при определении токсикологической эффективности мероприятий применительно к человеку используют гигиенические экологические нормативы, характеризующие ПДК веществ на селитебных территориях (ПДКс.с, ПДК в, ПДКп). Здесь индексы: с.с - среднесуточная в воздушном бассейне; в - в водном бассейне хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения; п - в почве;

при определении токсикологической эффективности мероприятий применительно к окружающей среде используют биологические экологические нормативы (ПДК с.с, ПДКр.х, ПДКп ). Здесь индекс р.х характеризует водоемы рыбохозяйственного назначения;

ранжируют мероприятия по величине токсиколого-экономической эффективности и выявляют те из них, которые обеспечивают минимизацию используемых средств на природоохрану.

Приведем примеры реализации заявленного способа.

В природоохранную программу регионального уровня предложено включить мероприятия, направленные на снижение экологического ущерба, наносимого пятью источниками загрязнений, поступающих в различные среды (воздушный и водный бассейны, почвы). Индекс А характеризует источник антропогенного происхождения, индекс Е - природного (табл.1):

источник 1А. Отходящие газы агломерационной фабрики, выбрасываемые в атмосферу без пылегазоочистки. В результате выполнения природоохранного мероприятия пылеочистка установлена. Концентрация C 1 пыли в аглогазах до очистки 3 г/м3 (3000 мг/м3). После очистки она снижена до ПДК пыли (0,06 мг/м3). Объем газов до и после очистки составляет 2500 м3/т агломерата. Его годовое производство 1 млн т. Капитальные затраты К на пылеочистку составили 70 млн руб.;

источник 2А. Сточные воды очистных сооружений промливневых стоков машиностроительного завода, поступающие в водный бассейн. Основные вещества в сбросах - хром и взвеси, причем концентрация последних ниже, чем ПДК. После реализации мероприятия концентрация загрязнителя (Cr 6+ ) равна ПДК. Количество сбросов 109 л/год, капитальные затраты К на мероприятие 10 млн руб.;

источник 3А. Сточные воды очистных сооружений, представленные отработанными травильными растворами трубопрокатного производства с основным загрязнителем - сульфатом железа. Количество сбросов, как и в источнике 2А, равно 109 л/год, концентрация сульфата железа после очистки - на уровне ПДК, капитальные затраты 20 млн руб.;

источник 4А. Рекультивация хвостохранилища обогатительной фабрики с возвратом его дренажных вод в оборотный цикл предприятия. Мероприятие позволяет ликвидировать сверхлимитное загрязнение хвостохранилища, т/год: отходы флотации - 1287; медь - 0,9; цинк - 2,2; свинец - 11,3. Капитальные затраты 5 млн руб.;

источник 5Е. Природный источник загрязнения, представленный водами карстовой пещеры, поступающими в водоем. Количество сбросов 109 л/год, очистка от основных загрязнителей (взвешенные вещества и сульфаты) до уровня ПДК, капитальные затраты 5 млн руб.

Для определения Этд мероприятий сопоставим их результаты в виде Эт с капитальными затратами, т.е. определим отношение Эт/К. Назовем это отношение абсолютной экологической эффективностью капитальных вложений в природоохранные мероприятия (Э ткв).

Технику вычислений покажем на примере расчетов для источников 1А и 4А.

Источник 1А. В соответствии с формулой (1) и исходными данными токсическая опасность источников равна: способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

здесь 2,5·109 - количество единиц объема выбросов за год, равное производительности фабрики (1 млн т агломерата), умноженной на удельный выброс газов (2500 м3/г агломерата).

Токсическая опасность источника после выполнения мероприятия (ТО2 ) равна нулю, так как очистка по загрязнителю (пыли) проведена до уровня его ПДК. Поэтому в соответствии с формулой 2 (числитель):

ЭТ=T1-T 2=T1=125·1012 ед.

Поскольку ПДК для человека и окружающей среды при выбросах в воздушный бассейн равны ПДКс.с, то Э т для них в этом случае равны.

Очевидно, что в соответствии с формулой (2):

Эткв=125·10 12/70·106=1,78·10 6 ед./руб,

где 70·106 - капитальные затраты на мероприятия.

Таким образом, 1 руб. капитальных затрат по мероприятию 1А позволяет убрать 1,78 млн единиц загрязнения. В данном примере одна единица равна 0,06 мг железосодержащей пыли (1 ПДК).

Источник 4А. Результат мероприятия выражен в виде массы загрязнителей, ликвидированных при его выполнении. Определение ожидаемого результата мероприятия таким образом в природопользовании является распространенным. Поскольку при этом не приводятся объемы выбросов/сбросов и концентрации загрязняющих веществ до и после выполнения мероприятий, то в расчетах нельзя непосредственно использовать формулы (1) и (2). Однако можно показать, что величина физической массы загрязнителей является следствием формулы (1):

способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

где mi - безразмерная величина, численно совпадающая с количеством единиц физической массы i-го загрязнителя сверх допустимого, выраженной в миллиграммах (см. пояснения к формуле (1).

Тогда по i-му загрязнителю: способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

где способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129 mi - безразмерная величина, численно совпадающая с разницей количества единиц физической массы i-го загрязнителя сверх допустимого, выраженных в единицах массы ПДК (миллиграммах), до и после выполнения мероприятия.

Поэтому в соответствии с формулой (4) и исходными данными по источнику 4А: способ определения эффективности природоохранных мероприятий, патент № 2313129

Аналогично рассчитываются Эт для меди, цинка, свинца. Суммарная Эт мероприятия равна 1178·109 ед. (1,178 Тед).

Этквт /К=1,178·1012/5·10 6=236·103 ед./руб.

Э т и Эткв для окружающей среды рассчитывались аналогичным способом, но с использованием для водных бассейнов ПДКр.х (мероприятия 2А, 3А, 5Е).

Результаты расчетов (табл.1) показывают, что представленные мероприятия по величине Эткв различаются на несколько порядков. В частности, Эткв мероприятия 1А превышает этот показатель для мероприятия 2А в 14,8 тыс.раз. Столь большие различия в Эткв позволяют проранжировать мероприятия по данному показателю (в порядке его убывания), например, для человека (табл.2).

Выявляется, что на долю наиболее эффективного мероприятия приходится 98,2% токсикологической эффективности всей их совокупности при гораздо более низкой доле капитальных вложений (63,3%). Вклад других мероприятий в Эт незначителен (от 0,01 до 0,92%).

Вывод: к реализации необходимо принять только мероприятие 1А. Это позволит при более чем 98%-ном его вкладе в устранение токсикологической опасности сократить капитальные затраты в защиту окружающей среды со 110 до 70 млн руб., или более чем на 1/3. Только его Эткв (1,78·10 6) больше средней Эткв по совокупности мероприятий, равной 127, 296·1012/110·10 6, или 1,16·106 ед./руб. капитальных вложений.

Расчеты автора по другим мероприятиям показали, что различия их Эткв могут превышать миллионы раз. При этом капитальные затраты могут быть снижены более чем в десять раз при выполнении только наиболее эффективных мероприятий при вкладе последних в ликвидацию токсикологической опасности на уровне 90-95% от всей совокупности природоохранных предложений.

Очевидно, что при аналогичных расчетах Этд природоохранных мероприятий можно использовать не только затраты на их выполнение в виде капитальных, но и другие виды затрат, например приведенных или эксплуатационных.

Таким образом, примеры выполнения предлагаемого способа, результаты расчетов и пояснения к ним показывают возможность выполнения всех признаков основного и дополнительных пунктов приводимой далее формулы предлагаемого изобретения.

Диапазон применения заявленного способа не ограничен. Может быть выполнена оценка токсиколого-экономической эффективности Этд как единичного источника, так и неопределенно большой совокупности источников загрязнения с ранжированием последних и выбором наиболее эффективных из них.

Таблица 1
Загрязняемая среда№ источн. загрязнения Вещество источника загрязнения Эт,ед. К, млн/руб.Эт /К, ед/руб.Сверхлимитный сброс, т/год
Название Агрег. состояниеПДК1 iC i,1Для человека ОС
Атмосферапыль железосодержащая Т0,063000 125·1012 125·1012 701,78 млн  
результат 125·1012 125·1012
Водный бассейн хром (VI)Ж 0,05/0,020,111,2·10 94,5·109 10 120
взвешенные вещества Т5/200,94 нетнет
результат1,2·109 4,5·109
сульфат железаЖ 500/1001500029·10 9149·109 20 1450
результат 29·109149·10 9
Почваотходы флотации Т3000- 429·109 429·109 5236000 1287
медь Т3- 300·109 300·1090,9
цинкТ 23-96·10 996·109 2,2
свинец Т32 -353·109 353·109 11,3
результат 1178·1091178·10 9 
Водный бассейн взвешенные веществаТ 5/2053851076·10 9268·109 5 215000 
сульфатыТ, Ж 500/10010001·10 99·109
результат 1077·109277·10 9

Таблица 2
Мероприятие
Эткв 1,78·106 2,36·105215,4·10 51,45·105 1,2·102
Эт, Тед 1251,1781,077 0,0290,012
Эт нараст., Тед. 125126,178127,255 127,284127,296
Эт,% 98,200,920,85 0,020,01
Эт, % нараст. 98,2099,1299,97 99,99100,00
К, млн руб.70 5520 10
К нараст., млн руб 707580 100110
К,% 63,634,55 4,5518,189,09
К, % нараст.63,63 68,1872,73 90,91100
Примечание. Тер=1012 ед.

Класс G06Q50/00 Системы или способы, специально предназначенные для особого раздела бизнеса, например здравоохранения, коммунальных услуг, туризма или юридических услуг

способ дистанционной регистрации и обработки электрокардиограммы и дыхания человека и животных -  патент 2529406 (27.09.2014)
система генерирования статистической информации и способ генерирования статистической информации -  патент 2527754 (10.09.2014)
взаимодействие с целью совместного просмотра мультимедиа с интегрированными видеообразами -  патент 2527746 (10.09.2014)
совместный выбор мультимедиа с интегрированными видеообразами -  патент 2527199 (27.08.2014)
система формирования процесса строительства и способ формирования процесса строительства -  патент 2526759 (27.08.2014)
способы, устройства и картографические базы данных для прокладки "зеленого" маршрута -  патент 2523192 (20.07.2014)
способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии с использованием виртуального компьютерного тренажера -  патент 2523180 (20.07.2014)
эффективный способ привязки местоположения -  патент 2523171 (20.07.2014)
технологии автоматического диалога -  патент 2523165 (20.07.2014)
способ и система автоматизированного контроля процессов в первичных отстойниках, вторичных отстойниках и/или отстойниках-илоуплотнителяx очистных сооружений объектов водоотведения жилищно-коммунального хозяйства -  патент 2522316 (10.07.2014)

Класс G01N33/00 Исследование или анализ материалов особыми способами, не отнесенными к группам  1/00

способ технологической оценки технических сортов винограда -  патент 2529839 (27.09.2014)
способ определения подлинности и количественного содержания бензэтония хлорида в лекарственных препаратах -  патент 2529814 (27.09.2014)
раковый маркер и терапевтическая мишень -  патент 2529797 (27.09.2014)
способ диагностики поражения вегетативных парасимпатических узлов головы вирусной этиологии -  патент 2529795 (27.09.2014)
способ диагностики поражения вегетативных парасимпатических узлов головы вирусной этиологии -  патент 2529794 (27.09.2014)
способ оценки острой соматической боли -  патент 2529793 (27.09.2014)
способ оценки эффективности противогерпетического действия фотодинамического воздействия на вирус простого герпеса (впг) in vitro -  патент 2529792 (27.09.2014)
способ выбора лечения акне у женщин -  патент 2529789 (27.09.2014)
способ прогнозирования самопроизвольного выкидыша -  патент 2529788 (27.09.2014)
технология определения анеуплоидии методом секвенирования -  патент 2529784 (27.09.2014)
Наверх