ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Проблема рационального природопользования в настоящее время приобретает все большую значимость для регионов с небла-гоприятной экологической ситуацией, в число которых входит и Кемеровская область.
Существующий механизм управления природопользованием в его экономической составляющей не позволяет в полной мере решать проблемы охраны окружающей природной среды, поэтому требуется его дальнейшее совершенствование.
Размеры платы за загрязнение окружающей природной среды существенно ниже уровня реально наносимого экологического ущерба. Проводимые природоохранные мероприятия не отвечают реальным задачам сохранения качества природных объектов, что является отражением неэффективности принимае-мых управленческих решений и режимов работы предприятий. В управлении природопользованием недостаточно используются достижения теории управления активными организационными системами, успешное развитие которой получило в трудах отечественных ученых: Авдеева В.П., Буркова В.Н., Барка-лова С.А., Воропаева В.И., Киселевой Т.В., Кулакова СМ., Кульбы В.В., Новикова Д.А., Опойцева В.И.
Цель исследования. Разработать теоретические основы совершенствование организационно-экономического механизма управления природоохранной деятельностью в регионах с неблагоприятной экологической ситуацией. Для достижения цели поставлены задачи:
провести анализ существующих организационных механизмов управления
природопользованием в РФ и за рубежом;
определить особенности организационно-экономического механизма
управления природоохранной деятельностью в регионах с неблагоприятной
экологической ситуацией;
It
сделать анализ достоверности первичных данных, используемых в системе управления природопользованием, разработать соответствующую систему штрафов;
разработать организационный механизм управления природопользованием; - выбрать и редуцировать комплексный показатель экосистемы;
построить пересчетную модель «АШ - AJ» и показать возможность ее ис-fa пользования для совершенствования организационного механизма управле-
ния природоохранной деятельностью;
разработать, исследовать и дать рекомендации по практической реализации механизма регионального управления природопользованием в рамках концепции устойчивого развития.
Методы исследования. В работе использованы методы теории активных систем, теории принятия решений, моделирования систем, системного анализа. Научная новизна. 1. Научно обоснованы направления повышения эффективности региональной системы управления природопользованием для территорий с неблагоприятной экологической ситуацией. 2. Проведено редуцирование интегрального показателя для оценки экологического состояния водных объектов. 3. Предложены методические подходы к использованию интеграль-ного показателя (индекса загрязнения) как основы формирования стимулирующих воздействий в организационно-экономическом механизме системы управления природопользованием. 4. Построена пересчетная модель «ДШ - Дт» для управления водоохранной деятельностью региона. 5. На основе теории актив->т ных систем предложен оргмеханизм выработки и принятия управленческих
решений в области природопользования.
Практическая значимость. Результаты исследования могут применяться для совершенствования систем управления природопользованием любого уровня в подсистеме формирования и принятия решений. Теоретические поло- жения, конкретные алгоритмы и оргмеханизм могут использоваться в учебном процессе.
Реализация результатов работы. Теоретические положения и практические рекомендации использованы в учебном процессе. Они апробированы на кафедре экономики и организации химической промышленности Кузбасского государственного технического университета, одобрены научно-техническим советом Комитета по охране окружающей среды Кемеровской области, а также переданы в ЦГСЭН г. Кемерово.
Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся:
1. Эффективный организационно-экономический механизм в региональной системе управления природопользованием.
2. Редуцированный интегральный показатель как основа стимулирующих воздействий в организационно-экономическом механизме системы управления природопользованием.
3. Организационные мероприятия повышения эффективности региональной системы управления природопользованием для территорий с неблагоприятной экологической ситуацией.
Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты диссертации докладывались на апрельских научных конференциях студентов и профессорско-преподавательского состава Кузбасского государственного техниче-ского университета (г.Кемерово, 1998-2001 гг.), на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях, проходящих в Кемерово (1996-2000 гг.), на Международных конференциях "Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (Новокузнецк, 1997, 1998 гг.), на пятой Всероссийской студенческой конференции "Экология и проблемы защиты окружающей среды» (Красноярск, 1998 г.), на Всероссийской конференции молодых ученых "Материаловедение, технологии и экология на рубеже веков", (Томск, 2000 г.), на Всероссийской конференции "Научные аспекты экологических проблем России", (Москва, 2001 г.), на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях, (Пенза, 2001-2003 гг.), на Международной научно-методической конференции "Экология — образова-
ние, наука и промышленность, (Белгород, 2002 г.), на Третьей Международной научной конференции "Современные сложные системы управления", (Воронеж, 2003 г.).
Публикации. Результаты выполненных исследований опубликованы в 36 тезисах и докладах в сборниках научных трудов и материалах научно-практических конференций и 1 учебном пособии (в соавторстве), п.л. — 7,72; в т.ч. приходящихся на автора 3,31 п.л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, три главы, заключение и приложения, выполнена на 178 страницах, содержит 2>6таблиц, 34 рисунка,. 6 приложений и включает список использованной литературы из 112 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору Кулакову СМ. за помощь и поддержку в проведении научных исследований.
¦ft
Глава 1. МОДЕЛИ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ
1.1 Эколого-экономические проблемы использования W природных ресурсов и охраны природной среды
Современный период развития мировой экономики связан с интенсифика-цией производства, увеличением объема используемых природных ресурсов и поступлением во всевозрастающих масштабах вредных веществ в биосферу [49]. В результате интенсивного воздействия антропогенных факторов глобальная экосистема (биосфера) развивается в направлении деградации. Наиболь-W шую опасность представляет загрязнение гидросферы. Ежегодно в мире сбрасывается более 420 км сточных вод, что в 1,5 раза больше всего речного стока России. По данным [92] питьевая вода содержит уже до 10 % очищенных сточ-Л ных вод.
В Российской Федерации ежегодный сброс загрязненных сточных вод составляет 62,1 км3. Около 50 % населения России использует для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества. Отмечено постоянное ухудшение качества подземных вод. ™ Основными источниками загрязнения водного бассейна являются:
- атмосферные воды, несущие массы вымываемых из атмосферы промышленных выбросов загрязняющих веществ [51];
- городские сточные воды, содержащие бытовые стоки, в том числе по-верхностно-активные вещества, микроорганизмы;
- сельскохозяйственные воды, содержащие органику, агро- и ядохимикаты;
- промышленные сточные воды.
а Вклады основных источников в загрязнение поверхностных водных объек-
тов представлены на рис. 1.1.
El Металлургия ¦ Топливная
? Энергетика ПЖКХ
¦ Химия D Сельское хозяйство
30%
8%
53%
Рисунок 1.1- Вклады основных отраслей
промышленности в загрязнение поверхностных
водных источников
( по данным [92])
1.1.1 Общая характеристика экологической ситуации в Кемеровской области
Современное эколого-экономическое развитие Кемеровской области можно определить как техногенное. Это природоемкий (природоразрушающий) тип развития, базирующийся на средствах производства, созданных без учета экологических ограничений. Его характерная черта - быстрое и истощаемое использование невозобновляемых видов природных ресурсов (полезных ископаемых) и сверхэксплуатация возобновляемых природных ресурсов (вода, почва и др.) - со скоростью, превышающей возможности их воспроизводства и во-
10
зобновления. В связи с этим задача рационального природопользования приобретает все большую актуальность [74,77,95].
На сегодня самым крупным в Кузбассе источником опасности для человека стала загрязненная выбросами промпредприятий вода. В водные объекты Кемеровской области сбрасываются сточные воды в объеме 2241,4 млн. м , содержащие 606,12 тыс.т. загрязняющих веществ. В пределах Кемеровской области всего учтено и классифицировано 21366 рек, общей протяженностью 76479 км. Все реки области принадлежат бассейну реки Оби, впадающей в Карское море. Общий объем стока всех рек составляет 42,9 км3/ год. Питание всех рек на 50 — 85 % обеспечивается за счет накопления снега. Дождь дает еще от 5 до 20 % общего его объема и от 10 до 40 % за счет грунтовых вод. Только за последние 30 лет в Кузбассе уничтожено в результате хозяйственной деятельности около 200 рек.
По данным Кемеровского областного комитета по охране природы и рациональному природопользованию, ежегодно на одного жителя области приходится более 230 м3 сточных вод. Это в 1,5 раза больше, чем в среднем по России. Ежегодно в водоемы области сбрасывается сточных вод недостаточно очищенных (до нормативов) 680 - 700 млн.3, а вместе с ними 484 тыс.т. различных веществ. Действующие очистные сооружения промпредприятий угледобывающего комплекса в большинстве своем малоэффективны или их нет совсем.
Еще в 1992 году впервые в РФ Кемеровская область была признана регионом с чрезвычайной экологической ситуацией. В заключении Государственной экологической экспертизы было отмечено: "Антропогенная нагрузка на окружающую среду в регионе вышла далеко за пределы экологической емкости территории Кемеровской области и в ряде ее районов привела к деградации природы и резкому ухудшению состояния здоровья населения. Это единственный случай наличия столь неблагоприятной экологической обстановки на территории целого региона".
11
Таблица 1.1 - Сбросы некоторых химических предприятий г.Кемерово
Наименование предприятия Масса сбросов ЗВ предприятиями химии, тыс.т. 2001 г. в% к 2000 г. Доля сбросов ЗВ предприятия от валовых сбросов по отрасли, %
2000 2001 2000 2001
КОАО «Азот» 20,9070 26,2390 125,5 88,200 83,600
ОАО «Химпром» 1,1320 3,7290 329,4 4,800 11,900
ОАО «Спектр» 1,2310 1,4090 114,5 5,200 3,500
АФ «Токем» 0,0007 0,0013 185,7 0,003 0,004
Несмотря на это, за прошедшие со времени проведения экспертизы годы экологическая ситуация на территории области практически не улучшилась. Значительное сокращение объемов промышленного производства не повлекло за собой ожидаемого снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и сбросов промышленных стоков в поверхностные водоемы. Не происходит возврата нарушенных земель в сельскохозяйственный оборот [79], не восстанавливаются биоресурсы, продолжается дальнейшее ухудшение здоровья населения [58].
Поэтому как никогда важным становится сегодня для Кемеровской области проведение единой экологической политики.
Основой такой политики должно стать осуществление перехода промышленного производства на новые и новейшие технологии [69,7]. В связи с этим необходимо обеспечить адекватные условия для реализации на практике управляющего механизма, базирующегося на связи "экономика - экология" с целью ускоренного перехода региона (и его экономики) к устойчивому развитию.
12
Таблица 1.2 - Сброс вредных веществ в водоемы (по классам опасности),
г.Кемерово, 1997-2001 гг.
Вещество кг/сутки
1997 1998 1999 2000 2001
1 класс — — — — —
2 класс Метанол 1,4500 0,1440 0,2900 1,7260 0,0958
Формальдегид 16,4100 4,6300 13,6200 5,0950 5,8653
Бензол 0,3300 0,1730 0,1580 0,1068 0,0573
Цианиды 0,1538 0,2184 0,0109 0,0899 0,3280
Роданиды 3,1450 1,6790 0,3310 0,7911 0,7228
Нитриты 76,2600 64,3151 48,9543 30,8210 50,9760
Анилин 0,4100 0,6470 0,4270 0,2728 0,4810
Свинец — — 0,1130 0,0560 —
3 класс Аммиак 67,9800 34,2500 26,3600 29,5700 9,6040
Амины 0,5880 — — — —
Железо 81,7800 64,3151 56,9535 29,2710 44,1140
Нитробензол 14,2200 0,3812 0,1740 0,1560 —
Нитраты 9289,09 17956,6 6603,927 6049,37 6761,8
Цинк 3,4400 1,8900 0,6800 0,0790 0,0960
Медь 1,2850 1,4470 0,7600 0,6867 0,3830
Хром 0,0650 0,0300 0,0260 0,0950 0,0195
4 класс Нефтепродукты 67,8600 72,5600 36,2400 35,7900 64,0000
Фенол 2,3300 1,5500 1,1300 0,4429 0,8699
Сульфаты 49506,0 41772,9 39830,01 24913,9 34372
Капролактам 0,1390 — 0,0164 0,0356 0,4656
13
В городе Кемерово в ухудшение состояния окружающей среды значительную долю вносят предприятия химической промышленности [27,39].
Для оценки общей тенденции изменения экологического состояния водных объектов был проведен анализ взаимосвязи таких показателей деятельности данных предприятий как объем водопотребления, объем сброса сточных вод, количество загрязняющих веществ и качество воды реки Томи на участке г.Кемерово. При проведении анализа использовались материалы городского Центра Госсанэпиднадзора и городского комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов за 1997 - 2001 гг. (таблицы 1.1, 1.2) [53,54,55].
За 2000-2001 г.г. в целом по городу среднегодовой объем водопотребле-ния из реки Томи составил 293,533 млн.м3/год, в том числе на производственные нужды 198,506 млн.м3, что составляет 67,6 % от общего количества [37]. Пропорционально объему водопотребления увеличился объем сбрасываемых сточных вод предприятиями: ОАО «Азот» на 10,3 %; АО «Химпром» — на 8,2 %; АО «Спектр» - на 16,8 %; Кемеровская ГРЭС - на 14,9 %.
Содержание загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами в водоемы г.Кемерово за 1996 -2001 гг., а также нормативы предельно допустимых сбросов представлены в таблице 1.3. Из этих данных следует, что с 1999-2000 г.г. увеличились сбросы загрязняющих веществ в р.Томь со сточными водами от предприятий города: сульфатов на 254,1 т/год (2 %), хлоридов на 622,04 % т/год (6,7 %), нитратов на 6,558 т/год (56,6 %), роданидов на 0,162 т/год (162 %), анилина на 0,067 т/год (61,4 %), фенола на 0,171 т/год (108,2 %), цианидов на 0,0077 т/год (179 %), СПАВ на 2,958 т/год (29,3 %), капролактама на 0,1572 т/год (1228,1 %), формальдегида на 0,226 т/год (12,2 %), сероводорода на 0,383 т/год (455,9 %), фосфатов на 24,838 т/год (5,4 %), нефтепродуктов на 5,695 т/год (37,9 %) при сокращении количества сбросов всего по пяти ингредиентам: взвешенным на 201,159 т/год (9,3 %), азоту аммонийному на 17,529 т/год (7,8 %), цинку на 0,028 т/год (44,4 %), метанолу на 0,587 т/год (94,3 %), бензолу на 0,18 т/год (46,1 %).
Таблица 1.3 - Мощность сброса сточных вод по отдельным химическим предприятиям г.Кемерово, 2001 г.
Вещества т/год
ОАО «Азот» ОАО «Кокс» ОАО «Химпром» АФ «Токем» ОАО «Спектр» ПО «Прогресс» Мощность сброса, т/год Условная токсичность, т/год/ПДК
хпк 1106 — — — 1106,800000 —
Взвешенные вещества 53,9800 17,994000 38,70000 1,197000 2,48200 120,1900 234,540000 —
Азот общий 109,6700 1,919000 2,38300 ... 1,71180 1,0526 116,730000 58,300
Нитраты 829,2000 — — — 1,63990 50,7700 881,600000 88,100
Нитриты 7,7740 — — — 0,02880 0,4599 8,262000 2,500
Нефтепродукты 1,0250 0,996000 1,25600 0,018200 0,47450 0,9088 4,678500 15,590
Анилин 0,0051 — — — 0,13578 — 0,140000 1,400
Формальдегид 2,0670 — — 0,002590 ... ... 2,069000 41,380
Фенол 0,0317 0,005986 — 0,000299 0,00799 ... 0,045975 45,970
Метанол 0 — — — ... ... — ...
Бензол — 0,013980 — — — — 0,013980 0,028
Нафталин — 0,001190 — — — ... 0,001190 ОД 19
Цианиды — 0,003970 — — — — 0,003970 0,039
Роданиды — 0,040880 0,16096 — ... ... 0,201800 2,010
Сероводород — — — — 0,46680 0,466800 ...
Нитробензол — — — — ... ... —
Железо — 0,160900 — — 0,06278 — 0,223680 0,740
Хлориды 1653,45 78,000000 1789,30000 — 315,98000 200,8960 4037,620000 —
Сульфаты 2812,6 59,960000 107,10000 — 225,97000 360,5800 3566,210000 7,130
Бор — — — — 0,94900 — 0,949000 1,890
В целом по городу не выдержаны установленные нормы предельно допустимых сбросов со сточными водами предприятий города по нитратам в 4,25 раза, нитритам - в 1,4 раза, анилину - в 2,88 раза, капролактаму - в 2,3 раза, формальдегиду — в 2 раза. В 1999 году отмечен рост сбросов по нитритам, хло-ридам, нитратам, роданидам, фенолу, цианидам, формальдегиду, сероводороду, что объясняется подъемом промышленного производства на крупнейших пред- приятиях города.
В таблицах 1.4 и 1.5 представлены состав и содержание загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых химическими предприятиями г. Кемерова за период 1997-2001 г. по классам опасности. Из них следует, что наиболее токсичные вещества 2-го класса опасности сбрасывают предприятия ОАО «Кокс», АО «Спектр» и АФ «Токем».
В таблице 1.6 представлено качество воды реки Томи в створе выше и ниже г.Кемерово. Сопоставление этих данных позволяет определить влияние сбросов сточных вод на качество реки. Качество воды реки Томи в 2001 году в створе выше и ниже г.Кемерово ухудшилось По всем лимитирующим показателям. В створе выше города (Елыкаево) произошло незначительное увеличение санитарно-токсикологического показателя с 73,9 % ПДК до 87,53 % ПДК за счет увеличения концентраций нитратов на 8,3 % ПДК, свинца на 3,3 % ПДК, мышьяка на 7 % ПДК, фтора на 2,5 % ПДУ, а снижение произошло только по аммиаку на 3,2 ПДК. По общесанитарному показателю в этом створе произошло снижение за счет сокращения концентраций цинка на 2,8 % ПДК. По орга- нолептическому показателю произошел рост 318,2 % ПДК до 394,2 % ПДК за счет увеличения концентраций железа на 15,6 % ПДК, фенола на 64 % ПДК, нафталина на 30 % ПДК, нефтепродуктов на 13,6 % ПДК при снижении концентраций аминов и марганца (таблица 1.6).
(*•
Таблица 1.4 - Состав и загрязнение сточных вод химическими предприятиями г.Кемерово в 2001 г.
Вещества Средняя концент] рация, мг/л
ОАО «Азот» АФ «Токем» АО «Химпром» АО «Спектр» ОАО «Кокс» АК «Химволокно» ПО «Прогресс»
Взвешенные вещества 4,9 62,323 3,41 2,87 22,4 — 12,16
Азот аммонийн. 3,5 — 0,3155 1,439 1,93 4,95 0,496
Нитриты 1,26 — — 0,046 — 0,35 0,0658
Нитраты 84,63 — — 1,81 — — 5,006
Сульфаты 102,6 — 9,51 138,2 61,83 — 47,94
Хлориды 72,34 97,4 198,9 72,4 — 26,84
Нефтепродукты 0,049 1,117 0,25 0,458 1,0275 0,81 0,1485
Фенол 0,0099 0,0253 — 0,0055 0,0075 — —
Формальдегид 0,0378 0,1967 ... — — ... — \
Капролактам — — — — ... 23,8 —
Метанол — 0,0633 — 0 — ... —
Анилин — — — 0,87 — — ...
Бензол — — — — 0,0097 ...
Нитробензол — — — 0,035 — ...
Железо — — — 0,31 0,1567 — 0,37
Цианиды — ... 0,0032 —
Роданиды — — 0,013 —_ 0,0325 —
Нафталин — — — — 0,0109 — —
Сероводород — — — 0,162 — ... 0,155
ХПК 22,86 57,656 21,01 31,7 57,13 74,7 25,23
БПК — 6,0096 6,13 6,77 27,37 — 7,22
17
Таблица 1.5 - Содержание загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами в водоемы г.Кемерово и соблюдение нормативов ПДС в 1996-2001 гг. (т/год)
1996 1997 1998 1999 2000 2001 ПДС
БПК 1776,0 2055,9 2035,5 1120,7 870,58 1138,01 2340,0
Нефтепродукты 20,7 27,2 26,581 13,261 15,015 20,71 43,23
Взвешенные вещества 4047,3 3409,9 3036,839 2553,0 2143,0 1941,9 2435,8
Сухой остаток 48153 49779 67992,7 66369 51942,2 58043 151705
Сульфаты 17212 18072 15298,62 14504 12202,2 12456, 23128,8
Хлориды 14300 14057 14311,98 10607 9204,2 9826,3 25261,3
Нитраты 8959,9 9090,2 6572,584 5437,2 2323,6 5648,6 1326
Азот аммонийный 739,6 534,1 270,548 342,33 224,49 206,96 365,8
Нитриты 46,6 35,2 23,636 26,39 11,575 18,133 13,01
Цинк 1,7 1,4 0,694 0,2235 0,063 0,035 1,442
Роданиды 2,2 1,7 0,613 0,12 0,1 0,262 0,412
Анилин 1,2 0,4 0,237 0,159 0,109 0,176 0,061
Фенол 1,4 0,8 0,56 0,339 0,158 0,329 0,346
Метанол 6,9 0,5 0,053 0,105 0,622 0,035 0,409
Цианиды 0,3 0,5 0,08 0,004 0,0043 0,012 0,073
СПАВ 29,1 42,9 26,428 13,423 10,087 13,045 37,61
Капролактам 45,1 0,05 — 0,397 0,0128 0,17 0,074
Формальдегид 2,5 5,9 1,688 4,993 1,849 2,075 1,026
Ацетон 0,05 — — — 0 — 0,271
Бензол 0,044 0,12 0,063 0,058 0,039 0,021 0,086
Сероводород 0,5 0,6 0,224 0,516 0,084 0,467 —.
Жиры 3,3 7,4 7,324 7,28 — — —
Медь 0,4 0,8 0,566 0,288 0,223 0,228 0,549
Железо 29,9 40,5 27,977 20,712 16,405 16,071 37,92
Хром — 0,03 0,011 0,01 0,023 0,005 L 0,109
Фосфаты 508,3 502,3 507,944 455,42 57,814 482,65 509,0 |
