Способ оценки экологической опасности стихийных несанкционированных свалок
Владельцы патента RU 2731662:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)
Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для оценки экологической опасности несанкционированных свалок. Сущность: определяют следующие характеристики свалки: площадь, примерный состав складируемых отходов, удаленность от мест жизнедеятельности человека, водоемов и особо охраняемых природных территорий, объем образующегося фильтрата, время существования, размер вреда почвам как объекту окружающей среды. Присваивают несанкционированной свалке класс экологической опасности, для чего определенные фактические характеристики свалки поочередно сравнивают с данными таблицы, в которой приведено соответствие указанных характеристик классу опасности свалки. Технический результат: повышение оперативности оценки. 4 ил.
Изобретение относится к области экологического мониторинга, в частности к способам определения экологической опасности свалок.
Известен способ кадастрового учета несанкционированных свалок, осуществляемый на основе материалов дистанционных данных, включающий обнаружение несанкционированной свалки методом автоматизированного распознавания объектов по данным аэрокосмической съемки, основанного на спектрально-яркостных и текстурных признаках объекта, определение типа свалки, классификацию несанкционированных свалок по степени неблагоприятного воздействия на окружающую среду (Бровкина О. В. Кадастровый учет несанкционированных свалок на основе материалов дистанционных данных// 5-я Всероссийская конференция «Организация, технологии и опыт ведения кадастровых работ», Москва, 2010).
Недостатком данного способа является использование дорогостоящего оборудования для выявления тела несанкционированной свалки и определения его состава.
Известен также способ оценки загрязнения городской среды на основе расчета коэффициента опасности свалки исходя из объема несанкционированной свалки, опасности размещенных на свалке отходов и площади разлива ливневого стока. Географическая информация о несанкционированных свалках и площадях ливневых стоков визуализируется с использованием геоинформационной технологии (Попов В.М. Оценка загрязнения городской среды с применением ГИС-технологий// Попов В.М., Меркулова Е.В., Чепиков Н.А., Рыкунова И.О. Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Строительство и транспорт. – 2008. – № 2-18. – С. 48-51).
Недостатком данного способа является необходимость сложного и трудоемкого математического моделирования распространения ливневого стока с тела несанкционированной свалки на основе построения TIN-поверхности с учетом изменения уклона местности.
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению является экспресс-метод оценки опасности несанкционированных свалок (И.О. Кирильчук, Разработка экспресс-метода оценки опасности несанкционированных свалок // И.О. Кирильчук, А.Ю. Коровина. VIIIМеждународная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экологии и охраны труда, г. Курск, 12 мая 2016),а также способ экспресс-оценки опасности несанкционированных свалок (Заявка на изобретение № 2017107076 от 03.03.2017) заключающиеся в определении класса опасности несанкционированных свалок посредством сравнения натурных характеристик с табличными значениями. Класс опасности по данному методу присваивается уже по одному совпадению в строке таблицы.
Недостатком данных способов являются, с одной стороны, слишком широкие границы определения класса опасности несанкционированных свалок, при которых градация свалок осуществляется по трем классам, что некорректно, учитывая разделение отходов на пять классов опасности, а с другой стороны, возникновения аномалий расчета, связанных с определением класса опасности свалок только по одному параметру: расчеты с использованием данного метода выявили абсурдные ситуации, при которых один мусорный пакет, оставленный вблизи жилого дома, классифицировался как несанкционированная свалка 1 класса опасности.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке способа комплексной оценки экологической и социальной опасности стихийных несанкционированных свалок, обеспечивающего оперативное получение результатов на основе данных натурных обследований городских территорий без проведения лабораторных замеров, при котором первоначальный учет свалок осуществляется с использованием интернет-портала, реализующего геоинформационную технологию, отличающегося от прототипа уточненным алгоритмом расчета класса экологической опасности стихийных несанкционированных свалок, исключающего возникновение аномалий расчета, связанных с определением класса опасности только по одному параметру, а также учетом стоимостной оценки экологического ущерба, нанесенного поверхности земли несанкционированными свалками.
Технический результат достигается тем, что первоначальный учет свалок осуществляется с использованием интернет-ресурса, реализующего геоинформационную технологию, посредством которого пользователь имеет возможность нанести на интерактивную карту города обнаруженную им несанкционированную свалку, заполнить анкету, предназначенную для последующей оценки экологической опасности свалки на основе данных натурных обследований городских территорий путем сравнения фактических характеристик свалки (площадь свалки; примерный состав складируемых отходов; удаленность от мест жизнедеятельности человека, водоемов и ООПТ; объем образующегося фильтрата; время существования свалки, экологический ущерб в стоимостном выражении) с табличными значениями. Конкретизация граничных значений интервалов показателей, по которым определяется класс экологической опасности, позволяет осуществить более подробное ранжирование несанкционированных свалок с целью составления перспективных планов санитарной уборки населенных пунктов и разработки оперативных схем логистики твердых коммунальных отходов.
На фиг. 1 представлен интерфейс пользовательской анкеты при нанесении на электронную карту города обнаруженной несанкционированной свалки с использованием разработанного интернет-ресурса.
На фиг. 2 представлен алгоритм расчета класса экологической опасности стихийных несанкционированных свалок.
На фиг. 3 представлен расчет класса опасности свалки с использованием программного продукта.
На фиг. 4 представлена таблица определения класса экологической опасности свалок.
Способ оценки экологической опасности несанкционированных свалок заключается в следующем:
Для обнаружения и первоначального учета стихийных несанкционированных свалок, образующихся на городской территории, используется интернет-ресурс, предоставляющий пользователям возможность в on-line режиме нанести на интерактивную карту города местоположения свалок ТКО в виде точечных объектов, а так же ввести следующую атрибутивную информацию: местоположение объекта, приблизительный состав (бумага, пластиковая тара, пищевые отходы и т.д.), размер свалки, причины образования данного объекта (несвоевременный вывоз мусора специализированными организациями, отсутствие контейнерной площадки или недостаточное количество контейнеров и т.д.), возможные, по мнению регистрирующего свалку человека, пути решения данной проблемы.
При этом пользователю предлагается заполнить анкету, предназначенную для последующего математического анализа с целью определения экологической опасности объекта несанкционированного размещения отходов.
Интерфейс пользовательской анкеты при нанесении на электронную карту города обнаруженной несанкционированной свалки с использованием разработанного интернет-ресурса представлен на фиг 1.
В системе предусмотрена возможность загрузить фото свалки при его наличии, обеспечивающая оценку объективности информации, полученной в виде пользовательской анкеты.
Разработанный интернет-ресурс доступен в пользовательском режиме по адресу www.dev.im46.ru.
После добавления на карту новой свалки ей присваивается статус «обнаружена». В режиме администратора возможно просматривать всю информацию о свалке, которая имеется в системе, и редактировать ее. В частности, администратор может изменить статус свалки на «ликвидирована». При этом изменяется цвет точечного объекта с красного на зеленый.
Следующей ступенью является оценка опасности свалки с использованием подключаемых внешних программных модулей, реализующих авторский алгоритм расчета класса экологической опасности свалки.
Определение класса экологической опасности свалки К осуществляется на основании анализа определенных параметров:
К=К(S,C,L,Vф,Т,УЩотх),
где S – площадь свалки, м2;
C – примерный состав складируемых отходов;
L – удаленность от мест жизнедеятельности человека, водоемов и ООПТ, м;
Vф – объем образующегося фильтрата, м3/год;
Т – время существования свалки, лет;
УЩотх – размер вреда почвам, как объекту окружающей среды, руб.
В таблице приведено соответствие указанных параметров классу опасности свалки. Таблица определения класса экологической опасности свалки представлена на фиг. 4.
Определение класса экологической опасности несанкционированной свалки происходит следующим образом: фактические характеристики свалки поочередно сравниваются с табличными. Если три и более параметров из фактических значений совпадают со значением из первой строки, свалка получает класс опасности I. При отсутствии совпадений в первой строке такое же сравнение проводится со второй строкой, затем с третьей и последующими. Если же обнаруживается совпадение двух и более параметров во второй строке и одного или двух в первой, присваивается IIкласс опасности. По аналогии осуществляется проверка по всем строкам таблицы.
Последовательность определения класса экологической опасности стихийной несанкционированной свалки по предлагаемому способу представлена на фиг.2.
За счет рассмотрения времени существования свалки (критерий Т) обеспечивается косвенный учет образования биогаза в теле свалки. Так как значение данного параметра вычисляется с использованием сложных математических моделей, для целей типизации свалки достаточно учитывать только факт образования или необразования биогаза, выделение которого начинается спустя 2 года после возникновения свалки.
Для нахождения объема образующегося фильтрата можно использовать уравнение водного баланса (Вайсман, Я.И. Методика расчета водного баланса полигонов захоронения твердых бытовых отходов / ВайсманЯ.И., Коротаев В.Н., Тагилова О.А., ТагиловМ.А., Чечкин С.В., Никитенко А.С. – 2002. – С.19.):
Vф = (АО + ОВ + ВБХ) – (ИС + ВНО + ПС + БГ + ПБХ),
где Vф — объем фильтрата;
АО — атмосферные осадки, выпавшие на полигон;
ОВ — отжимная влага;
ВБХ — выделение воды при биохимических реакциях;
ИС — испарение с поверхности полигона;
ВНО — влага, расходуемая на насыщение отходов до полной влагоемкости;
ПС — поверхностный сток;
БГ — потери воды с биогазом;
ПБХ — поглощение воды при биохимических реакциях.
При расчете объема фильтрата в теле стихийной несанкционированной свалки из уравнения водного баланса следует исключить величину поверхностного стока, так как сток отводится вместе с фильтратом, потерями воды с биогазом также можно пренебречь. Кроме того, выделение воды при биохимических реакциях (ВБХ) равно поглощению воды при биохимических реакциях (ПБХ), т.е. разницу между биохимически образуемой и потребляемой водой можно считать равной нулю. В итоге уравнение, используемое для расчета объема образовавшегося фильтрата при оценке опасности стихийной несанкционированной свалки, примет вид:
Vф = (АО+ОВ)–(ИС+ВНО),
Расчет размера вреда почвам, как объекту окружающей среды, определяется по Методике (Приказ Минприроды России от 08.07.2010 N 238 «Об утверждении Методики исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды». – Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти, N 40, 04.10.2010) и исчисляется в стоимостной форме.
Исчисление в стоимостной форме размера вреда в результате несанкционированного размещения отходов производства и потребления осуществляется по формуле:
,
где 
– размер вреда, руб;
– масса отходов с одинаковым классом опасности, т;
– такса для исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту окружающей среды, при деградации почв в результате несанкционированного размещения отходов производства и потребления;
– показатель, определяемый в зависимости от категории земель и целевого назначения, на которой расположен загрязненный участок.
На основе предлагаемого способа разработано специальное программное обеспечение для расчета класса экологической опасности несанкционированной свалки, интерфейс которого представлен на фиг. 3.
Ниже приведен пример реализации предлагаемого способа.
Пример 1.
Обнаруженная свалка.
| Адрес свалки | г. Курск, ул. Хрущёва |
| Фото свалки |
|
| Площадь основания свалки, м2 | 4 |
| Высота свалки, м | 0.2 |
| Форма свалки | - параллелепипед (отходы рассыпаны тонким слоем) |
| Состав отходов | дерево, кожаные изделия, кирпич/камень |
| Удаленность от мест жизнедеятельности человека, водоемов и ООПТ, м | 300 |
| Время существования свалки, лет | менее года |
| Вид поверхности, на которой расположена свалка | поверхности, покрытые травянистой и редкой кустарниковой растительностью |
| Статус свалки | обнаружена |
| Класс опасности свалки | 4 |
Способ оценки экологической опасности несанкционированных свалок, включающий в себя измерение в реальном масштабе времени площади основания и высоты свалки с последующим вычислением ее объема, удаленности от мест жизнедеятельности человека с использованием встроенных инструментов геолокации, визуальное определение состава отходов, расчет объема образующегося фильтрата на основе использования данных метеорологических наблюдений и сведений о подстилающей поверхности, определение времени существования свалки, отличающийся тем, что присвоение класса К экологической опасности стихийной свалке осуществляется на основании анализа определенных параметров: К=К(S,C,L,Vф,Т,УЩотх),
где S - площадь свалки, м2;
C - примерный состав складируемых отходов;
L - удаленность от мест жизнедеятельности человека, водоемов и ООПТ, м;
Vф - объем образующегося фильтрата, м3/год;
Т - время существования свалки, лет;
УЩотх - размер вреда почвам как объекту окружающей среды, руб.,
для чего фактические характеристики свалки поочередно сравниваются с данными таблицы, где приведено соответствие параметров S,C,L,Vф,Т,УЩотх классу опасности свалки.
