10. Формы взаимодействия между компонентами природно-промышленного комплекса

При анализе структуры ППК в целом и его отдельных частей можно выделить: абиотическая, биотическая, производственная. Все жизненноважные запросы общества, все потребности производств удовлетворяются не только в результате его взаимодействия с абиотической и биотической составляющими. Это взаимодействие основано на постоянном обмене веществом, энергией и информацией между отдельными компонентами ППК.

Обмен веществом между объектами ППК происходит путем вовлечения технологических и природных ресурсов в материальное производство, в процессе которого создается продукт труда. Не вошедшие в продукт труда ресурсы возвращаются в природную среду. Суммарное количество веществ, вовлеченных в производство и выходящих из него в границах отдельного ППК остается примерно постоянным. Это дает возможность составить материальный баланс всего производственного процесса, на его основе оценивается количественный и качественный обмен веществ и определить места их выхода из технологического процесса.

Обмен энергией между объектами ППК происходит путем превращения природных источников энергии в энергетические ресурсы производства, а также выделение в окружающую среду неиспользование в производстве доли энергии (при ее производстве, при потерях в процессах теплообмена объектов с окружающей средой и при транспортировке и потреблениям а теплотрассах и ЛЭП).

Обмен информацией позволяет судить о состоянии отдельных компонентов, корректировать процессы обмена веществом и энергией. Различают информацию естественного и искусственного характера. Информация естественного характера выражается через свойства природных компонентов, а искусственная – через показания специально созданных человеком автоматизированных систем контроля, прогноза и управления процессами производства и состояния природных объектов. Таким способом процессы обмена веществом и энергией в ППК могут контролироваться и управляться с помощью определенных инженерных мероприятий. Этим ППС отличаются от природных систем.

11. Компонентная структура природно-промышленной системы.

Общество – Средства труда – Предметы труда – Продукты труда

Компонентами ППС считаются ее однородные по составу части, имеющие определенные функциональные признаки. Компонентная структура должна раскрывать состав и свойства ППС, как элементарной структурной единицы ноосферы. Компонентная структура в виде блоксхемы состоит из следующих структурных единиц: Сообществ (экотоп, биоценоз, нооценоз), компонентов (недра, почва, гидросфера, атмосфера, фитоценоз, зооценоз, микробоценоз общество, средства труда и предметы труда).

ППС, содержащая перечисленные компоненты и сообщества, является классической ППС.

12. Иерархическая структура природно-промышленной системы.

А) Пространство

Глобальная -> региональная -> локальная -> элементарная

Б) Время

Постоянно -> длительно -> кратковременно -> мгновенно

В) организация

Надсистема -> система -> подсистема -> элемент

Г) Научные исследования

1й уровень детализации -> 2й уровень детализации -> 3й уровень детализации -> 4 уровень детализации

Иерархическая структура базируется на четырех основах – пространстве, времени, организации и научных исследованиях. Для выявления приоритетности и соподчиненности системы составляется пространственная иерархия, которая показывает взаимное расположение ППС различного уровня на конкретной площади.

ППС глобального уровня (ноосфера) представляет собой совокупность систем регионального уровня, т.е. совокупность ТПК. Один ТПК может включать несколько ППК, каждый из которых может быть расчленен на несколько нообиогеоценозов (элементарных ППС). Наиболее информативно пространственную структуру можно представить в виде карты-схемы. Карту-схему составляют по результатам комплексных инженерно-экологических исследований, включающие качественные и количественные характеристики всех структурных элементов системы.

Иерархия времени отражает характеристики технологических процессов и их воздействие на природу во времени. Эта структура показывает возможность прогнозирования новых структурных элементов ППС в результате строительства новых промышленных объектов или расширения зоны воздействия производства. Если построить карты-схемы ППС, относящихся к разным периодам времени, то их сравнение позволит проанализировать процессы развития ППС, установить их тенденции, оценить состояние в настоящее время и сделать прогноз на будущее. Иерархия организации ППС показывает уровни структурной соподчиненности объектов, в отношении которых ведется инженерно-экологическое исследование. Если принять за элементарную ППС нообиогеценоз, то иерархию организации можно представить следующим образом (таблица 1).

В таблице представлен нообиогеоценоз, выделены уровни организации в трех средах: биотической, абиотической и производственной, элементы, которые соответствуют I-V уровням организации системы являются структурными единицами нообиогеоценоза или составными его частями и используются для анализа его работы. Компоненты VI уровня организации являются базовыми структурными единицами подсистемы ППС. Также при проведении исследований в качестве подсистемы ППС в зависимости от целей и задач исследования могут быть выделены сообщества VII уровня организации. Объектами исследования в промышленной экологии являются структурные элементы VIII-XI уровней организации, представляющие собой систему и подсистему.

Иерархия научных исследований в промышленной экологии тесна связана с иерархией организации и в общем случае состоит из четырех уровней детализации.

На первом уровне объектами исследования системы и их структура и свойства, на втором – сообщества, на третьем – компоненты, на четвертом – элементы сред, из которых состоят ППС.

Таблица 1

Среда

Элементы

Подсистемы

Системы

Надсистемы (комплект)

Компоненты

Сообщества

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

Биотическая

гены

клетки

органы

организмы

популяции

Фитоценоз, зооценоз микробоценоз

биоценоз

Биогеоценоз

Нообиогеоценоз

Природно-промышленный

Территориально-производственный

Абиотическая

изотопы

элементы

вещества

соединения

Образования (субстраты)

Литосфера, гидросфера, аомосфера

Экотоп

Производственная (социальная)

Материалы, инструменты

Машины и механизмы

Технологические площадки

участки

производства

Средства труда

Нооценоз

личности

слои

категории

группы

классы

Общество

сырье

полуфабрикаты

продукция

изделия

Предметы потребления

Продукты труда