Труды МЭФ-т-1-Версия_5

Таблица 4 Эколого-экономический ущерб от эксплуатации карьеров ПГС

Иркутного месторождения

Анализ таблицы 4 показывает, что на разных карьерах даже в пределах одного месторождения эколого-экономический ущерб в расчете на тонну добытого полезного ископаемого может различаться более чем в 2 раза. При этом наименьшей величиной удельного ущерба в расчете на тонну добытого полезного ископаемого отличается карьер Иркутный, который характеризуется самой высокой производительностью и относительно коротким сроком эксплуатации. Наибольший экологический ущерб будет получен при отработке Шелеховского карьера, который характеризуется самым низким объемом добычи полезного ископаемого и самым длительным сроком эксплуатации. Таким образом, наблюдается тенденция к снижению относительного ущерба при увеличении годовых объемов добычи и сокращении сроков эксплуатации. Однако проведенный корреляционный анализ не выявил достоверных взаимосвязей между этими показателями в силу небольшого числа задействованных данных. Требуется проведение дополнительных исследований.

После завершения эксплуатации карьеров ПГС Иркутного месторождения, разработка которых начата в 2011-2012 г.г., экологоэкономический ущерб будет составлять от 1,61 до 5,19 млн. руб. в зависимости от размеров карьера и объемов добычи.

Для сравнения эколого-экономического ущерба окружающей среде в процессе эксплуатации карьеров с различной производительностью, площадью и сроками эксплуатации, может быть использован показатель удельного ущерба в расчете на тонну добытого полезного ископаемого. Для изучаемых карьеров этот показатель составил от 1, 57 до 3,4 руб./ т ПГС.

Трудности получения достоверных оценок экологического ущерба при эксплуатации карьеров определяют необходимость в разработке новых методических принципов его оценки.

Список литературы 1.Методика определения размеров ущерба от деградации почв и зе-

мель. М., 1994 г.

230

2.Иванова С.В., Тюкалова О.В. Прогнозирование ущерба земельным ресурсам при разработке карьеров песчано-гравийной смеси // Вестник ИрГТУ. – 2013. - №8. – С.48-52.

3. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. М., 1993 г.

4.Методика расчета выбросов (сбросов) для комплекса оборудования открытых горных работ. Люберцы, 1999 г. - 58 с.

5.Расчетная инструкция по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ дорожно-строительными машинами в атмосферный воздух. НИИАТ. Москва, 2006 г. - 16 с.

6.Временная методика определения предотвращенного экологиче-

ского ущерба / Л.В. Вершкова, В.Л. Грошева, В.В. Гаврилова и др. – М., 1999.

УДК 378.016:504.06

А. Ю. ИГНАТОВА, к.б.н., доцент КузГТУ, г. Кемерово

РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ

Одной из основных целей экологического образования на современном этапе является формирование экологической культуры. Экологическая культура – важная личностная характеристика специалиста, которая позволяет решать задачи по оптимизации состояния окружающей среды. Необходимые ценностные ориентации появляются на основе усвоения личностно значимых знаний. Современному специалисту необходимо знание и понимание своих возможностей воздействия на природу, определение целей этого воздействия, оценка вариантов предполагаемой деятельности, но, самое главное, ощущение себя частью живой природы.

Возрастающая значимость экологических проблем в жизнедеятельности человека привела к необходимости постепенной экологизации различных видов инженерного образования. Знание экологических закономерностей лежит в основе рационального природопользования и охраны природы. В государственных образовательных стандартах технических направлений подготовки предусмотрено преподавание экологии как

естественнонаучной дисциплины. При этом главной задачей преподавания дисциплины «Экология» является формирование экологического мировоззрения будущих специалистов. Это позволит специалистам профессионально анализировать и оценивать собственную производственную деятельность в отношении к окружающей среде и принимать экологически обоснованные решения.

231

4.Привлечь к участию в разработке экозащитных технологий, экологических акциях, творческих мероприятиях (конкурсах, олимпиадах).

5.Способствовать расширению научных интересов студентов, стимулировать постоянное повышение уровня знаний в экологической и профессиональной области.

Основные методы, которые используются при решении поставленных задач – это педагогические методы обучения в высшей школе, в т.ч. эвристический метод, заключающийся в организации активного поиска решения выдвинутых познавательных задач, исследовательский метод, стимулирующий студентов к творческому поиску, развитие умения применять теоретические знания в практической деятельности. Включение студентов в активные виды деятельности позволит расширить научные интересы студент, реализовать принцип единства учебного и научноисследовательского процесса. Важно сделать акцент на самостоятельность

иобщественную значимость выполняемых студентами работ.

При изучении дисциплин «Экология», «Экологический мониторинг», «Экологическая безопасность» и др. используются инновационные образовательные технологии и методы, такие как аудиовизуальное обучение, т.е. обучение с помощью технических средств, лекции-конференции, игровая форма занятий, инновационные формы тестовых заданий, исследовательские методы, применение электронных образовательных ресурсов, работа в группах, технологии решения проблемных практических ситуаций. Разработаны и применяется в учебном процессе интерактивные электронные издания по указанным дисциплинам.

В рамках развития системы экологического образования в вузе предполагается участие студентов в экологических акциях и конкурсах, в разработке инновационных технологий защиты окружающей среды, участие в грантовых программах финансирования исследований, научных конференциях, олимпиадах по экологической проблематики, применение студентами знаний, полученных в процессе обучения в вузе, в практической деятельности, расширение научных интересов студентов, постоянное повышение уровня знаний в экологической и профессиональной области. Только в этом случае возможно формирование у молодежи экологического мировоззрения, основанного на собственном опыте и теоретических знаниях.

Первый серьезный шаг в направлении развития предлагаемой концепции экологического образования был сделан в 2010 году, когда межвузовская студенческая группа, в которую вошли студенты разных вузов и разных курсов и специальностей, разработала проект «Социальноэкономическое развитие села Усть-Чебула Чебулинского района Кемеровской области». Указанный проект разрабатывался по заказу Администрации Кемеровской области. Работая над проектом, студенты использовали знания о комплексном природопользовании, экологически чистых техно-

233

логиях, методах ресурсо- и энергосбережения. Была предложена оригинальная идея развития российского села. Данный проект – это комплекс экологически современных мероприятий, позволяющих повысить экономическую и социальную составляющие развития села Усть-Чебула. Проект получил высокую оценку на областном конкурсе проектов развития муниципальных образований Кемеровской области, заняв 3 место, был рекомендован к внедрению СДС «Агро».

Сегодня студенты КузГТУ под руководством опытных преподавателей кафедры химической технологии твердого топлива участвуют в научных исследованиях, в разработке экологических проектов, экозащитных технологий.

Направления исследований и разработок:

–Разработка биологического метода очистки сточных вод химических производств;

–Разработка биотехнологии производства органических удобрений из углеродсодержащих техногенных отходов;

–Разработка технологии переработки техногенных углеродсодержащих отходов и некондиционных продуктов переработки угля с получением твердого формованного топлива;

–Переработка и утилизация твердых цинксодержащих отходов с получением пигментов – цинковых белил;

–Производство энергии путем комплексной переработки отходов деревообрабатывающих и сельскохозяйственных предприятий;

–Разработка технологии переработки отходов биологических очистных сооружений с получением жидких, твердых и газообразных энергоносителей;

–Повышение экологической безопасности установок антинакипной водоподготовки для систем теплоснабжения;

–Переработка макулатуры в теплоизоляционный материал;

–Оценка экологического состояния почв г. Кемерово;

–Оценка экологической безопасности городской среды и разработка мероприятий по снижению негативного воздействия городской среды на здоровье жителей (на примере г. Кемерово).

Результаты исследований студенты представляют на конференциях, форумах, конкурсах различного уровня, где стабильно становятся победителями и призерами.

Так, только в 2012-2013 учебном году студенты КузГТУ стали победителями Кузбасского инновационного конвента в номинации «Экология», Международного молодежного экологического форума «Общественное участие и устойчивое развитие», призерами открытого областного конкурса сайтов и Web-страниц природоохранной тематики «Инновации на службе экологии», победителями регионального этапа Всероссийского конкурса проектов, 2 студента прошли конкурсный отбор и стали стипен-

234

диатами благотворительного фонда «Лифт в будущее», 2 студента за науч- но-исследовательскую и общественную деятельность удостоены стипендии Президента РФ.

Втечение 2012-2013 гг. студентами и аспирантами кафедры химической технологии твердого топлива выиграно 5 грантов программы У.М.Н.И.К. Фонда содействию и поддержки малого предпринимательства, объем финансирования каждого – 400 тыс. руб. на 2 года:

С целью внедрения результатов научных разработок мы сотрудничаем с Администрацией города и Администрацией области, Кузбасским технопарком, промышленными предприятиями и компаниями (ОАО «Кокс», СУЭК, ОАО «Кемвод», СДС КОАО «Азот»).

Вмарте 2013 г. на базе КузГТУ создан и действует студенческий экологический отряд «КемЭколОС». Бойцы отряда участвуют в экологических акциях. Студентами разработан и действует сайт экологического отряда.

Втечение 3-х лет в экологических исследованиях совместно со студентами участвуют учащиеся МБОУ «Лицей № 62» и ГБНОУ «Губернаторский многопрофильный лицей-интернат» г. Кемерово.

Студенты активно участвуют в олимпиадах по экологии, повышают уровень экологических знаний.

Вотборочных турах Международных Интернет-олимпиад по дисциплине «Экология» ежегодно участвует более 60 студентов различных направлений подготовки: «Химическая технология», «Городской кадастр», «Сервис и туризм», «Строительство», «Информационные технологии», «Теплоэнергетика». Само участие студентов в олимпиадах свидетельствует о высокой познавательной активности. Общее количество медалей международного уровня, полученных студентами КузГТУ по результатам заключительного тура олимпиады в 2012 г. составило 7, в 2013 г. – 10.

Вдальнейшем нами планируется расширение сферы деятельности отряда КемЭколОС, организация экологических акций и участие во всех акциях, проводимых в городе, привлечение новых участников в отряд, привлечение инвесторов.

Планируется дальнейшее использования информационных методов и инновационных образовательных технологий, усиление учебной мотивации, применение в учебном процессе интерактивных учебных пособий и планшетных компьютеров, увеличение числа студентов, участвующих в выполнении научных исследований экологического направления и внедрении их результатов.

235

УДК 504.06: 656.13

В. А. КАБИРОВА, Я. С. СКИДАНЕНКО, студенты КузГТУ, г. Кемерово Научные руководители: к.т.н., зав. каф. МДКиГ Ю. М. ИГНАТОВ, к.б.н., доц. каф. ХТТТ А. Ю. ИГНАТОВА

ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ АВТОТРАНСПОРТА)

Проблема современных городов состоит в нормальном обеспечении функционирования системы городского транспорта. Уровень автомобилизации последние годы значительно возрос. Растет и объем выбросов загрязняющих веществ от автомобильного транспорта, и уровень шума вблизи автодорог.

Внашей работе проведены исследования качества атмосферного воздуха вблизи автодорог г. Кемерово.

Город Кемерово – крупный промышленный, административный и культурный центр Кемеровской области, узел шоссейных и железнодорожных линий. Город расположен в зоне повышенного потенциала загрязнения атмосферы. На состояние атмосферного воздуха оказывают большое влияние метеорологические условия и исторически сложившееся котловинное положение города. Как и в других городах, в г. Кемерово последние годы значительно возрос уровень автомобилизации. По г. Кемерово выбросы от автотранспорта составляют 53 % от валового выброса вредных веществ в атмосферу [1]. Заложенная в советские времена транспортная схема Кемерово достигла предела по пропускной способности, что приводит к транспортным пробкам на загруженных улицах и проспектах в часы «пик». Рассеивание выбросов автомобилей затруднено на тесных улицах.

Витоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязненного воздуха. Транспортные потоки являются одним из основных источников акустического загрязнения городской среды. Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки.

Вданном исследовании в зависимости от интенсивности движения автотранспорта и типов автомобилей расчетным методом были определены концентрации оксида углерода, углеводородов, оксидов азота в атмосферном воздухе г. Кемерово на расстояниях 10, 20, 40, 60 и 80 м от автомобильных дорог, а также уровни шума вблизи автодорог.

Определяли число единиц автотранспорта (по типам), проходящего на участке автодороги за один час. Подсчет автотранспортных единиц выполнен на 78 участках наиболее оживленных городских автодорог в часы «пик».

236

Методика расчета основана на поэтапном определении эмиссии (выбросов) токсичных веществ (оксида углерода – СО, углеводородов – CnHm, оксидов азота – NOx) с отработавшими газами автомобильного транспорта, концентрации загрязнения воздуха этими веществами на различном удалении от дороги [2].

При расчете выбросов учитывали различные типы автотранспортных средств и конкретные дорожные условия (средняя скорость потока движения, скорость ветра). Мощность эмиссии CO, CnHm, NOx в отработанных газах определяли по формуле:

где q – мощность эмиссии данного вида загрязнений от транспортного потока на конкретном участке дороги, г/м·с; 2,06 10 4 – коэффициент перехода к принятым единицам измерения; m – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия в зависимости от средней скорости транспортного потока, Gik – средний эксплуатационный расход топлива

для данного типа (марки) карбюраторных автомобилей, л/км; Gid – то же, для дизельных автомобилей, л/км; Nik – интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт./ч; Nid – то же, для дизельных автомобилей, авт./ч; Kk и Кd – коэффициенты, принимаемые

для данного компонента загрязнения для карбюраторных и дизельных типов двигателей соответственно.

При расчете рассеяния выбросов от автотранспорта и определения концентрации токсичных веществ на различном удалении от дороги использовали модель гауссового распределения примесей в атмосфере на небольших высотах.

Концентрация загрязнений атмосферного воздуха оксидом углерода, углеводородами, оксидами азота вдоль автомобильной дороги определяли по формуле:

где C – концентрация данного вида загрязнения в воздухе, г/м3; σ – стандартное отклонение гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м; V – скорость ветра, м/с; φ – угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги.

Результаты расчета сопоставляли с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) данных веществ в воздушной среде, установленными ор-

237

ганами Министерства здравоохранения и социального развития с учетом класса опасности для токсичных составляющих отработавших газов тепловых двигателей в воздухе населенных мест [3].

Эквивалентный уровень шума в придорожной полосе определялся по формуле:

Lэкв Lтрп Lv Li Ld Lk Lдиз LL Kp F ,

где Lv – поправка на скорость движения Li – поправка на продольный уклон, Ld – поправка на вид покрытия, Lk – поправка на состав движения, Lдиз – поправка на количество дизельных автомобилей, LL – величина снижения уровня шума в зависимости от расстояния L в метрах от крайней полосы движения, Kp – коэффициент, учитывающий тип поверхности между дорогой и точкой измерения.

Спомощью компьютерных программ полученные данные были визуализированы.

Исследования, проведенные на наиболее оживленных городских магистралях выявили, что интенсивность движения составляет в среднем 500 единиц в час, доля легковых автомобилей в потоке – 77 %, малых грузовых карбюраторных – 8 %, автобусов – 12 %, наименьший вклад в общий поток вносят грузовые автомобили дизельные и карбюраторные грузоподъемностью 6 т и более.

Спомощью компьютерной программы Surfer были построены изолинии интенсивности движении транспорта, загрязнений вредными веществами, уровня шума на всей территории города.

Результаты исследований интенсивности транспорта представлены на рис. 1.

Загрязнение атмосферного воздуха вблизи ряда автодорог в г. Кемерово вредными примесями превысило предельно допустимые концентрации (табл.1).

Установлено, что концентрация оксидов азота в 20 м от кромки дороги превышала ПДК в 52,6 % случаев, оксида углерода на том же расстоянии – в 16,7 % случаев, углеводородов – в 5,1 % случаев (табл. 1).

238

Рис. 1. Интенсивность движения автотранспорта в г. Кемерово

> 500 единиц в час

<500 единиц в час

Средняя интенсивность движения – 500 авт./ч

Таблица 1 Концентрация загрязняющих веществ в 20 м от проезжей части

Пример загрязнения атмосферного воздуха г. Кемерово оксидом углерода приведен на рис. 2.

239