Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи
Подано теоретико-практичні засади формування оцінки екологічного ризику щодо антропогенно-навантажених територій і стану здоров’я населення на корпораційній основі формування системи дослідження, визначені переваги концепції корпораційної екологічної системи (КЕС). Подано розрахунки ризику на основі...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Системні дослідження та інформаційні технології |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50165 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2012. — № 2. — С. 67-77. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860071114315661312 |
|---|---|
| author | Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. |
| author_facet | Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. |
| citation_txt | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2012. — № 2. — С. 67-77. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Системні дослідження та інформаційні технології |
| description | Подано теоретико-практичні засади формування оцінки екологічного ризику щодо антропогенно-навантажених територій і стану здоров’я населення на корпораційній основі формування системи дослідження, визначені переваги концепції корпораційної екологічної системи (КЕС). Подано розрахунки ризику на основі імовірнісно-термодинамічних показників стану об’єктів дослідження.
Предоставлены теоретико-практические основы формирования оценки экологического риска техногенно-нагруженных территорий и состояния здоровья населения на корпорационной основе формирования системы исследования, определены преимущества концепции корпорационной экологической системы (КЕС). Предоставлены расчеты риска на основе вероятностно-термодинамических показателей состояния объектов исследования.
Theoretical and practical basis of forming the estimations of anthropogenic loaded territories ecological risk and population health state rating on the corporative basis of research system forming are given. Corporative ecological system (CES) concept advantages are determined. The calculations of risk on the basis of a thermodynamic condition of the research objects are given.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:11:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова, 2012
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 2 67
УДК 519.713: 631.411.6
РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЧНОЮ
БЕЗПЕКОЮ ЗА УМОВИ РЕАЛІЗАЦІЇ КОНЦЕПЦІЇ
КОРПОРАЦІЙНОЇ ЕКОЛОГІЧНОЇ СИСТЕМИ
Т.В. КОЗУЛЯ, Н.В. ШАРОНОВА
Подано теоретико-практичні засади формування оцінки екологічного ризику
щодо антропогенно-навантажених територій і стану здоров’я населення на кор-
пораційній основі формування системи дослідження. Визначено переваги кон-
цепції корпораційної екологічної системи (КЕС). Подано розрахунки ризику на
основі ймовірнісно-термодинамічних показників стану об’єктів дослідження.
ВСТУП
Одним із головних питань розробки системи підтримки прийняття рішення
(СППР) є вибір математичних моделей і методів прийняття рішень, що
є основою її функціонування. Прийняття рішень для дослідженої системи
в екологічному моніторингу пов’язано з її складністю, розподіленням підсис-
тем, невизначеністю поточного стану, необхідністю враховувати велику
кількість різних факторів і критеріїв, що характеризують варіанти рішень.
Школою академіка М.З. Згуровського багато років ведуться наукові роботи
з математичної формалізації та розробки апарату функціонування систем
екологічної безпеки за теорією сталого розвитку [1–3]. У запропонованій
концепції корпораційної екологічної системи (КЕС) вирішуються завдання
щодо екологічних принципів цієї теорії завдяки впровадженню комплексу
ймовірнісно-термодинамічної оцінки з використанням ентропії як похідного
поняття від значень «стан об’єкта» або «фазовий простір об’єкта», її можли-
вості визначати ступінь варіативності мікростану об’єкта [4–6].
Створення і впровадження СППР в інформаційні управляючі системи
(ІУС) екологічного моніторингу за умови впровадження концепції КЕС ви-
магає поетапної розробки й розвитку сукупності всіх підсистем, які забезпе-
чують СППР технічне, математичне, програмне, інформаційне та організа-
ційне забезпечення екологічної управляючої дії (рис. 1).
Необхідність розвитку соціально-економічної системи та складність
наслідків впливу інтенсивного її розвитку на стан живих організмів і люди-
ни визначили доцільність формування нових підходів в управлінні екологіч-
ною безпекою з реалізацією інформаційно-управляючої системи в межах
КЕС. У наукових роботах вітчизняних та зарубіжних авторів (В.І. Ізмалков,
А.О. Биков, В.В. Мурзін, R.V. Rіcroft, J.L. Diets, K.R. Swith, А.Т. Нікітін,
С.А. Степанов, І.В. Маслєннікова) розглядаються різні концепції, принципи
та моделі екологічної безпеки. Розроблено системно-динамічну концепцію
(С.І. Дорогунцов, О.М. Ральчук), яка базується на уявленні про інтегровану
безпеку. Менш вивченими є питання формування екологічної небезпеки та
управління безпекою в умовах постійно присутнього техногенного наванта-
ження, яке не носить вираженого екстремального характеру. Аналіз науко-
Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 2 68
вих досягнень у розвитку управління екологічною безпекою з урахуванням
обов’язкового зв’язку між трьома складовими (екологічною, соціальною й
економічною системами) показав, що на цей час існують декілька корпора-
тивних систем (КС) управління. Розрізняють КС з: управління виробничими
запасами; управління конкретним виробництвом; роботи з клієнтом. Перші
називаються Material Requirement Planning, другі — Enterprise Resource
Planning, треті — Custom Relationship Management. Вони мають певні
результати щодо можливостей підвищення результативності розвитку
соціально-економічної системи завдяки корпоративним зв’язкам. Корпора-
тивний екологічний менеджмент (КЕМ) зосереджений на задачах економіч-
ної діяльності (виробництво, організація) у тих напрямах, які безпосередньо
або опосередковано належать до взаємовідносин підприємства з на-
вколишнім природним середовищем [1–3, 7].
Суттєвим недоліком існуючих підходів щодо корпоративного управ-
ління екологічною безпекою можна вважати надання переваги антропоцен-
тричним засадам за методологією оцінки характеристик життєвого циклу
продукції та контролю дотримання науково-технічних нормативів і еконо-
мічної доцільності, що не можуть бути єдино вірними за умови сталого еко-
логічного розвитку. Така стійка тенденція з оцінки якості зумовлює друго-
рядність питань екологічної ефективності (наприклад, виснаження ґрунтів,
зміни біологічних складових регіону тощо), що суперечить сутності еколо-
гічної безпеки й управління екологічною безпекою, де першочерговими
є питання забезпечення виконання природним середовищем своїх функцій.
Для уникнення зазначених вище недоліків формування КС управління
екологічною безпекою для еколого-соціально-економічної системи пропо-
нується: по-перше, корпорація економічної, соціальної та екологічної систем
як єдиної системи — КЕС; по-друге, розробка для такої системи спеціальної
корпораційної системи екологічного управління (КСЕУ) на засадах нової
теорії корпораційного підходу з оцінки стану КЕС будь-якого рівня.
МЕТА І ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕННЯ
Мета роботи — у межах зазначеного розвитку теорії та практики екологіч-
ної безпеки є впровадження і розвиток корпораційної інформаційної систе-
Аналітична підсистема
(формування управлінського
екологічного рішення)
СППР
(система підтримки
прийняття рішення)
ІС (інформаційна система:
інформаційна корпораційна екологічна система (ІКЕС)
Сховище даних (моніторінг)
економічний екологічний соціальний
Електронний архів і розподілені бази
Рис. 1. Модель інформаційно-управляючої системи в межах КЕС
Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 2 69
ми моніторингу як інформаційної бази для КЕС і СППР у системі управлін-
ня екологічною безпекою на основі однозначної кількісної оцінки складових
КЕС, визначеної за комплексом термодинамічного аналізу, ризик-аналізу та
теорії ймовірності.
Для досягнення цієї мети досліджень у роботі порушено такі питання:
визначити методичні підходи загальної оцінки стану систем як осно-
ви прийняття рішення щодо дотримання функціонування КЕС відповідно до
вимог екологічної безпеки;
надати практичне використання методичних підходів для якісної та
кількісної оцінки екологічного стану складових природної системи та ризи-
ку здоров’ю і прийняття рішення щодо обмеження небезпечного впливу на
взаємозв’язок людина-природна система.
СУТНІСТЬ І РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Зважаючи на системні ознаки в структурі КЕС, приймається, що для вирі-
шення проблемного питання екології — збереження всього живого та захист
людини, екологічна, соціальна й економічна системи мають знаходитися
в оптимально-нормованому стані, а рішення з регулювання їх взаємодії за
функцією )(UF буде контролюватися мінімумом функціонала ),,,( SEWXF .
Самі ж системи за складом, структурою й адаптаційними можливостями як
живої, так і абіотичної складової характеризуються в будь-якому проміжку
часу параметрами EWX ,, і S . Показники E та S є термодинамічними
функціями, що доцільно для цього підходу, оскільки саме за допомогою тер-
модинамічних показників можливо спрогнозувати стан будь-якої фізико-
хімічної системи, до якої належить і КЕС. Перші складові X та W відпо-
відають за вигляд системи: Х — склад, W — структура.
Таким чином, КЕС — це складний, унікальний об’єкт, експеримент із
яким неможливий у прямому розумінні цього слова. У реальних системах
усі зазначені параметри розподілено за певним заданим станом системи і їх
зміни визначені в часі в результаті переходу елементів із одного стану в ін-
ший. Зміни стану ),,,( SEWXF у часі називаються процесом. Оскільки ци-
ми змінами можна керувати, то такі процеси прийнято описувати шляхом
показу закономірностей переходу від попереднього стану ),,,( iiii SEWXF
до наступного ),,,( 1111 iiii SEWXF на кожному кроці залежно від управ-
ляючого впливу, який характеризується функцією )(UF або деяким векто-
ром ),,,( 21 nuuuU (набір управляючих параметрів), або в загальному
випадку елементом множини 0U , що називається множиною управління.
Інформаційна або енергетична характеристика системи визначається
в строгій залежності від пріоритетів аналізуючого та синтезуючого напрямів
дослідження. Відповідно до отриманих результатів аналізу визначають ент-
ропійні оцінки енергетичної ознаки, проводять синтез даних неможливий
ентропійній оцінці інформаційного характеру. Функціонування такої систе-
ми в межах речовинно-енергетичної організації та негентропії зв’язків
зображується запропонованою структурою (рис. 2).
Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 2 70
Управління екологічною безпекою щодо економічної складової корпо-
раційного об’єкта дослідження, яке спричиняє надходження потоку речови-
ни в природні системи, буде визначатися наявністю саморегулювання й ен-
догенних трансформаційних процесів у екосистемі з метою зменшення
навантаження на систему в цілому. Умови позитивних змін при самооргані-
зації зі стабілізації стану системи на рівноважному й екологічно безпечному
рівні відповідно до характеристик X, W, E та S відповідно до 0,,,
t
F SEWX .
Завдяки перебігу нестатичних процесів КЕС наблизиться до стану рів-
новаги за таких умов, її ентропія досягне максимально можливої величини,
а стійка рівновага в КЕС встановиться відповідно до вимог:
.0)( ,0)( ,
2
, VUVU SddS
Якщо виходити з основ запропонованої КС, то екологічна оцінка локаль-
ної рівноваги в природних системах має бути безпосередньо пов’язана
з аналізом взаємозв’язку потоків речовини на виході з економічної системи
(на мікрорівні це стосується викидів і скидів в навколишнє середовище)
і змін здоров’я населення як індикатора стану соціальної складової КЕС.
Оскільки ґрунти та ґрунтові води мають властивість накопичувати
шкідливі домішки, а терміни виведення, або нейтралізації цих домішок є
суттєвими (на відміну від повітря, де такі процеси є порівняно швидкими),
то варто приділити увагу щодо оцінки екологічної небезпеки саме цим скла-
довим екологічної системи. Практичну реалізацію концепції щодо визна-
чення екологічного стану дослідженого об’єкта було здійснено на прикладі
моніторингу антропогенно-навантажених ґрунтів, які надано у вигляді КС
мікрорівня з метою: визначення загального стану КЕС за даними окремих
локальних процесів і явищ, які відбуваються в системі; формування управ-
лінського рішення спрямованої дії відповідно до визначення точок небезпе-
ки дослідженої території з урахуванням перерозподілу потоків речовини
й енергії з екосистеми в економічну та соціальну системи. Для цього вико-
ристано статистичні дані екологічного моніторингу територій, ґрунти яких
знаходяться під техногенним впливом Зміївської ДРЕС (Харківська область)
КЕС
Економічна
система
Соціальна
система
Екологічна система
S
J
NS
НС
ТП
ТП ТП
Рис. 2. Інформаційно-ентропійна структура КЕС: НС — навколишнє середовище;
ТП — термодинамічний потік; S — ентропія; J — інформація; NS — негентропія
Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 2 71
і підприємств м. Харкова. Для аналізу взято середні чисельні значення вміс-
ту важких металів у ґрунтах, проби яких відбиралися в осінній і весняний
період на території Зміївського району і м. Харкова з 6 та 5 відповідно
постійних точок спостереження і 16 контрольних протягом 1994–2004 рр.,
що становить із урахуванням паралельного аналізу близько 400 зразків
і 10800 елемент-визначень [8]. Згідно з даними рентгено-фазового аналізу
(РФА) у складі ґрунтів було визначено на якісному рівні такі хімічні сполу-
ки малорозчинного та нерозчинного характеру: Zn2V2O7, Zn3(VO4)2,
Zn(VO3)2, Pb(VO3)2, 4PbOxV2O5, Pb3(VO4)2, PbCrO4, PbCr2O7, SrCrO4,
SrCr2O7, Sr(VO3)2, Ni2V2O7. Отже, важкі метали, потрапляючи в ґрунт у вигля-
ді оксидів, сульфідів, елементної форми, завдяки трансформації в ґрунтово-
му розчині знаходяться в іонній формі: Zn2+, Co2+, Ni2+, Pb2+, Sr2+, Cd2+, Cu2+,
CrO4
2-, Cr2O7
2-,VO3
-, V2O7
4-, VO4
3-. Аніоногени, як видно із перелічених спо-
лук за даними РФА, утворюють оксидовмісні кислотні залишки, що здатні
поєднуватися з катіонами металів і утворювати нерозчинні солі. Саме ці ре-
човини хіміко-трансформаційного потоку акумулюються в ґрунтах і змен-
шують міграційні здатності певних техногенних елементів. На поширення
забруднювачів значно впливає макросклад ґрунтів, що сприяє затриманню
катіоногенів, оскільки частинки ґрунту мають від’ємний заряд. Структура та
співвідношення макроречовин створюють певну рН-середовища, що регу-
лює міграційні можливості полютантів. Найбільшу увагу під час аналізу
макроскладу ґрунту зосереджують на співвідношенні Al2O3/SiO2 і наявності
оксидів K, Ca та Mg, що створюють основні умови, які збільшують мігра-
ційні здатності таких токсичних аніоногенів, як Cr (V1), V (V), As(V) та Mo,
W. Значний вміст SiO2 і наявність у ґрунтовому розчині сульфат-, хлорид-
іонів спричиняє підкислення ґрунту, що призводить до збільшення міграції
катіоногенів важких металів, надходження їх у рослини та поширення по
харчовому ланцюгу.
Практичні результати визначень взаємовпливу важких металів у зраз-
ках ґрунтів проаналізовано за допомогою пакету програм «STATISTIСA
6.0». Математична модель залежності показника рН від вмісту основних
компонентів ґрунтів та значення співвідношення головних складових ґрун-
тів має вигляд для ґрунтів міста:
Al/Si92,03,7pH K або 3,7711,0216,0pH Al/SiFe/Si KK ,
MgOCaO,O,KOTiOAlSiO 252322
13,019,022,085,0pH CCCC ,
де Fe/SiK ; Al/SiK — коефіцієнти співвідношення між відповідними мікро-
елементами Fe/Si, Al/Si.
Для ґрунтів Зміївського району відсутня така залежність і згідно з да-
ними статистичної обробки визначені такі параметри зв’язку між рН і скла-
дом ґрунтів (табл. 1).
Математична модель формування рН-середовища для досліджених
ґрунтів має вигляд:
для ґрунтів Зміївського району
95,4947,099,0pH CrMo CC , (1)
для ґрунтів міста
8,2522,016,007,01,1pH NiCrSrPb CCCC , (2)
Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 2 72
де iCCCCC NSrPbCrMo ,,,, — концентрації молібдену, хрому, свинцю,
стронцію, нікелю в ґрунтах.
Отримані результати аналізу підтверджують думку щодо взаємодії між
катіоногенами та аніоногенами в трансформаційному потоці й утворення
умов їх акумулювання, зменшення міграції під час регулювання рН-
середовища. Наявність у ґрунтах хроматів важких металів, які за термоди-
намічними властивостями здатні зменшити екзогенний потік, забезпечує
підтримання екологічної безпеки в екосистемі та надходження речовини в
соціальну складову КЕС.
Таким чином, застосування корпораційного підходу на основі надання
об’єкта дослідження у вигляді інтеґрувальної системи, термодинамічного
аналізу й урахування комплексної системи оцінювання дозволяє визначити
оптимальні умови як самопідтримки системою екологічної рівноваги, так
і напрям прийняття управлінського рішення з екологічної безпеки та забез-
печення відсутності ризику здоров’ю населення.
Аналіз досвіду визначення оцінки ризику здоров’ю в Україні [9, 10] і за
кордоном [11] показав, що без встановлення всебічного зв’язку між станом
навколишнього середовища людини (економічного, соціального й екологіч-
ного природного) і рівнем його здоров’я неможливо надати кількісну оцінку
впливу будь-яких факторів на організм і прийняти рішення щодо зменшення
цього впливу. Для розв’язання такого роду задач потрібний міждисциплі-
нарний підхід, який дозволить проводити самостійні науково-практичні
досліди в певних наукових напрямах, тобто потрібна кооперація наукових
досліджень, що забезпечує їх самостійність і еволюційний розвиток. Кінце-
вий якісний і кількісний результат оцінки стану здоров’я зводиться до без-
розмірної величини — ризик, який являє собою функцію залежності від
факторів впливу, що викликають відповідний відгук у певній сфері навко-
лишнього середовища людини і таким чином спричиняють негативну (пози-
тивну) дію на організм. З урахуванням існуючих загальних наук, які вивчають
людину, напрямів моніторингу «навколишнє середовище — людина» кор-
пораційний підхід щодо визначення оцінки ризику здоров’ю матиме такі
складові (рис. 3).
Безпечність середовища для людини гарантується завдяки нормуванню
ризиків надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру. За-
провадження корпораційного підходу в нормування дозволяє комплексно
підійти до управління екологічними та соціально-медичними ризиками,
сприяє спільному розвитку медицини — гігієни та санітарно-гігієнічної оцін-
ки й екології як комплексної галузі науки (рис. 4).
Т а б л и ц я 1 . Результати регресійного аналізу
Multiple Regression Results, Standard error of estimate: 0,52905
Dependent: рН Multiple R = 0,999
F = 26860,92 R2= 0,9998 df = 1,4 adjusted R2= 0,9998 p = 0,000000
Intercept: 6,9160 Std. Error: 0,2368 t (4) = 29,200 p-level= 0,000008
Beta Std.Err. B Std.Err. t(4)
Intercept 6,916 0,237 29,2003
рН 0,999 0,0061 0,932 0,0057 163,8930
Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 2 73
Кожна з підсистем КЕС як самостійна складна система включає цілий
комплекс проблемних задач, розв’язання яких пов’язано з співставленням
отриманих даних і прийняттям зваженого рішення на основі ризик-аналізу.
В узагальненому вигляді ризик здоров’ю як індикатор впливу негативних
факторів на будь-яку складову КЕС визначається ймовірністю порушення
здоров’я стану людини (біологічної системи) унаслідок імовірності змін
Корпораційна система екологічного моніторингу
(ризик-аналіз і нормування факторів впливу)
Медицина — донозоло-
гічна лікувальна:
здоров’я як атрибут
біологічного стану
організму людини
Медицина — санітарія та
гігієна: здоров’я як стан
людини, обумовлений
середовищем і
умовами життєдіяльності
Екологія — соціальна еколо-
гія, екологія людини — якість
природного середовища як
умова певного рівня здоров’я
(екологічне здоров’я)
Моніторинг:
медико-географічний
медико-демографічний
медико-соціальний
медико-статистичний
медико-екологічний
Дослідження
в галузі санітарії:
санітарно-екологічні
санітарно-епідеміо-
логічні
санітарно-гігієнічні
Дослідження в галузі гігієни:
соціально-гігієнічні
еколого-гігієнічні
екологія атмосферного
повітря
екологія поверхневих вод
екологія ґрунтів
біологічний моніторинг
еколого-економічний
моніторинг
Рис. 3. Схема організації корпораційного екологічного моніторингу щодо оцінки
ризику здоров’ю та нормування якості навколишнього середовища
1ekonr
2ekonr
3ekonr
ekonRR
1sozr
2sozr
3sozr
sozRR
1ekolr
2ekolr
3ekolr
ekolRR
Ризик
Рис. 4. Ризик-аналіз на корпоративній основі: ekonRR — економічний ризик
(
1ekonr — виробничий,
2ekonr — фінансовий,
3ekonr — економічного благополуч-
чя); ekolRR — екологічний ризик (
1ekolr — екосистемний,
2ekolr — ресурсний,
3ekolr — забезпечення життєдіяльності); sozRR — соціальний ризик (
1sozr — тех-
ногенної безпеки,
2sozr — соціальної напруженості,
3sozr — демографічний)
Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 2 74
в економічній системі ( ekonRR ) та екологічній ( ekolRR ), тобто порушення
оптимальних допустимих умов функціонування організму людини і біологіч-
них організмів, соціальній системі ( sozRR ). Зважаючи на взаємозв’язок
«вплив (зовнішня дія) — імовірність (інтенсивність) прояву», необхідно
в конкретній ситуації зважати на функціональну залежність узагальненого
ризику (у роботі на ризику здоров’ю) від складових корпораційного ризику:
),,( ecolsozekon RRRRRRfRisk .
Отже, у межах корпораційного підходу (з врахуванням надання об’єкта
дослідження у вигляді КЕС (рис. 2)) розв’язуються дві задачі в екологічному
й еколого-гігієнічному сенсі (рис. 3), що стосуються оцінки ризику здоров’ю
населення:
1) визначення стану об’єкта дослідження, встановлення ймовірності
порушень та ризику дестабілізуючих процесів, що підтверджується значен-
нями ентропії;
2) формування нормативів як розрахункових величин на базі мінімізації
впливу і за даними ефектів дії на живий організм дестабілізуючих факторів
(рис. 5).
На цьому етапі практичну реалізацію концепції КЕС і корпораційного
підходу розглянуто на прикладі оцінки екологічної небезпеки під час експлуа-
тації Дергачівського полігону відходів щодо якості водних об’єктів і виник-
нення ризику здоров’ю населення за такою послідовністю ймовірнісно-
термодинамічного аналізу:
1)(lenght
))(mean(
)(
1)(lenght
0i
2
X
XX
X
X
i
, ГДКxX i / ,
Стан об’єкта
впливу,
дестабілізуючі
явища, статистич-
не визначення
зв’язку між
станом об’єкта
та діючими
факторами
зовнішнього
впливу
Об’єкт дослідження —
формування факторів
впливу: статистична
обробка моніторингу,
визначення ризиків
порушень
чи компараторна
ідентифікація
за ентропією стану
Імовірність впливу
на живий організм або
інший зовнішній об’єкт
Формування
термодинамічного
вихідного потоку
Рвпливу Rнегат впливу
Rпорушення;
ризик здоров’ю
Рнегативного ефекту
Мінімальні допустимі
порушення
Рmin впливe
Rдопустимих порушень;
допустимий
ризик здоров’ю
Розрахунок
щодо нормованого
стану об’єкта впливу
Рис. 5. Задачі ризик-аналізу з реалізацією концепції КЕС ( — напрямок и послі-
довність розв’язання 1-ї задачі; — розв’язання задачі нормування щодо
об’єкта впливу)
Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 2 75
2
2 )1(
))((2
1exp
)(2
1:),( iX
XX
iXF
імовірність стану, впливу:
s
)(2
2)(
))(min(2
2
1erf
2
1
)(2
1:),,(
1
2
21 X
X
Xx
X
xxXP
)(2
2)(
))(min(2
2
1erf
2
1 1
1 X
X
Xx
,
)(2
2)(
)1(2
2
1erf
2
1
)(2
1:),,(
1
2
21 X
X
x
X
xxXP
)(2
2)(
)1(2
2
1erf
2
1 1
1 X
X
x
. (3)
Ризик впливу як інформаційна ентропія й ентропія впливу, якщо ІЗ не
перевищує :12 x
),,(ln),,()( , 2121 xxXPxxXPISSRisk ; ),,(ln 21 xxXPS .
Незалежною характеристикою Х є встановлені ІЗ об’єкта впливу — по-
лігону, і поверхневих вод, які покладено в основу розрахунку в Mathcad
2001 Profession параметрів екологічної небезпеки відповідно до системи (3).
За результатами розрахунків встановлено, що найменшу ймовірність
залишатися в межах норми (0<ІЗ<1) мають токсикологічні показники води,
а під час реалізації ситуації перебільшення нормативу більш негативно
впливатимуть на об’єкти навколишнього середовища органічні речовини та
важкі метали, що підтверджено аналізом ситуації на звалищі відходів (ін-
декс БГПК — еколого-санітарний показник трофосапро-біологічний; ЗМІ —
загальний мікробіологічний індекс; Р — імовірність відповідності стану мі-
німальних зрушень у системі; РР — імовірність впливу при відхиленні показ-
ників від норми; S — ризик впливу як інформаційна ентропія; SS — ентро-
пія впливу) (табл. 2).
Відповідно до великого значення ентропії хімічних факторів впливу
визначені можливості порушень властивостей води. Статистична обробка
показала залежність змін властивостей води за негативними факторами та
подібний зв’язок між ефектом у системі впливу — рівнем якості води та
ймовірністю дії інгредієнтів звалища відходів: кореляції між наявністю на
полігоні перевищеної кількості органічних речовин (organic), важких мета-
лів (ВМ), і аніонних форм (anion) і органолептичними властивостями вод-
них джерел (organolept) (рис. 6, а); значимі регресійні рівняння залежності
токсикологічних показників джерел (toxcolog) від наявності небезпечних
речовин на полігоні (organic, ВМ) та ймовірності впливу (РРnarusch) від
порушень мікробіологічних і токсикологічних властивостей води
(Ind(mikrobiol), IdZ(tocsical)) (рис. 6, б).
Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 2 76
Т а б л и ц я 2 . Загальна ймовірнісно-термодинамічна характеристика райо-
ну дослідження
Імовірнісно-термодинамічні характеристики
(дані розрахунку Mathcad 2001 Profession) Контрольовані
параметри P S PP SS
Загальні дані
S=0,279
SS=0,367
М (Індекс БГПК)
S=0,351
SS=0,355 Мікробіо-
логічні
К (ЗМІ)
S=0,33
SS=0,24
Загальні дані
S=0,362 SS=0,368
L1 (Запах) S=0,335 SS=0,33
L2 (Кольоровість)
S=0,355 SS=0,356
L3 (Прозорість) S=0,28 SS=0,355
L4 (Водневий
показник) S=0,306 SS=0,136
L5 (Жорсткість)
S=0,275
SS=0,346
Органо-
лептичні
L6 (Хлориди) S=0,113 SS=0,24
Загальні дані
S=0,344
SS=0,352
N1 (Нітрати)
S=0,25
SS=0,219 Токсико-
логічні
N2 (Нітрити)
S=0,221 SS=0,367
Загальні дані
S=0,363 SS=0,363
В1 (Аніони)
S=0,241 SS=0,321
В2 (Важкі
метали)
S=0,362 SS=0,36
Відходи
В3(Органічні
речовини) S=0,361 SS=0,36
ВИСНОВКИ
Застосування корпораційного підходу на основі ймовірнісно-термодина-
мічного аналізу стану складових і загалом дослідженої КЕС дозволило:
визначити методичні підходи загальної оцінки стану досліджених
систем — ґрунт як складової екосистеми й антропогенно-навантаженої те-
риторії (табл. 1), моделі (1, 2);
використати практично методичні підходи для якісної та кількісної
оцінки екологічного стану природної системи на екологічно небезпечній
території (джерело негативного впливу — полігон відходів) як основи
прийняття управляючого рішення щодо зниження обмеження безпечного
впливу та ризику здоров’ю населення (рис. 5, 6) і модель (3).
Таким чином, моделі КЕС мають регіональний характер (розміру про-
мислово-житлової агломерації) у розв’язанні суто екологічних задач, і не
застосовуються як частина теорії сталого розвитку.
Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 2 77
ЛІТЕРАТУРА
1. Качинський А.Б. Екологічна безпека України: системний аналіз перспектив покращен-
ня. — К.: НІСД, 2001. — 312 с.
2. Згуровський М.З. Сталий розвиток в глобальному і регіональному вимірах. — К.:
Політехніка, 2006. — 85 с.
3. Згуровський М.З., Статюха Г.А., Джигирей И.Н. Оценивание устойчивого развития ок-
ружающей среды на субнациональном уровне в Украине // Системні дослідження та
інформаційні технології. — 2008. — № 4. — С. 7–20.
4. Козуля Т.В., Петрухін С.В. Корпоративна інформаційна система: концепція та структу-
ра // Радиоэлектроника и информатика. — 2007. — № 3. — С. 87–91.
5. Козуля Т.В. Теоретичні аспекти створення корпоративної системи екологічного
управління // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2005. —
№ 2 (10). — С 193–197.
6. Козуля Т.В., Шаронова Н.В. Моделирование структуры и идентификация состояния кор-
поративной экологической системы КЭС // Проблеми інформаційних технологій. –
2007. – С. 178 – 188.
7. Селін Ю.М. Системний аналіз екологічно небезпечних процесів різної природи // Системні
дослідження та інформаційні технології. — 2007. — № 2. — С.22–32.
8. Козуля Т.В., Глушкова Л.В., Штітельман З.В. Визначення кореляцій між вмістом важ-
ких металів у ґрунтах різних екосистем при вирішенні задач математичного моде-
лювання в екологічному моніторингу // Радиоэлектроника и информатика. —
2004. — № 4. — С. 159–165.
9. Качинський А., Хміль Г. та ін. Екологічна безпека України: аналіз, оцінка та державна
політика. — К.: НІСД, 1997. — Вип. 3. — 127 с. — (Екологічна безпека).
10. Про затвердження методичних рекомендацій «Оцінка ризику для здоров’я населення
від забруднення атмосферного повітря»: Наказ: [прийнято Міністерством охорони
здоров’я України 13 квітня 2007 р.]. — № 184. — http.//zakon.nau.ua/doc/.
11. Guidelines for Carcinogen Risk Assessment // Risk Assessment Forum. US Enviromental
Protection Agency, March. — Washington. — 2005. — http://www.epa.
gov/cancerguidelines.
Поступила 24.06.2010
Стаття прийнята до друку за редакцією автора.
Correlations (Spreadsheet6sta.sta)
Variable
anion BM organic microbiol
anion
BM
organic
microbiol
1,000000 0,611485 -0,608468 0,079973
0,611485 1,000000 -0,171451 0,485930
-0,608468 -0,171451 1,000000 -0,532610
0,079973 0,485930 -0,532610 1,000000
Correlations (Spreadsheet6sta.sta)
Variable
anion BM organic organolept
anion
BM
organic
organolept
1,000000 0,611485 -0,608468 -0,409502
0,611485 1,000000 -0,171451 -0,490244
-0,608468 -0,171451 1,000000 -0,474754
-0,409502 -0,490244 -0,474754 1,000000
Ridge Regression Summary for Dependent Variable:
l=,10000 R= ,50782384 R?= ,25788505 Adjusted R?=-,11317242
F(1,2)=,69500 p<,49218 Std.Error of estimate: ,70594
N=4
Beta Std.Err.
of Beta
B Std.Err.
of B
Intercept
organic
2,101898 0,439387
-0,484191 0,580797 -0,016040 0,019241
Regression Summary for Dependent Variable: toxcolog
R= ,99843848 R?= ,99687940 Adjusted R?= ,99063819
F(2,1)=159,73 p<,05586 Std.Error of estimate: ,65584
N=4
Beta Std.Err.
of Beta
B Std.Err.
of B
t(1)
Intercept
organic
BM
13,82016 0,512073 26,9887
-0,799504 0,056702 -0,26831 0,019029 -14,1001
-0,750641 0,056702 -0,03973 0,003001 -13,2384
а)
б)
Рис. 6. Результати статистичного аналізу впливу джерела забруднення на парамет-
ри якості води
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-50165 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1681–6048 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:11:06Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. 2013-10-06T14:01:52Z 2013-10-06T14:01:52Z 2012 Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2012. — № 2. — С. 67-77. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1681–6048 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50165 519.713: 631.411.6 Подано теоретико-практичні засади формування оцінки екологічного ризику щодо антропогенно-навантажених територій і стану здоров’я населення на корпораційній основі формування системи дослідження, визначені переваги концепції корпораційної екологічної системи (КЕС). Подано розрахунки ризику на основі імовірнісно-термодинамічних показників стану об’єктів дослідження. Предоставлены теоретико-практические основы формирования оценки экологического риска техногенно-нагруженных территорий и состояния здоровья населения на корпорационной основе формирования системы исследования, определены преимущества концепции корпорационной экологической системы (КЕС). Предоставлены расчеты риска на основе вероятностно-термодинамических показателей состояния объектов исследования. Theoretical and practical basis of forming the estimations of anthropogenic loaded territories ecological risk and population health state rating on the corporative basis of research system forming are given. Corporative ecological system (CES) concept advantages are determined. The calculations of risk on the basis of a thermodynamic condition of the research objects are given. uk Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України Системні дослідження та інформаційні технології Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи Решение задач управления экологической безопасностью на основе реализации концепции корпорационной экологической системы Problem solving of environmental safety management on basis of corporate ecological system concept realization Article published earlier |
| spellingShingle | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах |
| title | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи |
| title_alt | Решение задач управления экологической безопасностью на основе реализации концепции корпорационной экологической системы Problem solving of environmental safety management on basis of corporate ecological system concept realization |
| title_full | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи |
| title_fullStr | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи |
| title_full_unstemmed | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи |
| title_short | Розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи |
| title_sort | розв’язання задач управління екологічною безпекою за умови реалізації концепції корпораційної екологічної системи |
| topic | Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах |
| topic_facet | Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50165 |
| work_keys_str_mv | AT kozulâtv rozvâzannâzadačupravlínnâekologíčnoûbezpekoûzaumovirealízacííkoncepcííkorporacíinoíekologíčnoísistemi AT šaronovanv rozvâzannâzadačupravlínnâekologíčnoûbezpekoûzaumovirealízacííkoncepcííkorporacíinoíekologíčnoísistemi AT kozulâtv rešeniezadačupravleniâékologičeskoibezopasnostʹûnaosnoverealizaciikoncepciikorporacionnoiékologičeskoisistemy AT šaronovanv rešeniezadačupravleniâékologičeskoibezopasnostʹûnaosnoverealizaciikoncepciikorporacionnoiékologičeskoisistemy AT kozulâtv problemsolvingofenvironmentalsafetymanagementonbasisofcorporateecologicalsystemconceptrealization AT šaronovanv problemsolvingofenvironmentalsafetymanagementonbasisofcorporateecologicalsystemconceptrealization |