Спосіб визначення допустимих техногенних навантажень на екологічну систему з властивістю самовідновлення

1. Спосіб визначення допустимих техногенних навантажень на екологічну систему з властивістю самовідновлення, що включає відбір проб для аналізу, виявлення одного або декількох компонентів забруднення, який відрізняється тим, що вимірюють початковий екологічний стан системи, визначають найбільш чутливі до забруднення елементи системи. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що вимірюють інтенсивність одного або декількох компо 3 15482 4 m логічної системи, X D (t ) SLDt ( tD ) (6) i D i, j - визначаються допустимі величини постійного j 1 техногенного навантаження на систему. якщо серед факторів впливу існують такі, що Реалізація способу досягається при виконанні посилюють дію один одного, то залежність (6) мотаких процесів^ за якими необхідно виконати таке: жна подати у вигляді [ 4 ] - виміряти початковий стан екологічної систеX D (t ) m r( j) SLDt ( t ) ми ( описуються в виді Xі, і=1, n) і визначити най(7) i D l,i, j D j 1i 1 більш чутливий елемент системи; для кожного впливу на кожний параметр еко- виміряти інтенсивність техногенного наванлогічної системи, (кожний вид флори і фауни ) затаження на екологічну систему (описуються у вигляді факторів впливу Уj, j=1, m); писується свої функції впливу SL Dt та функціїсаi, j - для кожної комбінації впливу j-го фактору на R мовідновлення SL i, j , де l-індекс, r(j) - кількість фастан і-го параметру визначити параметри Xі стану системи від часу та інтенсивності дії фактору кторів, що посилюють дію один одного; впливу; допустимі техногенні навантаження на еколо- визначити коефіцієнти логістичної функції і гічну систему визначаються по інтенсивності наваописати процеси деградації та самовідновлення нтаження і проміжку часу, котрий необхідний для системи досягнення системою критичних значень параХі,j(tR), XDY ( у j ), XDt ( tD ), XRj ( tR ), метрів. i, i, j i, j Робота по заявляємому способуі визначення D Dt Xi, j ( у j,tD ) SL i, j ( tD ) допустимих техногенних навантажень на екологічну систему з властивістю самовідновлення почиXRj ( tR ) SLRj ( tR ) i, i, нається зі знаходження констант а, с, Δt, аргуменде логістична функція записується у вигляді тів прямої і оберненої SL-функцій (2, 3). Сам a початковий екологічний стан системи можна виміSL(t)= (1) 1 e c (t t) ряти, наприклад, через кольори рослинного покриву ( чутливий елемент флори), або через інтенсив котрій - а, с, t - константи впливу, tD, tR - час вність відбитої рослинним покривом сонячної сеансів деградації та самовідновлення системи. радіації, або по зміні кількості життєздатних осіб Обробка даних по заявляємому способу промісцевої фауни (чутливий елемент фауни) систеводиться наступним чином: ми, ін. [5, 6]. Інтенсивність техногенного навантакоефіцієнти впливу а, с, Δt логістичної функції ження в першому наближенні можна визначити в SL(t) визначаються з початкових даних системи відносних одиницях наявного техногенного наванабо даних стану системи в будь-який момент і інтаження до допустимої величини даного техногентенсивності техногенного навантаження; ного навантаження ( електромагнітного поля, шуфункція впливу на параметри cтану екологічму, вібраційного впливу, концентрації шкідливих ної системи та функція її самовідновлення запиречовин, ін.) [7]. суються у вигляді Приклад реалізації запропонованого способу X Dj ( у j,tD ) SLDt ( tD ) (2) i, i, j визначення допустимих техногенних навантажень X Rj ( tR ) SLRj ( tR ) (3) на екологічну систему з властивістю самовідновi, i, лення подано нижче. Вважалось, що на дослідну для знаходження тривалості процесів впливу і територію випали забруднюючі речовини (окисли самовідновлення екологічної системи, для знахосірки SO2 концентрацією в 200мкг/мЗ в приземнодження аргументів за відомими значеннями SLму шару повітря), що в 2 рази менше гранично функції, використовується вирази для обернених допустимої величини концентрації [7]. Стан систеSL-функцій позитивного та від'ємного аргументів, ми оцінюється по динаміці зміни кількості жуків відповідно, [4] (Rhizopertha dominica) в популяції. Популяція жуків -1 1 a t=SL (xj)= f- ln( 1) (4) в даному випадку вибрана як найбільш чутливий c xj елемент фауни до хімічних забруднень території t=SL-1(xi)=- f+ 1 ln( a 1) [5, 7]. Дія такого техногенного навантаження при(5) c xi вела до поступового зменшення з часом тварин при одночасній дії багатьох факторів впливу [5]. Розрахунок значень коефіцієнтів рівняння а, c, техногенного навантаження в межах одного сеанt показав (а=665, c=0,533 , Δt=7,853). Результати су дії, зміна параметру х, екологічної системи вирозрахунків такої ситуації подані в таблиці, а дані значаються залежністю [4] розрахунків даного і двічі меншого техногенного навантаження показані на Фіг. Таблиця час,t (тижні) Концентрація SO2, мг/м3 Самовідновленя, SLR (шт) Пригнічення, SLD (шт) Техногенне навантаження, мг*тижд/м3 Критична для самовідновлення кількість осіб, ХСг шт Максимальна тривалість дії пригнічуючого фактору, tD23 тижні Мінімальна тривалість терміну самооновлення, *R45 Час стабілізації, tSt 1 200 17 648 200 17 16 15 15 5 200 119 545 1000 17 11 10 12 7 200 258 405 1400 17 9 8 9 16 200 656 8,5 3400 32 200 665 0 6800 64 200 665 0 12800 5 15482 З поданих матеріалів таблиці видно, що критична кількість жуків (17 осіб) досягає через 10 тижнів дії даного забруднення. Тому допустиме техногенне навантаження на систему становить 3 2000мг*тижд/м . Продовження дії цього забруднення протягом 16 тижнів приводить до повної загибелі жуків. В залежності від початкового стану екологічної системи максимальний час впливу і поява критичного стану може наступити і раніше через 9 і меньше тижнів. Відтворення екологічної системи після зникнення дії техногенних навантаження починається тоді, коли в нових угрупованнях, що вже склалися, під впливом шкідливих факторів збережеться критична кількість осіб. Тоді порушені взаємозв'язки організмів .з часом відновляться і протягом 16 тижнів відновиться початкова кількість даного виду. Час самовідновлення в залежності від стану системи, з якого починається відновлення, може бути коротшим. При меншому техногенному навантаженні можливий більш повільний процес зникнення популяції жуків і більш коротке відновлення, що описуються логістичними функціями з іншими значеннями коефіцієнтів. Використання даного способу дає можливість, знаючи початковий стан екосистеми, інтенсивність впливу одного або багатьох техногенних навантажень і час впливу, прогнозувати зміну екологічного стану, визначити критичні параметри екологічної системи, процеси відновлення, допустимі величини техногенного навантаження, здійснювати, в разі потреби, корекцію впливу техногенного навантаження на екологічну систему, (комбінація навантаження і відновлення), щоб не допустити входження системи в критичний стан. Спосіб визначення допустимих техногенних навантажень на екологічну систему з властивістю самовідновлення, що патентується, можна реалізувати з використанням ЕОМ при наявності в пам’яті відповідного програмного забезпечення. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 6 Але для своєї реалізації вимагає попереднього визначення функціональної залежності стану дослідної території без техногенного навантаження і тестування змін стану дослідної території під впливом різних навантажень. Заявляємий спосіб визначення допустимих техногенних навантажень можна реалізувати на основі будь - яких методів визначення стану системи на виділеній території, наприклад, таких як фотографування, сканування території з літального апарату, ін. Використання запропонованого способу визначення стану навколишнього середовища дозволить зменшити витрати на відновлення навколишнього середовища завдяки прогнозуванню його стану і недопущенню входження дослідних територій в недопустимий критичний стан. Джерела інформації: 1. Язиков Е.Г. і ін. Способ определения техногенной загрязненности почвенного покрова тяжелыми металлами группы железа. Патент Росії №2133487, кл.G01V9/00, 99р. 2. Берзина И.Г. і ін. Способы поиска месторождений урана и обнаружения экологического загрязьнения окружающей среды. Патент Росії №2059273, κπ.G01V9/00, 96р. 3. Математическая энциклопедия, т.3, Из-во «Сов. Энциклопедия», М., 1982. 4. Шевченко В.Л. Застосування залежностей з обмеженням зросту для спрощення побудови прогнозуючих моделей воєнно-економічних процесів. 36. наук, праць. Вип.4 (24). п. ред Шпура М.І. та ін. К., ННДЦ ОТ і ВБУ. 2004, с.102-110. 5. Одум Ю. Основы экологии. Из-во «;Мир», М., 1975, 740с 6. Сафронов Ю.П. и др. Инфракрасные распознающие устройства. ВИ МО СССР, Μ. 1976, 208с. 7. Скалкин Ф.В. і ін. Энергетика и окружающая среда. Л., Энергоиздат, 1981, 280с. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601