Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС 77 – 67482 от 18.10.2016

УДК 082

ББК 94

Издательство: ООО "Научная мысль"

Год: 2017

Режим доступа: http://nauch-misl.ru/index.php/18-12-svk

Информация о публикации в Научной электронной библиотеке eLibrary.ru: можно посмотреть здесь.

Аннотация

Сборник включает материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы естественных и технических наук-2017», которая состоялась 18 декабря 2017 года.

Материалы представлены по следующим научным направлениям: охрана окружающей среды и экология человека, биология, электроэнергетика, приборы для измерений ионизирующих излучений, машиностроение, математика и информатика.

Сборник предназначен для преподавателей, аспирантов, студентов и для всех, кто занимается научными исследованиями.

Авторы опубликованных материалов несут ответственность за точность приведенных цитат, экономико-статистических данных, собственных имен, географических названий и прочих сведений.

Редколлегия оставляет за собой право технического редактирования представленного материала без искажения идей автора с условием сохранения его основных мыслей и стиля.

Сборник в формате PDF

СОДЕРЖАНИЕ

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

УДК 628.358

Маркин И.В., Еськова М.А., Стехин Д.С., Хавлина Н.С., Юдина Д.О.
ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», г. Тамбов, Россия
Дворецкий Д. С.
научный руководитель, д-р. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Технологии и оборудование пищевых и химических производств», ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», г. Тамбов, Россия

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОВОДОРОСЛИ CHLORELLA VULGARIS ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

В водные объекты Тамбовской ежегодно сбрасывается около 53,49 млн м³ сточных вод, из них 29,05% – условно-чистые и нормативно-очищенные сточные воды. Свыше 70,95% сточных вод сбрасываются в водные объекты загрязнёнными и недостаточно-очищенными [1].

Загрязненные сточные воды содержат большое количество неорганического азота и фосфора, а также некоторые тяжелые металлы, которые в конечном счете сбрасываются в крупные водоемы.

Главной целью очистки сточных вод является уменьшение уровня содержания азота и фосфора. Было показано, что городские, сельскохозяйственные и промышленные сточные воды содержат в три раза больше азота и фосфора
[2, с.24], чем естественные водоемы. Такое увеличение уровня питательных веществ приводит к эвтрофикации. Проблема эвтрофикации заключается в дисбалансе, который он создает в воде экосистем. Дисбаланс начинается с увеличения роста некоторых видов, таких как фитопланктон и водоросли. Окончательное разложение водорослей приводит к дополнительному потреблению кислорода, что является стрессом для других представителей фауны и флоры, живущих в этих экосистемах.

Традиционная очистка сточных вод, реализуемая в российских городах осуществляется по полной биологической очистке: первая ступень – механическая очистка, включающая процеживание воды на решетках, улавливание минеральных примесей в песколовках и отстаивание воды в первичных отстойниках; вторая ступень – биологическая очистка воды в аэротенках с использованием активного ила и его осаждением во вторичных отстойниках.

Третья ступень – обеззараживание сточных вод ультрафиолетовым облучением или химическими реагентами.

Недостатком данной технологии является то, что при очистке стоков образуется осадок, для хранения которого необходимы обширные территории со специально оборудованными площадками. В результате происходит образование экологически опасных объектов складирования осадков сточных вод и активного ила, характеризующихся высокой степенью негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека. При этом переработка и вторичное использование уже образовавшихся и размещенных отходов (относящихся к 4 классу опасности) практически не ведется. Также, применение активного ила не позволяет полностью удалить из сточных вод фосфаты.

Еще одним недостатком является, то, что активный ил, используемый в традиционной технологии, преимущественно состоит из узкоспециализированных бактерий, т.е. нет одного вида бактерий, который мог бы очистить весь спектр веществ, находящихся в сточных водах. Решение данной проблемы возможно использованием более высокоразвитого биологического агента – микроводоросль Chlorella vulgaris.

Биоочистка микроводорослями имеет множество преимуществ, среди которых: высокая способность к поглощению неорганических питательных веществ (азотистые вещества и фосфор), использование фотосинтеза, в результате которого выделяется кислород, обладающий дезифецирующим действием; способность удалять тяжелые металлы и некоторые токсичные органические соединения, обладают бактерицидным действием за счет выделения антибиотика хлореллина, возможность выращивания в больших количествах в открытых биореакторах.

Кроме того, полученная биомасса микроводоросли может в дальнейшем использоваться для экстракции липидов [3, с.38]; в качестве компонента питательной среды при производстве молочной кислоты [4, с.15]; для получения биогаза, в качестве кормовой добавки для животных.

Целью исследования является исследование возможности очистки городских сточных вод сточных вод микроводорослью Chlorella vulgaris.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Экспериментальное исследование кинетики потребления катионов аммония и фосфат-анионов микроводорослями C. vulgaris ИФР № С-111 и C. vulgaris ИФР № С-2.

2) Изучение кинетики роста микроводорослей C. vulgaris ИФР № С-111 и C. vulgaris ИФР № С-2 на городских сточных водах.

3) Сравнение эффективности очистки сточных вод активным илом и микроводорослью.

4) Изучение влияния хлореллина на ОМЧ патогенной микрофлоры сточных вод.

5) Определение возможности сброса сточных вод в реку после культивирования микроводоросли.

В исследовании была доказана возможность очистки городских сточных вод с использованием штаммов микроводоросли Chlorellavulgaris ИФР № С-111 и Chlorellavulgaris ИФР № С-2. Культивирование микроводорослей проводилось в лабораторной установке, состоящей из шести фотобиореакторов в течение 7 дней, при температуре 20-22 °С и среднем уровне освещенности ≈14 клк.

В течение ферментации контролировали следующие показатели: количество азота по ГОСТ 33045-2014 [5]; количество фосфора по ПНД Ф 14.1;4.248-07 [6]; количество клеток микроводоросли при помощи камер Горяева; количество патогенных микроорганизмов - методом определения ОМЧ.

Установлено, что биоочистка микроводорослью намного эффективней традиционной схемы с применением активного ила. Так, хлорелла отличается высокой удельной скоростью роста (0,287 ч^-1); скоростью потребления азота (14,13) и фосфатов (22,9), которые в несколько раз больше соответствующих показателей активного ила. ПДК по азоту и фосфатам достигаются за 7 суток, в то время как у активного ила за 11 дней культивирования ПДК не достигнуты.

Также применение хлореллы позволяет достичь ПДК по микробиологическим показателям, в то время как при применении активного ила необходима дальнейшая дезинфекция воды.

Стоит также отметить, что прирост биомассы микроводоросли происходил из точки с минимальным значением (1,3 млн кл/мл). В дальнейшем, для увеличения производительности процесса очистки сточных вод, необходимо увеличить начальный титр клетки.

Данное решение позволит получить за более короткий срок большее количество биомассы, и как следствие – сократить время, за которое происходит очистка сточных вод до норм ПДК.

Также, увеличение числа микроводорослей, за счет выделения ими антибиотика, может значительно снизить величину ОМЧ.

Библиографический список

1. ИТС 8-2015 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях», [Текст]. – Введ. 2015–08–01. – М. : Бюро НДТ, 2015. – 116 с.
2. Munck, C. Limited dissemination of the wastewater treatment plant core resistome / C. Munck, M. Albertsen, A. Telke, M. Ellabaan, PH. Nielsen, MO. Sommer // Nature Communications , Vol. 6, [8452], 2015. DOI: 10.1038/ncomms9452.
3. Дворецкий, Д.С. Experimental definition of technological modes of growth of biomass of a microalga Chlorella with the raised contents lipids agricultural animals / Д.С. Дворецкий, Е.В. Пешкова, М.С. Темнов // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. – Воронеж, – 2014. – С. 32-38.
4. Дворецкий, Д.С. Оценка возможности комплексного использования сточных вод для биосинтеза липидов и молочной кислоты / Д.С. Дворецкий, М.С. Темнов, И.В. Маркин, А.И. Бушковская, Я.В. Устинская, Р.Д. Санталов, М.А. Еськова // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. – Тамбов, 2017. – С. 9-16.  DOI: 10.17277/voprosy.2017.03.pp.009-016.
5. ГОСТ 33045-2014 «Вода. Методы определения азотсодержащих веществ», Межгосударственный стандарт [Текст]. – Введ. 2016–01–01. – М. : Стандартинформ, 2015. –  23 с.
6. ПНД Ф 14.1:4.248-07 «Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций ортофосфатов, полифосфатов и фосфора общего в питьевых, природных и сточных водах фотометрическим методом» [Текст]. – Введ. 2007–11–07. – М., 2007. – 13 с.

В начало

УДК 502.55:62

Шумилов Д.В.
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары, Россия
Гущин И.А.
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары, Россия

РАСЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА ПРИ СБРОСАХ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В ВОДНУЮ СРЕДУ

Вредные вещества появляются в воде при аварийных режимах работы предприятия. Чтобы оценить последствия воздействия их на человека, в работах [1-5] характеристикой количественной меры опасности являлся потенциальный территориальный риск в точке (x, y), представленный в виде 

R(x,y)= P_i(A)·P_ij(x,y)·P_j(H),

(1)

где P_i(A) – вероятность возникновения аварии по i-й модели развития аварии в течение года; P_ij(x,y) – вероятность реализации процесса воздействия j по модели iв заданной точке; P_j(H) – риск заболевания или смертельного исхода.

За аварийный сброс в воду отвечает событие с вероятностью P_i(A). Вточке сброса может быть превышена предельно-допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества, что учитывается вероятностью P_ij(x,y). P_j(H) отвечает за риск заболеваемости человека при условии, что вредные вещества в городской водопровод поступают в течение длительного времени.

Следует учитывать, что определенный эффект воздействия проявляется не мгновенно, а через некоторый промежуток времени в течение жизни человека. Поэтому постоянно в рассматриваемом районе проводится мониторинг уровня заболеваний за достаточно большой промежуток времени. Собранные статистические данные анализируются и на их основе строится вероятностная модель.

В начале исследования идентифицируют опасность с проведением анализа гидрохимического мониторинга водопроводной воды. Далее оценивают риск неканцерогенных острых эффектов с определением значения prob, связанное с риском заболевания в соответствии с функцией нормального распределения:

(2)

В отличии от пороговой модели, здесь для оценки риска неканцерогенных хронических эффектов используют беспороговую модель, учитывающую оценку вероятности увеличения первичной заболеваемости в ответ на продолжительное воздействие неканцерогена:

 R=P(H)=1- exp[ ( ln0,84/(ПДК•KЗ• С)],

(3)

где С – усредненная суточная концентрация  вещества, попадающая  в  человека из городской водопроводной сети в продолжении его жизни; K_{З –}коэффициент запаса, равный 100 для веществ с выраженной вероятностью отдаленных последствий и 10 для остальных веществ.

Для L веществ суммарный неканцерогенный риск рассчитывается отдельно для острых и хронических эффектов:

(4)

Канцерогенные вещества, поступаемые с водой в организм человека, вызывают раковые заболевания. Вероятность развития злокачественных новообразований на протяжении всей жизни человека при воздействии канцерогена:

R=P(H)=1- exp ( -SF₀· LADD),

(5)

где SF₀– канцерогенный потенциал; LADD – среднесуточная доза при пероральном пути поступления.

Если уровни загрязнения воды канцерогенами незначительны при значениях близким к порогам воздействия, то по линейной модели:

R=P(H)= SF₀· LADD,

(6)

Предложенный алгоритм вычисления риска позволяет рассчитать все компоненты риска, входящие в формулу (1). Для принятия управленческих решений рассматривают динамику риска, которая выявляется при сравнении альтернативных моделей расчета, основанных на длительных мониторинговых наблюдениях за загрязнением водной среды и заболеваемости населения. Такой подход позволит на управленческом уровне принять превентивные меры для сохранения здоровья населения.

Библиографический список:

1. Гущин, И.А. Метод оценки экологического риска техногенного воздействия электроэнергетических предприятий на окружающую среду / И.А. Гущин // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения: сб. науч. тр. – Вып. 7. – Чебоксары : Изд-во Чуваш. ун-та, 2011. – С. 88–96.
2. Гущин, И.А.Оценка риска воздействия электроэнергетических предприятий на атмосферу / И.А. Гущин // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения: сб. науч. тр. Вып. 9. – Чебоксары : Изд-во Чуваш. ун-та, 2013. – С. 197–201.
3. Гущин, И.А. Методология оценки риска воздействия энергетического предприятия на воздушную среду / И.А. Гущин // Вестник Чувашского университета. – 2015. – №3. – С. 49-51.
4. Гущин, И.А. Инновационный подход к оценке риска воздействия предприятий на здоровье человека / И.А. Гущин // Состояние и перспективы развития инновационных технологий в России и за рубежом. Сборник материалов I международной конференции. – Чебоксары : Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова. – 2016. – С. 69-73.

 В начало

УДК 556.535.8

Галиакберов В.В.
магистрант первого года обучения напр. «Техносферная безопасность», кафедра безопасности производства и промышленной экологии, ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», г. Уфа, Россия
Белозерова Е.А.
научный руководитель, ассистент кафедры «Безопасности производства и промышленной экологии» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», г. Уфа

ПРИМЕНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТЕСТ-СИСТЕМ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФИТОТОКСИЧНОСТИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД РЕКИ МАЛЫЙ КИЗИЛ

Для оценки уровня загрязнений окружающей среды поллютантами применяют методы биотестирования, с использованием в качестве тест-объектов растения, отличающиеся чувствительностью к загрязнителям, несложным культивированием и, что особенно важно, имеющие реакцию, сопоставимую с таковой других тест- организмов. Биотестирование не отменяет систему аналитических и аппаратных методов контроля природной среды, а лишь дополняет ее качественно новыми биологическими показателями, так как с экологической точки зрения сами по себе результаты определения концентрации токсикантов имеют относительную ценность. Использование биологических тест-систем позволяет определить изменения в экосистемах на очень ранней стадии, когда они еще не проявляются в виде морфологических и структурных изменений и их нельзя выявить другими методами. Кумулятивный эффект всего многообразия сочетаний различных воздействий возможно оценить лишь с помощью биотестирования [1, с. 14; 21].

Целью данной работы является оценка токсичности поверхностных вод реки Малый Кизил с использованием растительных тест-систем Lepidiumsativum  и  Raphanussativus.

Материалом для исследований послужили пробы воды р. Малый Кизил, отобранные в нескольких створах на всей длине водотока. В образцах воды методом атомной абсорбции определяли валовое содержание тяжелых металлов (Cu, Zn, Fe, Mn, Pb, Cd). Анализ пространственной изменчивости металлов в воде р. Малый Кизил, показал, что во всех исследуемых створах зафиксированы превышения допустимой нормы по меди, цинку и марганцу. Максимальное превышение нормы по Cu составило 27 ПДК, Zn-5 ПДК и Mn-4 ПДК. Концентрация Fe в воде превышала норму лишь у истока реки и составило 16 ПДК [2, с. 132].

Работа выполнялось по методике, основанной на измерение  длины надземной части тестируемых тест-объектов, при воздействии токсических веществ, присутствующих в исследуемой водной среде, по сравнению с пробами, не содержащих токсических веществ (дистиллированная вода). Для этого из отобранных проб воды были получены растворы в диапазоне концентрации 1-16. Полученные образцы были использованы для полива проростков выбранных тест-растений. Продолжительность опыта составила 7 дней [3].

Наземная часть проростков кресс-салата варьировало в пределах от 17 до 26 мм, максимум которого приходился на образцы, пророщенные в воде створа реки пос. Смеловский, где длина побега превышала таковую в контроле (21 мм) (рисунок 1). Однако у проростков, выращенных в воде створа Абзаково, данный показатель не превышал контроля. Возможно, исходный и разбавленные образцы воды створа 2 являются фитотоксичными.

Длина наземной части редиса изменялась в узком диапазоне от 25 до 35 мм и находилась в пределах контроля (29 мм) (рисунок 2). Можно сказать, что образцы вод обладали стимулирующим эффектом по отношению к исследованному тест-отклику. 

Рисунок 1 – Изменение средней длины наземной части проростков Lepidiumsativum
в пробах воды р. Малый Кизил в диапазоне концентрации 1-16

Рисунок 2 – Изменение средней длины наземной части проростков Raphanussativus
в пробах воды р. Малый Кизил в диапазоне концентрации 1-16

Корреляционный анализ выявил отрицательную зависимость между длиной наземной части проростков кресс-салата и содержанием в воде
Mn (r = - 0,91) (рисунок 3). Возможно, что соединения данного металла обладают ингибирующим эффектом на надземную часть растительных организмов. Установлено, что токсичность Mn проявляется с нарушением в растительном организме окислительно-восстановительных процессов, что приводит к ухудшению углеводного и белкового обмена [4, с. 285].

В то же время установлена положительная достоверная связь между данным критерием редиса и содержанием Fe в поверхностных водах (r = 0,95) (рисунок 4). Возможно, это свидетельствует о стимулирующем действии данного металла на данный показатель фитотеста, так как без него не образуется хлорофилл растений. Также железо входит в состав ряда ферментов и принимает участие в окислительных процессах [5, с. 78].

Рисунок 3 – Зависимость длины наземной части Lepidiumsativum от содержания марганца
в поверхностных водах реки Малый Кизил

Рисунок 4 – Зависимость длины наземной части Raphanussativus от содержания железа
в поверхностных водах реки Малый Кизил

Таким образом, по результатам проведенных исследований, можно сказать, что по данному тест-отклику поверхностные воды реки Малый Кизил не являются фитотоксичными. Однако, у проростков кресс-салата, выращенных в воде створа Абзаково, данный показатель не превышал контроля, возможно, исходные и разбавленные образцы воды оказали фитотоксическое воздействие на тест-систему. То есть, можно предположить, что по данному рассмотренному тест-отклику кресс-салат оказался более чувствителен к действию поллютантов, чем редис. Данные корреляционного анализа показывают, что высокая концентрация марганца в воде оказывает ингибирующее действие на наземную часть кресс-салата, в то же время установлена, что высокие концентрации в воде железа благоприятно влияют на рост семян редиса.

Библиографический список:

1. Багдасарян, А.С. Биотестирование почв техногенных зон городских территорий с использованием растительных организмов / А.С. Багдасарян. – Ставрополь, 2005. – 159 с.
2. Галиакберов, В.В. Исследование содержания тяжелых металлов в поверхностных водах реки Малый Кизил / В.В. Галиакберов, Г.Ш. Кужина // Материалы Всероссийской научной конференции «Биоразнообразие и механизмы адаптации организмов в условиях техногенного загрязнения». – Сибай : СГТ – ф-л ГУП РБ ИД РБ, 2015. – Изд. №119. – С. 130-133.
3. Методика определения токсичности питьевых, поверхностных и сточных вод по измерению показателей всхожести семян, средней длины и среднего сухого веса проростков семян кресс-салатa. – Стерлитамак, 2012. – 20 с.
4. Власюк, П.А. Значение микроэлементов цинка и бора в аминокислотном обмене и засухоустойчивости озимой пшеницы / П.А. Власюк // Физиология растений. – 1968. – Т.15. – вып. 2. – С. 281-287.
5. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение / В.Б. Ильин. – Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние. – 1991. – 151 с.

В начало 

УДК 574

Грачева Т.Д., Мартюшин В.А.
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Крымский Федеральный Университет им. В.И. Вернадского» Академия Строительства и Архитектуры, г. Симферополь, Россия
Ким М.А.
научный руководитель, консультант, заведующая отделом мониторинга водных объектов и использования вод, Государственный комитет по водному хозяйству и мелиорации Республики Крым, г. Симферополь, Россия

ПРОБЛЕМА ВОДООБЕСПЕЧЕННОСТИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

Проблема обеспечения качественными водными ресурсами для Республики Крым существовала давно и чрезвычайно актуальна в настоящее время, ведь по запасам собственных водных ресурсов полуостров Крым является наименее обеспеченным собственными водными ресурсами регионом Российской Федерации [1, с. 2]. По оценке, общие собственные ресурсы речного стока Крыма составляют 910 млн. м ³.

Однако по территории полуострова реки распределены крайне неравномерно. Это связано, в том числе, и с особенностями рельефа. На горный Крым приходится 85 % речного стока, на равнинный Крым и Керченский полуостров – 15 %. Речные воды являются практически единственным источником питьевого водоснабжения ЮБК, Бахчисарайского и Белогорского районов [2].

С целью аккумуляции речного стока для нужд населения и экономики в Республике Крым построено 14 водохранилищ естественного стока, суммарным объемом 255 млн. м³, а также 1800 прудов [1, c. 3].

По определению Европейской экономической комиссии ООН, обеспеченность региона водными ресурсами считается достаточной при наличии более 1,7 тыс. м³ в год на человека. Водообеспеченность местными водными ресурсами  Крыма характеризуется величиной 0,41 тыс. м³ в год, что более чем в 2,5 раза меньше даже порогового значения 1000 м³ в год на человека.

Для покрытия дефицита водных ресурсов, основным источником пресной воды для Крыма являлся Северо-Крымский канал, протяженностью 400,5 км. Протяженность межхозяйственных каналов составляет  1510,0 км, количество насосных станций – 363 шт., построено 8 наливных водохранилищ. По Северо-Крымскому каналу на полуостров поступало с территории континентальной Украины до 85% потребляемой пресной воды [2].

По итогам переписи населения по состоянию на 14 октября 2014 года, численность учтённого постоянного населения Республики Крым составила 1,89 млн. человек. Большая часть жителей (63%) – городское население. Среднее потребление питьевой воды в Крыму – 90 л/чел. в сутки. Эта величина близка к общероссийским нормативам.

Потребность в водных ресурсах для социально-экономического развития Республики Крым составляет до 2 км³ в год. В настоящее время суммарное водопотребление не достигает и 0,4 км³ в год [2].

Обеспечение питьевых и бытовых нужд населения является приоритетным. Водообеспечение населенных пунктов Республики Крым осуществляется из поверхностных водных объектов: водохранилищ естественного стока и водохранилищ, наполняемых из системы Северо-Крымского канала, а также из подземных источников.

Собственные ресурсы местного стока Крыма в год составляют от 611 млн.м³ до 224 млн.м³ (водный – засушливый года). Из них объем возможного отбора для использования составляет  соответственно 241,5 млн.м³ и 166,5 млн.м³. Остальной объем участвует в процессах пополнения подземных вод и поддержания природного баланса и ландшафтов.

Подземные воды распространены практически по всей территории  Крыма, за исключением небольшого по площади участка в юго-восточной части полуострова, а самые крупные месторождения Северо-Сивашское, Белогорское, Альминское) обеспечивают потребность в воде нескольких районов одновременно.

Наибольший водоотбор (от 32 до 53 тыс.м³/сут) характерен  для  Сакского, Джанкойского,  Красноперекопского,  Бахчисарайского, Красногвардейского и Симферопольского  районов.  Незначительные  объемы  водоотбора (от  2,8  до  8,1 тыс. м³/сут.)  в  Ленинском,  Советском, Раздольненском, Черноморском районах и на территории Керченского и Судакского городских советов.

При необходимости добыча подземных вод на территории Крыма (по данным оценки  запасов  60-х  годов  категорий  А+В)  может  достичь  700-800 тыс. м³/сут и полностью обеспечить  потребности  хозяйственно-питьевого  водоснабжения. Такая величина добычи  отмечалась в 90-х годах.  Увеличение  водоотбора возможно на месторождениях Равнинного Крыма (центральная и северо-восточная часть территории), а также в Бахчисарайском и Сакском районах.  Непременным  условием  для  столь значительного (более  чем двукратного)  увеличения  добычи  подземных  вод  является переоценка  запасов  месторождений  пресных  подземных  вод.

Несмотря  на  кажущееся  наличие  значительных  резервов  в  ресурсах  пресных вод,  некоторые  районы  испытывают  дефицит  в  них [3, c. 33].

Годовая потребность Крыма в водных ресурсах для динамичного социально-экономического развития региона составляет в среднем 490,2 млн. м³.

Вода для Крыма стала одним из основных лимитирующих факторов социально-экономического развития.

В сравнении с предыдущими годами, общий объем забора воды  по Республике Крым уменьшился в 5 раз: с 1553,8 млн. м³ в 2013 году до 292,9 млн.м³ в 2016 году.

Из них забор пресной поверхностной воды из местных источников в 2016 году составил 147,1 млн. м³ (50%); подземной – 118,9 млн. м³ (40%); морской – 26,9 млн. м³ (10%).

В том числе на нужды:

-  коммунальной отрасли – 67,2 %,

-  промышленности – 4,7 %,

-  энергетики – 11,2 %,

-  агропромышленного комплекса – 4,4%,

-  другие отрасли – 12,5 %.

Дефицит собственных водных ресурсов отмечается во всех районах Республики Крым за исключением Сакского и Бахчисарайского, которые поставляют воду в соседние регионы. Дефицит воды обусловлен изменением структуры источников водоснабжения, которые были представлены подземными и поверхностными (водохранилища) водами, а также днепровской водой, подаваемой по Северо-Крымскому каналу (с 2014 г. подача воды прекращена).

Для нужд питьевого водоснабжения населения объемы воды оцениваются как достаточные.

Наиболее острый дефицит воды отмечен в сельскохозяйственном секторе Первомайского, Красногвардейского, Красноперекопского, Джанкойского, Нижнегорского, Советского, Кировского и Ленинского районов, получавших воду из Северо-Крымского канала.

Сокращение источников воды привело к переориентации сельскохозяйственного производства в указанных районах: полностью ликвидировано производство риса, расширились площади под зерновыми, не требующими орошения, сократились площади орошаемых зерновых и крупяных культур (кукурузы, сои), быстрыми темпами сокращается овощеводство, лимитируется развитие садоводства. Зато повсеместно внедряются методы капельного орошения.

Практически ликвидированы рыбные хозяйства (Раздольненский, Красноперекопский районы).

Наиболее крупными потребителем водных ресурсов среди промышленных предприятий является завод Титан (Красноперекопск) и Содовый (Армянск) завод. Заводы испытывают дефицит воды.

Проблемой, препятствующей  стабильному развитию  централизованного водоснабжения в Республики Крым, является недостаточное количество доступных источников питьевой воды и их неравномерное распределение по территории.

Все подземные воды  Крыма  используются в системе централизованного питьевого водоснабжения без предварительной очистки, хотя ряд источников характеризуется повышенным солесодержанием (жесткость, хлориды и сульфаты), отмечаются также значительные концентрации нитратов. В настоящее время в Крыму многие населенные пункты используют для питья воду с повышенной минерализацией. В девяти населённых пунктах Крыма качество воды из подземных источников не соответствует требованиям действующих стандартов. При этом на  всей территории Республики Крым в большинстве существующих подземных водозаборов наблюдается тенденция к ухудшению качества воды в них.

Водоподготовка воды из поверхностных источников производится на 13 водопроводных станциях с общей производительностью 987,4 тыс. м³/сут. Значительная часть водоочистных сооружений и оборудования сильно изношены и требуют восстановления, оборудования сильно изношены и требуют восстановления, модернизации или замены.

С учетом перспектив социально-экономического развития Крыма, существующие станции водоподготовки, недостаточны по своей производительности; на них потребуется модернизация систем улучшения качества, применение новых методов очистки. Важно также развитие локальных систем водоподготовки для обеспечения ими в первую очередь образовательных и лечебных учреждений, а также индивидуальных водопользователей. Переброска из Нежинского, Просторненского и Новогригорьевского водозаборов подземных вод в Восточный регион Крыма позволит обеспечить качественной водой население Судакского, Феодосийского, Керченского и Ленинского муниципальных образований, Дополнительным источником, позволяющим уменьшить дефицит в водных ресурсах может стать применение опреснительных установок. Опреснение минерализованных, морских вод является стратегическим направлением развития водообеспечения во многих странах мира. Рынок технологий опреснения морской воды в России активно развивается, индивидуальные опреснительные установки уже находят применение и в Крыму. Одним из существенных недостатков опреснения является большое потребление электроэнергии и высокая себестоимость получаемой воды. Решая задачу водообеспечения в Крыму, очевидно, что определенный объем водных ресурсов может быть получен и за счет повторного использования сточных и сбросных вод в промышленности, сельском хозяйстве, бытовом секторе [4].

Правительством Российской Федерации и  Республики Крым  принимаются все необходимые меры по улучшению ситуации  водообеспечения Крыма.

Библиографический список:

1. Состояние, возможности и перспективы развития водоснабжения Республики Крым» : Доклад Министра жилищно-коммунального хозяйства Республики Крым А.Жданова на расширенном заседании Комитета Совета Федерации по федеративному устройству, региональной политике, местному самоуправлению и делам Севера в рамках проведения 24-25 марта 2015 года Дней Республики Крым в Совете Федерации [Электронный ресурс] . – Режим доступа: http://mzhkh.rk.gov.ru/file/mzhkh_doklady_i_vystuplenija_1.pdf (Дата обращения: 9.12.2017г.).
2. Министру сельского хозяйства Российской Федерации Ткачёву А.Н. : Проект совместного обращения Общественного совета при Министерстве сельского хозяйства Республики Крым и Общественного совета при Государственном комитете по водному хозяйству и мелиорации Республики Крым  [Электронный ресурс] . – Режим доступа:   http://gkvod.rk.gov.ru/rus/file/ Sovmestnoe_obraschenie_obschestvennogo_sovetagkvod.pdf (Дата обращения: 10.12.2017г.).
3. Доклад о состоянии и охране окружающей среды на территории Республики  Крым в 2015 году. – Симферополь : ИП Бондаренко Н.Ю., 2016. – 294 с.
4. Об утверждении Плана первоочередных мероприятий (действий) по обеспечению бесперебойного хозяйственно-бытового и питьевого водоснабжения республики Крым и города федерального значения Севастополя : Приказ № 236 от 27.05.2014 г. [Электронный ресурс] . – Режим доступа: http://mzhkh.rk.gov.ru/rus/file/PDFsamTMPbufferYLMYU1.pdf (Дата обращения: 8.12.2017 г.).

 В начало 

УДК 621.91:504

Дружинский В.О.
Техникум Димитровградского инженерно-технологического института – филиала НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия
Дружинская О.И.
Научный руководитель, канд. техн. наук, доцент Димитровградского инженерно-технологического института – филиала НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия

ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКА – ШАГ В БУДУЩЕЕ. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Каждый год человечество потребляет огромное количество энергоресурсов. В современном мире энергетические потребности обеспечиваются главным образом за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива (газ, уголь и др.), воды и атомного ядра [3]. Однако новые технологические процессы для эффективного использования полезных ископаемых потребуют дополнительных затрат энергии для производства единицы продукции. Следовательно, это означает, что для данного процесса  в будущем удельное электропотребление должно возрасти по сравнению с настоящим.

Запасы природных топливных ресурсов не только быстро истощаются, но и привносят различные инородные вещества, загрязняющие окружающую среду при использовании (сжигании) их человеком. Эксплуатация альтернативных источников энергии позволит обществу снизить расход невозобновляемых полезных ископаемых.

В выдвинутой Альбертом Эйнштейном теории, рассматривается взаимосвязь материи и энергии. Было доказано, что одна субстанция способна превращаться в другую. При этом выяснилось, что энергия является первичным фактором существования тел, а материя вторична.

Закон сохранения энергии является одним из самых фундаментальных постулатов физики. Таким образом, энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает, то есть она переходит из одной формы в другую. Иными словами, происходит только изменение энергии.

Энергия – это то, благодаря чему существует жизнь не только на нашей планете, но и во Вселенной. При этом она может быть очень разной. Так, свет, тепло, микроволны, звук, электричество, калории представляют собой различные виды энергии.

Для всех процессов, происходящих вокруг нас, необходима эта субстанция. Большую часть энергии все сущее на Земле получает от Солнца.

Солнечная энергия уверенно завоевывает устойчивые позиции в мировой энергетике. Ее привлекательность обусловлена рядом обстоятельств, таких как неисчерпаемость, экологичность и доступность.

Однако использование альтернативного источника в виде гелиоэнергетики, как основного и единственного, многими учеными рассматривается как подход замещения и принимается как классический в проблематике альтернативной энергетики. Отсюда и идет отвержение большого количества проектов, в связи с отсутствием гарантии постоянного, равномерного и бесперебойного поступления энергии.

В России имеются значительные ресурсы разнообразных возобновляемых источников энергии. Несмотря на то, что страна обладает огромными ресурсами ветровой, геотермальной, солнечной энергии, энергии биомассы, гидроэнергетическими ресурсами, в настоящее время возобновляемые источники энергии используются в стране очень мало. В последнее время в нашей стране возрос интерес к освоению возобновляемых источников энергии, но пока использование таких источников не ведется в промышленном масштабе, хотя уже функционируют более десятка электростанций, которые получают энергию альтернативным способом [7]. Например, солнечные водонагревательные установки в Краснодарском крае, в Башкирии и Бурятии, ветроэнергетические комплексы на Чукотке, а также в Ленинградской и Калининградской областях; Вехнемутновская, Паужетская и Мутновская геотермальные электростанции на Камчатке; Менделеевская геоТЭС на Сахалине.

К сожалению, только незначительная часть энергии добывается на Земле с помощью возобновимых ресурсов, таких как Солнце, ветер, водоисточники. Сегодня их удельный вес в энергетике составляет всего лишь около 5%, порядка 3-х % люди получают в виде ядерной энергии, при работе АЭС. Невозобновляемые ресурсы имеют следующие запасы (табл. 1).

Таблица 1 – Запасы невозобновляемых ресурсов

Только при своевременном переходе от использования невозобновляемых запасов энергии Земли к возобновляемым человечество имеет шанс на долгое и счастливое существование на нашей планете. Годовая величина возобновляемых ресурсов Земли (табл. 2)

Таблица 2 – Годовая величина возобновляемых ресурсов Земли

Солнечная радиация зависит, главным образом, от широты места, т.е. на экваторе она принимает наибольшую величину, постепенно убывающую к полюсам.

Мощность солнечных лучей, падающих вертикально на наружную часть атмосферы, равна примерно 1350 Вт/м² [5]. В средних широтах мощность для поверхности Земли равна летом – 300 Вт/м² и 80 Вт/м² зимой.

Россия расположена между 41 и 82 градусами с. ш., и уровни солнечной радиации на ее территории существенно варьируются (рисунок 1). По российским оценкам, солнечная радиация в отдаленных северных районах в год составляет 810 кВт-час/м², тогда как в южных районах она превышает 1400 кВт-час/м². 

Рисунок 1 – Энергоресурсы России: солнечная энергия [6]

Уровни солнечной радиации демонстрируют также большие сезонные колебания. Например, на широте 55 градусов в день солнечная радиация составляет в январе 1,69 кВт-час/м², а в июле – 11,41 кВт-час/м².

Для оценки возможностей солнечной энергетики округленно считают, что плотность потока солнечной радиации вне атмосферы Земли равна 1,4 кВт/м², а на уровне океана на экваторе в полдень около 1 кВт/м² [9].

Солнечная энергетика доступна в каждой точке нашей планеты, различаясь по плотности потока излучения не более чем в 2 раза. Отсюда она и привлекательна для многих стран, так как они заинтересованы в своей  энергетической независимости.

Общая мощность солнечной радиации, перехватываемая нашей планетой, составляет 1,7×10¹⁴ кВт. Это колоссальная мощность примерно в 500 раз превышает предельные и вряд ли достижимые потребности человеческой цивилизации, которые по оценке Римского клуба, могут составить 3×10¹¹ кВт.

Оценка энергии Солнца, которую наша планета получает в течение года, составляет около 10¹⁸ кВт×ч, что приблизительно в 10 раз больше энергии всех разведанных и неразведанных топливных ископаемых, включая расщепляющиеся вещества.

Из общего числа (100%) солнечной радиации, поступающей на нашу планету, примерно:

- 30% немедленно отражается обратно в космос, в виде коротковолнового излучения,

- 47% адсорбируется атмосферой, поверхностью планеты (океаном  и сушей), далее преобразовывается в тепловую энергию, большей частью рассеивающуюся в виде инфракрасного излучения в космос,

- 23% вовлекаются в процессы испарения, транспирации, конвекцию, осадки и кругооборот воды в природе.

Небольшая часть идет на образование потоков в океане и атмосфере, включая океанские волны, приблизительно 0,2%. Захватывается хлорофиллом растений и поддерживает жизнь на нашей планете около 0,02% и лишь малая доля от этого обеспечила миллионы лет назад накопление на планете мировых запасов ископаемых топливных ресурсов.

Люди нагревали воду при помощи Солнца с давних времен, до того, как ископаемое топливо заняло лидирующее место в мировой энергетике. Принципы солнечного отопления известны на протяжении тысячелетий.

Основными направлениям использования солнечной энергии считается получение тепла путем абсорбции солнечного излучения.

Однако, расширение масштабов использования энергии Солнца для целей тепло- и хладоснабжения сдерживается в основном из-за сравнительно высоких удельных капиталовложений в сооружение гелиосистем по сравнению с системами, работающими от традиционных источников энергии [8].

По характеру используемого оборудования и принципов получения энергии гелиоэнергетику условно делят на два основных вида [4]:

1. Солнечные батареи (фотоэлектрические преобразователи – ФЭП) – это специальное оборудование для получения электроэнергии за счет сначала поглощения, а затем преобразования солнечной радиации. Изначально такая технология применялась в космической отрасли.
2. Солнечные коллекторы для нагрева воды – это оборудование, позволяющее применять солнечное тепло для прогрева воды (теплоноситель). Оно с успехом используется не только в промышленности, но и в быту.

В масштабных перспективных планах учёных стоит пункт по созданию крупных космических станций, которые преобразуют из солнечной энергии электричество. На сегодняшний день ФЭП успешно используются для поставки электричества в космические аппараты, так как в космическом пространстве батареям легче уловить солнечную радиацию, поскольку выработка электроэнергии происходит в непрерывном режиме.

В нашей стране потенциальный объем теплоснабжения с применением солнечных коллекторов составляет около 250 млн. м², за счет внедрения солнечных систем можно будет обеспечить экономию до 40 млн. т.у.т. в год [2].

Международным энергетическим агентством (МЭА) в «Стратегиях и перспективах развития энергетических технологий до 2050 года» были предложены несколько сценариев развития мировой экономики.

В контексте этого направления, применение солнечной энергии как альтернативного источника для промышленного и бытового потребления, позволит решить такие основные природоохранные вопросы как:

- снижение –

• уровня загрязнения атмосферного воздуха вредными выбросами предприятиями энергетики;
• площадей отчуждаемой земли под шахты, терриконы, транспортные магистрали и т. д.;

- сохранение –

• климатических условий;
• кислорода за счет уменьшения сжигаемого топлива;
• природных запасов органических топливных ресурсов;
• природных ландшафтов.

Библиографический список:

1. Возобновляемая энергия в России. От возможности к реальности. (Международное энергетическое агентство) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.iea.org/media/translations/russian/RenewRussian2003.pdf  (дата обращения 10.12.2017).
2. Дидиков, А.Е. К вопросу использования альтернативных источников солнечной энергии в системах теплоснабжения промышленных и бытовых потребителей [Электронный ресурс] / А.Е. Дидиков. – Режим доступа: http://economics.open-mechanics.com/articles/605.pdf (дата обращения 12.12.2017).
3. Дружинская, О.И. Охрана гидросферы от загрязнений (сбросов) энергетических предприятий. / О.И. Дружинская, В.О. Дружинский // Труды Международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Экология энергетики – 2017» (Москва, 23 – 24ноября 2017 г.). – М. : Издательский дом МЭИ, 2017. – С. 17-19.
4. Использование солнечной энергии – революция в энергетике [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://energylogia.com/home/avtonomnost /ispolzovanie-solnechnoj-energii.html (дата обращения 10.12.2017).
5. Колтовой, Н.А. Научные исследования аномальных явлений. Книга 12. Альтернативные источники энергии [Электронный ресурс] / Н.А. Колтовой. – Режим доступа: https://koltovoi.nethouse.ru/ (дата обращения 13.12.2017).
6. Природа Южной Сибири и ее защитники [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ecoclub.nsu.ru/altenergy/images/karta2.gif (дата обращения 10.12.2017).
7. Природные ресурсы России. Обще образовательный журнал «Сезоны года». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://сезоны-года.рф/природные ресурсы России.html (дата обращения 10.12.2017).
8. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения / Р.Р. Авезов,  М.А. Барский-Зорин, И.М. Васильева и др.; Под ред. Э.В. Сарнацкого и С.А. Чистовича. – М. : Строииздат, 1990. – 325 с.
9. Что такое гелиоэнергетика [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dom-spravka.info/_alt_energo/gl_00.html (дата обращения 11.12.2017).

 В начало

УДК 504

Хуснутдинова А. Ф.
Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия
Золотухина А. В.
научный руководитель, Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия

АКТУАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ

С 2008 года правительство России посвящает каждый год актуальной теме, которая требует привлечения внимания общественности. Так, 2017 год объявлен в России годом экологии. Об этом еще 5 января 2016 года был подписан Указ Президента России. Основной целью  данного документа является  экологическая безопасность страны.

Думаю, каждый согласится и не поспорит с тем, что на сегодняшний день  охрана природы – одна из наиболее актуальных проблем современности. В той или иной степени с ней столкнулись все страны мира, и хотя экологическую опасность обычно связывают с индустриальными государствами Европы и Америки, она с каждым годом становится все актуальнее и актуальнее и в развивающихся странах. Не надо быть пророком, чтобы прогнозировать, что ее важность со временем будет нарастать угрожающими темпами.

Под понятием экологические проблемы понимают изменения природной среды в результате деятельности человека, ведущие к нарушению структуры и функционирования природы. Эта проблема носит антропогенный характер [3]. По-другому говоря, она возникает  вследствие неблагоприятного и негативного влияния воздействия человека на природу.

Общепринятым считается деление экологических проблем на [1]:

- локальные (затрагивается определенная местность);

- региональные (конкретный регион);

- глобальные (воздействие оказывается на всю биосферу планеты).

Сегодня во многих районах Земли по причине выбросов ядовитых газов и вредоносных веществ поменялся состав атмосферного воздуха, стали непригодными для жизни воды рек, озёр, пропали большие участки лесов, многие животные и растения. Всё это создало проблемы, которые человек должен решить, пока еще не поздно. Ведь уничтожение природы и её комплексов приводит к гибели самого человека.

На сегодняшний день, нет такой науки, которая могла бы устраниться от поисков выхода из экологического кризиса. Круг наук, вовлеченный в экологическую проблематику невообразимо расширился, так наряду с биологией, это и географические, экономические науки, медицинские и социологические исследования, физика атмосферы и математика.

Список экологических проблем, с которыми столкнулось мировое сообщество на пороге 21 века, к огорчению, огромное множество.

Так, одной из проблем, не понаслышке знакомой жителям абсолютно всех уголков земли является загрязнение окружающей среды. В особенности жестко её ощущают жители городов, в которых функционируют предприятия чёрной и цветной металлургии, энергетики, химической, нефтехимической, строительной и целлюлозно-бумажной промышленности. Атмосферу также сильно отравляют автотранспорт и котельные. Разнообразные вредоносные отбросы местами превышают допустимую норму в десятки раз, что считается предпосылкой возникновения онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний населения, а также вымирания животных. Вдобавок ко всему загрязнение воздуха способствует изменению атмосферного климата, глобальному потеплению и повышению ультрафиолетового солнечного излучения [2].

Следующей экологической проблемой, ответственность за которую целиком и полностью лежит на человеке является загрязнение мирового океана, подземных и поверхностных вод суши. Каждый год в реки и озера по всей России попадают тысячи тонн отходов химической и нефтеперерабатывающей промышленности с разных предприятий; в водоемах они уничтожают многие виды флоры и фауны. Кроме того, они делают воду непригодной даже для технического использования. Продукты жизнедеятельности человека также существенно влияют на загрязнение водоемов, поскольку вода, которая применяется в городах для нужд населения, из системы канализации часто попадает напрямую в открытые водоемы, минуя систему очистных сооружений.

Экологические проблемы России – это и неестественно высокое загрязнение почвы, особенно это касается Уральского региона. Уровень содержания тяжелых металлов в земле, находящейся на территории предприятий, порой в сотни раз превышает предельно допустимые нормы. Из-за неправильных горных разработок кардинально изменились ландшафты региона, многие горы и равнины превратились в карьеры и ямы [4].

В экологические проблемы входит и довольно серьезная не только для окружающей среды, но и для людей опасность. Химическое оружие, хранящееся на территории Курганской области и Удмуртии, представляет собой бомбу замедленного действия. Металлические боеприпасы, начиненные сильнодействующим веществом, постепенно подвергаются процессу коррозии. С каждым днем увеличивается риск утечки небезопасных примесей.

Не менее актуальна в России проблема утилизации бытовых отходов и загрязнения ими окружающей среды. В настоящее время она является одной из наиболее серьезных экологических проблем в стране: за год на одного жителя России образуется около 400 кг бытовых твердых отходов. А эффективных методов утилизации неорганики до сих пор не придумано [1].

Для того чтобы решить экологические проблемы, обязательно нужно уделять огромное внимание созданию природных заповедников, заказников, национальных парков и зеленых зон. Необходимо исследовать суть каждой проблемы и находить новые пути к их решению. Каждый человек должен внести свой посильный вклад в общее дело, несмотря на то, что далеко не каждый гражданин понимает какая ответственность на нем лежит по отношению к природе своей собственной страны. Ведь экологические проблемы отдельного региона невозможно решить самостоятельно, только лишь общими усилиями и стараниями эти беды можно сдвинуть с мертвой точки.

Библиографический список:

1. Баринов, А.А. «Зеленая» экономика / А.А. Баринов // Актуальные проблемы экологии и природопользования: сб. науч. тр. Вып. 13. Моква, 2014.  – С. 264.
2. Грешневиков, А.Н. Проблемы экологической безопасности в России / А.Н. Грешневиков // Право и безопасность. – Москва, 2005. – № 3. – С. 109.
3. Петерс, А.Я. Экологические проблемы России и их решение [Электронный ресурс] / ЭБС КиберЛенинка; А.Я. Петерс. – 2014. – №1. – С.117-120. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskie-problemy-rossii-i-ih-reshenie  (дата обращения 9.12.2017).
4. Рачинская, К.И. Экономические инструменты организации рационального природопользования / К.И. Рачинская // Актуальные проблемы экологии и природопользования: сб. науч. тр. Вып. 13. Москва, 2012. –  С. 323.

 В начало

УДК 504.064

Умерова Р.Ф., Дегтярева В.Е.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань, Россия
Гарифуллин Р.Ф.
научный руководитель, старший преподаватель, заведующий учебной лабораторией кафедры экономики и управления на предприятии Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева,г. Казань, Россия

ГОСУДАРСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Государственное управление в сфере окружающей среды и природопользования представляет деятельность всех органов власти регионов Российской Федерации в правоустановительной, правоприменительной, регулятивной и правоохранительной формах с целью создания благоприятной окружающей среды, обеспечения прав на охрану, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов [1, с. 17].

Государственное регулирование – это независимый контроль над экономикой. Сегодня одной из актуальных проблем в области охраны окружающей среды и природопользования в условиях перехода Российской Федерации к рыночной экономике является совершенствование государственного управления, базирующееся на системе законодательных и иных правовых актов, в рамках 30 федеральных законов РФ и около 200 подзаконных актов [2, с. 87]. Оценка качества окружающей среды производится, в первую очередь, с целью выявления максимально дозволенных норм воздействия на природную среду, во-вторых, соответствия всем требованиям экологической безопасности населения и длительного сохранения генетического фонда, в-третьих, с целью обеспечения разумного использования и воспроизведения природных резервов в контексте устойчивого развития экономической деятельности [7, c. 22-27]. Основываясь на методах регулирования и правовой защиты, в системе управления и охраны окружающей среды содержится ряд определенных инструментов и рычагов.

В настоящее время система государственного регулирования включает:

1. Формулирование экологической политики.

2. Формы управления окружающей средой.

3. Выбор принципов государственного регулирования природопользования.

4. Разработка информационно-правового поддержания природопользования.

5. Проведение инфраструктуры для снабжения регулирования в сфере природы.

Международно-правовые рамки охраны окружающей среды основаны на следующих принципах:

- соответствие требованиям экологической безопасности, экологическим стандартам, правилам и ограничениям применения природных ресурсов при проведении хозяйственной, управленческой и другой деятельности;

- создание благоприятных экологических условий в городах и поселках;

- снижение негативного воздействия промышленности на окружающую среду;

- развитие альтернативной энергетики и перерабатывающей промышленности;

- содействие рациональному использованию природных ресурсов и отдельному сбору отходов;

- озеленение материального производства на основе сложности решений вопросов охраны окружающей среды (внедрения высоких технологий, воспроизводства и использования извлекаемых природных ресурсов);

- сохранение пространственного и видового разнообразия и целостности природных объектов и комплексов (истощение не возобновляемых природных ресурсов, таких как нефть, газ, уголь, в современных условиях неразвитые проекты альтернативных источников энергии могут привести к краху индустриальной цивилизации);

- сочетание мер стимулирования и ответственности в области охраны окружающей среды;

- научное согласование экологических, экономических, научных и социальных интересов общества путем объединения для прогнозирования состояния окружающей среды [6, c. 52-61].

Показателем эффективной работы государственного регулирования является состояние качества трех компонентов: воздушной, водной, почвенной среды. В настоящее время на долю России приходится 17,4 % мировых выбросов парниковых газов, ежегодно образуется более 5 млрд. т. отходов, энергоемкость российской экономики почти в 2 раза выше среднемировой. В России по последним данным степень загрязнения воздуха значительно выше, чем в других странах. Это не принимая во внимание тот факт положительной тенденции снижения выбросов загрязняющих выбросов в атмосферу. Перечень нарушений закона об охране атмосферного воздуха: нарушения прав человека в экологически безопасной атмосфере; превышение пределов и норм предельно допустимых выбросов вредных веществ в воздух, максимально допустимые уровни вредного воздействия на физический и биологический факторы атмосферного воздуха; незаконная деятельность, которая неблагоприятно влияет на погоду и климат; несоблюдение приказов и правил, которые контролируют качество воздуха и т.д. [6, c. 52-61]. 

Таблица 1 – Затраты на охрану окружающей среды по направлениям природоохранной деятельности (млн. руб.)

Источник – Охрана окружающей среды в России. 2016: Стат. cб./Росстат. – 0-92 M., 2016. − 95 с.

Оценка состояния окружающей среды в 2015 году, представленные в настоящей работе на основании данных государственной статистики свидетельствуют о том, что экологическая обстановка в России достаточно стабильна и не представляет угрозы безопасности населения и природной среде за счет увеличения затрат на охрану окружающей среды в 2 раза по сравнению с 2005 годом [6, c. 52-61].

Экологические и экономические проблемы четко представляют собой единую взаимосвязанную и взаимозависимую систему, на основе которой строятся принципы охраны окружающей среды и управление природопользованием. Основная цель мониторинга окружающей среды - мониторинг ее состояния и нанесения вредного воздействия на окружающую среду, чтобы обеспечить правительству, другим субъектам и отдельным лицам полную и точную информацию в этой области [5, c. 63-66].

Для успешной реализации экологической политики, приоритетной задачей для решения наиболее важных экологических проблем, оптимальные расходы на эти цели в стране планируют обеспечить охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов [9, c. 83-93].  Экологические проблемы могут подорвать долгосрочный экономический рост, угрожают экологическим системам, необходимым для устойчивого развития. Первоочередной задачей стало сосредоточение внимания на устойчивом развитии, полностью интегрирующее экологические проблемы. Тщательное управление природными ресурсами имеет важное значение для инвестиций [8, c. 67-70].

Библиографический список:

1. Торгашев, Р.Е. Экономика и управление природопользованием Российской Федерации : учебник для студентов вузов / Р.Е. Торгашев. – Ульяновск : Зебра, 2016. – 51 с.
2. Торгашев, Р.Е. Экономический механизм государственного регулирования в сфере охраны окружающей среды и природопользования субъектов РФ / Р.Е. Торгашев // Наука сегодня: проблемы и перспективы развития – материалы международной научно-практической конференции: в 2 частях. Научный центр «Диспут». – Вологда. – 2016. – С. 87-88.
3. Гарифуллин, Р.Ф. Повышение безопасности логистических операций за счет внедрения носимых устройств / Р.Ф. Гарифуллин // Вестник НЦБЖД. – 2016. – № 4 (30). – С. 11-14.
4. Охрана окружающей среды в России. 2016: Стат. cб./Росстат. – 0-92 M., 2016. − 95 с.
5. Гарифуллин, Р.Ф. Проблемы и ограничения внедрения системы организации и рационализации рабочего места на промышленном предприятии / Р.Ф. Гарифуллин, Т.Г. Антропова, А.Р. Сафиуллин, Ш.М. Валитов // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 4. – С. 63-66.
6. Тютюткина, Е.Б. Экономические инструменты обеспечения охраны окружающей среды: управленческий аспект / Е.Б. Тютюткина, Т.Н. Седаш, А.И. Данилов // Управленческие науки: Финансовый университет при Правительстве РФ. – 2015. – №4. – С. 52-61.
7. Гарифуллин, Р.Ф. Алгоритм технического перевооружения на основе методов планирования инноваций / Р.Ф. Гарифуллин, Ю.В. Николаенко // Вестник экономики, права и социологии. – 2012. – № 2. – С. 22-27.
8. Гарифуллин, Р.Ф. Оптимизация производственных процессов предприятия с использованием принципов и инструментов бережливого производства / Р.Ф. Гарифуллин, Л.Ф. Нугуманова, Т.Г. Антропова Н.В. Ведин // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 4. – С. 67-70.
9. Сафаргалиев, М.Ф. Критерии качественной оценки инновационной деятельности промышленных предприятий / М.Ф. Сафаргалиев, Р.Ф. Гарифуллин // В мире научных открытий. – 2012. – № 10. – С. 83-93.

 В начало

УДК 504.06

Брындина Е.А., Абросимова А.А.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ, г. Казань, Россия
Гарифуллин Р.Ф.
научный руководитель, старший преподаватель, заведующий учебной лабораторией кафедры экономики и управления Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева – КАИ, г. Казань, Россия

ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

1. На нашей планете Земля есть огромное количество ресурсов. Это и  водоемы с почвой, воздух и полезные ископаемые, животные и растения. Во все времена люди использовали данные природные богатства. Но все имеет свойство заканчиваться, и природные ресурсы тому не исключение, но, в отличие от других, у них есть одна особенность – некоторые из них невосполнимы [1]. Именно поэтому сейчас встал вопрос о рациональном использовании данных ресурсов, ведь человек уже истощил многие природные запасы, некоторые даже уничтожил. Многие ресурсы нуждаются в скорейшем восстановлении, но проблема в том, что для этого требуется время, а человек потребляет намного быстрее, чем они успевают восполняться...  Для сохранения и приумножения флоры и фауны была создана красная книга, которая нацелена на сохранение редких видов растений и животных [2]. Но и это не стало преградой для браконьеров. В целях наживы они продолжают убивать и уничтожать вымирающие виды, и продавать за огромные деньги на черных рынках. Не понимая того, что из-за них вот-вот может исчезнуть какой-то редкий вид животного/растения, и что больше никто и никогда не сможет его вернуть [3].

2. Экологические принципы использования ресурсов. В наше время огромное значение имеет охрана и сбережение окружающий среды, так как в ходе своего развития человек сильно воздействует на природу и на планету Земля в целом [4]. Именно из-за такого воздействия мы сейчас можем наблюдать многие климатические изменения: таяние ледников, пересушивание рек и озер, аномальные жара и холод... Чтобы все это прекратить, и избежать в дальнейшем, мы должны пересмотреть свое отношение к окружающей среде [5]. Ведь если мы начнем бережно использовать природные ресурсы, будем пытаться восполнять некоторые из них,  придумаем способы производства и жизнедеятельности, которые не будут негативно влиять на биосферу, то, скорее всего, и природа ответит нам взаимностью.

Основной экологический принцип, которому все люди должны следовать, это то, что мы всего лишь часть природы, но никак не ее властители. А это значит, что мы должны быть благодарны природе за возможность жить, и всячески стараться сделать так, чтобы еще много будущих поколений использовали эту возможность [6]. Самый минимум из того, что может сделать каждый из нас для природы, это: выходить на субботники, и организовывать их; посадить как можно больше деревьев; использовать все вещи рационально, чтобы они прослужили как можно дольше; сортировать отходы для переработки. Это не много, а вклад в сохранение природы будет огромным [7].

3. Основные действия рационального пользования природой. Самое главное для сохранения окружающей среды – это не ждать кого-то, а начать действовать здесь и сейчас. Ведь если даже вы один пересмотрите свое отношение к таким важным вещам, как: загрязнение, уничтожение, чрезмерное использование – то мир станет намного чище, лучше [8]. Поверьте, таких как вы – много, и не нужно думать, что от Вас одного ничего не изменится. Изменится. А главное – в лучшую сторону.

Вот несколько правил рационального использования ресурсов:

1) Как можно меньше вмешивайтесь в природу;

2) Не используйте природные ресурсы без надобности;

3) Защищайте природу от загрязнения, устраивайте субботники;

4) Используйте, по возможности, для своего передвижения, экологический транспорт [9];

5) Экономьте воду, электроэнергию, газ;

6) Одноразовые товары замените аналогичными, но долговечными;

7) Приносите пользу для природы и общества – озелените нашу планету, подкармливайте птиц зимой, относите свои отходы на переработку [10].

На этом список рекомендаций, конечно, не заканчивается. Каждый решает сам, как он будет пользоваться природными благами и распоряжаться ими в своей жизни. Но не стоит забывать про роль каждого из нас в сохранении нашей планеты. Все мы хотим прожить долгую и счастливую жизнь, давайте же не будем лишать этой мечты и следующих поколений. Все зависит от нас самих!

Библиографический список:

1. Ахмадиев, Р.Я. Применение принципов бережливого производства в формализации бизнес-процессов в техническом университете / Р.Я. Ахмадиев, Г.Ф. Мингалеев, Р.Ф. Гарифуллин // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 1. – С. 148-152.
2. Гарифуллин, Р.Ф. Стратегии инновационного развития предприятия машиностроения / Р.Ф. Гарифуллин // Вопросы инновационной экономики. – 2011. – № 6 (6). – С. 27-34.
3. Гарифуллин, Р.Ф. Инструменты бережливого производства для повышения конкурентоспособности промышленных предприятий / Р.Ф. Гарифуллин // Современные научные исследования и инновации. – 2016. – № 10 (66). – С. 170-173.
4. Гарифуллин, Р.Ф. Повышение безопасности логистических операций за счет внедрения носимых устройств / Р.Ф. Гарифуллин // Вестник НЦБЖД. – 2016. – № 4 (30). – С. 11-14.
5. Гарифуллин, Р.Ф. Стратегии, планирование и достижение цели / Р.Ф. Гарифуллин // Экономика, предпринимательство и право. – 2011. – № 6. – С. 11-17.
6. Гарифуллин, Р.Ф. Применение методики выездного экспресс-аудита для оценки состояния производственных процессов предприятия / Р.Ф. Гарифуллин, В.М. Бабушкин, О.Е. Зилянева // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 3. – С. 101-106.
7. Гарифуллин, Р.Ф. Алгоритм технического перевооружения на основе методов планирования инноваций / Р.Ф. Гарифуллин, Ю.В. Николаенко // Вестник экономики, права и социологии. – 2012. – № 2. – С. 22-27.
8. Гарифуллин, Р.Ф. Оптимизация производственных процессов предприятия с использованием принципов и инструментов бережливого производства / Р.Ф. Гарифуллин, Л.Ф. Нугуманова, Т.Г. Антропова, Н.В. Ведин // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 4. – С. 67-70.
9. Зибрева, Е.М. Классификация стратегий инновационного развития промышленного предприятия / Е.М. Зибрева, Р.Ф. Гарифуллин // Вестник Алтайской академии экономики и права. – 2012. – №1. – С. 22-24.
10. Сафаргалиев, М.Ф. Критерии качественной оценки инновационной деятельности промышленных предприятий / М.Ф. Сафаргалиев, Р.Ф. Гарифуллин // В мире научных открытий. – 2012. – № 10. – С. 83-93.

 В начало

УДК 627.8

Галяутдинова Р.Р., Панкратова Ю.С.
Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия
Дружинская О.И.
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент кафедры ядерной физики, Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОДОХРАНИЛИЩ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Как известно, водохранилища – это искусственные водные объекты, созданные для накопления, хранения, задержания воды во времени, предназначенные для регулирования речного стока с целью удовлетворения нужд человека и использования его в народном хозяйстве при наработке электрической энергии, орошении земельных угодий, различных видов водоснабжения, а так же работы водного транспорта [1].

Полное или частичное перегорождение течения реки вдолине, путем возведения плотин, обвалования части речной долины, которая вследствие затапливается паводковыми водами (пойма) является практикой создания водохранилищ. Но при этом изменяются ландшафт речных долин и озерных котловин, тем самым изменяется гидрологический режим реки, что оказывает негативное влияние на окружающую среду прилегающих территорий. Взаимодействие водохранилищ с окружающей средой, прежде всего с природой водосборной площади, существенно отличается от взаимодействия естественных водных объектов.

Заметно изменяются размеры водохранилища, снижается площадь, объем, ширина и глубина. Самые большие изменения происходят в верхнем участке водохранилища и в заливах, там вода уходит с затопленной поймы и сохраняется только в бывшем русле реки: можно сказать, что этот участок на время снова становится рекой. Также изменяется ландшафт речной системы ниже водохранилищ, особенно при сезонном и многолетнем регулировании стока. В следствие частичных или полных прекращений паводков снижаются площади весеннего затопления поймы [2].

Изменение состояния реки и процессов, которые происходят в береговой полосе, оказывают негативное влияние на почвенно-растительный покров, животный мир и микроклиматические условия.

Температура воздуха непосредственно над самой рекой и на прилегающей береговой полосе немного выше, чем над окружающей местностью, из-за этого часто образуются туманы. Происходят постоянные и временные затопления и повышения уровней грунтовых вод, вызывая изменения в нижних бьефах. Иное воздействие на природные условия в поймах и дельтах рек вызывает снижение паводковых уровней.

Травостой заливных лугов при отсутствии своевременного увлажнения и удобрения постоянно изменяется: влаголюбивые растения сменяются менее неприхотливыми, но и менее полезными в кормовом отношении разнотравью; значительно уменьшается урожайность сенокосов и выгонов.

Изменение почвенно-растительного покрова оказывает немалое влияние на условия существования животного мира речных долин, особенно водных животных, водоплавающих и болотных птиц [3].

Таким образом, можно сделать вывод, что создание водохранилищ оказывает значительное влияние на почву, растительность и животный мир. Причина этого заключается в изменении климата, характера и степени увлажнения почв.

Размеры территории, на которой проявляется влияние водохранилища зависит не только от местных факторов (строение рельефа, особенности грунтовых вод и т.п.), но и от размыва и эксплуатации водохранилища, а также и от его географического расположения [4].

Влияние водохранилищ на окружающую среду имеет разносторонний характер [5]. С развитием водохранилищ увеличивается не только их прямое воздействие, но и косвенное, не всегда благоприятно влияющее на окружающую среду. В любом случае, создание водохранилищ осложняется последствиями, вносимыми ими в природу и хозяйство территорий, на которых они создаются, а также долин рек, располагающихся ниже гидроузлов. Но, независимо от многих отрицательных последствий, водохранилища продолжают создаваться во всех районах земного шара – дальнейшее развитие хозяйства, обеспечение различных нужд населения и борьба с вредным влиянием вод не могут осуществляться без регулирования стока водохранилищами.

Для этого требуется, более внимательный учет всего комплекса гидрологических, физико-географических, социально-экономических и экологических аспектов на стадии проектирования водохранилищ.

Библиографический список:

1. Богословский, Б.Б. Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища / Б.Б. Богословский. – Минск : БГУ, 1974. – 214 с.
2. Богословский, Б.Б. Общая гидрология (гидрология суши) / Б.Б. Богословский, А.А. Самохин, К.Е. Иванов, Д.П. Соколов. – Л. : Гидрометеоиздат, 1984. – 426 с.
3. Вендров, С.Л. Влияние водохранилищ лесной зоны на прилегающие территории / С.Л. Вендров. – М. : Наука, 1970. – 247 с.
4. Авакян, А.Б. Водохранилища мира / А.Б. Авакян, В.А. Шарапов, В.П. Салтанкин, и др. – М. : Наука, 1984. – 304 с.
5. Фидман, Б.А. Динамика и термика рек и водохранилищ / Б.А. Фидман, В.К. Дебольский. – М. : Наука, 1984. – 296 с.

 В начало

УДК 504. 054-064.2.001.18: 502.335: 572.02:911.3 

Сорбат Д.М.
Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ», г. Димитровград, Россия
Дружинская О.И.
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент кафедры ядерной физики, Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДОВ И УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Урбанизированные территории представляют собой площади городов и поселков, а также сельскохозяйственные угодья и леса, такие как гослесфонд, агрономические и муниципальные леса [1, с.144]. Среди основных проблем подобных территорий выделяют: плохое состояние водных ресурсов, истощение почвенного и растительного покрова, загрязненность атмосферы. Негативное последствие урбанизации проводит лишь к ухудшению самочувствия жителей городов и образованию и развитию различных болезней.

Экологические проблемы крупных городов связаны с огромной концентрацией населения, транспорта и предприятий на небольшой территории. Урбанизация, как процесс, существующий и продолжающийся, уже многие века обеспечивает городское население максимумом удобств и жизненных благ. Но при этом существенно осложняет экологическую, социальную и демографическую ситуацию. Так, на сегодняшний день темпы роста населения мира приблизительно в два раза ниже роста населения крупных городов. К ним сегодня относится 51 % людей планеты, что примерно составляет 3,5 миллиарда человек [3, с.96].

Среди наиболее опасных экологических проблем первой можно выделить высокую загрязненность воздуха. Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. А 60-70 % загрязнения относится к автомобильному транспорту. Все это ведет к более активной конденсации влаги и увеличению осадков приблизительно на 10 %.

Стоит также отметить, что из-за активного процесса урбанизации атмосфера становится не способна к самоочищению из-за повышенной солнечной радиации и увеличения скорости ветра на 10-20 %. При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над крупными городами охватывают слои атмосферы в 250-400 м, что приводит к контрастам температуры до 5-6 °С [4, с.22]. С этим связаны температурные изменения, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Также города потребляют в десятки раз больше воды в расчете на одного человека, чем в сельских районах. В то же время загрязнение городских водоемов достигло катастрофических размеров [5, с.56]. Объемы сточных вод достигают одного кубометра в сутки на одного человека. Поэтому большинство мегаполисов испытывают дефицит водных ресурсов. Многие из них получают пресную воду из удаленных источников. Считается, что родниковые – это абсолютно чистые воды. Однако в некоторых из них можно обнаружить множество различных посторонних включений, в особенности после проливных осадков. Кроме всего прочего, в этих водах возможно содержание болезнетворных бактерий, попадающих вместе с гниющими организмами или с отходами животноводческих комплексов. Следовательно, вода из родников без проведения периодических бактериологических исследований не может использоваться в качестве питьевой [2]. Водоносные источники под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на очень большую глубину. Почти половина населения мира использует воду, несоответствующую санитарно-гигиеническим требованиям из-за плохой системы водоочистки и неудовлетворительного состояния водопроводов. Например, обеспеченность населения Ульяновской области ресурсами речного стока – 173,85 тыс. м³/год на человека, что значительно выше как общероссийского показателя (31,61 тыс. м³/год на человека), так и показателя Приволжского федерального округа (8,96 тыс. м³/год на человека) [2]. Обеспеченность прогнозными ресурсам подземных вод – 2,52 м³/сут. на человека, что, наоборот, ниже общероссийского показателя (5,49 м³/сут. на человека) и показателя федерального округа (2,85 м³/сут. на человека). Среди регионов федерального округа Ульяновская область занимает первое место по обеспеченности населения ресурсами речного стока.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в парках, скверах и дворах подвержен сильному загрязнению бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, пресыщению тяжелыми металлами. В то же время обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии. Растительный покров городов также подвержен большой опасности. Во многом из-за того, что он практически полностью представлен «культурными насаждениями»: парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитозон не соответствует региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях и постоянно поддерживается человеком.

Вследствие негативного влияния вышеуказанных экологических проблем на жителей крупных городов, наиболее распространены следующие причины смертности населения: болезни эндокринной системы, нервной системы и органов чувств, органов кровообращения, врожденные аномалии, а также болезни органов дыхания и органов пищеварения.

Мы видим, что человек сам создает эти сложные урбанистические системы, преследуя благую цель – улучшение условий жизни. И не только просто «оградившись» от лимитирующих факторов, но и создав для себя новую искусственную среду, повышающую комфортность жизни. Однако это ведет к отрыву человека от естественной природной обстановки и к нарушению природных экосистем.

Для устранения экологических проблем урбанизированных территорий организацией ЮНЕСКО было определено, что все города являются экосистемами, т.е. совокупностью взаимосвязанных природных элементов, включая живые организмы и предметы, созданные людьми. Это еще раз подчеркивает, что, наряду с совершенствованием технологий производств и развитием мониторинга, необходимо создание зон живой природы в городах. Для того чтобы природные составляющие были менее подвержены деформациям и устойчивы во времени и пространстве, в городах они должны составлять природный комплекс. Поэтому идеальными для жизни считаются города-экополисы, которые имеют 50 % или больше зеленых насаждений [6, с. 67]. Поскольку основное загрязнение и другие виды деградации окружающей среды происходят в основном в населенных промышленных или сельскохозяйственных районах, ухудшение экологической ситуации приводит к существенным социальным и экономическим последствиям.

По мере того как мир становится все больше городским, принимаемые сегодня решения в городах всего мира будут определять экономическое, социальное и экологическое будущее человечества [6, с. 98].

При надлежащем регулировании урбанизация может способствовать борьбе с нищетой, неравенством и ухудшением состояния окружающей среды, и меры по использованию открываемых ею возможностей и решению вытекающих из нее проблем должны носить оперативный и устойчивый характер.

Библиографический список:

1. Быстраков, Ю.И. Социальная экология / Ю.И. Быстраков, А.В. Колосов. – М. : Наука, 1988.
2. Дружинская, О.И. Проблема загрязнения гидросферы и пути ее решения / О.И. Дружинская // Вестник ДИТИ : науч. журн. / Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ. – Вып. 1(2013) – Димитровград : ДИТИ НИЯУ МИФИ, 2015. №2 (13) – C. 60-67.
3. Львович, Н.К. Жизнь в мегаполисе / Н.К. Львович – М. : Наука, 2006. – 254 с.
4. Миланова, Е.В. Использование природных ресурсов охрана природы / Е.В. Миланова, А.М. Рябчиков. – М. :  Высш. шк., 1996. – 280 с.
5. Плотникова, Л.В. Экологическое управление качеством городской среды на высокоурбанизированных территориях: Научное издание / Л.В. Плотникова. – М. : Издательство АВС, 2008. – 240 с.
6. Тетиор, А. Н. Городская экология: учебное пособие для студентов высш. уч. заведений / А.Н. Тетиор. – 3-е изд., стер. – М. : Издательский центр «Академия», 2008. – 336 с.
7. Ясовеев, М.Г. Экология урбанизированных территорий / М.Г. Ясовеев, Н.Л. Стреха, Д.А. Пацыкайлик; Под ред. М.Г. Ясовеева. – М. : НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Нов. знание, 2015. – 293 с.

 В начало

УДК 504:37

Султанова А.З.
Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия
Незнамова О.С.
Научный руководитель: старший преподаватель, Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН

Значимыми тенденциями региональной экологической политики Республики Башкортостан считаются развитие экологической культуры жителей, природоохранное образование и информирование, воспитание бережного отношения к природе и целесообразному применению природных ресурсов. Ведь результативность любых экологических мероприятий в значительной мере зависят от природоохранной грамотности и экологической культуры населения, в том числе и подрастающего поколения.

Закон «Об экологическом образовании в Республике Башкортостан» был принят Законодательной Палатой Государственного Собрания РБ 28 ноября 1996 года и подписан Президентом региона 14 января 1997 года.

В данном законе говорится, что реализация конституционного права человека и гражданина в Республике Башкортостан на благоприятную окружающую среду и конституционной обязанности каждого по сохранению природы, окружающей среды в целях обеспечения экологической безопасности, как важнейшей государственной задачи, требует значительной экологической культуры людей, достигаемой в ходе постоянного экологического образования [1].

В этом законодательном акте представлены ключевые определения, основные принципы политики Республики Башкортостан, а также указаны гарантии, которые предоставляет государство с целью реализации развития экологического образования в нашей республике.

Само понятие «экологическое образование» обозначает процесс обучения и воспитания, который ориентирован на приобретение специализированных знаний по экологии, охране окружающей среды, норм поведения.

В Республике Башкортостан также была принята республиканская целевая межведомственная программа «Экологическое образование населения Республики Башкортостан». В более 200 образовательных учреждениях республики деятельность направлена именно на изучение экологических дисциплин. В процессе обучения в школах изучаются такие предметы как: «Экология и химия», «Экология и география», «Экология и биология» и т. д., преподается курс «Экология Башкортостана». Но по поводу внедрения в учебный план общеобразовательной школы отдельного предмета «Экология» никак не принимается решение из-за загруженности учебного процесса. Школьные уроки вооружают учащихся определенным объемом экологических знаний, умений и навыков. Но особое значение в получении экологических знаний имеют учреждения дополнительного образования, так как именно они обладают гибкой системой, стремительно реагирующей на изменение индивидуальных и образовательных потребностей обучающихся. В республике в настоящее время работают 28 станций молодых натуралистов и экологических центров. Необходимо выделить то, что в протяжении учебного процесса в организациях дополнительного образования Республики Башкортостан по экологической тематике увлекаются более 20 тысяч детей. При этом состав обучающихся почти целиком обновляется каждые 4-6 лет [1].

Каждый год в нашей республике проводятся экологические мероприятия, в которых может принять участие любой желающий житель Башкирии.  Разнообразные акции, субботники, конкурсы, викторины и олимпиады способствуют развитию экологической культуры общества.

26 ноября этого жители Башкирии имели возможность присоединиться к Международной образовательной акции «Географический диктант – 2017». Было зарегистрировано 207 участков, где была проведена эта акция по проверке знаний географии. Наша республика получила первое место среди всех регионов страны по количеству площадок проведения данной акции и по количеству участников. Одна из площадок – БГПУ имени М. Акмуллы стала самой посещаемой.

2 декабря в столице республики прошел Форум по названием «Экологическое благополучие 21 века». На Форуме рассматривались актуальные проблемы, связанные с нормативно – правовым регулированием в области охраны окружающей среды [3].

Каждый год в Башкирии проходит региональный этап всероссийской олимпиады школьников по экологии. Но прием победителей и призеров Республиканской экологической олимпиады школьников на экологические специальности вузов Республики Башкортостан пока всё ещё не рассмотрен. В связи с этим многие учащиеся чаще отдают предпочтение вузам других регионов, иногда без вступительных экзаменов.

То, что экологии предается огромное значение, мне кажется, является очень важным элементом в каждом регионе страны. Формирование в государстве результативной системы экологического просвещения и воспитания, функционирование которой будет способствовать развитию у населения бережливого отношения ко всей природе, становится одной из главных целей в настоящее время.  Всё общество должно понимать, что живут они не только сегодняшним днем, но и должны думать о будущем, о том, какая природная среда будет оставлена потомкам.

Библиографический список:

1. Закон Республики Башкортостан «Об экологическом образовании в Республике Башкортостан» от 14 января 1997 г. N 70. – Экокультура. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecoculture.ru/ecoresources/documentation/ russian/doc_12.php (дата обращения: 113. 12. 2017 г.).
2. Малыченко, В. В. К вопросу экологического образования [Электронный ресурс]: науч. статья / В.В. Малыченко // Вивлиофика. – Режим доступа: https://vivliophica.com/articles/ecology/451314/1 (дата обращения: 12. 12. 2017 г.).
3. Экологические благополучие XXI века [Электронный ресурс]. – Эко – форум. – Режим доступа: https://eko-forum.ru/#org (дата обращения: 12. 12. 2017 г.).

 В начало

УДК 574.2

Панкратова Ю.С., Галяутдинова Р.Р.
Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия
Дружинская О.И.
Научный руководитель: канд. техн. наук, доцент кафедры ядерной физики, Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия

МУТАГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ КСЕНОБИОТИКОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Любые вещества из внешней среды могут попасть в организм человека  через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, кожу и слизистые оболочки, то есть из воздуха, которым мы дышим, питьевую воду и пищу.

Проникают вещества в организм сквозь дыхательные пути в виде паров, газов, аэрозолей. При заглатывании со слизью из носоглотки и при приеме загрязненной пищи и воды вещества попадают в желудок. Через кожу проникают в основном хорошо растворимые в жирах и в воде вещества. Некоторые вещества, не растворимые в жирах и в воде, не могут проникнуть через кожу в организм человека, но, находясь, длительное время в сальных железах или в волосяных луковицах кожи, вызывают различные заболевания кожи.

Окружающая среда способствует естественному развитию популяции или группы особей в зависимости от их наследственных характеристик [6]. Если какой то вид популяции биологически стабилен, то ему свойственно постоянное равновесие мутационного процесса и отбора.

Мутационный процесс относится к одной из существенных характеристик человека как биологического объекта [3]. Постоянный уровень мутационного процесса, непосредственно оптимальный для человека, имеет тенденцию к увеличению в связи с влиянием многих биологических, физических и химических факторов.

Среди загрязняющих веществ окружающей среды имеются факторы, которые способны проникать в клетки и изменять их генетическую программу. Такие факторы называются мутагенами.

В настоящее время, мутагенное воздействие ксенобиотиков на организм человека является одной из важнейших проблем человечества.

Под мутагенами понимаются факторы физической, химической и биологической природы, повреждающие наследственные структуры любых живых организмов от бактерий до высших позвоночных, в том числе и человека. В клетках мутагены могут вызывать грубые повреждения хромосом (абберации) или тонкие мономолекулярные реакции с возникновением генных (точковых) мутаций. Мутагенами могут быть  радиация, химические вещества и биологические факторы. В окружающей среде есть также вещества, которые сами не являются мутагенами, а усиливают их действие [8].

На клеточном уровне механизм воздействия ксенобиотиков на организм одинаков, несмотря на их многообразие. Поскольку мутагенное воздействие (или генотоксический эффект) связанное с мутационными процессами в генетическом аппарате в половых и соматических клетках, то оно оказывает влияние на потомство, приводит к развитию наследственных болезней, либо соматических заболеваний, которые не наследуются. Мутагенным действием обладает формальдегид, имеющий в составах множества пластмасс и клеев для стройматериалов.

Нарушение репродуктивной функции (невозможность иметь детей) связано с влиянием таких веществ, как алкоголь, никотин, бензол и т.п.

Уровень воздействия ксенобиотиков на организм человека находится в тесной взаимосвязи с такими факторами окружающей среды, как температура и влажность воздуха, различного рода излучения, шум, вибрация и многое другое. 

Вредные вещества, содержащиеся в воздухе, попадают в организм через органы дыхания. Газообразные вещества (в том числе и пары) проникают в кровь через альвеолы, а затем разносятся по всему организму. На различные поверхности органов дыхания  оседают аэрозольные частицы, в зависимости от их аэродинамического диаметра. В полости носа задерживаются частицы с размерами более 5 мкм.

Достаточно сильную систему защиты органов дыхания создала эволюция человеку. Например, подсчитано, что за время работы один среднестатистический шахтер вдыхает с воздухом около 6 кг угольной пыли, однако у погибших шахтеров  от других причин в легких обнаруживается только около 60 г пыли. Данное наблюдение означает, что 99% пылевых частиц, попавшие в легкие, были выведены из них за счет работы реснитчатого эпителия дыхательных путей (так называемый мукоцилиарный транспорт) и ряда других механизмов [7].

Однако даже у здоровых людей скорость выведения может различаться,  за счет мукоцилиарного транспорта, до двух десятков раз. Поэтому люди с пониженной скоростью выведения подвергаются существенно большему риску развития заболеваний, в условиях существенных пылевых нагрузок современного города или производства.

Дальнейшая судьба аэрозоля, оставшегося в легких, зависит от его растворимости. Труднорастворимые твердые частицы задерживаются надолго, а в некоторых случаях – практически навсегда. Особенно плохое влияние оказывает пыль с содержанием кремния, которая приводит к различным пневмокониозам. Большую известность приобрела одна из разновидностей пневмокониоза – грозная болезнь шахтеров – силикоз [1].

Еще хуже влияние идет, если пылинки содержат радиоактивные вещества. Особую роль в радиоактивности играет приземный слой воздуха, в котором содержатся радионуклиды как космогенного, так и земного происхождения, а также находятся основные источники техногенного радиоактивного загрязнения и проходят многие процессы переноса радионуклидов и их поступления на земную поверхность, в водные экосистемы, в живые организмы, в том числе и в человека [5]. Даже малое количество радиоактивной пыли способно годами оказывать неблагоприятное влияние на организм человека. Данная ситуация наблюдается у многих ликвидаторов Чернобыльской аварии.

Хуже всего из легких выводятся пылинки-волокна. Известна шерстяная пыль, хлопковая пыль, асбестовая пыль. Кроме всего, пыль асбеста обладает сильно выраженным канцерогенным действием. 

Из всех классов неорганических соединений, поступающих в результате человеческой деятельности в биосферу, больше внимания привлекают тяжелые металлы.

Токсичными являются диоксины, пестициды, препараты, обладающие сильными фунгицидными, бактерицидными и инсектицидными свойствами попадающие в воду [4]. Например, пентахлорфенол, крайне токсичен. Накапливаясь в жировых отложениях рыб, медленно выводится из организма, проникает с пищей в человеческий организм. Под действием ионов тяжелых металлов происходит выраженное нарушение жизнедеятельности гидробионтов. Наиболее токсичными являются такие вещества, как ртуть, серебро, медь. Затем следуют кадмий, цинк, свинец, хром, никель, кобальт. Многие тяжелые металлы накапливаются в телах организмов и затем по трофической цепи питания они попадают в организм человека, вызывая астматические явления, возникновение аллергических заболеваний, эмфизему легких и даже онкологические заболевания. Тяжелые металлы блокируют ферментные системы за счет реакций с сульфгидрильными группами, ключевых ферментов, разрушают целостности клеточных стенок, подавляют тем самым жизнедеятельность организмов.

В настоящее время существует два теоретических подхода к регламентированию ПДУ содержания мутагенов в окружающей среде [2]. Первый предложен ведущими специалистами токсикологии и основан на принципе пороговости (пороговой дозы мутагена), оценивается специфичность действия вещества, дается классификация опасности, рекомендуются коэффициенты запаса. Второй подход основывается на сравнении показателя спонтанного уровня мутаций (СУМ) и оценке мутагенной опасности вещества по доле превышения СУМ. При этом принимается, что максимальное превышение СУМ от действия всей суммы химических мутагенов не должно превышать 10 %, а от изолированного действия отдельных мутагенов варьироваться в пределах от 0,1 до 1 % (диапазон мнений различных авторов). 

В условиях высокой токсической нагрузки, другими словами интоксикации, которая наблюдается в последние десятилетия, организм человека пока не создал новых механизмов защиты, он пользуется теми, что выработались за период эволюции – это механизм детоксикации, связанный с единственным доступным источником – пищей. Таким образом, в питании должны быть так называемые незаменимые факторы питания, без которых человеческий организм не может существовать, так как они не синтезируются в нем. К детоксикантам можно отнести углеводы, некоторые жиры, аминокислоты, витамины, минералы и микроэлементы, а также разнообразные антиоксиданты.

Библиографический список:

1. Артамонов, В.Г. Профессиональные болезни / В.Г. Артамонов, Н.Н. Шаталов. –  М. : Медицина, 1996. – 432 с.
2. Батян, А. Н. Основы общей и экологической токсикологии [Электронный ресурс] / А.Н. Батян. – Режим доступа: http://iknigi.net/avtor-grigoriy-frumin/109964-osnovy-obschey-i-ekologicheskoy-toksikologii-grigoriy-frumin/read/page-14.html#sel=25:1,25:38 (дата обращения 14.12.2017).
3. Бочков, Н.П. Экологическая генетика человека / Н.П. Бочков // ООО «Эко-Вектор». – 2003. Т. I. № S. – С. 16-21.
4. Дружинская, О.И. Влияние на биоценоз веществ, попадающих в сточные воды / О. И. Дружинская // Вестник ДИТИ : науч. журн. / Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ. – Вып. 1(2013) – Димитровград : ДИТИ НИЯУ МИФИ, 2016. №1 (9) – C. 43-49.
5. Дружинская, О.И. Основные свойства радионуклидов и процессы их переноса в биосфере / О. И. Дружинская // Вестник ДИТИ : науч. журн. / Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ. – Вып. 1(2013) – Димитровград : ДИТИ НИЯУ МИФИ, 2015. №2 (7) – C. 10-17.
6. Дружинский, В.О. Союз экологии и генетики. Тенденции развития. / В.О. Дружинский, О.И. Дружинская // Актуальные вопросы и перспективы развития научно-исследовательской деятельности студентов и аспирантов. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции. ООО «Научная мысль». 2016. – С. 71-78.
7. Прохоров, Б.Б. Экология человека / Б.Б. Прохоров. – М. : Центр «Академия», 2005. – 318 с.
8. Ревич, Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию / Б.А. Ревич. – М. : МНЭПУ, 2007. – 264 с.

 В начало

УДК 591.009

Зарипова А.И.,  Кондратенко В.А
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ, г. Казань, Россия
Гарифуллин Р.Ф.
научный руководитель, старший преподаватель, заведующий учебной лабораторией кафедры экономики и управления Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева – КАИ, г. Казань, Россия

АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ЖИВОТНОГО МИРА

С каждым годом нам все чаще приходится слышать новости, связанные экологическими проблемами. Одной из таких проблем является экологическая проблема животного мира.

Отметим, что под термином «животный мир» принято рассматривать некоторую совокупность всех видов и особей диких животных, которые населяют конкретную территорию или среду и находятся в состоянии естественной свободы. Естественно, животный мир выступает в качестве важного элемента дикой природы и биологического разнообразия планеты Земля. Животный мир является тем природным ресурсом, который обладает свойством возобновляться и выступает в качестве главного регулирующего и стабилизирующего компонента всей биосферы. Основной экологической функцией животного мира Земли является их участие в биотическом круговороте веществ и энергии. При этом, важно отметить, что экосистема устойчива в первую очередь благодаря животным, которые являются наиболее мобильными элементами природы.

Для человечества важно не только понимание того, что животный мир является не только важным компонентом естественной экологической системы и единовременно ценнейший биологический ресурс. Так же важно осознать тот факт, что из всех видов животных образуется генетический фонд планеты, и все они, естественно, нужны и крайне полезны. Отметим, что в окружающей человека природе нет и абсолютно полезных и абсолютно вредных животных. Все основывается на их численности, условиях существования и от ряда иных факторов.

Несмотря на то, что животный мир несет огромную ценность, человек, овладевший огнем и оружием, еще со времен начала своей истории имел склонность к истреблению животных, а в современном мире, вооружившись новейшей техникой, человечество развило «стремительное наступление» и на всю естественную природу. Конечно, на Земле всегда происходит постоянная смена ее обитателей. Но в последнее время имеет место значительный рост темпом исчезновения видов, и с каждым разом это дело касается все новых и новых видов, которые до недавнего времени считались вполне жизнеспособными.

Стоит отметить, что в природе важны абсолютно все представители фауны, начиная мелкими насекомыми заканчивая крупными морскими животными. В природе нет вредных видов, от которых человечеству стоило бы избавиться.

Имеется определенный набор причин, благодаря которым происходит не только сокращение видов, но и их полное вымирание. Сокращение видов происходит в следствии:

- нарушения мест обитания фауны;

- чрезмерного убийства животных не только в целях пропитания;

- перемещения определенных животных на иные континенты;

- уничтожения животных ради забавы;

- непреднамеренного убийства зверей;

- загрязнения среды обитания фауны;

- уничтожения растений, которыми питаются животные;

- загрязнения воды, которую пьют животные;

- лесных пожаров;

- использования животных в экономике;

- негативного влияния биологических бактерий.

Когда происходит смена места, где до этого обитали животные, независимо это лес, степь или луг, возникает необходимость приспособиться к совершенно иному образу жизни, при этом, найти другие источники питания, в противном случае перемещаться на другие территории. Многие представители животного мира до нового места обитания просто не доживают. Естественно, этот процесс приводит к гибели не только единиц, и даже не сотен, а к полному исчезновению тысяч представителей животного мира.

В наше время, конечно же, не все люди относятся так не пренебрежительно к окружающему миру, многие из них вполне осознают к каким глобальным проблемам может привести истребление животных, в связи, с чем ведут активную деятельность, которая направлена на охрану фауны. Заслуживает внимания крупнейшая организация мира, занимающаяся охраной и спасением животных - Гринпис.

На сегодняшний день во многих странах мира имеются местные подразделения, цель которых заключается в сохранении фауны на определенном локальном уровне. Кроме этого необходимо действовать в следующих направлениях, а именно:

- создавать заповедники;

- организовать заказники;

- создать резерваты;

- организовать природные национальные парки.

Под охраной диких животных стоит понимать некоторый комплекс мероприятий, направленных на сохранение видового разнообразия фауны, а так же оптимизации количества полезных животных, обеспечения максимально возможного стабильного пользования животными ресурсами. Охрана диких животных включает в себя правовое регулирование в сфере пользования животным миром, сбор необходимой информации о фауне, прямую охрану, сохранение и воспроизведение мест обитания животных, путей их миграций, рекультивацию нарушенных экосистем, предотвращения загрязнения среды.

Важно отметить, что меры, направленные на охрану животных имеют два направления, а именно: прямое и опосредованное.

К первым мерам стоит относить процесс:

- Контроля численности хищников и конкурирующих видов;

- Спасения животных в экстремальных ситуациях;

- Контроля за применением пестицидов;

- Охраны при сельскохозяйственных и лесохозяйственных работах;

- Борьбы с браконьерством.

Ко второму направлению стоит отнести мероприятия, связанные:

- с сохранением стаций обитания животных;

- обеспечением неприкосновенности особо ценных участков угодий;

- совершенствованием имеющихся и внедрение совершенно новых технологических процессов хозяйственной деятельности;

- мелиорацией земель;

- осуществлением лесопользования;

- определением мест выпаса и прогона сельскохозяйственных животных;

- разработкой туристических маршрутов, организацией мест массового отдыха населения.

Под охраной охотничьих животных стоит понимать процесс научно обоснованного управления количественным и качественным составом их популяций. При этом охота с нарушениями принятых правил считается незаконной или же совсем браконьерством.

Так же важно отметить, что в целях борьбы с нарушителями правил охоты в охотничьих угодьях чаще всего прибегают к групповым рейдовым методам патрулирования, которые обеспечивают максимально эффективный поиск, а  так же быстрое задержание нарушителей, сбор необходимых доказательств.

обобщая можно сказать, что в силу того, что с каждым годом растет число случаев браконьерства, гибели диких животных, возникает необходимость не только на уровне государства, но и отдельных регионов принятия радикальных мер.

Имеется потребность в создании дополнительных заповедников с целью сохранения числа редких видов, в частых рейдах с целью ловли нарушителей закона и, конечно же, ужесточение мер наказания за истребление и не пренебрежительное отношение к представителям животного мира.

Библиографический список: 

1. Ахмадиев, Р.Я. Применение принципов бережливого производства в формализации бизнес-процессов в техническом университете / Р.Я. Ахмадиев, Г.Ф. Мингалеев, Р.Ф. Гарифуллин // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 1. – С. 148-152.
2. Гарифуллин, Р.Ф. Стратегии инновационного развития предприятия машиностроения / Р.Ф. Гарифуллин // Вопросы инновационной экономики. – 2011. – № 6 (6). – С. 27-34.
3. Гарифуллин, Р.Ф. Инструменты бережливого производства для повышения конкурентоспособности промышленных предприятий / Р.Ф. Гарифуллин // Современные научные исследования и инновации. – 2016. – № 10 (66). – С. 170-173.
4. Гарифуллин, Р.Ф. Повышение безопасности логистических операций за счет внедрения носимых устройств / Р.Ф. Гарифуллин // Вестник НЦБЖД. – 2016. – № 4 (30). – С. 11-14.
5. Гарифуллин, Р.Ф. Стратегии, планирование и достижение цели / Р.Ф. Гарифуллин // Экономика, предпринимательство и право. – 2011. – № 6. – С. 11-17.
6. Гарифуллин, Р.Ф. Проблемы и ограничения внедрения системы организации и рационализации рабочего места на промышленном предприятии / Р.Ф. Гарифуллин, Т.Г. Антропова, А.Р. Сафиуллин, Ш.М. Валитов // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 4. – С. 63-66.
7. Гарифуллин, Р.Ф. Применение методики выездного экспресс-аудита для оценки состояния производственных процессов предприятия / Р.Ф. Гарифуллин, В.М. Бабушкин, О.Е. Зилянева // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 3. – С. 101-106.
8. Гарифуллин, Р.Ф. Алгоритм технического перевооружения на основе методов планирования инноваций / Р.Ф. Гарифуллин, Ю.В. Николаенко // Вестник экономики, права и социологии. – 2012. – № 2. – С. 22-27.
9. Гарифуллин, Р.Ф. Оптимизация производственных процессов предприятия с использованием принципов и инструментов бережливого производства / Р.Ф. Гарифуллин, Л.Ф. Нугуманова, Т.Г. Антропова, Н.В. Ведин // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2015. – № 4. – С. 67-70.
10. Зибрева, Е.М. Классификация стратегий инновационного развития промышленного предприятия / Е.М. Зибрева, Р.Ф. Гарифуллин // Вестник Алтайской академии экономики и права. – 2012. – №1. – С. 22-24.
11. Сафаргалиев, М.Ф. Критерии качественной оценки инновационной деятельности промышленных предприятий / М.Ф. Сафаргалиев, Р.Ф. Гарифуллин // В мире научных открытий. – 2012. – № 10. – С. 83-93.
12. Телишев, А.М. Разработка рекомендаций по совершенствованию информационной среды промышленного предприятия / А.М. Телишев, Р.Ф. Гарифуллин, О.Е. Зилянева // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2016. – Т. 72. – № 3. – С. 74-77. 

 В начало

БИОЛОГИЯ

УДК 581.8

Хисматуллин М.Р.
Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия
Янбаев Ю.А.
Научный руководитель, профессор, д-р биол. наук, проректор по учебной работе, Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И ЖИВОТНЫЙ МИР РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Лесной фонд РБ, который составляет более 1/3 территории, имеет существенное разнообразие по отношению к другим областям РФ. Общая площадь леса города составляет 21576 га.

Покрытость лесной растительностью земли составляет 94,1%, а непокрытость – 1,7% от общей площади. К естественным лесам города можно отнести – типичные широколиственные.

В состав травянистой растительности района входит: овсяница, мятлик, пырей, тысячелистник, осоты, земляника, манжетка и другими видами.

На территории заболоченных участках встречаются осоки, ситники и камыши [5].

На пахотных участках и сенокосных угодьях произрастают сорняки (пырей ползучий, вьюнок полевой, сурепка обыкновенная, бодяк желтый и другие виды), а на поймах - представители 66 семейств папоротникообразных, цветковых и голосеменных растений; из 655 видов высших растений – 35 из которых относятся к редким и исчезающим видам.

Животный мир территории представлен видами, которые обитают в лесостепной зоне. После воздействия человека естественный ландшафт сменился  в антропогенный. Вся территория имеет автомобильные и железные дороги [4].

При превращении естественного ландшафта на культурный, исчезают те виды животных, которые не могут жить в измененной среде. В водных объектах не встретить бобров и выдр, также полностью исчезла выхухоль. Увеличилось количество крыс и комаров в городских подвалах [3].

Наибольшее количество животных являются насекомые, которые содержат большое количество видов. С наступлением теплых климатических условий появление насекомых проявляется повсеместно – особенно активны рыжие, черные, желтые муравьи, клопы, бабочки, шмели, жуки и мухи [2].

Также огромное разнообразие видов червей. Под листьями ведут активную жизнь - молочные планарии, в почве живут больше десяти видов дождевых червей. В озерах и старицах многочисленны пиявки (конская, рыбья, улитковая и др.).

В водоемах обитают ракообразные – бокоплавы, дафнии, циклопы, ракушковые рачки и речной рак.

Более множество видов рыб, которые живут в пределах Уфимской территории, являются карповыми. Этот вид составляет – плотва, язь, красноперка, пескарь, уклейка, лещи, сазан, вьюн, голец, елец. Сом живет в реках Белой, Ушак, Уфа, Дема. Также в этих же реках встречается налим и судак.

На изучаемой территории очень многочисленны виды птиц: сизый голубь, черный стриж, городская и деревенская ласточки, домовый воробей и многие другие. Здесь обитают большая синица, скворец, желтая и белая трясогузки, горихвостка, варакушка, пеночка и др. [1].

Библиографический список:

1. Баянов, М.Г. Класс птицы / М.Г. Баянов, А.Ф. Маматов // Животный мир Башкортостана. – Уфа, «Китап», 1995. – С. 233-277.
2. Лобанов,  А.И. Устойчивость лиственничных полезащитных насаждений на разных стадиях жизненного цикла в аридной зоне средней сибири / А.И. Лобанов // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2007. – № 3. – С. 107-112.
3. Очерки по физической географии г. Уфы и его окрестностей (в помощь учителю) // Ученые записки БГУ. Сер. географ. – Уфа : Изд-во БГУ, 1970. – Вып.32. – 118 с.
4. Печаткин, В.В. Современные проблемы эколого-экономической оценки лесов Республики Башкортостан / В.В. Печаткин, Ф.Н. Гарипов, А.Ю. Кулагин. – Уфа : 1. Гилем, 2005. – 130 с.
5. Плюснина, Е.В. Закономерности хода роста сосны обыкновенной и ели обыкновенной в насаждении оопт черняевский лесопарк / Е.В. Плюснина,  Н.Н. Капустина // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2007. –  № 19. – С. 145-148.

 В начало

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

УДК 621.316

Михайлов М.Э.
Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
Скамьин А.Н.
Научный руководитель: доцент, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия

АНАЛИЗ НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫХ ДОКУМЕНТОВ ПО ТАРИФИКАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И СТРАНАХ ЕВРОПЫ

Введение. В настоящее время все большую актуальность приобретает проблема повышения качества электрической энергии и управления потоками мощности на предприятии. Компенсация реактивной мощности является немаловажным фактором, позволяющим решить вопрос энергосбережения и снижения нагрузок на электросеть. Но что, если предприятие не заинтересованно или просто не в состоянии компенсировать реактивную мощность. Очевидно, что это приведёт к целому ряду проблем в сети электроснабжения и экономическим издержкам. Но кто же должен нормализовать работу электрической сети и покрыть расходы? Трудность этого вопроса заключается в том, что на данный момент в Российской Федерации нет определённых нормативных документов, которое бы строго регламентировали порядок учёта и оплаты реактивной мощности.

Цель работы: основываясь на действующих нормах, а так же учитывая нормативно-правовую документацию прошлых лет, проанализировать условия тарификации реактивной мощности для промышленных предприятий. Используя имеющиеся данные системы электроснабжения какого-либо предприятия, произвести экономический расчёт с целью выявления численного значения издержек, связанных с реактивной мощностью. Изучить вопросы тарификации реактивной мощности в Европе и сравнить их с тарифами в Российской Федерации.

Для проведения более точного анализа, первоначально необходимо рассмотреть, как отечественная энергетика решала вопросы, связанные с реактивной мощностью, в прошлом.

В 1930-х годах промышленные предприятия обязывались поддерживать значение коэффициента мощности (cosφ) на уровне 0,85 на границе раздела «энергосистема-предприятие». Если cosφ опускался ниже нормируемого значения, то начислялась надбавка к тарифу на электроэнергию. При значении cosφ выше нормы производилась скидка на предоставляемый тариф.

В период с 1946 года по 1974 год необходимо было руководствоваться нормативными значениями коэффициента мощности, которые могли изменяться в диапазоне от 0,85 до 0,95 в зависимости от категории сетей, к которым производилось подключение [1, с.220].

С 1 июля 1974 года вступила в силу новая методика стимулирования мероприятий по обеспечению допустимых режимов потребления реактивной мощности электропотребителями. Она представляла собой целую систему скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию. Ключевая особенность данной системы была в том, что учёт реактивной мощности стал производиться по коэффициенту реактивной мощности – tgφ.

В 2001 году «Правила применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии» были отменены как несоответствующие действующему законодательству [2, с.1].

В настоящее время действует приказ Министерства энергетики РФ от 23 июня 2015г. № 380 [3, с.8], который по сути является лишь современной редакцией приказа Минпромэнерго РФ от 22.02.2007 г. № 49. В нём указаны лишь максимально допустимые значения tgφ, потребляемого в часы больших суточных нагрузок электрической сети в зависимости от уровня напряжения в точке поставки потребителя электроэнергии (таблица 1).

Таблица 1 – Максимально допустимые значения tgφ в зависимости от уровня напряжения

О том, как осуществляется расчёт за потребление реактивной мощности, и возможны ли какие либо скидки за генерирование реактивной мощности в сеть нет никаких строгих инструкций. Эти и многие другие вопросы предстоит решать лично с энергосбытовой компанией при составлении договора на поставку электроэнергии.

Для наглядной оценки затрат проведем расчет дополнительных издержек на оплату реактивной энергии для одной из секции трансформаторной подстанции (ТП) автомобильного завода за 3 месяца работы. В таблице 2 представлены результат расчета, где К_мощн – среднесуточное значение коэффициента мощности, tgφ – среднесуточное значение коэффициента реактивной мощности, S, P и Q – среднесуточное значение полной, активной и реактивной энергии соответственно, dQ – количество реактивной энергии, которое превышает установленную норму.

Таблица 2 – Экономический расчёт одной из секция ТП автомобильного завода

Как было отмечено ранее, законодательство РФ строго не устанавливает тариф на реактивную мощность. В договорах на поставку электроэнергии с энергосбытовой компанией стоимость реактивной мощности обычно оценивают в 8% от стоимости потреблённой активной мощности. Тариф на активную мощность был выбран в соответствии  с тарифами энергосбытовой компании ПАО «Мосэнергосбыт» на январь 2017 года [4, с.4].

Издержки на оплату реактивной мощности характерны не только для Российской Федерации, но и для большинства стран Европы. И хотя тарифы на электроэнергию в европейских странах могут сильно отличаться друг от друга, все они преследуют одну и ту же цель: строго регламентировать стоимость и порядок оплаты за потребление реактивной энергии.

В соответствии c обобщённым обзором тарифов на передачу электроэнергии от европейского сообщества операторов магистральных сетей в области электроэнергетики (European network of transmission system operators for electricity) на 2017 год, в Европе существует две модели оплаты реактивной энергии [5, с.58–62]:

1.Реактивный тариф: стандартная тарифная ставка применяется к каждому МВар^.ч произведённой и/или потреблённой реактивной энергии.

2.Пеня: произведенная и/или потребленная реактивная энергия оплачивается только при определенных условиях, например: чрезмерные уровни cos φ или tg φ.

К примеру, во Франции установлена пеня, т. е. необходимо заплатить 1,72 евроцента за 1 кВар^.ч, при уровне напряжения ниже 130 кВ; в Эстонии установлен тариф: 1,67 евро за 1 МВар^.ч для любых потребителей и т.д.

На примере одной из секций ТП автомобильного завода, в соответствии с выше указанными тарифами, в таблице 3 приведены затраты на реактивную мощность за три месяца работы, при условии, что параметры энергосистемы завода будут такими же, как и в таблице 2. Евро были переведены в рубли по курсу на 1 января 2017 года [6].

Таблица 3 – Издержки на реактивную мощность в странах Евросоюза    

Стоит отметить, что все издержки были подсчитаны для средних значений и могут  сильно отличаться от затрат на реактивную мощность для какого либо отдельного предприятия.

Выводы:

1. Анализ договорных отношений по энергосистеме на многих промышленных предприятиях в Российской Федерации показал, что в случае наличия тарификации по реактивной мощности предприятия понесут значительные финансовые затраты и издержки. При таких условиях в масштабе страны, необходимо создать систему, которая будет однозначно определять тариф электроснабжения и жёстко регулировать  порядок оплаты за реактивную мощность.
2. В отличие от РФ, в большинстве стран Европы уже существует система учета реактивной мощности, что доказывает распространённость данной проблемы во всём мире.
3. В прошлом мы уже имели различные виды подобных систем, но все они были далеко не идеальны, и поэтому, основываясь на уже приобретённом опыте, необходимо создать новую, адаптированную к современным реалиям, систему тарифов для оплаты реактивной мощности.

Библиографический список:

1. Кабышев, А.В. Компенсация реактивной мощности в электроустановках промышленных предприятий / А.В. Кабышев. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 233с.
2. О признании утратившими силу инструкции о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию и дополнений к ней [Электронный ресурс]: приказ Министерства энергетики РФ от 28 декабря 2000 г. № 167. – Режим доступа: http://ivo.garant.ru (дата обращения 21.08.2017).
3. О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии [Электронный ресурс]: приказ Министерства энергетики РФ от 23 июня 2015 г. № 380. – Режим доступа: base.garant.ru (дата обращения 23.08.2017).
4. Предельные уровни нерегулируемых цен на электрическую энергию (мощность) [Электронный ресурс] / ПАО «Мосэнергосбыт». – Режим доступа: http://www.mosenergosbyt.ru (дата обращения: 15.09.2017).
5. Nick Pittarello. ENTSO-E Overview of Transmission Tariffs in Europe: Synthesis 2017 / Nick Pittarello. – 2017. – 68 p.
6. Официальные курсы валют на заданную дату, устанавливаемые ежедневно [Электронный ресурс] / Центральный банк РФ. – 2017. – Режим доступа: http://www.cbr.ru (дата обращения 15.09.2017).

 В начало

УДК 621.384.2, 622.276

Михайлов М.Э., Насонова Ю.Н.
Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
Коптева А.В.
Научный руководитель: доцент, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия

МЕТОДИКА БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ТРУБОПРОВОДНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ

Введение. На сегодняшний день при транспортировке нефтепродуктов немаловажное значение имеет скорость доставки сырья. Но ощутимый ущерб производству и экологии наносят внезапные аварии, связанные с образованием парафиновых отложений, вероятность которых повышается из года в год вместе со сроком службы трубопровода, по которому производится перекачка [1, c.159].

Цель работы: повышение эффективности измерения толщины парафинового слоя на внутренней поверхности трубопровода на основе разработки структуры радиоизотопной измерительной системы с учетом градиента температур и других внешних факторов

Описание измерительной установки

В Горном университете совместно с НПФ «Комплекс-Ресурс» во главе с учеными Проскуряковым Р.М., Кратировым В.А. и многими другими, разработана измерительная система и теоретическое обоснование возможности измерения толщины парафиновых отложений радиоизотопной измерительной установкой. Также, была создана мобильная система для мониторинга толщины отложений на участках трубопроводов.

Из всех существующих методов измерения радиоизотопные измерительные системы (РИИС) лишены конкурентов, так как жесткое гамма-излучение пронизывает любые толщины полезного ископаемого, транспортируемого конвейером или трубопроводом любого диаметра, транспортирующим углеводороды [2, c.1774]. По своей сути метод является дискретным, то есть измеряемая случайная по времени и амплитуде величина разбивается на определенные малые интервалы, в течение которых происходит облучение вещества гамма-квантами и подсчет претерпевших взаимодействие с веществом квантами. По соотношению количества прямых и рассеянных квантов определяется текущий результат измерений. Так как метод дискретный, то согласно общей теории энтропии, результат измерений – конечен, то есть можно вычислить предельно достижимую точность измерительной системы (ИС)  , ограниченную только тепловыми шумами (согласно 2-го закона термодинамики), реально получая при измерении точности .

Источник энергии, применяемый в РИИС, обладает бесконечно большой мощностью. Основной постулат энергетической и информационной теории измерительных устройств основан на том, что точные измерения могут быть произведены при введении больших энергий в измерительную систему.

Следует отметить, что энергетическая и информационная составляющие образуют единое целое, подобно тому, как в электротехнике магнитная и электрическая составляющие образуют электромагнитную волну.

Разрабатываемый прибор, основанный на комптоновском рассеянии, состоит из двух составляющих: первичный преобразователь, взаимодействующий с исследуемой средой и выявляющий информативный параметр и вторичный прибор, в котором происходит обработка, градуировка, представление и передача полученного значения. Способ осуществляют следующим образом: участок трубопровода с нефтяным потоком 1 и отложившимся слоем парафинов 2 помещается в автоматическую радиоизотопную измерительную систему РИИС, состоящую из первичного и вторичного измерительных преобразователей 6. В состав первичного измерительного преобразователя входят блок гамма-излучения 4, представленный в виде защитного коллимирующего устройства для формирования узкого пучка излучения радионуклида Сs-137 вобласти энергий 0,2 - 1,0 МэВ, и блок детектирования 5, в основе которого используются сцинтилляционный кристалл NaJ(Тl), фотоэлектронный умножитель, формирователь импульсов (Рис.1).

Рисунок 1 – Принцип работы прибора

После взаимодействия гамма-излучения с потоком образуются два вида излучений: рассеянное и прямое. Парафиновые отложения на стенках трубопровода распределяются относительно равномерно, поэтому достаточно контролировать вещество одним узким пучком прямого излучения. Прямое гамма-излучение 7 при прохождении через контролируемое вещество претерпевает фотоэлектронное поглощение, и механизм определения его интенсивности является более простой задачей, по сравнению с рассеянным излучением. 

Способ измерения толщины слоя парафинов в трубопроводном транспорте нефти включает облучение потока сырья узким пучком ионизирующего излучения, регистрацию прошедшего через контролируемую среду излучения в различных точках сечения трубопровода и формирование соответствующих информационных сигналов в виде дискретных отсчетов. Затем происходит определение толщины слоя парафина путем обработки результатов измерения прошедшего излучения.

Алгоритм вычислений и обработки результатов измерительной системы

Для оценки точности измерительной системы следует ввести энергетический КПД, суть которого заключается в следующем: если за один шаг измерений средство измерения получает от объекта измерения энергию , то измерение производится с погрешностью, не зависящей от входного сигнала:

(1) 

где W_Ш – шумовая (флуктуационная) мощность; Δq=q_Ш-q – потеря информации за одно измерение.

Сделаем еще одно пояснение в пользу РИИС: ионизационный метод измерения в отличие от всех других методов не вносит погрешности в результат измерений от измерительного прибора.

Если за время наблюдения T будет произведено n - отсчетов (суть работы РИИС), то мощность флуктуации среднего результата понижается, как видно из выражения (1), поэтому мы применяем статистический способ измерений.

(2)

где Δƒ– полоса частот в сигнале;  Θ – абсолютная температура; k - постоянная Больцмана.

Заметим, что за производственные циклы непрерывной работы РИИС число дискретных измерений n  исчисляется миллионами. Конечно, если придерживаться теоремы Котельникова, где частота измерений ограничена и составляет n=2ΔƒT, то предельная энергия флуктуации [3, с.395]:

 (3)

Соотношение между предельным значением информации q_Ш  и переносимой энергии вычисляется как:

 (4)

Уравнение 4 и есть взаимосвязь количества потребляемой энергии за время измерения t, переносимой ею информации и точностью измерений.

Для защиты РИИС важно, что с увеличением P растет  q_Ш, другими словами, радиоизотопный метод имеет неограниченные возможности по увеличению Р (источники разной интенсивности, разные изотопы и так далее).

В связи с изложенным, поясним стратегию измерения РИИС.

В традиционных ИС информативный параметр преобразуется в число N и N_p . Далее с помощью экспоненциального закона измеряется искомая величина. В данных разработках измерений потоков нефтепродуктов и рудников, а также потоков шахт предлагается за выходную величину первичного преобразователя (ПП) РИИС принять энергию, введенную в поток источником гамма-излучения. При этом происходит облучение исследуемого объекта с активностью 6.2· 10⁶ имп/с. На выходе ПП от детекторов излучения получаем 2.5·10⁶ импульсов разной формы, амплитуды и частоты, при этом количество поглощенных частиц в потоке определяется как разность между вышедшими и зарегистрированными импульсами и составляет 6.198·10⁶ имп/с.

По данным кафедры теоретической физики МГУ, энергия одного импульса равна его полуширине, то есть ширине импульса на половине его высоты или амплитуды. Исходя из этого, можно сделать вывод, какое количество энергии в процессе измерения за секунду вводится в поток и какой резерв точности имеет РИИС.

Нельзя не оценить при этом качество измерительной аппаратуры, также поглощающей часть общей информации. Если q - реальное получаемое количество информации, то информационный КПД процесса измерения:

 (5)

Этот показатель оценивает любое устройство с любым принципом измерения или структурным преобразованием.

Пусть порог чувствительности ИС равен 0, а погрешность от шума σ_Ш=100 % , т.е. в случае, когда нет потери информации. При таком условии порог чувствительности зависит от погрешности (от шума) и будет присутствовать всегда, в таком случае, при нормальной температуре невозможно производить измерения, если энергетический обмен объекта измерений и ИС меньше, чем W_Ш=πekΘ≈3.5·10^-20 Дж. Заметим, что для РИИС порог чувствительности соответствует энергии обмена 500 эВ или 0.081·10^-15 Дж.

За последние десятилетия активного развития информационно-энергетической теории измерительных устройств,  стало возможным оценить достоинства и недостатки  ИС любой природы. Известный ученый Бриллюэн вычислил энергетический эквивалент от ИС, численное значение которого равно    

Для РИИС энергия гамма-кванта источника C_S¹³⁷ равна [4, c.75–77]:

(6) 

Энергия рассеянного гамма-кванта равна:

(7) 

При φ=180⁰ энергия рассеянного кванта равна E_φ = 0.18 МэВ. Информационная способность входного сигнала:

 (8)

где P_t – энергия, затраченная на измерение за время t ; W_Ш – максимально возможное количество энергии по 2-му закону термодинамики.

Максимальное количество информации, которое может содержать сигнал РИИС:

 (9)

Поскольку W_Ш=πekΘ=3.5·10^-20 Дж.  и температура постоянна, получим:

Как было сказано ранее, количество поглощенных частиц в потоке составляет 6.198·10⁹ имп/с. Учитывая, что источник имеет энергию одного кванта 0.662 МэВ , то общая энергия всех зарегистрированных частиц равна:

Полученная величина имеет больший в сравнении с другими измерительными системами энергетический потенциал, а ИС имеет быстродействие и точность выше, чем у кодо-модулированных измерительных систем.

Лабораторные исследования

Для исследования разрабатываемой измерительной системы в лабораторных условиях на базе ООО «Комплекс-ресурс», была разработана специальная установка, изображенная на рисунке 2 и представляющая собой колесо, диаметром 3.5 м, на котором жестко закреплены четыре детектора. Ось колеса совпадает с осью трубы или любого другого измеряемого потока (сосуд, ящик, лента конвейера). Блок гамма-излучения БГИ-60А, испускающего 6∙10⁹ гамма-квантов в секунду за счет распада изотопа Cs₁₃₇ располагается под осью трубы с измеряемым газожидкостным потоком (на схеме излучатель условно не показан). Производя медленное горизонтальное смещение излучателя и детектора относительно трубы с нефтью и слоем парафина на внутренней поверхности, производилась регистрация выходного сигнала.

Рисунок 2 – Лабораторная  установка измерительной системы

1 – участок трубопровода; 2 – нониусный механизм поворота; 3 – блок детектирования;   
4 – источник излучения; 5 – контрольно-измерительное окно; 6 – нониусная регулировочная шкала; 7 – ручная система поворота.

Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты экспериментов

При увеличении толщины парафинового слоя растет произведение, являющееся степенью экспоненты (закон Ламберта для интенсивности выходного сигнала), и, следовательно, интенсивность прямого излучения, прошедшего через поток резко уменьшается.

Зависимость толщины парафинового слоя от выходного сигнала выражается из формулы:

. 

Графически результаты исследований приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Среднее значение импульсов за один цикл работы РИИС

Выводы:

1. Анализ радиоизотопной измерительной системы с использованием эффектов комптоновского рассеяния и фотоэлектрического поглощения гамма-излучения материалом стенок трубопровода и веществами при измерении толщины отложений позволяет повысить  достоверность получаемых результатов и, как следствие, повысить уровень производства на нефтяных предприятиях РФ.

2. Данный метод обеспечивает надежность, долговечность, отсутствие контакта с измеряемым потоком и дешевизну по сравнению с существующей методикой и инструментальными средствами измерений.

3. Ещё одним преимуществом является легкость в проведении измерений при высокой точности результатов и обеспечение экологической безопасности населения.

Библиографический список:

1. Гриценко, А.И. Экология. Нефть и газ / А. И. Гриценко. – М. : Российская акад. наук, Ин-т проблем нефти и газа. 2009. ([2-е изд., перераб. и доп.]). – 680 с.
2. Агаев, С.Г. Парафиновые отложения в условиях добычи нефти и депрессорные присадки для их ингибирования / С.Г. Агаев, Е.О. Землянский, А.Н. Гребнев, С.В. Гультяев, Н.С. Яковлев // Журнал прикладной химии. 2006, т. 79, № 8. – С. 1373-1378.
3. Сивухин, Д. В. Атомная и ядерная физика: учеб. пособие в 2-х частях, Ч. 2: Ядерная физика / Д. В. Сивухин. – М. : Наука, 1989. – 416с.
4. Коптева, А.В. Способ многопараметрического мониторинга состояния нефтяных потоков на основе радиоизотопного излучения / А.В. Коптева // Научная перспектива. – 2013, № 3. – С. 75-77.

 В начало

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

УДК 539.12.07

Русяева К.А.
Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия
Матросова М.Ю.
Научный руководитель, аспирант кафедры РМиРБ, Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА  РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

При различных ядерных взрывах и авариях происходит выделение большого количества радиоактивных частиц. Они представляют наибольшую опасность, так как, даже расщепляясь на атомы, способны излучать разрушающую дозу радиации. В зависимости от ее мощности и времени действия, заражение окружающей среды становится более сильным. Все живые существа, подвергшись воздействию радиации, начинают страдать от лучевой болезни, которая зачастую приводит к гибели человека или животного.

Для определения влияния радиации на окружающую среду используются различные измерительные технические средства. Используемые при радиационной разведке виды приборов могут определять не только уровень и дозу излучения, но и также его проникающую способность. С их помощью службы осуществляют контроль окружающей среды, получают своевременную информацию об источниках заражения и их потенциальной угрозе.

Приборы радиационного контроля позволяют исследовать местность, различные производственные объекты, кожу и одежду человека, продукты питания для выявления радиационного фона и степени заражения. Кроме того, используя их можно точно определять полученные дозы радиации специалистами, которые находились в зараженной зоне, или же полученные дозы радиации людьми, работающими на предприятиях атомной отрасли.

Наиболее разрушающее воздействие на организм человека оказывает излучение γ- и β-лучей.

β-лучи несут в себе среднее ионизирующее действие, которое зависит от плотности среды распространения. Их опасность заключается в большой проникающей способности. Повседневная одежда не является надежной защитой от β-лучей, нужно иметь специальный защитный костюм или укрытие. Относительно безопасной нормой такого вида излучения считается показатель 0.20 мкЗв/час.

γ-лучи несут в себе большую угрозу для нормальной жизнедеятельности всего живого на земле. Они обладают самыми короткими волнами, что способствует выделению большого количества проникающей, разрушающей энергии. Долгое время человек может не ощущать воздействия излучения, до того момента как не получит смертельную максимальную дозу.

Тем самым, в зависимости от возникшего вида излучения, и учитывая назначение приборов радиационного контроля их можно разделить на следующие группы [1]:

1. Средства для наблюдений за местностью (рентгенометры и простейшие индикаторы).

2. Определение степени заражения (радиометры).

3. Контроль облучения и уточнение полученной дозы радиации (дозиметры).

Перечисленные группы проборов радиационного контроля основаны на разных методах регистрации излучения. Основными методами регистрации ионизирующего излучения являются [2]:

- Ионизационный – основан на способности ионизирующего излучения вызывать ионизацию молекул и атомов вещества. Данный метод основан на использовании измерения электропроводимости газов. К основным ионизационным детекторам можно отнести газоразрядные счетчики.

- Люминесцентный – основан на способности записать люминофором поглощенную энергию излучения и длительное время сохранять ее, а затем под действием стимулятора освобождать ее в виде вспышки света. В качестве стимулятора может выступать ультрафиолетовое излучение или нагрев.

- Сцинтилляционный – основан на способности ионизирующего излучения возбуждать молекулы и атомы сред при прохождении через нее заряженных частиц и γ-квантов. Переход молекул и атомов из возбужденного состояния в основное происходит с испусканием света (видимого или ультрафиолетового). Световые вспышки с помощью электронного устройства преобразуются в электрический сигнал, который можно зарегистрировать.

Радиометры и дозиметры, а также сигнальные индикаторы активно используются на предприятиях атомной отрасли. На входе в здания промышленных объектов стоят сигнальные индикаторы – рамки, которые реагируют на радиоактивные вещества находящиеся на одежде, обуви, открытых частях тела. Например, двухканальный пороговый сигнализатор НПС-32 [3], который предназначен для контроля за уровнем мощности дозы рентгеновского и γ-излучения и подачи сигнала при превышении установленного порога мощности. Работники промышленных предприятий атомной отрасли, работающие на объектах с риском облучения ионизационным облучением, носят с собой карманные дозиметры. Например, дозиметр индивидуальный малогабаритный ДКГ-РМ1604А/В [4], предназначен для измерения дозы и мощности дозы γ-излучения в широком диапазоне. Может использоваться для работы в жестких условиях эксплуатации и оснащены клипсой, для удобного ношения на одежде.

Профессиональные дозиметры для измерения дозы и мощности дозы гамма излучения в широком диапазоне. В каждом помещении таких предприятий находятся пороговые измерители-сигнализаторы, например, СРПС-05Д [5], используется для контроля радиационной обстановки в помещениях, где проводятся работы с радиоактивными источниками (веществами, препаратами, установками). При превышении заданного порогового значения мощности дозы подает звуковой и световой сигнал.

Библиографический список:

1. Виноградов, Ю. А. Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита / Ю. А. Виноградов. – Москва : Солон-Р, 2002. – 224 с.
2. Левин, В.Е. Измерение ядерных излучений : учебник для техникумов / В.Е. Левин, Л.П. Хамьянов. – М. :Атомиздат, 1969. – 223 с.
3. Бюро Научно-Технической Информации. Прибор "НПС-32" контроля за уровнем мощности дозы рентгеновского и гамма-излучения [Электронный ресурс] / БНТИ // Режим доступа: http://www.bnti.ru/des.asp?itm=6893&tbl=03.04.02.&p=1 (дата обращения: 03.12.17).
4. Бюро Научно-Технической Информации. Дозиметры индивидуальные малогабаритные "ДКГ-РМ1604А/В" [Электронный ресурс] / БНТИ // Режим доступа: http://www.bnti.ru/des.asp?itm=5250&tbl=03.04.02.&p=1 (дата обращения: 03.12.17).
5. Бюро Научно-Технической Информации. Измеритель-сигнализатор гамма-излучения пороговый стационарный "СРПС-05Д" [Электронный ресурс] / БНТИ // Режим доступа: http://www.bnti.ru/des.asp?itm=6118&tbl=03.04.02.&p=1 (дата обращения: 03.12.17).

 В начало

МАТЕМАТИКА

УДК 519.213.1

Шамсуваров И.М.
ФГБОУ ВО «Самарский государственный экономический университет», г. Самара, Россия
Иванов Д.В.
Научный руководитель, канд. физ.-мат. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Самарский государственный экономический университет», г. Самара, Россия

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЧЕЙ ГРУППЫ «А» ЧМ-2018

В данной статье мы составим прогнозы на матчи соперников в группе сборной России на Чемпионате мира 2018 года. Для этого мы воспользуемся «распределением Пуассона». Перед расчетом возможных результатов матчей, необходимо вычислить значение «силы обороны» и «силы атаки» каждой команды.

Для определения исходов матчей предстоящего события воспользуемся данными с групповых отборочных этапов. Чтобы рассчитать силу атаки необходимо выяснить количество забитых  голов (2457) [1]. Для расчета среднего значения силы атаки, определим среднее количество голов забитых одной командой по формуле: голы за сезон/число матчей/количество команд. Таким образом, в среднем количество забитых голов составляет 1,846.

Используем полученные данные для расчета сил обороны и сил атаки для каждого матча соперников сборной России. Так как наша сборная является хозяйкой Чемпионат мира, то, согласно регламенту FIFA, она автоматически попадает в финальную часть. Следовательно, мы не можем собрать данные о её результатах во время отбора.

В первом матче встретятся Египет и Уругвай [2]. Для прогноза количества голов каждой из команд разделим количество забитых голов на число встреч. Полученный результат разделим на среднее количество голов забитых. В итоге сила атаки Египта составит (0,5), а Уругвая (1,64). Это означает, что Египет на 50% меньше, а Уругвай на 64% больше  голов забили по сравнению с гипотетически «средним» значением всех групп отборочного этапа. При расчете силы обороны разделим пропущенные голы на количество матчей. И как в первом варианте, получившийся результат разделим на среднее количество голов. Данные (0,25) и (1,15) показывают, что Египет пропускает на 75% меньше, а Уругвай на 15% больше по сравнению со средним показателем.

Воспользовавшись приведёнными ниже формулами, рассчитаем вероятное количество голов каждой из команд:

Голы «Египет» = Атака «Египет» * Оборона «Уругвай» * Среднее количество голов   

Голы «Уругвай» = Атака «Уругвай» * Оборона «Египет» * Среднее количество голов

В нашем случае: 2,441 Гола забьет Египет и 2,802 – Уругвай. Полученные данные, это всего лишь усредненное значение и в реальной жизни матчи не могут завершиться со счетом 2,441:2,802.

Воспользуемся «распределением Пуассона», которое позволит использовать наши данные, чтобы распределить 100% вероятность по всему спектру результатов для каждой из сторон. На практике воспользуемся формулой в программе Excel:  P(x; μ) = (e-μ) (μx) / x для большинства наших расчетов. Вместо переменной (х) поставим игровые результаты от 0 до 5, так как в этом диапазоне заканчиваются большинство матчем и только единицы выходят за пределы. Итак, вероятности распределены следующим образом.

По результатам расчетов существует возможность в 25,94% того, что первая команда забьет два гола. Но с другой стороны и вторая команда с вероятность 23,25% может забить два гола. Так как оба результата математически независимы, сделаем вывод, что команды забьют по два гола и перемножим их вероятности. С достоверностью 6,18% мы получим возможность исхода матча 2:2 (Таблица 1).

Таблица 1 – Вероятность забитых голов каждой командой (Египет – Уругвай)

Для оставшихся двух матчей (Уругвай – Саудовская Аравия; Саудовская Аравия – Египет)  выполним аналогичные расчеты [2]. Во-втором матче сборная Уругвая одержит уверенную победу, забив три гола с вероятностью 20,77%. Саудовская Ария сможет забить только один гол. Вероятность счета 3:1 составляет 7,6% (Таблица 2).

Таблица 2 – Вероятность забитых голов каждой командой (Уругвай – Саудовская Аравия)

Последний матч ожидается обильным на голы и с вероятностью 5,39% Саудовская Аравия одержит победу над Египтом (Таблица 3).

Таблица 3 – Вероятность забитых голов каждой командой (Саудовская Аравия - Египет)

Рассчитав вероятность каждого матча, мы можем сделать следующие выводы:

• если наша сборная одержит две победы в группе, она уверенно выходит в плей-офф;
• если одержит одну победу и сыграет один раз в ничью, то выходит в плей-офф со второго места;
• и самым не благоприятным положением будет, если Россия ни разу не выиграет. В этом случае она выбывает из чемпионата без права участия в стыковых матчах.

Библиографический список:

1. ЧМ-2018 - Южная Америка : Чемпионат [Электронный ресурс]. – Режим доступа: .https://www.championat.com/football/_worldcup/1593/team/35357/tstat.html (Дата обращения: 10.12.2017).
2. Расписание матчей чемпионата мира по футболу 2018 (календарь игр ЧМ 2018 в России) : FootballRussia [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.footballrussia.ru/world-cup-2018-calendar.html (Дата обращения: 10.12.2017).

 В начало

МАШИНОСТРОЕНИЕ

УДК 62-9

Показаньев М.В.
Тюменский индустриальный университет,  г. Тюмень, Россия
Василега Д.С.
Научный руководитель, канд. техн. наук, доцент кафедры «Станки и инструменты» Тюменского индустриального университета, г. Тюмень, Россия

ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ МАССИВА ХАРАКТЕРИСТИК ДЕТАЛЕЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Введение: 

Самой главной целью при разработке деталей в данное время в производстве служит гарантирование информационной связи всех стадий жизненного периода изделия (ЖПИ), и в тоже время предоставление автоматической помощи при решениях на некоторых его стадиях. Таким образом, всё это имеет место быть при объединении промышленных автоматизированных систем в общую полифункциональную систему при помощи IT-технологий. Наряду с этим на стадии рабочего проектирования деталей есть пока не решенная проблема активного информационного объединения систем «конструктор», «технолог», «метролог», технологического и метрологического проведения операции проектирования.

Самыми главными задачами на стадии разработки рабочих чертежей деталей являются установление конструктивно технологических размеров и параметров детали. Параметры являются первоначальными данными  для приведенных стадий проектирования:

• Технологического;
• Метрологического.

В случае некорректного выполнения данных стадий невыполним переход к производству нового продукта машиностроения.  В нынешнем машиностроении не существует системного назначения конструктивно технологических параметров деталей на этапе рабочего проектирования.

Для непростых деталей машиностроения число задаваемых параметров может превышать более 150. Цель назначения параметров имеет огромную размерность, является  многопараметрической, многовариантной.

Содержание статьи:

При установлении конструктивно-технологических характеристик детали  конструктор пользуется методом аналогов, подобия и расчетов. Общими недостатками этих методов являются:  сложность поиска признаков подобия; вероятность использования ложных рекомендаций, отсутствие достоверной информации  о влиянии отклонения формы и качества соприкасающихся частей на работоспособность соединения этих деталей. 

Вытекает вывод, что  при подготовке и сверке конструкторской документации (КД) объединяются системы – конструктор – технолог – метролог. Устанавливая нужные конструктору характеристики, следует не забывать о существовании связи с технологией и метрологией изделий. При подготовке КД технолог взаимодействует с процессами тех регулирования. Метролог –  метрологической экспертизы КД. В каждой системе достигается индивидуальная цель во время проектировании, создании и контролировании детали.  Этапы состыковки происходят друг за другом и имеют опасность незапланированных потерь времени и средств на не достаточно эффективные заключения. Статистические данные метрологической экспертизы чертежей показывают наличие существенных недостатков при распределении характеристик изделия в рабочей документации [1].

 На сегодняшний день CAD системы удерживают это единое несогласование. Проблеме согласования CAD и САПР ТП  посвящено большое количество работ [2], в которых можно выделить следующие направления: кодирование детали и ее параметров; распознавание элементов модели детали; подготовка геометрическо-технологической модели детали; декомпозиция конструкторской модели на части; стандартизация информационного поля. Анализируя недостатки перечисленных моделей можно определить, что в современных САПР нет возможности для решения проблемы системной установки параметров изделия с учетом многих оказывающих на нее причин. Вместе с тем, накопленные знания по установке характеристик деталей уходят вместе с опытными специалистами и не передаются будущим конструкторам, технологам, метрологам.

Чтобы сформировать массив конструктивных и технологических зависимостей, существует информационная модель детали, исполнен регрессионный анализ зависимости характеристик изделия от влияющих факторов. Чтобы выполнить поставленные цели, разрабатываются алгоритмы предназначения конструктивно-технологических параметров [3]. Для учета влияния множества факторов пока нет точных соотношений и достаточного количества собранных данных.

 Эта проблема решилась с использованием искусственной нейронной сети. При решении задачи системного предназначения характеристик по разработанным примерам определяется множество конструктивно-технологических характеристик изделия, с помощью которого производится технологический процесс разработки детали. Для решения поставленной проблемы взаимодействия в объединении – конструктор-технолог-метролог для решения задачи при использовании параметров деталей  дается интеллектуальная информационная система (ИИС). В ИСС включены приведенные основные элементы: накопленные знания, модуль конструктивных, а также технологических характеристик  изделий, модули численной оценки технологичности и метрологического обеспечения оборудования, модуль целостности технологического этапа изделия по входным данным множества характеристик, модуль ТД. Главная особенность системы – много вариантность выводов, а также численная оценка их технологичности [4].

У конструктора есть возможность, применяя данные массивы оценивать варианты предназначения всех характеристик. Для оценки вариантов метрологического обеспечения детали  применяются приведенные ниже показатели: трудоемкость, цена контроля, допускаемая погрешность измерения, количество универсальных и специальных способов измерений и управления и др.  Она работает в автоматическом режиме, одновременно с человеком, выполняющим нужное производство, и указывает на нужные характеристики поверхностей в соответствии с будущим применением, актуальными эталонами и образцами, законами формирования и метрологическими объединениями. Использование ИИС дает возможность весьма заметно сократить время разработки производства методом: совместной подготовки конструкторско-технологической документации на этапе разработки изделия, уменьшения процедур согласования, контроля, существенного сокращения числа возвратов документации на доделку. 

Выводы:

В итоге, произведен разбор имеющихся методов и процедур предназначения конструктивно-технологических характеристик изделий на стадии рабочего проектирования изделий машиностроения.

Предложены способы создания процессов принятия мер по постановке конструктивно-технологических характеристик деталей машиностроения, на системе накопленного технологического и метрологического опыта, 20 устройств нейронных сетей, регрессионных зависимостей.

А так же спроектирована информационная модель контролирования над объединением процессов на этапе создания изделий машиностроения, которая формирует совершенно другую структуру взаимоотношений между частями систем - «конструктор», «технолог»,  «метролог».

Разработана «умная» система контроля массива параметров при формировании деталей машиностроения,  осуществляющая помощь в решениях конструкторов при автоматизации производства.

Библиографический список:

1. Львов, Б.Г. Обеспечение качества технологических машин на стадии автоматизированного рабочего проектирования / Б.Г. Львов, А.К. Скуратов, И.В. Соловьев, Д.А. Чередниченко // Качество. Инновации. Образование. – 2002. – №4. – С. 3843.
2. Григорьева, Н.С. Концепция автоматизированного места нормоконтролера / Н.С. Григорьева, А.Н. Иноземцев, Д. И. Троицкий // Автоматизация и современные технологии.  – 2004. – №12. – С. 35-38.
3. Гречищев, И. С. Соединения с натягом: Расчеты, проектирование, изготовление. / И. С. Гречищев, А. А. Ильяшенко. – М. : Машиностроение, 1981. – 247 с.
4. ГОСТ 14.201-83 Обеспечение технологичности конструкции изделий. Общие требования.

 В начало

ИНФОРМАТИКА

УДК 004.773:006.354

Раков Н.О.
Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия
Бузик Т.Ф.
Научный руководитель: канд. техн. наук, доцент кафедры информационных технологий, Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИНТЕРОПЕРАБЕЛЬНОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ

Сфера применения информационных систем технического и семантического классов разнообразна, что обуславливает актуальность проблемы их интероперабельности. При выполнении данной работы проведен анализ материалов, посвященных проблеме интероперабельности информационных систем, в основе решения которой предлагается  использование стандартов и их разработка на основе международных нормативных документов. Необходимо отметить, что специалистами информационных технологий большое значение придается данному вопросу. Например, в работе [1] авторами отмечается, что решения проблемы интероперабельности должно основываться на применении принципов открытых систем на основе методологии функциональной стандартизации.

Проблема интероперабельности обозначена в ряде нормативных документов федерального и ведомственного уровня и решается путем проведения работ по стандартизации в области информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в системе Росстандарта. В данном направлении проводятся важнейшие фундаментальные и прикладные исследования в рамках проектов РФФИ, начиная с 1993 г., в разделе «Методология стандартизации информационных, вычислительных и коммуникационных ресурсов». Учитывая, что свойство интероперабельности как и свойство переносимости, является одним и важнейших свойств открытых систем, то и на современном этапе развития ИКТ всё большее внимание уделяется вопросам обеспечения интероперабельности для информационных систем (ИС) различного назначения. При решении вопроса обеспечения интероперабельности на основе использование стандартов выделяются значимые задачи на определенных этапах проведения работ.

К числу значимых задач в области стандартизации, направленных для решения проблемы интероперабельности, следует отнести вопросы её терминологии, а также виды и модели интероперабельности. Термин интероперабельность имеет широкое значение, что связано, главным образом, с тем, что ИКТ в своем развитии стали основой для формирования и развития технических систем социального направления, имеющих инновационную направленность. В современных системах социального направления возникает необходимость не просто в обмене данными, но и в эффективном её использования, как знаниями, где понятие «информация» может получать различное смысловое наполнения в зависимости от рассматриваемой отрасли деятельности, особенно при управлении знаниями. Большое число работ связано с решением задач на основе применения информационных технологий в науке, образовании, здравоохранении и в сферах государственного  управления.

Для ИКТ-продуктов инновационной направленности важным условием их конкурентоспособности выступает свойство интероперабельности, что требует от компаний-производителей придавать большое значение обеспечению интероперабельности создаваемых продуктов и вести целенаправленную техническую политику в данном направлении. Интенсивное применение ИКТ в различных организациях привело к возникновению понятия электронное предприятие и соответственно, появилось понятие интероперабельность предприятия. При этом возникла необходимость выделения понятий «внутренняя» интероперабельность, которая относится к информационной инфраструктуре организации и «внешняя» интероперабельность, определяющая конкурентоспособность организации на рынке. В настоящее время используется множество определений понятия «интероперабельность». В работе [1] отмечается, что предложено около 30 определений, но при этом обозначается тенденция к выделению небольшого числа определений, относительно которых происходит принятие единой точки зрения. Однако специалистами считается, что следует пользоваться определениями, которые обозначены официальными организациями по стандартизации, в первую очередь международными. В соответствии с международным стандартом [3] под интероперабельностью следует понимать «способность двух или более систем или компонентов к обмену информацией и к использованию информации, полученной в результате обмена». В зависимости от того, какие механизмы направлены для достижения интероперабельности информационных систем, специалистами принято выделять различные ее виды. В работе [2] приведен обзор различных моделей интероперабельности. Наличие разных позиций затрудняет выработку единого подхода, поэтому актуальной задачей на современном этапе является разработка эталонной модели интероперабельности и описание ее в нормативном документе по стандартизации. Поскольку основу работ по интероперабельности составляют ИКТ-стандарты, то и состояние отечественного потенциала в области интероперабельности зависит от определенных результатов по разработке национальных нормативных документов по стандартизации, направленных на обеспечение интероперабельности.

Библиографический список:

1. Гуляев, Ю.В. Методология стандартизации для обеспечения интероперабельности информационных систем широкого класса. Аналитический обзор / Ю. В. Гуляев, Е. Е. Журавлев, А. Я. Олейников // Журнал радиоэлектроники. - 2012. - №3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/mac/mar12/2/text.pdf (дата обращения: 27.09.2017).
2. Рубан, К.А. Модели и стандарты обеспечения интероперабельности / К.А. Рубан, А.Я. Олейников // Информатизация образования и науки. - 2013. - №3. - С. 24-33.
3. ISO/IEC/IEEE 24765:2010. Системы и программотехника. Словарь. Режим доступа: http://www.standards.ru/document (дата обращения: 19.03.2017).

 В начало

УДК 004:373.29

Ладик Е.П.
ВГУ имени П.М. Машерова, г. Витебск, Беларусь
Швед М.В.
Научный руководитель, ВГУ имени П.М.  Машерова, старший преподаватель, г. Витебск, Россия

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАВЫКОВ ЧТЕНИЯ И ПИСЬМА В ДОБУКВАРНЫЙ ПЕРИОД ОБУЧЕНИЯ ПЕРВОКЛАССНИКОВ С ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ В УСЛОВИЯХ ИНТЕГРИРОВАННОГО И ИНКЛЮЗИВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Инновационные уроки сложно вообразить себе без участия информационно-коммуникационных технологий. С изобретением компьютера (ПК), а кроме того после формирования глобальной компьютерной сети Интернет почти все стороны человеческого бытия первоклассно поменялись. Данные перемены тронули и образование. В основном разработка занятий в нынешних учреждениях образования осуществляется с поддержкой информационных технологий.

Применение информационных технологий в образовательном процессе стало обыкновенной деятельностью. Педагоги проводят уроки, учащиеся принимают участие в дистанционных состязаниях, руководство осуществляет администрирование – и всё это с применением компьютера и разнообразного программного обеспечения. Социализацию детей сегодня нельзя вообразить без информационных технологий.

Совершенствованию практических умений по русскому языку способствует применение инновационных технологий, предоставляет право эффективнее реализовать самостоятельную трудовую деятельность и индивидуализировать обучение, повышает заинтересованность к занятиям, активизирует активность учащихся и формирует креативные возможности.

Следует принимать во внимание умственные способности и потенциал к обучению детей с особенностями психофизического развития (ОПФР). Становление детей с особыми образовательными нуждами без устранения недостатков их высших психофизических функций никоим образом не может быть результативным.

Информационные компьютерные технологии (ИКТ) считаются перспективным орудием коррекционно-развивающей работы с детьми этой группы.

Для эффективного освоения грамотой у ребенка еще в дошкольном возрасте должны быть сформированы основные предпосылки формирования навыков чтения и письма [1, c.16]. Таким образом, для полноценного развития процессов чтения и письма нужна целостность и качественная работа центральных и периферических отделов анализаторных систем, их координированная деятельность (Б.Г. Ананьев, А.Р. Лурия, Л.С. Цветкова и др.); отличное состояние зрительных и моторных функций (Е.В. Гурьянов, М.М. Увечных, С.П. Ефимова, Е. В. Новикова и др.); понимание собственной речи (Л.С. Выготский, М. Е. Хватцев, Р.Е. Левина, Д.Б. Эльконин, Р.И. Лалаева и др.); требуемый уровень сформированности внимания, памяти, мышления, разных мыслительных операций (Л.С. Выготский, Р.Е. Левина, Л.И. Айдарова, Н.Н. Алгазина, И.В. Прищепова и др.), эмоционально-индивидуальная сформированность ребенка (Л.С. Выготский, В.В. Холмовская, и др.). Эти психофизиологические элементы считаются нужными предпосылками готовности к овладению письменной речью, а сбой в их образовании может быть причиной возникновения затруднений в овладении чтением и письменной речью [2, с. 68].

Авторы подчеркивают существование существенных проблем при овладении навыками чтения и письма ребятами с интеллектуальной недостаточностью. Данные трудности связаны как с отличительными чертами их психофизического становления, так и с несформированностью предпосылок овладения письменной речью детьми этой группы. Необходимо выделить, что первоклассники с ОПФР с большим трудом разделяют акустически сходные фонемы и по этой причине слабо запоминают буквы, так как всякий раз соотносят букву с разными звуками. Эта обстановка связана с наличием патологии развития у них фонематического слуха, звукового анализа и синтеза, что приводит к срыву системы перекодировки и шифровки буквы в звук и звука в букву.

Наличие у дошкольников с особыми образовательными нуждами недостатков произношения приводит к несовершенству фонетического анализа, являющегося одним из компонентов предпосылок развития грамоты. Если у естественно развивающихся дошкольников неверное произношение звуков не во всех случаях связано с неполноценностью слухового восприятия, то у ребят с ОПФР нарушенная артикуляция в основной массе случаев считается результатом неверного осмысления звука и ошибочного преобразования его в графему.

Визуальное восприятие дошкольников с интеллектуальной недостаточностью характеризуется неполноценностью, что мешает в достаточной степени стремительному и качественному запоминанию графического вида буквы, ее идентификации с похожими графемами, установлению соответствия печатного и письменного, прописного и строчного альтернатив любой буквы.

Одним из препятствий в формировании умений письма считается дефицит у дошкольников с ОВЗ моторной координации действий, что наиболее наглядно наблюдается в движениях мелких мышц руки [4, с. 164].

С целью изучения состояния сформированности предпосылок письменной речи у первоклассников с интеллектуальной недостаточностью нами было проведено экспериментальное изучение. В эксперименте приняли участие 10 младших школьников первого отделения вспомогательной школы. Были изучены следующие предпосылки:

1)    фонематический слух (методика М.Ф. Фомичевой);

2)    произношение (методика Г.В. Чиркиной);

3)   зрительное восприятие и пространственная ориентировка (методика А. П. Вороновой);

4)    состояние моторики кисти и пальцев рук.

При интерпретации результатов навыков произношения было выявлено, что только у 10 % испытуемых не прослеживается патологий звукопроизношения.  У 27 % учеников наблюдается нарушение произношения двух звуков. 27 % испытуемых продемонстрировали нарушение произношения трех звуков. У 36 % детей нарушено произношение четырех и более звуков. Например, Даниил С. следующим образом произносит слова, предложенные в диагностической методике: «коска» (кошка); «жук жизжит» (жук жужжит); Александр Т. произнес предложения как «У Зизы алят убы» (У болят зубы), «Зея зеит, а зик зизжит» (Змея шипит, а жук жужжит).

У 100 % испытуемых выявлено наличие нарушения слоговой структуры слов и звуконаполняемости. К примеру, Александр Т., произносит: «кисель из кюкы» (кисель из клюквы), «елиционер» (милиционер). У 10 % учащихся с интеллектуальной недостаточностью наблюдались привнесения акустической структуры слова. Максим Д. произнес: «корабер» вместо «корабль».

Анализ состояния фонематического слуха показал наличие его нарушения у 100 % испытуемых. В частности, при выполнении задания, где детям нужно было поднять руку, если в слове есть звук [ш], 20 % младших школьников с интеллектуальной недостаточностью не смогли выделить ни одного слова; два слова со звуком [ш] смогли выделить 20 % детей; три слова – 30 % испытуемых, 20 % учащихся - 5 слов; только 10 % испытуемых смогли определить все слова.

Состояние зрительно-пространственной ориентировки проанализировано по таким критериям:

1) Наличие всех структурных компонентов.  При выполнении задания рисование по образцу у 80 % детей имеются все структурные компоненты. У 20 % детей при рисовании фигуры по образцу отсутствует один структурный компонент: линия, которая соединяет треугольник с прямоугольником.

2) Соответствие структурных компонентов образцу в задании при рисовании фигуры по образцу: у 70 % испытуемых рисунок соответствует образцу. У 30 % учащихся с интеллектуальной недостаточностью рисунок не соответствует образцу.

3) Характер линий при рисовании рисунка по образцу и представлению: у 20 % детей линии на рисунках сплошные; у 10 % испытуемых прямые линии на рисунках; 20 % учеников рисуют прямые и изогнутые линии; у 20 % детей на рисунках преобладают прямые и кривые линии; у 20 % испытуемых преобладают ломаные линии; у 10 % первоклассников - линии на рисунках прямые и ломаные.

4) Размер, расположение на листе: размер рисунков и их расположение у 100 % испытуемых не соответствовали образцу.

При выполнении задания по реконструированию букв, все предложенные в рамках диагностические методики буквы не смог переделать ни один испытуемый.  10 % младших школьников правильно реконструировали четыре буквы. 30 % детей неверно реконструировали все буквы. 50 % детей правильно реконструировали одну букву. 10 % испытуемых правильно переделали 2 буквы.

Анализ сведений о состоянии моторики кисти и пальцев рук у учащихся позволил выявить недостаточность мелкой моторики у 70 % младших школьников с интеллектуальной недостаточностью, у 30 % испытуемых отмечается моторная недостаточность.

Недостаточность сформированности предпосылок формирования навыков чтения и письма, которая наблюдается у дошкольников с интеллектуальной недостаточностью, не прекращает влиять на развитие данных умений и в начальных классах. По этой причине важным считается осуществление персонального подхода по формированию предпосылок письменной речи как в добукварный период обучения грамоте младших школьников с интеллектуальной недостаточностью, так и при обучении и воспитании дошкольников этой группы. Более результативным процесс обучения станет, если в данный период педагог будет использовать информационно-коммуникативные технологии.

Как известно, использование компьютера в учебном процессе имеет больше возможностей по сравнению с печатными, аудио и видео средствами. Оно отличается богатством красок, мультимедийными возможностями, открывает доступ к мировым культурным ценностям, расширяет кругозор. ИКТ помогают учителю в подготовке к урокам, помогают организовать индивидуализацию обучения, дают возможность самообразования, свободного доступа к любой информации, дистанционного обучения, являются инструментом переработки и оформления информации [3, с. 20].

Сегодняшние способы и ресурсы инновационных технологий формируют настоящие возможности для их применения в концепции специального образования. Ряд авторов в сфере общей, специальной педагогики и психологии полагают, что наиболее активное введение новейших ИКТ в общеобразовательный процесс детей с ОПФР станет содействовать его совершенствованию (Е.Л. Гончарова, Е.Е. Китик, В.В. Клыпутенко, О.И. Кукушкина, Е.Г. Речицкая, И.В. Речицкий, В.Д. Труш, И.Ф. Федосова и др.).

Один с основных принципов преподавания ребятам с интеллектуальной недостаточностью считается принцип наглядности. Вот по какой причине применение инновационных методов особенно продуктивно для исследуемой аудитории. Одним из важных средств преподавания младшим школьникам с интеллектуальной недостаточностью в добукварный период считается электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) – модульная программная продукция, которая представляет собой комплекс учебно-методических, программно-технических и организационных средств, какие гарантируют беспрерывность дидактического цикла процесса преподавания и считаются важным условием, позволяющим повысить качество и результативность подготовки сегодняшних специалистов.

В содержание ЭУМК входят сюжетные иллюстрации к рассказам, которые учтены программой для обучающихся с интеллектуальной недостаточностью младших классов вспомогательной школы. К определенным рассказам подобраны аудио и видеозаписи, раскрывающие сущность сказок. ЭУМК предусматривает следующие принципы:

1. принцип наглядности;

2. принцип неоднократной тренировки учеников в пересказе сказок на разную тему;

3. принцип увеличения мотивации учеников;

4. принцип роста эффективности решения образовательных, коррекционно-развивающих и воспитательных вопросов задания.

Процесс подготовки нынешних ЭУМК рассматривается как образец осуществлении целого подхода. ЭУМК представлен информативной, автоматизированной обучающей и технической концепцией.

Использование инновационно-коммуникационных технологий в воспитательно-образовательном процессе дает преподавателям вспомогательные дидактические возможности, а именно:

– компьютерную визуализацию учебной информации, допускающую реализацию коррекционных возможностей посредством презентации изображаемых событий;

– закреплению полученных знаний по изучаемой теме;

– автоматизацию действий организованного управления учебной работой и контролирования за итогами усвоения учебного материала [4 c. 67].

Аспекты применения ЭУМК в учебном процессе:

– мотивационный (формирование условий с целью наибольшего учета личных образовательных способностей и нужд учеников);

– содержательный (дополнение классического пособия теми компонентами, которые никто осуществить никак не способен (различные сюжетные иллюстрации, аудиозаписи, видеозаписи);

– учебно-методический (оснащение учебно-методического сопровождения учебного предмета при разъяснении неизвестного учебного материала, с целью закрепления освоенных познаний, в ходе контролирования знаний;

– координационный (применение ЭУМК в ходе классно-урочной и внеклассной деятельности);

– контрольно-оценивающий (реализация контролирования: игры для закрепления материала сказки).

В соответствии с гигиеническими требованиями продолжительность деятельности с ПК для учеников 1-2 класса никоем образом не должна быть более пятнадцати минут.

Изучение теоретических обоснований позволило выявить следующие принципы:

– принцип наглядности;

– принцип неоднократной тренировки произносимых высказываний с применением различных типов заданий.

Использование ЭУМК дает возможность осуществить выделенные принципы.

ЭУМК способен применяться на разных этапах занятия: сообщения новых знаний, закрепления навыков, систематизации и обобщения умений, контроля и оценки знаний, умений.  При проведении фронтальной работы следует показывать ЭУМК с поддержкой видеопроектора, при проведении персональной деятельности возможно применять индивидуальный ПК. После применения ЭУМК следует осуществлять визуальную гимнастику. При использовании ЭУМК нужно соблюдать допустимые автосанитарные принципы и общепризнанные нормы.

По сопоставлению с классической формой ведения урочной деятельности, применение ЭУМК дает возможность изысканно и сжато применять наглядность, увеличивает активность учеников на занятии, осуществляет коррекцию познавательных функций.

Введение информационных технологий в процесс обучения и воспитания ведется с учётом санитарно-гигиенических норм, что гарантирует щадящий режим обучения. Уроки с компьютерной помощью обязаны выстраиваться правильно. За персональным компьютером ребята должны прибывать около пятнадцати минут, однако и данный период разбивается на ряд этапов. На протяжении уроков проводятся физкультурные минуты, с целью снятия визуального напряжения, ведутся разнообразные «минуты развлечений», особые упражнения для глаз. Помимо этого, чередование видов работы содействует уменьшению утомляемости детей.

Задания с использованием ИКТ дают возможность:

1)  любому ребенку трудиться в собственном темпе;

2)  привлекать на учебные занятия абсолютно всех детей без исключения;

3)  повысить количество учебного материала;

4)  существенно уменьшить период на образование рассказа по картинке;

5)  постепенно представлять учебный материал под непрерывным контролем;

6)  сократить число речевых, орфографических, синтаксических погрешностей.

Практика демонстрирует, что применение ИКТ в работе педагогов начальных классов интегрированного и инклюзивного образования предоставляют возможность взглянуть на собственный труд с новейших позиций, пересмотреть методические способы, повысить собственные запас знаний и мастерство, стимулировать динамику формирования точной речи у ребят и в коррекционно-образовательном процессе в целом. Вводя в практику педагогической деятельности ИКТ, следует отталкиваться с принципа «не нанести вред» самочувствию ребят, беспокоиться об уменьшении не очень благоприятных воздействий на организм и придерживаться советов по проблеме безопасности деятельности на ПК.

Таким образом, педагог, реализующий инклюзивное образование обязан обладать способностью осуществлять работу с новейшими средствами обучения хотя бы для того, чтобы гарантировать одно из первостепеннейших прав учащегося – право на высококачественное обучение.

Библиографический список:

1. Аксенова, А.К. Методика обучения русскому языку в специальной (коррекционной) школе. Учеб. для студ. дефектол. фак. педвузов / А.К. Аксенова. – М. : Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002. – 320 с.
2. Воронкова, В.В. Обучение грамоте и правописанию в 1-4 классах вспомогательной школы: Пособие для учителя / В.В. Воронкова. – М. : Просвещение, 2004. – 102 с.
3. Деркач, А.А. Современные информационные технологии в науке и образовании: Учебное пособие. – М. : РАГС, 2010. – 188 с.
4. Кукушкина, О.И. Информационные технологии в контексте отечественной традиции специального образования / О.И. Кукушкина. – М. : Полиграф-сервис, 2005. – 220 с.

 В начало

УДК 004:371.321.5

Шибашов А.А.
Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Димитровград
Бузик Т.Ф.
Научный руководитель: канд. техн. наук, доцент кафедры информационных технологий, Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, г. Димитровград, Россия

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК СОСТАВЛЯЮЩИЕ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПО ДИСЦИПЛИНАМ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

В настоящее время система высшего образования России находится в состоянии модернизации, обусловленной общими тенденциями мирового развития, прежде всего переходом к индустриальному обществу. Одним из направлений модернизации образования является процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки средств информатизации и компьютерных технологий, ориентированных на достижение образовательных целей. Современное информационное общество предъявляет все новые требования к качеству подготовки студентов. Это требование можно удовлетворить, создав современные учебно-методические комплексы, включающие в себя информационные технологии, что значительно увеличит скорость восприятия, понимания и глубокого знаний студентов. Проведение практических занятий с использованием информационных технологий требует заблаговременной работы по ознакомлению, подготовке и обсуждению уже непосредственно на занятиях различного рода рассматриваемых проблем исследований [1]. В традиционном обучении преподаватель выступает основным источником информации, в достоверности которой не принято сомневаться, что часто приводит к формальному усвоению знаний и не даёт развивающего результата. Важной основой формирования информационно-технологической культуры обучающихся является тип личности, который осознает ответственность за свой выбор принятия решения, за свои действия, а не тип личности, привыкающий только подчиняться и который формируется при усвоении уже готовых истин. Для поддержки учебного процесса существует система, называющаяся учебно-методическим комплексом (далее – УМК), которая позволяет практически разнообразить средства педагогического воздействия на студентов при освоении математических дисциплин. Современные УМК по математическим дисциплинам используют информационные образовательные технологии, которые позволяют предоставить выбор оптимального для каждого обучаемого темпа изложения учебного материала, значительно сэкономить время, в полной мере удовлетворить образовательные ожидания студентов. Использование современных информационных технологий в процессе обучения математическим дисциплинам, позволяет повысить общую культуру учебного процесса, максимально сократить разрыв между реальной жизнью во всем ее сложном многообразии и учебными моделями, которые предлагаются обучаемым [2]. Материалы для практических занятий (задачи на обработку и анализ данных исследований, задачи на логические операции, задачи профессионального характера) подобраны таким образом, чтобы расширять кругозор и развивать логическое мышление обучающихся, предоставить возможности для реализации их творческого потенциала и стимулировать их уникальные способности при решении профессиональных задач. Благодаря структуре комплексов, методическим и организационным приемам, создаются условия, в которых воспроизведения происходят не по шаблону, а для приобретения необходимых практических знаний, умений и навыков, их применения при разрешении проблем в конкретных профессиональных ситуациях. Использование этих УМК не должно предполагать только конспектирование учебного материала, приучая обучаемых, прежде всего, стремиться понять логические принципы построения тех или иных объектов и математических процессов и развивая навыки поиска нужной информации и работы с ней. В новейших учебно-методических комплексах по математическим дисциплинам, несомненно, главную роль играют: объяснительно-иллюстративное интерактивное обучение с использованием мультимедийных средств.

Сегодня мультимедии обогащают учебный процесс, делают его более эффективным, задействуют многие чувственные компоненты обучаемого.  Являются наиболее перспективным направление, создаются новые программные обеспечения, применение которых находят в самых разных сферах образования. Технология обладает рядом преимуществ. Получение актуальной информации в считанные минуты, связь со всем миром, имея лишь подключение к интернету, значительно расширяет возможности образовательного процесса.

Общие дидактические требования к УМК определяются тем, что студенты могут работать с учебно-методическими материалами самостоятельно, при этом получать консультационную поддержку со стороны преподавателей при необходимости и постоянном индивидуальном контроле над результатами обучения. Дидактические функции средств обучения: обеспечить точную и полную информацию об изучаемом явлении или объекте, помогать удовлетворять и в максимальной мере развивать познавательные интересы студентов, повысить наглядность обучения, интенсифицировать труд преподавателя и обучающихся и обеспечить оптимальный и довольно быстрый темп обучения [3].

Наглядность всегда была в приоритете. В знаменитой книге «Великой дидактики» отмечается важность организации обучения, в ней подробно описывается важность изучения человеком всего самого необходимого для жизни в студенческие годы.

В соответствие с этим при обучении были отмечены несколько важных требований. Главной задачей было разработать метод обучения, где основным требованием было «учить меньше, а учиться большему». В этом смысле современные технологии предоставляют огромные возможности, которые можно реализовать в электронной составляющей учебно-методического комплекса. Преимущества электронных элементов УМК перед печатными изданиями электронная версия учебника, методических разработок, рекомендаций или учебного пособия имеет следующие очевидные преимущества: возможность разнообразить дидактический материал за счёт различных форм представления информации (видео, аудио, изображений), возможность оперативного внесения необходимых изменений в содержание документа, компактность хранения на электронных носителях информации, простота передачи на любые расстояния. Пропала необходимость тиражировать данные на твёрдых носителях. Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что учебно-методический комплекс, созданный с учётом дидактических принципов обучения и рассматриваемый как система, состоящая из управляющей, информационной и содержательной подсистем, позволяет значительно повысить мотивацию обучения обучающихся, избавиться от их пассивности, обусловленной пробелами в знаниях, индивидуализировать обучение, адаптируя материал по уровню сложности и темпу освоения материала.

Библиографический список:

1. Ярмоленко, Н.В. Повышение математической компетентности будущих военных психологов / Н.В. Ярмоленко // Сборник научных трудов научно-педагогического состава Санкт-Петербургского военного института внутренних войск МВД России. Санкт-Петербург «Современные проблемы науки и образования во внутренних войсках МВД России» – 2015. – С. 280-282.
2. Крюкова, М.С.  Вопросы использования информационных технологий в курсе высшей математики / М.С. Крюкова, Е.С. Калинина, Е.А. Зайцева //Современные тенденции развития науки и технологий. – 2016. – № 1-9. –  С. 62-64.
3. Ефимова, А.Б. Методика оценки качества образовательного процесса / А.Б. Ефимова, В.Г. Анисимов, Е.Г. Анисимов // Сборник научных трудов научно-педагогического состава Санкт-Петербургского военного института внутренних войск МВД России. Санкт-Петербург «Современные проблемы науки и образования во внутренних войсках МВД России». – 2015. – № 1. – С. 15–30.

 В начало