Підвищення рівня екологічної безпеки довкілля за допомогою інтегрованої системи управління побутовими відходами

Abstract

У дисертаційному дослідженні вирішено актуальне науково-практичне завдання – підвищення рівня екологічної безпеки регіону інтегрованою системою управління побутовими відходами. На основі системного аналізу літературних джерел виявлено основні тенденції розвитку методів і систем управління відходами. Здійснено моделювання інтегрованої системи управління відходами на основі її декомпозиції і матричних рівнянь показника якості середовища. Запропоновано класифікацію опаковальних відходів, як інформаційний засіб для їх сортування. Виконано аналіз впливу Львівського полігону побутових відходів на навколишнє середовище і встановлено рівні забруднення ґрунтів, поверхневих і підземних вод. Розроблено рекомендації щодо поліпшення екологічного стану територій, прилеглих до Львівського полігону побутових відходів. Подано підходи до організації інтегрованої системи управління побутовими відходами регіону, методи сортування та мінімізації побутових відходів на локальному рівні. Визначено етапи процесу управління відходами для житлових комплексів. Запропоновано схему інтегрованої системи управління побутовими відходами. В диссертационном исследовании решена актуальная научно-практическая задача – повышение уровня экологической безопасности региона интегрированной системой управления бытовыми отходами. На основе системного анализа литературных источников выявлены основные тенденции развития методов и систем управления отходами. Разработаны основы интегрированного управления бытовыми отходами, в основу которого положен иерархический принцип. Осуществлено моделирование интегрированной системы управления бытовых отходов на основе ее декомпозиции и матричных уравнений показателя качества среды. Разработана классификация отходов упаковки по источникам образования, назначению, типу материала, размерам и т.п. Она является эффективным информационным средством для сортировки, переработки и утилизации бытовых отходов. Предложено разделение задач и ответственность участников “товарно-производственной цепи” по круговороту отходов упаковки и разработаны методы их минимизации. Выполнен анализ влияния Львовского полигона бытовых отходов на окружающую среду и установлен факт загрязнения почв, поверхностных и подземных вод. Установлено превышение ГДК у почве для тяжелых металлов – Кадмия, Купрума, Плюмбума, Ферума, Мангана, Стронция. Определены коэффициенты загрязнения основных загрязнителей: Цинк, Манган, Стронций. Полученные результаты позволили обоснованно выбирать стратегию управления бытовых отходов с целью минимизации уровня экологической опасности. Предложены рекомендации по улучшению экологического состояния и почвенного покрова территорий, прилегающих к Львовскому полигону бытовых отходов, а также план необходимых мероприятий по приведению полигона в состояние экологически безопасной территории. Обоснованы подходы по сортировке бытовых отходов, в основу которых положены принципы сбора и сортировки всех бытовых отходов, и предложена логистическая схема управления отходами на уровне жилого комплекса, преимуществом которой является их минимизация и экономическая эффективность. Определены этапы процесса управления отходами для жилых комплексов. Предложен новый метод измерения концентрации веществ, который заключается в излучении и приеме импульсного ультразвукового сигнала в контролируемую и n эталонных веществ, измерении разности времен распространения ультразвуковых сигналов в эталонных веществах, в контролируемом и двух эталонных веществах, который характеризуется высокой точностью. На основе предложенных математических моделей разработаны подходы к построению региональной геоинформационной интегрированной системы управления бытовыми отходами, в основу которой положен анализ, систематизация и обработка информации характеристик загрязнения окружающей среды и бытовых отходов, статистическая и региональная информация об объектах образования и переработки отходов, моделирования и прогнозирования их уровня. Предложенная структура системы позволяет достичь высокого уровня экологической безопасности региона. Результаты работы внедрены в практику деятельности организаций и учреждений и учебный процесс. In the dissertation work the actual scientific-practical task, such as increasing of the region ecological safety level by the integrated system of household waste management, is solved. The main tendencies of the development of waste management methods and systems based on system analysis of domestic and foreign literature sources were revealed, which made it possible to substantiate the need to improve the approaches to the organization and construction of an efficient integrated waste management system. Mathematical models of integrated waste management system because of their decomposition, based on matrix equations of the quality index of the environment were developed. This made it possible to create a geo-relational database model. Classification of packaging waste as an information tool for their sorting was developed. It supplies the opportunity for further progress to develop a wide range of effective management of packaging waste and acceptable methods for their recycling and utilization. Complex analysis of the impact of the Lviv household waste landfill on the environment has been carried out and the fact of contamination of soils, surface, and underground waters has been established. The main source of environmental pollution is infiltration, which is formed because of atmospheric precipitation and processes occurring in the “body” of the landfill. Recommendations for improvement of the ecological state and soil cover of the territories adjacent to the Lviv household waste landfill have been developed. The approaches to organization of integrated management system of household waste in the region are developed. The methodology of household waste sorting at the local level is developed, the feature of which is the sorting of all household waste, which makes it possible to minimize the amount of waste at landfills and save money on the construction of sorting enterprises. Stages of the waste management process for residential complexes are defined and monitoring schemes, integrated control, waste management, and minimization of waste generation are proposed.