Научно-методические основы водохозяйственной сертификации: Сертификационные испытания

Актуальность темы

исследований. Существование всех форм жизни на земле связано с потреблением воды. Поэтому загрязнение поверхностных и подземных водоисточников несет в себе серьезную угрозу существованию живой природы и ее высшей формы — человека. Однако даже оставшиеся относительно чистые водные источники используются нерационально, что часто приводит к дефициту как питьевой, так и технической воды. Ярким примером этого является Свердловская область, водохозяйственный баланс рек в которой оценивается специалистами как положительный. Однако низкие величины минимального стока на большинстве рек и повышенное загрязнение отдельных их участков обусловили дефицит водных ресурсов необходимого качества (до 30−80%) в городах Екатеринбурге, Кировграде, Н-Тагиле и др. [1−4]. Для покрытия этого дефицита построен ряд водохранилищ и прудов, а также производятся внутрибассейновые и межбассейновые переброски стока. При этом непостоянность качества вод приводит на стадии их очистки к большим перерасходам этих вод, т. е. налицо нерациональное использование природных источников. К тому же, качество получаемой из этих источников питьевой воды нередко не соответствует нормативным требованиям [5−7]. Поэтому спасение гидросферы является не только общероссийской, но и международной задачей в области охраны окружающей среды.

Это требует, прежде всего, создания адекватного механизма государственного управления водопользованием. Водным Кодексом РФ ст. 49 введено лицензирование, но лицензия на водопользование содержит только общие сведения о водном объекте и способе его использования. Лицензированием не предусмотрены механизмы соблюдения водопользователем требований по рациональной водохозяйственной деятельности и гарантии соблюдения норм, правил и требований, изложенных в государственных стандартах и других нормативных документах, регулирующих использование и воспроизводство водных ресурсов. Поэтому лицензирование само по себе не может исключить перерасход ресурсов, внеплановые водоотведения, загрязнение водных объектов и др. Здесь необходим анализ и комплексная оценка водохозяйственной деятельности и политики, проводимой водопользователем в сфере воспроизводства, использования и охраны природных водных объектов и их ресурсов. Выполнение подобных работ, как показывает мировая природоохранная практика, осуществляется в рамках Системы сертификации.

Международные стандарты ISO 9000 «Общее руководство качеством. Контроль качества.», ISO 14 000 «Системы управления качеством окружающей среды.» устанавливают требования к пользователям природных водных ресурсов. Международная практика разработки и последующей сертификации систем качества предприятий-водопользователей позволяет обеспечивать рациональную водохозяйственную деятельность и эффективное решение проблем воспроизводства и использования водных ресурсов. Опыт стран Западной Европы — наглядный тому пример. По нашему твердому убеждению для устойчивого развития водохозяйственного сектора в России в условиях рыночной экономики необходима Государственная Система водохозяйственной сертификации, что и определяет актуальность данной работы.

Сегодня, однако, решение задач сертификации затрудняется многочисленными проблемами в существующей нормативно-методической основе сертификации по правовым, экологическим, экономическим, техническим и многим другим вопросам. Решать их приходится экспертно, с определенной долей субъективизма, что существенно снижает научную обоснованность выводов. На преодоление этого недостатка, хотя бы частично, направлена настоящая диссертационная работа.

Целью диссертационной работы является разработка методов и средств сертификационных испытаний объектов водохозяйственной деятельности, а также элементов Системы водохозяйственной сертификации.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

— выполнить аналитический обзор существующих международных и отечественных нормативных документов в области водохозяйственной деятельности;

— унифицировать требования к испытаниям объектов водохозяйственной деятельности;

— разработать экспериментальную и методическую базу сертификационных испытаний для условий Среднего Урала;

— на основе разработанных в диссертации научно-методических основ сертификационных испытаний создать элементы системы водохозяйственной сертификации (СВХС).

При этом основное внимание в диссертации уделено хозяйственно-питьевому водоснабжению, как наиболее подготовленному к внедрению СВХС виду водопотребления. Однако, предстояло преодолеть слабую обеспеченность водоохранной деятельности нормативно-правовой документацией, отсутствие нормативно установленных методик определения качества материалов, оборудования и водотехнических систем, а также большое отставание отечественных разработок в области рационального водопользования от мировых достижений.

Методы выполнения работы. Разработка СВХС основывалась на сочетании экспериментальной работы с теоретическим анализом результатов. Для такого анализа использовались известные закономерности неорганической, физической и коллоидной химии, отдельные понятия теории систем и теории подобия, а также научные разработки в области природных водных систем. Базой для теоретического анализа служили, в частности, экспериментальные данные по водоподготовке на уровне отдельного технологического процесса (коагуляционная очистка) и в пределах водохозяйственной системы крупного водопользователя. Для обработки экспериментальных результатов широко использовались методы математической статистики. Создание технической базы СВХС в виде стендовых установок основывалось на применении методов физического моделирования для обеспечения возможности переноса результатов лабораторных испытаний на промышленные условия.

На защиту выносятся:

— научно-обоснованные методические подходы к сертификационным испытаниям объектов водохозяйственной деятельностиразработанная и изготовленная испытательная база сертификационных испытанийобоснование механизмов реализации системы водохозяйственной сертификации как нормативно-правового обеспечения рационального использования водных ресурсов страны.

Научная новизна:

1. На основе теоретического анализа экспериментальных данных с использованием методов математического и физического моделирования разработаны, созданы и аттестованы испытательные стенды для сертификационных испытаний в рамках Системы водохозяйственной сертификации.

2. Впервые научно обоснованы региональный подход к сертификационным испытаниям в рамках СВХС, а также выбор технической базы этих испытаний и их методическое обеспечение.

3. На системной основе выработаны рекомендации по рационализации сложных водохозяйственных систем с целью минимизации расходов сырой воды и обеспечения бесперебойного внутреннего водопотребления с минимизацией энергетических и материальных затрат.

Практическая значимость диссертации. Впервые в стране разработаны научно-методические основы для создания системы водохозяйственной сертификации, включающей сертификационную оценку материалов, оборудования, технологических процессов и водохозяйственных систем в целом наряду с оценкой качества самих вод. Созданы техническая база сертификационных испытаний и ее методическое сопровождение.

С участием автора разработана основополагающая документация и создана «Система сертификации материалов, оборудования, сооружений и технических систем, используемых в водохозяйственной деятельности». Разработаны предложения по включению разработанной СВХС в систему управления рациональным водопользованием на основе нормативно-правовых и экономических методов регулирования водохозяйственных отношений. Сделан практический шаг в сторону сокращения отставания отечественной водохозяйственной практики от мировых достижений и выхода на траекторию устойчивого водопользования.

Наряду с решением основных проблем в данной работе был сделан ряд сопутствующих разработок, важных в практическом отношении:

— использование в качестве коагулянта наряду с сульфатом алюминия основных хлоридов алюминия повышенной основности (>60−70) % с учетом сезонных изменений качества природных вод;

— фотометрический метод контроля за ходом процессов коагуляционной очистки воды;

— стандартизованная методика подбора оптимальных доз реагентов;

— каскадный принцип использования воды в сложных водохозяйственных системах;

— рабочая программа производственного контроля для адаптации водохозяйственных технологических систем к сезонным колебаниям состава природных вод.

Апробация работы. Промежуточные результаты работы обсуждались на многочисленных ведомственных совещаниях, на региональных тематических выставках (например, «Экология-96» ,-97″ и -98″ - «Чистая вода-97» и -98″, «Техноген-97» и др.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 10 статьях и 5 тезисах докладов, использованы в двух монографических изданиях, одном сборнике, использованы в одном монографическом издании.

Работа выполнена в Уральском филиале Академии стандартизации, метрологии и сертификации.

5.4 Выводы по главе 5.

Предложенная концепция системы ВХС представляется автором той основой, которая будет эффективно способствовать устойчивому развитию водохозяйственного сектора, усилению его самостоятельности в решении насущных проблем рационального использования, охраны и восстановления водных ресурсов.

Рассмотренный материал позволяет сформулировать основные цели и задачи ВХС. Таковыми являются:

— обеспечение условий рационального использования и охраны водных ресурсов России,.

— обеспечение условий для самофинансирования водохозяйственного сектора экономики,.

— защита потребителей от использования низкокачественной воды и водных ресурсов,.

— предотвращение загрязнения окружающей среды при производстве, использовании и ликвидации всех видов водохозяйственной продукции,.

— обеспечение экологической безопасности оборудования, технологических процессов, производств, сырья, материалов, полуфабрикатов, товаров, отходов, работ и услуг водохозяйственного сектора,.

— внедрение экологически безопасных водохозяйственных технологических процессов, оборудования и производств,.

— интеграция экономики страны в мировой рынок,.

— выполнение международных обязательств Российской Федерации в области охраны окружающей среды,.

— установление государственным специально уполномоченным органом в области ВХС статуса сертификата соответствия и знака соответствия Системы как гаранта эффективности и безопасности объекта сертификации.

Система ВХС строится на следующих основных принципах:

— независимость — исключение влияния каких-либо юридических или физических лиц на результаты аккредитации, аттестации и сертификации,.

— объективность — исключение предоставления преимуществ каким-либо предприятиям, организациям, юридическим или физическим лицам,.

— компетентность — участники Системы должны обладать необходимой квалификацией, средствами и полномочиями для выполнения возложенных на них задач,.

— открытость — отсутствие ограничений на доступ к участию в работах Системы и к информации о ее деятельности.

Система обеспечивает конфиденциальность информации, составляющей государственную и коммерческую тайну.

Система не ставит в качестве основной цели своей деятельности извлечение прибыли и не распределяет полученную прибыль между участниками.

Основными условиями проведения работ в Системе являются: наличие утвержденных в установленном порядке требований к водохозяйственной деятельности, на соответствие которым проводится сертификация,.

— наличие аккредитованных в соответствии с нормативными документами Системы органов по сертификации, лабораторий (центров), органов по аттестации и специалистов, аттестованных в установленном порядке.

Система предусматривает следующее распределение ответственности между участниками сертификации:

— заявитель отвечает за соответствие объектов сертификации установленным требованиям нормативных правовых актов, которые контролируются при сертификации,.

— аккредитующий орган Системы отвечает за организацию и проведение аккредитации в соответствии с нормативными документами Системы,.

— орган Системы по аттестации отвечает за организацию и проведение аттестации, объективность и правильность выдачи аттестатов,.

— орган Системы по сертификации отвечает за организацию и проведение сертификации, правильность выдачи сертификата, разрешения на право маркировки объектов сертификации знаком соответствия Системы,.

— лаборатория (центр) Системы отвечает за правильность и полноту проведения сертификационных испытаний на соответствие установленным требованиям нормативных правовых актов, объективность и достоверность результатов испытаний,.

— держатель сертификата соответствия отвечает за соответствие объекта сертификации установленным требованиям нормативных правовых актов, которые контролируются при сертификации, и правильность использования им знака соответствия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Критическое состояние водных ресурсов России привлекают к проблемам их спасения большое внимание управленцев и исследователей. Создавшееся положение имеет причины разной природы, и среди них, безусловно, можно выделить объективную сложность задач по достижению стадии устойчивого водопользования. В частности, работа над диссертацией показала, что разработка системы водохозяйственной сертификации, как важной части механизма управления водопользованием в стране, требует более глубокого проникновения в теорию типовых процессов водоочистки и водоподготовки, чем это практиковалось до сих пор. Так, изучение процессов коагуляционной очистки природных вод, выполненные в данной работе, выявило, что совокупность этих процессов носит достаточно явно выраженный системный характер, проявляющийся в сложном взаимодействии факторов и обнаружении закономерностей, кажущихся неожиданными при внесистемном рассмотрении. В частности, это касается противоречивого влияния температуры и цветности вод на результаты очистки.

Совокупность фактов, полученных при исследовании коагуляционной очистки, свидетельствует также о том, что система природная вода-коагулянт относится к нелинейным химическим системам, поведение которых при водоподготовке может сильно зависеть от, казалось бы, незначительного изменения параметров. При сезонных колебаниях состава вод, а также при переходе от одного типа вод к другим это может повлечь за собой большие сбои в организации процессов водоочистки и водоподготовки. Все перечисленные обстоятельства и служат обоснованием концепции строго регионального подхода к сертификационным испытаниям материалов, оборудования, технологических процессов и водотехнических систем.

Другим следствием перечисленных обстоятельств является необходимость использования для сертификационных испытаний специализированной технической базы в виде испытательных стендов с научно обоснованной методикой их использования. Практикой работы Органа по сертификации уже была доказана плодотворность таких подходов. В частности, было убедительно и многократно доказано, что внерегиональная сертификация водоочистных устройств без привязки к водам определенного качества недопустима. Особенно это касается таких сложных в экологическом отношении регионов, как Урал.

Результаты обследования водного хозяйства госпиталя для ветеранов войн показали, что несистемный подход к снабжению учреждения водами различных категорий приводит к большим издержкам, среди которых можно отметить перерасход исходной воды, внутренние перебои в снабжении водами определенного качества, повышенные расходы материалов и энергии и снижение качества вод. Данная работа показала, что создание для крупных водопользователей водохозяйственных систем с научно обоснованным выбором методов водоподготовки и использованием теории управления техническими системами позволяет значительно снизить или полностью устранить эти издержки. Очевидно, что такой системный подход способствует снижению экологической нагрузки водопотребителей на окружающую среду.

Проведенные в диссертационной работе исследования и анализ литературных данных, законодательных актов и нормативно-правовой документации других уровней показали, что принятый в Водном кодексе Российской Федерации курс на сохранение водных ресурсов страны посредством функций государтвенного управления водопользованием не может быть успешно реализован без создания Системы ВХС, основанной на современной системе стандартов, и без достаточно высокого уровня метрологического обеспечения процессов водоподготовки и водоочистки.

Разработанная в диссертации концепция системы ВХС может служить той основой, на которой может строиться система управления водопользованием с усилением самостоятельности водохозяйственного сектора страны в решении насущных проблем рационального использования, охраны и восстановления водных ресурсов России. В соответствии с этой концепцией основными задачами ВХС являются обеспечение условий рационального использования и охраны водных ресурсов Россииобеспечение условий самофинансирования водохозяйственного сектора экономикизащита потребителей от низкокачественной водыпредотвращение загрязнения окружающей среды при производстве, использовании и ликвидации водохозяйственной продукцииобеспечение экологической безопасности оборудования, технологических процессов, производств, сырья, материалов, полуфабрикатов, товаров, отходов, работ и услуг водохозяйственного секторавнедрение экологически безопасных водохозяйственных технологических процессов, оборудования производствинтеграция экономики страны в мировой рыноквыполнение международных обязательств РФ в области охраны окружающей природной среды.

Разработанная в диссертации концепция ВХС направлена, в конечном счете, на обеспечение выхода России на траекторию устойчивого развития.