Актуальность темы
исследования. Развитие современного общества связано со все возрастающими объемами потребления промышленной продукции и сопутствующим ростом мощностей промышленного сектора экономики, что в свою очередь вызывает увеличение воздействия человека на окружающую среду (ОС). Загрязнение ОС и повышение требований к ее качеству, с одной стороны выступает ограничителем роста промышленного производства, с другой — служит катализатором создания новых экологичных технологий. Улучшение состояния ОС, кроме снижения ущерба, причиняемого биоте, зданиям и сооружениям, здоровью человека, вызывает также значительный экономический эффект. Определение технологических решений, одновременно отвечающих требованиям экологичности и рентабельности, является одной из важных задач современной экологии.
Влияние техногенных загрязнений на ОС и, в частности, на человека наиболее четко прослеживается при изучении загрязнения атмосферного воздуха, особенно в условиях промышленных городов. При ранжировании 122 городов РФ по общему индексу техногенной загрязненности атмосферы (ИЗА) отмечены взаимосвязи между выбросами Б02 и частотой заболеваний бронхитами и общей детской заболеваемостью (Астрахань) — выбросами Н^ и заболеваниями гипертонией у взрослых (Стерлитамак), повышенными концентрациями РЬ и нервными заболеваниями (Подольск) и др. [21, 77]. Кроме непосредственных взаимосвязей отмечена зависимость заболеваемости от определенной направленности производства промышленного центра (Уфа, Чайковский, Березники, С.-Петербург, Кемерово и др.). Для Пензенской области подобные зависимости изучены на примере г. Кузнецка, где при анализе временных рядов выявлены положительные корреляционные взаимосвязи между выбросами некоторых ЗВ и состояниями, возникающими в перинатальном периоде [74].
Указано [69], что очистка промышленных выбросов в атмосферу решает не только непосредственно технические и экономические задачи, но и задачи оздоровления воздуха производственных помещений и прилегающих к ним территорий, состояние которого влияет на производительность труда работающего персонала. Профессиональная заболеваемость, обусловленная вредными факторами производственной среды, находится в сфере внимания врачей и служб охраны труда. В то же время, проблема повышенной заболеваемости персонала промышленных предприятий (ПП), не носящей профессиональной этиологии, но напрямую связанной с экологически неблагополучным состоянием воздушной среды, остается без внимания. По данным ЦГСЭН Пензенской обл. в 2000 г. лишь 4% рабочих мест признано полностью благополучными [74]. В США подсчитано, что снижение загрязнения воздуха на 60% привело бы к экономии 40 млрд долл. в год только за счет улучшения здоровья населения [127]. В России 3% фонда заработной платы затрачивается на оплату бюллетеней и больничных листов, связанных с профессиональными заболеваниями. По оценкам некоторых ученых материальный ущерб только лишь от повышенной заболеваемости в результате загрязнения атмосферного воздуха составил в 80-е годы 5% национального дохода [8].
Сегодня влияние промышленных выбросов на здоровье персонала принято рассматривать через концентрацию отдельных загрязняющих веществ (ЗВ) и их суммарного воздействия. Такой подход дает наиболее достоверные показатели, но в то же время сопряжен со значительными затратами и предполагает наличие баз данных как концентраций ЗВ (согласно расчетам нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ), так и характеристик состояния здоровья. Расчет нормативов ПДВ сегодня ведется в основном для окружающей территории, не затрагивая самого предприятия, базы данных состояния здоровья включают только общие характеристики для предприятия в целом. Отсутствие методики оценки влияния загрязнения воздуха территории предприятия на персонал занижает оценку эффективности мероприятий по охране атмосферы.
Состояние изученности проблемы. Исследованию проблем загрязнения ОС, его влияния на здоровье человека, оценки экономического ущерба от загрязнения, управления технологическими процессами в целях улучшения экологических характеристик работы предприятия посвящены работы таких ученых как В. И. Вернадский, С. Н. Безуглая, М. Е. Берлянд, В. И. Гальперин, К. А. Буштуева, А. Д. Слоним, Б. Ц. Урланис, С. С. Шварц, О. Ф. Балацкий, К. Г. Гофман, Л. Г. Мельник, Т. С. Хачатуров, М. Я. Лемешев, Ю. А. Израэль, Р. Гу-дариан, Г. И. Сидоренко, А. А. Гусев, В. П. Казначеев, Г. Одум, Э. Экхольм, П. Эрлих, Р. Ридкер, В. Эйхлер и др. Труды указанных ученых, главным образом, были посвящены исследованию сущности общих положений и отдельных концепций, принципов и направлений исследования загрязнений ОС, натурального ущерба для здоровья человека, оценки экономического ущерба от загрязнения, изменения технологических процессов в целях повышения экологической безопасности производства. Вместе с тем, ряд вопросов, касающихся оценки конкретных зависимостей величин ущерба здоровью от загрязнения воздушной среды и степени их воздействия на результаты деятельности предприятия, до настоящего времени остаются недостаточно изученными как в теории, так и в хозяйственной практике. Данные обстоятельства и предопределили потребность в углубленном изучении поставленной проблемы.
Целью диссертационного исследования является разработка инженерной методики оценки мероприятий по охране воздушной среды с позиции снижения ущерба здоровью персонала предприятий промышленности (ПП) — определение экономического ущерба, обусловленного влиянием загрязняющих веществразработка предложений по совершенствованию практики управления технологическими процессами для наиболее полного использования трудовых ресурсов.
Содержание цели диссертационного исследования предопределило необходимость решения следующих задач:
— определить методы оценки ущерба здоровью, позволяющие получить достоверные результаты;
— исследовать особенности возникновения ущерба здоровью в связи с загрязнением воздушной среды на предприятиях г. Пензы, предложить методику прогнозирования ущерба здоровью персонала в зависимости от характеристик природоохранной деятельности предприятия;
— разработать методику оценки мероприятий по охране воздушной среды;
— рассмотреть воздействие ЗВ атмосферы на эффективность деятельности предприятий через ущерб здоровью персонала;
— разработать рекомендации по оптимизации процессов планирования и стимулирования воздухоохранных мероприятий на предприятиях промышленности.
Рабочей гипотезой исследования является предположение о принципиальной возможности наличия зависимости между загрязнением воздуха на территории промышленных предприятий и состоянием здоровья работающих.
Объектом исследования выбраны предприятия отраслей промышленности г. Пензы.
Предметом исследования являются загрязнение атмосферы выбросами ППущерб здоровью работающих, выражающийся в повышенной заболеваемости, ухудшении самочувствия и снижении трудоспособностиэкономический ущерб от повышенной заболеваемостипроцессы управления природоохранной деятельностью предприятий.
Теоретическую и методологическую основу исследования составили труды отечественных и зарубежных специалистов в области экологии, инженерной защиты ОС и экономики природопользования, законодательные акты Российской Федерации, публикации в периодической печати.
Информационную базу исследования составили нормативные документы, данные Пензенского филиала государственного комитета статистики и Комитета экономики Правительства Пензенской области, текущая и оперативная информация о деятельности предприятий отраслей промышленности г. Пензы.
Исследование основано на системном подходе с использованием методов анкетирования, корреляционно-регрессионного, сравнительного и кластерного анализов, методов функционально — стоимостного анализа и математического моделирования.
Научная новизна исследования состоит в разработке методических положений и практических рекомендаций по совершенствованию процессов оценки и прогнозирования натурального и экономического ущерба от повышенной заболеваемости на предприятиях промышленности.
Основные научные результаты исследования, обладающие научной новизной, состоят в следующем:
— систематизированы подходы к оценке ущерба здоровью, связанного с воздействием загрязнителей атмосферного воздуха (АВ);
— разработана методика количественной оценки явного и скрытого ущерба здоровью, связанного с загрязнением воздуха, традиционно выражающегося качественными характеристиками;
— выявлены наиболее значимые факторы воздействия на состояние здоровья работающих, влияющие на эффективность управления мероприятиями по охране воздушной среды в оперативном и стратегическом аспектах;
— предложена инженерная методика оценки экономического ущерба от повышенной заболеваемости на предприятиях промышленного комплекса;
— обоснованы практические предложения по совершенствованию процессов управления природоохранными ресурсами на предприятиях промышленности.
Практическая значимость определяется направленностью результатов исследования на оптимизацию процессов управления природоохранными мероприятиями и стимулирования природоохранной деятельности, как на отдельных предприятиях промышленного комплекса, так и в отрасли в целом. Практические рекомендации, основанные на результатах исследования, могут быть широко использованы для оценки ущерба здоровью персонала и сопутствующего ему экономического ущерба на промышленных предприятиях Пензенской области и других регионов.
Результаты диссертационной работы были внедрены в работе Центра санитарно-эпидемиологического надзора в Пензенской области.
Апробация работы. Основные теоретические и практические положения диссертационного исследования докладывались на постоянно действующих научно-технических семинарах «Экологическая безопасность регионов России и риск от техногенных аварий и катастроф», Пенза, 1998;2001; II и III Всероссийских научно-практических конференциях «Экологичность техники и технологии производственных и автотранспортных комплексов», Пенза, 20 002 001; научно — практической конференции «Энергосбережение в промышленно-хозяйственном комплексе», Пенза, 2000; научно-практической конференции «Идеалы и реальности культуры Российского города», 2001; II Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание», 2002. Материалы работы использованы в учебном пособии «Малоотходные и ресурсосберегающие технологии», ПГАСА, 2002 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, написанных лично и в соавторстве, общим объемом 1,3 п.л.
Выводы по разделу.
Разработана методика, позволяющая оценивать и прогнозировать экономический ущерб от заболеваемости, связанной с загрязнением АВ на промышленных предприятиях. До сих пор загрязнение воздуха практически не учитывалось в изменении состояния здоровья и связанных с ним показателей экономического ущерба за счет заболеваемости и снижения производительности труда. В качестве решения данной проблемы предлагается учитывать скрытый ущерб на базе изменения показателей матрицы вероятностных переходов из состояния здоровья в состояние напряжения и утомления и, как следствие, заболеваемости, связанной с выбросами ЗВ от промышленных стационарных источниковна основании решения прогнозных уравнений регрессии, представленных в гл. 3.1. Показано, что скрытый ущерб ленных в гл. 3.1. Показано, что скрытый ущерб составляет значительную долю общего ЭУЗН и может быть учтен в показателях снижения трудоспособности и снижения продолжительности жизни.
2. На основе прогнозных уравнений регрессии рассчитан экономический ущерб от заболеваемости, связанной с объемом выбросов твердых веществ, окислов серы, окислов азота, специфических соединений. При расчете ущерба отдельно вычислялись показатели явного и скрытого ЭУЗН. Также рассмотрено применение матрицы вероятностных переходов здоровья для прогнозирования численных характеристик ЭУ. Рекомендовано применение корреляционно-регрессионного анализа по причине его большей точности и известной величины ошибки, полученной расчетным путем. Рассмотрено изменение величин экономического ущерба с учетом скрытой заболеваемости для случаев роста и снижения выбросов.
3. Показано, что экономический эффект от проведения воздухоохранных мероприятий, выражающийся в снижении заболеваемости общей и снижении продолжительности одного случая заболевания может и должен учитываться в планировании, реализации и оценке мероприятий по охране ОС поскольку внесение величины предотвращенного ущерба в зависимости, определяющие экономическую эффективность мероприятия, позволяют более точно рассчитывать экономические эффекты, сократить срок окупаемость мероприятия и стать одним из механизмов стимулирования природоохранного процесса в промышленности.
4. Рассмотрены вопросы оптимизации управления природоохранными процессами на уровне отдельных предприятий с точки зрения выбора мероприятий для достижения максимального экономического и социального эффекта. Предложен ряд моделей, определяющих принцип подбора мероприятий и их оценки с точки зрения наибольшего экономического эффекта. В построении моделей учтен факт неизбежности ущерба, возникающего в ходе реализации некоторых мероприятий.
Заключение
.
Основными результатами исследования, имеющими научную новизну и практическую ценность, являются:
1) Методика оценки и прогнозирования натурального ущерба здоровью, связанного с загрязнением воздуха рабочей зоны промышленных предприятий;
2) Предлагаемые модели прогнозирования натурального ущерба здоровью персонала, связанного с экологическими показателями деятельности предприятий промышленного комплекса г. Пензы;
3) Математическая модель оценки вероятностей изменения здоровья под влиянием экологически обусловленных факторов;
4) Математическая модель выбора наиболее эффективных мероприятий из числа альтернативных.
На основании поставленных задач проведена оценка методов определения натурального ущерба здоровью и доказана возможность прогнозирования заболеваемости, не носящей профессионально обусловленной этиологии, без применения дорогостоящих методов химического анализа. В качестве методики определения натурального ущерба здоровью автором предлагается использовать методы корреляционно-регрессионного анализа, опирающиеся на статистические данные, рассматриваемые по существующим формам отчетности. Использование такого типа данных позволяет избежать дополнительных затрат на определение параметров загрязнения воздушной среды территории предприятий. В качестве факторных характеристик в таком случае могут быть использованы величина выбросов предприятий по ингредиентам. Применение данной методики рекомендуется главным образом для предприятий с невысокими источниками выбросов, поскольку именно в этом случае большая часть выбросов ЗВ концентрируется на территории самого загрязнителя. К числу таких производств по большей части относятся крупные машиностроительные предприятия.
Результатом оценки и прогнозирования натурального ущерба здоровью стали прогнозные уравнения регрессии, определяющие величину общей заболеваемости, зависящей от выбросов определенных групп ЗВопределяющие величину заболеваемости по некоторым классам болезней, зависящей от выбросов конкретных ингредиентов. В качестве модельных уравнений предлагаются зависимости:
Г= - 24 624,7+ехр (10,15 ±(0,116Х[)+(О, 947Х2)+(0,304Х3) +(0,184X4)), где У — заболеваемость персонала на предприятии, дней на 100 человекХ[ - выбросы пыли и аэрозолей, тоннХ2 — выбросы окислов серы, тоннХ3 — выбросы окислов азота, тоннХ4 — выбросы специфических соединений, усл. тонн. Ьп?,=4.0918+0.591пХ1 ЬпУ2=7,4481+0,1891пХ2 ЬпУ3=8,9308+0,1031пХ2 ЬпУ4=3,8136+1,031пХ3 где У] - заболеваемость болезнями сердечно-сосудистой системы, дней на 100 чел.;
У2 — заболеваемость болезнями костно-мышечной системы, дней на 100 чел.;
У3 — заболеваемость болезнями органов дыхания, дней на 100 чел.- У4 — заболеваемость болезнями нервной системы, дней на 100 чел.- X} - выбросы общие, усл. тоннХ2 — выбросы специфических соединений, усл. тоннХ3 — выбросы СО, тонн. Для определения величин заболеваемости, связанной с загрязнением воздуха в общей заболеваемости автором предлагается расчет коэффициента влияния Кв, который может быть вычислен на основе статистических методов анализа как процент заболеваемости, связанной с загрязнением АВ, от общей заболеваемости на промышленных предприятиях. Определение величины коэффициента влияния идет по принципу остаточного значения при нулевых значениях факторных признаков. Таким образом, поскольку воздействие данных ЗВ на состояние здоровья принимается равным нулю, в качестве влияющих величин выступают сторонние показатели. Отсюда процентное значение заболеваемости, связанной с загрязнением как определяется как остаточное от 100%. Для исследуемой группы предприятий значение Кв равняется 14%.
Величину Кв предлагается также использовать в определении экономического ущерба от заболеваемости, что позволит более точно определять экономическую эффективность мероприятий по охране воздушного бассейна. Применение расчетного коэффициента Кхр позволяет оценить скрытый ущерб здоровью, который в экономическом отношении выражается в снижении производительности труда и ухудшении качества выпускаемой продукции. Для вычисления Ктр автором предлагается использовать зависимость Ктр=(Р у-Ь/365) хКв У. 100, где Ь — сумма дней, соответствующих заболеваниям любыми болезнями;
Р — коэффициент обращения за медицинской помощью;
Кв — коэффициент влияния загрязнения АВ на заболеваемость. Для г. Пензы значение величины Кхр, связанного с загрязнением воздуха рабочих мест составило составило 0,429%, для исследуемой группы предприятий -0,607%.
Одним из результатов исследования является математическая модель, основанная на квадратной матрице вероятностных переходов здоровья Р (Н,), где N1, N7 описывают состояние здоровья до и после проведения мероприятия и при учете воздействия выбросов ЗВ соответствуют ^р!4^ из матрицы. В таком случае моделирование изменения заболеваемости при проведении природоохранных мероприятий строится на основе матрицы, в которой элементы матрицы представлены вероятностью перехода из одного состояния в другое. Типы элементов матрицы следующие.
1. Показатели состояния здоровья до проведения мероприятия.
2. Показатели состояния здоровья после проведения мероприятия.
3. Показатели экологически обусловленного ухудшения здоровья до проведения мероприятия.
4. Показатели экологически обусловленного ухудшения здоровья после проведения мероприятия.
5. Показатели восстановления здоровья до проведения мероприятия.
6. Показатели восстановления здоровья после проведения мероприятия.
Граничные условия определения элементов матрицы следующие:
1) Суммарная вероятность перехода из каждого состояния во все остальные равна 1.
2) Переходы [N2, N1] и [N2, N3] при 3=В и Р=1 равновероятны.
3) Значения профессиональной заболеваемости и выздоровления от проф. болезней рассматриваются отдельно от величин общей заболеваемости и выздоровления за промежуток времени.
4) Временные отрезки между определениями значений заболеваемости и выздоровления равны.
5) В условиях замкнутой локальной системы матрица стремиться к равновесию, определяемому как.
Щ3)-Щ5), (/->0 [N (4)-N (6), где 3, 4, 5, 6 — типы элементов матрицы, соответствующие значению >1- значение 1—>со.
Предлагаемая модель позволяет оценивать качественные изменения скрытой и явной заболеваемости, опираясь на показатели изменения здоровья, которые определяются по вышеприведенным прогнозным зависимостям. Результаты прогнозов по данной модели позволяют предварительно отбирать и комбинировать мероприятия по охране ОС с учетом их влияния на состояние здоровьяопределять значения экологических показателей, необходимых для достижения определенного качества здоровья на предприятии в целом. Для рабочей группы предприятий прогноз ущерба по матрице составил рост в 2,9381% явной заболеваемости, 3,3331% скрытой заболеваемости.
При оценке экономического ущерба от заболеваемости персонала, связанной с загрязнением воздуха на промышленных предприятиях, автор предлагает разделять значения явного ущерба и скрытого ущерба, связанного со снижением трудоспособности и основанного на значении коэффициента Кхр. При этом значения явного и скрытого ущерба предлагается рассматривать по зависимостям: ив1=Мх (Г+С+Щ, где N1 — количество заболевших болезнью I;
V — объем выпускаемой продукции на одного человека, руб/деньСвыплаты по соцстраху, руб/деньЬ — затраты здравоохранения, руб/деньI — средняя продолжительность болезни ипр~Ктр где Ъ — объем продукции, производимой одним человеком за определенный промежуток времени, выраженный в денежной форме. Итоговая формула тогда имеет вид изаб1=иуд1хИхТ+ипр, где N — число заболевших за период времени Т;
1 — класс болезней или определенные нозологические состояния. Для исследуемой группы предприятий значения явного, скрытого и общего экономического ущерба в 2000 г. составили соответственно 1.180,5, 966,2 и 2.146,7 руб. В то же время прогнозные значения, рассчитанные с помощью прогнозных уравнений регрессии составили 1.153,5, 944,1 и 2.097,6 руб., что находиться в пределах 95% доверительного интервала.
Доказанная зависимость показателей состояния здоровья от показателей загрязнения атмосферы промышленными предприятиями заставляет обратить внимание на необходимость изменений структуры информационных потоков в системе управления охраной окружающей среды на предприятиях. С целью повышения эффективности мероприятий по охране ОС предлагается ввести в систему учета показателей эффективности мероприятий показатели предотвращенного ущерба для здоровья, для чего необходим учет показателей здоровья в системе управления охраной ОС. Рекомендуемая процедура позволит учитывать экономический эффект от снижения заболеваемости на предприятии, прогнозировать такой экономический ущерб наряду с показателями ущербов, использующимися в настоящее время.
С целью экономической оценки прогнозных мероприятий по охране ОС, учитывающих экономические эфекты от снижения заболеваемости разработана модель.
7 п.
ЕЕ 4А ->тах,.
1 77=1 У П.
1 Т]— где X ?0- булевая переменная, имеющая значение Х=1 в случае позитивного влияния мероприятия, Ь=0 в случае негативного влияния мероприятияг] - индекс висячей вершины результата мероприятия, входящей в конечное множество вершин п- - индекс производственной единицы, входящей в конечное множество единиц];
Р^ - экономический эффект или риск предотвращенный для единицы { по вершине г|;
Ьг, ~ экономические издержки, которые предприятие согласно понести для осуществления мероприятия с результатом т.
Данная модель позволяет выбирать из отдельных прогнозных мероприятий наиболее эффективное. Достоинство модели заключается в учете положительных и отрицательных эффектов мероприятий, учете количества эффектов, наблюдающихся по разным направлениям и в разных производственных помещениях. С целью наиболее полного учета экономической эффективности природоохранных мероприятий рекомендуется использование модели для оценки мероприятий, направление действия которых известно. Недостатком модели является невозможность обнаружения с ее помощью до сих пор не выявленных источников экономического ущерба.
Использование предлагаемой методики оценки и прогнозирования натурального ущерба здоровью от загрязнения воздуха рабочей зоны промышленных предприятий и сопутствующего ему экономического ущерба позволяет учитывать значение трудовых ресурсов в общей оценке мероприятий по охране ОС. В условия современного производства, внедрения новых технологий, требующих квалифицированного персонала, значение человеческого фактора становиться все более значимым при рассмотрении факторов, влияющих на эффективность производственной деятельности. Автор предлагает рассматривать целостную систему производства с четырех направлений: энергия, сырье, технологии и информационные потокичеловеческий фактор. В оценке человеческого фактора, наряду с показателями квалификационных характеристик, рационализаторской деятельности, текучести кадров и др. в этом случае вводятся показатели качества здоровья, одним из элементов прогноза которого может служить предлагаемая методика, внедрение которой позволяет уточнить оценки эффективности использования природоохранных фондов и инвестиций в охрану природы как в рамках отдельных субъектов экономики, так и в промышленности в целом.