Труды МЭФ-т-1-Версия_5

собностью непосредственно на месте загрязнения, без выемки и перемещения грунта. В процессе очистки загрязнения перемещаются вдоль силовых линий электрического поля, распределение которых определяется расположением электродов, скорость перемещения загрязнителя при этом зависит от напряженности поля, что позволяет контролировать процесс очистки и управлять им. Исходные концентрации экотоксикантов могут быть снижены с 10-50 мг/кг до 1-10 мг/кг, что вполне укладывается в существующие нормы.

Основные параметры электрокинетического процесса:
- напряжение на электродах	4-200 В
- напряженность поля	20-200	В/м
- плотность тока	0.5-5.0	А/м2
- расстояние между электродами	2-10 м
- глубина заложения электродов	2-5,0 м
- максимальный объем грунта, реально очищенный	Более 5000 м3
электрокинетической технологией на одном месте
- эффективность очистки	80-99 %

Электроосмос и электрофорез открыты в 1809 году профессором Московского университета Рейсом. Наибольший вклад в теорию электроосмоса в грунтах в связи с проблемой осушения сделан учеными школы Ломизе Г. М., а также Жинкин Г. Н., Курденков Л. И., Амарян Л. С., Казагранде Л. и другие.

Электроосмотическое течение раствора в единичном капилляре подчиняется уравнению Гельмгольца - Смолуховского, полученному посредством интегрирования функции потенциала двойного электрического слоя, возникающего на границе адсорбирующей поверхности твердой фазы с электролитом [1]:

,

(1)

где - средняя по сечению капилляра скорость течения, м/с; - абсолютная диэлектрическая проницаемость, Ф/м; - коэффициент динамической вязкости раствора, Па·с; - электрокинетический потенциал, В; - потен-

циал внешнего электрического поля, В.

На основе анализа размерностей получена зависимость для модуля эффективной скорости VЭ (расхода):

,

(2)

170

где С - постоянная; - удельная объемная плотность зарядов ионов диф-

фузного слоя, Кл/м3; т - пористость грунта; R - гидравлический радиус, пор, м; КЭ - коэффициент электроосмотической активности, м2/(В·с); Е - напряженность поля, В/м.

В знаменатели приведенных формул следует ввести дополнительно эффективное удельное электросопротивление массива (УЭС) . Прове-

денные авторами экспериментально-теоретические исследования показали, что данные зависимости не вполне отражают механизм электрокинетических процессов, поскольку интенсивность электроосмотических и электрофильтрационных процессов определяется не напряженностью поля Е, а плотностью тока [2].

Для того, чтобы использовать электроосмотический процесс в производственных целях, необходим полный анализ основных характеристик, к которым относятся: коэффициент электроосмоса KЭ; коэффициент элек-

троосмотической активности K; электропроводность грунта γ ρ1 ; пре-

дельное отрицательное давление Pпр; коэффициент фильтрационного эффекта электроосмоса Ф, который показывает степень изменения коэффициента фильтрации KФ при воздействии током.

Большинство исследователей отмечает, что главное влияние на электроосмос оказывают два параметра: KЭ и K. Первый параметр KЭ в различных грунтах изменяется сравнительно незначительно (в пределах 1–15 раз). При этом величина KФ меняется у разных грунтов в зависимости от степени дисперсности в значительно больших пределах.

Второй параметр K является мерой эффективности применения метода электроосмоса. В песчаных грунтах K имеет небольшое значение, а в глинистых грунтах с высокой дисперсностью K может достигать больших величин (до 105 см/В), что объясняет эффективность электроосмотической фильтрации. На основании многочисленных исследований Курденковым Л. И. [3] дана классификация грунтов по степени электроосмотической активности (табл. 2).

Экспериментальные данные о диапазонах изменения параметров грунтов: КЭ и коэффициента фильтрации КФ (получены различными отечественными и зарубежными авторами), т (для условий угольных месторождений Кузбасса [4]) представлены в табл. 3, из которой следует, что величина КЭ для всех видов грунтов относительно стабильна, поскольку ее изменение не превышает одного порядка. Вместе с тем, диапазон изменения КФ достигает 6 порядков. Поскольку в легко проницаемых породах (КФ > 10-8—10-7 м/с, супеси, пески, гравелиты) водопонижение или укрепление вполне осуществимо традиционными методами, электроосмотическая обработка целесообразна только при КФ < 10-7 м/с (10-2 м/сут).

171

Таблица 2

Виды грунтов по электроосмотической активности

	-	Удельное электроосмотическое ,давление Всм	Коэффициент фильтрации K с/см
	Наименованиегрунтов электроосмостепенипо тической активности
		Предельные показатели
		степени активности
				Преобладающие
				разновидности
			,	грунтов
			Ф
	Высокоактивные	105–103	10–9 – 10–7	Глины пластичной и текучей консистен-
				ции, глинистые илы
				Глины пластичной и текучей консистен-
	Активные	105–25	10–9 – 4 10–7	ции, глинистые илы, частично суглинки
				и суглинистые илы
			4 10–8 – 4 10–	Суглинки и суглинистые илы,	отчасти
	Среднеактивные	25–2,5		глины пластичной и текучей консистен-
			5
				ции, глинистые илы
	Слабоактивные	2,5–0,25	4 10–7 – 4 10–	Суглинки, супеси, суглинистые и супес-
			4	чаные илы, частично пылеватые пески
				Скальные и крупнообломочные грунты;
				гравелистые, крупные, средней крупно-
	Неактивные	<0,25	4 10–9 – 4 10–4	сти и мелкие пески, кроме того, глины и
				высокопластичные суглинки	твердой
				консистенции

Таблица 3 Основные параметры грунтов в зонах электроосмотической обработки

Тип грунта	КЭ, м2/(В·с)	КФ, м/с	т
Супеси	(3,8-8,5)·10-1	(2,2-3,2)·10-6	0,180-0,443
Суглинки	(0,6-10)·10-1	7,2·10-10- 8·10-7	0,195-0,481
Глины	(1,77—13)·10-1	5·10-11—6·10-10	0,187-0,533
Ил	(0,9-3)·10-1	2·10-12-10-10	-

Другим важным параметром, определяющим эффективность применения электроосмотической обработки грунтов, является УЭС грунтов. Экспериментально установлено, что диапазон оптимальной плотности тока составляет j = 6-20 А/м2. При напряжении силового источника питания U

<100 В данный режим обработки соответствует < 2-20 Ом-м [5].

Врезультате обобщения приведенных данных по очистке глинистых грунтов электрохимическим способом установлено:

- добиться высокой степени очистки без применения химических реагентов или растворов ПАВ невозможно, применение специальных

172

химических агентов снижает затраты электроэнергии и времени на очистку;

-с ростом напряженности электрического поля и мощности электрообработки увеличивается скорость извлечения загрязнителя и сокращается продолжительность процесса, в основном, за счет повышения температуры грунта;

-величина подводимой электрической мощности ограничена испарением электролитов и поровых растворов, а также температурной устойчивостью конструкционных материалов электродных устройств;

-для контроля процессов водонасыщения зоны обработки, изменения концентрации загрязняющих веществ и управления основными технологическими параметрами целесообразно использование методов электромагнитного зондирования.

Список литературы

1.Ломизе, Г. М. Электроосмотическое водопонижение / Г. М. Ломизе, А. В. Нетушил. – М.: Госэнергетическое изд-во. – 1958. – 176 с.

2.Хямяляйнен, В. А. Электрическое поле при фильтрации инъекционного раствора / В. А. Хямяляйнен, С. М. Простов. // ФТПРПИ. – 1995. - №4. – С. 52-56.

3.Курденков, Л. И. Область применения электроосмоса в грунтах / Материалы к VI совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. – М. : Изд-во МГУ, 1968. – С. 209–218.

4.Штумпф, Г. Г. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна / Г. Г. Штумпф, Ю. А. Рыжков, В. А. Шаламанов, А. И. Петров. – М.: Недра. – 1994. – 447 с.

5.Простов, С. М. Электрохимическое закрепление грунтов / С. М. Простов, А. В. Покатилов, Д. И. Рудковский. – Томск; Изд-во Том. ун-та, 2011. – 294 с.

УДК: 502.131.1:330.341

И. Б. ДЕГТЯРЕВА, В.И. ТАРАНОВСКИЙ, А.С. РОМАШКО, СумГУ, г. Сумы, Украина

РЕГИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ТЕРРИТОРИЙ НА ОСНОВЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОРИЕНТИРОВАННЫХ КЛАСТЕРОВ

Современное региональное развитие требует пересмотра существующих подходов и основ его формирования. Актуальным является вопрос развития территорий на основе экологически ориентированных кластеров.

173

Определение экологически ориентированного кластера (ЭОК) зависит от разных функциональных составляющих, подсистем ЭОК. Его формирование, развитие инновационных производств – это действенная форма социо- эколого-экономического развития.

Мы считает, что экологически ориентированные кластеры – это хозяйственные комплексы, в которых отдельные экономические субъекты увязываются в единые циклы таким образом, что процессы хозяйственной деятельности взаимодополняются процессами воспроизводства экосистемных компонентов. Экологически ориентированные кластеры

– это открытые системы, группировки географически близких эко- лого-инновационных производств, которые имеют постоянные взаимосвязи с научноисследовательскими институтами, лабораториями, бизнес структурами, общественными институтами, стратегией и тактикой которых являются обеспечение и увеличение эколого-экономической стабильности и эффективности региона. Около 80% всех активов региона должны быть сконцентрированные в экологически ориентированных кластерах.

Наличие ряда предпосылок формирования экологически ориентированных кластеров является важным в контексте устойчивого социо-эколого-экономического развития территорий. За основу формирования ЭОК можно взять критерии, которые используются

РОССИЙСКАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
ГЕГАЛЬЧИЙ НИНА ЕВСТАФЬЕВНА
Член-корреспондент Кемеровского регио-
нального отделения Российской Экологиче-
ской академии, кандидат химических наук,
доцент производственного менеджмента.
Окончила Кемеровский	горный институт
«Инженер-экономист горной промышлен-
ности». За период работы в КузГТУ она
прошла научно - педагогический путь от
аспиранта до заведующего кафедрой эко-
номики и организации химической про-
мышленности, заместителя декана инже-
нерно-экономического факультета.
Основное направление научной тематики –
экономические проблемы	природопользо-
вания. Опубликовано более 100 публикаций
в коллективных монографиях, сборниках
научных трудов, в тезисах научно-
практических конференций: региональных,
межрегиональных, республиканских, меж-
дународных, а также методические пособия
и указания.

174

для проведения экологического рейтинга предприятий – загрязнителей [4]. Основными являются следующие:

1)Формирование на предприятиях систем экологического управления (ISO

14001).

2)Внедрение ресурсо-, энерго- и природосохраняющих технологий.

3)Формирование квалифицированной команды менеджеров, ответственных на производствах за охрану окружающей природной среды.

4)Установление размера прибыли, направленной на природоохранные мероприятия.

5)Формирование системы мониторинга за состоянием окружающей природной среды и уровнем его загрязнения.

6)Формирование эффективной системы штрафных санкций, за нарушение законодательства об охране окружающей природной среды.

7)Минимизация размеров ущерба за вред, причиненный нарушением законодательства об охране окружающей природной среды.

8)Разработка планов мероприятий по охране окружающей природной среды.

9)Наличие на предприятии очистительных сооружений.

10)Наличие у предприятий (по необходимости) разрешений на специальное использование объектов окружающей природной среды, обращение с отходами.

11)Мониторинг состояния окружающей природной среды и источников выбросов и сбросов загрязняющих веществ.

12)Формирование системы мероприятий по хранению, размещению и ликвидации вредных отходов.

13)Организация курсов по повышению квалификации ответственных рабочих.

14)Эколого-информационное обеспечение.

15)Минимальное количество аварий, которые вызвали загрязнение окружающей природной среды или их полное отсутствие.

16)Инвестиционный план.

Для того чтобы, сформировать на территории экологически чистого региона ЭОК, необходим детальный анализ существующих производств и сфер. От этого будет зависеть, какой характер будет иметь ЭОК. Особое внимание при формировании ЭОК в том или ином регионе необходимо уделять экологической чистоте, экологическим инновациям и инвестициям.

Для того чтобы привлечь инвестиции, необходима детальная разработка проекта развития территориального ЭОК. Разработка стратегии создания территориального ЭОК должна происходить в несколько этапов и должна задействовать государственные и бизнес структуры, науку и общественные организации, т.е. необходимый четырехступенчатый синергетический подход:

175

1.Определение проблемных вопросов относительно развития территорий каждой целевой группой.

2.Формирование пакета инициатив.

3.Определение основной отраслевой единицы, вокруг которой будут формироваться сопутствующие производства региона.

4.Определение экономических, административных и научных механизмов реализации программы создания ЭОК или (Экополиса, как одного из видов ЭОК).

Первый этап предусматривает создание рабочих групп, целевых групп (представителей большого, среднего и малого бизнеса), определение ключевых направлений эколого-экономического развития и стимулов экологически направленной и эффективной деятельности. Второй этап предусматривает формирование пакета инициатив, которые должны послужить базой для разработки проекта закона о деятельности ЭОК. Третий этап – определение основной отраслевой единицы, которая будет стимулировать развитие и деятельность сопутствующих производств, на основе комплиментарного эффекта, что дало бы возможность обеспечить прирост доходов всех производств, а также оказывать содействие созданию новой более высокой стоимости и увеличения эффективности.

Для этого необходимы инновационные решения (технологические, финансовые, экономические и экологические), которые также важны для создания ЭОК.

Для привлечения инвестиций в экологически чистые регионы и создание ЭОК необходимо иметь представление о преимуществах, которые предоставляет ЭОК. В частности, можно назвать доступ к высококвалифицированным трудовым ресурсам; доступ к инвестиционным ресурсам; генерацию новых идей и их практическую реализацию. Кроме того, среди других преимуществ ЭОК можно выделить концентрацию квалифицированных трудовых ресурсов, доступ к ним, появление новых фирм, распространение информации, пользование новыми разработками (знаниями), разработку и внедрение новых технологий, преимущественно исследовательскими учреждениями и обмен наработками между фирмами, которые входят в ЭОК. В ЭОК новые знания распространяются как вертикально, так и горизонтально. Включаются в действие формальная и неформальная связи: общение менеджеров, инженеров, покупателей, рабочих относительно выпуска фирмой-производителем нового hi-tech продукта или передача ноу-хау. Формирование ЭОК обеспечит занятость населения, развитие новых производств.

Следует также отметить преимущества развития кластеров в экологически чистых регионах, которые при условии удачной социальноэкономической и экологической политики должны дать результаты не только в долгосрочной, а и краткосрочной перспективе. Выгодами от участия в ЭОК, являются доступ к комплиментарным технологиям, миними

176

зация рисков, содействие дальнейшему развитию исследований, более низкие трансакционные расходы, синергетические эффекты.

Развитие ЭОК начинается с высокой степени специализации или функционального назначения. Если говорить о ЭОК, то это специализация по выпуску товаров экологического назначения или же воспроизводство природного потенциала.

Развитие ЭОК предусматривает концентрацию вокруг центрального производства (области), сопутствующих фирм, которые будут не только использовать существующий инновационный потенциал, а и увеличивать его. Важным является определение доминирующего предприятия, вокруг которого и будут формироваться производства, сфера услуг, образование, учреждения медицины, культуры. В этом случае необходимо формирование законодательной базы, разработка уникальных инструментов, которые помогут на начальном этапе развития центральной единицы ЭОК. Необходима также финансовая поддержка со стороны государства, привлечение инвестиций, создание соответствующих условий для деятельности, привлечение негосударственных организаций и населения к сотрудничеству. Для этого необходимы мероприятия, которые будут содействовать диалогу между всеми участниками: пользователями то-

177

варов и услуг ЭОК. Проведение круглых столов,

РОССИЙСКАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ГРЕБЕНЮК ВЛАДИМИР ЕГОРОВИЧ

Член-корреспондент Кемеровского регионального отделения Российской Экологической академии, кандидат технических наук, доцент. Гребенюк Владимир Егорович ро-

дился в 1941 году в семье рабочего. Окончил Кемеровский горный институт в 1965 году. В 1973 году защитил кандидатскую диссертацию. Результатом научной работы

явилась новая технология проходки неглу-

боких вертикальных шахтных стволов. В 1991 году был избран по конкурсу и перешел на работу в КемГСХИ на кафедру прикладной механики, где работает 22-й год, освоив новые академические дисциплины гидравлики, гидравлических машин и термодинамики. Научная работа проводится в рамках научной школы проф. Кондратенко Е.П. по вопросам экологии возде-

лывания пшеницы в условиях Западной Сибири.

За 50-летний стаж работы приобретены большой педагогический опыт и обширные

знания, которые отражены в двух патентах,

62 печатных работах по вопросам горного, строительного, сельскохозяйственного производства и экологии, подготовке учебнометодической литературы и выпуске более 100 дипломированных специалистов.

Награжден Почетными грамотами ректоров КузПИ, ИПК Минуглепрома, КемГСХИ, Российской экологической Академии, Министерства сельского хозяйства и медалью

«70 лет Кемеровской области».

семинаров, дискуссий, пресс-клубов должны стать хорошей практикой, которая обеспечит постоянное экономическое, социальное и экологическое развитие.

Среди возможных препятствий формирования ЭОК можно назвать:

предоставление государственной поддержки (финансовой, инвестиционной, правовой) отдельным ЭОК;

ограничение доверия внутри кластера;

игнорирование существующих потенциальных возможностей (конкурентных преимуществ);

привлечение в кластер новых производств, которые не будут оказывать содействия расширению инновационной деятельности, а наоборот уменьшат общий положительный эффект. Возникнет отрицательная синергия, которая является нерентабельной и невыгодной.

Использование такого конкурентного преимущества как экологическая чистота региона должно стать приоритетной задачей для многих стран. Начав действовать уже сегодня и, сделав необходимые законодательные шаги, уже через несколько лет можно получить реальные прибыли от такого редчайшего ресурса, каким является экологическая чистота. Разработка, обоснование локальных (региональных) и общегосударственных планов развития, специальных бизнес-планов относительно формирования ЭОК – это уникальная возможность, которую необходимо использовать немедленно. Такая политика государства гармонично вписывается в стратегию устойчивого эколого-экономического и социального развития мира [1].

Отраслевая структура того или иного региона является отправной точкой, которая дает возможность определить основные структурные единицы ЭОК, которые, используя синергетические связи, смогут обеспечить эффективное развитие регионов за счет формирования таких видов ЭОК, как Экополисы.

Перспективы развития Экополисов

Создание Экополиса, как одного из видов ЭОК, должно базироваться на основе конкурентных преимуществ, которые имеет данный регион. Потенциально ЭОК можно сформировать на основе таких направлений деятельности: агропромышленного, торгового, сервисного, туристического, образовательного, лесохозяйственного, природоохранного и др.

С целью формирования эффективных экологически ориентированных планов развития территории (региона) необходимо сформулировать приоритетные стратегии устойчивого развития на основе учета экстернальных эффектов.

По нашему мнению, основой повышения эффективного функционирования ЭОК можно считать такие условия: постоянную самоорганизацию системы; минимизацию потерь ресурсов; эффективность использования

178

ресурсов; постоянное воспроизводство природных ресурсов; ведущую роль государства относительно создания условий для постоянной самоорганизации [3].

Перед руководством региона, страны возникает задача создать эффективный ЭОК, который будет действовать согласно принципам и законам синергизма. Для его создания необходим набор соответствующих факторов. Это, прежде всего, производственные, информационноинновационные, финансовые, трудовые факторы. При этом должна достигаться максимальная эффективность использования природных факторов. Подобные комплексы максимально оказывают содействие реализации принципов, при которых создаются наилучшие условия для формирования синергетических эффектов. Речь идет о принципах взаимодополняемости, взаимовыгодности, взаимозависимости и др. Как показывают проведенные исследования, подобная интеграция предприятий в ЭОК может обеспечить повышение синергетических эффектов на 20-30%. Для того, чтобы достичь подобного уровня эффективности, необходимы соответствующие механизмы управления [2].

В условиях, когда антропогенная нагрузка на природную среду увеличивается, а ассимиляционный потенциал территорий не отвечает антропогенной нагрузке, существует потребность в переформатировании структуры эколого-экономического производства. В таких условиях увеличивается роль предприятий, которые оказывают содействие появлению положительных синергетических эффектов.

Использование соответствующего механизма управления процессами функционирования ЭОК предопределяет пересмотр структуры и форм организации хозяйственной деятельности с целью обеспечения взаимовыгодного сосуществования природной и антропогенной систем. Такое сосуществование и формирует основу для возникновения положительных синергетических эффектов. Как уже было указано, одной из форм организации производства, которое будет играть ведущую роль в структуре национального хозяйства, могут стать Экополисы – экологоэкономические системы более высокого уровня, чем экологически ориентированные кластеры.

Эффективное развитие Экополиса возможно при наличии синергетических связей между отдельными составляющими Экополиса. В свою очередь это создает условия для возникновения синергетических эффектов. Последние будут оказывать содействие повышению эффективности функционирования Экополиса как единого целого.

Выводы

Мы считаем, что в такой ситуации, которая сложилась сегодня в сфере регулирования природоохранной деятельности и природопользования, а также во всем народнохозяйственном комплексе, существует необ-

179