Д. т. н. Порєв В. А., к. ф-м. н. Рудик Т. О., к. ф-м. н. Суліма О. В.

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

КОНЦЕПТУАЛЬНИЙ ПІДХІД ДО ВИКЛАДАННЯ ФАХУ «ПРИЛАДИ І СИСТЕМИ ЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ» В НАЦІОНАЛЬНОМУ ТЕХНІЧНОМУ УНІВЕРСИТЕТІ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

В другій половині минулого століття було остаточно з’ясовано і визнано на міжнародному рівні, що кризові ситуації в екологічній сфері не є тимчасовими, вони зростають і ставлять перед людством критичні питання, а техногенна ситуація стала загрожувати самому існуванню людства.

В той же час саме в рамках техногенної цивілізації були створені ефективні методи і технічні засоби діагностики стану довкілля та прогнозування негативних наслідків дії багатьох чинників. Зрозуміло, що саме технічним засобам екологічного моніторингу належить основна роль у визначенні антропогенного впливу на довкілля.

Тому об’єктивною тенденцією сучасного етапу розвитку екології є перенесення акцентів від загальних, моральних, етичних та інших, безумовно, важливих складових екологічних проблем, на питання створення та грамотного використання технічних засобів, оскільки ефективність екологічного моніторингу в цілому та правомірність законодавчих і управлінських рішень обумовлюються саме технічними характеристиками засобів екологічного моніторингу та кваліфікацією фахівця.

Останнім часом значно зросла потреба в спеціалістах, які не тільки розуміють сучасні екологічні проблеми, причини їх виникнення та можливі наслідки, але й вільно орієнтуються в розмаїтті технічних засобів, володіють специфікою екологічного моніторингу.

 Сьогодні в Україні понад 300 закладів освіти готують фахівців для екологічної галузі і серед них НТУУ «КПІ» – найбільший технічний університет України дослідницького типу, один з провідних університетів Європи та світу.

Прийнята кафедрою наукових, аналітичних та екологічних приладів і систем (НАЕПС) концепція підготовки фахівців орієнтована на забезпечення потреб екологічної галузі та реальних перспектив застосування отриманих знань в сучасних умовах, що досягається збалансованим навчальним планом, основу якого складають традиційні для провідного технічного університету дисципліни.

Основу фахової компоненти навчального плану кафедри становлять нові дисципліни, перелік і зміст яких постійно оновлюються відповідно до викликів часу, такі як аналітичні екологічні прилади, метрологічне забезпечення аналітичних приладів, моніторинг атмосфери, прилади вимірювання параметрів довкілля, прилади радіаційних вимірювань, прилади контролю якості харчових вимірювань, комп’ютеризовані системи технолого-екологічного моніторингу, прилади неруйнівного контролю, інформаційні технології в екології, екологічна безпека, екологічний аудит, екологія сталого розвитку тощо.

Сьогодні кафедра орієнтована на підготовку кадрів для забезпечення моніторингу навколишнього природного середовища підприємствами, установами та організаціями, а провідні науково-педагогічні працівники мають великий досвід розробки та експлуатації технологічних датчиків, які контролюють параметри навколишнього природного середовища [1].

Інформаційно – аналітичні системи моніторингу можуть забезпечувати інформаційну технологію спостереження, збирання, оброблення, передавання, збереження та аналізу інформації про стан довкілля, обсяги викидів та використаної енергії, прогнозування змін і розроблення науково – обґрунтованих рекомендацій для прийняття відповідних рішень.

Основним напрямком науково дослідної роботи на кафедрі НАЕПС є створення засобів екологічного моніторингу для вирішення комплексної проблеми економії енергоресурсів, зменшення забруднення довкілля та оптимізації технологічного циклу на енергетичних об’єктах [1; 2].

Наприклад, створена за участю фахівців кафедри НАЕПС газоаналітична система екологічного моніторингу дозволяє в реальному часі вимірювати склад газів фактично в зоні горіння і за результатами вимірювання корегувати співвідношення «повітря-паливо» для оптимізації процесів горіння, зменшення споживання палива, мінімізації токсичних викидів в атмосферу. Система рекомендована для впровадження на енергетичних об’єктах (ТЕЦ, котельні, сміттєспалювальні заводи), де спалюються значні обсяги палива і на яких потрібно поліпшити к. к. д. та знизити рівні шкідливих викидів в довкілля. Впровадження системи дозволяє оптимізувати процес горіння, знизити витрати палива, зменшити викиди токсичних газів на 10–15%, збільшити кількість сміття, що спалюється, на питому одиницю палива [1].

Комп’ютерна обробка вимірювальної інформації дозволяє проводити архівацію результатів вимірювання і тим самим відслідковувати відхилення від технологічного процесу за результатами газоаналітичного контролю. При цьому підвищуються к. к. д. котлоагрегатів, знижується вартість комплексних еколого-технологічних і ремонтно-налагоджувальних робіт, автоматизується процес керування, зменшуються шкідливі викиди в атмосферу.

Визнаним напрямом навчально-наукової діяльності кафедри також є створення та дослідження принципово нового класу засобів контролю – телевізійнихінформаційно – вимірювальних систем (ТІВС). Загальна методика застосування ТІВС полягає в формуванні зображення об’єкта, перетворенні його в цифровий код та використанні алгоритмів, які забезпечують необхідну точність вимірювання енергетичних та геометричних параметрів. ТІВС надають унікальну можливість проводити вимірювання геометричних, динамічних та енергетичних параметрів об’єктів в реальному масштабі часу з високим просторовим розрізненням шляхом аналізу як власного випромінювання, так і того, що відбилося і пройшло через об’єкт. Застосування ТІВС перспективне з точки зору зменшення похибки моделювання розповсюдження забруднювачів в атмосфері.

Існуючі системи екологічного моніторингу атмосфери базуються переважно на математичних моделях розповсюдження забруднювачів, а результати розрахункуспівставляються з результатами вимірювань, отриманих в мережі розташованих за певною схемою контрольних точок.

Застосування ТІВС перспективне з точки зору можливості компенсації додаткової похибки моделювання, яка виникає внаслідок того, що кожне потужне джерело викидів фактично є об’ємним, а не точковим.

Аналітичне екологічне приладобудування сьогодні розглядається як самостійна галузь екологічної науки, а структура, задачі та роль сучасного аналітичного приладобудування в навчальних планах Університету висвітлюються з врахуванням концепції екологічної освіти України.

Задачі створення ефективних методів та технічних засобів для екологічного моніторингу завжди залишатимуться актуальними.

Список використаних джерел:

1. Аналітичні екологічні прилади та системи / [О. А. Дашковський, В. А. Порєв, В. П. Приміський та ін.]; під заг. ред. В. А. Порєва. – 2009. – 336 с.

2. Порєв В. А. Телевізійні системи екологічного моніторингу / В. А. Порєв // Перший Всеукраїнський з’їзд екологів, Вінниця. – 2006. – С. 162.