Математические расчеты помогут уменьшить загрязнение атмосферы в мегаполисе

Алгоритм позволяет определить квоты выбросов, основываясь на их потенциальной вредности, площади распространения и плотности населения в контрольных зонах источников загрязнения. Результаты исследования опубликованы в «Сибирском журнале индустриальной математики».

Формирование качественной окружающей среды в мегаполисах — одна из актуальных природоохранных задач. В каждом городе расположены многочисленные источники вредных выбросов, среди которых промышленные предприятия, ТЭЦ, котельные и другие. Чрезмерное накопление в атмосфере вредных веществ отражается на здоровье горожан.

Однако уменьшение объемов выбросов предприятиями требует сложных технологических решений.Ведущий научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН доктор физико-математических наук Лев Сергеевич Маергойз предложил математическую модель управления снижением наиболее вредных выбросов предприятиями в период неблагоприятных погодных условий в городе. Разработанный алгоритм для каждого источника рассчитывает квоту выбросов, т.е. допустимое количество выбросов за определенный период времени, например, сутки.

При этом алгоритм опирается на принцип: чем опаснее для здоровья жителей состав выбросов источника, тем меньшим должно быть их количество на душу населения в контрольной зоне этого источника. Во время неблагоприятной погоды предприятиям с наиболее вредными выбросами предлагается снижать их объем до уровня рассчитанных квот. В результате концентрация вредных веществ в воздухе будет снижаться.

«Применение математических методов для решения экологических проблем — нередкое явление в научной и инженерной практике. Мы предлагаем алгоритм, который распределяет объем вредных выбросов между предприятиями-источниками во время неблагоприятных метеоусловий с учетом принципа: чем “вреднее” выбросы источника, тем меньшее их количество приходится либо на душу населения, либо на единицу площади контрольной зоны этого источника. Тем самым наша математическая модель обеспечивает более комфортное для здоровья жителей города состояние атмосферы», — рассказал Лев Маергойз.

Исследователь отмечает, что основой для разработки алгоритма послужил математический подход к распределению ограниченных социально-значимых ресурсов, разработанный ранее в соавторстве с известным красноярским ученым-экологом Рэмом Григорьевичем Хлебопросом.

В прошлом году вышла в свет монография этих авторов «Индикатор “счастья” в ресурсной экономике: экстремальный подход», где описанный математический метод был использован для решения ряда социально-экономических проблем.

Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН