Задачи инженерной экологии

Инженерная экология возникла на стыке технических и экологических наук, поэтому для нее являются характерными черты обеих. Актуальнейшей проблемой этой новой прикладной науки является преодоление узости взглядов на принципы как инженерных, так и экологических явлений.

Как экологическая наука инженерная экология исследует экологические процессы, на которые оказывают влияние современные технические устройства и производственные комплексы, изучает требования к конкретным техническим средствам и построению системы ЧТС, которые вытекают из особенностей жизнедеятельности человека и биосферы. Иначе говоря, решает задачу приспособления техники, сложных производств к естественным условиям жизни и деятельности человеческого общества и экосистем планеты.

Как техническая наука инженерная экология изучает принципы построения сложных систем, технологические процессы для изучения и выполнения требований, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности человека и биосферы. Сложные системы следует понимать как эргатические системы "человек – техника – среда", сущность которых и их роль в разработке новых технических средств рассматривается подробно в последующих главах книги. Сложность и многообразие развития технических средств и техносферы в целом порождает много проблем, в решении которых принимает участие инженер. Многие из этих проблем, вырастающие до уровня чрезвычайных экологических ситуаций, появляются в результате частных позиций, одной из которых является ориентация предпринимателя на достижение прибыли.

В ходе технического прогресса мы все лучше понимаем необходимость целостного охвата решения разных технических задач. Технические науки подошли сегодня к рубежу необходимости решения различных задач не только с позиции удовлетворения потребностей человека в общественной жизни, но и обеспечения естественных, чистых экологических условий для окружающей нас природы и всего живого.

Анализ традиционных программ высших технических учебных заведений позволяет достаточно обоснованно утверждать, что в них преобладает частный подход в изучении технических проблем. В них не достает таких общетехнических дисциплин, которые могут стать основой комплексного поиска необходимых решений. Одной из таких новых дисциплин и является инженерная экология.

Проблематика инженерной экологии может быть разделена на несколько направлений. Основные из них: методологическое, экологическое, системотехническое, эргономическое, эксплуатационное и мониторинговое.

Методологические проблемы позволяют выделить предметы в объект исследований, определить методы их изучения, установить принципы раскрытия закономерностей в исследуемой области, определить место инженерной экологии в системе наук, а также ее значение для обыкновенной практики. Методология инженерной экологии – это ее идейные позиции. Основой ее является подход, рассматриваемый в отдельном разделе книги.

Экологическое направление связано с изучением тех свойств биосферы и отдельных экосистем, а также лимитирующих факторов, которые имеют большое значение в процессе эксплуатации технических средств и производственных комплексов. Частные задачи экосистемы, лимитирующие факторы и примеры подробно будут рассмотрены ниже.

Системотехническое направление инженерной экологии связано с изучением инженерно-экологических вопросов разработки эргатических систем ЧТС. В это направление входят следующие основные группы задач:

1. Разработка инженерно-экологических принципов построения технических элементов системы ЧТС, включая разработку принципов конструирования средств защиты окружающей среды и обеспечения безопасности жизнедеятельности человека.

2. Инженерно-экологическое проектирование, анализ и оценка проектируемой эргатической системы. Сюда относится распределение инженерно-экологических задач по стадиям проектирования системы.

3. Проектирование и разработка принципов и методов инженерной эргономики, оценка условий труда оператора эргатической системы, рабочего места и всего комплекса управления, анализ и проектирование деятельности оператора (группы людей), управляющего системой на разных уровнях решения задач.

Термин системотехника появился в 60-е годы XX века в связи с развитием автоматизированных систем управления предприятием и отраслями народного хозяйства. Системотехника в настоящее время находит применение в автоматизации проектирования, автоматизации сложных научно-экспериментальных работ, автоматизации управления производством, отраслями промышленности и систем и т.д. Системотехника является прикладной научной отраслью, теоретическую основу которой составляет общая теория (более подробно об этом см. разд.7.3.3).

4. Определение экономической эффективности и оценка социальных характеристик, а также разработка методов и критериев оценки надежности и эффективности системы ЧТС в целом.

Прогрессивное эргономическое направление инженерной экологии характеризуется изучением и учетом человеческого фактора при проектировании и эксплуатации технических систем. В настоящее время развивается инженерная эргономика – научная дисциплина, исследующая объективные закономерности процессов и средств взаимодействия человека, техники и среды с целью приложения их к проектированию и конструированию сложных технических средств, предусматривающих повышение эффективности и качества труда, всестороннее развитие личности, защиту здоровья человека в техносфере.

Эксплуатационное направление инженерной экологии связано с обеспечением эффективности и безопасности функционирования эргатической системы. Дело в том, что чрезвычайные ситуации, аварии и катастрофы, приносящие огромный ущерб окружающей среде и ставящие под угрозу здоровье и жизнь человека, обусловлены эксплуатационными причинами. Среди этих причин большую роль играют ошибки человека, связанные с недостатками в подготовке оператора, слабыми знаниями и навыками в управлении и безопасности обслуживания техники, плохой организацией его труда.

В задачи эксплуатационного направления входят: профессиональная подготовка операторов для работы в системе ЧТС, инженерно-экологическое обеспечение научной организации труда операторов, вопросы групповой деятельности операторов, инженерно-экологические и технологические методы повышения экологической чистоты в процессе эксплуатации технических средств.

Новейшим направлением в проблематике инженерной экологии является мониторинг, который позволяет выявлять факторы воздействия данной эргатической системы, в частности технических средств системы, на окружающую среду, производить оценку экологичности эксплуатируемых систем и влияния объектов техносферы на среду. К этим функциям мониторингового направления относится, в частности, и моделирование антропогенных загрязнений среды, связанных с работой технических средств.

Изложенная классификация задач инженерной экологии в какой-то мере условна, но она в методическом отношении удобна, так как позволяет раскрыть направления, по которым эти задачи решаются.