Шуптар Н. И.
Одесский государственный экологический университет, Украина
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СРЕДНЕГОДОВОГО ОБЪЕМА ОТРАБОТАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ В УКРАИНЕ
Электронные отходы относятся к твердым бытовым отходам (ТБО) и представляют собой одну из опаснейших групп в их составе, поскольку содержат тяжелые металлы и токсичные соединения, что требует особого обращения, как это организовано в Европейском Союзе.
Отработавшая свой срок электронная и электрическая техника составляет 4–6% от всех ТБО, генерируемых в мире, и является наиболее быстро растущей составляющей твердых бытовых отходов. Только в Европе количество электронных отходов ежегодно увеличивается на 3–5% (скорость увеличения их объема в три раза больше, чем рост объемов ВСЕХ бытовых отходов) [1].
К электронным отходам относят также отработанные бытовые элементы питания (батарейки и аккумуляторы) . Из-за низкой осведомленности населения Украины относительно опасности, которую представляет собой данная категория электронных отходов, а также отсутствия пунктов приема отработанных элементов питания, они вместе с ТБО, в основном, попадают на мусорные свалки. Со временем первичная структура оболочки батареек разрушается и токсичные металлы (свинец, ртуть, кадмий, хром и бериллий), а также бромированные антипирены, флуорохлоруглеводы , полихлорированные бифенилы , поливинилхлорид, содержащиеся в них, поступают в окружающую среду, переносятся воздушными потоками, загрязняют почву и водные объекты. Влияние этих компонентов на здоровье населения крайне опасно, поскольку они имеют свойство накапливаться в тканях живых организмов. Подсчитано, что одна пальчиковая батарейка может загрязнить около 20 квадратных метров грунта или 400 литров воды [2].
В будущем прогнозируется глобальный рост потока электронных отходов, поэтому определение количества отработанных батареек является крайне актуальной задачей.
Целью исследования является определение объема электронных отходов, образованных отработанными бытовыми источниками питания в Украине на протяжении ближайшего времени.
Основная причина накопления электронных отходов на отечественных свалках, а не утилизация их на перерабатывающих предприятиях – это неэффективность законодательной базы, которая регулировала бы весь процесс обращения с электронными отходами: от производства (импорта) до организации сбора, переработки и утилизации отработанной техники, в том числе, батареек.
Принятый в 2006 г . Закон Украины «О химических источниках тока» практически не выполняется.
Согласно данным Министерства доходов и сборов Украины в страну за период с 2008 по 2012 год было импортировано 30284 тонн первичных элементов питания и аккумуляторов. Опираясь на расчеты, представленные в работе [3], можно посчитать, что эколого-экономический ущерб, который будет нанесен окружающей среде при попадании данного количества батареек на свалку, составит 673,58 млн. грн .
Очевидно, в методологическом аспекте решение задачи прогнозирования объема, образующихся за год отработанных источников питания, представляет определенный научно-практический интерес.
Основным инструментом любого прогноза является алгоритм экстраполяции. Общая задача экстраполяции заключается в нахождении значений некоторой функции, описывающей изменение показателя во времени, в точке, лежащей вне интервала наблюдения данной функции.
Для решения подобной задачи наиболее часто используется метод наименьших квадратов, сущность которого состоит в минимизации суммы квадратичных отклонений между наблюдаемыми и расчетными величинами.
Метод наименьших квадратов широко применяется при прогнозировании в силу простоты и возможности реализации на ЭВМ. В данном случае в качестве прикладной программы для решения задач технических вычислений был выбран пакет визуального моделирования MATLAB [4].
В системе MATLAB определены функции аппроксимации данных полиномами по методу наименьших квадратов – это встроенные полиномиальные функции:
- Polyfit – позволяет с наименьшей среднеквадратичной погрешностью аппроксимировать функцию f ( x ) . Результатом ее работы являются коэффициенты полинома в порядке уменьшения степеней переменной;
- Р olyval – позволяет получить массив значений полинома p ( x ) для каждого элемента массива x .
В результате моделирования было выявлено, что при увеличении степени полинома уменьшается погрешность и аппроксимированная кривая наиболее близка к исходной. Поэтому для решения поставленной задачи был в ычислен вектор коэффициентов полинома третьего порядка. В случае, когда степень полинома выше пяти, погрешность полиномиальной регрессии (и аппроксимации) сильно возрастает.
Таким образом, использование в качестве прогнозного инструмента пакета визуального моделирования MATLAB позволило оценить количество источников питания, которые будут импортированы
Список использованных источников:
1. Павловский Д. Проблема накопления ртути в Украине [Электронный ресурс] / Д. Павловский. – Режим доступа: http://www.epochtimes.com.ua/ru/opinion/ukraine/problema-nakopleniya-rtuti-v-ukraine-105305.html
2. Шестаковский А. Маленькая батарейка – большие проблемы [Электронный ресурс] / А. Шестаковский . – Режим доступа: http://www.greenconsumption.org/articles/43/c6/i8.html
3. Шуптар Н. И. Оценка эколого-экономического ущерба от загрязнения окружающей среды отработанными источниками питания / Н. И. Шуптар // Економічний прост ір . – 2013. – № 72. – С. 289–299.
4. Гаспарян О. Н. MATLAB: учеб . пособ . / О. Н. Гаспарян . – Баку: ГИУ Армении, 2005. – 143 с .