Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Шарапов, Сергей Владимирович. Многоцелевая технология получения и обработки экспертной информации при идентификации нефтяного загрязнения в сложных природных и техногенных системах : диссертация ... доктора технических наук : 05.13.01 / Шарапов Сергей Владимирович; [Место защиты: С.-Петерб. гос. ун-т ГПС МЧС России].- Санкт-Петербург, 2010.- 247 с.: ил. РГБ ОД, 71 11-5/176

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы.

Широкое использование нефтепродуктов в различных областях экономики и повседневной жизни неизбежно влечет за собой риск возникновения чрезвычайных ситуаций и формирования экстремальных условий жизнедеятельности, в частности, угрозы загрязнения окружающей среды, пожаров и взрывов. Разливы нефти и нефтепродуктов при определенных объемах классифицируются как чрезвычайные ситуации. В таких ситуациях, а также при осуществлении поджогов, фальсификаций или незаконных изъятий нефтепродуктов возникает необходимость в идентификации нефтепродуктов.

После выполнения работ по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов должен устанавливаться уровень остаточного загрязнения территорий, акваторий и воздушных сред. Следует отметить, что даже в условиях безаварийной работы промышленных и транспортных объектов в природной среде происходит постоянное (фоновое) накопление инородных органических компонентов нефтяного ряда, что может также привести к превышению допустимых санитарно-токсикологических показателей экологических обстановок. Более того, даже в тех случаях, когда масштабы поступления инородных нефтепродуктов оказываются соизмеримыми или много меньшими по сравнению с органическими компонентами самих природных или техногенных систем, эти привнесенные извне вещества способны вызвать чрезвычайные ситуации (например, при поджогах). Поэтому при расследовании причин чрезвычайных ситуаций необходимо уметь отслеживать содержание в природных биоценозах и техногенных обстановках не только крупных разливов нефтепродуктов, но также и их малых количеств или следов.

Идентификация нефтепродуктов, как правило, проводится в рамках экспертных исследований, которые принято подразделять на классы по отраслям используемых в них специальных познаний. Каждому классу отвечают свои предметы, объекты и методы исследования. Однако, задачи, решаемые при идентификации нефтепродуктов в различных классах судебных экспертиз, имеют большое сходство и сводятся к отнесению выявленных следов к разряду нефтепродуктов, установлению их типа и марки, а также их идентификации. Это делает возможным создание единой методики исследования.

До настоящего времени практически не разработанной остается проблема изучения нефтепродуктов, в сопредельных средах: почва – почвенный раствор, почва - атмосфера и почва – биоценоз. В решении этой проблемы важнейшей и центральной задачей является выявление устойчивых характеристик равновесного состояния систем, или, как принято говорить, их фоновых параметров. Повсеместно в природных и техногенных системах находятся попадающие туда различными путями органические вещества, многие из которых имеют состав и свойства весьма близкие к свойствам нефтепродуктов.

Другой важный вопрос в проблеме экспертного исследования нефтепродуктов нефтяных загрязнений, занесенных извне в различные системы, связан с их изменчивостью, непостоянностью состава, невосстанавливаемостью. Попадающие в условия жесткого внешнего воздействия они в первую очередь испаряются и теряют легкие фракции. Иногда эти потери достигают 80-90 %. Отсюда ясно, что решение задачи изучения состава легкокипящих компонентов горючих жидкостей, имеет важнейшее значение. Ошибка анализа, вносимая потерей легких фракций, может существенно исказить результаты экспертных исследований. Между тем в настоящее время чаще всего ограничиваются лишь констатацией наличия или отсутствия легколетучих фракций нефтепродуктов, обнаруживаемых на местах происшествий без их детального исследования.

Помимо испарения нефтепродукты подвержены и другим деградирующим процессам, таким как термические превращения, окисление и биодеградация. Причем в эти процессы они вовлекаются не сами по себе, а совместно с органическими компонентами материальных объектов, образуя при этом единые сложные комплексы новообразованных продуктов. Без выяснения возможных путей превращения горючих жидкостей и органического вещества природных и техногенных систем в условиях развивающейся чрезвычайной ситуации, без изучения образующихся при этом продуктов вторичного преобразования нельзя оценивать тип и масштабы поступления в систему инородных компонентов.

Следует также отметить, что непрерывный прогресс аналитической техники и увеличивающаяся номенклатура товаров нефтепереработки неизбежно вносят свои коррективы в формирование экспертных критериев исследования нефтепродуктов и нефтяных загрязнений при их идентификации в сложных природных и техногенных системах.

Решаемая в диссертации научная проблема - разработка технологии получения и обработки экспертной информации для идентификации нефтяного загрязнения в сопредельных природных средах при выявлении зон чрезвычайных ситуаций.

Цель диссертационного исследования состоит в разработке технологии идентификации нефтепродуктов и нефтяных загрязнений для информационного обеспечения экспертных исследований сложных объектов окружающей среды.

Задачи исследования:

1. Разработать концепцию проведения исследований нефтепродуктов в сопредельных природных средах.

2. Разработать систему получения спектральной и хроматографической информации методом зонального кодирования для экологической, пожарно-технической и почвоведческой экспертиз, а также для экспертизы товарных нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов.

3. Оптимизировать технологию обработки аналитической информации при исследовании нефтепродуктов и нефтяных загрязнений.

4. Разработать критерии и процедуру идентификации нефтей и нефтепродуктов для различных видов экспертных исследований с учетом их индивидуальных требований и создать алгоритм идентификации нефтепродуктов, основанный на выбранных критериях.

Объект исследования: процесс идентификации нефтяного загрязнения в сложных природных и техногенных системах.

Предмет исследования: разработка многоцелевой технологии получения и обработки экспертной информации.

Методы исследования: инфракрасная спектроскопия, молекулярная люминесценция, газо-жидкостная хроматография, методы анализа изображений, регрессионный анализ, системный анализ.

Научная новизна.

Разработана концепция проведения исследований компонентов нефтяного загрязнения в сопредельных средах: почва – почвенный раствор, почва - атмосфера и почва – биоценозы.

Разработана система получения спектральной и хроматографической информации методом зонального кодирования для экологической, пожарно-технической и почвоведческой экспертиз, а также для экспертизы товарных нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов.

Оптимизирована технология обработки экспертной информации на основе использования методов исследования малых и следовых количеств нефтяного загрязнения.

Разработаны критерии идентификации нефтепродуктов и нефтяных загрязнений и процедура идентификации нефтепродуктов и нефтяных загрязнений, рассеянных в окружающей среде.

Практическая значимость.

Технология получения и обработки экспертной информации при идентификации нефтепродуктов и нефтяных загрязнений в природных и техногенных системах опробована при проведении экспертных исследований, относящихся к различным классам судебных экспертиз.

Внедрение предлагаемых алгоритмов экспертного исследования состояния сопредельных сред повышает достоверность оценки получаемого результата

Методики экспертного исследования следов горючих жидкостей, обнаруживаемых в образцах почвенных отложений зон размещения промышленных предприятий и городской среды, опробованы при исследовании экологического состояния почв различного генезиса и показали свою полную работоспособность.

Изучение комплексной схемы экспертного исследования сложных смесей нефтяного типа в природных и техногенных системах и разработанной методики экспертной диагностики нефтепродуктов, содержащихся в объектах окружающей среды, включено в программу переподготовки и повышения квалификации сотрудников судебно-экспертных учреждений МЧС России.

По результатам многолетних экспериментальных исследований создана база данных, содержащая информацию:

по составу и аналитическим характеристикам органического вещества различных экосистем, часть из которых изучена подобным образом впервые.

по составу и характеристикам товарных нефтепродуктов и иных горючих жидкостей, как в их исходном виде, так и после воздействия различных изменяющих факторов;

по составу и аналитическим характеристикам загрязнений нефтяного происхождения распределенных в сопредельных средах, - почва – почвенный раствор, почва - атмосфера и почва – биоценоз;

Реализация результатов исследования.

Результаты работы используются в практической деятельности экспертных организаций МЧС России и в структурах Министерства природных ресурсов Российской Федерации, что повышает эффективность и достоверность проведения мониторинга чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса.

Основные положения работы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России при проведении занятий по дисциплинам «Расследование и экспертиза пожаров», «Методы и средства судебно-экспертных исследований», «Криминалистическое исследование веществ, материалов и изделий».

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, базируются на значительном объеме экспериментального материала по изучению исходных товарных нефтепродуктов; продуктов их термического преобразования; органических компонентов материальных объектов различных техногенных систем и продуктов их термического преобразования; органического вещества осадков и пород различного фациально-генетического типа, а также нефтей нефтегазоносных провинций России.

На защиту выносятся следующие научные результаты.

- концепция проведения исследований нефтепродуктов в сопредельных средах природных систем;

- многоцелевая система получения экспертной информации при исследовании нефтепродуктов и нефтяного загрязнения;

- технология обработки спектральной и хроматографической информации о нефтяном загрязнении объектов окружающей среды методом зонального кодирования;

- процедура идентификации нефтепродуктов и нефтяных загрязнений, рассеянных в окружающей среде.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на 25 международных и всероссийских совещаниях и конференциях. В их числе международная конференция «Новые информационные технологии в практике работы правоохранительных органов» (СПб., 1998), конференция по безопасности и экологии Санкт-Петербурга (СПб., 1999), конференция по теоретическим и прикладным проблемам экспертно криминалистической деятельности (СПб., 1999), 13 научно-техническая конференция «Системы безопасности» (Москва 2004), Международная научно-практическая конференция «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях» (СПб., 2004), Всероссийская научно-практическая конференция «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России» (СПб., 2004), III международная научно-практическая конференция «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (Минск, 2005), Международная пожарно-техническая выставка «Пожарная безопасность XXI века» (Москва, 2005), Межрегиональная научно-практическая конференция «Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров» (СПб. 2005, 2007), конференция «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» (СПб., 2006), научно-практическая конференция «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых» (СПб.,2006), международная научно-практическая конференция «Технические и социально-гуманитарные аспекты профессиональной деятельности ГПС МЧС России: проблемы и перспективы» (Воронеж, 2006), международная научно-практическая конференция «Проблемы взаимодействия МВД и МЧС России в сфере обеспечения безопасности дорожного движения» (СПб., 2006), международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф» (СПб., 2006), 12-й всероссийская научно-практическая конференция (Иркутск, 2007), международная научно-практическая конференция «Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях» (Москва 2007), III международная научно-практическая конференция «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» (СПб., 2007), V международная научно-практическая конференция «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (Минск, 2009).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 55 работ, в том числе 1 монография, 5 методических пособий, 1 информационный бюллетень, 20 статей в научных журналах и сборниках научных трудов (в том числе 11 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях из перечня ВАК), 25 сообщений в материалах научных конференций.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net