Способ моделирования жизненного цикла промышленных отходов в математическом аппарате сетей петри

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ
КАФЕДРА БИОМЕДИЦИНСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ И УПРАВЛЕНИЯ
ИННОВАЦИЯМИ
Направление (специальность): 27.04.05 Инноватика
Профиль: Метрология и сертификация

МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

Способ моделирования жизненного цикла промышленных отходов в математическом аппарате сетей петри


Студент 2 курса
Группы 16-612 (мс)
«__» ____________ 2018 г.		 ________________ (Э.Р. Ручкина)

Научный руководитель
к.н., доцент
«__» ____________ 2018 г. 		_________________ (И.Р. Гильманшин)

Заведующий кафедройБиомедицинской инженерии и управления инновациями
к.т.н., доцент 
«__» ____________ 2018 г.		_________________ (Г.С. Лучкин)

Казань – 2018 год
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Казанский федеральный университет»
Кафедра БМИиУИ							 «Утверждаю»
Зав. Кафедрой БМИиУИ
Специальность 27.04.05				_____________Г.С.Лучкин
Группа 16-612 (мс)						«__» __________ 20__ г
ЗАДАНИЕ
На выпускную квалификационную работу магистра
Ручкиной Эльвиры Рифкатовны
Тема: Способ моделирования жизненного цикла промышленных отходов в математическом аппарате сетей Петри.

      Срок предоставления работы к защите «__»_________ 20__ г.
      Цель, задачи и исходные данные работы: Разработать самообучаемый
алгоритм методами машинного обучения для скрининга ранних стадий рака.
Рассчитать чувствительность и специфичность метода. Исходные данные для
работы получить на предприятии прохождения преддипломной практики.

Содержание графической части (иллюстрированного материала):
презентация результатов исследования

Дата выдачи задания «__» _________ 20__ года
Руководитель __________________________ (И.Р. Гильманшин)
Задание принял к исполнению ____________ (Э.Р. Ручкина)


РЕФЕРАТ
     Пояснительная записка к дипломной работе на тему «Способ моделирования жизненного цикла промышленных отходов в математическом аппарате сетей Петри.» содержит 69 с., 15 таблиц, 3 рисунка, 30 источников.
     МАШИННОЕ ОБУЧЕНИЕ, ИСКУСТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ГЛУБОКОЕОБУЧЕНИЕ, ЗАДАЧА КЛАССИФИКАЦИИ, СКРИНИНГ, НЕЙРОННЫЕ СЕТИ,ОНКТОТЕСТ, РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА РАКА.
     Предложен вариант скрининга ранних стадий рака на основе машинного обучения.
     Объектом исследования данного дипломного проекта являются пациенты, прошедшие процедуру выявления ЭПР-ТСА.
     Предмет исследования – прогнозирование ранних стадий онкопатологии.
     Научная новизна состоит в том, что в данном исследовании:
     1) Впервые был получен самообучаемый алгоритм для анкетного скрининга ранних стадий рака;
     2) Разработана модель позволяющая, проводить классификацию риска развития онкопатологии с точностью 71,9%;



СОДЕРЖАНИЕ


ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ


ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
В настоящей работе применены следующие сокращения и обозначения:
ТКО - твердые коммунальные отходы
ТБО - твердые бытовые отходы
ФККО – федеральный классификационный каталог отходов
ЛВЖ - легковоспламеняющиеся жидкости
ВЭР - вторичные энергетические ресурсы
ВМР - вторичные материальные ресурсы
СП - сети Петри
РСП – раскрашенные сети Петри


РефератСписок ключевых слов
Содержание
Термины и определения
Введение
- актуальность работы
- цели и задачиразработать ипредложить сетевую модель совершенствования эффективности промышленной политики в области ресурсосбережения для увеличения доли переработки отходов и снижения их неблагоприятного влияния на состояние окружающей среды и здоровье населения.
- методы исследования
- структура работы
Глава 1
- выводы
Глава 2
- выводы
Глава 3
- выводы
Заключение
Приложение
Перечень условных сокращений, обозначений
Список литературы


      ВВЕДЕНИЕ
      Утилизация отходов производства и потребления считается важной задачей


Глава 1

1.1 Основные понятия
      Основные принципы государственной политики в области обращения с отходами изложены в Федеральном законе №89-ФЗ от 24 июня 1998 года "Об отходах производства и потребления" (с изменениями и дополнениями, вступившими в силу с 01.01.2018). Этот закон определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления, экономическое и экологическое регулирование, нормирование, государственный учет и отчетностьв области обращения с отходами.В статье1 данного Федерального закона данаформулировка понятию«отходы производства и потребления (далее - отходы)». Это «вещества или предметы, которые образованы в процессе производства, выполнения работ, оказания услуг или в процессе потребления, которые удаляются, предназначены для удаления или подлежат удалению»[1].
      ГОСТ 30772-2001 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения» разделяет отходы по происхождению на:
      - отходы производства - остатки сырья, материалов, веществ, изделий, предметов, образовавшиеся в процессе производства продукции, выполнения работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства.
      - отходы потребления - остатки веществ, материалов, предметов, изделий, товаров (продукции или изделий), частично или полностью утративших свои первоначальные потребительские свойства для использования по прямому или косвенному назначению в результате физического или морального износа в процессах общественного или личного потребления (жизнедеятельности), использования или эксплуатации[2].
      Единой классификации отходов потребления и производства в Российской Федерации не существует. Это вызвано большой разновидностью свойств отходов, которых следует принимать во внимание при их использовании.Существующие классификации отходов в зависимости от конкретной задачи могутпроизводиться на основании выбора различных признаков (рисунок1.1)[3].

Рисунок 1.1 Классификация отходов.
      
      1.2 Федеральный Классификационный Каталог Отходов
      Также в Российской Федерации для удобства контроля в сфере обращения с отходами создан Федеральный Классификационный Каталог Отходов (ФККО). ФККО – это перечень отходов, систематизированный по видам. Все отходы разделены на восемь основных блоков, характеризующих определенную сферу жизнедеятельности:
1 - сельского, лесного хозяйства, рыбоводства и рыболовства;
2 - добычи полезных ископаемых;
3 - обрабатывающих производств;
4 - отходы потребления производственные и непроизводственные;
6 - электро-, газо- и пароснабжения;
7 - водоснабжения и водоотведения;
8 - строительные;
9 - прочих видов деятельности.
      5 блок исключен из списка вследствие того, что для биологических и радиоактивных отходов, а также отходов фармацевтического производства приняты другие условия обращения.
      Каждому отходу в перечне ФККО присваивается одиннадцатизначный код. Первой цифрой в коде обозначается номер блока отходов. Следующие пять цифр характеризуют более точное определение сферы происхождения отходов, тип исходного сырья и используемых технологических процессов. Седьмая, и восьмая расшифровывают химический состав отходов или входящие в него компоненты. Девятая и десятая цифры обозначают агрегатное состояние отхода. Последняя цифра является самой важной. Она указывает к какому из пяти классов опасности относится отход[4].
      Все экономические субъекты обязаны подтвердить класс опасности отходов, появляющихся в процессе производства. В первую очередь это касается отраслей, работающих с токсичными и вредными веществами, в процессе деятельности которых формируются опасные для природы отходы. Все отходы от класса опасности подлежат учету и контролю, независимо от методов их появления и количества.
      
      1.3 Классификация промышленных отходов
      Промышленные отходы - твердые отходы производства, полученные в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения[5].Промышленные отходы являются сложными многокомпонентными,разнородными смесями веществ, обладающими различными физико-химическими свойствами.
      ГАУ «Научно-исследовательский и проектный институт Генерального плана города Москвы» была предложена классификация промышленных отходов, согласно которой виды отходов делятся на 13 групп:
      1. Гальванические и другие шламы, содержащие отходы реагентов и химреактивов, хром, никель, кобальт, цинк, свинец, кислые и щелочные отходы химических производств, вещества неорганического характера.
      2. Канализационные, водопроводные и нефтесодержащие осадки промышленных сточных вод, образующиеся на очистных сооружениях производственных зон.
      3. Нефтеотходы, легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), кубовые остатки, отходы лакокрасочной промышленности.
      4. Отходы пластмасс, полимеров, синтетических волокон, нетканых синтетических материалов и композиций на их основе.
      5. Отходы резинотехнических изделий, шины и т. п.
      6. Древесные отходы.
      7. Отходы бумаги.
      8. Отходы черных и цветных металлов и легированных сталей.
      9. Шлаки, зола, пыль (кроме металлической).
      10. Пищевые отходы (отходы пищевой, мясомолочной и других отраслей промышленности).
      11. Отходы легкой промышленности.
      12. Стеклоотходы.
      13. Отходы стройиндустрии (рисунок 1.2).
      

Рисунок 1.2. Классификация промышленных отходов по видам
      
      Определение отходов непосредственно связано с понятием «обращение с отходами». Согласно Федеральному закону №89-ФЗ под обращением с отходами следует понимать«деятельность по сбору, накоплению, транспортированию, обработке, утилизации, обезвреживанию, размещению отходов»[1]. Такое понятие не указывает на обязательность какого-либо управления этой деятельностью. В зарубежной практике широко применяется термин «управление отходами», который подразумевает работу по сбору, транспортировке, восстановлению и размещению отходов, в том числе контроль за данными операциями и дальнейший уход за местом расположения отходов, в том числе и действия, осуществляемые хозяйствующими субъектами и третьими лицами [6]. Эта деятельность предпринимается с целью минимизации неблагоприятного влияния отходов на здоровье населения и состояние окружающей среды. В значительной степени близкое к понятию «управление отходами» дано определение «обращение с отходами» в межгосударственном стандарте ГОСТ 30772-2001 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения», основным принципом которого является гармонизация терминов с международной, региональной и отечественной правовой и нормативной документацией по профилю: «обращение с отходами - виды деятельности, связанные с документированными (в том числе паспортизованными) организационно-технологическими операциями регулирования работ с отходами, включая предупреждение, минимизацию, учет и контроль образования, накопления отходов, а также их сбор, размещение, утилизацию, обезвреживание, транспортирование, хранение, захоронение, уничтожение и трансграничные перемещения» [2].
      В связи с нехваткой теории и нормативно правовой базы в сфере управления отходов в нашей стране понятие «управление с отходами» чаще всего заменяется понятием «обращение с отходами» и означает процессы распоряжения отходами, включая сбор, транспортирование, переработку или утилизацию. Тем не менее, успехи, достигнутые в этой области в зарубежных странах, для нашей страны продолжают оставаться недоступными. Поэтому задачей наших государственных структур и ученых является необходимость создания управления отходами.
      В 2014 г. в Федеральный закон от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» (далее – Закон об отходах) были принятыпоправки, направленные на совершенствование сферы обращения с отходами в Российской Федерации. В процессеосуществляемыхнововведений системы обращения с отходами должно быть поставлено достижение таких целей:
- ликвидация теневого рынка в области обращения с отходами;
- создание механизмов пресечения несанкционированных свалок, в том числе путем установления жесткого контроля за потоками отходов на территории конкретного муниципалитета;
- создание и модернизация инфраструктуры для переработки и утилизации отходов;
-развитие механизмов частно-государственного партнерства в целях привлечения инвесторов в сферу обращения с отходами;
- внедрение системы раздельного сбора отходов, в т.ч. опасных;
- максимальный возврат отходов в производственный цикл;
- значительное сокращение объемов отходов, направляемых на полигоны[7].
      Вфедеральном законе №89-ФЗбыли выделены приоритетные направления государственной политики в области обращения с отходами в следующей последовательности:
- максимальное использование исходных сырья и материалов;
- предотвращение образования отходов;
- сокращение образования отходов и снижение класса опасности отходов в источниках их образования;
- обработка отходов;
- утилизация отходов;
- обезвреживание отходов[1].
      Вышеуказанные направления схожи с приоритетами управления отходами, принятыми в Директиве Совета Европейских Сообществ 75/442/ЕЭС от 15 июля 1975 г. об отходах и представленнымив виде Иерархии управления отходами (рисунок 1.3)[8].

Рисунок 1.3. Иерархия управления отходами
      
      Иерархия управления отходами - это универсальная модель обращения с любым видом отходов, изображающая последовательность действий по степени их значимости в плане наименьшего отрицательного воздействия на окружающую среду и здоровье человека.Предотвращение отходов и минимизация их образования занимают верхниепозиции в пирамиде. Эти способы позволяют экономить средства на осуществленииработ пообращению с отходами, ведут к увеличению эффективности и уменьшениюудельного использования ресурсов. Сокращение объемов отходов может быть достигнуто за счетперенаправления производства и потребления на продукцию и упаковку, которая ведет ксозданию снижения количества отходов. Вторичное использованиепредполагает повторное использование отходов без значительных физико-химических изменений. Дальнейшее по значимости направление иерархии - использование материального потенциалаотходов, которое означает использование вторичных материалов в качестве сырья. Использование энергетическогопотенциала отходов - получение энергии из отходов. Размещение отходов представляет собой наименее подходящейтехнологией обращения с отходами и предполагаетзахоронение отходовв окружающей среде. Передзахоронением необходима предварительная подготовка отходов. Предварительная подготовкавключает физическую, термическую, химическую и биологическую обработку отходов с цельюснижения количества и токсичности отходов, направляемых на захоронение.
      При анализекомплексной системы управления отходами, совмещающей применение различных технологий, иерархия управления отходами, невзирая на преимущества, имеет ряд ограничений. При комплексном подходе выбор каких-либо технологий для внедрения, определяется на основе оценки полных систем управления отходами,что не может быть обеспечено иерархией по причине нехватки научной и техническойобоснованности иерархичности методов, невозможностирассмотрения экономических и социальных аспектов, учета местных условий, которые взначительной мере могут определять эффективность внедрения той или иной технологии[9].Провести оценку систем управления отходами с учетом анализа воздействия наокружающую среду и экономических затрат, позволяет представлениежизненного цикла отходов.

1.5Жизненный цикл отходов
      Для болеедейственногообращения с отходами требуетсяописаниестадий движения отходов. Это можно сделать с помощью анализа жизненного цикла отходов,которыйв действительности характеризует областьобращения с отходами, показывая, в зависимости от этаповжизненного цикла отхода, самый оптимальный способ совершенствования.
      Согласно СанПиН 2.1.7.1322-03 процессы обращения с отходами (жизненный цикл отходов) включают в себя следующие этапы:
- образование,
-накопление и временное хранение,
- первичная обработка (сортировка, дегидрация, нейтрализация, прессование, тарирование и др.),
- транспортировка,
- вторичная переработка (обезвреживание, модификация, утилизация, использование в качестве вторичного сырья),
- складирование,
- захоронение и сжигание[10].

Рисунок 1.4. Жизненный цикл отходов. 
      
      Жизненный цикл отходов можно представить в виде схемы (рисунок 1.4), который начинается от образования отходов до размещения на полигоне. Классификация промышленных отходов позволяет увидеть предстоящее движение их по «жизни». Смешанные отходы утилизируют путем сжигания или размещения на полигоне с последующим получением вторичных энергетических ресурсов(ВЭР). Опасные отходы перед захоронением сначала обезвреживаются. Органические отходы подвергают биологической обработке (компостированию) с извлечением компоста, используемого в качестве вторичных материальных ресурсов (ВМР). Отходы, подвергаемые раздельному сбору, впоследствии претерпевают переработку с получением ВМР[11].
      
Таблица 1.1. Основные понятия [1]

      1.6 Достоинства и недостатки методов обращения с отходами
      Стоит отметить, что существующие методы обращения с отходами обладают рядом своих преимуществ и недостатков.
      Сжигание.
      Преимущества:
- сокращение объемов отхода в 10-20 раз, что способствует снижению спроса в площадях для захоронения;
- извлечение энергии. Когененерационные установки получают до 80% энергии;
- обезвреживание загрязняющих веществ, которые содержатся в отходах, при воздействии высоких температур;
- отсутствие выбросов метана в атмосферу;
- получение неактивных, не способных к отрицательному воздействию на окружающую среду остатков отходов, с возможностью безопасно разместить их на полигоне;
- сохранение природных ресурсов, за счет их замены.
      Недостатки:
- Недостаточное сгорание отходов приводит к образованию золы,вторичных отходов и токсичных соединений;
- ядовитые вещества, содержащиеся в дыме, приводят к тяжелым заболеваниям человека, а также ведут к истончению озонового слоя;
- неспособность переработки больших объемов отходов;
- метод сжигания в настоящее время требует больших капиталовложений.
      Компостирование.
      Преимущества:
- образованиекомпоста и биогаза, используемых в качестве вторсырья;
- сокращение объема отходов, размещаемых на полигонах;
- сравнительно небольшие капиталовложения;
- частичное обезвреживание отходов.
      Недостатки:
- содержание в компосте элементов, загрязняющих почву
- наличие в биогазе вредных примесей, негативно сказывающих при их дальнейшем использовании;
- отсутствие большого спроса на органическое удобрение;
- значительные материальные затраты на очистку компоста и биогаза.
      Переработка.
      Преимущества:
- уменьшение объемов, отправляемых на полигоны;
- извлечение полезных веществ;
- сохранение природных ресурсов.
- снабжение производств сырьем, как следствие снижение потребления первичных ресурсов.
      Недостатки:
- не все отходы могут подвергаться переработке;
- большие затраты на сбор, транспортировку и утилизацию отходов;
- сложность работ и опасность вредного воздействия на организм работников сортировочных станций.
      Размещение на полигонах.
      Преимущества:
- самый популярный и простой способ обращения с отходами;
- отсутствие больших капитальных затрат;
- возможность размещения разных видов отходов;
- рекультивация полигонов для дальнейшего использования.
      Недостатки:
- загрязнениеокружающей среды (почва, грунтовые воды, воздух) вредными веществами;
- образование продуктов разложения, диоксинов, самопроизвольное возгорание;
- полигоны занимают огромные площади;
- высокие материальные затраты на проведение рекультивации после закрытия полигонов, а также поиск новых участков. 
      В настоящее время в нашей стране наблюдается безответственное обращение с отходами, так как самым популярным способом утилизации является захоронение несортированных отходов на полигонах. Это связано с рядом факторов:
- сформировавшимися привычками культуры обращения отходов в нашей жизни относительно поздним пониманием необходимости управления ими;
- недостаточное участие государственных структур (отсутствие контроля и финансирования) в разработке эффективной системы утилизации отходов;
- недостаточным развитием научно-технической и производственной базы переработки отходов;
- тем, что разработка и производство новойпродукции, а также усовершенствование существующейобходят развитие технологий их вторичного использования;
- отсутствием квалифицированных специалистов в области современных методов обращения с отходами[12].
      Замкнутое использование отходов с максимальным возвратом их в жизненный цикл за счет рециклинга, регенерации и рекуперации позволит достичь эффективного управления отходами. 
      Моделирование жизненного цикла отходов в математическом аппарате сетей Петри является многообещающим вариантом для демонстрации их отслеживания и способствует разумно управлять потоками ценных веществ, находящихся в отходах.
      
      1.7 Сети Петри
      Впервые определение сети Петри ввел Карл Петри в 1962 г. В настоящее время представлены более разнообразные классы сетей и алгоритмы анализа их свойств. Классическая сеть Петри представляет собой двудольный ориентированный мультиграф, состоящий из двух типов вершин, позиций (place) и переходов(transition), соединенный дугами, входными и выходными функциями:
      C=(P,T,I,O)                                                                                          (1.1)
      где P={p1, p2, …, pn}-конечное множество позиций,описывающих состояние системы, p?0, T={t1, t2, …, tm}-конечное множество переходов, характеризующих условия изменениясостояний, m?0, I- входная функция, O - выходная функция[13].
      Для удобства наглядности сети Петри представляют в виде графов. Круг является позицией, планка - переходом, дуги – стрелками (рисунок 1.5).
      
Рисунок 1.5. Пример сети Петри

     Состояние сети Петри определяется ее маркировкой (разметкой) ?, которая графически изображается фишками (метками). Фишки располагаются в той или иной позиции, и представляют собой наличие в рассматриваемой системе условий, задаваемых позицией (рисунок 1.6).Количество фишек в позиции при выполнении сети Петри может изменяться от 0 до бесконечности. Распределение фишек сети определяют динамику исследуемой системы. Сеть Петри выполняется посредством запусков переходов в результате удаления фишек из его входных позиций и добавления их в выходные позиции перехода[14]. Переход может запускаться только в том случае, когда он разрешен. Переход называется разрешенным, если каждая из его входных позиций содержит число фишек, не меньшее, чем число дуг, ведущих из этой позиции в переход (или кратности входной дуги).Запуски могут осуществляться до тех пор, пока существует хотя бы один разрешенный переход. Когда не останется ни одного разрешенного перехода, выполнение прекращается.Последовательность срабатываний переходов полностью определяет поведение сети. Таким образом, сеть Петри описывает структуру системы, ее состояние и поведение.
     
     Рисунок 1.6. Пример маркированной сети Петри
     
     Основными свойствами сети Петри являются:
-ограниченность (число меток в любой позиции сети не может превысить некоторого значения);
- безопасность (частный случай ограниченности);
- достижимость (возможность перехода сети из одного заданного состояния, характеризуемого распределением меток, в другое);
- живость (возможностью срабатывания любого перехода при функционировании моделируемого объекта).
     К достоинствам аппарата сети Петри можно отнести:
- в сети Петри могут одновременно и независимо друг от друга сработать несколько переходов;
- использование единой методологической позиции для описания программного обеспечения, аппаратных средств и информационного обмена между системами;
- возможность введения любой степени иерархической детализации описываемой модели.
     Однако сеть Петри, в силу своей универсальности, имеет ряд недостатков, затрудняющих практическое применениедля моделирования сложных систем. К основным таким недостаткам можно отнести:
- классическая сеть Петри не отражают требуемые временные характеристики моделируемой системы;
- фишка сети Петри не представляет собой никакой информации, кроме самого факта ее наличия, поэтому чрезвычайно сложно отразить преобразование информации при срабатывании переходов сети Петри;
- невозможность внешнего управляющего воздействия на процесс. Задается только начальная маркировка, а далее функционирование сети Петри протекает недетерминировано. При этом отсутствует возможность изменить последовательность срабатывания переходов и, следовательно, сориентировать процесс в нужном направлении[15].
     Недостатки классической сети явились причиной разработки различных подклассов, среди которых следует выделить раскрашенную сеть Петри. Ее теорию ввел Курт Йенсен. Фишкам в раскрашенных сетях присваиваются различные цвета (типы), несущие определенную информацию. Позиции также имеют цвет, при этом позиция может содержать фишки только приписанного ей цвета.РСП позволяет анализировать дополнительные свойства моделируемой системы без усложнения структуры сети. Переходы в раскрашенных сетях срабатывают с определенной задержкой, что дает возможность привязать моделирование ко времени[16].
     Сети Петри представляют собой инструмент графического и математического моделирования с дискретным событием, применимый к системам, которые характеризуются как параллельные, асинхронные, распределенные, недетерминированные и / или стохастические. Таким образом, они широко используются для моделирования, планирования и управления гибкими производственными системами[17]. Их возможности для этой цели можно охарактеризовать как способность моделирования описать:
- одновременное, синхронное, конфликтное и случайное поведение;
- логические свойства (такие как ограниченность, жизнеспособность);
- оценку эффективности системы, в том числе способность представлять многие состояния кратко, а также моделирование отношений приоритетов, взаимоблокировок, конфликтов и ограничений ресурсов.
     

     3.1. Административно-территориальное устройство Республики Татарстан
     Административно территориальное устройство Республики Татарстан представлено:
     2 городскими округами (ГО «г. Казань», ГО «г. Набережные челны»)
     43 муниципальными районами;
     38 городскими поселениями;
     872 сельскими поселениями.
     В восточной части республики находятся крупные промышленные города, образованные и развивающиеся на базе нефтедобычи, нефтехимии и машиностроения: Альметьевск, Набережные Челны, Нижнекамск, Елабуга, Бугульма, Лениногорск, Бавлы, Азнакаево, Заинск, Менделеевск, Мензелинск, Мамадыш и ряд поселков городского типа. Здесь же находится развивающаяся Особая экономическая зона производственного типа. Наличие крупных промышленных предприятий сопровождается образованием больших объемов промышленных отходов.
     В области обращения с отходами в Республике Татарстан обозначены следующие основные проблемы:
- несовершенство действующей системы обращения с отходами и необходимость создания комплексной системы обращения с отходами производства и потребления – системы информационных, организационных, правовых механизмов и инфраструктурных объектов, обеспечивающей состояние экологической безопасности и экономической эффективности деятельности по обращению с отходами;
- неудовлетворительный баланс количественных характеристик образования, утилизации, обезвреживания, захоронения отходов (значительная доля отходов захоранивается на полигонах, а не подвергается утилизации и обезвреживанию);
- слабое развитие кооперационных связей промышленных предприятий по типу «промышленного симбиоза» (когда отходы одних производств являются сырьем для других производств);
- слабое развитие высокоэффективных производств по утилизации (использованию) отходов;
- высокие значения накопленного экологического ущерба в результате длящихся нарушений законодательства в области обращения с отходами.
      3.2. Нахождение источников образования отходов
      Основными источниками образования промышленных отходов в Республике Татарстан являются производственные объекты и объекты жилищно-коммунальной и социальной сферы.
      Крупнейшими образователями отходов на территории Республики Татарстан являются: 
- ПАО «КАМАЗ» (объем образования: 2013 г. – 311,775 тыс.тонн, 2014 г. – 270,715 тыс.тонн, 2015 г. – 198,682 тыс.тонн, передача сторонним организациям); 
- Муниципальное унитарное предприятие «Водоканал» (2013 г. – 30,790 тыс.тонн, 2014 г. – 27,863 тыс.тонн, 2015 г. – 18,051 тыс.тонн, иловые поля); 
- ПАО «Нижнекамскнефтехим» (2013 г. – 321,179 тыс.тонн, 2014 г. – 70,518 тыс.тонн, 2015 г. – 74,224 тыс.тонн, полигон промышленных отходов); 
- ПАО «Казаньоргсинтез» (2013 г. – 22,052 тыс.тонн, 2014 г. – 21,811 тыс.тонн, 2015 г. – 19,291 тыс.тонн, передача сторонним организациям);
- ПАО «Нижнекамскшина» (2013 г. – 17,533 тыс.тонн, 2014 г. – 12,304 тыс.тонн, 2015 г. – 11,400 тыс.тонн, полигон промышленных отходов);
- ПАО «НэфисКосметикс» (2013 г. – 4,412 тыс.тонн, 2014 г. – 3,891 тыс.тонн, 2015 г. – 3,971 тыс.тонн, передача сторонним организациям);
      Филиал ОАО «РЖД Куйбышевская железная дорога» – предприятия Волго-Камского региона Куйбышевской железной дороги на территории Республики Татарстан – около 4,0 тыс.тонн в год.
      Значимыми образователями отходов являются предприятия добывающей отрасли, представленные ОАО «Татнефть им.В.Д.Шашина», ОАО «ТАНЕКО», ОАО «Таиф-НК», ООО «Газпром-трансгаз Казань», ООО «ТНГ-ГРУПП», предприятия обрабатывающей промышленности – ОАО «Sollers-Набережные Челны», ОАО «Sollers-Елабуга», Федеральное государственное унитарное предприятие «ПО «завод им. Серго», пищевой промышленности – ООО Управляющая компания «Просто молоко», ОАО «Татспиртпром», ЗАО «Эссен продакшн АГ».
      С 11 января 2016 года вступили в силу новые «Критерии отнесения отходов к  I – V классам опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду», утвержденные приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 04.12.2014 № 536. 
      Отходы I класса опасности являются чрезвычайно опасными. Степень вредного воздействия на окружающую среду отходов этого класса характеризуется как «очень высокая». В результате накопления отходов первого класса происходят необратимые нарушения в экологической системе, а период ее восстановления отсутствует.
     3.3. Количество образующихся отходов
     По данным Управления Росприроднадзора по Республике Татарстан за 2015 год, в республике образовалось 2487,532 тонны отходов первого класса опасности.
     Согласно форме федерального статистического наблюдения «Сведения об образовании, использовании, обезвреживании, транспортировании и размещении отходов производства и потребления» – 2-ТП (отходы), сбор и обработка данных по которой осуществляются в системе Росприроднадзора, в 2015 году в Республике Татарстан образовалось 3 089,525 тыс.тонн отходов.
     По данным форм 2-ТП (отходы), предоставленных Управлением Росприроднадзора по Республике Татарстан, из общего объема промышленных отходов, образовавшихся в 2015 году, отходы I класса опасности составили 2 487,532 тонн, II класса опасности – 8 804,236 тонн, III класса опасности – 308 288,171 тонн, IV класса опасности – 700 708,073 тонн, V класса опасности – 2 069 237,022 тонн.
     Количество образовавшихся промышленных отходов в Республике Татарстан за 2013-2015 годы представлено в таблице 3.1

Таблица 3.1. Количество образовавшихся промышленных отходов за 2013 – 2015 годы, тонн
Показатель
2013 год
2014 год
2015 год
Образовалось отходов - всего
3 602 054,797
3 379 353,513
3 089 525,034
в том числе:



I класса опасности
773,505
4 255,534
2 487,532
II класса опасности
8 117,259
5 884,236
8 804,236
III класса опасности
345 116,432
440 329,470
308 288,171
IV класса опасности
1 120 853,980
1 191 168,103
700 708,073
V класса опасности
2 127 193,621
1 737 716,170
2 069 237,022
     
     Информация о наиболее крупных образователях промышленных отходов в Республике Татарстан за 2015 год представлена в таблице 3.2
     
     Таблица 3.2. Наиболее крупные образователи промышленных отходов в Республике Татарстан за 2015 год

Наименование организации
Образование промышленных отходов за 2015 год, тонн
ОАО «КВ Агро»
327 168,461
ОАО «КАМАЗ»
198 689,699
ОАО «Заинский сахар»
188 026,261
ООО «Буинский сахар»
174 712,664
ОАО «Казанский МЭЗ»
144 068,496
ООО «Камский Бекон»
127 094,020
ООО «УК «Татбурнефть»
76 543,758
ПАО «Нижнекамскнефтехим»
74 224,982
ОАО «Генерирующая компания «Филиал Казанские тепловые сети»
74 029,773
ЗАОр «НП НЧ КБК им. С.П. Титова»
71 390,205
ОАО «Зеленодольский фанерный завод»
58 766,068
ООО «Ак Барс Кайбицы»
55 007,176
ЗАО «Пивоварня Москва-Эфес»
49 627,914
ОАО имени Николая ЕвдокимовичаТокарликова
48 839,240
Сельскохозяйственный производственный кооператив «ТАН»
47 950,269
Лаишевский филиал ООО «Птицеводческий комплекс «Ак Барс»
47 161,205
ООО «Промкарьер»
44 872,906
Филиал ООО «Завод ТЕХНО» г.Заинск
44 315,940
ЗАО «Казанский Экологический Комплекс»
37 929,736
ООО «Птицеводческий комплекс «Ак Барс»
35 100,560
ООО «ПФМК»
34 094,834
ОАО «АЛНАС»
30 775,863
ЗАО «Бирюли»
29 475,426
Зеленодольский филиал ООО «Птицеводческий комплекс «Ак Барс»
27 075,499
ПАО «Казаньоргсинтез» (бывшее Казанское ОАО «Органический синтез»)
19 291,054
ООО «Алан»
19 263,153
МУП города Казани «Водоканал»
18 051,626
СП «Ак Барс Пестрецы ООО»
17 547,787
ООО «Казанский завод силикатных стеновых материалов»
14 655,921
ООО «Техно-Сервис»
14 298,866
НГДУ «Лениногорскнефть» ОАО «Татнефть»
14 261,497
ООО «Волма-Абсалямово»
14 171,662
ООО «ТукаевскийПлемрепродуктор»
14 015,990
ОАО «Татавтодор»
14 015,058
АО «Альметьевск-Водоканал» (бывшее ОАО «Альметьевск-Водоканал»)
13 980,811
ООО «Челныводоканал»
13 857,534
ООО «Якты-Юл»
13 603,664
«ВинербергерКуркачи ООО»
13 210,543
Филиал ОАО «ТГК-16» – «Нижнекамская ТЭЦ (ПТК-1)»
13 149,252
ООО «Шахтер»
11 532,262
ПАО «Нижнекамскшина»
11 400,807
ОАО «Агро-Развитие Плюс» (ОАО «Агро-Развитие Плюс»)
11 372,828
ОАО «Генерирующая компания «Казанская ТЭЦ-1»
10 863,284
УК ООО «ТМС групп»
10 827,758
ОАО «Булгарпиво»
10 759,389
ЗАО «Тандер»
10 710,694
ООО «Навруз»
10 518,979
ОАО «Татнефть им. В.Д. Шашина НГДУ «Альметьевнефть»
9 787,911
Филиал ОАО «Татспиртпром» «Мамадышскийспиртовый завод»
9 786,880
ООО «Флот Сервис»
9 735,633
ООО «Йолдыз»
9 400,092
ООО «Татнефть-ЛениногорскРемСервис»
9 304,645
Казанский филиал ЗАО «Тандер»
9 142,246
ООО «КастамонуИнтегрейтед Вуд Индастри»
9 053,401
ООО «Оптовик», магазин «Эссен Экспресс»
8 610,658
ООО «Агроторг» «Филиал «Приволжский»
8 283,765
ООО «НКТ-Сервис»
8 210,087
ООО «КамгэсЗЯБ»
8 203,256
ОАО «ШешмаОйл»
8 020,448
ЗАО «Пионер-2000»
7 902,049
МБОУ «Гимназия № 32» Нижнекамского муниципального района Республики Та.......................