Влияние монопрофильных городских систем на экосистему - Экологические проблемы моногорода

Взаимодействие монопрофильных городских систем и экосистемы идет по пути постоянного отрицательного влияния на экосистему со стороны города. В последствии экосистема оказывает отрицательное влияние на человека как на потребителя и организатора тех же самым монопрофильных городских систем.

В городах активно протекают антропогенные процессы: промышленная и хозяйственная деятельность, строительство, движение транспорта - все это постоянно действующие факторы, вызывающие глубокие изменения, как в окружающей среде, так и в самой структуре городского ландшафта. Города, особенно крупные, загрязняют атмосферу, изменяют микроклимат, состав подземных и поверхностных вод, понижают прочность пород геологического фундамента города Бобылев С. Н., Ходжаев А. Ш. Экономика природопользования. М., 2012. С. 98..

Климат города существенно отличается от климата окружающей местности. Индустриальная деятельность и бытовое отопление значительно повышают приходную часть теплового баланса; повышение температуры приводит к увеличению продолжительности безморозного периода, к сокращению периода со снежным покровом по сравнению с загородными территориями. В атмосфере большого города всегда повышенное содержание ядер конденсации, что увеличивает число дней с туманами и количество осадков. Скорость ветра в городе в 1,5 - 2,0 раза ниже, чем в пригородах, и в то же время часто возникают "коридорные ветры", не связанные с направлением воздушного потока Абакшин В. Стал ли чище воздух Магнитки // Магнитогорский рабочий. 2009. 22 октября. С. 4..

Современные города выбрасывают в атмосферу и водную среду около 1000 химических соединений. Загрязненная атмосфера городов поглощает около 20 % солнечного света, а при низком стоянии солнца - более 50 %. Наиболее сильно задерживается ультрафиолетовое излучение.

Продолжительность жизни деревьев в городах значительно короче, чем в лесу. Это объясняется как неблагоприятным составом воздуха, содержащего диоксид серы, хлор, углеводороды, так и характером городских почв - маломощных, зачастую подстилаемых щебнем, дробленым асфальтом, городским мусором, а также уничтожением опавшей листвы, что нарушает круговорот элементов питания.

Загрязнение воздушного бассейна городов. В загрязнении атмосферы городов принимают участие многие источники, однако основная роль принадлежит энергетике, металлургической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности и автотранспорту.

Практически в каждом моногороде в большом или меньшем масштабе производят строительные материалы, а эта отрасль промышленности отличается большим разнообразием атмосферных выбросов. Например, при производстве 1 т извести выделяется 200 кг пыли, а при получении 1 т строительного гипса - 140 кг пыли. Всего предприятия по производству стройматериалов в нашей стране выбрасывают ежегодно более 38 млн т пыли, 60 % которых составляет цементная пыль. Очистные аппараты улавливают не более 90 %. Отходящие газы производства строительных материалов содержат оксиды углерода, серы, азота, углеводороды Абакшин В. Стал ли чище воздух Магнитки. С. 4..

Еще недавно считались экологически безвредными предприятия легкой промышленности. Однако сегодня получение и использование вискозных тканей, полимеров и пластмасс, искусственной кожи, внедрение клеевых способов крепления деталей по количеству вредных выбросов сблизило предприятия этой отрасли с химической промышленностью. Атмосферные выбросы текстильной промышленности содержат оксид углерода, сульфиды, нитрозамины, сажу, серную борную кислоты, смолы, а обувные фабрики интенсивно выделяют кожевенную пыль, аммиак, ацетон, этилацетат, сероводород и другие токсичные соединения Котышева Е. Н. Динамика химического загрязнения атмосферного воздуха г. Магнитогорска основными поллютантами в период 1991-2000 гг. // Наука на рубеже веков: Проблемы окружающей среды и здоровье: Сб. науч. статей. СПб., 2002. С.15..

В загрязнении воздуха городов одно из ведущих мест занимает автотранспорт. Газы автотранспорта остаются в приземном слое атмосферы, что затрудняет их рассеивание. Узкие улицы и высокие здания также способствуют задерживанию токсических соединений выхлопных газов в зоне дыхания пешеходов. В состав выхлопных газов автотранспорта входит более 200 компонентов, тогда как нормируются из них лишь немногие (дымность, оксиды углерода, и азота, углеводороды).

Особенно опасным компонентом отработанных газов автомобилей являются полициклические углеводороды, в том числе канцерогенный бензпирен. По усредненным показателям, содержание в воздухе этого токсичного соединения близ транспортных магистралей крупных городов иногда в 10 - 12 раз превышает нормы. Бензпирен поступает в воздух и вследствие истирания автомобильных шин, поскольку присутствует в саже, входящей в состав резины, и из дорожных покрытий Котышева Е. Н. Динамика химического загрязнения атмосферного воздуха г. Магнитогорска основными поллютантами в период 1991-2000 гг. С.17..

Отработанные газы автотранспорта содержат ряд продуктов полного и неполного сгорания топлива, которые могут вступать в фотохимические реакции с оксидами азота, образуя смог - сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов. Возникая при определенных погодных условиях над крупными промышленными городами, смог вызывает удушье, приступы бронхиальной астмы, аллергические реакции, раздражение глаз. От него страдают растения, покрытия зданий, скульптуры. Печально знаменитый смог 1952 в Лондоне за несколько дней унес более 4 тыс. жизней.

Значительное количество загрязнений сбрасывается в поверхностные и подземные воды с коммунально-бытовыми стоками городов.

Бытовые стоки имеют сравнительно постоянный качественный состав. Их объем зависит от степени благоустроенности города или поселка и, как правило, имеет два суточных максимума - утренний вечерний и глубокий ночной минимум Экология крупного города: учеб. пособие. М., 2010. С. 89..

Урбанизация резко повысила объем коммунально-бытовых стоков, однако далеко не все большие города очищают свои сточные воды. Между тем водопотребление коммунального хозяйства неуклонно растет.

На жилищно-коммунальный сектор приходится около 75 % водопотребления, в том числе 55 % расходуется на водоснабжение жилых домов и 18 % - на обеспечение работы коммунально-бытовых предприятий. Удельное водопотребление в городе достигло в 80-е годы 379 л/сут на одного жителя, тогда как по расчетам специалистов даже при высоком уровне жилищного комфорта для одного человека требуется не более 250 л./сут. Таким образом, нерациональный расход воды составляет 1,35 млн. м. /сут, или 23 % от среднесуточной подачи воды. Основной причиной таких огромных потерь является неудовлетворительное состояние водопроводных сетей, их небрежная эксплуатация и неоправданно низкие тарифы на использование воды. Поэтому возрастающий дефицит водных ресурсов с особой остротой проявляется именно в крупных городах и их окружении. Одновременно возникает необходимость очистки и утилизации огромных объемов сточных вод, так как приблизительно 90 % воды, потребляемой в городах, сбрасывается в загрязненном виде в реки и водоемы. Объем сточных вод в мире достигает в наши дни 450 км 3/год; очищают же не более 50 % и большую часть этого объема дают города Экология крупного города: учеб. пособие. М., 2010. С. 90..

В настоящее время средняя концентрация загрязняющих веществ в сточных водах коммунально-бытового сектора составляет приблизительно 1 кг/м 3, причем около 50 % загрязняющих веществ находится в растворенном состоянии.

Весьма опасная разновидность загрязнений, свойственных стокам городов, - детергенты, или синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые являются сильными токсикантами, устойчивыми к процессам биологического разложения. Они широко используются в быту и многих отраслях промышленности как моющие вещества, эмульгаторы, вспениватели. В экономически развитых странах концентрация ПАВ в сточных водах достигает 5 - 15 мг/л. Там же. С. 93. Воды плохо подвергаются очистке от детергентов и в водоемы сбрасывается до 50 - 60 % их первоначального количества. Практически концентрация этих веществ в городских стоках составляет в среднем 4 - 6 мг/л, а в речных водах - 0,3 - 1,0 и даже 1,5 мг/л, хотя предельно допустимая концентрация ПАВ в природных водах не должна превышать 0,3 мг/л.

Кроме коммунально-бытовых стоков в городскую канализацию поступают и сточные воды промышленных предприятий, энергетики, транспорта. Для этих видов стока характерна относительная равномерность поступления, а их ингредиенты определяются промышленными предприятиями города.

И наконец, в городскую канализацию поступает поверхностный сток, т. е. дождевые или снеговые воды с территории жилого сектора и промышленных предприятий, содержащие как загрязнения общего типа, так и специфические, зависящие от технологии производства.

После автомобилей, которые загрязняют атмосферу, бытовые отходы и стоки являются вторым фактором разрушения окружающей среды. И потому уменьшение их количества - фактор снижения неустойчивости городских экосистем.

К твердым бытовым отходам (ТБО) относят смесь веществ и материалов, образующихся в результате жизнедеятельности населения, которые необходимо утилизировать или уничтожать как бесполезные, нежелательные или опасные Экология крупного города: учеб. пособие. М., 2010. С. 95..

По составу ТБО неоднородны и включают макулатуру (20 - 40 % по массе), черные и цветные металлы (2 - 5 % и более), пищевые отходы (20 - 40 %), пластмассу (1 - 5 %), стекло (4 - 6 %), текстиль (4 - 6 %) др. Также в ТБО входит крупногабаритный мусор (старая мебель, вышедшие из строя холодильники и стиральные машины, автомобильные шины и др.).

Каждый горожанин России ежегодно "производит" 300 кг ТБО, примерно столько же отходов у парижанина или берлинца. Самые большие "мусоропроизводители" - американцы, у них на каждого жителя страны в год образуется около 700 кг ТБО Там же. С. 97..

Есть три основных варианта обращения с ТБО.

    1. Накопление (депонирование). Это самый антиэкологичный вариант. Из "обычной" необорудованной свалки вытекают токсичные инфильтрационные воды, а в атмосферу попадает метан, который способствует усилению парникового эффекта (сегодня метан "берет на себя" 20% эффекта потепления климата). Если используется современный полигон для хранения ТБО (это "ванна" с дном и бортами из глины и полиэтиленовой пленки, в которой уплотненные слои ТБО пересыпаются слоями почвы), то инфильтрационные воды окружающую среду не загрязняют - их собирают и очищают. Тем не менее, метан в атмосферу все-таки летит, а объем мусора нарастает так быстро, что через несколько лет любой полигон оказывается заполненным и нужно строить новый Кошкина В. С. Проблемы окружающей среды и здоровье (региональные аспекты) // Наука на рубеже веков. Проблемы окружающей среды и здоровье. Сборник научных статей / Под ред. проф. В. С. Кошкиной. СПб.: Нестор, 2002. С. 5.. 2. Сжигание. При сжигании ТБО на мусоросжигаюших заводах удается уменьшить их объем и получить некоторое количество энергии (1 т мусора может дать 400 кВт-ч). Однако даже при самой совершенной технологии сжигания эти заводы загрязняют атмосферу. Кроме того, значительное количество образующейся золы приходится захоранивать. Бесперспективность этого варианта обращения с ТБО стала причиной того, что интерес к сжиганию мусора резко снизился Хотунцев Ю. Л. Экология и экологическая безопасность. М., 2002. С. 88.. 3. Сортировка и переработка. Это самый экологичный вариант обращения с ТБО, при котором они не накапливаются, а используются как вторичное сырье, снижая расход первичных ресурсов. В США с 1990 по 2000 г. уровень вторичного использования ТБО возрос с 8 до 32%. В Канаде 50%-ный уровень переработки ТБО объявлен национальной задачей. Большинство немецких земель и итальянская провинция Милан преодолели отметку в 50%. Швейцария достигла уровня 53%. Наряду с сортировкой мусора населением (сбор в отдельные контейнеры бумаги, стекла, пластиков, органических отходов) внедряются промышленные линии переработки ТБО с электронными системами распознавания. Наконец, самый эффективный способ снизить количество ТБО - это отслеживать образование отходов на "всем протяжении трубы" и пересматривать технологии всего промышленного производства (автомобилей, бытовой техники, одежды, продуктов питания и др.) в целях уменьшения количества отходов.

В целом, если ТБО сортированы, то переработка каждой фракции проблемы не составляет и является достаточно выгодным делом. Из макулатуры делают новую бумагу. Уровень переработки макулатуры год от года повышается, в 2004 г. он составлял в Германии - 72%, в Южной Корее - 66, в Швеции - 55, в Японии - 53%. При реутилизации алюминиевых банок затраты энергии снижаются в 5-10 раз. Неудивительно, что в Европе на переработку идет свыше 80% алюминиевых банок. Очень выгодно переплавлять стекло. В Швейцарии повторно используется 9 стеклянных бутылок из 10, в Нидерландах, Австрии, Швеции, Норвегии, Германии - более 8 бутылок. Органические отходы можно компостировать и затем производить удобрения. Пластики прессуют и из них делают садовые скамейки, тазики и т. п. Экология крупного города: учеб. пособие. М., 2010. С. 98.

И, тем не менее, в силу сложности организации сортировки проблема уменьшения количества ТБО остро стоит во многих странах, в России тоже.

Уменьшается количество бытового мусора при реутилизации бытовых вещей и продлении срока их службы. В ФРГ ежеквартально возле домов устраиваются свалки громоздких вещей. Прежде чем их заберет машина, они обычно "перераспределяются". Перспективна также система "распродаж", которые возникли в США для удлинения срока службы вещей. Распродаются по низким ценам вещи, уже бывшие в употреблении, но еще пригодные для дальнейшего использования Там же. С. 99..

Специальная проблема переработки ТБО - утилизация старых автомобилей. В развитых странах налажена их переработка. Раньше за сдачу автомобиля в утиль приходилось платить значительную сумму, теперь это делается бесплатно. Стоимость утилизации старого автомобиля включена в цену нового, таким образом, расходы несут производящие фирмы и покупатели. Новейшие модели автомобилей в качестве обязательного инженерного решения включают "легкую разбираемость" на узлы (в этом лидирует фирма "Рено"). На свалки попадает не более 10% автомобильных покрышек, 40% сжигается с получением энергии, столько же подвергается глубокой переработке и 10% перетирается в крошку, которая используется как компонент дорожных покрытий и при производстве изделий из пластиков, Кроме того, на части шин восстанавливают протекторы. Из каждой тонны старых покрышек, подвергнутых глубокой обработке, получают 400л нефти, 153л газа и 140 кг стальной проволоки Экология крупного города: учеб. пособие. М., 2010. С. 101..

Дополнительным источником ТБО являются городские очистительные сооружения, в которых накапливается в больших количествах осадок (или ил), состоящий на 70 - 80 % из органических веществ. Он имеет неприятный запах и содержит патогенную микрофлору. Обезвреживание осадка является обязательным условием очистки сточных вод, однако в ряде случаев в осадке могут оставаться трудноудаляемые примеси (например, тяжелые металлы).

Похожие статьи




Влияние монопрофильных городских систем на экосистему - Экологические проблемы моногорода

Предыдущая | Следующая