Бурное развитие науки, техники и промышленности в XX в. сопровождалось концентрацией производства и связывающих их коммуникаций в единые, наиболее благоприятные по условиям размещения, центры. Транспортные, магистральные, энергетические и информационные связи между ними воздушным, водным, железнодорожным, автодорожным, трубопроводным и проводным транспортом, а также другими средствами коммуникаций обеспечивают функционирование этого сложного механизма. Если на предыдущих этапах развития человеческой цивилизации такое сосредоточение определялось в основном плодородием земель и водными ресурсами (Междуречье, Египет, Китай и др.), то в наше время ассортимент определяющих, в том числе и ресурсных, факторов значительно расширился. Крупные промышленные агломерации (с численностью населения более 200 тыс. человек) стали возникать даже в регионах с недостаточными для длительного проживания ресурсами и неблагоприятными для жизни людей условиями (Кольский полуостров, Печорский бассейн, Таймырский полуостров, Чукотка и т.д.). Общее же количество городов и численность сосредоточенного в них населения неуклонно растет (от 2 % в начале XX в. до 70 % к его концу). В настоящее время более 150 городов мира имеют число жителей, превышающее миллион. В России городское население составляет 73 % (107,8 млн человек), а число городов с населением более 500 тыс. — 36 (из них 10 — миллионные). Стихийный рост и развитие городов с включением в их инфраструктуру, как основного звена промышленных предприятий, а также бурный рост населения Земли в целом привели к возникновению глобальных и региональных проблем, ставящих под сомнение существование человечества. Количество городского населения и роль городских агломераций непрерывно возрастают за счет сельского населения. В начале XX в. в городах проживало лишь 10 % населения Земли. В конце XX в. доля горожан в мире составляла более 40 %, а после 2000 г. в городах живет около 80 % населения земного шара. Так, в США удельный вес городского населения уже составляет 74 %, в Англии и Японии — 76, в Австралии — 86, в Испании — 91, в ФРГ — 94 %. Современные города характеризуются многообразными и многочисленными источниками загрязнения и потоками поллютантов в стоках, выбросах атмосферу (рис. 5.20) и в твердых отходах, загрязняющих подземные воды (источники водоснабжения), почвы (и соответственно сельскохозяйственные продукты) и воздушные бассейны. В городских отходах концентрируются преимущественно Pb, Hg, Cd (первый класс опасности), Zn, Ag, Sn, Cr, Ni. Сочетание высокой технофильности и токсичности характеризует кроме Pb, Hg и Cd, а также Zn, W, Sn, Ag. На городских и заводских свалках накапливается огромное количество цветных металлов. В результате вся окружающая среда — воздушный бассейн, почвы и воды интенсивно загрязняются различными источниками загрязнений. Так, доля площадей, внушающих опасение по загрязнению, составляет 5% территории городов мира. В России по суммарному индексу загрязнения к категории умеренно-опасного загрязнения отнесены зоны вокруг городов Свирска, Ревды, Первоуральска и Асбеста. Кроме того, обнаружены высокие уровни (выше ПДК или в десятки раз выше местного фона) содержания в почвах свинца (города Свирск, Чебоксары), ртути (г. Новокузнецк), меди (города Ревда, Первоуральск, Асбест, Нижний Новгород), никеля (города Асбест, Ижевск), цинка (города Первоуральск, Нижний Новгород, Ревда, Ижевск, Асбест, Новокузнецк, Чебоксары, Кемерово, Томск), марганца (города Кемерово, Томск). Однако первое место по суммарному индексу загрязнения почвенного покрова занимает г. Рудная Пристань (Приморский край), где расположен свинцовый завод. В зоне радиусом 5 км вокруг Рудной Пристани наблюдается загрязнение почв свинцом (300 ПДК), марганцем (2 ПДК) и другими металлами. Загрязнение воздушного бассейна является ключевым фактором, оказывающим негативное воздействие на состояние природной среды города. По данным Москомприроды, в 1998 г. в воздушный бассейн Москвы было выброшено 1737,3 тыс. т загрязняющих веществ. Возрос уровень загрязнения атмосферы оксидами азота — до 3 ПДК (средний уровень — 0,12 мг/м3), формальдегидом — 2 ПДК (средний уровень — 0,006 мг/м3) и аммиаком — до 3 ПДК (средний уровень 0,12 мг/м3). Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ больше 1 ПДК отмечались в 204 городах Российской Федерации, в том числе концентрации пыли — в 90 городах, диоксида азота — в 86, формальдегида — в 97 и бенз-(а)пирена — в 92 городах. В Кызыле, Чите и Шелехове средняя за год концентрация бенз(а)пирена превышала стандарт ВОЗ более чем в 10 раз. 10. Основы природопольз.: экологич.,...
Максимальные разовые концентрации пыли, оксида углерода, диоксида азота, аммиака, сероуглерода, сероводорода, фенола, формальдегида, фторида или хлорида водорода, превышающие ПДК, отмечались в 70-90% городов (там, где проводятся наблюдения), концентрации диоксида азота, аммиака, сероуглерода, сероводорода, фенола и хлорида водорода больше 5 ПДК— в 20-30% городов. Максимальные концентрации, превышающие ПДК, имели место в 126 городах, 10 ПДК — в 79 городах (табл. 5.34), в том числе среднемесячных концентраций бенз(а)пирена — в 42 городах. Превышение 10 ПДК тремя и более веществами отмечались в 12 городах. Кроме того, около 2 % общей массы выбросов в атмосферу составили вредные вещества с высокой токсичностью (сероуглерод, фтористые соединения, бенз(а)пирен, сероводород и др.). Особенно велики в городах промышленные выбросы от стационарных источников — предприятий черной и цветной металлургии. Например, выбросы диоксида серы составляет (млн т/год): в Норильске — 2,4, Мончегорске — 0,2, Никеле — 0,19, Орске — 0,17; выбросы оксида углерода (млн т/год): в Новокузнецке — 0,44, Магнитогорске — 0,43, Липецке — 0,41, Череповце — 0,4, Нижнем Тагиле — 0,3 и т.д. Максимальные разовые концентрации таких загрязнителей воздуха, как пыль, оксид углерода, диоксид азота, аммиак, сероводород, фенол, фторид водорода, превышают соответствующие ПДК^ф более чем в 75% городов России, контролируемых по каждой примеси. К числу наиболее загрязненных городов относятся: Березники, Братск, Екатеринбург, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Москва, Новокузнецк, Норильск, Череповец и др. Основной вклад в высокий уровень загрязнения воздуха городов вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, стройин-дустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, а в некоторых городах — и котельные. Из года в год возрастает загрязнение атмосферного воздуха веществами, характерными для автомобильного транспорта. Стоки городов. Высокое содержание токсичных тяжелых металлов, как правило, характерно для стоков промышленных и коммунально-бытовых предприятий (табл. 5.35). Среди загрязняющих веществ кроме тяжелых металлов наиболее распространены нефтепродукты, фенолы, пестициды, минеральные и органические взвеси. Городские очистные сооружения не полностью очищают стоки от тяжелых металлов, оставляя 4-5 % исходных концентраций. Сравнение поступающих поллютантов с газовыми выбросами, твердыми отходами и стоками в условиях большого города обнаруживает максимальные кларки концентраций в выбросах в атмосферу (кроме Сг), минимальные — в стоках. В то же время максимальные абсолютные массы хи- Таблица 5.34 Города с максимальными разовыми концентрациями веществ более 10 ПДК Город Вещество Город Вещество Абакан Бенз(а)пирен Коряжма Метилмеркаптан Александровск-Сахалинский Сажа Красноярск Сероводород, диоксид азота, сероуглерод,этилбензол, бенз(а)пирен Ангарск Бенз(а)пирен Курган Бенз(а)пирен Архангельск Метилмеркаптан Кустово Диоксид азота Асбест Пыль Кызыл Бенз(а)пирен Байкальск Метилмеркаптан Липецк Аммиак, акролеин Барнаул Диоксид азота, оксид углерода, сажа Магадан Диоксид азота Березники Этил бензол Магнитогорск Диоксид азота, фенол, бенз(а)пирен, сероуглерод Бийск Бенз(а)пирен, пыль
Таблица 5.35 Концентрация химических элементов в различных стоках Место сбора стоков Концентрация элементов,мг/л
РЬ | Cd | As | F | Sr | Си | Zn Гальваническое производство Городская канализация <0,3 (<37) <10 (<10) 0,02-0,03 (<10) 0,2-38 (0,5-76) 0,05-0,5 «10) 0,4 (50-6250 <244 (<472) Различные производства Городская канализация <10 (<1250) <0,8 (<130) <0,025 (<8) 0,5-10,3 (1-21) 0,5-2,0 (1-40) 0,01-15 (<1875) 0,5-4 (1-80) Поверхностные водотоки 0,005 <0,025 (<25) 0,003 (1) 0,2-55 (0,5-11) 0,05-1,0 (1-20) 0,01-0,2 (1-25) <0,2 (1-4) мических элементов, рассчитанные в мг-чел/сутки, поступают с твердыми отходами и минимальные — с выбросами в атмосферу. Интересно, что в нервом приближении, ряд увеличения поступающих абсолютных масс химических элементов (Cd — Mo — Sn — Sb — Со — W — Ni — Pb — Си — Cr — Zn) совпадает с рядом увеличения кларков. I Опыт исследования химической структуры 30 городов СНГ позволил выделить три главные группы городов: • города-центры (столицы государства, края, области) с многоотраслевой промышленностью, с различными по составу и мощности источниками выбросов в атмосферу; • города, специализированные по типам производства, обычно с крупными предприятиями металлургическими, машиностроительными, химическими, горно-обогатительными, энергетическими, часто с наиболее мощными выбросами в атмосферу; • города-спальни, часто спутники или районы крупных городов, а также малые города с местной промышленностью, где обычно минимальные выбросы в атмосферу связаны с местными энергетикой и транспортом. Типичные структуры загрязнения этих типов городов существенно различны. Самая опасная экологическая ситуация характерна для городов с преобладанием в промышленности металлургии и энергетики (рис. 5.21). Для некоторых таких городов почти вся территория может оказаться в опасной зоне загрязнения токсичными химическими элементами. Даже при небольшой промышленности города, но с плохими ландшафтными условиями для рассеивания пыли и интенсивным движением автотранспорта возникает опасная экологическая обстановка. Существенное влияние здесь оказывают ветровые и пылевые потоки. В средних и малых городах опасных и чрезвычайно опасных экологических ситуаций обычно не возникает. Основными загрязнителями здесь являются мелкие котельни, автотранспорт, мастерские и пр. Если котельные используют уголь, то главная опасность возникает из-за поступления в атмосферу радионуклидов. Содержание в почвах Pb, V, Ag может превышать фоновые значения в 1,5-2 раза. Суммарный показатель загрязнения для почв обычно равен 8, для снега— 64. Пыль выпадает с интенсивностью 30-100 кг-км2/сут. В настоящее время в России подтапливается около 9 млн га земель различного хозяйственного назначения (в том числе 5 млн га сельскохозяйственных земель и 0,8 млн га застроенных городских территорий). Из общего количества городов, равного 1064, подтопление отмечается в 792 (74,4 %), из 2 065 рабочих поселков — в 460 (22,3 %), а также в 762 сельских населенных пунктах. Подтапливаются практически все крупные города: Астрахань, Волгоград, Иркутск, Москва, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Томск, Тюмень, Хабаровск и др. По сведениям Минстроя России, площадь подтопленных городских земель в целом по Российской Федерации составляет 790 млн га (34% застроенной террито-
Рис. 5.21. Распределение отраслей промышленности по производимым ими выбросам загрязняющих веществ в атмосферный воздух: отрасли: 1 — легкая; 2 — оборонная; 3 — пищевая; 4 — химическая; 5 — деревообрабатывающая; 6— угольная; 7— промстройматериалы; S— газовая; 9 — машиностроение; 10 — нефтепереработка; 11 — нефтедобыча; 12 — черная металлургия; 13 — цветная металлургия; 14 — электроэнергетика рии и 14,4% общей площади земель в пределах городской черты). По различным причинам подтапливаются территории 1252 городов и поселков. Откачка подземных вод и нарушение установившегося гидродинамического режима на территориях, пораженных древних карстом, может вызвать нарушение устойчивости этих территорий и развитие карстово-суффо-зионных процессов, приводящих к образованию природно-техногенных воронок. В частности, только за последние 25 лет в северо-западной части Москвы образовалось 42 карстово-суффозионных провала. Воронки имели диаметр до 40 м и глубину — до 5-8 м. Техногенное воздействие городов привело к значительному загрязнению примыкающих к ним водных систем. Так, стоки крупных рек, протекающих по крупным городам, на 10-20 % состоят из городских сточных вод, а мелких — иногда на 90 %. В результате в США загрязнено 72 % всех водных объектов, в Нидерландах — 92, в Швейцарии — 75, в Болгарии — 46, в Испании — 37, в Польше — 35, в Австралии — 27%. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), от 40 до 50% заболеваний человека в наше время связаны с ростом экологического напряжения. Анализ данных по геохимической структуре "многих городов СНГ показывает отчетливую зависимость характера и количества в первую очередь детских заболеваний от степени загрязнения окружающей среды. Для городов с очень высоким и чрезвычайно опасным уровнем загрязнения рекомендуется: • по результатам архитектурно-планировочной, технологической и экономической экспертизы вывести или перепрофилировать вредные производства или ликвидировать жилые массивы в пределах промзон и в первую очередь вывести детские учреждения; • санировать почвы путем снятия верхнего слоя почвы или ее перекрытия; • увеличить территории рекреации. Общая площадь озелененных территорий в городах России составляет всего 25% всех городских земель, а площадь насаждений общего пользования не превышает 2% территории городских земель. Средняя обеспеченность горожан насаждениями общего пользования составляет 10 м2 на одного человека, что вдвое ниже нормативного. Значительный вред зеленым насаждениям наносит соль, которой посыпают многие автомобильные дороги в зимний период года. Так, в Москве весной 1996 г. погибло около 250 тыс. деревьев, произрастающих вдоль основных магистралей, так как предельно допустимые концентрации калия в придорожном снеге на некоторых улицах были превышены почти в 40 раз, хлоридов — в 50, натрия — 60. В зоне наибольшего по площади (около 600 км2) Московского ареала загрязнения почв отмечено накопление ртути, свинца, цинка (1-й класс опасности), меди, никеля (2-й класс опасности), вольфрама, ванадия (3-й класс опасности) и других токсичных веществ. Наиболее критическая ситуация сложилась в почвах центральной части Москвы и в пригородной зоне в районе городов Дзержинский, Лыткарино, Электросталь. На территории России выявлены три города, которые по суммарному показателю загрязнения почвы в городе и в радиусе от него до 5 км относятся к чрезвычайно опасным загрязненным. Это Мончегорск на Кольском н-ове, Ревда в Уральском регионе и Белово в Кемеровской области. Кроме геохимической трансформации, происходит и изменение теплового режима территории городов под влиянием нарушения естественного режима поглощения солнечного тепла (из-за повышенной задымленности атмосферы и экранирования значительной части их площади различными объектами), использования подземных вод в качестве охладителей систем кондиционирования воздуха, тепловыделения отдельных промышленных объектов, а также утечек нагретых вод. В результате в геологической среде урбанизированных территорий создаются зоны тепловых аномалий с превышением температуры над фоном до 10 °С и более. Изменение теплового режима территории отражается на состоянии биоты и подземных вод, отрицательно сказывается на агрессивности грунтов и грунтовых вод по отношению к подземным сооружениям и коммуникациям.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Экологические проблемы городов» з дисципліни «Основи природокористування: екологічні, економічні та правові аспекти»
