ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГОРОДОВ
Жилина А.А., Масленников А.И.
Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы
г. Уфа, Россия
botanix@mail.ru, nirbis@bk.ru
Процесс урбанизации – рост городов – происходит интенсивно во всем мире: практически
почти половина всего населения планеты проживает в городах. Развитие процессов
урбанизации приводит к усложнению городской инфраструктуры. В городах
значительные участки площади занимают транспорт и транспортные сооружения
(автодороги, гаражи, автозаправочные станции (АЗС), станции техобслуживания (СТО),
вокзалы, железные дороги, аэропорты и т.п.). Транспортные системы проходят через все
функциональные зоны города и влияют на городскую среду.
По определению Н.Ф. Реймерса, «урбанистическая система (город) – это
неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных
объектов и резко нарушенных естественных экологических систем» [1].
В России доля городского населения к настоящему времени составляет 74%, т.е. в России
более 100 млн. человек проживает в городах. К 2050 г. доля городского населения в
развитых странах вырастет в среднем с 75% до 86%, в развивающихся – с 45% до 66%.
Более 160 городов мира имеют население свыше 1 млн. человек.
Проблемы мегаполиса связаны в первую очередь с его неблагоприятной
экологической обстановкой. Сегодня на планете около 400 крупных промышленных
городов, выбросы которых составляют: аэротехногенные – 2,5 млрд т/год; аэрозоли
приблизительно 1 млрд т/год; твердые отходы – 3 млрд т/год; жидкие стоки – более 500
км
3
/год.
Основными источниками загрязнения воздуха в больших городах являются:
автотранспорт, тепловые электростанции (ТЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ),
промышленные предприятия, а также мусоросжигающие заводы [2].
Автотранспорт – это основной источник загрязнения воздуха в крупных городах. На его
долю приходится от 40 до 90 % всех загрязнений. В выхлопных газах автомобилей
содержатся оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды, другие
органические соединения, сажа, а также соединения свинца, которые добавляют в бензин.
Высока концентрация и мелких взвешенных частиц, которые появляются в воздухе также
благодаря автотранспорту, особенно с дизельным двигателем, и износу дорожного
полотна. В атмосферу попадает в 20 и более раз больше вредных веществ при работе
двигателей на холостом ходу, а также при разгоне и торможении автомобиля, чем во
время его движения с постоянной скоростью.
Большинство ТЭС и ТЭЦ работают на природном топливе. При сжигании угля,
газа, нефтепродуктов в атмосферу попадают оксиды серы и азота, большое количество
углекислого газа, а также оксиды углерода и твердые частицы.
Много загрязнений попадает в воздух при сжигании мусора. Из этих загрязнителей
наиболее опасными являются диоксины. По современным технологиям перед сжиганием
мусор необходимо сортировать (отдельно – бумагу, отдельно – изделия из пластмасс и
т.д.), что в большинстве случаев не выполняется. При раздельном сжигании мусора для
каждого вида отходов применяется «своя» технология. В этом случае в атмосферу
поступает значительно меньше диоксинов и других загрязнителей.
К негативным факторам можно отнести: загрязненность воздуха, перенаселенность, шум,
- все эти факторы приводят к ухудшению качества жизни в городе.
На здоровье жителей городов существенное влияние оказывают также шумовое
загрязнение, электромагнитные поля, ионизирующее излучение.
Шумовое загрязнение – одна из форм загрязнения окружающей среды, которая
заключается в увеличении уровня шума сверх природного фона и действует отрицательно
на человека и другие живые организмы. Шум бывает бытовой, производственный,
промышленный, транспортный, шум уличного движения, авиационный и т.д. Основным
источником городского шума служат промышленные предприятия: энергетические
установки, компрессорные станции, металлургические заводы. Значителен также шум
автотранспорта.
Шум экологический – один из видов физического загрязнения окружающей среды,
который заключается в увеличении уровня шума сверх природного фона и действует
отрицательно на человека и другие живые организмы. Увеличение количества
автомобилей приводит к резкому повышению уровня шумового загрязнения. Шум
больших городов сокращает жизнь человека на 8 – 10 лет. Уменьшить негативное влияние
шума большого города на организм человека позволяет шумозащита – комплекс
мероприятий по снижению шума:
установка звукоизолирующих кожухов на
оборудовании, всевозможных глушителей, создание на автотрассах акустических экранов,
шумозащитных
зон,
установка
стеклопакетов
в
окнах
зданий,
укладка
шумопоглощающего пористого асфальта, высаживание древесных и кустарниковых
насаждений вдоль автомагистралей и т.д.
Крупными источниками сильных ЭМП в городе являются радиолокационные и
радиорелейные телевизионные станции, трансформаторные станции, энергосиловые
установки, высоковольтные линии электропередачи, трамвайные и троллейбусные линии,
проложенные под землей телефонные, телевизионные, электрические кабельные сети,
тепло-, водоканализационные и другие технические сооружения – линии метрополитена,
силовые подстанции.
В городе возникают зоны с блуждающими кольцевыми электрическими токами и
полями, создаваемая напряженность ЭМП в десятки и даже сотни раз превышает
естественный электромагнитный фон пригородной зеленой зоны или сельской местности.
Электромагнитные поля в городах представляют серьезную опасность для здоровья,
поскольку при длительном воздействии на человека они способны вызвать рак, лейкемию,
опухоли мозга, рассеянный склероз и другие тяжелые заболевания.
Существенное влияние на человека оказывают и электростатические поля. На
поверхности таких материалов, как линолеум, пластиковые плитки, ковры, паласы,
занавесы, шторы, обои, лакированные и полированные покрытия накапливаются
электрические заряды.
Основной вклад в облучение населения вносят природные источники
ионизирующего облучения и искусственные источники. Это излучение связано с
содержанием радионуклидов в земных породах и изготовленных из них строительных
материалов. Поступление долгоживущих естественных радионуклидов в организм
человека связано с вдыхаемым воздухом, пищей и водой. Естественное облучение обычно
не представляет никакой опасности для человека. Очевидно, что загрязнение
радионуклидами ряда территорий крупных мегаполисов может значительно превышать
природный фон и даже природные аномалии. Следует помнить, что даже сравнительно
небольшое, но постоянное радиоактивное облучение представляет генетическую
опасность. К тому же доза облучения суммируется и может достигнуть критических
величин.
Для охраны мегаполисов предусмотрена система мер для сохранения и
оздоровления среды обитания, труда и отдыха людей, так называемый санитарно-
экологический контроль, который включает в себя оценку состояния качества
окружающей среды:
- определение шума, вибрации, электромагнитного и ионизирующего излучения (радон),
радиоактивного загрязнения и их соответствие допустимым нормам;
- контроль воздушного пространства и его соответствие требованиям по содержанию
пыли, аллергенов, патогенных микробов, неприятных запахов, тяжелых металлов,
органических веществ, оксидов серы, азота, углерода, смога, кислотных и радиоактивных
осадков.
- контроль водных объектов и их соответствия требованиям по содержанию тяжелых
металлов,
органических
веществ,
нефтепродуктов,
синтетических
соединений,
механических примесей, патогенных микроорганизмов, кислот, щелочей и т. д.;
- контроль геохимического заражения в почвах, в том числе снежного покрова [3].
Как следует из всего сказанного, несмотря на впечатляющие достижения человечества,
острота экологических проблем на данном этапе развития общества нарастает. Следует
продолжать разработку системы мер по защите и сохранению и среды обитания
Литература:
1. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник. – М.: Мысль, 1990. – 637 с.
2. Под редакцией Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. Доклад об экологической си-туации в
Санкт-Петербурге // Официальный портал администрации СПб. — СПб: ООО «Сезам-
принт», 2011.
3.
Л.Н.
Блинов,
И.Л.
Перфилова,
Л.В.
Юмашева.
Экологические
основы
природопользования. Учебник для ссузов. – М.: Дрофа, 2010. – 208 с.
ГИДРИРОВАНИЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
С ОБРАЗОВАНИЕМ МЕТАНА
Зайцев К.П. (магистрант), Богомазова А.А. (научный руководитель)
Стерлитамакский филиал Башкирский государственный университет,
г. Стерлитамак, Россия
kpz63@mail.ru
Гидрирование CO
2
с образованием метана, также называемое реакцией Сабатье,
является важным каталитическим процессом:
CO
2
+ 4H
2
→ CH
4
+ 2H
2
O, ΔH
298K
= -252.9 kJmol
-1
.
Метанирование СО
2
имеет ряд применений, включая получение сжатого
природного газа. Научные исследования по использованию этой реакции в космических
полетах на Марс проводятся американском космическим агентством [1]. Возможно, при
помощи этой реакции можно преобразовать СО
2
, находящийся в атмосфере Марса, в
метан и воду для топлива и системы жизненного обеспечения будущих астронавтов [2].
Метанирование СО
2
термодинамически выгодно (ΔG
298K
= 130,8 кДж моль
-1
);
однако, восстановление полностью окисленного углерода до метана является восьми
электронным процессом со значительными кинетическими ограничениями, которые
требует использование катализатора для того, чтобы достигнуть приемлемых скоростей и
селективности [3].
Гидрирование CO
2
в метан было исследовано с использованием ряда
каталитических систем, основанных на металлах VIIIB группы (например, Ru и Rh),
нанесенные на различные оксиды (такие как SiO
2
, TiO
2
,Al
2
О
3
, ZrO
2
и СеО
2
). Нанесенные
никелевые катализаторы остаются наиболее широко изученными системами. Носители с
высокой
площадью
поверхности,
обычно
оксиды,
широко
применялись
для
приготовления металлических катализаторов. Природа носителя играет важную роль во
взаимодействии между никелем и поверхностью катализатора, и, таким образом,
определяет каталитическую активность, свойства и селективность в метанированииCO
2
[4].
Считается, что никелевые катализаторы, нанесенные на аморфный кремнезем,
наиболее активны в метанировании CO
2
[5].
Литература
1. P. J. Lunde and F. L. Kester, Ind. Eng. // Chem. Process Des. Dev. 1974. 13. 27–33.
2. G. A. Du, S. Lim, Y. H. Yang, C. Wang, L. Pfefferle and G. L. Haller // J. Catal. 2007. 249.
370–379.
3. J. N. Park and E. W. McFarland // J. Catal. 2009. 266. 92–97.
4. F. W. Chang, M. S. Kuo, M. T. Tsay and M. C. Hsieh // Appl. Catal., A. 2003. 247. 309–320.
5. 39. F.W. Chang, T. J. Hsiao, S.W. Chung and J. J. Lo // Appl. Catal., A. 1997. 164. 225–236.
ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОЛИГОНА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА
ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Исламова К.И., Исенгалиева Г.А., Тарғынов Ә. Ө.
Республика Казахстан, город Актобе
Актюбинский государственный регинальный университет имени К.Жубанова,
6М060800 Экология.
Am1kon@bk.ru
Проблема экологической опасности твердых бытовых и промышленных отходов
остро стоит перед Казахстаном. Эта опасность затрагивает все стадии обращения с ТБО,
компонентов и уничтожением или захоронением неиспользуемых фракций. Сложившаяся
в Казахстане система утилизации производственных отходов основана на захоронении
подавляющего большинства отходов (около 97%) на полигонах и неорганизованных
свалках. Положение усугубляется тем, что из-за отсутствия раздельного сбора ТБО в
общий контейнер, а нередко рядом с ним, вместе с бумагой, полимерной, стеклянной и
металлической тарой, пищевыми отходами выбрасываются лекарства с просроченным
сроком годности, разбитые ртутьсодержащие термометры и люминесцентные лампы, тара
с остатками ядохимикатов, лаков, красок и т.д. Все это под видом малоопасных ТБО
вывозится насвалки, которые чаще всего устраивают в так называемых полигонах - в
местах вблизи населенных пунктов, что совершенно недопустимо с эколого-
гигиенических позиций. Обычно они не отвечают требованиям, предъявляемым к
сооружениям по захоронению отходов, не имеют гидроизолирующего (бетонного,
глиняного или другого) основания, препятствующего распространению токсичных
загрязнений по водоносным горизонтам.начиная со сбора и вывоза отходов и кончая
подготовкой к использованию утильных
В результате сточные воды (фильтрат), которые вытекают из тела полигона под
воздействием природных осадков и процессов в ТБО, содержат в большом объеме крайне
токсичные органические и неорганические загрязнения. Неконтролируемые процессы в
теле
свалки
приводят
к
формированию
болезнетворной
микрофлоры,
также
усугубляющей опасность фильтрата. При отсутствии необходимой гидроизоляции
фильтрат попадает в почву, проникает в подземные воды и по водостокам - в открытые
водоемы, отравляя источники водоснабжения. Токсичность фильтрата приводит к
уничтожению окружающей свалку растительности. Кроме выделения фильтрата из тела
свалки в атмосферу постоянно поступают газообразные продукты распада ТБО - метан,
аммиак и пр. Они являются источником систематических пожаров на свалках, которые, в
свою очередь, загрязняют атмосферу выбрасывая различного рода эмиссий, среди
которых могут содержаться и токсичные вещества. Кроме того, метан является газом,
способствующим разрушению озонного слоя. Приведенные данные свидетельствуют о
крайней экологической опасности неорганизованных свалок даже для тех, кто не входит в
непосредственный контакт с отходами. В результате распространения загрязнений по воде
и воздуху у жителей, проживающих вблизи со свалками, отмечается повышенная
заболеваемость и смертность, рождение детей с уродствами. Эти свалки - это мины не
только замедленного действия, они уже воздействуют на ныне живущих и в еще большей
степени будут воздействовать на будущие поколения [1].
Для контроля общего состояния окружающей среды и выявление возможных
последствий влияния определенных объектов, должны проводиться экологические
мониторинги окружающей среды. Роль экологического мониторинга окружающей среды в
современном обществе переоценить невозможно – конечным продуктом большинства
потребляемых природных ресурсов являются отходы. Осуществление грамотного анализа
состояния территории в данный момент позволяет осуществить планирование и
своевременное перераспределение используемых природных ресурсов с оптимальной
утилизацией отходов.
Главной
задачей
экологического
мониторинга
является
осуществление
постоянного анализа окружающей среды на текущий момент, прогноз возможных
изменений экосистемы под воздействием техногенных факторов и своевременное
принятие мер по недопущению смещения экологического баланса в сторону ухудшения.
Полигон ТБО города Актоберасположен на северной окраине города, западнее
существующих шламовых прудов АО «АЗХС» на расстоянии 300 метров от
асфальтированной дороги, идущей на очистные сооружения АО «Акбулак» и северо-
западней старого полигона ТБО, на расстоянии более 5 км отжилой застройки и более 1
км от промышленной зоны. Площадь земельного участка составляет 60,2306га.
На полигоне ТБО города Актобе в период с 2014 и 2015 годов, ежеквартально были
проведены экологические мониторинги воздействия на окружающую среду.В рамках
мониторинга воздействия будет контролироваться качество атмосферного воздуха,
почвенного покрова и подземных вод.
Контроль загрязнения атмосферы проводился на 3 точках, на границе СЗЗ по
одному из восьми румбов с учетом направления ветра с наветренной и подветренной
стороны, а так же на территории полигона ТБО.
Контроль загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной зоны и на
территории полигона определялся с помощью газоанализатора ГАНК-4.
Значенияполученные результатами замеров на местности сравнивалось с
максимально разовыми предельно допустимыми концентрациями (ПДК
М.Р.
) или
ориентировочными безопасными уровнями воздействия загрязняющих веществ (ОБУВ)
для населенных мест согласно приказу Министра Национальной экономики РК «Об
утверждении Гигиенических нормативов к атмосферному воздуху в городских и сельских
населенных пунктах» №168 от 28февраля 2015 года и МВИ-4215-002-565914009-2009 [2].
По итогам замеров (см.таблицы 1,2,3) на границе СЗЗ с наветренной и
подветренной стороны не были выявлены превышений загрязняющих веществ. А вот на
территории полигона ТБО были превышения по метану в зимнее и летнее время в 2 и в 3
раза соответственно.
На границе СЗЗ наветренная сторона
Таблица 1
№ Наименование
вещества
Норма
ПДК м.р.
мг/м
3
1 квартал
2 квартал
3 квартал
4 квартал
2014 год, фактическая концентрация
1
Диоксид азота (NO
2
)
0,2
0,00129
0,00293
0,00328
0,00102
2
Диоксид серы (SO
2
)
0.5
0,000442
0,001296
0,001414
0,000523
3
Оксид углерода (CO)
5
0,87
1,8
2,6
1,25
4
Метан (CH
4
)
50
26
39
41
31
5
Сероводород (H
2
S)
0.008
0,00012
0,0002
0,00031
0,00018
2015 год, фактическая концентрация
1
Диоксид азота (NO
2
)
0,2
0,00142
0,00326
0,00334
0,00114
2
Диоксид серы (SO
2
)
0.5
0,000514
0,001314
0,001425
0,000568
3
Оксид углерода (CO)
5
0,98
1,9
2,65
1,29
4
Метан (CH
4
)
50
28
43
43
31,5
5
Сероводород (H
2
S)
0.008
0,00014
0,00029
0,00034
0,00021
На границе СЗЗ подветренная сторона
Таблица 2
№ Наименование
вещества
Норма
ПДК м.р.
мг/м
3
1 квартал
2 квартал
3 квартал
4 квартал
2014 год, фактическая концентрация
1
Диоксид азота (NO
2
)
0,2
0,00133
0,00302
0,00337
0,00104
2
Диоксид серы (SO
2
)
0.5
0,000444
0,001299
0,001421
0,000541
3
Оксид углерода (CO)
5
0,9
2,1
2,6
1,28
4
Метан (CH
4
)
50
28
43
47
34
5
Сероводород (H
2
S)
0.008
0,00013
0,00022
0,00034
0,00021
2015 год, фактическая концентрация
1
Диоксид азота (NO
2
)
0,2
0,00143
0,00326
0,00339
0,00115
2
Диоксид серы (SO
2
)
0.5
0,000515
0,000917
0,00114
0,000574
3
Оксид углерода (CO)
5
1,2
2
2,68
1,31
4
Метан (CH
4
)
50
28
44
44
31,8
5
Сероводород (H
2
S)
0.008
0,00019
0,00031
0,00035
0,00024
На территории полигона Таблица 3
№ Наименование
вещества
Норма
ПДК м.р.
мг/м
3
1 квартал
2 квартал
3 квартал
4 квартал
2014 год, фактическая концентрация
1
Диоксид азота (NO
2
)
0,2
0,00224
0,00604
0,00621
0,00229
2
Диоксид серы (SO
2
)
0.5
0,0008
0,00156
0,00174
0,000824
3
Оксид углерода (CO)
5
1,54
3,1
3,8
1,62
4
Метан (CH
4
)
50
90,3
144
151,3
94,7
5
Сероводород (H
2
S)
0.008
0,00031
0,00052
0,00061
0,00039
2015 год, фактическая концентрация
1
Диоксид азота (NO
2
)
0,2
0,00229
0,00604
0,00621
0,00233
2
Диоксид серы (SO
2
)
0.5
0,00082
0,00159
0,00184
0,00829
3
Оксид углерода (CO)
5
1,66
2,1
2,8
1,7
4
Метан (CH
4
)
50
92,8
148
151,5
94,9
5
Сероводород(H
2
S)
0.008
0,00036
0,00058
0,00068
0,0004
Увеличение содержания метана в атмосфере способствует усилению парникового
эффекта, так как метан интенсивно поглощает тепловое излучение Земли в инфракрасной
области спектра на длине волны 7,66 мкм. Метан занимает второе место после
углекислого газа по эффективности поглощения теплового излучения Земли. Вклад
метана в создание парникового эффекта составляет примерно 30% от величины, принятой
для углекислого газа. С ростом содержания метана изменяются химические процессы в
атмосфере, что может привести к ухудшению экологической ситуации на Земле.
Естественно возникает вопрос об управлении химическими и физическими процессами, в
которых принимает участие метан. Если молекулы метана попадают в атмосферу, то они
вовлекаются в процессы переноса и вступают в химические реакции, которые хорошо
известны как качественно, так и количественно. Управление процессами непосредственно
в атмосфере в глобальном масштабе практически исключено. До настоящего времени
направленное воздействие на атмосферные процессы удавалось осуществлять только
путем изменения мощности антропогенных источников.
Контроль загрязнения почвы проводился на 3 точках, на границах СЗЗ и на
территории полигона ТБО один раз в год. Анализы проводились согласно методикам
указанные в таблице №4 и №5.
Мониторинг почвы за 2014 год
Таблица 4
Мониторинг почвы за 2015 год
Таблица 5
Достарыңызбен бөлісу: |