Техносфера и ее особенности

Содержание

Введение                                                                                 стр.1-2

  1. Техносфера и ее особенности                                          стр. 3-5
  2. Структура техносферы                                                     стр. 6-11
  3. Виды техносферных зон                                                   стр. 12
    1. Промышленная зона                                                стр. 13-20
    2. Селитебная зона                                                       стр. 21-26
    3. Транспортная зона                                                   стр. 27
    4. Коммунально- складская зона                                 стр. 28-29
    5. Санитарно- защитная зона                                      стр. 30-32
  4. Негативные факторы техносферы                                   стр. 33- 35
  5. Заключение                                                                        стр. 36- 37
  6. Литература                                                                         стр. 38 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Человек и окружающая его среда обитания образуют постоянно действующую систему "человек – среда обитания", в которой человек непрерывно решает, как минимум, две основные задачи: обеспечивает свои потребности в пище, воде и воздухе; создает и использует защиту от негативных воздействий со стороны среды обитания.

 К источникам естественных  негативных воздействий относятся  стихийные явления в биосфере: изменения климата, грозы, землетрясения  и т.п.

Постоянная борьба за свое существование вынуждала человека находить и совершенствовать средства защиты от естественных негативных воздействий среды обитания. Однако, появление жилища, применение огня и других средств зашиты, совершенствование способов получения пищи не только защищало человека от естественных негативных воздействий, но и влияло на среду обитания.

До середины XIX в. среда обитания человека медленно изменяла свой облик и мало менялись виды и уровни негативных воздействий. С конца XIX века начали происходить значительные изменения в окружающей человека среде обитания. Биосфера постепенно утрачивала свое господствующее значение и в населенных людьми регионах стала складываться новая сфера, главным составляющим которой становится иной, ранее природе неизвестный, вид деятельности – производственная и непроизводственная деятельность человечества со своими законами, материальными и энергетическими потоками.

Вторгаясь в природу, законы которой еще далеко не познаны, создавая новые технологии, люди формируют искусственную среду обитания – техносферу.

По научным данным, на сегодняшний день почти все среда, в которой находится человек, является техногенной.  Искусственно созданная человеком техносфера охватывает практически всю планету и даже вышла за ее пределы в космос.

В настоящее время человек должен совершенствовать техносферу, снизив ее негативное влияние на человека и природу до допустимых уровней. Для этого решаются задачи обеспечения безопасности человека в техносфере и охраны природы от губительного влияния техносферы.

Основная цель этих задач - защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности.

Целью этой работы является нахождение и отражение связей, которые существуют между природными процессами и деятельностью человека и попытка оценить их значимость для Земли.

 

 

 

 

 

 

  1. Техносфера и ее особенности

Техносфера – это регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств, в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям.

Иными словами, под влиянием производственной деятельности в современно мире образуется новая формация, которую определяют как техносферу Земли или природно-техническую геосистему. В ряде литературных источников ее называют также эколого-экономической или социально-экономической системой.

Природно-техническая экосистема — это совокупность совместно присутствующих и постоянно взаимодействующих между собой природных и промышленных объектов. Она формируется в результате человеческой деятельности и должна способствовать удовлетворению определенных потребностей современного общества — обеспечить комфортные места проживания людей, добычу топливно-энергетических ресурсов, производство промышленной и продовольственной продукции и т.д. Однако преобразования окружающей среды в результате создания инженерных сооружений оказывают антропогенное влияние на природную среду и меняют условия ее существования.

На протяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик и, как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в. — начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в. в результате масштабной антропогенной деятельности во многих регионах мира произошло глобальное загрязнение среды обитания и жизненно необходимых источников опасными и вредными для здоровья человека веществами. На Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к ее частичной, а в ряде случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация; рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; массовое использование средств транспорта и ряд других процессов.

Развитие техносферы в ХХ в. имело исключительно высокие темпы по сравнению с предыдущими столетиями. Это привело к двум диаметрально противоположным последствиям. С одной стороны, были достигнуты выдающиеся результаты в науке и различных отраслях промышленности, что оказало позитивное влияние на все сферы жизнедеятельности. С другой — были созданы невиданные ранее потенциальные и реальные угрозы человеку, сформированным им объектам и среде обитания.

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и, в совокупности с другими факторами, сказалось на качестве и продолжительности жизни. Однако созданная руками человека техносфера не оправдала во многом надежды людей.

Техносфера включает в себя регионы, города, промышленные зоны, производственную и бытовую среду. К техносферным условиям обитания относятся условия обитания человека в городах и промышленных центрах, производственные и бытовые условия жизнедеятельности. Практически все урбанизированное население проживает в техносфере, где условия обитания существенно отличаются от биосферных, прежде всего повышенным влиянием на человека техногенных негативных факторов. Соответственно изменяется соотношение между природными и техногенными опасностями, доля техногенных опасностей возрастает.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Структура техносферы

Техносфера обычно рассматривается как целостная глобальная система в двух системных связках:

• «человек – техносфера» (техносфера представляет и замещает природу; выступает как естественный элемент, является продолжением структурного усложнения живой природы)

Структурными элементами техносферы, как естественного явления, можно рассматривать технические изделия, являющиеся конечным звеном преобразования природного вещества. В этом случае правомерно говорить о технологических способах производства или технологических укладах как оформленном принципе целеполагания. А также правомерно описание объектов техносферы в качестве техноценозов как спонтанно образующихся сообществ и технологических видов как единиц этих сообществ.

• «техносфера – биосфера» (в ней техносфера представляет и замещает социум, выступает как искусственный элемент, отделяет человека от природы)

Структурными элементами техносферы как искусственного явления обычно признаются территориально-промышленные комплексы (ТПК). Выделяют агропромышленные, градопромышленные, горнодобывающие и горноперерабатывающие, энергетические, рекреационные комплексы. Определяющими в описании такого типа являются внешняя функция загрязнения окружающей среды, а также общая для каждого из них функция цели и управления со стороны человеческого общества. Такая классификация обусловлена естественным пятнистым распределением объектов техносферы по поверхности земного шара. Транспортные коммуникации связывают эти мегаобъекты в общий каркас техносферы. Таким образом, осуществляется внешнее географическое описание вещественной части техносферной оболочки. На энергетическом уровне техносферу можно считать непрерывной, так как электромагнитное излучение (например, в радиодиапазоне) можно уловить в любой точке земли. Территориальное описание объектов техносферы является внешним функциональным, и, по существу, эти объекты рассматриваются в качестве черного ящика.

Внутреннее описание системы и является истинно структурным, поскольку определяется единым критерием принадлежности объектов к системе и коренным свойством — амбивалентностью.

Внутреннюю структуру техносферы определяют процессы, происходящие в ней.

Общая классификация процессов основана на самом общем характере преобразования вещества.

Содержит следующие классы:

1) Процессы преобразования веществ;

2) Процессы создания вещей;

3) Процессы эксплуатации вещей;

4) Процессы разложения отслуживших вещей.

Двойственность техносферы проявляется, в частности, в том, что процессы третьей группы — эксплуатация вещей — не могут быть осуществлены без процессов первой и второй группы, а последние, в свою очередь, не могут быть осуществлены без уже созданных вещей. Группа процессов первого класса создает конструкционные материалы для группы процессов второго класса, энергетические предпосылки для осуществления процессов первых трех классов, новые концентрированные вещества, выделяет элементы, осуществляя тем самым функции, аналогичные функциям почвы в биосфере. Поэтому такой функции избежать невозможно. Для осуществления ее первого этапа — добычи полезных ископаемых в ходе исторического развития — были созданы механизмы, имитирующие человеческую руку (экскаваторы, драглайны и др.). Часть полезных ископаемых может извлекаться без применения таких механизмов (подземная газификация угля, выщелачивание руд, добыча нефти и газа и т.п.). Но при разработке других, например, строительного или химического сырья, такие технологии невозможны, т.к. полезным ископаемым является горная порода целиком. Из литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы извлекаются и переходят в техногенный круговорот некоторые элементы, другие остаются в отходах. Общий химический состав техносферы тем самым сильно отличается от такового литосферы. Отличается он также и от общего состава биосферы. И именно это несоответствие химических составов приводит к возникновению экологических проблем. Движение материальных потоков при осуществлении процессов преобразования веществ создает сетевые структуры, подобные трофическим цепям биосферы.

Для создания каждого материала совокупными усилиями людей организуются такие сетевые структуры преобразования вещества, охватывающие значительные пространства. Руда может добываться в одном месте, металл выплавляться за сотни километров от рудника, металлические детали могут производиться в другой стране, автомобили из этих деталей могут собираться на другом континенте, а на свалку автомобиль может попасть на другом конце земли.

Таким образом, вещи, для производства которых существует техносфера, —локальны, а процессы преобразования вещества для производства этих вещей –глобальны. Потоки вещества, будучи автономными для производства отдельных материалов, частично соединяются на этапе создания вещей.

Более мелкими структурными элементами техно-трофических цепей сферы являются различные уровни преобразования вещества, связанные обычно с различными отраслями промышленности — горной, металлургической, химической и т.п. На каждом из этих уровней существуют тысячи предприятий, которые объединены целями, задачами, материалами, технологиями в общественном плане, но разъединены в физическом плане — географически. Каждое такое предприятие и есть структурная единица техносферы, подобная организму в биосфере. Каждое из них является по существу природно-технической системой, т.е. искусственной системой, размещенной в природном ландшафте. Функционирование таких систем изучается различными разделами геоэкологии. При этом изучают взаимодействие природной и искусственной компоненты как целого, т.е. производят описание их внешних функций. Природная компонента рассмат-ривается не с точки зрения ее внутренних функций, а как она влияет на искусственную (например, как скальный массив влияет на стоящее на нем сооружение). И наоборот, искусственная компонента (например, здание) рассматривается не с точки зрения процессов, происходящих в нем, а со стороны тех процессов, которые оказывают влияние на окружающую природную компоненту.

Таким образом, при изучении природно-технических систем рассматриваются функциональные (внешние) свойства этих объектов техносферы в системных связках «человек – техносфера», «техносфера — биосфера», «техносфера — литосфера», «техносфера — гидросфера», «техносфера — атмосфера». Внутренние же свойства природно-технической системы как структурной единицы техносферы, которые в значительной мере определяют и внешнее поведение, могут быть описаны только через процессы технологического преобразования вещества внутри нее.

Связь звеньев технотрофических цепей осуществляют не только материальные и энергетические потоки, но и согласованность технологий разных производств, т.к. в процессе преобразования вещества продукция предыдущего звена является материалом в составе последующего технологического передела.

Единичным элементом структуры техносферы можно считать элементарный технологический процесс преобразования вещества, который сохраняет в себе свойства амбивалентности как определяющего свойства любого объекта, принадлежащего техносфере.

Функционирование каждого элементарного технологического процесса несет в себе амбивалентность, поскольку, помимо получения полезного продукта (для которого он предназначен), он является как бы мотором воздействия, т.е. постоянным поставщиком загрязнений, технической системы на природную. Попытка управления процессом через ограничение отходов или изменение их качества неэффективна, т.к. в уже функционирующей технической системе невозможно достигнуть двух оптимумов — определенного качества продукции и заданных свойств отходов. Это приводит к передаче загрязнений на другой уровень, т.е. ужесточаются требования к материалу, входящему в технологический процесс, что приводит к созданию новых производств по доведению материала до необходимых кондиций, при этом возникают новые отходы. Другой путь — изменение свойств полезного проекта, что приводит к дополнительным технологическим трудностям на последующих этапах преобразования вещества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Виды техносферных зон

 

Современный город является сложным организмом, в котором тесно переплетаются социальные, архитектурно-планировочные, инженерные и экономические основы. Для того, чтобы удобно и рационально организовать жизнь этого сложного организма, в основу планировочного решения города закладывается зонирование его территории исходя из функциональных признаков и видов городского строительства.

Территория города по своему функциональному назначению делится на следующие зоны:

    1. селитебную зону, в которой размещаются жилые микрорайоны и кварталы; участки административно-общественных учреждений и учреждений культурно-бытового обслуживания населения; внешнеквартальные зеленые насаждения и спортивные сооружения общего пользования; улицы и площади; отдельные промышленные предприятия невредного производственного профиля, склады, средства внешнего транспорта; неудобные для застройки и еще не использованные участки;
    2. промышленные зоны, в которых размещаются промышленные предприятия с обслуживающими культурно-бытовыми учреждениями, улицами, площадями и дорогами, зелеными насаждениями;
    3. транспортные зоны, занимаемые устройствами внешнего транспорта;
    4. коммунально-складские зоны;
    5. санитарно-защитные зоны, отделяющие промышленные предприятия и транспортные устройства от жилья

3.1. Промышленная зона

Промышленные предприятия – это главные градообразующие факторы, стимулируют возникновение и развитие городов.

Промышленно-производственная зона - это функционально-специализированная часть территории города, включающая объекты материального производства, коммунального хозяйства, производственной инфраструктуры, науки и научного обслуживания, подготовки кадров, другие объекты непроизводственной сферы, обслуживающие материальное и нематериальное производство.

При размещении промышленных районов (формируются на основе кооперирование предприятий с учетом их специализации и санитарно-гигиенических признаков) должен быть учтен целый ряд требований:

    • рациональная организация производственных процессов (при необходимости связь с авто - железнодорожными магистралями);
    • соблюдение санитарно-гигиенических требований (размещение промышленных предприятий с учетом преимущественного направления ветра и т.д.);
    • удобство связей с жилыми районами (минимальные затраты времени на передвижения работающих на предприятиях)

Промышленные предприятия очень влияют на планировочную структуру города – взаимное расположение промышленных и жилых районов, направление городских магистралей, устройство устройств железнодорожного и водного транспорта.

При выделении территории промышленных зон на основе общего функционального зонирования города следует учитывать эффективность их связей с селитебными, рекреационными и другими территориями. При планировочном формировании промышленной зоны необходимо, чтобы:

  1. доля территории с производственными функциями составляла не менее 60-65 % общей территории зоны;
  2. производственные объекты размещались достаточно компактно и между ними не было крупных функционально чужеродных образований;
  3. зона была обеспечена транспортными магистралями общегородского значения, которые связывали бы ее с другими функциональными зонами города и формировали основу ее планировочного каркаса.

При размещении промышленных зон (районов) следует руководствоваться сбалансированностью мест приложения труда и мест проживания. При этом необходимо формировать взаимосвязанную систему обслуживания работающих на предприятиях и населения прилегающих к промышленной зоне жилых районов.

Для полноценного функционирования зоны необходимо наличие одного или нескольких общественных центров обслуживания, размещаемых преимущественно на стыке с селитебными территориями. В состав общественного центра следует включать учреждения как ведущих функций (управленческие, научно-проектного, информационного обслуживания), так и сопутствующих с избирательной номенклатурой услуг (объекты культурно-бытового обслуживания, общественного питания, здравпункты и др.).

Промышленную зону следует расчленять в зависимости от размеров на структурные элементы, промышленные районы, промышленные узлы, территориальные группы предприятий, отдельные предприятия. Формирование структурных элементов должно осуществляться в рамках общей программы функционально-территориальной и архитектурно-планировочной организации промышленной зоны.

При выделении территорий промышленных районов как специализированной функционально-планировочной единицы необходимо наряду с производственными критериями учитывать планировочные факторы: конфигурацию городского плана, сеть городских улиц, рельеф, ландшафтные ограничения и т.д.

Промышленные районы в городе по архитектурно-планировочным условиям и факторам формирования следует подразделять на градостроительные категории, для каждой из которых предназначен функционально-адекватный состав размещаемых предприятий:

    • выделяющих производственные вредоносности и требующих железнодорожного транспорта, а также характеризующиеся особыми условиями производства (пожароопасные, взрывоопасные, радиоактивные). Их размещают в отдалении от селитебных территорий в соответствии с санитарными и противопожарными нормами;
    • не выделяющих вредных веществ, но требующих железнодорожных подъездных путей, что обусловливает необходимость и целесообразность их размещения в периферийной части города. Отдаление таких предприятий от жилой застройки на значительное расстояние не является строго необходимым;
    • без выбросов производственных вредностей и с небольшим грузооборотом (не более 40 автомобилей в сутки в одном направлении), не требующих устройства железнодорожных путей. Такие предприятия требуют минимальных санитарно-защитных разрывов и могут располагаться в пределах селитебной территории.

 

Минимальные санитарно-защитные разрывы для всех производственных зданий и складов, не выделяющих в окружающую среду вредных, неприятно пахнущих и пожароопасных веществ, не создающих повышенных уровней шума, вибрации, электромагнитных излучений и не требующих подъездных железнодорожных путей, должны быть не менее 50 м.

Крупные промышленные районы (число предприятий более 40, количество трудящихся 30-40 тыс. чел., площадь территории 300-400 га) целесообразно планировочно расчленять на промышленные узлы, решенные на основе единого архитектурно-планировочного замысла с выраженными планировочными границами, общностью инженерно-технической инфраструктуры, вспомогательных производств, объектов социально-бытового обслуживания. Средние параметры промышленного узла: число предприятий 10-40, численность трудящихся 20-30 тыс. чел., величина территории 120-220 га.

Исходя из социальных, экономических и градостроительных требований необходимо промышленные узлы и районы, размещаемые в центральной зоне города, формировать из предприятий с наиболее высокой профессиональной привлекательностью, на базе прогрессивных видов современного производства, экологически чистых технологий, характеризующихся наибольшей интенсивностью использования внутриплощадочных (внутризаводских) территорий и не требующих подъездных железнодорожных путей.

Промышленные узлы и районы, размещаемые в периферийном поясе города, целесообразно формировать из предприятий с относительно ограниченным отраслевым разнообразием; или они могут быть узкоспециализированными при достаточно большом числе входящих в их состав предприятий. Интенсивность внутриплощадочного использования территории здесь допускается существенно ниже, чем в центральной зоне, в соответствии с квалиметрическим зонированием.

 

Размеры общей площади территории промышленных районов и узлов не должны превышать:

а) для металлургических заводов с полным циклом и связанных с ними коксохомических цехов, энергетических вспомогательных объектов, а также предприятий нефтехимической и химической промышленности - 1000-1500 га;

б) для металлургических заводов с неполным циклом, заводов тяжелого и среднего машиностроения, с учетом энергетических, вспомогательных объектов и кустовых строительных баз-750-1000 га;

в) для крупных многоотраслевых групп, образованных предприятиями тяжелого и среднего машиностроения с дополняющими и обслуживающими объектами и резервируемыми площадками, - 300-700 га;

г) для групп небольшого числа средних и малых специализированных предприятий тяжелого и среднего машиностроения, а также крупных предприятий легкой промышленности и сопутствующих объектов с подъездными путями и энергетической группой, образующих промышленные районы и узлы, - 50-150 га;

д) для предприятий легкой промышленности, среднего машиностроения, формирующих промышленные узлы в районе общих транспортных или энергетических объектов, - 100-150 га;

е) для территориальных групп средних и небольших предприятий машиностроительной, легкой и пищевой промышленности, при внеселитебном размещении и обслуживании железнодорожным транспортом и кустовым энергетическим хозяйством - 50-100 га; при размещении в селитебной зоне безвредных в санитарном отношении производств легкой промышленности без обслуживания железнодорожным транспортом с преимущественно многоэтажной застройкой - до 20 га.

Размеры санитарно-защитных зон для промышленных предприятий или однотипных промобразований необходимо определять в зависимости от количества газо- и пылеобразных выбросов, неприятно пахнущих веществ, создаваемого шума, вибрации, электромагнитных излучений, ультразвука, радиоактивных веществ и других вредных факторов в соответствии с действующими санитарными нормами размещения промышленных предприятий и методикой расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, а также с учетом требований защиты от шума и других требований (раздел 10).

Размеры санитарно-защитной зоны завода по обезвреживанию токсичных промышленных отходов (ТПО) мощностью до 100 тыс. т отходов в год необходимо принимать 500 м, а 100 тыс. т и больше- 1000м.

Размеры санитарно-защитной зоны участка захоронения ТПО до границы населенных пунктов, открытых водоемов, а также до объектов культурно-оздоровительного назначения принимается не меньше 3000 м. Площадки захоронения ТПО размещаются на расстоянии не меньше: 200 м от автомобильных дорог, железнодорожных путей общей сети, 50 м от границы лесонасаждений, которые не предназначены для рекреации.

Размеры санитарно-защитных зон заводов по обезвреживанию ТПО и площадок захоронения ТПО могут быть уменьшены только при проведении расчетов и обоснования в соответствии с требованиями санитарных правил и норм.

Территория санитарно-защитных зон промышленных предприятий не должна рассматриваться в качестве резерва расширения территорий предприятий.

В санитарно-защитной зоне не допускается размещать жилые здания, детские дошкольные учреждения, общеобразовательные школы, учреждения здравоохранения и отдыха, спортивные сооружения, сады, парки, садоводческие товарищества и огороды.

В территориально-производственные образования, отделенные от селитебной территории санитарно-защитной зоной шириной более 1000 м, не следует включать предприятия с санитарно-защитной зоной до 100 м, особенно предприятия легкой и пищевой промышленности.

Устройство отвалов, шлаконакопителей, хвостохранилищ, отходов и отбросов предприятий в пределах промышленной зоны не допускается. При обосновании невозможности их утилизации участки для них следует размещать за пределами предприятий и II пояса зоны санитарной охраны подземных водоисточников с соблюдением санитарных норм, а также норм и правил безопасности, утвержденных или согласованных с соответствующими инстанциями. При этом для промышленных узлов и районов, как правило, следует предусматривать централизованные (групповые) отвалы.

Отвалы, содержащие уголь, сланец, мышьяк, свинец, ртуть и другие горючие и токсичные вещества, должны быть размещены от жилых и общественных зданий и сооружений на расстоянии не ближе расчетного опасного сдвига отвалов.

Размещение в населенных пунктах новых терриконов и отвалов, которые могут быть источниками загрязнения атмосферного воздуха или иного вредного влияния на него, запрещается.

При рассмотрении проектной документации по формированию промышленных образований следует особое внимание обращать на внедрение новых технологий с ориентацией на максимальную утилизацию промышленных отходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Селитебная зона

Селитебная территория предназначена для размещения жилищного фонда, общественных зданий и сооружений, в том числе научно-исследовательских институтов и их комплексов, а также отдельных коммунальных и промышленных объектов, не требующих устройства санитарно-защитных зон; для устройства путей внутригородского сообщения, улиц, площадей, парков, садов, бульваров и других мест общего пользования.

Рациональная организация города предлагает дифференциацию и связь его элементов, в которых обеспечивается трудовая деятельность, проживание, отдых и другие виды городской жизнедеятельности населения.