Проблемы урбанизации

Федеральное государственное  автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Информационных  технологий             

Институт

АСОИУ                               

кафедра

 

Реферат

по дисциплине

Экология

на тему:  «Проблемы урбанизации»

 

 

 

 

Преподаватель                         __________               Гуров А.Ф.

                                                              подпись, дата                           инициалы, фамилия

 

         Студент       239ЖЗ                  __________           Марченко О.А.

                                      номер группы                         подпись, дата                      инициалы, фамилия

 

 

 

Железногорск 2013

Оглавление

 

1. Урбанизация 3

2. Экологические  проблемы, связанные с ростом  городов 5

3. Загрязнение  атмосферного воздуха в городах 6

4. Применение  улучшенных и альтернативных  видов топлива 10

5. Альтернативные  виды транспорта 12

6. Загрязнение  воды в городах 13

7. Влияние  урбанизации на животных 15

Заключение 16

Список литературы 17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Урбанизация

 

 

Урбанизация (франц. urbanisation, от лат. urbanus – городской, urbs - город) – исторический процесс повышения роли городов в развитии общества, который охватывает социально-профессиональную, демографическую структуру населения, его образ жизни, культуру, размещение производительных сил, расселение и т.д. Урбанизация оказывает огромное влияние на развитие различных социально-экономических формаций и государств, именно с городами связаны основные достижения цивилизации.

В 3 – 1 тыс. до н. э. появились  города в Египте, Месопотамии, Сирии, Индии, Малой Азии, Китае, в греко-римском  мире огромную роль играли Афины, Рим, Карфаген. Усиление процесса урбанизации в XIX веке вызвало возрастание концентрации населения в городах, что оказалось возможным благодаря росту промышленности, развитию средств транспорта и связи, медицины и т.д.

На современном  этапе урбанизации наблюдается  тенденция к возрастанию концентрации населения в больших городах. Особое место в этом процессе занимает рост городов – «миллионеров».

Процесс урбанизации  имеет 2 стороны, или «фазы». В первой «фазе» происходит накопление экономического и культурного потенциала общества в крупных городских центрах, что создает условия для формирования высших достижений и образцов материальной и духовной деятельности. Во второй «фазе» эти достижения осваиваются  другими, не центральными городами, и  сельскими поселениями, что, в свою очередь, дает новый импульс для  наращивания потенциала главных  центров.

Процесс урбанизации  носит стихийный характер. В больших  городах становятся особенно острыми  проблемы безработицы, преступности, складываются районы трущоб и т.д.

Важную роль играет процесс урбанизации в развивающихся  странах. При всей своей сложности  и болезненности он способствует становлению современной экономики, преодолению отсталости и многоукладности, национальной консолидации, развитию социально-политической структуры  общества.

Урбанизация, «городские отношения» стимулируют культурные процессы, играют огромную роль в формировании личности в обществе. В эпоху научно-технической  революции, с возрастанием роли различной  социальной информации важнейшей частью городской культуры становится городской образ жизни. Большой выбор социальных контактов, развитие процессов общения в насыщенной городской среде способствуют социально-культурному сближению различных социальных слоев и групп общества, расширению кругозора, повышению уровня информированности, образования, обшей культуры и т.д. Городская культура становится базой преодоления существенных различий между городом и деревней.

Одним из важнейших  признаков городского образа жизни  является стремление человека к постоянному  обновлению информации и контактов  в сферах профессиональной деятельности, культуры, личностного общения и  т.д.

Особую роль в  расширении сферы действия урбанизации, городской культуры играют средства транспорта, связи и массовой коммуникации (печать, радио, телевидение), которые  приобщают жителей периферийных районов, малых городских и сельских поселений к ценностям больших  городов, меняют их культурную ориентацию. Возрастают различного рода миграции в районы крупных городских центров, усиливается процесс концентрации населения в агломерациях. Природа  становится частью городской культуры, урбанизация гармонизирует взаимодействие социальных и собственно природных  процессов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Экологические проблемы, связанные  с ростом городов

 

 

1.   Увеличение плотности населения.

2.   В крупных городах на 15 % снижается инсоляция (количество солнечной энергии).

3.   Увеличивается количество осадков.

4.   Увеличивается количество тумана (на 30 % летом и на 100 % зимой).

5.   Увеличивается заболеваемость инфекционными заболеваниями.

6.   Увеличивается заболеваемость онкологическими заболеваниями.

7.   Накопление твердых отходов.

8.   Загрязнение атмосферного воздуха в городах.

9.   Загрязнение воды в городах.

10. Сокращение численности  животных, растений.

 

3. Загрязнение  атмосферного воздуха в городах

Проблема чистоты  атмосферы не нова. Она возникла вместе с появлением промышленности и транспорта, работающих на угле, а затем на нефти. В течение практически двух столетий задымление воздуха носило местный характер. Дым и копоть сравнительно редких заводских, фабричных и паровозных труб почти полностью рассеивались на большом пространстве. Однако быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в ХХ веке привел к такому увеличению объемов и токсичности выбросов, которые уже не могут «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и человека концентраций.

Крупные города являются центрами промышленности, в которых  широко используется автомобильный  транспорт. А как известно, и промышленность, и автомобили выбрасывают в атмосферу города газы, резко ухудшающие экологическую обстановку.

Основными причинами  сложной экологической обстановки в городах, связанной с эксплуатацией  автотранспорта, являются:

·     отсутствие надлежащего контроля на предприятиях за соблюдением нормативов государственных стандартов по токсичности и дымности отработавших газов транспортных средств;

·     выпуск этилированных автомобильных бензинов, не позволяющих исключить выбросы соединений свинца и использовать каталитические нейтрализаторы;

·     слабый контроль за качеством реализуемого моторного топлива;

·     недостаточное внимание, уделяемое переводу автотранспорта на менее токсичные виды топлива;

·     въезд на территорию городов большегрузного транспорта;

·     отсутствие достаточной нормативной базы, низкий эффект экономического механизма управления охраной окружающей среды на транспорте.

В Москве, где живет  около 9 млн. человек, в 2001 году зарегистрировано 2,7 млн. автомобилей. За год в воздух столицы выбрасывается более 2 млн. тонн загрязняющих химических веществ, по 205 кг на каждого москвича. В 1999 году 90 % этих выбросов создавал автомобильный  транспорт. Сейчас в городе запрещено  использовать этилированный бензин (содержит в качестве антидетонационной  присадки тетраэтилсвинец: 0,41 – 0,82 г/л), создающий особо вредные выбросы (соединения свинца), внедряется экологический сертификат на каждый автомобиль, нейтрализаторы выхлопных газов.

В 1995 году в 150 российских городах опасные автомобильные  выбросы превалировали над промышленными. Автотранспорт ежегодно выбрасывал в атмосферу 16,6 млн. тонн загрязняющих веществ – это 40% всех опасных выбросов на территории страны. В 1994 году экологический ущерб России от воздействия транспортно-дорожного комплекса составил 4,8 млрд. долларов. В 1997 году Минздрав РФ сообщил, что 50 млн. россиян проживали в условиях десятикратного превышения ПДК вредных веществ в воздухе, половина которого исходит от автотранспорта.

Во многих странах  ужесточаются требования к выхлопным  газам автомобилей. За последние 20 лет  европейские нормы по оксидам  углерода снижены в 20 раз, по углеводородам  и оксидам азота – в 17 раз.

Ведутся работы по снижению количества топлива, сжигаемого в двигателях автомобилей, переводу автомобилей на газ и спирт  с целью уменьшения вредных выбросов, созданию электромобилей, работающих без выхлопных газов. Однако на зарядку  аккумуляторов таких автомобилей  требуется затратить электрическую  энергию, получаемую на тепловых или  атомных электростанциях при  соответствующем загрязнении окружающей среды.

В 2000 году мировой  парк автомобилей достиг примерно 1 млрд. единиц, из которых 83-85 % приходится на легковые автомобили, а 15-17 % – на грузовые автомобили и автобусы. Из общего числа легковых автомашин  примерно 40 % сосредоточено в США, 10 % - в Японии и 20 % - в четырех европейских  странах: ФРГ, Франции, Италии и Великобритании. На каждую 1000 жителей в 2001 году в  среднем приходилось: в США – 534 автомобиля, Франции – 454, в Великобритании – 322, в России – 167 автомашин.

Если поставить  все существующие сегодня в мире автомобили бампер к бамперу, они  составят ленту в 4 млн. км, которой 100 раз можно обмотать земной шар  по экватору.

Загрязнением атмосферы  обусловлено до 30 % общих заболеваний  населения промышленных центров. Если исключить из рассмотрения двуокись углерода СО₂, то в нашей стране в 1994 году 30 % выбросов в атмосферу приходилось на двуокись серы, 10 % - на окислы азота, 25 % - на пыль. Пыль – это сложная смесь частиц, многие из них токсичны (включают мышьяк, ртуть, свинец, медь и прочие вредные металлы), вызывают аллергию, ослабление иммунитета, болезни дыхательных путей. В год в мире выбросы пыли оцениваются в 175 млн. тонн. Твердые и жидкие частицы, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, называются аэрозолями. Они воспринимаются в виде дыма (аэрозоль с твердыми частицами), тумана (аэрозоль с жидкими частицами), мглы или дымки. Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические и цементные заводы, промышленные отвалы, взрывные работы.

В 1991 году, по оценкам  Всемирной организации здравоохранения, 70 % городских жителей Земли дышали воздухом, который вреден для здоровья из-за высокого уровня смога, двуокиси серы, окиси азота и других загрязнений. Смог – это густой туман, возникающий  в результате выбросов в атмосферу  двуокиси азота, озона, углеводородов  и других веществ, вступающих в реакции  под действием солнечного света (фотохимический смог). Его возникновению  способствуют определенные метеорологические  условия: отсутствие ветра и дождя, а также температурная инверсия. Во время смога ухудшается самочувствие людей, резко увеличивается число  легочных и сердечно-сосудистых заболеваний, возникают эпидемии гриппа.

Окислы азота  и углеводороды содержатся в выхлопных  газах автомобилей. Один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы  в среднем 20-30 тонн кислорода и  выбрасывает 1000 кг окиси углерода, 30 кг оксидов азота и почти 100 кг различных углеводородов. Такие  смоги – нередкое явление над  Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию  на организм человека они вызывают раздражение глаз и горла, крайне опасны для дыхательной и кровеносной  систем и часто бывают причиной преждевременной  смерти городских жителей с ослабленным  здоровьем. В Лондоне в 1952 году из-за загрязнений, скопившихся в воздухе (в первую очередь SO₂ в результате сжигания серосодержащих сортов угля и мазута), погибли более 4000 человек.

Современное промышленное производство загрязняет атмосферу  не только газообразными и твердыми примесями, но и тепловыми выбросами, электромагнитными полями, ультрафиолетовыми, инфракрасными, световыми излучениями  и другими физическими факторами. Наиболее распространенным видом физического  воздействия на атмосферу в городах  и крупных поселках является шум, возникающий при работе транспортных средств, оборудования промышленных и  бытовых предприятий, вентиляционных и газотурбинных установок, реактивных самолетов при взлете и посадке. Величину звуковых давлений измеряют и нормируют в децибелах (дБ). Уровень  шума в 20 – 30 дБ (шуршание листвы, разговор, небольшое уличное движение) практически  безвреден для человека, является естественным шумовым фоном. У людей  же, живущих и работающих в неблагоприятных  акустических условиях (80 дБ и более), имеются признаки изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. К таким условиям относятся: метро (~90 дБ), работа дробильной машины (~100 дБ), автомобильная сирена (~110 дБ), работа мотора реактивного самолета (~120 дБ), громкая музыка (~130 дБ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Применение улучшенных и альтернативных  видов топлива

 

 

Улучшению экологической  обстановки на автомобильном транспорте способствует запрещение использования  этилированного бензина. Кроме токсичности  тетраэтилсвинца использование  этилированного бензина быстро выводит  из строя каталитические нейтрализаторы отработавших газов из-за обволакивания  свинцом поверхности катализатора.

Альтернативные  заменители бензина могут быть естественного  и искусственного происхождения. При  нормальных условиях они могут находиться в жидком (этанол, метанол) или газообразном (пропан, бутан, коксовый и генераторный газы, водород) состоянии. Преимущественное применение в качестве моторного  топлива на автомобильном транспорте сжиженного нефтяного газа (ГСН) и  сжатого природного газа (ГСП) обусловлено  тем, что они имеют физико-химические свойства, близкие к бензину. Это  требует лишь незначительного изменения  конструкции двигателя и позволяет  равнозначно работать на двух видах  топлива.

В ряде стран в  качестве топлива используются синтетические  спирты: метанол, или метиловый спирт, и этанол – этиловый спирт.

Метанол получается из угля, сланцев, древесины. Он несколько  тяжелее бензина, а энергоемкость  его в 2 раза меньше. Запуск двигателя  на чистом метаноле, в первую очередь  зимой, затруднен. По некоторым данным, метанол усиливает коррозию металла, особенно в присутствии воды. В  настоящее время стоимость метанола выше стоимости бензина. Важное качество метанола состоит в том, что в  отработавших газах в 2 – 3 раза меньше токсичных компонентов, чем при  использовании бензина. Метанол  используют в качестве добавки к  бензину в количестве 5 – 30 %. При  этом концентрация окиси углерода в  отработавших газах снижается на 14 – 72 %. Смесь метанол – бензин несколько снижает мощностные характеристики двигателей. Но следует иметь в  виду, что добавка метанола, например в количестве 15 %, повышает октановое  число смеси с 88 до 95,8. При соответствующей  переделке двигателя с целью  повышения на нем степени сжатия можно получить даже экономию на расходе  топлива. В качестве недостатков  смеси как топлива отмечают склонность ее к расслоению, в особенности  при попадании в смесь воды и при понижении температуры. Метанол ядовит.

Этанол имеет  энергоемкость на 25 – 30 % выше и, следовательно, требует пропорционально менее  вместительного топливного бака. Экологические  характеристики этанола близки к  метанолу. У двигателей, работающих на этаноле, в отработанных газах  еще меньше выделяется углеводородов. Однако в продуктах сгорания спирта содержатся совершенно новые загрязнители атмосферы, в том числе формальдегид.

В Бразилии в 1985 году уже все автомобили работали на смесях с содержанием метанола 2 – 10 %. Предполагалось, что удельный вес метанола в автомобильном  топливе Бразилии будет непрерывно возрастать и к 2000 году автомобильное топливо на 75 % будет состоять из метанола. Совершенствование технологии и массовость производства должны существенно снизить стоимость метанола, и ожидают, что он станет дешевле бензина. В 1987 году более 2 млн. легковых автомобилей, несколько десятков тысяч грузовых автомобилей, сотни тракторов Бразилии работали на топливном спирте, получаемом из сахарного тростника, маниоки (разновидности картофеля), бамбука, древесины. И в обычных автомобилях чистый бензин не применяется, в обязательном порядке он на 30 % разбавляется спиртом в целях экономии.

Использование газового топлива в виде смеси пропана  и бутана позволяет снизить на холостом ходу количество окиси углерода в 4 раза, а в рабочем режиме в 10 раз. Сегодня в мире эксплуатируется  уже несколько сот тысяч таких  автомобилей. Еще в 1970 году Япония имела  около 300 тысяч автомобилей на газовом  топливе, в Италии – 500 тысяч.

В нашей стране и  в ряде других стран проводятся исследования по использованию природного газа в  качестве автомобильного топлива. При  этом токсичность отработанных газов  уменьшается: по СО – в 2 – 4 раза; NO – в 1,2 – 2 раза. Мировые запасы природного газа примерно вдвое превышают мировые запасы нефти. Природный газ уже используется в качестве топлива примерно для четверти миллиона автомобилей в Италии, Канаде и Новой Зеландии. Главный недостаток, связанный с этим видом топлива, - громоздкость газового баллона. Он должен примерно в 5 раз превышать объем бензинового бака для эквивалентного пробега.

Идеальное топливо  с точки зрения сохранения окружающей среды представляет водород, однако он значительно дороже бензина. Серьезную  техническую и экономическую  проблему представляет и размещение водорода в автомобиле и пока еще не найдено надежного и экономического пути использования водорода.

 

 

5. Альтернативные виды транспорта

 

 

Серьезной альтернативой  автомобилю и автобусу могут стать  транспортные средства на магнитной  подвеске. Основные преимущества этих средств с позиции экологии – отсутствие загрязнения воздуха и практическая бесшумность. Высокая скорость и плавность хода (отсутствие толчков и вибраций) позволяет полагать, что этот вид транспорта получит большое распространение во всех видах сообщений: городском, пригородном и международном.

Специалисты считают, что в XXI веке на основе широкого применения сверхпроводников будут созданы  бесшумные, безопасные поезда на магнитной  подвеске, которые смогут успешно  соревноваться по скорости с самолетами. В 1988 году построили первые экспериментальные  образцы «магнитопланов». Вагоны японского магнитоплана весят около 17 тонн и рассчитаны на 44 пассажира. Максимальная скорость поезда 400 км/ч. Другой «магнитоплан» создан в ФРГ. Он называется «трансрэпид». Вместимость одного вагона, который весит около 100 тонн, - 96 человек. На трассе 40 км максимальная скорость, показанная в ходе испытаний, - 400 км/ч. Западногерманское правительство приняло решение начать эксплуатацию «трансрэпида» в конце ХХ – начале ХХI столетия.

С точки зрения охраны окружающей среды тенденции развития транспорта выглядят следующим образом:

·     железные дороги полностью переходят на электрическую энергию;

·     автобусы городского транспорта заменяются троллейбусами и бесшумными трамваями;

·     автотранспорт в городах заменится электромобилями или солнцемобилями.

 

 

 

 

 

6. Загрязнение воды в городах

 

 

В 90-х годах ХХ века антропогенное загрязнение  природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило  доступные эксплуатационные ресурсы  пресной воды на Земле.

Основными источниками  загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные  стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты. Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, радионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная органика, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т.д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд. тонн в год.

Наибольшая нагрузка из крупных речных бассейнов как  по водопотреблению, так и по загрязнению  приходится на Волгу, Днепр, Дунай и  Рейн в Европе; Урал, Миасс, Исеть, Тобол  на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в  Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.

Объем хозяйственных  стоков в реки европейской части  России, Белоруссии, Украины и Средней  Азии увеличился в 5 раз. В России в 1991 году со сточными водами было сброшено в водоемы (в тыс.тонн): 1200 – взвешенных веществ, 190 – аммонийного азота, 58 – фосфора, 50 – железа, 30 – нефтепродуктов, 2,1 – цинка, 0,8 – меди, 0,3 – фенолов и т.д.

Все большая опасность  загрязнения грозит и уникальному  озеру Байкал. В 1990 году объем хозяйственных  стоков составил 200 млн. м³.

Изменения рН водной среды в результате загрязнения  оказывает отрицательное влияние  на организмы. У пресноводных озер и  рек рН воды обычно 6 – 7, организмы  адаптированы именно к этому уровню. Изменение реакции воды всего  на одну единицу рН по сравнению  с оптимумом приводит в большинстве  случаев к стрессу, а нередко  и к гибели организмов. Подкисление  озер и рек влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы  и звери входят в состав пищевых  цепей, начинающихся в водных экосистемах.

Сброс канализационных  стоков, особенно неочищенных или  недостаточно очищенных, оказывает  отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека.

В последние годы возникла опасность загрязнения  вод Мирового океана и морей радиоактивными отходами, пестицидами. Пестициды и  другие вредные вещества, в первую очередь агрохимикаты, под влиянием течений распространяются довольно быстро. Они обнаруживаются в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у западных побережий Англии, Исландии, Португалии, Испании. Это отрицательно сказывается на живых организмах, особенно на рыбных запасах. Все больше загрязняются моря промышленными отходами и сточными водами, содержащими значительное количество органических отходов. Нередко реки играют роль продолжения канализации и выносят большую часть стоков в моря. Так, прибрежные государства Северного моря ежегодно сбрасывают в него около 20 000 тонн жидких и твердых отходов. В настоящее время в Северном море известны 10 постоянных мест «свалки» отходов. Отходы, попавшие в воды морей, частично оседают на дно, частично разрушаются, но при этом они губят большое количество живых организмов, особенно страдает планктон. На него обрушиваются все поверхностные загрязнители – поверхностно-активные вещества, масла, пленки нефтепродуктов и т.д. Однако проблемы, связанные с загрязнением морей и океанов, остаются нерешенными. По имеющимся оценкам, к концу ХХ века общая масса загрязняющих веществ, поступающих в воды морей и океанов, возрастет по сравнению с началом 80-х годов в 1,5 – 3 раза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Влияние урбанизации на животных

 

 

Сокращение большинства  видов живых организмов связано  и с включением все большей  части территорий в активную хозяйственную  деятельность: распашка полей, прокладывание  дорог, расширение территории поселков и городов.

Урбанизация биосферы нередко оказывается благоприятной, например, для крыс, домовых мышей, воробьев, ворон, голубей, некоторых  видов пещерных пауков, домовых мух, моли и т.д.

Тревога по поводу сокращения численности и полного  истребления многих видов не надуманна. С начала XVII по конец ХХ века с  лица Земли исчезло 68 видов млекопитающих, 130 видов птиц, 28 видов рептилий, 6 видов рыбы и 6 видов амфибий. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

Необходимость разрешения возникающих в ходе урбанизации  экологических, социально-культурных, градостроительных и других проблем  требует постоянного совершенствования  управления этим процессом. Овладение  наиболее существенными закономерностями и механизмами урбанизации повышает эффективность этого управления.

Решение экологических  проблем автотранспорта требует  значительных финансовых средств, изыскать которые на предприятиях-изготовителях  сейчас практически невозможно. Поэтому  необходимо создать и запустить  экономические механизмы, стимулирующие приобретение и эксплуатацию экологически чистых транспортных средств, мобилизацию средств на их производство.

Для решения задач  экологической безопасности на автомобильном  транспорте в автомобильных, автомобилестроительных, автомеханических, автомобильно-дорожных, автотранспортных техникумах и колледжах  организована подготовка специалистов по охране окружающей среды и рациональному  использованию природных ресурсов. Программой подготовки по этой специальности  предусмотрено изучение таких дисциплин, как «Промышленная экология», «Мониторинг  загрязнения природной среды», «Экологическая безопасность автомобильного транспорта», «Экологическая экспертиза» и др.

 

 

Список  литературы

1.   Прохоров А.М. Большая советская энциклопедия. – 3-е изд. – М., 1977. – Т.27. – с. 72 – 74.

2.   Степановских А.С. Экология: учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2001. – с. 453 – 482.

3.   Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: учебное пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – с. 138 – 176.