Способы решения экологических проблем мегаполисов

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………………3

1. Выбросы автомобильного транспорта……………………………………..……4
2. Загрязнение атмосферы промышленными выбросами…………………………5
3. Проблема питьевой воды…………………………................................................7
4. Проблема бытовых отходов……………………………………………….……10
5. Изменение климата в мегаполисах……………………………………………..12
6. Способы решения экологических проблем мегаполисов……………………..13

Заключение. ………………………………………………………………….……14

Список использованных источников………………………………………..…16

Введение

Города — повседневная среда жизни все возрастающего числа людей. Город многогранен. Его называют моделью общества, зеркалом окружающего мира, двигателем прогресса. Это и "точка на карте", и целый мир с большими внутренними различиями.

В то же время, природа в городе и его ближайшем окружении подвергается тяжкому испытанию. Будучи местами концентрации разнообразной промышленности, строительства, энергетики, автомобильного парка, населения, города являются источниками антропогенных загрязнений воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы. Их можно уподобить вулканам, извергающим на собственную и окружающую территории огромное количество газообразных, жидких и твердых веществ.

В 21 веке темпы урбанизации  возрастают от года к году и, соответственно, растет число экологических проблем, большая часть из которых связана с огромной концентрацией населения на крохотных территориях, а также гигантским количеством промышленных предприятий и личных транспортных средств.

Сейчас 75% населения России проживает в городах, и наблюдается тенденция ухудшения качества жизни среднестатистического человека. Главная проблема в том, что современные мегаполисы, будучи достижением цивилизации, становятся всё более неудобными и непригодными для жизни не только будущих, но уже и современных поколений. Некоторые города, построенные без учета розы ветров, постоянно тонут в выбросах промышленных предприятий, а неограниченный рост автомобилей создает проблемы не только в плане траты времени на передвижение, но и в плане полной невозможности дышать рядом с трассами или в центральной части мегаполисов.

С каждым годом актуальность темы загрязнения мегаполисов растет. Тема актуальна именно потому, что  в городе становится всё тяжелее  дышать, особенно в летние периоды  с высокой температурой. Учащаются случаи смертей от различных сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний легких. Многие дети рождаются с врожденными заболеваниями, вызванными негативным влиянием городского шума, воздуха и воды на организм беременных женщин. Помимо этого, промышленность крупных городов неблагоприятно воздействует на общую экологическую обстановку Земли, вызывая повышение температуры воздуха на доли градуса ежегодно. Если в скором времени не будут приняты меры по улучшению экологического состояния мегаполисов, большей части человечества грозит недолгая, полная заболеваний и неудобств жизнь.

Целью данной работы является исследование экологической обстановки в крупных промышленных городах, а также поиск способов преодоления экологического кризиса.

1. Выбросы автомобильного транспорта

Автомобиль, этот символ современной жизни, в индустриальных странах Запада, где недостаточно развит общественный транспорт, все чаще становится настоящим бедствием. Десятки миллионов личных автомашин заполнили улицы городов и автострады, то и дело возникают многокилометровые "пробки", без толку сжигается дорогостоящее горючее, воздух отравляется ядовитыми выхлопными газами. Во многих городах они превышают суммарные выбросы в атмосферу промышленных предприятий.

Автомобильные выхлопные газы — смесь, примерно, 200 веществ. В них содержатся углеводороды — не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива.

К несгоревшим газам  относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве повсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на нормальном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7% оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9%, а на малом ходу—до 6,9%.

Оксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли.

Оксид углерода соединяется  с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани  организма.

В выхлопных газах  содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролены и формальдегид. В автомобильных выбросах содержатся также оксиды азота, неразложившиеся углеводороды топлива. Среди них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности гексен и пентен.

Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашин  часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности  мотора. В этом случае за машиной  тянется видимый хвост дыма, который держит полициклические углеводороды и, в частности, бенз-(а)пирен.

В 1 л бензина может  содержаться около 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается  в виде соединений свинца. Исследованиями было показано, что в организме голубей, живущих в Филадельфии, содержится в 10 раз больше свинца, чем у голубей, живущих в сельской местности. Свинец — один из основных отравителей внешней среды; и поставляют его главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия.

Противоречия, из которых "соткан" автомобиль, пожалуй, ни в чем не выявляются так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил нам жизнь, с другой — отравляет её. В самом прямом и печальном смысле.

Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

2. Загрязнение атмосферного воздуха промышленными выбросами

Крупнейшие города любой страны – это, как правило, крупные промышленные центры, в которых сосредоточены десятки и сотни промышленных предприятий различных отраслей. Предприятия металлургической, химической, цементной и других отраслей промышленности выбрасывают в атмосферу пыль, сернистые и другие вредные газы, выделяющиеся при различных технологических производственных процессах.

Процессы выплавки чугуна и переработки  его на сталь сопровождаются выбросом в атмосферу различных газов. Загрязнение воздуха пылью при коксовании углей сопряжено с подготовкой шихты и загрузкой ее в коксовые печи, с выгрузкой кокса в тушильные вагоны и с мокрым тушением кокса. Мокрое тушение сопровождается также выбросом в атмосферу веществ, входящих в состав используемой воды.

При получении металлического алюминия путем электролиза с отходящими газами от электролизных ванн в атмосферный воздух выделяется значительное количество газообразных и пылевидных фтористых соединений.

Воздушные выбросы предприятий  нефтедобывающей и нефтехимической  промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Выброс в атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит главным образом вследствие недостаточной герметизации оборудования.

Производство цемента и строительных материалов может являться источником загрязнения атмосферы различной пылью. Основными технологическими процессами этих производств являются процессы измельчения и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, что связано с выбросами пыли в атмосферный воздух.

К химической промышленности относится  большая группа предприятий. Состав их промышленных выбросов весьма разнообразен. Основными выбросами от предприятий  химической промышленности являются окись  углерода, окислы азота, сернистый ангидрид, аммиак, пыль от неорганических производств, органические вещества, сероводород, сероуглерод, хлористые соединения, фтористые соединения и др.

Правда, следует заметить, что в  последнее десятилетие, когда огромная часть промышленного и сельскохозяйственного производства оказалась в кризисе и сократилась, экологическая ситуация в России улучшилась.

Какой же выход? Он есть. Надо искать такие  пути развития промышленности и достижения чистоты атмосферы, которые не исключали  бы друг друга и не вызывали роста расходов на очистные сооружения. Один из таких путей — переход к принципиально новой безотходной технологии производства, к комплексному использованию сырья.

Технология безотходного производства — новая ступень развития научно-технической революции. Заводы и фабрики, основанные на технологии без отходов,— в общем, индустрия будущего. Но уже и сейчас такие предприятия существуют, например, в легкой и пищевой промышленности.

Предприятия комплексного использования  сырья дают обществу огромную выгоду: резко повышается эффективность капитальных вложений и столь же резко снижаются затраты на строительство дорогостоящих очистных сооружений. Ведь полная переработка сырья на одном предприятии всегда дешевле, чем получение тех же продуктов на разных. А безотходная технология устраняет опасность загрязнения окружающей среды. Использование природных ресурсов становится рациональным, разумным.

Большое значение для оздоровления воздушного бассейна имеет перевод  городских отопительных систем на газовое топливо. Создание еще во времена СССР Единой системы газоснабжения страны позволило решить проблему защиты атмосферы городов. В настоящее время в нашей стране природный газ получают свыше 140 тыс. городов и населенных пунктов. И недаром, по признанию специалистов многих зарубежных стран, воздушный бассейн городов нашей страны является самым чистым.

3. Проблема питьевой воды

Обеспечение чистой питьевой  водой жителей городов и поселков, водоснабжение промышленных и коммунальных предприятий относятся  к  числу первостепенных экологических проблем городских территорий. Оптимизация  водоснабжения предполагает решение целого комплекса задач: наряду с удовлетворением потребностей в питьевой воде  обеспечить благоприятное санитарно-гигиеническое состояние  лучших условий для разнообразных видов отдыха людей.

В ряде городов мира и нашей страны для  водоснабжения используют подземные  воды. Но их усиленная откачка сопровождается возникновением обширных  водно-депрессионных  воронок, границы которых обычно уходят  далеко  за  пределы городов. Так, в связи с интенсивной эксплуатацией водоносных горизонтов под большими городами образуются обширные  депрессионные воронки глубиной до 100 м. Естественно, что в образовавшиеся пустоты устремляются поверхностные загрязненные воды, в том  числе и из русел рек, протекающих через города.  По  этой  причине качество подземных вод артезианских бассейнов городов намного ухудшилось. Затруднено снабжение подземными  водами многих городов ближнего Подмосковья.

В крупных городах водоснабжение, как правило, осуществляется не только за счет подземных вод, но также и  поверхностными водами рек, озер и водохранилищ. Но для этого приходится строить сложные гидротехнические сооружения -  каналы, шлюзы, водохранилища, очистные станции. Чем крупнее го­род, тем большие гидротехнические соединения приходится создавать      внутри его и за его пределами. Причем по мере роста города увеличивается удаленность его водозаборов.  Так,  во многих городах приходится строить специальные каналы, по которым вода из дальних рек поступает в  город.

Строительство новых заводов и  фабрик,  жилых кварталов требовало  много воды, а источников водоснабжения  в городе и его ближайший окрестностям уже  не  хватало.  Небольшая  река Москва не могла помочь решить проблему в Москве. Поэтому для дальнейшего развития города пришлось изыскать  новые более мощные источники водоснабжения. Таким источником  стала Волга. Недалеко от города Твери реки перегородили  плотиной,  выше  которой  разлилось  Иваньковское  водохранилище. Отсюда волжские воды по 128-километровому каналу поступают в столицу.

Канал Москва-Волга сложное гидротехническое  сооружение. Между долинами рек Волги  и Москвы канал пересечет Клинско-Дмитровскую  гряду. Воду на нее подают  из  Волги  с  помощью электронасосов на высоту 38 м. Здесь расположена  система водохранилищ, образованных водами Волги и местных  подпруженных рек и речушек. С возвышенности  вода  сбрасывается самотеком в реку Москву. При этом вода крутит  лопасти  турбин гидроэлектростанции, которая частично компенсирует  расходы электроэнергии воды, используемой для подъема  воды  из Волги.

В 60-е годы были построены  водохранилища в  верховьях реки Москвы и на ее притоках. Весной они  наполняются  талой водой, которая  затем используется для водоснабжения  города. Дальнейший рост города заставил искать новые  источники  водоснабжения на еще большем удалении от Москвы. В  1974  году вступила в строй Вазузская система водоснабжения,  по  которой в город подается вода из водохранилища  на  реке  Вазузе (правый приток Волги). Эти источники снабжения  находятся  в 350 км от столицы.

Решение проблем водоснабжения  Москвы  сопровождалось значительными  изменениями природных ландшафтов города, его окрестностей. Здесь создано множество озер, водохранилищ. Их чистые воды, пляжи, прибрежные леса и луга образуют в совокупности прекрасные места отдыха. Здесь находятся  многочисленные  санатории, дома отдыха и пансионаты. Все водохранилища освоены тысячами водоплавающих птиц - чаек и  уток.  Воды Волги и Вазузы  сделали  полноводными  воды  реки  Москвы, Клязьмы и их притоков. Они превратились в озерно-речные системы, стали иметь равномерный сток. На них исчезли  разрушительные наводнения. Благодаря созданию водохранилищ Московская область превратилась в озерный край. Таким образом, для решения проблем водоснабжения такого  большого  города,  как Москва пришлось изменить  природные  ландшафты  на обширных территориях Подмосковья, создать сложную систему водохранилищ и каналов.

Но следует заметить, что проблема питьевой воды для крупных  городов во многих местах ещё не решена. Достаточно напомнить в этой связи о водном кризисе во Владивостоке, начавшемся летом 2003 года и так и  не решённом до сих пор.

4. Проблема бытовых отходов

Теперь рассмотрим ещё  одну из проблем влияния человека на окружающую среду — проблему городских отходов.

До эры агломераций  утилизация отходов была облегчена  благодаря всасывающей способности  окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.

В настоящее время  жители Нью-Йорка выбрасывают в  день в общей сложности около 24 000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и пищевые отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.

С начала 70-х до конца 80-х в России бытовых отходов  стало в 2 раза больше. Это миллионы тонн. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С 1987 года количество мусора по стране увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только Москва выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов - примерно по 1 т. на каждого жителя!

Как видно из приведенных  примеров, масштабы загрязнения окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём.

Даже простое захоронение  отходов является дорогостоящим  мероприятием. В густо населенных районах Европы способ захоронения  отходов, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому — сжиганию.

Первое систематическое  использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме (Англия) в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава.

Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили  экспериментальные  печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора, стали использовать для получения  электрической энергии, но не везде  эти проекты смогли оправдать  затраты. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.

Наиболее перспективным  способом решения проблемы является переработка городских отходов. Получили развитие следующие основные направления в переработке: органическая масса используется для получения удобрений, текстильная масса и бумажная макулатура используются для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в переработке является сортировка мусора и разработка технологических процессов переработки. Что касается сортировки, то, например, в Германии в этот процесс активно включено всё население страны. Как? Очень просто: каждая семья собирает свои бытовые отходы в разные ёмкости, в зависимости от состава, а не сваливает всё в одну кучу.  То есть, стекло – к стеклу, макулатуру – к макулатуре и так далее. И роль переработки отходов будет неуклонно расти.

Около  60%. мусора используется вторично (преимущественно вторичные  отходы), а остальное вывозится на свалки. После заполнения отведенной для мусора территории свалка для мусора  засыпается слоем не менее трех метров. Но, несмотря  на  это, вся площадь мусорного полигона представляет  опасность  для здоровья людей и животных. Грунтовые воды на обширных  пространствах оказываются загрязненными ядовитыми  веществами  и болезнетворными микроорганизмами. В течение нескольких десятилетий на этих территориях нельзя ничего  строить  и  заниматься сельским хозяйством.

5. Изменение климата в мегаполисах

Хозяйственная деятельность человека, разрастание и уплотнение жилых кварталов, скудное количество зеленых насаждений приводят к тому, что в мегаполисах, особенно крупных, складывается свой неблагоприятный  микроклимат, который в целом ухудшает его экологические характеристики и плохо влияет на здоровье населения.

В спокойные дни при  отсутствии ветра над крупными городами на высоте в сотню метров может  образовываться слой температурной  инверсии, задерживающий грязные массы воздуха над территорией мегаполиса. Это вместе со значительными выбросами тепловых электростанций, промышленных предприятий и автомобилей, а также интенсивным нагревом каменных, кирпичных и железобетонных сооружений приводит к раскалению центральных районов города. Зимой в безветренные дни перепады температур воздуха между центральной частью и окраинами мегаполисов может достигать 10° С.

Сильная загазованность воздушного бассейна, в свою очередь, приводит к уменьшению инсоляции  и сокращению поступления к поверхности земли ультрафиолетового излучения. Это отрицательно влияет на здоровье людей, поскольку при пониженной инсоляции замедляется выведение из организма токсических веществ, например  тяжелых металлов или их соединений, помимо этого пониженная инсоляция тормозит синтез в организме ряда важных ферментов. Между тем жители больших городов очень часто, особенно в зимнее время, испытывают дефицит инсоляции.

Особое внимание следует  уделить неблагоприятным ветровым режимам, возникающих в районах новостроек со свободной застройкой. Известно, что перепады атмосферного давления, в особенности его понижение, весьма неблагоприятно сказывается на самочувствии людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Вместе с тем во многих районах новостроек из-за неудачной планировки кварталов в отдельных их точках могут наблюдаться локальные падения атмосферного давления. Так, в небольших промежутках между двумя крупными домами при определенных направлениях ветра скорость воздушных потоков может значительно возрастать.

Согласно законам аэродинамики в этих точках происходит местный  спад атмосферного давления, которое  с внутренней стороны приобретает  пульсирующий характер. Зона подобного  пульсирующего давления распространяется на десяток метров  в стороны от промежутка между домами. Похожее, хотя и менее четко выраженное положение наблюдается и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Излишне говорить, что пребывание в этих зонах людей, страдающих заболеваниями, может отрицательно влиять на их здоровье.

Для решения этой проблемы необходимо проведение в районах  новостроек комплекса мер по установлению приемлемого ветрового режима в  отдельных микрорайонах за счет более  правильной планировки кварталов, строительства  сооружений, защищающих от ветра, и  высадки зеленых насаждений.

6. Способы решения экологических проблем мегаполисов

В деградации окружающей среды нашей планеты, к сожалению, «виноват сам человек». На всех последних  международных форумах и конгрессах тема экологической безопасности – самая актуальная. Наша страна является главным экологическим донором всей планеты. Это и нетронутые ландшафты, леса, и огромные запасы питьевой воды и многое другое.

Преобладание в секторе  экономики экологически «грязных»  производств, размещение промышленных объектов в крупных городах и промышленных центрах, растущее количество автотранспортных средств, низкий уровень технической оснащенности предприятий, постоянное увеличение площадей для размещения отходов – все это причины негативного воздействия на окружающую среду, а как следствие, отрицательного влияния на здоровье человека.

Для решения экологических  проблем крайне необходима комплексная  перепланировка структуры городов  и расположения зданий. Если этого  сделать нельзя, то хотя бы оптимизировать расположения строящихся автодорог, а также стараться переходить на экологически безопасное топливо для автомобилей. Далее стоит обязать предприятия использовать более совершенные способы очистки вод и переработки отходов, а также ужесточить систему штрафов за выбросы в воду или атмосферу.

Необходимо создать механизмы воздействия государства на субъекты деятельности в сфере экологии, разработать экологический аудит, регламенты, учитывать экологические риски в промышленности. Нужно принять необходимые законы и разработать федеральную целевую программу, обеспечивающую экологическую безопасность в нашей стране.

Это могло бы повысить ответственность хозяйствующих субъектов в сфере обеспечения экологической безопасности и формирования единых подходов к возмещению вреда, причиненного природе, стать основой построения единой системы предупреждения, ликвидации ущерба и восстановления окружающей среды.

Заключение

Я считаю, что проблема, связанная с состоянием экологии в мегаполисах - это одна из наиболее актуальных проблем всего современного общества.

Год от года качество жизни  ухудшается,  а население всё  растет и растет. Ежегодно портится климат, всё больше загрязняется вода и воздух, всё больше людей страдают заболеваниями.

Очевидно, что в ближайшем  будущем необходимо скорейшее решение этой сложной и неоднозначной проблемы. Ведь каждому человеку необходимо обеспечить условия достойного проживания таким образом, чтобы и человек, и природа чувствовали себя в равной степени комфортно, и было возможно продолжить дальнейшее проживание человека на планете.

В результате проделанной  работы было выявлено несколько основных источников загрязнения мегаполисов:

- промышленные предприятия;

- тепловые электростанции;

- автомобили с выбросами и шумовым загрязнением;

- бытовые и промышленные отходы.

В качестве способов выхода из создавшейся сложной экологической  ситуации сейчас предлагается следующее:

- повышение экологической культуры населения;

- переход на экологически безопасный транспорт и сокращение числа личного автотранспорта;

- ужесточение требований к промышленным предприятиям и повышение штрафов за превышение предельно допустимых норм выбросов;

- разумное планирование перед строительством городов с целью устранения сильного ветра, нагрузки на почву, а также появления возможности установки шумозащитных экранов.

Список литературы

1. Зиновицкий А.И. Природа и человек. Москва, «М.Д.С.» 2000 г.
2. Джангиров М., Гранде Е., Каким воздухом мы дышим. Мегаполис и экология [Электронный ресурс]. - 2008. - Режим доступа к журн.: http://www.krasota.uz/prochee/interesno/2503, свободный.
3. Корецкий В.Е. Теория и практика инженерно-экологической защиты водной системы мегаполиса в зимний период [Электронный ресурс]. – 2009. - Режим доступа к журн.: http://dibase.ru/article/16032009_koretskiyve/2, свободный.
4. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. Москва, «Пангея» 1999 г.
5. Протасов В.У. Экология, здоровье и жизнь в окружающей среде. Москва,  2000 г.
6. Скверницкий Ю.А. Статистика. Москва, «Просвещение» 2000 г.
7. Смирнова О., Дышите осторожно [Электронный ресурс]. №24 (4624) 10-16 июня 2009 года. Режим доступа к журн.: http://www.molsib.info/content.php?cat_id=28&id=4241 , свободный.
8. Тявловский М.А. Природа и человек. Москва, «М.Д.С.» 1998 г.
9. Экологические проблемы мегаполисов: как их решать? [Электронный ресурс]. – 2006. - Режим доступа к источнику: http://council.gov.ru/inf_ps/parlisurvey/2006/12/47/item1715.html, свободный.