Механизм загрязнения окружающей среды на урбанизированных территориях

Нефтеперерабатывающая, химическая и нефтехимическая промышленность включает в себя примерно 30 отраслей. Она является серьезным загрязнителем воздушного и водного бассейнов. Вызвано это тем, что очистка вредных веществ в отходах производства остается невысокой. Только половина этих веществ улавливается очистными устройствами. Предприятия отрасли вместе с ТЭЦ, которые их обслуживают, загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (примерно 90% суммарного выброса) и диоксида серы (35%). Скапливается и большое количество твердых отходов.

Угольная и газовая промышленность является главным поставщиком топливно-энергетических ресурсов. Однако добыча и переработка угля, как разработка газовых месторождений и транспортировка газа к потребителю, наносит определенный ущерб окружающей среде. Основными негативными факторами функционирования угольных шахт являются такие, как изъятие из землепользования и нарушение земель, истощение и загрязнение водных ресурсов, а также выбросы вредных веществ в атмосферу. Примерно такой же ущерб наносится природе в районах газовых месторождений. Тем более, что большинство из них расположено на крайнем севере, где неустойчива живучесть экосистем и мала репродуктивность территорий. Действующие газопроводные магистрали и станции перекачки недостаточно безопасны. Из-за активной коррозии металла высок риск аварий с большими потерями газа и сопутствующими взрывами. Это повышает опасность существования людей в близлежащих поселениях.

Промышленность машиностроения является крупнейшим комплексом производств. Он включает такие отрасли, как тяжелое, среднее, энергетическое и транспортное машиностроение, электротехническую, станкоинструментальную промышленность и приборостроение. Более половины выбросов машиностроительного комплекса в атмосферу улавливается очистными устройствами. Однако валовой сброс остается значительным. В составе загрязняющих воздух составляющих присутствуют пыль, оксиды углерода, диоксид серы и такие особо вредные вещества, как ксилол, толуол, ацетон, бутилаценат, этилаценат, аммиак, серная кислота, марганец, хром, свинец и др. На долю отрасли приходится 7% объема воды, используемой промышленностью страны. В машиностроении применяют системы оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, что дает 80%-ную экономию свежей воды, необходимой для технологических процессов. Сток загрязненных вод составляет 10% общего объема, потребляемого всей промышленностью России. При этом в водоемы сбрасывается недостаточно очищенная вода. Объем стоков, прошедших глубокую очистку, составляет всего 20%, что связано с использованием устаревших очистных сооружений, а также их отсутствием на некоторых предприятиях.

Производство целлюлозы и бумаги является одним из самых водоемких отраслей промышленности. Ежегодный расход воды в этой отрасли составляет примерно 5% от общего потребления всей промышленностью России. На долю комплекса приходится свыше 6% всех промышленных стоков. Они очищаются не полностью и загрязнены органическими веществами, оксидами ванадия и ртути. Основная причина такого загрязнения — применение устаревшего оборудования и очистных сооружений, которые не полностью очищают стоки, попадающие в открытые водоемы. Кроме того, на этих сооружениях образуется много осадков, которые поступают в накопители. При их нерегулярной очистке осадки попадают в подземные горизонты и растворяются грунтовыми водами.

Микробиологическая промышленность, загрязняя атмосферный воздух, наносит незначительный ущерб. Примерно 0,3% всех стационарных выбросов промышленности страны составляют выбросы рассматриваемых предприятий. В отходах предприятий, выпускающих микробиологические белки, содержатся диоксид серы, оксиды углерода и ванадия, метиловый спирт, уксусная и серная кислота, аммиак, ацетон, формальдегид и толуол. Микробиологические предприятия потребляют 0,4% объема всех промышленных вод России. Сток же составляет 1% от объема сточных вод. Характерными загрязнителями являются такие вредные для организма человека вещества, как сульфаты, хлориды, фосфор, соединения азота, метанол, фурфурол и др.

Промышленность строительных материалов имеет в своем составе предприятия различного производственного профиля, и они загрязняют атмосферу по-разному. Основное воздействие на воздух оказывают заводы, выпускающие цемент, асбест, гипс и другие пылевидные материалы. Вокруг этих заводов образуются зоны радиусом до 2 км с повышенным содержанием летучих частиц.

Предприятия пищевой промышленности ежегодно выбрасывают 400 тыс. т отходов и только 44% из них проходят очистку. В воздух выбрасываются сильно пахнущие вещества и пыль таких сыпучих продуктов, как мука, соль, чай, крахмал и др. В производственных циклах многих предприятий используют большое количество воды. Ежегодно отрасль потребляет около 60 млн. м3 этой ценной природной составляющей геосферы. В гидросферу выбрасывают 46 млн. м3 жидких отходов, в основном содержащих органические вещества. В сточных водах присутствуют и нитриты, фосфаты, щелочи, кислоты. Возможно появление болезнетворных микроорганизмов. Все это свидетельствует о низкой эффективности очистных сооружений, применяемых в пищевой промышленности.

Легкая промышленность, как любая другая, негативно воздействует на гидросферу, но незначительно. Удельный вес выбросов в атмосферу составляет примерно 1% от общих промышленных. Однако жидкие отходы очищаются плохо и 87% сточных вод попадают в водоемы загрязненными, и это главная проблема легкой промышленности. Основными источниками загрязнения являются текстильные и кожевенные предприятия. Они сбрасывают в природные водотоки практически все металлы таблицы Менделеева и их соединения.

Оценить общие химические выбросы городов России в атмосферу можно по данным, приведенным в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Общие химические выбросы

Источники загрязнения	Общий объем выбросов
	тыс. т	%
Автотранспорт	10955	42,0
Электроэнергетические предприятия	4748	18,2
Черная и цветная металлургия	6133	23,5 I
Нефтеперерабатывающая, нефтехимическая, угольная и газовая промышленность	3153	12,1
Предприятия машиностроения	144	0,5
Целлюлозно-бумажная промышленность	528	2,0
Промышленность остальных отраслей	453	1.7

 

 Наибольшее количество  вредных веществ попадает в  нее от автотранспорта. Его доля  составляет 42% от общего количества выбросов. Другим крупным источником выбросов являются металлургическая промышленность и электроэнергетические предприятия. Доля остальных чуть превышает 4% [1].

Схема загрязнения окружающей среды химическими выбросами на урбанизированных территориях представлена на рисунке 1.3 [6].

Рисунок 1.2 – Общая схема загрязнения окружающей среды химическими выбросами на урбанизированных территориях

 

1.3 Физические факторы

К физическим факторам, воздействующим на население городов и состояние их здоровья, относят звуковые, электромагнитные и ионизирующие загрязнения окружающей среды.

Звук как физическое явление представляет собой центростремительное движение упругой среды. Как физиологический процесс он является ощущением человека, возникающим при воздействии звуковых волн на органы слуха и организм в целом. Причиной шума в городах могут служить предприятия машиностроения, легкой и строительной промышленности. Однако в городах основным источником шума является транспорт. Его доля составляет порядка 70—80% от общего фонового шума, передающегося через атмосферу.

Вибрация — это следствие работы неисправного или недостаточно качественного оборудования, например двигателя с неотцентрированными вращающимися узлами. Их вибрация передается опорным конструкциям и если они еще и резонируют, то усиливают колебания, превращая такой двигатель в мощный источник. Причины вибрации могут располагаться не только внутри зданий. Внешним источником является мощное оборудование промышленных предприятий, расположенных вблизи застройки. Источником вибрации служит транспорт, особенно рельсовый внеуличный. Поезда метрополитена и железнодорожные составы оказывают вибрационные воздействия в радиусе 50—70 м от путей.

Электромагнитное излучение как термин используется применительно к действию электрических и радиоволн, тепловых, инфракрасных и космических лучей. На территориях урбанизированных территорий электромагнитные поля возникают около электроэнергетических предприятий, промышленных генераторов, надземных и подземных линий электропередач. На электромагнитный фон целых районов городов влияют электронные комплексы массовой, оборонной и другой информации. Существуют и внутренние источники таких полей. Это телевизоры, компьютеры и другие бытовые приборы, которые обладают локальным воздействием и на территорию не распространяются.

Радиационное облучение характеризуется увеличением естественного радиоактивного фона в результате использования человеком радиоактивных веществ. На природную среду особое влияние оказывают предприятия атомной энергетики. Источником потенциального экологического риска является весь процесс ядерно-топливного цикла. Опасность представляет добыча делящегося материала, его технологическое использование и переработка облученных отходов. Опасны захоронения отходов производства и кладбища военной техники, отработавших свой ресурс: атомные корабли, ядерные боеголовки ракет и т.д. Часть радиационных веществ, имеющая период полураспада от нескольких часов до одних суток, сбрасывается в водоемы. В воде активные изотопы из-за быстрого распада не прослеживаются в количествах, превышающих ПДК [1].

1.4 Биологические факторы

Биологические факторы — это болезнетворные микроорганизмы, содержащиеся в атмосфере, гидросфере и поверхностном слое литосферы.

Загрязняющие воздух урбанизированных территорий пыль и аэрозоли являются активным переносчиком различных капельных инфекций и болезнетворных микробов. Пыль многих производств вызывает хронические нарушения в дыхательных путях, поэтому организм человека ослабевает и становится более подверженным таким болезням, как например туберкулез.

Загрязнение воды бактериями, особенно предназначенной для питья также опасно. Оно приводит к дополнительным затратам на биологическую подготовку. Водная среда является благоприятной для размножения большинства микроорганизмов, поэтому нельзя не только пить воду из городских водоемов, но часто не рекомендуется в них купаться или использовать воду даже для хозяйственных целей.

Загрязнение почв болезнетворными микроорганизмами несет в себе большой экологический риск. Риск повышается на территориях, где нет канализации, не организован вывоз жидких отходов из отхожих мест на жилых территориях и отсутствует очистка их слива с территорий животноводческих комплексов. Большой риск несут в себе места свалок и полигонов органических отходов [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Воздействие окружающей среды на объекты урбанизированных  территорий

В условиях научно-технического прогресса урбанизированные территории оказывают все большее влияние на такие биотические компоненты геосферы, как растительный и животный мир. Крупные населенные пункты приобретают все большую роль в формировании и воспроизводстве человеческой популяции. Исходя из этого, основой экологического подхода к градостроительству являются два фундаментальных и взаимосвязанных положения.

Первое касается двух составляющих биосферы: флоры и фауны. Второе – это здоровье и социальное благосостояние людей, стабильность социальных условий их жизнедеятельности. Они представляют собой функцию организации городских структур, промышленности и жилищно-коммунального хозяйства, систем транспорта и инженерного обеспечения ресурсами и утилизации отходов. Важно взаимосогласование одновременного влияния на природную среду и условия жизни человека [1].

 

2.1 Воздействие на состояние и здоровье человека

Городское население испытывает двоякое влияние урбанизации. С одной стороны, развитие городских структур обеспечивает рабочие места. За счет обеспечения благоустроенным жилищем, развития служб быта и отдыха, создания многофункциональных инженерных и транспортных систем неуклонно повышается комфортность жизни. С другой стороны, урбанизация влечет за собой интенсивное давление на природу, нарушает природное равновесие.

Естественный баланс нарушается и в человеческой популяции. Урбанизация стимулирует приток сельского населения, вынужденного в городе менять традиционный уклад жизни. К тому же ведет градостроительное освоение слаборазвитых, ранее экстенсивно использовавшихся регионов. У коренного населения нарушается привычный стереотип жизнедеятельности. Люди поневоле включаются в новую социальную среду. Сложность адаптации к жизни на территориях с большой плотностью населения — еще одна проблема градостроительства. Переуплотнение влечет за собой экологические последствия психологического характера. Они наблюдаются даже у коренных горожан.

Урбанизация является причиной роста заболеваемости. Жители городов в 1,5—2 раза чаще, чем селяне, страдают болезнями нервной системы, органов кровообращения и дыхательных путей. При этом выходцы из села больше подвержены этим болезням, чем коренные горожане.

Ультрафиолетовая солнечная радиация в городах в среднем на 20% ниже, чем на окружающей территории, что отрицательно сказывается на самочувствии людей. Появляются усталость и раздражительность, ухудшается обмен веществ и др. Жара и застойные явления на урбанизированных территориях могут стать причиной тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний, приступов и даже смерти. В особо тяжелых случаях, при температуре воздуха более 40°С, смертность возрастает в два-три раза.