Проектное задание

1. Опишите основные источники загрязнения воды Вашего города.

2. На основе данных литературы оцените степень загрязнения воды городов Ростовской области. Сравните их между собой по степени загрязнения.

3. Используя данные Государственных докладов по охране окружающей среды, сравните состояние воды с другими регионами России.

4. Подумайте, какие способы защиты водоёмов могут быть использованы от загрязнения.

Контрольные вопросы

1. Каким образом города влияют на загрязнение и истощение водных ресурсов?

2. Какие основные источники загрязнения водоёмов в городах?

3. Благодаря каким процессам очищаются водоёмы?

4. Охарактеризуйте методы очистки вод для питья.

Литература к модулю 4

Основная

1. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М.: Высшая школа, 1982. С 178-214

2. Гутенёв И.А., Денисов В.В., Денисова А.В. Промышленная экология: учебное пособие – М.: ИКЦ «Март», Ростов н/Д, 2007, с.242-259, 320-357.

3. Зайцев В.А. Промышленная экология: Учебное пособие.- М.: Дели, 1999, с. 6-20, 67-100.

Дополнительная

1. Использование и охрана природных ресурсов /Под ред. И.П. Герасимова. М.: Прогресс. 1989. 358 с

2. Львович М.И. Мировые водные ресурсы и их будущее. М.: Мысль. 1974.

МОДУЛЬ 5. ПРОБЛЕМЫ ТВЁРДЫХ ОТХОДОВ ГОРОДОВ

Комплексная цель – выявить источники загрязнения городов твёрдыми отходами и их влияние на биоту и возможные пути решения этой проблемы.

Твёрдые отходы, образующиеся в городах, состоят из отходов промышленности, строительства и жилищно-коммунального хозяйства. Каждый из этих видов отходов имеет свою специфику в способах их удаления, складирования и переработки. Остановимся на проблемах строительных и коммунально-бытовых отходов, актуальных для каждого города.

Твёрдые отходы, образующиеся при строительстве, в настоящее время весьма значительны и разнообразны по своему составу. Строительный мусор включает в себя множество различных компонентов, как правило, очень

стойких и практически не подверженных естественному разложению. Его отрицательное воздействие на окружающую среду, прежде всего на почву, весьма значительно. Так, мусор, оставленный на строительной площадке, хотя и засыпанный слоем почвы, резко снижает её водопроницаемость. В таких местах часто образуются застойные лужи, зелёные насаждения плохо растут, особенно в первые годы их высадки. Вследствие этого мероприятия по благоустройству нового жилого строительства требует тем больше затрат, чем больше строительного мусора захоронено на них.

Особое место занимает проблема сбора и переработки твёрдых бытовых отходов городов. В настоящее время норматив твёрдых бытовых отходов составляет в нашей стране 0,47 м³ в год на одного гражданина. Однако реальные объёмы отходов в различных городах неодинаковы. Они возрастают с увеличением размера города, в центральных районах крупных городов их больше, чем в периферийных. В небольших городах значительная часть отходов утилизируется самими жителями. Так, пищевые отходы могут скармливаться домашнему скоту, а горючие материалы почти полностью используются при печном отоплении.

В крупных городах объёмы твёрдых отходов резко возрастают, достигая 1 т в год на одного жителя. Причём объём твёрдых отходов на душу населения в крупных городах ежегодно увеличивается на 4-5%.Эта проблема становится особенно острой в центрах крупных городов, в которых объёмы отходов в 1,5-2 раза выше, чем в периферийных районах. Это объясняется тем, что дневное население центральных районов часто превышает его постоянное население. На территории этих районов расположено большое количество предприятий торговли и общественного питания. В них концентрируется наибольшее число приезжих из других городов, а в периферийных районах днем население резко сокращается. Что способствует снижению в них объёмов производимого мусора.

Решение проблем удаления и переработки бытовых отходов возможно

по двум направлениям. Первое связано с совершенствованием системы складирования, транспортировки мусора из города и его дальнейшей переработкой. Немалый положительный опыт в этом направлении накоплен в Санкт Петербурге. Прежде всего, он связан с опытом работы завода по комплексной переработке отходов управления «Спецтранс», который перерабатывает значительную часть бытового мусора города и при этом производит 250 тыс. удобрений, используемых парниковом хозяйстве, а также 2 тыс. т чёрных и 120 т цветных металлов. Большой опыт работы этого завода показал, что он имеет немалый экономический эффект. Помимо этого нужно усовершенствовать систему складирования мусора в жилых кварталах, а также его транспортировку к местам переработки.

Второе направление решения проблемы заключается в разработке и проведении комплекса мероприятий по снижению объёмов бытового мусора и проведении комплекса мероприятий по снижению объёмов бытового мусора, характер которых определяется не столько его объёмами, сколько его структурой. Причём программа, направленная на снижение объёмов твёрдых отходов, сама по себе имеет многофункциональный характер. Так, допустим, в крупном городе при общем объёме отходов, составляющем примерно 1 т на человека в год, около 40% их составляют пищевые отходы и около 30% макулатура. Из пищевых отходов около 70%, то есть примерно 30% всего объёма, занимают отходы овощей и фруктов. Столь большое их количество объясняется тем, что большой процент овощей и фруктов, реализуемых в торговой сети, часто бывают некондиционным. Отсутствие на овощных базарах города должных условий хранения и переработки овощей приводит к целой цепи неблагоприятных экологических последствий. Предположим, например, что из-за некондиционных овощей и фруктов образуется 10% всех бытовых отходов, что составит примерно 100 кг в год на одного человека в год. В целом это составит 500 тыс. т. Из этого количества на корм скоту может использоваться лишь незначительная часть (около 100 тыс. т).

Расстояние для подвозки овощей в магазины города составляют в среднем 30 км, а с учётом обратных порожних рейсов – 60 км. В свою очередь, вывоз мусора на загородные свалки и мусороперерабатывающий завод соответственно 40 и 80 км с одной перегрузкой на большегрузные машины. Таким образом, на транспортировку 1 т некондиционных овощей и фруктов затрачивается в среднем 140 т/км, что в среднем за год для всего города составит 56 млн. т/км внутригородских автомобильных перевозок. Тем самым прекращение поставки в городскую торговую сеть некондиционных овощей одновременно может уменьшить количество бытовых отходов на 400 тыс. т. (вывоз и переработка которых обходится в 16 млн. руб., по 40 руб. за 1 т). На те же 400 тыс. т можно увеличить количество кормов для скота в пригородных животноводческих комплексах, сэкономить ресурсы, необходимые для перевозки грузов, на 156 млн. т/км и при этом уменьшить загрязнение воздуха выбросами автомобильного транспорта. Не менее разветвлённая цепь взаимосвязанных экологических и экономических эффектов образуется и при анализе проблем утилизации бумажных отходов. Таким образом, применение многофункционального подхода, к формированию программ по борьбе с твёрдыми бытовыми отходами может дать наибольший экологический и экономический эффект (Вишаренко и др., 1990).

Следовательно, решение проблемы твёрдых бытовых отходов посредством снижения их количества должно сосредоточиваться на разработке и внедрении новейших овощехранилищ с автоматизированными линиями сортировки и предварительной обработки овощей, распространении торговли продуктами в мелкой фасовке, разработке и внедрении технологических ли- ний по переработке разнородного макулатурного сырья.

Проектное задание

1. На основании экологических вестников дайте характеристику твердых отходов на территории Вашего города. Сравните эти показателями с другими городами.

2. Проанализируйте, как организовано удаление отходов в Вашем городе.

3. Продумайте, какие методы очистки твёрдых отходов могут быть эффективными.

4. По данным литературы выясните международный опыт по утилизации отходов.

Контрольные вопросы.

1. По каким критериям классифицируются отходы?

2. Какие основные источники загрязнения города твёрдыми отходами?

3. Как необходимо утилизировать бытовые твёрдые отходы?

4. Как утилизируются промышленные отходы?

Литература к модулю 5

Основная

1. Белов С.В. Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды. М.: Высш. шк., 1991, с. 56-900.

2. Никитин Д. П. Окружающая среда и человек. М.: Высш.шк.,1986,с.115-130.

3. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. М.: Высш. шк.,1987, с. 93-96.

Дополнительная

1. Мелешкин М.Т, Степанов В.Н. Промышленные отходы и окружающая среда. Киев: Наукова думка.1980, с 10-28.

2. Олдак П.Г. Современное производство и окружающая среда. Новосибирск: Наука. 1979.

3. Паршенков С.А. Аналитический обзор. Проблемы биосферы. Инфор. бюлл. №12 М. 1989. С 5-52

МОДУЛЬ 6. МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ГОРОДОВ

Комплексная цель – сформировать представление о микроклимате города и показать, как климатические факторы влияют на изменение физико-химического состояния городов и здоровье населения.

Влияние географических особенностей местности существенно различается по сезонам года, времени суток, территории города.

Для сезонного распределения климатических характеристик городской агломерации характерна четко выраженная неравномерность. Холодный период характеризуется значительно более частой облачностью, туманами, большой мощностью и интенсивностью приземных и приподнятых инверсий.

В теплый сезон чаще повторяются грозы, осадки, а из отрицательных факторов - несколько более частые штили и значительно большая повторяемость приземных инверсий. Но, в целом, в летнее время условия для рассеивания примесей несколько лучше, чем в зимнее время, что является положительным фактором, так как именно в летнее время возрастает интенсивность движения автотранспортных средств.

В суточном ходе наиболее неблагоприятные условия наблюдаются ночью, а также утром и вечером (Ратанова,1990).

Хозяйственная деятельность, планировка жилых кварталов, ограниченное количество жилых насаждений приводят к тому, что в городах, особенно,

крупных, складывается свой микроклимат, который в целом ухудшает его экологические характеристики.

В безветренные дни над крупными городами на высоте 100 – 150 м может образовываться слой температурной инверсии, который задерживает загрязнённые массы воздуха над территорией города. Это наряду со значительными тепловыми выбросами и интенсивным нагревом каменных, кирпичных и железобетонных сооружений приводит к нагреву центральных районов города. В безветренные зимние дни перепад температур между центром и окраинами Санкт Петербурга может достигать 10⁰ С.

Значительная загазованность воздушного бассейна, в свою очередь, приводит к уменьшению инсоляции и сокращению поступления к поверхности земли ультрафиолетового излучения. Это отрицательно влияет на здоровье горожан, поскольку при пониженной инсоляции замедляется выведение из организма ряда токсических веществ, в частности, тяжёлых металлов и 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.

Особо следует отметить о неблагоприятных ветровых режимах, возникающих во многих районах новостроек со свободной застройкой. Хорошо известно, что перепады атмосферного давления, в особенности его снижение, весьма неблагоприятно сказываются на самочувствии людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Вместе с тем во многих районах новостроек из-за нерациональной планировки кварталов в отдельных их точках могут наблюдаться местные падения атмосферного давления. Так, в небольших промежутках между двумя крупными домами при определённых направлениях ветра скорость ветровых потоков может значительно возрастать. Согласно законам аэродинамики в этих точках происходит местное падение атмосферного давления (до десятков миллибар), которое с внутренней стороны квартала приобретает пульсирующий характер (частота около 5-6 Гц).

Зона подобного пульсирующего давления распространяется на 15-20 м в стороны от промежутка между домами. Сходное, хотя и менее чётко выраженное положение наблюдается и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Излишне говорить, что в этих зонах людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, может отрицательно влиять на их здоровье.

Решение данной проблемы постоянно требует проведения в районах новостроек комплекса мер по нормализации ветрового режима в отдельных микрорайонах за счёт более рациональной планировки кварталов, строительства ветрозащитных сооружений и высадки зелёных насаждений.

Проектное задание

1. Составьте карту микроклимата в Вашей квартире.

2. Проанализируйте микроклиматические условия на промышленных предприятиях и представьте мероприятия по улучшению условий.

Контрольные вопросы

1. Какие показатели определяют микроклимат?

2. Какова роль теплового загрязнения городской среды в формировании микроклимата?

3. Какие факторы ещё оказывают влияние на формирования микроклимата урбанизированных территорий?

4. Обоснуйте роль зелёных насаждений в формировании микроклимата города

Литература к модулю 6

Основная

1. Белов С.В. Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды. М.: Высш. шк., 1991, с. 56-90.

2. Никитин Д. П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. М.: Высш.шк.,1986,с.234-242.

3. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. М.: Высш. шк.,1987, с. 83-86.

4. Лансберг Е.Г. Климат города. Л.: Гидрометеоиздат, 1983

Дополнительная

1. Урбоэкология /Науч. совет по пробл. биосферы. – М.: Наука, 1990. С.240.

2. Казначеев В.П., Прохоров Б.Б., Вишаренко В.С. Экология человека и экология города: комплексный подход // Экология города в больших городах. – Л., 1988, с. 22-30.

3. Климат г. Ростова-на-Дону, Л.: Гидрометеоиздат, 1987

МОДУЛЬ 7. ЗЕЛЁНЫЕ НАСАЖДЕНИЯ ГОРОДОВ

Комплексная цель – раскрыть особенности формирования флоры городов, её роль в очистке атмосферы. Показать важность растений в жизни города.

Наличие в городах зелёных насаждений является одним из наиболее благоприятных факторов. Зелёные насаждения активно очищают атмосферу, кондиционируют воздух, снижают уровень шумов, препятствуют возникновению неблагоприятных ветровых режимов, кроме того, зелень в городах благотворно действует на эмоциональное состояние человека. При этом зелёные насаждения должны быть максимально приближены к месту жительства человека, только тогда они могут оказывать максимально положительный экологический эффект.

Зеленые насаждения являются одним из наиболее важных и эффективных видов благоустройства города. Значение зеленых насаждений для жизни человека, особенно в городе, очень велико.

Градостроительное значение зеленых насаждений весьма разнообразно. Зеленые насаждения являются мощным регулятором температурного режима города, благоприятно влияют на состав и чистоту воздуха. Кроме того, они могут быть использованы в борьбе с городским шумом; создают ландшафтную привлекательность города в целом и отдельных его частей; благоприятно влияют на самочувствие человека, оказывая на него большое гигиеническое и психологическое воздействие. Растительность, обладая большим разнообразием форм, цвета и фактуры, обогащает архитектурные ансамбли, и играют ведущую роль в архитектуре парков и садов.

При проектировании озеленения города следует стремиться к созданию крупных зеленых массивов в сочетании с естественными или искусственными водоемами и спортивными сооружениями. Система таких зеленых комплексов должна дополняться системой сравнительно небольших озелененных территорий: садов, бульваров, скверов, озелененных пешеходных путей-аллей.

Городские зеленые насаждения в зависимости от своего назначения и

местоположения в городе разделяются на следующие три категории:

1. Насаждения общего пользования: центральные и районные парки культуры и отдыха, предназначенные для отдыха населения и организации массовых культурно-просветительных, политических мероприятий, для физкультуры и развлечений; спортивный парк с размещением в нем сооружений и площадок для тренировок и соревнований по различным видам спорта;

ботанический парк или сад, предназначенный для культурно-просветительной и научно-исследовательской работы в области ботаники и растениеводства; зоологический парк или сад, предназначенный для культурно-просветительской и научно-исследовательской работы в области зоологии с размещёнными в нём специальными сооружениями и помещениями для содержания и демонстрации животных; городской парк для прогулок и тихого отдыха; детский парк, предназначенный для отдыха, развлечений, физкультуры, культурно-просветительной работы с детьми школьного возраста; городской сад для отдыха населения, игр и развлечений и др.

2. Насаждения ограниченного пользования: насаждение при школах, колледжах, высших учебных заведениях – озеленённые участки для физкультурных занятий и отдыха; насаждения на детских садах и яслях – озеленённый участок с затенёнными и открытыми площадками для игр, физкультуры и сна для детей; насаждения при больницах и других лечебно-профилактических учреждениях – озелененный участок для специальных лечебных процедур, прогулок, отдыха; насаждения на территории промышленных предприятий; насаждения на территории жилых микрорайонов – внутримикрорайонные сады придомные скверы и др.

3. Насаждения специального назначения: санитарно-защитные зоны между промышленными и складскими предприятиями, устройствами внешнего транспорта и жилыми районами; водоохранные зоны водозаборных и очистных сооружений городского водопровода; противопожарные насаждения вокруг складов горючего и других опасных в пожарном отношении материалов; насаждения инженерно-мелиоративного назначения - посадки по берегам рек, озеленение оврагов с целью прекращения их роста, лесонасаждения в районах селевых потоков; насаждения вдоль автомобильных и железных дорог в целях защиты от снежных или песчаных заносов, а также для декоративного оформления дороги; насаждения на кладбищах; городские питомники и цветочные хозяйства.

Приведенная классификация дает представление о большом разнообразии городских зеленых насаждений и значительном их удельном весе в общем комплексе благоустройстве города.

В нашей стране зеленые насаждения нормируются в квадратных метрах озеленённых территорий, приходящих на одного жителя города. Величина этой нормы установлена в зависимости от численности городского населения

Однако в городах зелёные насаждения расположены крайне неравномерно. Так, по данным литературы в Санкт-Петербурге при общей обеспеченности зелёными насаждениями около 20 м² на одного жителя степень обеспеченности населения зелёными насаждениями колеблется в пределах от 31,5 м² на жителя в северо-западных районах до 5 м² - в центральных. Понятно, что в центральных районах городов практически невозможно отыскать более или менее значительные площади для расширения зелёных насаждений. Тем более следует максимально использовать имеющиеся возможности. Здесь наиболее перспективным является развитие вертикального озеленения, возможности которого весьма широки.

Зелёное строительство в районах новостроек также сопряжено с немалыми трудностями как технического, так и экономического характера. В техническом отношении зелёное строительство затрудняется захламлённостью территории новостроек и захораниванием в почве отходов строительства. Однако максимально возможное озеленение городских территорий относится к числу наиболее важных экологических мероприятий в городах.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) является полосой, отделяющей промышленное предприятие от селитебной территории. Селитебная зона, или жилая зона, - район населённого пункта, в пределах которого размещены жилые дома и в котором запрещено строительство промышленных, транспортных и иных предприятий, загрязняющих окружающую среду.

Санитарно-защитную зону нельзя рассматривать как резервную территорию предприятия и использовать для расширения промышленной площадки. На территории СЗЗ можно размещать объекты с производствами меньшего класса вредности, чем производство, для которого установлена СЗЗ, а также пожарное депо, гаражи, склады, административные здания, магазины, предприятия общественного питания, научно-исследовательские лаборатории, поликлиники, водопроводные и канализационные насосные станции, стоянки для общественного и индивидуального транспорта, линии электропередач, нефте-и газопроводы, объекты технического водоснабжения. На территории СЗЗ нельзя размещать: детские учреждения, школы, лечебно- профилактические и оздоровительные учреждения, стадионы и спортивные площадки, жилые здания.

В случае неблагоприятных метеорологических условий для рассеивания производственных выбросов в атмосфере, отсутствия или недостаточной эффективности очистных сооружений санитарно-защитная зона может быть увеличена, но не более чем в 3 раза по решению Санэпиднадзора.

Для максимального ослабления влияния на окружающее население производственных загрязнений территория санитарно-защитной зоны должна быть благоустроена и озеленена газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. Со стороны жилого массива ширина полосы древесно-кустарниковых насаждений должна быть не менее 50 м, а при ширине зоны 100м – не менее 20 м. При прохождении промышленных выбросов через озелененную зону разрыва концентрация содержащихся в них пыли и газов должна уменьшаться вдвое.

Недостаточно продуманная система посадки зеленых насаждений может привести и к отрицательному эффекту. Создание сплошного лесного массива в санитарно-защитной зоне при низких источниках выброса вредных веществ с одной стороны, максимально уменьшает опасность неблагоприятного воздействия предприятия на население, а с другой – в определенных случаях может способствовать возникновению застоя и росту концентраций вредных веществ на самой промышленной площадке в связи с ухудшением естественного проветривания территории.

Как известно, промышленные предприятия составляют существенную и неотъемлемую часть современного города. На одного жителя в городах с развитой индустрией приходится по нескольку десятков квадратных метров территории промышленных предприятий (например, в Волгограде – 32 м², в Челябинске – 46 м²). В некоторых городах до 60% земель занято промышленными пред-приятиями и окружающими ими зонами. В эту площадь входит и территория «промышленного озеленения».

Назначение зелёных насаждений в индустриальных районах города не-

сколько иное, чем в других. Это, прежде всего, формирование санитарной зо-

ны вокруг промышленных предприятий, которая должна защищать близлежащие жилые (селитебные) территории от вредных газообразных выбросов, пыли и шума. Такая зона в два-три раза снижает концентрацию диоксида серы, сероводорода и оксидов азота (Горышина,1991). Немаловажна и защита персонала самого промышленного предприятия. Растительности, таким образом, отводится роль своего рода технологического узла в промышленном производстве – роль фильтра и детоксиканта, в значительной мере обезвреживающего отходы и другие нежелательные последствия производства.

Промышленное озеленение необходимо в связи с тем, что растительность «доочищает» окружающую среду. Эта роль растений основана на их огромной поглотительной способности. Известно, например, что один гектар молодых древесных насаждений, в возрасте 20-30 лет, может поглотить за вегетационный сезон около 20 т промышленной пыли и 500-700 кг сернистого газа. Некоторые древесные породы (тополь чёрный, ива козья, белая акация, лох и др.) в состоянии, кроме того, поглощать фенольные соединения, пиридины и т.п. Эти живые фильтры обладают способностью к периодической самоочистке: накапливая токсиканты в листьях, листопадные деревья и кустарники осенью стряхивают их вместе с опадающей листвой и со следующей весны вновь готовы «приступить к работе».

Неплохими поглотителями являются и газонные травы. Недаром среди

разнообразных типов газонов существует такая разновидность, как «промыш-

ленные газоны», специально предназначенные для очистки воздуха на пром-

площадках. На этих газонах используют травы, способные поглощать и накап-

ливать диоксид серы и другие газообразные токсиканты. Например, обычные

газонные виды – овсяница красная, мятлик луговой, полевица побегоносная

и др. – на территории коксохимических предприятий накапливают в листьях

и стеблях диоксид серы в концентрации, в два-три раза большей по сравнению

с окружающим фоном. Этому способствует значительная листовая поверх-

ность: даже в жёстких условиях химического производства на 1 м² территории

приходится 2,5-5 м² общей площади листьев. Однако для самих трав это не про-

ходит даром, и на таких газонах требуется часто менять травяной покров.