Курс+лекций+по+уст.+развитию+Миркин

Для передвижения автомобилей необходимы асфальтовые трассы, значительную площадь занимают гаражи и места парко вок. Наибольший вред наносят личные автомобили, так как за грязнение среды при поездке на автобусе в пересчете на одного пассажира примерно в 4 раза меньше. Автомобили (и другой транспорт, особенно трамваи) являются источником шумового загрязнения.

Мировой уровень автомобилизации. В мире насчитывается около 600 млн автомобилей (в Китае и Индии — 600 млн велосипе дов). Лидером по автомобилизации являются США, где на 1000 че ловек приходится 590 автомобилей. В разных городах США на по ездки одного жителя по городу расходуется от 50 до 85 галлонов бензина в год, что обходится в 600–1000 долл. (Браун, 2003). В дру гих развитых странах этот показатель ниже (в Швеции — 420, в Японии — 285, в Израиле — 145). В то же время есть страны с низ ким уровнем автомобилизации: в Южной Корее на 1000 человек населения приходится 27 автомобилей, в Африке — 9, в Китае и Индии — 2.

Сокращение количества личных автомобилей может быть дос тигнуто при повышении цен на автомобили, оборудованные элек тронными средствами контроля влияния на окружающую среду, и при экологически ориентированной налоговой системе. Так, в США введен сверхвысокий «зеленый» налог на моторное масло. В ряде стран Европы постоянно увеличивается плата за парковку автомобилей.

В России за последние 5 лет парк автомобилей увеличился на 29%, и их среднее количество на 1000 россиян достигло 80

169

(в крупных городах — свыше 200). Если сложившиеся тенденции автомобилизации городов сохранятся, это может привести к рез кому ухудшению состояния окружающей среды.

Специальной задачей, особенно актуальной для России, явля ется уменьшение числа устаревших автомобилей, которые про должают использоваться и загрязняют среду больше, чем новые, а также утилизация автомобилей, поступающих на свалки.

Пути экологизации городского транспорта. Снижение отри цательного влияния автомобиля на окружающую среду — важ ная задача городской экологии. Самый радикальный способ ре шения вопроса — сокращение количества автомобилей и замена их велосипедами, однако, как отмечалось, оно продолжает увели чиваться во всем мире. И потому пока наиболее реальной мерой уменьшение вреда от автомобиля является снижение затрат горю чего путем совершенствования двигателей внутреннего сгорания. Ведутся работы по созданию двигателей автомобиля из керамики, что позволит повысить температуру сжигания горючего и умень шить количество выхлопных газов. В Японии и ФРГ уже исполь зуются автомобили, оборудованные специальными электронны ми устройствами, обеспечивающими более полное сжигание топлива. В конечном итоге все это позволит снизить расход горю чего на 100 км пути примерно в 2 раза. (В Японии компания «Тойота» готовит к выпуску модель автомобиля с расходом горю чего 3 л на 100 км пути.)

Экологизируется горючее: используются бензин без свинцо вых добавок и специальные добавки катализаторы к жидкому топливу, что увеличивает полноту его сгорания. Загрязнение ат мосферы автомобилем уменьшается также при замене бензина на сжиженный газ. Разрабатывают и новые виды топлива.

Недостатков автомобилей с двигателями внутреннего сгорания нет у электромобилей, разработка которых ведется во многих стра нах. Начат выпуск таких автофургонов и легковых автомобилей. Для обслуживания городского хозяйства создаются минитракто ры на электротяге. Однако в ближайшие годы электромобили вряд ли будут играть заметную роль в мировом автомобильном парке, так как они требуют частых подзарядок аккумуляторов. Кроме того, недостатком электромобиля является неизбежное загрязне ние среды свинцом и цинком, которое происходит при производст ве и переработке аккумуляторов.

Разрабатываются различные варианты автомобилей на водо родном топливе, в результате сжигания которого образуется вода, и таким образом вообще не происходит загрязнения окружающей

170

среды. Поскольку водород — взрывоопасный газ, для его исполь зования в качестве топлива предстоит решить ряд сложных тех нологических проблем безопасности.

Врамках развития физических вариантов гелиоэнергетики идет разработка моделей солнцемобилей. Пока эти транспортные средства проходят стадии экспериментальных образцов, тем не менее, в Японии регулярно проводятся их ралли, в которых учас твуют и российские создатели нового транспорта. Стоимость мо делей чемпионов пока в 5–10 раз выше, чем стоимость самого пре стижного автомобиля. Недостатком солнцемобилей являются большие размеры солнечных элементов, а также зависимость от погоды (солнцемобиль снабжается аккумулятором на случаи, когда солнце скрыто за облаками).

Вбольших городах строятся объездные дороги для междуго родных автобусов и грузового транспорта, а также подземные и надземные транспортные магистрали, поскольку особенно много выхлопных газов выделяется в атмосферу при возникновении «пробок» на перекрестках улиц. В ряде городов движение автомо билей организуется по типу «зеленой волны».

Муниципальный опыт управления пробегом личных автомо? билей. Большое количество автомобилей во многих городах мира не только ведет к загрязнению атмосферы, но и становится причи ной нарушения движения и образования «пробок», что сопровож дается перерасходом бензина и потерей времени водителей. Осо бенно впечатляют данные по городам США, где уровень автомобилизации населения очень высок. В 1999 г. общие потери от дорожных заторов в США составили 300 долл. в год на одного американца, а всего — 78 млрд долл. В некоторых городах эти по казатели особенно высоки: в Лос Анджелесе, Атланте и Хьюстоне каждый владелец автомобиля теряет в «пробках» более 50 ч в год

ирасходует дополнительно 75–85 галлонов бензина, что обходит ся ему в 850–1000 долл. (Браун, 2003).

Муниципальные власти делают все возможное, чтобы снизить эти потери. Так, в США в ряде штатов поощряются совместные поездки соседей в одном автомобиле на работу. В Милане для уменьшения пробега личных автомобилей практикуется исполь зование их через день: по четным дням разрешается выезд авто мобилей с четными номерами, а по нечетным дням — с нечет ными. В Европе с конца 1980 х годов растет популярность «автомобильных парков совместного пользования». Европейская сеть таких парков сегодня включает 100 тыс. членов в 230 городах Германии, Австрии, Швейцарии и Нидерландов. Каждый кол

171

лективный автомобиль заменяет 5 личных, а в целом ежегодно общий автопробег снижается более чем на 500 тыс. км.

Роль общественного транспорта. Во многих городах удалось достичь уменьшения пробега личных автомобилей за счет совер шенной организации работы общественного транспорта (удель ный расход горючего при этом уменьшается примерно в 4 раза). Доля общественного транспорта максимальна в Боготе (75%), в Куритибе (72%), Каире (58%), Сингапуре (56%), Токио (49%).

Вбольшинстве городов США роль общественного транспорта не превышает 10%, однако в Нью Йорке этот показатель достигает 30% (Браун, 2003).

Самая совершенная организация работы общественного транспорта — в Куритибе (Бразилия). В этом городе с населением 3,5 млн человек по пяти радиальным маршрутам движутся трех секционные автобусы, по трем круговым — двухсекцонные, по более коротким маршрутам ходят односекционные автобусы. Движение происходит строго по расписанию, остановки оборудо ваны так, что пассажиры быстро входят и выходят из автобусов.

Врезультате несмотря на то что количество личных автомобилей у жителей не меньше, чем в других городах, они пользуются ими редко, предпочитая общественный транспорт. Кроме того, в горо де год от года увеличивается количество велосипедов, а протя женность велосипедных дорожек превысила 150 км. С 1974 г. на селение города увеличилось в 2 раза, а поток автомобилей на дорогах снизился на 30%.

Проблема утилизации старых автомобилей. Отслужившие автомобили являются одной из самых объемных и сложных для переработки фракций бытовых отходов (см. 7.5). В странах «золо того миллиарда» налажена их переработка. Если раньше за сдачу автомобиля в утиль приходилось платить значительную сумму денег, то теперь это делается бесплатно: стоимость утилизации старого автомобиля включена в цену нового. Таким образом, рас ходы по утилизации автомобильных «останков» несут производя щие фирмы и покупатели. В Европе ежегодно перерабатывается 7 млн автомобилей, причем все новые модели в качестве обяза тельного инженерного решения включают «легкую разбирае мость» на узлы – в этом лидирует фирма «Рено».

ВРоссии пока утилизация старых автомобилей организована плохо (Романов, 2003). Это одна из причин того, что в действую щем автопарке доля автомобилей старше 10 лет превышает 50%, а они, как известно, — основные загрязнители городской среды. «Останки» старых автомобилей разбросаны повсеместно и загряз

172

няют окружающую среду. Там, где переработка старых автомоби лей организована, она примитивна: либо прессуются старые ку зова в брикеты (в этом случае при переплавке среда загрязняется отходами горения пластика), либо как металлолом собираются самые тяжелые части автомобиля, а все прочее выбрасывается в озера и леса.

Переработка с фракционированием автомобиля не только более экологична, но и экономически выгодна. Только в резуль тате переработки аккумуляторов Россия может решить проблему обеспечения свинцом. В развитых странах на свалки попадает не более 10% покрышек, 40% их сжигается с получением энергии, столько же подвергается глубокой переработке и 10% перетира ется в крошку, которая используется как ценный компонент до рожных покрытий. Кроме того, на части шин восстанавливают протекторы. При глубокой переработке из каждой тонны покрышек получают 400 л нефти, 135 л газа и 140 кг стальной проволоки.

Впрочем, ситуация в России начинает меняться. Лидирует Московская область, где создан целый ряд производств, которые возглавляют Ногинский и Люберецкий заводы по переработке ме таллолома. В процесс переработки включились 500 фирм и «фирмочек».

Совершенно очевидно, что России нужна новая законодатель ная база, регламентирующая судьбу старых автомобилей.

7.3. Проблемы чистой воды и бытовых стоков

Город потребляет огромное количество чистой воды, которую «изрыгает» в загрязненном состоянии, т. е. превращает в бытовые стоки, загрязняющие те же водоемы, из которых идет водозабор (Прохоров, 2003).

Водопотребление в разных странах мира. Международная са нитарно гигиеническая норма воды на одного человека состав ляет около 235 л в сутки. Эта норма не превышается в большин стве европейских стран (потребляется 150–160 л воды на человека). В городах России на одного жителя в среднем прихо дится 400 л расходуемой воды в сутки (в Москве и Санкт Петер бурге — до 1000 л).

Превышение норм водопотребления во многих странах свя зано с потерями воды из за неисправности труб и сантехники. В странах третьего мира эти потери составляют до 60%. В Маниле утечка воды из водопроводных сетей и ее незаконное использова ние приводит к потерям в размере 58%, в то время как в Синга

173

пуре, где трубы находятся в лучшем состоянии, непродуктивный расход не превышает 8% (О’Меара, 2000).

Контроль водопотребления. С учетом прогноза дальнейшего роста городов проблема обеспечения водоснабжения все более осложняется. Однако для ее решения практика уже выработала ряд эффективных мер.

Вводится платное водопользование, причем с повышающейся ценой за воду. Несмотря на то что это давит на бедные слои населе ния, платное водопотребление способствует повышению качества воды, а следовательно, благотворно сказывается на здоровье горо жан. В квартирах устанавливаются счетчики, что стимулирует использование водосберегающих домашних технологий мытья посуды, стирки, использования воды для ванн и душей (и просто умывания), экономных смывных бачков для туалетов и т. д. На пример, в 1988 г. индонезийский город Богор решился на первый шаг для того, чтобы улучшить водоснабжение населения. В квар тирах были установлены счетчики и повышены тарифы. В ре зультате горожане стали более экономно использовать воду, ее расход снизился на треть, что позволило подключить к системе водоснабжения значительное количество семей, раньше не имев ших этой возможности.

Для экономии питьевой воды ее подают в дома по отдельному водопроводу. По другому водопроводу поступает техническая вода для бытовых нужд.

Используется дождевая вода, пригодная для санитарных нужд и полива. В Токио, большая часть территории которого по крыта асфальтом и бетоном, дожди вызывали сильный подъем уровня водоемов, в которые стекали дождевые потоки, и при этом происходило истощение запасов грунтовых вод. Город организо вал сбор дождевой воды, установив на крышах 579 городских зда ний резервуары, которые собирают эту бесплатную воду.

Количество доброкачественной воды увеличивается за счет за щиты водосборов от загрязнения. Так, Нью Йорк планирует заку пить на 300 млн долл. земли на севере штата, чтобы защитить во доразделы, обеспечивающие город питьевой водой. Это позволит достичь значительной экономии на строительстве новой фильтра ционной системы.

В тех случаях, когда отсутствует возможность повысить ка чество водопроводной питьевой воды, используют бутилирован ную воду, извлекаемую из земных глубин и горных ручьев. Кроме того, во всем мире получили распространение разнообразные сис темы местной очистки воды.

174

Очистка бытовых стоков. Решение этой сложной технологиче ской проблемы облегчается при разделении бытовых и промыш ленных стоков. В этом случае очистка бытовых стоков возможна на полях фильтрации (мелководья с водной растительностью) с после дующим их использованием для орошения плантаций, где возде лываются определенные культуры, например, многолетние травы. В Израиле, где разделяются промышленные и городские стоки, удается повторно вовлекать в бытовое использование до 70% воды.

ВРоссии бытовые стоки составляют половину объема сброса всех сточных вод. В Москве их объем превышает 2 млрд м3/год, в Санкт Петербурге — 1 млрд. Свыше 200 млн м3/год составляют бытовые стоки Нижнего Новгорода, Новосибирска, Самары, Челя бинска, Красноярска, Омска, Екатеринбурга.

7.4.Обеспечение энергией

Внастоящее время большинство городов снабжается энергией за счет крупных ТЭЦ, которые дают электричество и тепло. КПД этих ТЭЦ не превышает 30%, кроме того, тепло постоянно теряет ся при его передаче по трубам даже при самой тщательной тепло изоляции. Значительно повысить КПД использования энергоноси телей можно при децентрализации производства электроэнергии и замене этих ТЭЦ небольшими блок ТЭЦ (см. 4.5).

Много энергии можно сэкономить в быту, так как большую ее часть человек затрачивает на систему жизнеобеспечения. Так, лампы накаливания можно заменить более экономичными и дол говечными лампами «холодного свечения» (см. 4.5). Имеется принципиальная возможность сократить примерно в 2 раза рас ход электроэнергии при использовании новых бытовых приборов (холодильников, телевизоров и др.), кастрюль с полированной по верхностью, плотно прилегающей к нагревательным элементам электроплит, двух и трехъярусных кастрюль пирамид, которые наиболее полно используют тепло, и т. д.

Теплоизоляция стен даже в самых холодных районах позво лит резко сократить расходы энергии на обогрев жилищ. Вместо печей достаточно одного небольшого электронагревателя.

7.5.Переработка бытовых отходов

Количество и состав бытового мусора. Средний горожанин планеты производит 300–400 кг твердых бытовых отходов в год, а житель США — примерно в 2 раза больше. Коэффициент исполь зования обычных товаров, приобретаемых американцами, оста ется низким (табл. 46).

175

Таблица 46

Коэффициент использования и количество обычно выбрасываемых товаров в США, 1997 г. (по: Браун, 2003)

Наиболее объемные фракции мусора у американцев — это од норазовые салфетки, скатерти и посуда; одежда и обувь, газеты и канцелярская бумага, автомобильные шины.

Сходный состав бытового мусора в российских городах, хотя одноразовых предметов россияне используют значительно мень ше — именно поэтому в нашей стране бытового мусора «произво дится» примерно в 2 раза меньше, чем в США (табл. 47).

Таблица 47

Состав бытовых отходов г.Уфа, % к общей массе (по: Зайнуллин и др., 1997)

В прошлом мусор сохранялся на территории города и форми ровал так называемый культурный слой, который год от года по вышал поверхность города. В настоящее время мусор вывозится

176

на свалки (оборудованные свалки называются полигонами). Сов ременный полигон для бытового мусора — это сложное инженер ное сооружение, на котором проводят сортировку мусора и соби рают в специальные приемники инфильтрационные воды для многоступенчатой очистки, а образующийся газ используют в ка честве топлива.

Накопление бытового мусора является одним из опасных ва риантов загрязнения поверхности литосферы, хотя проблема пе реработки бытовых отходов, состав которых примерно сходный в большинстве стран, решается несколько проще, чем утилизация промышленных отходов (см. 6.2.2).

Мусоросжигательные заводы. В странах Западной Европы, а также в некоторых городах России (например в Москве), бытовой мусор утилизируют на мусороперерабатывающих или мусоро сжигательных заводах. Последние экологически небезопасны, так как газообразные выбросы таких заводов загрязняют атмос феру. Кроме того, в результате сжигания бытового мусора накап ливается большое количество золы. В настоящее время ведется интенсивный поиск новых технологий сжигания (повышение температуры в печи, сжигание в шлаковом расплаве, создание более эффективных фильтров и т. д.).

Преимущества сортировки мусора. Более перспективна сор тировка мусора (это делается в большинстве развитых стран): в отдельные контейнеры собираются бумага, пластики, органичес кие остатки, стекло, металлы, что облегчает переработку. Осо бенно заметных успехов в данной области достигли в Германии. Возле жилых домов стоят разноцветные контейнеры. В одни насе ление складывает пищевые отходы, в другие — макулатуру и кар тон; стекло в зависимости от цвета (зеленое, темное и бесцветное) собирают в три разных контейнера. Если у горожанина есть по требность избавиться от большого количества макулатуры, то он несет ее к отдельному большому контейнеру, который есть в каж дом районе. Раз в месяц бумажный хлам можно просто свалить в кучу на тротуаре, и его заберет специальный экомобиль. Автопо крышки за плату принимают авторемонтные мастерские, кото рые отправляют их на переработку.

К числу активно развивающихся направлений переработки бы товых отходов является утилизация алюминия, причем если пере работка фольги проводится сравнительно редко, то алюминиевые банки идут в переплавку в большинстве развитых стран. Так, в США в 1998 г. были переработаны 63% из 102 млрд выпущенных алюминиевых банок, в Японии перерабатывается 79%, в Брази

177

лии — 77, в Швеции — 80% банок. В Бразилии, где много безработ ных, сбор алюминиевых емкостей стал одной из форм повышения занятости населения: он дает средства к существованию 150 тыс. бразильцев, при этом их среднемесячный доход достигает 200 долл.

Сложной проблемой является утилизация пластиков, кото рые широко используются при изготовлении бытовой техники и автомобилей, для отделки салонов самолетов и кораблей, произ водственных и жилых помещений, как упаковка и т. д. Большин ство ныне существующих пластиков не разлагается микроорга низмами в естественных условиях. Их утилизация осложняется трудностью разделения по типам и маркам. Поэтому все большее распространение получают биодеградабельные пластики — пластмассы, которые за короткое время (от нескольких месяцев до двух лет) разрушаются микроорганизмами.

Вразвивающихся странах к сортировке мусора привлекаются

ибедные слои населения. В г. Сантос (Бразилия) независимые сборщики собирают примерно 1200 т мусора, пригодного для пере работки, а муниципальные службы — лишь 200 т. Городские вла сти не только оплачивают сбор отходов, но выделяют сборщикам долю доходов от продажи этих материалов переработчикам. Ана логично в Дакаре (Сенегал) городские власти пришли к выводу, что частный сборщики очищают город от мусора лучше, чем муни ципальные, и создали для них 1000 рабочих мест. В Каире сбором мусора занимаются заббалины с начала 1950 х годов. В 1981 г. при поддержке городских властей они создали общину, члены которой не только собирают мусор, но и перерабатывают его — производят компост для удобрения полей и шьют стеганые одеяла из лоскутов.

Внекоторых странах сортированный мусор принимается бес платно, а за сдачу несортированного мусора приходится платить значительные деньги.

Использование мусора. Американские экологи считают сор тированный мусор ценным сырьем для производства и говорят о «кладе в мусорном ящике».

Органические остатки после компостирования могут служить сырьем для производства удобрений и кормом для животных (осо бенно рыб), что дает дополнительные продукты питания для горо жан.

Экономически рентабельна переплавка отходов стекла, так как при этом значительно экономится энергия (см. 4.5).

Заметно уменьшает количество бытового мусора (и одновре менно способствует сохранению леса) сбор и переработка макула туры (см. 6.1.5).

178