Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем. Учебное пособие
.pdf
Вещество
ПДК, мг/л
Вещество
ПДК, мг/л
Медь, цинк, никель
0,1
Формальдегид
0,05
Хром шестивалентный
0,01
Железо
0,3
Бенз(а)пирен
0,000005
Нефть сернистая
0,1
Свинец
0,03
Дихлорфенол
0,002
Бензол
0,5
Хлорофос
0,05
Фенол
0,001
Сера
0,001
Хлор активный
0,0
Нитраты (по азоту)
10
Ртуть
0,0005
Ксилол
0,05
Аммиак
0,4
Ионы сульфатов
500
Марганец
0,01
Ионы нитритов
1,0
Ионы нитратов
10
Метан
0,1
Диоксины
0,0000001
Бензин
4
ni
ii
ПДКс1/
Таблица 3.1
Ежегодно в мире около 500 млн человек страдают от инфекций, распространяемых через воду. Особенно опасными являются сине-зеленые водоросли
на мелководье грязных водоемов. Они выделяют токсины, не имеющие ни запаха, ни цвета, и не погибают при кипячении. Это альготоксины, по вредности
они не имеют себе равных. При ультрафиолетовом облучении выделяют молекулы, называемые "пулями дьявола", по силе действия близки к радиации.
Единственное спасение от биологической радиации – сохранение озонового
слоя Земли, т.е. не выделять в больших количествах в воздух хлор, фреоны,
окислы азота.
Многие промышленные процессы являются очень водоёмкими. Так, для
выработки 1 т стали требуется 300 т воды, на 1 т синтетических волокон -
5000 т. Водопотребление в России в 2 раза больше, чем по нормам в других
странах. Актуальным является решение задач по снижению водопотребления в
промышленных и бытовых процессах.
Показатели качества водной среды
Основным показателем качества воды является ПДК вредных веществ,
мг/л. В соответствии с СанПиН 2.1.5.980-00 –"Гигиенические требования к
охране поверхностных вод" для 1300 химических веществ установлены ПДК.
Оценка качества воды проводится и по гидрохимическому показателю - индексу загрязнения (ИЗВ), как усредненному показателю, равному
ИЗВ =
Вода считается мягкой, если содержание солей не более 0,009 г/л, и жесткой при их содержании более 0,025 г/л.
Следует учитывать, что малая жесткость питьевой воды влияет на появление сердечно-сосудистых заболеваний у человека.
. (7)
31
Показатели
Питьевого
назначения
Культурно-
бытового
назначения
Рыбохозяйственного
назначения
Взвешенные вещества, мг/л
0,25
0,75
0,25 – 0,75
Запахи и привкусы, балл
1
1
Без запаха рыб
Окраска, чистый столбик более
20 см
10 см - Температура, оС
t
ном
+ 3оС
t
ном
+ 5оС
t
ном
+ 5оС
Реакция рН
6,5 – 8,5
6,5 – 8,5
6,5 – 8,5
Минеральн. сухой остаток, мг/л
1000
Растворенный кислород, мг/л
4 4 4 - 6
БПК20 , мг/л
3 4 3
ХПК, мг/л
15
30
-
Возбудители заболеваний
Отс.
Отс.
Отс.
Концентр. ядовит. веществ,
с / ПДК
≤ 1
≤ 1
≤ 1
Вид воды
Класс качества
Значение ИЗВ
Очень чистая
1
0,2 - 1
Чистая
2
1 - 2
Умеренно загрязненная
3
1 - 2
Загрязненная
4
2 - 4
Грязная
5
4 - 6
Очень грязная
6
6 - 10
Очень грязная
7
> 10
В табл. 3.2 приведены предельные показатели качества воды по назначению использования.
Классы качества воды по ИЗВ в соответствии с ФЗ-№74 изм. №93 от
25.06. 2012 г. приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.2
Таблица 3.3
Один литр сброшенной нефти в виде тонкой пленки на поверхность водоема лишает кислорода 400 м3 воды. При сбросе 1 т нефти акватория может быть
покрыта пленкой площадью 12 км2. При содержании в воде моющих веществ
(СПАВ) с концентрацией 1мг/л гибнет планктон, и при содержании 15 мг/л - рыба.
Сточные воды с содержанием радионуклидов более 100 мкКи /л допускаются к захоронению только в подземных бессточных бассейнах.
В городских бытовых водах может содержаться до 60 % органических загрязнителей, 40 % минеральных и до 1 млрд бактерий, большая часть которых
безвредна, но есть и патогенные, вызывая брюшной тиф, дизентерию, лихорадку. Биологическая потребность в кислороде (БПК) определяется при анализе
проб воды за 5 суток (БПК5) и при отборе проб за 20 суток (БПК20).
Вода делится:
32
- на нормативно чистую, когда содержание вредных веществ не превыша-
ет нормируемых значений,
- условно чистую, используемую только на производственные нужды и
допускающую концентрацию вредных веществ, которые не влияют на надежность работы технологических систем.
Вредные вещества с поверхности земли проникают в водоносные слои и
хлорирование этой воды может привести к тяжелым последствиям. Так, в
1989 г. в г. Уфе из-за аварии на химическом комбинате пролитый на землю фенол поступил в водоносный слой и в систему питьевого водоснабжения, в которой было обнаружено чрезвычайно опасное вещество – диоксин, как продукт
реакции углеводородов с хлором.
В водные объекты запрещено сбрасывать:
- сточные воды с концентрацией вредных веществ выше ПДК;
- загрязненные стоки с территорий промышленных площадок и населен-
ных мест;
- сточные воды с возбудителями инфекций и радионуклеидами.
При загрязнении водоёмов в них от влияния бактерий образуется болотный газ – метан, при котором появляются сине-зеленые водоросли. Метан так
же, как и углекислый газ, вызывает парниковый эффект в атмосфере.
В России 2/3 малых рек исчезли из-за сокращения лесов, т.к. уменьшение
лесистости на 1 % сокращает сток рек на 2 %. Леса и лесопосадки должны занимать не менее 30 % площади региона, увеличивая водотоки, снижая содержание углекислого газа и увеличивая продуктивность кислорода.
От чрезмерного использования вод рек Амударьи и Сырдарьи глубина
Аральского моря уменьшилась на 13 м.
Чрезмерное использование подземных вод в городе нарушает структуру поверхности земли. Так, например, в г. Токио в ряде мест за 50 лет забора воды поверхность земли опустилась до 3,5 м. Снижение установившегося баланса воды в
водоносном слое в США на 22 % вызвало осадку пород более чем на 0,3 м. Венеция через каждые 100 лет опускается на 20 см. В районе Курской магнитной
аномалии вследствие добычи руды произошло снижение подземных вод, что
вызвало изменение растительности на расстоянии 50 – 60 км от карьеров [27].
На одного городского жителя в сутки расходуется воды: в Москве - 560 л,
в Нью-Йорке - 600 л, в Ташкенте - 915 л, в Лондоне - 260 л. Эта вода расходуется: около 50 % на хозпитьевые нужды, 20 % на коммунально-бытовые и 30 %
на производственные.
Трудности с обеспечением водой на Земле испытывают 2 млрд человек,
при этом продолжается ежегодный рост водопотребления на 5 %.
33
В России 80 % речного стока направлено в направлении севера, поэтому
его использование проблематично.
Увеличение покрытия асфальтом городских территорий приводит к увеличению поступления в водоемы загрязненных стоков.
Так, в России ежегодно стоки содержат: взвешенных веществ - 618 тыс.т,
железа - 20 тыс. т, цинка - 0,8 тыс.т, фосфора - 32,4 тыс.т, нефтепродуктов - 9,3
тыс.т, фенола - 0,08 тыс.т [27].
В бытовых сточных водах количество нерастворенных взвешенных веществ, приходящихся на 1 человека, составляет 65 г/сут., при этом содержание
фосфатов 3,3г/сут, хлоридов 9 г/сут, азотоаммонийных солей 8 г/сут.
При содержании в воде кислорода менее 4 мг/л происходит медленное загнивание водоема.
По указанным удельным содержаниям вредных веществ, их ПДК и растворимости кислорода в воде определяются допустимые выбросы стоков в поверхностные водоемы.
При выборе строительной площадки следует учитывать породу её земли.
Она бывает водоносная с высокой проницаемостью и водоупорная со слабой
проницаемостью. По залеганию подземных вод имеются различия:
- верховодка при водоупорном слое перед водоносным слоем малой вы-
соты,
- грунтовые воды от атмосферных осадков, располагаются на небольшой
глубине,
- напорные воды, располагаемые между водонепроницаемыми слоями.
Движение подземных вод связано с влиянием температуры воздуха и
возникающими внутренними напряжениями в земной коре. С повышением
температуры уменьшается вязкость воды и облегчается её фильтрация. Напряжения в земной коре возникают от земных приливов, т.е. от упругой деформации оболочки Земли под влиянием притяжения Луны и Солнца, что изменяет
объем пор с водой в земле, и вода движется под напором до 0,17м.
34
ГЛАВА 4. ПЛАТА ЗА ВЫБРОС И СБРОС ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Для снижения выбросов и сбросов вредных веществ предусмотрены экономические меры в виде платы за их величину.
За основу платы в РФ приняты удельные нормативы (по состоянию на
2013 год):
- при выбросе газа в пределах норматива или лимита У
а
= 3,3 руб/усл. т,
уд.
- при сбросе стоков в пределах норматива или лимита
в
У
=443,5 руб/усл. т,
уд.
- при выбросе или сбросе выше норматива плата увеличивается в 5 раз.
За условную тонну вредного вещества принято его количество М, т/год,
деленное на ПДК максимально разовая или ПДК для рыбохозяйственных водоемов, т.е. М
= М / ПДК.
усл.
Плата за поступление вредных веществ в окружающую среду равна
П= Ууд∙(М / ПДК)∙кэ∙к
, (8)
инд
где кэ – коэффициент экологической ситуации в исследуемом районе (изменяется в пределах 1,1 – 2,0), к
– коэффициент индексации цен относитель-
инд
но базового года, принятого за 1993 г. (в 2000г. он составлял 80, в 2001 г. - 94).
В США удельный ущерб от выброса 1 тонны вредного вещества составляет в
среднем 100 долл.
Для ряда веществ плата за 1т выброса составляет, руб: диоксида азота 415, диоксида серы - 330, сероводорода - 2065, окиси углерода - 5, хлора - 550,
щелочи - 1650, бензина - 10, керосина - 15, метана - 0,4, пыли древесной, неорганической - 110, пыли с содержанием кремния более 70 % - 330, фенола - 5500,
бензола - 165, толуола - 30, кислоты - 275, свинца - 55000, ртути, бенз(а)пирена
-16500000.
35
ГЛАВА 5. СОСТАВ ПЛОДОРОДНОГО СЛОЯ ЗЕМЛИ,
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Плодородный слой состоит из гумуса – ряда органических образований в
результате происходящих физико-химических и биологических процессов, минеральных компонентов (песка, глины, минералов), воды, воздуха. Пористость
почв составляет 40 – 60 %.
Из 148 млн км2 суши планеты 10 % покрыто ледниками, около 30 % занимают леса, 29 % - земли, не пригодные для сельскохозяйственного производства (пустыни, горы, тундра, болота), 31 % - земли, пригодные для использования в сельском хозяйстве, до 5 % которых используются под градостроительство [27].
Средний природный состав почвы состоит в % вес: кислорода - 49, кремния - 26, алюминия - 7,5, железа - 4,2, кальция - 3,3, натрия - 2,4, калия - 2,3, титана - 0,6, углерода - 0,35, хлора - 0,2 [15].
Земная поверхность обладает геомагнитным полем. Как известно, силовые линии выходят из Северного полюса и идут к Южному магнитному полюсу. Без магнитного поля, солнечной энергии и воды, жизнь не может развиваться. На магнитное поле и на человека влияет активность Солнца. Регламентируется влияние искусственно создаваемых электромагнитных полей, Вт/м: у низкочастотных - 1000, у длинноволновых высокочастотных - 20, у средневолновых - 10, у коротковолновых - 4 и у ультракоротковолновых - 2. Расстояние от
коротковолновой станции до жилых зданий должно быть не менее 2 км. Эти
волны нарушают работу сердца человека, изменяют кровяное давление, влияют
на обменные процессы.
Почва относится к восстанавливающимся ресурсам при соответствующих
условиях. Номинальная её кислотность должна быть 5 – 7 рН. При переуплотнении почвы урожайность снижается до 35 %, потери урожайности происходят
от эрозии и засоления почвы [15].
Показатели почвы влияют на городскую температуру и ионизацию воздуха, на влажность, содержание кислорода, на состав биологически активных органических соединений, уничтожающих ряд болезнетворных вирусов и бактерий.
Вредные вещества, попадая в почву, адсорбируются на коллоидных частицах, мигрируют вглубь и накапливаются в ней. Например, по результатам
исследований [7, 30] в Воронеже отмечено накопление в почве бенз(а)пирена,
свинца, хрома и других веществ. Бенз(а)пирен обнаружен у автомобильной
временной стоянки в количестве 35 мкг/кг, у входа в заводскую территорию завода в количестве до 110 мкг/кг, на проспекте Революции в количестве 112
мкг/кг и т.д. В снеге у обочины улицы бенз(а)пирена обнаружено 1450 мкг/кг, в
Ботаническом саду его обнаружено всего 2,5 мкг/кг. ПДК для бенз(а)пирена в
36
почве – 20 мкг/кг. Вблизи автодороги с интенсивным движением высаживаемые хвойные деревья через год погибали от влияния вредных веществ [10].
В почве многие годы сохраняются содержания свинца, кадмия, цинка,
молибдена. Фенол разрушается в почве через месяц (в воде он сохраняется несколько месяцев), а гидразины и диметиламины превращаются в более вредное
вещество – нитрозодиметиламин.
В России до 98 % твердых и жидких отходов вывозятся на свалку или оборудованные полигоны. Эти отходы содержат до 100 вредных веществ (красители,
пестициды, масла, ртуть, фотохимикаты и др.). Фильтрат мигрирует в почву, проникая в грунтовые воды. В нем могут содержаться болезнетворные бактерии, вы-
зывая туберкулез, сибирскую язву и другие лейкозные заболевания [22].
Проникая в организм человека, тяжелые металлы, полициклические ароматические и хлорорганические соединения приводят к генетическим отклонениям и
трагическим последствиям. Из 1 т твердых бытовых отходов (ТБО) выделяется
120 – 200 м3 биогенного газа – метана с теплотворной способностью 20000
кДж/м3. В Англии на 25 и в Германии на 35 полигонах ТБО организована утилизация биогенного газа.
Сжигание ТБО – сложный процесс, при неправильной организации процесса могут образоваться диоксины, которые в десятки тысяч раз токсичнее, чем цианистый калий.
При компостировании отходов происходит процесс разложения сложных
соединений на более простые. Продуктом является компост, и выделяется тепло.
Длительность процесса компостирования ТБО занимает от одного до трех лет.
Существенные нарушения ландшафта происходят при выполнении строительных
работ. Только за один год в России отчуждаются земли до 1% млн га, из которых
более 30 % составляют сельхозугодия. Рельеф на урбанизированных территориях
нивелируется, при этом до 30 % сокращается инфильтрация почвы в городе [25].
Нарушение почвенного слоя ландшафта происходит и при снятии растительного покрова, что вызывает изменение гидрологического режима, образование техногенного рельефа.
Рекультивация нарушенных земель разделяется на техническую, т.е. построение заданной формы рельефа, и биологическую - по восстановлению продуктивности земли с внесением удобрений.
При строительстве 9-16-этажного здания вместо 5-этажного экономия
площади земли составляет до 55 % [27].
При строительстве существенную роль играет зонирование территории и,
в частности, районная планировка, которая производится в соответствии с временными санитарными нормами ВСН38-82 – "Руководство по составлению
схем и проектов районной планировки". По этим нормам определяется ресурсообеспеченность района, её хозяйственно-демографическая емкость, соотношение отраслей промышленности, социально-экономическая программа, программа долгосрочного развития.
37
Демографическая емкость района учитывает наличие для 1000 жителей:
- территории площадью 20 – 30 га,
- использования подземных вод не менее 40 м3/сут.,
- рекреационных территорий (зеленых зон) 2 км2,
- пригородной сельскохозяйственной базы на выращивание продуктов
питания 500 – 1000 га,
- отдых у водоемов для умеренного климата, длина зоны 0,25 км,
- экологическая емкость территории, определяется по соотношению вы-
бросов углекислого газа к его ассимиляции зелеными растениями и потреблению кислорода к его продуцирования растениями.
В среднем 1 га деревьев ассимилирует 2 – 4 т углекислого газа и продуцирует 18 т кислорода, очищает 18 млн м3 воздуха в год (например, 1 га лиственных деревьев осаждает до 1000 т пыли).
38
КЕС
УД
нн
ГЛАВА 6. ЗЕЛЕНЫЕ НАСАЖДЕНИЯ В ГОРОДЕ,
ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Фотосинтез континентальных и морских растений – это один из главных
процессов, регулирующих содержание в атмосферном воздухе кислорода и углекислого газа. Растения продуцируют кислород и одновременно потребляют
его - до 15 % ими же продуцированного. Континентальные растения продуцируют 20 %, а океанические 80 % кислорода. Вторым источником кислорода,
примерно равным процессу фотосинтеза, являются происходящие процессы в
литосфере и в глубинных зонах океанов при дегазации базальтовой магмы [6].
В России лесистость составляет 33 %, в ней находится более четверти лесов планеты. Более ценными являются хвойные леса.
Леса разделяются на виды:
- охранные, т.е. зеленые насаждения в плотно заселенных районах как ре-
креационные зоны,
- защитные в мало лесистых и засушливых районах, как зеленые зоны го-
родов,
- охранно-защитные как водоохранные полезащитные полосы, полосы
вдоль дорог,
- специальные по обеспечению городов и поселений посадочным матери-
алом.
Лесонасаждение является инженерно-экологической природоохранной
мерой зонирования территории.
Эффективность этих мероприятий может быть определена по эффективности вложенных средств:
Ээ =
, (9)
где ∆Д – годовой объем дохода, ∆У – предотвращенный ущерб окружающей среде, Сн – годовые эксплуатационные расходы на реализацию мероприятий, К - капвложения, Ен = 0,12 – нормативный коэффициент капвложений.
Применительно к урбоэкологии интерес представляет продуцирование
кислорода и ассимиляция углекислого газа растительным покровом на городской территории.
Городские поселения подразделяются на группы: крупнейшие – свыше
1 млн чел., крупные – 0,25 – 1 млн чел., большие 0,1 – 0,25 млн чел., средние
0,05 – 0,1 млн чел., малые - до 0,01 – 0,02 млн чел.
Один гектар зеленых насаждений в среднем поглощает в год около 9 т углекислого газа, из них деревьями - 12 т, травяным покровом – 6 т. В средней
полосе России деревья продуцируют в среднем - 8,1 т кислорода, и травяной
покров около - 6,7 т, в южной полосе России до 18 т кислорода. Продуктивность растений по выделению кислорода снижается на 20 – 30 % в загрязненной зоне в сравнении с чистой зоной.
Человек за год потребляет в среднем 300 кг кислорода.
39
В процесс фотосинтеза на земном шаре вовлекается 110 млрд т углекис-
лого газа в год, из них антропогенного 15 млрд т, т.е. 13,6 % [4]. Ассимиляция
углекислого газа зелеными листьями деревьев при температуре 18 – 20 оС составляет, г/кг: сосны - 2,1, дуба - 2,5, березы - 6, клена - 5, липы - 6,3. Травяной
покров ассимилирует углекислый газ в течение 5 месяцев 6,5 т/га∙год.
Плотные зеленые насаждения несколько снижают концентрацию вредных
веществ в воздухе - пыли на 20 – 80 %, сернистого ангидрида, окислов азота до
5 – 10 %. Хвойные деревья более чувствительны к концентрации сернистого
ангидрида, чем человек, они гибнут уже при концентрации 1,4 ПДК, т.е при
0,7 мг/м3.
Считается, что 1 га деревьев очищает 18 млн м3 воздуха в год от вредных
веществ, из них тополи задерживают 340 т пыли, буковые - 68 т, хвойные - 40т.
Посадка деревьев влияет на скорость ветра, на расстоянии 30 м от посадки она снижается на 60 %, на расстоянии 100 м – на 20 %.
Даже при штиле в посадке деревьев образуется подкроновое движение воздуха вверх за счет образования пониженного давления в подкроновом простран-
стве (тепловая конвекция). Это движение имеет оздоровительный характер.
Охлаждающий эффект суточного испарения с одного многолетнего дерева равен 250 тыс. ккал. Один га леса в 10 раз больше увлажняет и освежает воздух, чем водный бассейн такой же площади. Летняя температура в зеленой зоне
на 4 оС ниже, чем средняя температура вне её.
Выделяемый растениями кислород в 10 раз более ионизирован отрицательными ионами, чем кислород, длительно находящийся в атмосфере. Если на
улице города в 1 см3 воздуха летом находится до 1000 легких отрицательных
аэроионов, то в лесополосе их находится более 3000, на газонах - 1200.
Деревья (сосна, береза, кедр, рябина, черемуха, туя и др.) выделяют фитонциды, т.е. органические соединения, в которых содержатся эфирные масла,
смолы, бальзамы. Один га сосны за час выделяет 0,4 кг фитонцидов, береза 0,31 кг, пихта - 0,7 кг.
Фитонциды уничтожают болезнетворные вирусы и бактерии за
20 – 25 минут. Если в помещении операционной допустимо иметь не более 500
микробов в 1 м3, то в березовой роще их в 1 м3 их находится не более 450.
Растительность в городе разделяется на категории:
- уличные насаждения,
- парки, сады, питомники,
- пригородные леса,
- насаждения в санитарно-защитной зоне предприятия.
В соответствии с требованиями СНиП 2.07.01.89-2000- "Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений" общегородская
площадь зеленых насаждений, приходящаяся на 1 человека, должна быть 10 м2,
в центральной части города - не менее 6 м2 ,в жилых районах города - 6 м2.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]