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
Район города
Площадь зеленых
насаждений, га
Число жителей,
тыс. чел.
Удельная площадь
насаждений, га/чел.
Центральный
370
92
40 (с террит. ун-та.)
Левобережный
144
183
7,9
Железнодорожный
89
99
8,9
Советский
66
168
3,9
Ленинский
45
124
3,7
Коминтерновский
48
236
2,1
г. Воронеж (всего)
762
960
7,8
В табл. 6.1 в качестве примера приведены данные о наличии зеленых
насаждений в различных районах г. Воронежа [30].
Таблица 6.1
При составлении плана озеленения города учитываются 16 показателей:
тип деревьев, их возраст, состав, высота деревьев, диаметр древостоя, мозаичность, зараженность, крутизна рельефа, почвенный покров и т.д.
Территория города разделяется на селитебную (жилая застройка), производственную и ландшафтно-рекреационную (парки, скверы, водоемы, лесозащитные зоны, земли сельхозназначений).
Площади групп городской застройки: малоэтажной (до 3-х этажей) – 10 га,
до 8-ми этажей – 8 га, от 9 этажей и выше – 7 га, микрорайон – до 80 га, жилой
район – 80 – 250 га. Удельная площадь озеленения микрорайона – не менее 6 м2.
Уровень озеленения территории общей городской застройки - не менее
40 % территории, жилого района – не менее 25 %.
Зона массового отдыха городского населения должна быть не менее 50 га.
Район жилой застройки должен быть отделен от автодороги полосой зеленых насаждений шириной не менее 10 м с целью эффективного снижения шума от
движения автомобилей. Однорядная посадка деревьев малоэффективна.
41
Страна
Доход,
долл./чел.
Доход/доход
США
Энергия,
кДж·10-6/чел.
Энергия/энергия
США
США
3000
1
190
1
Канада
2000
0,67
137
0,72
Англия
1750
0,58
121
0,63
Франция
1500
0,5
68,4
0,36
Япония
1320
0,44
31,7
0,17
СССР
800
0,27
74
0,39
ГЛАВА 7. МОДЕЛИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ГОРОДОВ
С развитием научно-технического прогресса возникает сложный комплекс проблем, называемый "глобальные проблемы современности", вызванный ростом народонаселения и использованием ресурсов земного шара, энергетическими, экологическими и экономическими потребностями.
Решающее значение в этой проблеме имеют энергетические и социальные
вопросы, которые определяют взаимосвязи экономики, экологии, биоэнергетики [16]. Комплексный подход к решению этой проблемы позволяет количественно учесть потребности и возможности городов и в целом страны.
Энергия – это всеобщая основа, источник и средство управления всеми
природными процессами, базис культуры и всей деятельности человека. Законы
энергии – это движущая сила всего мироздания. Материальные отношения, информация, произведения искусства и человеческий дух – во всем этом есть
энергетическая составляющая. Потоки энергии контролируют экономику.
Использование "моделей роста" позволяет определить связь пределов роста с энергозатратами. В табл. 7.1 и на рис. 7.1 приведены данные до 1990 г. для
ряда стран о потребляемой энергии и дохода, приходящиеся на одного человека [29].
Таблица 7.1
Рис. 7.1. Зависимость дохода населения от используемой энергии:
1 – США, 2 – Канада, 3 – Англия, 4 – Германия, 5 – Россия, 6 – Япония, 7 – Индия
42
Наименование
ресурса
Потребление
городом
Воспроизводство
внутри города
Дефицит
Территория
для покрытия
дефицита,
тыс. га
Атмосферный
кислород
30 млн т
30 тыс. т
29,7 млн т
5000
Вода
500 млн м
3
5 тыс. м
3
5000 млн м
3
1500
Раститит. покров
5 тыс. га
-
1500 тыс. га
1500
Сырье строительное.
10 млн т
-
10 млн т
40
Условное топливо
8 млн т
-
8 млн т
25
Пищевые продукты
1 млн т
-
1 млн т
500
Выбросы города
-
15 млн т
-
-
Из приведенных данных следует, в Японии в сравнении с США на 30 %
благосостояние народа ниже, однако при этом энергозатраты в 2,5 раза ниже.
Снижение энергозатрат до 40 % по опыту Японии возможно за счет мер
по их экономии путем внедрения малозатратных технологий.
В нашем обществе – обществе потребления стали культовыми товары
услуг [11]. Чем больше их количество, чем более они качественнее, тем комфортнее чувствует себя человек. Чем больше производят товаров и услуг, тем
больше поглощается природных ресурсов, и одновременно засоряют отходами
производства окружающую среду. С 60-х годов 20-го века понятие жизни особенно сместилось в сторону потребительства.
В мире постепенно происходит трансформация мировоззрения в сторону
понимания связи производственно-экономической деятельности с необходимостью сохранения естественной среды обитания человека.
В табл. 7.2 приведены данные о потреблении природных ресурсов и выбросах для города с населением 1 млн человек и площадью 20 тыс. га [22].
Таблица 7.2
Примечание. Средняя потребность в содержании сбалансированных продуктов питания человека составляет в граммах: вода 1750 – 2200 , белки 80 – 100, углеводы 400 – 500 в
т.ч. сахар 50 – 100, жиры 80 – 100, кальций 0,8 – 1, фосфор 1- 1,5, натрий 4 – 6, калий 2,5 – 5,
хлориды (соль) 5 – 7, магний 0,3 – 0,5, железо 0,015, цинк 0,01 – 0,015, медь 0,002, витамины
0,1 – 0,4, из них аскорбиновая кислота 0,05 – 0,07, холин 0,5 – 1, рутин 0,025, каротин 0,003
– 0,005.
Необходимая общая калорийность составляет в среднем 3000 ккал.
Соотношения между промышленными и естественными выбросами составляют: пыли – 27 % (1000/3700 млн т); углекислого газа – 3,8 %
(18300/485000 млн т); окислов азота – 6,9 % (53/770 млн т); сернистых соединений – 15,5 % (100/650 млн т); углеводородов – 3,3 % (88/2600 млн т).
Из приведенных данных следует, что химические выбросы не превышают
6,5 % естественных и процесс их снижения ниже 1 % является реальной задачей. Следует учитывать, что концентрация промышленных выбросов в боль-
43
шинстве случаев действует на людей на ограниченной территории и ограниченное время.
Потребление природных ресурсов и выброс отходов помимо их снижения
технологическими мерами могут корректироваться двумя способами:
системой налогов и субсидий,
распределением квот на ресурсопотребление в пределах обеспече-
ния устойчивости природного содержания веществ.
На рис. 7.2 приведен график изменения достигаемой эффективности от
затрат на устранение влияния выброса или сброса в окружающую среду.
Рис. 7.2. Зависимость достигаемого эффекта от затрат ресурсов:
1- затраты ресурсов , 2 – достигаемая эффективность
Расчет обеспечения соотношений и равенства достигаемого качества
окружающей среды и затрат на обеспечение предотвращенного экологического
ущерба в России проводится с использованием "Методики определения
предотвращенного экологического ущерба", утвержденной в 1999 г. Государственным комитетом по охране окружающей среды.
Составу городской структуры присущи высокая концентрация используемой энергии в строениях, машинах, компьютерах и др., высокая обращаемость
денежных потоков и вместе с этим значительные количества неиспользованных
отходов, снижение площадей зеленых массивов на её территории. При значительной нагрузке выбросов на природную среду она может быть неспособной
переработать выделяемые отходы производства до стадии, соответствующей
условиям, при которых не нарушается структура природной среды.
Для сбалансированной нагрузки на окружающую среду и устойчивого
развития городов являются актуальными решения по следующим направлениям:
- создание комфортного социального климата в городской среде,
- обеспечение норм градостроительной экологии.
Первое направление включает в себя:
- выбор приемлемого места для работы и проживания,
- решение жилищных вопросов,
44
Вид площади
По данным ООН
По данным Доксиадиса
По данным Одума
га % га % га
%
Естеств. ландш.
1,0
50
1,14
57
0,8
40
Сельхозугодия
0,9
45
0,8
40
1,0
50
Города и пром-ть
0,1 5 0,06
3
0,2
10
Итого
2,0
100
2,0
100
2,0
100
- обеспечение качественных услуг,
- удовлетворение досуга и отдыха,
- приемлемые транспортные связи.
Второе направление включает в себя:
- устойчивость природно-антропогенной среды обитания (воздуха, воды),
- достаточную экологическую емкость среды (выбросы и сбросы обез-
вреживаются до установленных нормативов),
- нормируемую плотность населения, менее 150 чел/км2.
Демографическая емкость территории (ДЕТ), приходящаяся на одного
человека, по данным ООН и ряда ученых, приведена в табл. 7.3.
Таблица 7.3
Городские активы как совокупность накопленных ценностей (постройки,
товары, продовольствие, знания) должны направляться для дальнейшего их роста, увеличения массы денег, находящихся в обращении как эквивалента энергетических потоков. Если не происходит увеличение этих потоков, то сокращается покупательная способность денег и наступает инфляция.
Рост нагрузки на окружающую среду определяется количеством используемых топливных природных ресурсов.
Распределение разведанных запасов нефти [16, 21]: в странах Ближнего
Востока – 53 %, в России и странах СНГ – 20 %, в странах Африки – 15 %, в
США – 5 %, в странах Западной Европы – 2 %, в Венесуэле – 3 %, в Канаде -
2 %, в Мексике – 2 %, в Индонезии – 2 %.
Запасы каменного угля: США – 30,8 %, Россия и страны СНГ – 23,1 %,
Западная Европа – 21,4 %, Китай, Монголия – 13,5 %, Индонезия – 4,2 %, Индия – 3 %, Канада – 1 %, Африка – 2,8 % [16].
В нефтедобывающих и экспортирующих странах накапливаются значительные денежные средства.
Известно, что лучшим способом сохранения своих ресурсов является золото, а не денежные средства.
Потребности в энергии на все нужды одного человека сегодня составляют
250000 ккал (290 кВт∙ч) вместо ранее используемых в слаборазвитых обществах до 50000 (58 кВт∙ч), при этом с пищей он потребляет в день 3000 ккал.
В 70-е годы прошлого столетия отмечался бурный рост городов и, следова-
тельно, рост энергопотребления и выбросов вредных веществ в окружающую
среду. Антагонизм, характерный для стран с высокоразвитой энергетикой, ха-
45
рактеризуется изменяющейся идеологией роста городов, побуждает к поиску
новых источников энергии.
Полезность благ человека зависит от растущих потребностей общества в
результате прогресса в технологиях. График влияния роста благ на рост энергозатрат и относительный прирост этих благ приведен на рис. 7.3.
Рис. 7.3. График влияния материальных и энергетических затрат
на объем экономических благ
Из приведенных данных следует, что в соответствии с теорией социологии полезность каждого последующего блага ниже предыдущего.
К примеру, чрезмерное питание в США и в других странах привело к
значительной полноте населения. Экономическая и социальная эффективность
потребления благ определяется рациональным соотношением затрат труда,
природных ресурсов, материалов. Для наращивания благ требуется рост затрат,
которые могут превысить выгоду.
На рис. 7.4 приведен график влияния ущерба окружающей среде на рост
используемых природных ресурсов и на падение её способности нейтрализовать вредные выделения.
Рис. 7.4. График влияния нагрузки М на окружающую среду и на рост затрат К
для устранения ущерба и на падение биосанитарной емкости:
1 - издержки на достижение качества среды, 2 – экологическая емкость окружающей
среды, К
– режим, соответствующий ПДВ, ПДС
opt
46
Начальная экологическая емкость природной среды определяется точкой
Ко. Все процессы выше этой точки приводят к ущербу природной среде. Кривая
2 характеризует спрос на природные ресурсы, в начальной стадии их расход
значительный, затем постепенно падает, поскольку способность природной
среды истощается, не хватает энергии на самовосстановление и нарушается её
репродуктивность. Экономически оптимальным является потребление природных ресурсов до точки К
opt
.
Используя модели, приведенные на рис. 7.3 и 7.4, и задавая начальные и
граничные условия, для определенной зоны городского поселения можно определить комплекс параметров, определяющих границу допустимого антропогенного воздействия на окружающую среду, и ввести лицензии на допустимые
вредные воздействия.
Рис. 7.5. Влияние социальных издержек предприятия
на потребление природных ресурсов
Определив достигаемую величину предотвращенного ущерба от внедре-
ния средств очистки выбросов и сбросов ( линия c2 на рис. 7.5), рост затрат "с"
от величины нейтрализуемых выбросов и сбросов М (кривая 1 в диапазоне от
М1 до М2) комплексно устанавливаются допустимые режимы достигаемого эффекта и его оптимального значения (точка Р).
47
Направления света
С
СЗ З ЮЗ
Ю
ЮВ
В
СВ
Доля направления ветра, Рi, %
20
15
10
12
10 8 14
11
ГЛАВА 8. ТЕРРИТОРИАЛЬНОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ
НА ТЕРРИТОРИИ ГОРОДА
Ограничения по допустимому распространению вредных выделений в зависимости класса вредности предприятия определяются требованиями
[33] и методикой расчета концентраций ОНД – 86.
Предприятия городов различаются по вредности на 5 классов в зависимости от класса опасности используемого вещества и его количества. Вокруг
предприятия с учетом класса его вредности от границы его территории (ограждения) устанавливается размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ):
- 1-й класс – 1000 м,
- 2-й класс – 500 м,
- 3-й класс – 300 м,
- 4-й класс – 100 м,
- 5-й класс – 50 м.
К примеру, для предприятия с использованием ртути, являющейся чрезвычайно опасным веществом 1-го класса опасности, но используемой за сутки
только 5 кг, размер СЗЗ устанавливается не 1000 м, а 100 м.
При выделении из источников предприятия ряда вредных веществ из их
совокупности определяется одно доминирующее вещество, у которого показатель опасности будет наибольшим, т.е.
П о = [М/10
-3
∙ПДК
р.з.]max
, (10)
где М, г/с, расход вредного выделения в атмосферный воздух. По этому
веществу определяет размер СЗЗ.
Кроме этого, учитывается роза ветров для данного города, приведенная в
СНиП 23-01-99 – Строительная климатология. Для 8-ми румбов (направлений к
точкам горизонта относительно стран света) определяется частота направлений
ветра в течение года.
Например:
При размере СЗЗ lр, м, фактический размер с учетом розы ветров lф равен
При значении lф< lр∙ размер СЗЗ по данному румбу равен lр.
Требования на определение размера СЗЗ распространяются на проектируемые, строящиеся и эксплуатируемые объекты, концентрации выбросов которых, определяемые по ОНД-86 за пределами площадки в селитебной (жилой)
территории, превышают значения 0,1 ПДК
Назначение территории СЗЗ:
- недопущение превышения гигиенических норм атмосферного воздуха за
пределами предприятия,
lф = lр∙ Рi /12,5. (11)
.
м.р.
48
- создание санитарно-защитного барьера между площадкой предприятия
и селитебной территорией,
- создание дополнительных озелененных площадей для ассимиляции,
экранирования и и фильтрации вредных выделений и физических факторов.
Для групп промышленных предприятий на единой территории устанавливается общая СЗЗ с учетом суммарных однотипных выбросов со всех источников.
Для магистральных топливных трубопроводов устанавливаются санитарные полосы отчуждения.
Размеры СЗЗ могут быть изменены для 1-го и 2-го классов вредности с
разрешения главного государственного санитарного врача страны, для 3, 4 и
5-го классов – по решению регионального государственного санитарного врача
при многократных лабораторных исследованиях качества атмосферного воздуха
и почвы на данной территории.
Для котельных размер СЗЗ определяется от высоты дымовой трубы. Высота которой должна быть на 1,5 м выше конька крыши самого высокого здания.
СЗЗ не является резервной зоной для расширения промышленной площадки без обоснованного изменения её территории.
Площадь озеленения СЗЗ для предприятий 4-го и 5-го классов вредности
должна составлять не менее 60 %, для 2-го и 3-го классов – не менее 50 %, для 1го класса – не менее 40 %.
Важным условием расположения деревьев в СЗЗ является продуваемость
территории путем организации коридоров и газонных разрывов.
Температура листвы деревьев на 12 – 14 оС ниже, чем температура поверхности земли, так как температура испарения воды с листьев одного многолетнего
дерева обеспечивает отбор теплоты за сутки до 250 тыс. ккал, что эквивалентно
работе 10 комнатных кондиционеров в течение 20 часов.
Деревья при их способности к частичной защите от выбросов сернистого
ангидрида одновременно подвержены деградации. Его концентрация в воздухе
0,37 мг/м3 на деревья не действует, при концентрации 1,5 мг/м3 наступает его
влияние через 3-е суток, при концентрации 2 мг/м3 - через 15 мин.
Примерная стоимость озеленения 1 га земли 2 – 5 млн руб.
В границах территории СЗЗ разрешается размещать производства площадью не более 30 % её территории:
- производства меньшего класса вредности при условии соблюдения тре-
бований непревышения действующих гигиенических нормативов,
- пожарные депо, бани, гаражи, стоянки автомобилей, автозаправочные
станции, конструкторские бюро, поликлиники обслуживания работающих, артезианские скважины для технического водоснабжения,
- нежилые помещения.
В пределах селитебной территории допускается размещение предприятий
4-го и 5-го классов вредности без использования железнодорожных путей и
обоснований отсутствия негативного влияния их источников выбросов.
49
ПЗА
Приземные инверсии
Высота
слоя перемеще-
ния,
км
Продолжи-
тельность
тумана, час
Повторя-
емость,%
Мощность,
км
Интен-
сивность,
о
С
Подряд
дней
Низкий
20 - 30
0,3 – 0,4
2 - 3
5 - 10
0,7 – 0,8
80 - 350
Умерен.
30 - 40
0,4 – 0,5
3 - 5
7 - 12
0,8 - 1
100 - 550
Повышен.
30 - 45
0,3 – 0,6
2 - 6
3 - 18
0,7 - 1
100 - 600
Высокий
40 - 60
0,3 – 0,7
3 - 6
10 - 30
0,7 – 1,6
50 - 200
Очень выс.
40 - 60
0,3 – 0,9
3 - 10
20 - 45
0,8 – 1,6
10 - 600
При строительстве объекта, в котором будут использоваться малоизучен-
ные вещества, размер СЗЗ увеличивается в 3 раза.
Для районных котельных при высоте дымовой трубы более 15 м размер
СЗЗ равен 300 м, для ТЭС мощностью более 600 МВт - 1000 м.
Для крышной котельной здания размер санитарно-защитной зоны не уста-
навливается, если расчетом рассеивания выбросов показано, что концентрация
выбросов в любой точке территории не превышает санитарных норм с учетом
фоновой концентрации.
Расстояние от радиотехнического объекта с электромагнитными излучени-
ями до жилых зданий определяются по СанПиН 2.2.4/2.1.8-055-96 с учетом вы-
соты расположения источника излучений.
Строительство в городе новых промышленных объектов
Условия размещения новых объектов:
- ответственность за выбор площадки несет заказчик,
- запрещается проживание людей в пределах СЗЗ,
- запрещается представление земельного участка под строительство без
заключения санитарных, противопожарных и экологических служб,
- за незаконную порубку деревьев, загрязнение вод и атмосферы преду-
смотрена уголовная ответственность по ст. 260 УК РФ,
- при влиянии вредных выделений на здоровье человека с тяжелыми по-
следствиями предусмотрено ст. 246 УК РФ лишение свободы сроком до 5 лет,
- за нарушение правил охраны и использования недр, самовольная застрой-
ка площадей залегания полезных ископаемых предусмотрено ст. 255 УК РФ лишение права занимать определенные должности и лишения свободы до 2 лет,
- для городов с очень высоким показателем потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) разрешается размещать предприятия 1 и 2-го классов вредности
только при разрешении главного государственного санитарного врача страны.
При возникновении над территорией города неблагоприятных метеороло-
гических условий (НМУ) – инверсии, штиля и тумана - приземная концентрация вредных выбросов может увеличиться до трех раз.
Значения ПЗА приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]