- •1.1. Предмет и структура экологии
- •1.2. Специфические особенности экологии
- •1.3. Развитие и устойчивость
- •Основные этапы развития биосферы Земли
- •Страны – экологические "тяжеловесы"
- •2.1. Определение и структура экосистем
- •2.2. Биота
- •2.3. Биотические факторы
- •2.3.1. Гомотипические реакции
- •2.3.2. Гетеротипические реакции
- •Виды гетеротипических реакций
- •2.4. Принцип Гаузе
- •2.5. Абиотический компонент
- •2.5.1. Свет
- •2.5.2. Температура, атмосферное давление, влажность, атмосферные осадки и климат
- •2.5.3. Соленость и кислотность
- •2.5.4. Биологические ритмы
- •2.5.5. Геопатогенные зоны
- •2.6. Закон лимитирующих факторов
- •3.1. Гомеостаз
- •3.2. Обмен веществом, энергией, информацией
- •3.3. Основные принципы функционирования экосистем
- •3.3.1. Первый принцип
- •3.3.2. Второй принцип
- •3.3.3. Третий принцип
- •3.4. Устойчивость экосистем
- •3.4.1. Равновесие популяций
- •3.4.2. Механизмы популяционного равновесия
- •3.5. Математические модели популяционной динамики
- •3.6. "Гипотеза Геи"
- •4.1. Экологические сукцессии
- •4.2. Эволюционная сукцессия
- •4.2.1. Некоторые генетические положения
- •4.2.2. Эволюционная сукцессия
- •4.3. Влияние человека на видовое разнообразие
- •Причины исчезновения видов
- •Причины, угрожающие существованию видов
- •Распределение сохранившихся естественных ландшафтов в различных регионах мира
- •Охраняемые территории и исчезающие виды для стран – экологических "тяжеловесов" (1990-е годы)
- •4.4. Интродукция видов
- •5.1. Связь между экологией и демографическими проблемами
- •Распределение населения и мирового богатства
- •Распределение мирового потребления
- •5.2. Основные показатели демографической ситуации
- •Демографические данные по отдельным регионам и странам за 1988 год
- •Динамика демографических процессов в России
- •Коэффициент детской смертности и средняя продолжительность жизни
- •Десять крупнейших государств мира и прогноз численности их населения в 2100 году
- •5.3. Причины демографического взрыва
- •5.4. Причины различий демографической ситуации в разных странах
- •Демографическая ситуация в странах – экологических "тяжеловесах"
- •5.5. Пути решения проблемы народонаселения
- •5.5.1. Повышение уровня жизни
- •5.5.2. Крупномасштабные проекты и адекватная технология
- •5.5.3. Снижение рождаемости
- •6.1. Ресурсы, отходы, загрязнение
- •Антропогенное воздействие на биосферу
- •6.2. Почва
- •6.2.1. Основные свойства почвы
- •Взаимоотношения между механическим составом почвы и ее физическими и химическими свойствами
- •6.2.2. Потери почвы
- •Распределение земельного фонда России по целевому назначению
- •Скорость эрозии почв
- •Опустыненные земли засушливых регионов
- •Орошаемые земли, опустыненные вследствие засоления
- •6.2.3. Предупреждение потерь почвы
- •6.3. Вода
- •Содержание воды в растительных и животных организмах
- •6.3.1. Основные свойства воды как среды жизни
- •6.3.2. Круговорот воды
- •Скорость водообмена
- •6.3.3. Влияние человека на круговорот воды
- •Потребление пресной воды для производства 1 тонны продукции
- •6.3.4. Сохранение и возобновление водных ресурсов
- •6.4. Воздух
- •Химический состав сухого воздуха
- •7.1. История вопроса, топливно-энергетический баланс и классификация энергетических ресурсов
- •Среднее ежедневное потребление энергии на душу населения на разных стадиях развития цивилизации
- •Методы получения электроэнергии в сша в 1987 году
- •Структура мирового потребления топливно-энергетических ресурсов
- •7.2. Ископаемое топливо
- •7.3. Энергия воды и ветра
- •4. Атомная энергия
- •7.4.1. Масштабы и характеристика ядерной энергетики
- •Действующие энергоблоки аэс России
- •Наиболее распространенные изотопы, образующиеся в ядерном реакторе
- •7.4.2. Проблема безопасности аэс
- •7.4.3. Реакторы-размножители и другие направления ядерной энергетики
- •7.5. Энергоэффективность и рентабельность
- •Классификация качества различных видов энергии
- •Энергоэффективность различных способов отопления помещений
- •Коэффициенты рентабельности для различных энергетических систем
- •7.6. Альтернативные источники энергии
- •8.1. Экологическое нормирование качества окружающей среды
- •8.2. Вредители и загрязнение пестицидами
- •8.2.1. Вредители
- •8.2.2. Пестициды как средство борьбы с вредителями
- •8.2.3. Экологические методы борьбы с вредителями
- •8.3. Загрязнение синтетическими органическими соединениями
- •Влияние синтетических органических веществ на здоровье человека
- •8.4. Загрязнение тяжелыми металлами
- •Поступление тяжелых металлов в организм человека с пищей за сутки
- •8.5. Загрязнение водоемов биогенами и эвтрофизация
- •8.6. Загрязнение нефтью
- •8.7. Загрязнение атмосферы
- •8.7.1. Смог
- •Влияние режима работы двигателя автомобиля на состав выхлопных газов
- •8.7.2. Кислотные осадки
- •8.7.3. Разрушение озонового слоя
- •8.7.4. Парниковый эффект
- •Выбросы углерода от сжигания ископаемых видов топлива странами – экологическими "тяжеловесами" в 1995 году
- •8.8. Тепловое загрязнение
- •8.9. Сброс отходов в Мировой океан (дампинг)
- •8.10. Экономика загрязнения и риск
- •9.1. Предмет изучения и этапы развития
- •9.2. Основные характеристики воздействия ионизирующего излучения на организмы и единицы их измерения
- •Периоды полураспада некоторых радиоактивных изотопов
- •Значения взвешенных коэффициентов wтк для различных тканей и органов человека
- •9.3. Воздействие ионизирующего излучения на организмы
- •Коэффициенты концентрирования некоторых радионуклидов для пресноводных организмов
- •Полулетальная доза облучения для различных живых организмов
- •Допустимые уровни облучения человека
- •Допустимые уровни облучения, установленные для военного времени для военнослужащих
- •Степени лучевой болезни
- •Некоторые уровни облучения
- •9.4. Радиоэкология популяций и сообществ
- •9.5. Радиационный фон
- •9.5.1. Естественный радиационный фон
- •Средняя удельная радиоактивность строительных материалов
- •Предельно-допустимые значения мощности эквивалентной дозы облучения
- •Предельно-допустимое содержание радиоактивных изотопов в продуктах питания
- •9.5.2. Искусственный радиационный фон
- •9.6. Радиационная обстановка в России, Санкт-Петербурге и Ленинградской области
- •10.1. Масштабы урбанизации и связанные с ней экологические проблемы
- •Динамика мирового процесса урбанизации (по в.П.Максаковскому)
- •Урбанизация для различных групп стран
- •Темпы урбанизации в России
- •Количество городов-миллионеров
- •Мегаполисы (на 1985 год)
- •Ежегодное потребление ресурсов и выбросы современного города с населением 1 миллион человек (по ю.И.Скурлатову, г.Г.Дуке, а.Мизити)
- •10.2. Проблема твердых отходов
- •Структура твердых бытовых отходов в сша в 1988 году
- •Сравнительная характеристика различных способов ликвидации мусора
- •Уровень рециркуляции макулатуры
- •10.3. Очистка сточных вод и газовых выбросов
- •10.3.1. Очистка сточных вод
- •10.3.2. Очистка газовых выбросов
- •10.4. Городской микроклимат
- •10.5. Шумовое загрязнение и вибрация
- •Шумовое загрязнение
- •10.6. Пылевое загрязнение
- •10.7. Растительность и животные в городе
- •10.8. Электромагнитное загрязнение
- •10.9. Экологически устойчивый город
- •10.10. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге
- •10.10.1. Состояние атмосферного воздуха
- •Количество загрязняющих веществ, выброшенных в атмосферу Санкт-Петербурга за период 1987 – 1997 годов
- •Данные по загрязнению атмосферного воздуха в 1996 – 1997 годах
- •Перечень превышения нормативов в точках наблюдения по основным загрязняющим веществам, имеющим значение в плане риска влияния на здоровье
- •Превышение нормативов загрязнения атмосферы по веществам в Санкт-Петербурге за 1997 год
- •Уровни загрязнения атмосферного воздуха в 1997 году
- •Превышение нормативов загрязнения атмосферы по точкам наблюдения за 1997 год
- •Превышение нормативов загрязнения атмосферы по районам Санкт-Петербурга за 1997 год
- •10.10.2. Состояние водных объектов
- •Состояние загрязненности водных объектов Санкт-Петербурга в 1990 году
- •Динамика загрязненности водотоков Санкт-Петербурга в 1996 – 1997 годах
- •Качество питьевой воды в Санкт-Петербурге
- •10.10.3. Дамба
- •Наводнения в Санкт-Петербурге в 1703 – 1994 годах
- •10.10.4. Состояние городских почв
- •Районы наиболее загрязненных почв в Санкт-Петербурге
- •10.10.5. Шумовое загрязнение
- •Уровень шума на транспортных магистралях Санкт-Петербурга
- •10.10.6. Зеленые насаждения и животный мир
- •Состояние зеленых насаждений в Санкт-Петербурге
- •10.10.7. Проблема городских отходов
Состояние загрязненности водных объектов Санкт-Петербурга в 1990 году
Водный объект |
Класс качества воды |
Нева |
IV (при впадении р.Охты), III (в границах города) |
Большая Нева |
IV (0 – 1 км от устья), III (остальная) |
Малая Нева |
IV (0 – 2 км от устья), III (остальная) |
Большая Невка |
IV (0 – 7 км от устья), III (остальная) |
Средняя Невка |
IV |
Малая Невка |
IV |
Карповка |
VI |
Черная Речка |
V |
Фонтанка |
III |
Мойка |
III |
Ждановка |
III |
Славянка |
VII (в границах города) |
Обводный канал |
V (0 – 6 км от залива), III (6 – 8 км от залива) |
Охта |
VII (0 – 9 км от устья), VI (9 – 12 км от устья), V (12 – 18 км от устья), IV (18 км от устья – граница города) |
Дудергофка |
V |
Лиговский канал |
VI |
Красненькая |
VI |
Екатерингофка |
VII |
Волковка |
VII |
Канал Грибоедова |
III |
Канал Круштейна (Адмиралтейский) |
III |
Крюков канал |
III |
Монастырка |
III |
Кронверкский канал |
III |
Смоленка |
V |
Каменка |
V (0 – 5,5 км от устья), IV (5,5 – 10 км от устья), III (более 10 км от устья) |
Оккервиль |
VI (от р.Охта до границы города) |
Ручей Горелый |
V (0 – 2 км от устья) |
Лубья |
VI (0 – 3 км от устья), V (3 – 5 км от устья) |
Жерновка |
VI (от р.Охта до ул.Коммуны) |
Муринский ручей |
V (от Поклонной горы до излучины в районе ул.Академика Байкова), VI (на излучине), VII (от излучины до р.Охта) |
Водоемы в Морском торговом порту |
VI |
Озера в Озерках и Шувалово |
III |
В таблице 10.19 приведены данные о динамике загрязнений некоторых водотоков города в 1996 – 1997 годах. Как видно из сравнения таблиц 10.18 и 10.19, за прошедшие годы наметилась некоторая тенденция к улучшению качества воды, что может объясняться общим спадом производства, о чем мы уже говорили в начале этого раздела. Однако говорить о радикальном улучшении качества воды в водных объектах Санкт-Петербурга не приходится (а в некоторых случаях произошло даже ухудшение этого качества).
Таблица 10.19
Динамика загрязненности водотоков Санкт-Петербурга в 1996 – 1997 годах
Водоток |
ИЗВ |
Класс качества воды | ||
1996 |
1997 |
1996 |
1997 | |
Нева |
1,93 |
2,73 |
III |
IV |
Малая Нева |
2,20 |
1,84 |
III |
III |
Большая Невка |
2,80 |
3,40 |
IV |
IV |
Малая Невка |
2,70 |
1,69 |
IV |
III |
Карповка |
4,10 |
2,93 |
V |
IV |
Черная Речка |
2,80 |
2,51 |
IV |
IV |
Фонтанка |
1,80 |
1,34 |
III |
III |
Мойка |
1,70 |
1,58 |
III |
III |
Ждановка |
2,51 |
3,20 |
IV |
IV |
Ижора |
2,90 |
3,58 |
IV |
IV |
Славянка |
4,30 |
5,96 |
V |
V |
Обводный канал |
2,90 |
2,61 |
IV |
IV |
Охта |
4,02 |
3,53 |
V |
IV |
Весьма большую опасность представляют различные аварийные выбросы. Так, например, в результате утечки мазута в котельной на Октябрьской набережной в окружающую среду было выброшено 100 т мазута. В начале 1990-х годов под промышленной площадкой завода им.В.Я.Климова было обнаружено целое керосиновое озеро (район реки Каменки и Шуваловского карьера). На испытательной площадке сутками проверялись самолетные двигатели в отсутствие какого-либо контроля над утечками керосина. В отличие от мазута, керосин хорошо просачивается в землю и накапливается на уровне грунтовых вод. По оценкам специалистов общее количество накопившегося таким образом керосина достигает 100 т. При повышении уровня грунтовых вод этот керосин выдавливается на поверхность земли, в том числе в реку Каменку. Подобных примеров можно привести не один десяток.
Определенный вклад в загрязнение водных объектов вносят и сельскохозяйственные предприятия, расположенные в окрестностях города. Наиболее ярко это проявилось в Ломоносовском районе, где несовершенство технологий, применяемых в совхозах Спиринский, Кипень и Петродворцовый, привело к загрязнению вод и антропогенному эвтрофированию уникальных прудов, входящих в состав водопроводящей системы города Петродворца, в результате чего в петергофских фонтанах содержание аммонийного азота возросло в 4 – 7 раз, азота общего – в 4 раза, фосфатных соединений – в 20 раз.
Нева является источником питьевого водоснабжения Санкт-Петербурга и большинства его пригородов. Только в некоторых пригородах частично также используются подземные воды (Сестрорецкий район, Красное Село, Кронштадт). Водоснабжением и канализацией в Санкт-Петербурге занимается государственное предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга".
Начало создания водопроводной сети в Санкт-Петербурге относится к середине XIX века. 17 октября 1842 года император Николай I дозволил "составить" Компанию для очищения воды в Санкт-Петербурге. Компания была создана по инициативе французского подданного Дронзара, которому была выдана правительственная ссуда в 8000 рублей серебром. Компания получила "привилегию" сроком на шесть лет, но уже через четыре года закрылась.
22 октября 1858 года был утвержден устав Общества Санкт-Петербургских водопроводов, созданного "для доставления жителям Санкт-Петербурга средства пользоваться во всякое время года свежею и чистою водою …", а 24 марта 1859 года высочайше утвержден проект городского водопровода. В отличие от множества предшествующих проектов этот был воплощен: 12 декабря 1863 года была пущена первая очередь городского водопровода общей протяженностью 115 км, охватившая петербургский центр между Невой и Обводным каналом. На каждого жителя подавалось 43 литра воды в сутки. Стоимость водопроводной воды составляла 8 – 12 копеек за сто ведер. Центральная (Главная) городская водопроводная станция находится между Таврическим дворцом и Невой, где до сих пор сохранилась водонапорная башня и некоторые другие сооружения, построенные в 1858 – 1863 годах по проекту архитекторов И.А.Мерца и Э.Г.Шуберского и являющиеся интересными памятниками промышленной архитектуры XIX века.
В начале XX века вступила в строй Петроградская водопроводная станция, в 1933 году – Южная водопроводная станция, в 1964 году – Волковская водопроводная станция и в 1971 году – Северная водопроводная станция.
В настоящее время мощность всех пяти водопроводных станций составляет 3175000 м3в сутки, а в период максимального водопотребления, работая в форсированном режиме, станции подают до 3450000 м3воды в сутки. Поскольку потребление воды идет неравномерно в течение суток, предусмотрены специальные аккумулирующие емкости – резервуары чистой воды. Емкость резервуарного парка городского водопровода составляет 807000 м3(25 % от проектной мощности водопровода). Общая протяженность водопроводной сети города – 4250 км, материал труб – сталь, чугун; есть около 150 км железобетонных наборных труб. Для повышения напора воды действует свыше 100 насосных станций. Дефицит мощности водопровода Санкт-Петербурга в настоящее время составляет почти 400000 – 500000 м3в сутки, что заставляет станции часто работать в форсированном режиме.
На водопроводных станциях вода подвергается очистке, дезинфекции и стабилизации. Очистка осуществляется по двухступенчатой – отстаивание и фильтрация на скорых фильтрах – и одноступенчатой – фильтрация на контактных осветлителях – схемам. На водопроводных станциях применяется режим коагуляции 50 % объема воды (в паводковый период – 100 %). Дезинфекция осуществляется хлором. Поскольку невская вода имеет кислую реакцию, для уменьшения корродирующего воздействия воды на стальные трубы воду подщелачивают содой (стабилизация).
В целом качество питьевой воды отвечает установленным стандартам (таблица 10.20). Отметим, что полностью отсутствуют пробы, не отвечающие стандарту по санитарно-токсикологическим показателям. Основные показатели, по которым отмечена нестабильность, – запах, привкус, мутность, цветность, соли железа. Основное количество проб с неудовлетворительными анализами по бактериологическим показателям относится к пригородной зоне с водоразборными колонками или к тупикам сетей водопровода. На выходе из водопроводных станций вода всегда соответствует установленным стандартам.
Таблица 10.20