Урбоекологія і техноекологія

1. Охарактеризувати місто як складну екосистему та визначити структурні елементи міста та зв’язки між ними.

Місто - це штучне середовище антропогенного походження, досить складна екосистема, створена співвідношенням природних (клімат, рельєф, геологічна будова, фауна і флора) і технічних (об'єкти промисловості, транспорту, будівлі тощо) факторів середовища. Міську територію (або міський об'єм біосфери) розглядають як екологічний блок (екологічну підсистему) міської геосоціосистеми та називають при цьому урбоекосистемою (міською екосистемою).

Місто – надзвичайно залежна екосистема. Всі екосистеми – відкриті утворення, але мвста – зверх відкриті. Вони повністю залежать від оточення.

Відмінність міської екосистеми від екосистем, відомих у природі, полягає в тому, що в ній домінує людина. Людина силою свого розуму штучно створює і регулює потоки речовини і енергії, формує і розвиває трофічні ланцюги, впливає на процеси теплового і газового обміну.

Міська система поліморфна, вона не може повністю вписатися у природу або антропогенну субсистему, оскільки середовищем мешкання людини в місті є природні і антропогенні підсистеми. Ця властивість міських систем пояснює надзвичайну складність конструктивних втручань в урбоценози з метою їхньої реконструкції і оптимізації, тому,що, місто має розширену системну структуру.

Місто - акамулююча система, оскільки позитивний баланс обміну речовин у його межах веде до накопичення речовин і утворення на грунті культурного шару 7-8 м.

Місто – нерівноважна система, оскільки його розвиток визначається за законами природи, а руйнівною і творчою діяльністю людини протягом багатьох років.

Структурні елементи міста:

• Будівлі, будинкові блоки

• Структура і містобудування: двори, квартали, міські райони; а також — місто, центр міста, околиці міста, промислова зона (в сучасну еру — бізнес-сіті).

• Інфраструктура:

• транспортна система

• громадський транспорт (потяги,автобуси,таксі, т.д.)

• дорожньої мережі (автомагістралі,кільцеві дороги,шосе, головний і бічні мережі (вулиці, тротуари, алеї…)

• тротуариі велодоріжки, пішохідні зони

• водопостачаннятасистемиводостоку, каналізація, електрика, азові мережі, телекомунікації, утилізація відходів.

2. Проаналізувати системи і схеми водопостачання міст і промислових підприємств (роль водних ресурсів у містах, вимоги до їх якості).

Водопостачання – це сукупність заходів із забезпечення водою різних користувачів ( населення, промисловості, транспорту, тощо).

Водопостачання буває двох видів - централізоване і нецентралізоване.

Для централізованого водопостачання використовуються водні об’єкти, які відповідають нормам і вимогам до джерел господарського-питного використання і знаходяться на екологічно благополучних територіях.

Для постачання жителів міста якісною питною водою здійснюють нецентралізоване водопостачання. Можливі такі варіанта нецентралізованого водопостачання: розливання екологічно чистої води у пляшки, розвезення спеціальними машинами і розливання у тару споживачів, організація водозабірних пунктів в житлових кварталах.

Недоліком централізованого водопостачання є хлорування води для знезараження, яке зумовлює утворення токсичних хлорорганічних речовин, що негативно впливають на здоров’я населення. 

Переваги децентралізованого водопостачання: вода має кращу якість; економне використання води; захищеність на випадок аварій; автономність від інших свердловин і централізованого водопостачання, що підвищує надійність системи водопостачання;

Доскладу систем водопостачання входять:

• насосністанції;

• водогони (напірніібезнапірні);

• відкритіканали; ·

• водопровіднімережі;

• регулювальні і запасні ємності

Схеми водопостачання з підземного і поверхневого джерел:

– схема з контррезервуаром; – безбаштова схема; – схема самотічного водопроводу з використанням каптажу; – схема з прийманням води з річки;

Загальні вимоги до якості водних ресурсів,визначають допустимий склад і властивості води, які оцінюються за фізичними, бактеріологічними і хімічними показниками.

Гранично допустима концентрація (ГДК)- це концентрація речовин у воді, яка не погіршує умови водокористування.

Лімітуючий показник шкідливості (ЛПШ) – це прояв шкідливості речовини при найменшій концентрації. У водних об’єктах комунально-побутового і господарсько-питного водопостачання виділяють три види ЛПШ – органолептичний, загальносанітарний і санітарно-токсикологічний. У водних об’єктах рибогосподарського водопостачання, крім названих, виділяють ще два види ЛПШ – токсикологічний і рибогосподарський.

3. Охарактеризувати питання системи водовідведення міст і промислових підприємств.

Система водовідведення або каналізаційна система включає такі елементи : - внутрішні водовідвідні системи в житлових будинках чи виробничих приміщеннях; - внутрішні квартальні водовідвідні мережі; - зовнішні водовідвідні мережі; - регулюючі резервуари; - насосні станції і напірні трубопроводи; - очисні споруди; - спуски очисних вод у водні об’єкти; - аварійні спуски стічних вод у водні об’єкти.

Водовідвідні системи поділяють на загальні роздільні, комбіновані. Загальна система водовідведення має одну водовідвідну мережу для відведення стічних вод всіх категорій: господарсько-побутових, виробничих і дощових.

Використання загальної системи водовідведення доцільне при наявності в місті повноводної річки.

Роздільна система водовідведення, в свою чергу, поділяється на повну роздільну, неповну роздільну і напіврозділену. Повна роздільна система водовідведення має два чи більшу кількість колекторів для окремого відводу стічних вод певної категорії. Господарсько-побутові стічні води відводяться на міські очисні споруди.

Очистка промислових вод здійснюється на спеціальних очисних спорудах даного підприємства. Після очистки промислові води можуть бути використанні для технічного водопостачання, а також вини можуть подавитись на міські очисні споруди для доочистки перед скиданням у водний об’єкт.

Неповно розділена система водовідведення передбачає відведення господарсько-побутових і промислових вод по одному колектору. Відведення дощових вод здійснюється окремо. Неповно розділена система водовідведення є першим етапом при створені повної системи.

Напіврозділена система водопостачання передбачає відведення господарсько-побутових і промислових вод по одному колектору, а дощових – по іншому.

Комбінована система водовідведення – це поєднання загальної водовідведення з повною роздільною. Така система формується по мірі розвитку і реконструкції каналізаційної системи міста. В старій частині міста може функціонувати загальна система водовідведення, а в районі новобудов створюється повна роздільна система.

4. Розглянути методи очистки міських стоків

Повний комплекс міських очисних споруд включає блоки механічної і біологічної очистки, доочистки, знезараження і обробки осаду.

• Механічна очистка забезпечує видалення із стічної води крупних включень, завислих і плаваючих домішок.

До складу блоку механічної очистки входять решітки, дробілки, пісколовки, преаератори і первині відстійники. Решітки призначені для вловлювання крупних включень, які, при необхідності, можуть подрібнюватись в дробілках. Вилучені включення вивозяться на полігони побутових відходів. У пісколовках, завдяки зменшенню швидкості течії води, відбувається осадження завислих частинок. В пісколовках видаляється 40-60 % дрібних механічних домішок. З пісколовок осад подається на піщані площадки. В преаераторах відбувається насичення стічних вод киснем. Це покращує біологічну очистку. Змішування стічних вод з пухирцями повітря сприяє процесу видалення нафтопродуктів і завислих речовин, який відбувається в первинних відстійниках.

• Біологічну очистку, найчастіше здійснюють в аеротенках.

В аеротенках відбувається контакт стічних вод з активним мулом. Ступінь деструкції органічних речовин в аеротенках становить близько 90 %.  Очищені в аеротенках стічні води надходять у вторинні відстійники, де відбувається осідання активного мулу, який потрапив із аеротенків.  Після вторинних відстійників стічні води можна скидати у поверхневі водні об’єкти. Перед скиданням обов’язково проводиться їх знезараження. Для знезараження використовують хлорування. Перспективним методом знезараження є озонування. Якщо якість очистки стічних вод не відповідає умовам їх скидання у водні об’єкти або якщо стічні води після очистки будуть використовуватись для технічного водопостачання чи поповнення міських водних об’єктів, здійснюється їх доочистка. Для доочистки використовують фільтрування, флотацію, коагуляцію, сорбцію, озонування, хімічні методи. Для того щоб стічні води набули якостей природних вод, їх доочистка здійснюється у біологічних ставках чи на спорудах типу біоплато. В процесі біологічної очистки стічних вод утворюється велика кількість осаду, який утворений мертвим чи надлишковим активним мулом. Мул має вологість 97-98 % і погано віддає воду.

5. Проаналізувати принципи управління та поводження з муніципальними відходами

Муніципальні відходи, мають різне походження (саме тому термін "муніципальні відходи" краще терміну "побутові відходи)

Поводження з твердими побутовими відходами включає

• збір ( валовий і роздільний), це діяльність, пов’язана із збиранням і розміщенням відходів у спеціальних місцях чи об’єктах, включаючи сортування відходів з метою подальшої утилізації чи видалення.

• Перевезення - це транспортування відходів від місця їх утворення або зберігання до об’єктів оброблення, утилізації чи

• видалення. Тверді побутові відходи можна подрібнювати і видаляти в каналізацію. Для дрібнення використовують дробілки. Подрібнені ТПВ знезаражуються разом із стічними водами на міських очисних спорудах. Цей метод ефективніший ніж збирання і вивезення ТПВ.

• Поховання - це остаточне розміщення відходів у спеціально відведених місцях чи об’єктах таким чином, щоб шкідливий вплив відходів на навколишнє природне середовище та здоров’я людини не перевищував встановлених норм. Поховання здійснюють у спеціально відведених місцях, наприклад на полігонах ТПВ.

• знешкодження та утилізацію - це зменшення чи усунення небезпечності відходів шляхом механічних, фізико–хімічних чи біологічних методів оброблення.

Управління побутовими відходами:

Головна мета управління ТПВ полягає у оптимальному використанні обмежених ресурсів, використанні екологічних — природо-, енерго- і матеріало-зберігаючих технологій, переробку і знищення відходів, шляхом зменшення об'ємів утворення відходів і перероблення все більшої їх кількості в ресурси для повторного використання.