Прогноз социально-экономических последствий при возможно изменении климата

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 551:515.9

Прогноз социально-экономических последствий при возможно изменении климата

И.И. Дорошенко

Национальный горный университет, Днепропетровск

Наведено прогноз критичних ситуацій, що виникнуть у зв'язку з можливою глобальною зміною клімату, на прикладі підприємств міста Дніпропетровська. Установлено, що в зв'язку з підвищенням середньої річної температури повітря слід очікувати погіршення умов розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері. Це створить серйозну проблему, що обумовлена необхідністю розширення границь санітарно-захисних зон підприємств для дотримання вимог природоохоронних нормативних документів.

Дан прогноз критических ситуаций, возникающих в связи с возможным глобальным изменения климата, на примере предприятий города Днепропетровска. Установлено, что в связи с повышением средней годовой температуры воздуха следует ожидать ухудшения условий рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере. Это создаст серьезную проблему, вызванную необходимостью расширения границ санитарно-защитных зон предприятий для соблюдения требований природоохранных нормативных документов. природоохранный климат загрязняющий атмосфера

Введение. Историческое развитие крупных городов неразрывно связано с формированием на их территории промышленных комплексов, часто представленных металлургическими, химическими, машиностроительными и другими предприятиями. Интенсивное промышленное строительство и его преобладание над жилищным привело к формированию своеобразных ландшафтно-градостроительных параметров городской среды, когда промышленные зоны тянутся на многие километры вдоль жилой застройки, вклиниваются в центральные районы, создают неблагоприятную экологическую обстановку для населения [1-3]. Особенно сложное положение сложилось в соблюдении норм санитарно-защитных зон (СЗЗ).

Актуальность проблемы. Санитарно-защитная зона - это участок территории между промышленными предприятиями и жилыми или общественными зданиями для защиты населения от влияния вредных факторов производства (выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, шум, вибрация, электромагнитное поле и др.). Размеры этих зон до границы жилой застройки устанавливаются в зависимости от мощности предприятия, характера и количествам выделяемых в окружающую среду вредных веществ и т.д. В соответствии с классификацией промышленных предприятий установлено пять санитарно-защитных зон: для предприятий I класса ширина СЗЗ принимается равной 1000 м, II класса - 500 м, III класса - 300 м, IV класса - 100 м, V класса - 50 м.

Предприятия, не оказывающие негативного воздействия на окружающую среду, разрешено размещать в пределах жилых районов. В отдельных случаях размеры СЗЗ могут быть увеличены (но не более чем в три раза) [4].

В Днепропетровске территории, занятые СЗЗ, составляют около 800 га. На этих территориях размещается 450 тыс. м2 жилых домов и проживает около 40 тыс. человек (по состоянию на конец 90-х годов). Более сорока предприятий не имеет нормативных разрывов от источников выделения загрязняющих веществ до жилой застройки [5-7]. Помимо жилья в пределах СЗЗ находятся также объекты социальной инфраструктуры (таблица).

Генеральным планом развития города предусмотрена постепенная ликвидация жилищного фонда, расположенного в СЗЗ, в т.ч. до конца 2010 года в объеме около 310 тыс. м2, где проживает около 25 тыс. жителей. Затраты на строительство жилья и объектов социально-культурной сферы для отселения этого количества жителей составляют около 450 млн. грн. [5].

Таким образом, приведение в соответствие с действующими нормативно-правовыми актами границ СЗЗ в условиях старопромышленной застройки требует значительных финансовых средств и на территории города Днепропетровска с большим трудом решается уже продолжительное время.

Анализ ситуации. Сложившаяся ситуация с СЗЗ в крупных городах в еще большей степени может быть осложнена последствиями наметившейся тенденции глобального изменения климата. Как показывают современные реконструкции климата последнего тысячелетия (рисунок 1), в XX веке произошло весьма быстрое и значительное потепление климата, которое может быть разделено на два составляющих периода.

Таблица. Численность проживающих в пределах СЗЗ некоторых предприятий города Днепропетровска

Первое потепление происходило с начала столетия до 1940-х годов, второе началось с 1970-х годов и продолжается по настоящее время. Характер этих двух периодов потепления существенно различается. Оба они пространственно неоднородны (т.е. в отдельных областях потепление выражено сильнее, чем в других, а в некоторых регионах даже наблюдается похолодание), но пространственные структуры, связанные с первым и вторым потеплением, значительно отличаются. Отличаются также изменения атмосферной циркуляции, связанные с этими потеплениями. Первое глобальное потепление не имеет общепринятого объяснения. Выдвинуто ряд гипотез о его связи с повышенной прозрачностью атмосферы из-за ослабления вулканической активности; колебаниями потока солнечной радиации; крупномасштабными внутренними колебаниями в системе океан-атмосфера. В то же время, относительно причин второго периода потепления имеется согласие большей части научного сообщества: это потепление вызвано дополнительным парниковым эффектом, связанным с антропогенным ростом концентрации в атмосфере некоторых парниковых газов, в первую очередь, углекислого газа от сгорания органического топлива [8].

Рисунок 1. Изменения температуры Северного полушария в последнем тысячелетии

Схема основана на реконструкциях по данным о кольцах деревьев, ледовым кернам и т.п.; данные за последнее столетие основаны на измерениях. Источник: http://www.pages.unibe.ch

Как видно из рисунка 2, отмеченные основные черты глобальных изменений температуры в XX веке выражены также и для территории стран СНГ. Например, в целом для России и для отдельных ее регионов начало современного потепления относится к началу 1970-х годов.

Интенсивность потепления от 1976 к 2001 г. для территории России в целом составила +0,46 0С/10 лет. Наиболее интенсивный тренд температуры воздуха обнаруживается в зимний и весенний сезоны (+0,60 0С/10 лет и +0,650С/10 лет за период 1976-2001 гг.) [9].

Рисунок 2. Средняя по территории Европейской части РФ аномалия среднегодовой температуры воздуха (отклонение от средней температуры базового периода 1961-1990 гг.)

Столбцы диаграммы представлены относительно средней температуры в конце доиндустриального периода (1886-1905 гг.). Жирная кривая показывает 11 - летнее скользящее среднее.

Оценки глобального потепления (и в особенности его пространственной структуры) могут быть получены путем экспериментов с глобальными моделями климата. Есть два типа таких экспериментов. Первые, так называемые равновесные эксперименты, дают оценки чувствительности климата к росту концентрации парниковых газов (т.е., изменения температуры при удвоении концентрации этих газов в атмосфере). Для этого выполняются два прогона модели на достаточно длительный срок (несколько десятилетий и более): контрольный (при современной концентрации парниковых газов) и при удвоенной концентрации, и для каждого из них оценивается климатическое значение исследуемой величины. На основании разности между этими значениями может быть оценена средняя скорость роста, например, температуры, в зависимости от концентрации парниковых газов. Второй тип экспериментов (неравновесные) выполняются при постепенном изменении концентрации парниковых газов в модели, так что моделируется действительно постепенное изменение климатических параметров при росте количества парниковых газов в атмосфере. Далее оценки скорости роста получаются по модельному ряду с применением обычных методов (сравнение климатов разных периодов, оценка тренда, и т.п.). Следует отметить, что эти оценки могут быть получены только при использовании прогнозов роста концентрации активных составляющих атмосферы, основанных на тех или иных сценариях промышленного развития, так что они, вообще говоря, не являются прогнозами в обычном понимании [9].

Современные оценки чувствительности климата к росту концентрации СО2 (т.е., изменения температуры при удвоении концентрации) дают величину в пределах 1,5-4,50С. Оценки глобального потепления, полученные с использованием разных моделей для различных сценариев эмиссии парниковых газов (СО2) дают для среднегодовой температуры конца 21 века (2071-2100 гг.) разброс от 0,9 до 5,5 0С [8,9].

Таким образом, результаты прогнозирования изменения климатических условий на территории Украины дают основание ожидать повышение среднегодовой температуры воздуха на 2-3 0С.

Результаты исследования. В связи с повышением среднегодовой температуры воздуха следует ожидать ухудшения условий рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере с соответствующим повышением их концентрации на большей площади. Поскольку этот фактор в настоящее время не учитывается, то к моменту наступления такого потепления возникнет серьезная проблема, вызванная необходимостью расширения границ СЗЗ для соблюдения требований нормативных докумен-

тов. Во многих случаях часть селитебной территории может оказаться внутри этих скорректированных СЗЗ. В результате станет необходимым либо сносить объекты жилого фонда и других гражданских сооружений, либо принять меры по снижению приземных концентраций загрязняющих веществ в пределах уже действующих СЗЗ.

С использованием расчетных формул рекомендаций [10] были проведены расчеты по установлению зависимости изменения требуемой эффективности работы пылегазоочистного оборудования на предприятиях от возможного изменения среднегодовой температуры воздуха (рисунок 4) и высоты стационарных источников загрязнения (рисунок 5).

Приведенные данные показывают, что мероприятия по снижению приземных концентраций загрязняющих веществ в пределах уже действующих СЗЗ потребуют дополнительной установки нового очистного оборудования и, следовательно, вложения значительных финансовых и материальных ресурсов.

Таким образом, никаких прогнозных исследований по обоснованию последствий изменения климата в настоящее время не проводится и ситуация, вызванная потеплением, может перерасти в серьезную социально-экономическую и экологическую проблему.

Поскольку снижение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы является экономически более выгодным, чем снос жилых домов и хозяйственных построек либо вынос предприятия за пределы города, то целесообразным представляется проведение следующих мероприятий:

технологической направленности, заключающихся в применении новейших природоохранных технологий, обеспечивающих высокую степень очистки промышленных пылегазовых выбросов;

планировочные, состоящие в создании обустроенных СЗЗ и озеленении окружающих территорий.

Рисунок 4. Зависимость изменения требуемой эффективности работы очистного оборудования от возможного изменения среднегодовой температуры воздуха (при разности температуры атмосферного воздуха и пылегазовой смеси ДT=25°C и высоте стационарного источника загрязнения H=25м. Здесь D - диаметр стационарного источника загрязнения)

Рисунок 5. Зависимость изменения требуемой эффективности работы очистного оборудования от высоты стационарного источника загрязнения (ДT=25°C и ДTкл=5°С)

В дальнейшем целесообразно обосновать конкретные рекомендации по реконструкции отдельных предприятий города или перепланировке городских территорий. Полученные результаты могут быть использованы для выработки и реализации государственной политики в области устойчивого развития городских поселений.

Перечень ссылок

1. Экология мегаполиса. Экологические аспекты промышленного развития Днепропетровска / И.И. Куличенко, А.С. Левенко, А.Г. Шапарь и др. - Днепропетровск: ИMA-пресс, 2002. - 368 с.

2. Проблемы урбоэкологии / Л.Г. Чесанов, А.Г. Шапарь, А.И. Кораблева и др. - Днепропетровск: Полиграфист, 2001. - 159 с.

3. Маслов Н.В. Градостроительная экология. М.: Высшая школа, 2002. - 284 с.

4. Экология города. Под общ. Ред. Ф.В. Стольберга. - Киев: Либра, 2000. - 463 с.

5. Павлов В.А., Микулинский И.Б. Экологический паспорт города Днепропетровска. - Днепропетровск, 1993. - 91 с.

6. Павлов В.А., Переметчик Н.Н., Шевченко Б.Е. Экологический паспорт города Днепропетровска. - Днепропетровск, 1999. - 109 с.

7. Экологический паспорт города Днепропетровска / В.А. Павлов, Н.Н. Переметчик, В.П. Колотенко, Б.Е. Шевченко. - Днепропетровск: ИMA-пресс, 2000. - 112 с.

8. http://www.pages.unibe.ch.

9. Изменение климата 2001. Обзор состояния и тенденций изменения климата России / Руководитель работы Г.В. Груз. - М.: Институт Глобального Климата и Экологии Госгидромета РФ и РАН, 2002 (http://climat.mecom.ru/climat/bulletins/2001/index.html).

10. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.

Размещено на Allbest.ru