Загрязнение воды и воздуха - проблема современного города

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ И ВОЗДУХА - ПРОБЛЕМА СОВРЕМЕННОГО ГОРОДА

Содержание

Введение

1. Загрязнение воздуха

1.1 Автомобильное

1.2 Промышленное

1.3 Смог (фотохимический туман)

2. Загрязнение воды

2.1 Загрязнение воды в зоне водопотребления

2.2 Загрязнение водного бассейна в черте города

Заключение

Список использованной литературы

Введение

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной катастрофой для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы.

Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргентина - 83, Уругвай - 82, Австралия - 75, США - 80, Япония - 76, Германия - 90, Швеция - 83. Все больше городов имеют статус городов-миллионеров. Сегодня таковыми могут называться как минимум 408 больших городов. Более того, существует больше 20 очень крупных городов с населением более 10 миллионов людей. Население одного города Токио (35 миллионов) превышает население всей Канады. Население города Мехико (19 миллионов) приблизительно эквивалентно количеству всего населения Австралии. Нью-Йорк, Сан-Паулу, Мумбай (прежде Бомбей), Дели, Калькутта, Буэнос-Айрес и Шанхай близко подошли к таким же показателям. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Примером могут служить Вашингтон - Бостон и Лос-Анджелес - Сан-Франциско в США; города Рура в Германии. Происходит также слияние городов-миллионеров с соседними менее многочисленными городами, например Москва, Санкт-Петербург с прилежащими городами.

В России 73% населения сосредоточено в городах. Общая тенденция развития и роста городов - прогрессирующее ухудшение условий жизни в них. Это прежде всего связано с тем, что с увеличением населения, транспорта и промышленных предприятий на сравнительно небольших территориях они становятся не только неудобными, но и в значительной степени опасными для жизни. Образуются антропогенные ландшафты, далекие от состояния экологического равновесия.

1. Загрязнение воздуха

Одна из самых важных проблем современного города - усиливающееся загрязнение воздуха. Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт.

1.1 Автомобильное

Автомобильные выхлопные газы - это смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды - несгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, то есть у красного сигнала светофора и во время «пробок» (скопление транспортных средств на дороге, мешающее нормальному движению).

Монооксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. Оксид углерода соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу. В 1 литре бензина может содержаться около 1 грамма тетраэтилсвинца, после разрушения которого, в виде соединений выбрасывается свинец, который в свою очередь имеет свойство накапливаться в организме. Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 тонн кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

С ростом благосостояния жителей растёт количество автомобилей и, следовательно, увеличивается и концентрация отравляющих веществ в воздухе. Несомненно, что в ближайшем будущем загрязнение воздушного бассейна городов автомобильным транспортом будет представлять наибольшую опасность. Это объясняется главным образом тем, что в настоящее время еще не существует кардинальных решений данной проблемы, хотя нет недостатка в отдельных технических проектах и рекомендациях.

1.2 Промышленное

В результате применения в промышленности и образования в процессе различных производств больших количеств токсических веществ в окружающий воздух так же выбрасываются массы загрязняющих веществ. Предприятия металлургической, химической, цементной и других отраслей промышленности выбрасывают в атмосферу пыль, сернистые, фтористые другие вредные газы и соединения, выделяющиеся при различных технологических производственных процессах. Выброс в атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит главным образом вследствие недостаточной герметизации оборудования. Например, загрязнение атмосферного воздуха углеводородами и сероводородом отмечается от металлических резервуаров сырьевых парков для нестабильной нефти, промежуточных и товарных парков для легковых нефтепродуктов. Основными выбросами от предприятий химической промышленности являются окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид, аммиак, пыль от неорганических производств, органические вещества, сероводород, сероуглерод, хлористые соединения фтористые соединения и др. Эти соединения снижают прозрачность атмосферы, дают на 50% больше туманов, на 10% больше осадков, на 30% сокращают солнечную радиацию. Наиболее опасны для окружающей среды производства, связанные с применением лаков и красок. Их выбросы антропогенных органических веществ составляют 350 тыс. тонн в год, в то время как остальные производства химической промышленности в целом выделяют 170 тыс. тонн в год.

Атмосфера современных городов (особенно крупных) чрезвычайно загрязнена. По данным исследований на одного жителя Москвы в целом приходится 46 кг(!) вредных веществ в год. Многие ученые видят в усиливающемся загрязнении воздуха развитых городов главную причину увеличения заболеваний легких.

Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” - парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Их площадь в городах-миллионерах обычно не превышает 30% (Москва), что составляет около 25-30 м² на человека (в Париже это число равно 6, в Лондоне - 7.5, в Нью-Йорке - 8.6).

Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. Из-за более активной конденсации влаги в городах происходит увеличение осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра. При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250 - 400 м, а контрасты температуры могут достигать 5 - 6° С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

1.3 Смог (фотохимический туман)

Фотохимический туман (смог) представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят: озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия (или очень слабого обмена воздуха в приземном слое), необходимого для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне - сентябре и реже зимой. Далее происходит цепь химических преобразований, результатом которых служит образование оксидантов, которые являются источником свободных радикалов.

По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем. Ученые считают, что ежегодно тысячи смертей в городах всего мира связаны с загрязнением воздуха. В 1952 г. в течение 3 - 4 суток от смога в Лондоне погибло более 4 тыс. человек. Английские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал несколько сот тонн дыма и сернистого ангидрида. В 1963 г. густой туман с копотью и дымом (смог), спустившийся на Нью-Йорк, убил более 400 человек.

Значительная загазованность воздушного бассейна в городах так же приводит к уменьшению инсоляции и сокращению поступления к поверхности земли ультрафиолетового излучения. Это отрицательно влияет на здоровье горожан, поскольку при пониженной инсоляции замедляется выведение из организма ряда токсических веществ, в частности тяжелых металлов и их соединений, помимо этого пониженная инсоляция тормозит синтез в организме ряда важных ферментов. Между тем жители больших городов очень часто, особенно в зимнее время, испытывают ее дефицит.

Многие техногенные вещества, попадающие в воздушную среду городов, являются опасными загрязнителями. Они наносят ущерб здоровью людей, живой природе, материальным ценностям. Некоторые из них в силу длительного существования в атмосфере переносятся на большие расстояния, из-за чего проблема загрязнения превращается из локальной в международную. В основном это касается загрязнений окислами серы и азота.

Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере Северного полушария (годовой прирост 5%) породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Они подавляют биологическую продуктивность почв и водоемов, особенно тех из них, которые обладают собственной высокой кислотностью.

2. Загрязнение воды

урбанизация загрязнение среда

Еще одна не менее важная проблема современного города - загрязнение воды. Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве.

Загрязнение водного бассейна в городах следует рассматривать в двух аспектах - загрязнение воды в зоне водопотребления и загрязнение водного бассейна в черте города за счет его стоков.

2.1 Загрязнение воды в зоне водопотребления

Загрязнение воды в зоне водопотребления является серьезным фактором, ухудшающим экологическое состояние городов. Оно производится как за счет сброса части неочищенных стоков городов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора данного города и загрязнения воды речным транспортом, так и за счет попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов, вносимых на поля. В зонах повышенного увлажнения около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь, может приводить к эвтрофикации водоемов, которая еще больше ухудшает качество воды.

Ежегодно в крупных городах (в том числе и в Москве) отмечается сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, связанное с попаданием загрязняющих веществ в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

2.2 Загрязнение водного бассейна в черте города

Города являются мощными источниками загрязнения водного бассейна. В крупных городах в расчете на одного жителя (с учетом загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасывается в водоемы около 1 м³ загрязненных стоков. Неочищенные канализационные стоки - один из главных источников угрозы для здоровья человека, так как и люди, и животные бывают заражены патогенами (болезнетворными бактериями и другими паразитами). Зараженные люди или животные могут выделять с экскрементами огромное количество патогенов или их яиц. Иногда человек служит переносчиком инфекции, даже не ощущая симптомов заболевания. Если зараженные канализационные стоки попадут в питьевую воду, на источники пищи или в места для купания, паразиты могут инфицировать многих людей. В некоторых случаях инфекция передается через пищевые цепи. Живя и работая в густозаселенных городах, люди становятся чрезвычайно уязвимыми для патогенных организмов, так как чем выше плотность населения, тем вероятнее заражение. Прежде чем в середине XIX веке была установлена связь между заболеваниями и наличием в отбросах патогенов, в городах часто случались опустошительные эпидемии.

Особо опасны для водной среды токсичные синтетические вещества. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах.

Поэтому города нуждаются в мощных очистных сооружениях.

Особую проблему представляет проникновение загрязненных поверхностных стоков в подпочвенные воды. Поверхностные стоки городов всегда имеют повышенную кислотность. Если под городом располагаются меловые отложения и известняки, проникновение в них зачисленных вод неизбежно приводит к возникновению антропогенного карста. Пустоты, образующиеся в результате антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, в которых существует реальный риск его возникновения, необходима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвращению его последствий.

В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы. При этом водные ресурсы используются нерационально - более 20% воды уходит неиспользованной. Загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров, поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников. Так, например Лос-Анджелес получает воду из реки Колорадо, которая расположена в 970 километрах от города. А Пекин планирует доставлять воду в дома своих граждан из реки Янцзы, отдаленной на 1,500 километров.

Именно поэтому чрезвычайно важная задача на настоящий момент - защита водных источников от загрязнения. Наряду с совершенствованием и расширением очистных сооружений, переводом предприятий на оборотное водоснабжение и безотходную технологию, большое значение имеют деминерализация солоноватых и соленых вод, введение платы за сброс сточных вод, создание комплексных районных схем водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод, а так же автоматизация контроля за качеством воды в водных источниках и разработка методов управления качеством воды.

Заключение

Экологическое неблагополучие городов стало острейшей глобальной проблемой, требующей скорейшего решения. Природа в городе и его ближайшем окружении подвергается тяжкому испытанию. Будучи местами концентрации разнообразной промышленности, строительства, энергетики, автомобильного парка, населения, города являются источниками антропогенных загрязнений воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы.

Городские атмосферные выбросы образуют вокруг городов ореолы загрязнений, простирающиеся на расстояния до 60 км от центра города (данные, полученные с помощью искусственных спутников Земли «Метеор- Природа» для городов РФ). Ореолы вокруг Москвы и других городов Центрального экономического района России слились в единое пятно площадью около 180 тыс. км² (!). Шлейф водных загрязнений от больших городов распространяется по рекам на десятки и даже сотни километров. Распространенность устаревших, «грязных» технологий, высокая доля разной рода потерь, техническое несовершенство средств очистки усилили антропогенный пресс, коренным образом изменили климат городов. Промышленность городов создала нагрузку, намного превышающую восстановительные силы природы. Наиболее опасны в экологическом отношении города, чей исходный, данный природой климат уже не подвержен восстановлению (в России это 140 городов, то есть 13,2% от общего числа).

В экологически загрязненных городах распространены болезни органов дыхания, астма, различные виды аллергии, сердечнососудистые заболевания, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Наиболее восприимчивыми к загрязнениям окружающей среды оказываются дети, особенно в промышленных городах. Среди новорожденных отмечается снижение массы тела и показателей роста, увеличение числа недоношенных детей, заболеваний у новорожденных. Эти данные в 1,5 раза выше, чем в близкорасположенных городах, а суммарная заболеваемость детей - в 1,5 - 2 раза.

Загрязнение атмосферного воздуха и воды является самой серьезной экологической проблемой современного города, оно наносит значительный ущерб здоровью горожан, материально-техническим объектам, расположенным в городе (зданиям, объектам, сооружениям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуникациям, промышленной продукции, сырью и полуфабрикатам) и зеленым насаждениям. Каждый раз, когда в Афинах идет дождь, вместе с водой на город обрушивается серная кислота, под губительным воздействием которой происходит разрушение Акрополя и его бесценных памятников древнегреческого зодчества, сооруженных из мрамора. За последние 30 лет им был нанесен гораздо больший ущерб, чем за предыдущие два тысячелетия.

Сбалансировать отношения между природой и техникой, урбанизацией и средой возможно с помощью опорного экологического каркаса. В основу организации территории положено выделение трех основных зон:

а) наибольшей хозяйственной активности;

б) экологического равновесия;

в) буферной.

Зоны высокой хозяйственной активности, в том числе и расположенные в ней города и агломерации, имеют свой экологический каркас, образованный зелеными клиньями и поясами, водно-парковыми диаметрами, для создания которого используется природная основа в виде гидрографической сети, форм рельефа, естественных зеленых насаждений. Зоны экологического равновесия нужны для воспроизводства важнейших природных ресурсов. В них устанавливается строгий режим хозяйственной деятельности, ограничивается развитие промышленности, сдерживается рост городов, запрещается рубка леса, кроме санитарной. Предусматривается расширение сети природных парков, заповедников, заказников, охраняемых ландшафтов. Лесистость поддерживается на уровне 40-50%, сохраняются чистыми малые реки, восстанавливаются популяции животных и птиц, имеющих хозяйственное значение, а также редкие виды. Запрещаются все виды охоты, кроме необходимых для поддержания фауны в равновесии.

Список использованной литературы

1. Горшков, С. П. Экзодинамические процессы освоенных территорий [Текст]/ С. П. Горшков.- М.: Недра, 2000.- 356 с.

2. Казначеев, В. П. Проблемы экологии города и экологии человека [Текст]: урбоэкология/ В. П. Казначеев.- М.: Экология, 2001.-187 с.

3. Реймес, Н.Ф. Экология [Текст] / Н.Ф. Реймес. -М.: Мир, 1997.-280 с.

4. Боголюбов, А. С. Атмосферный воздух: его загрязнение и охрана [Эл. ресурс]/ А. С. Боголюбов, 2007. Режим доступа: http://www.ecosystema.ru

5. Смирнова, Л. Оздоравливать экологию будем по программе [Текст]/ Л. Смирнова // Ведомости областной администрации.- 2000.- 11 февр.- С. 14.

6. Прохоров, Б.Б. Жизненная среда горожан [Текст]/ Б.Б.Прохоров//Природовед.- 1993. - №3. - С. 43-49.

Размещено на Allbest.ru