Экологические проблемы и здоровье человека в городах

      Наиболее перспективным решением этой проблемы  является  внедрение  в практику технологических систем, предусматривающих получение из ила  газа  с последующим сжиганием остатков иловой массы.

      Рационализация  взаимоотношений общества и окружающей его среды в значительной степени связана с дальнейшим совершенствованием технологических процессов, чтобы сократить, а затем исключить вообще практику выбросов отходов в среду обитания человека. На некоторых металлургических заводах функционируют весьма эффективные очистные сооружения: домны и коксовые батареи не загрязняют биосферу благодаря бездымной загрузке шихты и сухому тушению кокса, налажена рециркуляция водного потока и др. На ряде предприятий цветной металлургии часть отходящих газов, прежде выбрасывавшихся без очистки, используется сейчас в качестве сырья для производства серной кислоты.

      В целях уменьшения загрязнения воздуха, в частности сернистым ангидридом, электростанции ряда крупных городов переводятся на малосернистое топливо, развивается газификация и централизация энергообеспечения [12].

      К основным направлениям решения проблемы загрязнения городской среды  автотранспортом следует отнести:

1. Совершенствование двигателя внутреннего сгорания, позволившее   снизить  удельное потребление топлива на 10 – 15%, а также уменьшить объемы выбросов на  15 – 20%.

      Бесспорно, что этот путь может стать весьма эффективным  в  самое  ближайшее  время, поскольку не требует серьезных  перестроек  ни  в  автомобилестроении, ни в системе обслуживания и  эксплуатации  автомобиля.  Здесь  следует лишь учесть то, что реальный  экологический эффект  этих  мероприятий не  столь высок, как представляется на первый взгляд,  поскольку,  например,  снижение объемов выбросов угарного газа в значительной мере восполняется  увеличением выбросов окислов азота.

2. Перевод двигателя внутреннего сгорания на газообразное топливо. Применение пропан – бутановых смесей резко  снизит  количество  угарного  газа,  тяжелых  металлов  и углеводородов, однако уровень выбросов  окислов  азота  останется  достаточно высоким. Кроме  того,  применение  газовых  смесей  пока  возможно  лишь  на грузовых автомобилях и требует налаживания системы газозаправочных  станций, поэтому возможности данного решения в настоящее время еще ограничены.

      Перевод двигателя внутреннего сгорания  на  водородное  топливо чревато тем, что добиться уменьшения загрязнения почти не удастся, т. к. окислы азота образуются и при использовании водорода  и что добыча, горение и транспортировка больших объемов водорода  связаны с большими  техническими  трудностями,  небезопасны  и   весьма   накладны   в экономическом  отношении.  В  городе, насчитывающем  несколько  сот   тысяч автомобилей, пришлось бы иметь  громадные  запасы  водорода,  одно  хранение которых потребовало бы (для обеспечения безопасности  населения)  отчуждения громадных территорий. Если учесть при этом, что это дополнялось бы  развитой сетью заправочных станций, то такой город был бы весьма небезопасен для его жителей. Даже если предположить, что будет найдено экономически  приемлемое решение проблемы хранения водорода (в том числе в самих автомобилях)  в связанном состоянии, то эта проблема,  по  нашему  мнению,  едва  ли  будет перспективной в ближайшие десятилетия.

3. Замена автомобиля электромобилем столь  же  мало реальна, как и предыдущее предложение.  Во – первых,  ввод в эксплуатацию таких автомобилей экономически очень дорог. Во – вторых,  электромобиль,  практически  «чистый»  для  городской  улицы,   не является  таковым   для   самого   автомобилиста,   поскольку   при   работе аккумуляторов происходит  постоянное  выделение  многих  токсичных  веществ, которые неизбежно попадают в салон электромобиля. 
4. Помимо разобранных выше существуют десятки других технических решений, многие из  которых  доводятся  до  опытных  образцов.  Среди последних весьма любопытна идея грузового троллейбуса  с  аккумулятором  для межлинейных передвижений, реализация которой, при условии  совершенствования токоприемников  и  реконструкции   токоприводов,   может   резко   уменьшить загрязнение воздушного бассейна, в особенности в центрах городов.
5. Помимо совершенствования самих средств транспорта  серьезный  вклад  в снижение  загазованности  атмосферы  городов  могут   внести   планировочные мероприятия,  мероприятия  по  совершенствованию  управления  автомобильными потоками и мероприятия по рационализации перевозок внутри  города.  Создание в городах единой автоматизированной  системы  управления  перевозками  может резко снизить пробег автомобилей в черте города и  соответственно  уменьшить загрязнение его воздушного бассейна [3].

      Наличие в  городах  зеленых  насаждений  является  одним  из  наиболее благоприятных экологических факторов.  Зеленые  насаждения  активно  очищают атмосферу,  кондиционируют  воздух,  снижают  уровень  шумов,   препятствуют возникновению  неблагоприятных  ветровых  режимов,  кроме  того,  зелень   в городах благотворно действует на эмоциональное состояние человека. При  этом зеленые насаждения должны быть максимально  приближены  к  месту  жительства человека,  только  тогда  они  могут  оказывать  максимальный  положительный экологический эффект.

      Однако  в городах зеленые насаждения расположены  крайне  неравномерно. Так, в  Санкт – Петербурге  при  общей  обеспеченности  зелеными  насаждениями около 20 м² на  1  жителя  степень обеспеченности  населения зелеными насаждениями колеблется в пределах от 31,5 м² на  жителя  в северо-западных районах до 5 м² – в центральных. В центральных районах городов, где невозможно отыскать более или менее значительные  площади для расширения зеленых насаждений  наиболее  перспективным является   развитие вертикального озеленения.

      Зеленое строительство в районах новостроек также сопряжено с  трудностями  технического и  экономического  характера.  Стоимость озеленения 1 га территории обходится в среднем в 20 тыс. руб., а устройство газона на той же территории – 6 тыс. руб. Озеленение мелких  участков  стоит еще дороже, достигая 10 – 15 тыс. руб. за 1 м². Ясно, что в последнем случае дешевле и проще асфальтировать дворовую  территорию,  чем  озеленять  ее.  В техническом отношении  зеленое  строительство  затрудняется  захламленностью территории  новостроек  и  захораниванием  в  почве  отходов  строительства.

      Однако  максимально возможное озеленение  городских  территорий  относится  к числу наиболее важных экологических мероприятий в городах.

      Завершая  разбор основных факторов, формирующих  экологическое состояние в городах, остановимся еще на одной проблеме,  непосредственно  связанной  с  экологией человека. Выше указывались факторы, формирующие  окружающую  среду городов,  между  тем  взрослый  житель  крупного  города   в   будний   день подавляющую часть времени проводит в замкнутых пространствах  –  9  час.  на работе, 10 – 12 – дома и не  менее  часа  в  транспорте,  магазинах и других общественных  местах  и,  таким образом,  непосредственно соприкасается с окружающей  средой  города  приблизительно  2 – 3  часа  в день.  Этот   факт заставляет   обратить   особенно   серьезное   внимание   на   экологические характеристики производственной и жилой сред.

      Создание  в замкнутых пространствах комфортных условий и  прежде  всего очищенного кондиционированного воздуха  и  пониженного  уровня  шумов  может  значительно уменьшить отрицательное  влияние  городской  среды  на  здоровье человека, да и мероприятия эти требуют относительно  небольших материальных затрат. Решению этого вопроса,  однако,  пока  еще уделяется недостаточно внимания. В частности,  даже  в новейших  проектах  жилых домов часто не предусматриваются  конструктивные  возможности  установки  кондиционеров   и воздушных фильтров. Помимо этого, в пределах  самой  жилой  среды  действует немало факторов, влияющих на ее качество.  К  ним  следует  отнести  газовые кухни,  значительно  повышающие  загазованность  жилой   среды,   пониженную влажность   воздуха   (при   наличии   центрального   отопления),    наличие значительного количества разнообразных аллергенов – в коврах, мягкой  мебели и даже в теплоизолирующих материалах,  употребляемых  при  строительстве,  и многие другие  факторы.  Отрицательные  последствия  всего  указанного  выше должны не только предусматриваться при  новом  строительстве  и  капитальном ремонте, но и требуются активные действия по улучшению качества жилой  среды от каждого горожанина.

      При разработке совместимой с окружающей  средой  системы  переработки отходов ставятся следующие (по порядку важности) главные задачи:

• Снижение количества отходов уже в процессе производства продукции.
• Уменьшение отходов за счет их сортировки при сборе.
• Широкое вторичное использование материалов, полученных из отходов.
• Удаление  остающихся  после  переработки  отходов  с  минимально  возможным риском для окружающей среды и здоровья человека.

             Виды утилизации отходов:

• складирование;
• сжигание;
• компостирование;
• пиролиз.

      Около 90 % отходов в США до сих пор  закапывается.  Но  свалки  в  США быстро заполняются, и страх перед  загрязнениями  подземных  вод  делает  их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во  многих  населенных пунктах страны прекратить потребление  воды  из  колодцев.  Желая  уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на  разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не  будет  разработан  новый  вид мониторинга,  следящего за   перемещением   метана,   так   как   если   не проконтролировать его образование, он может взорваться [12].

      В густо населенных районах  Европы  способ  захоронения  отходов,  как требующий слишком больших площадей и  способствующий  загрязнению  подземных вод, был предпочтен другому – сжиганию. Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано  в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90  %,  в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое  применение  по  обе стороны Атлантики.  Густонаселенные  и  наиболее  значимые  города  вскоре  внедрили экспериментальные  печи.  Тепло,  выделяемое  при  сжигании  мусора,   стали использовать для получения электрической энергии, но не  везде  эти  проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на  них  были  бы  уместны  тогда, когда не было  бы  дешевого  способа  захоронения.  Многие  города,  которые применили эти  печи,  вскоре  отказались  от  них  из-за  ухудшения  состава воздуха. Но и в настоящее время в развитых странах сжигаются  до 50% всех отходов.

      Захоронение отходов  осталось  в  числе  наиболее  популярных  методов решения   данной  проблемы.   Примерно   2/3   всех   отходов   бытового   и производственного  происхождения  складируют  в  хранилищах-свалках.   Такие хранилища занимают  большие  площади,  являются  источниками  шума,  пыли  и газов, образующихся  в  результате  химических  и  анаэробных  биологических реакций в толще, а также источниками загрязнения грунтовых вод в  результате образования на открытых свалках просачивающихся вод.

      Наиболее  перспективным способом решения  проблемы является переработка городских  отходов:  органическая  масса  используется  для  получения   удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения  новой  бумаги, металлолом направляется  в  переплавку.  Основной  проблемой  в  переработке является  сортировка   мусора   и   разработка   технологических   процессов переработки.

      Экономическая целесообразность способа переработки  отходов зависит от стоимости  альтернативных  методов  их  утилизации,   положения   на   рынке вторсырья  и  затрат  на  их  переработку.  Долгие  годы   деятельность   по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение,  будто любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что  переработка,  по сравнению с захоронением и сжиганием, наиболее  эффективный  способ  решения проблемы отходов, так как требует меньше правительственных  субсидий.  Кроме того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И  поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения  норм,  а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки  отходов будет неуклонно расти.

      Многие  страны,  имеющие выход к морю,  производят  морское захоронение различных  материалов  и  веществ,  в   частности   грунта,   вынутого   при дноуглубительных   работах,   бурового    шлака,   отходов   промышленности, строительного мусора,  твердых отходов,  взрывчатых  и  химических  веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10%  от  всей  массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой  океан.  Более  70%  поверхности Земли занята морями и океанами, что  породило  миф  о  том,  что  они  могут бесконечно  служить  источником  обезвреживания  и  приемником  всех   видов отходов  человеческой  деятельности.  Однако Мировой Океан при всей  своей необъятности  уязвим,  как любая другая  природная  система.  Поэтому  дампинг (сброс отходов в море) рассматривается   как   вынужденная   мера,    временная    дань    общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных  производств   присутствуют разнообразные  органические вещества и соединения тяжелых металлов.  Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого  вещества)   32-40%   органических веществ; 0,56%   азота;  0,44%   фосфора;   0,155%  цинка;  0,085%   свинца; 0,001%  ртути; 0,001% кадмия.

      Во  время сброса  и прохождения  материала  сквозь  столб  воды,  часть загрязняющих веществ переходит в  раствор,  изменяя  качество  воды,  другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные  отложения.   Одновременно повышается мутность воды.  Наличие органических  веществ часто  приводит   к быстрому  расходованию  кислорода  в  воде  и  не   едко   к   его   полному исчезновению,   растворению  взвесей,  накоплению  металлов  в  растворенной форме,    появлению   сероводорода.    Присутствие    большого    количества органических веществ создает в грунтах устойчивую  восстановительную  среду, в  которой  возникает  особый  тип  иловых  вод,   содержащих   сероводород, аммиак,  ионы  металлов.   Воздействию   сбрасываемых  материалов  в  разной степени  подвергаются  организмы  бентоса  и  др.   В   случае   образования поверхностных пленок,  содержащих нефтяные углеводороды и  СПАВ,  нарушается газообмен на границе воздух - вода.  Загрязняющие  вещества,  поступающие  в раствор,  могут  аккумулироваться  в  тканях  и  органах   гидробионтов    и оказывать  токсическое воздействие на  них, а следственно и на организмы людей, для которых морепродукты являются ценным пищевым продуктом.