Экологические проблемы мегаполисов: семестровая по экологии

Содержание

• Введение
• Загрязнение атмосферы в мегаполисах
• Шумовое загрязнение мегаполисов
• Загрязнение водного бассейна
  
• Проблема утилизации отходов городов
  
• Изменение климата в мегаполисах
• Способы решения экологических проблем мегаполисов
  
• Заключение
• Список используемых источников

Введение

В 21 веке темпы урбанизации возрастают от года к году и, соответственно, растет число экологических проблем, большая часть из которых связана с огромной концентрацией населения на крохотных территориях, а также гигантским количеством промышленных предприятий и личных транспортных средств.

Сейчас 75% населения России проживает в городах, и наблюдается тенденция ухудшения качества жизни среднестатистического человека. Главная проблема в том, что современные мегаполисы, будучи достижением цивилизации, становятся всё более неудобными и непригодными для жизни не только будущих, но уже и современных поколений. Некоторые города, построенные без учета розы ветров, постоянно тонут в выбросах промышленных предприятий, а неограниченный рост автомобилей создает проблемы не только в плане траты времени на передвижение, но и в плане полной невозможности дышать рядом с трассами или в центральной части мегаполисов.

С каждым годом актуальность темы загрязнения мегаполисов растет. Тема актуальна именно потому, что в городе становится всё тяжелее дышать, особенно в летние периоды с высокой температурой. Учащаются случаи смертей от различных сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний легких. Многие дети рождаются с врожденными заболеваниями, вызванными негативным влиянием городского шума, воздуха и воды на организм беременных женщин. Помимо этого, промышленность крупных городов неблагоприятно воздействует на общую экологическую обстановку Земли, вызывая повышение температуры воздуха на доли градуса ежегодно. Если в скором времени не будут приняты меры по улучшению экологического состояния мегаполисов, большей части человечества грозит недолгая, полная заболеваний и неудобств жизнь.

Целью данной работы является исследование экологической обстановки в крупных промышленных городах, а также способы преодоления экологического кризиса.

Среди задач этой работы можно выделить следующие:

1. Выявление причин создавшейся сложной экологической обстановки мегаполисов путем исследования состояния атмосферы, гидросферы, степени шумового загрязнения мегаполисов;
2. Поиск способов решения экологических проблем мегаполисов.

Загрязнение атмосферы в мегаполисах

Загрязнение атмосферы – это одна из главных экологических проблем крупных городов.  Главный источник загрязнения атмосферы сейчас – это выбросы промышленных предприятий и автотранспорт. Согласно версии Новосибирских экологов, в общей доле загрязняющих веществ в воздухе выхлопы автомобилей составляют около 70%, примерно 24% — это вклад объектов теплоэнергетики, а оставшиеся 6% — выбросы промышленных предприятий города. В некоторых городах источниками загрязнения атмосферы становятся строительные предприятия, к примеру, в Ташкенте это заводы по производству цемента, которые выделяют пыль.

В период 1996 – 2000г.г. наблюдалось резкое увеличение выбросов загрязняющих веществ, связанное непосредственно с ростом количества индивидуального автомобильного транспорта. Удивительно, не правда ли, ежедневно мы пользуемся различного вида транспортом и не заостряем внимание на том, насколько он загрязняет воздух, которым мы, в свою очередь, дышим. Однако главная проблема загрязнения атмосферного воздуха автотранспортными средствами обусловлена, прежде всего, изношенностью существующего автопарка, ввозом иномарок, находящихся в эксплуатации длительное время или не отвечающим современным техническим требованиям, использованием низкосортного топлива, не соответствующего общепринятым стандартам, несовершенством системы управления дорожным движением при низком качестве дорожных покрытий автодорог, шоссе, магистралей. Из этого следует вывод, что не столько сам транспорт повинен в загрязнении воздуха, сколько вышеперечисленные аспекты, связанные и с дорогами, и с дорожным движением, и с топливом. В принципе, вышеперечисленные причины, по которым возникает проблема загрязнения атмосферного воздуха, человек создает сам, но решить их он тоже может сам. Чтобы снизить количество выбросов автотранспортом, нужно, во-первых, серьезно заняться реконструкцией и строительством автодорог. В Ташкенте за последние годы практически заново выстроены многие дороги и реконструированы улицы города. Безусловно, строительство и ремонт – это серьезная проблема, но не глобальная, она вполне решаема и имеет под собой лишь материальную подоплеку.

Неудовлетворительное состояние дорожного покрытия напрямую влияет на загазованность нашего воздуха, вынуждая автотранспорт работать в экстремальном режиме. А возникающая при этом еще и запыленность доставляет много хлопот жителям домов, расположенных вдоль автомагистралей. Но очагами выбросов пыли являются также и строительные площадки, где не везде соблюдаются защитные меры, предусмотренные строительными технологиями [1].

Многие техногенные вещества, которые попадают в воздушную среду городов, являются опасными загрязнителями. Они наносят колоссальный ущерб здоровью людей, окружающей мегаполис природе, даже материальным ценностям. Некоторые из них из-за  длительного существования в воздухе переносятся на огромные расстояния, из-за чего проблема загрязнения атмосферы превращается из локальной в международную. В основном это касается загрязнений окислами серы и азота. Быстрое накопление таких загрязнителей в атмосфере вызвало такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Они подавляют биологическую продуктивность почв и водоемов, особенно тех из них, которые обладают собственной высокой кислотностью.

Кроме всего прочего, как показывают исследования зарубежных и отечественных экологов, повышенная концентрация сернистого газа в атмосфере резко увеличивает коррозию металлов. Так, по записям шведских ученых, особенно интенсивной является коррозия углеродистой стали в городах с большой влажностью воздуха и в особенности расположенных на морских побережьях. Так, в Стокгольме наблюдается увеличение скорости коррозии в сравнении с Кируной, находящейся в субарктической зоне, более чем в 15 раз. Хромированные покрытия в тех же условиях разрушаются в 2-3 раза быстрее.

Таким образом колоссальное загрязнение окружающей среды наносит непоправимый материальный и моральный ущерб людям, и для улучшения качества жизни просто необходимо каким-либо образом контролировать выбросы промышленных предприятий, а также решать проблемы, связанные с тепловыми выбросами автомобилей.

Шумовое загрязнение мегаполисов

Шумовое загрязнение в крупных городах практически всегда имеет локальный характер и главным образом вызывается средствами многочисленного в городах транспорта – городского, железнодорожного или авиационного. Уже сейчас на самых крупных магистралях мегаполисов уровни шумов более 90 дБ и сохраняют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является огромной опасностью для природы в местах оживленных транспортных магистралей. Как показывают исследования врачей, повышенные уровни шумов стимулируют развитие нервно-психических заболеваний и гипертонии. Борьба с шумом, в основных районах городов затрудняется плотностью местных зданий, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей или высадка деревьев, которые снижают уровни шумов на дорогах. Таким образом, наиболее продуктивными решениями этой проблемы являются снижение личных шумов транспортных средств, а также  использование в зданиях, выходящих на наиболее популярные магистрали, шумопоглощающих материалов, озеленения домов , а также тройного остекления окон (с одновременным применением принудительной вентиляции).

Загрязнение водного бассейна

Загрязнение водного бассейна в мегаполисах стоит рассматривать в двух аспектах – загрязнение воды в зоне водопотребления, а также загрязнение водного бассейна в черте города за счет его стоков.

Для водных систем важны не только количественные характеристики величин загрязнений, но также динамика их формирования и виды взаимодействия загрязнений различного происхождения. Все эти факторы участвуют в функционировании процессов распространения и трансформации вещества в системе «почва - вода - водоем». Следовательно, при изучении водной системы становится очевидной необходимость изучения не только водных объектов и происходящих в них изменений, но и объекта более высокой иерархии – фактически, биома, включающего водоем и водосборную площадь[2].

Сейчас поверхностные и подземные воды загрязняются стоками промышленных и коммунальных предприятий мегаполисов, не имеющих хороших очистных сооружений или работающих неэффективно. Доля промышленных предприятий в общей нагрузке влияющих на качество воды составляет менее 20%, но они порождают серьезные очаги загрязнения и являются главными источниками загрязнения воды тяжелыми металлами и другими токсичными веществами, имеющими тенденцию аккумулирования в водоемах. К счастью, более 60% от сброса промышленных сточных вод относится к нормативно-чистым стокам, которые очистки не требуют. Это воды, которые остались после охлаждения на электростанциях, сбросные воды с прудов, дренажные воды, которые откачиваются для снижения уровней грунтовых вод на территории предприятий [1].

Кроме того, на уровень загрязнения вод в мегаполисах очень сильно влияют всевозможные средства передвижения. В качестве загрязнителей можно рассматривать железнодорожный транспорт, автомобили, которые загрязняют поверхностные водотоки сбросами плохо очищенных сточных и ливневых вод, загрязненных используемыми транспортом нефтепродуктами, смываемыми с производственных территорий.

В зимние периоды учитывается фактор загрязненности снега, который впоследствии, так или иначе, попадет в воды. Пробы снега в городе Москва содержали большое количество взвешенных веществ, биологически трудно окисляемых органических соединений, солей жесткости. Содержание хлоридов превышало ПДК в 9-20 раз, сульфатов – в 10 раз. Концентрация ионов токсичных металлов (железа, марганца, лития, цинка, меди, молибдена, кобальта, кадмия) превышала ПДК от 1,5 до 73 раз. Содержание нефтепродуктов и фенолов превышало ПДК соответственно от 40 до 190 и от 1,5 до 5 раз[2].

Немаловажное значение имеет загрязнение водных бассейнов мегаполисов, производимое сельскохозяйственными действиями. В зонах повышенного увлажнения примерно 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. Можно отметить лишь то, что водоочистные сооружения водопроводов просто не  могут очистить питьевую воду от растворов всяческих ядохимикатов, и поэтому питьевая вода может содержать их в себе в огромных концентрациях и губительно повлиять на здоровье человека. Тем не менее, возрастающий рост химизации сельского хозяйства неизбежно будет приводить к увеличению числа удобрений и ядохимикатов, которые вносятся в почву, и соответственно с этим их концентрация в воде будет увеличиваться. Борьба с такими загрязнениями требует использования удобрений в зонах водосбора только в гранулированной форме, разработки и внедрения быстроразлагающихся ядохимикатов, а также биологических методов защиты растений.

Отдельную проблему представляет проникновение всяческих загрязненных стоков в подпочвенные воды. Стоки мегаполисов всегда обладают повышенной кислотностью. И если под достаточно крупным городом располагаются отложения мела или же известняки, проникновение в них закисленных вод приводит к возникновению антропогенного карста. В результате этого образуются пустоты антропогенного карста непосредственно под мегаполисами, которые могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений,  и поэтому в крупных мегаполисах, в которых существует реальный риск его возникновения, требуется специальная геологическая служба, которая занимается прогнозом и предотвращением его последствий.

Проблема утилизации отходов городов

С увеличением потребления и стремительным ростом населения в мегаполисах сложилась достаточно непростая ситуация с утилизацией всевозможных промышленных и бытовых отходов.  Проблема осложняется еще и тем, что часть отходов просто-напросто не разлагается за короткие промежутки времени, к примеру пластмасса или стекло, и долго-долго лежит на свалке в практически неизменном состоянии, выделяя вредные вещества.

Сейчас в городах наиболее распространенным способом утилизации отходов при отсутствии свалок является сжигание мусора. По всему миру имеются специальные предприятия, занимающиеся сжиганием бытового мусора. Но все не так просто. Мусор то сожгли, а вот вредные или ядовитые химические соединения выделяются в таком огромном количестве, что еще не известно, что вреднее свалка или процесс сжигания мусора. Экологи требуют устанавливать суперсовременные и достаточно мощные, а значит и дорогие фильтры на сточные воды, и выхлопные газы. Но тогда утилизация мусора сжиганием станет не просто низко рентабельной. Этот процесс становиться разорительным. Преуспела в этом вопросе Япония, но основное количество даже экономически выгодных проектов и разработок остается только на бумаге.

Вывоз мусора тоже может стать решением вопроса утилизации отходов, но только в том случае, когда это будет производиться на организованные и специально оснащенные свалки. К таким свалкам относят огороженные территории, куда вывоз мусора осуществляется систематически. Где присутствует резервуарная система отстаивания сточных вод. Сегодня, как бы высоко развиты не были применяемые нами технологии, до 90% всего бытового и строительного мусора просто закапывается в землю. Что приводит не только к засорению окружающей среды, потере плодородия полей, но и засорению сточных вод, а значит и подземных источников питьевой воды.

Следует отметить и некоторые положительные аспекты правильной организации свалки. Это метод получения биогаза. Вывезенный мусор засыпается слоем земли в 0,6-0,8 м и тщательно утрамбовывается. Биогаз выделяется беспрерывно в течение 5-10 лет, и только по истечению данного срока его выделения не постоянны. А рентабельность свалки полностью становиться зависимой от объема мусора в ней, что должно составлять не менее 1 млн. тонн. Следует отметить, что именно закапывание отходов дает 36% от всего объема выделенного метана, называемого парниковым газом.

Некоторые высокоразвитые страны пошли дальше. Помимо создания моратория на вывоз мусора и его захоронение на своей территории. Идет негласное поддержание идеи вывоза мусора на территории других государств, за денежное вознаграждение естественно. К примеру, США пробует договориться о захоронении своего мусора на Антильских островах и тому подобное. Но экологи всего мира не дремлют и стараются с помощью общественности и прессы пресекать данные попытки уйти от строительства заводов по вторичной переработке собственных отходов.

Постоянные рейды экологов и помощь сознательных слоев общественности все больше и больше убеждает (а больше вынуждает) искать пути переработки бытового и строительного мусора. Поэтому услуга вывоз мусора становиться высоко рентабельной и необходимой [4].

Изменение климата в мегаполисах

Хозяйственная деятельность человека, разрастание и уплотнение жилых кварталов, скудное количество зеленых насаждений приводят к тому, что в мегаполисах, особенно крупных, складывается свой неблагоприятный микроклимат, который в целом ухудшает его экологические характеристики и плохо влияет на здоровье населения.

В спокойные дни при отсутствии ветра над крупными городами на высоте в сотню метров может образовываться слой температурной инверсии, задерживающий грязные массы воздуха над территорией мегаполиса. Это вместе со значительными выбросами тепловых электростанций, промышленных предприятий и автомобилей, а также интенсивным нагревом каменных, кирпичных и железобетонных сооружений приводит к раскалению центральных районов города. Зимой в безветренные дни перепады температур воздуха между центральной частью и окраинами мегаполисов может достигать 10° С.

Сильная загазованность воздушного бассейна, в свою очередь, приводит к уменьшению инсоляции и сокращению поступления к поверхности земли ультрафиолетового излучения. Это отрицательно влияет на здоровье людей, поскольку при пониженной инсоляции замедляется выведение из организма токсических веществ, например  тяжелых металлов или 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 дефицит инсоляции.

Особое внимание следует уделить неблагоприятным ветровым режимам, возникающих в районах новостроек со свободной застройкой. Известно, что перепады атмосферного давления, в особенности его понижение, весьма неблагоприятно сказывается на самочувствии людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Вместе с тем во многих районах новостроек из-за неудачной планировки кварталов в отдельных их точках могут наблюдаться локальные падения атмосферного давления. Так, в небольших промежутках между двумя крупными домами при определенных направлениях ветра скорость воздушных потоков может значительно возрастать.

Согласно законам аэродинамики в этих точках происходит местный спад атмосферного давления, которое с внутренней стороны приобретает пульсирующий характер. Зона подобного пульсирующего давления распространяется на десяток метров  в стороны от промежутка между домами. Похожее, хотя и менее четко выраженное положение наблюдается и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Излишне говорить, что пребывание в этих зонах людей, страдающих заболеваниями, может отрицательно влиять на их здоровье.

Для решения этой проблемы необходимо проведение в районах новостроек комплекса мер по установлению приемлемого ветрового режима в отдельных микрорайонах за счет более правильной планировки кварталов, строительства сооружений, защищающих от ветра, и высадки зеленых насаждений.

Способы решения экологических проблем мегаполисов

В деградации окружающей среды нашей планеты, к сожалению, «виноват сам человек». На всех последних международных форумах и конгрессах тема экологической безопасности – самая актуальная. Наша страна, по словам сенатора, является главным экологическим донором всей планеты. Это и нетронутые ландшафты, леса, и огромные запасы питьевой воды и многое другое. По мнению В. Шудегова, государству необходимо определить четкие направления в сфере охраны окружающей среды.

Преобладание в секторе экономики экологически «грязных» производств, размещение промышленных объектов в крупных городах и промышленных центрах, растущее количество автотранспортных средств, низкий уровень технической оснащенности предприятий, постоянное увеличение площадей для размещения отходов – все это причины негативного воздействия на окружающую среду, а как следствие, отрицательного влияния на здоровье человека. [5]

Для решения экологических проблем крайне необходима комплексная перепланировка структуры городов и расположения зданий. Если этого сделать нельзя, то хотя бы оптимизировать расположения строящихся автодорог, а также стараться переходить на экологически безопасное топливо для автомобилей. Далее стоит обязать предприятия использовать более совершенные способы очистки вод и переработки отходов, а также ужесточить систему штрафов за выбросы в воду или атмосферу.

В. Шудегов уверен, что необходимо создать механизмы воздействия государства на субъекты деятельности в сфере экологии, разработать экологический аудит, регламенты, учитывать экологические риски в промышленности. По словам сенатора, нужно принять закон «Об обязательном экологическом страховании» и разработать федеральную целевую программу «Обеспечение экологической безопасности Российской Федерации на 2007–2015 годы». Предложенный закон мог бы повысить ответственность хозяйствующих субъектов в сфере обеспечения экологической безопасности и формирования единых подходов к возмещению вреда, причиненного природе. Разработка соответствующего проекта закона ведется Советом Федерации, и он мог бы стать основой построения единой системы предупреждения, ликвидации ущерба и восстановления окружающей среды.

По мнению участников форума, отсутствие эффективного решения многих экологических проблем связано прежде всего с низким уровнем экологической культуры населения. А формирование экологической культуры, в свою очередь, требует государственной поддержки. Важнейшим аспектом деятельности по формированию экологической культуры выступающие называли активное участие широких слоев населения, общественных организаций и объединений в реализации природоохранных программ и проектов[5].

Заключение

Я считаю, что проблема, связанная с состоянием экологии в мегаполисах – это одна из наиболее актуальных проблем всего современного общества. Год от года качество жизни ухудшается,  а население всё растет и растет. Ежегодно портится климат, всё больше загрязняется вода и воздух, всё больше людей страдают заболеваниями. 

Очевидно, что в ближайшем будущем необходимо скорейшее решение этой сложной и неоднозначной проблемы. Ведь каждому человеку необходимо обеспечить условия достойного проживания таким образом, чтобы и человек, и природа чувствовали себя в равной степени комфортно, и было возможно продолжить дальнейшее проживание человека на планете.

В результате проделанной работы было выявлено несколько основных источников загрязнения мегаполисов:

1. Промышленные предприятия;
2. Тепловые электростанции;
3. Автомобили с выбросами и шумовым загрязнением;
4. Бытовые и промышленные отходы;
5. Сельское хозяйство, активно использующее удобрения и ядохимикаты.

В качестве способов выхода из создавшейся сложной экологической ситуации сейчас предлагается следующее:

1. Повышение экологической культуры населения;
2. Переход на экологически безопасный транспорт и сокращение числа личного автотранспорта;
3. Ужесточение требований к промышленным предприятиям и повышение штрафов за превышение предельно допустимых норм выбросов;
4. Разумное планирование перед строительством городов с целью устранения сильного ветра, нагрузки на почву, а также появления возможности установки шумозащитных экранов;
5. Использование безопасных удобрений в сельском хозяйстве.