Окружающая среда и здоровья населения крупных городов

Цветная металлургия. При получении металлического алюминия путем электролиза с отходящими газами от электролизных ванн в атмосферный воздух выделяется значительное количество газообразных и пылевидных фтористых соединений.

Воздушные выбросы предприятий  нефтедобывающей и нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Выброс в атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит главным образом вследствие недостаточной герметизации оборудования.

Производство цемента  и строительных материалов может являться источником загрязнения атмосферы различной пылью. Основными технологическими процессами этих производств являются процессы измельчения и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, что связано с выбросами пыли в атмосферный воздух.

К химической промышленности относится большая группа предприятий. Состав их промышленных выбросов весьма разнообразен. 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.

Правда, следует заметить, что в последнее десятилетие, когда огромная часть промышленного и сельскохозяйственного производства оказалась в кризисе и сократилась, экологическая ситуация в России улучшилась.

Учёные исследовали химический состав атмосферы 350-ти жилищ в небольших, но высокоиндустриальных городах Байон и Элизабед (штат Нью-Джерси, США). И получили неожиданный результат. Загрязнение в доме летучими органическими веществами технического происхождения оказалось иногда в 100 раз выше, чем на улице. Причина? Крашеные стены, моющие вещества, аэрозоли, пластмассы, косметика, стройматериалы, курение. И это в небольших городах! А что уж тогда творится в большом городе? И ведь всё это никак не улучшает здоровья его жителей!

Опасность выбросов сернистых  соединений заключается, прежде всего, в их массовости, токсичности и  сравнительно большом общем "сроке  жизни".

Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется, прежде всего, в поражении верхних дыхательных путей. Под влиянием сернистого газа и серной кислоты происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшаются фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается качество древесных насаждений, а при более высоких и продолжительных дозах воздействия растительность погибает.

Наличие в воздухе соединений серы ускоряет процессы коррозии металлов, разрушения зданий, сооружений, памятников истории и культуры, ухудшает качество промышленных изделий и материалов. Установлено, например, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.

Загрязнение атмосферного воздуха  таит в себе не только угрозу здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб.

На охрану атмосферного воздуха тратятся колоссальные средства. Стоимость очистных сооружений многих предприятий достигает трети основных производственных фондов, а в ряде случаев 40—50%. В будущем эти затраты еще более возрастут.

Какой же выход? Он есть. Надо искать такие пути развития промышленности и достижения чистоты атмосферы, которые не исключали бы друг друга и не вызывали роста расходов на очистные сооружения.

Один из таких путей  — переход к принципиально новой безотходной технологии производства, к комплексному использованию сырья. Технология безотходного производства — новая ступень развития научно-технической революции. Заводы и фабрики, основанные на технологии без отходов,— в общем, индустрия будущего. Но уже и сейчас такие предприятия существуют, например, в легкой и пищевой промышленности. Есть целый ряд предприятий и малоотходного производства. Оренбургское газовое месторождение стало давать попутную продукцию сотни тысяч тонн серы.

На Кировоканском химическом заводе имени Мясника прекращен выброс в атмосферу ртутных газов. Они вторично введены в технологический цикл как дешевое сырье для производства аммиака и карбамида. Вместе с ними в воздушный бассейн уже не попадает вреднейшее вещество—двуокись углерода, составляющая 60% всех выбросов завода.

Предприятия комплексного использования сырья дают обществу огромную выгоду: резко повышается эффективность капитальных вложений и столь же резко снижаются затраты на строительство дорогостоящих очистных сооружений. Ведь полная переработка сырья на одном предприятии всегда дешевле, чем получение тех же продуктов на разных. А безотходная технология устраняет опасность загрязнения окружающей среды. Использование природных ресурсов становится рациональным, разумным.

Перевод отопительных систем на газ. Большое значение для оздоровления воздушного бассейна имеет перевод городских отопительных систем на газовое топливо. В 1980 г. 185 млн. советских людей использовали в быту газ. С его помощью производят 87% стали, свыше 60% цемента. Каждая третья ГРЭС или ТЭЦ работает на газе. Он же дает до 90% удобрений, вырабатываемых в стране.

Создание во времена СССР Единой системы газоснабжения страны позволило решить проблему защиты атмосферы городов. В настоящее время в нашей стране природный газ получают свыше 140 тыс. городов и населенных пунктов. И недаром, по признанию специалистов многих зарубежных стран, воздушный бассейн городов нашей страны является самым чистым. Выброс через высокие трубы. Высокие домовые трубы – это типичный атрибут картины крупного промышленного центра. У дымовой трубы два назначения: первое — создавать тягу и тем самым заставлять воздух — обязательный участник процесса горения — в нужном количестве и с должной скоростью входить в топку; второе — отводить продукты горения — вредные газы и имеющиеся в дыме твердые частицы — в верхние слои атмосферы. Благодаря непрерывному турбулентному движению вредные газы и твердые частицы уносятся далеко от источника их возникновения и рассеиваются.

Для рассеивания сернистого ангидрида, содержащегося в дымовых  газах тепловых электростанций, в  настоящее время сооружаются дымовые трубы высотой 180, 250 и даже 320 м. Дымовая труба стометровой высоты позволяет рассеивать мельчайшие вредные вещества в окружности радиусом 20 км до концентрации, безвредной для человека. Труба высотой 250 м увеличивает радиус рассеивания до 75 км. В ближайшем окружении дымовой трубы создается так называемая теневая зона, в которую совсем не попадают вредные вещества.

2.3. Проблема питьевой воды

Обеспечение чистой питьевой водой жителей городов и поселков, водоснабжение промышленных и коммунальных предприятий относятся к числу первостепенных экологических проблем городских территорий. Оптимизация водоснабжения предполагает решение целого комплекса задач: наряду с удовлетворением потребностей в питьевой воде обеспечить благоприятное санитарно-гигиеническое состояние лучших условий для разнообразных видов отдыха людей.

В ряде городов мира и  нашей страны для водоснабжения используют подземные воды. Но их усиленная откачка сопровождается возникновением обширных водно-депрессионных воронок, границы которых обычно уходят далеко за пределы городов. Так, в связи с интенсивной эксплуатацией водоносных горизонтов под большими городами образуются обширные депрессионные воронки глубиной до 100 м. Естественно, что в образовавшиеся пустоты устремляются поверхностные загрязненные воды, в том числе и из русел рек, протекающих через города. По этой причине качество подземных вод артезианских бассейнов городов намного ухудшилось. Стало затруднено снабжение подземными водами многих городов ближнего Подмосковья.

В крупных городах водоснабжение, как правило, осуществляется не только за счет подземных вод, но также и поверхностными водами рек, озер и водохранилищ. Но для этого приходится строить сложные гидротехнические сооружения - каналы, шлюзы, водохранилища, очистные станции. Чем крупнее город, тем большие гидротехнические соединения приходится создавать внутри его и за его пределами. Причем по мере роста города увеличивается удаленность его водозаборов. Так, во многих городах приходится строить специальные каналы, по которым вода из дальних рек поступает в город.

Строительство новых заводов  и фабрик, жилых кварталов требовало много воды, а источников водоснабжения в городе и его ближайший окрестностям уже не хватало. Небольшая река Москва не могла помочь решить проблему в Москве. Поэтому для дальнейшего развития города пришлось изыскать новые более мощные источники водоснабжения. Таким источником стала Волга. Недалеко от города Твери реки перегородили плотиной, выше которой разлилось Иваньковское водохранилище. Отсюда волжские воды по 128-километровому каналу поступают в столицу.

Канал Москва-Волга сложное гидротехническое сооружение. Между долинами рек Волги и Москвы канал пересечет Клинско-Дмитровскую гряду. Воду на нее подают из Волги с помощью электронасосов на высоту 38 м. Здесь расположена система водохранилищ, образованных водами Волги и местных подпруженных рек и речушек. С возвышенности вода сбрасывается самотеком в реку Москву. При этом вода крутит лопасти турбин гидроэлектростанции, которая частично компенсирует расходы электроэнергии воды, используемой для подъема воды из Волги.

В 60-е годы были построены  водохранилища в верховьях реки Москвы и на ее притоках. Весной они наполняются талой водой, которая затем используется для водоснабжения города. Дальнейший рост города заставил искать новые источники водоснабжения на еще большем удалении от Москвы. В 1974 году вступила в строй Вазузская система водоснабжения, по которой в город подается вода из водохранилища на реке Вазузе (правый приток Волги). Эти источники снабжения находятся в 350 км от столицы.

Решение проблем водоснабжения  Москвы сопровождалось значительными изменениями природных ландшафтов города, его окрестностей. Здесь создано множество озер, водохранилищ. Их чистые воды, пляжи, прибрежные леса и луга образуют в совокупности прекрасные места отдыха. Здесь находятся многочисленные санатории, дома отдыха и пансионаты. Все водохранилища освоены тысячами водоплавающих птиц - чаек и уток. Воды Волги и Вазузы сделали полноводными воды реки Москвы, Клязьмы и их притоков. Благодаря созданию водохранилищ Московская область превратилась в озерный край. Таким образом, для решения проблем водоснабжения такого большого города, как Москва пришлось изменить природные ландшафты на обширных территориях Подмосковья, создать сложную систему водохранилищ и каналов.

Во многих Российских городах и других стран мира потребности в воде также обеспечиваются с помощью аналогичных гидротехнических сооружений. Таковы водохранилища на Волге, Днепре, Днестре и многих других реках. Большое число искусственных водоемов создано специально для того, чтобы удовлетворять потребности города в воде. Такими являются водохранилища в Симферополе, Воронеже, Липецке, Челябинске, Калуге. Их размеры определяются величиной городов, степенью необходимости в воде и местными природными условиями. Все водохранилища изменяют ландшафты городов и пригородов, улучшают их экологические условия.

Но следует заметить, что  проблема питьевой воды для крупных  городов во многих местах ещё не решена. Достаточно напомнить в этой связи о водном кризисе во Владивостоке, начавшемся летом 2003 года и так и  не решённом до сих пор.

2.4. Проблема бытовых отходов

Теперь рассмотрим ещё  одну из проблем влияния человека на окружающую среду — проблему городских отходов. Масштабы загрязнения.

До эры агломераций  утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.

В настоящее время жители Нью-Йорка выбрасывают в день в общей сложности около 24 000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и пищевые отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.

Город размером с Сан-Франциско  располагает большим количеством алюминия, чем небольшая бокситовая шахта, меди — чем средняя медная копия, и большим количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины.

С начала 70-х до конца 80-х  в России бытовых отходов стало  в 2 раза больше. Это миллионы тонн. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С 1987 года количество мусора по стране увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только Москва выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов - примерно по 1 т. на каждого жителя!

Как видно из приведенных  примеров, масштабы загрязнения окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём.

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 и в Европе. 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. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.