Урбоэкология - экология города

Вода (пар, аэрозоль)  

10800  

Углекислый газ  

1200  

Сернистый ангидрид  

240  

Окись углерода  

240  

Пыль  

180  

Углеводороды  

108  

Окислы азота  

60  

Органические вещества (фенолы, бензол, спирты, растворители, жирные кислоты.)  

8  

Хлор, аэрозоли соляной  кислоты  

5  

Сероводород  

5  

Аммиак  

1, 4  

Фториды (в перерасчете  на фтор)  

1, 2  

Сероуглерод  

1. 0  

Цианистый водород  

0, 3  

Соединения свинца  

0, 5  

Никель (в составе  пыли)  

0, 042  

ПАУ (в том числе  бенз (а) пирен)  

0, 08  

Мышьяк  

0, 031  

Уран (в составе  пыли)  

0, 024  

Кобальт (в составе  пыли)  

0, 018  

Ртуть  

0. 0084  

Кадмий (в составе  пыли)  

0, 0015  

Бериллий (в составе  пыли)  

0, 0012  

Следующая группа веществ, поступающих в воздух городов, содержится в количествах на 1-2 порядка меньших, чем предыдущие. К этой группе относятся  органические вещества (фенолы, спирты, растворители, жирные кислоты, бензол), суммарная масса которых достигает 8 тыс. т /год. Примерно в одинаковых количествах (по 5 тыс. т) выбрасываются  в атмосферу сероводород и  хлор в сочетании с аэрозолями соляной кислоты. Ежегодно в воздух поступает около 1 тыс. т сероуглерода, несколько больше - фторидов и аммиака.  

Количество выбросов группы наиболее токсичных для человека и объектов живой природы веществ - свинца, ртути, мышьяка, кадмия, бенз (а) пирена составляет от сотен до нескольких тонн в год.  

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу оставляют  «свой след на земле». В стране ведется  систематическое наблюдение за загрязнением снежного покрова техногенными выбросами. Исследуются как фоновое загрязнение  снежного покрова, так и загрязнение  снежного покрова вокруг городов. Данные об ореолах загрязняющих веществ  вокруг городов и городских агломераций  представляют огромный интерес, так  как наглядно демонстрируют воздействие  городов на окружающие их территории, в том числе на сельскохозяйственные угодья, зоны отдыха горожан, водоемы, заповедные ландшафты и т. д. Исследования ведутся с помощью искусственных  спутников Земли «Метеор-Природа».  

Некоторое представление  о соотношении площади городов  и площади ореолов загрязняющих веществ (пятен загрязнения вокруг них) дают усредненные показатели, полученные на основе анализа материалов по 540 городам бывшего СССР (табл. 3).  

Таблица 3  

Средние значения площадей застройки и ореолов загрязнения  

а также удаленности  края ореолов от центров городов  

Города с населением, тыс. человек  

Средняя площадь  городской застройки, км2  

Средняя площадь  ореола загрязнения, км2  

Удаленность от центра города края ореола загрязнения, км  
 
 
 

наибольшая  

наименьшая  

Более 1000  

179  

3390  

59  

13  

999 - 500  

74  

2370  

44  

12  

499 - 100  

34  

1550  

33  

10  

99 - 50  

22  

385  

26  

2  

Средние значения по стране, естественно, существенно отличаются от конкретных ситуаций. Так, отдельные  ореолы загрязнения вокруг Москвы и  других городов и поселков Центрального экономического района слились в  единое пятно (площадью 177900 км2) - от Твери  на северо-западе до Нижнего Новгорода  и Бора на северо-востоке, от южных  границ Калужской области на юго-западе до границ Мордовии на юго-востоке. Зона загрязнения вокруг Екатеринбурга  превышает 32, 5 тыс. км2, вокруг Иркутско-Череховского промышленного района - 31 тыс. км2.

Твердые и концентрированные  городские отходы 

Ежегодно город-миллионер  «производит» и по преимуществу накапливает  на окружающих его территориях около 3, 5 млн. т твердых и концентрированных  отходов. Концентрированные отходы представляют собой осадки, накапливающиеся  в отстойниках, и концентрат жидких отходов (табл. 4).  

Наибольшую массу  среди городских отходов составляют зола и шлаки тепловых электростанций и котельных - около 16%. Вместе со шлаками  предприятий черной и цветной  металлургии, горелой землей и пиритными  огарками их удельный вес достигает 30% всех твердых отходов. В качестве примера вредного влияния этого  вида отходов можно охарактеризовать воздействие пиритных (колчеданных) огарков, получаемых в процессе производства серной кислоты. Складирование пиритных огарков требует отчуждения больших  площадей ценных земель. Атмосферные  осадки вымывают из отвалов огарков  ряд токсических веществ (например, мышьяк), которые загрязняют почву  и водоемы. Велика доля и галитовых отходов, поступающих главным образом от целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Этот вид отходов достигает 400 тыс. т, или 11% всей массы отходов. Примерно такова доля и древесных отходов. По 10% приходится на твердые бытовые отходы и отходы сахарных заводов. Пищевая промышленность дает еще около 4% отходов.  

Особенно неблагоприятное  влияние на окружающую среду оказывают  концентрированные осадки от стоков химических заводов в городе-миллионере - примерно 90 тыс. т в год.  

Фосфогипс и строительный мусор составляют около 5, 5% всех отходов, хлорид кальция - менее 1%, различные растворители (спирты, бензол, толуол и др.) - 2%.  

Все остальные отходы, которые город-миллионер «поставляет» в окружающую среду в твердом  или концентрированном состоянии, по своей массе несколько превышают 25%. Данная часть отходов может  весьма неблагоприятно влиять на среду  обитания людей, когда вся эта  резина, клеенка, полимерные отходы, кожа, шерсть и др. сжигаются на городских  свалках и в значительной степени  превращаются в атмосферные загрязнения.  

Таблица 4  

Твердые и концентрированные  отходы (в тыс. т/год) города  

с населением 1 млн. человек  

Вид отходов  

Количество  

Зола и шлаки  ТЭЦ  

550, 0  

Твердые осадки из общей  канализации (95% влажности)  

420, 0  

Древесные отходы  

400, 0  

Галитовые отходы  

400, 0  

Сырой жом сахарных заводов  

360, 0  

Твердые бытовые  отходы*  

350, 0  

Шлаки черной металлургии  

320. 0  

Фосфогипс  

140. 0  

Отходы пищевой  промышленности (без сахарных заводов)  

130. 0  

Шлаки цветной металлургии  

120, 0  

Осадки стоков химических заводов  

90, 0  

Глинистые шламы  

70, 0  

Строительный мусор  

50, 0  

Пиритные огарки  

30, 0  

Горелая земля  

30, 0  

Хлорид кальция  

20, 0  

Автопокрышки  

12, 0  

Бумага (пергамент, картон, промасленная бумага)  

9, 0  

Текстиль (ветошь, пух, ворс, промасленная ветошь)  

8, 0  

Растворители (спирты, бензол, толуол и т. д.)  

8, 0  

Резина, клеенка  

7, 5  

Полимерные отходы  

5, 0  

Костра от производственного  льна  

3, 6  

Отработанный карбид кальция  

3, 0  

Стеклобой  

3, 0  

Кожа, шерсть  

2, 0  

Аспирационная пыль (кожа, перо, текстиль)  

1. 2  

* Твердые бытовые  отходы состоят из: бумага, картон - 35%, пищевые отходы - 30%, стекло - 6%, дерево - 3%, текстиль - 3, 5%, черные металлы  - 4%. Кости - 2, 5%, пластмассы - 2%, кожа, резина - 1, 5%, цветные металлы - 0, 2%, прочее - 13, 5 %.

Городские сточные  воды 

Город с миллионным населением ежегодно сбрасывает через  канализационную сеть и помимо нее  до 350 млн. т загрязненных сточных  вод (включая ливневые и талые  воды с промышленных площадок, городских  свалок, стоянок автотранспорта и  т. д.).  

Таблица 5  

Сточные воды (в тыс. т) города с населением 1 млн. человек  

Показатель  

Количество  

Загрязненные сточные  воды  

350000, 0  

В том числе:  
 

взвешенные вещества  

36, 0  

фосфаты  

24, 0  

азот  

5. 0  

нефтепродукты  

2, 5  

синтетические поверхностно-активные вещества  

0, 6  

Помимо веществ, приведенных  в табл. 5, в сточных водах миллионного  города обнаруживаются в небольших  количествах весьма биологически активные химические элементы. Так, содержание фтора может достигать 400 - 1000 т, цинка - 25 т, меди - 25 т, мышьяка - 14 т и т. д. Естественно, что содержание этих веществ  в сточных водах обусловлено  промышленной специализацией населенного  пункта (в полной мере это, конечно, относится к загрязнению атмосферного воздуха и твердым отходам).  

Таким образом, сточные  воды городов играют важную роль в  общем балансе веществ, поступающих  в города и удаляемых из них. «Шлейф»  водных загрязнений от больших городов  распространяется по естественным водотокам  на десятки и даже сотни километров и может отрицательно воздействовать на источники питьевого водопотребления, расположенные ниже по течению от места выпуска городских сточных вод.

Суммарное энергопотребление 

Города служат огромными  накопителями и выделителями энергии. В рамках принятой модели можно считать, что ежегодно город с миллионным населением потребляет энергии около 4, 5?1015 кДж/год, или 1, 5?1013 кДж/км2/год.  

Последняя цифра  несколько превышает величину энергии, поступающей от Солнца на 56 град. с. ш. Концентрируя большое количество энергии, часть ее города выделяют в окружающую среду. В городе температура воздуха всегда выше, чем на территориях вокруг него. Происходит это как за счет техногенной деятельности, так и за счет нагрева солнцем асфальтовых, бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов и т. д. В больших городах с плотной застройкой температура воздуха может повышаться до 5°С по сравнению с окружающей местностью. При сильных морозах в центре крупного города температура иногда бывает на 9-10°С выше, чем на его окраине.