Реферат: Екологічні проблеми народонаселення

3.5 млн. людина в Москві живуть в умовах екологічного дискомфорту, а близько 1 млн. - у районах граничного дискомфорту. Забруднення окремих частин міста по-різному. Дві третини всіх шкідливих викидів доводиться на 6 районів. Складна обстановка у кварталах уздовж Садового кільця.

Захворюваність москвичів у середньому вище, ніж по інших районах країни: поширені хвороби органів подиху, астма, різні види алергії, серцево-судинні захворювання, хвороби печінки, жовчного міхура, органів почуттів. З 94 найбільших міст миру Москва по народжуваності перебуває на 62-м, по смертності - на 70-м, по природному приросту - на 71-м місці. Виживаність дітей у багатьох столицях миру в 2-3 рази вище, ніж у Москві.

Екологія Москви тісно пов'язана із тлом, природними умовами Підмосков'я й кліматом європейської території Росії. Найважливіше значення має так званий “західний перенос” - перевага протягом року вітрів західних румбів. При цьому західні й північно-західні райони міста одержують більше свіже повітря, що додатково очищений над лісовими масивами західної частини Московської області. У східні райони Москви надходить повітря, забруднений над міською територією. У періоди переваги східних і південно-східних вітрів Москва одержує менш чисте повітря, оскільки південний схід області залесен на 25-30%, значно розораний і більше індустріальний. Північний захід столиці має більше чисті водойми, оскільки основні водотоки Підмосков'я течуть із північно-заходу на південний схід. Загальні особливості ґрунтів і рельєфу також спричиняються диференціацію екологічних умов. Північний захід Москви більше піднесений, горбкуватий, має більше важкі, глинисті й суглинні ґрунти. Це сприяє активному поверхневому змиву, горизонтальній міграції забруднення, його концентрації у водоймах і малому проникненні в ґрунти. На південно-сході більше поширення мають рівнинні піщані поверхні з малими ухилами. Тут кращі умови для вертикальної міграції забруднення, зараження ґрунтових вод.

Москва помітно впливає на прилягаючу місцевість: атмосферне забруднення поширюється на схід на 70-100 км, депрессионные лійки від забору артезіанських вод мають радіуси 100-120 км, теплове забруднення й порушення режиму опадів спостерігається на відстані 90-100 км, а гноблення лісових масивів - на 30-40 км.

Стан повітряного басейну

Для більшості великих міст характерно надзвичайно сильне й інтенсивне забруднення атмосфери. По більшості забруднюючих агентів, а їх у місті налічується сотні, можна із упевненістю сказати, що вони, як правило, перевищують гранично припустимі концентрації. Більше того, оскільки в місті спостерігається одночасний вплив безлічі забруднюючих агентів, їхня спільна дія може виявитися ще більш значним. Широко поширена думка про те, що зі збільшенням розмірів міста зростає й концентрація різних забруднюючих речовин у його атмосфері, однак у дійсності, якщо розраховувати середню концентрацію забруднень на всю територію міста, то в багатофункціональних містах з населенням більше 100 тис. чоловік вона перебуває приблизно на тому самому рівні й зі збільшенням розмірів міста практично не зростає. Це пояснюється тим, що одночасно зі збільшенням обсягів викидів, що зростають пропорційно росту чисельності населення, розширюється й площа міської забудови, що і вирівнює середні концентрації забруднення в атмосфері.

Істотною особливістю великих міст із населенням більше 500 тис. чоловік є те, що зі збільшенням території міста й чисельності його жителів у них неухильно зростає диференціація концентрацій забруднення в різних районах. Поряд з невисокими рівнями концентрації забруднення в периферійних районах, вона різко збільшується в зонах великих промислових підприємств і, особливо в центральних районах. В останніх, незважаючи на відсутність у них великих промислових підприємств, як правило, завжди спостерігаються підвищені концентрації забруднювачів атмосфери. Це викликається як тим, що в цих районах спостерігається інтенсивний рух автотранспорту, так і тим, що в центральних районах атмосферне повітря звичайно на кілька градусів вище, ніж у периферійних, - це приводить до появи над центрами міст висхідних повітряних потоків, що засмоктують забруднене повітря із промислових районів, розташованих на ближній периферії. При аналізі процесів забруднення атмосфери міст досить істотне розходження між забрудненнями, виробленими стаціонарними й мобільними джерелами. Як правило, зі збільшенням розміру міста частка мобільних джерел забруднення (в основному автотранспорту) у загальному забрудненні атмосфери зростає, досягаючи 60 і навіть 70%.

Існуючі співвідношення між стаціонарними й мобільними джерелами забруднення атмосферного повітря значною мірою визначають його характер.

Стаціонарні джерела викидають у повітря головним чином сірчистий газ (150 т у добу розраховуючи на кожні 500 тис. населення під час опалювального сезону), окисли азоту (100 т у добу при тім же розрахунку), а також деяка кількість вигарного газу, фенолів, сірчаної кислоти й інших забруднюючих речовин залежно від специфіки промислового виробництва міста й складу використовуваного в ньому палива. Відносно недавно стаціонарні джерела викидали в атмосферу значна кількість пилу різноманітного хімічного складу, але в цей час існуючі газоочистные установки затримують більше 95% всіх твердих часток, що утворяться при згорянні палива, але практично не вловлюють газовихих тридцятилітніх.

Іншою особливістю стаціонарних джерел є те, що їхні скидання в атмосферу, на відміну від мобільних джерел, відбуваються, як правило, на великій висоті, що приводить до того, що вироблені ними забруднення поширюються на великій території (залежно від висоти труб). Ці зони, накладаючись один на одного, утворять області стійких забруднень у промислових районах міста, що поширюються на висоту до 150 м і більше.

Як уже вказувалося, частка стаціонарних джерел забруднення атмосфери міст має тенденцію до неухильного скорочення, і це пояснюється не стільки ростом автомобільного парку, скільки тем, що зменшити обсяг викидів у стаціонарних джерел значно простіше, ніж в автомобілів. Воно виробляється одночасним проведенням ряду заходів: введенням центрального опалення, ліквідацією дрібних котелень, газифікацією промислового виробництва й паливно-енергетичного комплексу, установкою газоочистных систем. Важливо відзначити, що існуючі нині проекти сероулавливающих установок дозволяють уже найближчим часом перетворити великі міста в потужні джерела виробництва серосодержащих з'єднань і в першу чергу сірчаної кислоти. Так, при утилізації 90% сірчистого газу, що скидається нині в атмосферу, можна одержувати до 170-180 т сірчаної кислоти в добу під час опалювального сезону розраховуючи на місто з 500 тис. населення.

У цей час більші надії в області охорони повітряного басейну зв'язуються з максимальною газифікацією промисловості й паливно-енергетичного комплексу, однак ефект газифікації не слід перебільшувати. Справа в тому, що переклад із твердого палива на газ, звичайно, різко знижує обсяги серосодержащих викидів, але збільшує викиди окислів азоту, утилізація яких ще є технічно проблематичною. Подібна ситуація складається й при скороченні викидів вигарного газу, що є продуктом неповного згоряння палива. Удосконалюючи режими горіння, можна звести викиди вигарного газу до мінімуму, але одночасно з підвищенням температури збільшується й окислювання атмосферного азоту, що приводить до росту обсягів окислів азоту, що скидаються в атмосферу. На відміну від стаціонарних джерел забруднення повітряного басейну автотранспортом відбувається на невеликій висоті й практично завжди має локальний характер. Так, концентрації забруднень, вироблених автомобільним транспортом, швидко зменшуються в міру віддалення від транспортної магістралі, а при наявності досить високих перешкод (наприклад, у закритих дворах будинків) можуть знижуватися більш ніж в 10 разів.

У цілому викиди автотранспорту значно більше токсичні, чим викиди, вироблені стаціонарними джерелами. Поряд з вигарним газом, окислами азоту й сажею (у дизельних автомашин) працюючий автомобіль виділяє в навколишнє середовище більше 200 речовин і з'єднань, що володіють токсичною дією. Серед них варто виділити з'єднання важких металів і деякі вуглеводні, особливо бензапирен, що володіє вираженим канцерогенним ефектом.

Безсумнівно, що в найближчому майбутньому забруднення повітряного басейну міст автомобільним транспортом буде становити найбільшу небезпеку. Це пояснюється головним чином тим, що в цей час ще не існує кардинальних рішень даної проблеми, хоча немає недоліку в окремих технічних проектах і рекомендаціях.

Коротко охарактеризуємо основні напрямки рішення проблеми зменшення забруднення навколишнього середовища автотранспортом.

Удосконалювання двигуна внутрішнього згоряння.

Це технічно цілком реальний напрямок може знизити питома витрата палива на 10-15%, а також зменшити обсяги викидів на 15-20%. Безперечно, що цей шлях може стати досить ефективним у самий найближчий час, оскільки не вимагає серйозних перебудов ні в автомобілебудуванні, ні в системі обслуговування й експлуатації автомобіля. Тут варто лише врахувати те, що реальний екологічний ефект цих заходів не настільки високий, як представляється на перший погляд, оскільки, наприклад, зниження обсягів викидів вигарного газу значною мірою заповнює збільшенням викидів окислів азоту.

Переклад двигуна внутрішнього згоряння на газоподібне паливо.

Існуючий багаторічний досвід експлуатації автомобіля на пропан-бутановых сумішах показує високий екологічний ефект. В автомобільних викидах різко знижується кількість вигарного газу, важких металів і вуглеводнів, однак рівень викидів окислів азоту залишається досить високим. Крім того, застосування газових сумішей поки можливо лише на вантажних автомобілях і вимагає налагодження системи газозаправочных станцій, тому можливості даного рішення в цей час ще обмежені.

Переклад двигуна внутрішнього згоряння на водневе паливо часто рекламується як чи ледве не ідеальне рішення проблеми, однак при цьому часто забувають, що окисли азоту утворяться й при використанні водню й що видобуток, горіння й транспортування більших обсягів водню пов'язані з більшими технічними труднощами, небезпечні й досить накладны в економічних відносинах. У місті, що нараховує кілька сотень тисяч автомобілів, довелося б мати величезні запаси водню, одне зберігання яких зажадало б (для забезпечення безпеки населення) відчуження величезних територій. Якщо врахувати при цьому, що це доповнювалося б розвитий мережею заправних станцій, то таке місто було б досить небезпечне для його жителів. Навіть якщо припустити, що буде знайдене економічно прийнятне рішення проблеми зберігання водню (у тому числі в самих автомобілях) у зв'язаному стані, те ця проблема, на нашу думку, навряд чи буде перспективної в найближчі десятиліття.

Заміна автомобіля електромобілем також досить інтенсивно рекламується в популярній літературі, однак у цей час вона настільки ж мало реальна, як і попередня пропозиція. По-перше, навіть самі зроблені акумулятори поряд зі значною власною вагою, що погіршує параметри автомобіля, вимагають для своєї зарядки енергії в кілька разів більше, ніж неї затрачає при рівній роботі звичайний автомобіль. Тим самим електромобіль, будучи самим марнотратним, в енергетичному відношенні, засобом транспорту, знижуючи забруднення середовища в місці своєї експлуатації, різко збільшує його в місці виробництва енергії. По-друге, виробництво акумуляторів вимагає значної кількості коштовних кольорових металів, дефіцит яких чи росте не швидше, ніж дефіцит нафти й газу. І, по-третє, електромобіль, практично «чистий» для міської вулиці, не є таким для самого автомобіліста, оскільки при роботі акумуляторів відбувається постійне виділення багатьох токсичних речовин, які неминуче попадають у салон електромобіля. Навіть якщо припустити, що всі вищевказані проблеми були б технічно дозволені, варто врахувати, що на перебудову всієї автомобільної промисловості, зміну автопарку, перебудову систем обслуговування й експлуатації транспортних засобів потрібні були б не один десяток років і кілька десятків, якщо не сотень мільярдів доларів. Тому акумуляторний автомобіль навряд чи зможе стати перспективним рішенням проблеми забруднення навколишнього середовища автотранспортом.

Крім розібраних вище існують десятки інших технічних рішень, багато хто з яких доводять до досвідчених зразків. Серед них є як безперспективні, наприклад автомобіль із маховиковым акумулятором, що може добре рухатися лише по ідеально рівній і прямій дорозі - у противному випадку гіроскопічний ефект маховика буде серйозно заважати керуванню, так і досить перспективні «гібридні» конструкції. Серед останніх досить цікава ідея вантажного тролейбуса з акумулятором для межлинейных пересувань, реалізація якої, за умови вдосконалювання струмоприймачів і реконструкції токоприводов, може різко зменшити забруднення повітряного басейну, особливо в центрах міст.

Крім удосконалювання самих засобів транспорту серйозний внесок у зниження загазованості атмосфери міст можуть внести планувальні заходи, заходи щодо вдосконалювання керування автомобільними потоками й заходу щодо раціоналізації перевезень усередині міста. Створення в містах єдиної автоматизованої системи керування перевезеннями може різко знизити пробіг автомобілів у межах міста й відповідно зменшити забруднення його повітряного басейну.

Характеризуючи забруднення повітряного басейну міста, необхідно згадати про тім, що воно піддано помітним коливанням, викликуваним як погодними умовами, так і режимом роботи підприємства й автотранспорту.

Як правило, загазованість атмосфери вдень більше, ніж уночі, узимку більше, ніж улітку, але й тут зустрічаються виключення, зв'язані, наприклад, з фотохімічним смогом у літню пору або утворенням над містом застійних мас забрудненого повітря в нічний час. Для міст, розташованих у різних кліматичних зонах і находящихся в специфічних ландшафтних умовах, характерні різні типи критичних ситуацій, під час яких загазованість атмосфери може досягати критичних значень, але у всіх випадках вони зв'язуються із тривалою безвітряною погодою.

Забруднення атмосферного повітря є самою серйозною екологічною проблемою сучасного міста, воно завдає значної шкоди здоров'ю городян, матеріально-технічним об'єктам, розташованим у місті (будинкам, об'єктам, спорудженням, промисловому й транспортному встаткуванню, комунікаціям, промисловій продукції, сировині й напівфабрикатам) і зеленим насадженням.

Розберемо для приклада лише вплив забруднення повітряного басейну на матеріально-технічні об'єкти тільки одним компонентом - сірчистим газом, що викидається в атмосферу міст при спалюванні палива.

Як показують численні дослідження, підвищена концентрація сірчистого газу в повітрі різко збільшує корозію металів. Так, за даними шведських дослідників, особливо інтенсивної є корозія углеродистой стали в містах зі значним зволоженням повітря й особливо прилягаючих до морських узбереж. Так, у Стокгольмі спостерігається збільшення швидкості корозії в порівнянні з Кируной, що перебуває в субарктической зоні, більш ніж в 15 разів. Хромовані покриття в тих же умовах руйнуються в 2-3 рази швидше.

Легко помітити, що з подорожчанням вартості промислового встаткування й промислової продукції збиток, наносимый забрудненням повітряного басейну, буде неухильно зростати. Більше того, виявляється, що вже зараз цілий ряд найбільш передових галузей промисловості, таких як електроніка, точне машинобудування й приладобудування, зазнають серйозних труднощів у своєму розвитку на території міст. Підприємствам цих галузей доводиться затрачати чималі засоби на очищення повітря, що надходить у цехи, і, незважаючи на це, на виробництвах, розташованих у великих містах, порушення технології, викликані забрудненням повітряного басейну, частішають із кожним роком. Але навіть якщо в цехах при виробництві високоточної й высококондиционной продукції можна створити умови, близькі до ідеальних, те, виходити за межі цеху, вона починає піддаватися руйнуючому впливу забруднюючих речовин і може швидко втрачати свою якість.