Общая антропология с основами экологии человека (стр. 6 )

Особой проблемой жизни больших городов становится проблема утилизации мусора. В XX веке, под влиянием НТР возникли новые синтетические материалы (полиэтилен, пластмассы, пластики, пенопласт), которые вредны для организмов биосферы. Эти вещества, количество и разнообразие которых постоянно растет, после их использования не поступают в природный кругооборот, а загрязняют, прежде всего, литосферу и гидросферу (проблема целлофановых пакетов и упаковок). Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией увеличивающегося количества вредных веществ, и естественные системы начинают разрушаться.

Таким образом, несмотря на то, что антропогенное воздействие узконаправленно, влияние происходит на состояние всей экосистемы. При этом не все последствия изменения литосферы, биосферы, ионосферы выявлены, и их влияние научно спрогнозировано. Кроме того, сложно предсказать, как эти изменения отразятся на жизни и здоровье человека. Получены настораживающие данные о влиянии загрязнения природной среды не только на здоровье, но и на генетический аппарат человека. Совсем недавно в местах с высокой степенью загрязненности стали появляться так называемые "желтые дети" с врожденной желтухой. Не следует забывать о наличии триггерного эффекта, когда незначительные воздействия могут повлечь громадные перемены. Существуют пороги, превышение которых грозит резкими качественными преобразованиями. Возникает вопрос, сможет ли человек адаптироваться к этим изменениям. Появление новых факторов, влияющих на биологическое существование человека (появление новых химических веществ, повышение радиации, уменьшение концентрации кислорода) делают его практически беззащитным, поскольку у него отсутствуют выработанные в процессе эволюции защитные механизмы.

Таким образом, ориентация техногенной цивилизации на экономическую прибыль и комфорт любой ценой, изменяет состояние не только экосистемы, но и негативно отражает на здоровье, генетику и будущее человека.

Лекция №4

Экологические параметры существования человека в условиях города.

В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом и энергией с окружающим миром его природными и сельскохозяйственными территориальными комплексами, и другими городами, Важно отметить, что город можно разделить на две основные подсистемы:

1.  территориальная общность людей (все горожане), которая
составляет неотъемлемую часть города и является смыслом его
существования;

2.  все материальные объекты, которые составляют как бы «раковину»
для всех жителей.

Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные специалисты и рабочие, научная и творческая интеллигенция, хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В города поступают промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного производства. Одновременно города «экспортируют» промышленную продукцию, выбрасывают в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных биогеохимических провинций. Фактически любой крупный город как при «импорте» вещества и энергии, так и при «экспорте» готовой продукции и своих отходов связан со всей планетой. Сырье, детали, станки и механизмы, продукты питания поступают в города (прямо или косвенно) из разных регионов и отправляются во многие страны мира. Химические вещества, выбрасываемые из заводских труб больших городов (например, тяжелые металлы), включаются в глобальный круговорот и выпадают на поверхность земли вплоть до ледников Антарктиды и Гренландии. Но наиболее существенное влияние города оказывают на свое непосредственное окружение.

Любой город неповторим и оригинален не только по своей архитектуре и местоположению, но и по особенностям производства (сочетанию отдельных отраслей), транспортно-экономическим связям. Изучение экологической специфики каждого крупного города нашей страны и всего мира — задача крайне важная, но в высшей степени трудоемкая. Тем не менее, уже сегодня возникают различные ситуации, при которых для решения практических проблем требуется усредненная модель города. Работа над такой моделью была предпринята экологами и .

Первоначально в качестве базовой модели был выбран условный город с численностью населения в 1 млн. жителей, многофункциональный – в нем представлены основные виды промышленности. Для создания
модели эталонного города использовались сведения о различных городах,
которые с соответствующими поправками пересчитывались применительно
к выбранной модели. Модель составлялась по принципу баланса: на входе – вещества, поступающие в город в виде сырья, ресурсов, пищевых
продуктов, а на выходе - выбросы в атмосферу, промышленные ж бытовые
стоки, в природные воды и отходы, поступающие на городские свалки,

Поступление веществ в города

Для нормального функционирования города нуждаются в самых разнообразных продуктах и сырье. Больше всего город потребляет чистой воды. Город с населением в 1 млн, жителей потребляет в год 470 млн. т, или почти 0,5 км2 воды (табл. 1).

Большая часть этой воды из города поступает в природные водотоки, гидросферу, но уже в виде сточных вод, загрязненных различными примесями. Наиболее водоемки производства стали, пластмассы, целлюлозы, ТЭС. В городах постоянно осуществляется сжигание топлива, которое сопровождается потреблением кислорода, идущего в первую очередь на окисление соединений водорода и углерода. Подсчеты показывают, что миллионный город потребляет в год около 50,0 млн. т воздуха, что в некоторых странах превосходит возможность к воспроизведению экосистемой.

Таблица 1

Поступление веществ (в млн. т/год) в город с населением 1 млн. человек

Следующий по величине поток поступающего в город вещества — минерально-строительное сырье (до 10,0 млн. т/год), которое служит источником поступления пыли в атмосферу, Важное место среди техногенных потоков занимают различные виды топлива (в млн./год): уголь – 3,8; сырая нефть – 3,6; природный газ – 1,7 и жидкое топливо – 1,6. Соотношение видов топлива может быть и другим, но каждый город-миллионер получает в год до 7 — 8 млн. т условного топлива.

В центростремительных потоках веществ, поступающих в город, важное место занимает сырье для промышленных предприятий. В зависимости от индустриальной специализации города сырье может быть самым различным. В обобщенной модели миллионного города даны сведения, «приведенные» к полииндустриальному центру, в котором имеется черная металлургия (3,5 млн. т сырья), цветная металлургия (1,0 млн. т сырья). Горно-химическое сырье составляет 1,5 млн. т, техническое растительное сырье около 1,0 млн. т, энерго-химическое сырье находится в пределах 220 тыс. т. Особое место занимают продукты, используемые в пищевой промышленности и поступающие непосредственно в продовольственные магазины, на рынки и на предприятия общественного питания. Жители города потребляют за год около 1 млн. т пищевых продуктов (с учетом отходов при обработке). Таким образом, в город-миллионер в год поступает около 29 млн. т (без учета воды и воздуха) различных веществ, которые при транспортировке, переработке дают значительное количество отходов, часть из которых оказывает отрицательное воздействие на объекты окружающей среды. Часть загрязняющих веществ попадает в атмосферу, другая часть вместе со сточными водами — в водоемы и подземные водоносные горизонты, еще одна часть в виде твердых отходов — в почву.

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 · 1013кДж/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.

Промышленные выбросы города-миллионера

Атмосферные выбросы

Состав промышленных и бытовых выбросов города-миллионера, поступающих в атмосферу, весьма разнообразен. Годовое количество газообразных выбросов и их состав приведены в табл. 2.

Самая большая доля в составе атмосферных выбросов принадлежит воде (водяной пар и аэрозоли) и углекислому газу, затем следуют сернистый ангидрид, окись углерода и пыль. Плотность выбросов этих веществ в год с 1 км площади города-миллионера (в модели его усредненная площадь – 300 км2) составляет для сернистого ангидрида и окиси углерода около 800 т, пыли — около 500 т, а окислов азота – около 165 т. Следует подчеркнуть, что внутригодовое распределение этих выбросов достаточно неравномерно. Максимум поступлений в атмосферу отмечается в зимние месяцы, когда на полную мощность работают тепловые электростанции и котельные. Еще один важный компонент загрязнений приземного слоя атмосферы – углеводороды, которых выбрасывается ежегодно до 108 тыс. т.

Таблица 2

Выбросы (в тыс. т/год) в атмосферу города с населением 1млн млн. человек.

Наиболее опасными для атмосферы являются парниковые газы, и окись серы (кислотные дожди).

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу оставляют «свои 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

Средние значения по стране, естественно, существенно отличаются от конкретных ситуаций. Так, отдельные ореолы загрязнения вокруг Москвы и других городов Центрального экономического района слились в единое пятно (площадью 177900) - 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.

НТР и постиндустриальное общество массового потребление стимулировало увеличение доли среди мусора доли бытовых отходов. В 20-х годах американская семья – 1,2 кг в день, в 70-х годах – 5,3 кг, в 80-х – 9 кг. Современные французы – 113 кг упаковочных материалов в год, в ФРГ – 150-350 кг ТБО в год. 30-40% - отходы, 30-35% - бумага, 3-8% - стекло, 2-5% - дерево, резина, метал.

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) город с населением 1 млн. человек

* Твердые бытовые отходы состоят из: бумага, картон - 35%5 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.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7