Экологическое районирование урбосистем на примере г. Петропавловска -Камчасткого

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Камчатский государственный технический университет»

Кафедра «Экологии и природопользования»

Направление 020800 «Экология и природопользование»

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

по теме:

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ УРБОСИСТЕМ НА ПРИМЕРЕ

Г. ПЕТРОПАВЛОВСКА-КАМЧАТСКОГО

Руководитель:              Выполнил:

преподаватель кафедры              студент группы 06-ЭПб

экологии и природопользования

____________Ильюшенко Н. А.              ____________Фенелонов А. А.

подпись, дата              подпись, дата

              Допустить к защите:

              Зав. кафедрой, к.б.н.

              ____________Ступникова Н. А.

              подпись, дата

Оценка ГАК:              Председатель ГАК

____________              ____________Коростелёв В. А.

              подпись, дата

г. Петропавловск-Камчатский, 2010

РЕФЕРАТ

Дипломная работа 39 с., 16 источников.

              Ключевые слова: ГОРОД, РАЙОН, УРБОСИСТЕМА, ТРАНСПОРТ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ.

              Объектом исследования являются урбосистемы различных рангов, пунктов сосредоточения большого количества населения, что

Цель работы: выявить основные причины ухудшения экологической обстановки в городе Петропавловске-Камчатском в контексте изучения существующих экологических районов и дальнейшей разработки оптимального экологического каркаса.

              Метод исследования: ретроспективный обзор литературных данных.

              Гармоничное внедрение объектов техносферы в природную среду и рациональное проектирование городов должно проводиться в соответствии с методами экологического районирования, так как такой подход необходим для создания экологически оптимального каркаса города, который способствует благоприятной социально-экологической обстановке.

Содержание

Введение              4

1 Характеристика выбросов ТЭС

1.1 Продукты сгорания топлива ТЭС              5

1.2 Классификация выбросов              9

2  Контроль газового состава продуктов сгорания ТЭС

2.1 Виды контроля газового состава              11

2.2 Методы инструментального анализа дымовых газов              14

3   Система непрерывного мониторинга выбросов ТЭС в атмосферу

3.1 Организация системы непрерывного мониторинга выбросов              19

3.2 Иерархическая схема системы непрерывного мониторинга

выбросов              30

3.3 Структура системы непрерывного мониторинга и регулирования выбросов              32

Заключение              37

Список использованных источников              38

Введение

Котлы тепловых электростанций и котельных являются наиболее крупными загрязнителями атмосферы и одними из основных источников выброса в атмосферу оксидов азота, углерода и серы. Данные вещества оказывают неблагоприятное воздействие на экологическую обстановку.

Рассматривая проблему воздействия объектов теплоэнергетического комплекса на окружающую среду, важно знать не только количественную сторону, связанную с вредными выбросами, но и знать конкретный источник выбросов, что­бы исключить его влияние на окружающую среду.

Определение фактического количества выбрасываемых вредных веществ с продуктами сгорания топлива производится только на ос­нове прямых газоаналитических измерений концентраций токсич­ных компонентов. Одним из основных факторов, определяющих достоверность результатов экспериментальных исследований газо­вого состава, является правильное методическое обеспечение подго­товки и проведения измерений.

В этой связи считается крайне важной установка системы мониторинга выбросов на ТЭС обусловленная необходимостью обеспечить выполнение жестких экологических требований, предъявляемых к электростанциям. Основным экологи­ческим требованием является соблюдение станцией норматива предельно допустимого выброса (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу, а также нормативов удельных выбросов вредных веществ.

Цель работы: анализ возможностей реализации системы непрерывного мониторинга вредных выбросов на ТЭС.

              Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1)     охарактеризовать вредные выбросы ТЭС в атмосферу;

2)     рассмотреть методы контроля газового состава продуктов сгорания;

3)     оценить возможность внедрения системы непрерывного мониторинга выбросов на ТЭС.

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УРБОСИСТЕМ

1.1 Понятие, компоненты и характеристика урбосистем

Урбоэкосистема (городская экосистема) — пространственно ограниченная природно-техногенная система, сложный комплекс взаимосвязанных обменом вещества и энергии автономных живых организмов, абиотических элементов, природных и техногенных, создающих городскую среду жизни человека, отвечающую его биологическим, психологическим, этническим, трудовым, экономическим и социальным потребностям. Состоит она из взаимосвязанных и взаимопроникающих подсистем (сред): квазиприродной (преобразованной географической среды), ландшафтно-архитектурной, социально-экономической, общественно-производственной. Связь между ними столь велика, что практически ни одна из них в отдельности не может выполнять свои функции, и в то же время отсутствие одной из подсистем влечёт разрушение урбоэкосистемы в целом.                                                                                     

Город — антропоэкологическая система, динамическая совокупность составленная проживающим населением, его антропогенной деятельностью и освоенной территорией. Вместе с тем город – это природно-антропогенная система Основными системообразующими факторами (элементами системы) является человек (он сам и все виды деятельности, осуществляемой в пределах городской территории) и природная среда (рельеф, геология, климат, воды и т.д.). Взаимо­действие этих двух факторов и создаёт специфическую урбоэкосистему и прису­щую ей специфическую природно-антропогенную городскую среду. Эта экосис­тема развивается и изменяется, преимущественно в результате управления антро­погенными процессами, смены социально-экономических функций, возлагаемых на данный город, и в значительно меньшей степени за счет саморазвития. При­родные процессы, исходно свойственные географической среде, в которой возник и развивается город, протекают на территории города под его сильным влиянием. В определенной степени, однако, можно говорить о саморазвитии геологической и географической среды, которое нередко приводит к уничтожению города.

При выборе места для строительства города рассматриваются две группы свойств природных компонентов среды (грунт, рельеф, вода, воздух, растительность): экономические и экологические. Превалирование тех или иных качественных и количественных показателей предопределяет социально-экономиче­ские функции города. Экономические функции связывают воедино различные группы факторов, характеризующих ресурсную базу развития промышленности, строительство, наличие трудовых ресурсов, транспортные и информационные связи с другими населёнными пунктами.

Исходно большинство столичных городов закладывались в местах экологи­ческого оптимума, здесь значения комплекса факторов наиболее благоприятны для существования человека. Одним из наиболее распространенных типов мест­ности, избираемых для столиц, являются участки при слиянии двух рек, при впа­дении реки в озеро, море. Именно здесь возможно наиболее благоприятное соче­тание порою противоречивых требований человека к месту, избираемому для активной жизни, т.к. столица – это и административный центр, и центр культур жизни, и рынок товаров и рабочей силы, и место изготовления товаров.

Наибольшие сложности с точки зрения контроля за состоянием среды начинаются, когда при эксплуатации территории на первый план выступают экономические и социальные факторы. Создаются комфортные условия для жизни в городе: водопровод, канализация, электричество, прокладывается сеть газоснабжения, телефонные кабели, сеть транспортных коммуникаций (трамвай, троллейбус, метрополитен), строится благоустроенное жильё. Экономические условия диктуют концентрированное использование территории, что приводит к росту города «вверх» (строятся многоэтажные здания) и «вниз» — активно осваивается геологическая среда (подземные коммуникации, сооружения: гаражи, склады и др.). Большая часть территории закрывается асфальтом. Например, запечатанность (закрытость) территории асфальтом и зданиями в Москве местами достигает предела – 100%.

Городские агломерации, урбанизированные районы – это ареалы глубоко из­мененной антропогенной деятельностью природы, своеобразные фокусы всё уси­ливающейся человеческой деятельности, территории, где особенно интенсивно происходит замещение естественных биогеоценозов урбо- и агроценозами.

Мно­гообразная деятельность человека, связанная с преобразованием природы, дале­ко выходит за пределы территории непосредственной застройки и оказывает вли­яние на все компоненты природной среды. Так, физико-геологические изменения почв, подземных вод и других компонентов литогенной основы ощущаются в зависимости от конкретных условий в радиусе 25-30 км, биогеохимические из­менения среды – на ещё больших расстояниях. Крупные города, а тем более го­родские агломерации оказывают влияние на окружающую среду в радиусе в 50-65 раз большем, чем их собственный радиус (Башкин и др., 1993). Особенно сильно влияет урбанизированная среда на почвы, водоёмы, воздушную среду и расти­тельный покров. Наиболее общие критерии масштаба антропогенного давления на природную среду в пределах урбанизированных территорий – величина горо­да или агломерации, плотность населения и застройки, хозяйственный профиль урбанизированного образования (отрасли промышленности, степень развитости санитарно-курортных функций и т.д.). Экологические характеристики урбани­зированного района при высокой степени сближённости ядер агломераций меж­ду собой значительно хуже, чем у отдельной агломерации, вследствие антагонис­тических эффектов антропогенных урбанистических нагрузок на одну и ту же территорию.

Следовательно, урбанистические образования выступают как исключительно мощные антропогенные факторы деградации природы. Вследствие огромной кон­центрации техногенных нагрузок в крупных городах и городских агломерациях, необратимого нарушения в них водно-земельного режима, примитивности био­разнообразия и ничтожной биологической продуктивности урбоценозов даже в хорошо благоустроенных и озеленённых поселениях сила и скорости антропогенных воздействий всегда будут превышать темпы адаптации к этим воздействиям природной среды. Для избежания развития этих процессов на обширных пространствах необходимо обеспечить природной среде в целом и отдельным её компонентам равновесное состояние, т.е. реабилитацию воды, воздуха почвенно-растительного покрова, отдельных городских ландшафтов и всей урбоэкосистемы в целом.

В течение последних десятилетий на первом месте при планировании городс­ких территорий стояли градостроительные и санитарно-гигиенические нормати­вы. Экологическим вопросам, как правило, уделялось остаточное внимание. При этом планирование, проектирование городских территорий велось по нормати­вам, определяющим требования не к городу как территориально целостному об­разованию, а к отдельным его районам, различным по функциям — промышлен­ным зонам, селитебным территориям, инженерно-транспортным коридорам и т.д. В результате такого проектного подхода к городу как к разрозненным территори­ям планировочная структура многих городов не отвечает в настоящее время тре­бованиям сохранения и устойчивого развития городских систем различного иерар­хического и функционального статуса.

Изменение этой ситуации возможно лишь при переходе на такой принцип проектирования, который предусматривает развитие не функций отдельных уча­стков, а территории города как целостной урбоэкосистемы. При этом терри­тория города определяется как территория, объединенная единой простран­ственно-временной функцией и направленная на формирование условий жизне­деятельности проживающего на нём населения с целью производства несельско­хозяйственной продукции с максимально возможной экономической эффектив­ностью. При этом, экономическая эффективность определяется как функция между затратами на производство продукта за счёт потребления естествен­ных ресурсов — земли, воды, воздуха и т.д., и затрат на требуемое принятыми стандартами воспроизводство качества окружающей среды, постоянно изме­няемое в процессе производства. Для повышения экономической эффективности требуется, соответственно, вести планирование деятельности с учетом природ­ных особенностей территории, и в первую очередь её ландшафтной структуры.

Для понимания механизмов взаимного влияния городских и природных тер­риториальных образований принципиально важно отметить, что городские струк­туры всегда имеют отрицательно направленное воздействие на природные лан­дшафты. Это сопровождается структурной и функциональной перестройкой при­родного ландшафта.