Урбанизация и ее влияние на биосферу

 

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Тверской государственный технический университет

Кафедра "БЖД и экологии"

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «ЭКОЛОГИЯ»

на тему: «Урбанизация и ее влияние на биосферу»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила  студентка  1  курса  ИДПО                                                                 

                                                             группы  ПЗ-147-11

                                                                 Швецова     Александра      Викторовна

                                                             Шифр: 011046       

                                                             Проверил: профессор кафедры БЖД

                                                             Круглов В.П.

   

 

 

 

 

 

Тверь 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

I. Теоретическая часть:……………………………...……………………………3

    Введение………………………………………………………………………...3

    1. Основные понятия…………………………………………………………...5

    2. Загрязнение  атмосферного воздуха………………………………………...6

    3. Применение улучшенных  и альтернативных видов топлива  …………...11

    4. Альтернативные виды транспорта………………………………………13

    5. Загрязнение  воды в городах……………………………………………..14

    6. Влияние урбанизации  на животных…………………………………….16

    7. Пути решения  проблем урбанизации……………………………………18

    Заключение…………………………………………………………………..20

     II. Расчетная часть…………………………………………………………….21

    1. Задача № 2.2.1.

      «Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха»………………….21

    2. Задача №  4.2.1.

        Расчет токсичных выбросов в атмосферу при эксплуатации

        автомобилей………………………………………………………………...24

  Список использованной литературы………………………………………...31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Урбанизация оказывает отрицательное воздействие на все компоненты биосферы. Такое воздействие возрастает год от года.

Крупные города загрязняют атмосферный воздух в результате движения различных видов транспорта, а также выбросов промышленных предприятий, тепло и электростанций, обеспечивающих потребности горожан.

Мировая копилка загрязнений пополняется диоксидом азота, сероводородом, диоксидом серы, озоном, предельными углеводородами, бензапиреном, пылью. Явление смога стало обычным в некоторых городах-миллионерах. Осуществление озеленения улиц, площадей могло бы снизить антропогенное влияние города на воздух, смягчило бы шумовое загрязнение.

Строительство высокоэтажных зданий имеет отрицательные последствия для грунтов. Происходит просадка районов расположения таких зданий с компенсирующими поднятиями поверхности в пригородах. Полностью меняется природный ландшафт.

Города являются искусственно созданными экосистемами, в которых потеряно то видовое разнообразие растений и животных, которое заселяло эту территорию прежде.

Урбанизированные территории характеризуются большим использованием водных ресурсов на различные хозяйственно-бытовые и промышленные нужды. В результате образуется огромное количество сточных вод, которые даже после очистки на специальных сооружениях представляют опасность для тех водных объектов, куда производится их сброс. Учитывая то, что все воды неизбежно попадают в Мировой океан, города вносят в его загрязнение токсичные вещества, взвешенные частицы, сульфаты, хлориды, нефтепродукты, хлорорганические соединения, соли тяжелых металлов.

Город привлекает к себе все новых жителей. Следует отметить, что люди, живущие в городах, не отличаются устойчивым иммунитетом к различного рода болезням.

Горожане чаще страдают от заболеваний кровеносной, нервной и эндокринной систем. На окраинах городов образуются так называемые трущобы - районы проживания бедных семей. В домах отсутствуют водопроводы питьевой воды и системы канализации, сброс неочищенных хозяйственно-бытовых стоков происходит прямо в водные объекты.

Жизнь горожанина сопровождается образованием большого количества отходов. Полигоны твердых бытовых отходов, стихийные свалки мусора вокруг крупных городов представляют опасность для грунтовых вод, воздуха, почв. Необходимо строительство мусоросжигательных заводов, предприятий рециклинга, которые, в свою очередь, будут оказывать техногенное воздействие на природную среду.

                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

 

Урбанизация (город) – одно из важнейших глобальных явлений современного мира, затрагивающее все народы и страны.

Урбанизация – это рост городов, повышение удельного веса городского населения в стране, регионе, мире.

С точки зрения экологии, современный город-мегаполис – очень сложная экосистема, специфика которой определяется не только высокой концентрацией большого количества людей на ограниченном пространстве, но и концентрацией на том же пространстве промышленного производства, производства ус-луг, транспортных средств. Все это приводит к росту антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Загрязнение окружающей среды продуктами жизнедеятельности города. Здесь следует выделить несколько проблем: загрязнение воды, твердые го-родские отходы, загрязнение атмосферы городов, шумовое загрязнение.

Загрязнение воды. Использованная городская вода насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, фенолами и т.д.

Как правило, водные объекты ниже мест сброса сточных вод классифицируются как ''очень грязные'' и ''чрезвычайно грязные''.

Очень острой является проблема очистки воды. Очищают не более 50%.

Твердые городские отходы. Проблема переработки производимых городом твердых бытовых и промышленных отходов до сих пор не решена. Обычный метод сбора городских отходов на свалках не является решением проблемы, так как отходов производится все больше, а места, где их можно складировать, становится все меньше. Процесс разложения отходов происходит крайне медленно: бумага разлагается 2-10 лет; полиэтиленовый пакет – 200 лет; пласт-масса – 500 лет.

Загрязнение воздушной среды города. В загрязнении атмосферы городов одно из ведущих мест занимает автотранспорт. Во многих городах на выхлопные газы автомобилей приходится 30%, а в некоторых – 50% загрязнений воз-духа. Выхлопные газы автотранспорта остаются в приземном слое атмосферы, что затрудняет их рассеивание. Узкие улицы и высокие здания также способствуют задерживанию токсичных соединений выхлопных газов в зоне дыхания пешеходов.

В состав выхлопных газов автотранспорта входит более 200 компонентов, тогда как нормируются лишь немногие из них (дымность, оксиды углерода и азота, углеводороды).

Повышенное содержание токсичных веществ в атмосфере городов приводит к тому, что над крупными городами происходит образование смога, который представляет собой сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов.

Шумовое загрязнение. Город является источником не только вредных и токсичных веществ, но и физических загрязнителей, к числу которых относится шум. Шумовое загрязнение приводит к повышенным нервным и психическим нагрузкам на городского жителя. От чрезмерных шумовых воздействий страдают не только человек, но и растительный, и животный мир. Под оптимальным шумовым фоном понимают энергию шума 20 децибел (Дб). Городской шум составляет в среднем уровень 30-40 Дб. За последние 10 лет уровень шума в крупных городах поднялся на 5-8 Дб.

 

 

2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ  АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

 

Проблема чистоты атмосферы не нова. Она возникла вместе с появлением промышленности и транспорта, работающих на угле, а затем на нефти. В течение практически двух столетий задымление воздуха носило местный характер. Дым и копоть сравнительно редких заводских, фабричных и паровозных труб почти полностью рассеивались на большом пространстве. Однако быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в ХХ веке привел к такому увеличению объемов и токсичности выбросов, которые уже не могут «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и человека концентраций.

Крупные города являются центрами промышленности, в которых широко используется автомобильный транспорт. А как известно, и промышленность, и автомобили выбрасывают в атмосферу города газы, резко ухудшающие экологическую обстановку.

Основными причинами сложной экологической обстановки в городах, связанной с эксплуатацией автотранспорта, являются:

• отсутствие надлежащего контроля на предприятиях за соблюдением нормативов государственных стандартов по токсичности и дымности отработавших газов транспортных средств;
• выпуск этилированных автомобильных бензинов, не позволяющих исключить выбросы соединений свинца и использовать каталитические нейтрализаторы;
• слабый контроль за качеством реализуемого моторного топлива;
• недостаточное внимание, уделяемое переводу автотранспорта на менее токсичные виды топлива;
• въезд на территорию городов большегрузного транспорта;
• отсутствие достаточной нормативной базы, низкий эффект экономического механизма управления охраной окружающей среды на транспорте.

В Москве, где живет около 9 млн. человек, в начале этого столетия было  зарегистрировано 2,7 млн. автомобилей. За год в воздух столицы выбрасывается более 2 млн. тонн загрязняющих химических веществ, по 205 кг на каждого москвича. 90 % этих выбросов создавал автомобильный транспорт. Сейчас в городе запрещено использовать этилированный бензин (содержит в качестве антидетонационной присадки тетраэтилсвинец: 0,41 – 0,82 г/л), создающий особо вредные выбросы (соединения свинца), внедряется экологический сертификат на каждый автомобиль, нейтрализаторы выхлопных газов.

Более чем в 150 российских городах опасные автомобильные выбросы превалируют над промышленными. Автотранспорт ежегодно выбрасывает в атмосферу 16,6 млн. тонн загрязняющих веществ – это 40% всех опасных выбросов на территории страны. Экологический ущерб России от воздействия транспортно-дорожного комплекса составляет более  4,8 млрд. долларов. В  2011 году Минздрав РФ сообщил, что 50 млн. россиян проживали в условиях десятикратного превышения ПДК вредных веществ в воздухе, половина которого исходит от автотранспорта.

Во многих странах ужесточаются требования к выхлопным газам автомобилей. За последние 20 лет европейские нормы по оксидам углерода снижены в 20 раз, по углеводородам и оксидам азота – в 17 раз.

Ведутся работы по снижению количества топлива, сжигаемого в двигателях автомобилей, переводу автомобилей на газ и спирт с целью уменьшения вредных выбросов, созданию электромобилей, работающих без выхлопных газов. Однако на зарядку аккумуляторов таких автомобилей требуется затратить электрическую энергию, получаемую на тепловых или атомных электростанциях при соответствующем загрязнении окружающей среды.

В 2011 году мировой парк автомобилей достиг примерно более 1 млрд. единиц, из которых 83-85 % приходится на легковые автомобили, а 15-17 % – на грузовые автомобили и автобусы. Из общего числа легковых автомашин примерно 40 % сосредоточено в США, 10 % - в Японии и 20 % - в четырех европейских странах: ФРГ, Франции, Италии и Великобритании. На каждую 1000 жителей в 2011 году в среднем приходилось: в США – 534 автомобиля, Франции – 454, в Великобритании – 322, в России – 167 автомашин.

Если поставить все существующие сегодня в мире автомобили бампер к бамперу, они составят ленту в 4 млн. км, которой 100 раз можно обмотать земной шар по экватору.

Загрязнением атмосферы обусловлено до 30 % общих заболеваний населения промышленных центров. Если исключить из рассмотрения двуокись углерода СО2, то в нашей стране  30 % выбросов в атмосферу приходится на двуокись серы, 10 % - на окислы азота, 25 % - на пыль. Пыль – это сложная смесь частиц, многие из них токсичны (включают мышьяк, ртуть, свинец, медь и прочие вредные металлы), вызывают аллергию, ослабление иммунитета, болезни дыхательных путей. В год в мире выбросы пыли оцениваются в 175 млн. тонн. Твердые и жидкие частицы, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, называются аэрозолями. Они воспринимаются в виде дыма (аэрозоль с твердыми частицами), тумана (аэрозоль с жидкими частицами), мглы или дымки. Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические и цементные заводы, промышленные отвалы, взрывные работы.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения 70 % городских жителей Земли дышат воздухом, который вреден для здоровья из-за высокого уровня смога, двуокиси серы, окиси азота и других загрязнений. Смог – это густой туман, возникающий в результате выбросов в атмосферу двуокиси азота, озона, углеводородов и других веществ, вступающих в реакции под действием солнечного света (фотохимический смог). Его возникновению способствуют определенные метеорологические условия: отсутствие ветра и дождя, а также температурная инверсия. Во время смога ухудшается самочувствие людей, резко увеличивается число легочных и сердечно-сосудистых заболеваний, возникают эпидемии гриппа.