Экология города (урбоэкология)

Введение

В социальной экологии, которая большинством исследователей рассматривается в настоящее время как наиболее общее понятие по отношению к различным проблемам взаимодействия общества и окружающей среды, сформировались различные научные направления, в том числе и такие, как экология городов, экология городского населения. Архитекторы-проектировщики пишут об урбоэкологии, хотя не всегда понятно, относится этот термин к экологии города или к экологии городского жителя. Поэтому целесообразно рассмотреть эти два взаимосвязанные, но достаточно специфические направления исследований и провести между ними четкую грань.

Экология города (урбоэкология)

В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом и энергией с окружающими 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. Как в медицине анатомофизиологические параметры каждого реального пациента сравнивают с абстрактной «нормой», полученной в результате усреднения информации об огромном количестве изученных больных и здоровых людей, так и в урбоэкологии необходим эталон «города вообще». Работа над такой моделью была предпринята экологами Б.Б. Прохоровым и Ю.Н. Лапиным.

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 и 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, но уже в виде сточных вод, загрязненных различными примесями. 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.

 

 

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

Таблица 1

Название вещества	Количество
Чистая вода	470,0
Воздух	50,2
Минерально-строительное сырье	10,0
Уголь	3,8
Сырая нефть	3,6
Сырье черной металлургии	3,5
Природный газ	1,7
Жидкое топливо	1,6
Горно-химическое сырье	1,5
Сырье цветной металлургии	1,2
Техническое растительное сырье	1,0
Сырье пищевой промышленности, готовые продукты питания	1,0
Энерго-химическое сырье	0,22

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.т/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, энергохимическое 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.

Средние значения площадей застройки и ореолов загрязнения

А также удаленности края ореолов от центров городов

Таблица 3

Города с населением, тыс. человек	Средняя площадь городской застройки, км^2	Средняя площадь ореола загрязнения, км^2	Удаленность от центра города края ореола загрязнения, км
			наибольшая	наименьшая
Более 1000
999 - 500
499 - 100
99 - 50

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.

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.).

Суммарное энергопотребление

Города служат огромными накопителями и выделителями энергии. В рамках принятой модели можно считать, что ежегодно город с миллионным населением потребляет энергии около 4,5Ÿ10¹⁵ кДж/год, или 1,5Ÿ10¹³ 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.

Заключение

На основании достижений прошлого и современности, сбалансированного сочетания основных функций общественного здоровья у различных групп населения необходимо всемерно добиваться повышения уровня социально-психологического здоровья (оптимума) как каждого отдельного человека, так и всего населения любого города (соответственно, конечно, и сельской местности). При этом необходимо учитывать концентрированные, в сущности уникальные возможности развития психологического здоровья, которые создает городская среда. Но наряду с этим, важно исследовать и негативные факторы, определяемые влиянием некоторых явлений массовой культуры, снижающих возможности творческого труда (культурно-физическое здоровье, самозамыкание индивида), аномалии социального поведения, влияние моды, субкультурных тенденций (в частности, среди молодежи). Здесь же могут обнаруживаться глубокие связи с теневой экономикой.

Развитие психологического здоровья, сбалансированность общественного здоровья в городе основываются на использовании новых достижений науки и техники. Этим целям служат интенсивные технологии, обладающие высокой положительной социально-экономической эффективностью. При их применении существенно снижается объем используемых ресурсов (энергии, металла и т.п.) на единицу продукции, а, следовательно, и загрязнение окружающей среды. Использование интенсивных технологий резко сокращает потребность в промышленном оборудовании и производственных площадях и, соответственно, предотвращает деградацию среды, возникающую при производстве данного оборудования и строительстве. Интенсивные технологии значительно уменьшают потребность в рабочей силе, что дает весьма заметный социальный и экологический эффект.

На основе анализа особенностей интенсивных технологий разработаны нормативы экологичности производства той или иной продукции, которые должны стать важной характеристикой модернизации предприятий, а также экологической эффективности технологических процессов.

Для городов очень важна проблема гибкого сочетания различных типов антропоэкологических микросистем (производственных, информационных, социально-культурных, ландшафтно-архитектурных и т.д.). Концентрировать и сосредоточивать для выполнения крупных социальных целей материальные, энергетические, информационные потоки, осуществляя в то же время и определенное их рассредоточение, необходимое для реализации функций общественного здоровья, удастся лишь при условии создания в городах маршрутов здоровья, включающих разнообразные рекреационные зоны, соответствующие генофенотипическим особенностям определенных групп людей. Это означает, с одной стороны, необходимость проведения локальных социально-диагностических исследований, а с другой — потребность в комплексном проектировании, минимизирующем спектр антропоэкологических форм утомления и напряжения городской популяции. В отечественной науке уже формируются научно-практические представления, которые позволяют оптимизировать функции здоровья населения в городе. Среди них может быть названа концепция естественно-искусственного поселения. Разрабатывается представление о городе будущего как экополисе (метафорически определяемом как город-лес и сад, т.е. симбиоз первой, естественно-биосферной, и второй, созданной людьми, искусственной природы).

Азота диоксид

 

а) Плата в пределах норматива (ПДВ)

 

П н атм = С н × М н = Н н × К э × М н × К гор = 52 × 1,9 × 55,40 × 1,2 = 6568,22 руб.

 

где Н н – норматив платы берется для диоксида азота из Приложения № 1 Постановления Правительства № 344;

К э - коэффициент экологической ситуации для Поволжья согласно таблице 4.4 [1] равен 1,9;

М н – масса выбросов диоксида азота в пределах ПДВ за отчетный год по таблице 1;

К гор – коэффициент, учитывающий расположение источника выброса в атмосферный воздух городов согласно Приложению № 2 к Постановлению Правительства № 344;

С н – ставка платы в рублях за выброс 1 т диоксида азота в пределах ПДВ

С н = Н н × К э × К гор

б) Плата в пределах лимита (ВСВ)

П л атм = С л × (М л – М н) = Н л × К э × К гор × (М л – М н) =

= 260 × 1,9 × 1,2 × (61,00 – 55,40) = 3319,68 руб.

где Н л –плата за выбросы в пределах ВСВ по таблице Приложения № 1 Постановления Правительства № 344;

С л – ставка платы в рублях за 1 т диоксида азота в пределах ПДВ.

в) Плата за сверхлимитные выбросы в атмосферу

 

П с атм = 5 × С л × (М ф – М л) = 5 × Н л × К э × К гор × (М ф – М л) =

=5 × 260 × 1,9 × 1,2 × (63,50 – 61,00) = 7410 руб.

 

г) Общая плата за загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота составляет

 

П атм = П н атм + П л атм + П с атм = 6568,22 + 3319,68 + 7410 = 17297,90 руб.

 

 

Углерода окись

 

а) Плата в пределах норматива (ПДВ)

 

П н атм = С н × М н = Н н × К э × М н × К гор = 0,6 × 1,9 × 98,00 × 1,2 = 134,06 руб.

 

б) Плата в пределах лимита (ВСВ)

П л атм = С л × (М л – М н) = Н л × К э × К гор × (М л – М н) =

= 3 × 1,9 × 1,2 × (120,00 – 98,00) = 150,48 руб.

 

в) Плата за сверхлимитные выбросы в атмосферу

 

П с атм = 5 × С л × (М ф – М л) = 5 × Н л × К э × К гор × (М ф – М л) =

= 5 × 3 × 1,9 × 1,2 × (158,00 – 120,00) = 1299,60 руб.

 

г) Общая плата за загрязнение атмосферного воздуха окисью углерода составляет

 

П атм = П н атм + П л атм + П с атм = 134,06 + 150,48 + 1299,60 = 1584,14 руб.

 

 

Ацетон

 

а) Плата в пределах норматива (ПДВ)

 

П н атм = С н × М н = Н н × К э × М н × К гор = 6,2 × 1,9 × 18,50 × 1,2 = 261,52 руб.

 

б) Плата в пределах лимита (ВСВ)

П л атм = С л × (М л – М н) = Н л × К э × К гор × (М л – М н) =

= 31 × 1,9 × 1,2 × (19,00 – 18,50) = 35,34 руб.

 

в) Плата за сверхлимитные выбросы в атмосферу

 

П с атм = 5 × С л × (М ф – М л) = 5 × Н л × К э × К гор × (М ф – М л) =

= 5 × 31 × 1,9 × 1,2 × (25,10 – 19,00) = 2155,74 руб.

 

г) Общая плата за загрязнение атмосферного воздуха ацетоном составляет

 

П атм = П н атм + П л атм + П с атм = 261,52 + 35,34 + 2155,74 = 2452,60 руб.

 

Кислота азотная

 

а) Плата в пределах норматива (ПДВ)

 

П н атм = С н × М н = Н н × К э × М н × К гор = 13,7 × 1,9 × 39,40 × 1,2 = 1230,70 руб.

 

б) Плата в пределах лимита (ВСВ)

П л атм = С л × (М л – М н) = Н л × К э × К гор × (М ф – М н) =

= 68,5 × 1,9 × 1,2 × (44,30 – 39,40) = 765,28 руб.

г) Общая плата за загрязнение атмосферного воздуха азотной кислотой составляет

 

П атм = П н атм + П л атм = 1230,70 + 765,28 = 1995,98 руб.

 

 

Данные вычислений занесены в таблицу 2.

 

Литература

1. Баранов А.В. Урбанизация и социальные лимиты жизни человека //Урбоэкология. М.,1998.

2. Вишаренко В. С. Принципы управления качеством окружающей среды городов // Урбоэкология. М., 1990.

3. Владимиров В.В. Идеи экологии человека в управлении городом //Урбоэкология. М., 1990.

4. Казначеев В.П., Прохоров Б.Б., Вишаренко В.С. Экология человека и экология города: комплексный подход //Экология человека в больших городах. Л., 1998.

5. Ревич Б.А., Сает Ю.Е. Эколого-геохимическая оценка окружающей среды промышленных городов //Урбоэкология. М.,2000.

 

Содержание

1.“ Антропоэкология и экология городов.”. 2

1.1. Введение. 2

1.2. Экология города (урбоэкология) 2

1.3. Поступление веществ в города.. 3

1.4. Атмосферные выбросы города-миллионера.. 5

1.5. Твердые и концентрированные городские отходы... 7

1.6. Городские сточные воды... 10

1.7. Суммарное энергопотребление. 11

1.8. Концентрация населения вокруг городов. 11

1.9. Экология городского населения.. 12

1.10. Заключение. 14

2. Расчет платежей за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и размещение отходов производства и потребления предприятием ОАО «Адамас». 16

2.1. Расчет платежей за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу стационарным источником. 16

2.2 Расчет платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ передвижными источниками. 19

2.3. Расчет платы за размещение отходов производства и потребления. 20

Литература.. 22

 

Введение

В социальной экологии, которая большинством исследователей рассматривается в настоящее время как наиболее общее понятие по отношению к различным проблемам взаимодействия общества и окружающей среды, сформировались различные научные направления, в том числе и такие, как экология городов, экология городского населения. Архитекторы-проектировщики пишут об урбоэкологии, хотя не всегда понятно, относится этот термин к экологии города или к экологии городского жителя. Поэтому целесообразно рассмотреть эти два взаимосвязанные, но достаточно специфические направления исследований и провести между ними четкую грань.

Экология города (урбоэкология)

В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом и энергией с окружающими 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. Как в медицине анатомофизиологические параметры каждого реального пациента сравнивают с абстрактной «нормой», полученной в результате усреднения информации об огромном количестве изученных больных и здоровых людей, так и в урбоэкологии необходим эталон «города вообще». Работа над такой моделью была предпринята экологами Б.Б. Прохоровым и Ю.Н. Лапиным.

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 и бытовые стоки, в природные воды и отходы, поступающие на городские свалки.