close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

550.СкрыпникА.И. Основы экологической безопасности

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
А.И. Скрыпник, С.А. Яременко, А.В. Шашин
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ
Учебное пособие
для студентов бакалавриата и магистратуры
направления 270100 «Строительство»
Воронеж 2013
УДК 697.9 (035.5)
ББК 38.762
С599
Рецензенты:
кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция» БГТУ им. В.Г. Шухова
Н.А. Володина, директор ООО «РусАкадем Проект»;
С599
Скрыпник, А.И.
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ
И ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ: учеб. пособие/А.И. Скрыпник,
С.А. Яременко, А.В. Шашин. – Воронежский ГАСУ. – Воронеж,
2013. – 80 с.
ISBN 978-5-89040-468-8
Приведены данные о влиянии инженерных систем городских объектов на
окружающую среду и здоровье человека, о методах расчета параметров технических средств, предотвращающих негативное воздействие вредных образований, а так же об организационно-правовых и экономических мерах обеспечения законодательных требований в области охраны природной среды. Пособие
содержит необходимый материал для проведения практических занятий, а также вопросы для контроля усвоения материала.
Учебное пособие предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры направления 270100 «Строительство», а также для повышения квалификации и переподготовки специалистов и инженерно-технических работников
ТСЖ, строительно-монтажных и пуско-наладочных организаций.
Ил. 7. Табл. 26. Библиогр.: 33 назв.
УДК 697.9 (035.5)
ББК 38.762
Печатается по решению научно-методического совета
Воронежского ГАСУ
ISBN 978-5-89040-468-8
© Скрыпник А.И., Яременко С.А.,
Шашин А.В., 2013
© Воронежский ГАСУ, 2013
2
Оглавление
Предисловие ………………………………………………………….………
Введение …………………………………………………….………………..
Основные термины, определения и сокращения.…………………………..
Глава 1. Факторы и показатели влияния градостроительной
деятельности на окружающую природную среду…………...
1.1. Состояние окружающей природной среды в городах РФ……………
1.2. Экологические данные по регионам (на примере Воронежской
области)……………………………………………………………….….
Глава 2. Состав окружающей среды ……………………………………..
2.1. Состав атмосферного воздуха, влияние антропогенной
деятельности…………………………………………………………….
2.2. Токсичность вредных выделений, допустимое их содержание
в окружающей городской среде………………………………………..
2.3. Влияние выбросов вредных веществ на качество
атмосферного воздуха …………………………………………………
2.4. Шумовые, электромагнитные и радиационные загрязнители,
влияние запахов………………………………………………………..…
Глава 3. Состав водной среды города, влияние антропогенной
деятельности……………………………………………………..
3.1. Показатели качества водной среды…………………………………...
Глава 4. Плата за выбросы и сбросы вредных веществ
в окружающую среду……………………………………………
Глава 5. Состав плодородного слоя земли, влияние антропогенной
деятельности на окружающую среду………………………….
Глава 6. Зеленые насаждения в городе, их влияние на
качество окружающей среды…………….……………………
Глава 7. Модели устойчивого развития городов……………………….
Глава 8. Территориальное ограничение распространения вредных
выделений на территории города…………………………….
8.1. Строительство в городе новых промышленных объектов…………..
Глава 9. Экологические показатели строительных
материалов………………………………………………………
Глава 10. Влияние вредных выделений на здоровье населения……...
Глава 11. Экологическая экспертиза объектов строительства.............
11.1. Требования к содержанию проектной документации……………….
Глава 12. Энергоэффективное зеленое строительство ………………...
Глава 13. Развитие городского подземного строительства
объектов………………………………………………………......
Материалы для практических занятий ....................................................
1. Мониторинг окружающей среды ……………………………….……….
2. Этапы решения экологических проблем города………………………..
3
5
7
8
10
15
16
17
17
20
23
25
29
31
35
35
38
40
47
49
51
53
56
58
58
60
61
61
65
3. Определение удаленности строящегося объекта от жилых
зданий …………………………………………………….…………….
4. Выбор площадки для строительства котельной ……………………...
5. Определение площади загрязненной городской зоны……………..........
6. Влияние низких источников вредных выбросов на загрязнение
воздушной среды……………………………………………………….
7. Влияние низких источников вредных выделений на зону города.……..
8. Определение предотвращенного экологического ущерба воздушной
среде…………………………………………………………………….
9. Определение предотвращенного экологического ущерба водной
среде…………………………………………………………………….
Материалы для самостоятельной работы………………………………
Вопросы для самоконтроля………………………………………………….
Заключение……………………………………………………………………
Библиографический список………………………………………….……...
4
66
68
69
70
72
73
74
75
77
78
79
Предисловие
Объектами управления экологической безопасностью строительства и
эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем в городах и городских
поселениях являются:
- атмосферный воздух,
- земля и почва,
- поверхностные и подземные воды,
- лесная и иная растительность.
Охране подлежат естественные экологические системы, природные
ландшафты, не подвергшиеся негативному антропогенному воздействию.
Экологическая безопасность определяется методами и средствами управления природно-техническими системами города и его окружения с функционированием их без нарушения установившихся устойчивых природных процессов путем допустимого нормируемого антропогенного воздействия на них.
Экологическими показателями окружающей среды, непосредственно
влияющими на здоровье человека, являются:
- состав и количество токсических веществ в воздушной, водной и литогенной средах,
- шумовые, тепловые и электромагнитные поля,
- биологические загрязнители, возникающие при течении биотехнологических процессов производства гормонов, витаминов, антибиотиков,
- неприятно пахнущие вещества (нетоксичные и токсичные).
Охране также подлежат расположенные в городской зоне природные парки и заповедники, имеющие рекреационное, эстетическое и иное значение.
Известно, что человек развивается в соответствии с генетически установленными программами реагирования на окружающую среду. При возникновении рассогласования сбалансированности между человеком и окружающей
средой в его организме включаются механизмы адаптации, сопровождающейся
появлением в нем дискомфортного состояния (утомляемость, совершение ошибок, психическая неуравновешенность и т.д.). Организм человека эволюционно
не адаптирован к загрязнителям в окружающей среде.
Управление в сфере охраны окружающей среды субъектов Российской
Федерации (РФ) осуществляется в порядке, установленном Конституцией страны, а также договорами о разграничении предметов полномочий между орга5
нами государственной власти и власти субъектов РФ. Управление в сфере
охраны окружающей среды в районах субъектов РФ осуществляется органами
местного самоуправления в соответствии с Законом РФ об охране окружающей
среды.
К нормативам качества окружающей среды относятся:
- предельно допустимые концентрации химических веществ в атмосферном воздухе, в воде и в почве, в том числе радиоактивных веществ,
- допустимые уровни физических воздействий на состояние окружающей
среды, в том числе уровни радиоактивности и тепловых воздействий,
- допустимый биологический состав окружающей среды.
К факторам допустимого воздействия на окружающую среду относятся:
- химические предельно допустимые выбросы в воздух (ПДВ), сбросы в
водную среду (ПДС),
- допустимые уровни физических воздействий (шум, электромагнитные
поля, количество теплоты, пыли и др.),
- сброс микроорганизмов,
- изъятия компонентов природной среды (земли, лесов, подземной воды).
При невозможности соблюдения нормативов допустимых выбросов и
сбросов устанавливаются их лимиты на определенный период времени до реализации мероприятий установления нормативов. Установленные величины выбросов и сбросов являются мерой для управления качеством окружающей среды на региональном и местном уровнях.
Каждый гражданин РФ имеет право на благоприятную окружающую среду, на её защиту.
Должностные лица, препятствующие охране окружающей среды или
нарушающие Закон и нормативы качества окружающей среды, привлекаются к
ответственности в установленном порядке.
6
Введение
За последние годы в нашей стране произошли глубочайшие изменения в
области строительной индустрии. При строительстве зданий и сооружений используется не только отечественная, но и зарубежная техника и технологии. На
Российском рынке появились новые виды инженерного оборудования и стро ительных материалов, которые раньше в России не использовались.
Растущие с годами материальные и энергетические потребности человека
являются основным фактором влияния на природную среду. Содержание учебного пособия направлено на представление студенту знаний для решения задач
по обеспечению экологической безопасности городской среды.
В учебном пособии по дисциплинам «Эксплуатация зданий, сооружений
и инженерных систем», «Технологические процессы в строительстве», «Экологическая безопасность при проектировании, строительстве и реконструкции
инженерных систем и сооружений», «Экологическая экспертиза проектносметной документации», «Охрана атмосферы от выбросов загрязняющих веществ инженерными системами и котельными» приведены основные сведения
о состоянии природной среды в РФ, основных факторах, влияющих на окружающую среду и здоровье человека, расчете выбросов вредных веществ в атмосферу, водном составе городов при различных загрязнениях, а также организационно-правовых и территориальных ограничениях распространения вредных
веществ.
Учебное пособие предназначено для обучения студентов бакалавриата и
магистратуры направления 270100 «Строительство» и повышения квалификации и переподготовки специалистов и инженерно-технических работников
ТСЖ, строительно-монтажных и пуско-наладочных организаций, а также рассчитано на широкий круг специалистов, работающих в области техники и технологии формирования среды обитания и функциональной деятельности человека в зданиях и сооружениях, создания и функционирования технических с истем жизнеобеспечения зданий и населенных мест, включая ЖКХ.
7
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ
И СОКРАЩЕНИЯ
Антропогенное загрязнение - вызванное деятельностью человека.
Биосанитарная емкость окружающей среды – её способность ассимилировать природной средой чуждые ей вещества и нейтрализовать их в колич естве, при котором достигается баланс установившегося равновесия [17].
Биосфера – пространство с живыми организмами [5].
БПК – биологическая потребность в кислороде.
Вещество вредное – вызывающее отклонение у живого организма от
установившегося равновесного состояния его жизнедеятельности.
Выброс – загрязненный воздушный поток поступающий в атмосферный
воздух.
Загрязнение – привнесенное в сформировавшуюся воздушную, водную
или литогенную среду физических, химических, биологических или радиоактивных вредных веществ или явлений.
ИЗВ – индекс загрязнения воды.
Ионизация воздуха – превращение атомов и молекул веществ в ионы
(электрически заряженные частицы).
Комфортное состояние человека – когда его психофизиологическое состояние согласуется с физиологическими функциями по энергозатратам и работоспособности, определяемой температурным, влажностным, шумовым, световым, обонятельным и другими факторами при абсолютной их достоверности
95 % [4].
Коэволюция – процесс в природной среде, когда вмешательство человека не нарушает её естественные нормальные условия [6].
Мониторинг окружающей среды – система наблюдения за состоянием
изменения параметров окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.
Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ) - условия рассеивания выбросов в атмосфере при наступлении в природе температурной инверсии, штиля, тумана [23].
Ноосфера – земное и космическое пространства, преобразуемые и управляемые человеком [6].
Отходы опасные – остатки продуктов с опасными свойствами, образуемые при производстве полезных изделий.
ПЗА - потенциал загрязнения атмосферы
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества – его
количество в единице объема или веса, не вызывающая при поступлении в живой организм патологических изменений (pathos – страдание).
Предельно допустимый выброс (ПДВ) вредного вещества – его количество за единицу времени, которое не приводит к превышению ПДК в окр ужающей среде.
8
Природная среда – это система, включающая исходное состояния атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы [6].
Промышленная экология – составная часть урбоэкологии, определяет
условия и способ ведения промышленного производства, не нарушающего
нормируемых параметров окружающей городской среды.
Санитарная гигиена включает два понятия: санитарию (sanitas – здоровье) и гигиену (hygieinos – условие, приносящее здоровье), т.е. это наука о влиянии на здоровье, условия труда и жизни, норм обеспечения и сохранения зд оровья человека.
Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – пространство от территории объекта
с вредными выделениями до границы жилой застройки, зоны отдыха, лечебных
учреждений [20].
Сброс – поступающие загрязнения (сточная вода, вещество) в водную
среду.
Селитебная территория - место для поселения, земельный участок с
размещением на нем жилых строений.
Система – единое целое, функционирующее благодаря взаимодействию
определенным образом входящих в неё элементов.
Смог – сочетание в атмосферном воздухе газообразных загрязнителей и
пылевых частиц при возникновении в нем фотохимических реакций.
СПАВ – соединения поверхностно-активных веществ.
Техногенная среда – комплекс зданий, сооружений в исследуемой сфере.
ТБО – твердые бытовые отходы.
Токсодоза – количество токсического вещества, энергии, находящееся в
организме в течение определенного промежутка времени (например, г∙час,
кг∙час).
ХПК – химическая потребность в кислороде.
Урбоэкология (urbanus по-гречески городской) – наука об экологическом состоянии городской среды обитания, изучает закономерности и завис имости состояния окружающей среды в городе и установление методов и
средств, при которых обеспечивается качество воздушной, водной и почвеннорастительной сред нормам санитарно-гигиеническим и экологическим.
Экологическая система – биогеоценоз (bio – жизнь, koinos - общий) –
система структурных связей групп живых организмов с факторами внешней
среды, влияющих на них.
Экология – производная от слов: экос – дом, логос – учение. Это наука
об отношениях растительного и животного мира с окружающей средой.
Экология здания - определяет условия комфортности проживания человека в здании и предотвращения негативного влияния загрязнений, содержащихся в окружающей среде, и при выделении из источников в помещения.
Экология человека - характеризует условия влияния на человека параметров окружающей среды его обитания.
9
ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ И ПОКАЗАТЕЛИ
ВЛИЯНИЯ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ
Экологическая безопасность определяется экологическими требованиями
и ограничениями к градостроительной деятельности при проектировании, размещении, строительстве объектов с обеспечением благоприятных условий жизнедеятельности человека и функционирования природной экологической с истемы.
Федеральными Законами Российской Федерации по охране окружающей
среды являются:
- "Об охране окружающей среды", №7 от 10.01.2002 г." [17],
- "О санитарно-эпидемиологическом благополучии человека", №52 от
30.03.1999 г.,
- "Земельный кодекс", №136 от 25.10.2001 г.,
- "Об отходах производства и потреблении", №89 от 24.06.1998 г. (ред. от
28.07.2012 г.),
- "О техническом регулировании", №184 от 27.12.2002 г. (ред. от
28.07.2012 г.),
- "Об экологической экспертизе" №174 от 23.11.1996 г. (ред. от 28.07.2012 г.)
и др.
Обоснования о возможности строительства объектов на заданной территории изложены в своде правил по строительству - СП 11-102-97 - "Инженерноэкологические изыскания для строительства". В них определены требования,
гарантирующие минимизацию экологического риска и предотвращение неблагоприятных экологических последствий. Они включают:
- оценку экологического состояния окружающей среды (атмосферного
воздуха, растительной почвы, поверхностных и подземных вод),
- оценку физического воздействия (шума, вибраций, электрических полей, ионизирующих излучений и др.),
- оценку биологического воздействия,
- прогноз возможных изменений при реализации планируемых решений.
Важнейшими задачами строительства и эксплуатации объектов различного назначения являются обеспечение экологической безопасности и комфор тности проживания человека как социальной нормы и сохранение природных
особенностей рассматриваемой территории с учетом её ресурсов и оценкой
экологического риска на её влияние.
На благоприятные условия жизнедеятельности человека и качество
окружающей среды оказывают влияние ряд основных факторов.
К ним относятся:
- температура воздуха в помещении в теплый период года 20 – 25 о С и в
холодный период года 20 – 22 о С,
10
- относительная влажность воздуха в теплый период года 30 – 60 % и в
холодный период года 30 – 45 %,
- скорость движения воздуха в теплый период года не более 0,25 м/с и 0,1
– 0,15 м/с в холодный период года,
- скорость ветра в пределах жилой застройки должна быть в пределах
1< Vв< 4 м/с,
- коэффициент естественного освещения (КЭО) в жилом помещении более 0,5,
- инсоляция в различных широтах от 2 до 3 часов,
- наличие пыли и вредных химических веществ на рабочих местах не более предельно-допустимой концентрации в рабочей зоне (ПДК р.з),
- наличие пыли и вредных химических веществ на территории города не
более максимально разовой предельно допустимой концентрации (ПДК м.р.),
- наличие пыли и вредных химических веществ в жилых помещениях не
более максимально разовой предельно допустимой концентрации (ПДК м.р.), а
при постоянном воздействии в течение более 1 года – не более среднесуточной
предельно допустимой концентрации (ПДК с.с.),
- вредные физические воздействия (шум, вибрация, радиационные и
ионизационные излучения) не должны превышать установленных норм,
- содержание в воздухе не более 3000 1/см 3 положительно заряженных
аэроионов,
- соответствие питьевой воды требованиям ГОСТ Р 51232-98/2002 (изм.
от 19.01.2011г.) "Вода питьевая. Общие требования к организациям и методам
контроля качества".
Одним из факторов, оказывающих влияние на комфортное проживание в
городе, является также рост народонаселения, его плановое расселение с учетом территориальной потребности в производительной силе и экологической
емкости территории города и его окружения. В частности, в региональных системах при расселении используется зонирование территории с выделением
биоэкономических экологически безопасных зон, при этом следует учитывать
экспоненциальный закон изменения народонаселения на Земле.
Так, если в 1000 году насчитывалось 275 млн человек, то в 1500 г. - 450
млн чел., в 1800 г. - 980 млн чел., в 1900 г. - 1650 млн чел, в 1950 г. - 2500 млн
чел., в 2000 г. - 6000 млн чел, а к 2200 г. ожидается более 7000 млн чел. [16]. С
ростом народонаселения возрастает доля городского населения.
Следует учитывать рост продолжительности жизни человека. До нашей
эры средняя продолжительность составляла 40 лет, из них до 50 % умирало в
возрасте 21 года, в настоящее время она составляет около 70 лет с учетом социально-экономических и экологических условий.
В городах земного шара в настоящее время проживает более 40 % населения планеты. Следует учитывать, что при увеличении численности городского населения в два раза выброс и сброс промышленных загрязнений по статистике увеличивается в 7 раз [27]. При ежегодном росте населения 100 тыс. че11
ловек для их жилых строений необходимо 12,5 га земли и 30 тыс. га земли для
выращивания сельскохозяйственной продукции. В России на 1 человека приходится 0,95 га пахотных земель.
По данным института градостроительства России рекомендуется иметь
среднюю плотность населения 100 человек на 1 км2 в городской зоне. Для
средней полосы России экологическое равновесие может быть достигнуто при
наличии зеленых растений до 30 % [27]. К примеру, установленная плотность
в Германии составляет 100 чел./км2, в Японии - 150 чел./км2. Благоприятной для
природной среды по данным ООН плотность населения на 1км2 суши Земли
должна быть до 50 чел.
Сегодня до 10 % суши занято городами и городскими поселениями. Под
развитие городов каждый день изымается до 2000 га земли. Особенно негативно это сказывается при использовании под застройку пахотных плодородных
земель, ведь на образование растительного плодородного слоя требуется время не менее 200 лет [27].
По данным ООН, на площади суши Земли, равной 3 млн км2, на одного
жителя должно приходиться 1 га естественного ландшафта, из них 0,9 га площади сельскохозяйственных угодий, и площади городов не более 0,1 га.
Если в начале прошлого века в городах России проживало 10 % от всего
населения Земли, то сегодня оно составляет более 40 %. Так, в развитых странах
удельный вес городского населения составляет: в США 74 %, в Англии
76 %, в Японии 76 %, в Австралии 86 %, в Испании 91 %, в Германии 94 %.
Плотность населения в регионах России составляет 140 – 200 чел./км2, в
промышленных городских районах регионов до 2500 чел./км2.
Плотность населения оказывает значительное влияние на его здоровье,
поскольку увеличиваются удельные антропогенные выбросы и уменьшаются
удельные зеленые насаждения.
В настоящее время плотность населения в столицах составляет, чел./км2:
в Лондоне - 3900, в Берлине - 3500, в Токио - 5400, в Ню – Йорке - 8100. Самая
большая плотность в Москве - 8400 чел./км2, поэтому принимаются меры по
расширению её территории.
Под эгидой ООН в 1993 г. для определения необходимых средств на помощь слаборазвитым странам проводились исследования по определению их
жизнестойкости по пятибалльной шкале и по 10 показателям, таким как продолжительность жизни населения, качество питания, затраты на экологию и с оциальные нужды, детская смертность, генетические уродства и др.[7].
Оценку 5 не получила ни одна страна. Оценку 4 получила Швеция и
страны Бенилюкса. Оценку 3 получили США, Япония и страны Западной Европы. Россия и страны СНГ получили оценку 1,4. Оценку 1 получила страна Буркина-Фасо (Верхняя Вольта), т.к. в стране полный упадок экономики, значительная доля населения заражена вирусом ВИЧ (СПИД), голод.
12
Считается, что для нормального развития страны необходимо вкладывать
не менее 6 % от стоимости валового национального продукта. США расходуют
до 13 %, страны Западной Европы до 10 %, Россия в 2000 г. вкладывала до 1%.
Считается, что здоровье нации зависит: от системы здравоохранения на
8 – 12 %, от социально-экономических условий на 50 – 55 %, от состояния
окружающей среды на 20 – 25 %, от генетики на 15 – 20 %.
Важным фактором, определяющим жизнеспособность нации, является
энергопотребление. Оно влияет также и на качество окружающей среды. Если
потребление различных видов энергии, приходящееся на 1 человека, в 15 веке
составляло до 1,4 кВт/год, то в начале 20-го века 3,9 кВт/чел и в конце 10
кВт/чел.
В 21 веке рост потребления энергетических ресурсов продолжается [16].
На обеспечение комфорта для человека в помещении расходуется энергоресурсов: в США и Германии 38 %, в Канаде 40 %, в Англии до 50 % от общего количества энергопотребления этих стран. В России на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий расходуется до 40 % котельно-печного топлива, при этом жилищнокоммунальный сектор потребляет около 70 % этого объема.
Важной задачей специалистов по теплогазоснабжению и вентиляции является сокращение удельных затрат энергии. Это достигается путем поиска
наиболее рационального объемно-планировочного решения зданий, выбором
теплоизоляционных материалов ограждающих конструкций, выбором защитных материалов от действия неблагоприятных климатических условий, определением ориентации частей здания относительно доминирующего направления
ветра и солнечных лучей, объемом зеленых территорий, взаимным расположением зданий.
Наиболее предпочтительной высотой здания является не более 12-ти этажей, далее удельные энергозатраты увеличиваются. Тепловые потери пятиэтажного здания выше, чем девятиэтажного. Два раздельных одноэтажных здания на 30 % потребляют больше энергии, чем эти два сблокированные здания.
Однако при этом следует учитывать, что для группы малоэтажных зданий вместо одного многоэтажного требуется большая площадь дорогостоящей городской земли, больший объем подземных коммуникаций.
Вклад городских источников в загрязнение окружающей среды составляет в среднем по соотношению масс выбросов: транспорта 42 %, теплоэнергетических систем 26 %, промышленных предприятий 32 %. Наиболее значимыми
по количеству и токсичности являются выбросы азота диоксид, серы диоксид,
углерода оксид, сажи, бенз(а)пирена, углеводородов, ванадия оксид [8]. Доля
выбросов автотранспорта различна в различных городах. Так, в США в среднем
она составляет 60 % относительно всех источников выбросов, но в
Лос-Анджелесе она доходит до 90 %, в ряде крупных городов России с населением до 1 млн человек и более доля автотранспортных выбросов составляет не
менее 80 %.
13
Вследствие загрязнения атмосферы от выбросов при сжигании горючих
веществ риск заболевания органов дыхания составляет 20 %, кровообращения
9 %, психических расстройств 8 %.
Важным фактором являются природные погодные условия, дополняемые
антропогенным фактором влияния. Климат оказывает воздействие на жизненные условия проживания. На северной широте 60- 50 о максимальная температура в январе составляет -10 оС, на южных широтах от -50 – 60о до +5 оС [4].
Современные колебания климата относительно невелики, однако в истории были периоды с глобальным изменением климата. Так, 6 – 8 тыс. лет тому
назад было очень сильное потепление, а в 14 веке н.э. отмечалось сильное похолодание. Эти глобальные изменения, как предполагают ученые, связано с
изменениями циркуляции атмосферы, структуры влагооборота, изменением
океанических течений, изменением оси планеты. К примеру, если бы Гольфстрим сейчас доходил до Карского моря, то на Севере произрастали бы дубравы,
как в Воронежской области.
Градостроительство оказывает влияние на температурный режим в гор оде. Сейчас средняя температура в городе на 2 – 3 оС выше в сравнении с сельской местностью, а в Лос-Анджелесе она выше на 10 оС, что обусловлено в том
числе рельефом территории.
Концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе в сравнении с
1750 г. повысилась с 0,026 до 0,033 % об. в 2000 г., т.е. на 27 %, что свидетельствует об антропогенном влиянии на его состав. По прогнозам ученых, через
100 лет общепланетарная температура от увеличения углекислого газа может
повыситься на 2оС. За 100 последних лет уровень мирового океана поднялся на
10 – 15 см [7,13].
Нормируемое качество окружающей среды может быть обеспечено только при сочетании принимаемых мер:
санитарно-гигиенических;
экологических;
организационно-правовых.
К санитарно-гигиеническим мерам относятся:
обеспечение концентрации вредных веществ не выше ПДК в приземном слое атмосферы, в воде и в поверхностном слое атмосферы земной поверхности при неблагоприятном сочетании внешних факторов;
обеспечение ПДУ шумового, электромагнитного, радиационного и
биологического воздействия;
предотвращение воздействия вредных веществ и физических процессов на продукты питания.
К экологическим мерам относятся:
обеспечение предельно допустимых величин химических и пылевых
выбросов в воздушную, водную и почвенно-растительную среду;
14
обеспечение нормируемых расстояний жилой застройки от источников физических, радиационных и биологических воздействий;
обеспечение зонирования застройки города и удельных норм зеленых
насаждений.
К организационно-правовым мерам относятся:
- Законы Российской Федерации;
- санитарные нормы и правила, руководящие документы;
- Постановления Правительства РФ, региональных властей.
1.1. Состояние окружающей природной среды в городах РФ
Превышение ПДК вредных веществ в воздухе отмечается в 55 городах
[22]. Из всех образуемых выбросов только 76 % обезвреживается до допустимых норм, поэтому из общей численности в России 148 млн около 70 млн человек дышат недостаточно качественным воздухом. Общая численность промышленных предприятий России составляет не менее 24000 на территории
17 млн км2.
Средняя продолжительность жизни до 1990 г. составляла у мужчин 64 года,
у женщин 72 года, в настоящее время средняя продолжительность жизни у мужчин - 66 лет, у женщин – 72 года, что на 7 – 11 лет меньше, чем в 44 развитых
странах. Например, в Германии средняя продолжительность жизни мужчин составляет 77 лет, а женщин – 82 года [32]. Продолжительность определяется социально-бытовыми, санитарно-гигиеническими и экологическими условиями.
Каждая четвертая женщина по генетическим обстоятельствам не может
родить здорового ребенка.
Смертность от рака и бронхита в городе в 2 раза выше, чем в сельской
местности, от психических заболеваний в 3 раза, от сердечно-сосудистых и кишечных заболеваний в 4 раза. Сейчас насчитывается 390 тыс. больных раком
(0,26 %) [7].
Общий годовой ущерб от выбросов и сбросов загрязняющих веществ в
окружающую среду оценивается в 14 млрд дол. [11].
Лесистость в европейской части России с 17 по 20 век сократилась с 51 до
30 %, что существенно повлияло на полноводность рек и озер, на качество атмосферного воздуха.
Значительные затраты энергии расходуются в России на обеспечение в
помещениях комфортных условий и составляют 40 % от общих затрат, которые
связаны с загрязнением воздушной и водной сред.
15
1.2. Экологические данные по регионам
(на примере Воронежской области)
При численности населения 2,4 млн чел. (экономически активного населения 1,2 млн чел.), площади земель области составляют 4220 тыс. га, городская застройка - площадь 460 тыс. га, т.е. 11 %, площадь земель лесного фонда
составляет 390 тыс. га, т.е. 7 %.
Из источников выбросов 2500 предприятий области в воздух поступает
820 тыс. т токсичных отходов, в водоемы поступает 450 тыс. м3 сточных вод,
образуется 4 млн м3 условно чистых промышленных и непромышленных отходов. Твердые бытовые отходы составляют 1,5 млн м3.
Обезвреживанию и переработке вредных жидких отходов подвергаются
только 20 %, очистке вредных выбросов в атмосферу - 66 %.
Из общей массы выбросов в атмосферу до 60 тыс. т составляют:
пылевые выбросы - 10 тыс. т (16,6 %),
окиси углерода - 16,6 тыс. т (27,7 %),
диоксида серы - около 10 тыс. т (16,6),
окислов азота - около 7 тыс. т (11,7 %),
углеводородов - около 15 тыс. т (25 %) [7].
Вклад отраслей промышленности в общее количество вредных выбросов
в атмосферу составляет:
для транспорта около - 40 %,
электроэнергии - 15 %,
химической промышленности - 10 %,
машиностроения – 5 %,
строительных материалов 4%, пищевой промышленности – 10 %,
строительства - 5 %,
жилищно-коммунального хозяйства - 4 %,
сельского хозяйства – 2 %,
прочих – 5 %.
Толщина озонового слоя над территорией области за 30-летний период
наблюдения колебалась в пределах 3,2 – 3,46 мм за счет влияния выбросов озоноразрушающих веществ (окислов азота, сернистых соединений, метана, аммиака, углерода и др.). Толщина слоя озона на 20 % ниже относительно среднестатистической величины.
16
Водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды составляет 0,25 м3/чел., в
городе - 0,5 м3/чел. Объем городских сточных вод по области составляет до 450 млн
м3/год [30].
ГЛАВА 2. СОСТАВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Антропогенное влияние на показатели окружающей среды возможно
оценить при знании исходных данных состава её природной среды, т.е. атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, верхнего плодородного
слоя земли (грунтовой почвы, растительности), т.е. при знании биосанитарной
емкости среды.
2.1 Состав атмосферного воздуха,
влияние антропогенной деятельности
Воздушная газообразная оболочка Земли делится на 4 слоя: тропосферу
до высоты 12 км, стратосферу до высоты 60 км, мезосферу до высоты 82 км и
ионосферу выше 82 км, где микроорганизмы уже не обнаруживаются.
На высоте от 20 км находится озоновый слой, защищающий живые организмы на Земле от ультрафиолетового излучения Солнца [27]. За 20 лет наблюдения общее содержание озона уменьшилось в среднем на 10 %.
Снижение содержания озона в озоновом слое увеличивает ультрафиолетовые потоки к Земле, частоту электромагнитных волн и приводит к увеличению болезней, т.к. человек биологически связан с космосом, с его лучами и
электромагнитными полями.
При этом активизируется возникновение таких болезней, как ветряная
оспа, малярия, грибковые заболевания, туберкулез и в наибольшей степени рак
кожи. Происходит и мутация ДНК. Эти болезни возникают постепенно по мере
получения дозы облучения. По статистике у белых людей рак кожи может возникнуть после 50 000 часов пребывания под воздействием лучей Солнца, у
темнокожих после - 150 000 часов. К сорокалетнему возрасту человек от воздействия лучей Солнца может выглядеть как шестидесятилетний. По данным
Управления по защите окружающей среды США [32], на 1 % уменьшения озонового слоя число случаев возникновения катаракты от влияния солнечных лучей увеличивается на 0,5 %. У человека со светлой кожей и рыжими волосами
рак кожи при длительном влиянии солнечных лучей может возникнуть к 25 –
35 годам, у темнокожих - значительно позже.
В тропосфере при подъеме на высоту h =100 м от поверхности Земли
температура падает на 0,6 о С, что способствует диффузии вредных веществ в
верхние слои атмосферы. На высоте 30 км температура снижается до -30 оС, затем на высоте 60 км растет до +80 оС, а затем снова падает до -75 оС.
Если бы не было атмосферы Земли, то её поверхность днем нагревалась
бы до +100 оС, а ночью охлаждалась до -100 оС.
17
Состав природного атмосферного воздуха приведен в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Содержание по
Относительная молекулярная
Наименование газов
объему, %
масса, кг/моль
Азот
78,084
28
Кислород
20,95
32
Аргон
0,93
39
Углекислый газ
0,032
44
Неон
1,8∙10 - 3
20
-4
Гелий
5,2∙10
4
Криптон
1∙10 - 4
83
Ксенон
8∙10 - 6
131
-5
Водород
5∙10
2
Озон
5∙10 - 5
48
Водяной пар
3 - 2∙10 -5
Легкие отрицательные аэроионы
> 3000 1/см3
-6
Окись азота
2∙10
30
-4
Диоксид серы
1∙10
64
Метан
2∙10 - 4
16
3
Пыль ( до высоты 2 км)
0,002 – 0,02г/м
Примечание. В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.2.542-96 в
жилых и общественных зданиях содержание легких отрицательных аэроионов в 1см3
воздуха должно быть не менее 3000, которые благотворно влияют на самочувствие человека, положительно заряженных аэроионов должно быть не более 3000 1/см3 , отрицательно влияющих на его самочувствие.
Нижнее предельно допустимое содержание кислорода в воздухе соответствует его среднему парциальному давлению 158 мм рт. ст., и предельное верхнее содержание - не более 320 мм рт. ст.
При приближении содержания водяных паров в воздухе к верхнему показателю, приведенному в табл. 2.1, влияние на человека ультрафиолетовой радиации снижается, незначительно увеличивается скорость движения газовоздушного потока в верхние слои атмосферы, т.к. в реальных условиях плотность
влажного воздуха меньше плотности сухого воздуха не более чем на 1 %.
Содержанию кислорода в воздухе 20,95 % объема соответствует его парциальному давлению 159 мм рт. ст. Его снижение до 157 мм рт. ст. вызывает
состояние дискомфорта у человека. При наличии людей в помещении содержание кислорода может уменьшаться при недостаточной вентиляции в нем.
Допустимые колебания состава кислорода не должны превышать ± 1 %.
Всякое отклонение от указанных параметров атмосферного воздуха способствует нарушению установившегося равновесия в природе.
При возникновении в атмосфере теплового инверсионного явления, т.е.
когда с ростом высоты температура воздуха повышается, а не снижается, уда-
18
ления вредных веществ в верхние слои не происходит и наступает их накопление в приземных слоях атмосферы с возможным возникновением смога.
Земля обладает отрицательным потенциалом, а атмосферный воздух положительным. Для человека ростом 170 см разность потенциалов составляет
250 В (на высоте 1м эта разность составляет 150 В). При изменении погодных
условий существенно изменяется и разность потенциалов, которая влияет на
нервную систему человека. При загрязнении атмосферы усиливается её ионизация, вызывающая усиление электромагнитных волн, что приводит к нарушению установившегося электрического потенциала человека.
Периодически возникающая солнечная активность, и следовательно электромагнитная, негативно влияет на больных людей с патологией органов кровообращения, на увеличение дорожно-транспортных происшествий, на вспышки эпидемий гриппа, особенно при образовании "темных пятен" на Солнце длительностью до 27 дней с периодичностью 11 лет и 22 года (по данным Чижевского А.Л.). Установлено, что больше летальных исходов происходит у людей с
нервным заболеваниями, отмечаются они с периодичностью 27 дней.
За сутки человек пропускает через легкие 11 м 3 воздуха, и при изменении
его количества и качества могут происходить изменения в организме человека.
При снижении барометрического давления воздуха до 500 мм рт. ст. наступает
кислородное голодание. Во вдыхаемом атмосферном воздухе содержится
0,033 % объема углекислого газа, а в выдыхаемом воздухе человека его содержится 3,95 %, поэтому помещения с значительным содержанием людей
должны вентилироваться.
Углекислый газ не относится к категории вредных веществ, но при повышении парциального давления в атмосферном воздухе с 1 мм рт. ст. до
8 мм рт. ст. ухудшается дыхание человека.
Повышение содержания пыли в атмосферном воздухе выше 0,008 г/м3
вызывает снижение солнечной радиации на 1 %, что понижает температуру у
поверхности Земли и фотосинтез продуцирования кислорода зелеными растениями.
У поверхности Земли плотность сухого воздух составляет ρo = 1,293 кг/м3,
с подъемом до высоты h = 10 км плотность падает до ρh = 0,4 кг/м3 и до высоты 20
км - до 0,09 кг/м3. Разность плотностей воздуха, как известно, создает силу движения газовоздушной смеси, равную перепаду давления: ∆Р = g∙h∙(ρh – ρo), Па.
Если принять загрязненность атмосферного воздуха над поверхностью
океанов за единицу, то в сельской местности она равна 10, а в городской среде
150. Несмотря на то, что города занимают до 10 % всей суши Земли, равной
148 млн км2 [26], в настоящее время повышенная концентрация вредных веществ в воздухе во многих городах приводит к превышению предела биосанитарной емкости окружающей среды и она не в состоянии нейтрализовать влияние загрязнителей. К примеру, выбросы в городах США, приходящиеся на одного человека, составляют в среднем 1,3 кг/сутки и аналогичны Российским. В
Германии эта величина в 4 раза меньше.
19
2.2. Токсичность вредных выделений,
допустимое их содержание в окружающей городской среде
По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются
на четыре класса опасности:
1-й – вещества чрезвычайно опасные;
2-й – вещества высокоопасные;
3-й – вещества умеренно опасные;
4-й – вещества малоопасные.
Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм
и показателей, указанных в табл. 2.2.
Наименование показателя
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей
зоны, мг/куб.м
Средняя смертельная доза при введении
в желудок, мг/кг
Средняя смертельная доза при нанесении
на кожу, мг/кг
Средняя смертельная концентрация в
воздухе, мг/куб.м
Коэффициент возможности
ингаляционного отравления (КИВО)
Зона острого действия
Зона хронического действия
1-го
Таблица 2.2
Норма для класса опасности
2-го
3-го
4-го
Менее 0,1
0,1-1,0
1,1-10,0
Более 10,0
Менее 15
15-150
151-5000
Более 5000
Менее 100
100-500
501-2500
Более 2500
Менее 500
500-5000
500150000
Более
50000
Более 300
300-30
29-3
Менее 3
Менее 6,0
Более 10,0
6,0-18,0
10,0-5,0
18,1-54,0
4,9-2,5
Более 54,0
Менее 2,5
Летальной дозой считается величина концентрации, вызывающая гибель
50 % животных при 2-4-часовой ингаляции.
Допустимая концентрация вредного вещества зависит от длительности
его воздействия. Так, концентрация диоксида серы SO2 в воздухе с = 0,05 мг/м3
безвредна для человека в течение более года, но концентрация с = 0,1 мг/м 3 безвредна в течение одного месяца и концентрация с = 2 мг/м 3 - в течение не более
15 мин. Из приведенных данных следует, что для каждого вредного вещества
имеется допустимая токсическая доза поступления в организм человека.
Для вновь применяемого вещества допускается в течение двух лет использовать ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) до
назначения ПДК.
Величины ПДК для химических выбросов впервые были установлены в
России в 1951г., затем и в других странах.
В зависимости от места пребывания человека установлены ПДК:
 ПДКР.З. - при нахождении в рабочей зоне в пределах 8 часов;
 ПДКТ.П. - при нахождении на территории предприятия,
ПДКТ.П. = 0,3ПДКР.З.;
20
 ПДКМ .Р. - максимально разовая концентрация вне территории предприятия, не вызывающая в течение 20 – 30 мин рефлекторных реакций (нервных реакций, откликов на внешнее раздражение);
 ПДКС.С. - среднесуточная, не оказывающая воздействия на настоящие и
будущие поколения при неограниченно долгом вдыхании воздуха (не менее 1 года).
На территории лечебных, детских, оздоровительных учреждений, парках,
скверах концентрация не должна превышать 0,8 ПДКМ .Р. с учетом фоновой концентрации в заданном районе города.
Установленные значения ПДК существенно меньше, чем пороговая концентрация, определяемая человеком по запаху. В табл. 2.3 приведено сравнение
пороговой концентрации, ощущаемой по запаху, с ПДК М .Р. и ПДКС.С.
Таблица 2.3
Вещество
Аммиак, NH3
Диоксид азота, NO2
Хлор, Cl2
Фенол, C6 H6 O
Формальдегид, CH2 O
Сероводород, H2 S
Метилмеркаптан, C2 H5 SH
Метилтиол, CH4 S
Концентрация запаха,
мг/м3
2,2
27,4
0,77
1,52
1,0
0,00047
0,0006
0,009
ПДКМ.Р., мг/м3
ПДКС.С., мг/м3
0,2
0,2
0,3
0,03
0,03
0,1
0,000009
0,009
0,2
0,04
0,03
0,003
0,003
0,008
0,000009
0,009
Кроме того, ряд вредных веществ может снижать иммунобиологическую
сопротивляемость организма и обладать канцерогенными, мутагенными и аллергическими свойствами.
К веществам, вызывающим образование раковых опухолей, относится ряд
полициклических углеводородов, ароматических аминов, нитрозаминов, а также
стероидные гормоны и др. Наиболее известными канцерогенами являются:
- хлорсодержащие углеводороды - тетрахлордибензодиоксин (ТХДД),
диметиламинодиоксин, метиленхлорид, дибензофураны, смертельная доза которых составляет 3,1∙10 -9 моль/кг веса человека, безопасная доза на протяжении жизни человека - 6,5∙10 -15 (моль/кг)∙годы;
- бенз(а)пирен, безопасная концентрация ПДК = 0,00015 мг/м 3;
- окись хрома шестивалентного, ПДК = 0,01 мг/м3;
- мышьяк, ПДК = 0,01 мг/м3;
- никель, ПДК = 0,002 мг/м3;
- асбеста аэрозоли, ПДК = 2 мг/м 3;
- сажа, ПДК = 0,15 мг/м3;
- бериллий, ПДК = 0,001 мг/м3,
- свинец ПДК = 0,001 мг/м3.
К веществам, обладающим мутагенными свойствами, т.е. влияющим на
изменение соматических и половых клеток и искажающим информацию в молекулах ДНК, относятся:
21
- все канцерогены,
- радиоактивные вещества и рентгеновские лучи,
- пестициды, нитраты, свинец, ртуть,
- органические растворители, эпоксидные смолы, красители волос,
- формальдегид, окислы азота, гидразины,
- вирусы, кофеин, концентрированная перекись водорода.
К веществам, обладающим аллергенными свойствами, относят:
- все хлорсодержащие, ртутьсодержащие газообразные вещества,
- фосфат хрома, соли никеля, карбонат марганца, оксид кобальта,
- формальдегид, фенольная и эпоксидная смола, диметилфенол,
- тетрациклин, акрилонитрил, масляный ангидрид,
- табак.
Ряд веществ обладает свойством суммации вредного действия, т.е. при
совместном присутствии концентрации ci в воздушной среде должно обеспечиваться условие
n
i 1
ci
ПДК i
1.
(1)
Такими группами веществ являются: окислы азота + окись углерода, сернистая + азотная кислота, сернистый ангидрид + фенол, хлорированные углеводороды, различные спирты, толуол + ксилол + бензол, различные щелочи.
Ряд веществ обладает усилением совместного действия: SO2 + NO2,
SO2+O3, NO+O3, NO+углеводород, NO2+CO.
Например,
с NO2
ПДК NO2 / 3
cCO
ПДК СO / 1,5
1.
Одним из важных интегральных показателей загрязненности воздушной
среды является фоновая концентрация различных веществ в приземном слое
атмосферы. Она определяется путем мониторинга концентраций на стационарных и передвижных постах наблюдения за определенный период времени (месяц, год, годы) с учетом направления ветра и возникновения неблагоприятных
метеорологических условий для рассеивания выбросов [21].
Оценка стабильности качества воздушной среды определяется по показателю R повторяемости превышения концентрации вещества относительно общего количества наблюдений с учетом влияния метеорологических условий.
Считается, что при показателе R< 0,2 загрязненность воздушной среды пониженная, при R > 0,35 – повышенная.
При строительстве нового объекта с вредным доминирующим выделением концентрации с m в сравнении с другими его концентрациями в приземном
слое атмосферы с учетом фоновой концентрации с ф не должна превышать нормируемой величины ПДКМ .Р., т.е. с m + с ф ≤ ПДК М .Р.
22
Однако качество воздушной среды определяется при учете всех видов
вредных выбросов по индексу
Ик =
n
i 1
Сiср
ПДК м р
i
,
(2)
где Ciср – средняя концентрация i–го вещества за рассчитываемый период
времени, δ i =
miср
s
- отношение средней доли i–го выброшенного вещества к
mj
j 1
общему количеству выбросов за расчетный период времени.
2.3. Влияние выбросов вредных веществ на качество атмосферного воздуха
Допустимые выбросы вредных веществ (ПДВ) регламентируются ГОСТ
17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых
выбросов вредных веществ промышленными предприятиями», 1978 г. и «Рекомендациями по оформлению проекта ПДВ», 1989 г.
Биосанитарная емкость природной окружающей среды различна в различных районах Земли, поэтому влияние вредных выделений относительно
единицы промышленной площади этих районов будет существенно различаться.
Ежегодное накопление в атмосфере более 20 млрд т антропогенного углекислого газа составляет 3,4 % вместо 2 % при условии баланса его выбросов
и ассимиляции зелеными растениями и океанами. Прибавка 20 млрд тонн углекислого газа к природному выделению, равному 110 млрд тонн, вызывает его
постепенное накопление даже в условиях увеличенного режима фотосинтеза
земными растениями и океанами.
В городах со средней площадью 80 км2 и населением в 1 млн человек годовой антропогенный выброс составляет, тыс. т: углекислого газа - 1200, сернистого ангидрида - 200, оксида углерода - 240, пыли - 100, углеводородов около 110, оксидов азота - 60, органических веществ около - 10, хлора и серосодержащих веществ - не менее 11.
Годовое расходование природных сырьевых ресурсов в городе с населением 1 млн человек составляет, млн т: чистой воды - 470, минерального строительного сырья - 50,2; нефтепродуктов - 3,6; природного газа - 2,0; жидкого
топлива - 1,6; сырья черной и цветной металлургии - 4,7; сырья пищевой промышленности и продуктов питания - 1,0; технического растительного сырья 1,0 [22].
Все эти величины нагрузок на окружающую воздушную среду свидетельствуют об отсутствии полной нейтрализации вредных выбросов силами природы, и, как следствие, они присутствуют в воздушной среде городов и городских поселений.
23
Одним из факторов, определяющих длительность нахождения химических выбросов в атмосферном воздухе, является стойкость молекул против
разрушения их силами природы, формируемыми сочетанием влияния температуры, скорости ветра, водяных паров, ультрафиолетовых лучей солнца, живых
организмов. К примеру, продолжительность неизменности молекулы окиси углерода составляет около двух лет, диоксида азота - 5 суток, сернистого ангидрида - около 15 суток, сероводорода - 2 суток, окиси азота - 119 суток, метана 30 суток, бутана, пропана - 5 суток, мелкодисперсной пыли менее 10 мкм - 10
суток, углеводородов - 30 суток, метана - 5лет, фреона - 11 70 лет. В природе
процессами, разрушающими и улавливающими химические вещества, являются:
- сорбция газов водяными парами, химическими растворами, сорбентами,
- окисление кислородом,
- фотохимические реакции при облучении светом.
Показателем, учитывающим токсичность вредного вещества и его стойкость в воздушной среде, является
По = (Мi∙τс ) / (10 -6∙ПДКi),
(3)
где Мi – количество, кг, выброса i-го вещества за год, стойкость вещества
против разрушения его молекулы силами природы, сутки.
В табл. 2.4. приведены показатели По, м3, для ряда регионов России.
Таблица 2.4
Вредные
вещества,
м3
По NO2 ∙10-12
По SO2 ∙10-12
По СО∙10-12
Cумма,
По ∙10-12
Воронежская.
обл.
1,22
1,2
2,44
4,86
Белгород.
обл.
Курск.
обл.
Липецк.
обл.
2,3
0,33
7,7
0,51
0,37
1,16
10,3
2,05
Орловск.
обл.
Моск
ва
Московск.
обл.
ЛенинС.Птб градск.
обл.
3,58
1,53
60
0,63
0,09
1,34
8,05
1,73
1,72
7,95
3,7
6,6
3,6
0,86
1,5
3,1
4,9
5,1
65,5
2,0
11,5
18,2
5,96
13,1
По данным табл. 2.4 сопоставляется относительная степень отклонения
качества атмосферного воздуха от его природного состояния в различных районах страны.
В табл. 2.5 представлено сравнение природного и антропогенного выделения вредных веществ [22].
Вещество
Пыль
Окись углерода
Окислы азота
Углеводороды
Серосодержащее
Углекислый газ
Выбросы, млн т/год
естественные
антропогенные
3700
1000
5000
304
770
53
2600
88
650
100
485000
18300
24
Таблица 2.5
% антропогенных
выбросов
27
5,7
6,5
3,3
15,4
3,64
В табл. 2.6 приведены объемы оборота веществ и энергии, приходящиеся
в городе на 1 млн человек при площади зеленых насаждений 20 тыс. га.
Таблица 2.6
Дефицит
территории
5000 тыс. га
2000 тыс. га
-
Ресурсы
Потребление
Воспроизводство
Дефицит
Кислород
Вода
Сырье привоз.
Топливо усл.
Пищевые
продукты
Выбросы
30 млн т
500 млн м3
10 – 12 млн т
8 – 9 млн т
30 тыс. т
5000 м3
-
29,7 млн т
495 млн м3
10 –12 млн т
8 – 9 млн т
1 млн т
-
1 млн т
500 тыс. га
-
15 млн т
-
-
2.4. Шумовые, электромагнитные и радиационные загрязнители,
влияние запахов
Физические загрязнители, как и химические, оказывают как непосредственное, так и отдаленное по времени влияние на здоровье городского населения. Степень их влияния зависит от интенсивности и длительности воздействия, отклика организма человека на раздражения.
Механические и аэродинамические колебания в промышленных процессах передаются в атмосферную среду в виде упругих звуковых волн с частотами от 4 до 20000 Гц, характеризующихся интенсивностью звука I, Вт/м2, и звуковым давлением Р, Па. Мощность воздействия L, дБ по шкале А, определяется
зависимостью
L = 10lg(I/Io) = 20 lg(P/Po) ,
(4)
– 12
2
-5
где Io = 1∙10 Вт/м , Ро = 2∙10 Па – пороги ощущения звука. К примеру,
шум листвы леса равен 10-20 дБА. Шум менее 250 Гц считается низкочастотным, 250-2000 Гц - среднечастотным, более 2000 Гц – высокочастотный. Нормируется шум в 8-октановых полосах при частотах, Гц: 63, 125, 250, 500, 1000,
2000, 4000, 8000.
Шум оказывает вредное воздействие на нервную систему человека: возникает утомляемость, бессонница, гипертоническая болезнь. Предельно допускаемый уровень звука у стен зданий, где находятся люди, равен 70 дБА, в помещениях - 55 дБА.
Важным показателем является шумовая экспозиция Е , как и для химических веществ, при продолжительности воздействия Т, час, равной
Т = 80/(L – 85),
(5)
(L -70)
Е = (Т/40)∙10
.
(6)
В табл. 2.7 приведены значения шумовых экспозиций Е [9].
Проникающая с улицы в помещение интенсивность шума делится на 3
категории:
- не мешающая сну человека и пассивному его отдыху – 45 дБА,
- не нарушающая бодрствование – 55 дБА,
- болевое ощущение – 90 дБА.
25
Таблица 2.7
Время воздействия,
мин
10
30
60
120
300
480
90
5
5
5
5
Эквивалентный уровень шума, дБА
100
110
5
40
15
125
25
250
50
500
125
1250
200
2000
120
415
1250
2500
5000
12500
20000
Соотношения между экспозицией и эквивалентным уровнем шума представлены в табл. 2.8.
Е,
L, дБА
10
80
30
85
60
88
125
91
200
93
250
94
500
97
1250
101
2000
103
2500
104
5000
107
Таблица 2.8
12500
111
Частота звука 4-7 Гц (инфразвук) для внутренних органов, 8 Гц (инфразвук) для биотоков, 20-30 Гц для головы, 60-90 Гц для глаз и 110-150 Гц для органов пищеварения может привести к нервным расстройствам, влиянию на зрение, травмам почек, вестибулярного аппарата и т.д.
Звук с частотой колебаний 10 ГГц – 1МГц (109 - 106) Гц называется высокочастотным, он быстро затухает в воздухе, хорошо проникает во внутренние
органы человека, преобразуясь в тепловую энергию. Он расщепляет молекулу
воды на ионы ОН и Н, вызывая процессы окисления. От его действия нарушается капиллярное кровообращение, происходит кровоизлияние.
Окно с двойным переплетом и толщиной стекла 4-5 мм снижает городской шум на 35 дБА, при открытой форточке снижается шум только на 10 дБА.
Деревья с кустарниками могут снизить шум на 20-40 % при многорядной
посадке, однорядная посадка малоэффективна, она снижает шум только до
3 дБА.
Эффективный метод борьбы с шумами - звукоизоляция за счет звукопоглощения строительными конструкциями при переходе колебательной энергии
звука в теплоту от трения о звукоизолирующую поверхность.
Защита от транспортного шума обеспечивается разрывом между зданиями и дорогой. Для 4-й категории дороги (интенсивность до 100 авт./час) расстояние должно быть 90 – 170 м, 3 –й категории (до 400 авт./час) 320 – 580 м,
2-й категории (до 800 авт./час) - 800 – 1050 м, 1-й категории (до 2000 авт./час)
1800 – 2000 м.
Расстояние от дороги общегородского значения до жилой застройки
должно быть не менее 22 – 30 м [27].
Напряженность электромагнитных полей (ЭМП) значительна вблизи линий электропередач, средств радиосвязи, радиолокации. ЭМП воздействует на
центральную нервную, эндокринную и сердечно-сосудистую системы, вызывая
26
болезни Паркинсона, рака, угнетение половой функции. Электромагнитные
волны разделяются: инфранизкие с частотой f = (0,003 – 0,3) Гц и длиной волны
до λ = 106 км, ультракороткие с f = 300 – 30 МГц и λ = (10 – 100) м, сверхвысокие с f = (30 – 300) ГГц и λ = (1 – 10) мм [27].
Установлены санитарные разрывы от высоковольтных линий электропередачи при превышении напряженности электрического поля более 1 кВ/м: при
напряжении 330 кВ расстояние 20 м, 500 кВ – 30 м, 750 кВ – 40 м, 1150 кВ –
55 м.
При плотности электромагнитного поля (ЭМП) 0,1 Вт/м 2 допустимое
время воздействия на человека до 8 часов, до 1 Вт/м2 – до 2-х часов, до 10 Вт/м2
– не более 20 мин. При напряженности поля 10 кВ/м допустимое время воздействия не более 180 мин, при 25 кВ/м – не более 5 мин.
При использовании синтетической одежды возникает электростатический
потенциал до 500 В (например, из полиэтилена, полипропилена и др.).
К радиоактивным излучениям относятся: альфа-, бета- и гаммаизлучение, рентгеновское излучение. Под их влиянием происходит разрыв молекулярных связей в организме человека и образование новых. Нормальная
клетка может перерождаться в злокачественную с образованием опухолей,
наследственной болезни, возникновением бесплодия [8].
Показателями интенсивности излучения и поглощения являются:
- Беккерель (Бк) – за 1 секунду происходит спонтанный переход из энергетического состояния радионуклида;
- объемная активность нуклида, 1Бк/м 3;
- доза радиации – Зиверт (Зв) , 1 Зв = 1Дж/кг = 100 бэр,
- бэр – биологический эквивалент рентгена, 1бэр = 0,01Дж/кг,
- Кюри (Ки) = 3,7∙1010 Бк,
- Грей (Гй) – доза поглощения радиации, 1Гй = 1Дж/кг = 100 рад.
Однократное воздействие дозы в 50 бэр или многократное облучение с
интенсивностью 15 бэр в год не вызывают лучевых поражений. Средняя годовая доза облучения составляет 0,4 – 0,5 бэр. За 70 лет жизни человек получает
около 35 бэр, при этом 1/3 от выделения из почвы и строительных материалов,
1/3 от других природных источников и 1/3 от медицинских обследований.
В земной коре находится уран 3 г/т, радиоактивный калий - до 3 мг/т, торий 10 г/т, радий до 40 г/т. При их распаде годовая доза составляет от 50 до
130 мбэр. Из недр Земли выделяются различные газы. В Древнем Китае перед
началом строительства дома выявлялись места с выделением "зубов дракона", в
России такие места называли "водяными жилами". В таких зонах отмечалось
увеличение в два раза частоты заболеваний ишемической болезнью, раком (по
данным исследований в С.Петербурге в 1998 г.).
Космическое облучение составляет 30 – 80 мбэр/год.
Радиоактивность используемых пищевых продуктов, считающихся экологически чистыми, составляет 15 – 20 мбэр/год.
Радиационный фон на территории России составляет около 1000 мкЗв.
27
В США установлено, что заболевшие раком необлученные люди составляют 0,25 %, облученные 0,35 %. Вместе с этим необлученные лица, но курящие и употребляющие алкоголь 1 - 4 раза в неделю в 3 раза чаще заболевают
раком.
Установлено, что источником радиации является также радон – продукт
естественного распада изотопа 238U.
В среднем, по данным США, поступление радона в жилые дома составляет 200 мбэр/год [25, 26]. Выделяется радон строительными материалами: мергелем, известняком, гранитом, мрамором. Норма по радону - 0,1 бэр/год, норма
его содержания в воздухе - 100 Бк/м3.Он накапливается преимущественно в
подвальных помещениях зданий от выделения из глин, щебня, гранитных плит.
В соответствии с ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные»
определение удельной эффективной активности радионуклидов» допустимой
предельной нормой радиоактивности строительных материалов является величина Аэф ≤ 370 Бк/кг. Не допускается нахождение людей в помещении при
Аэф ≥ 400 Бк/м3, допустимая величина не более 100 Бк/м3.
Содержание радионуклидов, Бк/кг, в строительных материалах: глина 48, гравий - 28, цемент - 41, песок - 9,6, кирпич силикатный - 14, гипс - 9, ячеистый бетон - 55, керамзитобетон - 22, керамический кирпич - 100. Имеются
глины в Курской и Ульяновской областях со значениями Аэф > 370 Бк/кг.
Неприятно пахнущий запах – воспринимаемая форма загрязнения воздуха, ощущаемая органами обоняния человека. Вещества, обладающие запахом,
называются одорантами.
Интенсивность запаха имеет логарифмическую зависимость от концентрации паров вещества в воздухе. Сильный запах имеется при показателе интенсивности 3, умеренный – 2, слабый – 1, пороговый ощущения – 0,2 при 50% -м
распознавании. Интенсивность запаха определяется тренированными наблюдателями путем разбавления концентрации воздухом. Так, интенсивность 2,12
продуктов горения отходов определена при отношении расхода продуктов сгорания, м3/с, к расходу воздуха, м3/с, равном 0,0026, а при отношении 0,0001 интенсивность равна 0,41.
Для этих веществ установлены пороговые концентрации. Для некоторых
веществ они приведены в табл. 2.9.
Вещество
Ацетон
Аммиак
Бензол
Сероводород
Нитробензол
Фосген
Выхлоп реактивного двигателя
Пороговая концентрация, мг/м
100
47
4,7
0,00047
0,0047
1,0
0,07
28
3
Таблица 2.9
Ощущение запаха
Сладкий
Острый
Как растворителя
Тухлого яйца
Гуталина
Свежего сена
Керосина
ГЛАВА 3. СОСТАВ ВОДНОЙ СРЕДЫ ГОРОДА,
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В древности воду называли "великим маховиком жизни", поскольку она
существует во всех веществах планеты, формирует наземные ландшафты, аккумулирует солнечную энергию, определяет глобальный климат. Все живое на
Земле содержит воду. У мужчин до 50 лет тело состоит из 61 % воды, у женщин
- из 54 %. Кровь человека содержит 79 % воды, мозг - 85 %, кости - 25 %, мышцы - 75 %. За всю жизнь человек выпивает (50 – 77) м3 воды, за сутки он теряет
(2 – 2,5) л воды. При расходовании до 8 % влаги от веса тела человек впадает в
полуобморочное состояние, при дефиците 10 – 12 % наступает смерть [14].
Вода в капиллярах поднимается вверх вопреки силе притяжения Земли
или гравитации. В крупном песке вода поднимается на высоту 2 м, в глине - на
12 м. Продолжительность подъема до 5 – 10 суток для крупных капилляров. В
связи с высокой теплоемкостью воды водоем в 5 раз медленнее прогревается,
чем песчаная почва и во столько же раз сохраняет теплоту [12, 15]. Серебряная
вода подавляет размножение бактерий (факт был известен еще 2,5 тыс. лет
назад персидскому царю Киру). Намагниченная вода сокращает затвердение
бетона с 28 до 7 дней, ускоряет растворение веществ. В дождевой воде кислорода в 2 раза больше, а углекислого газа в 33 раза, чем в воздухе.
По составу изотопов, т.е. молекул 1Н216О, 2Н216О, 1Н218О, вода имеет
36 разновидностей. В их числе, так называемая легкая вода, тяжелая водородная, тяжелая кислородная, дейтерий, живая и мертвая вода.
В городе на одного человека приходится 200 – 300 л воды в сутки. Водоснабжение обеспечивается на 78 % от поверхностных водоемов и на 32 % от
подземных водоносных горизонтов. На питьевые нужды используется подземная вода на 76 % и 24 % поверхностная.
Чистой воды в природе не бывает, в ней содержатся минеральные и органические вещества. Чистая дистиллированная вода безжизненна. Осадки над
сушей не превышают 21 % относительно их общего количества [14].
Талая вода лучше усваивается живыми организмами в сравнении с водой
при средней температуре окружающей среды.
Пресной воды на Земле 4,12 % относительно общей воды и при этом ¾
её труднодоступны для использования. В пресной воде минерализация составляет до 1 г/л, в морской воде от 3 до 35 г/л, в подземной воде содержание солей
доходит до 15 % от её массы.
Содержание минеральных ионов в воде определяет её соленость, г/кг или
промилле о/оо, т.е. 1/10 части процента. Жесткость определяется содержанием
ионов кальция и магния. Считается, что при солености менее 0,5 о/оо – вода
пресная, 0,5 – 30 о/оо – вода солоноватая, > 40 о/оо – пересоленная. Например, вода в Черном море имеет соленость 18 о/оо, Каспийского моря - 13 о/оо. Содержание солей магния и натрия придает воде запах малины или фиалки. Такую соль
29
получали из воды Малинового озера возле г. Астрахани, которую доставляли в
Санкт-Петербург в царский двор.
Вода с водородным показателем рН = 3,4 – 6,95 называется кислой,
рН = 6,96 – 7,3 нейтральной, более 7,3 щелочной [14].
Как подземные, так и поверхностные воды содержат различные примеси
в виде суспензий и эмульсий. Качество воды определяется концентрацией примесей.
Физические и санитарные показатели качества воды:
- допустимая концентрация взвешенных веществ – не более 0,25 мг/л с
размером частиц до 10 -3 – 10 -5 см;
- цветность (окраска) – по установленной шкале,
- запах и вкус определяются по пятибалльной шкале: 0 - никакой,
1 - очень слабый, 2 - слабый, 3 - заметный, 4 - отчетливый, 5 - очень сильный.
Химические показатели определяются содержанием ионов, растворенных газов, биогенных газов, микроэлементов и органических веществ.
Содержатся: анионы гидрокарбонатов -НСО3, CO32-, сульфаты SO42-, хлор
Cl , гидрокремний HSiO3- и катионы Na+,Ca2+, Mg2+, K+, Fe2+. В воде растворяются газы кислорода, углекислого газа, сероводорода, метана и др.
В воде содержатся биогенные минеральные и органические соединения
азота (нитраты NO3- и нитриты NO2-), фосфаты, сероводород.
Содержатся в воде и микроэлементы в виде йода и фтора с концентрацией менее 1 мг/л. Отсутствие йода приводит к заболеванию щитовидной железы.
При разложении растительных осадков образуются органические вещества – гумусы. Они определяются по окисляемости воды кислородом (О2/л) –
по ХПК, по биологической потребности в кислороде – БПК. Разность между
ХПК и БПК характеризует неокисляемость примесей биохимическим методом.
Мутность воды определяется содержанием взвешенных веществ, их
должно быть не более 1,5 мг/л.
Степень активности окисляемости определяется по концентрации водородных ионов – рН.
Бактериологические показатели воды определяются коли-индексом, характеризующим содержание бактерий кишечной палочки в 1 л воды. Качество
воды определяется исходя из питьевого, культурно-бытового (рекреационного)
или рыбохозяйственного назначения.
По запасам пресной воды Россия занимает второе место в мире после
Бразилии.
Вода перед поступлением на питьевые нужды проходит обеззараживание
хлором, озоном или ультрафиолетовыми лучами в бактерицидных установках.
Вдыхаемый воздух в среднем содержит 0,7 % паров воды, выдыхаемый 5,1 %.
В табл. 3.1 приведены для ряда веществ их ПДК в воде хозяйственнопитьевого назначения.
30
Вещество
Медь, цинк, никель
Хром шестивалентный
Бенз(а)пирен
Свинец
Бензол
Фенол
Хлор активный
Ртуть
Аммиак
Марганец
Ионы нитратов
Диоксины
ПДК, мг/л
0,1
0,01
0,000005
0,03
0,5
0,001
0,0
0,0005
0,4
0,01
10
0,0000001
Вещество
Формальдегид
Железо
Нефть сернистая
Дихлорфенол
Хлорофос
Сера
Нитраты (по азоту)
Ксилол
Ионы сульфатов
Ионы нитритов
Метан
Бензин
Таблица 3.1
ПДК, мг/л
0,05
0,3
0,1
0,002
0,05
0,001
10
0,05
500
1,0
0,1
4
Ежегодно в мире около 500 млн человек страдают от инфекций, распространяемых через воду. Особенно опасными являются сине-зеленые водоросли
на мелководье грязных водоемов. Они выделяют токсины, не имеющие ни запаха, ни цвета, и не погибают при кипячении. Это альготоксины, по вредности
они не имеют себе равных. При ультрафиолетовом облучении выделяют молекулы, называемые "пулями дьявола", по силе действия близки к радиации.
Единственное спасение от биологической радиации – сохранение озонового
слоя Земли, т.е. не выделять в больших количествах в воздух хлор, фреоны,
окислы азота.
Многие промышленные процессы являются очень водоёмкими. Так, для
выработки 1 т стали требуется 300 т воды, на 1 т синтетических волокон 5000 т. Водопотребление в России в 2 раза больше, чем по нормам в других
странах. Актуальным является решение задач по снижению водопотребления в
промышленных и бытовых процессах.
3.1. Показатели качества водной среды
Основным показателем качества воды является ПДК вредных веществ,
мг/л. В соответствии с СанПиН 2.1.5.980-00 –"Гигиенические требования к
охране поверхностных вод" для 1300 химических веществ установлены ПДК.
Оценка качества воды проводится и по гидрохимическому показателю - индексу загрязнения (ИЗВ), как усредненному показателю, равному
ИЗВ =
n
сi / ПДК i
.
(7)
i 1
Вода считается мягкой, если содержание солей не более 0,009 г/л, и жес ткой при их содержании более 0,025 г/л.
Следует учитывать, что малая жесткость питьевой воды влияет на появление сердечно-сосудистых заболеваний у человека.
31
В табл. 3.2 приведены предельные показатели качества воды по назначению использования.
Таблица 3.2
Показатели
Взвешенные вещества, мг/л
Запахи и привкусы, балл
Окраска, чистый столбик более
Температура, о С
Реакция рН
Минеральн. сухой остаток, мг/л
Растворенный кислород, мг/л
БПК20 , мг/л
ХПК, мг/л
Возбудители заболеваний
Концентр. ядовит. веществ,
с / ПДК
Питьевого
назначения
0,25
1
20 см
tном+ 3о С
6,5 – 8,5
1000
4
3
15
Отс.
≤1
Культурнобытового
назначения
0,75
1
10 см
tном + 5о С
6,5 – 8,5
Рыбохозяйственного
назначения
0,25 – 0,75
Без запаха рыб
tном + 5о С
6,5 – 8,5
4
4
30
Отс.
4-6
3
Отс.
≤1
≤1
Классы качества воды по ИЗВ в соответствии с ФЗ-№74 изм. №93 от
25.06. 2012 г. приведены в табл. 3.3.
Вид воды
Очень чистая
Чистая
Умеренно загрязненная
Загрязненная
Грязная
Очень грязная
Очень грязная
Класс качества
1
2
3
4
5
6
7
Таблица 3.3
Значение ИЗВ
0,2 - 1
1-2
1-2
2-4
4-6
6 - 10
> 10
Один литр сброшенной нефти в виде тонкой пленки на поверхность водоема лишает кислорода 400 м3 воды. При сбросе 1 т нефти акватория может быть
покрыта пленкой площадью 12 км2. При содержании в воде моющих веществ
(СПАВ) с концентрацией 1мг/л гибнет планктон, и при содержании 15 мг/л - рыба.
Сточные воды с содержанием радионуклидов более 100 мкКи /л допускаются к захоронению только в подземных бессточных бассейнах.
В городских бытовых водах может содержаться до 60 % органических загрязнителей, 40 % минеральных и до 1 млрд бактерий, большая часть которых
безвредна, но есть и патогенные, вызывая брюшной тиф, дизентерию, лихорадку. Биологическая потребность в кислороде (БПК) определяется при анализе
проб воды за 5 суток (БПК 5) и при отборе проб за 20 суток (БПК 20).
Вода делится:
32
- на нормативно чистую, когда содержание вредных веществ не превышает нормируемых значений,
- условно чистую, используемую только на производственные нужды и
допускающую концентрацию вредных веществ, которые не влияют на надежность работы технологических систем.
Вредные вещества с поверхности земли проникают в водоносные слои и
хлорирование этой воды может привести к тяжелым последствиям. Так, в
1989 г. в г. Уфе из-за аварии на химическом комбинате пролитый на землю фенол поступил в водоносный слой и в систему питьевого водоснабжения, в которой было обнаружено чрезвычайно опасное вещество – диоксин, как продукт
реакции углеводородов с хлором.
В водные объекты запрещено сбрасывать:
- сточные воды с концентрацией вредных веществ выше ПДК;
- загрязненные стоки с территорий промышленных площадок и населенных мест;
- сточные воды с возбудителями инфекций и радионуклеидами.
При загрязнении водоёмов в них от влияния бактерий образуется болотный газ – метан, при котором появляются сине-зеленые водоросли. Метан так
же, как и углекислый газ, вызывает парниковый эффект в атмосфере.
В России 2/3 малых рек исчезли из-за сокращения лесов, т.к. уменьшение
лесистости на 1 % сокращает сток рек на 2 %. Леса и лесопосадки должны занимать не менее 30 % площади региона, увеличивая водотоки, снижая содержание углекислого газа и увеличивая продуктивность кислорода.
От чрезмерного использования вод рек Амударьи и Сырдарьи глубина
Аральского моря уменьшилась на 13 м.
Чрезмерное использование подземных вод в городе нарушает структуру поверхности земли. Так, например, в г. Токио в ряде мест за 50 лет забора воды поверхность земли опустилась до 3,5 м. Снижение установившегося баланса воды в
водоносном слое в США на 22 % вызвало осадку пород более чем на 0,3 м. Венеция через каждые 100 лет опускается на 20 см. В районе Курской магнитной
аномалии вследствие добычи руды произошло снижение подземных вод, что
вызвало изменение растительности на расстоянии 50 – 60 км от карьеров [27].
На одного городского жителя в сутки расходуется воды: в Москве - 560 л,
в Нью-Йорке - 600 л, в Ташкенте - 915 л, в Лондоне - 260 л. Эта вода расходуется: около 50 % на хозпитьевые нужды, 20 % на коммунально-бытовые и 30 %
на производственные.
Трудности с обеспечением водой на Земле испытывают 2 млрд человек,
при этом продолжается ежегодный рост водопотребления на 5 %.
33
В России 80 % речного стока направлено в направлении севера, поэтому
его использование проблематично.
Увеличение покрытия асфальтом городских территорий приводит к увеличению поступления в водоемы загрязненных стоков.
Так, в России ежегодно стоки содержат: взвешенных веществ - 618 тыс.т,
железа - 20 тыс. т, цинка - 0,8 тыс.т, фосфора - 32,4 тыс.т, нефтепродуктов - 9,3
тыс.т, фенола - 0,08 тыс.т [27].
В бытовых сточных водах количество нерастворенных взвешенных веществ, приходящихся на 1 человека, составляет 65 г/сут., при этом содержание
фосфатов 3,3г/сут, хлоридов 9 г/сут, азотоаммонийных солей 8 г/сут.
При содержании в воде кислорода менее 4 мг/л происходит медленное загнивание водоема.
По указанным удельным содержаниям вредных веществ, их ПДК и растворимости кислорода в воде определяются допустимые выбросы стоков в поверхностные водоемы.
При выборе строительной площадки следует учитывать породу её земли.
Она бывает водоносная с высокой проницаемостью и водоупорная со слабой
проницаемостью. По залеганию подземных вод имеются различия:
- верховодка при водоупорном слое перед водоносным слоем малой высоты,
- грунтовые воды от атмосферных осадков, располагаются на небольшой
глубине,
- напорные воды, располагаемые между водонепроницаемыми слоями.
Движение подземных вод связано с влиянием температуры воздуха и
возникающими внутренними напряжениями в земной коре. С повышением
температуры уменьшается вязкость воды и облегчается её фильтрация. Напр яжения в земной коре возникают от земных приливов, т.е. от упругой деформации оболочки Земли под влиянием притяжения Луны и Солнца, что изменяет
объем пор с водой в земле, и вода движется под напором до 0,17м.
34
ГЛАВА 4. ПЛАТА ЗА ВЫБРОС И СБРОС ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Для снижения выбросов и сбросов вредных веществ предусмотрены экономические меры в виде платы за их величину.
За основу платы в РФ приняты удельные нормативы (по состоянию на
2013 год):
- при выбросе газа в пределах норматива или лимита Уауд.= 3,3 руб/усл. т,
- при сбросе стоков в пределах норматива или лимита
в
У уд.=443,5 руб/усл. т,
- при выбросе или сбросе выше норматива плата увеличивается в 5 раз.
За условную тонну вредного вещества принято его количество М, т/год,
деленное на ПДК максимально разовая или ПДК для рыбохозяйственных водоемов, т.е. Мусл. = М / ПДК.
Плата за поступление вредных веществ в окружающую среду равна
П= Ууд∙(М / ПДК)∙кэ∙кинд,
(8)
где кэ – коэффициент экологической ситуации в исследуемом районе (изменяется в пределах 1,1 – 2,0), кинд – коэффициент индексации цен относительно базового года, принятого за 1993 г. (в 2000г. он составлял 80, в 2001 г. - 94).
В США удельный ущерб от выброса 1 тонны вредного вещества составляет в
среднем 100 долл.
Для ряда веществ плата за 1т выброса составляет, руб: диоксида азота 415, диоксида серы - 330, сероводорода - 2065, окиси углерода - 5, хлора - 550,
щелочи - 1650, бензина - 10, керосина - 15, метана - 0,4, пыли древесной, неорганической - 110, пыли с содержанием кремния более 70 % - 330, фенола - 5500,
бензола - 165, толуола - 30, кислоты - 275, свинца - 55000, ртути, бенз(а)пирена
-16500000.
ГЛАВА 5. СОСТАВ ПЛОДОРОДНОГО СЛОЯ ЗЕМЛИ,
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Плодородный слой состоит из гумуса – ряда органических образований в
результате происходящих физико-химических и биологических процессов, минеральных компонентов (песка, глины, минералов), воды, воздуха. Пористость
почв составляет 40 – 60 %.
Из 148 млн км2 суши планеты 10 % покрыто ледниками, около 30 % занимают леса, 29 % - земли, не пригодные для сельскохозяйственного производства (пустыни, горы, тундра, болота), 31 % - земли, пригодные для использования в сельском хозяйстве, до 5 % которых используются под градостроительство [27].
35
Средний природный состав почвы состоит в % вес: кислорода - 49, кремния - 26, алюминия - 7,5, железа - 4,2, кальция - 3,3, натрия - 2,4, калия - 2,3, титана - 0,6, углерода - 0,35, хлора - 0,2 [15].
Земная поверхность обладает геомагнитным полем. Как известно, силовые линии выходят из Северного полюса и идут к Южному магнитному полюсу. Без магнитного поля, солнечной энергии и воды, жизнь не может развиваться. На магнитное поле и на человека влияет активность Солнца. Регламентируется влияние искусственно создаваемых электромагнитных полей, Вт/м: у низкочастотных - 1000, у длинноволновых высокочастотных - 20, у средневолновых - 10, у коротковолновых - 4 и у ультракоротковолновых - 2. Расстояние от
коротковолновой станции до жилых зданий должно быть не менее 2 км. Эти
волны нарушают работу сердца человека, изменяют кровяное давление, влияют
на обменные процессы.
Почва относится к восстанавливающимся ресурсам при соответствующих
условиях. Номинальная её кислотность должна быть 5 – 7 рН. При переуплотнении почвы урожайность снижается до 35 %, потери урожайности происходят
от эрозии и засоления почвы [15].
Показатели почвы влияют на городскую температуру и ионизацию воздуха, на влажность, содержание кислорода, на состав биологически активных о рганических соединений, уничтожающих ряд болезнетворных вирусов и бактерий.
Вредные вещества, попадая в почву, адсорбируются на коллоидных частицах, мигрируют вглубь и накапливаются в ней. Например, по результатам
исследований [7, 30] в Воронеже отмечено накопление в почве бенз(а)пирена,
свинца, хрома и других веществ. Бенз(а)пирен обнаружен у автомобильной
временной стоянки в количестве 35 мкг/кг, у входа в заводскую территорию завода в количестве до 110 мкг/кг, на проспекте Революции в количестве 112
мкг/кг и т.д. В снеге у обочины улицы бенз(а)пирена обнаружено 1450 мкг/кг, в
Ботаническом саду его обнаружено всего 2,5 мкг/кг. ПДК для бенз(а)пирена в
почве – 20 мкг/кг. Вблизи автодороги с интенсивным движением высаживаемые хвойные деревья через год погибали от влияния вредных веществ [10].
В почве многие годы сохраняются содержания свинца, кадмия, цинка,
молибдена. Фенол разрушается в почве через месяц (в воде он сохраняется несколько месяцев), а гидразины и диметиламины превращаются в более вредное
вещество – нитрозодиметиламин.
В России до 98 % твердых и жидких отходов вывозятся на свалку или оборудованные полигоны. Эти отходы содержат до 100 вредных веществ (красители,
пестициды, масла, ртуть, фотохимикаты и др.). Фильтрат мигрирует в почву, проникая в грунтовые воды. В нем могут содержаться болезнетворные бактерии, вызывая туберкулез, сибирскую язву и другие лейкозные заболевания [22].
Проникая в организм человека, тяжелые металлы, полициклические ароматические и хлорорганические соединения приводят к генетическим отклонениям и
трагическим последствиям. Из 1 т твердых бытовых отходов (ТБО) выделяется
36
120 – 200 м3 биогенного газа – метана с теплотворной способностью 20000
кДж/м3. В Англии на 25 и в Германии на 35 полигонах ТБО организована утилизация биогенного газа.
Сжигание ТБО – сложный процесс, при неправильной организации процесса могут образоваться диоксины, которые в десятки тысяч раз токсичнее, чем цианистый калий.
При компостировании отходов происходит процесс разложения сложных
соединений на более простые. Продуктом является компост, и выделяется тепло.
Длительность процесса компостирования ТБО занимает от одного до трех лет.
Существенные нарушения ландшафта происходят при выполнении строительных
работ. Только за один год в России отчуждаются земли до 1% млн га, из которых
более 30 % составляют сельхозугодия. Рельеф на урбанизированных территориях
нивелируется, при этом до 30 % сокращается инфильтрация почвы в городе [25].
Нарушение почвенного слоя ландшафта происходит и при снятии растительного покрова, что вызывает изменение гидрологического режима, образование техногенного рельефа.
Рекультивация нарушенных земель разделяется на техническую, т.е. построение заданной формы рельефа, и биологическую - по восстановлению продуктивности земли с внесением удобрений.
При строительстве 9-16-этажного здания вместо 5-этажного экономия
площади земли составляет до 55 % [27].
При строительстве существенную роль играет зонирование территории и,
в частности, районная планировка, которая производится в соответствии с временными санитарными нормами ВСН38-82 – "Руководство по составлению
схем и проектов районной планировки". По этим нормам определяется ресурсообеспеченность района, её хозяйственно-демографическая емкость, соотношение отраслей промышленности, социально-экономическая программа, программа долгосрочного развития.
Демографическая емкость района учитывает наличие для 1000 жителей:
- территории площадью 20 – 30 га,
- использования подземных вод не менее 40 м3/сут.,
- рекреационных территорий (зеленых зон) 2 км2,
- пригородной сельскохозяйственной базы на выращивание продуктов
питания 500 – 1000 га,
- отдых у водоемов для умеренного климата, длина зоны 0,25 км,
- экологическая емкость территории, определяется по соотношению выбросов углекислого газа к его ассимиляции зелеными растениями и потреблению кислорода к его продуцирования растениями.
В среднем 1 га деревьев ассимилирует 2 – 4 т углекислого газа и продуцирует 18 т кислорода, очищает 18 млн м3 воздуха в год (например, 1 га лиственных деревьев осаждает до 1000 т пыли).
37
ГЛАВА 6. ЗЕЛЕНЫЕ НАСАЖДЕНИЯ В ГОРОДЕ,
ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Фотосинтез континентальных и морских растений – это один из главных
процессов, регулирующих содержание в атмосферном воздухе кислорода и углекислого газа. Растения продуцируют кислород и одновременно потребляют
его - до 15 % ими же продуцированного. Континентальные растения продуцируют 20 %, а океанические 80 % кислорода. Вторым источником кислорода,
примерно равным процессу фотосинтеза, являются происходящие процессы в
литосфере и в глубинных зонах океанов при дегазации базальтовой магмы [6].
В России лесистость составляет 33 %, в ней находится более четверти лесов планеты. Более ценными являются хвойные леса.
Леса разделяются на виды:
- охранные, т.е. зеленые насаждения в плотно заселенных районах как рекреационные зоны,
- защитные в мало лесистых и засушливых районах, как зеленые зоны городов,
- охранно-защитные как водоохранные полезащитные полосы, полосы
вдоль дорог,
- специальные по обеспечению городов и поселений посадочным материалом.
Лесонасаждение является инженерно-экологической природоохранной
мерой зонирования территории.
Эффективность этих мероприятий может быть определена по эффективности вложенных средств:
Ээ =
Д
Сн
У
Ен К
,
(9)
где ∆Д – годовой объем дохода, ∆У – предотвращенный ущерб окружающей среде, Сн – годовые эксплуатационные расходы на реализацию мероприятий, К - капвложения, Ен = 0,12 – нормативный коэффициент капвложений.
Применительно к урбоэкологии интерес представляет продуцирование
кислорода и ассимиляция углекислого газа растительным покровом на горо дской территории.
Городские поселения подразделяются на группы: крупнейшие – свыше
1 млн чел., крупные – 0,25 – 1 млн чел., большие 0,1 – 0,25 млн чел., средние
0,05 – 0,1 млн чел., малые - до 0,01 – 0,02 млн чел.
Один гектар зеленых насаждений в среднем поглощает в год около 9 т углекислого газа, из них деревьями - 12 т, травяным покровом – 6 т. В средней
полосе России деревья продуцируют в среднем - 8,1 т кислорода, и травяной
покров около - 6,7 т, в южной полосе России до 18 т кислорода. Продуктивность растений по выделению кислорода снижается на 20 – 30 % в загрязненной зоне в сравнении с чистой зоной.
Человек за год потребляет в среднем 300 кг кислорода.
38
В процесс фотосинтеза на земном шаре вовлекается 110 млрд т углекислого газа в год, из них антропогенного 15 млрд т, т.е. 13,6 % [4]. Ассимиляция
углекислого газа зелеными листьями деревьев при температуре 18 – 20 оС составляет, г/кг: сосны - 2,1, дуба - 2,5, березы - 6, клена - 5, липы - 6,3. Травяной
покров ассимилирует углекислый газ в течение 5 месяцев 6,5 т/га∙год.
Плотные зеленые насаждения несколько снижают концентрацию вредных
веществ в воздухе - пыли на 20 – 80 %, сернистого ангидрида, окислов азота до
5 – 10 %. Хвойные деревья более чувствительны к концентрации сернистого
ангидрида, чем человек, они гибнут уже при концентрации 1,4 ПДК, т.е при
0,7 мг/м3.
Считается, что 1 га деревьев очищает 18 млн м3 воздуха в год от вредных
веществ, из них тополи задерживают 340 т пыли, буковые - 68 т, хвойные - 40т.
Посадка деревьев влияет на скорость ветра, на расстоянии 30 м от посадки она снижается на 60 %, на расстоянии 100 м – на 20 %.
Даже при штиле в посадке деревьев образуется подкроновое движение воздуха вверх за счет образования пониженного давления в подкроновом пространстве (тепловая конвекция). Это движение имеет оздоровительный характер.
Охлаждающий эффект суточного испарения с одного многолетнего дерева равен 250 тыс. ккал. Один га леса в 10 раз больше увлажняет и освежает воздух, чем водный бассейн такой же площади. Летняя температура в зеленой зоне
на 4 оС ниже, чем средняя температура вне её.
Выделяемый растениями кислород в 10 раз более ионизирован отрицательными ионами, чем кислород, длительно находящийся в атмосфере. Если на
улице города в 1 см3 воздуха летом находится до 1000 легких отрицательных
аэроионов, то в лесополосе их находится более 3000, на газонах - 1200.
Деревья (сосна, береза, кедр, рябина, черемуха, туя и др.) выделяют фитонциды, т.е. органические соединения, в которых содержатся эфирные масла,
смолы, бальзамы. Один га сосны за час выделяет 0,4 кг фитонцидов, береза 0,31 кг, пихта - 0,7 кг.
Фитонциды уничтожают болезнетворные вирусы и бактерии за
20 – 25 минут. Если в помещении операционной допустимо иметь не более 500
микробов в 1 м3, то в березовой роще их в 1 м3 их находится не более 450.
Растительность в городе разделяется на категории:
- уличные насаждения,
- парки, сады, питомники,
- пригородные леса,
- насаждения в санитарно-защитной зоне предприятия.
В соответствии с требованиями СНиП 2.07.01.89-2000- "Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений" общегородская
площадь зеленых насаждений, приходящаяся на 1 человека, должна быть 10 м2,
в центральной части города - не менее 6 м2 ,в жилых районах города - 6 м2.
39
В табл. 6.1 в качестве примера приведены данные о наличии зеленых
насаждений в различных районах г. Воронежа [30].
Район города
Центральный
Левобережный
Железнодорожный
Советский
Ленинский
Коминтерновский
г. Воронеж (всего)
Площадь зеленых
насаждений, га
370
144
89
66
45
48
762
Число жителей,
тыс. чел.
92
183
99
168
124
236
960
Таблица 6.1
Удельная площадь
насаждений, га/чел.
40 (с террит. ун-та.)
7,9
8,9
3,9
3,7
2,1
7,8
При составлении плана озеленения города учитываются 16 показателей:
тип деревьев, их возраст, состав, высота деревьев, диаметр древостоя, мозаичность, зараженность, крутизна рельефа, почвенный покров и т.д.
Территория города разделяется на селитебную (жилая застройка), производственную и ландшафтно-рекреационную (парки, скверы, водоемы, лесозащитные зоны, земли сельхозназначений).
Площади групп городской застройки: малоэтажной (до 3-х этажей) – 10 га,
до 8-ми этажей – 8 га, от 9 этажей и выше – 7 га, микрорайон – до 80 га, жилой
район – 80 – 250 га. Удельная площадь озеленения микрорайона – не менее 6 м2.
Уровень озеленения территории общей городской застройки - не менее
40 % территории, жилого района – не менее 25 %.
Зона массового отдыха городского населения должна быть не менее 50 га.
Район жилой застройки должен быть отделен от автодороги полосой зеленых насаждений шириной не менее 10 м с целью эффективного снижения шума от
движения автомобилей. Однорядная посадка деревьев малоэффективна.
ГЛАВА 7. МОДЕЛИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ГОРОДОВ
С развитием научно-технического прогресса возникает сложный комплекс проблем, называемый "глобальные проблемы современности", вызванный ростом народонаселения и использованием ресурсов земного шара, энергетическими, экологическими и экономическими потребностями.
Решающее значение в этой проблеме имеют энергетические и социальные
вопросы, которые определяют взаимосвязи экономики, экологии, биоэнергетики [16]. Комплексный подход к решению этой проблемы позволяет количественно учесть потребности и возможности городов и в целом страны.
Энергия – это всеобщая основа, источник и средство управления всеми
природными процессами, базис культуры и всей деятельности человека. Законы
энергии – это движущая сила всего мироздания. Материальные отношения, ин40
формация, произведения искусства и человеческий дух – во всем этом есть
энергетическая составляющая. Потоки энергии контролируют экономику.
Использование "моделей роста" позволяет определить связь пределов роста с энергозатратами. В табл. 7.1 и на рис. 7.1 приведены данные до 1990 г. для
ряда стран о потребляемой энергии и дохода, приходящиеся на одного человека [29].
Страна
США
Канада
Англия
Франция
Япония
СССР
Доход,
долл./чел.
3000
2000
1750
1500
1320
800
Доход/доход
США
1
0,67
0,58
0,5
0,44
0,27
Энергия,
кДж∙10-6 /чел.
190
137
121
68,4
31,7
74
Таблица 7.1
Энергия/энергия
США
1
0,72
0,63
0,36
0,17
0,39
Рис. 7.1. Зависимость дохода населения от используемой энергии:
1 – США, 2 – Канада, 3 – Англия, 4 – Германия, 5 – Россия, 6 – Япония, 7 – Индия
Из приведенных данных следует, в Японии в сравнении с США на 30 %
благосостояние народа ниже, однако при этом энергозатраты в 2,5 раза ниже.
Снижение энергозатрат до 40 % по опыту Японии возможно за счет мер
по их экономии путем внедрения малозатратных технологий.
В нашем обществе – обществе потребления стали культовыми товары
услуг [11]. Чем больше их количество, чем более они качественнее, тем комфортнее чувствует себя человек. Чем больше производят товаров и услуг, тем
больше поглощается природных ресурсов, и одновременно засоряют отходами
производства окружающую среду. С 60-х годов 20-го века понятие жизни особенно сместилось в сторону потребительства.
41
В мире постепенно происходит трансформация мировоззрения в сторону
понимания связи производственно-экономической деятельности с необходимостью сохранения естественной среды обитания человека.
В табл. 7.2 приведены данные о потреблении природных ресурсов и выбросах для города с населением 1 млн человек и площадью 20 тыс. га [22].
Наименование
ресурса
Атмосферный
кислород
Вода
Раститит. покров
Сырье строительное.
Условное топливо
Пищевые продукты
Выбросы города
Таблица 7.2
Территория
для покрытия
дефицита,
тыс. га
Потребление
городом
Воспроизводство
внутри города
Дефицит
30 млн т
30 тыс. т
29,7 млн т
5000
500 млн м3
5 тыс. га
10 млн т
8 млн т
1 млн т
-
5 тыс. м3
15 млн т
5000 млн м3
1500 тыс. га
10 млн т
8 млн т
1 млн т
-
1500
1500
40
25
500
-
Примечание. Средняя потребность в содержании сбалансированных продуктов питания человека составляет в граммах: вода 1750 – 2200 , белки 80 – 100, углеводы 400 – 500 в
т.ч. сахар 50 – 100, жиры 80 – 100, кальций 0,8 – 1, фосфор 1- 1,5, натрий 4 – 6, калий 2,5 – 5,
хлориды (соль) 5 – 7, магний 0,3 – 0,5, железо 0,015, цинк 0,01 – 0,015, медь 0,002, витамины
0,1 – 0,4, из них аскорбиновая кислота 0,05 – 0,07, холин 0,5 – 1, рутин 0,025, каротин 0,003
– 0,005.
Необходимая общая калорийность составляет в среднем 3000 ккал.
Соотношения между промышленными и естественными выбросами составляют: пыли – 27 % (1000/3700 млн т); углекислого газа – 3,8 %
(18300/485000 млн т); окислов азота – 6,9 % (53/770 млн т); сернистых соединений – 15,5 % (100/650 млн т); углеводородов – 3,3 % (88/2600 млн т).
Из приведенных данных следует, что химические выбросы не превышают
6,5 % естественных и процесс их снижения ниже 1 % является реальной задачей. Следует учитывать, что концентрация промышленных выбросов в большинстве случаев действует на людей на ограниченной территории и ограниченное время.
Потребление природных ресурсов и выброс отходов помимо их снижения
технологическими мерами могут корректироваться двумя способами:
системой налогов и субсидий,
распределением квот на ресурсопотребление в пределах обеспечения устойчивости природного содержания веществ.
На рис. 7.2 приведен график изменения достигаемой эффективности от
затрат на устранение влияния выброса или сброса в окружающую среду.
42
Рис. 7.2. Зависимость достигаемого эффекта от затрат ресурсов:
1- затраты ресурсов , 2 – достигаемая эффективность
Расчет обеспечения соотношений и равенства достигаемого качества
окружающей среды и затрат на обеспечение предотвращенного экологического
ущерба в России проводится с использованием "Методики определения
предотвращенного экологического ущерба", утвержденной в 1999 г. Государственным комитетом по охране окружающей среды.
Составу городской структуры присущи высокая концентрация используемой энергии в строениях, машинах, компьютерах и др., высокая обращаемость
денежных потоков и вместе с этим значительные количества неиспользованных
отходов, снижение площадей зеленых массивов на её территории. При значительной нагрузке выбросов на природную среду она может быть неспособной
переработать выделяемые отходы производства до стадии, соответствующей
условиям, при которых не нарушается структура природной среды.
Для сбалансированной нагрузки на окружающую среду и устойчивого
развития городов являются актуальными решения по следующим направлениям:
- создание комфортного социального климата в городской среде,
- обеспечение норм градостроительной экологии.
Первое направление включает в себя:
- выбор приемлемого места для работы и проживания,
- решение жилищных вопросов,
- обеспечение качественных услуг,
- удовлетворение досуга и отдыха,
- приемлемые транспортные связи.
Второе направление включает в себя:
- устойчивость природно-антропогенной среды обитания (воздуха, воды),
43
- достаточную экологическую емкость среды (выбросы и сбросы обезвреживаются до установленных нормативов),
- нормируемую плотность населения, менее 150 чел/км2.
Демографическая емкость территории (ДЕТ), приходящаяся на одного
человека, по данным ООН и ряда ученых, приведена в табл. 7.3.
Вид площади
Естеств. ландш.
Сельхозугодия
Города и пром-ть
Итого
По данным ООН
га
%
1,0
50
0,9
45
0,1
5
2,0
100
По данным Доксиадиса
га
%
1,14
57
0,8
40
0,06
3
2,0
100
Таблица 7.3
По данным Одума
га
%
0,8
40
1,0
50
0,2
10
2,0
100
Городские активы как совокупность накопленных ценностей (постройки,
товары, продовольствие, знания) должны направляться для дальнейшего их роста, увеличения массы денег, находящихся в обращении как эквивалента энергетических потоков. Если не происходит увеличение этих потоков, то сокращается покупательная способность денег и наступает инфляция.
Рост нагрузки на окружающую среду определяется количеством используемых топливных природных ресурсов.
Распределение разведанных запасов нефти [16, 21]: в странах Ближнего
Востока – 53 %, в России и странах СНГ – 20 %, в странах Африки – 15 %, в
США – 5 %, в странах Западной Европы – 2 %, в Венесуэле – 3 %, в Канаде 2 %, в Мексике – 2 %, в Индонезии – 2 %.
Запасы каменного угля: США – 30,8 %, Россия и страны СНГ – 23,1 %,
Западная Европа – 21,4 %, Китай, Монголия – 13,5 %, Индонезия – 4,2 %, Индия – 3 %, Канада – 1 %, Африка – 2,8 % [16].
В нефтедобывающих и экспортирующих странах накапливаются значительные денежные средства.
Известно, что лучшим способом сохранения своих ресурсов является золото, а не денежные средства.
Потребности в энергии на все нужды одного человека сегодня составляют
250000 ккал (290 кВт∙ч) вместо ранее используемых в слаборазвитых обществах до 50000 (58 кВт∙ч), при этом с пищей он потребляет в день 3000 ккал.
В 70-е годы прошлого столетия отмечался бурный рост городов и, следовательно, рост энергопотребления и выбросов вредных веществ в окружающую
среду. Антагонизм, характерный для стран с высокоразвитой энергетикой, характеризуется изменяющейся идеологией роста городов, побуждает к поиску
новых источников энергии.
Полезность благ человека зависит от растущих потребностей общества в
результате прогресса в технологиях. График влияния роста благ на рост энергозатрат и относительный прирост этих благ приведен на рис. 7.3.
44
Рис.
7.3.
График влияния материальных и энергетических затрат
на объем экономических благ
Из приведенных данных следует, что в соответствии с теорией социологии полезность каждого последующего блага ниже предыдущего.
К примеру, чрезмерное питание в США и в других странах привело к
значительной полноте населения. Экономическая и социальная эффективность
потребления благ определяется рациональным соотношением затрат труда,
природных ресурсов, материалов. Для наращивания благ требуется рост затрат,
которые могут превысить выгоду.
На рис. 7.4 приведен график влияния ущерба окружающей среде на рост
используемых природных ресурсов и на падение её способности нейтрализовать вредные выделения.
Рис. 7.4. График влияния нагрузки М на окружающую среду и на рост затрат К
для устранения ущерба и на падение биосанитарной емкости:
1 - издержки на достижение качества среды, 2 – экологическая емкость окружающей
среды, Кopt – режим, соответствующий ПДВ, ПДС
45
Начальная экологическая емкость природной среды определяется точкой
Ко. Все процессы выше этой точки приводят к ущербу природной среде. Кривая
2 характеризует спрос на природные ресурсы, в начальной стадии их расход
значительный, затем постепенно падает, поскольку способность природной
среды истощается, не хватает энергии на самовосстановление и нарушается её
репродуктивность. Экономически оптимальным является потребление природных ресурсов до точки Кopt .
Используя модели, приведенные на рис. 7.3 и 7.4, и задавая начальные и
граничные условия, для определенной зоны городского поселения можно определить комплекс параметров, определяющих границу допустимого антропогенного воздействия на окружающую среду, и ввести лицензии на допустимые
вредные воздействия.
Рис. 7.5. Влияние социальных издержек предприятия
на потребление природных ресурсов
Определив достигаемую величину предотвращенного ущерба от внедрения средств очистки выбросов и сбросов ( линия c2 на рис. 7.5), рост затрат "с"
от величины нейтрализуемых выбросов и сбросов М (кривая 1 в диапазоне от
М1 до М2) комплексно устанавливаются допустимые режимы достигаемого эффекта и его оптимального значения (точка Р).
46
ГЛАВА 8. ТЕРРИТОРИАЛЬНОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ
НА ТЕРРИТОРИИ ГОРОДА
Ограничения по допустимому распространению вредных выделений в зависимости класса вредности предприятия определяются требованиями
[33] и методикой расчета концентраций ОНД – 86.
Предприятия городов различаются по вредности на 5 классов в зависимости от класса опасности используемого вещества и его количества. Вокруг
предприятия с учетом класса его вредности от границы его территории (ограждения) устанавливается размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ):
- 1-й класс – 1000 м,
- 2-й класс – 500 м,
- 3-й класс – 300 м,
- 4-й класс – 100 м,
- 5-й класс – 50 м.
К примеру, для предприятия с использованием ртути, являющейся чрезвычайно опасным веществом 1-го класса опасности, но используемой за сутки
только 5 кг, размер СЗЗ устанавливается не 1000 м, а 100 м.
При выделении из источников предприятия ряда вредных веществ из их
совокупности определяется одно доминирующее вещество, у которого показатель опасности будет наибольшим, т.е.
П о = [М/10 -3∙ПДКр.з.]max,
(10)
где М, г/с, расход вредного выделения в атмосферный воздух. По этому
веществу определяет размер СЗЗ.
Кроме этого, учитывается роза ветров для данного города, приведенная в
СНиП 23-01-99 – Строительная климатология. Для 8-ми румбов (направлений к
точкам горизонта относительно стран света) определяется частота направлений
ветра в течение года.
Например:
Направления света
Доля направления ветра, Рi, %
С
20
СЗ
15
З
10
ЮЗ
12
Ю
10
ЮВ
8
В
14
СВ
11
При размере СЗЗ lр, м, фактический размер с учетом розы ветров lф равен
lф = lр∙ Рi /12,5.
(11)
При значении lф< lр∙ размер СЗЗ по данному румбу равен lр.
Требования на определение размера СЗЗ распространяются на проектируемые, строящиеся и эксплуатируемые объекты, концентрации выбросов которых, определяемые по ОНД-86 за пределами площадки в селитебной (жилой)
территории, превышают значения 0,1 ПДК м.р..
Назначение территории СЗЗ:
- недопущение превышения гигиенических норм атмосферного воздуха за
пределами предприятия,
47
- создание санитарно-защитного барьера между площадкой предприятия
и селитебной территорией,
- создание дополнительных озелененных площадей для ассимиляции,
экранирования и и фильтрации вредных выделений и физических факторов.
Для групп промышленных предприятий на единой территории устанавливается общая СЗЗ с учетом суммарных однотипных выбросов со всех источников.
Для магистральных топливных трубопроводов устанавливаются санитарные полосы отчуждения.
Размеры СЗЗ могут быть изменены для 1-го и 2-го классов вредности с
разрешения главного государственного санитарного врача страны, для 3, 4 и
5-го классов – по решению регионального государственного санитарного врача
при многократных лабораторных исследованиях качества атмосферного воздуха
и почвы на данной территории.
Для котельных размер СЗЗ определяется от высоты дымовой трубы. Высота которой должна быть на 1,5 м выше конька крыши самого высокого здания.
СЗЗ не является резервной зоной для расширения промышленной площадки без обоснованного изменения её территории.
Площадь озеленения СЗЗ для предприятий 4-го и 5-го классов вредности
должна составлять не менее 60 %, для 2-го и 3-го классов – не менее 50 %, для 1го класса – не менее 40 %.
Важным условием расположения деревьев в СЗЗ является продуваемость
территории путем организации коридоров и газонных разрывов.
Температура листвы деревьев на 12 – 14 оС ниже, чем температура поверхности земли, так как температура испарения воды с листьев одного многолетнего
дерева обеспечивает отбор теплоты за сутки до 250 тыс. ккал, что эквивалентно
работе 10 комнатных кондиционеров в течение 20 часов.
Деревья при их способности к частичной защите от выбросов сернистого
ангидрида одновременно подвержены деградации. Его концентрация в воздухе
0,37 мг/м3 на деревья не действует, при концентрации 1,5 мг/м3 наступает его
влияние через 3-е суток, при концентрации 2 мг/м3 - через 15 мин.
Примерная стоимость озеленения 1 га земли 2 – 5 млн руб.
В границах территории СЗЗ разрешается размещать производства площадью не более 30 % её территории:
- производства меньшего класса вредности при условии соблюдения требований непревышения действующих гигиенических нормативов,
- пожарные депо, бани, гаражи, стоянки автомобилей, автозаправочные
станции, конструкторские бюро, поликлиники обслуживания работающих, артезианские скважины для технического водоснабжения,
- нежилые помещения.
В пределах селитебной территории допускается размещение предприятий
4-го и 5-го классов вредности без использования железнодорожных путей и
обоснований отсутствия негативного влияния их источников выбросов.
48
При строительстве объекта, в котором будут использоваться малоизученные вещества, размер СЗЗ увеличивается в 3 раза.
Для районных котельных при высоте дымовой трубы более 15 м размер
СЗЗ равен 300 м, для ТЭС мощностью более 600 МВт - 1000 м.
Для крышной котельной здания размер санитарно-защитной зоны не устанавливается, если расчетом рассеивания выбросов показано, что концентрация
выбросов в любой точке территории не превышает санитарных норм с учетом
фоновой концентрации.
Расстояние от радиотехнического объекта с электромагнитными излучениями до жилых зданий определяются по СанПиН 2.2.4/2.1.8-055-96 с учетом высоты расположения источника излучений.
8.1. Строительство в городе новых промышленных объектов
Условия размещения новых объектов:
- ответственность за выбор площадки несет заказчик,
- запрещается проживание людей в пределах СЗЗ,
- запрещается представление земельного участка под строительство без
заключения санитарных, противопожарных и экологических служб,
- за незаконную порубку деревьев, загрязнение вод и атмосферы предусмотрена уголовная ответственность по ст. 260 УК РФ,
- при влиянии вредных выделений на здоровье человека с тяжелыми последствиями предусмотрено ст. 246 УК РФ лишение свободы сроком до 5 лет,
- за нарушение правил охраны и использования недр, самовольная застройка площадей залегания полезных ископаемых предусмотрено ст. 255 УК РФ лишение права занимать определенные должности и лишения свободы до 2 лет,
- для городов с очень высоким показателем потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) разрешается размещать предприятия 1 и 2-го классов вредности
только при разрешении главного государственного санитарного врача страны.
При возникновении над территорией города неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) – инверсии, штиля и тумана - приземная концентрация вредных выбросов может увеличиться до трех раз.
Значения ПЗА приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1
Приземные инверсии
ПЗА
Повторяемость,%
Мощность,
км
Интенсивность,
о
С
Низкий
Умерен.
Повышен.
Высокий
Очень выс.
20 - 30
30 - 40
30 - 45
40 - 60
40 - 60
0,3 – 0,4
0,4 – 0,5
0,3 – 0,6
0,3 – 0,7
0,3 – 0,9
2-3
3-5
2-6
3-6
3 - 10
49
Подряд
дней
5 - 10
7 - 12
3 - 18
10 - 30
20 - 45
Высота
слоя перемещения,
км
0,7 – 0,8
0,8 - 1
0,7 - 1
0,7 – 1,6
0,8 – 1,6
Продолжительность
тумана, час
80 - 350
100 - 550
100 - 600
50 - 200
10 - 600
Согласно руководящему документу РД 52.04.52 – 86 «Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях» предусмотрены три
степени предупреждения: 1-я – при ожидаемом повышении приземной концентрации вредных выделений до 1,5 ПДК М .Р., 2-я – при концентрации (3 – 5)
ПДКМ .Р., 3-я– при концентрации более 5 ПДК М .Р.. При 1-й степени предупреждения предприятия должны принять организационные меры по снижению выбросов; при 2-й - сокращение выбросов на 20 – 40 %, при 3-й – сокращение выбросов на 40 – 60 %.
Снижение приземной концентрации до нормируемого значения при возникновении НМУ осуществляется двумя способами:
- снижением расхода выбрасываемой газовоздушной смеси, т.е. снижением производительности производственного процесса,
- иметь запас по эффективности очистки выбросов очистным устройством.
Максимальная приземная концентрация Cm вредных выделений для
нагретых выбросов определяется по методике ОНД – 86 и приведенной в [20]
для объема нагретых газов Q, м3/с, с расходом вредного вещества М, г/с, с источника высотой H, м, с учетом показателя рельефа местности ηм:
Cm =
А М F m n
H
2
3
Q
м
t
,
(12)
и для холодных выбросов при диаметре устья трубы dу :
Cm =
А М F dу n
8H
Q
3
H
м
.
(13)
При постоянных величинах коэффициента стратификации A, показателя
вида выбросов F, коэффициентов условий выхода выбросов из источника m и n,
перепада температур выброса и окружающего атмосферного воздуха ∆t и при
M = const имеем С m f ( В / 3 Q ) и C m f ( K / Q) , где В и К – величины постоянные. В этом случае при 2-м режиме предупреждения наступления НМУ для
предотвращения повышения приземной концентрации на 40 % потребуется
снизить выбрасываемый объем газа в 1,67 раза, так как [(1- 0,4) = 1/1,67].
Необходимая эффективность очистного устройства, при которой не происходит повышение приземной концентрации при НМУ на 40 %, т.е. в 2.5 раза
[23], равна
η* = (1/п)∙(1-ηо),
(14)
где п = 2,5; ηо – эффективность очистного аппарата без учета НМУ, равная
ηо = 1 – ПДВ/М.
(15)
При эффективности ηо = 0,8 и 0,9 режим НМУ будет нейтрализован при
изменении η* на 15 и 7 %, соответственно. Следовательно, второй метод снижения влияния НМУ предпочтительней.
50
Величины предельно допустимых выбросов (ПДВ) устанавливаются с анитарными службами надзора для каждого источника в городе по зависимости
для нагретого выброса
ПДВ =
( ПДК м. р.
3
Q
t
(16)
A F m n
и для холодного выброса
ПДВ =
С фон ) Н 2
8( ПДК м. р.
Сфон ) Н Q
A F m dу
3
H
.
(17)
ГЛАВА 9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Экологическая чистота используемых строительных материалов определяется содержанием в них и выделением вредных веществ. При этом учитывается их токсичность, радиоактивность и микробиологическое их повреждение.
Полимерные строительные материалы – это высокомолекулярные соединения пластмасс, состоящие из связующего (смола, полистирол, фенолоформальдегидные соединения), пластификатора, наполнителя и красителя. Из полимерных материалов наиболее широко используются полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, фторопласт.
Применяются как отделочный материал, звукоизоляционный, кровельный, в полимербетоне, в линолеуме, релине и др.
Все эти вещества и материалы могут выделять в атмосферу токсичные
вещества при определенных условиях. Полученные из нефти и угля, они могут
выделять и канцерогенные вещества (изоцианаты).
Так, древесно-стружечная плита (ДСП) и древесноволокнистая плита
(ДВП) выделяют фенол и формальдегид, концентрация которых в замкнутом
объеме может превысить ПДК в 2,5 – 3 раза. Поливинилхлоридные материалы
(ПВХ) – линолеумы создают электростатическое поле напряженностью 2000 –
3000 В/м, выделяют бромсодержащие вещества. Поливинилацетатные покрытия (ПВА) выделяют формальдегид и метанол.
Уплотнения из полиуретановых материалов выделяют изоцианты, вызывающие астму и аллергию.
В составе лакокрасочных материалов опасным является присутствие кадмия, который вызывает заболевание почек и анемию, или, как называют в народе, «малокровие».
В настоящее время производство большинства полимерных материалов
прекращено, а на выпускающие материалы должен быть получен сертификат.
Асбестосодержащие материалы – хризотил-асбест, термостойкий тонковолокнистый материал, изготавливают из него асбоцементные трубы, шифер,
стеновые панели. Асбоцементная пыль канцерогенна, однако в производствах
51
асбеста в г. Асбесте Свердловской области заболевания раком на 8 % ниже, чем
в среднем по России, что свидетельствует о влиянии культуры производства. В
настоящее время технология связывания асбеста в выпускаемом шифере и асбоцементных трубах исключает его пыление, поэтому с 2000 года разрешено
использовать эти изделия в США и России под строгим контролем производства продукции.
Важным фактором является радиоактивность строительных материалов.
Предельное содержание радия в материале не более 370 Бк/кг, в воздухе –
100 Бк/м3.
В табл. 9.1 приведены данные удельного выделения радия – 226 (продукта распада радона - 222) в материалах, используемых в строительстве.
Таблица 9.1
Удельные выделения
радия 226, Бк/кг
48
35
9,6
16
41
26
14
28
9
Наименование материала
Глина
Гранитный щебень
Песок
Гравий
Цемент
Известь
Кирпич силикатный
Гравий керамический
Гипс строительный
Строительные материалы подвергаются действию бактерий, микроскопических грибков. Они воздействуют на древесину и ряд полимерных материалов.
Биокоррозию вызывают грибки оштукатуренных поверхностей, микроводоросли и лишайники на наружных поверхностях. Биокоррозии подвержены и
металлы, бетон, полимерные материалы.
Автотрофные бактерии разрушают материалы, которые содержат серу,
азот, железо, органические кислоты, как при процессах окисления, так и восстановления.
Средствами защиты от биоповреждений являются:
- фунгициды для защиты от грибков,
- бактерициды для защиты от бактерий,
- инсектициды для защиты древесины и полимерных материалов.
Бетон защищают путем введения в него оловоорганического материала
АБП-90, суперпластификатора С-3.
Полимерные материалы являются пожароопасными, выделяют вредные
вещества (фосген, формальдегид, хлористый и цианистый водород). 1кг этих
веществ способен отравить 2000 м3 воздуха, при воздействии которых в течение 10 – 15 минут может наступить летальный исход.
Существуют также и экологически безопасные строительные материалы.
52
Безопасным является ячеистый бетон из кремнеземистых компонентов,
вяжущего материала и газообразователя. Он не гниет, создает благоприятный
микроклимат в помещении, по экологичности занимает второе место после
древесины.
Пеноизол - теплоизоляционный материал для стен потолков, полов, не
подвержен действию микроорганизмов, для его изготовления используется
карбамидоформальдегидные смолы ВПС-Г.
Гипсоволокнистый лист на основе гипса, имеет высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства, химически нейтрален.
Линолеум натуральный на основе льняного масла, смеси смолы, ткани,
известняка (производитель Нидерланды), стоек к биовоздействию.
Ориентированно-стружечные плиты (ОСП) (американская технология),
не коробятся, не расслаиваются, имеют синтетические связующие, по физикомеханическим показателям лучше ДСП в 2,5 раза.
Пенополистирол - термопласт, состоит из 2 % полистирола и 98 % воздуха, теплоизолятор, требует покрытия наружных сторон здания штукатуркой,
сток к грибкам и бактериям, не выделяет изоцианаты.
Древеснополимерные материалы (ДМП) из древесных опилок, полиэтилена, они стойки к бактериям и грибкам, обладают высокой прочностью и низким водопоглощением, по способности к изменению формы подобны пластику.
ГЛАВА 10. ВЛИЯНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ
НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
При наличии в воздушной городской среде, воде и пище недопустимого
наличия вредных веществ, включая микроорганизмы, и с учетом длительности
их воздействия нужны меры, препятствующие их разрушающему влиянию.
Совокупность нарушения экологических и санитарно-гигиенических
нормативов приводит к появлению заболеваний, излечивание которых протекает крайне медленно.
Для обеспечения экологической безопасности человека должно быть ликвидировано противоречие между показателями экономического роста и показателями норм урбоэкологии. Ухудшение качества окружающей среды влияет на
здоровье человека, а состояние здоровья влияет как на работоспособность человека, так и на воспроизводство численности населения города.
К экологически зависимым заболеваниям относятся заболевания, вызванные:
- химическими и пылевыми вредными веществами (поражения нервной и
кроветворной системы, острые отравления, ОРЗ, пневмония, патология беременности и др.),
- шумовыми и вибрационными воздействиями (снижение слуха, ослабление памяти, снижение производительности труда, рост аварий и др.),
- электромагнитными полями (тахикардия, неврастения, лейкоцитоз крови),
53
- лучевыми воздействиями (лучевая болезнь с изменением эндокринной
системы, кроветворной ткани и др.),
- продуктами питания (отравления, нарушения обменных процессов,
снижение трудоспособности и пр.),
- изменением социальных факторов (ухудшение гигиены и санитарии),
- нарушением естественного состояния экологической системы города
(снижение озонового слоя над ним и, как следствие, увеличение ультрафиолетового излучения, изменение температуры городской среды, снижение водных
ресурсов, рекреации и пр.).
Для лечения человека начала внедряться химиотерапия с 1930 г., когда
были открыты лечебные свойства сульфаниламида как антибактериального
средства, которое излечивает туберкулез, менингит, заболевания кишечного
тракта, и в 1941году – антибиотики - пенициллин и стрептомицин. Вирус ВИЧ
– новое тяжкое заболевание человека, для лечения которого разработано лекарство азидотимидин, угнетающее вирусы и продлевающее жизнь человеку.
Выполненными исследованиями в 2002 году в Левобережном районе
г. Воронежа установлено, что экологически зависимые заболевания составляют
до 70 % от общего количества заболеваний [22].
Для борьбы с болезнетворными микроорганизмами как в помещениях,
так и в воздухе городской среды применяется дезинфекция. Ранее использовали
пары уксусной кислоты, серы, ладан, амбру. В настоящее время используется
хлорамин в парообразном состоянии. При его концентрации 25 мг/м 3 через одну минуту погибает 100 % микробов, при 5 мг/м 3 – 75 % через 15 минут. При
ионизации воздуха с концентрацией ионов 5∙106 в 1см3 достигается полное уничтожение микробов в течение нескольких минут, однако через 5 минут они
снова появляются, но не более 40 % от начального их количества. При обработке в течение более 1 часа обеспечивается полная дезинфекция во всём помещении.
Значительный вред здоровью человека наносят аэрозоли свинца, ртути,
кадмия, бериллия в воздухе, вызывающие поражения центральной нервной системы.
Одной из причин распада Римской империи считают отравление его
правления свинцом в связи с использованием питьевой воды, подаваемой в города по трубам из свинца. В СССР за 1988 г. выбросы свинца в окружающую
среду составили 7,2 тыс. т, его ПДКМ .Р. равна 0,001 мг/м3. Использовался свинец в бензине как антидетонатор, его заменителем стало марганцеорганическое
вещество С6Н7Мн(СО)3 и метилбутиловый эфир (СН3)4∙С.
При попадании кобальта в организм человека увеличивается количество
эритроцитов в крови, его ПДКМ .Р. составляет 0,01 мг/м3.
Ртуть выделяется в цементном производстве, производстве цветных металлов, при обжиге известняков, сжигании угля. При отравлении ртутью происходит расстройство нервной системы, паралич конечностей, ее ПДКМ .Р. составляет 0,0003 мг/м3.
54
Синтетически моющие вещества (СПАВ) – это алкилсульфаты, попадание которых в городские сточные воды образуют пену на поверхности водоемов, угнетая рост микроорганизмов, биопланктона. Их смертельная доза для
рыб 3 – 5 мг/л.
Городские твердые бытовые отходы до 50 % содержат органические вещества, при разложении которых через год образуются газообразные и жидкие
вредные вещества (пропионовая С 3Н6О2 и уксусная С2Н6О2 кислоты, метан
СН4, аммиак NН3 и др.), которые поступают в воздушную и водную среды. Количество метана увеличивается до 1 % в год в верхних слоях атмосферы, то
есть быстрее, чем происходит увеличение углекислого газа, что также создает
парниковый эффект.
При наличии в природном метане повышенного содержания сероводор ода (например, в Астраханском газе его содержится до 24 %) очистка осуществляется абсорбцией аммиаком, моноэтаноламином, щелочью (H2S + NaOH +
+ O2 = Na2SO3 + H2O, H2S + Н7С2О = Н9С2OS0), при этом концентрация сероводорода снижается с 5 г/м3 до 0,02 г/м3.
Экология человека существенно зависит как от внешних условий, так и
от продуктов питания, которые могут как ослабить, так и усилить влияние
внешней среды на здоровье человека.
Белки пищи для человека являются строительным материалом, носителем
жизни. Человек должен ежедневно потреблять 80 – 100 г белка, получаемые от
мяса, молока, пшеницы, риса, кукурузы и соевых бобов как заменителей мяса.
Белок вырабатывается микроорганизмами и из парафинов, находящихся в дизельном топливе (открытие сделано во Франции). Белок состоит из 150 видов
аминокислот, 20 из которых участвуют в обмене азотистых веществ, построении генетического кода (лизин, метионин, триптофан, глутамат натрия и др.).
Используемые человеком жиры до 64 грамм в сутки являются до 30 % источниками энергии для человека, поставляя организму кислоты и витамины.
До 30 % энергии вырабатывается при окислении глюкозы. Углеводы в
виде глюкозы обеспечивают работу нервных клеток и клеток головного мозга.
Дневная потребность человека в углеводах - 400–500 г, при этом глюкоза в виде
сахара составляет 50 – 100 г. Рафинированный сахар появился только в 1800 г.
Избыток сахара более 100 г вредит здоровью человека, вызывая сахарный диабет, при котором возникают перебои с поставкой глюкозы к нервным клеткам и
человек теряет сознание. Предпочтительней использовать желтый сахар-сырец
с содержанием 2 % патоки, которая обволакивает кристаллы сахарозы. Годовое
потребление человеком сахаросодержащих веществ - 30 кг, в которых белого
сахара до 20 %.
Существенное влияние на здоровье и работоспособность человека оказывает алкоголь. Организм человека при процессах брожения вырабатывает этиловый спирт в количестве до 0,018 % от массы брожения, и организм его
непрерывно утилизирует, превращая в белок. Человек, употребляя спирт,
нагружает организм и особенно печень, в которой алкоголь превращается в
55
ацетальдегид и затем трансформируется в углекислый газ и воду, усиливая образование жиров. Если постоянно доза спирта за сутки превышает 100 г, то
идет накопление жира, что приводит к циррозу печени. Алкоголики живут на
15 – 20 лет меньше. Безвредных доз алкоголя нет, есть безопасные дозы, выработанные природой.
Не менее вредным является табачный дым как для курящих, так и для
дышащих воздухом с дымом. Так, Россия, по данным Минздрава, только в
2011 г от преждевременной смерти курящих людей потеряла около 1,5 трлн
рублей, потратив на приобретение сигарет 600 млрд рублей. Всего курит 40 %
населения, из них 60,2 % мужчин и 21,7 % женщин.
Энергозатраты на развитие городского строительства зависят от энергоемкости получения строительных материалов. Энергозатраты на получение 1т
алюминия составляют 7250 кВт∙ч, 1т кирпича - 500 кВт∙ч, 1м3 полистирола 18900 кВт∙ч, 1м3 минеральной ваты - 10000 кВт∙ч, 1м3 цемента - 1700 кВт∙ч, 1м3
дерева - 180 кВт∙ч. Эти энергозатраты не учитывают затраты на изготовление
из них изделий. При росте энергозатрат возрастают выбросы вредных веществ.
Источниками энергии помимо угля, нефти и природного газа является
спирт (метанол и этанол), получаемый из растительного сырья и используемый
как автомобильное экологически чистое топливо.
Касаясь получения энергии для нужд города, следует отметить, что 1 г
урана-235 эквивалентен 2,7 т угля и 2,2 т нефти. Выработка электроэнергии в
России на атомных электростанциях составляет 13 % от всей электроэнергии,
во Франции - 70 %, в Бельгии - 67 %, в Швеции - 50 %. Экологическая сложность использования урана заключается в захоронении радиоактивных отходов. В перспективе должен быть освоен управляемый термоядерный синтез, но
трудность этого процесса в том, что для начала реакции необходима температура 108 оС.
ГЛАВА 11. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА
Экологическая экспертиза основывается на принципе презумпции потенциальной экологической опасности намечаемой строительной деятельности,
т.е. на определении достаточности мер безопасности. Выполняемый экологический аудит (ревизия) – это независимая комплексная проверка проекта на соответствие его природоохранным нормам и правилам.
Экологический аудит регламентируется ГОСТ Р ИСО - 14010-98,
ГОСТ Р ИСО-1411-98 и ГОСТ Р ИСО -14012 – 98.
В проектах городского строительства выполняется оценка экологического
риска, т.е. вероятностной меры опасности причинения вреда окружающей среде. Во всем мире действует концепция допустимого (приемлемого) риска, т.е.
56
такого, который приемлет общество в данный период времени, составляющий
10 -6.
Допустимость экологического риска основывается:
- на неизбежности потерь в экологических системах,
- сведении потерь к минимуму,
- реальной возможности восстановления потерь в экологической системе,
- предотвращении вреда здоровью человеку,
- соразмерности затрат предотвращенному экологическому ущербу.
В табл. 11.1 приведены показатели индивидуальных рисков среди жителей, проживающих в радиусе 80 км от ТЭС мощностью 1ГВт при работе на угле и на мазуте [8].
Показатели воздействия
серы
3,0
Число летальных исходов на 3 млн чел.
Индивидуальный
риск
17
Уголь
Содержание серы, %
0,8
0,4
0,27
6,3
5,7∙10-6 2,1∙10-6
Таблица 11.1
Мазут
Содержание серы,%
2,5
0,2
2,3
1,7
9,0
0,7
0,77∙10-6
0,57∙10-6
3∙10-6
0,23∙10-6
Из приведенных данных следует, что топливо котельных не должно с одержать серы более 0,5 %.
Применяется добровольное и принудительное страхование экологического риска.
В соответствии с ГОСТ 17.0.0.04-90 и СП 11-102-97 каждый объект должен иметь экологический паспорт, включающий в себя следующую информацию:
- природно-климатические характеристики, фоновые концентрации,
- характеристики выбросов, сбросов, отходов и физических воздействий,
- затраты на охрану окружающей среды, плата за выброс загрязнителей,
- показатель риска при аварийных выбросах в воздух и сбросах стоков.
При архитектурно-ландшафтном проектировании территория под строительство оценивается по степени привлекательности, по живописности, по эстетичности, визуальной значимости архитектурно-пространственной структуре.
Классы территорий:
- класс А – живописность зеленого массива, выразительность рельефа,
наличие водоёма и водотока;
- класс Б – живописность и выразительность рельефа;
- класс В – учитывается только фактор живописности рельефа;
- класс Г – поверхность плоская, без леса, удаленность от водоёма.
В зависимости от класса территории назначается цена земельного учас тка.
При оценке лесистости территории учитывается безопасное расстояние
строений от леса на случай возникновения пожара.
57
11.1. Требования к содержанию проектной документации
В проекте строительства и реконструкции объекта раздел "Охрана окружающей среды" должен содержать следующие подразделы:
- общую экологическую характеристику,
- охрану атмосферного воздуха,
- охрану поверхностных и подземных вод,
- охрану почвенного растительного покрова,
- восстановление нарушенных земель,
- охрану окружающей среды от шума, электромагнитных воздействий, от
теплового загрязнения,
- охрану памятников культуры и истории,
- формирование зеленых насаждений,
- сохранение и улучшение комфорта проживания людей,
- инженерно-экологическое зонирование территории.
До начала проектирования должно быть выпущено постановление городской администрации о разрешении использования земельного участка.
Рабочий проект должен пройти экспертизу по охране воздушного бассейна, по водопользованию и водоотведению, иметь заключение по предотвращению чрезвычайных ситуаций.
Проект может быть одностадийным и двухстадийным.
При завершении проектирования выпускается пояснительная записка с
заключениями экологических, санитарно-гигиенических, пожарных и иных
служб, кадастр землепользования, расчет рассеивания выбросов и предельно
допустимых выбросов, расчет допустимых сбросов сточных вод, расчет допустимых шумовых и электромагнитных воздействий. Выпускается сметная документация, комплектующие ведомости на оборудование, план организации
строительства. Проект содержит заключение комиссии по экологической экспертизе с оценкой экологических и социально-экономических последствий
осуществления проекта строительства или реконструкции объекта. Считается,
что экологическое равновесие в природе для района застройки территории может быть достигнуто при плотности населения не более 60 чел/км2 и наличии
зеленой растительности не менее 20 % территории микрорайона города [27].
ГЛАВА 12. ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ ЗЕЛЕНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Зелёное строительство - это вид строительства и эксплуатации зданий,
воздействие которых на окружающую среду минимально. Его целью является
снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов на
протяжении всего жизненного цикла здания: от выбора участка по проектированию, строительству, эксплуатации, ремонту и сносу.
58
Другой целью зелёного строительства является сохранение или повышение качества зданий и комфорта их внутренней среды. Эта практика расшир яет
и дополняет классическое строительное проектирование понятиями экономии,
полезности, долговечности и комфорта.
Хотя новые технологии по строительству зелёных зданий постоянно совершенствуются, основной целью данной идеи является сокращение общего
влияния застройки на окружающую среду и человеческое здоровье, что достигается за счёт:
эффективного использования энергии, воды и других ресурсов;
уделения внимания поддержанию здоровья жителей и повышению
эффективности работников;
сокращения отходов, выбросов и других воздействий на окружающую среду.
В странах Запада введено понятие "синдром здорового и нездорового
здания". Экологически нездоровое здание - когда более 20 % жителей считают,
что здание не отвечает действующим стандартам, происходит повышение заболеваний, связанных с качеством воздуха, неудовлетворительной регулировкой
его параметров в помещении.
В энергосберегающем доме системы отопления и горячего водоснабжения работают от нетрадиционных источников энергии. Солнечная энергия используется до 80 % с помощью гелиосистем в стенах, витражах и крышах.
В этом доме применяются эффективные теплоизоляционные материалы.
В системе освещения используются галогенные и люминесцентные лампы, а также максимально естественное освещение. Регулируемые солнцезащитные устройства в оконных проемах зимой пропускают солнечную радиацию,
летом препятствуют ее проникновению.
В биореакторах утилизируют органические отходы, перерабатывая их в
компост для теплиц и сельского хозяйства.
Максимально используются в строительстве природные материалы. Так,
применение деревоалюминиевых окон с клапанами, регулирующими поступление воздуха, обеспечивают норму воздухообмена - на 1 м2 пола не менее 3 м3/ч.
Предусматриваются локальные очистные сооружения для очистки собираемой дождевой воды.
Осуществляется озеленение затененных стен здания с посадкой, например, быстрорастущих лиан, девичьего винограда.
Достигаемые энергозатраты должны быть 6-12,5 Вт/м2оС вместо современных 47-63 Вт/м2 оС в новых зданиях.
В помещениях не используются материалы, выделяющие вредные вещества (ковры, покрытия стен, полов, мебели и др.).
59
При кондиционировании воздуха в помещениях должно обеспечиваться
содержание положительных аэроионов менее 3000 1/см 3, а отрицательно заряженных более 3000 1/см3, т.е. кондиционеры должны использоваться с ионизаторами.
Требуется нормируемый инсоляционный режим в помещениях не менее
2,0 часов в течение суток для южной зоны, 2,5 ч – для умеренной зоны, и 3 ч –
для северной зоны. При остеклении световых проемов строений на 45% снижается ультрафиолетовая радиация.
Необходимо гармоничное сочетание архитектуры здания и природной
среды, т.е. создание видеоэкологии – визуально-психологического комфорта
человека при взаимодействии с внешней средой, включающей и сочетание различной окраски фасадов зданий.
ГЛАВА 13. РАЗВИТИЕ ГОРОДСКОГО ПОДЗЕМНОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТОВ
Подземные сооружения располагаются на глубине от 4 до 20 м.
Преимущества расположения заглубленных городских объектов:
- минимальное воздействие на ландшафт,
- не нарушается сложившаяся структура городской застройки,
- пониженное влияние на окружающую среду вибраций и шума,
- объекты защищены от воздействия климатических факторов и радиации,
- экономия за счет неотчуждаемых земель. Стоимость их более высокая,
чем наземных строений,
- увеличивается площадь земли для зеленых насаждений.
Недостатки:
- сложные системы вентиляции, освещения, канализации,
- требуется утилизация разрабатываемых грунтов,
- сложности с обводнением территории.
К подземным объектам относят:
- атомные электростанции (во Франции её мощность 375 МВт на глубине
50 м),
- деловые центры (в Японии они построены на 0,5 млн чел., 300 магазинов, гаражи на 500 автомобилей, в Нью-Йорке построено 4 яруса служебных и торговых помещений, в Москве на Манежной площади - торговый центр),
- воздушная среда в таких объектах бывает чище, чем в городе.
60
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Темы практических занятий:
1. Мониторинг окружающей среды,
2. Этапы решения экологических задач,
3. Определение удаленности строящегося объекта от жилых зданий,
4. Выбор площадки для строительства объекта,
5. Влияние выбросов на воздушную среду из высоких источников,
6. Влияние выбросов на воздушную среду из низких источников,
7. Влияние сбросов в водную среду,
8. Определение предотвращенного ущерба при внедрении средств очистки
выбросов в атмосферный воздух,
9. Определение предотвращенного ущерба при внедрении средств очистки
сбросов в поверхностные воды.
1. Мониторинг окружающей среды
Наблюдения за загрязнением атмосферы проводятся на стационарных,
маршрутных и передвижных постах.
Стационарные посты служат для проведения систематических наблюдений, оборудованы аппаратурой для отбора проб воздуха, непрерывной регистрации содержания вредных примесей в атмосфере. Их количестве в городе
при населении до 50 тыс. – 1; при 50 - 100 тыс. – 2; при 100 - 200тыс. – 3, при
200 - 500 от 3 до 5, при 500 - 1000 – до 10, при 1000 - 2000 – до 15.
Маршрутные посты организуются с использованием передвижной автомашины, на которой установлена аппаратура для отбора и регистрации до 10
проб воздуха за 8 часов и объезда до 5 постов.
Передвижной пост предназначен для последовательного отбора проб воздуха на высоте 1,5 м от поверхности земли вдоль направления ветра от исто чника на различных расстояниях (подфакельные отборы). Эти отборы проб
необходимы для определения рассеивания выбросов с учетом рельефа местности, скорости и температуры воздуха, влияния высоты источника выброса Н.
Длительность отбора проб 20 – 30 мин для стационарного источника (например, котельной).
Источники выбросов разделяются на организованные через вентиляционные шахты и дымовые трубы, и неорганизованные, т.е. наземные.
61
Выбросы автотранспорта относятся к передвижным выбросам. С учетом
нестационарности принята их условная высота – 5 м. Определяются выбросы
NO2, NO, CO, SO2, бенз(а)пирена, сажи, углеводорода.
Отбор проб воздуха может осуществляться при помощи абсорбционной
установки, схема которой приведена на рис. 1.1 [21].
Рис. 1.1. Схема аспирационной установки:
1 – воздухосборник,2 – реометр для измерения расхода воздуха, 3 – фильтр для осаждения
пыли, 4 – диафрагма, 5 – эжектор для отсоса воздуха,6 – ротаметр для измерения расхода
воздуха, 7 – защитный патрон улавливания влаги, 8 – поглотительный прибор,
9 – воздуходувка
Отбор проб проводится протягиванием воздуха через соответствующие
поглотительные среды (жидкие и твердые) или фильтрующие материалы. Пр обоотборники устанавливаются в аспирационную установку.
Объем просасываемого воздуха с химическими выбросами должен быть в
10 раз больше объема раствора в поглотительном приборе.
Определение абсорбированного вредного вещества в растворе производят различными методами. В качестве поглотительной жидкости используется
вода или растворы, состав которых зависит от вида вредного вещества. В учебном пособии [23] для многих веществ приведены абсорбирующие вещества. К
примеру, для определения состава щелочи NaOH в поглотительном приборе
может находиться раствор соляной кислоты HCl и по количественному содержанию соли NaCl, отнесенному к измеренному расходу воздуха, определяется
концентрация щелочи в атмосфере.
Количество уловленных вредных веществ определяется аппаратурой на
основе методов газовой и тонкослойной хроматографии, ультрафиолетовой и
инфракрасной спектрометрии, атомной спектрометрии, флуориметрии, а также
использования ядерных методов, масс-спектрометрии, лазерного зондирования.
Такое многообразие обусловлено стремлением достичь высокой точности
определения вредных веществ в атмосфере.
Хроматографический метод основан на разделении смесей, он обладает
возможностью определять многие вещества с использованием сорбции газов
62
жидкостью или изменении свойств газа. Определение вещества проводится по
изменению теплопроводности, плазменной ионизации его, по электронному захвату вещества.
Прибор катарометр работает на принципе изменения теплопроводности в
зависимости от молекулярного веса вещества и размера молекулы. Количественное определение проводится методом сравнения с образцом вещества, и
показания выводятся на шкалу прибора.
Прибор плазменно-ионизационный основан на горении между двумя
электродами, где проходит ионизация потока газа при горении водорода и кислорода, и при этом изменяется электропроводность газа. При попадании в пламя вредного вещества интенсифицируется ионизация.
Электронозахватный прибор основан на захвате тепловых электронов в
β-излучателе низкой энергии, захват приводит к уменьшению проводимости газа вследствие малой подвижности ионов в сравнении с электронами.
Тонкослойная хроматография основана на покрытии стеклянной пластины тонким слоем суспензии твердого вещества (силикагеля) и с последующим
испарением нанесенной жидкости. По параметру удержания на пластине вещества судят по его величине методом сравнения с образцом.
Спектрометрия в ультрафиолетовой области спектра (200 – 780)∙10 -9м основана на сравнении степени поглощения вещества с образцом пробы.
Атомная спектрометрия основана на возбуждении впрыскиваемого раствора
с веществом на новые электронные уровни в пламени с температурой до 3000 оС.
Поглощение в пламени горелки характерных для данного вещества длин волн и
является мерой концентрации его. Этот метод годится для исследования большой группы веществ.
Флуориметрия (флуоресценция) основана на использовании света в качестве источника возбуждения. Молекулы возбуждаются при облучении их светом (300 – 800)∙ 10 -9 м и сравнении с образцом.
Инфракрасная спектрометрия используется для веществ с длиной волн от
780∙10 -9 м до 0,5 мм. Этот метод полезен для определения органических веществ.
Ядерно-магнитная спектрометрия основана на измерении ядерных спинов
молекул в магнитном поле с частотами менее 200 МГц и определением резонансных частот исследуемого вещества.
Ядерная спектрометрия. Пробу облучают потоком нейтронов с образованием радиоактивных изотопов, и по спектру гамма-излучения пробы определяют количество вещества.
Масс-спектрометр основан на преобразовании вещества в ионы и затем
разделяются по массе в магнитном или электрическом поле. Положительные
ионы образуются при бомбардировке электронами вещества Прибор обладает
высокой точностью.
Лазерное зондирование используется для обнаружения вредного вещества в атмосфере. Лазер испускает короткий монохроматичный импульс излу63
чения, который возвращается к детектору. Возвратившийся импульс будет
иметь другую длину волны. Точность измерения не высокая.
Существует несколько способов определения вредных веществ:
- метан и другие углеводороды определяются методом газовой хроматографии с использованием плазменно-ионизационного детектора;
- кислородосодержащие углеводороды определяются абсорбционным методом с раствором серной и хромотроповой кислот и по интенсивности окраски определяют эти вещества методом газовой хроматографии;
- двуокись азота и окись азота определяется с использованием сульфаниловой кислоты, при подаче азокрасителя в раствор определяется концентрация
веществ хемилюминесцентным методом;
- азотосодержащие углеводороды (например, гидразин) определяются газосигнализатором ФК - 0055 фотоколориметрическим методом по изменению
цвета ленты, пропитанной раствором, что вызывает изменение светового потока и электропотенциала;
- азотная кислота определяется кулонометрическим методом;
- сернистый ангидрид определяется кулонополярографическим методом с
использованием, например, газоанализатора ГКП-1 с самописцем, погрешность
20 %;
- окись углерода определяется оптико-акустическим методом с использованием, например, газоанализатора ГМК-3 и измерением инфракрасной радиации на фотоэлементе, погрешность метода - 5 %;
- метилмеркаптан определяется при его взаимодействии с хлорным железом и ацетатом ртути, по окраске определяется его концентрация;
- хлор определяется при его реакции с метиленом, создавая раствор
оранжевого цвета;
- аммиак определяется при его взаимодействии с фенолом, при которой
появляется синяя окраска раствора;
- бенз(а)пирен определяется при замораживании воздуха до температуры минус 196 оС методом флуоресценции.
Результаты анализов позволяют провести расчет концентрации вредных
веществ в воздухе.
Концентрация вредного вещества при отборе проб воздуха в жидкостном
поглотителе определяется по формуле
С = в∙М / (V∙а∙к),
(18)
где М – количество вещества, мкг, найденное в пробе объемом "а", мл;
в – общий объем пробы в поглотительном приборе, мл; V – объем протянутого
воздуха, л; к – коэффициент приведения объема воздуха к нормальным условиям, приведенный в табл.1.1.
64
Таблица 1.1
Температура, о С
0
10
20
30
730
0,96
0,93
0,89
0,87
740
0,97
0,94
0,91
0,88
Давление, Р, мм рт.ст.
750
760
0,98
1,0
0,95
0,96
0,92
0,93
0,89
0,9
770
1,1
0,98
0,94
0,91
780
1,2
0,99
0,95
0,03
Концентрация пыли равна С = m / (V∙к), где m – количество пыли в пробе,
мг, V - объем протянутого воздуха, м3, к – коэффициент приведения.
Определение достоверности полученных результатов проводится в следующей последовательности:
а) определяется среднее значение параметра С ср. = 1
n
n
Ci
;
i 1
б) определяется среднее квадратичное отклонение
1
n
n 1
i 1
(C i
C ср ) 2 ;
в) определяется оценка достоверности максимального и минимального
значений измерений Dm = (Cm – Ci) / σ;
г) полученное значение Dm сравнивается с табличными значениями при
различных значениях вероятности рв и значительных количествах опытов п,
приведенных в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Количество опытов
2
10
20
30
60
Вероятность, рв, %
98
99
39
78
3,0
3,4
2,6
3,0
2,5
2,8
2,4
2,7
95
15,6
2,4
2,1
2,08
2,02
100
780
5,0
4,0
3,7
3,5
Если значение Dm не превосходит соответствующего табличного значения, то с принимаемой вероятностью рв величина Сm соответствует исследуемому ряду измерений. В средствах охраны окружающей среды принимается вероятность достоверности измерения параметров менее 98 %.
2. Этапы решения экологических проблем города
Существует несколько основных этапов решения экологических задач:
Определяются виды зданий, из которых выделяются вредные вещества:
- линейное, когда высота здания превышает его длину, но меньше ширины,
65
- башенное, когда высота здания превышает его длину и ширину,
- плоское, когда высота меньше его длины и высоты. Вид здания определяет размеры циркуляционной зоны за ним, где давление среды меньше барометрического и в этой зоне могут накапливаться вредные вещества.
Определяются виды и количество используемых веществ и энергии
(т/год, кВт∙ч) и выпускаемой продукции на предприятии.
Устанавливаются технологические процессы переработки веществ, при
которых выделяются и выбрасываются вредные вещества в атмосферу, воду и
на почву.
С учетом количества используемых в технологическом процессе вредных веществ и класса их опасности по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200–03–Санитарнозащитные зоны (СЗЗ) и санитарная классификация предприятий определяется
класс вредности предприятия и необходимые размеры санитарно-защитной зоны.
Проводится инвентаризация источников выбросов и сбросов в пределах
территории предприятия (виды выбросов и сбросов, их количество, т/год).
Количественно определяются по группам классов опасности выделения
вредных веществ.
По формулам (3), (8) в каждой группе выбросов определяются показатели опасности вредных выбросов и сбросов и наибольшее (доминирующее) значение показателя.
По установленному размеру СЗЗ - lр, с использованием СНиП 23-011999 – Строительная климатология, по 8 румбам сторон света устанавливается
частота направления ветра в течение года на здание с доминирующим выбросом вредного вещества и по формуле (10) определяется фактический размер
СЗЗ.
В зависимости от высоты источника вредных выделений (высокий или
низкий) определяется максимальная приземная концентрация Cm и расстояние
хМ, на котором она расположена от источника.
Если сумма Cm + Сф > ПДКМ.Р. необходимо снижать величину выброса, используя очистное устройство. При отсутствии эффективного способа его
очистки принимается решение о повышении высоты трубы источника выброса.
3. Определение удаленности строящегося объекта от жилых зданий
Пример: Проектируется 9-этажное жилое здание высотой Нзд2 = 25 м.
Вредные вещества диоксид серы с расходом М = 10 г/с выделяются из дымовой
66
трубы крышной котельной над жилым пятиэтажным зданием высотой
Нзд.1 = 16 м, здание узкое шириной в = 16 м, т.е. в < 2,5∙ Нзд.1. Расход дымовых газов
L = 2 м3/с. Высота дымовой трубы над зданием - 3 м, скорость ветра - 2,5 м.
В соответствии с [31] расстояние между 5 и 9-этажными зданиями должно быть не менее 46 м.
С другой стороны для узкого здания аэродинамическая тень за зданием
равна 6 Нзд.1, т.е. равна l = 6∙16 = 96 м.
Следовательно, для обеспечения санитарных условий принимаем расстояние от планируемого к строительству здания 96 м. Однако этого условия не
достаточно, поскольку необходимо обеспечить предотвращение поступления
выбросов котельной в аэродинамическую тень. Для этого необходимо графически определить границы аэродинамической тени и по графику - необходимую
высоту факельного подъема газовой струи, при которой она выходит за границу
тени.
На рис. 3.1 представлена схема построения аэродинамической тени для
узкого здания.
Рис. 3.1. Схема построения аэродинамической тени здания
Определив по графику расстояние hФ, находят необходимую скорость Vф
газовоздушного потока в узком сечении факельного оголовка диаметром do по
формуле
Vф = hФ / (2,17∙do)
(19)
при безветрии VB≥3 м/с, или из
hФ = 4,2(Vф/2,5 – 0,7)0,63
(20)
при скорости ветра Vв > 3м/с.
Таким образом:
а) Нгр. = 1,8∙Нзд = 28,8 м, б) 96 /2 = 48м.
67
Касательная к кривой границы аэродинамической тени δ = 20 о. Из рис.3.1
находим расстояние от крыши здания до границы тени - 23 м, тогда
hФ = 23 – 3 = 20 м. При скорости дымовых газов в устье трубы do = 0,35 м определяем скорость газов Vф = hФ / (2,17∙do) = 20 / (2,17∙0,35) = 26,3 м/с.
Потери давления в трубе общей длиной 16 + 2 = 18 м при скорости газа в
ней Vг = 7 м/с, плотности газов ρ г = 353/ (273+150) = 0,8 кг/м3 и коэффициенте
шероховатости в ней λ = 0,05 равны ∆Р т = 0,05∙18∙0,8∙72/(0,35∙2) = 50 Па. Потеря
давления в устье трубы ∆Р у = 0,8∙26,32/2 = 277 Па. Общее сопротивление линии
∆Ро= 327 Па. При КПД вентилятора ηв = 0,7 необходимая мощность вентилятора равна N = 1,1 ∆Ро∙L / (1000∙ ηв) = 0,9 кВт. При скорости Vф < 26 м/с поступающая концентрация диоксида серы в аэродинамическую тень составит
С=M/L=1000/2=5000 мг/м3.
Если принять do = 0,45 м, тогда будем иметь Vф = 20/2,17∙0,45 = 20 м/с,
∆Ру = 0,8∙400/2 = 160 Па, N = (160 +50)∙2/1000∙0,8 = 0,13 кВт, т.е уменьшение
диаметра устья трубы (факельного оголовка) в 1,3 раза снижает затраты энергии в 7 раз, однако при скорости в устье трубы Vф = 2 / 0,785∙0,2 = 12,7 м/с не
обеспечивается выход вредных веществ за пределы зоны аэродинамической тени и они будут в ней накапливаться. При скорости ветра VВ >3 м/с и при hФ=20
м скорость струи будет равна Vф =32 м/с и при этом увеличится необходимая
мощность вентилятора в 1,47 раза.
4. Выбор площадки для строительства котельной
Определение площадки для строительства котельной на территории города с учетом климатических условиях и возникновения НМУ.
Пример:
- район строительства г. Рязань;
- расход дымовых газов Qг = 5,54 м3/с, температура tг = 160 оС;
- высота дымовой трубы Нт = 30 м, диаметр её устья Dт = 1,0 м;
- скорость дымовых газов на выходе из трубы Vт = 7,06 м/с;
- температура атмосферного воздуха tв = +25 оС, коэффициент температурной стратификации А = 160;
- выброс окислов азота Мо = 4,1г/с, окислов углерода Мс = 11,4 г/с;
- местность ровная (рельеф спокойный), для неё показатель η = 1;
- фоновая приземная концентрация окислов азота Сф = 0,7ПДКМ .Р., окиси
углерода Сф = 0,5ПДКМ .Р.
Решение.
1. Определяется максимальная приземная концентрация по формуле (11)
При F = 1, η = 1, параметр f
1000
Wг2 Dт
H 2 (t t в )
68
7,06 2 1 / 30 (160 25)
0,41 .
2. Определяется параметр Vм = 0,65∙ 3 Qг
3. Определяется параметр
m=
1
0,67 0,1 f
t/H
1
0,67 0,1 0,64 0,34 0,74
0,343 f
0,653 5,54 135 / 30 1,9 .
1,02
4. Определяется параметр n = 0,532∙ Vм2 – 2,13∙ Vм +3,13=1,9–4+3,13=1,03.
5. Максимальная приземная концентрация окислов азота равна
Cm =
А М F m n
H
2
3
Q
t
=
160 4,1 1 1,02 1,03 1
302 3
5,54 135
0,1мг / м3 .
6. Определяется расстояние, на котором образуется максимальная концентрация xm = Н∙[4,95∙Vm∙(1 + 0,28∙ 3 f ) ] = 30[4,95∙1,9∙(1+0,28∙0,745)] = 340 м.
7. Определяется приземная концентрация окислов азота С = С м + Сф =
=0,1 + 0,7∙0,2 = 0,24мг/м3.
Следовательно, концентрация С > ПДК М .Р.= 0,2 мг/м3, поэтому строительство котельной возможно только при условии очистки выбросов или при увеличении высоты дымовой трубы.
При высоте трубы Н = 40 м получим См = 0,1∙(30/40)2 = 0,056 мг/м3, тогда приземная концентрация будет равна
С = 0,056 + 0,7∙0,2 = 0,196 мг/м3 < ПДКМ .Р.
Однако при наступлении второго предупреждения НМУ возможно повышение СМ в два раза, тогда С = 0,2 + 0,14 = 0,34 мг/м3, что превышает
ПДКМ .Р.. В этом случае необходимо увеличить высоту трубы до 60 м, т.к.
С = 0,2∙(30/60)2 + 0,14 = 0,19 мг/м3.
В этом случае необходимо сравнить экономические затраты на создание
очистного устройства или строительство высокой трубы, учитывая, что при
наступлении третьего режима предупреждения НМУ, когда приземная концентрация может увеличиться вместо двух в три раза, т.е. концентрация будет равна не менее С = 0,34 мг/м3. В этом случае высота трубы должна быть не менее
145 м и капитальные затраты будут значительными.
При переводе котельной на резервное топливо (мазут или дизельное то пливо) потребуется применение только очистного устройства, поскольку количество выбросов сернистого ангидрида относительно окислов азота будет выше
в 2,5 раза.
Максимальная приземная концентрация оксида углерода, рассчитанная
по формуле (10), составит 0,314 мг/м 3 на расстоянии 90 м, которая в 16 раз
меньше ПДК = 5 мг/м3, поэтому ею можно пренебречь.
5. Определение площади загрязненной городской зоны
Определение площади загрязнения, при максимальной приземной концентрации вдоль оси направления ветра с учетом фоновой концентрации при
наступлении третьего режима НМУ составит С = 0,34 мг/м3 в одной точке на
расстоянии xm = 340 м от источника.
69
Концентрации вдоль оси направления ветра на различном расстоянии до
точки с Cm рассчитываются при x/xm ≤ 1 по зависимости Сx = (Cm + cф)∙S1, где
S1 = 3(x/xm)4 - 8(x/xm)3 +6 (x/xm)2 и при 8> x/xm > 1 S1 = 1,13 / [0,13∙(x/xm)2 +1].
В табл. 5.1 приведены значения приземных концентраций вдоль направления скорости ветра - х.
x, м
50
100
150
200
250
300
x/x m
0,15
0,3
0,44
0,59
0,73
0,88
S1
0,1
0,33
0,6
0,8
0,94
0,99
3
Cx , мг/м
0,03
0,1
0,19
0,25
0,29
0,295
x, м
340
400
600
800
1000
1200
x/x m
1,0
1,2
1,8
2,3
2,9
3,5
S1
1,0
0,96
0,8
0,66
0,53
0,43
Таблица 5.1
Cx , мг/м3
0,34
0,3
0,29
0,2
0,17
0,14
Значения концентраций в перпендикулярном направлении y определяются с учетом величины опасной скорости ветра U, т.е такой, при которой воздушный поток максимально приближен к поверхности земли. При параметре
Vm ≤ 0,5 U= 0,5 м/с, при 0,5 <Vm ≤ 2 U= Vm м/с, при Vm > 2 U = 2,2 Vm..
Для исследуемого варианта Vm = 1,9 и U = 1,9 м/с.
Концентрации Сy определяются по зависимости Сy = Сx∙S2. Значение S2
определяется по параметру ty = U∙(y/x)2, задавшись рядом значений y для соответствующего значения x, т.е. - S2 =
1
(1 5t y
12,8t
2
y
17t 3y
45t y4 ) 2
.
В табл. 5.2 приведены значения Сy для ряда значений y для одной точки
при xm = 340 м верхней зоны концентраций. Нижняя зона относительно оси x
будет идентичной.
y,м
0
20
40
60
80
100
ty
0
0,007
0,026
0,06
0,1
0,16
S2
1
0,97
0,77
0,56
0,35
0,5
Таблица 5.2
Cy , мг/м3
0,22
0,21
0,17
0,12
0,08
0,04
Аналогично определяются концентрации для остальных точек вдоль линии x.
6. Влияние низких источников вредных выбросов
на загрязнение воздушной среды
Низкий источник – когда вредные выбросы поступают в аэродинамическую тень (завихренную зону) за зданием.
70
Максимальная приземная концентрация вредных веществ у здания См,
мг/м , при выбросе М, мг/с, скорости ветра Vв, м/с, и высоте здания Нзд рассчитывается по зависимости
3
См =
M k h kl
,
Vв Н зд
(21)
где kh = 2/exp(0,61∙h2э), hэ = (hтр + ∆h) / Нзд, ∆h = α∙Dтр ∙Wу / Vв , где α = 1,5
при Vв> 2 м/с и α = 1,9 при Vв ≤ 2 м/с, ∙Dтр – диаметр устья трубы выброса, м,
Wу – скорость выброса в устье трубы, kl – коэффициент, зависящий от отношения длины здания l к его высоте Нэд, его величина приведена в табл. 6.1.
L /Нзд
kl
1
1,2
2
1,3
3
1,15
4
1
5
0,8
6
0,65
7
0,5
8
0,4
Таблица 6.1
9
10
0,3
0,2
Так называемая опасная скорость ветра определяется по зависимости
U = 3,8∙Dу ∙ Wу ∙В/Нзд,
(22)
1
где В =
h
2
э
.
3,3 hэ
Максимальная приземная концентрация при опасной скорости ветра
См =
где Е =
0,53 М k l Е
,
D у W у Н зд
(23)
1
.
В exp( 0,15 / В 2 )
Пример.
Требуется определить приземную концентрацию вредных веществ у узкого здания высотой Нзд = 15 м, lзд = 15 м при высоте трубы над зданием
hтр = 1м, величине выброса М = 1000 мг/с, расходе газовоздушной смеси
L = 2000 м3/ч (0,555 м3/с) для трех условий:
1 - Wу = 5 м/с,
2 – при величине опасной скорости ветра U = 1 м/с,
3 – над трубой установлен зонт.
Первый вариант: площадь устья трубы F = L/ Wу = 0,555/5 = 0,111 м2 и
диаметр устья трубы равен Dу = 0, 375 м.
При Vв = 1 м/с ∆h = 2,8 м, hэ = 0,25, В = 0,63, Е = 1,07, U = 0,3 м/с,
См = 24,8 мг/м3 ,
при Vв = 2 м/с ∆h = 1,4 м, hэ = 0,16, В = 0,6, Е = 1,1, U = 0,28 м/с,
См = 27 мг/м3,
при Vв = 5 м/с ∆h = 0,6 м, hэ = 0,1, В = 0,58, Е = 1,2, U = 0,26 м/с,
См = 30 мг/м3.
Следовательно, при малой скорости газовоздушного потока и изменении
скорости ветра в 5 раз концентрация у стены здания изменяется в 1,2 раза.
71
Второй вариант:
при Vв = 1м/с ∆h = 2,8 м, hэ = 0,25, В = 0,63, Wу = 16,7 м/с, Е = 1,07,
См = 7,4 мг/м3 ,
при Vв = 2 м/с ∆h = 6,2 м, hэ = 0,16, В = 0,6, Wу = 17,5 м/с, Е = 1,1,
См = 7,1 мг/м3 ,
при Vв = 5 м/с ∆h = 1,4 м, hэ = 0,16, В = 0,58, Wу = 18,2 м/с, Е = 1,2,
См = 6,8 мг/м3 ,
Следовательно, увеличение скорости газовоздушного потока с 5 до
17,5 м/с, т.е. в 3,5 раза, и опасной скорости ветра приводит к пропорциональному снижению приземной концентрации вредных веществ.
Третий вариант:
при Wу = 0 ∆h = 0, hэ = 0,067, В = 0,55, Е = 0,33, Cm →∞,
при подъеме скорости газовоздушного потока со скоростью Wу = 0,1 м/с
будем иметь ∆h = 0,06 м, hэ = 0,085, См = 373 мг/м3,
при Wу = 0,5 м/с См = 250 мг/м3.
Следовательно, установка зонта над выбросной трубой (шахтой) приводит к образованию максимальной приземной концентрации вредных веществ у
источника.
7. Влияние низких источников вредных выбросов и скорости ветра
на загрязнение воздушной среды
Концентрация вредного вещества на расстоянии x – Cx для узкого здания
в ≤ 2,5 Нзд при x ≤ 6 Нзд равна
Cx
1,3 M
Vв
0,6
Н зд l
Сx
55 M
Vв (1,4 l в
42
(1,4 l в
x) 2
,
(24)
при x > 6 Нзд
x) 2
.
(25)
Концентрация вредного вещества на расстоянии x– Cx для широкого здания в >2,5 Нзд при x ≤ 4 Нзд равна
Сx
5,6 M к l
,
Vв l Н зд
(26)
где значение коэффициента kl приведено в табл.6.1,
и при x ≤ 4 Нзд равна
Сx
где
15 M
.
Vв l ( в x )
(27)
Концентрация в поперечном потоке выбросов равна Сy = Cx∙S3,
S3 = exp[- 30∙y2 / (1,4∙l + в +x)2].
72
(28)
8. Определение предотвращенного экологического ущерба воздушной среде
Предотвращенный экологический ущерб – это оценка в денежной форме
возможных отрицательных последствий, которых удается избежать в результате природоохранной деятельности. Расчет выполняется в соответствии с "Методикой определения предотвращенного экологического ущерба", утвержденной Государственным комитетом РФ по охране окружающей среды
30.11.1999г.
Величина предотвращенного ущерба определяется по зависимости
Упр а = Уудр ∙ к эр
n
i 1
а
М пр
i
,
(29)
где Уудр – удельный ущерб окружающей среде от выбросов в атмосферу региона приведенной суммы условной тонны, руб./усл. т, например, для ЦЧР
Уудр = 62,8, для Центрального региона Уудр = 74;
кэр – коэффициент экологической ситуации в регионе, например в Воронежской области кэр = 1,11-1,28, в Краснодарском крае кэр = 1,5-2,9;
Мапр.i = Мi∙кi, где Мi – величина i – го выброса, т/год, кi – коэффициент
эколого-экономической опасности i-го вещества, например, он равен для окиси
углерода 0,4, углеводородов 0,7, пыли 2,7, двуокиси азота 16,5, диоксида серы
20, ртути 5000, бенз(а)пирена 12500 и т.д.
Пример. Котельная в Рязанской области, работавшая на угле и оснащенная скруббером, имела степень очистки от пыли η = 90 %, от золы η = 50 %, от
диоксида серы η = 60 %, от двуокиси азота η = 35 % была закрыта. Выбросы составляли, т/год: пыли 5460, угольной золы 192,5, диоксида серы 386, диоксида
азота 36,25, углеводородов со шламовой площадки 5888. Для области
Уудр = 74 руб/усл.т, кэр = 1,9.
Предотвращенный экологический ущерб приведен в табл.8.1.
Наименование
Выбросы,
т/год
Кол-во
улав-х,
т/год
Кол-во
выбр-х,
т/год
Пыль
Зола
SO 2
CO
NO 2
Cn Hm
Всего
5460
192,5
386
278
36,2
5888
4914
96
231
12,7
5234
546
96,5
155
278
23,5
5888
6987
Привед.
Привед.
масса
масса
улавлив., выбросов,
усл.т/год усл.т/год
13268
643
4620
209,5
-
73
1476
646
3100
111
388
4122
Коэф.
кi
2,7
6,7
20
0,4
16,5
0,7
Таблица 8.1
Не
Предопредотвращ.
твр.,
Упр а,
тыс.
тыс. руб
руб
1865
207
91
91
650
436
15
29
54,5
580
2635
1383
9. Определение предотвращенного экологического ущерба водной среде
Величина предотвращенного ущерба определяется по зависимости
Упр в = Уудб∙ к эб
n
i 1
в
,
М пр
i
(30)
где Уудб - удельный ущерб, наносимый приведенной массой сброса вредных веществ соответствующего водного бассейна, к примеру для бассейнов
Азовского моря, Воронежской области Уудб = 9772 руб./усл.т, Ростовской 10737, Орловской - 8140,9, Пензенской - 9168,8, Липецкой - 9706,5 и т.д.;
кэв – коэффициент экологической значимости состояния водного бассейна, например для Воронежской области, кэв = 1,11 – 1,28, Орловской - 1,1 – 1,11
и т.д.
Пример.
На предприятии в Орловской области в сточных водах, поступающих в
очистные сооружения, содержатся, т/год: взвешенных веществ (ВВ) - 4285,
нефтепродуктов (НП) -192,5, синтетических поверхностно-активных веществ
(СПАВ) - 260,5, биологических веществ, потребляющих кислород из воды
(БПК) – 6820,6, сульфатов – 9814,6.
На очистных сооружениях до их реконструкции улавливались, т/год:
ВВ – 1415, НП – 195,2, СПАВ – 260,5, БПК – 6820,5, сульфаты – не улавливались.
После реконструкции очистных сооружений дополнительно улавливались: ВВ - 2749 т/год, сульфаты - 9000 т/год.
Удельный ущерб, наносимый сбросами Азовскому морю, составляет
б
Ууд = 8140, 9 руб./усл. т, коэффициент экологической значимости от доли влияния выбросов от предприятия составляет кэв = 1,1.
Коэффициенты относительной эколого-экономической опасности сбросов
составляют: ВВ – 0,15, НП – 20, СПАВ – 11, БПК – 0,3, сульфаты – 0,2.
Решение.
Приведенные массы уловленных веществ, усл. т:
МВВ = (4285 – 121)∙0,15 = 624,6; МНП = 192,5∙20 = 3850; МСПАВ = 260,5∙11 =
2865,5; МБПК = 6820,5∙0,3 = 2046,15; Мсульф.= 9000∙0,2 = 1800.
т.
Общая приведенная масса уловленных веществ составляет 11186,26 усл.
Предотвращенный экологический ущерб составляет
Упр в = 8140,9∙1,1∙11186,26 = 100,173 млн руб.
Ущерб водным ресурсам составляет
Увн.пр = 8140,9∙1,1∙(121∙0,15 + 814,6∙0,2) = 1,622 млн руб.
74
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Задача №1. При температуре воздуха в городской среде, превышающей
температуру в жилых помещениях здания, определить допустимое время работы газовой плиты τ, мин, в квартире общим объемом V = 125 м3 при выделении
азота диоксид до m = 0,01мг/с, но не выше предельно допустимой концентрации ПДКМ.Р. = 0,2 мг/м3.
Ответ: τ = 42 мин. τ = (V∙ПДКМ.Р.) / m = (125∙0,2) / 0,01 = 2500 с.
Задача №2. Определить расход поступающего в кухню и удаляемого из
нее воздуха L, м3/с, при выделении от работы газовой плиты азота диоксид в
количестве m = 0,01 г/с и при концентрации его в приточном воздухе
СП=0,1 мг/м3, при котором обеспечивается соблюдение санитарногигиенических нормативов.
Ответ: L = 0,1 м3/с. L = m / (ПДКМ.Р. - СП) = 0,01 / (0,2-0,1) = 0,1 м3/с.
Задача №3. На какую величину δ необходимо открыть на кухне площадью 15 м2 окно высотой h = 1,2 м при скорости воздуха в проеме окна
υ В = 0,1 м/с, концентрации азота диоксид в городском воздухе CП = 0,1 мг/м3
для соблюдения в кухне норм по удельному воздухообмену
LУД. = 3 м3/(ч∙м2) = 0,83∙10 -3 м3/(с∙м2).
Ответ:
δ = 0,1 м. L = 15∙LУД. = 15∙0,83∙10-3 = 0,0125 м3/с.
δ = L / (h∙ υ В) = 0,0125/(1,2∙0,1) = 0,1 м.
Задача №4. Используя зависимость (2), определить индекс загрязненности городской воздушной среды ИК исследуемого района и его предельно допустимое значение по расчетным и измеренным параметрам, приведенным в
табл.1.
Таблица 1
Номер
опыта
Параметр
Величина выброса, г/с
Концентрация,
мг/м3
ПДКМ.Р., мг/м3
Диоксид
азота
0,8
1,1
0,15
0,2
0,2
1
2
1
2
Наименование вредных выбросов
Углерода
Серы
Формальдегид
оксид
диоксид
10
0,5
1,0
17
0,8
0,35
3,0
0,3
0,1
5,0
0,5
0,035
5
0,5
0,035
Пыль
10
10
0,3
0,3
0,3
Ответ: по опыту №1
ИК
С iСР
ПДК М . Р.
i
по опыту №1: ИК = 0,783, по опыту № 2: ИК = 1,0.
Задача №5. На каком минимальном расстоянии должно располагаться жилое здание от автомобильной дороги с интенсивностью движения до 400 автомобилей в час для снижения транспортного шума, не препятствующего бодр75
ствованию жильцов и при каких мерах достигается его снижение, не мешающее
их сну.
Задача №6. При каких условиях и при использовании каких строительных материалов возможно поступление в жилые помещения радона в количестве выше санитарной нормы, равной 400 Бк/м 3.
Задача №7. Используя зависимость (7), определить индекс загрязнения
поверхностных сточных вод ИЗВ, поступивших в приемный резервуар с о тстойником объемом 1000 м3 и концентрацией вредных веществ, приведенных в
табл.2 и сравнить его с предельно допустимым индексом.
Таблица 2
Параметр
Нефтепродукты
Концентрация
С, мг/м3
ПДК, мг/л
Наименование вредного вещества
Железо Свинец Марганец Нитраты
Бензин
0,05
0,2
0,01
0,005
10
5
0,1
0,3
0,03
0,01
10
4
Ответ: ИВФАКТ / ИВПДК = 4,25/6 = 0,71;
ИЗВ
Сi
.
ПДК i
Задача №8. Приведите обоснование, почему допускается приземная концентрация вредных выбросов на территории предприятия выше ее максимально
разовой предельно допустимой, а для предприятия, не имеющего ограждения,
не допускается.
Задача №9. Используя зависимость (21), докажите, почему не допускается установка зонтов над вентиляционной и дымовой трубами при рассеивании
выбросов в атмосферном воздухе.
Задача №10. Приведите обоснование, почему экологический ущерб природной среде, рассчитываемый по зависимостям (29) и (30), при одинаковых
величинах приведенных масс поступления выбросов в водную среду многократно превышает наносимый ущерб от массы выброса в воздушную среду.
Задача №11. Используя приведенную в главе 3 методику определения
аэродинамической тени, образуемой на заветренной стороне здания, доказать
правомочность требований СНиП 2.07.01-89* - Градостроительство о расстоянии между пяти- и девятиэтажными зданиями должно быть не менее 46 м.
Задача №12. В соответствии с данными СанПиН 2.2.1/2.1.1-1200-03 вредные предприятия разделяются на 5 классов вредности в зависимости от класса
опасности вредного вещества, которые разделяются на 4 класса. Обоснуйте, какие дополнительные факторы должны учитываться при классификации предприятий.
76
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Расскажите о нормативной базе в области охраны окружающей среды.
2. Приведите методику инвентаризации выбросов загрязняющих веществ
в атмосферу.
3. Основные термины и определения.
4. Расчеты количества вредных веществ, выделяющихся при работах, связанных с монтажными и пусконаладочными работами инженерных систем и сооружений.
5. Расчеты количества вредных веществ от работ различных производств
(сварочные цеха, гальванические, окрасочные и др.).
6. Принципы расчета количества вредных веществ, выделяющихся от относительных котельных.
7. Построение циркуляционных зон от воздушных потоков (ветра) для
зданий с разной высотой и планировкой.
8. Организация выброса ЗВ в атмосферу.
9. Санитарно-защитная зона предприятий.
10. Критерии качества атмосферного воздуха (ПДН)
11. Показатель опасности ЗВ.
12. Расчет концентраций ЗВ для высоких ИЗА.
13. То же для низких ИЗА.
14. Мероприятия по снижению уровня шума.
15. Определение требуемой эколого-экономической эффективности
очистки выбросов.
16. Процессы пылегазоочистки выбросов инженерных систем и сооружений.
17. Организация рациональной эксплуатации систем, обеспечивающих их
экологическую безопасность.
18. Источники выделения и загрязнения атмосферы. Их классификация.
19. Контрольно-измерительные приборы концентрации загрязняющих
веществ. Методы измерения ЗВ.
20. Методика расчета поступления вредных веществ от инженерных сооружений в процессе их эксплуатации.
21. Принципы обеспечения экологической безопасности производственных зданий.
77
22. Принципы обеспечения экологической безопасности гражданских
зданий.
23. Принципы обеспечения экологической безопасности жилых зданий.
24. Принципы обеспечения экологической безопасности пожаровзрывоопасных производств.
25. Регулирование выбросов при НМУ.
Заключение
Уровень развития строительного производства в настоящее время опр еделяется в числе других условий наличием высококвалифицированных специалистов. Знание основ экологической безопасности строительства позволит будущему специалисту-строителю планировать и проводить мероприятия,
направленные на экономию энергоресурсов, охрану окружающей среды, на повышение эффективности работы оборудования.
Приобретенные в результате изучения учебного пособия знания о состоянии природной среды в РФ, основных факторах, влияющих на окружающую
среду и здоровье человека, расчете выбросов вредных веществ в атмосферу,
водном составе городов при различных загрязнениях, а также организационно правовых и территориальных ограничениях распространения вредных веществ
для специалиста в области экологической безопасности строительства в дальнейшем будут являться фундаментальной информационной базой, которую
можно эффективно применять в случаях возникновения сложных ситуаций при
возведении и реконструкции зданий, а также самостоятельно расширять ее объемы за счет изучения новых достижений в науке и технике.
78
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Архангельская, Л.Н. Шум на производстве и меры по борьбе с ним/Л.Н. Архангельская. – М.: Недра, 1971.- 70 с.
2. Батчер, С.Р. Введение в химию атмосферы/С.Р. Батчер. – М.: Мир, 1977.-267 с.
3. Берлянд, М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения
атмосферы/М.Е. Берлянд. – Л.: Наука, 1975 – 50 с.
4. Будыко, М.И. Глобальная экология/М.И. Будыко. – М.: Мысль, 1977.- 318 с.
5.Безопасность жизнедеятельности: словарь-справочник; под ред. С.Ф. Гребенникова, СПб, Лань, 2001.- 302 с.
6. Вернадский, В.И. Химическое строение биосферы/В.И. Вернадский. – М.:
Наука, 2001.-376 с.
7. Джувеликьян, Х.А. Экология и человек/Х.А. Джувеликьян. – Воронеж: ВГУ,
1999.- 260 с.
8. Елагин, Ю.П. Атомная энергетика в нашей жизни/Ю.П. Елагин. – М.: Курчатовский институт, 1992. – 38 с.
9. Жилов, Ю.Д. Справочник по медицине труда и экологии/Ю.Д. Жилов.-М.:
Высшая школа, 1995. – 173 с.
10. Козлов, А.Т. Эколого-экономические проблемы региона/А.Т. Козлов.- Воронеж, ВГЛТА, 1996. – 164 с.
11. Маслов, Н.В. Градостроительная экология/Н.В. Маслов. – М.: Высшая школа,
2002. - 282 с.
12. Матросов, А.С. Управление отходами/А.С. Матросов. – М.: Гардарики, 1999.
– 480 с.
13. Методологические аспекты исследования биосферы. – М.: Наука, 1975. – 454
с.
14. Негробов, О.П. Основы экологии и природопользования. Гидросфера/О.П.
Негробов. - Воронеж: ВГУ, 1997.- 295 с.
15. Новиков, Э.А. Человек и литосфера/ Э.А. Новиков. – Л.: Недра, 1976.- 147 с.
16. Одум, Г.Э. Энергетический базис человека и природы/Г.Э. Одум. – М.: Прогресс, 1978. – 373 с.
17. Охрана окружающей среды. Закон РФ №7. - Российская газета №2874 от
12 января 2002 г.
18. Очистка природных и сточных вод: справочник. – М.: Высшая школа, 1994. –
333 с.
19.
Передельский,
Л.В.
Строительная
экология:
учеб.
пособие/Л.В.Передельский. – Ростов-на-Дону: Феникс , 2003. – 310 с.
20. Полосин, И.И. Охрана атмосферы от выбросов промышленной вентиляции и
котельных: учеб. пособие/И.И. Полосин. – Воронеж: ВГАСУ, 2007. – 189 с.
21. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат,
1979. – 443 с.
22. Сазонов, Э.В. Экология городской среды: учеб. пособие/Э.В.Сазонов.– Воронеж: ВГАСУ, 2009 – 305 с.
23. Скрыпник, А.И. Очистка вентиляционных выбросов от химических вредных
веществ: учеб. пособие/А.И. Скрыпник. – Воронеж: ВГАСУ, 2002. – 117 с.
79
24. Сметанин, В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель/В.И.
Сметанин. – М.: Колос, 2003.- 96 с.
25. Смирнов, В.И. Охрана окружающей среды при проектировании городов/В.И.
Смирнов. – Л.: Стройиздат, 1981.- 167 с.
26. Хомич, В.А. Экология городской среды/В.А. Хомич. – М.: АСВ, 2006.- 240 с.
27. Шевцов, К.К. Охрана окружающей природной среды в строительстве/К.К.
Шевцов. – М.: Высшая школа, 1994.- 238 с.
28. Ярошевский, Д.А. Санитарная техника городов/Д.А.Ярошевский. – М,:
Стройиздат, 1990.- 320 с.
29. Environmental Science. The Way the World Works B. Nebel. (Б. Небел. Наука
об окружающей среде. Т.2. –М.: Мир, 1993. – С. 107 – 110).
30. Доклады об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей
среды Воронежской области за 2001 – 2003 гг. - Воронеж: ВГУ. – 510 с.
31. СНиП 2.07.01-89* - Градостроительство и "Архитектурная физика"; под ред.
Н.В. Оболенского. - М.: Стройиздат, 2001.
32. www.wikipedia.ru.
33. СанПин 2.2.1/2.1.1-1200-03 – Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. – М.: Минздрав РФ: 2003 г. 36с.
Учебное издание
Скрыпник Алексей Иванович
Яременко Сергей Анатольевич
Шашин Алексей Викторович
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ
И ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ
Учебное пособие
для студентов бакалавриата и магистратуры
направления 270100 «Строительство»
Редактор Аграновская Н.Н.
Подписано в печать 21.10.2013. Формат 60 × 84 1/16. Уч.-изд. л. 5,0. Усл.-печ. л.5,1
Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ № 449.
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии
издательства учебной литературы и учебно-методических пособий
Воронежского ГАСУ
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
80
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
40
Размер файла
951 Кб
Теги
безопасности, 550, основы, скрыпника, экологической
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа