Экологические проблемы урбанизации.

Урбанизация – исторический процесс повышения роли городов в развитии общества, который охватывает социально-профессиональную, демографическую структуру общества, его образ жизни, культуру, размещение производительных сил, расселение и т.д. Процесс урбанизации характерен для общества со времен античности. Процесс особенно ускорился с началом промышленной революции и, в настоящее время он идет к завершению, поскольку большая часть населения уже проживает в городах. Новым в процессе урбанизации является ускоренное разрастание наиболее крупных городов с превращением их в городские агломерации (мегаполисы). В России крупнейшими городскими агломерациями являются Московская, Санктпитербургская, Нижегородская, Екатеринбургская. Урбанизация вызвана с одной стороны ростом производительности труда в сельском хозяйстве и появлением избыточного сельского населения, а с другой – экономическими, образовательными, культурными, социальными возможностями городского образа жизни. Одновременно, урбанизация порождает немало проблем, в том числе и экологических.

Основная проблема городов – загрязнение окружающей среды – атмосферы, гидросферы и почв. Это ведет к ухудшению многих условий жизни. Загрязнение атмосферы сопровождается не только повышением концентрации вредных веществ, но и снижением уровня солнечной радиации, увеличением количества осадков. Загрязнения городской среды ведет к повышению уровня заболеваемости и снижению продолжительности жизни городских жителей по сравнению с населением сельской местности. Скученность населения в городах ведет к снижению рождаемости, понижению показателей здоровья детей. Рождаемость в большинстве городов с населением более 1 млн. не дает простого воспроизводства населения. Численность и рост населения этих городов поддерживаются за счет притока извне. Цена преимуществ городского образа жизни достаточна велика.

Жизнь городского населения возможна только в искусственных условиях при наличии крупных энергетических субсидий. Энергия топлива обеспечивает городскому населению постоянный подвоз продуктов питания, централизованное водоснабжение, теплоснабжение, подачу электроэнергии, канализацию жидких и вывоз твердых отходов, городской транспорт, связь, охрану общественного порядка. Нарушение любого из этих необходимых условий делает немедленно городскую жизнь невозможной. Жизнь сельского населения в значительной степени автономна.

Высокая плотность городского населения является причиной загрязнения среды. Количество загрязнений пропорционально численности населения. Использование централизованного водоснабжения и канализации увеличивает количество жидких отходов в 10-25 раз. В сельской местности большая часть твердых отходов используется на корм скоту, в качестве топлива или компостируется, т.е. возвращается в естественный круговорот веществ. В городе все превращается в отходы, требующие удаления, переработки, складирования. Средний городской житель производит ежедневно 0,4-0,5 м³ сточных вод, 0,7-0,8 кг твердого мусора, 0,3-0,6 кг твердых промышленных отходов, 0,4-1,1 кг выбросов в атмосферу, т.е. суммарное количество отходов составляют 145-185 т/год на одного человека, из которых на долю ТБО приходится до 1 т. Строго говоря, все отходы представляют собой полезные вещества, оказавшиеся в неподходящем месте. При надлежащей, своевременной сортировке все отходы могли бы быть с пользой применены в различных отраслях хозяйства. Фактически проблемой является только сортировка отходов. Сортировка даже малой части отходов уменьшила бы соответственно количество загрязнений среды. Физически качественная сортировка возможна только до смешивания отходов, а значит эта задача не выполнима. По этой причине современное городское хозяйство вынуждено заниматься удалением отходов, их частичной вторичной сортировкой, нейтрализацией, складированием и захоронением.

Твердые городские отходы подразделяются на промышленные (ТПрО) и бытовые (ТБО). Проблема промышленных отходов относится к задачам промышленной экологии и решается, обычно, на стадии проектирования предприятий. К ТПрО можно отнести также бытовые отходы, представляющие собой изделия и машины, отслужившие свой срок. ТПрО могут содержать токсичные компоненты, степень опасности которых оценивается по величине предельно допустимой концентрации вещества в почве ПДК_Пi. Степень опасности определяется также относительной долей C_i вредного вещества в отходах и его растворимостью S_i. Для интегральной оценки опасности отходов используют индексы токсичности K_Ti веществ, составляющих данные отходы:

, мг/кг

Чем меньше К_Тi, тем опаснее вещество. Среднеарифметическое индивидуальных индексов токсичности трех наиболее токсичных соединений, содержащихся в отходах, дает индекс токсичности К_а. Его величина определяет класс токсичности и степень опасности отходов (табл. 3.2).

Состав ТБО или коммунальных отходов несколько варьируется в зависимости от страны, климатической зоны и других факторов. Тем не менее, размах варьирования невелик. Основными компонентами ТБО являются пищевые отходы (30-40%), бумага и картон (20-30%). На дерево, металл, текстиль, кожу, резину, кости,

полимерные материалы, стекло приходится по 2-5%. Все остальные отбросы составляют 10-15%. Общей тенденцией является постоянное увеличение доли отходов полимеров.

Таблица 3.2. Степень опасности отходов

ТБО создают условия для размножения насекомых, грызунов, загрязняют воздух, ухудшают санитарную обстановку. Известно более 20 методов обезвреживания и утилизации ТБО. Наибольшее распространение получили методы складирования на полигонах, сжигание и компостирование. Складирование на полигонах требует минимальных капитальных вложений, но больших площадей вблизи городов. При выборе площадок для полигонов следует учитывать целый ряд факторов: технические требования, характер грунтов и расположение грунтовых вод, роза ветров, социально-экономические аспекты и др. После закрытия полигонов их содержимое изолируется грунтом и может быть спустя определенное время использовано для хозяйственных целей. В крупных городах уже длительное время используется термическое обезвреживание ТБО. Наиболее распространенным способом является сжигание сортированных или несортированных отходов в топках мусоросжигательных котлов. Метод позволяет провести огневое санитарно-гигиеническое обезвреживание отходов, получать тепло и уменьшить массу выбросов. Недостатком метода является получение большого количества выбросов в атмосферу, в том числе и таких опасных, как диоксины. Реже используются слоевое или камерное сжигание обогащенных отходов в топках энергетических котлов или во вращающихся печах и пиролиз.

В городах с населением до 500 тыс. жителей применяют метод полевого компостирования. Из измельченных ТБО формируют штабели, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования. Зрелый компост используется как удобрение. Проблемой является уровень содержания токсичных примесей в компосте и удаление бионеразлагаемых компонентов.