Лекции по "Экология"

В центре города основное влияние на экологию оказывает автотранспорт (80 % загрязнения в пределах Садового кольца Также сильное загрязнение от автотранспорта ощущается вдоль крупных автомагистралей (50-250 метров, в зависимости от застройки и зеленых насаждений). Промпредприятия расположены в основном на юго-востоке (вдоль Москвы-реки) и на востоке города. Самые чистые районы — Ясенево, Крылатское, Строгино, район метро Юго-Западная, а также за пределами кольцевой дороги — Митино, Солнцево. Самые грязные — Марьино, Братеево, Люблино, районы внутри Садового кольца.

        Вост. округ Москвы.На территории округа имеется несколько крупных промзон, к-рые существенно влияют на экологию прилежащих районов. Наиболее чистые районы — прилегающие к лесопарку «Лосиный остров» и Измайловскому парку, а также находящиеся за кольцевой автодорогой — Новокосино, Косино, Жулебино. Наиболее грязные — прилегающие к центральному и юго-восточному округам.

        Юго-Вост. округ Москвы.Один из самых загрязненных в Москве. На качество атмосф. воздуха в основном влияют Капотненский нефтеперераб. комбинат и Люблинский сталелитейный завод, а также множество предприятий, расположенных вдоль Москвы-реки. Предприятия-загрязнители имеются практически на всей территории округа. Особенно загрязнены — Марьино, Люблино, Капотня.

        Южн. округ Москвы. На качество атмосф. воздуха в основном влияют Московский НПЗ и   Люблинский  литейно-механич.завод. Наименее загрязненные муницип. округа (в порядке возрастания загрязненности): Чертаново (исключая Варшавское шоссе), Бирюлево. Микрорайоны Братеево и Орехово-Борисово имеют небольшое количество выбросов, но рельеф местности способствует накоплению вредных веществ в воздухе, что делает эти микрорайоны одними из самых загрязненных в Москве в те дни, когда метеоусловия способствуют накоплению вредных примесей в атмосфере. Именно из этих районов поступает наибольшее количество жалоб от населения.

        Юго-Зап.округ Москвы один из самых чистых. Наиболее чистые муниципальные округа — Ясенево, Теплый стан. Северное Бутово. На территории округа не имеется особо крупных источников загрязнения атмосф. воздуха, но крупные источники загрязнения Южн. округа влияют на вост. часть Юго-Зап. округа.

         3апад. округ Москвы. Наиболее чист.районы —Солнцево и Новопеределкино, находящиеся за пределами МКАД. На территории округа очень крупных источников загрязнения атмосф. воздуха нет, но есть несколько промзон (вдоль Можайского шоссе, Кутузовского пр.), к-рые ощутимо влияют на экологию этого района.

       .Северо-запад. округ Москвы самый чистый. Наиболее чистые муниципальные округа — Митино, Строгино. На территории округа крупных источн. загрязнения атмосф. воздуха нет. Автотранспорт сильного влияния на экологию не оказывает, за исключ. районов вдоль крупных шоссе, проходящих через этот округ.

      Северн. округ Москвы. В целом загрязнение не очень сильное. Имеется крупная промзона в районе станции метро Войковская. Южная часть загрязнена сильнее северной.

    .Северо-вост. округ Москвы. Северная часть округа намного чище южной. Севернее станции метро ВДНХ существенно влияющих на экологию промзон нет, но есть отдельные предприятия, влияющие на экологию близлежащих районов, южнее ─несколько не очень крупных промзон и большое количество автотранспорта.

     .Центральный округ Москвы один из самых загрязнённых. Основной источн. загрязнения атмосф. воздуха ─ автотранспорт. Основные загрязняющие вещества — СО и NO2, санитарные нормы последнего превышены в среднем в 2-3 раза. Крупных пром источников загрязнения нет.

       3доровье москвичей. Заболевания москвичей в среднем выше, чем по др. районам страны: распространены болезни органов дыхания, астма,различ.виды аллергии, сердечно-сосуд. заболеваний, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Из 94 крупнейших городов мира Москва по рождаемости на 62-м, по смертности — на 70-м, по естественному приросту — на 71-м месте. Выживаемость детей во многих столицах мира в 2-3 раза выше, чем в Москве. Загрязнение атмосф. воздуха в Москве привело к постоянному росту аллергич. и астматич. заболеваний у детей и высокой смертности среди пожилых людей в периоды летнего смога.

        В докладе о состоянии здоровья населения Москвы в 2008 году, отмечается: в 2008 году, как и в прошлые годы, основными причинами смерти населения Москвы явл. болезни системы кровообращения (56,5 %), злокачественные новообразования (19,0 %), травмы, отравления и др. внешние причины (6,9 %). На долю всех остальных причин смерти приходится 17,6 %..В структуре смертности москвичей от болезней системы кровообращения наибольш. удель. вес приходится на ишемическую болезнь сердца — 55,9 % и цереброваскулярные заболевания — 32,2 %. В структуре смертности от злокачественных новообразований преобладает онкопатология пищеварительной системы 38,5 % и органов дыхания — 14,3 %.

        Московское метро — Пробы воздуха метро : превышение ПДК NO2, а также CО и СО2. Зафиксировано и нарушение санитарных норм по содержанию пыли. Как объяснили в центре экологич. оценки «Эколайн», оксиды N и C не явл. специфическими для метро загрязняющими веществами, они попадают сюда с поверхности. Вентиляционные шахты метро расположены вдоль автомагистралей, и отравленный транспортными выбросами воздух спускается в тоннели. 27 самых «грязных» станций (превышение ПДК в 1,4 раза) как раз и находятся в центре города, вблизи автодорог и привокзальных площадей. В столичной подземке обнаружены все возможные нарушения санитарных правил и требований к микроклимату производственных помещений. Работники машинных залов трудятся в условиях плохой вентиляции и повышенной на 5—6 градусов сверх нормы темп-ры воздуха, а концентрация смешанной пыли здесь превышает ПДК от 1,6 до 9,7 раз. Увеличение темп-ры воздуха (замеры делались зимой и весной) отмечено даже на нек-рых контрольно-пропускных пунктах и в кабинах дежурных по станции.

      Радиация. Самыми опасными предприятиями в Москве ─ Курчатовский институт  и МИФИ, где действуют исследовательские ядерные реакторы. В одном «курчатнике» скопилось порядка 6 т отработанного ядерного топлива и радиоактивных отходов суммарной активностью 3 млн кюри. По информации центра «Радон-пресс», в июне МосНПО «Радон» отправил на кондиционирование 41 машину с радиоакт. отходами.С территории Московского завода полиметаллов и прилежащего берега Москвы-реки изъято более 14 т радиоактивного грунта. Из Строгина было вывезено 1340 кг грунта, металла и окалины, загрязненных радионуклидами.

На 19 московских рынках было изъято 818,75 кг черники, клюквы и грибов, загрязненных радионуклидами.

        Разработаны  перспективные направления развития экологич. политики мегаполиса Москва до 2020 года.

              Лекции 9-10. Раздел 4. Принципы создания экологически безопасных производств. Темы  9-14.Основные вредные факторы машиностроительных производств.Принципы создания малоотходных производств.Технологии обезвреживания выбросов в атмосферу, обезвреживания сточных, вод и почв, обезвреживания энергетич. выбросов ( шумы, вибрация, электромагнитные излучения), рециклинга и обезвреживания отходов.

        Решение соврем.экологич. проблем ─ сложная задача. Пример ─ выброшенные полиэтилен. пакеты. По оценочным данным ежегодно покупатели всего мира уносят домой 500 ─ 1000 млрд пластиковых пакетов, то есть по 150 шт. в год на каждого жителя Земли (журнал «Нью сайинтист»-краткое изложение в журн. «Наука и жизнь, 2005 г.,№3). Британская ассоциация производителей пластмасс утверждает, что пластиковые пакеты — «гигиеничная, прочная, водонепроницаемая, удобная тара для покупок». А представитель международной организации «Друзья Земли» заявляет: «Это бесполезная трата ресурсов на вещь, к-рая используется лишь один раз — донести покупку от магазина до дома». Производители парируют: «Каждый упаковочный мешок используется как минимум дважды: им выстилают мусорное ведро, чтобы удобнее было выносить мусор».

       Но это видимая сторона дела. Англ. ученые обнаружили микроскопич. частицы полиэтилена и др. полимеров в песке морских пляжей и в иле, поднятом со дна у Плимута. Это продукты распада материала сумок, бутылок и др. пластиковых отбросов. Частицы полимеров нашли в пробах планктона, их количество там растет начиная с 60-х годов 20 века (в музеях есть пробы планктона за много десятилетий). Доказано, что планктонные рачки, фильтруя из воды пищу, заглатывают и частицы полимеров. Пока неясно, попадает ли полиэтилен в рыбу, питающуюся планктоном, и доходит ли по пищевой цепочке до человека. А если доходит — то откладывается ли в каком-либо органе или без последствий выводится. Пока мешок не распался и плавает в море, его может проглотить какое-либо животное. Морские черепахи, часто принимают полиэтилен. мешок за медузу и гибнут от закупорки кишечника. В 2002 году в Нормандии выброшен на берег дохлый кит, в кишечнике к-рого обнаружили 800 кг пластиковых пакетов и др. упаковки. По оценкам австралийс. экологов, ежегодно из-за полиэтилен. пакетов гибнут десятки тыс. птиц, китов, тюленей и черепах.

       Разрабатывают различные методы решения проблемы пластиковых мешков:

Основные вредные факторы машиностроит. и др. отраслей пром. Производства. Для добывающих отраслей характерны следующие негатив. факторы: а)изменение целостности массивов пород из-за проходки горных выработок и скважин;2) нарушение земель, образование антропогенных форм рельефа;3) изменение водного баланса территории; 4) запыление атмосферы, связанное со взрывными работами при открытой добыче; 5) изменение всего ландшафта, образование так называемых техногенных ландшафтов с почти полным отсутствием почвенного покрова, растительности, микроорганизмов.

    Принципы создания  малоотходных производств. Сегодня перед человечеством стоит задача осуществления устойчивого развития на основе обеспечения  сбалансированного с природой техногенного круговорота веществ и энергии. Образцом служат природные круговороты углерода, воды, азота и др. компонентов биосферы.

     Основные направления развития современного производства  ─ комплексное использование сырья и образующихся отходов, сортировка и рециклинг отходов, надежное безопасное для природной среды складирование (захоронение)не поддающихся на современном этапе отходов.

    Генеральным направлением обеспечения экологич. безопасного развития  техносферы является создание и расширение применения малоотходных технологий.Безотходные технологии практически не могут быть созданы, поскольку теоретически нельзя избежать рассеяния энергии.

        Искусственный фотосинтез: Китайцы сделали шаг к искусственному фотосинтезу (ИФ). Под руководством Сяня Фу Чжана из университета науки и технологии провинции Хэбэй открыла, что углеродные нанотрубки могут стать тем недостающим звеном в механизме ИФ, к-рый пока пробуют воспроизвести химики. ИФ мог бы оказаться полезным для производства углеводородного топлива, очистки атмосферы от парниковых газов и в целом ряде других приложений.Однако, несмотря на то что в целом процесс фотосинтеза учёным ясен, отдельные тонкости продолжают оставаться непрояснёнными.

              Определены ранее  загадка четырёх атомов марганца и компьютерная модель фотосинтеза.Среди подобных элементов системы фотосинтеза есть такой, к-рый учёные пока не могли воспроизвести искусственно. Речь идёт о хранении электронов. Дело в том, что для создания сложных углеводородов требуется наличие в одном месте нескольких возбуждённых электронов (в ходе фотосинтеза проходит несколько реакций окисления и восстановления с участием сложных биологич. молекул, передающих электроны друг другу). А один квант света способен "поставить" только один электрон. Так что в системе должен быть "накопитель", готовый принять много электронов и в нужный момент отдать их все.

                 Китайские учёные установили, что одностенные углеродные нанотрубки прекрасно подходят на эту роль, так как их атомы способны совместно принимать электроны. Оставалось только найти достаточно небольшую молекулу, способную связываться с нанотрубкой и при этом выдавать сразу помногу электронов под действием света.

                   Оказалось, что такой молекулы нет, но зато есть интересное соединение фталоцианин (Phthalocyanine— PC), способное выдать один электрон при поглощении света. Это вещество, кстати, применяется в качестве фоточувствительного слоя в наиболее совершенных вариациях записываемых компакт-дисков (CD-R). Сянь Фу Чжан и его коллеги поняли, что искомую систему можно создать, если соединить нанотрубку нужной длины с большим числом молекул PC. Это и удалось проделать. 120 молекул PC было присоединено к одной нанотрубке длиной всего 1 микрометр. В ходе опыта выяснилось, что при облучении полученного комплекса видимым светом молекулы PC выдавали электроны, и 25% от их числа сохранялось в нанотрубке.

    Китайские специалисты полагают, что на основе такого комплекса можно будет создать и фотоэлектрическую панель, и искусств. систему фотосинтеза, в к-рой электроны помогают преобразованию молекулы NADP (никотинамид аденин динуклеотид фосфат) в её восстановленную форму NADH, к-рая в фотосинтетич. организмах, к примеру, принимает участие в превращении CO2 и H2O в Углеводороды.

                        Раздел 5. Экологии и экономика.Тема 15. Экологизация экономики. Финансирование экологических проектов.Тема 16. Экология и бизнес. Экологическоепредпринимательство.

Теоретич. на создание малоотходных технологий необходимо направлять до 80%  инвестиций. Однако в наст. время даже для стран, уделяющих большое внимание экологии и располагающих финансовыми возможностями, например, Германии, характерно выделение на малоотходные технологии около 20% средств и 80% на «технологии конца трубы», т.е. на улавливание отходов.Обусловлено это тем, что для  современных производств во всем мире характерен весьма низкий уровень полезного использования сырья. Сообщают, что он  составляет  примерно 3 %.

      В настоящее время бизнес активно входит в решение экологич. проблем.Об этом свидетельствуют следующие факты: 1)Использование термина «экология в различных вариантах как бренд-формирующего фактора в названиях фирм и их продукции; 2) Предприятия внедряют не только очистные сооружения, но и расширяют объем работ по рециклингу и утилизации отходов;3) возрастает объем инвестиций фирмами НИР и НИОКР по экологич. тематике, альтернативным источникам энергии и т.д.

              Тематика лекций №9 и 10 рекомендована студентам как основная для самостоятельной работы при подготовке к сдаче модулей и практическим занятиям.