Экология города ХХ века

Загрязнение воздуха  отработавшими газами автомобилей

Основная причина загрязнения  воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К  тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий  ядовитые вещества и выбрасывающий  их в атмосферу.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Уровень загазованности магистралей  и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха.

На скорость распространения  загрязнения и концентрацию его  в отдельных зонах города значительно  влияют температурные инверсии. В  основном, они характерны для севера европейской части России, Сибири, Дальнего Востока и возникают, как  правило, при штилевой погоде (75% случаев) или при слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземные концентрации возрастают в несколько раз.

Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это обусловлено  тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное  действие. До 50% дневного поступления  свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.

Поступления углеводородов  в атмосферный воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разливе бензина. По данным американских исследователей в Лос-Анджелесе  за сутки испаряется в воздух около 350 тонн бензина. И повинен в этом не столько автомобиль, сколько сам  человек. Чуть-чуть пролили при заливке  бензина в цистерну, забыли плотно закрыть крышку при перевозке, плеснули на землю при заправке на автозаправочной  станции, и в воздух потянулись различные  углеводороды.

Шумовое воздействие

В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для  большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ.

Шум в больших городах  сокращает продолжительность жизни  человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать  причиной нервного истощения, психической  угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной  и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.

Массовые физиолого-гигиенические  обследования населения, подвергающегося  воздействию транспортного шума в условиях проживания и трудовой деятельности, выявили определённые изменения в состоянии здоровья людей. При этом изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, слуховой чувствительности зависели от уровня воздействующей звуковой энергии, от пола и возраста обследованных. Наиболее выраженные изменения выявлены у лиц, испытывающих шумовое воздействие в условиях, как труда, так и быта, по сравнению с лицами, проживающими и работающими в условиях отсутствия шума.

Высокие уровни шума в городской  среде, являющиеся одним из агрессивных  раздражителей центральной нервной  системы, способны вызвать её перенапряжение. Городской шум оказывает неблагоприятное  влияние и на сердечно-сосудистую систему. Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах.

Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно действуют  прерывистые, внезапно возникающие  шумы, особенно в вечерние и ночные часы, на только что заснувшего человека. Внезапно возникающий во время сна  шум (например, грохот грузовика) нередко  вызывает сильный испуг, особенно у  больных людей и у детей. Шум  уменьшает продолжительность и  глубину сна. Под влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается  на час и более, сон становится поверхностным, после пробуждения  люди чувствуют усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение.

Отсутствие нормального  отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся  в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое  переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких как  расстройство центральной нервной  системы, гипертоническая болезнь.

Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.

Уровень уличных шумов  обуславливается интенсивностью, скоростью  и характером (составом) транспортного  потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких  элементов благоустройства, как  покрытие проезжей части и наличие  зелёных насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень  транспортного шума в пределах до 10 дБ.

В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем  потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению  уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжёлый шумовой  режим.

Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения (эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные магистрали, всего на 10-15 дБ ниже.

Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобильности. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя. Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза.

За последнее время  средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ. Вот  почему проблема борьбы с шумом в  городе приобретает всё большую  остроту.

Общие экологические  проблемы городов

Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных  из них, связаны с чрезмерной концентрацией  на сравнительно небольших территориях  населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения  мира в 1.5-2.0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1939 – 1979 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних – в 3 и малых – в 2 раза.

Социально-экономическая  обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах, в том числе и у нас в России. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города, примером может служить Москва, Кузбасс и другие.

Круговорот вещества и  энергии в городах значительно  превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного  потока энергии Земли – 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем – 0.1 Вт/м2. В городах она возрастает до 30-40 Вт/м2.

Над крупными городами атмосфера  содержит в 10 раз больше аэрозолей  и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный  транспорт. Более активная конденсация  влаги приводит к увеличению осадков  на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности  воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6°С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Города потребляют в 10 и  более раз больше воды в расчете  на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

Водоносные горизонты  под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а, кроме того, загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских  территорий. На больших площадях, под  магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций – парки, скверы, дворы – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Растительный покров городов  обычно практически полностью представлен  “культурными насаждениями” –  парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

Список литературы

1. http://www.ecoedu.ru/index.php?r=12