автострад дышат газом выхлопных труб.
В то же время горожане стремятся купить личный автомобиль, и это действительно не роскошь, а самое быстрое и удобное средство передвижения.
Во второй части работы рассмотрим, как уменьшить вредное влияние городского транспорта, не слишком сильно ограничивая личную свободу граждан.
Глава 2. Управление качеством и состоянием окружающей среды городов
.1 Решение проблем утилизации бытовых и биологических отходов
В настоящее время транспортировка ТБО (твердых бытовых отходов) в г. Москве производится прямым автовывозом с применением технологии сбора и удаления ТБО с системой несменяемых контейнеров.
Дальность транспортировки зависит от места расположения объекта переработки ТБО.
В последние годы в г. Москве значительно увеличился и парк мусоровозов, в том числе и за счет современных большегрузных мусоровозов ФАУН, закупленных в Германии. На рынке вывоза ТБО за счет проводимой технической и тарифной политики возникла конкуренция, что положительно отразилось на режиме вывоза мусора от домовладений.
Большой эффект по дальнейшему улучшению ситуации с вывозом ТБО дает внедрение двухстадийного вывоза отходов за счет ввода в эксплуатацию мусороперегрузочных станций.
По этому методу в городе размещаются мусороперегрузочные станции, на которые привозят в небольших мусоровозах, удобных для внутригородских перевозок, бытовые отходы. На станции отходы дополнительно прессуются и перегружаются в большие мусоровозы, имеющие полезный объем кузова около 50 куб. м, способные перевозить не менее 25 т отходов. Отходы могут прессоваться в самом мусоровозе или на станции в специальные брикеты.
По технологическому принципу методы переработки ТБО делятся на:
биологические,
химические,
термические,
механические,
смешанные.
Наибольшее распространение в мире получили методы складирования (механические), сжигания (термические) и компостирование.
Как уже отмечалось, напряженное положение с переработкой бытовых отходов в городах сложилось из-за быстрого роста городов и, следовательно, увеличения объемов и протяженности транспортировки отходов. Проще говоря, убирать отходы стало очень дорого. Поэтому интенсивно идет поиск эффективных технологий методов переработки отходов.
В мире отмечаются следующие тенденции:
преселективный сбор ТБО с обязательным разделением органической и минеральной частей и выделением из мусора черных и цветных металлов, пластмассы, стекла, бумаги, пищевых отходов и т. д.;
извлечение и переработка ценных компонентов ТБО во вторичное сырье;
расширение рынка сбыта для переработанной продукции;
усиление законодательных мер по воздействию на рыночные силы, направленные на стимулирование отраслей по переработке вторичных продуктов, извлеченных из ТБО;
введение экологического налога на продукцию, использующую или упакованную в материалы, которые не могут быть в дальнейшем переработаны.
Что касается утилизации биологических отходов, то единственным путем решения проблемы обезвреживания биологических отходов в Московском регионе является создание системы, включающей организационные и финансовые аспекты, тарифную политику на сбор и обезвреживание отходов, создание технической базы по сбору, транспортировке и переработке отходов.
На первом этапе реализации разработанной программы предполагается:
разработка организационной и финансовой модели функционирования системы;
создание парка транспортных средств;
реконструкция завода «Эколог», включая строительство участков высокотемпературного обезвреживания особо опасных биологических отходов, двух технологических линий по переработке условно опасных отходов в кормовые добавки.
Производственная мощность завода после реконструкции обеспечит обезвреживание и утилизацию до 40% биологических отходов Московского региона, в том числе 100% особо опасных отходов.
Расчеты показывают, что для полного уничтожения имеющихся в Московском регионе биологических отходов необходимо иметь не менее 3 специализированных ветеринарно-санитарных заводов с оборудованием для производства кормовых добавок из благополучных биологических отходов и одного специализированного комплекса для уничтожения особо опасных инфицированных и токсичных отходов.
2.2 Повышение качества водоснабжения городов
Управление качеством воды в городах предполагает выполнение следующих мероприятий:
организацию народно-хозяйственной деятельности так, чтобы уменьшился уровень загрязнений источников водоснабжения;
административное и экономическое воздействие на предприятия и граждан с целью уменьшения объемов сбросов и выбросов;
оптимизацию технологий очистки воды в системе «стоимость - качество»;
модернизацию системы распределения и подачи воды с целью уменьшения потерь воды;
проведение организационно-экономических мероприятий в системе водопотребления в городе, способствующих экономному использованию воды.
Необходимым условием управления качеством воды является развитая система экологического мониторинга источников водоснабжения и прилегающих к ним территориям. Мониторинг предполагает решение следующих задач:
создание баз данных по экологическому состоянию источников водоснабжения с использованием электронных карт загрязнений;
паспортизацию объектов-загрязнителей (промышленных и сельскохозяйственных предприятий, селитебных зон), находящихся вблизи источника водоснабжения с использованием комплексных показателей экологической опасности;
изучение трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, речной воде, поверхностном стоке и математическое моделирование этих процессов;
расчет баланса загрязняющих веществ в источнике водоснабжения;
прогнозирование вероятности ухудшения качества воды источника водоснабжения, а также долгосрочный прогноз тенденций изменения качества воды водоисточника.
Для снижения антропогенной нагрузки в районах источников водоснабжения должны быть разработаны программы и первоочередные мероприятия, направленные на снижение содержания загрязняющих веществ, поступающих с промышленными и бытовыми сточными водами, с поверхностным стоком с селитебных и сельскохозяйственных территорий.
По мере роста благосостояния общества появляется возможность использовать дорогие технологии для получения более чистой воды. Традиционная технология дополняется методами биологической очистки, озонирования, сорбции, внедрения эффективных коагулянтов и флокулянтов. Применение каждого метода, выбор его параметров и места в технологической схеме определяются в каждом конкретном случае с учетом степени загрязнения водоисточника, технической возможности реализации, условий развития системы водоснабжения и т. д.
Современная технология подготовки питьевой воды включает в себя следующие стадии:
периодическую обработку воды перманганатом калия и порошкообразным активным углем для первичной дезодорации воды;
коагуляционную обработку, предусматривающую использование новых высокоэффективных катионных флокулянтов в сочетании с коагулянтом, что способствует большему осветлению воды, уменьшению бактериальных загрязнений и удалению органических соединений;
осветление воды в тонкослойных отстойниках, основное достоинство которых заключается в высокой степени осветления при сокращении площади сооружений по сравнению с традиционным отстойником. Новизна решения заключается в дополнении отстойников флотационными камерами на выходе, что обеспечивает более полное удаление мелкодисперсной взвеси.
Следующие стадии обработки - озонирование, фильтрование и сорбция. Озонирование осуществляется в контактных бассейнах, которые, в отличие от обычных, позволяют совместить процесс озонирования с флотацией.
Применение озонирования необходимо для:
уничтожения трудноокисляемых органических соединений, в том числе, высокотоксичных, для снижения грязевой нагрузки на сорбент и увеличения срока его службы;
создания возможности протекания биологических процессов очистки на зернистых и сорбционных фильтрах, что также способствует увеличению срока службы последних;
достижения высокой надежности по уничтожению вирусных загрязнений.
На стадии сорбции происходит удаление растворимых органических примесей и нежелательных продуктов, образующихся в процессе очистки на предыдущих стадиях, и окончательная дезодорация воды.
На завершающей стадии вода подвергается обеззараживанию хлором. В данном случае образование хлорорганических соединений практически не происходит в связи с глубоким удалением органических веществ из воды на предыдущих стадиях.
Предложенная технология обеспечит надежную барьерную роль очистных сооружений в отношении микробиологических и паразитологических загрязнений. Включая колифаги и цисты лямблий, а также токсичных химических элементов и соединений, которые могут присутствовать в водоисточнике в концентрациях, превышающих ПДК, особенно при аварийных сбросах загрязнений: кадмий, барий, 4-хлористый углерод, хлороформ, бензапирен, пестициды, нефтепродукты, фенолы и другие. Технология также устраняет запахи и привкусы, присутствие которых в питьевой воде является одной из наиболее острых проблем.
Мировой опыт эксплуатации водоснабжения и существующие законодательные и нормативные документы показывают, что получение питьевой воды, отвечающей требованиям стандартов, после очистных сооружений не всегда гарантирует сохранение этого качества в магистральных водоводах и распределительной сети, особенно при значительной протяженности.
Ухудшение качества питьевой воды при ее транспортировке по распределительным сетям свойственно практически всем системам водоснабжения. Эта тенденция сохраняется независимо от экологической обстановки, санитарно-гигиенического состояния водоисточников, инженерно-конструктивной специфики систем водоснабжения и особенностей технологии водоподготовки. Изменения качественных показателей питьевой воды многообразны и до конца не изучены. Одним из главных направлений является организация эффективного контроля ее качества с уделением особого внимания работам по жалобам потребителей. Ставится вопрос о необходимости представления потребителям регулярной информации о качестве питьевой воды и об ответственности поставщика питьевой воды перед потребителем.
Сокращение водоотбора из источников водоснабжения приводит к улучшению качества питьевой воды в результате того, что при этом в большей степени сохраняется их естественное состояние, повышается эффективность процессов самоочищения по отношению к загрязнениям природной воды. При этом также уменьшается нагрузка на очистные сооружения за счет сокращения скорости фильтрации и увеличения времени контакта очищенной воды с реагентами, что приводит к увеличению барьерной роли сооружений очистки. Наблюдается также дополнительный эффект сокращения объема городских сточных вод и сокращение объемов осадков, образующихся при очистке природных вод на очистных сооружениях водопровода и сооружениях очистки сточных вод.
Основным путем сокращения водопотребления питьевой воды в городе является рациональное использование водных ресурсов потребителями.
Рационализация водопользования в Москве осуществляется по следующим направлениям:
экономия воды в жилищном секторе;
рациональное использование воды на промышленных и коммунально-бытовых предприятиях;
уменьшение потерь в водопроводе.
В жилищном секторе рациональное расходование воды осуществляется за счет реализации следующих мероприятий:
нормализация давления воды во внутреннем водопроводе жилых зданий за счет установки регуляторов давления, автоматизации насосов подкачки, зонирования водопровода холодной и горячей воды;
применение водосберегающей арматуры, сокращение утечек и нерационального расхода воды в жилых зданиях;
контроль водопотребления. Эффект сокращения водопотребления при совершенствовании системы контроля водопотребления составляет 10-15% величины удельного водопотребления в жилых зданиях.
В целом реализация комплекса мероприятий по экономии воды в жилом секторе, включая мероприятия по переоборудованию центральных тепловых пунктов, приводит к достижению удельного водопотребления до величины 220-250 л на человека в сутки.
В промышленности и на предприятиях коммунально-бытового сектора рациональное использование воды достигается за счет следующих мероприятий:
развития системы промышленного водопровода;
применения доочищенных сточных вод в системах технического водоснабжения;
создания оборотных систем и систем многократного использования воды;
совершенствования системы контроля, тарификации и лимитирования водопотребления.
Коэффициент водооборота в г. Москве в настоящее время достиг 78%. Эта величина приближается к мировому уровню. В целом, водопотребление питьевой воды промышленностью сократилось за последние 10 лет на 30%. Мощность созданной в г. Москве системы промышленного водопровода равна 680 тыс. куб. м в сутки. В качестве одного из рассматриваемых способов сокращения водоотбора из поверхностных источников является привлечение подземных вод внешнего пояса Московской области для питьевого водоснабжения г. Москвы. Разработана Генеральная схема объединенной системы водоснабжения города на основе совместного использования поверхностных и подземных вод. Рекомендованные для использования эксплуатационные запасы подземных вод обеспечивают водоотбор в размере 1,8 млн. куб. м в сутки. Такая схема позволяет сократить водоотбор из поверхностных источников на 30%. При этом в систему питьевого водоснабжения вовлекаются защищенные воды высокого качества.
Таким образом, основными направлениями развития системы управления качеством воды в городах являются защита источников водоснабжения, повышение барьерной роли сооружений и сокращение водоотбора из поверхностных источников.
2.3 Приоритетные направления решения проблем городского транспорта
водоснабжение городской транспорт экология
На основании зарубежного и отечественного опыта можно выделить следующие приоритетные направления решения проблемы:
развитие и реконструкция дорожно-транспортной сети;
разработка и внедрение эффективных способов управления транспортными потоками;
использование более качественных видов топлива, катализаторов для нейтрализации выхлопных газов;
разработка транспорта на экологически чистых источниках энергии, таких как газ, электричество.
Данные мероприятия настолько дорогостоящие, что одновременное их осуществление невозможно. Проведем поэтому анализ с целью определения их приоритетности. Оценивать мероприятия будем по критериям эффективности и стоимости.
Эффективность мероприятий можно упрощенно оценить как процент уменьшения объема выбросов.
Стоимость мероприятий также целесообразно провести в расчете затрат на одно автотранспортное средство в единицу времени. Приоритет определим как эффективность на единицу стоимости.
Для таких простых мероприятий, как введение катализаторов, стоимость подсчитывается весьма просто.
Если, например, катализатор на автомобиль стоит в среднем 500 долл. служит 8 лет и снижает валовой выброс на 30%, то приоритет этого мероприятия определится как 30 / (500 / 8) = 0,48.
При оценке приоритета строительства новых дорог нужно вычислить ее пропускную способность, число машин, постоянно использующих новую дорогу, время амортизации дороги, процент увеличения скорости.
Если, например, строительство 4 км. дороги будет стоить 4 млн. долл., ей постоянно будет пользоваться 50 тыс. автомобилей, то в час пик это приведет к увеличению средней скорости от 12 до 30 км/час и, соответственно, к уменьшению валового выброса на 50%.
Внедрение новых способов управления автотранспортом в целом по Москве стоит десятки миллионов долларов, требует закупки системы датчиков движения, средств связи, и эффективность его трудно поддается определению. В более простых случаях, например, при введении одностороннего движения с меньшим количеством светофоров на ограниченных участках дороги, эффективность должна оцениваться в комплексе с изменением движения на соседних трассах, и, как правило, это мероприятие имеет высокий приоритет. Изучение других приведенных выше мероприятий показывает, что они имеют значительно меньший приоритет. Таким образом, и это согласуется с опытом других стран, для решения транспортных проблем нужно, прежде всего, начинать со строительства дорог, затем научиться эффективно регулировать движение и лишь затем внедрить новые виды топлива, катализаторы, новые источники энергии и т.п.
Конечно, на основании частных примеров невозможно делать общие выводы, и приоритетность мероприятий следует определять в каждом конкретном случае отдельно. Но для такого города как Москва приоритетность строительства дорог не вызывает сомнения. В центральной части города более 80% улиц исчерпали свою пропускную способность, а за пределами Садового кольца - 47% магистралей. Средняя скорость в часы пик составляет 12-15 км/час. Реконструкция Московской кольцевой автодороги, строительство внутри города третьего кольца, являются вынужденными мероприятиями, недостаточными для решения транспортной проблемы.
На очереди строительство хордовых магистралей и создание общегородской системы управления автотранспортом на новых принципах с учетом опыта автоматизированной системы управления транспортными потоками «Старт».
Заключение
В результате проведенного исследования были решены следующие задачи:
перечислены и рассмотрены основные проблемы, связанные с низким качеством экологического состояния городов, возникшим вследствие их экономического развития;
рассмотрены основные принципы и пути решения проблем управления качеством и состоянием окружающей среды городов.
Были получены следующие выводы.
Основными проблемами, связанными с низким качеством окружающей среды городов являются:
проблема вывоза и утилизации твердых бытовых и биологических отходов;
проблема управления водным хозяйством;
негативное влияние городского транспорта.
Решение данных проблем предполагает следующие шаги.
Большой эффект по улучшению ситуации с вывозом твердых бытовых отходов дает внедрение двухстадийного вывоза отходов за счет ввода в эксплуатацию мусороперегрузочных станций.
По этому методу в городе размещаются мусороперегрузочные станции, на которые привозят в небольших мусоровозах, удобных для внутригородских перевозок, бытовые отходы. На станции отходы дополнительно прессуются и перегружаются в большие мусоровозы, имеющие полезный объем кузова около 50 куб. м, способные перевозить не менее 25 т отходов. Отходы могут прессоваться в самом мусоровозе или на станции в специальные брикеты.
Что касается водного хозяйства, то необходимым условием управления качеством воды является развитая система экологического мониторинга источников водоснабжения и прилегающих к ним территориям. Мониторинг предполагает решение следующих задач:
создание баз данных по экологическому состоянию источников водоснабжения с использованием электронных карт загрязнений;
паспортизацию объектов-загрязнителей (промышленных и сельскохозяйственных предприятий, селитебных зон), находящихся вблизи источника водоснабжения с использованием комплексных показателей экологической опасности;
изучение трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, речной воде, поверхностном стоке и математическое моделирование этих процессов;
расчет баланса загрязняющих веществ в источнике водоснабжения;
прогнозирование вероятности ухудшения качества воды источника водоснабжения, а также долгосрочный прогноз тенденций изменения качества воды водоисточника.
Для решения проблем, связанных с функционированием городского транспорта, на основании зарубежного и отечественного опыта можно выделить следующие приоритетные направления решения:
развитие и реконструкция дорожно-транспортной сети;
разработка и внедрение эффективных способов управления транспортными потоками;
использование более качественных видов топлива, катализаторов для нейтрализации выхлопных газов;
разработка транспорта на экологически чистых источниках энергии, таких как газ, электричество.
Список литературы
1.ФЗ «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 года.
2.ГОСТ 2974-82 «Вода питьевая».
.Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы. ГН 2.1.6.1338-03. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы. ГН 2.1.6.1339-03. М., 2003.
.СанПиН 2.1.6.1032-01. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест. М., 2001.
.СанПиН 2.1.4.1074-01. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. М, 2002.
.Акимова Т.А., Хаскин В.В., Сидоренко С.Н. и др. Макроэкология и основы экоразвития. - М.: Издательство РУДН, 2005.
.Голицын А.Н. Основы промышленной экологии - М.: Academia, 2007.
.Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды - М.: Оникс 21 в, 2007.
.Калыгин В.Г. Промышленная экология - М.: Academia, 2007.
.Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии: Учебник для студентов втузов / Под ред. И.И.Мазура. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высшая школа, 2001.
.Росляков П.В. Методы защиты окружающей среды: учебник для вузов / П.В. Росляков. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007.
.Сафронов Э. Начало реформирования ГПТ - совершенствование маршрутных сетей городов /Э. Сафронов; К. Сафронов; Д. Киммель // Автомобильный транспорт. - 2004. - N 5.
.Экология крупного города (на примере Москвы). Учебное пособие. Москва: Изд-во ПАСЬВА, 2001.
.Тиверовский В. И. Городской транспорт и его развитие за рубежом /В. И. Тиверовский //Бюллетень транспортной информации. - 2004. - N 7.
.Транспорт в инфраструктуре города //Автомобильный транспорт. - 2004. - N 3.
.Транспорт в России, 2007: стат. сб. / Гос. ком. Рос. Федерации по статистике (Госкомстат России) - М.: 2007.
.Устойчивое развитие: транспортные системы. Ч. II //Архитектура и строительство России. - 2004. - N 6.