Поняття і наслідки урбанізації - екологія та охорона природи
3. Забруднення атмосферного повітря в містах.
4. Застосування поліпшених та альтернативних видів палива.
5. Альтернативні види транспорту.
6. Забруднення води в містах.
7. Вплив урбанізації на тварин.
У 3 - 1 тис. До н. е. з'явилися міста в Єгипті, Месопотамії, Сирії, Індії, Малої Азії, Китаї, в греко-римському світі величезну роль грали Афіни, Рим, Карфаген. Посилення процесу урбанізації в XIX столітті викликало зростання концентрації населення в містах, що виявилося можливим завдяки зростанню промисловості, розвитку засобів транспорту і зв'язку, медицини і т.д.
На сучасному етапі урбанізації спостерігається тенденція до зростання концентрації населення у великих містах. Особливе місце в цьому процесі займає зростання міст - «мільйонерів».
Процес урбанізації має 2 сторони, або «фази». У першій «фазі» відбувається накопичення економічного і культурного потенціалу суспільства в великих міських центрах, що створює умови для формування вищих досягнень і зразків матеріальної і духовної діяльності. У другій «фазі» ці досягнення освоюються іншими, не центральними містами, і сільськими поселеннями, що, в свою чергу, дає новий імпульс для нарощування потенціалу головних центрів.
Процес урбанізації носить стихійний характер. У великих містах стають особливо гострими проблеми безробіття, злочинності, складаються райони нетрів і т.д.
Одним з найважливіших ознак міського способу життя є прагнення людини до постійного оновлення інформації і контактів в сферах професійної діяльності, культури, особистісного спілкування і т.д.
1. Збільшення щільності населення.
2. У великих містах на 15% знижується інсоляція (кількість сонячної енергії).
3. Збільшується кількість опадів.
4. Збільшується кількість туману (на 30% влітку і на 100% взимку).
5. Збільшується захворюваність інфекційними захворюваннями.
6. Збільшується захворюваність онкологічними захворюваннями.
7. Накопичення твердих відходів.
8. Забруднення атмосферного повітря в містах.
9. Забруднення води в містах.
10. Скорочення чисельності тварин, рослин.
Проблема чистоти атмосфери не нова. Вона виникла разом з появою промисловості і транспорту, що працюють на вугіллі, а потім на нафти. Протягом практично двох століть задимлення повітря носило місцевий характер. Дим і кіптява порівняно рідкісних заводських, фабричних і паровозних труб майже повністю розсіювалися на великому просторі. Однак швидкий і повсюдний зростання промисловості і транспорту в ХХ столітті привів до такого збільшення обсягів і токсичності викидів, які вже не можуть «розчинені» в атмосфері до нешкідливих для довкілля й людини концентрацій.
Великі міста є центрами промисловості, в яких широко використовується автомобільний транспорт. А як відомо, і промисловість, і автомобілі викидають в атмосферу міста гази, різко погіршують екологічну обстановку.
Основними причинами складної екологічної обстановки в містах, пов'язаної з експлуатацією автотранспорту, є:
· Відсутність належного контролю на підприємствах за дотриманням нормативів державних стандартів по токсичності та димності відпрацьованих газів транспортних засобів;
· Випуск етилованого автомобільних бензинів, що не дозволяють виключити викиди сполук свинцю і використовувати каталітичні нейтралізатори;
· Слабкий контроль за якістю реалізованого моторного палива;
· Недостатня увага, що приділяється перекладу автотранспорту на менш токсичні види палива;
· В'їзд на територію міст великовантажного транспорту;
· Відсутність достатньої нормативної бази, низький ефект економічного механізму управління охороною навколишнього середовища на транспорті.
У багатьох країнах посилюються вимоги до вихлопних газів автомобілів. За останні 20 років європейські норми по оксидам вуглецю знижені в 20 разів, з вуглеводнів і оксидів азоту - в 17 разів.
Ведуться роботи по зниженню кількості палива, що спалюється в двигунах автомобілів, переведення автомобілів на газ і спирт з метою зменшення шкідливих викидів, створення електромобілів, які працюють без вихлопних газів. Однак на зарядку акумуляторів таких автомобілів потрібно затратити електричну енергію, що отримується на теплових або атомних електростанціях при відповідному забрудненні навколишнього середовища.
Якщо поставити всі існуючі сьогодні в світі автомобілі бампер до бампера, вони складуть стрічку в 4 млн. Км, якій 100 раз можна обмотати земну кулю по екватору.
Оксиди азоту і вуглеводні містяться в вихлопних газах автомобілів. Один легковий автомобіль щорічно поглинає з атмосфери в середньому 20-30 тонн кисню і викидає 1000 кг окису вуглецю, 30 кг оксидів азоту і майже 100 кг різних вуглеводнів. Такі смоги - нерідке явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи й Америки. З власного фізіологічного впливу на організм людини вони викликають подразнення очей і горла, вкрай небезпечні для дихальної і кровоносної систем і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям. У Лондоні в 1952 році через забруднення, що скупчилися в повітрі (в першу чергу SO2 в результаті спалювання сірковмісних сортів вугілля і мазуту), загинули понад 4000 осіб.
Сучасне промислове виробництво забруднює атмосферу не тільки газоподібними і твердими домішками, а й тепловими викидами, електромагнітними полями, ультрафіолетовими, інфрачервоними, світловими випромінюваннями і іншими фізичними факторами. Найбільш поширеним видом фізичного впливу на атмосферу в містах та великих селищах є шум, що виникає при роботі транспортних засобів, обладнання промислових і побутових підприємств, вентиляційних і газотурбінних установок, реактивних літаків при зльоті та посадці. Величину звукових тисків вимірюють і нормують в децибелах (дБ). Рівень шуму в 20 - 30 дБ (шурхіт листя, розмова, невелике вуличний рух) практично нешкідливий для людини, є природним шумовим фоном. У людей же, що живуть і працюють в несприятливих акустичних умовах (80 дБ і більше), є ознаки зміни функціонального стану центральної нервової і серцево-судинної систем. До таких умов відносяться: метро (
90 дБ), робота дробильної машини (
100 дБ), автомобільна сирена (
110 дБ), робота мотора реактивного літака (
120 дБ), гучна музика (
4.Применение улучшеннихі альтернативних видів палива
Поліпшення екологічної обстановки на автомобільному транспорті сприяє заборона використання етилованого бензину. Крім токсичності тетраетилсвинцю використання етилованого бензину швидко виводить з ладу каталітичні нейтралізатори відпрацьованих газів через обволакивания свинцем поверхні каталізатора.
Альтернативні замінники бензину можуть бути природного і штучного походження. При нормальних умовах вони можуть перебувати в рідкому (етанол, метанол) або газоподібному (пропан, бутан, коксовий і генераторний гази, водень) стані. Переважне застосування в якості моторного палива на автомобільному транспорті зрідженого нафтового газу (ДБН) та стисненого природного газу (ГСП) обумовлено тим, що вони мають фізико-хімічні властивості, близькі до бензину. Це вимагає лише незначної зміни конструкції двигуна і дозволяє рівнозначно працювати на двох видах палива.
У ряді країн в якості палива використовуються синтетичні спирти: метанол, або метиловий спирт, і етанол - етиловий спирт.
Метанол виходить з вугілля, сланців, деревини. Він трохи важче бензину, а енергоємність його в 2 рази менше. Запуск двигуна на чистому метанолі, в першу чергу взимку, утруднений. За деякими даними, метанол підсилює корозію металу, особливо в присутності води. В даний час вартість метанолу перевищує номінальну вартість бензину. Важлива якість метанолу полягає в тому, що у відпрацьованих газах в 2 - 3 рази менше токсичних компонентів, ніж при використанні бензину. Метанол використовують в якості добавки до бензину в кількості 5 - 30%. При цьому концентрація окису вуглецю у відпрацьованих газах знижується на 14 - 72%. Суміш метанол - бензин трохи знижує потужності характеристики двигунів. Але слід мати на увазі, що добавка метанолу, наприклад в кількості 15%, підвищує октанове число суміші з 88 до 95,8. При відповідній переробці двигуна з метою підвищення на ньому ступеня стиснення можна отримати навіть економію на витраті палива. Як недоліки суміші як палива відзначають схильність її до розшарування, особливо при попаданні в суміш води і при зниженні температури. Метанол отруйний.
Етанол має енергоємність на 25 - 30% вище і, отже, вимагає пропорційно менше місткого паливного бака. Екологічні характеристики етанолу близькі до метанолу. У двигунів, що працюють на етанолі, в відпрацьованих газах ще менше виділяється вуглеводнів. Однак в продуктах згорання спирту містяться абсолютно нові забруднювачі атмосфери, в тому числі формальдегід.
Використання газового палива в вигляді суміші пропану і бутану дозволяє знизити на холостому ходу кількість окису вуглецю в 4 рази, а в робочому режимі в 10 разів. Сьогодні в світі експлуатується вже кілька сот тисяч таких автомобілів. Ще в 1970 році Японія мала близько 300 тисяч автомобілів на газовому паливі, в Італії - 500 тисяч.
У нашій країні і в ряді інших країн проводяться дослідження з використання природного газу в якості автомобільного палива. При цьому токсичність відпрацьованих газів зменшується: по СО - в 2 - 4 рази; NO - в 1,2 - 2 рази. Світові запаси природного газу приблизно вдвічі перевищують світові запаси нафти. Природний газ вже використовується в якості палива приблизно для чверті мільйона автомобілів в Італії, Канаді та Новій Зеландії. Головний недолік, пов'язаний з цим видом палива, - громіздкість газового балона. Він повинен приблизно в 5 разів перевищувати обсяг бензинового бака для еквівалентного пробігу.
Ідеальне паливо з точки зору збереження навколишнього середовища представляє водень. проте він значно дорожче бензину. Серйозну технічну і економічну проблему представляє і розміщення водню в автомобілі і поки ще не знайдено надійного і економічного шляху використання водню.
Серйозною альтернативою автомобілю і автобусу можуть стати транспортні засоби на магнітній підвісці. Основні переваги цих коштів з позиції екології - відсутність забруднення повітря і практична безшумність. Висока швидкість і плавність ходу (відсутність поштовхів і вібрацій) дозволяє вважати, що цей вид транспорту отримає велике поширення у всіх видах сполучень: міському, приміському та міжнародному.
Фахівці вважають, що в XXI столітті на основі широкого застосування надпровідників будуть створені безшумні, безпечні потяги на магнітній підвісці, які зможуть успішно змагатися за швидкістю з літаками. У 1988 році побудували перші експериментальні зразки «магнітопланов». Вагони японського магнітоплан важать близько 17 тонн і розраховані на 44 пасажири. Максимальна швидкість поїзда 400 км / ч. Інший «магнітоплан» створений в ФРН. Він називається «трансрепід». Місткість одного вагона, який важить близько 100 тонн, - 96 осіб. На трасі 40 км максимальна швидкість, показана в ході випробувань, - 400 км / ч. Західнонімецьке уряд прийняв рішення почати експлуатацію «трансрепіда» в кінці ХХ - на початку ХХІ століття.
З точки зору охорони навколишнього середовища тенденції розвитку транспорту виглядають наступним чином:
· Залізниці повністю переходять на електричну енергію;
· Автобуси міського транспорту замінюються тролейбусами і безшумними трамваями;
· Автотранспорт в містах заміниться електромобілями або солнцемобиль.
У 90-х роках ХХ століття антропогенне забруднення природних вод стало носити глобальний характер і істотно скоротило доступні експлуатаційні ресурси прісної води на Землі.
Основними джерелами забруднення є промислові та комунальні каналізаційні стоки, змив з полів частини грунту, що містить різні агрохімікати. Серед забруднювачів води найбільшу небезпеку становлять феноли, нафта і нафтопродукти, солі важких металів, радіонукліди, пестициди та інші органічні отрути, біогенна органіка, насичена бактеріями, мінеральні добрива і т.д. Загальна маса основних антропогенних забруднювачів гідросфери досягла 15 млрд. Тонн на рік.
Найбільше навантаження з великих річкових басейнів як по водоспоживанню, так і по забрудненню доводиться на Волгу, Дніпро, Дунай і Рейн в Європі; Урал, Міас, Ісеть, Тобол на Уралі; Ганг, Хуанхе і Янцзи в Азії; річки Св. Лаврентія, Колорадо і Міссісіпі в Америці.
Зміни рН водного середовища в результаті забруднення чинить негативний вплив на організми. У прісноводних озер і річок рН води звичайно 6 - 7, організми адаптовані саме до цього рівня. Зміна реакції води всього на одну одиницю рН в порівнянні з оптимумом призводить в більшості випадків до стресу, а нерідко і до загибелі організмів. Підкислення озер і річок впливає і на сухопутних тварин, так як багато птахів і звірі входять до складу харчових ланцюгів, що починаються у водних екосистемах.
Скидання каналізаційних стоків, особливо неочищених або недостатньо очищених, чинить негативний вплив на кругообіг органічної речовини у водоймі, загрожує небезпекою інфекційних захворювань, в першу чергу людини.
В останні роки виникла небезпека забруднення вод Світового океану і морів радіоактивними відходами, пестицидами. Пестициди та інші шкідливі речовини, в першу чергу агрохімікати, під впливом течій поширюються досить швидко. Вони виявляються в різних районах Балтійського, Північного, Ірландського морів, у Біскайській затоці, у західних узбереж Англії, Ісландії, Португалії, Іспанії. Це негативно позначається на живих організмах, особливо на рибних запасах. Все більше забруднюються моря промисловими відходами і стічними водами, що містять значну кількість органічних відходів. Нерідко річки грають роль продовження каналізації і виносять велику частину стоків в моря. Так, прибережні держави Північного моря щорічно скидають в нього близько 20 000 тонн рідких і твердих відходів. В даний час в Північному морі відомі 10 постійних місць «звалища» відходів. Відходи, що потрапили у води морів, частково осідають на дно, частково руйнуються, але при цьому вони гублять велика кількість живих організмів, особливо страждає планктон. На нього обрушуються всі поверхневі забруднювачі - поверхнево-активні речовини, масла, плівки нафтопродуктів і т.д. Однак проблеми, пов'язані із забрудненням морів і океанів, залишаються невирішеними. За наявними оцінками, до кінця ХХ століття загальна маса забруднюючих речовин, що надходять у води морів і океанів, зросте в порівнянні з початком 80-х років в 1,5 - 3 рази.
Скорочення більшості видів живих організмів пов'язано і з включенням дедалі більшої частини територій в активну господарську діяльність: розорювання полів, прокладання доріг, розширення території селищ і міст.
Урбанізація біосфери нерідко виявляється сприятливою, наприклад, для щурів, будинкових мишей, горобців, ворон, голубів, деяких видів печерних павуків, будинкових мух, молі і т.д.
Тривога з приводу скорочення чисельності та повного винищення багатьох видів НЕ надумана. З початку XVII до кінця ХХ століття з лиця Землі зникло 68 видів ссавців, 130 видів птахів, 28 видів рептилій, 6 видів риби і 6 видів амфібій.
Вирішення екологічних проблем автотранспорту вимагає значних фінансових коштів, вишукати які на підприємствах-виробниках зараз практично неможливо. Тому необхідно створити і запустити економічні механізми, що стимулюють придбання і експлуатацію екологічно чистих транспортних засобів, мобілізацію коштів на їх виробництво.
Для вирішення завдань екологічної безпеки на автомобільному транспорті в автомобільних, автомобілебудівних, автомеханічних, автомобільно-дорожніх, автотранспортних технікумах і коледжах організована підготовка фахівців з охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів. Програмою підготовки за цією спеціальністю передбачено вивчення таких дисциплін, як «Промислова екологія», «Моніторинг забруднення природного середовища», «Екологічна безпека автомобільного транспорту», «Екологічна експертиза» і ін.
1. Прохоров А.М. Велика Радянська Енциклопедія. - 3-е изд. - М. 1977. - т.27. - с. 72 - 74.