Материал: Основы экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем. Скрыпник А.И., Яременко С.А

Глава 4. Плата за выброс и сброс вредных веществ в окружающую среду

Для снижения выбросов и сбросов вредных веществ предусмотрены экономические меры в виде платы за их величину.

За основу платы в РФ приняты удельные нормативы (по состоянию на 2013 год):

- при выбросе газа в пределах норматива или лимита У^а_уд.= 3,3 руб/усл. т,

- при сбросе стоков в пределах норматива или лимита У^в_уд.=443,5 руб/усл. т,

- при выбросе или сбросе выше норматива плата увеличивается в 5 раз.

За условную тонну вредного вещества принято его количество М, т/год, деленное на ПДК максимально разовая или ПДК для рыбохозяйственных водоемов, т.е. М_усл. = М / ПДК.

Плата за поступление вредных веществ в окружающую среду равна

П= У_уд∙(М / ПДК)∙к_э∙к_инд, (8)

где к_э – коэффициент экологической ситуации в исследуемом районе (изменяется в пределах 1,1 – 2,0), к_инд – коэффициент индексации цен относительно базового года, принятого за 1993 г. (в 2000г. он составлял 80, в 2001 г. - 94). В США удельный ущерб от выброса 1 тонны вредного вещества составляет в среднем 100 долл.

Для ряда веществ плата за 1т выброса составляет, руб: диоксида азота -415, диоксида серы - 330, сероводорода - 2065, окиси углерода - 5, хлора - 550, щелочи - 1650, бензина - 10, керосина - 15, метана - 0,4, пыли древесной, неорганической - 110, пыли с содержанием кремния более 70 % - 330, фенола - 5500, бензола - 165, толуола - 30, кислоты - 275, свинца - 55000, ртути, бенз(а)пирена -16500000.

Глава 5. Состав плодородного слоя земли, влияние антропогенной деятельности на окружающую среду

Плодородный слой состоит из гумуса – ряда органических образований в результате происходящих физико-химических и биологических процессов, минеральных компонентов (песка, глины, минералов), воды, воздуха. Пористость почв составляет 40 – 60 %.

Из 148 млн км² суши планеты 10 % покрыто ледниками, около 30 % занимают леса, 29 % ‑ земли, не пригодные для сельскохозяйственного производства (пустыни, горы, тундра, болота), 31 % - земли, пригодные для использования в сельском хозяйстве, до 5 % которых используются под градостроительство [27].

Средний природный состав почвы состоит в % вес: кислорода - 49, кремния - 26, алюминия - 7,5, железа - 4,2, кальция - 3,3, натрия - 2,4, калия - 2,3, титана - 0,6, углерода - 0,35, хлора - 0,2 [15].

Земная поверхность обладает геомагнитным полем. Как известно, силовые линии выходят из Северного полюса и идут к Южному магнитному полюсу. Без магнитного поля, солнечной энергии и воды, жизнь не может развиваться. На магнитное поле и на человека влияет активность Солнца. Регламентируется влияние искусственно создаваемых электромагнитных полей, Вт/м: у низкочастотных - 1000, у длинноволновых высокочастотных - 20, у средневолновых - 10, у коротковолновых - 4 и у ультракоротковолновых - 2. Расстояние от коротковолновой станции до жилых зданий должно быть не менее 2 км. Эти волны нарушают работу сердца человека, изменяют кровяное давление, влияют на обменные процессы.

Почва относится к восстанавливающимся ресурсам при соответствующих условиях. Номинальная её кислотность должна быть 5 – 7 рН. При переуплотнении почвы урожайность снижается до 35 %, потери урожайности происходят от эрозии и засоления почвы [15].

Показатели почвы влияют на городскую температуру и ионизацию воздуха, на влажность, содержание кислорода, на состав биологически активных органических соединений, уничтожающих ряд болезнетворных вирусов и бактерий.

Вредные вещества, попадая в почву, адсорбируются на коллоидных частицах, мигрируют вглубь и накапливаются в ней. Например, по результатам исследований [7, 30] в Воронеже отмечено накопление в почве бенз(а)пирена, свинца, хрома и других веществ. Бенз(а)пирен обнаружен у автомобильной временной стоянки в количестве 35 мкг/кг, у входа в заводскую территорию завода в количестве до 110 мкг/кг, на проспекте Революции в количестве 112 мкг/кг и т.д. В снеге у обочины улицы бенз(а)пирена обнаружено 1450 мкг/кг, в Ботаническом саду его обнаружено всего 2,5 мкг/кг. ПДК для бенз(а)пирена в почве – 20 мкг/кг. Вблизи автодороги с интенсивным движением высаживаемые хвойные деревья через год погибали от влияния вредных веществ [10].

В почве многие годы сохраняются содержания свинца, кадмия, цинка, молибдена. Фенол разрушается в почве через месяц (в воде он сохраняется несколько месяцев), а гидразины и диметиламины превращаются в более вредное вещество – нитрозодиметиламин.

В России до 98 % твердых и жидких отходов вывозятся на свалку или оборудованные полигоны. Эти отходы содержат до 100 вредных веществ (красители, пестициды, масла, ртуть, фотохимикаты и др.). Фильтрат мигрирует в почву, проникая в грунтовые воды. В нем могут содержаться болезнетворные бактерии, вызывая туберкулез, сибирскую язву и другие лейкозные заболевания [22].

Проникая в организм человека, тяжелые металлы, полициклические ароматические и хлорорганические соединения приводят к генетическим отклонениям и трагическим последствиям. Из 1 т твердых бытовых отходов (ТБО) выделяется 120 – 200 м³ биогенного газа – метана с теплотворной способностью 20000 кДж/м³. В Англии на 25 и в Германии на 35 полигонах ТБО организована утилизация биогенного газа.

Сжигание ТБО – сложный процесс, при неправильной организации процесса могут образоваться диоксины, которые в десятки тысяч раз токсичнее, чем цианистый калий.

При компостировании отходов происходит процесс разложения сложных соединений на более простые. Продуктом является компост, и выделяется тепло. Длительность процесса компостирования ТБО занимает от одного до трех лет. Существенные нарушения ландшафта происходят при выполнении строительных работ. Только за один год в России отчуждаются земли до 1% млн га, из которых более 30 % составляют сельхозугодия. Рельеф на урбанизированных территориях нивелируется, при этом до 30 % сокращается инфильтрация почвы в городе [25].

Нарушение почвенного слоя ландшафта происходит и при снятии растительного покрова, что вызывает изменение гидрологического режима, образование техногенного рельефа.

Рекультивация нарушенных земель разделяется на техническую, т.е. построение заданной формы рельефа, и биологическую ‑ по восстановлению продуктивности земли с внесением удобрений.

При строительстве 9-16-этажного здания вместо 5-этажного экономия площади земли составляет до 55 % [27].

При строительстве существенную роль играет зонирование территории и, в частности, районная планировка, которая производится в соответствии с временными санитарными нормами ВСН38-82 – "Руководство по составлению схем и проектов районной планировки". По этим нормам определяется ресурсообеспеченность района, её хозяйственно-демографическая емкость, соотношение отраслей промышленности, социально-экономическая программа, программа долгосрочного развития.

Демографическая емкость района учитывает наличие для 1000 жителей:

- территории площадью 20 – 30 га,

- использования подземных вод не менее 40 м³/сут.,

- рекреационных территорий (зеленых зон) 2 км²,

- пригородной сельскохозяйственной базы на выращивание продуктов питания 500 – 1000 га,

- отдых у водоемов для умеренного климата, длина зоны 0,25 км,

- экологическая емкость территории, определяется по соотношению выбросов углекислого газа к его ассимиляции зелеными растениями и потреблению кислорода к его продуцирования растениями.

В среднем 1 га деревьев ассимилирует 2 – 4 т углекислого газа и продуцирует 18 т кислорода, очищает 18 млн м³ воздуха в год (например, 1 га лиственных деревьев осаждает до 1000 т пыли).

Глава 6. Зеленые насаждения в городе, их влияние на качество окружающей среды

Фотосинтез континентальных и морских растений – это один из главных процессов, регулирующих содержание в атмосферном воздухе кислорода и углекислого газа. Растения продуцируют кислород и одновременно потребляют его - до 15 % ими же продуцированного. Континентальные растения продуцируют 20 %, а океанические 80 % кислорода. Вторым источником кислорода, примерно равным процессу фотосинтеза, являются происходящие процессы в литосфере и в глубинных зонах океанов при дегазации базальтовой магмы [6].

В России лесистость составляет 33 %, в ней находится более четверти лесов планеты. Более ценными являются хвойные леса.

Леса разделяются на виды:

- охранные, т.е. зеленые насаждения в плотно заселенных районах как рекреационные зоны,

- защитные в мало лесистых и засушливых районах, как зеленые зоны городов,

- охранно-защитные как водоохранные полезащитные полосы, полосы вдоль дорог,

- специальные по обеспечению городов и поселений посадочным материалом.

Лесонасаждение является инженерно-экологической природоохранной мерой зонирования территории.

Эффективность этих мероприятий может быть определена по эффективности вложенных средств:

Э_э = , (9)

где ∆Д – годовой объем дохода, ∆У – предотвращенный ущерб окружающей среде, С_н – годовые эксплуатационные расходы на реализацию мероприятий, К - капвложения, Е_н = 0,12 – нормативный коэффициент капвложений.

Применительно к урбоэкологии интерес представляет продуцирование кислорода и ассимиляция углекислого газа растительным покровом на городской территории.

Городские поселения подразделяются на группы: крупнейшие – свыше 1 млн чел., крупные – 0,25 – 1 млн чел., большие 0,1 – 0,25 млн чел., средние 0,05 – 0,1 млн чел., малые - до 0,01 – 0,02 млн чел.

Один гектар зеленых насаждений в среднем поглощает в год около 9 т углекислого газа, из них деревьями - 12 т, травяным покровом – 6 т. В средней полосе России деревья продуцируют в среднем - 8,1 т кислорода, и травяной покров около - 6,7 т, в южной полосе России до 18 т кислорода. Продуктивность растений по выделению кислорода снижается на 20 – 30 % в загрязненной зоне в сравнении с чистой зоной.

Человек за год потребляет в среднем 300 кг кислорода.

В процесс фотосинтеза на земном шаре вовлекается 110 млрд т углекислого газа в год, из них антропогенного 15 млрд т, т.е. 13,6 % [4]. Ассимиляция углекислого газа зелеными листьями деревьев при температуре 18 – 20 ^оС составляет, г/кг: сосны - 2,1, дуба - 2,5, березы - 6, клена - 5, липы - 6,3. Травяной покров ассимилирует углекислый газ в течение 5 месяцев 6,5 т/га∙год.

Плотные зеленые насаждения несколько снижают концентрацию вредных веществ в воздухе - пыли на 20 – 80 %, сернистого ангидрида, окислов азота до 5 – 10 %. Хвойные деревья более чувствительны к концентрации сернистого ангидрида, чем человек, они гибнут уже при концентрации 1,4 ПДК, т.е при 0,7 мг/м³.

Считается, что 1 га деревьев очищает 18 млн м³ воздуха в год от вредных веществ, из них тополи задерживают 340 т пыли, буковые - 68 т, хвойные - 40т.

Посадка деревьев влияет на скорость ветра, на расстоянии 30 м от посадки она снижается на 60 %, на расстоянии 100 м – на 20 %.

Даже при штиле в посадке деревьев образуется подкроновое движение воздуха вверх за счет образования пониженного давления в подкроновом пространстве (тепловая конвекция). Это движение имеет оздоровительный характер.

Охлаждающий эффект суточного испарения с одного многолетнего дерева равен 250 тыс. ккал. Один га леса в 10 раз больше увлажняет и освежает воздух, чем водный бассейн такой же площади. Летняя температура в зеленой зоне на 4 ^оС ниже, чем средняя температура вне её.

Выделяемый растениями кислород в 10 раз более ионизирован отрицательными ионами, чем кислород, длительно находящийся в атмосфере. Если на улице города в 1 см³ воздуха летом находится до 1000 легких отрицательных аэроионов, то в лесополосе их находится более 3000, на газонах - 1200.

Деревья (сосна, береза, кедр, рябина, черемуха, туя и др.) выделяют фитонциды, т.е. органические соединения, в которых содержатся эфирные масла, смолы, бальзамы. Один га сосны за час выделяет 0,4 кг фитонцидов, береза ‑ 0,31 кг, пихта ‑ 0,7 кг.

Фитонциды уничтожают болезнетворные вирусы и бактерии за 20 – 25 минут. Если в помещении операционной допустимо иметь не более 500 микробов в 1 м³, то в березовой роще их в 1 м³ их находится не более 450.

Растительность в городе разделяется на категории:

- уличные насаждения,

- парки, сады, питомники,

- пригородные леса,

- насаждения в санитарно-защитной зоне предприятия.

В соответствии с требованиями СНиП 2.07.01.89-2000- "Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений" общегородская площадь зеленых насаждений, приходящаяся на 1 человека, должна быть 10 м², в центральной части города - не менее 6 м² ,в жилых районах города - 6 м².

В табл. 6.1 в качестве примера приведены данные о наличии зеленых насаждений в различных районах г. Воронежа [30].

Таблица 6.1

При составлении плана озеленения города учитываются 16 показателей: тип деревьев, их возраст, состав, высота деревьев, диаметр древостоя, мозаичность, зараженность, крутизна рельефа, почвенный покров и т.д.

Территория города разделяется на селитебную (жилая застройка), производственную и ландшафтно-рекреационную (парки, скверы, водоемы, лесозащитные зоны, земли сельхозназначений).

Площади групп городской застройки: малоэтажной (до 3-х этажей) – 10 га, до 8-ми этажей – 8 га, от 9 этажей и выше – 7 га, микрорайон – до 80 га, жилой район – 80 – 250 га. Удельная площадь озеленения микрорайона – не менее 6 м².

Уровень озеленения территории общей городской застройки - не менее 40 % территории, жилого района – не менее 25 %.

Зона массового отдыха городского населения должна быть не менее 50 га.

Район жилой застройки должен быть отделен от автодороги полосой зеленых насаждений шириной не менее 10 м с целью эффективного снижения шума от движения автомобилей. Однорядная посадка деревьев малоэффективна.