Основные экологические проблемы городов мира
ядохимикатов, вносимых в почву, и соответственно с этим их концентрация в
воде будет увеличиваться.
Борьба с таким видом загрязнений требует использования удобрений и
ядохимикатов в зонах водосбора исключительно в гранулированной форме,
разработки и внедрения быстроразлагающихся ядохимикатов, а также
биологических методов защиты растений.
Города также являются мощными источниками загрязнения водного
бассейна. В крупных городах в расчете на одного жителя (с учетом
загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасывается в водоемы около
1 м3 загрязненных стоков. Поэтому города нуждаются в мощных очистных
сооружениях.
Еще в Древнем Риме строили акведуки для снабжения свежей водой и
“Cloaca maxima” - канализационную сеть, бассейна отстойника и тем самым
предотвращение засорения канализации и образования продуктов гниения
(“дортмундские колодцы” и “ эмские колодцы”).
Другим методом обезвреживания сточных вод была их очистка с помощью
полей орошения, т. е. спуск сточных вод на специально подготовленные поля.
При Однако лишь в середине прошлого столетия начались разработка методов
очистки сточных вод и систематическое строительство канализационных сетей в
городах.
Сначала были созданы установки механической очистки. Сущность этой
очистки заключалась в осаждении находящихся в сточных водах твердых частиц
на дно, при просачивании через песчаный грунт сточные воды
отфильтровывались и осветлялись. И только после открытия в 1914 г.
Биологического (живого) ила
появилась возможность разработки современных технологий очистки сточных
вод, включающих в себя возврат (рецикл) биологического ила в новую порцию
сточных вод и одновременную аэрацию суспензии. Все методы очистки сточных
вод, разработанные в последующие годы и до настоящего времени, не содержат
никаких существенно новых решений, а лишь оптимизируют разработанный ранее
метод, ограничиваясь различными комбинациями известных стадий
технологического процесса. Исключение составляют физико-химические методы
очистки, в которых используются физические методы и химические реакции,
специально подобранные для удаления веществ, содержащихся в сточных водах
(табл. 2).
Сточные воды предприятий (например, нефтеперерабатывающих) вначале
подвергаются физико-химической очистке, а затем биологической. Содержание
вредных веществ в сточных водах, поступающих на биологическую очистку не
должно превышать определенных значений (табл. 3).
Таблица 2. Физико-химическая очистка сточных вод
|1 |Нейтрализация |
|2 |Флокуляция (объединение коллоидных частиц в рыхлые хлопьевидные |
| |агрегаты) и осаждение |
|3 |Умягчение сточных вод |
|4 |Очистка скребками и перегонка |
|5 |Адсорбция, ионный обмен, экстракция |
|6 |Обратный осмос и ультрафильтрация |
|7 |Удаление аммиака |
| |биологические методы (нитрификация) |
| |физико-химические методы (очистка, ионный обмен, обратный осмос, |
| |отгонка с паром) |
|8 |Окислительная очистка сточных вод |
| |сжигание |
| |влажное окисление |
| |H2O2 / Fe2+ (реагент Фентона) |
| |O3 (озонирование) |
Таблица 3. Предельные значения концентрации загрязняющих веществ в
сточных водах нефтеперегонных заводов, направляемых на биологическую
очистку
|Вещества и параметры |Предельные значения |
|Масла и жиры |( 75 мг / л |
|Сульфиды |( 200 мг / л |
|Осаждаемые вещества |( 125 мг / л |
|Тяжелые металлы (например, Ni, |Менее предела токсичности для |
|Cr) |организмов |
|PH |5 -9 |
|Температура |( 36 оС |
Таблица 4. Усредненные характеристики просачивающихся вод из хранилищ
(свалок) городского бытового мусора (через 6-8 лет после закладки на
хранение)
|Значение pH |6,5 - 9,0 |
|Сухой остаток |20000 мл / л |
|Нерастворимые вещества |2000 мг / л |
|Электрическая проводимость (20 оС) |20000 мкСм / см|
|Неорганические компоненты | |
|Соединения щелочных и щелочноземельных металлов (в |8000 мг / л |
|расчете на металл) | |
|Соединения тяжелых металлов (в расчете на металл) |10 мг / л |
|Соединения железа (общее Fe) |1000 мг / л |
|NH4 |1000 мг / л |
|SO2- |1500 мг / л |
|HCO3 |10000 мг / л |
|Органические компоненты | |
|БПК (биохимическое потребление кислорода за 5 |4000 мг / л |
|суток) | |
|ХПК (химическое потребление кислорода) |6000 мг / л |
|Фенол |50 мг / л |
|Детергент |50 мг / л |
|Вещества, экстрагируемые метиленхлоридом |600 мг / л |
|Органические кислоты отгоняемые водяным паром (в |1000 мг / л |
|расчете на уксусную кислоту) | |
Но эксплуатация многих станций на основе ила связано со значительными
трудностями. Так, при работе станции биологической очистки сточных вод
городов образуется около 1,5-2 т отработанного ила в год в расчете на
одного жителя. Использование этого ила в качестве удобрения для столовых
сельскохозяйственных культур недопустимо, так как он содержит в себе
большое количество токсических веществ, не подлежащих разложению. В
настоящее время такой ил складируется на суше, занимая значительные
территории, и вызывает загрязнение почвенных вод. Причем из ила, прежде
всего, вымываются наиболее токсические элементы, содержащие соединения
тяжелых металлов, представляющие особую опасность для биосферы. Тяжелые
металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи
более высокоорганизованным организмам. Из металлов наиболее токсичными
являются ртуть, медь, цинк, а также кадмий.
Наиболее перспективным решением этой проблемы является внедрение в
практику технологических систем, предусматривающих получение из ила газа с
последующим сжиганием остатков иловой массы.
Особую проблему представляет проникновение загрязненных поверхностных
стоков в подпочвенные воды. Поверхностные стоки городов всегда имеют
повышенную кислотность. Если под городом располагаются меловые отложения и
известняки, проникновение в них закисленных вод неизбежно приводит к
возникновению антропогенного карста. Пустоты, образующиеся в результате
антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять
серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, в которых
существует реальный риск его возникновения, необходима специальная
геологическая служба по прогнозу и предотвращению его последствий.
Микроклиматические характеристики городов
Хозяйственная деятельность, планировка жилых кварталов, ограниченное
количество зеленых насаждений приводят к тому, что в городах, особенно
крупных, складывается свой микроклимат, который в целом ухудшает его
экологические характеристики.
В безветренные дни над крупными городами на высоте 100-150 м может
образовываться слой температурной инверсии, который задерживает
загрязненные массы воздуха над территорией города. Это наряду со
значительными тепловыми выбросами и интенсивным нагревом каменных,
кирпичных и железобетонных сооружений приводит к нагреву центральных
районов города. В зимние безветренные дни перепад температур воздуха между
центром и окраинами Петербурга может достигать 10° С.
Значительная загазованность воздушного бассейна, в свою очередь,
приводит к уменьшению инсоляции и сокращению поступления к поверхности
