11
грунта, а тем более асфальта, травяным покровом. На орошаемом газоне человек получает тепловой радиации на 40 % меньше, чем на “голой” поверхности. Особенно ощутимо защитное слияние зеленых насаждений в южных городах, где в летний зной снижение температуры на 2-3° уже приносит облегчение. Кстати, к этому присоединяется и экономический эффект, поскольку в зданиях, стены которых скрыты деревьями и вьющимися лианами, расходуется меньше электроэнергии на кондиционирование воздуха.
Таким образом, присутствие растительности в городе способствует повышению комфортности среды обитания человека и улучшению его физического самочувствия.
Задание. Изучить, как влияет растительность на городскую среду и человека, живущего в городе.
Комплексное загрязнение воздушной среды города приводит к формированию специфического городского климата, получившего названия мезоклимата или полисклимата. Чем больше численность населения и величина городских территорий, тем резче проявляется отличие мезоклимата от природного. Климатические особенности тесно связаны с характером планировки, включая величину и расположение промышленных территорий, степень развитости транспортной сети, но в большей степени они зависит от интенсивности загрязнений, их распространения в городе.
Суммарное энергопотребление
Города служат огромными накопителями и выделителями энергии. В рамках принятой модели можно считать, что ежегодно город с миллионным населением потребляет энергии около 4,5х1015 кДж/год, или 1,5х1013 кДж/км2/год.
Последняя цифра несколько превышает величину энергии, поступающей от Солнца на 56 град. с.ш. Концентрируя большое количество энергии, часть ее города выделяют в окружающую среду. В городе температура воздуха всегда выше, чем на территориях вокруг него. Происходит это как за счет техногенной деятельности, так и за счет нагрева солнцем асфальтовых,
12
бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов и т.д. В больших городах с плотной застройкой температура воздуха может повышаться до 5 °С по сравнению с окружающей местностью. При сильных морозах в центре крупного города температура иногда бывает на 9-10 °С выше, чем на его окраине.
Поступление веществ в города
Для нормального функционирования города нуждаются в самых разнообразных продуктах и сырье. Больше всего город потребляет чистой воды. Город с населением в 1 млн жителей потребляет в год 470 млн т, или почти 0,5 км2 воды (табл. 3).
Таблица 3 Поступление веществ (в млн т/год) в город с населением
1 млн человек
Название вещества |
Количество |
|
|
Чистая вода |
470,0 |
|
|
Воздух |
50,2 |
|
|
Минерально-строительное сырье |
10,0 |
|
|
Уголь |
3,8 |
|
|
Сырая нефть |
3,6 |
|
|
Сырье черной металлургии |
3,5 |
|
|
Природный газ |
1,7 |
|
|
Жидкое топливо |
1,6 |
|
|
Горно-химическое сырье |
1,5 |
|
|
Сырье цветной металлургии |
1,2 |
|
|
Техническое растительное сырье |
1,0 |
|
|
Сырье пищевой промышленности, готовые продукты пи- |
1,0 |
тания |
|
|
|
Энерго-химическое сырье |
0,22 |
|
|
Большая часть этой воды из города поступает в природные водотоки,
13
но уже в виде сточных вод, загрязненных различными примесями. В городах постоянно осуществляется сжигание топлива, которое сопровождается потреблением кислорода, идущего в первую очередь на окисление соединений водорода и углерода. Подсчеты показывают, что миллионный город потребляет в год около 50,0 млн т воздуха.
Атмосферные выбросы города-миллионера
Состав промышленных и бытовых выбросов города-миллионера, поступающих в атмосферу, весьма разнообразен. Годовое количество газообразных выбросов и их состав приведены в табл. 4.
Самая большая доля в составе атмосферных выбросов принадлежит воде (водяной пар и аэрозоли) и углекислому газу, затем следуют сернистый ангидрид, окись углерода и пыль.
Таблица 4 Выбросы (в тыс.т/год) в атмосферу города с населением 1 млн человек
Ингредиенты атмосферных выбросов |
Количество |
|
|
Вода (пар, аэрозоль) |
10800 |
|
|
Углекислый газ |
1200 |
|
|
Сернистый ангидрид |
240 |
|
|
Окись углерода |
240 |
|
|
Пыль |
180 |
|
|
Углеводороды |
108 |
|
|
Окислы азота |
60 |
|
|
Органические вещества (фенолы, бензол, спирты, раство- |
8 |
рители, жирные кислоты...) |
|
Хлор, аэрозоли соляной кислоты |
5 |
|
|
Сероводород |
5 |
|
|
Аммиак |
1,4 |
|
|
Фториды (в перерасчете на фтор) |
1,2 |
|
|
Сероуглерод |
1,0 |
|
|
|
14 |
|
|
Окончание табл. 4 |
|
|
|
|
Соединения свинца |
|
0,5 |
|
|
|
Никель (в составе пыли) |
|
0,042 |
|
|
|
ПАУ (в том числе бенз(а)пирен) |
|
0,08 |
|
|
|
Мышьяк |
|
0,031 |
|
|
|
Уран (в составе пыли) |
|
0,024 |
|
|
|
Кобальт (в составе пыли) |
|
0,018 |
|
|
|
Ртуть |
|
0,0084 |
|
|
|
Кадмий (в составе пыли) |
|
0,0015 |
|
|
|
Бериллий (в составе пыли) |
|
0,0012 |
|
|
|
В стране ведется систематическое наблюдение за загрязнением снежного покрова техногенными выбросами. Исследуются как фоновое загрязнение снежного покрова, так и загрязнение снежного покрова вокруг городов. Данные об ореолах загрязняющих веществ вокруг городов и городских агломераций представляют огромный интерес, так как наглядно демонстрируют воздействие городов на окружающие их территории, в том числе на сельскохозяйственные угодья, зоны отдыха горожан, водоемы, заповедные ландшафты и т.д. Исследования ведутся с помощью искусственных спутников Земли «Метеор-Природа».
Некоторое представление о соотношении площади городов и площади ореолов загрязняющих веществ (пятен загрязнения вокруг них) дают усредненные показатели, полученные на основе анализа материалов по 540 городам бывшего СССР (табл. 5). Средние значения по стране, естественно, существенно отличаются от конкретных ситуаций. Так, отдельные ореолы загрязнения вокруг Москвы и других городов и поселков Центрального эконо-
15
мического района слились в единое пятно (площадью 177900 км2).
Таблица 5 Средние значения площадей застройки и ореолов загрязнения, а также
удаленности края ореолов от центров городов
Города с насе- |
Средняя площадь |
Средняя площадь |
Удаленность от центра города |
||
лением, тыс. |
городской за- |
ореола загрязнения, |
края ореола загрязнения, км |
||
человек |
стройки, км2 |
км2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наибольшая |
наименьшая |
|
|
|
|
|
|
Более 1000 |
179 |
3390 |
59 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
999 |
– 500 |
74 |
2370 |
44 |
12 |
|
|
|
|
|
|
499 |
– 100 |
34 |
1550 |
33 |
10 |
|
|
|
|
|
|
99 |
– 50 |
22 |
385 |
26 |
2 |
|
|
|
|
|
|
Твердые и концентрированные городские отходы
Ежегодно город-миллионер «производит» и по преимуществу накапливает на окружающих его территориях около 3,5 млн т твердых и концентрированных отходов. Концентрированные отходы представляют собой осадки, накапливающиеся в отстойниках, и концентрат жидких отходов (табл. 6).
Таблица 6 Твердые и концентрированные отходы (в тыс.т/год) города с населением
1 млн. человек
Вид отходов |
Количество |
|
|
Зола и шлаки ТЭЦ |
550,0 |
|
|
Твердые осадки из общей канализации (95% влажности) |
420,0 |
|
|
Древесные отходы |
400,0 |
|
|
Галитовые отходы |
400,0 |
|
|
Сырой жом сахарных заводов |
360,0 |
|
|
Твердые бытовые отходы* |
350,0 |
|
|
Шлаки черной металлургии |
320,0 |
|
|
Фосфогипс |
140,0 |
|
|
Отходы пищевой промышленности |
130,0 |
|
|