Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 045837 из МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный строительный университет

Кафедра Городского строительства и экологической безопасности

Факторы оценки городской среды обитания

Учебное пособие

Москва 2012

Введение

Жизнедеятельность человека в условиях городской среды сопровождается воздействием на него различных факторов. Значительные антропогенные нагрузки на окружающую среду создают автотранспорт, теплоэнергетический комплекс, промышленность, сельское хозяйство, отходы производства и потребления. Среди факторов, создающих большие антропогенные нагрузки на окружающую среду, весомую роль играет строительство, особенно градостроительная деятельность. За долгие годы строительство превратилось в природоформирующий и даже средообразующий фактор. Человечество в своем все возрастающем количестве активно застраивает территории, создавая все новые города, расширяя их вплоть до мегаполисов, развивает промышленные зоны, уничтожая, а в лучшем случае, существенно изменяя природные ландшафты, еще сохранившиеся экосистемы. Сверхзадачей каждого специалиста, принимающего решение о создании нового объекта, является минимизация ущерба тому, что было создано природой в процессе эволюции, а при глобально-комплексном и бережливом отношении не только уменьшение ущерба, но и содействие развитию естественных природных процессов.

Для этого необходимо максимально гармонизировать задачу строительства и воздействия на среду в результате достижения поставленной цели. При этом продолжая рассмотрение взаимодействия феномена устойчивого развития и строительного освоения территорий и учитывая различные мнения по этой проблеме можно с одной стороны, усугубить представления о все более развивающемся экологическом кризисе, а с другой - необходимо подчеркнуть настоятельную необходимость повышения уровня экологичности строительства, особенно развития и реконструкции городской среды.

При этом надо понимать, что по силе своего воздействия только строительство может подходить под определение гениального русского ученого В.И. Вернадского, утверждавшего, что человеческая деятельность на Земле соизмерима с главнейшими геологическими процессами на Земле [1].

Построенные человеком города представляют собой искусственную окружающую среду для его обитателей. Это вновь сформированная на начальной природной базе техногенная искусственная экосистема, стабильность которой поддерживается исключительно только человеком, что определяет ее как закрытую систему. В таких системах взаимодействия между составляющими элементами осуществляются привнесением необходимого количества энергии, вещества и информации, их превращениями и удалением отходов за счет искусственного движения, которое в городе возможно только за счет деятельности его населения. Для создания такой городской экосистемы необходимо строительство в экологической, природосовместимой форме. Поэтому при осуществлении строительной политики городов необходимо постепенное осознание факта, что все проектируемые сооружения должны максимально "вписываться" в природную среду, в природные или в устойчиво сложившиеся вторичные ландшафты, а технологии возведения и применяемые строительные материалы зданий и сооружений, как элементов создаваемой среды обитания должны не нарушать связей в природной среде и быть по своему составу адекватными природным материалам. Последнее является исключительно важным, так как определяет способность возведенных сооружений к ассимиляции природной средой после того как в них исчезнет необходимость. Это, в частности, в значительной мере поможет решить проблему утилизации отходов, или хотя бы утилизации строительного мусора, образующегося в процессе строительства или при разборке зданий и сооружений.

В настоящее время экологические проблемы городской среды продолжают оставаться острыми и актуальными. Загрязнение водных ресурсов и атмосферного воздуха остается высоким из-за устаревшего оборудования и недостаточного внедрения современных технологий и очистных сооружений. В связи с резким увеличением числа легковых автомобилей в городах наблюдается рост химического и шумового загрязнения на примагистральных территориях. Из-за недостаточного финансирования ухудшилось санитарное состояние и степень благоустройства городских и прилегающих к ним территорий.

Строительные и отделочные материалы не всегда обладают достаточным экологическим качеством, трудно прогнозируемым в перспективе. Например, ряд теплоизоляционных материалов (в частности, пенополистирол) начинают постепенно деструктироваться и выделять токсичные вещества. Другие строительные материалы требуют оценки на радиоактивное излучение.

В современных экономических условиях при перераспределении валового национального продукта повысились требования к качеству, а, следовательно, и к экологичности жилища; повышается качество и многоэтажной застройки. При постоянном повышении стоимости энергоносителей меняются подходы по созданию и эксплуатации коммунального хозяйства - важной сферы строительного комплекса.

Применение альтернативной энергетики, локальных природных систем очистки, экономия питьевой воды, вторичное использование ресурсов и отходов позволяют изменить общее фоновое загрязнение окружающей городской среды.

Существующие методы оценки факторов окружающей среды (ФОС) недостаточно совершены, и в основном направлены на определение изменений окружающей среды и сравнение величин каждого из факторов с нормативными. Научно обоснованная комплексная оценка ФОС позволит оценить экологические условия от строительной площадки до города в целом.

В настоящих методических указаниях представлена методика оценки ФОС применительно к городским селитебным территориям, разработанная проф. Сидоренко В.Ф. [2] и усовершенствованная проф. Кононовичем Ю.В. с коллегами на кафедре Городского строительства и экологической безопасности МГСУ для подготовки студентов факультета ГСХ при изучении дисциплин "Экология", "Экология городской среды" и "Экологическое строительство".

Пофакторная оценка городской окружающей среды

Современная городская среда, формирующая жизнеобеспечение населения, представляет собой сложную систему взаимосвязанных между собой элементов, изменения в которых влияют не только на состояние друг друга, но и на систему города в целом. Неблагоприятная экологическая обстановка от техногенного воздействия негативно влияет на состояние среды непосредственного проживания человека.

Гармоничное развитие урбанизированной городской среды зависит от экологически обоснованных градостроительных решений на всех этапах от планирования и проектирования до строительства (а также реконструкции) и эксплуатации жилых объектов. Экологические проблемы охраны окружающей среды города остаются острыми и актуальными, несмотря на снижение в отдельных регионах темпов жилищного строительства, спад промышленного и сельскохозяйственного производства.

Формирование экологически чистого жилища является актуальной проблемой современной архитектурно-строительной практики. Понятие "экологическое жилище" в настоящее время не вполне установилось, оно уточняется, меняется во времени. Выбор аспектов экологизации жилья всегда зависит от конкретных условий места строительства (степень загрязнения района, близость вредных производств, шумовой фактор, строительные материалы, визуальная комфортность и др.). Разработка комплексной оценки факторов окружающей среды в городских условиях, создание благоприятной среды обитания является крайне актуальной задачей [2,3].

В новых экономических условиях повысились требования не только к качеству, но и экологичности жилища, многоэтажной застройке, отделочным материалам, строительному процессу в целом. При этом строительный комплекс должен создавать благоприятную среду во всех местах пребывания человека, на протяжении всей его жизни.

Рассматриваемый комплекс компонентов окружающей городской среды включает в себя: природные геоэкологические условия (климат, воздушная и водная среда, почва, растительность), искусственно созданные человеком компоненты (шум, вибрация, радиоактивное и электромагнитное излучение) и комплекс факторов, связанный со строительством (используемые строительные материалы), психологические (близость опасного производства, видовые перспективы), которые в городских условиях воздействуют на человека. По степени вредного влияния их можно изобразить в виде пирамиды (рис. 1).

Природные компоненты связаны конкретными физико-географическими условиями города. Методически на практике важно различать измененные и не измененные человеком природные компоненты. Каждый из факторов играет разную роль в формировании окружающей городской среды и причинно-следственные связи, определяющие динамику, различны по степени сложности.

Присутствие

опасных

производств

Видеоэкология

Инсоляция

Влажность

Температура

Скорость движения воздуха

Геоэкология

Электромагнитное излучение

Вибрация

Шум

Строительные материалы

Почва

Вода

Воздух

ЧЕЛОВЕК

Рис.1. Воздействие ФОС на организм человека

Оценка состояния окружающей среды основывается на соответствующих нормах, стандартах, кадастрах и показателях статистической отчётности. При отсутствии утверждённых нормативных показателей, учитывающих требования отдельных служб, осуществляется надзор за состоянием окружающей среды.

Достаточное состояние окружающей среды, пофакторно, определяется санитарно-гигиеническими, экологическими и социально-экономическими регламентациями (нормы, критерии, ограничения). Тем не менее, если 15 рассматриваемых факторов будут иметь значение близкое к нормативным, при воздействии на одни и те же органы человека, в комплексе может наблюдаться негативное воздействие на организм (табл. 1).

Таблица 1

Воздействие различных факторов окружающей среды на организм человека

Факторы

антропогенно-го воздействия Органы человека Нервная система Дыхательные пути Кровь Желудочно-кишечный тракт Почки Печень Сердечно-сосудистая система Психоэмоциональное состояние Органы слуха Инфекционные заболевания Аллергические заболевания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Воздух 1 * * * * * * * * * Вода 2 * * * * * Шум 3 * * * * * * Почва 4 * * * * Вибрация 5 * * * * * * Радиоактивное загрязнение 6 * * * * * * Геопатогенные зоны 7 * Температура 8 * * * Влажность 9 * * * Скорость движения воздуха 10 * * * * Электромаг-нитное излучение 11 * * * * Визуальная оценка окружающей территории 12 * * Фактор присутствия опасного производства 13 * * Строительные материалы 14 * * * * Инсоляция 15 * * * Опираясь на существующую нормативную базу, основные факторы окружающей среды предлагается классифицировать по степени воздействия на организм согласно таблице 2.

Таблица 2

Классификация факторов окружающей среды по степени воздействия на организм

№ п/п ФОС Размер-ность Благо-приятное

(балл=0) Неблаго-приятное при

суммации (балл=1) Неблагопри-ятное при суммации (балл=2) Неблагопри-ятное при суммации (балл=3) 1 Воздух ПДК до 0,8 от 0,8 до 1,2 от 1,2 до 2 > 2 2 Вода ПДК до 0,8 от 0,8 до 1 от 1 до 1,5 > 1,5 3 Шум* дБА до 30 35- 40 40- 45 > 45 4 Почва ПДК до ,0.8 от 0,8 до 2 от 1,2 до 2 > 2 5 Вибрация дБА до 30 от 30 до 40 от 40 до 50 > 50 6 Радиоактивное загрязнение мкр/час до 25 от 25 до 50 от 50 до 100 > 100 7 Геопатогенные зоны баллы (поясне-ние) 0

(отсутст-

вуют) 1 (пристут- ствуют) 1

(пристут-ствуют) 1

(пристут-ствуют) 8 Температура жил. помеще-ния** 0С от 18 до 22 от 16 до 18

от 25 до 28 от 14 до 16

от 28 до 32 32 9 Влажность внутр. воздуха % от 40 до60 от 30 до 40

от 25 до 30 5 11 Электромаг-нитное излучение кв/м2 до 5 от 5 до10 от 10 до 20 > 20 12 Визуальная оценка окружающей территории баллы (поясне-ние) 0

(водные и зеленые прост-ранства) 1

(водные и зеленые пространства + застройка) 2

(невыразит. застройка) 3

(коммуникац. объекты промышл. предприятий) 13 Фактор присутствия опасного производства баллы (поясне-ние) 0

(отсутст-

вует) 1

(пристут-ствует) 1

(присутст-

вует) 1 (присутствует) 14 Строительные материалы баллы (поясне-ние) 0

(дерево: потолок, пол, отделка) 1

(кирпич, дерево) 2

(кирпич + железобетон,шлакоблоки+

железобетон,линолеум) 3

(полимеры,

железобетон) 15 Инсоляция (непрерывная) час > 2 ,5 от 2,5 до 2 от 2 до 1 11

I уровень предусматривает нестандартные строительно-технические решения, которые дают жильцам высокий комфорт и низкие эксплуатационные расходы.

II уровень предполагает серьезные решения, которые гораздо лучше обычно предлагаемых (по локальной экологической реконструкции).

III уровень предусматривает соблюдение законодательно установленных норм. При этом нормы по каждому отдельному фактору могут соблюдаться, а в целом территория требует комплексной экологической реконструкции.

IV уровень - не соблюдены законодательно установленные нормы, существует угроза здоровью человека, что требует принятия срочных мер.

В предлагаемой выше системе рассмотрен принципиальный подход к комплексной оценке экологической ситуации жилой застройки при помощи разнородных факторов окружающей среды, оказывающих воздействие на горожан. При этом дается классификация ФОС по степени их воздействия на организм человека. Это позволяет категорировать и планировать улучшение условия качества проживания населения. Важное место в данной системе должен занимать экологический мониторинг жилой среды.

Комплексная оценка воздействия среды обитания на человека характеризуется показателем А, который подсчитывается в баллах по формуле [2]:

n

A = ? (ФОСi?Кзнi?Кврi) (1),

i=1

где ФОСi - i-ый фактор окружающей среды в баллах, Кзнi - коэффициент значимости i-го фактора, Кврi - коэффициент времени пребывания (воздействия) в среде i-го фактора. При этом раздельно учитываются Квр в жилище, равный 0,85; на дворовой территории - Квр = 0,1; на улице - Квр = 0,05.

Учитывая характер влияния на организм человека, выделяют следующие основные ФОС и их значимость:

- загрязненность воздушной среды (СО, пыль), Кзн = 1;

- качество питьевой воды, Кзн = 1;

- загрязненность почв и грунтов, Кзн = 1;

- шум, Кзн = 1;

- вибрация, Кзн = 1;

- радиоактивные излучения, Кзн = 1;

- электромагнитные излучения, Кзн = 1;

- режим инсоляции, Кзн = 0,6;

- строительные и отделочные материалы, Кзн = 0,3;

- обеспеченность комфортного микроклимата, Кзн = 0,6;

- визуальная оценка окружающей среды, Кзн = 0,3;

- фактор близости опасного производства, Кзн = 0,3;

- обеспеченность подъезда пожарных машин, Кзн = 0,3;

- обеспеченность зелеными насаждениями, Кзн = 0,3;

- обеспеченность территориями различного назначения (места для отдыха, детские и спортивные площадки), Кзн = 0,3.

Нужно отметить, что если в градостроительной экологии при анализе и оценке окружающей среды обычно рассматриваются природные и антропогенные факторы, проявляющиеся на городской территории, то экология городской среды рассматривает комплексно все факторы, воздействующие на человека в процессе всей его жизни: климат, загазованность воздушной среды, качество питьевой воды, микроклимат жилища, строительные материалы жилья, состояние геосреды и нарушенности территории, санитарно-гигиеническое состояние городских почв, воздействие физических факторов на городскую окружающую среду, психологические факторы (близость опасного производства, видовые перспективы из окон жилого дома, а также в микрорайоне о городе).

Проведение категорирования территории города с учетом классификации ФОС по степени воздействия создает базу для комплексной оценки окружающей среды на человека при системном подходе в экологии городской среды. При оценке отдельных факторов окружающей среды в жилых зданиях и на селитебной территории даже при значительном превышении норм природных и физических воздействий требуется разработка правового механизма применения и улучшения экологической ситуации.

1. Оценка микроклиматических особенностей территории

Одним из климатообразующих факторов является солнечная радиация. Приход солнечной радиации на земную поверхность в основном обуславливается астрономическими факторами - высотой Солнца и продолжительностью дня (а значит - широтой и временем года).

Городская среда находится во взаимосвязи с климатическими и микроклиматическими факторами, влияющими на ее состояние и изменяющимися под ее воздействием. Основными факторами, влияющими на изменение естественных климатических и микроклиматических условий в городской застройке являются: загрязнение атмосферного воздуха, дополнительное тепло, высокий уровень покрытия поверхностей материалами с различными теплофизическими свойствами, изменение городского режима (городские бризы).

Микроклиматические условия в городской среде определяются рельефом, радиационным, тепловым и аэрационным режимами. Оценка микроклиматического режима территории строительства позволяет правильнее предопределить структурно-планировочное решение и разработать систему мелиоративных мероприятий с целью улучшения микроклимата и проведения инженерной подготовки для осуществления градостроительства.

При воздействии загрязнения в атмосфере происходит изменение многих компонентов городского климата, таких как осадки, влажность, температура воздуха и почвы, количество и интенсивность туманов, радиационный баланс, ветровой режим. Приземной слой воздуха в крупном городе получает в 3 раза больше тепла по сравнению с естественными ландшафтами. В целом температурные различия города и пригородных территорий достигает 80С (а иногда и больше, в зависимости от природно-географических условий). Вследствие разности температур и давления воздуха на отдельных участках городской территории возникают искусственные бризы.

Радиационный режим складывается из прямой и рассеянной солнечной радиации. Данные об интенсивности и суммах прямой солнечной радиации для конкретного пункта могут быть получены из [4а]. Тепловой режим определяется суммарной солнечной радиацией и температурой воздуха расчетным путем различными способами. В результате загрязнения городской воздушной среды происходит ослабление интенсивности прямой солнечной радиации на 20-40% .

Под влиянием застройки, элементов благоустройства, озеленения и др. сильным изменениям подвергается аэрационный режим. Основным регулятором ветрового режима в городской среде является застройка. Методика количественной оценки аэрационного режима учитывает форму и размеры ветровых теней зданий и зеленых насаждений, а по данным метеостанций на площадке будущей застройки анализируется ветровой режим и вводятся поправки на рельеф местности [2].

В частности, Московский регион, расположенный на Русской равнине, занимает площадь, равную 47 тыс. км2 , его население составляет более 20 млн человек, в том числе в Москве на площади 1200 км2 проживает около 12 млн человек. Климат Московского региона характеризуется как умеренно-континентальный, самый холодный месяц - январь, когда средне-месячная температура в центре города колеблется от -8,8 до -9,7оС, а на окраинах, от -10,1 до -10,6 оС, в удаленных районах области на 0,9-4,2оС ниже. В самом жарком месяце года - июле температура в Москве в среднем составляет 18,1-19,3 оС, колебания ее в пределах города и области ±0,8-3,2оС. Снежный покров в среднем составляет 41-45 см, осадки - 640-677 мм в год. Ветры преимущественно западные, юго-западные и северо-западные, скорость ветра в городе на 1-1,5 м/с меньше, чем по области; число дней со штилем в центре города 18, на окраинах 8-10 в год. Продолжительность туманов 141-149 ч в год, застои воздуха в городе зимой наиболее часто наблюдаются по утрам, а летом - вечерами и ночью. Слабые скорости ветра, туманы, застои способствуют накоплению загрязняющих веществ в атмосфере города и мешают их рассеянию.

Годовой ход суммарной солнечной радиации аналогичен ходу высот Солнца и продолжительности дня. Интенсивный приход суммарной радиации в Москве наблюдается с мая по август (на этот период относится 67% ее годового значения); максимум наблюдается в июне (среднемесячная инсоляция на горизонтальную поверхность за 1983-2005 гг. составила 7,74 квт/м2-день), минимум за тот же период (0,71 квт/м2-день) - в декабре. Норма инсоляции составляет не менее 2-х часов прямого солнечного облучения.

Для пофакторной и комплексной оценки инсоляции как фактора окружающей среды надо учитывать, что при непрерывном солнечном освещении более 2-х часов принимается 1 балл, от 2-х часов до 1-го часа - 2 балла, а менее 1-го часа - 3 балла (табл. 2), при этом коэффициент значимости при окончательном расчете имеет значение КЗН = 0,6.

2. Загрязнение воздушного бассейна

Загрязненный атмосферный воздух является одним из основных источников воздействия на окружающую городскую среду. В воздушную среду поступают выбросы от автотранспорта, промышленных предприятий, объектов теплоэнергетики и др. Трансформация и миграция загрязняющих веществ происходит по цепочке: атмосферный воздух - почва - атмосферный воздух - водные объекты - атмосферный воздух - растительность. Источники загрязнения для удобства контроля за ними подразделяются на стационарные и передвижные. К передвижным относится автотранспорт, а все остальные - стационарные. Среди стационарных источников особый вред здоровью горожан наносят предприятия теплоэнергетики, химической и нефтехимической промышленности, черной и цветной металлургии, выбросы которых содержат вещества I и II класса опасности.

В качестве наиболее распространенных и опасных можно выделить восемь категорий загрязнителей [4]:

* пыль и взвеси, представляющие собой мельчайшие частицы и аэрозоли, находящиеся в воздухе в дисперсном состоянии;

* углеводороды и другие летучие органические соединения;

* угарный газ (CO);

* оксиды азота (NO и NO2);

* оксиды серы, в основном диоксид серы (SO2);

* свинец и другие тяжелые металлы;

* озон и другие фотохимические окислители;

* кислоты, в основном серная и азотная, присутствующие в виде аэрозолей, впоследствии образующих кислотные дожди и туманы.

Следует заметить, что в последнее время в качестве загрязнителя стали рассматривать диоксид углерода (СО2), так как его количество, поступающее в атмосферу, так велико, что не может быть поглощено биосферными процессами, и вызывает возникновение "парникового" эффекта на планете.

Уровень загрязнений в атмосфере определяется тремя факторами:

* поступлением загрязнителей в атмосферу;

* объемом пространства, в котором они рассеиваются;

* механизмами удаления загрязнителей из воздуха.

Основным количественным показателем, используемым в нашей стране для контроля качества биосферы (в том числе и атмосферы), являются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ - это максимальная концентрация, до достижения которой не проявляются свойства вредного вещества, т.е. верхний предел лимитирующих факторов, при котором концентрация вещества выходит за допустимые границы экологической ниши человека. Существует раздельное нормирование содержания примесей вредных веществ в атмосфере. Необходимость раздельного нормирования обусловлена условиями восприятия вредных веществ людьми: на промышленных предприятиях их вдыхают здоровые люди, проходящие регулярно медицинский осмотр, а в населенных пунктах, расположенных вблизи этих предприятий, вредные вещества вдыхают как взрослые, так и дети, пожилые и больные люди, беременные женщины и др.

Для санитарной оценки воздушной среды используют следующие показатели (мг/м3):

ПДКРЗ (рабочей зоны). Это концентрация вредных веществ при ежедневной (кроме выходных) работе в пределах 8-часового (или другой продолжительности) рабочего дня, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа, не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья работника.

ПДКМР (максимально разовая). Эта концентрация вещества, при вдыхании которого в течение 30 мин не должны проявляться рефлекторные реакции в организме человека. ПДКМР используется в экстремальных (аварийных) ситуациях.

ПДКСС (среднесуточная). Эта среднесуточная концентрация вещества, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного при длительном (многие годы) вдыхании. ПДКСС используется для нормирования качества воздуха в населенных пунктах.

Распространение загрязнений воздушного бассейна от стационарных источников

На рассеяние загрязнителей из дымовых труб влияет характер рельефа местности и высота строений и сооружений в окрестностях трубы. За счет этих факторов может происходить размыв струи, подсос дыма в низины или пространства между зданиями, возникновение застоя загрязнителя в складках местности и между строениями.

На практике часто необходимо решать задачу: как по единовременному

замеру состава газо-воздушной смеси, выходящей из источника загрязнения (трубы), определить, какова будет максимальная концентрация вредных веществ в приземных слоях воздуха, и на каком расстоянии от источника загрязнения эта концентрация будет наблюдаться.

По методике [5], изложенной в общесоюзном нормативном документе

(ОНД-86) Госгидромета, максимальная приземная концентрация загрязнителя Сm на расстоянии Хm от трубы рассчитывается по формуле:

, (2)

где Мх - количество какого-либо вредного вещества, выбрасываемого в воздух из источника загрязнения; Н - высота источника выброса, м; для наземных источников Н принимается равной 2м; А - коэффициент стратификации, зависящий от гидрометеорологических условий. Берется по таблице ОНД-86. Смысл коэффициента в том, что над равнинным районом вертикальное перемещение воздуха минимально, при увеличении степени расчленения рельефа оно возрастает и достигает максимума в горах; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ. Для газообразных веществ, скорость упорядоченного оседания которых равна 0, коэффициент принимается равным 1. Для мелкодисперсных аэрозолей (зола, пыль, V2O5) при степени очистки более 90% F=2, при степени очистки 75-90% F=2,5, при степени очистки менее 75% - F=3; m,n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газо-воздушной смеси из источника. При круглом устье и конусной трубе m и n близки к 1; при другой форме устья (прямоугольной, щелевой, решетчатой) коэффициенты увеличиваются (до 4); - коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50м =1. Если рельеф расчленен, т.е. перепад высот более 50м, то >1, и его величина зависит от соотношения ширины и высоты трубы, высоты препятствия (Н/h0) и от соотношения ширины и высоты препятствия (а0/h0); V1 - расход газовой смеси, м3/с;

Здесь w0 - скорость истечения газа из трубы, м/с; D - диаметр трубы, м; - разница температуры выбрасывания газовоздушного потока и окружающего воздуха ( = Тг-ТВ). За ТВ принимается средняя температура самого жаркого месяца. В оптимальный сезон за ТВ принимается среднемесячная температура самого холодного месяца.

Расстояние от источника загрязнения, на котором будет наблюдается максимальная концентрация Сm, определяется по формуле:

; где =5,7 при холодных выбросах, т.е. при 00,

________________

и ? = 2,48 (1+0,28 3v800•(1,3•W0•D/H)3)

при горячих выбросах, т.е. при >>00 и при неблагоприятных метеоусловиях - штиле (при скорости ветра м/с).

Для расчета концентраций вредных веществ на любых других расстояниях от источника выбросов (на расстоянии, отличном от ) применяется формула:

;

;

.

После получения поля значения и можно построить кривую распределения концентраций загрязнения по оси факела. Расчет для построения кривой распределения концентраций вредных веществ и расстояния, на котором будет наблюдаться максимальная концентрация, производится для случая неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), т.е. почти полного отсутствия ветра. Обычно принимается, что НМУ наступает при скорости ветра 0,5м/с и менее. Естественно, что при больших скоростях ветра кривая распределения загрязнения растянется в длину.

На кривой распределения концентраций вредных веществ выделяется три основных зоны: зона выброса факела, характеризующаяся относительно небольшими концентрациями загрязнения, зона максимального задымления (загазованности) и зона постепенного снижения уровня загрязнения (зона релаксации). Зона максимального задымления должна располагаться внутри санитарно-защитной зоны предприятия (СЗЗ).

Используя уравнение (2), можно решать и обратную задачу, т.е. находить максимальную мощность выброса или оптимальную высоту трубы, приравнивая максимальную концентрацию к ПДК или некоторой ее доле.

Распространение загрязнений воздушного бассейна от движущегося автотранспорта

Выбрасываемые в атмосферу отработанные газы и испарения топливных систем автотранспорта представляют собой смесь из более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенных веществ.

Значения выбросов вредных веществ в отработанных газах автотранспорта зависит от различных факторов: соотношения в смеси воздуха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа местности и качества дорог, технического состояния автомобиля, типа двигателя и др. Например, рельеф дороги и режим движения автомашин оказывают значительное влияние на выбросы оксида углерода (СО). При ускорении и торможении в отработанных газах содержание СО увеличивается в 8 раз. При медленном движении или стоянии автомобиля с включенным двигателем также резко увеличивает содержание СО в выбрасываемых газах (что характерно для автомобильных пробок). Минимальное количество угарного газа выделяется при равномерном движении автомобиля со скоростью 60 км/ч. Выбросы основных загрязняющих веществ (оксид углерода, оксид азота, углеводороды, бензапирен) существенно ниже в дизельных двигателях по сравнению с карбюраторными. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи (при плохой регулировке двигателя и систем подачи топлива), которая насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами, выбросы которых в атмосферу недопустимы.

Нормируются выбросы загрязняющих веществ также ПДК. Концентрация загрязняющих веществ вдоль магистралей зависит от их массового выброса, величина которого в свою очередь определяется видом автотранспорта, типом двигателя и уровнем его технического состояния, плотностью автомобильного потока (интенсивностью движения) и средней скоростью. Последний из перечисленных параметров может меняться путем принятия градостроительных решений, позволяющих избежать задержки движения автотранспорта на светофорах, например, строительство эстакад и тоннелей на перекрестках, расширение проезжей части улиц и др.

Масса выбросов от автомагистралей рассчитывается в соответствии с методикой [6], которая может быть использована для оценки показателей экологического воздействия и обоснования необходимости применения экологически ориентированных мероприятий по организации дорожного движения (ОДД).

Влияние условий движения автомобилей в транспортном потоке на выброс загрязняющих веществ, прежде всего, проявляется через обусловленное организацией движения соотношение установившихся и неустановившихся режимов движения. Поэтому в общем виде величина выброса автомобилей i- го загрязняющего вещества М, на участке магистрали длиной 1, за единицу времени определяется по формуле:

Mi=Mli+Di (3),

где: Mli - выброс i-го загрязняющего вещества при непрерывном движении транспортного потока, г/ч (или г/с); Di - дополнительный выброс i - го загрязняющего вещества, связанный с задержкой транспортных средств, г/ч (г/с).

Величина Mli отражает неизбежную часть выброса, определяемую техническим уровнем и состоянием транспортных средств, скоростью движения, интенсивностью движения и дорожными условиями. Величина Di отражает увеличение выброса, вызванное торможением и разгоном транспортных средств, а также работой двигателя на холостом ходу.

В соответствии с [6] учитывается выброс следующих загрязняющих веществ: оксид углерода - СО; углеводороды - СmHm; оксиды азота - NOx; диоксид серы - SO2; сажа - С.

При расчетах следует учитывать, что в г. Москве автомобильные двигатели работают на бензине высокого качества, несодержащим сернистых соединений (выбросы SO2 отсутствуют), и не разрешается проезд автотранспорта с плохой регулировкой дизельного двигателя и системы подачи топлива.

Для расчета выброса i-го загрязняющего вещества при непрерывном транспортном потоке (Мli) используется расчетная формула:

Mli =, г/час (4),

где: m`lik - пробеговый выброс i-го загрязняющего вещества автомобилем k-й расчетной группы, г/км; Ln - длина n-го перегона входного или выходного направления, км; Nkn - интенсивность движения автомобилей k-й расчетной группы на n-ом перегоне входного или выходного направления, авт/час.

При этом надо учитывать, что транспортный поток подразделяется на пять групп расчетных автомобилей:

- расчетный легковой автомобиль (РЛА) - усредненная модель легкового автомобиля, отражающая существующее распределение легковых автомобилей с двигателями различного литража в потоке;

- расчетный грузовой автомобиль с бензиновым двигателем (РГАБ) -усредненная модель грузового автомобиля с бензиновым двигателем, отражающая существующее распределение грузовых автомобилей различной грузоподъемности в потоке;

- расчетный грузовой автомобиль с дизельным двигателем (РГАД) - усредненная модель грузового автомобиля с дизельным двигателем, отражающая существующее распределение грузовых автомобилей различной грузоподъемности в потоке;

- расчетный автобус с бензиновым двигателем (РАБ) - усредненная модель автобуса с бензиновым двигателем, отражающая существующее распределение автобусов различного класса в потоке;

- расчетный автобус с дизельным двигателем (РАД) - усредненная модель автобуса с дизельным двигателем, отражающая существующее распределение автобусов различного класса в потоке.

Кроме того, для расчета массового выброса М каждого из загрязняющих веществ, содержащихся в отработанных газа, необходимо с помощью введения соответствующих коэффициентов учитывать уровень технического состояния автомобиля, его возраст и среднетехническую скорость. В результате формула (4) будет иметь следующий вид:

= (5),

где 3600 - коэффициент пересчета единицы массового выброса из г/ч в г/с; К1 - коэффициент уровня технического состояния автотранспорта [4]; К2 - коэффициент влияния возраста автотранспорта [4]; К3 - коэффициент среднетехнической скорости, учитывающий отличие средней скорости транспортного потока в городе (V) от скорости по европейскому циклу. Коэффициент К3 для разных загрязняющих веществ определяется по формулам [7]: для оксида углерода К3 = 1,268-0,015; для углеводородов К3=1,2-0,0116; для оксидов азота К3=1,0.

Зависимости плотности автомобильного потока (Р) от интенсивности движения автотранспорта (Nkn) определяется по выражению Р= Nkn/V.

Большое значение имеет оценка уровня концентрации загрязнителей в приземном слое городской среды. Отработавшие газы от автотранспорта составляют многокомпонентную смесь до 280 вредных ингредиентов. Наиболее опасными для человека являются окись углерода, оксиды азота, углеводороды и различные соединения свинца. Все горячие газы при смешении с окружающим воздухом быстро охлаждается и их плотность быстро приближается к плотности воздуха, поэтому он быстро рассеивается по территории как некий средний газ. В градостроительной практике за представительный показатель уровня загрязнения атмосферного воздуха принимается концентрация в приземном слое территории и по высоте здания окиси углерода (СО), у которой ПДКСС = 3 мг/м3 и ПДКМР =5 мг/м.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч, в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля - это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3.

Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха.

Градостроительные мероприятия, улучшающие условия рассеивания выхлопных газов автотранспорта в жилой застройке и позволяющие снижать концентрации до предельно допустимых значений - важный фактор в борьбе за чистоту воздушного бассейна в городе.

Значения фоновых концентраций загрязняющих веществ типичны для многих районов Москвы, как соседствующих с территориями производственного назначения, так и находящихся от них на относительном удалении. Отработанные автомобильные газы содержат до 200 различных токсичных веществ. Наиболее опасными из отработанных автомобильных газов являются оксиды углерода, азота, углеводороды, в том числе - бензапирен. В практике расчета часто принимают концентрацию окиси углерода СО. Исходным моментом анализа загрязнения воздушной среды является определение концентрации окиси углерода на бордюре проезжей части, которая определяется по эмпирической формуле [2]:

С= (6),

где - расчетная концентрация СО на бордюре проезжей части; N - количество автомобилей в час в обоих направлениях (получено экспериментально): - скорость ветра на улице, м/с, при штиле =1 м/с; H - ширина улицы в линиях регулирования застройки, м; - коэффициент, учитывающий конструкцию двигателей, уровень технического обслуживания машин, вид топлива и т.д. В настоящее время =0,35; - коэффициент, учитывающий долю общественного и грузового транспорта в потоке и его среднюю скорость (табл.4); - коэффициент, учитывающий повышение уровня концентрации СО, вследствие прерывистости движения транспорта из-за наличия перекрестков (табл. 5).

Таблица 4

Значения при разных автотранспортных потоках

до 25 % Средняя скорость транспортного потока, км/ч 10-20 30 40 50 60 70 Значения 1,05 0,9 0,75 0,7 0,6 0,55

Таблица 5

Значения, учитывающие прерывистость транспортного потока

Значения Расстояние между перекрестками, м 100 200 400 600 800 2,0 1,5 1,25 1,1 1

Для расчета количество автомобилей в час в обоих направлениях (N) необходимо поступать следующим образом. При беспрепятственном движении автомобилей в первом ряду дороги со средней скоростью V = 50 км/ч пропускная способность этого ряда n1, ед. /ч характеризуется следующей зависимостью (табл. 4).

Таблица 4

Зависимость пропускной способности автомобилей первого ряда от средней скорости движения

Средняя скорость движения, км/ч Пропускная способность

n1, ед/ч Средняя скорость движения, км/ч Пропускная способность

n1, ед/ч 10 1250 40 2010 20 1660 50 2080 30 1920 60 2120

При этом пропускная способность второго ряда движения принимается в размере 75%, а третьего - 50% от указанных в таблице 1 значений. Например, при 6-рядном движении По таблице 1 при заданной средней скорости движения потока пропускная способность первого ряда движения nI = 2080 ед/ч. При 3-рядном движении в одном направлении общий поток автомобилей составит: N = 2080 (1+0,75+0,5) = 4680 ед/ч, а в обоих направлениях: N = 2•4680 = 9360 ед/ч.

Расчет концентрации СО у бордюра перекрестка проводится по формуле:

С= С, мг(СО)/м (7), где N>N

Расчет концентрации СО за границей экранирующих сооружений проводится по формуле, полученной [8] на основании теоретических и экспериментальных исследований:

2

СЭК = А·е-0,169/К / 0,35К (8),

где СЭК - концентрация загрязнителя на поверхности земли, мг/м3; А = 2000 МЛ / v? ·V0H ; МЛ - мощность линейного источника на высоте экрана, г/сек·м; V0 - скорость ветра, м/сек; Н - высота выброса газа, м; К = х/Н - кратность высот экрана, (х - расстояние от источника до расчетной точки, м).

Изменение концентрации СО по высоте экранирующего сооружения зависит от мощности источника на бордюре проезжей части, высоты экрана и отвечает полученной [8] на основании экспериментальных данных формуле:

________

МЛ = МЛо / 3v1- Н/14,1 (9),

где МЛо - мощность источника на бордюре проезжей части, г/сек·м.

По формулам (8) и (9) возможно определить концентрацию выхлопных газов автотранспорта в любой точке селитебной зоны за экранирующими сооружениями.

Изменение концентрации СО за счет удаления от проезжей части дороги осуществляется по формуле [8]: =, где cх - концентрация СО на расстоянии х от бордюра, cp - концентрация СО на бордюре проезжей части. При этом снижение концентрации СО от расстояния можно определить по графику (рис.2).

Рис.2. Изменение загазованности (СО) в зависимости от расстояния

Определение уровня загазованности в расчетных точках

Изменение концентрации оксида углерода СО в расчетных точках перед зданием и за ним определяется в зависимости от здания ширины и этажности по таблицам 6.

Таблица 6

Концентрация СО (мг/м3) в зависимости от этажности и ширины здания

Перед зданием (Т1) кол-во секций n - этажность 5 9 16 2 (50 м) 0.5 0.5 0.5 4 (100м) 0.2 0.15 0.12 8 (200м) 0.12 0.08 0.07 За зданием (Т2) кол-во секций n - этажность 5 9 16 2 (50 м) 0.5 0.5 0.5 4 (100м) 0.2 0.15 0.12 8 (200м) 0.12 0.08 0.07

Расчет загрязнения атмосферного воздуха на территории застройки

Существующая загазованность СО на фасаде здания Ст1 оценивается по формуле:

С т1=(-Д) К1 (10),

где Сх=; Сх - концентрация СО на расстоянии х от бордюра; - концентрация СО на бордюре проезжей части; - снижение концентрации выхлопных газов (СО) по территории застройки; Д - снижение концентрации СО зелеными насаждениями; К1 - изменение концентрации СО перед зданием в зависимости от его ширины и этажности.

Концентрация СО за фасадом здания Ст2 рассчитывается по формуле:

Ст2=Ст1К2, где К2 - изменение концентрации СО за зданием в зависимости от его ширины и этажности.

Для пофакторной и комплексной оценки загазованности необходимо построить картограмму концентраций загрязнителя (по уровню ПДК) территории жилой среды. После чего можно оценить по таблице 2 воздействие загрязнения на организм человека как фактора окружающей среды (ФОС), при наличии в воздушной среде загрязнителей от 0,8 до 1,2 ПДКСС дается 1 балл, от 1,2 до 2 ПДК - 2 балла, а более 2-х ПДК- 3 балла. Коэффициент значимости при воздействии загрязнения воздушной среды на человека имеет максимальное значение, что надо учитывать при расчете суммарных баллов ФОС жилой среды.

3. Состояние водных ресурсов

Водные ресурсы являются частью городской среды обитания, их значение достаточно многогранно и уникально, что привести все случаи использования воды практически невозможно. Воды гидросферы находятся в постоянном движении и циркуляции. Если не обращать внимания на разность во временных интервалах, то укрупненно схема круговорота воды выглядит следующим образом: выпадение осадков - появление поверхностного стока с последующей фильтрацией в грунты и подземные воды - испарение - транспирация - перенос водяного пара в атмосфере - конденсация пара - повторное выпадение осадков.

Вода - химическое соединение водорода и кислорода. Природная вода по своему составу весьма разнообразна; в ней присутствуют неорганические соли в виде молекул, ионов, комплексов, органические вещества в виде молекул и гидратированных соединений, диспергированные примеси, гидробионты (фитопланктон, бентос и др.), бактерии, вирусы.

Качество воды в природных водах определяется совокупностью физико-географических условий (климат, рельеф местности, почвенный покров, растительный покров прибрежной территории, строение и площадь стока), биологических процессов, протекающих в водоеме, и деятельностью человека (сброс сточных вод в водоемы, строительство различных гидротехнических сооружений, судоходство). При этом под качеством воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером содержащихся в воде примесей в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопный состав радионуклидов в воде.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

* атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха загрязнителей промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой массы загрязняющих веществ; особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенола, кислот и др.;

* городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы;

* промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая и пищевая промышленность.

Для безопасного водопотребления и защиты населения от угрозы загрязнения питьевой воды вредными и ядовитыми веществами установлены ПДК загрязняющих веществ в воде, необходимо также проведение мониторинга муниципальных источников водоснабжения.

Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах - соблюдение установленных ПДК. Как нормативный показатель ПДК исключает неблагоприятное влияние вредных веществ на живые организмы и возможность ограничения или нарушения нормальных условий хозяйственно- питьевого, культурно-бытового и других видов водопользования. Таким образом, предельно допустимая концентрация вредных веществ в водном объекте - это такая концентрация, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования. В Российской Федерации установлено раздельное нормирование качества воды, этот принцип разделения связан с категорией водопользования: 1) для целей и нужд населения; 2) для рыбохозяйственных целей. В соответствии с этим применяют два вида предельно допустимых концентраций: ПДКв и ПДКв.р. При этом, ПДКв.р всегда значительно меньше ПДКв. Например, если ПДКв аммиака составляет 2 мг/л, то ПДКв.р того же вещества в 40 раз ниже (табл. 7).

Различные вещества, содержащиеся в сточных водах, способны подвергаться окислению в природных водах, что связано с потреблением растворенного в воде кислорода. Поэтому важнейшим нормативным показателем качества воды является химическое потребление кислорода (ХПК), определенное бихроматным методом, т.е. ХПК - это количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде. Для характеристики качества воды определяют также биохимическое потребление кислорода (БПК) - это количество кислорода, израсходованного в определенный промежуток времени на аэробное (без доступа кислорода воздуха) биохимическое разложение органических веществ, содержащихся в исследуемой воде, причем промежуток времени может быть различным: 2, 5, 10, 20 сут., БПК2 - за 2 суток, БПК5 - за 5 суток и т.д. (табл. 8).

Таблица 7

Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в водоемах (мг/л)

Вещество ПДКв ПДКв.р. Аммиак 2,0 0,05 Бериллий 0,0002 - Ванадий (V) 0,1 - Висмут (V) 0,1 - ДДТ 0,1 отсутствие Свинец 0,03 0,03 Ртуть 0,005 - Нефть и нефтепродукты 0,1 0,05 Медь (II) 1,0 0,01 Фенол 0,001 0,001 Цианиды - 0,05 Хром (VI) 0,1 -

Нормы качества воды и водных объектов обычно включают:

* общие требования к составу и свойствам воды для различных видов водопользования;

* перечень ПДК нормированных веществ в воде объектов, предназначенных для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд;

* перечень ПДК нормированных веществ в воде объектов, используемых для рыбохозяйственных целей.

В этих перечнях ПДК должны быть приведены: наименование вещества (его синонимы), лимитирующий признак вредности, класс опасности, нормативное числовое значение с указанием единицы измерения.

При отсутствии ПДК на какое-либо вещество на стадии предупредительного контроля временно устанавливаются ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) содержания этих веществ в воде, разработанные на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов. По мере изучения токсикологических характеристик данных веществ ОДУ заменяется на ПДК.

Таблица 8

Требования к составу и свойствам воды[9]

Показатели Цели водопользования Хозяйственно-питьевые нужды Коммунально-бытовые нужды 1 2 3 Взвешенные вещества* При сбросе сточных вод содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться (по сравнению с естественными условиями) более, чем (мг/дм3) 0,25 0,75 Температура, Т Летняя температура при сбросе сточных вод не должна повышаться более, чем на 3оС (по сравнению со среднемесячной Т воды самого жаркого месяца за последние 10 лет). рН Не должен выходить за пределы 6,5-8,5 Растворенный кислород, мг/дм3

Не менее 4 (в любой период) Хлориды, мг/дм3 350 Не должны быть по

органолептическому Сульфаты, мг/дм3 500 определению Химические вещества Нормируются по ПДК БПК, мгО2/дм3

(при 20оС) 3 6 ХПК, гО2/дм3 15 30 *Содержание в воде антропогенных взвешенных веществ (хлопья гидроксидов металлов, частицы асбеста, стекловолокна, базальта, капрона и др.) нормируется по ПДК этих веществ.

В городской среде потребление воды в основном осуществляется в селитебной зоне (жилой ячейке, городских учреждениях, офисах и др.) для питьевых и хозяйственных нужд, бытовых целей на территориях, прилегающих к городу.

Водозабор для жилой среды осуществляется из открытых источников (реки, озера) и подземных вод, для чего используются скважины. В РФ действуют нормы качества воды для хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод (1991г.), а также перечень ПДК для нормирования веществ в воде, используемой для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд (СанПиН-4630-88). Ранее считалось, что подземные артезианские воды более качественные, однако в связи с интенсивным хозяйственным освоением территорий, а также закачкой промышленных сточных вод в подземные горизонты требуются значительные исследования и анализы проб воды, чтобы сделать заключение о состоянии подземных вод.

В настоящее время в ряде регионов, в частности, в крупных городах, наблюдается снижение в воде органических веществ (по БПК5), фенолов и танина, увеличение концентрации нефтепродуктов, нитратов, соединений меди, ртути, свинца, кадмия, цианидов, мышьяка и некоторых других токсичных веществ. Кроме того, имеется много глубинных источников загрязнений, в том числе так называемый пенопролирунный диффузионный сток с городских территорий, дорог, промышленных и строительных площадок, сельскохозяйственных территорий и др., который по объему не уступает контролируемым источникам загрязнений. Имеющиеся нормативы позволяют контролировать состояние воды для хозяйственных и питьевых нужд. Тем не менее качество питьевой воды различается в разных регионах и районах внутри отдельного региона, занимающего большую территорию.

В частности, в настоящее время 2800 предприятий Москвы сбрасывают в городскую канализацию 720 тыс. м3 сточных вод, и только 10% их имеют системы оборотного водоснабжения; 250 предприятий сбрасывает сточные воды в поверхностные водоемы, а более 90% сточных вод поступает в водные объекты Москвы от ТЭЦ и АМО "ЗИЛ". Ежегодно канализация Москвы пропускает более 2200 млн. м3 сточных вод, при этом, протяженность канализационных сетей в Москве составляет5882 км, из которых более 900 км находятся в ветхом состоянии и представляют достаточно серьезную экологическую опасность [10].

Загрязнение подземных вод Москвы происходит прежде всего из-за разрушения старых водозаборных скважин, 75% из которых пробурено и оборудовано более 30 лет назад, это разрушение происходит за счет проникновения в воды каменноугольных отложений загрязненных поверхностных и грунтовых вод. Поскольку подземные воды не используются, как правило, для организации централизованного водоснабжения (за исключением отдельных водозаборов), их охрана не является приоритетной задачей эксплуатационных городских организаций и служб. При этом в Москве недостаточно работает ФЗ РФ "О недрах", принципы которого позволили бы наладить действенную систему охраны и мониторинга подземных вод за счет отчислений московских предприятий за недропользование [10].

Большую опасность представляет загрязнение подземных вод нефтепродуктами из-за их утечек из трубопроводов и резервуаров, заглубленных в грунт без надлежащей противокоррозионной защиты металла. На территории Московского нефтеперерабатывающего завода (МНПЗ) такое загрязнение обнаружено не только в почвах, грунтах, но и поверхностных и грунтовых водах на глубине более 100 м; аналогичное загрязнение подземных вод проявляется в эксплуатационных скважинах и на территориях, прилегающих к МНПЗ (ТЭЦ-22, совхоз "Белая дача" и др.). При этом последствия нефтяного загрязнения почво -грунтов территории МНПЗ могут проявляться через многие годы после его прекращения.

Как указывалось выше (табл. 2) при воздействии воды на организм человека как фактора окружающей среды (ФОС), при наличии в водных источниках загрязнителей до 1 ПДКВ дается 1 балл, до 1,5 ПДКВ - 2 балла, а более 1,5 ПДКВ - 3 балла. Коэффициент значимости при воздействии воды на человека имеет максимальное значение, что надо учитывать при расчете суммарных баллов ФОС жилой среды.

4. Санитарно-гигиеническое состояние городских почв и грунтов

Почва - это уникальный элемент литосферы, имеющий природное происхождение, сформировавшийся в поверхностном слое земной коры в результате длительного воздействия биотических и абиотических факторов. Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой фаз, имеет специфические генетико-морфологические признаки и свойства, создающие благоприятные условия для роста и развития растений.

Наиболее интенсивное техногенное воздействие на литосферу оказывает градостроительная деятельность, горнодобывающая, перерабатывающая, транспортная, энергетическая промышленность и сельское хозяйство. В результате происходит изменение и гибель ландшафтов, а также загрязнение и деградация почв.

Ландшафт - природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, климат, вода, растительность, животные) взаимосвязаны. Ландшафты непрерывно развиваются под действием природных и антропогенных факторов. Ландшафты по существу представляют аналоги экосистем, наблюдая и фиксируя изменения, происходящие при антропогенных воздействиях можно оценить степень техногенных влияний на литосферу.

Совокупность почв, покрывающих земную поверхность, образует почвенный покров, толщина которого составляет 150-300 мм. Воздействие природных и техногенных факторов может привести к деградации почвенного покрова - ухудшение свойств почвы, которое выражается уменьшением содержания гумуса, разрушением структуры и снижением плодородия. Гумус - органическое вещество почвы, которое образуется в результате разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности организмов. Гумус содержит основные элементы, необходимые для развития растений.

Основными и наиболее опасными загрязнителями почв являются пестициды, нитраты, тяжелые металлы, фтор, радионуклиды. В некоторых случаях происходит биологическое загрязнение почв патогенными микроорганизмами, бактериями и другими возбудителями инфекционных заболеваний.

Санитарное состояние почвы - это совокупность санитарно-химических и биологических свойств почвы, определяющих качество и степень ее безопасности в санитарно-эпидемиологическом отношении. Санитарное состояние оценивается по данным экспериментальных исследований проб почвы и сопоставления полученных значений с таблицей 9 [11].

Таблица 9

Оценка санитарного состояния почвы

Санитарное состояние почв Бактерии группы кишечной палочки Яйца гильментов, экз./кг почвы Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы Титр Индекс Чистая 1.0 и выше 1-10 0 отсутствуют Слабо загрязненная 0.1-0.01 10-100 1-10 отсутствуют Умеренно загрязненная 0.01-0.001 100-1000 10-100 отсутствуют Сильно загрязненная 0.001 и ниже 1000 и выше 100 и выше отсутствуют

Принцип нормирования химических веществ в почве значительно отличается от принципов, положенных в основу нормирования их в водоемах и атмосферном воздухе. Попавшие в почву химические вещества поступают в организм человека главным образом опосредованно через контактирующие с ней среды: воздух, воду, растения. В последнем случае по биологической цепочке почва-растение-человек. Поэтому при нормировании содержания химических веществ в почве учитываются не опасность, которая возникает при непосредственном контакте, но и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред. Опробование почв и грунтов при инженерно-экологических изысканиях для строительства следует выполнять для их экотоксикологической оценки как компонента окружающей среды, способного накапливать значительные количества загрязняющих веществ и оказывать как непосредственное влияние на состояние здоровья населения, так и опосредованное - через потребляемую сельскохозяйственную продукцию.

Химическое загрязнение почв и грунтов оценивается по суммарному показателю химического загрязнения Zc, являющемуся индикатором неблагоприятного воздействия почв приведена в таблице 10.

Таблица 10

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв

по суммарному показателю загрязнения

Категория загрязнения почв Значение Zc Изменения показания здоровья населения в очагах загрязнения Допустимая Менее 16 Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений Умеренно опасная 16-32 Увеличение уровня общей заболеваемости Опасная 32-128 Увеличение уровня общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушением функционального состояния сердечно-сосудистой системы Чрезвычайно опасная Более 128 Увеличение уровня общей заболеваемости детского населения, женщин с нарушением репродуктивной функции

Суммарный показатель химического загрязнения (Zc) характеризует степень химического загрязнения почв и грунтов обследуемых территорий вредными веществами различных классов опасности и определяется как сумма коэффициентов концентрации отдельных компонентов загрязнения по формуле:

Zc=Kci+...+ Kc1+...+Kcn-(n-1), (11)

где: n - число определяемых компонентов; Kci - коэффициент концентрации i-го загрязняющего компонента.

Фоновое содержание в почвах химического вещества - это уровень содержания вещества, установленный по данным многолетних наблюдений и исследований. Предельно допустимые концентрации и фоновые концентрации веществ, установленные по данным многолетних исследований НИиПИ ЭГ и ИМГРЭ для территорий Москвы и Московской области приведены в таблице 11.

Таблица 11

ПДК и Фоновые содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах (грунтах) Москвы и Московской области , мг/кг

Химический элемент

ПДК Почвы, грунты Песчаные и супесчаные Суглинистые и глинистые Zn 220.0 28,0 45,00 Cd 2.0 0,05 0,12 Pb 32.0 6,00 15,00 Cu 132.0 8,00 15,00 Co 5.0 3,00 7,20 Ni 80.0 6,00 20,00 As 2.0 1,50 2,20 Hg 2.1 0,05 0,10

Для загрязняющих веществ неприродного происхождения коэффициенты концентрации определяются отношением его реального содержания в почве (Сi) к фоновому значению (Сi,f):

Кci=Ci/Сi,f (12)

Необходимо иметь в виду, что при строительстве жилого объекта почва (и грунт) должны быть обследованы по различным параметрам: механический состав, водоемкость, воздухопроницаемость, наличие гумуса; определена возможность самоочищения почв (скорость разложения органических компонентов и выноса водорастворимых соединений); устойчивость к рекреационным нагрузкам; определена биологическая активность по критериям устойчивости к эрозии и плодородия. Далее должен быть определен уровень загрязнения почвы, т.е. содержание тяжелых металлов (Pb, Cu, Cr, Co), пестицидов и др., а в соответствии с ПДК загрязняющих веществ в почве должна быть определена доля подвижных форм химических веществ.

В том случае, если почвенный слой является качественным, он может быть использован для дворового пространства, а если качество почвы низкое, то почвенный слой должен быть удален и рекультивирован. В обязательном порядке должна производиться оценка почвенного слоя на присутствие радионуклидов.

Поверхностный слой урбанизированных почв сильно загрязнен. Часть поверхностных загрязнений образуется от различных нефтепродуктов и рассыпанных химических веществ при эксплуатации транспорта и перемещении грузов. Значительный объем поверхностных загрязнений образуется при ветропереносе и осаждении инградиентов атмосферных выбросов автотранспорта, энергетических и производственных объектов. В сухую погоду поверхностные загрязнения аккумулируются и частично перемещаются при ветропереносе и других воздействиях. Значительная часть поверхностных загрязнений выносится и перераспределяется поверхностными стоками дождевых, талых, поливочных и других вод.

В ходе поверхностного стока ряд инградиентов загрязнений переходит в растворимое состояние и выносится в водные объекты сточными водами. Нерастворенные инградиенты частично выносятся сточными водами, частично повторно аккумулируются в рельефе подстилающих поверхностей, составляя потенциальный источник вторичного загрязнения как поверхностных сточных вод, так и воздушного бассейна города [8].

В сухую погоду при ветропереносе и механических воздействиях в атмосферу выбрасываются в виде пыли наиболее легкие тонкодисперсные фракции поверхностных загрязнений достаточно сложного состава. О характере этих загрязнений, поступающих в атмосферу с поверхностей городских территорий, достаточно достоверно можно судить по качественным характеристикам поверхностных сточных вод, продуцирующих, транспортирующих и аккумулирующих поверхностные загрязнения различного состав и происхождения. К основным показателям поверхностных сточных вод относятся:

- взвешенные вещества;

- органические окисляемые соединения;

- растворимые примеси;

- нефть и нефтепродукты;

- соли тяжелых металлов;

- патогенные микроорганизмы.

Значительная часть бактерий содержится в твердой фазе стока, поэтому поверхностный сток и его осадок опасны в санитарно-эпидемиологическом отношении.

Многие загрязнители, поступая в окружающую городскую среду, накапливаются в почве, что приводит к серьезным негативным социально-экологическим последствиям. Например, загрязненная почва в аридных природно-климатических условиях представляет не меньшую опасность загрязнения атмосферного воздуха, чем выбросы автотранспорта, промышленности и теплоэнергетики.

Сельскохозяйственные земли пригородных территорий имеют более 30% черных паров, которые в течение 2-3 лет не обрабатываются и часто покрываются сорняками. Ветер с полей приносит в город воздух пониженного качества, содержащий почвенную пыль и пыльцу сорных растений, вызывающую аллергические заболевания населения.

В городах особую опасность представляют биологические загрязнения, наиболее опасные в селитебной застройке, в местах отдыха и перемещения населения, особенно детей. Основной причиной биологического загрязнения в селитебной зоне (помимо биологических процессов) часто становятся места захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах ТБО, несанкционированные свалки, распространение сорной растительности, отсутствие специальных площадок для выгула животных и др. При этом, несмотря на отсутствие в составе почвенной пыли вредных газов, загрязнение почвы существенно ухудшает состав воздуха.

Поэтому почва в пределах крупного города является значительным источником опасного загрязнения атмосферы.

Особенно актуально влияние почвы при низком благоустройстве городской территории. В некоторых городах в жилых группах, не имеющих достаточного озеленения, дорожек с твердым покрытием, с необорудованными хозяйственно-бытовыми площадками, заболеваемость детского населения выше в 1,5 раза по сравнению с более благополучными в плане благоустройства дворовых территорий. Низкий уровень благоустройства: отсутствие газонов, цветников, красивых пород деревьев - вызывает негативную психологическую реакцию жителей города.

В градостроительстве и городском коммунальном хозяйстве России предусмотренные нормы озеленения городов не направлены на сокращение площадных источников загрязнения и представляют возможности контроля за многообразием приемов благоустройства территории.

В целом при оценке воздействия городских почв и грунтов на организм человека как фактора окружающей среды надо учитывать, что при концентрации загрязнений почв до 1,2 ПДК принимается 1 балл, до 2 ПДК - 2 балла, а более 2 ПДК- 3 балла (табл. 2), а коэффициент значимости при окончательном расчете имеет значение КЗН = 1.

5. Оценка шумового воздействия

Шум - один из основных неблагоприятных факторов окружающей городской среды, негативно воздействующий на жителей больших городов. Под шумом понимается комплекс звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека.

Звук как физическое явление представляет собой волнообразное движение в упругой среде, вызываемое колебательными движениями звучащего тела, и воспринимаемое органами слуха человека. Звук характеризуется уровнем звукового давления (интенсивностью), измеряемым в децибелах (дБ) и частотой колебаний, выраженной в герцах (1 Гц - 1 колебание в секунду). Он не только мешает работе и отдыху, но и является причиной многих заболеваний, а также снижения физической и умственной работоспособности человека.

Отрицательное влияние на здоровье людей оказывают длительные или чрезмерные по интенсивности действия звука (шума). Шум вызывает сердечно-сосудистые заболевания, головные боли, раздражительность, нарушает обмен веществ, приводит к нарушению моторной и секреторной функции желудка, угнетающе действует на нервную систему, вызывая психические заболевания.

Источники шума подразделяется по физическим свойствам шумообразования: транспортные (автомобильный, рельсовый, авиационный и др.), промышленные, коммунально-бытовые. Шум зависит от закономерностей распространения звуковых волн в пространстве. Городские источники шума могут быть стационарными или передвижными. Большинство из них условно рассматриваются как точечные: автомобиль, локомотив, трамвай, трансформаторная подстанция, спортивная площадка. К линейным источникам шума относятся: железнодорожные составы, плотные автотранспортные потоки в часы "пик" с интенсивностью движения более 5000 экипажей в час. Для пофакторной и комплексной оценки уровней шума необходимо построить картограмму шумового режима города.

В современных городах его основным источниками являются автотранспортные потоки на улицах и дорогах. Учитывая свойство автотранспортного потока как источника шума - непрерывность излучения звука из-за расположения в ряд большого числа точечных источников, этот поток рассматривается как линейный источник, излучающий цилиндрические звуковые волны. Вместе с тем характерной особенностью шума, создаваемого транспортным потоком, являются резкие колебания его уровня, обусловленные неоднородностью потока транспортных средств и изменением режима их движения.

Для унификации методов измерений и оценки шума в городской среде разработан международный стандарт ISO 1996/I "Акустика. Описание и измерение шума окружающей среды. Часть I. Основные величины и методики". Этим стандартом установлено, что в качестве исходной величины для описания шумовых режимов в окружающей среде следует использовать эквивалентный уровень звука, выражаемый в дБА. В качестве же шумовой характеристики транспортных потоков в большинстве стран установлен эквивалентный уровень звука на определенном базисном расстоянии от транспортного потока. Так, в нашей стране это расстояние в соответствии с ГОСТ 20444-85 принято равным 7,5 м от оси ближайшей полосы движения транспортных средств до расчетной точки.

Следует подчеркнуть, что в современном урбанизированном обществе шум стал одним из весьма серьезных отрицательных факторов окружающей среды еще и потому, что его вредное влияние усиливается в сочетании с другими неблагоприятными факторами - запыленностью и загазованностью атмосферного и внутреннего воздуха, столь характерными для современной городской среды обитания.

Основным нормативным документом, регламентирующим уровни звука в помещениях зданий и на территориях застройки, методы определения уровней звука в расчетных точках, требования к средствам шумозащиты и др., является СНиП 23-03-2003 "Защита от шума" (далее по тексту: СНиП).

Нормы строительного проектирования базируются на обобщении многочисленных натурных и экспериментальных исследований шумовых характеристик транспортных потоков, закономерностей распространения шума в застройке, а также санитарно-гигиенических исследований. Вместе с тем быстро изменяющиеся условия жизнедеятельности современных городов, соответствующие им изменения материальной структуры и планировки в процессе реконструкции и др. факторы, требуют уточнения трактовки и использования приведенных общих положений применительно к современным условиям.

Исходным моментом для анализа шумового режима участка застройки (группы зданий) является определение шумовой характеристики транспортного потока на прилегающей к территории участка дороге (или дорогах). В данном случае рассматриваются дороги с регулируемым движением автотранспорта, имеющие районное или местное (жилые улицы, внутриквартальные проезды) значение и - соответственно 4-6 и 2-4 полосное движения в обоих направлениях.

На основании обобщения большого массива натурных исследований установлено, что значение шумовой характеристики зависит главным образом от следующих показателей: количества проходящих в обоих направлениях автотранспортных средств N, ед/ч; средней скорости движения потока V, км/ч; доли грузового и общественного транспорта в потоке р, %. Для рассматриваемых дорог, имеющих продольный уклон не более 20% и асфальтобетонное покрытие, шумовая характеристика LАэкв (дБА) транспортного потока определяется по эмпирической формуле:

LAэкв= 10•lgN+13,3•lgV+4•lg(1+p)+15 (13)

Учитываемые в формуле (13) показатели должны соответствовать средним значениям за 8-ми часовой период наиболее интенсивного движения в дневное время. Соответствующим образом и нормативы допустимых уровней звука в помещениях зданий и на участках территории застройки регламентируются СНиП для дневного и ночного времени суток.

В условиях планового развития городского хозяйства рекомендуемыми источниками получения указанных исходных показателей может являться генеральный план развития города, а также данные ГИБДД и натурных наблюдений. Действующий СНиП допускает принимать детерминированные величины шумовых характеристик транспортных потоков для условий движения в час "пик" в зависимости от категории улиц и дорог.

Очевидно, что в современных условиях бурного роста обеспеченности населения транспортными средствами, изменения ритма городской жизни и других факторов, непосредственно влияющих на изменение условий движения транспортных потоков, такие рекомендации недостаточно адекватны

Сложившаяся сегодня транспортная ситуация в крупных городах страны во многом сходна с уже много лет существующей в развитых странах. В связи с этим для определения шумовых характеристик транспортных потоков (в рассматриваемых случаях) представляется целесообразным использовать применяемые за рубежом следующие основные методы определения пропускной способности дорог в зависимости от скоростных режимов и факторов движения. При беспрепятственном движении автомобилей в первом ряду дороги со средней скоростью V, км/ч пропускная способность этого ряда n1, ед/ч характеризуется следующей зависимостью (табл. 12). При этом пропускная способность второго ряда движения принимается в размере 75%, а третьего - 50% от указанных в таблице 12 значений.

Анализ шумового режима застройки предполагает выделение на картограмме зон акустического дискомфорта в помещениях зданий и на участках территории, т.е. зон, где, определяемые расчетом ожидаемые эквивалентные уровни звука, превышают допустимые по санитарно - гигиеническим требованиям. Так как элементами селитебных территорий городских поселений являются группы зданий жилой и смешанной жилой застройки, то соответствующие требования СНиП учитывают функциональное назначение зданий и прилегающих к ним территорий (табл. 13). Приводимые данные относятся к средней величине времени вероятной максимальной акустической нагрузки в дневное время с 7 до 23 часов.

Таблица 12

Зависимость пропускной способности автомобилей первого ряда от средней скорости движения

Средняя скорость движения, км/ч Пропускная способность

n1, ед/ч Средняя скорость движения, км/ч Пропускная способность

n1, ед/ч 10 1250 40 2010 20 1660 50 2080 30 1920 60 2120 Примечание

1.Наличие частых перекрестков приводит к существенному снижению пропускной способности дороги, вплоть до nI= 550 ед/ч, что соответствует средней скорости потока V?6 км/ч.

2. Если на улице местного значения разрешена стоянка автомобилей, то пропускная способность 2-х полосной дороги составляет 300 ед/ч, а V?6 км/ч.

Таблица 13

Допустимые эквивалентные уровни звука в помещениях зданий и на территории застройки LAэкв доп, дБА (с 7 до 23ч)

№ п/п Помещения и территории LAэкв доп, дБА 1 Жилые комнаты квартир, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах- пансионатах, жилые помещения домов- интернатов для престарелых 40 2 Жилые комнаты общежитий и номера гостиниц 45 3 Рабочие помещения управлений, конструкторских и проектных организаций 50 4 Залы кафе, ресторанов и т.п. 55 5 Торговые залы магазинов, спортзалы 60 6 Уличные территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, обращенным в сторону источников транспортного шума 55 7 Площадки для отдыха в группе жилой застройки, территории детских дошкольных учреждений и школ 45 8 Спортивные площадки в группе жилой или смешанной застройки 55

Для обеспечения указанных требований используется комплекс различных мероприятий: архитектурно-планировочных, конструктивно-защитных, технических, организационных и др. Это позволит ориентироваться в основных направлениях оптимизации акустического режима застройки. При необходимости соответствующие предложения по этому поводу следует изложить в заключительном разделе расчетно-практической работы.

Для расчета ожидаемых уровней звука в расчетных точках на территории (LAтер) используется формула:

LAтер= LAэкв - ?LАрас - ?LАзел -?LАэкр (14),

где LAэкв - шумовая характеристика транспортного потока, дБА; ?LАрас - снижение уровня звука над поверхностью земли за счет расстояния от источника шума да расчетной точки, дБА; ?LАзел - снижение уровня звука полосами зеленых насаждений, дБА; ?LАэкр - снижение уровня звука экранирующими шум сооружениями, дБА.

Если источник шума расположен на прилегающей к защищаемому зданию территории, а шум проникает через ограждающие конструкции в изолируемое помещение, где расположены расчетные точки, то ожидаемые уровни звука в этом помещении определяются по формуле:

LAпом = LAтер2 - RАок -?LАобс , (15)

где LAтер2 - уровень звука на территории на расстоянии 2 м от центра ограждающей конструкции окна защищаемого от шума здания, дБА, определенный по формуле (14), но без учета снижения уровня звука полосами зеленых насаждений; RАок - снижение уровня звука конструкцией окна защищаемого от шума объекта, дБА; ?LАобс - снижение уровня звука в помещении за счет его поглощения обстановкой, дБА. Это явление имеет реальную физическую основу, но его величина зависит от функционального назначения помещения и многих прочих факторов. Для жилых помещений зданий массовой застройки эту величину принято считать равной 3 дБА.

В реальных условиях застройки целесообразно использовать эмпирическую зависимость, полученную на основе статистической обработки большого количества результатов натурных исследований по распространению шума на примагистральных территориях с типичными покрытиями. Она учитывает зависимость снижения эквивалентного уровня звука при свободном распространении звуковой энергии, влияние поверхности примагистральной территории и поглощение звука в воздухе. Снижение эквивалентного уровня звука транспортного потока на расстояниях 7,5 - 500 м под влиянием этих факторов определяется по следующей формуле (которая в этом диапазоне учитывается в действующем СНиП):

?LAрас =14 lg (S/7,5), (16),

где S, м - расстояние от источника шума до расчетной точки, расположенной на примагистральной территории или перед фасадами зданий, представляющими так называемый первый эшелон застройки, подверженный наиболее значительному акустическому воздействию.

При определении этого расстояния принимают следующие координаты расположения расчетных точек от источника шума (ИШ):

- на высоте 1,2 м и на расстоянии 7,5 м от первой полосы движения транспорта;

- на территории - на высоте 1,5 м над поверхностью территории;

- перед фасадом зданий массовой застройки (при расчете уровня звука в помещениях) - на высоте не ниже 5-го этажа и не расстоянии 2 м от центра расположения окна.

Однако формула (16), как и другие расчетные схемы, не достаточно учитывает ряда существенных для практики явлений, связанных с изменением уровня звука на территории застройки, вследствие расположения зданий и разрывов между ними. Для оценки этих явлений в порядке первого приближения может быть использован метод, основанный на применении треугольников видимости из расчетной точки источника шума - проезжей части (рис.3)

В ситуации, изображенной на рисунке 1 показано построение треугольников видимости для трех расчетных точек (1,2,3). Треугольники должны быть равнобедренными, их высота - X, м, а основание - l, м. При построении треугольника косого видения дороги (расчетные точки 2,3) необходимо соблюдать равенство отрезков aa' и bb' (точка 2), а также сс' и dd' (точка 3).

Величина снижения эквивалентного уровня звука (в дБА) для i-той расчетной точки территории в данном случае определяется с учетом величин xi и li:

?LAрас i =?14 lg (xi/7,5) (17)

где ? = 1 + 0,185(xi/li - 0,3) при 3? xi/li ?0,3 (18)

? = 1,5 + 0,04 (xi/li - 3) при 8? xi/li ?3 (19)

Покажем расчет величин ?LAрас I для ситуации, изображенной на рисунке 3 (табл. 14).

На распространение звуковых волн в приземном пространстве определенное влияние оказывают зеленые насаждения. Роль растительности типа травы в затухании звука заключается лишь в изменении структуры верхнего слоя почвы, повышения степени ее пористости. Зеленые насаждения в виде деревьев и кустарников наряду с изменением структуры почвы (ведущем к изменению ее импеданса) служат своеобразными рассеивателями и поглотителями звуковой энергии.

Рис.3. Примеры построения треугольников видимости для расчетных точек на территории застройки (I,II,III,IV -- жилые здания).

Таблица 14

Снижение эквивалентного уровня звука

Расчетная точка xi li xi/li Коэф. ?

(формулы 6 и 7) 14• lg (xi/7,5) ?LAрасi, дБА РТ1 35 22 1,59 1,24 9,36 11,6 РТ2 44 13 3,38 1,52 10,76 16,3 РТ3 54 36 1,5 1,22 12,0 14,6

Большие различия в методических подходах к исследованию затухания звука в зеленых насаждениях послужили причиной появления в литературе противоречивых данных об их эффективности. Большинство авторов рассчитывают постоянную затухания звука на единицу расстояния, т.е. с учетом снижения звука в воздухе по ширине зеленой полосы (это относится и к действующему СНиП). Вместе с тем в зависимости от ширины, плотности, дендрологического состава, структуры полосы и других факторов эта величина может изменяться в больших пределах.

Однако, обширные целенаправленные исследования снижения зелеными насаждениями шума от потоков автомобильного транспорта (и железнодорожных поездов) проведены только в 90-х годах. Они показали, что плотные полосы деревьев и кустарников шириной 15-40 м и общей высотой 5-12 м, расположенные вдоль автомобильных и железных дорог, позволяют снизить эквивалентный уровень звука дополнительно на 2-5 дБА по сравнению со снижением этой величины над участком такой же ширины, но покрытых травой. В связи с этим целесообразно принять ориентировочные значения снижения уровня звука полосами зеленых насаждений в городах ?LАзел, приведенные в таблице 15 (там же в скобках показано снижение уровня звука с учетом его затухания в воздушном пространстве по ширине зеленой полосы, что приведено в СНиП).

Таблица 15

Снижение шума специальными полосами зеленых насаждений

Полоса зеленых насаждений Ширина полосы, м Снижение уровня звука ?LАзел , дБА Однорядная при шахматной посадке деревьев внутри полосы 10-15 0-1 (4-5) То же 16-20 1-2 (5-8) Двухрядная при расстояниях между рядами 3-5 м; ширина рядов соответствует однорядной посадке 21-25 2-3 (8-10) Двух или трехрядная при расстояниях между рядами

3 м; ширина соответствует однорядной посадке 26-30 3-4 (10-12) В зависимости от композиционной группировки жилых зданий на пути проникновения шума от транспорта могут использоваться не только специальные полосы зеленых насаждений, но и посадки паркового типа. При ширине посадки (30-50 м) ее глубина может достигать 60-100м. в этих случаях, как показали исследования, снижение уровня звука таким зеленым массивом (без учета затухания звука в воздухе) можно ориентировочно принять равным 0,05 дБА на 1 м глубины посадки.

В качестве дополнительного средства локальной защиты от шума площадок отдыха в группе жилых домов, площадок детских дошкольных учреждений и участков школ следует предусматривать формирование вблизи источников шума специальных шумозащитных полос зеленых насаждений. Чтобы такие полосы обладали заметной эффективностью, кроны деревьев должны плотно примыкать друг к другу, а пространство под кронами заполнено зеленой массой кустарников. Ширина полос должна быть не менее 10м.

После расчета шума в заданных точках по формуле (14) и построения на картограмме изолинии 55 дБА территории необходимо оценить шумовое воздействие на организм человека как фактора городской окружающей среды с коэффициентом значимости КЗН = 1. При этом надо иметь в виду, что при уровне звука 35-40 дБА территории застройки дается 1 балл, при 40-55 дБА - 2 балла, а более 55 дБА - 3 балла.

5. Воздействие вибрации

Вибрация оказывает негативное воздействие как на строительные объекты, так и на горожан. При оценке вибрационного поля выделяют следующие источники воздействия: рельсовый, автомобильный и воздушный транспорт, промышленные предприятия, метрополитен, скоростной трамвай мелкого заложения, строительные площадки. Неблагоприятное действие вибрации от расстояния источника до жилой застройки, продолжительности действия, частотного спектра, уровня виброскорости. Воздействие вибрации усиливается при комбинированном воздействии с шумом [2].

Вибрационный режим в жилых зданиях определяется в соответствии с действующими нормативно-методическими документами [11,12,13]. Допустимый уровень вибрации в жилых и общественных - это тот уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния и анализаторов, чувствительных к вибрационному воздействию [13].

Обычно различают общую и локальную вибрацию. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма человека, местная - воздействует на отдельные части тела. Иногда работник может одновременно подвергаться общей и местной вибрации (комбинированной вибрации). Вибрация нарушает деятельность нервной и сердечно-сосудистой системы, вызывает вибрационную болезнь.

По источнику возникновения различают вибрации:

- локальные, передающиеся человеку от ручного механизированного инструмента, органами ручного управления механизмами и оборудованием;

- локальные, передающиеся человеку от ручного немеханизированного инструмента, например, рихтовочных молотков различных моделей и обрабатываемых деталей;

- общие 1-й категории - транспортные, воздействующие на человека на рабочих местах различных транспортных средств при движении по местности;

- общие 2-й категории - транспортно-технологические, воздействующие на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок;

- общие 3-й категории - технологические, воздействующие на человека на рабочих местах стационарных машин или передающиеся на рабочие места, не имеющие источников вибрации;

- общие в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников: автотранспорта, городского рельсового транспорта (поверхностные линии метрополитена и мелкого залегания, трамвай, железнодорожный транспорт);

- общие в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и разных бытовых приборов [14].

По временным характеристикам различают вибрации:

- постоянные, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более, чем в 2 раза (на 6дБ) за время наблюдения;

- непостоянные, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее, чем в 2раза (на 6дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1с.

Нормируемый диапазон частот устанавливается для локальных вибраций в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами: 8; 16; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц; для общих вибраций в виде октавных или 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами: 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц [14].

При частотном анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратические значения виброскорости ? и виброускорения ? или их логарифмические уровни L?, L? , измеряемые в октавных и 1/3 октавных полосах частот [13]. При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости и виброускорения U или их логарифмические уровни LU , измеряемые с помощью корректирующих фильтров или вычисляемые по формулам [14]:

n

U = v ? (Ui • Ki )2

i=1

или n

LU = 10 lg? 100,1(Lui + Lki ) ,

i=1

где Ui , LUi - среднее квадратическое значение виброскорости или виброускорения (или их логарифмические уровни) в i-частотной полосе; n - число частотных полос в нормируемом частотном диапазоне; Ki , Lki -весовые коэффициенты i-частотной полосы соответственно для абсолютных значений или их логарифмических уровней, определяемых для локальных вибраций ( определяемых согласно [14]).

Необходимо отметить, что воздействие вибрации в жилой среде изучено недостаточно. Тем не менее, необходимо оценить вибрационное воздействие на организм человека как фактора городской окружающей среды с коэффициентом значимости КЗН = 1. При этом надо иметь в виду, что при уровне вибрации 35-40 дБА территории застройки дается 1 балл, при 40-50 дБА - 2 балла, а более 50 дБА - 3 балла [2].

5. Воздействие электромагнитных излучений

Электромагнитное излучение является одним из наиболее опасных физических загрязнений, которое создает в окружающей городской среде генерирующие, передающие и использующие электроэнергию устройства. Электромагнитное поле характеризуется напряженностью электрического и магнитного полей с широким спектром электромагнитных колебаний (радиочастотный, коротковолновый, ультракоротковолновый, сверхчастотный диапазоны).

Из-за высокой концентрации объектов инфраструктуры крупные города сильно подвержены электромагнитному загрязнению, которое возникает вблизи линий электропередач (ЛЭП), стационарных и мобильных средств связи, некоторых промышленных объектов. Так называемый "электросмог" ухудшает работу клеточных и молекулярных биологических структур, под их влиянием может даже развиваться катаракта хрусталика глаза.

Следует отметить, что городская среда перенасыщена самыми различными источниками магнитного загрязнения. Например, при движении от станции метро "Спортивная" до станции "Университет" напряженность постоянного магнитного поля возрастает в 10 раз (от 20 до 200 А/м). Кроме того, организм человека, находящегося в электромагнитном поле, поглощает его энергию, а в тканях возникают высокочастотные токи с образованием теплового эффекта. Интенсивность поглощения энергии электромагнитных полей (ЭМП) определяется мощностью поля, продолжительностью облучения и длиной волны колебаний. Чем выше мощность поля, короче длина волны облучения, тем сильнее отрицательное воздействие поля на организм человека.

Организм человека поглощает электромагнитное излучение, и в тканях человека возникают высокочастотные токи. С повышением мощности поля, продолжительности облучения и с сокращением длины волны увеличивается негативное воздействие на организм человека, которое характеризуется биологическим эффектом: продолжительное воздействие малоинтенсивного поля вызывает нарушения электрофизиологических процессов в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, функций желез внутренней секреции; влияние электромагнитных полей высокой напряженности вызывает покалывание рук, искровые разряды в теле и даже вздыбливание волос, при этом, ухудшение самочувствия наступает уже через час и зависит от интенсивности излучения [2].

Различают следующие виды электромагнитного воздействия:

- непосредственное воздействие, проявляющееся при пребывании в электрическом поле. Эффект такого воздействия усиливается с увеличением напряженности поля и времени пребывания в нем;

- воздействие электрических разрядов, возникающих при прикосновении человека к изолированным (от земли) конструкциям, корпусам машин и механизмов, протяженным проводам, а также прикосновение человека, изолированного от земли, к заземленным конструкциям, растения и другим объектам;

- воздействие тока, проходящего через человека, находящегося в контакте с изолированными от земли объектами, машинами и механизмами, протяженными линиями электропередач.

Для оценки биологического воздействия ЭМИ на человека на человеческий организм различаются две зоны воздействия: зона индукции (ближняя) и зона излучения (дальняя). Ближняя зона расположена на расстоянии от источника, равным одной шестой от длины волны. В этой зоне магнитная составляющая напряженности поля выражена слабо, и поэтому ее действие на окружающую среду незначительно. В дальней зоне проявляется эффект обеих составляющих поля - электрической и магнитной, и этот эффект оценивают поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ), выраженной в Вт/м2 [16].

Совместные действия нескольких источников излучения оценивают по формуле: Е2 = Е12 + Е22 + ... + Еn2 , где Е1, Е2, ... , Еn - напряженности электрического поля, создаваемые, каждым источником в контрольной точке, Вт/м2. Биологический эффект можно разделить на две группы. Первая группа характеризуется продолжительным (хроническим) воздействием малоинтенсивного поля (Е1кВ/м2 возникают искровые разряды в теле, покалывание рук, вздыбливание волос. Изменения в поведении животных заметны вблизи ЛЭП при напряжении более 345 кВ.

При напряженности электрических полей промышленной частоты 20-50 кВ/м уже через 1-2 ч в растениях наблюдается слабое обесцвечивание листьев с последующим отмиранием. Изменения зависят от вида растений и интенсивности облучения. При Е>100 кВ/м может произойти воспламенение растений.

В настоящее время действуют ВСН 2963-84 "Временные санитарные нормы и правила защиты от воздействия электромагнитных полей" и СанПиН 2.2.4/1191-03 "Электромагнитные поля в производственных условиях. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы" и МГСН 2.03.-97 [17], в которых установлены предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электромагнитных полей (ЭМП), кВ/м:

- внутри жилых зданий - 0,5;

- на территории жилой застройки - 1,0;

- в населенной местности вне зоны жилой застройки - 10;

- в ненаселенной местности (часто посещаемой людьми) - 15;

- в труднодоступной местности (недоступной для транспорта) - 20.

Основной способ защиты от ЭМП - защита расстоянием. Плотность потока мощности убывает по мере распространения в среде по экспоненциальному закону. Величину, обратную коэффициенту затухания, называют глубиной проникновения поля в поглощаемую среду. Глубина проникновения зависит от свойств проводящей среды и от угловой частоты. С помощью этих характеристик можно определить тип и рассчитать размеры защитного экрана.

Защитные мероприятия по охране городской среды от влияния ЭМП включают устройства различных экранов, в том числе зеленых насаждений. При защите больших селитебных зон в качестве экранов используют конструктивные элементы зданий и сооружений, а также зеленые насаждения.

Снижение уровня напряженности ЭМП достигается путем выбора геометрических параметров ЛЭП, применения заземленных тросов, расположения под линиями высоких классов напряжений линий более низких классов. Перспективна замена воздушных линий кабельными или комбинированными (воздушно-кабельными). Рассматриваются варианты подземной прокладки высоковольтной ЛЭП, но пока они на порядок дороже воздушных.

Для защиты населения от воздействия ЭМП, создаваемых радиотехническими объектами (РТО), также устраивают санитарно-защитную зону (СЗЗ). Такой зоной является площадь, примыкающая к технической территории РТО, внешняя граница СЗЗ определяется на высоте 2 м от поверхности земли по нормируемым ПДУ.

Возможно экранирование от воздействий ЭМП строительными конструкциями. Материалы стен и перекрытий зданий в различной степени поглощают и отражают электромагнитные волны. Например, масляная краска отражает до 30% электромагнитной энергии сантиметрового диапазона.

Машины и механизмы на пневматическом ходу в СЗЗ ЛЭП должны быть заземлены, напряженность электрического поля в зданиях, имеющих неметаллическую кровлю, в пределах СЗЗ ЛЭП напряжением 330-500 кВ может быть снижена установкой заземленной металлической сетки на крыше этих зданий. Необходимо также заземлять металлические кровли, трубопроводы, кабели и т.д. (все заземления устраивают не менее чем в 2-х точках).

Кроме электромагнитного загрязнения городскую среду насыщают и техногенные физические поля. По мнению академика РАН Осипова В.И., такие поля могут быть связаны с блуждающими токами, вибрациями и др. Токи ускоряют электрокоррозию металлов в 5-10 раз и более; в Москве примерно треть повреждений подземных коммуникаций связана с этим явлением [10].

Как указывалось выше, для оценки электромагнитного воздействия на организм человека как фактора городской окружающей среды коэффициент значимости принимается равным 1, при этом надо учитывать, что при уровне напряженности ЭМП территории застройки менее 0,8 кВ/м дается 1 балл, при 0.8-1,2 кВ/м - 2 балла, а более 1,2 кВ/м - 3 балла [2].

6. Радиационное воздействие на селитебную территорию

Радиоактивность - результат превращения в атомных ядрах, которые не зависят от давления, температуры, окислительно-восстановительных, щелочно-кислотных и других параметров процессов, происходящих в земной коре. В результате взаимодействия космических лучей с атмосферой образуются нейтроны, которые участвуют в ядерных реакциях Земля, как и другие планеты, имеет радиационный пояс, в результате чего окружена излучениями различного происхождения и интенсивности.

Во всех выработках в грунте, в полезных ископаемых также имеется радиация, а из грунта с разной степенью интенсивности поступают радиоактивные газы, в частности, радон. Все эти излучения, фиксируемые в каждом конкретном месте, называют фоновым ионизирующим излучением. Все живые организмы на Земле воспринимают эти излучения в дозах, не оказывающих на них вредного влияния. Радиоактивные вещества переносятся воздушными и водными потоками, а также по трофической цепи при накоплении в растениях и животных.

В настоящее время радиоактивные вещества и искусственные источники ионизирующих излучений находят достаточно широкое применение в ядерной энергетике, металлургической, химической, машиностроительной, строительной, нефтедобывающей и других отраслях промышленности, сельском хозяйстве, науке, медицине.

Радиационное загрязнение городской окружающей среды связано в основном с добычей радиоактивных веществ, их использованием в производстве и созданием специальных установок. В промышленности и других областях источники ионизирующих излучений в абсолютном большинстве случаев применяются в виде источников закрытого типа.

Мощные ?-установки широко применяются в радиационной химии, особенно в нефтехимии, для получения новых материалов и придания им новых свойств. Установки рентгеновского излучения используют в промышленности и научных исследованиях для изучения внутренней структуры материалов. Широко применяют атомные реакторы в качестве энергетических установок на АЭС и на флоте.

Основными наиболее распространенными источниками ионизирующего излучения являются различные изотопные приборы (РИП) и гамма-дефектоскопические аппараты. РИП представлены толщиномерами, уровнемерами, плотномерами, нейтрализаторами статического электричества, счетчиками предметов, переносными радиометрическими приборами и др.

Радиационная опасность при изготовлении, транспортировке, хранении, установке и эксплуатации РИП определяется гамма-, тормозным излучением; рентгеновским, альфа- и бетта-излучением; потоками нейтронов; радиоактивным загрязнением рабочих поверхностей блока источников излучения, оборудования, потерей и хищением источников и т.д.

В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить физические, химические и биологические процессы. Любой вид из ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организмах, в том числе и человека, как при внешнем облучении, так и при внутреннем (источник внутри организма). В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и от индивидуальных особенностей организма изменения могут быть обратимыми. Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от величины суммарной дозы, продолжительности воздействия излучения, вида радиации, размеров излучаемой поверхности, облучаемого органа и индивидуальных особенностей организма. При однократном облучении тела человека возможны следующие биологические последствия в зависимости от суммарной поглощенной дозы, рад (1 рад соответствует энергии излучения 100 эрг, поглощенной веществом массой 1 г) [18]:

- 0-25 - видимых нарушений нет;

- 25-50 - возможны нарушения в крови;

- 50-100 - изменения в крови, нарушения трудоспособности;

- 100-200 - нарушение нормального состояния организма, возможна потеря трудоспособности;

- 200-400 - потеря трудоспособности, возможен летальный исход;

- 400-500 - смертельные случаи составляют 50% общего числа пострадавших;

- 500 и более - смертельные случаи достигают 100% общего числа пострадавших.

Степень чувствительности различных тканей к облучению неодинакова. Наиболее чувствительны - лимфатическая ткань, щитовидная железа, селезенка, костный мозг. Большая чувствительность кроветворных органов к ионизирующему излучению лежит в основе определения возникновения лучевой болезни. При небольших поглощенных дозах проявляются индивидуальные особенности организма человека. Чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению (особенно высока она у детей). Относительная устойчивость к облучению проявляется после 25 лет.

Существует ряд веществ, которые частично защищают организм от ионизирующего излучения. К ним относятся хлорид аскорбинат, дихлорид цистомин, салицилат цистомина и др.

Известно, что с открытием рентгеновских лучей и обнаружением их вредного воздействия на организм человека встал вопрос об установлении предельно допустимых доз (ПДД) излучений. Ограничения по использованию радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений, а также мерах по защите от них представлены в Нормах радиационной безопасности (НРБ-76/87) и Основных санитарных правилах обеспечения радиационной безопасности населения (СП 2.6.1.779-99). В соответствии с этими нормами по допустимым основным дозовым пределам установлены категории облучаемых лиц:

- категория А - персонал, непосредственно работающий с источниками излучений;

- категория Б - ограниченная часть населения, причастная к обслуживанию источников излучений;

- категория В - население области, края, республики.

В порядке убывания радиочувствительности установлены 3 группы критических органов организма: 1-я группа - все тело, костный мозг; 2-я группа - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза; 3-я группа - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки, стопы.

Радиационно-экологические изыскания в пределах Москвы регламентируются МГСН 2.02-97 "Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки" [14], а радиационная обстановка на территории для обеспечения радиационной безопасности населения на участках застройки и в зданиях - МГСН 2.03-97 [17].

Основными мероприятиями по защите населения (категории Б и В) от ионизирующих излучений являются предупреждение поступления в атмосферу, водную среду и почву отходов производства, содержащих радиоактивные вещества. Необходимо обязательно проводить зонирование территории вне промышленного предприятия. СЗЗ распространяется вокруг источника радиоактивных выбросов на расстояние, за пределами которого уровень облучения не превышает предела дозы (ПД) за год в соответствии с НРБ-76/87. Критерием для определения размеров СЗЗ служат пределы годового поступления радиоактивных веществ через органы дыхания и пищеварения, ПД внешнего излучения для категории Б, а также допустимая объемная концентрация радиоактивных веществ в атмосфере и водоемах. В этой зоне установлен режим ограничений и осуществляется радиационный контроль.

За СЗЗ создают зону наблюдения, на территории которой возможно влияние выбросов, достигающих ПД. На этой территории также проводят радиационный контроль. Защите населения и окружающей среды способствует и соблюдение требований СП 2.6.1.799-99. Для уменьшения опасности ионизирующего облучения жителей и окружающей среды необходимо принять против распространения радиации в местах применения радиоактивных материалов. Для этого стены, потолки, полы, окна и т.д. изготавливают из защитных материалов. К таким материалам относят бетон, баритбетон, кирпич, свинец, свинцовое стекло и др. Толщину защитных экранов определяют расчетным путем, исходя из вида и мощности излучения, при необходимости применяют двойные экраны. Во всех случаях ведется радиационный контроль.

При расчете ФОС для оценки радиационного воздействия на организм человека как фактора городской окружающей среды коэффициент значимости принимается КЗН = 1, при этом надо учитывать, что при уровне суммарной поглощенной дозы ЭМП территории застройки менее 25 рад дается 1 балл, при 25-50 - 2 балла, а более 50 рад - 3 балла [2].

7. Оценка озеленения как фактора оптимизации городской экосистемы

Озеленение городов является частью общей проблемы охраны окружающей среды и связано с решением ряда архитектурно-строительных, планировочных, эксплуатационных вопросов по созданию объектов, выполняющих защитные, санитарно-гигиенические и рекреационные функции.

В задачи озеленения входит рациональное размещение зеленых насаждений в планировочной структуре города в увязке с элементами ландшафта, существующими зданиями и сооружениями для создания оптимальных санитарно-гигиенических условий, повышения уровня комфортности городской среды обитания, а также создания эстетически благоприятного восприятия во всех подсистемах городской среды.

За счет рационального размещения системы озеленения можно эффективно снизить уровень загазованности, запыленности, шумового воздействия, бактериальное загрязнение городской воздушной среды, улучшить состояние городских почв, регулировать температуру, относительную влажность воздуха и скорость ветра, придать выразительность архитектурным ансамблям. Зеленые насаждения включаются в структуру всех городских зон (промышленные и селитебные территории, центр города, рекреационные и пригородные зоны). Связанные с другими элементами ландшафта (водоемами, лужайками, естественными лесными зонами) зеленые насаждения образуют общую систему озеленения города.

С охраной окружающей городской среды связаны 3 группы задач, решаемых с помощью эффективной системы озеленения: градостроительные, оздоровительные и рекреационные. При этом система озеленения воздействует на среду как на региональном, так и на локальном уровнях. Региональный характер воздействия создают пригородные зеленые насаждения, входящие в состав зеленых зон города, насаждения санитарно-защитных зон, ветрозащитных и противоэрозионных зон, городские парки, влияющие на городскую среду в целом. Локальный характер воздействия насаждений на микроклимат и другие показатели комфортности городской среды оказывают и небольшие озелененные территории. Оптимальное качество городской окружающей среды обеспечивает система озеленения, органически связанная со структурой самого города и учитывающая в основе своей планировки природный ландшафт.

При этом все уровни системы озеленения связываются в градостроительной структуре следующим образом: в каждом микрорайоне - межквартальное и микрорайонное озеленение; в жилом районе - сквер или парк жилого района; внутри города - городские парки, скверы, бульвары, озелененные набережные и улицы, которые дополняют и связывают всю систему объектов [2]. Каждому зеленому объекту общего пользования свойственны определенные функции: микроклиматические, рекреационные, санитарно-гигиенические, эстетические, градостроительные, природоохранные и др. Чем больше функций выполняет каждый объект, тем выше эффективность системы озеленения.

Проведенные В.Ф. Сидоренко исследования в Волгограде (пойма р. Царица) и Москве (парк "Сокольники") определили влияние крупных зеленых массивов на состояние воздушной среды в прилегающих к зеленым клиньям жилых районов. Зона воздействия крупного зеленого массива на качество атмосферного воздуха прилегающей жилой застройки определяется по следующей формуле [2]:

L = 100B2 / S (1+8B) (18),

где L - зона влияния зеленого массива, км; B - ширина зеленого массива, км (при этом 0,2 ? B ?10); S - плотность застройки, %.

Следовательно, зеленые насаждения активно сорбируют газообразные химические загрязнители атмосферы, оздоравливают воздух фитонцидами, убивая болезнетворные вирусы и микроорганизмы. При этом санация элементами системы озеленения достигается при непосредственном контакте с жилой застройкой, а в зависимости от площади зеленого объекта распространяется вглубь застройки от 250 до 1000 м. Поэтому большое экологическое значение имеют сохранившиеся природные объекты в комплексе с искусственными клиньями насаждений.

Для повышения эффективности зеленых насаждений и их устойчивости к различным антропогенным воздействиям необходимо совершенствовать качественно-видовую структуру озеленительных комплексов. Наиболее эффективны в снижении уровня загрязнения многоярусные древесно-кустарниковые насаждения. В градостроительных условиях, когда природный комплекс находится на границе с напряженной автомагистралью, наблюдаются закономерности падения уровней загрязнения, зависящих в значительной степени от полноты, структуры и ассортимента насаждений.

Особое значение имеют природные комплексы и другие озелененные территории, используемые в рекреационных целях. Необходимые благоприятные условия для массового отдыха горожан имеются только в значительных по площади городских парках и лесопарках, которые близки к естественным условиям по микроклиматическому эффекту, акустическому дискомфорту и достаточной удаленности от многоэтажной застройки. Такие условия не могут быть достигнуты в городской черте в небольших по площади (менее 10 га) зеленых объектах, или в случае, если благоприятные условия занимают менее 30% озелененных территорий. Зеленые клинья способны обеспечить зону рекреационного комфорта до 70% территорий, если площадь зеленых массивов составляет от 20 до1000 га и они располагаются вне зон влияния автотранспорта, а также промышленных и теплоэнергетических объектов.

Большое значение имеют существующие системы городского озеленения: бульвары, аллеи вдоль дорог и магистралей, линейные парки, защитные лесные полосы и др., которые в зависимости от градостроительных и природных условий выполняют различные и микроклиматические функции. Исследования, проведенные Сидоренко В.Ф. [2,19], позволили определить газозащитную эффективность уличных зеленых насаждений. В частности, защита от загазованности полосами зеленых насаждений в зависимости от структуры и ширины посадок оценивается от 5% (однорядные полосы шириной 5 м) до10-20% (многорядные полосы шириной до 20 м). Наиболее эффективными показали себя специальные посадки деревьев и кустарников с густо ветвящейся, плотной, низко опущенной кроной (с живой изгородью со стороны магистрали).

Таблица 16

Эффективность элементов системы городского озеленения

Приемы озеленения Снижение уровня

загрязнения, % Однорядная посадка деревьев 5-7 Двухрядная посадка деревьев с кустарником 7-15 Четырехрядная посадка деревьев с кустарником 10-15 Многорядная посадка деревьев с кустарником 25-35 Наибольшему антропогенному воздействию подвергаются зеленые насаждения улиц и площадей в селитебной и промышленной территории города с интенсивным движением автотранспорта. Зеленые насаждения часто подвергаются значительному загрязнению и другим негативным воздействиям различных неблагоприятных факторов среды.

Наиболее распространенными зелеными насаждениями на селитебной территории является рядовая посадка древесно-кустарниковых насаждений на улицах между домами и тротуарами, луночная посадка на тротуарах, разделительные зеленые полосы между проезжей частью и тротуарами. Большую роль в озеленении играют бульвары и скверы, которые обычно составляют до 25-30% площади города.

В настоящее время политика экологического строительства имеет достаточное нормативно-методическое обеспечение по проектированию зеленых насаждений [20,21]. Основные принципы формирования системы озеленения крупных городов заключается в формировании зеленого каркаса в виде непрерывной системы природных и озелененных каркасов территорий на базе природно-заповедных территорий с расчленением городской застройки и локальных зеленых посадок различного вида по всей системе города [20].

Для оценки системы озеленения городских территорий при расчете ФОС коэффициент значимости принимается КЗН = 0,3, при этом надо учитывать, что при наличии озеленения выше 30% дается 0 баллов, при наличии озеленения от 30 до 20 % дается 1 балл, при наличии озеленения от 20 до 10% - 2 балла, а наличии озеленения менее 10% - 3 балла [2].

10. Визуальная оценка городских территорий

В настоящее время формируется новое направление - видеоурбоэкология, которая рассматривает влияние видимой человеком окружающей городской среды на поведение людей в городе. Это относится прежде всего к структуре окружающего пространства и его цветовой гаммы. Тем более, что городская среда перенасыщена различными агрессивными полями: поля с малой насыщенностью зрительных элементов, в городах часто господствуют темно-серый цвет, стены огромных размеров, глухие заборы, подземные переходы, асфальтовые покрытия дорог и пешеходных дорожек, дворы с небольшим уровнем благоустройства, однообразие фасадов зданий, озеленение низкого эстетического уровня и др. Все это создает у жителей ощущение дискомфорта, нарушается работа зрительной системы, возникает нарушение движения глаз, ухудшается самочувствие. Горожане, живущие в районах новостроек, вынуждены достаточно длительное время пребывать среди таких агрессивных полей, а результаты социологических опросов показали, что около 70% жителей таких районов хотели бы сменить свое место жительства.

Оценивая каждую видовую перспективу, как сложную систему целостной среды, при расчете ФОС для визуальной оценки на организм человека как фактора городской окружающей среды коэффициент значимости принимается КЗН = 0,3, при этом надо учитывать, что при видовой перспективе водных и зеленых пространств дается 0 баллов, при такой же видовой перспективе, но с присутствием застройки - 1 балл, при видовой перспективе невыразительной застройки - 2 балла, при видовой перспективе коммуникационных объектов промышленных предприятий - 3 балла [2].

Другим фактором окружающей среды, влияющим на психоэмоциональное состояние человека и его нервную систему, является наличие опасного производства, вблизи которого возникновение расстройств нервной системы достаточно вероятно. К предприятиям, связанным с опасным производством необходимо отнести предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, целлюлозно-бумажной промышленности, строительной индустрии и др.

Для оценки опасного производства при расчете ФОС коэффициент значимости принимается КЗН = 0,3, при этом надо учитывать, что при отсутствии опасных производств дается 0 баллов, а при наличии таких производств - 1 балл [2].

11. Строительные материалы как фактор создания благоприятных условий проживания в жилой среде

Экологически безопасное жилище, в котором не проявляются вредные

факторы важнейшая предпосылка здоровой жизни горожан. Создание здорового жилья - главнейшая задача экологического строительства. Поэтому выбор строительных материалов позволяют создать оптимальную внутреннюю среду обитания здания, в котором человек проводит большую часть суток, а пожилые люди, беременные и инвалиды значительно больше. Как правило, лучшими экологическими свойствами обладают природные материалы.

Рассматривая жилое пространство как ограниченный с 6-ти сторон объем, можно создать оптимальное с экологическими принципами жилище. Это может выглядеть в соотношении следующим образом: окна, двери, пол, потолок, стены (в пропорциях, соответственно, 1:1:4:4:10. Оконные проемы заполняются стеклом, которое является многофункциональным материалом, обеспечивая тепло-, звукоизоляцию, инсоляцию, защиту от солнечных лучей помещений, а также противопожарную защиту, в том числе, от загазованности. С экологической точки зрения не загрязняет внутреннюю среду помещений, являясь устойчивым материалом к химическим воздействиям. При этом стекло может быть без остатка использовано повторно и считается сырьем с практически бесконечным кругооборотом.

Дверные проемы заполняются древесиной или ДСП. В ограждающих конструкциях, перегородках, перекрытиях, полах используются природные и искусственные материалы: вяжущие растворы, стеновые, теплоизоляционные и отделочные материалы.

Для экологического строительства существуют следующие строительные экологически безопасные материалы при осуществлении нового строительства и реконструкции старых зданий:

* отсутствие в материалах ядовитых и вредных компонентов;

* экономичность, возможность многократного использования, способность к восстановлению;

* производство из местного сырья (сокращение дорогостоящих транспортных перевозок);

* отсутствие вредных выбросов, уменьшение энергозатрат;

* наличие сертификата качества (доказывающего высокую прочность используемого материала).

Некоторые экологически безопасные строительные материалы, к которым можно отнести [2]:

* природные и искусственные монолитные строительные материалы: глина, кирпич, керамическая плита, черепица, известняковая краска, пемза, древесина, разные виды бетона (например, бетон из перлита), известь и кирпичный щебень, известняк (например, мрамор);

* дерево и древесные материалы: столярные плиты и листы фанеры, древесноволокнистые (жесткие и мягкие плиты, гипсоволокнистые плиты при использовании природного гипса), слоистосклеенные деревянные плиты;

* растворы и штукатурки: гипс, известь, болотная известковая штукатурка, теплоизолирующая штукатурка без добавки стиропора;

* теплоизолирующие материалы: пробка с природной смолой (в качестве вяжущего), кокосовые волокна, плиты из древесной шерсти (легкие), целлюлоза, овечья шерсть, солома, камышепродукты, вспененные материалы (пенобетон, пеноперлит).

Для обработки поверхностей красками, лаками, покрытиями и настилами рекомендуется использовать продукцию без растворителей на нефтяной основе, минеральные краски, одноцветную минеральную штукатурку, клеевые и известковые краски, продукцию с использованием следующих сырьевых групп:

природные минеральные вещества, растительные вещества с природными инсектицидными и противогрибковыми свойствами, растительные смолы, клеи, резины, спирты, краски и масла, искусственные минеральные вещества (в том числе, жидкое стекло), сосновые и лиственные смолы, льняные масла, натуральный каучук, природный латекс, эфирные масла, морилка, пчелиный воск, шеллаки, казеин, натуральные земляные краски, сода, хлопок, войлок, овечья и козья шерсть, джут и многое другое.

Для поверхностей не рекомендуется применять: ковровые покрытия пола, краски и обои, содержащие фунгициды и инсектициды, материалы, содержащие химический гипс, формальдегид (натяжные плиты), полистирол (теплоизоляция), полиуретан (теплоизоляция, штукатурки с добавлением искусственной смолы, клеи, краски, пены для заполнения пустот и др.), пентахлорфенол (лаки, краски, обои, клеи), материалы на основе мышьяка (средство для защиты древесины), полихлорбифенилы (изоляция, мягчители, пропитки), поливинилхлорид (пленки, половые и текстильные покрытия, трубы, свертывающиеся жалюзи и др.), диоксин, акрилонитрил (текстильные и ковровые покрытия, занавеси и др.), стекловолокно (теплоизоляция), асбест (изолирующие и уплотнительные материалы, половые настилы, облицовки и др.), свинец (краски, кабельные покрытия и др.), эпоксидные смолы (половые покрытия, клеи), полимерные материалы (опасность наличия остаточных мономеров).

При расчете ФОС для оценки воздействия строительных и отделочных материалов на организм человека как фактора городской окружающей среды коэффициент значимости принимается КЗН = 0,3, при этом надо учитывать, что при использовании изготовленных из дерева потолка, пола и отделки дается 0 баллов, при использовании кирпича, дерева и природных отделочных материалов - 1 балл, при использовании кирпича + железобетона, шлакоблоков + бетона, железобетона и линолеума - 2 балла, а при использовании полимеров, железобетона, лаков и красок - 3 балла [2].

Библиографический список

1. Потапов А.Д. Экология: Учебник / М.: Высшая школа, 2004. - 528 с.

2. Сидоренко В.Ф. Теоретические и методологические основы экологического строительства: Монография / Волгоград: ВолГАСА, 2000. - 200 с.

3. Сидоренко В.Ф. Комплексная экологическая оценка жилой застройки как фактор оптимизации жизнедеятельности // Экология урбанизированных территорий. - 2006. - № 1. - С. 42-47.

4а. Романова Е.Н. Микроклиматическая изменчивость основных элементов

климата. - Л., 1977.

4. Кононович Ю.В., Маршалкович А.С., Шубина Е.В., Щербина Е.В. Экология городской среды: Учеб. пос. / под ред. Ю.В. Кононовича, М.: МГСУ, - 2005. - 81 с.

5. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. - Л.: Гидрометеоиздат, - 1987.

6. Методика расчета выбросов в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом на городских магистралях. - М.: Минтранс РФ, - 1996.

7. Экология: Учеб. пос. для практич. занятий и выполнения лаб. работ / под ред. А.Д. Потапова и Ю.В. Кононовича, М.: МГСУ, - 2000.- 135 с.

8. Сидоренко В.Ф. Учет загрязнения воздушного бассейна автотранспортом в градостроительном проектировании: Учебн. пос. - Волгоград: ВолгГАСА, - 1999. - 72с.

9. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды: Учеб. пос. / под ред. А.Ф. Порядина, А.Д. Хованского. - М.: НУМЦ Минприроды России, ИД "Прибой", 1996. - 350 с.

10. Экология крупного города (на примере Москвы). Учебн. пос. / под ред. д.б.н. А.А. Минина. - М.: Изд-во "ПАСЬВА", - 2001. - 191с.

11. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация жилых и общественных зданий. Санитарные нормы. М.,1996.

12. СНиП 32-02-2003. Метрополитен. М.: Росгосстрой, 2003.

13. МГСН 2.04-97. Допустимые уровни шума, вибрации и требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях. М. - 1997.

14. Щербина Е.В., Слепнев П.А. Инженерно-экологические изыскания при реконструкции городской застройки: Учебн. пос./ М.: МГСУ,- 2009. - 69с.

15. Промышленная экология: Учебн. пос. / под ред. В.В Денисова. - М.: ИКЦ "МарТ", 2006.

16. Маршалкович А.С., Алешина Т.А. Управление качеством городской среды: Учебн. пос./ М.: МГСУ,- 2008. - 164с.

17. МГСН 2.03-97. Допустимые параметры электромагнитных излучений в помещениях жилых и общественных зданий на селитебных территориях. М. - 1997.

18. Журавлев В.П., Серпокрылов Н.С., Пушенко С.Л. Охрана окружающей среды в строительстве. М.: АСВ, 1995.

19. Сидоренко В.Ф., Балакин В.В., Фельдман Ю.Г. Выбор для автомагистралей конструкции полос зеленых насаждений по их газозащитным свойствам // Гигиена и санитария. - 1978. - №4. - С. 106-108.

20. Афонина М.И. Основы городского озеленения: Учебн. пос./ М.: МГСУ,- 2010. - 208 с.

21. Благоустройство и озеленение жилых районов. Рекомендации по проектированию и созданию зеленых насаждений. М.: Изд-во МГУЛ, 1999.

2

Показать полностью… https://vk.com/doc-153416328_450526050
749 Кб, 19 сентября 2017 в 0:54 - Россия, Москва, МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ), 2017 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении