книги / 852
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
ВЕСТНИК ПГТУ
ì ê Å Ä ç à ë í à ä Ä
PERM STATE TECHNICAL UNIVERSITY
U R B A N I T Y B U L L E T I N
№ 2
Издательство Пермского государственного технического университета
2011
Освещаются экологические аспекты градостроительства и территориального планирования, архитектурного проектирования во взаимосвязи с проблемами обеспечения техносферной безопасности, сохранения качества городской среды и процессами общественногоразвития.
Журнал предназначен для преподавателей дисциплин строительных направлений, рационального природопользования и социально-экономических дисциплин, а также для молодых ученых и студентов. Ориентирован на широкий круг специалистов в области проектирования территориальных поселений, городского хозяйства, градостроительной экологии и экономики, социально-экономи- ческих сфер деятельности.
Редакционнаяколлегия:
Главныйредактор Я.И. Вайсман, д-рмед. наук, проф., завкафедрой«Охранаокружающейсреды» ПГТУ
ПочетныйглавныйредакторН.В. Русаков, д-рмед. наук, проф., академикРАМН, замдиректораНИИэкологии человекаигигиеныокружающейсредыим. А.М. СысинаРАМН(г. Москва)
Членыредколлегии
И.С. Глушанкова, д-р техн. наук, проф. В.А. Голубев, канд. техн. наук Г.Г. Кашеварова, д-р техн. наук, проф.
В.Н. Коротаев, д-р техн. наук, проф. А.М. Костыгов, канд. техн. наук, проф. А.В. Молодчик, д-р экон. наук, проф. А.Г. Мелехин, д-р техн. наук, проф. А.Б. Пономарев, д-р техн. наук, проф. Л.В. Рудакова, д-р техн. наук, проф. В.Г. Рябов, д-р техн. наук, проф.
Л.В. Сосновских, канд. техн. наук
В.Н. Стегний, д-р социол. наук, проф. Б.С. Юшков, канд. техн. наук Л.С. Щепетева, канд. техн. наук
Е.Г. Анимица, д-р геогр. наук, проф. (Институт стратегического планирования УрГЭУ (СИНХ), г. Екатеринбург)
С.И. Бурдюгов, канд. техн. наук (НПО «Искра») Н.В. Зайцева, д-р мед. наук, проф., чл.-кор. РАМН (ФГУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровья населению» Роспотребнадзора)
О.А. Келль, канд. техн. наук (ООО «НовогорПрикамье»)
Н.Е. Кручинина, д-р техн. наук (РХТУ им. Д.И. Менделеева, г. Москва)
Н.Г. Максимович, канд. геол.-мин. наук (Естественно-научный институт ПГУ)
Л.Н. Ольшанская, д-р хим. наук, проф. (Саратовский государственный технический университет, г. Энгельс)
А.Х. Федоровская, канд. техн. наук (Управление Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Пермскому краю)
М.Б. Ходяшев, канд. техн. наук (ООО «ЛУКОЙЛПНОС»)
Е.С. Чугуевская (Департамент стратегического планирования, г. Москва)
Б.Е. Шенфельд, д-р техн. наук, проф. (ФГУ УралНИИ «Экология»)
В.С. Харченко, д-р техн. наук, проф. (Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Украина)
В.М. Цудечкис, проф. (Латвийская ассоциация отходного хозяйства (LASA))
Эрл Джексон, проф. архитектуры (Колумбийский университет, Нью-Йорк, США)
Ангелов Кирилл, канд. техн. наук (Компания
«Bongus», Болгария)
Джулиан Берхтольд (Институт независимых исследований, Цюрих, Швейцария)
А.А. Макенов, канд. техн. наук (ВосточноКазахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, Казахстан)
Ответственныйсекретарь Г.М. Батракова, д-р техн. наук, проф. кафедры «Охрана окружающей среды» ПГТУ
ISВN 978-5-398-00636-0 |
© ГОУ ВПО |
|
«Пермский государственный |
|
техническийуниверситет», 2011 |
СОДЕРЖАНИЕ
Оценка качества городской среды |
|
Т.С. Уланова, Т.В. Нурисламова, Т.Д. Карнажицкая, А.В. Кислицина |
|
Определение химических соединений в биологических средах |
|
для оценки степени техногенного воздействия на окружающую среду |
|
и здоровье населения................................................................................................... |
5 |
Оценка экологических рисков и ущербов природопользования |
|
В.В. Карманов, Г.С. Арзамасова, И.В. Новикова, Н.Н. Слюсарь |
|
Применение методологии управления рисками |
|
для объектов городской инфраструктуры на примере полигонов ТБО............... |
15 |
Управление бытовыми и промышленными отходами |
|
Г.В. Ильиных, Н.Н. Слюсарь, В.Н. Коротаев |
|
Определение потоков вторичного сырья при внедрении |
|
раздельного сбора отходов на основании данных |
|
об их морфологическом составе............................................................................... |
29 |
Я.И. Вайсман |
|
Основные направления снижения экологической нагрузки |
|
на окружающую среду и население при почвенных методах |
|
обезвреживания твердых бытовых отходов............................................................ |
40 |
Ресурсосбережение и энергоминимизация |
|
К.Г. Пугин, Е.В. Калинина, А.Р. Халитов |
|
Ресурсосберегающие технологии строительства асфальтобетонных |
|
дорожных покрытий с использованием отходов производства............................ |
60 |
К.А. Сарайкина, В.А. Шаманов |
|
Дисперсное армирование бетонов............................................................................ |
70 |
Градостроительная и отраслевая экология |
|
И.Н. Швецова, Е.С. Ширинкина, Г.М. Батракова |
|
Технологические подходы к ликвидации химических производств.................... |
76 |
Н.Е. Коробова, И.С. Глушанкова, Л.В. Рудакова |
|
Комплексное решение проблемы очистки сточных вод |
|
предприятий неорганического синтеза г. Березники Пермского края ................ |
85 |
А.С. Караваева, И.С. Глушанкова |
|
Проблема доочистки сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий........ |
97 |
3
Техническое обеспечение конструкционной безопасности зданий и сооружений
И.И. Зуева, В.В. Зуев |
|
Работа элементов структурных конструкций за пределами упругости.............. |
108 |
Архитектурные, планировочные и градостроительные решения |
|
Т.Б. Строганова |
|
Основы реконструкции. Улица Сибирская ........................................................... |
116 |
Ю.Э. Васильев, И.В. Чистяков, А.В. Кочетков, Л.В. Янковский |
|
Формирование стока ливневых вод при изменении водосборных площадей |
|
водопропускных сооружений автомобильных дорог........................................... |
122 |
Социально-экономические вопросы городской среды |
|
Е.Л. Аношкина, П.А. Аношкин |
|
Пространственно-аналитическая система города « UNO–UNIVERSITY» ........ |
129 |
П.М. Мазуркин |
|
Закономерности динамики урбанизации............................................................... |
146 |
Дизайн городской среды |
|
А.В. Гаврилов |
|
Психогеографиякакинструментальныйподходкизучениюгородскойсреды...... |
161 |
Abstracts and Keywords.................................................................................................................. |
168 |
Учебные программыпонаправлению«Урбанистика».......................................................... |
171 |
Требования к материалам, представляемымкпубликации................................................... |
180 |
Оценка качества городской среды
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
УДК 353.2:613.5
Т.С. Уланова, Т.В. Нурисламова, Т.Д. Карнажицкая, А.В. Кислицина
ФГУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (г. Пермь)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ ДЛЯ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
Рассмотрены вопросы оценки качества объектов окружающей среды на примере атмосферного воздуха. Приведена оценка качества атмосферного воздуха 7 приоритетных по антропогенному воздействию городов Пермского края. Приведены результаты исследований биологических сред детского населения на содержание химических соединений за 10-летний период. Выполнена сравнительная оценка содержания химических соединений в атмосферном воздухе и биосредах (кровь) детей, проживающих на исследуемых территориях Пермского края.
Ключевые слова: мониторинг атмосферного воздуха, индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), токсиканты, биологические среды, антропогенное воздействие, региональные фоновые уровни содержания химических соединений в биосредах детского населения.
Пермский край — крупнейший промышленный центр Российской Федерации, в городах которого размещены крупные объекты энергетики, предприятия химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, машиностроения и металлургии, обусловливающие характер и уровень загрязнения атмосферного воздуха. Длительное антропогенное воздействие выбросов комплекса предприятий различного профиля приводит к циркуляции в объектах окружающей среды загрязняющих веществ в количествах, угрожающих здоровью населения [1].
5
Вестник ПГТУ. Урбанистика. 2011. № 2
Особенностью стационарных источников антропогенных выбросов является то, что выброс токсичных соединений в атмосферу происходит на большой высоте. Это приводит к распространению загрязнений по всем прилегающим территориям (в зависимости от высоты труб) с образованием зон повышенной концентрации вредных химических соединений в атмосфере. Эти зоны, накладываясь друг на друга, образуют области устойчивых загрязнений в промышленных районах городов, распространяющихся на высоту до 150 м и более [1].
К числу основных загрязняющих воздух химических соединений относятся сернистый ангидрид, оксид углерода, диоксид азота и пыль. На их долю приходится около 98 % от общего объема выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов регистрируется еще более 30 поллютантов, концентрации которых часто превышают допустимые санитарные нормы. Это является основанием для систематического мониторинга их содержания в приземном слое атмосферы.
Вместе с тем для проведения мониторинговых исследований по определению в атмосферном воздухе широкого спектра высокотоксичных соединений антропогенного происхождения, как правило, требуются значительные материальные вложения на организацию сети наблюдений и выполнение анализов с использованием современных приборов и вспомогательного оборудования для выполнения аналитических физико-химических исследований.
В связи с этим целью работы явилась сравнительная оценка состояния воздушной среды по содержанию основных загрязняющих веществ в городах Пермского края в период с 2003 по 2010 год и определение токсикантов в биологических средах (кровь) детей, проживающих в зонах экспозиции в период с 2000 по 2010 год.
По данным Западно-Уральского Управления Ростехнадзора выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в 2010 году по Пермскому краю составили 551,8 тыс. т, в том числе выбросы от автотранспорта 217,8 тыс. т, выбросы от стационарных источников 334,2 тыс. т.
По учтенным данным, в атмосферу городов поступает до 445 загрязняющих веществ I—IV классов опасности, в том числе 3 % ингредиентов составляют вещества с неустановленным классом опасности. В крае насчитывается свыше 37 863 источников выбросов (от 2100 предприятий), в том числе 23 044 организованных.
6
Оценка качества городской среды
Для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ в Пермском крае используется комплексный показатель — индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) [2]. Уровень загрязнения считается низким, если ИЗА ниже 5, повышенным при ИЗА от 5 до 7, высоким при ИЗА от 7 до 13 и очень высоким при ИЗА, равном или больше 14 [1]. Благоприятные условия для накопления в приземном слое атмосферы вредных веществ создаются при приземных инверсиях, застоях воздуха, низкой скорости ветра (0—1 м/с), что приводит к ослабеванию рассеивания примесей в атмосфере.
Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в Пермском крае осуществлялись Государственным учреждением «Пермский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» в крупных промышленных центрах: Пермь, Соликамск, Губаха, Березники, Чайковский, Лысьва, Краснокамск.
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха городов Пермь, Соликамск, Березники и Губаха проводился на стационарных постах государственной наблюдательной сети по 24 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, хлорид водорода, фторид водорода, аммиак, формальдегид, бенз(а)пирен, бензол, толуол, о-, п-, м-ксилолы, этилбензол, металлы (хром, никель, свинец, марганец, медь, цинк, железо, кадмий).
Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Перми на основании анализа проведенных исследований характеризуется как высокий ИЗА = 8,6 и обусловлен повышенным содержанием в воздухе бенз(а)пирена, формальдегида, оксида углерода, диоксид азота, взвешенных веществ, бензола, ксилола, толуола, фенола, свинца. Концентрация формальдегида за период наблюдения повышалась с 2,5 до 3 ПДК; бензола — до 2,9 ПДК; ксилола — до 5,7 ПДК; этилбензола — до 5,4 ПДК; фенола — до 1,3 ПДК.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Соликамска характеризуется как очень высокий: ИЗА = 13,9, который обусловлен повышенным содержанием формальдегида, бенз(а)пирена, этилбензола, аммиака, взвешенных веществ. Наиболее высокие уровни превышения содержания в атмосферном воздухе отмечены по формальдегиду (до 16,5 ПДК).
7
Вестник ПГТУ. Урбанистика. 2011. № 2
Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Березники характеризуется как высокий, ИЗА = 6,8 и обусловлен повышенным содержанием взвешенных веществ, хлорида водорода, диоксида азота, фенола (до 3,5 ПДК) и бенз(а)пирена.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Губаха характеризуется как повышенный ИЗА = 6,4. Уровень загрязнения обусловлен повышенным содержанием в воздухе бенз(а)пирена, диоксида азота, взвешенных веществ, этилбензола, формальдегида до 1,8 ПДК, фенола до 1,4 ПДК.
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха городов Краснокамск и Лысьва проводился по 12 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, сероводород, фенол, аммиак, формальдегид, бензол, толуол, ксилолы, этилбензол.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Краснокамска повышенный ИЗА = 5,2. Загрязнение атмосферного воздуха обусловлено повышенным содержанием формальдегида до 1,4 ПДК, диоксида азота, фенола до 3,7 ПДК, этилбензола до 3,2 ПДК, оксида углерода, взвешенных веществ.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Лысьва низкий ИЗА = 4,7. ИЗА обусловлен содержанием формальдегида, диоксида азота, фторида водорода, фенола до 4,0 ПДК, этилбензола до 2,5 ПДК, толуола до 2,4 ПДК, оксида углерода.
Контроль качества атмосферного воздуха в г. Чайковском проводится по 5 ингредиентам. Уровень загрязнения атмосферного воздуха повышенный, ИЗА составляет 5,4. Зарегистрированы превышения максимальных разовых ПДК по диоксиду азота и аммиаку, по оксиду углерода до 4 ПДК, по формальдегиду до 3 ПДК.
Тенденция увеличения загрязнения атмосферы городов Пермского края за период наблюдения формируется за счет повышения концентраций взвешенных веществ, оксида углерода, оксида и диоксида азота, ароматических углеводородов (бензол, толуол, этилбензол) на всех изучаемых территориях; формальдегида в атмосфере в городах Соликамск, Краснокамск и Лысьва; бенз(а)пирена в городах Пермь и Соликамск; тяжелых металлов в городах Пермь и Березники.
Диаграммы изменений значений ИЗА за многолетний период по городам Пермь, Соликамск и Березники представлены на рис. 1.
8
Оценка качества городской среды
Рис. 1. Изменение значений ИЗА в период с 2006 по 2010 год в городах Пермь (а), Березники (б) и Соликамск (в)
9
Вестник ПГТУ. Урбанистика. 2011. № 2
За тот же период наблюдения в городах Пермского края — Пермь, Березники, Краснокамск, Губаха, Лысьва, Чайковский, Соликамск — специалистами ФГУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора выполнялись исследования по определению содержания химических соединений в крови детского населения как более подверженного воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды [3]. Исследования выполнялись в соответствии с нормативными методическими документами [4, 5] методами капиллярной газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии, атомноабсорбционной спектрометрии. Результаты химико-аналитичес- ких исследований приведены в табл. 1.
Анализируя результаты исследований, следует отметить, что в биосредах детей, проживающих в городах Пермского края в условиях повышенной антропогенной нагрузки, определяется широкий спектр химических соединений различной степени токсичности (I — IV класс опасности) и в том числе соединения, определяемые в атмосферном воздухе в рамках систематических мониторинговых исследований.
Таблица 1
Токсиканты, содержащиеся в биосредах (кровь) детей исследуемых территорий Пермского края
|
|
Процент проб |
Кратность |
|
|
Определяемый |
крови детей |
||
|
превышения |
|||
Город |
с превышением |
|||
ингредиент |
регионального |
|||
|
регионального |
|||
|
|
фонового уровня |
||
|
|
фонового уровня |
||
|
Бензол |
78,85 |
* |
|
Березники |
Марганец |
40,38 |
0,94 |
|
|
Свинец |
7,69 |
0,55 |
|
|
Толуол |
26,92 |
* |
|
|
Хром |
44,23 |
1,03 |
|
|
Цинк |
100,00 |
1,22 |
|
|
Этилбензол |
1,92 |
* |
|
|
Фенол |
65 |
4,8 |
|
Губаха |
Бензол |
55,00 |
* |
|
Марганец |
45,21 |
0,94 |
||
|
||||
|
Метиловый спирт |
86,11 |
2,55 |
|
|
Свинец |
20,83 |
0,70 |
|
|
Толуол |
10,00 |
* |
|
|
Формальдегид |
38,89 |
1,33 |
|
|
Хром |
47,95 |
1,07 |
|
|
Фенол |
30,66 |
4,2 |
|
Лысьва |
Бензол |
50,91 |
* |
|
|
Марганец |
40,00 |
0,92 |
10