Экология городов

Общие экологические проблемы городов мира. Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения мира в 1,5…2,0 раза ниже роста городского населения, составляющего 40% всей планеты. За период с1939 по 1979 гг. население крупных городов выросло в 4, средних – в 3, а малых – в 2 раза. Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах следующий: Аргентина – 83; Уругвай – 82; Австралия – 75; США – 80; Япония – 76; Германия – 90; Швеция – 83. Помимо крупных городов-миллионеров, быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон, Бостон, Лос-Анджелес, Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.

Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли – 180 Вт/м² , доля антропогенной энергии в нем – 0,1 Вт/м². В городах она возрастает до 30…40 и даже до 150 Вт/м² (Манхеттен).

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60…70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5…10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10…20% солнечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250…400 м, а контрасты температуры могут достигать 5…6⁰С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Города потребляют в 10 раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1 м³ в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников. Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того, загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами он физически уничтожается, а в зонах рекреаций (парки, скверы, дворы) загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами, обогащается тяжелыми металлами. Обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Растительный покров городов обычно практически полностью представлен «культурными насаждениями» – парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

В социальной экологии, которая большинством исследователей рассматривается в настоящее время как наиболее общее понятие по отношению к различным проблемам взаимодействия общества и окружающей среды, сформировались различные научные направления, в том числе и такие, как экология городов, экология городского населения. Архитекторы-проектировщики пишут об урбоэкологии, хотя не всегда понятно, относится этот термин к экологии города или к экологии городского жителя. Поэтому целесообразно рассмотреть эти два взаимосвязанных, но достаточно специфических направления исследований и провести между ними четкую грань.

В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом и энергией с окружающими его природными и сельскохозяйственными территориальными комплексами и другими городами. Важно отметить, что город можно разделить на две основные подсистемы: 1) территориальная общность людей (все горожане), составляющая неотъемлемую часть города и являющаяся смыслом его существования; 2) все материальные объекты, составляющие как бы «раковину» для всех жителей. Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные специалисты и рабочие, научная и творческая интеллигенция, хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В них поступают промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного производства. Одновременно города «экспортируют» промышленную продукцию, выбрасывают в окружающую среду огромное количество отходов, становятся центрами техногенных биогеохимических провинций.

Фактически любой крупный город как при «импорте» вещества и энергии, так и при «экспорте» готовой продукции и своих отходов связан со всей планетой. Сырье, детали, станки и механизмы, продукты питания поступают в города (прямо или косвенно) из разных регионов и отправляются во многие страны мира. Химические вещества, выбрасываемые из заводских труб больших городов (например, тяжелые металлы), включаются в глобальный круговорот и выпадают на поверхность земли вплоть до ледников Антарктиды и Гренландии. Но наиболее существенное влияние города оказывают на свое непосредственное окружение. Любой город неповторим и оригинален не только по своей архитектуре и местоположению, но и по особенностям производства (сочетанию отдельных отраслей), транспортно-экономическим связям. Изучение экологической спецификации каждого крупного города нашей страны и всего мира – задача крайне важная, но в высшей степени трудоемкая. Тем не менее уже сегодня возникают различные ситуации, при которых для решения практических проблем требуется усредненная модель города. Как в медицине анатомо-физиологические параметры каждого реального пациента сравнивают с абстрактной «нормой», полученной в результате усреднения информации об огромном количестве изученных больных и здоровых людей, так и в урбоэкологии необходим эталон «города вообще». Работа по созданию такой модели была проделана экологами Б.Б.Прохоровым и Ю.Н.Лапиным. Первоначально в качестве базовой модели был выбран условный город с численностью населения в 1 млн человек, многофункциональный – в нем представлены основные виды промышленности. Для создания модели эталонного города использовались сведения о различных городах, которые с соответствующими поправками пересчитывались применительно к выбранной модели. Модель составлялась по принципу баланса: на входе – вещества, поступающие в город в виде сырья, ресурсов, пищевых продуктов, а на выходе – выбросы в атмосферу, промышленные и бытовые стоки в природные воды и отходы, поступающие на городские свалки.

Поступление загрязняющих веществ в города. Для нормального функционирования города нуждаются в самых разнообразных продуктах и сырье. Больше всего город потребляет чистой воды. Город с населением в 1 млн жителей потребляет в год 470 млн т воды. Большая часть этой воды из города поступает в природные водотоки, но уже в виде сточных вод, загрязненных различными примесями. В городах постоянно осуществляется сжигание топлива, которое сопровождается потреблением кислорода, идущего в первую очередь на окисление соединений водорода и углерода. Подсчеты показывают, что миллионный город потребляет в год около 50 млн т воздуха.

Следующий по величине поток поступающего в город вещества – минерально-строительное сырье (до 10 млн т в год), служащее источником поступления пыли в атмосферу. Важное место среди техногенных потоков занимают различные виды топлива (млн т в год): уголь – 3,8; сырая нефть – 3,6; природный газ – 1,7 и жидкое топливо – 1,6. Соотношение видов топлива может быть и другим, но каждый город-миллионер получает в год до 7…8 млн т условного топлива. В потоках веществ, поступающих в город, важное место занимает сырье для промышленных предприятий. В зависимости от индустриальной специализации города сырье может быть самым различным. В обобщенной модели миллионного города используется в черной металлургии не менее 3,5 млн т сырья, а в цветной металлургии - около 1,0 млн тонн сырья. Горно-химическое сырье составляет 1,5 млн т, техническое растительное сырье – около 1,0 млн т, химико-энергетическое сырье - в пределах 220 тыс. т. Особое место занимают продукты, используемые в пищевой промышленности и поступающие непосредственно в продовольственные магазины, на рынки и на предприятия общественного питания. Жители города потребляют в год около 1 млн т пищевых продуктов (с учетом отходов при обработке). Таким образом, в город-миллионер в год поступает около 29 млн т (без учета воды и воздуха) различных веществ, при транспортировке и переработке дающих значительное количество отходов, часть из которых оказывает отрицательное воздействие на объекты окружающей среды. Одни загрязняющие вещества попадают в атмосферу, другие вместе со сточными водами – в водоемы и подземные водоносные горизонты, третьи в виде твердых отходов – в почву.

Атмосферные выбросы города-миллионера. Состав промышленных и бытовых выбросов города-миллионера, поступающих в атмосферу, весьма разнообразен. Годовое количество газообразных выбросов и их состав приведены в табл. 3. Самая большая доля в составе атмосферных выбросов принадлежит воде (водяной пар и аэрозоли) и углекислому газу, затем следуют сернистый ангидрид, окись углерода и пыль. Плотность выбросов этих веществ в год с 1 км площади города-миллионера (в модели его усредненная площадь – 300 км²) составляет для сернистого ангидрида и окиси углерода около 800 т, пыли – около 500 т, а окислов азота – около 165 т. Следует подчеркнуть, что внутригодовое распределение этих выбросов достаточно неравномерно. Максимум поступлений в атмосферу отмечается в зимние месяцы, когда на полную мощность работают тепловые электростанции и котельные. Еще один важный компонент загрязнений приземного слоя атмосферы – углеводороды, которых выбрасывается ежегодно до 108 тыс. т.

Таблица 3

Выбросы в атмосферу города-миллионера, тыс. т/год

Ингредиенты атмосферных выбросов	Количество
Вода (пар, аэрозоль)
Углекислый газ
Сернистый ангидрид
Окись углерода
Пыль
Углеводороды
Окислы азота
Органические вещества (фенолы, бензол, спирты, жирные кислоты….)
Хлор, аэрозоли соляной кислоты
Сероводород
Аммиак	1.4
Фториды (в перерасчете на фтор)	1.2
Сероуглерод	1.0
Цианистый водород	0.3
Соединения свинца	0.5
Никель (в составе пыли)	0.042
ПАУ (в том числе бенз(а)пирен)	0.08
Мышьяк	0.031
Уран (в составе пыли)	0.024
Окислы железа	2.4
Окислы алюминия	0.6
Кобальт (в составе пыли)	0.018
Ртуть	0.0084
Кадмий (в составе пыли)	0.0015
Бериллий (в составе пыли)	0.0012

Таблица 4

Твердые и концентрированные отходы города

с населением в один миллион человек, тыс. т/год

Вид отходов	Количество
Зола и шлаки ТЭЦ	550,0
Твердые осадки из общей канализации (95% влажности)	420,0
Древесные отходы	400,0
Галитовые отходы	400,0
Сырой жом сахарных заводов	360,0
Твердые бытовые отходы *	350,0
Шлаки черной металлургии	320,0
Фосфогипс	140,0
Отходы пищевой промышленности без сахарных заводов	130,0
Средства борьбы с гололедом
Бытовые отходы, вывозимые на городскую свалку
Шлаки цветной металлургии	120,0
Осадки стоков химических заводов	90,0
Глинистые шламы	70,0
Строительный мусор	50,0
Пиритные огарки	30,0
Горелая земля	30,0
Хлорид кальция	20,0
Автопокрышки	12,0
Бумага(пергамент, картон)	9,0
Текстиль(ветошь, пух, промасл. ветошь)	8,0
Растворители (спирты, бензол, толуол и т.д.)	8,0
Резина, клеенка	7,5
Полимерные отходы	5,0
Костра от производственного льна	3,6
Отработанный карбид кальция	3,0
Стеклобой	3,0
Кожа, шерсть	2,0
Аспирационная пыль (кожа, перо, текстиль)	1,2
Содержимое городских урн (уличных)	1,1
Утильсырье	0,2

Примечание.* - твердые бытовые отходы состоят из следующих компонентов, %: бумага, картон – 35; пищевые отходы – 30; стекло – 6; дерево – 3; текстиль – 3,5; черные металлы – 4; кости – 2,5; пластмассы – 2; кожа, резина – 1,5; цветные металлы – 0,2; прочее – 13,5.

Следующая группа веществ, поступающих в воздух городов, содержится в

количествах на 1…2 порядка меньших, чем предыдущие. К ней относятся органические вещества (фенолы, спирты, растворители, жирные кислоты, бензол), суммарная масса которых достигает 8 тыс. т/год. Примерно в одинаковых количествах (по 5 тыс. т) выбрасываются в атмосферу сероводород и хлор в сочетании с аэрозолями соляной кислоты. Ежегодно в воздух поступает около 1 тыс. т сероуглерода, несколько больше – фторидов и аммиака. Количество выбросов группы наиболее токсичных для человека и объектов живой природы веществ – свинца, ртути, мышьяка, кадмия, бензопирена, составляет от сотен до нескольких тонн в год. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу оставляют «свой след на земле». В стране ведется систематическое наблюдение за загрязнением снежного покрова техногенными выбросами. Исследуются как фоновое загрязнение снежного покрова, так и загрязнение снежного покрова вокруг городов. Данные об «ореолах» загрязняющих веществ вокруг городов и городских агломераций представляют огромный интерес, так как наглядно демонстрируют воздействие городов на окружающие их территории, в том числе на сельскохозяйственные угодья, зоны отдыха горожан, водоемы, заповедные ландшафты и т. д. Исследования ведутся с помощью искусственных спутников Земли «Метеор-Природа». Средние значения по стране, естественно, существенно отличаются от значений по районам. Так, отдельные «ореолы» загрязнения вокруг Москвы и других городов и поселков центрального экономического района слились в единое пятно (площадью 177900 км²) – от Твери на северо-западе до Нижнего Новгорода и Бора на северо-востоке, от южных границ Калужской области на юго-западе до границ Мордовии на юго-востоке. Зона загрязнения вокруг Екатеринбурга превышает 32,5 тыс. км², вокруг Иркутско-Чернеховского промышленного района – 31 тыс. км².

Твердые и концентрированные городские отходы. Ежегодно город-миллионер «производит» и по преимуществу накапливает на окружающих его территориях около 3,5 млн т твердых и концентрированных отходов. Концентрированные отходы представляют собой осадки, накапливающиеся в отстойниках, и концентрат жидких отходов. Наибольшую массу среди городских отходов составляют зола и шлаки тепловых электростанций и котельных – около 16%. Вместе со шлаками предприятий черной и цветной металлургии, горелой землей и пиритными огарками их удельный вес достигает 30% всех твердых отходов. В качестве примера вредного влияния этого вида отходов можно охарактеризовать воздействие пиритных (колчеданных) огарков, получаемых в процессе производства серной кислоты. Складирование пиритных огарков требует отчуждения больших площадей ценных земель. Атмосферные осадки вымывают из отвалов огарков ряд токсических веществ (например, мышьяк), которые загрязняют почву и водоемы. Велика доля и галитовых отходов, поступающих главным образом от целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Этот вид отходов достигает 400 тыс. т (или 14% от всей массы отходов). Примерно такова доля и древесных отходов. По 10% приходится на твердые бытовые отходы и отходы сахарных заводов. Пищевая промышленность дает еще около 4% отходов. Особенно неблагоприятное влияние на окружающую среду оказывают концентрированные осадки от стоков химических заводов в городе-миллионере – примерно 90 тыс. т в год. Фосфогипс и строительный мусор составляют около 5,5% всех отходов, хлорид кальция – менее 1%, различные растворители (спирты, бензол, толуол и др.) – 2%. Все остальные отходы, которые город-миллионер «поставляет» в окружающую среду в твердом или концентрированном состоянии, по своей массе несколько превышают 25%. Данная часть отходов может весьма неблагоприятно влиять на среду обитания людей, когда резина, клеенка, полимерные отходы, кожа, шерсть и др. сжигаются на городских свалках и в значительной степени превращаются в атмосферные загрязнения (табл. 3, 4).

Городские сточные воды. Город-миллионер ежегодно сбрасывает через канализационную сеть и помимо нее до 350 млн т загрязненных сточных вод (включая ливневые и талые воды с промышленных площадок, городских свалок, стоянок автотранспорта и т. д.) (табл. 5).

Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности в большом количестве сбрасывают в воду целлюлозное волокно и растворенные органические вещества: углеводы, смолы, жиры. При участии аэробных микроорганизмов они легко окисляются.

Таблица 5

Сточные воды города с населением 1 миллион человек, тыс. т

Показатель	Количество
Загрязненные сточные воды	350,0
В том числе:
Взвешенные вещества	36,0
Фосфаты	24,0
Азот	5,0
Нефтепродукты	2,5
Синтетические поверхностно-активные вещества	0,6

Помимо приведенных веществ (табл.5), в сточных водах миллионного города обнаруживаются в небольших количествах биологически весьма активные химические элементы. Так, содержание фтора может достигать 400… 1000, цинка - 25, меди – 25, мышьяка – 14 т и т. д. Естественно, что содержание этих веществ в сточных водах обусловлено промышленной специализацией населенного пункта (в полной мере это, конечно, относится к загрязнению атмосферного воздуха и твердым отходам). Таким образом, сточные воды городов играют важную роль в общем балансе веществ, поступающих в города и удаляемых из них. Шлейф водных загрязнений от больших городов распространяется по естественным водотокам на десятки и даже сотни километров и может отрицательно воздействовать на источники питьевого водоснабжения, расположенные ниже по течению от места выпуска городских сточных вод.

Суммарное энергопотребление. Города служат огромными накопителями и выделителями энергии. В рамках принятой модели можно считать, что ежегодно город с миллионным населением потребляет энергии около 4,5Y1015 кДж/год или 1,5Y1013кДж/км²/год. Последняя цифра несколько превышает величину энергии, поступающей от Солнца на 56⁰ северной широты. Концентрируя большое количество энергии, часть ее города выделяют в окружающую среду. В городе температура воздуха всегда выше, чем на территориях вокруг него. Происходит это как за счет техногенной деятельности, так и за счет нагрева Солнцем асфальтовых, бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов и т. д. В больших городах с плотной застройкой температура воздуха может повышаться до 5⁰С по сравнению с температурой окружающей местности. При сильных морозах в центре крупного города температура иногда бывает на 9…10⁰С выше, чем на его окраине.

Концентрация населения вокруг городов. Общеизвестно, что рост количества городов и их численности оказал существенное воздействие практически на все социальные, экономические и экологические процессы, происходящие в мире, в том числе и в нашей стране, где интенсивная урбанизация, связанная с ростом промышленности, началась с конца девятнадцатого века и особенно усилилась в советский период.

В городах России в 1897 г. проживало 15% населения, в Советском Союзе в 1939 г. - 32, в 1959 г. - 48, в 1989 г. - 66%. С 1926 по 1989 г. численность городского населения СССР увеличилась в 7,2 раза, количество городских поселений выросло более чем в 3 раза. В РСФСР урба­низация шла более интенсивно. В 1959 г. в городах проживало уже 52% всего населения, а в 1989 г. - 74%. При этом, по данным известного демографа Ж.А.Зайончковской, на большей части территории страны население концентриру­ется вокруг больших городов, а периферийные зоны быстро его теряют. В результате расселение из относительно равномерного (на освоенных землях) превращается в «пятнистое», когда плотно заселенные ареалы (пятна) разделяются слабо заселенными либо вовсе не заселенными пространствами. До­бавим к этому возникновение еще одного социального и эко­логически значимого явления — маятниковых миграций. На­пример, в рабочие дни по утрам город «втягивает» людские потоки из ближних и даже достаточно отдаленных поселений пригородной зоны, а вечерами люди возвращаются обратно. По субботним, воскресным и праздничным дням многие горо­жане отправляются в ближние и дальние загородные районы на отдых, а жители пригородов - в город для встреч с друзьями, развлечений и т.д. Эти потоки населения оказы­вают весьма существенное влияние как на жизнь города, так и на окружающие город территории. Влияние это можно рассматривать в двух планах - в урбоэкологическом и урбосоциальном. В первом случае внимание акцентируется на взаимодействии города с окружающей его территорией, со­ставляющей с ним единую систему. Во втором - город и его окрестности рассматриваются как среда обитания прожи­вающих там людей. Механистический вывод из урбоэкологического анализа можно показать на простом примере. Под влиянием производственной и рекреационной дея­тельности горожан (даже если она осуществляется на доста­точно высоком культурном уровне, что встречается не столь часто) интенсивно деградируют наиболее привлека­тельные природные места - берега рек, озер, окрестно­сти историко-культурных памятников, интересных объектов культуры. Однако гораздо более сложен и важен для функ­ционирования города социальный аспект, связанный, в част­ности, с положительными и отрицательными сторонами столк­новения устоявшихся особенностей городского образа жизни и черт городской культуры (со всеми ее плюсами и минусами) с зыбким, часто маргинальным образом жизни и культурными традициями малых городов, поселков и деревень, тяготеющих к крупному городу. Таким образом, в рамках урбоэкологии город был нами рассмотрен как еди­ное целое, как бы с «птичьего полета». Но существует и совершенно иной взгляд на город - изнутри, с позиций го­родской экологии человека или экологии городского насе­ления.

Экология городского населения. Представляется весьма перспективной гипотеза о том, что глобальный процесс урбанизации, различным образом проте­кающий в развитых и развивающихся странах, является, по-видимому, одним из наиболее концентрированных проявлений процесса перехода биосферы в ноосферу со всеми вытекаю­щими из этого многочисленными проблемами и противоречия­ми. Для описания города в качестве специфического и важ­нейшего элемента (ячейки) формирующейся ноосферы в нем может быть выделена совокупность фундаментальных компо­нентов. При этом следует, видимо, руководствоваться принци­пом историзма, поскольку сложившиеся городские зоны в ре­гионах, традиционно освоенных человеком, - результат дли­тельных и многообразных природно-социальных процессов, взаимодействующих между собой. Город сложным образом фор­мирует многие стороны жизнедеятельности человека. При оценке степени экологической комфортности города имеются в виду такие, в частности, стороны жизнедеятельности го­рожан, как уровень социального благополучия (бюджеты се­мей, обеспеченность жильем, использование сферы услуг, учеба детей, состояние здоровья, качество медицинского обслуживания и социального обеспечения и т.д.), степень экологической безопасности и правовой защищенности, заня­тость и удовлетворенность своей работой (характером и сферой занятости, взаимоотношениями на работе, транспорт­ной или пешеходной доступностью места работы и т.д.), на­личие условий для полноценного отдыха и восстановления сил, степень полноты информационного обеспечения, суще­ствование условий для преемственности культурных традиций и др. Важное место в ряду таких характеристик принадлежит состоянию общественного здоровья, которое можно охарактеризовать, с одной стороны, такими санитарно-демографическими параметрами, как продолжительность жизни, общая смертность, младенческая смертность, заболеваемость, инвалидность и др. с другой – их функциями. Каждая приводимая функция, их сбалансированность определяются социально и исторически развившимися экосоциокультурными факторами (длительность культурных традиций, их мобильность, сте­пень адаптивности к современным условиям, способы общего воспитания и профессионального обучения, специфика разви­тия компонентов творческого труда и т.д.). Представляется, что к числу фундаментальных функций общественного здоровья можно отнести воспроизводство последующих поколений; конкретный труд, осуществляемый людьми в раз­личных профессионально-специализированных сферах общест­венного производства; воспитание и обучение последующих поколений. Указанные функции здоровья горожан в высокой степени за­висят от характеристик локального экосоциокультурного комплекса (или комплексов), сложившегося в течение опре­деленного исторического времени и составляющего антропоэкологическую систему города. Сюда, с одной стороны, отно­сятся все зоны городской застройки (архитектурные ансамб­ли, садово-парковые территории, жилые зоны, включая их современные модификации), обеспечивающие повседневную деятельность населения, а с другой, - объекты, определяе­мые требованиями экономики, политики и иными существенны­ми нуждами. Это - производственные, энергетические, коммуникационные, управленческие и другие системы, которые обеспечивают функционирование города как единой мегаструктуры. Высокая (в некоторых случаях «сверхплотная») концентрация функций внутри указанных экосоциокультурных комплексов приводит к отрицательным воздействиям на обще­ственное здоровье, снижает эффективность их осуществления.

Оказывая негативное влияние на функцию воспроизводства, особенно в связи с возможным ростом загряз­ненности среды, увеличением генетических дефектов, забо­леваемости, особенностями функционирования и стабильности института семьи, она мешает нормальной социализа­ции поколений и разрушает живой труд. Город представляет собой макросреду для всего городского населения, однако для каждого горожанина существует не вся макросреда горо­да как целого, а сложившееся в общегородском пространстве распределение разных микросред, отличающихся по характеру загрязнения, нервно-психическим нагрузкам и другим характеристикам, от которых зависит его самочувст­вие.

В процессе реализации своих индивидуальных витальных циклов (суточного, недельного, годового и т.д.) человек постоянно перемещается. Так, в течение рабочего дня он из дома, расположенного в периферийном районе большого горо­да, нередко направляется на предприятие, находящееся на рабочей окраине, а после работы - в центральную часть го­рода за покупками или в театр, на концерт и т.д. В итоге человек неоднократно пребывает в совершенно различных микросферах. Если же люди, ведущие, казалось бы, сходный образ жизни, живут в разных районах большого города, то различия в условиях среды обитания ес­тественно приводят к существенной разнице в качестве жиз­ни. Для примера из московского стати­стического ежегодника «Москва в цифрах - 1989» были вы­браны несколько показателей, характеризующих с разных сторон среду обитания каждого из районов (по старому ад­министративному делению) Москвы в 1988 г., а именно плотность населения и его социально-профессиональный со­став; уровень загрязнения атмосферного воздуха; состояние экологической и медицинской защиты населения. Исследова­ния Н.Б.Барбаш показали, что районы Москвы различаются не только по плотности населения, но и по социально-профессиональному составу. Автор выделила следующие типы участков по названному критерию.

Тип 1. Участки московской территории с повышенной концен­трацией специалистов и квалифицированных рабочих матери­ального производства. Они находятся в восточной части Мо­сквы, где крупные промышленные предприятия строили дома для своих работников. К тому же, многие работники этих предприятий, стремясь ближе к месту работы, обменивали жилплощадь в эту часть города.

Тип 2. Группа участков в юго-восточной (также промышлен­ной) части города, где очень мало специалистов-производственников, а также студентов и домохозяек, но зато высока концентрация квалифицированных рабочих материального производства.

Тип 3. Участки с повышенной концентрацией специалистов нематериального производства и иждивенцев (главным обра­зом студентов) при пониженной концентрации квалифициро­ванных рабочих материального производства. Такие участки встречаются на «учебно-научном» юго-западе Москвы, а так­же частично в центре города.

Тип 4. Участки, где нет преобладания какой-либо одной ка­тегории в социально-профессиональной структуре населения. Этот тип характерен для периферии Москвы, недавно застро­енной и заселенной в соответствии с очередностью нуждаю­щихся в жилплощади. Здесь еще не сложились выраженные функциональные профили, поэтому для таких районов харак­терен «усредненный» состав населения.

Один из важнейших экологических параметров городской территории - загрязне­ние атмосферного воздуха вредными выбросами от стационар­ных источников загрязнения - промышленных предприятий, бытовых котельных, теплоэлектроцентралей и т.д. При этом следует подчеркнуть, что существенный вклад в загряз­нение атмосферы Москвы вносит автомобильный транспорт, который в данном расчете не учтен. В качестве величины, характеризующей экологическую обстановку, принят показа­тель цельного выброса загрязняющих веществ с единицы пло­щади (т/км²/год). Разница между районами по этому показа­телю весьма существенная. В среднем по Москве с 1 км² площади в 1988 г. в атмосферу поступало 313,7 т вредных веществ. Однако в ряде районов эта величина была менее 100 т (Фрунзенский – 41, Железнодорожный – 42, Красногвардейский –40, Октябрьский – 42, Кунцевский – 55, Ленинградский – 68 и т. д.). Несколько районов явились по этому показателю печальными «рекордсменами», с их территории в атмосферу города поступило более 500т/км² (Люблинский – 1080, Тимирязевский – 960, Таганский – 836, Пролетарский – 903, Куйбышевский – 757, Гагаринский – 519, Москворецкий – 511).

Совершенно очевидно, что жизнь населения в этих районах весьма осложнена неблагоприятными экологическими условиями, так как значительная часть загрязняющих воздух веществ концентрируется вблизи источника загрязнения. Анализируя со­стояние экологической защиты населения, обратим внимание на то, что хотя в Москве и имеются отдельные районы, где улавливается до 90 % общего количества выбросов, есть не­мало и таких районов, где очистные сооружения улавливают всего 5…8 % выбросов. Соответственно и степень оборудованности источников поступления вредных веществ в атмосферу весьма различна. В одних районах более 60% всех источни­ков загрязнения атмосферы имеют очистные сооружения, в других же этот показатель находится на уровне 16…22%. Приведенные цифры достаточно наглядно характеризуют уро­вень экологического бескультурья не только руководителей московских предприятий, но и руководителей московских районов и служб, обязанных контролировать состояние окру­жающей среды города.

Определенным индикатором состояния медицинской защиты населения в разных районах города яв­ляется, в частности, их обеспеченность медицинским персо­налом. Численность врачей на 10 тыс. населения в 11 районах Москвы не превышает 30 (от 22,6 до 29,8), среднего медицинского персонала – 55 человек (от

40,1 до 54,4), при этом в трех московских районах число врачей превышает 75, а среднего медицинского персонала - 100 человек (до 150). Даже наличие крупных клинических больниц, которые обслу­живают весь город, не может объяснить столь явный перекос в распределении возможностей для получения медицинской помощи населением. Таковы внутригородские различия по неко­торым показателям, с разных сторон характеризующим социально-экологическую обстановку в районах Москвы. Раз­нообразие контактов с различными средами увеличивается или уменьшается в зависимости от пространственной мобильности человека и его социальной активности. Следователь­но, наименьшим оно может быть у самых младших и старших возрастных групп. Различные профессиональные группы го­родского населения могут характеризоваться определенным сочетанием взаимодействий с некоторой суммой антропоэкологических микропространств города. Это обстоятельство важно учитывать при анализе проблем городской экологии человека на популяционном уровне.

На основании достижений прошлого и современности, сбалан­сированного сочетания основных функций общественного здо­ровья у различных групп населения необходимо всемерно до­биваться повышения уровня социально-психологического здо­ровья (оптимума) как каждого отдельного человека, так и всего населения любого города и сельской местности. При этом необходимо учитывать кон­центрированные, в сущности, уникальные возможности разви­тия психологического здоровья, создающиеся городской средой. Но наряду с этим, важно исследовать и негативные факторы, определяемые некоторыми проявлениями массовой культуры, снижающие возможности творческого труда (куль­турно-физическое здоровье, самозамыкание индивида), ано­малии социального поведения, модой, субкультурными тенденциями (в частности, среди молодежи). Здесь же могут обнаруживаться глубокие связи с теневой экономикой. Раз­витие психологического здоровья, сбалансированность обще­ственного здоровья в городе основываются на использовании новых достижений науки и техники. Этим целям служат ин­тенсивные технологии, обладающие высокой положительной социально-экономической эффективностью. При их применении существенно снижается объем используемых ресурсов (энер­гии, металла и т.п.) на единицу продукции, а следователь­но, и загрязнение окружающей среды. Интен­сивные технологии резко сокращают потребность в промыш­ленном оборудовании и производственных площадях, предотвращая деградацию среды, возникающую при производстве данного оборудования и строительстве, а также значительно уменьшают потребность в рабочей силе, что дает весьма заметный социальный и экологический эффект. На основе анализа особенностей ин­тенсивных технологий разработаны нормативы экологичности производства той или иной продукции, которые должны стать важной характеристикой модернизации предприятий и экологической эффективности технологических процессов. Для городов очень важна проблема гибкого сочетания раз­личных типов антропоэкологических микросистем (производ­ственных, информационных, социально-культурных, ландшафтно-архитектурных и т.д.). Концентрировать и сосредоточи­вать для выполнения крупных социальных целей материаль­ные, энергетические, информационные потоки, осуществляя в то же время и определенное их рассредоточение, необходи­мое для реализации функций общественного здоровья, удаст­ся лишь при условии создания в городах маршрутов здоро­вья, включающих разнообразные рекреационные зоны, соот­ветствующие генофонотипическим особенностям определенных групп людей. Это означает, с одной стороны, необходимость проведения локальных социально-диагностических исследова­ний, а с другой, - потребность в комплексном проектирова­нии, минимизирующем спектр антропоэкологических форм утомления и напряжения городского населения. В отечественной науке уже формируются научно-практические представления, которые позволяют оптимизировать функции здоровья населения в городе. Среди них может быть названа концепция естественно-искусственного поселения. Разрабатывается представление о городе будущего как экополисе (метафорически определяемом как город-лес и сад, т. е. симбиоз первой, естественно-биосферной, и второй, созданной людьми, искусственной природы).

Каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона ближе человеку, нежели проблемы страны, континента или планеты). Помимо этого, экологическое состояние регионов в конечном счете определяет и глобальное состояние природных компонентов.

С учетом того, что общее число экологических районов очень велико, а проблемы экологии во многих из них аналогичные, можно рассмотреть два наиболее важных аспекта.

Как уже упоминалось, для крупных городов характерна чрезмерная концентрация населения на сравнительно небольшой территории.

Темпы роста населения мира в 1,5…2 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период с 1939 по 1979гг. население крупных городов выросло в 4, в средних – в 3 и малых – в 2 раза. Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: в Аргентине – 83; в Уругвае – 82; в Австралии – 75; в США – 80; в Японии 76; в Германии – 90; в Швеции – 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон с Бостоном и Лос-Анджелес с Сан-Франциско в США, города Рура в Германии, Москва, Кузбасс и Донбасс в СНГ.

Большая концентрация транспорта и промышленных предприятий, образованием антропогенных ландшафтов приводит к значительному нарушению экологического равновесия в городах.

Так например, круговорот вещества и энергии в городах значительно больше чем в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли – 180 Вт/м², доля антропогенной энергии в нем – 0,1 Вт/м². В городах она возрастает до 30…40 и даже до 150 Вт/м² в Манхеттене.

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60…70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5…10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10…20% солнечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250…400 м, а контрасты температуры могут достигать 5…6⁰С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Города потребляют воды в 10 раз и более, чем сельские районы, в расчете на одного человека. Загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м³ в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

Водные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, и кроме того, загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами он физически уничтожается, а в зонах рекреаций – парки, скверы, дворы – сильно утончается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами. Обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Растительный покров городов практически полностью представлен культурными насаждениями – парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности, поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях.

Особенности загрязнения воздушного бассейна городов мира. Для

большинства крупных городов характерно чрезвычайно сильное и интенсивное загрязнение атмосферы. По большинству загрязняющих агентов, а их в городе насчитываются сотни, можно с уверенностью сказать, что они, как правило, превышают предельно допустимые концентрации. Более того, поскольку в городе наблюдается одновременное воздействие множества загрязняющих агентов, их совместное действие может оказаться еще более значительным. Широко распространено мнение о том, что с увеличением размеров города возрастает и концентрация различных загрязняющих веществ в его атмосфере. Однако в действительности, если рассчитывать среднюю концентрацию загрязнений на всю территорию города, то в многофункциональных городах с населением более 100 тыс. чел. она находится примерно на одном и том же уровне и с увеличением размеров города практически не возрастает. Это объясняется тем, что одновременно с увеличением объемов выбросов, возрастающих пропорционально росту численности населения, расширяется и площадь городской застройки, которая и выравнивает средние концентрации загрязнения в атмосфере.

Существенной особенностью крупных городов с населением более 500 тыс. чел. является то, что с увеличением территории города и численности его жителей в них неуклонно возрастает дифференциация концентраций загрязнения в различных районах. Наряду с невысокими уровнями концентрации загрязнения на окраинах городов, она резко увеличивается в зонах крупных промышленных предприятий и особенно в центральных районах, где, несмотря на отсутствие крупных промышленных предприятий, как правило, наблюдаются повышенные концентрации загрязнителей атмосферы. Это объясняется интенсивным движением автотранспорта и более теплым атмосферным воздухом (обычно на несколько градусов) по сравнению с окраинами, что приводит к появлению над центром города восходящих воздушных потоков, засасывающих загрязненный воздух из промышленных районов, расположенных на ближних окраинах.

При анализе процессов загрязнения атмосферы городов весьма существенно различие между загрязнениями, производимыми стационарными и мобильными источниками. Как правило, с увеличением размера города доля мобильных источников загрязнения (в основном автотранспорта) в общем загрязнении атмосферы возрастает, достигая 60 и даже 70%.

Стационарные источники выбрасывают в воздух главным образом сернистый газ (150 т в сутки в расчете на каждые 500 тыс. населения во время отопительного сезона), окислы азота (100 т в сутки при том же расчете), а также некоторое количество угарного газа, фенолов, серной кислоты и других загрязняющих веществ в зависимости от специфики промышленного производства города и состава используемого в нем топлива. Относительно недавно стационарные источники выбрасывали в атмосферу значительное количество пыли разнообразного химического состава. В настоящее время существующие газоочистные установки задерживают более 95% всех твердых частиц, образующихся при сгорании топлива, но практически не улавливают газовых составляющих.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в отличие от мобильных, происходят, как правило, на большой высоте и распространяются на большие расстояния. Эти зоны, накладываясь друг на друга, образуют области устойчивых загрязнений в промышленных районах города и поднимаются на высоту до 150 м.

Как уже указывалось, доля стационарных источников загрязнения атмосферы городов имеет тенденцию к неуклонному сокращению, и это объясняется не столько ростом автомобильного парка, сколько тем, что уменьшить объем выбросов у стационарных источников значительно проще, чем у автомобилей. Оно производится одновременным проведением ряда мероприятий: введением центрального отопления, ликвидацией мелких котельных, газификацией промышленного производства и топливно-энергетического комплекса, установкой газоочистных систем. Важно отметить, что существующие ныне проекты сероулавливающих установок позволяют уже в ближайшее время превратить крупные города в мощные источники производства серосодержащих соединений и в первую очередь серной кислоты. Так, при утилизации 90% сернистого газа, сбрасываемого ныне в атмосферу, можно получать до 170…180 т серной кислоты в сутки во время отопительного сезона в расчете на город с 500 тыс. населения.

В настоящее время большие надежды в области охраны воздушного бассейна связываются с максимальной газификацией промышленности и топливно-энергетического комплекса, однако эффект газификации не следует преувеличивать. Дело в том, что перевод с твердого топлива на газ, конечно, резко снижает объемы серосодержащих выбросов, но увеличивает выбросы окислов азота, утилизация которых еще является технически проблематичной. Сходная ситуация складывается и при сокращении выбросов угарного газа, являющегося продуктом неполного сгорания топлива. Совершенствуя режимы горения, можно свести выбросы угарного газа до минимума, но одновременно с повышением температуры увеличивается и окисление атмосферного азота, приводящее к росту объемов окислов азота в атмосфере.

В отличие от стационарных источников загрязнение воздушного бассейна автотранспортом происходит на небольшой высоте и практически всегда имеет локальный характер. Так, концентрации загрязнений, производимых автомобильным транспортом, быстро уменьшаются по мере отдаления от транспортной магистрали, а при наличии достаточно высоких преград (например, в закрытых дворах домов) могут снижаться более чем в 10 раз.

В целом выбросы автотранспорта значительно более токсичны, чем выбросы стационарных источников. Наряду с угарным газом, окислами азота и сажей (у дизельных автомашин) работающий автомобиль выделяет в окружающую среду более 200 веществ и соединений, обладающих токсическим действием. Среди них следует выделить соединения тяжелых металлов и некоторые углеводороды, особенно бензопирен обладающий четко выпаженным канцерогенным эффектом.

Несомненно, что в ближайшем будущем загрязнение воздушного бассейна городов автомобильным транспортом будет представлять наибольшую опасность. Это объясняется главным образом тем, что в настоящее время еще не существует кардинальных решений данной проблемы, хотя нет недостатка в отдельных технических проектах и рекомендациях.

Дата добавления: 2014-01-04