ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГОРОДОВ

Комплекс экологических проблем присущ любой территории, где сконцентрированы промышленные предприятия и население. В наибольшей степени он проявляется в условиях города, причем состав и острота экологических проблем зависят от множества факторов.

• Масштаб города - его площадь, состав и численность городского населения. Именно эти параметры во многом определяют интенсивность транспортных потоков, объемы промышленного и бытового мусора, вывозимого на свалки или перерабатываемого на соответствующих предприятиях.

• Природные условия территории - особенности климата, в частности, среднегодовая температура, циркуляционные процессы в атмосфере, наличия или отсутствия крупных водных объектов и лесных массивов внутри города и по его периферии. Эти природные условия, зависящие от географического расположения городов, во многом определяют степень комфортности проживания горожан, необходимые энергетические затраты, качество водоснабжения, темпы нейтрализации загрязнителей, сбрасываемых в атмосферу и водные источники.

• Характер и масштабы выбросов веществ, загрязняющих атмосферу, водные источники и почвы городской территории. По этим признакам могут быть выделены промышленные города, жизнь которых ориентирована на обслуживание промышленных предприятий, или транспортных узлов; административные города, в которых сосредоточено управление отдельными территориями. Города, где сочетаются оба вида деятельности, - крупные административно-промышленные центры (Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Красноярск, Новосибирск и многие другие) с населением, обычно приближающимся к миллиону или превышающим его.

•Особенности застройки - ее этажность, расположение в отношении сторон света и главенствующих элементов рельефа. Наблюдаемая тенденция существенного увеличения этажности застройки в городах России, порой без учета степени надежности и тенденций изменения грунтов оснований фундаментов, увеличения численности населения, транспортных потоков и всей городской инфраструктуры, может в перспективе вызвать дополнительные экологические трудности.

• Состояние и надежность инженерных сетей и коммуникаций, обеспечивающих снабжение города электроэнергией, водой, а также систем связи, обеспечивающих получение необходимой информации, и др.

• Уровень культуры горожан, их отношение к природе, городскому хозяйству, уклад жизни.

В условиях города особенно отчетливо проявляется техногенное воздействие на здоровье человека и природную среду. Кроме того, чрезвычайно остры противоречия между экологически обоснованными требованиями к обустройству городов, предусматривающими создание обширных санитарно-защитных и буферных зон и увеличение протяженности инженерных сетей и коммуникаций, и прагматичными техническими подходами, при которых приоритет отдается сокращению расходов на строительство и эксплуатацию трубопроводных, транспортных, энергетических и телефонных коммуникаций.

Длительное время города формировались достаточно стихийно, без научной оптимизации производственных зон, зон отдыха и без учета требований санитарной охраны территорий. Особенно бурный территориальный рост городов начался после Второй мировой войны.

«Расползание городов» - спонтанный рост площади городской застройки, происходящий в результате быстрого увеличения численности населения. Негативные последствия этого процесса проявляются в разных сферах. На обширных пространствах возникает множество экологических проблем, к числу которых относятся:

• сокращение сельскохозяйственных угодий;

• интенсификация использования энергетических ресурсов;

• ухудшение состояния воздушной среды;

• деградация водных ресурсов;

• изменение микроклиматических условий;

• осложнение инженерных геоэкологических условий развития и эксплуатации городских, жилых и промышленных зданий, сооружений и инженерных систем;

• ухудшение санитарно-гигиенической и эпидемиологической обстановки.

Сокращение сельскохозяйственных угодий. Врезультате увеличения площадей городской застройки, создания городских и пригородных парков, зон отдыха для населения городов происходит постоянное сокращение площадей прилегающих к городу сельскохозяйственных территорий, используемых для обеспечения населения продуктами питания.

Интенсификация использования энергетических ресурсов. Экологические проблемы, возникающие в результате интенсивного использования дополнительных энергетических ресурсов, необходимых для функционирования городской социальной среды, освещения территории города и эксплуатации транспортных средств, проявляются в увеличении объемов выбросов в атмосферу токсичных загрязняющих компонентов тепло- и гидроэлектростанций и автомобильного транспорта. Кроме того, использование дополнительных энергоносителей и доставка их в город создают значительные экологические нагрузки на ресурсодобывающие регионы и транспорт. Важнейшее направление деятельности, способствующей стабилизации и улучшению экологической обстановки в городах, - всемерное сокращение энергетических расходов с помощью энергосберегающих технологий и экологически чистых транспортных средств.

Загрязнение воздушной среды городов.Состояние атмосферы городов ухудшается в результате выбросов вредных веществ автомобильным транспортом, промышленными и теплоэнергетическими объектами, предприятиями черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, стройиндустрии и целлюлозно-бумажной промышленности. В крупных промышленных центрах России, по данным Минздрав-соцразвития, загрязнение атмосферного воздуха на 70...80% вызвано токсичными выхлопами автомобильного транспорта. Причинами этого являются большие транспортные потоки, высокая степень изношенности автомобилей, плохо отрегулированные двигатели внутреннего сгорания, использование этилированного бензина, содержащего вредные свинцовые добавки.

По данным, приведенным в государственном докладе «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2003г.», в 202 городах с общим населением более 64,5 млн. человек средние за год концентрации вредных веществ - бензопирена, формальдегида, мелкодисперсной пыли, диоксида азота - в атмосферном воздухе существенно превышали предельно допустимые концентрации (ПДК).

Загрязнение воздушной среды городов можно уменьшить, модернизируя действующие промышленные и хозяйственно-бытовые объекты, теплоэлектростанции, обновляя автомобильный транспорт, а также проводя продуманную городскую планировку, включающую, в частности:

• рациональное размещение жилых и промышленных зон в городе с учетом преобладающего направления и силы ветра;

• строительство окружных шоссейных дорог для уменьшения потоков автомобильного транспорта вблизи жилых районов города.

Деградация водных ресурсов.Любой город активно влияет на состояние водных ресурсов, сбрасывая сточные воды в водные объекты. По данным, содержащимся в государственном докладе «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2004г.», санитарное состояние водоемов России, используемых для питьевого водоснабжения, продолжает оставаться неудовлетворительным. Доля проб воды, неудовлетворительных по санитарно-химическим и микробиологическим показателям, ежегодно составляет 23...25%. Наиболее неудовлетворительное качество воды было зарегистрировано в следующих субъектах Российской Федерации:

• Архангельская и Ростовская область, Республика Калмыкия (по санитарно-химическим и микробиологическим показателям);

• Владимирская, Вологодская, Кировская, Тюменская, Курганская область, Республика Карелия, Ханты-Мансийский АО (по санитарно-химическим показателям);

• Республика Дагестан, г. Санкт-Петербург, Кемеровская область, Хабаровский край (по микробиологическим показателям).

Высокий уровень микробного загрязнения поверхностных источников централизованного питьевого водоснабжения создает трудности в водоснабжении населения города и пригородных поселков из-за необходимости дополнительной очистки и обеззараживания воды.

Загрязнение подземных водоносных горизонтов в городах чаще всего происходит в результате инфильтрации вод с улиц и дворов, протечек из канализационных систем, просачивания атмосферных осадков через свалки твердого мусора.

Загрязнение почв.Почвы крупных промышленных городов России содержат довольно большой спектр химических загрязняющих веществ. Наиболее значимым является загрязнение почв тяжелыми металлами. Так, содержание свинца и мышьяка в верхних слоях почвы в центре Москвы превышает средний уровень содержания этих элементов в земной коре более чем в 100 и 35 раз соответственно. Разумеется, не только соли тяжелых металлов загрязняют почвенный покров городов. Его загрязнителями также являются твердые и жидкие промышленные и бытовые отходы, в совокупности обусловливающие формирование в почвенном слое популяции патогенных организмов (геогельминтов, бактерий), обитающих в почве и передающихся людям, которые непосредственно контактируют с загрязненной почвой.

Изменение микроклиматической обстановки.Теплый загрязненный воздух, формирующийся над городской территорией, образует устойчивый вертикальный воздушный поток. В условиях низких зимних температур поднявшийся над городом воздух растекается к его периферии, постепенно охлаждается, опускается к земле и вновь возвращается в город. В тропических и субтропических условиях вертикальный поток воздуха, возникающий в результате нагрева поверхности улиц и зданий, препятствует прохождению над городом влажных воздушных масс и служит дополнительным фактором появления устойчивой засухи.

Геоэкологические проблемы городов.Эти проблемы весьма разнообразны и определяются, с одной стороны, природной обстановкой, а с другой - планировочными решениями и их реализацией при застройке и эксплуатации городских территорий. Преобразования геоэкологических условий в пределах городских территорий выражаются в изменении: водного баланса между поверхностными, грунтовыми и глубокими подземными водами; геодинамической ситуации; почвенно-грунтовых характеристик; состояния подземного пространства в основании города.

Обычно повышение уровня грунтовых вод в городах приводит к подъему зеркала грунтовых вод, подтапливанию оснований и фундаментов зданий и сооружений, снижению несущей способности грунтов и, как следствие, к деформации, а в критических ситуациях - к разрушению зданий и сооружений.

Осложнение санитарно-гигиенической и эпидемиологической обстановки.В городах она осложняется вследствие снижения иммунитета у городского населения, что связано с бактериологическими и химическими загрязнениями воздуха, воды и продуктов питания. Природные адаптационные возможности горожан могут также уменьшаться в результате нарушения естественных биоритмов, в частности, наиболее важного - цикадного (суточного) ритма. Систематическое нарушение биоритмов вызывает нарушение сложившегося оптимального состояния организма человека и способно привести к развитию патологии.

В последние годы в разных городах России участились вспышки заболеваемости гельминтозами, педикулезом, чесоткой. Прослеживается рост заболеваемости острыми кишечными инфекциями вследствие загрязнения питьевой воды возбудителями кишечных инфекций: вирусами, бактериями, цистами лямблий, амебами, криптоспоридиями. Требует тщательного контроля регуляция численности популяций одичавших кошек, собак, подвальных комаров, крыс, мышей, тараканов и других организмов, служащих переносчиками возбудителей опасных инфекционных заболеваний.

Особые условия сложились в городах, входящих в состав промышленных территориально-производственных комплексов. Например, в районах расположения химической и нефтехимической промышленности широко распространены аллергические заболевания (дерматиты, бронхиты, бронхиальная астма и т. п.).

***

Таким образом, современный большой город представляет собой чрезвычайно сложную систему и характеризуется: непрерывным и интенсивным ростом городской площади, численности и плотности населения; концентрацией в городах больших масс населения на сравнительно небольших пространствах земли; наличием фабрик, заводов, административных учреждений и возникновением ряда специфических экологических проблем (комплексное решение которых с учетом сохранения окружающей природной среды и здоровья городского населения представляет важнейшую государственную задачу).

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите факторы, обусловливающие состав и остроту экологических проблем в городской среде.

2. Что такое «расползание городов»? Каковы негативные последствия этого процесса для окружающей среды?

3. Укажите основные причины напряженной санитарно-гигиенической и эпидемиологической обстановки в городах.

4. Назовите главный фактор обострения экологической ситуации в мегаполисах.

5. В чем проявляется ухудшение здоровья населения под воздействием неблагоприятной окружающей среды в крупных промышленных городах?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обладая огромными техническими возможностями в области природопользования, человек часто нарушает естественный ход природных процессов и таким образом ухудшает качество среды своего обитания, осложняет современную экологическую ситуацию. Масштабы отрицательных последствий технологического прогресса особенно огромны. Проблема загрязнения природной среды становится столь острой из-за роста объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, вызванного резким увеличением населения Земли.

В эпоху ускоренного развития научно-технического прогресса особого внимания требует защита окружающей среды, обеспечение ответственности человека за состояние природы перед нынешними и будущими поколениями. Решение экологических проблем и оптимизация (гармонизация) воздействия человека на природу зависят от всех, но в первую очередь от тех, кто участвует в производственных процессах, являющихся основными факторами ухудшения экологической обстановки. В существенной степени эффективное природопользование зависит от руководителей производства, от их отношения к природе. Знание основных механизмов целостного функционирования экосистем и объективных закономерностей их развития, а также наиболее важных положений природоохранного законодательства должно быть частью профессиональной подготовки инженерно-технических специалистов.

Продолжающееся использование устаревших технологий в промышленности России, большая изношенность оборудования, несовершенство действующего природоохранного законодательства, разрешающего предприятиям платить штрафы за экологический ущерб по льготным ставкам, не позволяют снизить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду и здоровье населения.

В большинстве стран мира ужесточается природоохранное законодательство. В ближайшем будущем это приведет к росту доли «экологических» расходов в сумме общих затрат в промышленности, что обусловит необходимость снижения удельных издержек производства, связанных с образованием отходов, в расчете на единицу продукции. В настоящее время затраты большинства крупнейших промышленных предприятий России на природоохранную деятельность не превышают 1...3% от себестоимости продукции и не способствуют реальному сохранению природной среды и охране здоровья проживающего на индустриальных территориях населения.

Ожидаемые изменения в государственной экологической политике (ужесточение законодательства, повышение штрафов за экологический ущерб, обязательность экологической экспертизы проектов и т. д.) и необходимость использования современных технологий и инженерных решений, отвечающих строгим экологическим нормам на мировом рынке, должны заставить отечественных производителей модернизировать существующие производства. Важно, чтобы это не откладывалось на далекую перспективу.

Одним из приоритетных направлений развития современных технологий становится, наряду со снижением энергоемкости, повышение уровня их экологичности.

В XXI в. инженер, разрабатывающий и внедряющий в производство новые технологии, обязан заботиться об обеспечении благоприятной для человека природной среды. Обладая экологическим мировоззрением, современный инженер должен рассматривать и решать проблемы сохранения окружающей среды в комплексе с техническими вопросами.

* Геккель Эрнст (1834-1919) - немецкий биолог-эволюционист, представитель естественнонаучного материализма, сторонник и пропагандист учения Ч. Дарвина.

* Гаузе Георгий Францевич (1910-1986) - советский биолог, эколог, микробиолог, академик АМН СССР; один из основоположников теоретической и экспериментальной экологии популяций, экспериментального изучения естественного отбора, учения об антибиотиках.

* Зиверт-единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения в системе СИ.

* Грэй – единица измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения в системе СИ.

* Глобальный экологический фонд (Global Environmtntal Facility) -международная организация в рамках Программы развития ООН, осуществляющая финансирование природоохранных проектов в развивающихся странах и странах с переходной экономикой для решения глобальных экологических проблем, к числу которых относится: загрязнение атмосферы, океанов и морей, озер и рек, уменьшение биологического разнообразия живых организмов, изменение климата и истощение озонового слоя. В настоящее время в фонде участвуют 155 стран. Из них 24 относятся к экономически развитым, а остальные - к развивающимся и странам с развитой экономикой.