Физические факторы, воздействующие на население городов.
К физическим факторам, воздействующим на население городов и состояние их здоровья, относят звуковые, электромагнитные и ионизирующие загрязнения окружающей среды.
Звук как физическое явление представляет собой центростремительное движение упругой среды. Как физиологический процесс он является ощущением человека, возникающим при воздействии звуковых волн на органы слуха и организм в целом.
С физиологической точки зрения эти волны делят на полезные звуки и шум. Шум вызывает раздражающее действие на людей. Предельный уровень шумового давления, длительность которого не приводит к преждевременным повреждениям органов слуха, равен 80 - 90 дБ. Если же уровень звукового давления превышает 90 дБ, то это постепенно приводит к частичной или даже полной глухоте.
Причиной шума в городах могут служить предприятия машиностроения, легкой и строительной промышленности.
Однако в городах основным источником шума является транспорт. Его доля составляет порядка 70 - 80% от общего фонового шума, передающегося через атмосферу.
Вибрационные нагрузки весьма неблагоприятно действуют на людей. Наиболее опасны колебания в дозвуковом спектре (менее 20 Гц). Они оказывают сильное физиологическое воздействие, могут нарушать пространственную ориентацию, вызывать ощущение усталости, головокружение и нарушение зрения. Колебания частотой 7 - 8 Гц часто являются причиной сердечных приступов. Они провоцируют явление резонанса системы кровообращения.
Специалисты считают, что повышенная нервозность городских жителей есть результат инфразвукового излучения, даже слабо выраженного. Борьба же с вибрацией довольно сложна в городе, насыщенном техникой.
Вибрация — это следствие работы неисправного или недостаточно качественного оборудования, например двигателя с неотцентрированными вращающимися узлами. Их вибрация передается опорным конструкциям и если они еще и резонируют, то усиливают колебания, превращая такой двигатель в мощный источник.
Причины вибрации могут располагаться не только внутри зданий. Внешним источником является мощное оборудование промышленных предприятий, расположенных вблизи застройки.
Источником вибрации служит транспорт, особенно рельсовый вне- уличный. Поезда метрополитена и железнодорожные составы оказывают вибрационные воздействия в радиусе 50 - 70 м от путей.
Электромагнитное излучение как термин используется в градостроительной экологии применительно к действию электрических и радиоволн, тепловых, инфракрасных и космических лучей. На территории городов электромагнитные поля возникают около электроэнергетических предприятий, промышленных генераторов, надземных и подземных линий электропередач.
На электромагнитный фон целых районов городов влияют электронные комплексы массовой, оборонной и другой информации. Если на территории работают телевизионные и радиопередатчики, ретрансляторы, локационные установки и другие излучатели, то горожане попадают в зону действия электромагнитных полей.
Существуют и внутренние источники таких полей. Это телевизоры, компьютеры и другие бытовые приборы, которые обладают локальным воздействием и на территорию не распространяются.
Электромагнитные излучения отрицательно сказываются на здоровье людей, если они долгое время пребывают близко к излучателю энергии. Действие электромагнитных лучей (в быту их называют «блуждающими токами») сходно с последствиями радиационного облучения. Человек начинает болеть болезнями, упомянутыми ниже.
Радиационное облучение характеризуется увеличением естественного радиоактивного фона в результате использования человеком радиоактивных веществ.
На природную среду особое влияние оказывают предприятия атомной энергетики. Источником потенциального экологического риска является весь процесс ядерно-топливного цикла. Опасность представляет добыча делящегося материала, его технологическое использование и переработка облученных отходов. Опасны захоронения отходов производства и кладбища военной техники, отработавших свой ресурс: атомные корабли, ядерные боеголовки ракет и т.д.
Часть радиационных веществ, имеющая период полураспада от нескольких часов до одних суток, сбрасывается в водоемы. В воде активные изотопы из-за быстрого распада не прослеживаются в количествах, превышающих ПДК.
Другая ситуация с изотопами, имеющими длительный период полураспада. В стране имеется 257 мест неглубокого захоронения радиоактивных отходов. Там сосредоточено свыше 400 млн. м жидких и около 300 млн. т твердых отходов. Их активность превышает 1 млрд. Ки. Кроме того, в глубоких хранилищах сосредоточены жидкие отходы примерно такой же активности. При эксплуатации таких хранилищ необходим жесткий мониторинг, контроль излучения и утечек вещества.
Радиационное облучение может вызвать не только многие болезни, в том числе рак. Значительные дозы приводят к смерти, меньшие дозы вызывают мутации в человеческой популяции.
Биологические факторы — это болезнетворные микроорганизмы, содержащиеся в атмосфере, гидросфере и поверхностном слое литосферы.
Загрязняющие воздух городов пыль и аэрозоли являются активным переносчиком различных капельных инфекций и болезнетворных микробов. Пыль многих производств вызывает хронические нарушения в дыхательных путях, поэтому организм человека ослабевает и становится более подверженным таким болезням, как например туберкулез.
Загрязнение воды бактериями, особенно предназначенной для питья также опасно. Оно приводит к дополнительным затратам на биологическую подготовку. Водная среда является благоприятной для размножения большинства микроорганизмов, поэтому нельзя не только пить воду из городских водоемов, но часто не рекомендуется в них купаться или использовать воду даже для хозяйственных целей.
Загрязнение почв болезнетворными микроорганизмами несет в себе большой экологический риск. Риск повышается на территориях, где нет канализации, не организован вывоз жидких отходов из отхожих мест на жилых территориях и отсутствует очистка их слива с территорий животноводческих комплексов. Большой риск несут в себе места свалок и полигонов органических отходов.
В отличие от химических и физических факторов, биологические чаще проявляются не в городах. Биологическое поражение характерно для жителей сельской местности и в местах отдыха городского населения, где структура инженерного благоустройства обычно не так развита, как в крупных городах.
Животный мир разнообразен и насчитывает более 2 млн. видов, что почти в 7 раз больше, чем в растительном мире. В ходе естественной эволюции одни виды отмирают, на смену им приходят другие. Такая эволюция является следствием изменения природных условий в ареалах обитания. Причиной изменений может быть естественное и последовательное переформирование геосферы планеты или различные катаклизмы типа подвижек и расколов земной коры, мощных землетрясений, интенсивное таяние льдов на полюсах, продолжительные ливни, как было во времена всемирного потопа, о чем повествуют легенды.
Появление многочисленной человеческой популяции, бурное развитие цивилизаций и индустриально-техническая революция последнего столетия весьма существенно нарушили процессы естественной эволюции животного мира. Численность жителей планеты растет и для их расселения нужно все больше места. В результате урбанизации люди не только вытесняют животных, занимают традиционные ареалы их обитания. Человечество интенсивно потребляет природные ресурсы, лишая пищи многих представителей животного мира, одновременно загрязняя окружающую среду различными отходами жизнедеятельности, сокращая ареалы обитания.
Животные оттесняются в малодоступные местности, не всегда пригодные для развития популяций. Кроме того, этих мест становится все меньше. Сокращается численность животного мира, исчезают целые виды. Этому способствует интенсивный охотничий промысел ценных хозяйственных пород. Нерегулируемое сосуществование городов и животного мира наносит ему непоправимый ущерб.
Исключение составляют виды, эволюционирующие рядом с человеком. Некоторые породы животных и птиц успешно живут в городах. Это домашние животные, воробьи, галки, вороны и голуби, крысы, мыши и тараканы.
К жизни в городских зеленых массивах приспособились белки, ежи, лисы. Даже олени и лоси, которых человек защищает от природных врагов — хищников, находят убежище у жилья человека. Сказанное подтверждает возможность сосуществования животного мира и городов. Однако для этого необходимо смягчать негативные факторы окружающей среды.
Растительность тесно взаимодействует с абиотическими компонентами:
- водой,
- почвой,
- воздухом и участвует в поддержании равновесия всей геосистемы.
Леса, этот самый крупный аккумулятор биомассы, в основном обеспечивают углеродный и кислородный баланс в атмосфере. Являясь «легкими» планеты, 1 га леса обеспечивает дыхание 30 чел. Растительный покров, деревья и кустарники предохраняют ландшафт от эрозии, препятствуют образованию оползней и выветриванию. Леса регулируют режим поверхностных вод и стабилизируют процессы в подземных горизонтах.
Рисунок. 2.5. Оценка территории по состоянию растительного покрова:
1 - территории с лесистостью более 50%; 2 - то же, 21-49%; 3 - то же, менее 20%, преимущественно пахотные земли; 4 - урбанизированные земли
Установлено, что уменьшение лесистости территории водосборного бассейна всего на 1% ведет к сокращению стока рек на 2 — 2,5%. Уничтожение лесов чревато обмелением и даже исчезновением поверхностных водотоков, поэтому территорию оценивают по состоянию растительного покрова. В результате составляют карты типа показанной на рисунке 2.5.
Травяной покров является не только пищей для животных и насекомых.
Он скрепляет почвы, предохраняет мелкозернистые наносные породы от выветривания, размыва потоками воды и сползания склонов. Подводная растительность изменяет режимы водоемов, тормозит течение, что препятствует самоочищению озер, рек и ручьев.
В процессе естественного развития территории биомасса проходит целый ряд преемственно переходящих одна в другую стадий. В результате циклической сукцессии происходит замещение видов, развиваются новые популяции. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в природе не наступает относительное равновесие — климакс. В таком состоянии система обладает наибольшей биомассой, но наименьшей продуктивностью.
В силу процессов естественного отбора отдельные популяции, находящиеся в самых благоприятных условиях, повышают свою продуктивность. Устойчивость системы постепенно нарушается, и сукцессия начинает набирать темпы. Устойчивость системы понемногу выходит из равновесия, некоторые виды растений начинают преобладать, угнетая остальные.
В природно-градостроительных системах наблюдается аналогичный процесс, но уже под влиянием урбанизации. Уменьшается количество видов, нарушается природно-экологическое равновесие. Циклическая сукцессия перетекает в состояние антропогенной сукцессии.
Взаимодействие города и растительности носит двойственный характер.
С одной стороны, озелененные пространства улучшают жизненную среду городских территорий. С другой, урбанизация оказывает пагубное влияние на растительность. Различают три фактора такого влияния: загрязнение почв и воздушного бассейна, городские и рекреационные нагрузки.
Вредные выбросы автотранспорта и промышленных предприятий, превышающие ПДК, губят растительность на локальных территориях и в масштабе целых районов. Продолжительность жизни деревьев сокращается в 4 — 10 раз, особенно при неправильном подборе посадочного материала.
Нагрузки на городские территории в пределах застройки с высокой плотностью населения способствуют уплотнению и вытаптыванию почв, обеднению их питательными веществами. Нарушается репродуктивность, что приводит к деградации растительности из-за превышения ПДВ.
Бурный территориальный рост городов приводит к тому, что в пределах городской черты оказываются целые лесные массивы, что повышает уровень комфортности городской среды. Однако лес, выросший в естественных условиях, особенно хвойный, плохо выживает в этой загрязненной среде. Преждевременно отмирают ели и сосны. Интенсивно стареют и лиственные породы. Даже в крупных зеленых массивах на жилых территориях наблюдают гибель молодых деревьев из-за быстрого техногенного изменения воздушного и водного режимов. И это несмотря на определенные охранные мероприятия.
Там же, где вблизи лесных массивов движутся интенсивные автотранспортные потоки, а также расположена промышленность с значительными выбросами в атмосферу, растительность деградирует очень быстро. Мало того, в таких условиях она не способна к репродуктивное, т. е. самовосстановлению.
Существенным фактором ухудшения окружающей среды являются и рекреационные нагрузки, которые распространяются на значительные территории. Природные ландшафты испытывают давление, связанное с массовым пригородным отдыхом горожан. Число отдыхающих на территориях дачных поселков и садово-огородных товариществ или индивидуально выезжающих на природу опережает рост населения в 4 - 5 раз. В последнее время имеет место порочная практика освоения под строительство загородных домов участков в заповедниках и охранных зонах, в том числе защитных у водозаборов водопроводных станций. Все это порождает серьезные экологические проблемы и должно быть пресечено.
На некоторых привлекательных для туризма территориях ландшафты не только загрязняются твердыми и жидкими бытовыми отходами. Создаются пожароопасные ситуации, уничтожаются многие представители флоры, поскольку репродуктивный период трех-пятилетней рекреационной нагрузки на растительность составляет 6 - 10 лет.
В связи с увеличением подвижности населения из года в год растут площади рекреационных зон вокруг крупных городов. Сейчас в радиусе 100 км природа испытывает не свойственные ей нагрузки. Особый экологический риск представляет индивидуальный автотранспорт, произвольно вторгающийся в лесные массивы и прибрежные зоны водоемов. Колесами разрушается почвенный покров, который к тому же загрязняется нефтепродуктами и грязными жидкостями.
