Города и биотические компоненты природы.
Биота — живое вещество природы — это зеленые насаждения суши и гидросферы, животный мир и население планеты. Биота занимает важное место в глобальном круговороте веществ и энергии.
Зеленые насаждения под воздействием солнечного света поглощают воду, углекислоту и минеральные вещества, образуя углеводы и кислород. Животный мир является стимулятором биосферных процессов, что объясняется высокой активностью энергетических процессов у животных, их подвижностью и разнообразием видов.
Влияние человека на природную среду трудно переоценить, и эта книга посвящена проблеме существования экосистем, объединяющих природу и искусственно созданные материальные компоненты деятельности людей.
Городское население испытывает двоякое влияние урбанизации. С одной стороны, развитие городских структур обеспечивает рабочие места. За счет обеспечения благоустроенным жилищем, развития служб быта и отдыха, создания многофункциональных инженерных и транспортных систем неуклонно повышается комфортность жизни. С другой стороны, урбанизация влечет за собой интенсивное давление на природу, нарушает природное равновесие.
Естественный баланс нарушается и в человеческой популяции. Урбанизация стимулирует приток сельского населения, вынужденного в городе менять традиционный уклад жизни. К тому же ведет градостроительное освоение слаборазвитых, ранее экстенсивно использовавшихся регионов. У коренного населения нарушается привычный стереотип жизнедеятельности. Люди поневоле включаются в новую социальную среду.
Сложность адаптации к жизни на территориях с большой плотностью населения — еще одна проблема градостроительства. Переуплотнение влечет за собой экологические последствия психологического характера. Они наблюдаются даже у коренных горожан. Урбанизация является причиной роста заболеваемости. Жители городов в 1,5 — 2 раза чаще, чем селяне, страдают болезнями нервной системы, органов кровообращения и дыхательных путей. При этом выходцы из села больше подвержены этим болезням, чем коренные горожане.
Негативные факторы; влияющие на здоровье, объединяют в четыре группы. Эти факторы делят на климатические, энергетические, химические, физические и биологические.
Климатические факторы — важнейшая характеристика городской среды.
Состояние микроклимата в значительной степени определяется антропогенным воздействием на окружающую среду и прежде всего загрязнением.
Пыль, туман и смог препятствуют инсоляции. Уменьшается освещенность поверхностей, сокращается световая радиация солнечными лучами, уничтожающими болезнетворные микроорганизмы. Частота прямого солнечного облучения, т. е. количество солнечных дней в году, влияет на человеческий организм. Лучи солнца повышают жизненный тонус у людей, живущих в средней полосе страны.
Температурный режим воздуха является одним из важных компонентов микроклимата. В крупных городах среднегодовая температура на несколько градусов выше, чем за их пределами. Причины этого явления — аккумуляция тепла застройкой, скапливание в атмосфере пыли и углекислого газа (диоксида углерода), которые создают парниковый эффект. Кроме того, в застройке ниже скорость ветра, больше безветренных дней.
Наиболее высокая температура характерна для центра города. На периферии она несколько ниже. В летнее время в городах образуются так называемые островки жары, поскольку в застройке скорости ветра падают, ниже давление. Жара и застойные явления могут стать причиной тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний, приступов и даже смерти. В особо тяжелых случаях, при температуре воздуха более 40°С, смертность возрастает в два-три раза.
Ультрафиолетовая солнечная радиация в городах в среднем на 20% ниже, чем на окружающей территории, что отрицательно сказывается на самочувствии людей. Появляются усталость и раздражительность, ухудшается обмен веществ и др.
Поскольку ультрафиолетовые лучи убивают микробы, то при недостаточности облучения солнцем возрастает бактериальная загрязненность воздуха. Понижается его относительная влажность, растет число дней с туманами и возрастает риск появления смогов.
Энергетическая составляющая человеческой деятельности — это признак эффективности природопользования. С ростом технических возможностей общества требования к среде обитания повышаются. Людям нужно все больше полезной продукции и услуг, а на их производство необходима энергия, затраты на которую растут (рисунок 2.4).
Среднегодовое потребление энергии одним человеком на различных этапах эволюции человеческого общества:
1 - приготовление пищи; 2 - домашняя работа и услуги, включая бытовые, торговлю, образование и т.д.; 3 - промышленность и сельское хозяйство; 4 - транспорт
Энергетическая составляющая приобретает значение ведущего экологического показателя жизнедеятельности общества, поэтому в промышленно развитых странах производители задумались об экономичных технологиях. В результате в этих странах неуклонно сокращаются удельные затраты энергии на единицу валового национального продукта (ВНП). Так, в последнее десятилетие ВНП возрос на 20 — 25%, в то время как потребление энергии — всего на 1,5 — 2%.
Химические факторы есть следствие антропогенного, в том числе техногенного загрязнения городской среды. Химическое загрязнение вредно воздействует практически на все жизненно важные органы человека. В экологически неблагополучных городах риск заболевания органов дыхания составляет 20%, кровообращения — 9%, психических расстройств — 8%.
Городской транспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы и гидросферы, что весьма существенно влияет на состояние горожан.
В крупных и крупнейших городах на долю автомобилей приходится около 70% выбросов от всех транспортных средств (включая железнодорожные, воздушные, водные средства, сельскохозяйственные и строительные самоходные машины).
Основой источник загрязнения — это двигатели на бензине и, особенно, дизельном топливе. Переход на газообразные энергоносители снижает риск деградации городской среды.
В последнее время наблюдается резкое увеличение парка индивидуального автотранспорта. Количество машин на душу населения скачкообразно растет. Это особенно заметно в крупных городах. Так, в Москве с конца 80-х годов XX в. парк автомашин вырос втрое и составляет примерно 400 — 500 экипажей на 1 тыс. жителей. На некоторых магистралях и даже в целых районах города воздушный бассейн находится в кризисном состоянии. Концентрация газообразных выбросов во много раз превышает ПДК. Наибольшую опасность представляют углерод, свинец, оксиды азота и озон.
Углерод оказывает негативное влияние на сердечно-сосудистую систему.
При хроническом отравлении свинцом возникают расстройства нервной системы. Оксиды азота и озон вызывают различные заболевания легких. Автотранспорт выделяет и канцерогены, обладающие мутагенными свойствами. Влияние городского электрического транспорта не так катастрофично. Однако и он загрязняет городскую среду смазочными маслами, нефтепродуктами и др. Электрический ток оказывает влияние на горожан, что раскрыто в тексте, посвященном физическим факторам. Жилищно-коммунальное хозяйство также является одной из причин загрязнения городской среды. Кроме того, жилищно-бытовые комплексы и коммунальные предприятия используют многие природные ресурсы, прежде всего воду.
Проблема централизованного обеспечения населения питьевой водой в настоящее время стала одной из основных. Сейчас водопроводом обеспечено 99% городов Росси и 81% поселков. Источником централизованного водоснабжения на 68% служат поверхностные водоемы и на 32% — подземные водоносные горизонты.
Практически вся территориальная гидросфера в той или иной степени подвержена воздействию вредных антропогенных факторов, поэтому в настоящее время подаваемую воду приходится предварительно подготавливать. Обеззараживанию и удалению избыточных примесей подвергают 90% поверхностных водозаборов и почти 30% подземных. Однако по мере избыточного загрязнения, имеющего место в последнее время, применяемые технологии обработки воды оказываются недостаточно эффективными. Возникает настоятельная необходимость в оборудовании новых поколений, его оснащения автоматическими приборами контроля и управления.
С другой стороны, деятельность жилищно-коммунального хозяйства расточительна. На свои нужды коммунальные предприятия — потребители воды расходуют ее в 1,5 — 2 раза больше, чем предусмотрено нормативами.
Другая проблема коммунального хозяйства — это очистка стоков хозяйственно-бытовой канализации. В России они огромны и составляют 60,3 млн. м /сут. Около 60% очистных сооружений перегружено, дефицит мощностей достигает 9 млн. м /сут, или почти 15%. На многих станциях очистки канализационные стоки очищают всего на 85 — 90%, что явно недостаточно.
Целый ряд очистных сооружений в России исчерпали свой ресурс долговечности, поскольку эксплуатируются 30 лет и более.
Необходима их реконструкция, замена и строительство дополнительных объектов очистки канализационных стоков. Для многих городов страны большую проблему представляет утилизация твердых осадков сточных вод, особенно при совмещении хозяйственно питьевой и промышленной канализации с ливнестоками. Наличие в осадках загрязняющих веществ промышленного или автотранспортного происхождения не позволяет использовать осадок для удобрения, поэтому утилизируют только 2 — 3% сухого вещества, остальной осадок складируют на иловых площадках, которые являются загрязнителем природной среды.
Складирование твердых бытовых отходов (ТБО) — еще одна проблема городов. В настоящее время на одного горожанина в год накапливается примерно 1,5 — 2 м ТБО. Предприятия коммунального хозяйства ежегодно вывозят более 120 млн. м3 таких отходов. Свалками заняты большие территории. В стране их общая площадь превышает 14 тыс. га.
Твердые бытовые отходы складируют на свалках, сжигают или перерабатывают. Современные способы основаны на сортировке, отделении органических веществ и пластмасс от неорганических, стекла и металлов. Это позволяет использовать полезное вторичное сырье, получаемое в результате регенерации некоторых составляющих, например черных и цветных металлов, других ценных компонентов, необходимых для промышленности.
В некоторых крупных городах построены мусоросжигательные заводы, где органику сжигают, получая тепловую энергию.
При этом получают прокаленные отходы, часть которых используют, а канцерогенные складируют на полигонах. Термический способ переработки отходов экологичнее традиционного складирования на свалках и полигонах, поскольку заводы по переработке ТБО оснащают установками биотермической обработки. Отделяют и вредные примеси, получают компост, который можно использовать как удобрение.
