Экология города

ЛЕКЦИЯ  2. ЭКОЛОГИЯ ГОРОДА (4 часа) 

1. Актуальные проблемы городов.
2. Структура города и его застройка. Экологические требования в планировании и застройке городов.
3. Микроклимат города.
4. Санитарная охрана окружающей среды городов.
5. Охрана зеленой растительности в городах.

 
 

1. Актуальные проблемы городов.

    Каждый  город, 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 города "ближе" человеку, нежели проблемы страны, континента или планеты). Помимо этого экологическое состояние городов, в конечном счете, определяет региональное и глобальное состояние природных компонентов.

    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, к  которому сегодня относится 40% людей  планеты. За период 1939 – 1979 гг. 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: 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 и Лос-Анжелес-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 (Манхэттен).

    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 5-6°С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу. Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м2 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 – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, 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.

    Количественное  и качественное развитие городов  способствует увеличению доли городского населения, росту значения городов в жизни общества, распространению городского образа жизни. При изучении городов на первый план выступают следующие проблемы:

• Экологическая – концентрация большого числа факторов, вредных для человека и природы, на территориях с высокой плотностью населения;
• Медицинская – обычно хорошо развитая система здравоохранения и увеличение заболеваний, связанных с городским образом жизни (появление так называемых болезней цивилизации);
• Культурная - потребление населением культурных ценностей при одновременной нагрузке «информационным мусором»;
• Техническая – рост использования технических средств, облегчающих условия труда и жизни человека (развитие транспорта, электрификация быта и т.д.);
• Социально-психологическая – изменение образа жизни людей, их социально-психологического статуса.

 

    Город – это  наиболее ярко выраженный пример антропоэкосистемы.

    Город формирует многие стороны жизнедеятельности  человека. При оценке степени антропоэкологической комфортности города имеются в виду такие стороны жизнедеятельности  горожан, как:

• Уровень социального благополучия (бюджет семей, обеспеченность жильем, использование сферы услуг, учеба детей, состояние здоровья, качество медицинского обслуживания и социального обеспечения и др.);
• Степень экологической опасности;
• Правовая защищенность;
• Занятость и удовлетворенность работой (характером и сферой занятости, взаимоотношениями на работе, транспортной или пешеходной доступностью к месту работы и т.п.);
• Наличие условий для полноценного отдыха и восстановления сил;
• Степень полноты информационного обеспечения и существование условий для преемственности культурных традиций и мн.др.

 

Городская среда может быть охарактеризована комплексом показателей, среди которых  ведущее место занимают следующие:

1. Социально гарантированный минимум условий проживания, включающий санитарно-гигиенические нормы, который удовлетворяет основные физиологические и элементарные социальные потребности жителя (обеспеченность жилой площадью, объектами повседневного обслуживания, условиями проветривания, противопожарной безопасности и т.п.). Социально гарантированный минимум условий проживания определяет и закрепляет нижние пределы показателей для двух полярных типов городов: высокоурбанизированных (санитарно-гигиенические показатели) и слабоурбанизированных (социальные показатели).
2. Стандарты качества городской среды – нормативно-закрепленная система показателей, которая включает:

1. Контрольные показатели, определяющие типологические признаки городских сред:

а) интенсивность функционального  использования территорий (чел/га, рабочих мест/га, посещений/га);

б) архитектурно-планировочные типы застройки (м²/га, средняя этажность, процент застроенной территории);

2. Социально-градостроительные показатели качества функциональных территорий (общегородских, жилых, производственных) в различных типах городских сред:

а) обеспеченность застройкой и удельные размеры элементов функциональных территорий (м²/посетителя, м²/жителя, м²/работающего, м²/единицу продукции);

б) обязательный перечень элементов функциональных территорий и учреждений обслуживания;

в) правила размещения и показатели доступности функциональных территорий и учреждений обслуживания;

г) правила размещения и показатели доступности функциональных территорий, их элементов, объектов, учреждений обслуживания мест приложения труда и рекреации (расстояние, время).

3. Технические стандарты реализации инженерно-транспортной инфраструктуры в различных типах городской среды.
4. Санитарно-гигиенические и экологические требования в различных типах городской среды.

Эффективность градостроительной деятельности характеризуется динамикой изменения показателей:

• Уменьшение среднегодового времени доступности объектов труда, обслуживания, отдыха и расширение их номенклатуры;
• Увеличение в территориальном балансе доли озелененных и сохранение доли природных территорий;
• Сохранение разнообразия типов городской среды;
• Улучшение экологических и санитарно-гигиенических характеристик.

 

    Обобщенная  оценка города должна учитывать множество самых разных показателей по всем районам и предприятиям, производственным зонам, магистралям, системам связи, рекреационным площадям и т. д. Полученные сведения должны быть систематизированы, сведены в единую легко интерпретируемую систему. Система сбора и обобщения имеющихся данных пока что не имеет единой научной концепции. 

    ПРИМЕР. Обобщенные данные свидетельствуют о сложном экологическом состоянии Москвы. Город стремительно растет, переходит за кольцевую дорогу, сливается с городами-спутниками. Средняя плотность населения 8.9 тыс. чел. на 1 кв. км. Сотни тысяч источников выбрасывают в воздух огромное количество вредных веществ, т. к. частичная очистка внедрена только на 60% предприятий. Особый вред наносится автомобилями, технические параметры которых не соответствуют требованиям и качеству воздуха. Выхлопные газы автомашин дают основную массу свинца, износ шин – цинк, дизельные моторы – кадмий. Эти тяжелые металлы относятся к сильным токсикантам. Промышленные предприятия дают очень много пыли, окислов азота, железа, кальция, магния, кремния. Эти соединения не столь токсичны, однако снижают прозрачность атмосферы, дают на 50% больше туманов, на 10% больше осадков, на 30% сокращают солнечную радиацию. В целом на 1 москвича приходится 46 кг вредных веществ в год. Тепловое воздействие увеличивает температуру в городе на 3-5°С, безморозный период на 10-12 дней и бесснежный – на 5-10 дней. Нагрев и подъем воздуха в центре вызывает подток его с окраины – как из лесопаркового пояса, так и из промышленных зон. Расход воды в Москве на 1 жителя – около 700 л/сутки. При огромных расходах на очистку даже водопроводная вода содержит некоторое количество вредных соединений, главным образом удобрений и ядохимикатов. Водные ресурсы используются нерационально – более 20% воды уходит неиспользованной. Например, только для бритья москвич за один раз использует до 100 литров. В районах со счетчиками (г. Зеленоград) водопотребление в 2-3 раза меньше. Сточные воды города на 98,6% подвергаются биологической очистке, однако в водоемы все же попадает очень много песка, соли, подкисленной и теплой воды. Дефицит воды – один из факторов сдерживания жилищного строительства. Из 1650 главных промышленных предприятий систему оборотного водоснабжения имеют лишь 160. В пределах города почвы значительно отличаются от своих аналогов в данной природной зоне – кислых дерново-подзолистых. В первую очередь надо отметить повышение pH до 8-9, что связано с поступлением из атмосферы карбонатов кальция и магния. Почвы обогащены также органическими веществами, главным образом сажей – до 5% вместо 2-3%. Содержание тяжелых металлов в 4-6 раз превышает фоновое. Зеленые насаждения занимают 30% площади города, что дает 25-30 кв. м на человека (Париж – 6, Лондон – 7.5, Нью-Йорк – 8.6). Вместе с тем насаждения внутри города мало связаны с лесопарковым поясом, да и последний слишком узкий – 15-20 км. Только с севера Москва относительно защищена зеленым поясом. До 30-40% насаждений затронуто болезнями, угнетено и потеряло способность к самовозобновлению. Лесопарковый пояс в дни отдыха ежедневно принимает до 4 млн. человек. Эти нагрузки выше допустимых. 3.5 млн. человек в Москве живут в условиях экологического дискомфорта, а около 1 млн. – в районах предельного дискомфорта. Загрязнение отдельных частей города различно. Две трети всех вредных выбросов приходится на 6 районов. Сложная обстановка в кварталах вдоль Садового кольца.

    Заболеваемость  москвичей в среднем выше, чем  по другим районам страны: распространены болезни органов дыхания, астма, различные виды аллергии, сердечнососудистые заболевания, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Из 94 крупнейших городов мира Москва по рождаемости находится на 62-м, по смертности – на 70-м, по естественному приросту – на 71-м месте. Выживаемость детей во многих столицах мира в 2-3 раза выше, чем в Москве.

    Экология  Москвы тесно связана с фоном, природными условиями Подмосковья и климатом европейской территории России. Важнейшее значение имеет так называемый "западный перенос" – преобладание в течение года ветров западных румбов. При этом западные и северо-западные районы города получают более свежий воздух, который дополнительно очищен над лесными массивами западной части Московской области. В восточные районы Москвы поступает воздух, загрязненный над городской территорией. В периоды преобладания восточных и юго-восточных ветров Москва получает менее чистый воздух, поскольку юго-восток области залесен на 25-30%, значительно распахан и более индустриальный. Северо-запад столицы имеет более чистые водоемы, поскольку основные водотоки Подмосковья текут с северо-запада на юго-восток. Общие особенности почв и рельефа также обуславливают дифференциацию экологических условий. Северо-запад Москвы более возвышенный, холмистый, имеет более тяжелые, глинистые и суглинистые почвы. Это способствует активному поверхностному смыву, горизонтальной миграции загрязнения , его концентрации в водоемах и малому проникновению в грунты. На юго-востоке большее распространение имеют песчаные равнинные поверхности с малыми уклонами. Здесь лучшие условия для вертикальной миграции загрязнения, заражения грунтовых вод.

    Москва заметно влияет на прилегающую местность: атмосферное загрязнение распространяется на восток на 70-100 км, депрессионные воронки от забора артезианских вод имеют радиусы 100-120 км, тепловое загрязнение и нарушение режима осадков наблюдается на расстоянии 90-100 км, а угнетение лесных массивов – на 30-40 км. 

2. Структура города и его застройка. Экологические требования в планировании и застройке городов

 

    Любой город состоит из нескольких разных по назначению зон.

    Во-первых, это зона жилой застройки, которую называют также селитебной (от слова селить). Селитебные зоны больших городов обычно формируются из отдельных микрорайонов.