Экология городов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Декабря 2011 в 17:07, контрольная работа

Краткое описание

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.

Прикрепленные файлы: 1 файл

экология.docx

— 59.49 Кб (Скачать документ)

                                                        

 
1.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,  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.

·    Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения

В большой степени  загрязнение атмосферы сказывается  на здоровье городского населения. Об этом свидетельствуют, в частности, существенные различия в заболеваемости населения в отдельных районах одного и того же города.

Изменение здоровья горожан является не только показателем  экологического состояния города, но и важнейшим социально-экономическим его следствием, которое должно определять ведущие направления по улучшению качества окружающей среды. В связи с этим весьма важно подчеркнуть, что само здоровье горожан в пределах биологической нормы является функцией от экономических, социальных (включая психологические) и экологических условий.

В целом на здоровье горожан влияют многие факторы, в  особенности характерные черты городского образа жизни – гиподинамия, повышенные нервные нагрузки, транспортная усталость и ряд других, но более всего – загрязнение окружающей среды. Об этом свидетельствуют существенные различия в заболеваемости населения в разных районах одного и того же города.

Наиболее заметные отрицательные последствия загрязнения  окружающей среды в крупном городе проявляются в ухудшении здоровья горожан по сравнению с жителями сельской местности. Так, например, проведенное М. С. Бедным и соавторами углубленное изучение заболеваемости отдельных групп городского и сельского населения убедительно показало, что горожане чаще страдают неврозами, заболеваниями сосудов мозга, болезнями центральной нервной системы, органов дыхания, чем сельские жители.

Наряду с загрязнением воздушного бассейна на здоровье человека отрицательно сказываются многие другие факторы окружающей среды городов.

Шумовое загрязнение  в городах практически всегда имеет локальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта – городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертонической болезни. Борьба с шумом, в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение собственных шумов транспортных средств (особенно трамвая) и применение в зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых шумопоглощающих материалов, вертикального озеленения домов и тройного остекления окон (с одновременным применением принудительной вентиляции).

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в городских районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но самое существенное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные технологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наибольший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленности и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно-технического прогресса в городах.

·    Состояние воздушного бассейна

Для большинства  крупных городов характерно чрезвычайно  сильное и интенсивное загрязнение  атмосферы. По большинству загрязняющих агентов, а их в городе насчитывается 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. человек 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. человек 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 в периферийных районах, она резко увеличивается в зонах крупных промышленных предприятий и, в особенности в центральных районах. В последних, несмотря на отсутствие в них крупных промышленных предприятий, как правило, всегда наблюдаются повышенные концентрации загрязнителей атмосферы. Это вызывается как тем, что в этих районах наблюдается интенсивное движение автотранспорта, так и тем, что в центральных районах атмосферный воздух обычно на несколько градусов выше, чем в периферийных, – это приводит к появлению над центрами городов восходящих воздушных потоков, засасывающих загрязненный воздух из промышленных районов, расположенных на ближней периферии.

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, сбрасываемых в атмосферу. 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, производимые стационарными источниками. 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.

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.

Кратко  охарактеризуем основные направления решения проблемы уменьшения загрязнения окружающей среды автотранспортом.

Совершенствование двигателя внутреннего  сгорания.

Это технически вполне реальное направление может снизить удельное потребление топлива на 10—15%, а также уменьшить объемы выбросов на 15—20%. Бесспорно, что этот путь может стать весьма эффективным в самое ближайшее время, поскольку не требует серьезных перестроек ни в автомобилестроении, ни в системе обслуживания и эксплуатации автомобиля. Здесь следует лишь учесть то, что реальный экологический эффект этих мероприятий не столь высок, как представляется на первый взгляд, поскольку, например, снижение объемов выбросов угарного газа в значительной мере восполняется увеличением выбросов окислов азота.

Перевод двигателя внутреннего  сгорания на газообразное топливо.

 Существующий многолетний опыт эксплуатации автомобиля на пропан-бутановых смесях показывает высокий экологический эффект. В автомобильных выбросах резко снижается количество угарного газа, тяжелых металлов и углеводородов, однако уровень выбросов окислов азота остается достаточно высоким. Кроме того, применение газовых смесей пока возможно лишь на грузовых автомобилях и требует налаживания системы газозаправочных станций, поэтому возможности данного решения в настоящее время еще ограничены.

Перевод двигателя внутреннего  сгорания на водородное топливо часто рекламируется как чуть ли не идеальное решение проблемы, однако при этом часто забывают, что окислы азота образуются и при использовании водорода и что добыча, горение и транспортировка больших объемов водорода связаны с большими техническими трудностями, небезопасны и весьма накладны в экономическом отношении. В городе, насчитывающем несколько сот тысяч автомобилей, пришлось бы иметь громадные запасы водорода, одно хранение которых потребовало бы (для обеспечения безопасности населения) отчуждения громадных территорий. Если учесть при этом, что это дополнялось бы развитой сетью заправочных станций, то такой город был бы весьма небезопасен для его жителей. Даже если предположить, что будет найдено экономически приемлемое решение проблемы хранения водорода (в том числе в самих автомобилях) в связанном состоянии, то эта проблема, по нашему мнению, едва ли будет перспективной в ближайшие десятилетия.

Замена  автомобиля электромобилем также весьма интенсивно рекламируется в популярной литературе, однако в настоящее время она столь же мало реальна, как и предыдущее предложение. Во-первых, даже самые совершенные аккумуляторы наряду со значительным собственным весом, ухудшающим параметры автомобиля, требуют для своей зарядки энергии в несколько раз больше, чем ее затрачивает при равной работе обычный автомобиль. Тем самым электромобиль, являясь самым расточительным, в энергетическом отношении, средством транспорта, снижая загрязнение среды в месте своей эксплуатации, резко увеличивает его в месте производства энергии. Во-вторых, производство аккумуляторов требует значительного количества ценных цветных металлов, дефицит которых растет едва ли не быстрее, чем дефицит нефти и газа. И, в-третьих, электромобиль, практически «чистый» для городской улицы, не является таковым для самого автомобилиста, поскольку при работе аккумуляторов происходит постоянное выделение многих токсичных веществ, которые неизбежно попадают в салон электромобиля. Даже если предположить, что все вышеуказанные проблемы были бы технически разрешены, следует учесть, что на перестройку всей автомобильной промышленности, смену автопарка, перестройку систем обслуживания и эксплуатации транспортных средств потребовались бы не один десяток лет и несколько десятков, если не сотен миллиардов долларов. Поэтому аккумуляторный автомобиль едва ли сможет стать перспективным решением проблемы загрязнения окружающей среды автотранспортом.

Помимо разобранных  выше существуют десятки других технических решений, многие из которых доводятся до опытных образцов. Среди них есть как бесперспективные, например автомобиль с маховиковым аккумулятором, который может хорошо двигаться лишь по идеально ровной и прямой дороге – в противном случае гироскопический эффект маховика будет серьезно мешать управлению, так и достаточно перспективные «гибридные» конструкции. Среди последних весьма любопытна идея грузового троллейбуса с аккумулятором для межлинейных передвижений, реализация которой, при условии совершенствования токоприемников и реконструкции токоприводов, может резко уменьшить загрязнение воздушного бассейна, в особенности в центрах городов.

Помимо совершенствования  самих средств транспорта серьезный вклад в снижение загазованности атмосферы городов могут внести планировочные мероприятия, мероприятия по совершенствованию управления автомобильными потоками и мероприятия по рационализации перевозок внутри города. Создание в городах единой автоматизированной системы управления перевозками может резко снизить пробег автомобилей в черте города и соответственно уменьшить загрязнение его воздушного бассейна.

Характеризуя загрязнение  воздушного бассейна города, необходимо упомянуть о том, что оно подвержено заметным колебаниям, вызываемым как погодными условиями, так и режимом работы предприятия и автотранспорта.

Как правило, загазованность атмосферы днем больше, чем ночью, зимой больше, чем летом, но и здесь  встречаются исключения, связанные, например, с фотохимическим смогом в летнее время или образованием над городом застойных масс загрязненного воздуха в ночное время. Для городов, расположенных в различных климатических зонах и находящихся в специфических ландшафтных условиях, характерны различные типы критических ситуаций, во время которых загазованность атмосферы может достигать критических значений, но во всех случаях они связываются с продолжительной безветренной погодой.

Загрязнение атмосферного воздуха является самой серьезной  экологической проблемой современного города, оно наносит значительный ущерб здоровью горожан, материально-техническим объектам, расположенным в городе (зданиям, объектам, сооружениям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуникациям, промышленной продукции, сырью и полуфабрикатам) и зеленым насаждениям.

Легко заметить, что с удорожанием стоимости промышленного оборудования и промышленной продукции ущерб, наносимый загрязнением воздушного бассейна, будет неуклонно возрастать. Более того, оказывается, что уже сейчас целый ряд наиболее передовых отраслей промышленности, таких как электроника, точное машиностроение и приборостроение, испытывают серьезные затруднения в своем развитии на территории городов. Предприятиям этих отраслей приходится затрачивать немалые средства на очистку воздуха, поступающего в цеха, и, несмотря на это, на производствах, расположенных в крупных городах, нарушения технологии, вызванные загрязнением воздушного бассейна, учащаются с каждым годом. Но даже если в цехах при производстве высокоточной и высококондиционной продукции можно создать условия, близкие к идеальным, то, выходя за пределы цеха, она начинает подвергаться разрушающему воздействию загрязняющих веществ и может быстро терять свое качество.

Таким образом, загрязнение  воздушного бассейна становится реальным тормозом научно-технического прогресса  в городах, действие которого будет постоянно усиливаться по мере повышения требований к чистоте технологий, росту точности промышленного оборудования и распространению микроминиатюризации.

Подобный же рост ущерба наблюдается при ускоренном разрушении фасадов зданий в загрязненной атмосфере городов.

·    Загрязнение водного бассейна

Загрязнение водного  бассейна в городах следует рассматривать в двух аспектах – загрязнение воды в зоне водопотребления и загрязнение водного бассейна в черте города за счет его стоков.

Загрязнение воды в  зоне водопотребления является серьезным  фактором, ухудшающим экологическое  состояние городов. Оно производится как за счет сброса части неочищенных  стоков городов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора данного города и загрязнения воды речным транспортом, так и за счет попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов, вносимых на поля. Причем, если с первыми видами загрязнения можно путем строительства очистных сооружений бороться эффективно, то предотвратить загрязнение водного бассейна, производимое сельскохозяйственными мероприятиями, очень сложно. В зонах повышенного увлажнения около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь, может приводить к эвтрофикации водоемов, которая еще больше ухудшает качество воды.

Важно заметить, что  водоочистные сооружения водопроводов не в состоянии очистить питьевую воду от растворов указанных веществ, поэтому питьевая вода может содержать их в себе в повышенных концентрациях и отрицательно повлиять на здоровье человека. Борьба с таким видом загрязнений требует использования удобрений и ядохимикатов в зонах водосбора исключительно в гранулированной форме, разработки и внедрения быстроразлагающихся ядохимикатов, а также биологических методов защиты растений.

Города также являются мощными источниками загрязнения  водного бассейна. В крупных городах  в расчете на одного жителя (с  учетом загрязненных поверхностных  стоков) ежесуточно сбрасывается в водоемы около 1 м3 загрязненных стоков. Поэтому города нуждаются в мощных очистных сооружениях, эксплуатация которых вызывает немалые трудности. Так, при работе станции биологической очистки сточных вод городов образуется около 1,5-2 т отработанного ила в год в расчете на одного жителя. В настоящее время такой ил складируется на суше, занимая значительные территории, и вызывает загрязнение почвенных вод. Причем из ила прежде всего вымываются наиболее токсические элементы, содержащие соединения тяжелых металлов. Наиболее перспективным решением этой проблемы является внедрение в практику технологических систем, предусматривающих получение из ила газа с последующим сжиганием остатков иловой массы.

Особую проблему представляет проникновение загрязненных поверхностных стоков в подпочвенные воды. Поверхностные стоки городов  всегда имеют повышенную кислотность. Если под городом располагаются  меловые отложения и известняки, проникновение в них закисленных вод неизбежно приводит к возникновению антропогенного карста. Пустоты, образующиеся в результате антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, в которых существует реальный риск его возникновения, необходима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвращению его последствий.  

·    Микроклиматические характеристики городов

Хозяйственная деятельность, планировка жилых кварталов, ограниченное количество зеленых насаждений приводят к тому, что в городах, особенно крупных, складывается свой микроклимат, который в целом ухудшает его  экологические характеристики.

В безветренные дни  над крупными городами на высоте 100-150 м может образовываться слой температурной инверсии, который задерживает загрязненные массы воздуха над территорией города. Это наряду со значительными тепловыми выбросами и интенсивным нагревом каменных, кирпичных и железобетонных сооружений приводит к нагреву центральных районов города.

Особо следует сказать  о неблагоприятных ветровых режимах, возникающих во многих районах новостроек со свободной застройкой. Хорошо известно, что перепады атмосферного давления, в особенности его снижение, весьма неблагоприятно сказываются на самочувствии людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Вместе с тем во многих районах новостроек из-за нерациональной планировки кварталов в отдельных их точках могут наблюдаться местные падения атмосферного давления. Так, в небольших промежутках между двумя крупными домами при определенных направлениях ветра скорость ветровых потоков может значительно возрастать. Согласно законам аэродинамики в этих точках происходит местное падение атмосферного давления (до десятков миллибар), которое с внутренней стороны квартала приобретает пульсирующий характер (частота около 5-6 Гц). Зона подобного пульсирующего давления распространяется на 15-20м в стороны от промежутка между домами. Сходное, хотя и менее четко выраженное положение наблюдается и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Излишне говорить, что пребывание в этих зонах людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, может отрицательно влиять на их здоровье.

Решение данной проблемы постоянно требует проведения в  районах новостроек комплекса мер  по нормализации ветрового режима в  отдельных микрорайонах за счет более  рациональной планировки кварталов, строительства  ветрозащитных сооружений и высадки  зеленых насаждений.  

·    Зеленые насаждения в городах

Наличие в городах  зеленых насаждений является одним  из наиболее благоприятных экологических  факторов. Зеленые насаждения активно очищают атмосферу, кондиционируют воздух, снижают уровень шумов, препятствуют возникновению неблагоприятных ветровых режимов, кроме того, зелень в городах благотворно действует на эмоциональное состояние человека. При этом зеленые насаждения должны быть максимально приближены к месту жительства человека, только тогда они могут оказывать максимальный положительный экологический эффект.

Однако в городах  зеленые насаждения расположены  крайне неравномерно. Зеленое строительство  в районах новостроек также сопряжено  с немалыми трудностями как технического, так и экономического характера. Стоимость озеленения 1 га территории обходится в среднем в 20 тыс. руб., а устройство газона на той же территории – 6 тыс. руб. Озеленение мелких участков стоит еще дороже, достигая 10-15 тыс. руб. за 1 м2. Ясно, что в последнем случае дешевле и проще асфальтировать дворовую территорию, чем озеленять ее. В техническом отношении зеленое строительство затрудняется захламленностью территории новостроек и захораниванием в почве отходов строительства. Однако максимально возможное озеленение городских территорий относится к числу наиболее важных экологических мероприятий в городах.

Завершая разбор основных факторов, формирующих экологическое состояние в городах, остановимся еще на одной проблеме, непосредственно связанной с экологией человека. Выше указывались факторы, формирующие окружающую среду городов, между тем взрослый житель крупного города в будний день подавляющую часть времени проводит в замкнутых пространствах – 9 час. на работе, 10-12 – дома и не менее часа в транспорте, магазинах и других общественных местах и, таким образом, непосредственно соприкасается с окружающей средой города приблизительно 2-3 часа в день. Этот факт заставляет обратить особенно серьезное внимание на экологические характеристики производственной и жилой сред.

Создание в замкнутых  пространствах комфортных условий  и прежде всего очищенного кондиционированного  воздуха и пониженного уровня шумов может значительно уменьшить отрицательное влияние городской среды на здоровье человека, да и мероприятия эти требуют относительно небольших материальных затрат. Решению этого вопроса, однако, пока еще уделяется недостаточно внимания. В частности, даже в новейших проектах жилых домов часто не предусматриваются конструктивные возможности установки кондиционеров и воздушных фильтров. Помимо этого, в пределах самой жилой среды действует немало факторов, влияющих на ее качество. К ним следует отнести газовые кухни, значительно повышающие загазованность жилой среды, пониженную влажность воздуха (при наличии центрального отопления), наличие значительного количества разнообразных аллергенов – в коврах, мягкой мебели и даже в теплоизолирующих материалах, употребляемых при строительстве, и многие другие факторы. Отрицательные последствия всего указанного выше должны не только предусматриваться при новом строительстве и капитальном ремонте, но и требуются активные действия по улучшению качества жилой среды от каждого горожанина.

·    Проблема городских отходов

До эры агломераций  утилизация отходов была облегчена  благодаря всасывающей способности  окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки, упаковки, рекламы  и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы  для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию  стали обменивать, а значит, упаковывать  для большего удобства.

В настоящее время  жители Нью-Йорка выбрасывают в  день в общей сложности около 24000 т материалов. Эта смесь, состоящая  в основном из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и пищевые  отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.

Город размером с  Сан-Франциско располагает большим  количеством алюминия, чем небольшая  бокситовая шахта, меди – чем средняя  медная копия, и большим количеством  бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины.

С начала 70-х до конца 80-х в России бытовых отходов  стало в 2 раза больше. Это миллионы тонн. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С 1987 года количество мусора по стране увеличилось в два  раза и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только Москва выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов примерно по 1 т на каждого  жителя!

Как видно из приведенных  примеров масштабы загрязнения окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём.  

·    Пути решения проблемы

Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных  эдикт, запрещающий выбрасывать  мусор на улицы, предусматривающий  организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города.

С тех пор мусор  складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади  в их окрестностях уменьшались, а  неприятные запахи, возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали  невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора.

Около 90 % отходов  в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро заполняются, и страх перед загрязнениями  подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила  людей во многих населенных пунктах  страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых  площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид  мониторинга, следящего за перемещением метана, так как если не проконтролировать  его образование, он может взорваться.

Даже простое захоронение  отходов является дорогостоящим  мероприятием. С 1980 по 1987 гг. стоимость  захоронения отходов в США  возросла с 20 до 90 долларов за 1 т. Тенденция  к удорожанию сохраняется и сегодня.

В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому – сжиганию.

Первое систематическое  использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили  экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора стали использовать для получения электрической энергии, но не везде эти проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения  данной проблемы.

Наиболее перспективным  способом решения проблемы является переработка городских отходов. Получили развитие следующие основные направления в переработке: органическая масса используется для получения  удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения  новой бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой  в переработке является сортировка мусора и разработка технологических  процессов переработки. 

Экономическая целесообразность способа переработки отходов  зависит от стоимости альтернативных методов их утилизации, положения  на рынке вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто любое дело должно приносить  прибыль. Но забывалось то, что переработка, по сравнению с захоронением и  сжиганием, наиболее эффективный способ решения проблемы отходов, так как  требует меньше правительственных  субсидий. Кроме того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти.

2.Модели устойчивого развития городов

Численность городского населения земли из года в год  растет. В промышленно развитых странах  уже в середине XX в. в городах  проживало более половины населения. По прогнозам к 2025 г. горожанами будут 8 из каждых 10 жителей. Закономерна поэтому озабоченность специалистов и общественных деятелей всех стран проблемой устойчивого развития городов. Тем более, что намечается тенденция перемещения людей в крупные города с населением более 1 млн. чел., а эти города оказывают наиболее интенсивное давление на природу. Считается, что к 2025 г. в таких городах будет проживать 55—65% населения нашей планеты. 
 
Проблему устойчивости природно-антропогенных систем решают в двух плоскостях.

Одна из них —  создание благоприятного социального  микроклимата в самом городе. Эта проблема имеет несколько аспектов. Первый — обеспечить многообразие возможностей в выборе рабочих мест, отвечающих устремлениям и предпочтениям людей. Второй— удовлетворить возрастающие потребности в жилье и стратегически ориентировать строительство на особенности этнических требований людей разных национальностей. Третий — гарантировать широкий набор высококачественных услуг, включая медицинское обслуживание и образование. Четвертый — расширить спектр учреждений досуга и отдыха. И пятый — обеспечить удобные транспортные связи в пределах города и агломераций.

Второй пласт проблем  устойчивости связан с градостроительной  экологией. К ним относится взаимодействие населенных пунктов с окружающей природной средой. В сферу рассмотрения включаются все большие территории, способные поддержать экологический баланс. В зависимости от их величины эти проблемы изучают на разных уровнях: всей планеты, государства или группы стран; урбанизированного региона страны, районной агломерации; города и его функциональных зон, микрорайона, квартала и элементов застройки.

Экологическое равновесие в градостроительстве определяют как состояние природно-антропогенной среды, при котором обеспечивается ее длительная устойчивость. При этом не нарушаются условия ре- продуктивности основных абиотических элементов геосферы: воздуха, воды и почв. Возможна сукцессия биотических компонентов биосферы: флоры и фауны.

В наше техногенное  время достижение идеального экологического равновесия представляется задачей  весьма проблематичной, поэтому состояние  среды ученые стратифицировали на три  уровня: полного, условного и относительного равновесия. Его критерием является экологическая емкость территории, т. е. способность поглощать посторонние вещества и энергию без существенного изменения параметров окружающей среды. Одним из факторов, положенных в основу градации антропо-природных систем, принята плотность населения.

Полное  экологическое равновесие применительно к средней полосе России обеспечивается на территориях с плотностью населения не более 60 чел ./км . Считается, что в системе расселения с такой плотностью обеспечивается достаточно сбалансированное соотношение между природой, урбанизированной средой и техникой. Однако влияют и другие факторы, например климат, гидрологическая и биосферная ситуации. Так, при указанной выше плотности леса должны занимать не менее 30% площади.

Условное  экологическое равновесие создается, когда природные ресурсы естественно воспроизводятся, но не в полной мере. Это характерно для урбанизированных территорий с плотностью населения не выше 100 чел./км2 и лесистостью 20—30%.

Относительного  экологического равновесия в средней полосе страны можно достигнуть в тех случаях, когда урбанизированная территория оказывается нагруженной в пределах допустимых воздействий, но полное воспроизводство компонентов природной среды не обеспечивается. Тогда геохимическое и биохимическое равновесие частично нарушается, поскольку ландшафты не способны полностью нейтрализовать загрязнение среды. Однако она не деградирует. Сохраняется устойчивое взаимодействие элементов экосистемы.

Однозначного ответа на проблему демографической емкости  рассматриваемых территорий пока нет. Градостроители всего мира пытаются ее разрешить. Например, немецкие планировщики считают: плотность населения может быть доведена до 100—150 чел ./км2 , а японские пришли к выводу, что это не предел и ее можно увеличить на 30—40% и довести до 140—210 чел./км2.

В России ЦНИИП градостроительства пошел еще дальше. Для промышленных районов этот институт предложил норматив порядка 290—340 чел./км2, а в их ядре — центральном городе — 2500 чел./км . У гигиенистов же существует мнение, что плотность населения в урбанизированных агломерациях не должна превышать 300 чел./км2.

Экологическое равновесие может быть достигнуто только на обширных территориях, поскольку плотно застроенный город не в состоянии обеспечить воспроизводство основных природных ресурсов. Охраняемые природные заповедники и лесные массивы, почво- и водоохранные зоны создают не только для сохранения ценных ландшафтов, редких видов флоры и фауны. Они приобретают новую функцию — противовеса негативному воздействию индустриализации. Тогда в баланс вводят прилегающие территории.

Охраняемые территории включают в природные системы региона. Считают, что нетронутые ландшафты должны уравновесить урбанизированные территории, экологический каркас страны или региона рассматривают как природную составляющую пространственной организации расселения. Построение такого каркаса основывают на концепции, суть которой заключается в искусственной поляризации биосферы и техносферы на обширных территориях. За поляризованными планировочными образованиями закрепляют определенные хозяйственные и экологические функции. Это позволяет определять техногенную и демографическую нагрузки на среду обитания.

Существуют расчеты  потребности людей в территории (табл. 3.1). Анализ показывает, что данные ФАО ООП являются усредненными по сравнению с показателями, вычисленными американским экологом Ю. Одумом и известным греческим градостроителем К. Доксиадисом.

Соотношения территорий разных функций в различных природно-экономических  зонах отличаются. Однако их баланс в масштабе планеты должен быть близок к указанному в табл. 3.1. 
При обосновании того или иного уровня равновесия необходимо вводить не только жесткие экологические ограничения. Следует учитывать и экономические возможности общества и человечества в целом. Так, для того, чтобы сохранить экологическое равновесие на нашей планете, нужно это сделать в границах наиболее крупных стран, что потребует значительных инвестиций. Поэтому здесь требуется оценка финансовых возможностей этих стран. Аналогичная картина имеет место при разработке экологических мероприятий на уровне региона, агломерации или крупного города.

Относительное и  тем более условное экологическое  равновесие может быть достигнуто двумя путями: 1) внедрение технических новшеств, очистных сооружений и устройств новых поколений; 2) на основе использования градостроительных методов создание экологически сбалансированных территориальных урбанизированных систем.

Первое направление  требует колоссальных затрат на приобретение и установку эффективной средозащитной техники. Расчеты, выполненные экологами в 80-х годях XX в., показали, что на обеспечение производств и коммунального хозяйства городов бывшего СССР потребовалось бы несколько триллионов $ США. На обслуживание и ремонты мусороперерабатывающих заводов, очистных сооружений, пыле- и газоуловителей и тому подобных устройств пришлось бы ежегодно инвестировать порядка $ 40 млн.

Второе направление  менее затратно в том случае, если баланс составляющих урбанизированных планировочных образований закладывается в проекты. Важно и полноценное осуществление этих проектов в натуре.

Пространственные  системы расселения в крупных  регионах организовывают с учетом взаимодействия урбанизированных и природных структур. На степень экологического равновесия влияет соотношение зон с различными экологическими и хозяйственными режимами. С экологических позиций регион можно представить как биоэкономическую территориальную систему (БТС), в которой целесообразно выделить три урбоэкологические зоны: хозяйственной активности, экологического равновесия и буферную.

Зоны  наибольшей хозяйственной  активности объединяют системы расселении с крупными городами — центрами регионов, агломераций и местных планировочных образований. Это наиболее плотно заселенные территории и поэтому техногенное воздействие на природу здесь велико. Помимо промышленности эти районы могут включать зоны с интенсивным сельским хозяйством или предприятиями добывающей промышленности.

Режим использования  земель в таких зонах может  быть определен в зависимости  от функций градообразующей базы. Исходя из совокупности социальных и экономических потребностей региона расчетным путем можно установить ресурсопотребление. Выделить не только зоны наибольшей активности, но и зоны  

Концепция поляризованного  ландшафта 

Данная концепция  разработана Б.Б. Родоманом. Суть ее сводится к тому, что поляризация ландшафта, т.е формирование его ролевой функции является объективным процессом, происходящим как в природе, так и в социально-экономической среде. По мнению ее основателя «поляризация ландшафта» - это закономерная тенденция в развитии окружающей среды. Она может и должна стать программой улучшения среды в эпоху продолжающейся индустриализации, автомобилизации и роста городов. Б.Б. Родоман выделяет следующие типы ландшафтов за которыми закреплены полезные для человека формы:

  1. городские историко-архитектурные заповедники;
  2. общественное обслуживание и пути сообщения;
  3. постоянные городские жилища и обрабатывающая промышленность;
  4. сельское хозяйство высокой и средней интенсивности;
  5. естественные луга, пастбища, охота, загородные рекреационные парки;
  6. пригородные заповедники;
  7. рекреационные жилища и туристские дороги.

Приведенные типы образуют разветвленную ландшафтную сеть территории. Однако предложенная конфигурация сети возможна только в условиях идеальной  территории. Любая естественная поверхность  земли характеризуется особенностями  рельефа, климата и т.д., что осложняет  конфигурации ландшафтов и требует  особого подхода.

Концепция опорного каркаса  городов

В проектно-планировочной  практике успешно используется концепция  опорного каркаса. Свое развитие она получила в трудах В.В.Владимирова. Пространственная структура экономического каркаса расселения включает 7 зон:

1 - центры региональных систем расселения;

2 - центры групповых систем населенных мест;

3 - прочие значительные места расселения;

4 - главные связи;

5 - зона ограниченного  развития;

6 - зона преимущественного развития;

7 - 9 - зоны активного хозяйственного освоения   
 
 

Информация о работе Экология городов