Экологические проблемы городов

Многие свойства атмосферного воздуха зависят от состояния  природных ландшафтов. Поэтому крайне важно сохранить вокруг городов  леса и луга. Земные зоны пригородов служат не только местом отдыха горожан, но и обеспечивают их чистым воздухом в самом городе.

Города оказывают большое  влияние на природу и изменение  ландшафтов не только внутри себя, но и  далеко за пределами своих границ. В значительной степени это связано  с решением проблем водоснабжения. Обеспечение чистой питьевой водой  жителей городов и посёлков, водоснабжение  промышленных и коммунальных предприятий относится к числу первостепенных экологических проблем городских территорий. Оптимизация водоснабжения предполагает решение целого комплекса задач: наряду с удовлетворением потребностей в питьевой воде обеспечить благоприятное санитарно-гигиеническое состояние городской среды, развитие промышленного и жилищного строительства, создание лучших условий для разнообразных видов отдыха людей.

В ряде городов мира нашей  страны для водоснабжения используются подземные воды. Но их усиленная  откачка сопровождается возникновением обширных вододепрессивных воронок, границы  которых обычно уходят далеко за пределы  городов.

В крупных городах водоснабжение, как правило, осуществляется не только за счёт подземных вод, но также и  поверхностными водами рек, озёр и водохранилищ. Но для этого приходится строить  сложные гидротехнические сооружения – каналы, шлюзы, очистные станции, а при постройке водохранилищ улучшаются экологические условия  городов и пригородов. Чем крупнее  город, тем большие гидротехнические объекты приходится создавать внутри него и за его пределами.

Города являются основными  потребителями природных ресурсов и, следовательно, основными очагами  загрязнения природной среды. Во всех больших городах возникают  сложные проблемы удаления мусора. Лишь небольшая часть его используется на мусороперерабатывающих заводах. А  остальной мусор приходится вывозить на свалки. Под свалки в пригородах городов расходуются большие  площади земель, где организуется санитарно-гигиенический контроль. Скопления мусора резко изменяют характер естественных природных процессов  на обширных территориях пригородов. По этой причине некоторые природные  комплексы вокруг городов полностью  разрушены и служат источником опасности  для людей. После заполнения отведённой для мусора территории, свалка засыпается слоем грунта не менее трёх метров. Но, не смотря на это, вся площадь  мусорного полигона представляет опасность  для здоровья людей и животных. Грунтовые воды на обширных пространствах  оказываются загрязнёнными ядовитыми  веществами и болезнетворными организмами. В течение нескольких десятилетий  на этих территориях нельзя ничего строить и заниматься сельским хозяйством. Своеобразной формой использования  строительного мусора является создание из него искусственных холмов. Из отходов  строительства насыпаются холмы  высотой в несколько десятков метров. Сверху на них насыпают слой почвы и сеют траву. Такие холмы  могут использоваться для строительствах комплексов – лыжных и санных трав. Служат они и для полётов на дельтапланах. Такие сооружения есть во многих городах Западной Европы, в нескольких районах Москвы.

Крупные города оказывают  влияние на природные ландшафты  пригородов посредством воздушных  течений. Ветры выносят загрязнённый городской воздух на десятки и даже сотни километров. Этот воздух оказывает воздействие на многие компоненты природы пригородов, прежде всего на растительность.

Вокруг городов вследствие оседания пыли из атмосферы происходит загрязнение снега. Площади, покрытые таким грязным снегом, в несколько  раз превышают территории самих  городов. Очертания площадей загрязнённого  снега вокруг городов имеют различную  конфигурацию. В наибольшей степени  она зависит от направления господствующих ветров. Чистый снег отражает 70-90% падающей на него солнечной радиации. В результате загрязнения его отражательная  способность снижается в два-три  раза. Поэтому загрязнённый снег больше поглощает солнечной радиации и  быстрее тает, чем чистый.

В урбанизированных районах  мира загрязнённые воздушные массы  могут сливаться вместе, образуя  дымовые облака огромных размеров. Дымовые замутнения атмосферы площадью в сотни тысяч квадратных километров периодически возникают над крупными промышленными районами Америки  и западной Европы. Обширные дымовые  облака возникают над этими районами, когда над ними устанавливается  обширный антициклон. В это время  в атмосфере господствуют нисходящие токи воздуха и безветренная погода. В результате над всем промышленным районом происходит накопление загрязняющих веществ в нижней атмосфере и  возникает обширная дымовая облачность. На всех урбанизированных территориях  уменьшается солнечное облучение, ухудшаются экологические условия  обитания живых организмов.

2.2 Ресурсно-хозяйственные  проблемы городов.

Ресурсно-хозяйственные  проблемы вызваны большими масштабами использования природных ресурсов, их переработкой и образованием различных, в том числе и токсичных  отходов.

К природным ресурсам градостроительного освоения территории относятся все  компоненты природного ландшафта: горные породы, поверхностные и подземные  воды, воздушный бассейн, почвы, растительность, животный мир. Все эти компоненты истощаются: сокращаются запасы чистой воды и воздуха, площади земельных  насаждений, многообразие биологических  видов. Параллельно происходит ухудшение  их качества. На это влияет как прямое вмешательство людей в природный  ландшафт посредством городской  застройки, так и воздействие различными видами загрязнений.

В период бурного развития промышленности города превратились в  сплошные фабрики и заводы – сюда привозилось разнообразное сырьё( да такое, с которыми ни человек, ни другое живое существо ни соприкасается  в природе вплотную), оно шло  в переработку и образовывались токсичные отходы, которые выбрасывались  в воздух или в виде стоков поступали в водоёмы, загрязняя их, а заодно и почву, и грунтовые воды, отравляя город, который их же и породил…

В процессе существования  города медленно, но верно нарушался  природный биохимический процесс, изменялся круговорот веществ, перераспределялась энергия. С появлением химических производств  эти нарушения ещё более усилились. Параллельно с развитием промышленности развивался соответственно и транспорт (водный, железнодорожный, автомобильный, трубопроводный), что также влекло за собой усиление загрязнения окружающей среды. Природные вещества и соединения, ранее покоящиеся на большой глубине 10-100000 лет и не вступавшие в активный круговорот веществ, в большом количестве теперь лежат на поверхности и  вовлекаются в природные процессы в результате переработки, сжигания, окисления, растворения и т.д. Это  не могло не сказаться на здоровье людей, имеющих прямые контакты с  ними, а таких людей становится с каждым годом всё больше, и  в основном в городах, на различных  производствах. В середине нашего века общественность стала более активно  бороться с рядом фирм и производств  за чистоту воды и воздуха в  городах. Радикальным образом изменилось отношение к проблемам охраны городской среды в целом. Стали  издаваться законы, ограничивающие промышленников, обязывающие очищать и обезвреживать  отходы производств. Сильно загрязняющие производства стали удалять из города, а часто из страны.

Рост городов продолжается, увеличивается площадь больших  городов, появляются новые города, однако темпы урбанизации несколько  снизились в последние десятилетия. И всё-таки города продолжают, пусть  и чуть медленнее, расползаться по планете, захватывая всё больше и больше территории. К примеру, за период 1950-70гг. территория 15 крупнейших городских агломераций  выросла почти вдвое. Но ещё быстрее  в городах растёт потребление  электро- и теплоэнергии, а также  число автомобилей. Так вот, именно автомобиль стал одним из главных  нарушителей городской среды. Одной  только резиновой пыли от стирания ими поступает в воздух за год  от каждой машины до 10 кг. А сколько  ядовитых веществ выбрасывается  из выхлопной трубы, сколько поглощается  машиной кислорода и выбрасывается  углекислого и угарного газа, да и просто воздух нагревается двигателями (тепло 100тыс. движущихся машин равно  теплу миллионов литров горячей  воды). А выбросы свинца из выхлопных  труб машин в детском организме  могут вызвать мозговые расстройства и умственную отсталость, а в городах  ещё добавляется большая концентрация ртути, асбеста и много чего ещё, не говоря уж о повышенном уровне радиации.

Отдельного рассмотрения требует загрязнение атмосферного воздуха. Во всех городах мира происходит ухудшение качества воздуха за счёт его запылённости. А это очень  опасно, так как от состояния воздуха  зависит здоровье людей.

Воздух городов отличается от сельской местности резко повышенным содержанием ядовитых газов и  пыли. Многочисленные предприятия, отопительные станции, автотранспорт выбрасывают  в воздух большие массы пылевидных веществ. Вследствие повышенного перемешивания  воздуха над городами мельчайшие частицы пыли поднимаются выше километра  и разносятся на десятки и даже сотни километров от источников загрязнения. Более крупные частицы пыли обычно не поднимаются выше нескольких сотен  метров. Поэтому в безветренную погоду образуется в воздухе слой грязи, плавающий в виде свода над  городом на высоте 300-500м. Этот слой, нависающий над большими городами, снижает прямую солнечную радиацию, уменьшает продолжительность солнечного сияния. В связи с этим в целом  во всех крупных городах мира солнечное  облучение уменьшилось по сравнению  с началом века на 10-30%. Значительно  уменьшилось и поступление ультрафиолетовой радиации, что привело к росту  содержания болезнетворных бактерий.

Пыль, выброшенная многочисленными  промышленными предприятиями и  отопительными установками, автотранспортом, резко повышает количество так называемых ядер концентрации. (Ядра концентрации – твёрдые частицы, на поверхности  которых из пара воздуха образуются капельки воды). Особенно эффективны в  качестве ядер концентрации частицы  серы и соединений азота, которые  широко представлены в воздухе городов. В результате крупные города отличаются повышенным числом облачных, пасмурных  и туманных дней.

Помимо пыли в воздух городов  попадают ядовитые газы. Наиболее распространены выбросы сернистых соединений. Среди  них первое место по степени токсичности  занимает сернистый ангидрид. Он попадает в воздух при сжигании в топках угля, мазута и газа. Постоянное воздействие  сернистых соединений даже низких концентраций ухудшает рост растений или повреждает их. Сухие вершины сосен, обесцвеченная  листва, бурые и красные пятна  на листьях, осыпающая хвоя – всё  это признаки большого содержания сернистых  веществ в воздухе.

Миллионы кубометров окиси  углерода и азота на городские  улицы выбрасывают автомобили. Местами, где накапливается особенно много  машин, содержание этих веществ достигает  опасных размеров. Постояв где-нибудь на перекрёстке весь рабочий день как постовой милиционер, вы получите столько же вредных веществ, сколько  их содержится в 5 пачках сигарет. Так  что все 100% горожан – курильщики, хотят они этого или нет. Поэтому  в городах неуклонно растёт число  заболеваний и гибели людей. А  также возникают специфические  явления, которые вызваны деятельностью человека. К их числу относятся различные смоги. Для возникновения смога нужны определённые условия: значительное количество промышленных и транспортных газов и пыли, выбрасываемых в городской воздух, безветренная погода и нисходящие токи воздуха. Смоги бывают нескольких типов. Наиболее распространен влажный смог, часто называемый лондонским или чёрным. Если над городом устанавливается обширный антициклон, все ядовитые газы и пыль скапливаются в 100-200-метровом слое и при этом возникает ядовитый туман грязно-жёлтого цвета. Сухой смог от влажного отличается по происхождению и свойствам. Он возникает в условиях сухого климата в тех городах, где часто устанавливаются антициклоны. При безоблачном небе происходит интенсивное ультрафиолетовое облучение выхлопных газов автомобилей и промышленных выбросов. В результате возникают новые вещества, превосходящие по своей ядовитости исходные загрязнители. Из-за сухости воздуха смог этого типа не создаёт густого тумана, а имеет вид синеватой дымки. Особый вид смога – ледяной или смог атлантического типа. Он возникает в городах Арктики и Субарктики при низких температурах и безветренной погоде. В этом случае выбросы пара и даже небольшого количества загрязняющих веществ из топок приводят к образованию густого тумана, состоящего из кристалликов льда и серной кислоты. Смоги разных типов характерны для сотен городов мира.

В городах предпринимаются  разнообразные меры по защите воздуха  от загрязнений. Один из наиболее распространенных способов заключается в удалении загрязняющих веществ как можно  дальше от мест выброса. Это достигается  строительством высоких труб на заводах  и тепловых станциях. Трубы выбрасывают  сажу, золу и газы в потоки воздуха, которые выносят их на небольшие  расстояния от места выброса и  рассеивают в больших объёмах  воздуха. На трубах также устанавливают  разного рода фильтры, которые уменьшают  выбросы в атмосферу. Однако все  подобные способы не могут полностью  решить проблему охраны качества воздуха. Фильтры приводят к скоплению  огромных масс вредных веществ, которые  надо куда-то складывать. При этом происходит загрязнение почвы, поверхностных  и грунтовых вод в городе и  его окрестностях. Часть загрязняющих веществ не улавливается на фильтрах и попадает в воздух. Поэтому между  промышленными предприятиями, тепловыми  станциями и жилыми кварталами должны располагаться защитные зоны с зелёными насаждениями, которые очищают воздух от пыли, улучшают его газовый состав, уменьшают шумовое воздействие.

Большую долю загрязнений  городской среды составляет автотранспорт. Вместе с ростом числа автомобилей  растёт степень загрязнения воздуха. Учёные и инженеры изыскивают разные пути уменьшения вредного влияния автотранспорта на атмосферу. Они конструируют выхлопные  трубы машин, оборудованных поглощающими фильтрами, меняют конструкции двигателей, изыскивают менее токсичные вещества в качестве топлива. Экологически безопасны  электромобили, трамваи и троллейбусы. Значительный эффект по снижению загрязнения воздуха автомобилями создают транспортно-инженерные сооружения. Строительства транспортных развязок – туннелей и эстакад уменьшает уровень загрязнения магистралей выхлопными газами машин. Туннели и эстакады позволяют избежать длительных остановок транспорта и тем самым уменьшают выбросы выхлопных газов автомобилей.

Особой формой загрязнения  городского воздуха является шум. Шумом  принято называть комплекс звуков, вызывающих неприятные ощущения и раздражающих органы слуха. Полная тишина действует  на человека столь же неблагоприятно, как и шумовое загрязнение. В  среднем для города нормальным шумом  днём считается 55 децибел. Но в больших  городах его уровень значительно  выше. На магистралях с высокой  интенсивностью движения транспорта шум  превышает 80 децибел. При повышенном уровне шума у человека постепенно снижается слух, повышается кровяное давление, развиваются неврозы, формируется  устойчивая агрессивность поведения. Шум, передающийся не по воздуху, а по строительным конструкциям, называется вибрацией. Источником вибрации служат линии метрополитена мелкого  заложения, трамвайные линии, железнодорожные  и автотранспортные автомагистрали. Для предотвращения вибрации жилые  дома должны находится в 25-30м. от трамвайных и в 50м. От железнодорожных путей.