Экология человека

Наиболее серьезное положение возникает, когда негативные изменения имеют свойство накапливаться в экосистеме в течение длительного времени, формируя скрытые для понимания проблемы. Общество обладает некоторым опытом по части решения или частичной компенсации внезапных экологических проблем, таких, например, как аварийный выброс нефти в морские воды или аварии на атомных электростанциях. Однако нельзя надеяться на то, что общество сможет распознать зарождение серьезной проблемы и вовремя нейтрализовать ее последствия. Особенно это относится к таким проблемам, которые постепенно охватывают структуру системы в целом и являются по своей природе настолько обширными, что просто не поддаются полному осознанию. Именно такими проблемами являются эффекты со стороны здоровья населения. Изменения, затронувшие генные механизмы, накапливаются и затем, передаваясь по наследству, обнаруживаются в виде роста врожденных аномалий, широкого распространения наследственной патологии. В настоящее время эти проблемы еще не осознаны мировой общественностью, и борьба ведется только с последствиями, а не с причинами, порождающими явление повсеместного снижения уровня популяционного здоровья. Кеннет Ватт (1974) назвал подобное состояние эффектом «Титаника». Изменения в экосистеме, о которых общество просто не знает или не уделяет должного внимания, могут привести к разрушению даже самых высокоорганизованных и сложных человеческих обществ.

3.6. Взаимозависимость и взаимодействие

в человеческих экосистемах

Человеческие экосистемы - это открытые системы. Они требуют поступления ресурсов, топлива, технологий, выхода на рынки и т.д. Существование одного города, например, требует определенного пространства и пищевых продуктов, а также доступа к запасам леса для обеспечения строительными и бумажными материалами. Городу требуется вода для питья, использования в промышленности и отведения отходов, а также воздух для дыхания и рассеивания выхлопов автомобилей, отходов промышленных предприятий и электростанций. Кроме того, требуется поступление энергии и сырья. Даже маленький город зависит сразу от нескольких различных видов человеческих экосистем. Некоторые могут располагаться внутри или около города, другие - быть связанными с ним с помощью транспортной сети. Изменения в одной из подсистем обязательно вызовет нарушение в другой или третьей. Оптимальное функционирование всех подсистем возможно только при условии их согласованного действия.

Никакая городская или сельская местность в мире не имеет всех ресурсов, необходимых для человеческого общества, за исключением самых примитивных его форм. Практически все области и регионы что-то производят, и все торгуют друг с другом. Даже в каменном веке некоторые территории импортировали камни - основной технологический ресурс для того времени. С увеличением сложности организации общества возрастала и взаимозависимость различных регионов друг от друга, до тех пор, пока практически все страны мира не оказались участниками тесной сети взаимодействий. Международная торговля асимметрична. Некоторые регионы являются поставщиками сырья, а другие - изготовителями, использующими это сырье.

Экономическая асимметричность мира имеет несколько следствий. Культурные различия стран усиливаются различиями национального дохода, и каждой стране присуща своя форма правительства. Темпы роста численности населения имеют тенденцию быть самыми высокими в бедных странах (или в бедных областях внутри богатых стран), кроме того, политическая нестабильность зачастую сопровождается бедностью населения. Эти факторы оказываются весьма важными в условиях увеличивающейся взаимозависимости различных обществ. Проблемы в одной части мира могут приводить к сбою в поставке важных природных ресурсов, что приведет к соответствующим последствиям во всем мире. Наиболее яркий пример - влияние иранской революции на уровень мировых цен на нефть в 1979 г. Возможность подобных возмущений подчеркивает взаимозависимость стран друг от друга и уязвимость мировой системы в целом.

Основой человеческой экосистемы являются взаимодействия между людьми и окружающей средой. Однако, не менее характерной является взаимосвязь между отдельными экосистемами как в пределах одной страны или региона, так и между различными странами или регионами. Различные экосистемы, функционирующие под управлением заданных экономических и политических законов, взаимодействуют с другими системами, функционирующими под управлением других законов. Внутри этой взаимосвязанной системы законов генерируются стимулы и реакции, которые предназначены для регулирования или упрощения взаимодействий между людьми в различных регионах. Однако эти же законы могут являться и существенными факторами, ограничивающими взаимодействие человека с природной средой, даже если они не имеют к среде прямого отношения и не связаны близко с особенностями конкретного общества.

Система природной среды - чрезвычайно сложная система, которая своей целостностью и единством обязана глобальной информационной сети. Для ее описания используются практически все научные дисциплины, известные человеку в течение нескольких тысяч лет. «Первый закон экологии», сформулированный Барри Коммонером, - «все связано со всем» - является в высшей степени справедливым для человеческих экосистем.

Масштаб и сложность человеческих экосистем ставят в тупик многих людей, предпочитающих судить об окружающем с более простой, эгоцентрической, точки зрения. Здесь хотелось бы напомнить об истории короля Канута, правившего Англией в XI столетии, который поставил свой трон на берегу моря и приказал приливу отойти. Тот, конечно, не подчинился, и Канут вошел в историю как образец тщетности усилий. Его ошибка состояла в том, что он не осознавал, что его приказы распространялись только на его подданных. В других странах правят другие правители, а природная среда всегда управлялась (и управляется по сей день) законами физики и экологии, которые не под силу изменить ни одному главе государства. Однако наследие Канута все еще обладает достаточной силой.

Современное демократическое общество может выбирать способ управления природной средой, но оно не может установить экологические принципы, в соответствии с которыми окружающая среда реагирует на это управление.

3.7. Возможности устойчивого развития человеческих экосистем

Выдающийся русский ученый Н.Н. Моисеев, под руководством которого были разработаны математические модели, позволившие в 1983 г. получить первые количественные оценки возможных последствий ядерной войны, известных как «ядерная зима» и «ядерная ночь», длительное время занимавшийся изучением проблем взаимоотношения биосферы и общества, считает, что изменения условий обитания на планете уже в ближайшие годы потребуют совершенствования воспитания и образования, и может быть, коренной их перестройки.

Сохранение современной цивилизации будет возможно только в том случае, если производственная деятельность людей поменяет свою основу. Предстоит новая модернизация, которую естественно назвать экологической, поскольку она будет ориентироваться на создание производств, не разрушающих равновесного состояния биосферы, то есть вписывающихся в ее биогеохимические циклы.

По мнению Н.Н. Моисеева, преодоление экологического кризиса только техническими средствами невозможно. Тем более, невозможно поддержание состояния равновесия, если общество не будет себя преобразовывать, а будет опираться только на технические решения. Человечество ожидает длительный и весьма трудный процесс совместного преобразования природы и общества, причем решающее значение в его деятельности будет иметь формирование цивилизации, отвечающей новым потребностям человека, согласованной с новыми реалиями окружающей природы. Новая цивилизация, для того чтобы она оказалась способной обеспечить дальнейшее существование на Земле человечества как развивающегося вида, должна опираться не только на новую технологическую основу производственной деятельности людей, но и на глубокое понимание места человека в окружающем мире, без чего невозможно формирование новой нравственности, то есть нового общественно необходимого поведения людей. Наряду с новой модернизацией человечеству предстоит создать новую культуру, как во взаимоотношениях между людьми, так и с природой, субъектом которой является человек. В ее основе должно лежать всеобъемлющее воспитание и образование, знание законов биоэтики. Очень важно, чтобы начала формироваться некоторая общепланетная система экологических знаний и принципов взаимоотношения с природой, которая необходима всем обитателям планеты Земля. Поскольку в современных условиях человечество взаимодействует с биосферой как одно целое, оно обязательно должно обладать некоторыми общими стандартами в своих взаимоотношениях с природой.

Сегодня вряд ли возможно предложить некую единую и универсальную систему воспитания и образования. Несомненно, что она будет формироваться постепенно как обобщение опыта специалистов в области образования, достижений науки, т.е. наших знаний об окружающем мире и деятельности политиков. Однако, некоторые основные положения будущей системы, позволяющие сделать первые шаги, просматриваются уже достаточно отчетливо.

Общая схема экологического образования и воспитания, предложенная Н.Н. Моисеевым, представляет собой целостную систему, охватывающую всю жизнь человека. Его основная цель - формирование мировоззрения человека, основанного на представлении о своем единстве с природой и о направленности своей культуры и всей практической деятельности человека не на эксплуатацию природы и даже не на сохранение ее в первозданном виде, а на ее развитие, способное содействовать развитию общества. В этом и состоит принцип современного антропоцентризма, основанного на понимании того факта, что дальнейшее развитие человечества может состояться только совместно с дальнейшим развитием природы, ее многообразия и богатства.

Н.Н. Моисеев утверждает, что возможности любых современных цивилизаций и соответствующие им «миропонимания потребителей природных богатств» близки к исчерпанию. А может быть, уже и исчерпаны: стремление к властвованию на основе представления о безграничной неисчерпаемости природных ресурсов привело человечество на грань катастрофы. При этом подчеркивается, что менталитет современного человека и многие характеристики его психической конституции уже не соответствуют его новым условиям жизни и должны быть изменены.

Иными словами, мы стоим на пороге нового витка антропогенеза, подобного тому порогу, который человечество перешагнуло в конце неолита. Но если тогда процесс утверждения новых форм жизни и формирования новой экологической ниши мог развиваться стихийно, то теперь, когда человечество владеет ядерным оружием и другими средствами массового уничтожения, такой стихийный процесс приведет практически к полному уничтожению человечества. В самом деле, утверждение новой экологической ниши будет сопровождаться борьбой за ресурс, жизненно необходимый людям. И трудно поверить, что в этой борьбе не будут задействованы все возможные современные средства, которыми располагает человек.

Если положиться на волю стихии, то наступающий кризис выльется, скорее всего, в уничтожение человечества. Следовательно, стихии развития должна быть противопоставлена некая разумная стратегия, общая для человечества. Вот почему единственную альтернативу действию стихийных сил, если угодно, «общепланетарного рынка», русский ученый видит в разумном целенаправленном развитии планетарного сообщества, смысл которого людям еще придется расшифровать. Во всяком случае, стихийный процесс самоорганизации должен войти в некое русло с весьма жесткими берегами. Но прежде чем начать говорить о его целенаправленном развитии, надо представить себе цель развития и направления наших усилий, понять смысл того взаимоотношения природы и общества, которое необходимо для предотвращения катастрофы, содержание их взаимной адаптации, способной обеспечить продолжение истории рода человеческого.

Проблема, без решения которой Н.Н. Моисеев не видит возможности выйти из общепланетарного экологического кризиса, взаимосвязана с представлением о ноосфере, которое давно привлекает внимание мыслителей.

Как известно, первым, кто во всей остроте сформулировал идеи эпохи ноосферы, был В.И. Вернадский; первым, кто произнес слово «ноосфера», был Эдуард Ле Руа; первым, кто начал широко обсуждать особенности, которыми должна обладать эта эпоха, был Тейяр де Шарден. К концу XX века этой проблеме посвящено уже множество работ. И постепенно трактовка понятий «ноосфера» и «эпоха ноосферы» потеряла первоначальную однозначность.

Важно отождествлять понятие «эпоха ноосферы» с тем временем, когда состояние природы и общества будет способно обеспечить режим совместной, параллельной эволюции, а целью современной цивилизации считать формирование общества, способного реализовать такое развитие.

Человечество рождено биосферой в процессе ее эволюции, и представлять свое существование вне естественной биосферы, в некоторой искусственной среде (даже в обозримом будущем) можно только в фантастических рассказах. Биосфера без человека существовала и может существовать, человек вне биосферы существовать не может - этот тезис должен быть принят в качестве аксиомы.

Но это совсем не значит, что из программы научных исследований проблемы «устойчивого развития» должно быть исключено изучение возможных искусственных биогеохимических циклов и даже «искусственных биосфер», как это делают сейчас в Америке. И не только в программе подготовки к космическим полетам. Такое направление может иметь совершенно утилитарный характер в разработке перспективных технологий будущего общества.

Но в то же время политики и общество в целом должны быть четко проинформированы о том, что, каким бы важным ни было техническое и технологическое совершенствование основ цивилизации, никакого чисто технического или технологического решения проблемы будущности человечества быть не может принципиально. Такая возможность - чистая иллюзия, причем весьма опасная: она уводит людей от поиска практически реализуемых решений.

Человеку предстоит изменить характер своей жизни и свое положение в биосфере - это постулат, к реализации которого люди должны быть готовы.

В настоящее время в общественном сознании существует другая крайняя точка зрения - «назад в Природу», которая также представляется совершенно нереалистичной. Безусловно, правы те исследователи, которые считают, что человечество может развиваться только в условиях существования более или менее стабильных биогеохимических циклов. Они не должны истощать существенно запасы невозобновимых ресурсов, многие из которых очень ограничены. Но некоторые положения такой «природонеистощительной» концепции должны формулироваться совершенно отчетливо. И главным из них является следующее: возврат человечества к структуре биогеохимических циклов «дикой природы» невозможен. Справедливость этого положения демонстрирует тривиальный пример. Современные потребности человечества в энергии могут быть покрыты источниками возобновляемой энергии (гидроэнергетика, энергия ветра и другие, включая Солнце) лишь на 10-12 %. Значит, для того чтобы человечество могло вписаться в естественные циклы биосферы, необходимо следующее: либо количество жителей планеты должно быть уменьшено раз в десять, т.е. не превосходить 500-600 млн человек, либо потребности каждого из жителей планеты должны быть сокращены в среднем тоже раз в десять. При этом, скажем, потребности жителей США должны быть снижены, вероятно, раз в пятьдесят.

Однако анализ политических и экономических реалий показывает, что обеспечить в современных условиях такое равновесие невозможно. По всей вероятности, оба из представленных решений утопичны.

В начале XXI века, несмотря на качественное изменение положения человечества в природе и изменение характера его взаимоотношений с остальной биосферой, и несмотря на выделение человека из остальной природы, человек сохранил то свое представление об окружающем мире, которое он имел в эпоху, когда ему приходилось охотиться на мамонтов. Он продолжает рассматривать мир как безграничный резервуар, необъятную кладовую ресурсов, способную удовлетворить все его мыслимые и немыслимые потребности.

Утверждение о том, что человечество находится на пороге крупномасштабного экологического кризиса, уже давно признано международным сообществом и обосновано многочисленными научными исследованиями. В то же время, ожидаемый кризис может оказаться такого масштаба и иметь такие фундаментальные последствия, как десятикратное уменьшение числа жителей планеты, а то и исчезновение человека с лица Земли и завершение процесса антропогенеза.

По мнению Н.Н. Моисеева, которое поддержано многочисленными публикациями российских ученых, основная причина кризиса та, о которой еще 200 лет тому назад говорил Мальтус, если только понимать его высказывания более широко - как принципиальную неустранимость в рамках современной цивилизации рассогласования растущих потребностей растущего населения с возможностями их удовлетворения без изменения современной экологической ниши человека и общественных парадигм.

В рамках нашей цивилизации это противоречие действительно неустранимо. Ученые подсчитали, что возможности существования человечества в условиях более или менее стабильных биогеохимических циклов (как естественных, так и искусственных) могут быть реализованы только в случае если его энергетические потребности будут снижены в 10-12 раз, соответственно той доли энергетических затрат, которую человечество получает от возобновимых источников энергии - в конечном счете от Солнца - при современном состоянии развития общественного сознания. Для перехода в такое состояние наше общество не готово ни в технологическом, ни в нравственном отношении.

Несомненно, что в обозримом будущем человечество ожидает трудный и длительный переходный период, который потребует беспрецедентной отдачи всех интеллектуальных и нравственных сил для формирования стратегии переходного периода и воли для ее реализации. Нас ожидает действительно новый виток антропогенеза, и сказать что-либо о том, сможет ли человечество преодолеть эту бифуркацию с плохо предсказуемым исходом и качественно изменить свой образ жизни, очень трудно.

4. УРБОЭКОЛОГИЯ: ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА В ГОРОДЕ

4.1. Современная урбанизированная среда

Комплекс экологических проблем присущ любой территории, где отмечается концентрация промышленных предприятий и населения. Наиболее ярко он проявляется в условиях города с характерной для него комбинацией достаточно надежных внутренних и внешних связей, потоков населения, pесуpсов, энеpгии и инфоpмации, входящих в городскую черту и перераспределяющихся на территории города между отдельными компонентами городской природно-технической геосистемы и населяющими гоpод людьми.

Рост числа больших городов с одновременным увеличением численности людей, в них проживающих, формирование городских агломераций -- неизбежный процесс нашего времени, получивший название урбанизации (от лат. urbanus - городской).

Предпосылками урбанизации являются: рост индустрии, углубление территориального разделения труда, развитие культурных и политических функций городов. Хотя города существуют уже свыше 5 тысяч лет, в 1800 году их доля во всем населении Земли составляла всего 2 %. В начале XIX века в городах мира проживало лишь 29,3 млн человек (3 % населения Земли); к 1900 г. - 224,4 млн (14,6 %); к 1950 г. - 729 млн (28,8 %); а к 1980 - 1821 млн (41,1 %). Можно сказать, что теперь большинство граждан мира рождаются горожанами. В настоящее время доля городского населения в Европе составляет 69 %, в Азии - 38 %, в Африке - 20 %, в Северной Америке -- 75%, Латинской Америке - 65 %, в Австралии и Океании - 76 %. Особенно велика доля городского населения в развитых странах: в США - около 73 %, во Франции - 78 %, в Германии - около 85 %, в Великобритании - 91 %. Страна считается почти полностью урбанизированной, если 4/5 ее населения проживает в городах. Примером является Великобритания, в которой на протяжении 35 лет наблюдается относительная стабильность городского и сельского населения. В то же время в Африке и Азии процессы урбанизации в настоящее время особенно динамичны, что связано с быстрым развитием государств этих континентов.

Начиная с 1950 года, когда ООН впервые представил данные о городском населении по странам мира, его доля возросла с 30 % до 47 % в 2000 году. По последним расчетам, в 2003 году на городских территориях проживало 48 % населения мира, а к 2007 году будет преодолена отметка в 50 % и впервые в истории человечества число горожан превысит число сельских жителей. Ожидается, что к 2030 году доля городского населения поднимется до 61 %. Городское население растет быстрее, чем население мира в целом. Совокупное число горожан мира в 2003 году, согласно недавно уточненным расчетам, достигло 3 миллиардов человек, а к 2030 году возрастет до 5 миллиардов. Сельское население за тот же период, напротив, слегка уменьшится - с 3,3 до 3,2 миллиарда человек.

Наряду с ростом численности городского населения наблюдается рост городов с большим числом жителей до миллиона и более. Доля больших городов на земном шаре увеличилась за последние сто с лишним лет (с 1860 г.) с 1,7 до 20 %, а за последние 20 лет рост больших городов носит характер взрыва. В 1700 г. в мире был 31 город с населением более 100 тыс. жителей, в 1970 г. их уже было 1726. В развивающемся мире рост городов составляет 3,6 % в год, тогда как в индустриально развитых странах - всего 0,8 % в год. Инфраструктура города с миллионным числом жителей: транспорт, система коммуникаций, система здравоохранения и санитарного обеспечения - подвергается невероятной нагрузке. Такие размеры мегаполиса приводят к тому, что всякая экономия за счет близкого положения различных удобств значительно перекрывается затратами за счет перегруженности всех городских инфраструктур.

Уже в настоящее время в мире имеется несколько городов с населением более 10 млн человек: Каир, Карачи, Манила, Джакарта, Пекин, Шанхай, Нью-Йорк и ряд других. Основной причиной роста городов является отсутствие сдерживающих урбанизацию неплановых факторов, которые не могут выдержать конкуренции с социальной миграцией сельского населения в поисках хлеба насущного, высокой рождаемостью в развивающихся странах, конкуренцией промышленности в городах и т.д. Городское поселение отличается от поселения сельского типа преобладанием в первом ремесленного, а затем и промышленного производства, большим числом проживающего в нем населения и, как следствие, особым типом взаимодействия человека и природы.

В современных крупных городах переплелись как положительные, так и отрицательные стороны научно-технического прогресса и индустриализации. Городская среда, с одной стороны, предоставляя человеку комфорт, лишает его необходимых факторов физиологической тренировки, а с другой стороны, она щедра на стрессовые воздействия. В городах создана новая экологическая среда с высокой концентрацией антропогенных факторов. Одни из них, такие как загрязнение атмосферного воздуха, высокий уровень шума, электромагнитные излучения, являются непосредственным продуктом индустриализации, другие, такие как сосредоточение предприятий на ограниченной территории, высокая плотность населения, миграционные процессы и т.д., - следствие урбанизации как формы расселения.

Традиционное сельское поселение является достаточно экологически сбалансированным, поскольку основано на извлечении необходимых веществ и энергии из биосферы и быстром возврате их обратно. В функционировании сельского поселения наблюдается практически замкнутый экологический цикл преобразования извлекаемых из природных систем вещества и энергии. Почти все отходы, возникающие в сельском поселении, непосредственно утилизируются в нем и на прилегающей к нему территории и используются, например, как удобрение, топливо, строительный материал.

Поселение городского типа по своей сути само по себе, без специальных систем, совершенно не соответствует замкнутому экологическому типу. В городах требуется сосредоточение продовольствия, воды и топлива в таких масштабах, которые не встречаются в природе. Город изменяет почти все компоненты природной среды: атмосферу, растительность, почву, рельеф, гидрографическую сеть, подземные воды, грунты и даже климат. Природные экосистемы также не в состоянии переработать то количество отходов, которое образуется в процессе жизнедеятельности людей в городе. Кроме того, урбанизация резко нарушает баланс финансовых инвестиций в сельские и городские виды производства в пользу последних. При этом растёт социальное неравенство населения: горожане имеют явный приоритет в обеспечении услугами образования, здравоохранения, энерго- и водоснабжения. В развивающихся странах сельскому населению, составляющему до 70 % всего населения, выделяется лишь около 20 % бюджета. Такой подход способствует не только обострению социальных противоречий, но вызывает растрату как людских (здоровье и развитие людей), так и природных ресурсов.

В современных проектах городского строительства и хозяйства делаются попытки повышения устойчивости города, оздоровления городской среды и приближения её возможностей к потребностям отдельного человеческого существа. Город устойчив при условии такой компактной застройки, которая позволяет эффективно использовать энергию и не требует большого количества транспорта. Компактная застройка сохраняет окружающий ландшафт и сельскохозяйственные угодья, уменьшает загрязнение ливневых стоков с промышленных площадок, снижает загрязнение воздуха транспортом и тепловое загрязнение, делает общественный транспорт наиболее эффективным. Вблизи города, помимо сельскохозяйственных территорий должны создаваться рекреационные зелёные зоны для спорта и отдыха людей, а также заповедные участки нетронутой природы. Необходимым условием здоровой городской среды является большое количество зеленых насаждений. Важнейшее значение имеет также рациональное управление отходами.

4.2. Воздействие городов на природные системы

В крупных городах и промышленно развитых регионах наиболее наглядно наблюдаются все разнообразные отрицательные последствия антропогенных изменений окружающей среды.

Существует множество более или менее значимых факторов, приводящих к росту антропогенного воздействия на все элементы окружающей среды крупных городов. К ним можно отнести, например, увеличение асфальтовых покрытий городских территорий; изменение почвенных вод из-за нарушения режима фильтрации поверхностного стока, влияния крупных зданий и обилия подземных коммуникаций и многое другое.

Так, в частности, рост численности городского населения, числа городов, концентрация различных источников загрязнения окружающей среды не только преобразует поверхность Земли, но и способствует изменению микроклимата, который влияет на окружающую местность.

Особенности воздействия различных видов деятельности на микроклимат и природу в городах определяются их размерами, функциональной структурой и масштабами хозяйственной деятельности, функционированием коммунально-бытового хозяйства и транспорта. К основным показателям, характеризующим изменение микроклимата в городах, относятся: количество предприятий и численность работающих, а также объем потребляемых веществ, энергии и отходов производства (при определенном уровне производственной и очистной технологии). Изменение метеорологических характеристик и гидрологического режима на урбанизированных территориях связано с нарушением теплового баланса в их пределах вследствие особенностей национальной застройки, повышенного выделения энергии и большей «мутности» воздуха.

Среди факторов, обусловливающих изменение динамики климатических процессов на урбанизированных территориях, особое место занимает характер организации территории, включая особенности ее застройки. Высокий процент застроенной и асфальтированной площади (до 50 % во многих городах) обусловливает повышенный уровень стока даже во время небольших дождей. Эти гидрологические изменения имеют и непосредственные последствия в метеорологическом режиме городов. В период между дождями количество влаги в воздухе, необходимой для напряжения, ниже в городе по сравнению с окрестной местностью, и в результате в воздухе городов остается нереализованным определенное количество тепловой энергии, которая должна тратиться на процесс испарения (600 кал на 1 г воды). В связи с нереализованной на испарения воды тепловой энергией и повышенного выделения ее многочисленными источниками в городах в дневное время образуются «тепловые острова». Ночью же каменные поверхности отдают тепло быстрее, чем поверхности за пределами города, покрытые растительностью, в результате чего образуются так называемые «городские бризы». Эффект «теплового острова» наиболее выражен в крупных городах и агломерациях, обусловливая азональность климатических условий городов - их более «южный» характер, по сравнению с сельской местностью.

Социально-экономические последствия антропогенных воздействий весьма многообразны и значительны. Многие из них легко заметить, хотя и достаточно трудно адекватно оценить. Так, газообразные выбросы в городах, содержащие немало токсических веществ, в том числе и тяжелые металлы, загрязняют прилегающие к городу территории, снижают урожайность сельскохозяйственных культур, а затем возвращаются в город вместе с сельскохозяйственной продукцией, внося свой вклад в ухудшение здоровья горожан. То же можно сказать и о рыбе, выловленной в различных водоемах.

Однако, следует подчеркнуть, что наиболее важные социально-экономические последствия воздействия городов на природные системы являются, как правило, прямыми, поскольку обратное действие проявляется на региональном и даже глобальном уровнях. Экологическая ситуация урбанизированного региона может сказаться, а кое-где уже и начинает сказываться, порождая ряд проблем водоснабжения и, соответственно, проблем промышленного развития и градостроительства, острого дефицита рекреационных зон и, как следствие этого, снижение качества жизни жителей данного региона. Но такие обратные отрицательные связи слишком отдалены во времени, и это не позволяет им иметь активный авторегуляторный характер. Так, например, если какая-либо популярная лесная зона отдыха будет интенсивно посещаться горожанами и при этом не будет производиться соответствующих восстановительных работ и регулирования поведения отдыхающих, то через некоторое время она может быть основательно загублена и, соответственно, поток отдыхающих туда сократится, если не прекратится вообще, но для самовосстановления этого леса будет уже слишком поздно.

Воздействие антропогенно измененной окружающей среды городов на всю их материально-техническую основу изучено относительно слабо. Известно, например, что загрязнение воздушного бассейна значительно усиливает коррозию металлов, ускоряет разрушение фасадов зданий, губительно действует на поверхность памятников, сооружений и покрытий, сделанных из природного камня, в особенности известняка и мрамора. По данным шведских исследователей, весьма интенсивной является коррозия углеродистой стали в городах со значительным увлажнением воздуха, особенно прилегающих к морским побережьям. В Стокгольме, например, наблюдается увеличение скорости коррозии в сравнении с Кируной, находящейся в субарктической зоне, более чем в 15 раз. Даже хромированные и никелированные покрытия разрушаются в Стокгольме в 2-2,5 раза быстрее, чем в Кируне, а ведь уровень загрязнения воздушного бассейна Стокгольма невысок по сравнению с другими относительно крупными европейскими городами.

Представляется совершенно очевидным, что ежесуточный выброс большого количества ангидридов различных кислот, достигающих иногда десятков тонн на 1 км² территории города, не может не приводить к ускорению разрушения промышленного и транспортного оборудования, зданий, сооружений и коммуникаций, промышленной продукции, сырья, полуфабрикатов. Даже приблизительная заниженная оценка непосредственного материального ущерба от загрязнения только воздушного бассейна крупного города оказывается весьма значительна.

На материально-технические объекты и на промышленное производство помимо загрязнения воздушного бассейна, воздействуют многие другие, подчас малоизученные факторы (шум, вибрация, электромагнитное поле).

Урбанизированная среда является местом жизни не только человека, но и многих животных и растений, которые претерпевают определенную трансформацию. Города породили возникновение новых, вряд ли существующих в природе экологических ниш (особенно с точки зрения питания и структуры занимаемого пространства). Так, холодильники считаются непригодным для жизни местом, однако черный сабовый муравей и рыжий таракан, или прусак, нередко встречаются в них. В холодильных камерах могут существовать и популяции домовой мыши.

Присутствие специфических видов животных в подвалах зависит от наличия необходимых условий -- темнота, высокая относительная влажность воздуха, устойчивая низкая температура, наличие пищи (хранящиеся продукты питания, дерево и плесневые грибы). Собственно «подвальными» можно считать лишь некоторые из этих видов, остальные отчасти являются их добычей или используют подвалы для зимовки. Решающими факторами для поселения здесь пауков являются температура и влажность воздуха. Большинство из видов размножаются не в определенный сезон, а в течение всего года (почти всегда можно обнаружить половозрелых особей). Часто в подвалах в большом количестве встречаются кровососущие комары (например, во время зимовки). Хранящиеся в подвалах фрукты и овощи позволяют существовать здесь многим видам дрозофил и мух-горбаток.

Среди млекопитающих постоянные обитатели подвалов - серая крыса и домовая мышь.

Типичными животными пекарен уже в течение столетий считаются рыжий и черный тараканы и домовый сверчок, а в последнее время к ним прибавились фараонов муравей, мельничная огневка, комплекс амбарных клещей, различные чернотелки и некоторые щетинохвостки. Для существования этих видов, наряду с пищей, необходима, прежде всего, высокая температура.

На мясоперерабатывающих предприятиях и скотобойнях поселяются виды падальных и серых мясных мух, которые заселяют свежее мясо.

Гравийно-битумные кровли имеют свойственное только им растительное сообщество, так что на них следует ожидать присутствия и особого ценоза членистоногих.

Текстиль и мягкая мебель заселяются молями и кожеедами. Мебель иногда поражается плесневыми грибами, на которых могут существовать некоторые сеноеды.

Растительность городских почв развита, в общем, незначительно и испытывает сильное антропогенное воздействие. Преобладают очень ухоженные газоны, цветочные клумбы, вазоны, кустарниковые насаждения. Деревья встречаются обычно отдельными экземплярами, дикорастущие виды почти полностью отсутствуют. Иногда на клумбах встречаются садовые сорняки. Отдельные придорожные растения могут образовываться по краям газонов. На клумбах преобладают травянистые декоративные растения.

Транспортные выбросы и другие антропогенные факторы (соль для посыпания дорог, гербициды) оказывают решающее воздействие на фауну обочин, так что здесь могут возникать совершенно новые ассоциации, так называемые антропогенные зональные зооценозы. Территория, отводимая транспорту, - городские автобаны, транзитные трассы, крупные автомобильные стоянки и т.д. - характеризуется почти полным отсутствием открытой почвы. Исходный грунт оттуда часто удален и заменен чужеродным естественным и искусственным субстратами. Почва по обочинам транспортных путей уплотнена и часто более щелочная, чем вдали от них. Растительность здесь и в других труднодоступных непроезжих участках трасс представлена средним количеством растительных видов. Соль, используемая для таяния льда, способствует распространению бескильницы расставленной, а гербициды - проникновению растений с глубокой корневой системой, например купыря лесного, борщевика европейского и осоки мохнатой. На городских окраинах встречаются обширные заросли лебеды продолговатолистной.

Все вышеуказанное с достаточной очевидностью свидетельствует о необходимости планомерных действий по улучшению качества городской среды. Без разрешения экологических проблем невозможно комплексное социально-экономическое развитие крупных городов. При этом следует понимать, что далеко не только рост промышленного производства, как это принято думать, влияет на усложнение экологической ситуации в крупных городах. Вся целостная система города с его инфраструктурой или планировочными характеристиками, жилищно-коммунальным хозяйством, образом жизни горожан оказывает громадное влияние на окружающую среду. Этим в значительной мере объясняется тот факт, что по мере роста различных многофункциональных крупных городов их экологические характеристики как бы унифицируются. И если исключить или, наоборот, учесть специфику климато-географических ландшафтных условий и в какой-то мере характер национальных, этнических особенностей, а также уровень и развитость природоохранной деятельности, то можно с достаточной надежностью прогнозировать динамику экологических проблем каждого отдельного города по мере роста численности его населения. Экологическая проблематика городов далеко не исчерпывается загрязнением окружающей среды. Она формируется под воздействием отрицательной обратной связи загрязненной и измененной среды на сам город и его население, которое придает городским экологическим процессам до некоторой степени саморегулирующийся характер.

4.3. Влияние урбанизированной среды на человека

Социально-экономические, экологические и биологические факторы большого города, влияющие на здоровье человека, весьма многочисленны и многообразны. Однако среди них на первое место следует поставить именно абиологические, то есть противоречащие биологическим потребностям организма, тенденции в современном образе жизни. Абиологические тенденции в условиях жизни городских жителей связаны в основном с загрязнением природной среды ксенобиотиками (чужеродными для биосферы химическими веществами), физическим и биологическим загрязнением.

В крупных городах наиболее сильно изменяется естественная среда обитания, ритм жизни, психоэмоциональная обстановка труда и быта, нарушается и климат. Интенсивность солнечной радиации в городах на 15-20 % ниже, чем в прилегающей местности, зато среднегодовая температура здесь выше, менее значительны суточные и сезонные колебания температуры, чаще возникают туманы, больше осадков (в среднем на 10 %), ниже атмосферное давление.

Житель города должен решать задачи, требующие больших психологических усилий, он вынужден удлинять свое рабочее время, сокращая таким образом отдых и постоянно ощущая нехватку времени. На него ежедневно обрушивается чрезмерный поток информации. Ускоренный ритм жизни в сочетании с отчетливо выраженной малоподвижностью; оторванность горожан от естественной природной среды и, соответственно, большее время пребывания в антропогенно измененной среде; низкое качество природной среды (воды, воздуха, растительного покрова), насыщение ее физическими, химическими и биологическими загрязнителями - все эти факторы формируют негативные, абиологические тенденции в образе жизни и здоровье горожан. В результате многие люди реагируют на такую перегрузку неврозами и другими «болезнями цивилизации».

Отрицательные сдвиги в состоянии здоровья различных групп населения, проживающего в городах, весьма значительны. В первую очередь это относится к заболеваниям сердечно-сосудистой системы. В экономически развитых странах они приводят более чем к 50%-й смертности и 30%-й инвалидности населения. Явно неблагоприятной тенденцией в этом виде патологии следует считать ее омоложение. Особенно велик рост заболеваемости сердца и сосудов в возрасте 30-49 лет.

Другой неблагоприятный сдвиг - рост злокачественных новообразований, преимущественно за счет рака легких и дыхательных путей. Эти заболевания чаще всего поражают городских жителей, в особенности курящих. Существует прямая корреляционная связь между величиной города (количеством жителей) и частотой заболеваний раком легких.

Еще одним неблагоприятным сдвигом в состоянии здоровья следует считать рост аллергических заболеваний, и снова главным образом среди городского населения. А.Д. Адо и А.В. Богова, комментирующие результаты эпидемиологических обследований в ряде районов страны, приводят данные о том, что в крупных промышленных городах заболеваемость аллергическими болезнями составляет от 10 до 20 %, тогда как в сельской местности - только 2-4 %. Особенно настораживает рост аллергических заболеваний среди детей городского населения.

Какие же социальные ситуации вызывают у человека стрессы, ведущие к болезни? Распад семьи примерно в 10 раз увеличивает показатели заболеваемости супругов, а также их смертность в первый год после развода. При этом разводы связаны не только с межличностными отношениями, но и с состоянием экономики страны, со скоростью социальных перемен и темпом инфляции. Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что потеря работы также повышает заболеваемость. В урбанизированной среде многие виды деятельности, особенно в сфере обслуживания, связаны с интенсивным и продолжительным общением между людьми, что предъявляет высокие требования к их эмоциональной устойчивости. Это непосредственно касается и тех, кто занят руководящей работой.

Стресс стал повседневным состоянием для людей, проживающих в городах. Они испытывают его от появления на свет до самой смерти. Еще в 1926 году Ганс Селье обратил внимание на то, что у пациентов, страдающих различными заболеваниями, обнаруживается ряд общих симптомов: потеря аппетита, мышечная слабость, повышенное артериальное давление, снижение мотиваций и др. Эти наблюдения послужили ему основанием для определения стресса как «совокупности всех неспецифических изменений (внутри организма), функциональных и органических». Позже, в 1974 году, он писал, что стресс -- это «неспецифическая реакция организма на любое требование извне».

Эмоциональный стресс развивается в условиях, когда не удается достигнуть результата, жизненно важного для удовлетворения биологических и социальных потребностей, и сопровождается комплексом соматовегетативных реакций, а активация симпатоадреналовой системы мобилизует организм на борьбу. При длительном стрессе продолжительное влияние гормонов, участвующих в формировании стресс-реакции и вызывающих серьезные нарушения в обмене липидов, углеводов и электролитов, ведет к нарушениям функций организма, начинается заболевание -- у одних людей это патология сердечно-сосудистой системы, а у других -- изъязвление желудочно-кишечного тракта. Таким образом, стресс может служить патогенетической основой невротических, сердечно-сосудистых, эндокринных и других заболеваний.

Обязательный спутник стресса -- нарушение биоритмов организма (десинхроноз). Он может быть вызван различными стрессорными факторами. Проявления десинхроноза зарегистрированы в условиях перегрева и переохлаждения, рентгеновского и ультрафиолетового облучения, при воздействии шума, вибраций и ускорений. Десинхроноз сопровождает любое заболевание.

Биоритмы с суточной периодичностью цикла называют циркадианными (цикл «сна -- бодрствования», температура тела, колебания концентрации электролитов и уровня гормонов). Более длительные циклы называют инфрадианными (менструальный цикл), а более короткие -- ультрадианными (дыхание, ритм сердца, ритмические разряды нервных импульсов).

Суточные и околосуточные ритмы - неотъемлемое свойство живых систем. Важность циркадного ритма, основного для жизнедеятельности всего организма, обусловлена совпадением длительности его периода с длительностью периода обращения Земли вокруг собственной оси. Свойственный всему живому обмен веществ представляет собой цепь биохимических реакций, скорость которых зависит от присутствия специфических ферментов. Каждое звено этой цепи выступает потенциальным осциллятором (колебательной системой). Вероятно, среди многообразия биохимических циклов преимущество в отборе получили те, постоянная времени которых была близка к земным суткам - к 24 часам.

Генетическая закрепленность этого свойства определяет уникальную особенность околосуточных ритмов: они и в условиях изоляции сохраняются неограниченно долго. Характерно, что средний период каждого отдельного циркадного ритма не равен суткам в точности. По-видимому, в этом и проявляется особенность живых систем: существа с жесткой временной привязанностью к циклическим явлениям были бы нежизнеспособны, так как не могли бы адаптироваться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Так, у человека период ритма температуры тела составляет 25,0±0,5 ч и не зависит от того, выполняется ли тяжелая физическая работа или соблюдается постельный режим, находится обследуемый в полной изоляции или в коллективе. Суточная динамика температуры тела имеет волнообразный характер, с максимальным значением в 18 часов и минимальным между 1 часом ночи и 5 часами утра. Частота сердечных сокращений становится наибольшей к 18 часам. В это же время наблюдаются наиболее высокие показатели кровяного давления. Наименьшие величины частоты пульса отмечаются к 4 часам, а кровяного давления -- примерно к 9 часам утра. Определенные изменения в течение суток претерпевает и активность мозга. Ночью, особенно между 2 и 4 часами, у человека отмечается замедленность в действиях, снижается мышечная сила, понижается память, увеличивается число ошибок при решении задач.

Весь комплекс суточных ритмов человека и животных носит строго упорядоченный характер. Поддержание его постоянства, которое обеспечивает устойчивую внутреннюю сихронизацию циркадианных ритмов, осуществляется так называемыми датчиками времени (синхронизаторами ритмов). Различают физические и социальные сихронизаторы. К физическим синхронизаторам относятся геофизические суточные циклы, ведущим среди которых является чередование света и темноты. Свет побуждает нас к активной деятельности, темнота -- к покою. Человек во многом изолировал себя от окружающей среды, оградившись от ее неблагоприятных воздействий (мороза, дождя, прямой солнечной радиации), создав искусственные источники тепла и освещения. О времени суток, особенно городские жители, привыкли судить не столько по природным явлениям, сколько по положению стрелок на циферблате часов.

К числу социальных датчиков времени относятся также некоторые атрибуты городской жизни: изменения городского гула, связанные с приходом дня или ночи, огни и рекламы вечерних улиц. Роль социальных синхронизаторов ритмов исключительно велика в тех случаях, когда возникает необходимость перестройки привычного жизненного распорядка, например, при переходе из одной смены другую в условиях сменной работы, при переезде в другой часовой пояс.

Ритмы опорно-двигательного аппарата, многочисленных периферических и центральных нервных образований, обеспечивающих двигательную функцию, первыми подстраивают свою фазу новому суточному распорядку. Но в организме есть и другие, более инертные процессы, фаза которых изменяет свое положение гораздо медленнее. К их числу относится, например, суточный ритм температуры тела. И вот оказывается, что в то время, когда подвижные ритмы уже пришли в соответствие с новым режимом жизни, инертные ритмы только начинают свою перестройку, сохраняя в основном еще старое положение фаз. В результате естественна взаимосвязь циркадианных ритмов организма, их взаимная синхронизация утрачивается. Жизненные процессы оказываются десинхронизированными, и до тех пор, пока инертные ритмы не завершат своей перестройки, эта десинхронизация не исчезнет. Состояние организма в период рассогласования циркадианных ритмов, их взаимной десинхронизации, получило название десинхроноза.

Длительность состояния десинхроноза определяется величиной фазового сдвига. При максимально возможном сдвиге фазы ритма «активность - покой», равном 12 часам, явный десинхроноз продолжается около 10 дней. В случае частых повторных сдвигов, характерных для работы в гражданской авиации на трансмеридиональных линиях, десинхроноз принимает хроническую форму, так как при повторяющихся изменениях распорядка сна и бодрствования циркадианные ритмы жизненных функций просто не успевают синхронизироваться друг с другом (а если успевают, то ненадолго). В результате наступают длительные и стойкие нарушения сна, желудочно-кишечные расстройства (вплоть до язвенной болезни желудка и, особенно, 12-перстной кишки), нервные заболевания (неврозы).

Частые изменения ритма «сон - бодрствование» характерны и для производства со сменной организацией труда. Работа в разные смены, особенно при их нерациональном чередовании, также может повлечь за собой хронический десинхроноз с обязательной для него триадой симптомов: стойкими нарушениями сна, желудочно-кишечными расстройствами, неврозами. Люди, работающие по сменному графику, нуждаются в дополнительном отдыхе, во время которого они обязательно должны придерживаться четкого распорядка жизни, соответствующего естественному чередованию дня и ночи.

Стремясь обеспечить себе сон в течение ночи, мы принимаем снотворные средства, а днем пытаемся прогнать усталость и сонливость при помощи психостимуляторов. Беспечность, нежелание современного человека испытывать даже минимальные неудобства, стремление уйти от повышенных требований городской жизни приводят к злоупотреблению фармакологическими препаратами. Ежедневное употребление медикаментов только во Франции достигает 400 т, что составляет 10 г на душу населения. Проблема чрезмерного употребления городским населением лекарственных средств стоит все острее, так как приводит к возникновению ранее не известных заболеваний и изменению клинической картины известных. Например, неумеренное употребление антибиотиков способствовало возникновению новых штаммов бактерий, не только устойчивых к действию данного антибиотика, но и способных использовать его в качестве субстрата роста.

Нарушение биологических ритмов, то есть нарушение протекания тех циклов, на которых зиждется стабильность равновесия между внешней и внутренней средой, препятствует восстановлению израсходованных психосоматических запасов, вызывает усталость, приводит к глубоким нарушениям физиологии человека. В условиях возрастания удельного веса вредно действующих внешних и внутренних факторов, при сложившейся в большинстве городов неблагоприятной, а иногда и кризисной экологической ситуации это серьезно угрожает здоровью городского жителя.