Воздействие городов на природную среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Сегодня человечество оказалось перед выбором - стать более цивилизованным, нравственным, просто более разумным, либо погубить и себя и жизнь на планете. Еще вчера человечество по праву гордилось своими научно-техническими достижениями. Они казались несомненными - мы освоили атомную энергию, шагнули в космос, приблизились к разгадке тайн жизни. Но сегодня гордость сменилась тревогой за состояние биосферы, разрушающейся из-за неразумного использования людьми мощных сил, полученных благодаря развитию науки и техники. Мы с беспокойством видим, как покрывают планету зоны экологического бедствия, запустению подвергаются цветущие прежде земли.

Осознав остроту ситуации, человечество начинает понимать, что кризис, последствия которого будут гибельными для жизни на Земле становится все более реальным.

Однако не следует думать, что такое мироощущение сформировалось только в наше время. Подобные мысли посещали людей всегда. Люди издавна чувствовали зависимость своего существования от внешних природных и надприродных сил, ощущали близость и неизбежность конца - прежде всего в личностном смысле: смерти, и в смысле общечеловеческом: Конца Света.

Для древнего человека, воспринимавшего мир мифотворчески, грозные явления природы представлялись внешними, видимыми проявлениями воли верховного божества. Он был беззащитен перед грозными стихиями и остро ощущал свое бессилие. Такое понимание мира сравнимо с мироощущением современного человека, осознающего возможность самоуничтожения в ядерной войне, идущего к генетическому вырождению под воздействием неблагоприятной экологической обстановки. Но в прошлом гнев богов, приводящий к стихийным бедствиям, человек приписывал своей греховности, отступлению от правил религиозной нравственности. Ныне это миропонимание наполнилось новым содержанием. Возможность дальнейшего существования цивилизации, да и самой жизни, во многом зависит от того, насколько человечество будет нравственным по отношению к самому себе. Парадокс нашего времени заключается в том, что человечество более всего должно опасаться разрушительных сил, заключенных в самом человечестве. Теперь мы сами в роли карающего божества, мы сами подталкиваем природу к экологическому апокалипсису и сами же выступаем в роли жертвы.

Сегодня даже угроза применения ядерного оружия кажется не столь неотвратимой, как угроза приближающейся экологической катастрофы. Крайне опасно загрязнение окружающей среды, ведущее к медленному, но почти необратимому разрушению биосферы.

Изменение климата, кислотные дожди, загрязнение океанов, рек, пресноводных водоемов, истощение озонового слоя, гибель тропических лесов, отчуждение огромных территорий в результате промышленных аварий - приобретают первостепенную важность для всех людей на Земле.

Наша страна близка к тому, чтобы вскоре стать зоной сплошного экологического неблагополучия. Бедственное положение Арала, загрязнение Байкала, умирание Волги - вот примеры разразившихся экологических катастроф.

Неразумность и некомпетентность человека уже привели к трагедии Чернобыля, сравнимой по масштабам с последствиями применения ядерного оружия. Но хозяйственная система, которая, как Молох, разрушает все на своем пути, подминает под себя и самого человека, должна быть взята под разумный контроль.

В последнее время, в связи с переживаемыми страной определенными экономическими трудностями, начинает преобладать мнение, что сейчас следует подождать с развертыванием экологических программ, что мы поспешили, закрыв многие отравлявшие окружающую среду предприятия, этим мы якобы усугубили и без того плачевное экономическое положение в стране. Это очень опасное суждение. Сегодня даже бедственное состояние экономики не может быть препятствием для борьбы за охрану природной среды.

Дж. Мартин, признавал, что сегодня нам легче уничтожить нашу планету, чем ликвидировать нанесенный ей ущерб, тем не менее, считает, что хотя эта проблема создана технологией, и, однако, единственное ее решение - не сдерживать технологию, а всячески развивать ее. Отказаться от технологии или остановить ее дальнейшее развитие, - считает он, - значит обречь мир на невиданные лишения… Необходимо выбрать и развивать те технологии, которые находятся в гармонии с природой.

Человек утратил единство с природой. Перед лицом трагической ситуации человек делает выбор. Он должен искать утраченную гармонию.

1. Геоэкологические проблемы городов

Геоэкологические проблемы городов весьма разнообразны и определяются, с одной стороны, природной обстановкой и с другой - планировочными решениями и их реализацией в застройке и эксплуатации городских территорий. Также правомерно говорить о некоторых общих тенденциях изменения геоэкологической обстановки природной территории, по мере ее трансформации кварталами городской застройки и частными воздействиями, свойственных только тем или иным природным условиям застройки, тому или иному городу.

В качестве наиболее общих тенденций изменения геоэкологических условий можно рассмотреть следующие композиции. Изменение водного баланса между поверхностными, грунтовыми и глубокими подземными водами. Наиболее обычным его следствием является повышение уровня грунтовых вод, вызываемое двумя однонаправленными процессами. Заменой естественного почвенного покрова застроенными и заасфальтированными территориями, что практически исключает из водного баланса испарение с поверхности почвы и протечки водопроводных и канализационных систем, круглогодично обеспечивающие возможность восполнения ресурсов грунтовых вод. Оба эти обстоятельства, в сочетании с планировкой территории, полной или частичной ликвидации естественных дрен, приводят к подъему зеркала грунтовых вод, подтапливанию оснований и фундаментов зданий и сооружений, снижению несущей способности грунтов основания и, как следствие, деформация, а в критических ситуациях - разрушение зданий и сооружений.

В случаях, когда на территории города производится промышленная эксплуатация глубоких горизонтов подземных вод и возникает адекватная депрессионная воронка, при условии постоянного восполнения грунтового водоносного горизонта, о чем сказано выше, усиливается инфильтрация грунтовых вод в глубокие горизонты. Этот процесс активизации вертикального движения подземных вод сопровождается развитием процессов суффозии (выноса тонкоземлистого материала) или карста (растворения и выщелачивания карбонатного материала известняков с образованием карстовых полостей). Нечто подобное наблюдается, в частности, на северо-западе Москвы, где обнаружены новые горизонты карстования в карбонатных породах карбона, а карстовые полости распространились местами к самой застроенной поверхности города.

Изменение теплового баланса вызванное совокупностью многих причин, включая изменение альбедо подстилающей поверхности, представленной на преобладающей площади асфальтовыми покрытиями и кровлями зданий, степени ее освещенности и затененности в условиях многоэтажной застройки, сбросом тепла ГРЭС, ЦЭС, транспорта, зданий, канализационных стоков и горячей воды при протечках в системах теплоснабжения. И, как следствие изменение температурного режима подземного пространства в основании города вследствие изменения теплового баланса поверхности и непосредственного влияния зданий, сооружений и городских коммуникаций. В частности, геотермическая аномалия порядка +15С0 сформировалась в основании Москвы, а повышенная температура подземных вод в пределах этой аномалии способствует еще большей активизации глубинных карстовых процессов и усугубляет без того сложное положение с эксплуатацией зданий и сооружений на северо-западе столицы.

Изменение геодинамической ситуации, вызванное дополнительной, и притом неравномерной перегрузкой поверхности за счет привнесенных масс материалов строительных конструкций, в пределах территории города. Этот фактор дополнительной перегрузки может сопровождаться также одновременной откачкой подземных вод, в случае их использовании для питьевых или технических целей. Как следствие на фоне общего опускания поверхности городов (под действием изостатических сил и изъятия подземных вод из порового пространства горных пород основания города), активизируются местные, очаговые оползневые и солифлюкционные процессы способные в условиях городской застройки привести к деформации зданий, и коммуникаций.

Загрязнение подземного пространства и содержащихся там водоносных горизонтов за счет инфильтрации вод с поверхности улиц и дворов, протечек через не плотности конструкций дренажных канав и канализационных систем, просачивания атмосферных осадков через свалки твердого мусора.

Особого внимания заслуживает развитие неблагоприятной инженерно-экологической ситуации городов и поселков, расположенных в мерзлотных условиях. Криогенные геологические процессы, развивающиеся в подобных условиях могут быть наиболее обстоятельно рассмотрены на примере Якутска - города, заложенного и построенного в крайне сложной геокриологической обстановке.

Якутск расположен на поверхности аккумулятивных надпойменных террас реки Лены, сложенных супесчаными и суглинистыми мерзлыми (многолетнемерзлыми) породами, имеющими постоянную температуру порядка -40С. и содержащими в своем составе лед в форме основного цемента, а также шлировых выделений, ледяных линз и вертикальных клиньев (так называемых повторно-жильных льдов). Над мерзлыми породами располагается сезонноталый слой (слой сезонного оттаивания), глубина которого от поверхности измеряется несколькими десятками сантиметров - первыми метрами, в зависимости от состава грунтов, экспозиции склонов, условий обводненности (дренированности). В естественных условиях она определяется природными неровностями рельефа, в частности - впадинами озерно-старичной сети, расчленяющей поверхность террас и обеспечивавшими тем самым дренирование сезонно-талого слоя. Застройка города и связанная с этим обстоятельством перепланировка поверхности и коренное изменение водного баланса вызвала к жизни целый комплекс геокриологических процессов, последствия которых существенно осложняют условия строительства и, главное, надежность эксплуатации уже выстроенных зданий и комфортность проживания во многих из них. В частности организация кварталов, ограниченных улицами привела к тому, что под улицами на которых либо убирается зимой снег, либо уплотняется транспортом, процессы охлаждения недр усиливается в сравнении с внутриквартальным пространством. В результате поверхность мерзлых пород по периферии кварталов становится приподнятой относительно внутриквартальной, а все внутриквартальное пространство оказывается отрезанным от природных дрен. При отсутствии искусственного дренажа или неадекватной его эксплуатации возникают условия, способствующие подтоплению сезонноталого слоя внутриквартальных территорий со всеми расположенными там зданиями. Этому подтоплению способствуют протечки водопроводно-канализационных систем, поставляющих на территорию города и каждого его квартала дополнительные к осадкам количество влаги.

Постройка зданий, особенно повышенной этажности, приводит к изменению условий инсоляции поверхности и, как следствие, контрастированию температурных условий подземного пространства - относительному понижению отрицательных температур в пределах затененной поверхности и ее повышению под освещенной. В результате измениться свойства и несущая способность мерзлых пород основания зданий и сооружений, что в критических случаях может привести к деформации строительных конструкций.

Перепланировка поверхности, необходимая для организации городской территории, в частности - подсыпка грунта в основание строящихся зданий и сооружений в сочетании с протечками воды из технических этажей, водопроводов и канализационных систем также способствует подтоплению ранее построенных домов, дворов и даже уличных проездов.

Систематическое подтопление внутриквартальных территорий, включая грунты оснований расположенных там зданий и сооружений, приводит, в свою очередь, к повышению температур грунтов основания и их переходу из мерзлого состояния в талое, либо из прочномерзлого в вяломерзлое. В первом случае, если строительство велось по первому принципу - с сохранением грунтов основания в мерзлом состоянии, деформации здания, вплоть до его разрушения неизбежны, во втором - их вероятность существенно возрастает.

Нарушение геохимического баланса поверхности, грунтов основания и конструкций зданий и сооружений - еще один геоэкологический процесс, происходящий в экстремальных климатических условиях севера и оказывающий решающее влияние на длительную устойчивости надземных строительных конструкций. Его суть состоит в том, что в условиях Центральной Якутии на территории которой испаряемость существенно превышает количество осадков, при устойчивом подтоплении внутриквартальных территорий и отсутствии дренажа надмерзлотных вод, удаление какой то части излишней влаги с поверхности и из грунтов сезонноталого слоя происходит в результате ее испарения. Испарение, в свою очередь, приводит к последовательному и непрерывному возрастанию минерализации надмерзлотных вод. Однако известно, что чем выше минерализация воды, тем более низкие температуры потребны для ее замерзания. Следствие этого процесса - сохранение остаточных или формирование новых линз жидкой воды, имеющей отрицательную температуру, существующих круглогодично. Такие отрицательно температурные воды получили название криопэги от латинского криос - холод, и пэги - воды.

В условиях переменных температур грунтов верхней части геологического разреза, а амплитуда их температур в Центральной Якутии приближается к 100 Со, минерализация воды в таких линзах не остается постоянной но меняется, возрастая при ее охлаждении и понижаясь при повышении температуры воды. Адекватно меняются и объемы линзы криопэгов - часть воды при понижении ее температуры замерзает, отдавая часть растворенных солей остающейся влаги, для того, чтобы при повышении температуры вновь произошло оттаивание очередных порций надмерзлотных вод или грунтового льда-цемента. В результате такой "гармоники" температур и объемов воды, линзы криопэгов мигрируют в подземном пространстве в направлениях более высоких относительных температур и более льдистых грунтов. Подобная миграция линз криопэгов в случае, если линза переместится в основание здания может привести к деформации фундамента и самого здания.

Физико-химическое выветривание, известное из школьных учебников - еще один реальный геологический процесс, существенно осложняющий эксплуатацию зданий и сооружений. Его суть, в конкретных условиях северного города, сводится к следующему. В результате недостаточной гидроизоляции от надмерзлотных вод стен зданий, построенных из кирпича, шлакоблоков и других подобных строительных материалов, происходит капиллярное подтягивание влаги к рантбалке и далее в материал стены. В результате понижения - повышения температур по сезонам года, в дневное и ночное время, происходит протаивание-промерзание этой воды, причем в области отрицательных температур. При замерзании капиллярной влаги часть растворенных в ней солей, в первую очередь - гидрокарбонатов кальция и магния, переходит в нерастворимый осадок. Агрессивность воды по отношению к бетону возрастает, что приводит к растворению уже новых порций материала конструкции. Этот процесс происходит на фоне непрерывного замерзания-оттаивания воды в порах конструкционных материалов, сопровождается эффектом отслоения какой то их части, вплоть до полного разрушения стены, реже части рантбалки или свайного основания. город проблема геоэкологический загрязнение

Однако геохимические процессы, в сочетании с промерзанием-протаиванием грунтов, воздействуют не только на здания и сооружения, но также и на подземные коммуникации - электрические и телефонные кабели, водопроводные и канализационные сети. Высочайшая агрессивность надмерзлотных вод по отношению к бетону и металлу вызывает коррозию железных и стальных труб, изоляции кабелей, а растягивающие усилия, возникающие в результате смерзания линейных подземных конструкций с грунтом и понижения температур последнего зимой, приводит к морозному растрескиванию грунтов и разрыву конструкций в зоне такого растрескивания.

Выпучивание деревянных свайных оснований старого города - еще один геологический процесс, существенно влияющий на состояние дорожного полотна и тротуаров, приводящий к нарушению балластной подушки и асфальтового покрытия. Его возникновение также связано с изменением воднотеплового баланса грунтов основания дороги.

Таков комплекс инженерных геоэкологических процессов существенно осложняющих строительство и, в особенности, эксплуатацию зданий, сооружений и инженерных коммуникаций, приводящий к высокой их аварийности, многократно увеличивающий ассигнования, потребные на ремонтно-восстановительные работы.

2. Факторы благополучия (неблагополучия) городов

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, энергии и информации, входящих в городскую черту и перераспределяющихся на территории города между отдельными компонентами городской природно-технической геосистемы и населяющими город людьми. Состав и напряженность экологических проблем велики и разнообразны в зависимости от следующих обстоятельств:

· Масштаба города - его площади, состава и численности городского населения. Именно эти обстоятельства во многом определяют напряженность транспортных потоков, обеспечивающих горожан всем необходимым, количество личных и общественных автомобилей на его улицах, объемы бытового мусора, выводимого на свалки или перерабатываемого на соответствующих предприятиях.

· Природных условий территории: особенностей климата, включая циркуляционные процессы в атмосфере наличие или отсутствие крупных водных объектов, лесных массивов внутри и по периферии города. По условиям рельефа многие города, (например Алма-Ата) оказываются расположенными в межгорных впадинах, расширениях речных долин (например Красноярск в долине р Енисей, Якутск в долине р. Лены), амфитеатрах, открытых в сторону моря (Ялта, Владивосток). Есть города, раскинувшиеся на равнинах(С.Петербург, Новосибирск) или "на семи холмах", как например Москва, в ландшафте которой немалая роль принадлежит ледниковым образованиям. Есть города - "северяне", расположенные за полярным кругом и в экстремальных климатических условиях низких (Норильск, Якутск) и "южане" - высоких (Ташкент) температур воздуха. Есть города. постоянно страдающие от сильнейших ветров (Новороссийск) и наоборот, от длительного застойного состояния атмосферы (Красноярск. Якутск). Эти природные обстоятельства расположения городов во многом определяют степень комфортности проживания горожан, энергетические затраты, необходимые для обеспечения необходимого уровня комфорта, условия водоснабжения и рекреации, темпы разубоживания и нейтрализации загрязнений, сбрасываемых в атмосферу и водные источники.

· Характера и масштабов производства и адекватных выпусков и выбросов веществ, загрязняющих атмосферу, водные источники и почвы городской территории. По этим признакам могут быть выделены города промышленные, жизнь которых ориентирована на обслуживание промышленных предприятий, или транспортных узлов. Города административные, в которых сосредоточено управление какими то территориями и, обычно, учебные заведения, а промышленное производство призвано лишь обеспечить трудоустройство и жизнь горожан, например наша столица Республики Саха (Якутии). Города, сочетающие в себе оба этих направления деятельности, обычно крупные промышленно-административные центры, вроде С.-Петербурга, Красноярска, Екатеринбурга, Новосибирска и многие другие с населением обычно приближающимся к миллионному рубежу или переходящему его.

· Особенностей застройки - ее этажности, экспозиции в отношении стран света и главенствующих элементов рельефа. Наблюдаемая сейчас тенденция существенного увеличения этажности застройки в городах России, порой без учета степени надежности и тенденций изменения грунтов оснований фундаментов, увеличения плотности населения, транспортных потоков и всей городской инфраструктуры может в перспективе вызвать дополнительно экологические трудности. Например, при полной возможности оптимальной планировки застройки 202 микрорайона Якутска , есть жилые корпуса, ориентированные таким образом, что во многие квартиры солнечные лучи вообще не попадают.

· Особенностями геоэкологической ситуации, в частности надежности грунтов основания зданий и сооружений.

· Совершенством инженерных сетей и коммуникаций, обеспечивающих снабжение города водой и отводящих канализационные стоки, надежность электроснабжения, связи и получения информации.

· Наконец, что чрезвычайно важно, уровнем культуры горожан, их отношением к городскому хозяйству, детским площадкам и зеленым насаждениям города и пригородным лесам и паркам, газонам и скамейкам, подъездам и стенам домов. Ни один цивилизованный европеец не позволит себе выбросить в ближайшем пригородном лесу мусор, появившийся у него после ремонта или на дачном участке, украсть и увезти к себе на дачу понравившуюся ему автобусную обстановку, содрать с другой шиферную кровлю. Проявляемый нами вандализм в отношении "не своего" добра еще долгое время не позволит оптимизировать экологическую ситуацию в столице Якутии, при самом пристальном внимании к этим вопросам со стороны городских властей и при наличии средств и технических возможностей.

В условиях города, как нигде ярко проявляется техногенная нагрузка на в корне измененную природную среду и человека, ярко выступают противоречия между:

· планировочными подходами, требующими, в зависимости от многих внутренних и внешних факторов, достаточных рекреационных и буферных зон, в свою очередь растягивающих инженерные сети и коммуникации, увеличивающие общую площадь городской застройки;

· прагматичными техническими подходами к застройке со стороны государственных чиновников и проектировщиков, реализующих тенденцию всемерного территориального сближения производств и селитебных зон, сокращения за счет этого расходов на строительство и эксплуатацию трубопроводных, транспортных и энергетических и телефонных коммуникаций;

· многосторонними, и порой не всегда совпадающими потребностями горожан, необходимостью предусматривать возможность удовлетворения интересов различных социальных, этнических и религиозных групп городского населения;

· позициями строительных фирм, интересы которых во многом определяются транспортной доступностью стpойучастков, близостью или отдаленностью существующих коммуникаций, а в условиях рыночной экономики, также стоимостью земли и возможностью ее приобретения;

· идеологической подоплекой планировочных решений городов "развитого социализма", должной подчеркнуть равные (равно неоптимальные!) условия жизни в них различных слоев городского населения.

Ориентировка городов на обслуживание промышленных предприятий, транспортных и энергетических узлов, иных хозяйственных объектов, привела к значительной перепланировке центральных частей старых российских городов. В них были уничтожены многочисленные церкви, храмы и памятники, с их инфраструктурой, обычно включавшей в себя также сады и зеленые насаждения.

Расширение городов, концентрация в них производств и населения, диктуют необходимость новых планировочных решений. В частности, потребность все большего числа людей проехать дважды в день на pаботу и с pаботы из все более отдаленных "спальных" районов города и его пригородов была реализована развитием рельсового, автомобильного и автобусного транспорта. Возросший транспортный поток потребовал, во многих случаях, изменить направление дорожной сети, увеличить ее пропускную способность, изменить организацию движения и информацию его участников, перевести часть транспортных артерий и пешеходных переходов под землю. Вслед за транспортом, учитывая высокую стоимость земли в городах, под землей началось размещение утилидоров, концентрирующих в себе все канализационно-водопроводное и кабельное хозяйство города, а также гаражей, телефонных станций, складов, торговых точек и крупных торговых центров. Примером может служить обустройство подземного пространства Манежной площади в Москве и не совсем удачная попытка организации водопроводно-канализационного коллектора в Якутске. Уход "Под землю" - реальная тенденция обустройства городов в обозримой перспективе.

Длительное время города формировались достаточно спонтанно, без научной и планировочной оптимизации производственных, селитебных рекреационных и буферных (зоны санитарной охраны) территорий. Особенно бурный территориальный рост городов наступил после второй мировой войны, чему во многом способствовала массовая автомобилизация населения многих стран. В США этот процесс получил определение "расползания городов". В России наиболее известным примером подобного расширения городской территории является Москва, поглотившая своими кварталами многие села и их земли в пределах 107 километровой московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД) и продолжающая наступать на окраины Лосиноостpовского национального природного парка, Битцевского лесопарка и иных зеленых пока территорий, пересекаемых МКАД. Кроме того, Большая Москва перевалила через МКАД в форме городов-спутников. Фактически формируется новая, еще более крупная агломерация в границах следующей кольцевой дороги с радиусом порядка 50 км. Одновременно происходит дальнейшее развитие московского метрополитена и третьего автомобильного кольца "Г" между Садовым кольцом "Б" и МКАД.

Расползание городов на обширных пространствах порождает множество экологических проблем, важнейшие из которых составляют:

1. Сокращение сельскохозяйственных угодий, земли которых отторгаются районами городской застройки, рекреационными пригородными парками и лесными массивами, необходимыми для обеспечения отдыха населения и в качестве буферных зон, например зон санитарной охраны, призванных принять на себя и нейтрализовать какие то загрязнения, поступающие в воздушную среду с производственных объектов, предприятий теплоэнергетики и транспортных артерий.

2. Интенсификацию использования энергетических pесуpсов, вплоть до их истощения за счет необходимости:

· освещения территории города;

· интенсивной эксплуатации транспортных средств;

· в городах гиоидной, субарктической и арктической зон, кроме того, теплофикации городов в холодный период года;

· в городах тропической, субтропической и аридной зон, кроме того, использования кондиционеров воздуха;

· эксплуатации многих очистных сооружений и мусороперерабатывающих заводов.

3. Ухудшение состояния воздушной среды города сбросом загрязняющих веществ в атмосферу транспортом, производственными и теплоэнергетическими объектами а также за счет повышенной запыленности атмосферы. Загрязнение, вызывающее, в сочетании с имеющейся естественной влажностью воздуха и солнечной радиацией, образование в теплое время года высокотоксичного фотохимического смога, а при низких отрицательных температурах воздуха морозного тумана, также весьма отрицательно влияющего на состояние верхних дыхательных путей и общего здоровья горожан.

4.Дегpадация водных pесуpсов вследствие их изъятия для обеспечения нужд города и загрязнения водных объектов через воздушную среду, сбросом неочищенных и неочищенных сточных вод в водные объекты.

5. Утрата и сокращение мест отдыха, а также зеленых массивов внутри и по периферии городов в которых осуществляется восстановление атмосферного кислорода, нейтрализация загрязнений, выпадающих из воздуха, а также снижение качества природной основы рекреационных зон и, соответственно, их реабилитирующей роли.

6.Возникновение и воздействие на организм человека электромагнитных полей и излучений, связанных с линиями высоковольтных электропередач, работой передающих радиостанций, радаров метеослужбы и других источников электромагнитного излучения.

7. Изменение микроклиматической обстановки, вызванное тем, что более теплый, в сравнении с пригородной зоной, но загрязнённый воздух, формирующийся на городской территорией, образует устойчивый вертикальный воздушный поток. В условиях низких зимних температур и атмосферой инверсии, поднявшийся над городом воздух растекается к его периферии, постепенно охлаждается, опускается к земле и вновь возвращается в город. Особенно ярко эти процессы проявляются в условиях континентального климата в северных и сибирских городах расположенных в межгорных впадинах и глубоко врезанных долинах рек. В тропических и субтропических условиях, вертикальный ток воздуха, возникающий вследствие нагрева асфальтированной поверхности улиц и зданий, препятствует прохождению над городом влажных воздушных масс и тем самым создает дополнительные условия устойчивой засухи.

8. Осложнение геоэкологических условий развития города, эксплуатации жилых и промышленных зданий, сооружений и инженерных коммуникаций по причине активизации и появления новых, не свойственных данной местности, инженерно-геологических процессов.

9. Формирование антропогенных зооценозов (крысы, мыши, бродячие собаки и др.).

10. Осложнение санитарно-гигиенической и эпидемиологической обстановки вследствие концентрации людей и снижения иммунитета за счет постоянного преодоления городскими жителями бактериологических и химических загрязнений в воздухе, воде и отнюдь не всегда экологически чистых продуктах питания.

11. Наконец, нередко - возникновение и усиление социальной напряжённости, являющейся естественным следствием нескольких традиционных и нетрадиционных причин:

· высокой концентрации населения, практически всегда неоднородного по своим социальным, этническим, религиозным или иным основаниям;

· противостоянием между: состоятельными жителями города и малоимущими гражданами, жаждущими передела собственности насильственным путем, памятуя, как это произошло в революционные годы; постоянными горожанами и сельскими жителями, переселившимися в город, но не имевшими достаточно времени для адаптации к городским условиям жизни. И, наконец -

· массовое появление в городах беженцев из смежных и отдаленных государств, из "горячих точек", покинувших родные пределы из за националистических проявлений или иных причин опасности дальнейшего в них пребывания.

Анализ состояния городской среды большинства сибирских городов, произведенный на основе учета развития перечисленных выше тенденций показывает, что в подавляющем их большинстве оно может быть оценено как "кризисное, предшествующее экологическим катастрофам". Все сказанное выше показывает, что урбанизация, как объективно существующий и продолжающийся уже многие века процесс, с одной стороны, обеспечивает городских жителей максимумом удобств и жизненных благ, но, с другой, существенно осложняет экологическую, социальную и, соответственно, демографическую ситуацию.

Одним из факторов, который практически не просматривается в районных планировках, экологических и, порой, санитарно-эпидемиологических программах российских городов, является преобразования городом биосферная компонента. Она, помимо человека, включает в себя, все виды зеленых насаждений, городские популяции животных - голубей, воробьев, ворон, галок, водоплавающих птиц, зимующих на проталинах водных объектов, крыс и мышей, "одомашненных" насекомых, таких как комары, блохи и тараканы, клопы, наконец микробиологического и вирусного населения многоэтажных зданий, городских квартир. Постоянными "лабораториями, производителями и репродукторами" микробного и вирусного населения являются городские помойки, свалки, поля биологической очистки, откуда вторичные и измененные биологические продукты могут поступать обратно в город. В свою очередь, экологические ниши, освободившиеся от представителей дикой природы, занимают городские животные: одичавшие кошки и бродячие собаки. Стаи последних, при условии инфекции бешенства или генетической агрессивности становятся опасными для жителей, особенно - детского населения города. Во многих городах Индии к этому списку прибавляются также священные коровы и обезьяны. В некоторых европейских городах появились популяции лисиц.

Все эти нежелательные биогенные составляющие городской среды способствуют переносу и распространению бактерий и вирусов, все более приспосабливающихся к антибиотикам и другим лекарственным препаратам. В результате учащаются и, в условиях общей жилищной и транспортной скученности населения, усиливаются, порой выходя из-под контроля по своим последствиям эпидемии различных заболеваний в том числе - венерических заболеваний и СПИДа. На этом фоне, возникают пригородные зональные и парковые очаги клещевого энцефалита, провоцируются стрептококковые и иные инфекции внутри больниц и родильных домов, происходит адаптация возбудителей к антибиотикам и другим лекарственным препаратам. В социальном плане эпидемиями можно назвать также массовые проявления алкоголизма, и в особенности - наркомании и токсикомании.

Как ни парадоксально звучит, но повышенная комфортность городской жизни и привыкание к ней горожан, в сочетании с "лекарственным давлением" - постоянной пропагандой все новых и новых лекарственных средств, при повышении стоимости квалифицированной медицинской помощи, переходу все большего числа граждан на "самолеченье" и использование этих лекарств без врачебных рекомендаций, еще более способствует снижению природных адаптационных возможностей горожан.

Это снижение адаптивности может происходить на фоне нарушения регуляции естественных биоритмов, в частности наиболее важного - цикадного (суточного) ритма, что может быть следствием искусственного освещения, продлевающего световой день, длительного и нерегулярного пребывания в городском транспорте.

Систематическое нарушение биоритмов вызывает десинхронизацию и нарушение сложившегося или оптимального ритмического инварианта способно привести к состоянию патологии.

Разобщенность между городом и деревней наиболее конфликтно проявляется в регионах бывшего СССР, социальная политика которого десятки лет ориентировалась на дискриминацию сельского населения. Эта дискриминация проявлялась в том, что именно сельское население полностью обеспечивало городских жителей и армию продуктами питания, но не получало адекватной платы ни в прямом денежном исчислении, ни в форме жизненных благ и услуг, которые имели городские жители. Она сохраняется и в настоящее время, с той лишь разницей, что многие из экологических проблем городов имеют тенденцию распространятся и в сельские местности. Воздушный и водный переносы загрязнений не знают городских границ, чрезмерное использование удобрений и всевозможных стимуляторов повышения урожайности, природа в весе сельскохозяйственных животных снижает качество продуктов питания и городских, и сельских жителей. Однако, нередко лишенные квалифицированной медицинской помощи, доступной горожанам, сельские жители оказываются в значительно менее благоприятной ситуации со здоровьем, при, казалось бы, более спокойной и надежной экологии сельских мест.

3. О возможностях сокращения темпов расползания городов

Выше было показано, что процесс территориального разрастания городов объективен и преодоление его должно быть направлено к выявлению и исключению вызывающих его причин. Их рассмотрение выходит далеко за пределы курса экологии и потому здесь можно коснуться лишь некоторых вопросов, преимущественно экологического плана. Одним из кардинальных путей преодоления фактора расползания городов, особенно перспективный именно для старых городов Сибири - совершенствование городской застройки за счет замены сохранившейся в большинстве таких городов рассредоточенной усадебной планировки на сосредоточенную, однако с ограничением этажности в пределах 3 - 5 этажей. Это направление перепланировки города позволило бы обеспечить его жителей современными инженерными системами и благоустройством, и дало бы возможность высвободить дополнительные рекреационные территории для организации садов, озелененных спортивных и детских площадок.

Сопоставление двух вариантов застройки окрестностей одного из американских городов восточного побережья показало, что компактная застройка в сравнении с рассредоточенной позволит сократить:

· потери плодородных земель и леса, соответственно на 76 и 65%

· примерно вдвое загрязнение поверхностных водных источников за счет уменьшения расхода ливневых стоков с территории города и со строительных площадок;

· расходы на отопление и, соответственно, загрязнение воздуха на 25% и еще на 17% - загрязнение воздуха за счет уменьшения пробега личных автомобилей и, соответственно, потребляемого ими топлива;

· расходы на на сбор и перевозку твёрдых отходов;

· расходы на перевозку учащихся;

· цены на жилье.

· сделать более эффективной pаботу общественного транспорта за счет сокращения количества остановок и увеличения числе перевозимых пассажиров на каждый километр.

Однако высокая степень компактности застройки, при одновременном увеличении этажности, увеличивает количество и плотность населения, необходимость концентрации сервисных служб, и магазинов, что, в свою очередь, приводит к относительному увеличению числа автомобильного транспорта, должного обеспечить переезд людей на pаботу и с pаботы и снабжения всем необходимым.

Все это, в совокупности, создает неблагоприятные экологические условия и требует, адекватного, увеличения рекреационных и реабилитационных территорий для возможностей отдыха жителей такого района. Возможно, что в отдельных случаях окажется целесообразным совместить парковую зону по периферии городов с малоэтажной коттеджной застройкой, как это имеет место в пригородной зоне Анкориджа, штат Аляска, США, при условии, что вокруг коттеджей будут организованы зеленые декоративные насаждения и сохранен лесной массив или тот естественный ландшафт, который был до застройки. Наконец, при строительстве новых гоpодов, может быть использован приём формирования отдельных относительно самостоятельных районов с законченной инфраструктурой, отчлененных друг от друга парковыми и лесными заповедными зонами, как это реализовано в университетском городке Феpбенксе, шт. Аляска.

4. Интенсификация использования энергетических pесуpсов

Необходимость интенсивного использования в городах энергетических pесуpсов имеет неблагоприятные последствия и в экономическом и в экологическом отношении. Экологические последствия интенсивного использования энергетических pесуpсов проявляются непосредственно в городах в интенсивных выбросах в атмосферу загрязняющих компонентов ТЭЦ, ГРЭС и автомобильного транспорта. Необходимость использования дополнительных энергоносителей и доставка их в город создают дополнительные же экологические нагрузки на pесуpсодобывающие регионы и транспорт. Следовательно, важнейшим направлением деятельности, способствующей стабилизации или улучшению экологической обстановки в городах является всемерное сокращение энергетических расходов и совершенствование использования транспортных средств. Это направление может быть, как показывает опыт, реализовано посредством:

· сознательного сбережения энергии каждым жителем в своем собственном доме;

· замены ламп накаливания более совершенными и экономичными люминесцентными лампами;

· автоматизации включения - выключения осветительной сети в соответствии с меняющейся естественной освещенностью улиц;

· сокращения протечек в системах водо и теплоснабжения;

· улучшения, в холодный период года, теплоизоляции зданий, особенно административных;

· использования дополнительных нетрадиционных видов получения энергии - солнечной, ветровой и т.п.

· использования современных систем зажигания и лучшего их регулирования в автомобильных двигателях;

· совершенствования и унификации систем перевозок, снижающих или исключающих вовсе пустопорожние рейсы;

· исключения использования в городах этилированного бензина и, соответственно, в составе отходящих газов токсичных соединений свинца;

· в условиях севера перспективным представляется иметь электронагреватель в двигателе автомобиля и соответствующие разъёмы на стоянках автотранспорта, что позволяет на любой срок оставлять автомобиль, не сжигая горючее для обогрева двигателя и не загрязняя городской воздух.

· замена бензиновых и дизельных двигателей городского автотранспорта на смешанное питание жидким и газообразным топливом, что не снижает общего расхода энергоносителей, однако резко уменьшает токсичность отходящих газов.

5. Загрязнение воздушной среды городов

В какой-то мере проблема загрязнения городского воздуха была затронута выше при обсуждении вопросов экономии энергоносителей и электроэнергии. Она давно привлекает внимание и исследователей и самих горожан. Вот что еще в середине ХVI века писал о Лондоне английский натуралист Дж.Эльвин: "...тогда как во всех других местах воздух чист и прозрачен, здесь его затмевает такая пелена сернистого газа, что даже солнце едва может пробиться сквозь эту завесу и рассеять ее: уже на расстоянии нескольких миль... утомленный путник узнает по запаху город, в который держит путь". Причина тому лежала в любви лондонцев к каминам, которые они топили каменным углем. Отсутствие достаточной тяги приводило к неполному сгоранию угля в каминах и, как следствие, загрязнению городской атмосферы. В России высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха наблюдался в 38 городах; хотя в ряде городов, отнесенных в начале последнего десятилетия к числу наиболее загрязненных, концентрации загрязняющих примесей снизились. Например, сократились концентрации пыли, бенз(а)пирена и формальдегида в Абакане, сероуглерода и оксидов азота в Березниках, бенз(а)пирена в Челябинске. Эти города в 1994 г. не вошли в список городов с высоким уровнем загрязнения воздуха. Также несколько снизился уровень загрязнения воздуха в Краснодаре, Магадане, Москве, Мытищах, Петропавловске-Камчатском, Тольятти, Ульяновске и Череповце. В этих городах индекс загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА) составляет величину, находящуюся в пределах 14 " ИЗА ". Однако они остаются в списке городов с высоким уровнем загрязнения. В некоторых из них официальные данные загрязнения занижены, что может объясняться уменьшением числа станций наблюдений в зонах высокого загрязнения воздуха (например, в Череповце сократилось количество наблюдений за сероуглеродом).

В 75% городов с очень высоким уровнем загрязнения воздуха отмечаются наибольшие концентрации бенз(а)пирена, формальдегида, пыли, диоксида азота. Специфические примеси, такие как метилмеркаптан, сероуглерод, стирол, являются определяющими во всех городах, где имеются выбросы этих веществ. В соответствии со стандартом ВОЗ к таким веществам относят также бензол, принятый в России ПДК которого в 4 раза выше стандарта Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).

Выделяются края, области или районы, где 40-50% населения проживает на территориях с очень высоким загрязнением атмосферы. К таким территориям на Камчатке относится Петропавловск-Камчатский, в Иркутской области - Ангарск, Братск, Зима, Иркутск, Усолье-Сибирское, Шелехов, в Кемеровской области - Кемерово, Новокузнецк, в Красноярском крае - Красноярск, Абакан, в Московской области - Москва и Мытищи, в Хабаровским крае - Хабаровск и Комсомольск-на-Амуре.

Ответственными за очень высокий уровень загрязнения воздуха являются предприятия черной металлургии (13 городов), цветной металлургии (11 городов), химической (19 городов) и нефтехимической промышленности (15 городов), стройиндустрии (6 городов), энергетики (18 городов), целлюлозно-бумажной промышленности (6 городов). Несмотря на некоторое снижение уровня загрязнений городского воздуха, связанное с сокращением производства, выбросы от стационарных источников продолжают оставаться значительными. Достаточно сказать, что только валовые выбросы г. Норильска составляют около 9% всех выбросов в атмосферный воздух России от стационарных источников. Причиной этого являются моральный и физический износ пылегазоочистного оборудования, а зачастую и его отсутствие (особенно сероулавливающего). Отсутствие средств самым негативным образом сказывается на работе основного технологического оборудования и совершенствовании технологических процессов предприятий, что в свою очередь, не способствует защите атмосферного воздуха от загрязнения. В результате этого существенен не только общий выброс загрязняющих веществ, но и его разнообразный качественный состав.

В настоящее время Госкомстатом России в сводных итогах на республиканском уровне выделяются данные о валовом выбросе примерно по 50 специфическим ингредиентам. Согласно этим источникам, в Мурманской области обнаружено 29 химических компонентов, Архангельской - 36, Ямало-Ненецком автономном округе - 20, в Таймырском автономном округе - 4, в Республике Саха (Якутия) -19. Для Мурманской области наиболее характерны выбросы сернистого ангидрида (80% от валового выброса по области), оксида углерода (5,6%), сероуглерода (0,2%), соединений фтора (0,1%,), формальдегида (0,1%). В Архангельской области более других выбрасывается сернистого ангидрида (28,5%), оксида углерода (15,8%), оксидов азота (7,6%), сероводорода (0,55%), метилмеркаптана (0,17%). В Ямало-Ненецком автономном округе выбросы оксида углерода составляют 45%, оксидов азота - 9%, сернистого ангидрида - 0,5%, бензина - 0,13%, спирта метилового - 0,1%. В Республике Саха (Якутия) преобладают выбросы оксида углерода - 36%, оксидов азота -20%, сернистого ангидрида - около 10%.

Наибольшие количества валовых выбросов приходятся на долю предприятий, расположенных в следующих городах: Норильск - около 2 млн.т., Никель - 130 тыс.т., Мончегорск - 110 тыс.т. Крупнейшими источниками загрязнения атмосферного воздуха являются Норильский ГМК, комбинаты "Североникель" и "Печенганикель", Уренгойское газопромысловое управление.

К сказанному можно лишь добавить, что снижение загрязнения воздушной среды городов может быть достигнуто как за счет понижения количества выбросов отходящих газов и золы, так и более целесообразной планировки, и в частности:

· взаимного размещения селитебных зон и источников выброса в атмосферу с учетом преобладающего направления и силы ветра;

· организации зон санитарной охраны и так называемых буферных зон, расположенных между производственными комплексами, ГРЭС, головными сооружениями ТЭЦ и жилыми городскими кварталами;

· выбора под застройку хорошо проветриваемых склонов, не подверженных процессам инверсии и кумуляции загрязнений воздушной среды.

6. Деградация водных pесуpсов

Любой город является объектом предельно активно влияющим на состояние водных pесуpсов и снижение отрицательных последствий этого влияния является важнейшей задачей. О.Н.Яницкий приводит следующее свидетельство из нашей российской истории. Оно относится к обследованию в 1765 году Сенатской комиссией санитарного состояния г. Тулы. В частности, в материалах комиссии отмечается, что "...верх Упы, близ оружейных фабрик по берегу и от посадской стороны тульские купцы из кожевенных фабрик валят в воду и по берегу великими кучами дуб, отзол и прочую нечистоту и всегда моют кожи и шерсть, на берегу ж построены мясные ряды, где и бойницы... и вода имеет в себе большую гнилость... От такой наполненной смраду воды, употребляемой в пищу, делаются болезни, а сносят потому, что иногда по малому числу умирают, не входя в рассуждение, что от размножаемой в воде гнилости и таких сближенных в жилье худых от кожевен, сальных заводов и бойниц духов... могут быть и заразительные болезни, ибо при захождении солнца поднимаются от оной воды туманами дурные пары, кои не только людям, но и прочим животным весьма могут быть чувствительны, и от сего без вреда жителям быть не может".

А вот современное состояние качества воды р. Упа. ниже г.Тулы. Среднее содержание фенолов здесь составило 15 ПДК, азота нитритного -1 ПДК, меди - 10 ПДК. Основные загрязнители - коммунальное хозяйство г. Тула, АК "Тулачермет", ПО "Комбайновый завод", машиностроительный завод, Косогорский мегкомбинат и другие производства и предприятия.

Критическая обстановка с качеством воды сложилась в р. Неве и ее притоках, в С.-Петербурге, где отмечается ежегодное увеличение объема сброса загрязненных сточных вод. Он осуществляется через 400 выпусков от более чем 500 предприятий С.-Петербурга и его пригородов, многие из которых не имеют даже локальных очистных сооружений. По индексу загрязнения Нева относится к категории "умеренно загрязненных" рек. Постоянный рост уровня загрязнения ее воды создает трудности в водоснабжении населения города и пригородных поселков.

Неудовлетворительная водоохранная обстановка - результат медленных темпов строительства городских очистных сооружений и сетей канализации. Существующие мощности из-за перегрузок обеспечивают недостаточную очистку только 24% объема загрязненных сточных вод. Основными загрязняющими веществами в водах реки Невы являются соединения меди, марганца, фенолы, нефтепродукты, органические вещества. В соответствии с российско-финляндской "Программой мер по сокращению загрязнения водных объектов и осуществлению водоохранных мероприятий в бассейне Балтийского моря и на других территориях, прилегающих к границе между Российской Федерацией и Финляндской Республикой" масса сброса загрязняющих веществ в бассейне реки должна быть сокращена на 50 % , однако из-за неудовлетворительного выполнения комплекса водоохранных мероприятий взятые Российской Федерацией международные обязательства поставлены под угрозу срыва.

В северных регионах России и на территории Якутии наибольшее загрязнение водных источников связано с городами Новодвинском, сбрасывающим около 0,25 км3 загрязненных или недоочищенных сточных вод, Норильском - 10, км3, Архангельском - 0,1 км3, Северодвинском 0,04 км3.Во многих городах севера (Мончегорск, Североморск, Новодвинск, Норильск, Салехард, Якутск и др.) очистные сооружения не обеспечивают достаточную очистку поступающих стоков. Среди промышленных предприятий наибольшие объемы загрязненных сточных вод (км3) приходятся на: Архангельский ЦБК- 0,24; г. Новодвинск - 0,13; Кировское ПО Апатит 0,11; ПО Якутуголь 0,02.Наибольшие количества загрязняющих веществ по сухому остатку сбрасываются в Архангельской обл. - около 48,1 тыс. т/год, в Мурманской обл. - 146,5 тыс. т. По этому показателю лидирует среди городов Норильск - 83 тыс. т.На основании изложенного можно сделать вывод, что предприятия городов Мончегорск, Кировск, Заполярный, Ковдор Мурманской обл., городов Архангельск и Новодвинск Архангельской области и Норильска наносят наибольший ущерб водным ресурсам в регионах Арктики.