YourLib.net
Твоя библиотека
Главная arrow Основы безопасности жизнедеятельности и первой медицинской помощи (Под общ. ред. Р.И. Айзмана и др.) arrow 1.4. Экология городов
1.4. Экология городов

1.4. Экология городов

   В экологии, которая рассматривается в настоящее время как наиболее общее понятие по отношению к различным проблемам взаимодействия общества и окружающей среды, сформировались различные научные направления, в том числе — экология городов.
   Экология города, В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом и энергией с окружающими его природными и сельскохозяйственными территориальными комплексами и другими городами. Важно отметить, что город можно разделить на две основные подсистемы:
   - территориальная общность людей (все горожане), которая составляет неотъемлемую часть города и является смыслом его существования;
   - все материальные объекты.
   Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные специалисты и рабочие, научная и творческая интеллигенция, а также хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В города поступают промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного производства. Одновременно города “экспортируют” промышленную продукцию, выбрасывают в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных биогеохимических провинций. Фактически любой крупный город — как при “импорте” вещества и энергии, так и при “экспорте” готовой продукции и своих отходов — связан со всей планетой. Сырье, детали, станки и механизмы, продукты питания поступают в города (прямо или косвенно) из разных регионов и отправляются во многие страны мира. Выбрасываемые заводскими трубами больших городов химические вещества (например, тяжелые металлы) включаются в глобальный круговорот и выпадают на поверхность земли вплоть до ледников Антарктиды и Гренландии. Но наиболее существенное влияние города оказывают на свое непосредственное окружение.
   Поступление веществ в города. Для нормального функционирования города нуждаются в разнообразных продуктах и сырье. Ниже приведены цифры поступления различных веществ в город с населением 1 млн человек (млн т/год):

 

Чистая вода

470,0

Воздух

50,2

Минерально-строительное сырье

10,0

Уголь

3,8

Сырая нефть

3,6

Сырье черной металлургии

3,5

Природный газ

1,7

Жидкое топливо

1,6

Горнохимическое сырье

1,5

Сырье цветной металлургии

1,2

Техническое растительное сырье

1,0

Сырье пищевой промышленности, готовые продукты питания

1,0

Энергохимическое сырье

0,22

   Как видно из этих данных, больше всего город потребляет чистой воды. Большая часть воды из города поступает в природные водотоки, но уже в виде сточных вод, загрязненных различными примесями.
   В городах постоянно осуществляется сжигание топлива, которое сопровождается потреблением кислорода, идущего в первую очередь на окисление соединений водорода и углерода. Подсчеты показывают, что воздуха миллионный город в год потребляет около 50 млн т.
   Следующий по величине поток поступающего в город-миллионер вещества — минерально-строительное сырье, которое служит источником поступления пыли в атмосферу.
   Среди техногенных потоков важны различные виды топлива: уголь, сырая нефть, природный газ, жидкое топливо. Соотношение видов топлива может быть разным, но каждый город-миллионер получает в год до 7-8 млн т условного топлива.
   Значительное место занимает поставка сырья для промышленных предприятий. В зависимости от индустриальной специализации города сырье может быть самым различным. Обобщенная модель миллионного города представляет собой полииндустриальный центр, в котором имеется и черная, и цветная металлургия.
   Особое место занимают продукты, используемые в пищевой промышленности и поступающие непосредственно в продовольственные магазины, на рынки и предприятия общественного питания. Жители города потребляют за год около 1 млн т пищевых продуктов (с учетом отходов при обработке).
   Таким образом, в город-миллионер поступает за год около 29 млн т различных веществ (без учета воды и воздуха); при транспортировке и переработке они дают значительное количество отходов, многие из которых оказывают отрицательное воздействие на объекты окружающей среды. Загрязняющие вещества попадают в атмосферу, водоемы и подземные водоносные горизонты, а также в почву.
   Атмосферные выбросы города. Состав промышленных и бытовых выбросов города-миллионера, поступающих в атмосферу, весьма разнообразен. Годовое количество газообразных выбросов и их состав приведены ниже (тыс. т/год):

Вода (пар, аэрозоль)

10800

Углекислый газ

1200

Сернистый ангидрид

240

Оксид углерода

240

Пыль

180

Углеводороды

108

Оксиды азота

60

Органические вещества (фенолы, бензол, спирты, растворители, жирные кислоты)

8

Хлор, аэрозоли соляной кислоты

5

Сероводород

5

Аммиак

1,4

Фториды (в пересчете на фтор)

1,2

Сероуглерод

1

Соединения свинца

0,5

Синильная кислота (цианистый водород)

0,3

ПАУ (в том числе бензапирен)

0,08

Никель (в составе пыли)

0,042

Мышьяк

0,031

Уран (в составе пыли)

0,024

Кобальт (в составе пыли)

0,018

Ртуть

0,0084

Кадмий (в составе пыли)

0,0015

Бериллий (в составе пыли)

0,0012

   Самая большая доля в составе атмосферных выбросов принадлежит воде (водяному пару и аэрозолям) и углекислому газу, затем следует сернистый ангидрид, оксид углерода и пыль. Следует подчеркнуть, что внутригодовое распределение этих выбросов достаточно неравномерно. Максимальные поступления в атмосферу отмечаются в зимние месяцы, когда на полную мощность работают тепловые электростанции и котельные.
   Еще один важный компонент загрязнений нижнего слоя атмосферы — углеводороды, которых выбрасывается ежегодно до 108 тыс. т.
   Следующая рассматриваемая группа веществ, поступающих в воздух городов, содержится в количествах на 1-2 порядка меньше, чем предыдущие. Сюда относятся органические вещества — фенолы, спирты, растворители, жирные кислоты, бензол. Примерно в оди-

Таблица 2 Соотношение площадей городов и ореолов загрязняющих веществ вокруг них

Население города,

Средняя площадь городской застройки, км2

Средняя площадь ореола загрязнения, км2

Удаленность края ореола загрязнения от центра города, км

тыс. человек

Наибольшая

Наименьшая

50-99

22

385

26

2

100-499

34

1550

33

10

500-999

74

2370

44

12

Более 1000

179

3390

59

13

наковых количествах выбрасываются в атмосферу сероводород и хлор в сочетании с аэрозолями соляной кислоты. Ежегодно в воздух поступает около 1 тыс. т сероуглерода, несколько больше — фторидов и аммиака.
   Количество выбросов группы наиболее токсичных для человека и объектов живой природы веществ — свинца, ртути, мышьяка, кадмия, бензапирена — составляет до нескольких тонн в год.
   Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу оставляют свой “след на земле”. За этим ведется систематическое наблюдение. Данные о зонах выброса загрязняющих веществ вокруг городов и окружающих территорий представляют огромный интерес, так как наглядно демонстрируют воздействие городов на эти территории, в том числе на сельскохозяйственные угодья, зоны отдыха, водоемы, заповедные ландшафты и т. д. Исследования ведут с помощью искусственных спутников Земли.
   Таблица 2 демонстрирует средние значения площадей застройки и зон загрязнения вокруг них, а также удаленности краев этих зон от центров городов. Данные получены на основе анализа материалов по 540 городам России.
   Средние значения по стране, конечно, существенно отличаются от цифр, касающихся конкретных городов. Так, отдельные ореолы загрязнения вокруг Москвы, других городов и поселков Центрального экономического района слились в единое пятно (площадью 177,9 тыс. км2) — от Твери на северо-западе до Нижнего Новгорода на северо-востоке, от южных границ Калужской области на юго-западе до границ Мордовии на юго-востоке. Зона загрязнения вокруг Екатеринбурга превышает 32,5 тыс. км2, вокруг Иркутско-Черемховского промышленного района— 31 тыс. км2.
   Твердые и концентрированные городские отходы. Ежегодно город-миллионер “производит” и по преимуществу накапливает на окружающих его территориях около 3,5 млн т твердых и концентрированных отходов. Концентрированные отходы представляют собой осадки, накапливающиеся в отстойниках, и концентраты жидких отходов.
   Наибольшую массу среди городских отходов составляют зола и шлаки тепловых электростанций и котельных — около 16 %. Вместе со шлаками предприятий черной и цветной металлургии, горелой землей и пиритными, или колчеданными, огарками (получаемыми в процессе производства серной кислоты) их удельный вес составляет 30 % от всех твердых отходов.
   В качестве примера вредного влияния городских отходов можно привести воздействие пиритных огарков. Их складирование требует больших площадей ценных земель. Атмосферные осадки вымывают из отвалов огарков ряд токсических веществ (например, мышьяк), которые загрязняют почву и водоемы.
   Доля галитовых отходов (в основном — вследствие деятельности целлюлозно-бумажных и химических предприятий) достигает 400 тыс. т, или 11 % всей массы отходов. Примерно такова и доля древесных отходов. По 10 % приходится на твердые бытовые и отходы сухарных заводов. Пищевая промышленность дает еще около 4 % отходов.
   Особенно неблагоприятное влияние на окружающую среду оказывают концентрированные осадки от стоков химических заводов в городах-миллионерах — примерно 90 тыс. т/год.
   Фосфогипс и строительный мусор составляют около 5,5 % всех отходов, хлорид кальция — менее 1 %, различные растворители (спирты, бензол, толуол и др.) — 2 %.
   Массовая доля остальных отходов, которые город-миллионер “поставляет” в окружающую среду в твердом или концентрированном состоянии, несколько превышает 25 %. Эта часть отходов (резина, клеенка, полимерные отходы, кожа, шерсть и пр.) сжигается на городских свалках и в значительной степени превращается в атмосферные загрязнения, весьма неблагоприятно влияющие на среду обитания людей.
   Городские сточные воды. Город с миллионным населением ежегодно сбрасывает через канализационную сеть и помимо нее до 350 млн т загрязненных сточных вод (включая ливневые и талые воды с промышленных площадок, городских свалок, стоянок автотранспорта и т. д.). Состав и примерное количество сточных вод города с населением 1 млн человек (в тыс. т) приведены ниже:

Загрязненные сточные воды

350 000,0

В том числе:

 

взвешенные вещества

24,0

фосфаты

5,0

нефтепродукты

2,5

синтетические поверхностно-активные вещества

0,6

   Помимо перечисленных веществ, в сточных водах миллионного города обнаруживаются биологически активные химические элементы: фтор, цинк, медь, мышьяк и т. д. Естественно, что содержание этих веществ в сточных водах обусловлено промышленной специализацией населенного пункта (в полной мере это, конечно, относится к загрязнению атмосферного воздуха и твердым отходам).
   Таким образом, сточные воды городов играют важную роль в общем балансе веществ, поступающих в города и удаляемых из них. “Шлейф” водных загрязнений от больших городов распространяется по естественным водотокам на десятки и даже сотни километров и может отрицательно воздействовать на источники питьевого водоснабжения, расположенные ниже по течению от места выпуска городских сточных вод.
   Суммарное энергопотребление. Города являются огромными накопителями и выделителями энергии. В рамках принятой модели можно считать, что город с миллионным населением ежегодно потребляет энергии около 4,5 • 1015 кДж, или 1,5 • 1013 кДж/км2. Последняя цифра несколько превышает величину энергии, поступающей от Солнца на уровне 56° с. ш. Концентрируя большое количество энергии, города часть ее выделяют в окружающую среду. В городе температура воздуха всегда выше, чем на территориях вокруг него. Это обусловлено как техногенной деятельностью, так и нагревом солнцем асфальтовых, бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов и т. д. В больших городах с плотной застройкой температура воздуха может быть выше на 5 "С по сравнению с окружающей местностью. При сильных морозах температура в центре крупного города иногда бывает на 9-10 "С выше, чем на окраине.
   Экология городского населения. Город формирует многие стороны жизнедеятельности человека. При оценке степени экологической комфортности города имеются в виду, в частности, уровень социального благополучия (бюджеты семей, обеспеченность жильем, использование сферы услуг, учеба детей, состояние здоровья, качество медицинского обслуживания и социального обеспечения и т. д.), степень экологической безопасности и правовой защищенности, занятость и удовлетворенность своей работой (характер и сфера занятости, взаимоотношения на работе, транспортная или пешеходная доступность места работы и т. д.), условия для полноценного отдыха и восстановления сил, степень полноты информационного обеспечения, условия для преемственности культурных традиций и др.
   Важное место в ряду таких характеристик принадлежит состоянию общественного здоровья, которое можно охарактеризовать как санитарно-демографическими параметрами (продолжительность жизни, общая смертность, младенческая смертность, заболеваемость, инвалидность и др.), так и рядом функций, им определяемых.
   Сбалансированность этих функций определяется социально и исторически развившимися экосоциокультурными факторами (длительность культурных традиций, их мобильность, степень адаптивности к современным условиям, способы общего воспитания и профессионального обучения, специфика развития компонентов творческого трудаит. д.). Так, к числу фундаментальных функций общественного здоровья можно отнести:
   - воспроизводство последующих поколений;
   - конкретный живой труд, осуществляемый людьми в различных профессионально-специализированных сферах общественного производства;
   - воспитание и обучение последующих поколений.
   Указанные функции здоровья горожан в высокой степени зависят от характеристик локального экосоциокультурного комплекса (или комплексов), сложившегося в течение определенного исторического времени и составляющего антропоэкологическую систему города. Сюда, с одной стороны, относятся все зоны городской застройки, обеспечивающие повседневную деятельность населения (архитектурные ансамбли, садово-парковые территории, жилые зоны, включая их современные модификации), а с другой — объекты, определяемые требованиями экономики, политики и иными существенными нуждами. Это производственные, энергетические, коммуникационные, управленческие и другие системы, которые обеспечивают функционирование города как единой мегаструктуры.
   Высокая (в некоторых случаях — сверхплотная) концентрация функций внутри указанных экосоциокультурных комплексов приводит к отрицательным воздействиям на общественное здоровье, снижает эффективность осуществления этих функций, оказывая негативное влияние на воспроизводство, особенно в связи с возможным усилением загрязненности среды, увеличением генетических дефектов, ростом заболеваемости, особенностями функционирования и стабильностью института семьи и т. д. Кроме того, она мешает нормальной социализации поколений и разрушает живой труд.
   Для городов очень важна проблема гибкого сочетания различных типов антропологических микросистем (производственных, информационных, социально-культурных, ландшафтно-архитектурных и др.). Концентрировать материальные, энергетические, информационные потоки для выполнения крупных социальных целей, осуществляя в то же время определенное их средоточие, необходимое для реализации функций общественного здоровья, удастся лишь при условии создания в городах маршрутов здоровья, включающих разнообразные рекреационные зоны (от лат. recreatio — восстановление), соответствующие гено- и фенотипическим особенностям определенных групп людей.

 
< Пред.   След. >