Город – территория, на которой сконцентрировано на относительно небольшой территории большое количество людей, промышленных предприятий и транспорта.
Мегаполисом называют очень крупную городскую агломерацию, включающую ранее слившиеся много-численные жилые поселения, численностью более 1 млн. жителей.
За последние 50 лет доля городского населения возросла с 29 % до 49 %, то есть в городах сосредоточена почти половина населения планеты (в Северной Америке и России – 75 %, в Африке – 22 %).
Экология города – прежде всего экология человека, если рассматривать приоритеты биологических структур в их взаимодействии с окружающей средой. Естественные биолого-экологические факторы (необхо-димая масса растений, живой почвы, воды) в большом городе присутствуют либо в большом дефиците, либо в той или иной мере деструктурированном, деградированном состоянии. Столкновение между биологической природой человека и результатами его противоприродной деятельности в городе достигает наивысшей остро-ты. Город – очень плотная человеческая популяция в созданной ею самой искусственной среде.
Состав, разнообразие и напряженность экологических проблем города зависит от:
1) Масштаба города – площадь, состав и численность населения определяют напряженность транспортных потоков, количество личных и общественных автомобилей на улицах, объем бытового мусора, вывозимого на свалки или перерабатываемого на соответствующих предприятиях.
2) Природных условий территории – особенности климата (включая циркуляционные процессы в ат-мосфере – застойная (Алма-Ата) или продуваемая (Новороссийск, Санкт-Петербург, Челябинск) территория; наличие или отсутствие крупных водных объектов, лесных массивов, внутри и по периферии города. Природ-ные условия территории во многом определяют напряженность процессов нейтрализации антропогенных воз-действий: темпы разубоживания и нейтрализации загрязнений, условия водоснабжения, энергетические затраты для обеспечения необходимого уровня комфорта, условия отдыха горожан.
3) Характера и масштабов производства – определяющих состав и масштабы выбросов загрязнителей в атмосферу, водные источники и почвы.
4) Особенности застройки – этажность, расположение относительно сторон света, плотность застройки и расположение относительно элементов рельефа.
5) Геоэкологическая ситуация – типы грунтов, особенности водного режима грунтов, наличие карсто-вых образований, и т.д.
6) Надежность, совершенство инженерных сетей и коммуникаций – водопровода и канализации, электросетей, связи.
7) Уровень культуры горожан – их отношение к городскому хозяйству, детским площадкам, зеленым насаждениям, пригородным лесам, паркам, газонам, скамейкам, подъездам и стенам домов.
Основные экологические проблемы, связанные с урбанизацией:
1) Отторжение территорий природных экосистем и потенциальных сельскохозяйственных угодий в пользу городской застройки, рекреационных пригородных парков и лесных массивов (буферных зон, ССЗ).
2) Город – «Поглотитель» энергетических ресурсов для: освещения территории, жилья; эксплуатации транспорта; теплового отопления в условиях холодного климата; кондиционирования воздуха в условиях жар-кого и сухого климата; эксплуатации очистных сооружений, мусороперерабатывающих заводов.
3) Загрязнение атмосферы производственными и теплоэнергетическими объектами, транспортом.
4) Деградация водных объектов в результате изъятия воды для обеспечения нужд города, загрязнения через воздушную среду и сточными водами.
5) Деградация растительности.
6) Воздействие электромагнитных полей и излучений – «электронный смог», шумовое загрязнение.
7) Изменение микроклимата – «городской климат»: повышение температуры воздуха, повышенная сухость воздуха, «центростремительные» воздушные потоки при отсутствии ветров (загрязнения атмосферы с периферии переносятся в центр города).
8) Осложнение геоэкологических условий в процессе сооружения и эксплуатации зданий, сооружений, инженерных коммуникаций: повышение уровня грунтовых вод (реже – понижение), процессы суффозии и кар-стообразования.
9) Формирование городских (антропогенных) зооценозов (крысы, мыши, бродячие собаки и кошки, различные насекомые и пр.).
10) Осложнение санитарно-гигиенической и эпидемиологической обстановки, как следствие: концен-трации людей, снижения иммунитета (за счет постоянного преодоления горожанами бактериологических и химических загрязнений в воздухе, воде и продуктах питания).
11) Возникновение и усиление социальной напряженности вследствие высокой концентрации населе-ния, всегда неоднородного по социальным, этическим или религиозным (или другим) признакам.
Загрязнение городского воздуха.
Загрязнения атмосферы промышленностью составляют весьма неблагоприятный тандем с осо-бенностями городского микроклимата. Загрязненный теплый воздух поднимается вверх, охлаждается, расте-кается по краям города и возвращается обратно, таким образом в безветренную погоду центростремитель-ные воздушные потоки несут загрязнители промышленных предприятий в центр города, даже от распо-ложенных на окраинах города заводов.
Проблема утилизации ТБО.
ТБО – отходы сферы потребления, образуются в результате бытовой деятельности населения, состоят из изделий и материалов, непригодных для использования в быту. К ТБО не относятся – твердые отходы про-мышленности. К ТБО относятся отходы текущего ремонта квартир, отходы отопления жилых муниципаль-ных учреждений, листва, мусор городских территорий.
Состав и объем ТБО меняется в зависимости от степени развитости страны, географического положения территории, времени года и других факторов. В развитых странах основную долю ТБО составляют бумага и картон (около 40 %). Вторая категория – органические отходы, в том числе пищевые (в переходных и слабораз-витых странах занимают первое место). Меньшую часть ТБО составляют металл, пластик, стекло, дерево, тек-стиль, резина, и др.
Традиционные способы устранения ТБО:
Складирование – самый распространенный способ, в Великобритании складируется 98 % ТБО, в странах СНГ – 95 %, в США – 82 %. Складирование приводит к загрязнению окружающей среды, к изъятию больших территорий под свалки, к материальным затратам – на оборудование полигонов (защита и т.п.) Полигоном отходов называют хранилище отходов с частичной или полной их переработкой.
Уничтожение, сжигание – в Японии сжигается 72 %, в Швейцарии – 80%. Недостатки сжигания ТБО:
а) при температуре сжигания меньше 900 °С образуется большое количество высокотоксичных веществ, попадающих в атмосферу;
б) до 30 % ТБО составляют вторичные твердые отходы, часто высокотоксичные, которые требуют до-полнительных затрат на переработку и специального хранения;
в) потеря ценных материалов.
Переработка, утилизация. В Германии 42 % стеклотары и 44 % бумаги и картона получают за счет вто-ричного сырья. Основное положение эффективной утилизации ТБО – продукт становится мусором тогда, когда он смешивается в мусорной корзине с другими продуктами.
На решение проблемы переработки и утилизации большей части ТБО должны быть направлены усилия:
- власти (на законодательном и экономическом уровне);
- образования и просвещения.
- общественности – особенно необходимы для предотвращения уничтожения ТБО методом сжигания на улицах (мусор, листья – после субботников) или неорганизованных свалках и бачках для сбора ТБО в городских дворах (образуется в том числе высокотоксичные соединения – диоксины, бензапирены и пр.)
Геоэкологические проблемы города зависят от природной обстановки (типа грунтов, режим подзем-ных вод и т.д.), планировки, застройки, эксплуатации территории города и объектов.
Наиболее общая тенденция – изменение водного баланса между поверхностными, грунтовыми и глубо-кими подземными водами, повышение уровня грунтовых вод в результате снижения испарения в результате замены естественного почвенного покрова застроенными и асфальтированными территориями, протечки водо-проводных и канализационных систем. Следствие – подтапливание оснований и фундаментов зданий, сни-жение несущих способностей грунтов. При активной эксплуатации подземных грунтовых вод развиваются процессы суффозии (вынос тонкозернистого материала) и карста (выщелачивание карбонатного материала – характерно, например, для северо-запада Москвы).
Изменение теплового режима грунтов (промышленность, общее повышение температуры в городе в ре-зультате застройки, асфальтирования, коммуникаций), пригрузка поверхности, изъятие подземных вод из поро-вого пространства горных пород и грунтов приводит к общему опусканию поверхности городов, к активизации местных, очаговых оползневых, солифлюкционных, карстовых процессов.
Загрязнение подземных вод происходит за счет инфильтрации с поверхности, протечек канализации, ин-фильтрации свалок бытового мусора.
Преобразование биосферной компоненты в условиях города.
В планировании городов России, экологических, санитарно-эпидемиологических программах практиче-ски не учитывается преобразованная городом биосферная компонента, которая включает все виды зеленых насаждений, городские популяции животных – голуби, вороны, галки, водоплавающие птицы, крысы и мыши, одомашненные насекомые – комары, блохи, тараканы, клопы; микробиологическое и вирусное население жи-лых зданий и квартир. Экологические ниши, освободившиеся от представителей дикой природы, занимают одичавшие кошки и собаки, во многих городах Индии – священные коровы и обезьяны. Эти животные при эпи-демиях бешенства или генетической агрессивности становятся опасными, особенно для детей.
Постоянными «лабораториями, производителями» микробов и вирусов являются городские помойки.
Неблагоприятная санитарно-эпидемиологическая обстановка, жилищная и транспортная скученность населения, повышенная комфортность городской жизни и привычная гиподинамия, «лекарственное давление», нарушение биоритмов, шумовое, электромагнитное, химическое и другие загрязнения оказывают комплексное воздействие на адаптационные возможности человека, на его иммунологический статус, здоровье, их «биоло-гическое качество».