Екологічні проблеми мегаполісів та їх вирішення

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Міністерство освіти і науки України

Національний університет "Львівська політехніка"

Інститут сталого розвитку ім. В.Чорновола

Кафедра екології та збалансованого природокористування

Індивідуальна контрольна робота

з дисципліни

Основи екології

на тему

Екологічні проблеми мегаполісів та їх вирішення

Виконав:

студент групи АР-41

Перевірив:

к. тех. наук,доцент Одноріг З. С.

Львів-2017

Вступ

Із розвитком цивілізації та науково-технічного прогресу бурхливим зростанням кількості населення не Землі, обсягів виробництва та його відходів проблема стосунків між природою та суспільством дедалі загострюється.

Високі темпи концентрації промисловості, поява дуже складних видів техніки, транспорту, комунікацій і поліпшення економічного становища людини, прискорило зростання кількості міст і населення.

За даними ООН, у містах більшості розвинених країн проживає 75-80% загальної кількості населення. Щороку міське населення у світі збільшується на 4%.

Кожне місто - це штучне середовище антропогенного походження, досить складна система зі своїми специфічними умовами, створеними співвідношенням природних факторів середовища (клімат, рельєф,фауна і флора) та технічних (особливості промисловості, транспортної мережі, способу життя, ). Звичайно, ці два фактори конфліктують між собою та створюють проблеми,які шкодять одне одному.

Предметом дослідження даної роботи є пошук та відновлення зв'язку між міським середовищем та природнім,основні проблеми їх співіснування та пошуки їх вирішень.

Актуальність даної теми дослідження на сучасному етапі розвитку мегаполісів полягає в тому, що можна спостерігати подвійність життя у великому місті: з одного боку, будівлі і споруди створюють середовище вищої якості, з іншої - зростає відрив жителів від природного середовища, тобто його заміна на штучне оточення і забруднення різних видів.

Для того,щоб гармонійно співіснувати між великим містом та природним середовищем слід знаходити альтернативні вирішення,які зуміють відновити баланс між людиною та природою.

На щастя,суспільство усвідомило свою провину та шукають шляхи відновлення цього зв'язку через різні методи,зокрема й через архітектуру та містобудування. Проаналізувавши світовий досвід,я знайшов вирішення,які дійсно працюють та діятимуть у майбутньому.

1.Поняття "мегаполіс" та "урбанізація"

Сучасній людській цивілізації властиві стрімкі темпи урбанізації. Вони вирішальне зумовлені двома факторами -- "демографічним вибухом" другої половини XX ст. та науково-технічною революцією в усіх сферах.

Урбанізація (від лат. urbanos -- міський) означає процес зростання міст і міського населення та підвищення їх ролі в соціально-економічному та культурному житті суспільства. Процес світової урбанізації розпочався в Європі, де вперше почали формуватися міста завдяки концентрації засобів виробництва, великої промисловості.

Внаслідок урбанізації з'явилось поняття мегаполісу (від гр. mйgas,-- великий і pуlis -- місто),тобто -- надто урбанізована форма міського розселення, що склалася стихійно, розповсюджена у кількох високорозвинених країнах та обумовлена високою концентрацією населення.

Урбанізацію неможливо розглядати без зв'язку з розвитком суспільного виробництва, зокрема важкої індустрії, енергетики, хімічної промисловості тощо. Разом з нарощуванням промислового потенціалу, створенням нових галузей виробництва у великих містах зростає чисельність населення.

Сучасні великі міста -- це центри зосередження багатогалузевої промисловості, розгалуженої транспортної мережі в густо населених житлових масивах.

Усі сучасні індустріальні суспільства урбанізовані. Найбільш населені міста розвинених країн мають до 20 млн. жителів, а міські конурбації (скупчення міст, що створюють зони міської забудови) можуть мати їх ще більше. Найпопулярніша форма сучасного міського життя представлена мегаполісом або глобальним містом.

Більшість країн Європи та США почала урбанізуватися на початку XІX ст. Наприклад, за період з 1800 по 1900 р.р. населення Нью-Йорка збільшилося з 60 тис. до 4,8 млн. осіб. Найурбанізованішою сучасною країною Європи є Німеччина.

Урбанізацію, зазвичай, визначають за такими ознаками:

частка міського населення у загальній чисельності населення регіону, всієї країни;

щільність і ступінь рівномірності розташування по країні мережі міст;

транспортна та інша доступність великих міст для населення країни;

різноманітність видів трудової, дозвільної діяльності населення;

поширення міських форм життя як на населення міст, так і на жителів села

Поява мегаполісів неоднозначно впливає на суспільство: з одного боку, місто надає людині низку суспільно-економічних, соціально-побутових і культурних переваг, що позитивно позначається на її інтелектуальному розвитку, дає можливість для кращої реалізації професійних і творчих здібностей, з іншого, - людина віддаляється від природи і потрапляє у середовище зі шкідливими впливами - забрудненим повітрям, шумом і вібрацією, обмеженою житловою площею, ускладненою системою постачання, залежністю від транспорту, постійним змушеним спілкуванням з багатьма незнайомими людьми - все це несприятливо позначається на її фізичному і психічному здоров'ї.

Ситуація погіршується тим, що міста-гіганти розвивалися стихійно і, як правило, без врахування біологічних потреб і психологічних особливостей людини.

2.Основні проблеми та наслідки виникнення мегаполісів

Незважаючи на переваги міського життя, міське середовище для людей є штучним і відірваним від природного, того, в якому тисячоліттями проходило їхнє життя. Штучне міське середовище шкідливо впливає на здоров'я населення через забруднення атмосферного повітря, дефіцит сонячного проміння, води, а також стресових факторів, зумовлених напруженим ритмом життя, скупченістю населення, недостатністю зелених насаджень тощо. Також небезпеку для здоров'я людей у місті становлять шумові, вібраційні навантаження, транспортні проблеми, вплив електричних, магнітних, іонізаційних полів.

Слід виділити такі екологічні проблеми мегаполісу

забруднення

- атмосфери,питної води,вібраційне,шумо- та електромагнітне та світлове забруднення

зменшення кількості зелених зон міста

Забруднення атмосфери

Атмосферне повітря міст постійно забруднюється і за всіма параметрами докорінно відрізняється від повноцінного природного повітря. Міські поселення характеризуються найвищими рівнями антропогенних навантажень на навколишнє середовище, в результаті чого воно деформується, набуває якісно нових рис, аж до зміни мікрокліматичних факторів і фізико-хімічних властивостей середовища, зокрема повітряного басейну.

Метеорологічні спостереження свідчать, що температура повітря в межах міських територій у середньому на декілька градусів вища, ніж у приміських районах. Над містами, особливо великими, частіше випадають атмосферні опади, бувають густі тумани, а також смоги - густі тумани, змішані з димом, кіптявою та вихлопними газами.

Прозорість атмосфери в містах менша, ніж за її межами і в сільській місцевості. Тумани, а також запиленість повітря помітно зменшують проникнення до земної поверхні сонячних променів. До того ж, нерідко виникають такі негативні явища, як рух до центральної частини міста (через те, що вона сильніше нагрівається, ніж околиці) повітряних потоків, що несуть сюди забруднені промислові викиди підприємств, розташованих за межами міста.

Основними джерелами забруднення атмосфери міста є: транспорт, енергетичні системи міста та промисловість.

Забруднення питної води в містах

Питна вода - найважливіший фактор здоров'я людини. У крани міських квартир питна вода потрапляє з річок, водосховищ, озер, із підземних глибин. Найбільш чиста - підземна (особливо глибинна, артезіанська) вода. Але для великих міст цієї води не вистачає.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я вода може містити 13 тисяч токсичних речовин, нею передається до 80% усіх існуючих захворювань, від яких у світі щорічно вмирає 25 млн. чоловік.

У реальних умовах вода містить органічні й мінеральні сполуки, мікро- і макроелементи, гази, колоїдні частинки та живі мікроорганізми. Основні компоненти питної води незмінні -- гідрокарбонатні, сульфатні та солі кальцію, магнію та натрію. З мінералів у воді є кремній, фтор, стронцій, цинк, з макроелементів залізо і калій. Вміст цих речовин не повинен перевищувати ГДК.

Шумове та електромагнітне забруднення

Для мешканців міста шум -- справа звичайна. Досить часто людина навіть не замислюється над його протиприродністю. В будь-якому регіоні міста шумить автотранспорт, гуркоче трамвай, з певним шумом працює підприємство, поблизу злітають з аеродрому літаки. В квартирах шумлять холодильники і пральні машини, в під'їздах -- ліфти. Шум має й інші можливості впливу. Так, у міських умовах тривалість життя дерев коротша, ніж у сільській місцевості. Головною причиною цього є вплив інтенсивного шуму. При дії шуму в 100 дБ рослини виживають 10 днів. При цьому швидко гинуть квіти і уповільнюється ріст рослин.

До негативних фізичних чинників міста належить також вібрація. Джерелами вібрації в містах є: рейковий транспорт, автомобільний транспорт, будівельна техніка, промислові установки.

Зазвичай вібрація розповсюджується від її джерела на відстань до 100 м. Найбільш потужне джерело вібрації - залізничний транспорт.

В помешканнях електромагнітні поля створюють: радіоапаратура, телевізори, холодильники тощо, що становить певну небезпеку. Якщо поруч знаходиться постійне джерело електромагнітного випромінювання, яке працює на аналогічній (чи є кратною) частоті, що може призвести до збільшення або зменшення нормальної частоти роботи людського органа, то наслідком цього можуть бути головний біль, порушення сну, перевтома, навіть загроза виникнення стенокардії. Найбільш небезпечним випромінювання є тоді, коли людина (а особливо дитина) спить.

Світлове забруднення

Світловим забрудненням називають штучне світло, яке вторгається в небо і закриває зоряне світло. З супутника це можна спостерігати у вигляді розмитої світлової плями, що розповзається навколо міст. До такого світла відноситься все (ліхтарі, домашнє освітлення, автомобілі і багато іншого), що виробляється в результаті життєдіяльності.

Все світло, що виробляється міським життям відбиваючись від будівель прямує вгору, розсіюється в нижніх шарах атмосфери і знову відбивається на землю. У підсумку небо світиться. Різноманітні частинки, що забруднюють повітря над містами посилюють розсіювання світла і збільшують ефект світлового забруднення.

Одним з наслідків надмірного використання штучного світла є втрати енергії. "Міжнародна асоціація темного неба" стверджує, що на нічне освітлення по всьому світу щорічно витрачається понад 1,5 млрд. доларів США, а також виробляється більш ніж 12 млн. т діоксиду вуглецю, що веде до створення парникових газів.

Штучне освітлення навколишнього середовища впливає на цикл зростання багатьох рослин. Так, наприклад, дерева в оточенні над яскравих джерел світла скидають листя пізніше, ніж у природній темряві. Збільшення періоду фотосинтезу, викликаного застосуванням штучного світла, веде до надприродного зростання рослин,зміщення фази цвітіння і частоти фотосинтезу. Штучне світло в нічний час повністю змінює середовище проживання всіх нічних істот і веде до загибелі птахів, земноводних, комах і ссавців.

Зменшення кількості зелених зон міста

Озеленені території і зелені насадження в міському середовищі виконують кілька різних функцій, в тому числі екологічні, соціальні, економічні, містобудівні, історико-культурні та ін.

Зелені насадження поглинають вуглець і виділяють кисень, знижують температуру в спекотну погоду (за рахунок випаровування вологи), знижують рівень міського шуму, запиленість і загазованість повітря, захищають від вітрів.

Причинами зниження кількості та погіршення якості зелених зон є:

-- забудова зелених масивів житловими та соціальними спорудами;

-- розташування в паркових зонах торгових точок;

-- перенасичення парків доріжками і майданчиками з асфальтовим, бетонним чи іншим неприродним покриттям;

-- відсутність (та і неможливість впровадження) компенсаційних заходів. Так, наприклад, забудувавши в межах району великого міста 2 га паркової зони, інвестор жодним чином не має можливості створити в цьому ж районі 2 га нового парку.

3.Екологічна ситуація великих міст України

мегаполіс забруднення екологічний

Україна належить до числа індустріально-аграрних країн. Частка важкої промисловості складала до недавнього часу 60 % валового внутрішнього продукту країни, що істотно вище, ніж в західноєвропейських країнах, де цей показник складає приблизно 35 %. Саме підприємства важкої промисловості формують основне техногенне навантаження на навколишнє природне середовище. Значна частина промислових підприємств (понад 80 %) розташована в містах та селищах міського типу.

В Україні налічується 436 міст та 925 селищ міського типу. За статистикою до 90 % газоподібних, рідких та твердих відходів утворюються в містах та біля 10 % -- у сільській місцевості.

У містах зосереджена основна маса транспортних засобів. Це вантажний, власний та громадський транспорт. Автотранспорт дає 70% усіх токсичних викидів в атмосферу. В Україні зареєстровано більше 1 млн. вантажних автомобілів та близько 3 млн. легкових. Частка автотранспортного забруднення атмосфери в загальній їх кількості становить в Ужгороді -- 91%, Ялті, Полтаві -- 88%, Львові -- 79%, Києві -- 75%.

Для багатьох міст України характерна складна екологічна обстановка, обумовлена наявністю і концентрацією підприємств чорної та кольорової металургії, теплоенергетики, хімії та нафтохімії, гірничодобувної промисловості, цементних заводів. Такі міста є безперечними лідерами щодо забруднення повітря. Серед них: Донецьк, що складає разом з розташованими поряд з ним Авдіївкою, Горлівкою, Єнакієвим, Макіївкою та іншими містами Донецьку промислову агломерацію, а також Дніпродзержинськ, Дніпропетровськ, Запоріжжя, Константинівка, Кривий Ріг, Маріуполь.

Другою не менш небезпечною екологічною проблемою міст є стан каналізаційного господарства та очистка стічних вод.

Практично в усіх містах України каналізаційні системи потребують заміни або капітального ремонту. Часті прориви каналізаційних колекторів є постійними джерелами небезпечного забруднення міського середовища, а іноді приводять до спалаху інфекційних захворювань. Приклад -- м. Суходольськ, де через протікання каналізаційних стоків у водопровід у 2003 р. захворіли на гепатит понад 900 чоловік.

За даними Міністерства охорони навколишнього природного середовища України, в переважній більшості міст України споруди з очистки загальноміських стічних вод перевантажені. Виняток становлять, можливо, лише Київ та Харків. У багатьох містах існуючі потужності очисних споруд в декілька разів нижчі, ніж потрібно. Приблизно половина міських стічних вод скидаються у водні об'єкти недостатньо очищеними, із них біля 15 % -- взагалі без очищення. Без усякої очистки скидається до 70 % промислових стічних вод.

4.Наука урбоекологія та її основні засади

Вивченням природної підсистеми міста, займається урбоекологія. Вона є одним із конструктивних напрямів в екології людини й одночасно специфічним напрямом у містобудівній науці. Урбоекологія використовує багато принципів і методів медичної, біологічної, географічної науки та інших наук. Але вона не становить просту суму цих наук, вона відбирає з них лише найнеобхідніше для розв'язання містобудівних, переважно конструктивних завдань, і оперує всім різноманіттям урбаністичних структур, містобудівних понять, закономірностей та ін.

Таким чином, урбоекологія збагачує містобудування екологічним підходом, одночасно вводячи в екологію людини містобудівні уявлення, поняття, терміни і методи. Урбоекологія - ужиткова дисципліна, яка виникла з потреб практики, і планово-предметний апарат розроблений у ній більш докладно ніж її теоретичні основи.

Метою урбоекології є пошук шляхів і розробка рішень у рамках містобудування і організації території. Ці заходи спрямовані не тільки на забезпечення прийнятих гігієнічних умов життя, а й на будь-яку раціоналізацію природокористування, охорону навколишнього природного середовища і екологію найважливіших соціально-економічних процесів у межах регіонів, міських агломератів, міст і окремих їхніх частин.

Об'єкти урбоекології - системи розселення різного рангу, міські агломерації, сільські населені пункти, міські райони, житлові мікрорайони, - до окремих будівель і споруд.

Предмет урбоекології - дослідження процесів взаємодії урбанізованого і природного середовища, а також розробка пропозицій, спрямованих на охорону здоров'я населення міст і інших поселень, на охорону атмосфери, гідросфери, літосфери і біоти від негативного впливу урбанізації і міської забудови.

Основне завдання урбоекології - вивчення масштабу і інтенсивності антропогенної і технічної дії на урбосоціоекосистему (популяція людини, виробничий комплекс, інфраструктура і специфічне природне, штучне, соціально-культурне середовище; соціальний блок - системотвірна і керівна функція), визначення допустимого рівня такої дії, розробка заходів, що забезпечують стабільність підтримання допустимого рівня дії, прогнозування можливих віддалених наслідків цієї дії і відповідне коригування системи природозахисних заходів.

Урбоекологія має враховувати всі ті можливості, які відкривають перед нею напрями в розвитку маловідходних технологій: розробка різних типів безстічних виробництв, упровадження систем переробки виробничих і побутових відходів, створення принципово нових процесів здобуття традиційної продукції, що виключають технологічні стадії з утворенням великої кількості відходів.

Важливим показником якості середовища перебування людини є естетичний складник формування навколишнього середовища. Урбанізація призвела до появи так званого естетичного, психологічного "забруднення" міст (однорідні та агресивні поля на вулицях міст, панування прямих ліній і кутів, інші символи сучасної естетики).

Головне завдання у формуванні естетичних основ урбоекології - це внесення в них фундаментальних категорій естетики, мистецтвознавства, соціальної психології і соціології мистецтва, вивчення закономірностей художнього осмислення і збагачення природного середовища.

5.Вирішення екологічних проблем у великих містах світу

Екопарковки

Екопарковки широко поширені в усьому світі. Головне їх призначення - збереження екологічного середовища, забезпечення пересування. У місці парковки встановлюються спеціальні газонні решітки, що зберігають трав'яний покрив, запобігаючи його деформацію і знищення. Газонна решітка - це спеціальна решітка модульного типу з високоміцного пластика, застосовані-мого для зовнішнього настилу в місці стоянки автотранспорту. Решітка виконана в формі осередку і під час стоянки автомобіля несе його навантаження, не шкодивши траву. Тому газон може витримувати навантаження від 200-1200 т / м2 (міцність на стиск).

Створення "зелених" карт міста

Проект студента Даніеля Нельсона має на меті вирішити та поєднати в собі з точки зору містобудування усю зелену структуру міста в Чикаго. Ця пропозиція щодо міського дизайну має на меті сприяти розвитку різноманітних зв'язків різних зелених структур, зосередити увагу на екологічному оновленні міського середовища. Обгрунтовані відносини включають людей / природу, густоту міст, а також людей . Досягнута різноманітність природоохоронних реалій, досліджуються у три стратегії: сільське господарство громади, громадські коридори та зелена інфраструктура - поетапно в такому порядку.

https://www.behance.net/gallery/2722125/Ecological-Relationalism-Urban-Design-Proposal У кожному мегаполісі є закинуті промислові закони,які в більшості випадках реконструюють піж житло. На думку автора,їх слід використовувати для громадських зелених центрів,які збагатять природнє середовище та вирішать проблему забруднення. У своїй концепції проектант також планує використовувати зелені дахи для вирощування овочів,що є останнім трендом серед багатьох американських мегаполісах.

Зелені дахи та вертикальне озеленення фасадів

Простим засобом декорування будинків є вертикальне озеленення фасадів. Дана технологія оформлення виправдана, коли є гостра нестача місць для висадки рослин на території житлових будинків або громадських будівель. Вертикальне озеленення будівель підбирається відповідно до їх функціонального призначенням і зовнішнім виглядом, поверховістю і орієнтацією будівлі. Вертикальне озеленення фасадів дозволяє:

- регулювати тепловий режим внутрішніх приміщень будівлі і можливість створити оптимальні мікрокліматичні умови;

- приховати зовнішні недоліки споруди; - знизити силу вітру, рівень шуму, створити тінь, підвищити вологість. При оформленні рослинами житлових і громадських будівель використовуються такі прийоми: суцільне озеленення, озеленення групою рослин та озеленення поодинокими рослинами, озеленення з організувати формування третьому гілок по заданій системі.

Проект Taipei Nangang Office Tower

18-поверховий офісний будинок був задуманий як "інкубатор знань", де обмінюються інноваційні ідеї та перетворюються на реальність. Замкнена завісова стіна гармонізує зовнішню структуру, створюючи серію відкритих балконів, які пропонують небачених видів для користувачів.

Таким чином офіс вирішує і екологічну проблему міста Тайвань(проблема густоти населення в Китаї) та надає робочі місця городянам. Проект високо оцінений та є в перспективах будівництва.

Зелені міста "Eco-city"

https://www.ecobyt.ru/article/100312/217/Як переконують фахівці американської компанії Terreform, Inc., які кілька років займалися вирішенням насущних проблем сучасних мегаполісів, їм вдалося знайти рішення, яке дозволить зробити Нью-Йорк самодостатньою системою і при цьому знизити викиди вуглекислого газу.

Безумовно, план компанії Terreform, Inc, здається, дуже болюче радикальний, але навіть у тому випадку, якщо жителі мегаполісу захоплять на озброєння, хоча б деякі його ідеї, це дозволить значно покращити екологію міста, а значить і здоров'я людей.

Цей план(рисунок 3) передбачає використання площ дахів будівель по всьому Нью-Йорку, а також будівництво 30-поверхового хмарочоса,який стане центром сільськогосподарської життя мегаполісу. Головне завдання - не порушуючи принципи міського життя, наповнити місто новими ландшафтами і зеленню.

Еко-дороги в повітрі

Компанія BMW спільно з Університетом Тунцзі в Шанхаї розробила концепцію надземних доріг з окремим закритим простором для невеликого електротранспорту

Мета концепції - зробити дороги мегаполісів більш зручними для власників електробайків, які зможуть пересуватися такими ж короткими маршрутами, що й автомобілісти, але без світлофорів і в захищеному просторі з хорошою вентиляцією.

Загалом,всі великі міста прагнуть реконструювати свої вулиці та будинки. Багатьом міст буквально "зносять" хмарочоси та багатоповерхівки,задля зелених громадських просторові та малоповерхової забудови. Населення почало усвідомлювати,що всі забруднення спричиняють саме важкі матеріали,транспорт і тд.,тому й почали діяти.

Безумовно,є й інші вирішення з інших точок зору,такі як зменшення потужності виробництва фабрик,контроль викидів,встановлення відповідних штрафів тощо.

З точки зору вирішення екологічних проблем через містобудування та архітектуру все очевидно:слід відновити зв'язок між людиною та природою,не обгороджуючи себе бетоном та сталлю. Це значно вплине на здоров'я жителів великих міст і також збереже природне середовище в структурі мегаполісу.

Висновки

Несприятливі тенденції у стані екології великих міст свідчать про те, що умови існування природи в урбанізованому середовищі можна окреслити як екстремальні. Тому неабиякого значення набуває проведення комплексних досліджень та вирішень екологічних проблем в мегаполісах.

Ефективні напрямки оптимізації міського середовища повинні передбачати екологічний моніторинг стану довкілля, раціональну просторову організацію й концентрацію виробництва, обґрунтоване розташування житлових та рекреаційних масивів.

Слід також зберегти існуючий природній осередок в місті,а також старатись відновлювати та створювати нові зелені зони міста. Містобудівельна ситуація та власне сама архітектура повинна брати безпосередню участь у збереженні природного середовища та підтримувати його.

Вище перелічені рішення існуючих проблем не є межею:вчені та людство постійно знаходять різні методи щодо руйнування біосфери не тільки великих міст,а й всієї планети.

Голоне,що людина усвідомила,яку шкоду приносить природі та власному здоров'ю своїми ж діями. Поки не пізно слід відновити втрачену гармонію між людиною та природою і зберегти нашу планету для наступних поколінь. Тож пам'ятаймо,що все в наших руках!

Размещено на Allbest.ru