26

ВятГУ

Курсовая работа

“Экологические проблемы народонаселения”

Выполнил: студент группы ЭУ-2

Решетников С.А.

факультет экономики

Преподаватель

Ричкалова Нелли Ивановна

Вятские Поляны 2002

СОДЕРЖАНИЕ

• 1. Преобразование и сохранение естественной среды обитания человека 3
• 2. Общие тенденции в экологической обстановке 4
• 3. Влияние деятельности человека на биосферу. 6
• 3.1. Экология городов 6
• 3.1.1. Общие экологические проблемы городов мира. 6
• 3.1.2. Экологические проблемы Москвы 8
• 3.1.3. Состояние воздушного бассейна 10
• 3.1.4. Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения 15
• 3.1.5. Загрязнение водного бассейна 17
• 3.1.6. Микроклиматические характеристики городов 18
• 3.1.7. Зеленые насаждения в городах 19
• 3.1.8. Проблема городских отходов. 20
• 3.1.9. Пути решения проблемы 21
• 3.2. Экология сельскохозяйственных районов 22
• 3.2.1. Общие экологические проблемы сельскохозяйственных районов мира 22
• 3.2.2. Региональная оценка районов сельского хозяйства России 23
• 3.2.3. Напряженная экологическая обстановка сельхозугодий Харьковской области 24
• 4. Пути решения экологических проблем 25
• 5. Заключение. 27
• 6. Список использованной литературы 28

"Экологические проблемы народонаселения"

1. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И СОХРАНЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Современные процессы, связанные с увеличением интенсивности воздействия человека на природную среду, рост многообразия форм ее преобразования не только ставят на повестку дня исследование необходимых гармоничных связей внутри системы "общество - природа", но выдвигают как наиболее актуальную проблему сохранения естественного мира. Неоправданный, излишний оптимизм, с которым не только практики, но и теоретики подходят к формированию среды обитания человека без учета всей ее сложности, приводит к неизвестным ранее коренным изменениям природы, отрицательно сказывающимся как на ее ценности вообще, так и на эстетических значениях.

Поскольку процесс преобразования геобиосферы с неизбежностью продолжается, а вместе с ним происходят изменения, затрагивающие не только один или несколько видов живого, отдельные пейзажи, но и глобальные, меняющие аксиологический статус природных регионов в целом, постольку существенно меняется эстетический облик планеты. Разрушения, наносимые человеком эстетически ценной природной среде, обусловлены развитием новых видов производственных процессов и активным экологически не спрогнозированным применением техники. Вместе с тем с изменившимся типом культуры и расширением ценностного кругозора стремление к удовлетворению эстетических потребностей стало, как уже отмечалось, занимать все большее место в жизнедеятельности человечества. В этой связи актуален интерес к возможностям сохранения утрачиваемых ценностей в период научно-технической революции и связанным с ними процессом компенсации.

Широкое распространение в связи с проблемой сохранения природы приобретают идеи контроля окружающей природы как формы научного наблюдения, включенного в технологию рационального природопользования. При этом ряд исследователей заявляют о необходимости стабилизации достигнутых наиболее положительных результатов, закрепления оптимальных форм природопреобразующей практики, в том числе и эстетической. В этой связи особенно актуальна задача анализа понятия сохранения на основе диалектико-материалистической методологии.

Общество, являясь частью глобальной системы, оказывает существенное воздействие на качественную сторону системы в целом. Академик В.Г. Нестеров считает, что вся история человечества представляет собой поучительную характеристику его деятельности по преобразованию живой природы в условиях ее развития. "Такой подход человека к окружающей среде вызывался, вызывается и будет вызываться тем, - пишет он, - что природа, вопреки некоторым воззрениям, не вполне совершенна и может быть преобразована в новые, более эффективные формы. Весь период своего существования человек стремился изменить природу в своих интересах и достигал в этом отношении успехов тогда, когда условия среды соответствовали условиям существования новых видов и форм организмов".

2. Общие тенденции в экологической обстановке

Сегодня важно сознавать неразрывную связь природы и общества, которое носит взаимный характер. Здесь уместно вспомнить слова А.И. Герцена о том, что "природа не может перечить человеку, если человек не перечит её законам". С одной стороны, природная среда, географические и климатические особенности оказывают значительное воздействие на общественное развитие. Эти факторы могут ускорять или замедлять темп развития стран и народов, влиять на общественное развитие труда.

С другой стороны общество влияет на естественную среду обитания человека. история человечества свидетельствует как о благотворном влиянии деятельности людей на естественную среду обитания, так и о пагубных её последствиях.

Нет необходимости доказывать, что общественная жизнь находится в постоянном изменении. Немецкий философ начала19 века Гегель утверждал, что общественное развитие есть движение вперёд от несовершенного к более совершенному. Критерии прогресса - в развитии разума, общественной нравственности, что лежит в основе совершенствования всех сторон жизни общества.

Вспомним известные слова тургеневского героя Базарова: "Природа - не храм, а мастерская, и человек в ней работник". К чему ведёт и уже привела эта установка сегодня, хорошо известно на конкретных фактах.

Позвольте мне остановится лишь на некоторых из них. Рост масштабов хозяйственной деятельности человека, бурное развитие научно-технической революции усилили отрицательное воздействие на природу, привели к нарушению экологического равновесия на планете.

Возросло потребление в сфере материального производства природных ресурсов. За годы после второй мировой войны было использовано столько минерального сырья, сколько за всю предыдущую историю человечества. Поскольку запасы угля, нефти, газа, железа и других полезных ископаемых не возобновляемы, они будут исчерпаны, по расчётам учёных, через несколько десятилетий. Но даже если и ресурсы, которые постоянно возобновляются, на деле быстро убывают, вырубка леса в мировом масштабе значительно превышает прирост древесины, площадь лесов, дающих земле кислород, уменьшается с каждым годом.

Главный фундамент жизни-почвы повсюду на Земле деградируют. В то время как Земля накапливает один сантиметр чернозёма за 300 лет, ныне один сантиметр почвы погибает за три года. Не меньшую опасность представляет собой загрязнение планеты. Мировой океан постоянно загрязняется из-за расширения добычи нефти на морских промыслах. Огромные нефтяные пятна губительны для жизни океана. В океан сбрасываются миллионы тонн фосфора, свинца, радиоактивных отходов. На каждый квадратный километр океанской воды сейчас приходится 17 тонн различных отбросов суши.

Самой уязвимой частью природы стала пресная вода. Сточные воды, пестициды, удобрения, ртуть, мышьяк, свинец и многое другое в огромных количествах попадают в реки и озёра. Сильно загрязнены Дунай, Волга, Рейн, Миссисипи, Великие Американские озёра. По заключению специалистов, в некоторых районах земли 80% всех болезней вызваны недоброкачественной водой.

Загрязнение атмосферного воздуха превзошло все допустимые пределы. Концентрация вредных для здоровья веществ в воздухе превышает медицинские нормы во многих городах в десятки раз. Кислотные дожди, содержащие двуокись серы и окись азота, являющиеся следствием функционирования тепловых электростанций и заводов, несут гибель озёрам и лесам. Авария на Чернобыльской АЭС показала экологическую угрозу, которую создают аварии на атомных электростанциях, они эксплуатируются в 26 странах мира.

Исчезает вокруг городов чистый воздух, реки превращаются в сточные канавы, повсюду груды мусора, свалки, искалеченная природа - такова бросающаяся в глаза картина безумной индустриализации мира.

3. Влияние деятельности человека на биосферу.

Признаком устойчивой экологической системы является стабильность определённых характеристик. Так, например, экологически устойчивая система Земля имеет постоянную массу и постоянную среднюю температуру.

Под экологической катастрофой следует понимать переход системы из одного устойчивого состояния в другое. Например, повышение средней температуры Земли может привести к таянию полярных льдов, опустыниванию почв, вымиранию определённых видов флоры и фауны, может быть, даже к гибели человечества. Тем не менее, Земля как элемент Солнечной системы, скорее всего, останется такой же стабильной, как и ранее. Экологические катастрофы могут иметь различные уровни - от локальных (гибель леса, осушение моря и т. д.) до глобальных (в масштабах Земли, Солнечной системы, Галактики и даже Вселенной).

Человечество в процессе жизнедеятельности безусловно влияет на различные экологические системы. Примерами таких, чаще всего опасных, воздействий является осушение болот, вырубание лесов, уничтожение озонового слоя, поворот течения рек, сброс отходов в окружающую среду. Этим самым человек разрушает сложившиеся связи в устойчивой системе, что может привести к её дестабилизации, то есть к экологической катастрофе.

Ниже мы рассмотрим одну из проблем влияния человека на окружающую среду - проблему городских отходов.

Каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона “ближе” человеку, нежели проблемы страны, континента или планеты). Помимо этого экологическое состояние регионов в конечном счете определяет и глобальное состояние природных компонентов.

С учетом того, что общее число экологических районов очень велико, а проблемы экологии во многих из них аналогичные, я рассматриваю два наиболее важных типа подобных районов.

3.1. Экология городов

3.1.1. Общие экологические проблемы городов мира.

Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения мира в 1.5-2.0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1939 - 1979 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних - в 3 и малых - в 2 раза.

Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргентина - 83, Уругвай - 82, Австралия - 75, США - 80, Япония - 76, Германия - 90, Швеция - 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон-Бостон и Лос-Анжелес-Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.

Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли - 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем - 0.1 Вт/м2. В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен).

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций - парки, скверы, дворы - сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” - парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

3.1.2. Экологические проблемы Москвы

Важно рассмотреть экологические проблемы крупных городов более детально и конкретно на примере Москвы. Исчерпывающую оценку экологического состояния столь крупного и сложного объекта, как Москва, дать затруднительно по следующим основным причинам:

оценка должна учитывать множество самых разных показателей по всем районам и предприятиям, производственным зонам, магистралям, системам связи, рекреационным площадям и т. д.;

полученные сведения должны быть систематизированы, сведены в единую легко интерпретируемую систему;

система сбора и обобщения имеющихся данных пока что не имеет единой научной концепции, разрознена и даже не всеми поддерживается. Социально-экологическая модель Москвы - задача предстоящих исследований.

Обобщенные данные свидетельствуют о сложном экологическом состоянии Москвы. Город стремительно растет, переходит за кольцевую дорогу, сливается с городами-спутниками. Средняя плотность населения 8.9 тыс. чел. на 1 кв. км. Сотни тысяч источников выбрасывают в воздух огромное количество вредных веществ, т. к. частичная очистка внедрена только на 60% предприятий. Особый вред наносится автомобилями, технические параметры которых не соответствуют требованиям и качеству воздуха. Выхлопные газы автомашин дают основную массу свинца, износ шин - цинк, дизельные моторы - кадмий. Эти тяжелые металлы относятся к сильным токсикантам. Промышленные предприятия дают очень много пыли, окислов азота, железа, кальция, магния, кремния. Эти соединения не столь токсичны, однако снижают прозрачность атмосферы, дают на 50% больше туманов, на 10% больше осадков, на 30% сокращают солнечную радиацию. В целом на 1 москвича приходится 46 кг вредных веществ в год.

Тепловое воздействие увеличивает температуру в городе на 3-5С, безморозный период на 10-12 дней и бесснежный - на 5-10 дней. Нагрев и подъем воздуха в центре вызывает подток его с окраины - как из лесопаркового пояса, так и из промышленных зон.

Расход воды в Москве на 1 жителя - около 700 л/сутки. При огромных расходах на очистку даже водопроводная вода содержит некоторое количество вредных соединений, главным образом удобрений и ядохимикатов. Водные ресурсы используются нерационально - более 20% воды уходит неиспользованной. Например, только для бритья москвич за один раз использует до 100 литров. В районах со счетчиками (г. Зеленоград) водопотребление в 2-3 раза меньше.

Сточные воды города на 98,6% подвергаются биологической очистке, однако, в водоемы все же попадает очень много песка, соли, подкисленной и теплой воды. Дефицит воды - один из факторов сдерживания жилищного строительства. Из 1650 главных промышленных предприятий систему оборотного водоснабжения имеют лишь 160.

В пределах города почвы значительно отличаются от своих аналогов в данной природной зоне - кислых дерново-подзолистых. В первую очередь надо отметить повышение pH до 8-9, что связано с поступлением из атмосферы карбонатов кальция и магния. Почвы обогащены также органическими веществами, главным образом сажей - до 5% вместо 2-3%. Содержание тяжелых металлов в 4-6 раз превышает фоновое.

Зеленые насаждения занимают 30% площади города, что дает 25-30 кв. м на человека (Париж - 6, Лондон - 7.5, Нью-Йорк - 8.6). Вместе с тем насаждения внутри города мало связаны с лесопарковым поясом, да и последний слишком узкий - 15-20 км. Только с севера Москва относительно защищена зеленым поясом. До 30-40% насаждений затронуто болезнями, угнетено и потеряло способность к самовозобновлению. Лесопарковый пояс в дни отдыха ежедневно принимает до 4 млн. человек. Эти нагрузки выше допустимых.

3.5 млн. человек в Москве живут в условиях экологического дискомфорта, а около 1 млн. - в районах предельного дискомфорта. Загрязнение отдельных частей города различно. Две трети всех вредных выбросов приходится на 6 районов. Сложная обстановка в кварталах вдоль Садового кольца.

Заболеваемость москвичей в среднем выше, чем по другим районам страны: распространены болезни органов дыхания, астма, различные виды аллергии, сердечно-сосудистые заболевания, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Из 94 крупнейших городов мира Москва по рождаемости находится на 62-м, по смертности - на 70-м, по естественному приросту - на 71-м месте. Выживаемость детей во многих столицах мира в 2-3 раза выше, чем в Москве.

Экология Москвы тесно связана с фоном, природными условиями Подмосковья и климатом европейской территории России. Важнейшее значение имеет так называемый “западный перенос” - преобладание в течение года ветров западных румбов. При этом западные и северо-западные районы города получают более свежий воздух, который дополнительно очищен над лесными массивами западной части Московской области. В восточные районы Москвы поступает воздух, загрязненный над городской территорией. В периоды преобладания восточных и юго-восточных ветров Москва получает менее чистый воздух, поскольку юго-восток области залесен на 25-30%, значительно распахан и более индустриальный. Северо-запад столицы имеет более чистые водоемы, поскольку основные водотоки Подмосковья текут с северо-запада на юго-восток. Общие особенности почв и рельефа также обуславливают дифференциацию экологических условий. Северо-запад Москвы более возвышенный, холмистый, имеет более тяжелые, глинистые и суглинистые почвы. Это способствует активному поверхностному смыву, горизонтальной миграции загрязнения, его концентрации в водоемах и малому проникновению в грунты. На юго-востоке большее распространение имеют равнинные песчаные поверхности с малыми уклонами. Здесь лучшие условия для вертикальной миграции загрязнения, заражения грунтовых вод.

Москва заметно влияет на прилегающую местность: атмосферное загрязнение распространяется на восток на 70-100 км, депрессионные воронки от забора артезианских вод имеют радиусы 100-120 км, тепловое загрязнение и нарушение режима осадков наблюдается на расстоянии 90-100 км, а угнетение лесных массивов - на 30-40 км.

3.1.3. Состояние воздушного бассейна

Для большинства крупных городов характерно чрезвычайно сильное и интенсивное загрязнение атмосферы. По большинству за-грязняющих агентов, а их в городе насчитывается сотни, можно с уверенностью сказать, что они, как правило, превышают предель-но допустимые концентрации. Более того, поскольку в городе на-блюдается одновременное воздействие множества загрязняющих агентов, их совместное действие может оказаться еще более значи-тельным. Широко распространено мнение о том, что с увеличе-нием размеров города возрастает и концентрация различных за-грязняющих веществ в его атмосфере, однако в действительности, если рассчитывать среднюю концентрацию загрязнений на всю территорию города, то в многофункциональных городах с населе-нием более 100 тыс. человек она находится примерно на одном и том же уровне и с увеличением размеров города практически не возрастает. Это объясняется тем, что одновременно с увеличением объемов выбросов, возрастающих пропорционально росту числен-ности населения, расширяется и площадь городской застройки, ко-торая и выравнивает средние концентрации загрязнения в атмос-фере.

Существенной особенностью крупных городов с населением более 500 тыс. человек является то, что с увеличением территории города и численности его жителей в них неуклонно возрастает дифференциация концентраций загрязнения в различных районах. Наряду с невысокими уровнями концентрации загрязнения в пери-ферийных районах, она резко увеличивается в зонах крупных про-мышленных предприятий и, в особенности в центральных районах. В последних, несмотря на отсутствие в них крупных промышлен-ных предприятий, как правило, всегда наблюдаются повышенные концентрации загрязнителей атмосферы. Это вызывается как тем, что в этих районах наблюдается интенсивное движение автотранс-порта, так и тем, что в центральных районах атмосферный воздух обычно на несколько градусов выше, чем в периферийных, - это приводит к появлению над центрами городов восходящих воз-душных потоков, засасывающих загрязненный воздух из промыш-ленных районов, расположенных на ближней периферии. При ана-лизе процессов загрязнения атмосферы городов весьма существен-но различие между загрязнениями, производимыми стационар-ными и мобильными источниками. Как правило, с увеличением размера города доля мобильных источников загрязнения (в ос-новном автотранспорта) в общем загрязнении атмосферы возра-стает, достигая 60 и даже 70%.

Существующие соотношения между стационарными и мобиль-ными источниками загрязнения атмосферного воздуха в значи-тельной мере определяют его характер.

Стационарные источники выбрасывают в воздух главным об-разом сернистый газ (150 т в сутки в расчете на каждые 500 тыс. населения во время отопительного сезона), окислы азота (100 т в сутки при том же расчете), а также некоторое количество угар-ного газа, фенолов, серной кислоты и других загрязняющих веществ в зависимости от специфики промышленного производства города и состава используемого в нем топлива. Относительно недавно стационарные источники выбрасывали в атмосферу значительное количество пыли разнообразного химического состава, но в насто-ящее время существующие газоочистные установки задерживают более 95% всех твердых частиц, образующихся при сгорании топ-лива, но практически не улавливают газовых составляющих.

Другой особенностью стационарных источников является то, что их сбросы в атмосферу, в отличие от мобильных источников, происходят, как правило, на большой высоте, что приводит к то-му, что производимые ими загрязнения распространяются на боль-шой территории (в зависимости от высоты труб). Эти зоны, накладываясь друг на друга, образуют области устойчивых загряз-нений в промышленных районах города, распространяющихся на высоту до 150 м и более.

Как уже указывалось, доля стационарных источников загряз-нения атмосферы городов имеет тенденцию к неуклонному сокра-щению, и это объясняется не столько ростом автомобильного пар-ка, сколько тем, что уменьшить объем выбросов у стационарных источников значительно проще, чем у автомобилей. Оно производится одновременным проведением ряда мероприятий: введением центрального отопления, ликвидацией мелких котельных, газифи-кацией промышленного производства и топливно-энергетического комплекса, установкой газоочистных систем. Важно отметить, что существующие ныне проекты сероулавливающих установок позволяют уже в ближайшее время превратить крупные города в мощные источники производства серосодержащих соединений и в первую очередь серной кислоты. Так, при утилизации 90% сер-нистого газа, сбрасываемого ныне в атмосферу, можно получать до 170--180 т серной кислоты в сутки во время отопительного се-зона в расчете на город с 500 тыс. населения.

В настоящее время большие надежды в области охраны воз-душного бассейна связываются с максимальной газификацией промышленности и топливно-энергетического комплекса, однако эффект газификации не следует преувеличивать. Дело в том, что перевод с твердого топлива на газ, конечно, резко снижает объ-емы серосодержащих выбросов, но увеличивает выбросы окислов азота, утилизация которых еще является технически пробле-матичной. Сходная ситуация складывается и при сокращении вы-бросов угарного газа, являющегося продуктом неполного сгорания топлива. Совершенствуя режимы горения, можно свести выбросы угарного газа до минимума, но одновременно с повышением тем-пературы увеличивается и окисление атмосферного азота, приво-дящее к росту объемов окислов азота, сбрасываемых в атмосферу. В отличие от стационарных источников загрязнение воздушного бассейна автотранспортом происходит на небольшой высоте и практически всегда имеет локальный характер. Так, концентрации загрязнений, производимых автомобильным транспортом, быстро уменьшаются по мере отдаления от транспортной магистрали, а при наличии достаточно высоких преград (например, в закры-тых дворах домов) могут снижаться более чем в 10 раз.

В целом выбросы автотранспорта значительно более токсичны, чем выбросы, производимые стационарными источниками. Наряду с угарным газом, окислами азота и сажей (у дизельных автома-шин) работающий автомобиль выделяет в окружающую среду бо-лее 200 веществ и соединений, обладающих токсическим дейст-вием. Среди них следует выделить соединения тяжелых металлов и некоторые углеводороды, особенно бензапирен, обладающий вы-раженным канцерогенным эффектом.

Несомненно, что в ближайшем будущем загрязнение воздуш-ного бассейна городов автомобильным транспортом будет пред-ставлять наибольшую опасность. Это объясняется главным обра-зом тем, что в настоящее время еще не существует кардинальных решений данной проблемы, хотя нет недостатка в отдельных тех-нических проектах и рекомендациях.

Кратко охарактеризуем ос-новные направления решения проблемы уменьшения загрязнения окружающей среды автотранспортом.

Совершенствование двигателя внутреннего сгорания.

Это тех-нически вполне реальное направление может снизить удельное потребление топлива на 10--15%, а также уменьшить объемы вы-бросов на 15--20%. Бесспорно, что этот путь может стать весьма эффективным в самое ближайшее время, поскольку не требует серьезных перестроек ни в автомобилестроении, ни в системе об-служивания и эксплуатации автомобиля. Здесь следует лишь учесть то, что реальный экологический эффект этих мероприятий не столь высок, как представляется на первый взгляд, поскольку, например, снижение объемов выбросов угарного газа в значитель-ной мере восполняется увеличением выбросов окислов азота.

Перевод двигателя внутреннего сгорания на газообразное топ-ливо.

Существующий многолетний опыт эксплуатации автомобиля на пропан-бутановых смесях показывает высокий экологический эффект. В автомобильных выбросах резко снижается количество угарного газа, тяжелых металлов и углеводородов, однако уровень выбросов окислов азота остается достаточно высоким. Кроме того, применение газовых смесей пока возможно лишь на грузовых ав-томобилях и требует налаживания системы газозаправочных стан-ций, поэтому возможности данного решения в настоящее время еще ограничены.

Перевод двигателя внутреннего сгорания на водородное топ-ливо часто рекламируется как чуть ли не идеальное решение проблемы, однако при этом часто забывают, что окислы азота об-разуются и при использовании водорода и что добыча, горение и транспортировка больших объемов водорода связаны с большими техническими трудностями, небезопасны и весьма накладны в эко-номическом отношении. В городе, насчитывающем несколько сот тысяч автомобилей, пришлось бы иметь громадные запасы водо-рода, одно хранение которых потребовало бы (для обеспечения безопасности населения) отчуждения громадных территорий. Если учесть при этом, что это дополнялось бы развитой сетью запра-вочных станций, то такой город был бы весьма небезопасен для его жителей. Даже если предположить, что будет найдено эконо-мически приемлемое решение проблемы хранения водорода (в том числе в самих автомобилях) в связанном состоянии, то эта проб-лема, по нашему мнению, едва ли будет перспективной в ближай-шие десятилетия.

Замена автомобиля электромобилем также весьма интенсивно рекламируется в популярной литературе, однако в настоящее время она столь же мало реальна, как и предыдущее предложе-ние. Во-первых, даже самые совершенные аккумуляторы наряду со значительным собственным весом, ухудшающим параметры ав-томобиля, требуют для своей зарядки энергии в несколько раз больше, чем ее затрачивает при равной работе обычный автомо-биль. Тем самым электромобиль, являясь самым расточительным, в энергетическом отношении, средством транспорта, снижая загрязнение среды в месте своей эксплуатации, резко увеличивает его в месте производства энергии. Во-вторых, производство акку-муляторов требует значительного количества ценных цветных ме-таллов, дефицит которых растет едва ли не быстрее, чем дефицит нефти и газа. И, в-третьих, электромобиль, практически «чистый» для городской улицы, не является таковым для самого автомоби-листа, поскольку при работе аккумуляторов происходит постоян-ное выделение многих токсичных веществ, которые неизбежно по-падают в салон электромобиля. Даже если предположить, что все вышеуказанные проблемы были бы технически разрешены, следует учесть, что на перестройку всей автомобильной промышленности, смену автопарка, перестройку систем обслуживания и эксплуата-ции транспортных средств потребовались бы не один десяток лет и несколько десятков, если не сотен миллиардов долларов. Поэтому аккумуляторный автомобиль едва ли сможет стать перспективным решением проблемы загрязнения окружающей среды автотранс-портом.

Помимо разобранных выше существуют десятки других техни-ческих решений, многие из которых доводятся до опытных образ-цов. Среди них есть как бесперспективные, например автомобиль с маховиковым аккумулятором, который может хорошо двигаться лишь по идеально ровной и прямой дороге - в противном случае гироскопический эффект маховика будет серьезно мешать управ-лению, так и достаточно перспективные «гибридные» конструкции. Среди последних весьма любопытна идея грузового троллейбуса с аккумулятором для межлинейных передвижений, реализация ко-торой, при условии совершенствования токоприемников и реконст-рукции токоприводов, может резко уменьшить загрязнение воздуш-ного бассейна, в особенности в центрах городов.

Помимо совершенствования самих средств транспорта серьез-ный вклад в снижение загазованности атмосферы городов могут внести планировочные мероприятия, мероприятия по совершенст-вованию управления автомобильными потоками и мероприятия по рационализации перевозок внутри города. Создание в городах еди-ной автоматизированной системы управления перевозками может резко снизить пробег автомобилей в черте города и соответственно уменьшить загрязнение его воздушного бассейна.

Характеризуя загрязнение воздушного бассейна города, необ-ходимо упомянуть о том, что оно подвержено заметным колебани-ям, вызываемым как погодными условиями, так и режимом рабо-ты предприятия и автотранспорта.

Как правило, загазованность атмосферы днем больше, чем ночью, зимой больше, чем летом, но и здесь встречаются исклю-чения, связанные, например, с фотохимическим смогом в летнее время или образованием над городом застойных масс загрязнен-ного воздуха в ночное время. Для городов, расположенных в раз-личных климатических зонах и находящихся в специфических ландшафтных условиях, характерны различные типы критических си-туаций, во время которых загазованность атмосферы может дости-гать критических значений, но во всех случаях они связываются с продолжительной безветренной погодой.

Загрязнение атмосферного воздуха является самой серьезной экологической проблемой современного города, оно наносит зна-чительный ущерб здоровью горожан, материально-техническим объектам, расположенным в городе (зданиям, объектам, сооруже-ниям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуни-кациям, промышленной продукции, сырью и полуфабрикатам) и зеленым насаждениям.

Разберем для примера лишь воздействие загрязнения воздуш-ного бассейна на материально-технические объекты только одним компонентом - сернистым газом, выбрасываемым в атмосферу го-родов при сжигании топлива.

Как показывают многочисленные исследования, повышенная концентрация сернистого газа в воздухе резко увеличивает корро-зию металлов. Так, по данным шведских исследователей, особенно интенсивной является коррозия углеродистой стали в городах со значительным увлажнением воздуха и в особенности прилегаю-щих к морским побережьям. Так, в Стокгольме наблюдается уве-личение скорости коррозии в сравнении с Кируной, находящейся в субарктической зоне, более чем в 15 раз. Хромированные покры-тия в тех же условиях разрушаются в 2-3 раза быстрее.

Легко заметить, что с удорожанием стоимости промышленного оборудования и промышленной продукции ущерб, наносимый за-грязнением воздушного бассейна, будет неуклонно возрастать. Более того, оказывается, что уже сейчас целый ряд наиболее пере-довых отраслей промышленности, таких как электроника, точное машиностроение и приборостроение, испытывают серьезные за-труднения в своем развитии на территории городов. Предприятиям этих отраслей приходится затрачивать немалые средства на очист-ку воздуха, поступающего в цеха, и, несмотря на это, на производ-ствах, расположенных в крупных городах, нарушения технологии, вызванные загрязнением воздушного бассейна, учащаются с каж-дым годом. Но даже если в цехах при производстве высокоточной и высококондиционной продукции можно создать условия, близ-кие к идеальным, то, выходя за пределы цеха, она начинает под-вергаться разрушающему воздействию загрязняющих веществ и может быстро терять свое качество.

Таким образом, загрязнение воздушного бассейна становится реальным тормозом научно-технического прогресса в городах, дей-ствие которого будет постоянно усиливаться по мере повышения требований к чистоте технологий, росту точности промышленного оборудования и распространению микроминиатюризации.

Подобный же рост ущерба наблюдается при ускоренном разрушении фа-садов зданий в загрязненной атмосфере городов.

3.1.4. Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения

В большой степени загрязнение атмосферы сказывается на здо-ровье городского населения. Об этом свидетельствуют, в частно-сти, существенные различия в заболеваемости населения в отдель-ных районах одного и того же города.

В подтверждение сказанного приведем данные из работы И. П. Лашневой, изучавшей заболеваемость детей, проживаю-щих в двух районах с разным уровнем загрязненности атмос-ферного воздуха: в одном большое количество промышленных предприятий находится вблизи детских садов, в другом детские учреждения отдалены от основных магистральных путей и источников загрязнения воздуха вредными веществами. Анализ заболе-ваемости показал, что общая острая заболеваемость в первом рай-оне была в 1,5 раза выше, чем во втором. Заболеваемость органов дыхания детей возрастных групп (от 1 года до 6 лет) в первом рай-оне была также в 1,5 раза выше, чем во втором районе, а нервной системы и органов чувств - в 2-2,5 раза чаще.

Изменение здоровья горожан является не только показателем экологического состояния города, но и важнейшим социально-эко-номическим его следствием, которое должно определять ведущие направления по улучшению качества окружающей среды. В связи с этим весьма важно подчеркнуть, что само здоровье горожан в пределах биологической нормы является функцией от экономи-ческих, социальных (включая психологические) и экологических условий.

В целом на здоровье горожан влияют многие факторы, в осо-бенности характерные черты городского образа жизни - гиподинамия, повышенные нервные нагрузки, транспортная усталость и ряд других, но более всего - загрязнение окружающей среды. Об этом свидетельствуют существенные различия в заболеваемости населения в разных районах одного и того же города.

Наиболее заметные отрицательные последствия загрязнения окружающей среды в крупном городе проявляются в ухудшении здоровья горожан по сравнению с жителями сельской местности. Так, например, проведенное М. С. Бедным и соавторами углуб-ленное изучение заболеваемости отдельных групп городского и сельского населения убедительно показало, что горожане чаще страдают неврозами, заболеваниями сосудов мозга, болезнями центральной нервной системы, органов дыхания, чем сельские жители.

Ярким подтверждением того, что именно загрязнение окру-жающей среды является причиной более высокой заболеваемости городских жителей, могут служить данные работы Е. В. Иро-довой. Автор сопоставил ретроспективные данные о загрязнении атмосферного воздуха токсическими веществами с динамикой за-болеваемости и смертности населения от злокачественных новооб-разований органов дыхания за 14 лет. Два крупных города А и Б, которые существенно различались по степени загрязнения атмос-ферного воздуха, по остальным параметрам (климатические усло-вия, численность и возрастная структура населения, уровень меди-цинского обслуживания и другие социально-экономические факто-ры) были вполне идентичны. Город А был более загрязнен серни-стым газом, пылью, фенолом, бензапиреном. Жалобы на ухудше-ние санитарно-бытовых условий жизни в городе А отмечались в 2,2 раза чаще, чем у жителей города Б. Заболевания органов дыхания у жителей города А были в 1,9 раза чаще, чем города Б, рак лег-кого встречался вдвое чаще (табл. 1).

Таблица 1

Рост смертности от рака легкого и других злокачественных новообразований в городах А и Б за изучаемый период
(за 100% приняты стандартизованные показатели смертности в каждом городе за первый период исследований)*

Необходимо специально отметить и то, что средний срок жизни до заболевания раком легкого среди людей, не имевших контакта с вредными условиями труда на производстве, у жителей города А составил в среднем 30 лет, в городе Б - 41 год. Разница в 11 лет достоверна статистически (рН_о= 0,05)

Наряду с загрязнением воздушного бассейна на здоровье че-ловека отрицательно сказываются многие другие факторы окру-жающей среды городов.

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет ло-кальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта - городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как по-казывают исследования медиков, повышенные уровни шумов спо-собствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертони-ческой болезни. Борьба с шумом, в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение собственных шумов транспортных средств (особенно трамвая) и применение в зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых шумопоглощающих материалов, вертикального озеленения домов и тройного остекле-ния окон (с одновременным применением принудительной вентиля-ции).

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в го-родских районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но самое существен-ное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные тех-нологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наиболь-ший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленно-сти и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно-технического прогресса в городах.

3.1.5. Загрязнение водного бассейна

Загрязнение водного бассейна в городах следует рассматри-вать в двух аспектах - загрязнение воды в зоне водопотребления и загрязнение водного бассейна в черте города за счет его стоков.

Загрязнение воды в зоне водопотребления является серьезным фактором, ухудшающим экологическое состояние городов. Оно производится как за счет сброса части неочищенных стоков го-родов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора дан-ного города и загрязнения воды речным транспортом, так и за счет попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов, вно-симых на поля. Причем, если с первыми видами загрязнения мож-но путем строительства очистных сооружений бороться эффектив-но, то предотвратить загрязнение водного бассейна, производимое сельскохозяйственными мероприятиями, очень сложно. В зонах по-вышенного увлажнения около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь, мо-жет приводить к эвтрофикации водоемов, которая еще больше ухудшает качество воды.

Важно заметить, что водоочистные сооружения водопроводов не в состоянии очистить питьевую воду от растворов указанных ве-ществ, поэтому питьевая вода может содержать их в себе в повы-шенных концентрациях и отрицательно повлиять на здоровье че-ловека. Рост химизации сельского хозяйства неизбежно будет при-водить к увеличению количества удобрений и ядохимикатов, вно-симых в почву, и соответственно с этим их концентрация в воде будет увеличиваться.

Борьба с таким видом загрязнений требует использования удо-брений и ядохимикатов в зонах водосбора исключительно в гра-нулированной форме, разработки и внедрения быстроразлагающихся ядохимикатов, а также биологических методов защиты ра-стений.

Города также являются мощными источниками загрязнения водного бассейна. В крупных городах в расчете на одного жителя (с учетом загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасы-вается в водоемы около 1 м³ загрязненных стоков. Поэтому города нуждаются в мощных очистных сооружениях, эксплуатация кото-рых вызывает немалые трудности. Так, при работе станции биоло-гической очистки сточных вод городов образуется около 1,5-2 т отработанного ила в год в расчете на одного жителя. Использова-ние этого ила в качестве удобрения для столовых сельскохозяйст-венных культур недопустимо, так как он содержит в себе большое количество токсических веществ, не подлежащих разложению. В настоящее время такой ил складируется на суше, занимая значи-тельные территории, и вызывает загрязнение почвенных вод. При-чем из ила прежде всего вымываются наиболее токсические эле-менты, содержащие соединения тяжелых металлов. Наиболее перс-пективным решением этой проблемы является внедрение в прак-тику технологических систем, предусматривающих получение из ила газа с последующим сжиганием остатков иловой массы.

Особую проблему представляет проникновение загрязненных поверхностных стоков в подпочвенные воды. Поверхностные стоки городов всегда имеют повышенную кислотность. Если под городом располагаются меловые отложения и известняки, проникновение в них закисленных вод неизбежно приводит к возникновению антропогенного карста. Пустоты, образующиеся в результате антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, в которых существует реальный риск его возникновения, необхо-дима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвра-щению его последствий.

3.1.6. Микроклиматические характеристики городов

Хозяйственная деятельность, планировка жилых кварталов, ограниченное количество зеленых насаждений приводят к тому, что в городах, особенно крупных, складывается свой микроклимат, который в целом ухудшает его экологические характеристики.

В безветренные дни над крупными городами на высоте 100-150 м может образовываться слой температурной инверсии, кото-рый задерживает загрязненные массы воздуха над территорией города. Это наряду со значительными тепловыми выбросами и ин-тенсивным нагревом каменных, кирпичных и железобетонных со-оружений приводит к нагреву центральных районов города. В зим-ние безветренные дни перепад температур воздуха между цент-ром и окраинами Петербурга может достигать 10° С.

Значительная загазованность воздушного бассейна, в свою очередь, приводит к уменьшению инсоляции и сокращению поступ-ления к поверхности земли ультрафиолетового излучения. Это от-рицательно влияет на здоровье горожан, поскольку при понижен-ной инсоляции замедляется выведение из организма ряда токси-ческих веществ, в частности тяжелых металлов и их соединений, помимо этого пониженная инсоляция тормозит синтез в организ-ме ряда важных ферментов. Между тем жители больших городов очень часто, особенно в зимнее время, испытывают дефицит инсо-ляции.

Особо следует сказать о неблагоприятных ветровых режимах, возникающих во многих районах новостроек со свободной за-стройкой. Хорошо известно, что перепады атмосферного давления, в особенности его снижение, весьма неблагоприятно сказываются на самочувствии людей, страдающих сердечно-сосудистыми забо-леваниями. Вместе с тем во многих районах новостроек из-за не-рациональной планировки кварталов в отдельных их точках могут наблюдаться местные падения атмосферного давления. Так, в не-больших промежутках между двумя крупными домами при опре-деленных направлениях ветра скорость ветровых потоков может значительно возрастать. Согласно законам аэродинамики в этих точках происходит местное падение атмосферного давления (до десятков миллибар), которое с внутренней стороны квартала при-обретает пульсирующий характер (частота около 5-6 Гц). Зона подобного пульсирующего давления распространяется на 15-20м в стороны от промежутка между домами. Сходное, хотя и менее четко выраженное положение наблюдается и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Излишне говорить, что пребывание в этих зонах людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболева-ниями, может отрицательно влиять на их здоровье.

Решение данной проблемы постоянно требует проведения в районах новостроек комплекса мер по нормализации ветрового режима в отдельных микрорайонах за счет более рациональной планировки кварталов, строительства ветрозащитных сооружений и высадки зеленых насаждений.

3.1.7. Зеленые насаждения в городах

Наличие в городах зеленых насаждений является одним из наиболее благоприятных экологических факторов. Зеленые насаж-дения активно очищают атмосферу, кондиционируют воздух, сни-жают уровень шумов, препятствуют возникновению неблагоприят-ных ветровых режимов, кроме того, зелень в городах благотворно действует на эмоциональное состояние человека. При этом зеле-ные насаждения должны быть максимально приближены к месту жительства человека, только тогда они могут оказывать макси-мальный положительный экологический эффект.

Однако в городах зеленые насаждения расположены крайне неравномерно. Так, в Ленинграде при общей обеспеченности зеле-ными насаждениями около 20 м² на одного жителя степень обес-печенности населения зелеными насаждениями колеблется в пределах от 31,5 м² на жителя в северо-западных районах до 5 м²-- в центральных. Понятно, что в центральных районах городов практически невозможно отыскать более или менее значительные площади для расширения зеленых насаждений, тем более следует максимально использовать имеющиеся возможности. Здесь наибо-лее перспективным является развитие вертикального озеленения, возможности которого весьма широки.

Зеленое строительство в районах новостроек также сопряжено с немалыми трудностями как технического, так и экономического характера. Стоимость озеленения 1 га территории обходится в среднем в 20 тыс. руб., а устройство газона на той же территории - 6 тыс. руб. Озеленение мелких участков стоит еще дороже, достигая 10-15 тыс. руб. за 1 м². Ясно, что в последнем случае де-шевле и проще асфальтировать дворовую территорию, чем озеле-нять ее. В техническом отношении зеленое строительство затруд-няется захламленностью территории новостроек и захораниванием в почве отходов строительства. Однако максимально возможное озеленение городских территорий относится к числу наиболее важ-ных экологических мероприятий в городах.

Завершая разбор основных факторов, формирующих экологи-ческое состояние в городах, остановимся еще на одной проблеме, непосредственно связанной с экологией человека. Выше указыва-лись факторы, формирующие окружающую среду городов, между тем взрослый житель крупного города в будний день подавляющую часть времени проводит в замкнутых пространствах - 9 час. на работе, 10-12 - дома и не менее часа в транспорте, магазинах и других общественных местах и, таким образом, непосредственно соприкасается с окружающей средой города приблизительно 2-3 часа в день. Этот факт заставляет обратить особенно серьезное внимание на экологические характеристики производственной и жилой сред.

Создание в замкнутых пространствах комфортных условий и прежде всего очищенного кондиционированного воздуха и понижен-ного уровня шумов может значительно уменьшить отрицательное влияние городской среды на здоровье человека, да и мероприятия эти требуют относительно небольших материальных затрат. Ре-шению этого вопроса, однако, пока еще уделяется недостаточно внимания. В частности, даже в новейших проектах жилых домов часто не предусматриваются конструктивные возможности уста-новки кондиционеров и воздушных фильтров. Помимо этого, в пределах самой жилой среды действует немало факторов, влия-ющих на ее качество. К ним следует отнести газовые кухни, зна-чительно повышающие загазованность жилой среды, пониженную влажность воздуха (при наличии центрального отопления), нали-чие значительного количества разнообразных аллергенов - в ков-рах, мягкой мебели и даже в теплоизолирующих материалах, употребляемых при строительстве, и многие другие факторы. От-рицательные последствия всего указанного выше должны не толь-ко предусматриваться при новом строительстве и капитальном ре-монте, но и требуются активные действия по улучшению качества жилой среды от каждого горожанина.