14.1. Динамика роста численности городского населения

Предпосылки урбанизации — рост в городах промышленности, развитие их культурных и политических функций, углубление территориального разделения труда. Для урбанизации характерны приток в города сельского населения и возрастающее маятниковое движение населения из сельского окружения и ближайших малых городов в крупные города (на работу, по культурно-бытовым надобностям и пр.). Процесс, обратный урбанизации, называется рурализацией.

Процесс урбанизации идёт за счёт:

• преобразования сельских населённых пунктов в городские;
• формирования широких пригородных зон;
• миграции из сельской местности (провинции) в городскую.

Явление трансформации естественных природных ландшафтов в искусственные под влиянием застройки обозначают понятием «урбанизация природы». Процесс ко- или соэволюции искусственных и природных факторов развития называют геоурбанизацией, его изучает геоурбанистика.

Двадцатый век стал веком ускоряющейся урбанизации. Если раньше большинство населения проживало в сельской местности, то в XX в. начался быстрый рост городов и отток населения из деревни в город (табл.3.6).

Таблица 3.6. Рост городского населения

Показатель	1950	1970	1990
Население Земли, млн. чел. Городское население, млн. чел. Процент городского населения	2515 734 29	3608 1373 37	5328 2234 42

Среди мега-городов особенно выделяется столица Японии – Токио. Это крупнейшая городская агломерация мира, по численности населения (37,2 миллиона человек в 2011 году) превосходящая большинство стран и территорий мира, по которым ООН проводит ретроспективные и прогнозные расчеты (196 из 231). Она включает в себя не только плотно заселенные территории Большого Токио, но и 87 прилегающих городов, функционально связанных с ним, в том числе Йокогаму, Кавасаки и Чибу, являющиеся важнейшими городскими центрами с определенными собственными правами. Мега-города нередко возникают в результате слияния нескольких функционально взаимосвязанных крупных или малых городов, постепенно образующих городскую агломерацию. Токио возглавляет список крупнейших городов мира начиная с 1955 года, когда его население насчитывало 13,7 миллиона человек. До 2025 года эта городская агломерация останется крупнейшей по своему населению.

Однако со временем скорость роста населения крупнейших городов меняется, изменяется и топ-лист крупнейших городов мира. Так, агломерация Нью-Йорк – Ньюарк, которая была крупнейшей в 1950 году (12,3 миллиона человек), сейчас занимает лишь 4-е место (почти 20,4 миллиона человек), а непосредственно за Токио следуют Дели (22,7 миллиона человек) и Мехико (более 20,4 миллиона человек). Население Шанхая также превысило 20 миллионов человек, а население других агломераций пока не достигло этого уровня (табл. 3.7).

В последние два десятилетия (1990-2011 годы) особенно быстро росли мега-города Китая – Шэньчжэнь, Гуанчжоу, Шанхай. В 2011-2025 годы наиболее быстро будет расти население Лагоса в Нигерии (на 3,7% в среднем за год), Дакки в Бангладеш (2,84%), китайских мега-городов (Шэньчжэня, Пекина, Гуанчжоу, Шанхая – более чем на 2,5% в год), Карачи в Пакистане и Дели в Индии (почти на 2,7% в год).

Таблица 3.7. Численность населения мега-городов (в 2011 году) в отдельные годы периода 1950-2050 годов

	Население, миллионов человек				Среднегодовые темпы прироста, %
	1970	1990	2011	2025	1970-1990	1990-2011	2011-2025
Токио	23,3	32,5	37,2	38,7	1,67	0,64	0,27
Дели	3,5	9,7	22,7	32,9	5,07	4,03	2,67
Мехико	8,8	15,3	20,4	24,6	2,79	1,38	1,32
Нью-Йорк - Ньюарк	16,2	16,1	20,4	23,6	-0,03	1,12	1,05
Шанхай	6,0	7,8	20,2	28,4	1,30	4,52	2,43
Сан-Паулу	7,6	14,8	19,9	23,2	3,31	1,42	1,08
Мумбай (Бомбей)	5,8	12,4	19,7	26,6	3,80	2,20	2,12
Пекин	4,4	6,8	15,6	22,6	2,14	3,96	2,66
Дакка	1,4	6,6	15,4	22,9	7,86	4,02	2,84
Калькутта	6,9	10,9	14,4	18,7	2,26	1,33	1,87
Карачи	3,1	7,1	13,9	20,2	4,15	3,16	2,68
Буэнос-Айрес	8,1	10,5	13,5	15,5	1,30	1,20	0,98
Лос-Анджелес*	8,4	10,9	13,4	15,7	1,31	0,99	1,13
Рио-де-Жанейро	6,6	9,6	12,0	13,6	1,84	1,05	0,93
Манила	3,5	8,0	11,9	16,3	4,07	1,89	2,26
Москва	7,1	9,0	11,6	12,6	1,17	1,22	0,56
Осака-Кобе	9,4	11,0	11,5	12,0	0,80	0,19	0,33
Стамбул	2,8	6,6	11,3	14,9	4,30	2,58	2,00
Лагос	1,4	4,8	11,2	18,9	6,08	4,08	3,71
Каир	5,6	9,1	11,2	14,7	2,42	1,00	1,98
Гуанчжоу	1,5	3,1	10,8	15,5	3,45	6,01	2,54
Шэньчжэнь	0,0	0,9	10,6	15,5	18,44	11,89	2,71
Париж	8,2	9,3	10,6	12,2	0,64	0,62	0,97

Список 30 крупнейших городов мира быстро изменяется. Если в 1960 году в него входили 9 городов Европы и 6 городов США, а численность их населения варьировалась от 2,4 миллиона человек в Милане до 16,7 миллионов человек в Токио, то в 1980 году в нем осталось 5 городов Европы и 4 города США, а численность 30 крупнейших городов мира составляла от 4,2 миллиона человек в Мадриде до 28,6 миллиона человек в Токио.

В 2011 году в списке 30 крупнейших городов мира остались лишь 3 города Европы и 3 города США, причем диапазон значений численности населения городов из этого топ-листа составлял от 9 миллионов человек в Лондоне до 37,2 миллиона человек в Токио.

Если разбить группу крупнейших городов мира по географическим регионам, окажется, что в Азии расположены 17 из 30 городов, причем больше всего их в Китае - 6 (рис. 3.6). Среди крупнейших городов мира и Восточной Азии Токио заметно выделяется размером своего населения и скоростью его увеличения, население агломерации Осака-Кобе, превысив порог в 10 миллионов человек в 1985 году, увеличивается очень медленно и только к 2025 году может превысить 12 миллионов человек. Население Сеула, превысив 10 миллионов человек в 1990-1995 годах, и вовсе стало сокращаться, снизившись до 9,8 миллиона человек в 2010-2011 годах. На этом фоне заметно отличаются города Китая, население которых быстро растет, начиная с 1990-х годов.

Рис. 3.6. Численность населения крупнейших городских агломераций Восточной Азии, 1950-2025 годы, миллионов человек

Источник рис. 3.6-3.9: United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2012). World Urbanization Prospects: The 2011 Revision, CD-ROM Edition. POP/DB/WUP/Rev.2011/1/F11b.

Быстрый рост численности населения демонстрируют также города Индии, прежде всего столица государства – Дели. Очень быстро растет население столицы Бангладеш Дакки и Карачи в Пакистане. Рост населения Джакарты в Индонезии отличается – самый умеренный в этой группе (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Численность населения крупнейших городских агломераций Южной, Юго-Восточной и Западной Азии, 1950-2025 годы, миллионов человек

Агломерация Нью-Йорк – Ньюарк выделялась своим размером до 1980-х годов, хотя в это время более высокими темпами увеличивалось население Мехико и Сан-Паулу, которые в 1990-е годы «догнали» по численности населения крупнейшую агломерацию США (рис. 3.8). Население других крупнейших агломераций Южной Америки увеличиваются более низкими темпами, хотя и быстрее, чем населения другой крупнейшей агломерации США - Лос-Анджелес – Лонг-Бич – Санта-Ана.

Рис. 3.8. Численность населения крупнейших городских агломераций Южной и Северной Америки, 1950-2025 годы, миллионов человек

* Лос-Анджелес – Лонг-Бич – Санта-Ана

Поскольку в список 30 крупнейших (в 2011 году) городов мира входят лишь три города Европы и два города Африки, динамику их численности мы представили на одном графике (рис. 3.9). Если для Москвы и Парижа характерна сохраняющаяся тенденция умеренного роста, то численность населения Лондона после достаточно длительного периода стабильности начала понемногу увеличиваться лишь с конца 1990-х годов. Африканские города, особенно столица Нигерии Лагос, отличаются заметно более высокими темпами прироста населения.

Рис. 3.9. Численность населения крупнейших городских агломераций Африки и Европы, 1950-2025 годы, миллионов человек

Для городов характерны высокая плотность населения, большой приток и отток энергии, сильное загрязнение и т. д. В сравнении с естественными экосистемами  город представляет собой искусственно созданную среду с низкой устойчивостью к возмущающим факторам, менее устойчив и зависит от притока энергии и вещества извне.

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.

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 – 6⁰С. 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 1м³ 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.

“Городская среда” – фундаментальное понятие, выражающее глубинную сущность города и как места сосредоточения больших масс людей, и как функционального образования, играющего столь важную роль в жизни и развитии общества, в его территориальной организации.

Помимо этого, городская среда – важная составляющая часть потенциала города, благодаря которой он выполняет свою историческую миссию двигателя прогресса. Многообразная и многоконтактная городская среда благоприятствует возникновению и развитию нового в разных сферах человеческой деятельности. Благодаря свойствам своей среды города становятся творческой Ораторией человечества: “Качество городской среды, в конечном счете, определяется способностью городов, с одной стороны, быть фокусами творческих сил общества, реализовать, концентрировать в себе творческий потенциал и, с другой – создать необходимые условия для приобщения каждой личности к различным формам жизни города”.

Городская среда – совокупность многочисленных и разнообразных каналов массовых коммутаций, форм и способов общения людей, их подключения к источникам разнообразной информации. Фундаментальным признаком городской среды философы называют ее нарастающее разнообразие, которое позволяет человеку приобщаться к миру культуры: “Научно – технический прогресс не может развиваться без нарастающего разнообразия связей общения – действенного общения развитых личностей. Сегодня, если судить по предпочтениям горожан, разнообразие мест приложения труда и способов проведения досуга перевешивает планировочные и экологические недостатки городов”. От качества городской среды зависит эффективность межличностного общения, что подтверждается фактом продолжающегося роста крупных центров, удобных и богатых по возможностям ареалов общения.

Таким образом, можно говорить о двух взаимосвязанных сторонах городской среды. Она выступает как комплекс условий жизни людей, “потребляющих” среду, удовлетворяющих свои потребности, что находится в прямой зависимости от качества среды. Одновременно городская среда является совокупностью условий для творческой деятельности, формирующей новые направления в науке, искусстве, культуре и т. д.

Понятие городской сферы может трактоваться очень широко, и ее состояние зависит от многих факторов.

14.2. Состояние воздушного бассейна

Для большинства крупных городов характерно чрезвычайно сильное и интенсивное загрязнение атмосферы. По большинству загрязняющих агентов, а их в городе насчитываются сотни, можно с уверенностью сказать, что они, как правило, превышают предельно допустимые концентрации. Более того, поскольку в городе наблюдается одновременное воздействие множества загрязняющих агентов, их совместное действие может оказаться еще более значительным. Широко распространено мнение о том, что с увеличением размеров города возрастает и концентрация различных загрязняющих веществ в его атмосфере, однако в действительности, если рассчитывать среднюю концентрацию загрязнений на всю территорию города, то в многофункциональных городах с населением 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 численности населения, расширяется и площадь городской застройки, которая и выравнивает средние концентрации загрязнения в атмосфере.

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 периферийных районах, она резко увеличивается в зонах крупных промышленных предприятий и, в особенности в центральных районах. В последних, несмотря на отсутствие в них крупных промышленных предприятий, как правило, всегда наблюдаются повышенные концентрации загрязнителей атмосферы. Это вызывается как тем, что в этих районах наблюдается интенсивное движение автотранспорта, 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 воздушных потоков, засасывающих загрязненный воздух из промышленных районов, расположенных на ближней периферии. При анализе процессов загрязнения атмосферы городов весьма существенно различие между загрязнениями, производимыми стационарными и мобильными источниками. Как правило, с увеличением размера города доля мобильных источников загрязнения (в основном автотранспорта) в общем, загрязнении атмосферы возрастает, достигая 60 и даже 70%.

Существующие соотношения между стационарными и мобильными источниками загрязнения атмосферного воздуха в значительной мере определяют его характер.

Стационарные источники выбрасывают в воздух главным образом 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 угарного 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 настоящее время существующие газоочистные установки задерживают более 95% всех твердых частиц, образующихся при сгорании топлива, но практически не улавливают газовых составляющих.

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

Как уже указывалось, доля стационарных источников загрязнения атмосферы городов имеет тенденцию к неуклонному сокращению, и это объясняется не столько ростом автомобильного парка, сколько тем, что уменьшить объем выбросов у стационарных источников значительно проще, чем у автомобилей. Оно производится одновременным проведением ряда мероприятий: введением центрального отопления, ликвидаций мелких котельных, газификацией 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% сернистого газа, сбрасываемого ныне в атмосферу, можно получать до 170 – 180 т серной кислоты в сутки во время отопительного сезона в расчете на город с 500 тыс. населения.

В настоящее время большие надежды в области охраны воздушного 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 объемы серосодержащих выбросов, но увеличивает выбросы окислов азота, утилизация которых еще является технически проблематичной. Сходная ситуация складывается и при сокращении выбросов угарного газа, являющегося продуктом неполного сгорания топлива. Совершенствуя режимы горения, можно свести выбросы угарного газа до минимума, но одновременно с повышением температуры увеличивается и окисление атмосферного азота, приводящее к росту объемов окислов азота, сбрасываемых в атмосферу. В отличие от стационарных источников загрязнения 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 закрытых 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 автомашин) работающий автомобиль выделяет в окружающую среду более 200 веществ и соединений, обладающих токсическим действием. Среди них следует выделить соединения тяжелых металлов и некоторые углеводороды, особенно бензапирен, обладающий выраженным канцерогенным эффектом.

Меры борьбы с автомобильными выбросами были рассмотрены в разделе “Экологические проблемы атмосферы”.

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

Характеризуя загрязнение воздушного бассейна города, необходимо упомянуть о том, что оно подвержено заметным колебаниям, вызываемым как погодными условиями, так и режимом работы предприятия и автотранспорта.

Как правило, загазованность атмосферы днем больше, чем ночью, зимой больше, чем летом, но и здесь встречаются исключения, связанные, например, с фотохимическим смогом в летнее время или образованием над городом застойных масс загрязненного воздуха в ночное время. Для городов, расположенных в различных климатических зонах и находящихся в специфических ландшафтных условиях, характерны различные типы критических ситуаций, во время которых загазованность атмосферы может достигать критических значений, но во всех случаях они связываются с продолжительной безветренной погодой.

Загрязнение атмосферного воздуха является самой серьезной экологической проблемой современного города, оно наносит значительный ущерб здоровью горожан, материально – техническим объектам, расположенным в городе (зданиям, объектам, сооружениям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуникациям, промышленной продукции, сырья и полуфабрикатам) и зеленым насаждениям.

Разберем для примера лишь воздействие загрязнения воздушного бассейна на материально – технические объекты только одним компонентом – сернистым газом, выбрасываемым в атмосферу городов при сжигании топлива.

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

Легко заметить, что с удорожанием стоимости промышленного оборудования и промышленной продукции ущерб, наносимый загрязнением воздушного бассейна, будет неуклонно возрастать. Более того, оказывается, что уже сейчас целый ряд наиболее передовых отраслей промышленности, таких как электроника, точное машиностроение и приборостроение, испытывают серьезные затруднения в своем развитии на территории городов. Предприятиям этих отраслей приходится затрачивать немалые средства на очистку воздуха, поступающего в цеха, и, несмотря на это, на производствах, расположенных в крупных городах, нарушения технологии, вызванные загрязнением воздушного бассейна, учащаются с каждым годом. Но даже если в цехах при производстве высокоточной и высоко кондиционной продукции можно создать условия, близкие к идеальным, то, выходя за пределы цеха, она начинает подвергаться разрушающему воздействию загрязняющих веществ и может быстро терять свое качество.

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

Подобный же рост ущерба наблюдается при ускоренном разрушении фасадов зданий в загрязненной атмосфере городов.

14.3. Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения

В большой степени загрязнение атмосферы сказывается на здоровье городского населения. Об этом свидетельствует, в частности, существенные различия в заболеваемости населения в отдельных районах одного и того же города.

В подтверждение сказанному приведем данные из работы И. П. Лашневой, изучавшей заболеваемость детей, проживающих в двух районах с разным уровнем загрязненности атмосферного 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 заболеваемости показал, что общая острая заболеваемость в первом районе была в 1,5 раза выше, чем во втором. Заболеваемость органов дыхания возрастных групп (от 1 года до 6 лет) в первом районе была также в 1,5 раза выше, чем во втором районе, а нервной системе и органов чувств – в 2 – 2,5 раза чаще.

Изменение здоровья горожан является не только показателем экологического состояния города, но и важнейшем социально-экономическим 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 экономических, социальных (включая психологические) и экологических условий.

В целом на здоровье горожан влияют многие факторы, в особенности характерные черты городского образа жизни – гиподинамия, повышенные нервные нагрузки, транспортная усталость и ряд других, на 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 загрязнение окружающей среды в крупном городе проявляются в ухудшении здоровья горожан по сравнению с жителями сельской местности. Так, например, проведенное М. С. Бедным и соавторами углубленное 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.

Наряду с загрязнением воздушного бассейна на здоровье человека отрицательно сказываются многие другие факторы окружающей среды городов.

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет локальный 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 показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно – психических заболеваний и гипертонической болезни. Борьба с шума, в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой не возможно 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 остекления окон (с одновременным применение принудительной вентиляции).

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации городских 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 существенное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные технологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наибольший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленности и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно – технического прогресса в городах.

14.4. Загрязнение водного бассейна

Загрязнение водного бассейна в городах следует рассматривать 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 сбросов части неочищенных стоков городов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора данного города и загрязнения воды речным транспортом, так и за счет попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов вносимых на поля. Причем, если с первыми видами загрязнения можно путем строительства очистных сооружений бороться эффективно, то предотвратить загрязнение водного бассейна производимое сельскохозяйственными мероприятиями очень сложно. В зонах повышенного увлажнения около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь может 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 веществ, поэтому питьевая вода может содержать их в себе в повышенных концентрациях и отрицательно повлиять на здоровье человека. Рост химизации сельского хозяйства неизбежно будет приводить к увеличению количества удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, и соответственно с этим их концентрация в воде будет увеличиваться.

Борьба с таким видом загрязнений требует использования удобрений и ядохимикатов в зонах водосброса исключительно в гранулированной форме, разработки и внедрения, быстроразлагающихся ядохимикатов, а также биологических методов защиты растений.

Города также являются мощными источниками загрязнения водного бассейна. В крупных городах в расчете на одного жителя (с учетом загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасывается в водоемы около 1 м³ загрязненных стоков. Поэтому города нуждаются в мощных очистных сооружениях, эксплуатация которых вызывает немалые трудности. Так, при работе станции биологической очистки сточных вод городов образуется около 1,5 – 2 т отработанного ила в год в расчете на одного жителя. Использование этого ила в качестве удобрения для столовых сельскохозяйственных культур не допустимо, так как он содержит в себе большое количество токсических веществ, не подлежащих разложению. В настоящее время такой ил складируется на суше, занимая значительные территории, и вызывает загрязнение почвенных вод. Причем из ила, прежде всего, вымываются наиболее токсические элементы, содержащие соединения тяжелых металлов. Наиболее перспективным решением этой проблемы является внедрение в практику технологических систем, предусматривающих получение из ила газа  с последующим сжигания 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, необходима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвращению его последствий.

14.5. 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, который задерживает загрязненные массы воздуха над территорией города. Это наряду со значительными тепловыми выбросами и интенсивным нагревом каменных, кирпичных и железобетонных сооружений приводит к нагреву центральных районов города. В зимние безветренные дни перепад температур воздуха между центром и окраинами Петербурга может достигать 10⁰ C.

Значительная загазованность воздушного бассейна, в свою очередь, приводит к уменьшению инсоляции и сокращению поступления к поверхности земли ультрафиолетового излучения. Это отрицательно влияет на здоровье горожан, поскольку при пониженной инсоляции замедляется выведение из организма ряда токсических веществ, в частности тяжелых металлов и их соединений, помимо этого пониженная инсоляция тормозит синтез в организме ряда важных ферментов. Между тем жители больших городов очень часто, особенно в зимнее время испытывают дефицит инсоляции.

Особо следует сказать о неблагоприятных ветровых режимах, возникающих во многих районах новостроек со свободной застройкой. Хорошо известно, что перепады атмосферного давления, в особенности его снижения, весьма не благоприятно сказываются на самочувствии людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Вместе с тем во многих районах новостроек из-за нерациональной планировки кварталов в отдельных их точках могут наблюдаться местные падения атмосферного давления. Так, в небольших промежутках между двумя крупными домами при определенных направлениях ветра скорость ветровых потоков может значительно возрастать. Согласно законам аэродинамики в этих точках происходит местное падение атмосферного давления (до десятков миллибар), которая с внутренней стороны квартала приобретает пульсирующий характер (частота около 5 - 6 Гц). Зона подобного пульсирующего давления распространяется на 15 – 20 метров в стороны от промежутка между домами. Сходная, хотя и менее четкая выраженное положение наблюдается и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Излишне говорить, что пребывание в этих зонах людей, страдающих сердечно – сосудистыми заболеваниями, 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 планировке кварталов строительства ветрозащитных сооружений и высотки зеленых насаждений.

14.6. Зеленые насаждения в городах

Наличие в городах зеленых насаждений является одним из наиболее благоприятных экологических факторов. Зеленые насаждения активно очищают атмосферу,  кондиционируют воздух, снижают уровень шумов препятствуют возникновению неблагоприятных ветровых режимов, кроме того, зелень в городах благотворно действует на эмоциональное состояние человека. При этом зеленые насаждения должны быть максимально приближенны к месту жительства человека, только тогда они могут оказывать максимальный положительный экологический эффект.

Однако в городах зеленые насаждения расположены крайне неравномерно. Так, в Санкт – Петербурге при общей обеспеченности зеленными насаждениями около 20 м² на одного жителя степень обеспеченности 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 наиболее 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 дешевле и проще асфальтировать дворовую территорию, чем озеленять ее. В техническом отношении строительство затрудняется захламленностью территории новостроек и захоронением в почве отходов строительства. Однако максимально возможная озеленение городских территорий относится к числу наиболее важных экологических мероприятий в городах.

Завершая разбор основных факторов, формирующих экологическое состояние в городах, остановимся еще на одной проблеме, непосредственно связанной с экологией человека. Выше указывались 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 пониженного уровня шумов может значительно уменьшить отрицательное влияние городской среды на здоровье человека, да и мероприятия эти требуют относительно небольших материальных затрат. Решению этого вопроса, однако, пока еще уделяется недостаточно внимания. В частности, даже в новейших проектах жилых домов часто не предусматриваются конструктивные возможности установки кондиционеров и воздушных фильтров. Помимо этого, в пределах самой жилой среды действует немало факторов, влияющих на ее качество. К ним следует отнести газовые кухни, значительно повышающие загазованность жилой среды, пониженную влажность воздуха (при наличии центрального отопления), наличие значительного количества разнообразных аллергенов – в коврах, мягкой мебели и даже в теплоизолирующих материалах, употребляемых при строительстве, и многие другие факторы. Отрицательные последствия всего указанного выше должны не только предусматриваться при новом строительстве и капитальном ремонте, но и требуются активные действия по улучшению качества жилой среды от каждого горожанина.

Контрольные вопросы по теме:

1. Что такое «урбанизация»?
2. За счет чего идет урбанизация?
3. Экологические проблемы крупных городов?
4. Дайте понятие «городская среда».
5. Дайте характеристику состояния воздушного бассейна крупных городов.
6. Дайте характеристику водной среды крупных городов.
7. Как сказывается на здоровье современного человека урбанизация.
8. Микроклиматические характеристики городской среды.
9. Роль зеленых насаждений в городской среде.
10. Перспективы развития городов и экологические последствия.