Влияние урбанизации на биосферу

Урбанизация (от лат. urbs — город) — одно из важнейших глобальных явлений современного мира, затрагивающее все народы и страны.

Урбанизация — это процесс концентрации населения в городах, увеличения числа и размеров городов, повышения

Технической оснащенности, этажности и плотности застрой­ки, создания комфортных условий жизнедеятельности.

Современная урбанизация как всемирный процесс обла­дает тремя общими чертами, характерными для большинства стран:

во-первых, быстрые темпы роста городского населения (в 1990 г. доля городского населения от общей численности на­селения составляла 13%, а в 2010 г. эта доля может достиг­нуть 50%);

во-вторых, продолжающаяся концентрация городского населения, прежде всего в больших городах (в 1990 г. городов-"миллионеров" в мире насчитывалось 10, а в 2000 г. стало уже 430);

в-третьих, "расползание" городов, расширение их тер­ритории, т. е. для современного этапа урбанизации особенно характерен переход от "точечного" города к городским агло­мерациям, которые трансформируются в еще более круп­ные образования — мегаполисы.

С точки зрения экологии современный город-мегапо­лис — очень сложная экосистема, специфика которой опре­деляется не только высокой концентрацией большого коли­чества людей на ограниченном пространстве, но и концент­рацией на том же пространстве промышленного производ­ства и производства услуг, а также транспортных средств, включая автотранспорт. Все это приводит к росту антропо­генной нагрузки на окружающую среду и усиливает ее засо­рение.

Быстроразвивающаяся урбанизация породила непредска­зуемую опасность возникновения тяжких последствий для населения нашей планеты — физическую тяжесть городов. Многотонные здания давят своей тяжестью на землю и врас­тают в нее, оседают.

Например, в Мехико (столице Мексики) осадка Дворца изящных искусств достигла 4,8 м, здание Национального театра осело на 3 м и продолжает опускаться на 13 см в год. Особую опасность представляют неравномерные осадки грунта в городах. Знаменитая Пизанская башня в Италии высотой 60 м из-за неравномерного погружения отклонилась от вер­тикали уже почти на 5 м. В Англии старинная церковь в Бри­столе, построенная в XV в. на болотистом грунте, дала боль­шую неравномерную осадку, отклонение церковной башни в нижней части достигло 1,2 м.

В Самарканде (Узбекистан) наклонились некоторые ми­нареты Улугбека — уникальные архитектурные памятники первой четверти XV в. Например, юго-восточная башня-ми­нарет массой более 1 тыс. т отклонилась вверху почти на 2 м от вертикали. Чтобы спасти эти шедевры, были проведены уникальные инженерные работы: осевший край приподняли почти на 10,5 м. Минарет был выровнен.

Под крупными городами сейчас нет действующих рудни­ков, их по своему воздействию на земную кору заменяет метрополитен. Над его подземными магистралями земля опус­кается, проседает, повторяя контуры тоннелей и станций. В Москве это проседание достигает 1 м, в Санкт-Петер­бурге — 80 см, Киеве — 50 см, Баку — 26 см.

Воду города часто берут из-под земли. В прошлом неред­ко под городом добывали и строительные материалы. Напри­мер, известняк для строительства домов долгое время из­влекали из месторождения, которое находилось под Пари­жем. Так возникли знаменитые катакомбы. Добыча известняка была прекращена только в конце XVII в., когда люди поняли всю опасность своих действий.

Город потребляет из окружающей природной среды ог­ромное количество природных ресурсов, а возвращает в нее отходы своей жизнедеятельности, которые накапливаются в биосфере.

Потребление природных ресурсов. Город потребляет ог­ромное количество энергии. Основные источники энергии для предприятий города, отопления и освещения квартир горо­жан (за исключением теплоцентралей) расположены за его пределами. Это месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции. Кроме того, чтобы накормить од­ного горожанина, требуется 1 га сельскохозяйственных уго­дий (включающих пашню, сенокосы и пастбища). В России на одного горожанина приходится около 2 га сельскохозяйствен­ных угодий. Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в городе незначительно. Город потребляет большое количество воды, лишь незначительную часть которой человек использует непосредственного для сво­их нужд, основную часть воды тратит на производственные нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на одного горожанина приходится до 1000 л в сутки.

Загрязнение окружающей среды продуктами жизнедея­тельности города. Здесь следует выделить несколько про­блем: загрязнение воды, твердые городские отходы, загряз­нение атмосферы городов, шумовое загрязнение.

Загрязнение воды. Использованная городская вода насы­щена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, фе­нолами и т. д. В России лидерами по сбросу загрязненных i сточных вод за 1997 г. являются: Москва — 2,4 млн м3 (8,7% от общего объема сброса загрязненных вод по Российской Федерации); Санкт-Петербург — 1,5 млн м3 (5,6%); Ангарск — 0,539 млн м3 (1,9%).

Водные объекты в местах ниже сброса сточных вод клас­сифицируются как "очень грязные" и "чрезвычайно грязные". В настоящее время концентрация загрязняющих веществ в сточных водах коммунально-бытового сектора составляет 1 кг/м3 воды.

Очень острой является проблема очистки воды. Объем сточ­ных вод в мире в наши дни составляет более 500 км3 в год. Большую часть этого объема выделяют города, и только 50% стока подвергается очистке. Загрязнение вод связано не толь­ко с недостаточным объемом и качеством очистки воды, но также с плохим состоянием систем водоотведения и с отсут­ствием систем очистки. Данная проблема ливневых стоков наряду с контролем качества ливневых стоков являются сей­час наиболее актуальными. По очистке сточных вод сейчас стали предприниматься определенные меры, в частности, обязательным требованием к автомойкам является наличие системы сбора и очистки сточных вод.

Твердые городские отходы. Проблема переработки твер­дых городских бытовых и промышленных отходов до сих пор полностью не решена. Только бытовых отходов из Москвы вывозится 15,0 млн м3 в год. Обычный метод накопления го­родских отходов на свалках не является решением пробле­мы, так как отходов производится все больше, а мест, где их можно складировать, становится все меньше. Ежегодно такие полигоны занимают в пригородах Москвы не менее 25 га земли. Кроме того, процесс разложения отходов проис­ходит крайне медленно: бумага разлагается 2—10 лет; поли­этиленовая упаковка — 200 лет; пластмасса — 500 лет. Та­ким образом, проблема уничтожения и переработки отходов является также весьма актуальной. В последнее время в Москве создана сеть пунктов приема переработки вторично­го сырья, в которых собирают, сортируют и частично пере­рабатывают бытовые отходы. Это достаточно сложный тех­нологический процесс. Например, чтобы переработать маку­латуру, ее предварительно надо рассортировать по 13 видам.

Загрязнение воздушной среды города. В загрязнении атмосферы городов одно из ведущих мест занимает автотран­спорт. Во многих городах на выхлопные газы автомобилей приходится 30%, а в некоторых — 50% загрязнений воздуха. В Москве за счет автотранспорта в атмосферу поступает около 96% оксида углерода, 33% диоксида углерода, 64% углево­дородов. Выхлопные газы автотранспорта остаются в при­земном слое атмосферы, что затрудняет их рассеивание. Узкие улицы и высокие здания также способствуют задер­живанию токсичных соединений выхлопных газов в зоне ды­хания пешеходов.

В состав выхлопных газов автотранспорта входит более 200 компонентов, тогда как нормируются лишь немногие из них (дымность, оксиды углерода и азота, углеводороды). Во многих городах России отмечается превышение предельных 62 нормативов содержания вредных и токсичных веществ в ат­мосфере. Превышение в 10 раз по целому ряду соединений отмечено в 14 городах, среди которых Братск, Барнаул, Москва, Тюмень и др.

Повышенное содержание токсичных веществ в атмосфе­ре городов приводит к тому, что над крупными городами происходит образование смога, который представляет собой г/южное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсич­ных газов. Возникая при определенных погодных условиях над крупными промышленными городами, смог вызывает удушье, приступы бронхиальной астмы, аллергические ре­акции. Печально знаменитый смог 1952 г. в Лондоне за не­сколько дней унес более 4 тыс. жизней.

Шумовое загрязнение. Город является источником не только вредных и токсичных веществ, но и физических заг­рязнителей, к числу которых относится шум. Шумовое заг­рязнение, наряду с перечисленными выше, является также актуальной для города проблемой, так как приводит к повы­шенным нервным и психическим нагрузкам на городского жителя. От чрезмерных шумовых воздействий страдает не только человек, но и растительный и животный мир. Шумо­вая какофония города складывается из многих факторов: гро­хота железных дорог, шума заводских цехов, рокота строи­тельной техники и т. д. Под оптимальным шумовым фоном понимают энергию шума 20 децибел (дБ). Городской шум со­ставляет в среднем уровень 30—40 дБ. За последние 10 лет уровень шума в крупных городах поднялся на 5—8 дБ.

Таким образом, главная особенность экосистемы города состоит в том, что в нем невозможно экологическое равно­весие. Все процессы регулирования потоков веществ и энер­гии человеку приходится брать на себя. Человек должен ре­гулировать как потребление городом энергии и ресурсов — сырья для промышленности и пищи для людей, так и коли­чество ядовитых отходов, поступающих в биосферу в ре­зультате деятельности промышленности и автотранспорта. Наконец, должны регулироваться и размеры этих экосистем, которые, как уже отмечалось выше, распространяются, за­нимая все новые территории. В результате уменьшается площадь санитарно-защитных зеленых городских зон, при­городных сельскохозяйственных предприятий.