Градостроительная экология _ Маслов Н.В

природное равновесие.

Естественный баланс нарушается и в человеческой популяции. Урбанизация стимулирует приток сельского населения, вынужденного в городе менять традиционный уклад жизни. К тому же ведет градостроительное освоение слаборазвитых, ранее экстенсивно использовавшихся регионов. У коренного населения нарушается привычный стереотип жизнедеятельности. Люди поневоле включаются в новую социальную среду.

Сложность адаптации к жизни на территориях с большой плотностью населения — еще одна проблема градостроительства. Переуплотнение влечет за собой экологические последствия психологического характера. Они наблюдаются даже у коренных горожан.

Урбанизация является причиной роста заболеваемости. Жители городов в 1,5—2 раза чаще, чем селяне, страдают болезнями нервной системы, органов кровообращения и дыхательных путей. При этом выходцы из села больше подвержены этим болезням, чем коренные горожане.

Негативные факторы, влияющие на здоровье, объединяют в четыре группы. Эти факторы делят на климатические, энергетические, химические, физические и биологические.

Климатические факторы — важнейшая характеристика городской среды. Состояние микроклимата в значительной степени определяется антропогенным воздействием на окружающую среду и прежде всего загрязнением.

Пыль, туман и смог препятствуют инсоляции. Уменьшается освещенность поверхностей, сокращается световая радиация солнечными лучами, уничтожающими болезнетворные микроорганизмы. Частота прямого солнечного облучения, т.е. количество солнечных дней в году, влияет на человеческий организм. Лучи солнца повышают жизненный тонус у людей, живущих в средней полосе страны.

Температурный режим воздуха является одним из важных компонентов микроклимата. В крупных городах среднегодовая температура на несколько градусов выше, чем за их пределами. Причины этого явления — аккумуляция тепла застройкой, скапливание в атмосфере пыли и углекислого газа (диоксида углерода), которые создают парниковый эффект. Кроме того, в застройке ниже скорость ветра, больше безветренных дней.

Наиболее высокая температура характерна для центра города. На периферии она несколько ниже. В летнее время в городах образуются так называемые островки жары, поскольку в застройке скорости ветра падают, ниже давление. Жара и застойные явления могут стать причиной тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний, приступов и даже смерти. В особо тяжелых случаях, при температуре воздуха более 40°С, смертность возрас-

33

тает в два-три раза.

Ультрафиолетовая солнечная радиация в городах в среднем на 20%

ниже, чем на окружающей территории, что отрицательно сказывается на самочувствии людей. Появляются усталость и раздражительность, ухудшается обмен веществ и др.

Поскольку ультрафиолетовые лучи убивают микробы, то при недостаточности облучения солнцем возрастает бактериальная загрязненность воздуха. Понижается его относительная влажность, растет число дней с туманами и возрастает риск появления смогов.

Энергетическая составляющая человеческой деятельности — это признак эффективности природопользования. С ростом технических возможностей общества требования к среде обитания повышаются. Людям нужно все больше полезной продукции и услуг, а на их производство необходима энергия, затраты на которую растут (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Среднегодовое потребление энергии одним человеком на различных этапах эволюции человеческого общества:

1 – приготовление пищи; 2 – домашняя работа и услуги, включая бытовые, торговлю, образование и т.д.; 3 – промышленность и сельское хозяйство; 4 – транспорт

Энергетическая составляющая приобретает значение ведущего экологического показателя жизнедеятельности общества, поэтому в промышленно развитых странах производители задумались об экономичных технологиях. В результате в этих странах неуклонно сокращаются удельные затраты энергии на единицу валового национального продукта (ВНП). Так, в последнее десятилетие ВНП возрос на 20—25%, в то время как потребление энергии — всего на 1,5—2%.

34

Химические факторы есть следствие антропогенного, в том числе техногенного загрязнения городской среды. Химическое загрязнение вредно воздействует практически на все жизненно важные органы человека. В экологически неблагополучных городах риск заболевания органов дыхания составляет 20%, кровообращения — 9%, психических расстройств — 8%.

Городской транспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы и гидросферы, что весьма существенно влияет на состояние горожан. В крупных и крупнейших городах на долю автомобилей приходится около 70% выбросов от всех транспортных средств (включая железнодорожные, воздушные, водные средства, сельскохозяйственные и строительные самоходные машины).

Основой источник загрязнения — это двигатели на бензине и, особенно, дизельном топливе. Переход на газообразные энергоносители снижает риск деградации городской среды.

В последнее время наблюдается резкое увеличение парка индивидуального автотранспорта. Количество машин на душу населения скачкообразно растет. Это особенно заметно в крупных городах. Так, в Москве с конца 80-х годов XX в. парк автомашин вырос втрое и составляет примерно 400—500 экипажей на 1 тыс. жителей. На некоторых магистралях и даже в целых районах города воздушный бассейн находится в кризисном состоянии. Концентрация газообразных выбросов во много раз превышает ПДК. Наибольшую опасность представляют углерод, свинец, оксиды азота и озон.

Углерод оказывает негативное влияние на сердечно-сосудистую систему. При хроническом отравлении свинцом возникают расстройства нервной системы. Оксиды азота и озон вызывают различные заболевания легких. Автотранспорт выделяет и канцерогены, обладающие мутагенными свойствами.

Влияние городского электрического транспорта не так катастрофично. Однако и он загрязняет городскую среду смазочными маслами, нефтепродуктами и др. Электрический ток оказывает влияние на горожан, что раскрыто в тексте, посвященном физическим факторам.

Жилищно-коммунальное хозяйство также является одной из причин загрязнения городской среды. Кроме того, жилищно-бытовые комплексы и коммунальные предприятия используют многие природные ресурсы, прежде всего воду.

Проблема централизованного обеспечения населения питьевой водой в настоящее время стала одной из основных. Сейчас водопроводом обеспечено 99% городов Росси и 81% поселков. Источником централизованно-

35

го водоснабжения на 68% служат поверхностные водоемы и на 32% — подземные водоносные горизонты.

Практически вся территориальная гидросфера в той или иной степени подвержена воздействию вредных антропогенных факторов, поэтому в настоящее время подаваемую воду приходится предварительно подготавливать. Обеззараживанию и удалению избыточных примесей подвергают 90% поверхностных водозаборов и почти 30% подземных. Однако по мере избыточного загрязнения, имеющего место в последнее время, применяемые технологии обработки воды оказываются недостаточно эффективными. Возникает настоятельная необходимость в оборудовании новых поколений, его оснащения автоматическими приборами контроля и управления.

С другой стороны, деятельность жилищно-коммунального хозяйства расточительна. На свои нужды коммунальные предприятия — потребители воды расходуют ее в 1,5—2 раза больше, чем предусмотрено нормативами.

Другая проблема коммунального хозяйства — это очистка стоков хо- зяйственно-бытовой канализации. В России они огромны и составляют 60,3 млн. м3/сут. Около 60% очистных сооружений перегружено, дефицит мощностей достигает 9 млн. м3/сут, или почти 15%. На многих станциях очистки канализационные стоки очищают всего на 85—90%, что явно недостаточно.

Целый ряд очистных сооружений в России исчерпали свой ресурс долговечности, поскольку эксплуатируются 30 лет и более. Необходима их реконструкция, замена и строительство дополнительных объектов очистки канализационных стоков.

Для многих городов страны большую проблему представляет утилизация твердых осадков сточных вод, особенно при совмещении хозяй- ственно-питьевой и промышленной канализации с ливнестоками. Наличие в осадках загрязняющих веществ промышленного или автотранспортного происхождения не позволяет использовать осадок для удобрения, поэтому утилизируют только 2—3% сухого вещества, остальной осадок складируют на иловых площадках, которые являются загрязнителем природной среды.

Складирование твердых бытовых отходов (ТБО) — еще одна проблема городов. В настоящее время на одного горожанина в год накапливается примерно 1,5—2 м3 ТБО. Предприятия коммунального хозяйства ежегодно вывозят более 120 млн. м3 таких отходов. Свалками заняты большие территории. В стране их общая площадь превышает 14 тыс. га.

Твердые бытовые отходы складируют на свалках, сжигают или пере-

36

рабатывают. Современные способы основаны на сортировке, отделении органических веществ и пластмасс от неорганических, стекла и металлов. Это позволяет использовать полезное вторичное сырье, получаемое в результате регенерации некоторых составляющих, например черных и цветных металлов, других ценных компонентов, необходимых для промышленности.

В некоторых крупных городах построены мусоросжигательные заводы, где органику сжигают, получая тепловую энергию. При этом получают прокаленные отходы, часть которых используют, а канцерогенные складируют на полигонах.

Термический способ переработки отходов экологичнее традиционного складирования на свалках и полигонах, поскольку заводы по переработке ТБО оснащают установками биотермической обработки. Отделяют и вредные примеси, получают компост, который можно использовать как удобрение.

Градообразующая база существенным образом предопределяет экологическую обстановку в населенных пунктах, агломерациях и даже регионах. В индустриальных городах основными загрязнителями являются электроэнергетика, черная и цветная металлургия, нефтеперерабатывающая, химическая, нефтехимическая, угольная и газовая индустрия, оборонные, машиностроительные, целлюлозно-бумажные и микробиологические производства, предприятия изготовления строительных материалов, пищевой и легкой продукции.

Электроэнергетические предприятия в зависимости от первичных ре-

сурсов делят на производства, работающие за счет сжигания органосодержащего сырья (угля, нефти, газа и т.д.), использования энергии рек и атома. В России ежегодно вырабатывается около 900 млрд. кВт·ч электроэнергии и большинство за счет тепловых электростанций. Они и являются основным источником загрязнения атмосферы продуктами сгорания (26,6% всех выбросов промышленности страны). При современном уровне технологий полностью исключить эти выбросы невозможно. Однако применение топлива высокого качества и соответствующего стандартам, с малой зольностью и сернистостью может смягчить ситуацию.

ТЭЦ одновременно вызывают тепловое загрязнение атмосферы, как и прилегающих акваторий. Аналогичное засорение водоемов наблюдают и при эксплуатации гидростанций. Кроме того, затопление озелененных земель сопровождается разложением растительности с соответствующими химическими выделениями.

Влияние энергетического комплекса на здоровье людей весьма велико. Химическое загрязнение атмосферы и гидросферы является причиной

37

многих болезней.

Черная и цветная металлургия оказывает не менее сильное, чем ТЭЦ, экологическое воздействие на атмосферу, поверхностные и подземные воды. Она включает гиганты отечественной индустрии, и примерно 20— 23% от общего количества выбросов в воздух, наблюдаемых в России, приходится на эту отрасль. На долю черной металлургии приходится около 5% объема используемой промышленностью свежей воды. Загрязнение же воды оценивается на уровне 7—10% от общего количества промышленных выбросов.

В городах, где расположены крупные металлургические предприятия, отмечают высокие уровни загрязнения многими примесями. В воздухе особо неблагополучных городов концентрация, например сероводорода, пыли, этилбензола и диоксидов азота и серы достигает 10—150 ПДК. Особо опасны такие вещества, как свинец и ртуть. На долю цветной металлургии соответственно приходится 75 и 25% этих веществ в общем объеме промышленных выбросов.

Степень улова отходов в отрасли довольно низка. Например, от диоксидов серы выбросы очищаются только на 23%. Это вызывает хронические поражения дыхательных путей, сердечно-сосудистые и аллергические заболевания, а также может привести к психическим расстройствам.

Крупные рудодобывающие комбинаты являются самыми мощными источниками загрязнения литосферы и нарушения природного ландшафта как по интенсивности, так и по разнообразию загрязняющих веществ. Это является следствием открытого способа добычи минерального сырья, который преобладает в отрасли. Ежегодно образуются отвалы металлургических шлаков. Эти «хвосты», терриконники и отвалы вскрыши практически не используются. Территории становятся не только непригодными для градостроительного использования. Они служат источником выделения вредных для человека веществ, переносимых вместе с пылью.

Нефтеперерабатывающая, химическая и нефтехимическая промыш-

ленность включает в себя примерно 30 отраслей. Она является серьезным загрязнителем воздушного и водного бассейнов. Вызвано это тем, что очистка вредных веществ в отходах производства остается невысокой. Только половина этих веществ улавливается очистными устройствами.

Предприятия отрасли вместе с ТЭЦ, которые их обслуживают, загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (примерно 90% суммарного выброса) и диоксида серы (35%). Скапливается и большое количество твердых отходов.

Из-за многообразия продукции, видов сырья и перерабатывающих технологий имеет место широкий спектр загрязнителей атмосферы, лито-

38

сферы и гидросферы. Ряд выбросов и отходов производства характеризуется большими объемами и высокой токсичностью. Их очищают на 90%, но этого недостаточно, многие вредные вещества попадают в геосферу.

Внекоторых населенных пунктах влияние на окружающую среду предприятий химического комплекса является доминирующим. Из-за использования устаревшего оборудования и очистных устройств на этих предприятиях трудно организовать доочистку весьма токсичных выбросов, довести ее до 98—99%.

Между загрязнением отходами рассматриваемой промышленности и здоровьем людей существует весьма определенная связь. Это было замечено в последние годы XX в., когда объемы производства сократились. Соответственно уменьшилось загрязнение, наметилась тенденция к снижению заболеваемости.

Угольная и газовая промышленность является главным поставщиком топливно-энергетических ресурсов. Однако добыча и переработка угля, как разработка газовых месторождений и транспортировка газа к потребителю, наносит определенный ущерб окружающей среде.

Вугледобывающих регионах работают сотни шахт, десятки открытых разрезов и еще больше обогатительных фабрик. Основными негативными факторами их функционирования являются такие, как изъятие из землепользования и нарушение земель, истощение и загрязнение водных ресурсов, а также выбросы вредных веществ в атмосферу.

Примерно такой же ущерб наносится природе в районах газовых месторождений. Тем более, что большинство из них расположено на крайнем севере, где неустойчива живучесть экосистем и мала репродуктивность территорий.

Действующие газопроводные магистрали и станции перекачки недостаточно безопасны. Из-за активной коррозии металла высок риск аварий

сбольшими потерями газа и сопутствующими взрывами. Это повышает опасность существования людей в близлежащих поселениях.

Промышленность машиностроения является крупнейшим комплек-

сом производств. Он включает такие отрасли, как тяжелое, среднее, энергетическое и транспортное машиностроение, электротехническую, станкоинструментальную промышленность и приборостроение.

Более половины выбросов машиностроительного комплекса в атмосферу улавливается очистными устройствами. Однако валовой сброс остается значительным. В составе загрязняющих воздух составляющих присутствуют пыль, оксиды углерода, диоксид серы и такие особо вредные вещества, как ксилол, толуол, ацетон, бутилаценат, этилаценат, аммиак, серная кислота, марганец, хром, свинец и др.

39

На долю отрасли приходится 7% объема воды, используемой промышленностью страны. В машиностроении применяют системы оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, что дает 80%-ную экономию свежей воды, необходимой для технологических процессов.

Сток загрязненных вод составляет 10% общего объема, потребляемого всей промышленностью России. При этом в водоемы сбрасывается недостаточно очищенная вода. Объем стоков, прошедших глубокую очистку, составляет всего 20%, что связано с использованием устаревших очистных сооружений, а также их отсутствием на некоторых предприятиях.

Химическое загрязнение атмосферы и гидросферы отрицательно сказывается на экологической обстановке в городах и отнюдь не способствует здоровью нации.

В целлюлозно-бумажной промышленности приоритетным направле-

нием развития должно стать ресурсосбережение. С позиций охраны окружающей среды важно эффективно использовать всю древесину, на предприятиях комплексно перерабатывать добываемую на лесосеках биомассу, применять безотходные технологии. Необходимо внедрение новейших достижений науки и техники, направленных на замену деловой древесины хвойных пород древесными отходами и лиственными породами, традиционно не применяемыми в строительстве и мебельной промышленности.

Производство целлюлозы и бумаги является одним из самых водоемких отраслей промышленности. Ежегодный расход воды в этой отрасли составляет примерно 5% от общего потребления всей промышленностью России. На долю комплекса приходится свыше 6% всех промышленных стоков. Они очищаются не полностью и загрязнены органическими веществами, оксидами ванадия и ртути.

Основная причина такого загрязнения — применение устаревшего оборудования и очистных сооружений, которые не полностью очищают стоки; попадающие в открытые водоемы. Кроме того, на этих сооружениях образуется много осадков, которые поступают в накопители. При их нерегулярной очистке осадки попадают в подземные горизонты и растворяются грунтовыми водами.

Все загрязняющие вещества являются токсичными для человека. При больших концентрациях они могут нанести значительный урон, вызвать целый «букет» болезней, особенно оксиды тяжелых металлов.

Микробиологическая промышленность, загрязняя атмосферный воз-

дух, наносит незначительный ущерб. Примерно 0,3% всех стационарных выбросов промышленности страны составляют выбросы рассматриваемых предприятий. В отходах предприятий, выпускающих микробиологические белки, содержатся диоксид серы, оксиды углерода и ванадия, метиловый

40

спирт, уксусная и серная кислота, аммиак, ацетон, формальдегид и толуол. Микробиологические предприятия потребляют 0,4% объема всех промышленных вод России. Сток же составляет 1% от объема сточных вод. Характерными загрязнителями являются такие вредные для организма человека вещества, как сульфаты, хлориды, фосфор, соединения азота,

метанол, фурфурол и др.

Промышленность строительных материалов имеет в своем составе предприятия различного производственного профиля, и они загрязняют атмосферу по-разному. Основное воздействие на воздух оказывают заводы, выпускающие цемент, асбест, гипс и другие пылевидные материалы. Вокруг этих заводов образуются зоны радиусом до 2 км с повышенным содержанием летучих частиц.

Другими источниками являются производства кровельных, тепло- и гидроизоляционных материалов. Сажа, газообразные и пылевидные отходы этих производств попадают в атмосферу, загрязняя ее.

Функционирование крупных карьеров добычи минеральных строительных материалов влияет на состояние атмосферы. Пыль попадает в воздух при работе землеройных машин и, особенно, при залповых выбросах, сопровождающих взрывные работы. Карьеры сокращают площади ареалов обитания человека, поскольку ежегодно рекультивации подвергается чуть больше половины нарушенных земель. Поэтому удельный вес деградированного ландшафта год от года увеличивается.

Промышленность строительных материалов в определенной степени влияет на загрязнение атмосферы. Примерно 1% всех промышленных выбросов страны приходится на эти предприятия. В последнее время на заводах стоят очистные сооружения, улавливающие пыль и газы, что позволило сократить удельные выбросы, приведенные к единице продукции, на

16%.

Доля отрасли в потреблении воды и сбросе жидких стоков незначительна. Она составляет примерно 1,3% от общих объемов потребления промышленностью России.

Предприятия пищевой промышленности ежегодно выбрасывают 400

тыс. т отходов и только 44% из них проходят очистку. В воздух выбрасываются сильно пахнущие вещества и пыль таких сыпучих продуктов, как мука, соль, чай, крахмал и др.

В производственных циклах многих предприятий используют большое количество воды. Ежегодно отрасль потребляет около 60 млн. м3 этой ценной природной составляющей геосферы. В гидросферу выбрасывают 46 млн. м3 жидких отходов, в основном содержащих органические вещества. В сточных водах присутствуют и нитриты, фосфаты, щелочи, кисло-

41