Экология городов. 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 Втм2, доля антропогенной энергии в нем 0.1 Втм2. В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Втм2 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 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. 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 v оценка должна учитывать множество самых разных показателей по всем районам и предприятиям, производственным зонам, магистралям, системам связи, рекреационным площадям и т. д. v полученные сведения должны быть систематизированы, сведены в единую легко интерпретируемую систему v 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 лсутки. 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 м2 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 песчаные равнинные 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.