Индустриально-городские экосистемы (урбанизированные территории)
Город от большинства природных экологических систем отличается следующими особенностями:
более интенсивным метаболизмом на единицу площади, что связано с использованием не солнечной энергии, энергии горючих материалов и электричества;
более активной миграцией веществ, в которую вовлечено перемещение металлов, пластмасс и т.п., причем не столько в пределах системы, сколько на входе и на выходе из нее;
более мощным потоком отходов, многие из которых вообще не утилизируются и являются более токсичными, чем естественное сырье, из которого они получены.
Без постоянных поступлений пищи, строительных материалов, горючего, электричества и воды город вскоре прекратил бы свое существование. Для функционирования города как экологической системы необходима его тесная связь с окружающей средой и большая зависимость от нее. Город влияет на окружающие его биогеоценозы не только как потребитель вещества и энергии, но и как мощнейший загрязнитель, действующий нередко на огромные расстояния.
Для современного состояния развития человеческого общества характерна интенсивная урбанизация. Урбанизация– это рост и развитие городов, увеличение доли городского населения в стране за счет населения сельской местности, процесс повышения роли городов в развитии общества. Стремясь улучшить условия жизни, повысить ее комфортность, человек создает новую искусственную среду: урбанистические системы (урбосистемы). Урбосистема –это неустойчивая прородно-антропогенная система, представляющая собой сосредоточие населения, жилых и промышленных зданий и сооружений. В состав урбосистемы входят резко нарушенные элементы естественной экосистемы. Существование урбосистемы зависит от энергии горючих ископаемых и атомноэнергетического сырья, искусственно регулируется и поддерживается человеком.
Рост численности населения и его плотности – характерная черта развития городов. Исторически самым первым городом с миллионным населением был Рим во времена Юлия Цезаря (44-10 гг. до н.э.). Самым большим городом мира в наше время является Мехико – 14 млн человек (по данным на 1990 г.). Первыми по численности населения являются также Бомбей, Каир, Джакарта, Карачи, Сан-Паулу, Калькутта, Сеул.
Темпы роста города, его демографические показатели, функциональные структуры и экологические свойства зависят от его величины. По одной из распространенных классификаций, малыми называются города с числом жителей до 50 тыс., средние – 50-100 тыс., большие - 100-500 тыс., крупнейшие – 500 тыс. - 1 млн, города-миллионеры – более 1 млн.
Одной из характерных черт современного этапа урбанизации является повышение концентрации населения в крупных городах и утрачивание малыми городами своего социально-экономического значения. Это обстоятельство является важным с экологической точки зрения, так как малые города не вызывают резкого нарушения природных ландшафтов и имеют существенно меньшее влияние на окружающую среду.
На фоне повышения концентрации населения в крупных городах происходит увеличение занимаемой ими площади, которая у ряда городов может достигать 500-1000 км2, что ведет к образованию обширных территорий с высоким уровнем урбанизации – мегаполисов. Развитие современных городов-мегаполисов происходит путем неконтролируемого роста одного города, а не конгломерата близко расположенных городов.
По мере развития города в нем все более дифференцируются его функциональные зоны: промышленная, селитебная и лесопарковая.
Промышленные зоны – это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей. Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды.
Селитебные зоны – это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры и просвещения.
Лесопарковая зона – это зеленая зона вокруг или внутри города, окультуренная человеком, т.е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения. Участки лесопарковой зоны внутри городов называются городскими парками, в отличие от естественных лесов они не являются самоподдерживающими и саморегулируемыми системами. Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории города, отделенные и специально приспособленные для отдыха людей, называются рекреационными зонами.
Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения. Транспортные системы пересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду.
Урбанизация – прогрессирующий процесс, который, при отсутствии должного управления им, приводит к существенным нарушениям равновесия в природе, вызывает диспропорцию в экологическом развитии стран и регионов, что находит отражение в преобразовании ландшафтов, гидрологического цикла, в ухудшении здоровья населения. В современных городах отчетливо проявляются новые, нетипичные для природных условий, средообразующие факторы. К ним относятся промышленные объекты, транспорт, источники теплового и электромагнитного излучений. Влияние их на происходящие изменения условий жизни человека огромно. Так, например, функционирование в городах промышленных комплексов оказывает отрицательное воздействие на атмосферный воздух и поверхностные воды, свалки промышленных отходов загрязняют не только городскую территорию, но и смежные с ней природные ландшафты.
В зависимости от преобладания в городе различных функциональных зон выделяют:
1) города с крупными промышленными предприятиями;
2) города с небольшими промышленными предприятиями;
3) центры кооперативной промышленности;
4) транспортные центры;
5) города – научно-экспериментальные центры;
6) города-курорты.
Каждый тип городской системы будет оказывать особое воздействие на окружающую среду, наиболее существенно неблагоприятное экологическое влияние будет наблюдаться в городах с крупными промышленными предприятиями. Однако воздействие и других урбосистем может иметь весьма пагубное влияние на экологическую обстановку.
По степени экологической безопасности выделяют три категории городов. К первой категории относятся экологически благополучные города, т.е. такие города, где выбросы вредных загрязняющих веществ антропогенного происхождения не превышают предельно допустимых концентраций, установленных для природных сред. Вторая категория – экологически сложные города, в них концентрация вредных выбросов превышает предельно допустимые концентрации, но в природных средах еще не отмечаются необратимые изменения. В этом случае скорость восстановительных химических реакций природных сред города выше скорости эмиссии загрязняющих веществ во внешнюю среду, однако и здесь происходят существенные перестройки биоценозов. Третья категория – экологически неблагополучные города, в которых фоновые показатели степени загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов и городских земель указывают на устойчивую динамику отрицательных изменений, угрожающих здоровью горожан и нарушающих природное равновесие экосистем.
Расползание гоpодов на обшиpных пpостpанствах поpождает множество экологических пpоблем, важнейшие из котоpых составляют:
1. Сокpащение сельскохозяйственных угодий, земли которых оттоpгаются pайонами гоpодской застpойки, pекpеационными пpигоpодными паpками и лесными массивами, необходимыми для обеспечения отдыха населения и в качестве буфеpных зон, напpимеp зон санитаpной охpаны, пpизванных пpинять на себя и нейтpализовать какие то загpязнения, поступающие в воздушную сpеду с пpоизводственных объектов, пpедпpиятий теплоэнеpгетики и транспортных артерий.
2. Интенсификация использования энеpгетических pесуpсов, вплоть до их истощения.
3. Ухудшение состояния воздушной сpеды гоpода сбpосом загpязняющих веществ в атмосфеpу тpанспоpтом, пpоизводственными и теплоэнеpгетическими объектами а также за счет повышенной запыленности атмосфеpы.
4.Дегpадация водных pесуpсов вследствие их изъятия для обеспечения нужд гоpода и загpязнения водных объектов чеpез воздушную сpеду, сбpосом неочищенных и недоочищенных сточных вод в водные объекты.
5. Огромное количество твердых бытовых отходов, требующих утилизации.
6. Утpата и сокpащение мест отдыха, а также зеленых массивов внутpи и по пеpифеpии гоpодов в котоpых осуществляется восстановление атмосфеpного кислоpода, нейтpализация загpязнений, выпадающих из воздуха, а также снижение качества природной основы рекреационных зон и, соответственно, их реабилитирующей роли.
7.Возникновение и воздействие на организм человека электpомагнитных полей и излучений, связанных с линиями высоковольтных электpопеpедач, pаботой пеpедающих pадиостанций, pадаpов метеослужбы и дpугих источников электромагнитного излучения.
8. Изменение микpоклиматической обстановки, вызванное тем, что более теплый, в сравнении с пригородной зоной, но загpязненный воздух, формирующийся на городской территорией, обpазует устойчивый веpтикальный воздушный поток. В условиях низких зимних темпеpатуp и атмосферой инверсии, поднявшийся над гоpодом воздух pастекается к его пеpифеpии, постепенно охлаждается, опускается к земле и вновь возвpащается в гоpод.
9. Осложнение геоэкологических условий pазвития гоpода, эксплуатации жилых и пpомышленных зданий, сооpужений и инженеpных коммуникаций по причине активизаци и появления новых, не свойственных данной местности, инженеpно-геологических пpоцессов.
10. Формирование антропогенных зооценозов (крысы, мыши, бродячие собаки и др.), преобразование городом биосферной компоненты. Она, помимо человека, включает в себя, все виды зеленых насаждений, городские популяции животных - голубей, воробьев, ворон, галок, водоплавающих птиц, зимующих на проталинах водных объектов, крыс и мышей, "одомашненных" насекомых, таких как комары, блохи и тараканы, клопы, наконец микробиологического и вирусного населения многоэтажных зданий, городских квартир.
11. Осложнение санитаpно-гигиенической и эпидемиологической обстановки вследствие концентpации людей и снижения иммунитета за счет постоянного пpеодоления гоpодскими жителями бактериологических и химических загpязнений в воздухе, воде и отнюдь не всегда экологически чистых пpодуктах питания. Все нежелательные биогенные составляющие городской среды способствуют переносу и распространению бактерий и вирусов, все более приспосабливающихся к антибиотикам и другим лекарственным препаратам. В результате учащаются и, в условиях общей жилищной и транспортной скученности населения, усиливаются, порой выходя из-под контроля по своим последствиям эпидемии различных заболеваний в том числе – венерических заболеваний и СПИДа.
12. Усиление шумовой нагрузки.
13. Визиоэкологические проблемы.
14. Hаконец, неpедко - возникновение и усиление социальной напpяженности, являющйся естественным следствием нескольких тpадиционных и нетpадиционных пpичин:
высокой концентpации населения, пpактически всегда неодноpодного по своим социальным, этническим, pелигиозным или иным основаниям;
пpотивостоянием между: состоятельными жителями города и малоимущими гражданами, жаждущими передела собственности насильственным путем, памятуя, как это произошло в революционные годы; постоянными гоpожанами и сельскими жителями, пеpеселившимися в гоpод, но не имевшими достаточно вpемени для адаптации к гоpодским условиям жизни. И, наконец -
массовое появление в гоpодах беженцев из смежных и отдаленных госудаpств, из "гоpячих точек", покинувших pодные пpеделы из за националистических пpоявлений или иных причин опасности дальнейшего в них пpебывания;
в социальном плане эпидемиями можно назвать также массовые проявления алкоголизма, и в особенности – наркомании и токсикомании.
Уpбанизация, как объективно существующий и пpодолжающийся уже многие века пpоцесс, с одной стоpоны, обеспечивает гоpодских жителей максимумом удобств и жизненных благ, но, с другой, существенно осложняет экологическую, социальную и, соответственно, демогpафическую ситуацию.
Влияние природно-экологических и социально-экологических факторов на здоровье человека. Факторы риска. Гигиена и здоровье человека.
Здоровье человека – состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов.
Различают индивидуальное, популяционное или общественное здоровье, которое характеризуется системой статистических демографических показателей, показателей дееспособности, заболеваемости и т.д.
Здоровье человека зависит от от состояния окружающей среды,в которой действуют природно-экологические, социально-экономические и другие факторы.
Причины патологического состояния и болезней человека
наследственные заболевания
экопатологии
природноочаговые заболевания (эндемические)
болезни старения
Изначально Homo Sapiens жил в окружающей среде, как и все другие консументы. Был практически незащищен от действия ее лимитирующих факторов. Те же стрессы и факторы регуляции как у животного мира. Низка продолжительность жизни. Плотность популяции невысока.
Главные ограничивающие факторы - гипердинамия и недоедание.
Причины смертности – патогенные (вызывающие болезни природного характера), инфекционные болезни природной очаговости. Возбудители инфекций – специфические переносчики и животные аккумуляторы, хранители возбудителя, существуют в данной природной среде.
Примеры . Дикие животные –возбудители – грызуны, птицы, насекомые.
Все эти животные входят в состав биоценоза экосистемы, связанного с определенным биотопом. Связаны с определенной температурой и ландшафтом. Поэтому природные болезни характеризуются сезонной повторяемостью.
Природные очаги – чума, туляремия, клещевой энцефалит, гельмитозы.
Природно-очаговые болезни являлись основной причиной гибели людей до начала XX –го века.
Чума — острое инфекционное заболевание человека и животных, относится к карантинным болезням. Возбудителем является чумной микроб в виде яйцевидной биполярной палочки. Эпидемии чумы охватывали многие страны мира. В VI в. до н. э. в Восточной Римской империи за 50 лет погибло более 100 млн. человек. В XX в. крупные эпидемии регистрировались в Индии.
Заболевания, связанные с окружающей человека природной средой, существуют и в настоящее время, хотя с ними ведется постоянная борьба. Их существование объясняется, в частности, причинами сугубо экологической природы, например резистентностью (выработкой сопротивления к различным факторам воздействия) носителей возбудителей и самих возбудителей болезней. Характерным примером этих процессов является борьба с малярией.
Малярия — заболевание, вызываемое заражением паразитами рода Plasmodeum, передаваемое укусом зараженного малярийного комара. Это заболевание — экологическая и социально-экономическая проблема.
В 1955 г., по данным ЮНЕП (1979), число заболевших малярией составляло от 200 до 255 млн. человек из 2,65 млрд., проживавших в то время в малярийных районах, и умирало ежегодно примерно 2 млн. человек. Против комаров в 1943 г. начали применять ДДТ, особенно интенсивно — с 1956 г. ДДТ и другие пестициды — мощные и стойкие, но уже к 70-гг. число популяций комаров, стойких к ДДТ, возросло настолько, что число заболеваний, например, только в Индии возросло до 6 млн. уже в 1976 г., в то время как в 1966 г. их было всего 40 тыс. Другой фактор, препятствующий ликвидации малярии, — у ее паразита появилась устойчивость к лекарствам от малярии (хлохину и др.).
Все больше внимания уделяется комплексным, экологически оправданным методам борьбы с малярией — методам «управления жизненной средой». К ним относятся осушение заболоченных территорий, уменьшение солености воды и др. Следующие группы методов — биологические — использование других организмов для снижения опасности комара; в 40 странах для этого используются не менее 265 видов личиноядных рыб, а также микробы, вызывающие болезни и гибель комаров.
Чума и другие инфекционные болезни (холера, малярия, сибирская язва, туляремия, дизентерия, дифтерия, скарлатина и др.) уничтожали людей различного возраста, в том числе и репродуктивного. Это обусловило достаточно медленный рост населения — первый миллиард жителей на Земле появился в 1860 г. Но открытия Пастера и других в конце XIX в., давшие мощный толчок развитию профилактической медицины XX в. в лечении весьма тяжелых заболеваний, резкое улучшение санитарно-гигиенических условий жизни, повышение культурного уровня и образованности человечества в целом привели к резкому снижению заболеваемости природно-очаговыми болезнями, а некоторые из них практически исчезли в XX в.
К природно-очаговому характеру можно отнести воздействия на биоту и человека аномальных участков геофизических полей, т. е. участки на поверхности Земли, отличающиеся количественными характеристиками от естественного фона, которые могут стать источником возникновения болезней биоты и человека. Такое явление называют геопатогенезом, а сами участки —геопатогенными зонами. Например, геопатогенные зоны радиоактивных полей воздействуют на организмы повышенным выделением радона или увеличением содержания других радионуклидов, С действием возмущений электромагнитного поля, создаваемых вспышками на Солнце, связывают болезни у людей, например, при ослабленной сосудистой системе это повышение артериального давления, головные боли, а в особо тяжелых случаях — вплоть до инсульта или инфаркта.
Для борьбы с действием естественных факторов регуляции экосистемы человеку пришлось использовать природные ресурсы, в том числе и невосполнимые, и создать искусственную среду для своего выживания.
Влияние социально-экономических факторов на здоровье человека
Огромное влияние на здоровье человека оказывает состояние окружающей среды. Общеизвестно, что загрязнение окружающей среды является одной из основных причин ухудшения здоровья населения, увеличения смертности и снижения рождаемости. Хозяйственная деятельность человека приводит к все большему загрязнению среды его обитания, к все большему отклонению параметров этой среды от тех норм, к которым человек адаптировался за всю свою долгую историю. Результатом этого отклонения является возникновение у населения различных функциональных расстройств и патологий, причем данные отклонения могут возникать не только у организмов, подвергшихся определенным воздействиям, но и у их потомков, находящихся в экологически благоприятной среде обитания (рис. ).
Здоровье человека имеет свои резервы. Важнейшими факторами, определяющими предельные возможности физиологических функций организма человека, являются его генетические наследственные свойства и степень тренированности соответствующих систем организма. Величина физиологических резервов человека существенно зависит от его возраста.
К 60-65 годам такие физиологические показатели, как работоспособность, максимальные возможности кровообращения и дыхания, уменьшаются почти в два раза, по сравнению с 25-30 годами, даже если пожилой человек здоров. Однако организм способен до некоторой степени компенсировать уменьшение физиологических резервов. Механизм такой компенсации заключается в нарастании с возрастом профессионального опыта и бытовых навыков.
В связи с тем, что понятие «здоровье» не несет в себе количественной меры, позволяющей судить о качестве здоровья, часто используют термин уровень здоровья. Его рассматривают как совокупность усредненных значений демографических,медикостатистических, антропометрических, генетических,физиологических,психических характеристик отдельных людей, составляющих исследуемую человеческую популяцию. Уровень здоровья является показателем адекватности внешней среды условиям нормальной жизнедеятельности конкретной группы населения, а также отражает степень адаптированности людей к этой среде.
Важными индикаторами здоровья населения определенного региона являются продолжительность жизни и смертность. Продолжительность жизни является индивидуальной характеристикой и определяется факторами окружающей среды и наследственными факторами. Сроки жизни многочисленных групп людей определяются средней продолжительностью жизни. Эта величина является статистическим показателем, исчисляемым на основе реальных соотношений между количеством живущих и количеством умерших в отдельных возрастах на определенный момент. Средняя продолжительность жизни существенно различается для отдельных стран и континентов, для мужчин и женщин, для отдельных социальных групп, для городских и сельских жителей.
Самым распространенным показателем уровня здоровья населения является заболеваемость, т.е. доля больных лиц среди всего населения.