5. Города и городские ландшафты

Наиболее сильно техногенное воздействие на природную среду и население проявляется в крупных промышленных городах, которые по интенсивности и площади аномалий загрязняющих веществ представляют собой техногенные геохимические и биогеохимические провинции. На природном и агротехногенном фоне города выделяются как центры накопления веществ, поступающих с транспортными потоками и затем перерабатываемыми промышленностью и коммунальной деятельностью. Города --- это мощные источники техногенных веществ, включающихся в региональные миграционные циклы. Во многих городах России и других стран экологическая ситуация близка к критической. При экологическом мониторинге получают геохимическую информацию примерно о 200 городах России, в которых проводятся комплексные эколого- геохимические оценки и картографирование, использующие методы геохимии ландшафта и геохимии окружающей среды.

Геохимические принципы эколого-географической систематики городов

Геохимические принципы имеют ведущее значение при эколого- географической классификации городов. Однако пока базовая классификация не разработана, рационально рассмотреть систематику городов с чисто геохимических позиций на основе показателей, характеризующих их природную и техногенную ситуацию --- количество выбросов, стоков, уровни загрязнения, природные особенности. Подобная геохимическая информация хотя и в неполном объеме имеется для многих городов. Можно выделить два уровня геохимической систематики урбанизированных территорий. Первый --- это систематика городов как целостных систем, второй --- систематика ландшафтов внутри города.

Основные таксономические единицы геохимической систематики городов

Разряды городов. Между содержанием вредных веществ в атмосфере и размером города существует довольно четкая зависимость, что позволяет использовать число жителей в качестве одного из оснований геохимической классификации городов. Но так как существуют крупные города с относительно небольшим количеством выбросов и , наоборот, малые и средние города с большими объемами выбросов, более информативным показателем степени загрязнения является коэффициент эмиссионной нагрузки, показывающий количество выбросов на одного жителя в год

Среди наиболее загрязненных явно преобладают города с черной и цветной металлургией. Сочетание эмиссионной суммарной нагрузки выбросов на одного жителя в год или на площадь с известными показателями уровней загрязнения (Zс и др.) депонирующих сред --- почв и снега можно использовать в качестве оснований для выделения геохимических разрядов городов, которые обозначаются буквенно- числовыми индексами и оцениваются в баллах. Между выбросами на одного жителя и уровнями загрязнения почв нет прямой зависимости.

На этих же принципах может быть основана систематика городов с радионуклидным загрязнением (Чернобыль и др.).

Важной эколого- геохимической характеристикой городов является структура загрязнения. Она может учитываться отдельно для макрополлютантов (оксиды и диоксиды азота, серы, углерода, пыль), на долю которых приходится более 90 --- 95% от общего объема выбросов, и микрополлютантов, объемы выбросов которых малы, но велики уровни концентрации в выбросах и токсичность (тяжелые металлы, хлорорганические соединения, углеводороды и др.).

Так, среди крупных городов мира по средним концентрациям в воздухе выделяются "серные" города --- Тбилиси, Тегеран, Милан, Сеул и др., "азотные" --- Донецк, Ташкент, Тель- Авив, Одесса, Москва и др., "углеродные" --- Париж, Сантьяго, Ереван, Мадрид и др. (Э.Ю. Безуглая и др.).

Геохимическая специализация и загрязнение городов изображаются на экологических ландшафтно- геохимических картах в виде формул из символов приоритетных загрязняющих поллютантов. Например, в числителе --- коэффициенты аномальности в атмосферных выпадениях, снеге, в знаменателе --- в почвах. Если необходимо, рядом с дробью --- в растениях, а также суммарные показатели загрязнения (перед дробью).

Группы и типы городов выделяются по группам и типам природных ландшафтов, в которых сформировался городской ландшафт. Так, существенно различаются группы городов в тундре, тайге, пустыне. С этих же позиций в группе --- города тропических и бореальных пустынь и т .д. С зональных позиций геохимия ландшафтов городов еще не анализировалась. Это, несомненно, связано как с определенной ландшафтно- геохимической уникальностью каждого города, так и отсутствием исследований типа: "азотные", "свинцовые" города в разных природных зонах или, наоборот, разной геохимической специализации в одной зоне.

Семейства городов определяются особенностями воздушной миграции продуктов техногенеза, положением города в бассейнах атмосферного переноса и региональными особенностями загрязнения и самоочищения атмосферы. Важное значение имеет соотношение сильных и штилевых ветров, наличие инверсий, определяющих появление смога, рельеф и т .д.

Критерии выделения семейств требуют уточнения. Многие из этих факторов отражены в геоморфологии города. Поэтому выделяются равнинное семейство (Москва), горно- котловинное и горно- долинное (Улан- Батор, Тбилиси), предгорное (Алма-Ата), приморское (Санкт- Петербург) и другие. Приморские города характеризуются высокой очищаемостью атмосферного воздуха от загрязнителей, и поэтому среди крупных промышленных городов мира только они (Копенгаген, Осака, Токио, Нью-Йорк, Ванкувер, Мельбурн, Торонто) отличаются наименьшими средними концентрациями взвешенных в воздухе частиц (Э.Ю. Безуглая). Наоборот, горно- котловинные и предгорные города при прочих равных факторах имеют самые высокие показатели загрязнения.

Классы городов выделяются по условиям водной миграции продуктов техногенеза , положению в каскадных ландшафтно- геохимических системах. Как и в природных ландшафтах имеются кислые, кислые глеевые, кальциевые и прочие классы, различающиеся интенсивностью миграции и по характеру разложения техногенных веществ. Для города в целом целесообразно указывать пространственную структуру преобладающих по площади классов в автономных и подчиненных позициях. Это определяет особенности концентрации загрязняющих веществ в типичных почвенно- геохимических катенах.

Число классов может быть достаточно велико, но в почвах и донных отложениях городов наиболее типичны, по- видимому, 8 --- 10 основных сочетаний окислительно- восстановительных и щелочно- кислотных условий, лежащих в основе выделения классов. Так, в Тольятти кислые и нейтральные классы ландшафтов существенно различаются не только условиями водной миграции поллютантов, но и уровнями загрязнения в зависимости от миграционных особенностей ассоциаций химических элементов (Н.С. Касимов, О.В. Моисеенков).

Роды городов определяются геохимической специализацией литогенного субстрата. По уровням содержания токсичных элементов и соединений в коренных, почвообразующих породах и почвах можно выделить три рода: I --- фоновые города с околокларковыми содержаниями большинства элементов (многие города на четвертичных рыхлых отложениях); II --- субаномальные ландшафты с повышенными содержаниями отдельных элементов в литогенной основе; III --- города с природно- аномальными литогеохимическими условиями, построенные на территории рудных, угольных, нефтяных и газовых месторождений, где высокие природно- обусловленные концентрации токсичных элементов создают достаточно высокий уровень загрязнения городского ландшафта.

Примерами служат город Моа на хром- никелевом месторождении Кубы, Баку --- в нефтеносном районе и др. Добыча и переработка полезных ископаемых в этих случаях вносит дополнительную техногенную нагрузку, что увеличивает опасность экологической ситуации. Возможны и другие подходы к геохимической систематике городов, например, в большей степени учитывающие устойчивость городских ландшафтов к загрязнению, медико- гигиенические и медико- геохимические показатели и т . п . Но это проблема дальнейших исследований или создания классификаций городов, основанных на других, негеохимических признаках.

Предложенные принципы геохимической систематики городов учитывают главные факторы --- интенсивность и характер техногенной нагрузки и природно- техногенную геохимическую обстановку, в которой мигрируют и трансформируются загрязняющие вещества.