Экология урбанизированной территории. Учебное пособие

Второе направление – вертикальная планировка. Это приспособление и изменение естественного рельефа городской территории к экологически сбалансированным инженерно-транспортным нуждам и застройке.

К вертикальной планировке относятся создание рельефа, благоприятного для движения транспорта, канализирования районов города, размещения подземных сооружений, разрешение отдельных вопросов инженерной подготовки территории (например, обвалование города, подъем отметок поверхности городской территории выше затопляемых паводковыми водами участков, подсыпка заболоченных участков и т. п.).

Критерии выявления неблагоприятных для строительства территорий закреплены в «Строительных нормах и правилах» (СНиП), однако возникали и возникают во многом сходные проблемы, связанные с освоением территории и созданием комфортных условий. По данным ЦНИИПГрадостроительства, около 20 % городов страны расположено на территориях со сложным рельефом; в 52 городах (среди них Владивосток, Смоленск, Мурманск, Севастополь) более 50 % городской застройки и в 57 городах 25-50 % городской застройки размещается на склонах повышенной крутизны.

Экологическая организация города является специфической сферой деятельности, направленной на достижение и поддержание качества компонентов среды на уровне, соответствующем определенным стандартам. Эффективность экологической организации города самым непосредственным образом зависит от того, насколько учтено саморазвитие природных комплексов, их ответная реакция на воздействие, насколько учтены качество компонентов природной среды, их устойчивость к техногенным воздействиям.

При проектировании кварталов, районов города и города в целом необходимо увязывать в единое целое все компоненты ОС – рельеф местности, водные поверхности, растительность и т. д. Особое внимание следует уделять оценке водных ресурсов. Достоинством природноградостроительной ситуации является наличие естественных или искусственных водоемов и потенциальных возможностей для: обводнения территории города (реки, озера, водохранилища, старицы, овраги). Очень важно обеспечить сохранение прилегающих к ним участков для создания садов, парков, зон отдыха.

При наличии в городе водоема центр города обычно смешается в его сторону. Примерами могут служить Волгоград, который выходит своими парадными набережными к Волге, и Сочи, одна из планировочных осей которого протянулась по берегу Черного моря более чем на 20 км.

61

Города возводятся на местности, имеющей не только благоприятные природно-климатические условия. Они могут размещаться на территории с бедной природой, лишенной водоемов и насаждений, либо в условиях, неблагоприятных для произрастания растений, либо на местности с деформированным естественным ландшафтом, нуждающимся в целенаправленных изменениях. В зависимости от этих условий применяются различные подходы к использованию и способам освоения участков при решении вопросов создания водных пространств и организации зеленых зон отдыха на прибрежных полосах: сохранение и минимальное видоизменение существующих природных условий с ценными ландшафтными качествами; улучшение, реконструкция не вполне подходящих естественных условий; коренное преобразование территории с непригодными природными условиями. Ликвидация нарушений рельефа, озеленение, создание больших и малых водоемов, проведение мелиоративных мероприятий, инженерной подготовки территории необходимы в первую очередь на въездах в города, вблизи основных транспортных коммуникаций, в зонах отдыха и на участках, примыкающих к селитебным территориям.

Наряду с мероприятиями по охране важнейших компонентов ОС во всех функциональных зонах города следует предусматривать проведение комплекса инженерных, биологических и планировочных мероприятий, обеспечивающих высокую эстетическую ценность тех или иных ландшафтов. Особое внимание при этом должно уделяться следующим мероприятиям:

–ликвидации «ничейных» заброшенных территорий с деградированным ландшафтом посредством их культивирования, озеленения и обводнения;

–правильному выбору площадок для размещения малоценной, невыразительной в эстетическом отношении застройки;

–приведению в порядок полос отчуждения, территорий, примыкающих к магистралям (с учетом их высокой геохимической токсичности), складских, коммунально-бытовых и других территорий;

–предотвращению строительства безликих, не соответствующих природному окружению объектов, линий электропередач и других открытых инженерных коммуникаций в наиболее живописных местностях;

–обоснованному с точки зрения учета особенностей местности размещению крупных инженерных сооружений, промышленных площадок и населенных мест;

–созданию надлежащих условий панорамного обозрения местности при передвижении, главным образом посредством правильной трассировки автомобильных дорог;

62

–приведению в единую взаимосвязанную систему всех природных мероприятий в пределах того или иного ландшафта;

–постоянному поддержанию ландшафта в оптимальном состоянии, улучшению его биологических, эстетических и функциональных свойств.

Оценка города с позиции восприятия его человеком основывается на признании в качестве наиболее значимых следующих его свойств:

–среда, в которой формируются физические условия проживания – физиологическая среда жизни (санитарно-гигиенические, микроклиматические, безопасность жизни);

–удобство проживания, включая функционально-технический комфорт – условия экономически эффективной деятельности, коммуникаций;

–эстетическая функция среды, обеспечивающая воспроизводство культурных традиций населения.

Из перечисленных трех факторов, влияющих на выбор городского образа жизни, экологическим можно назвать лишь первый. Не отдавая реальных приоритетов ни одному из трех, тем не менее следует сказать об их взаимообусловленности и равнозначности. Из этого следует вывод, что комфортной может являться только та городская среда, в которой достигается баланс уровня качества перечисленных позиций.

На человека архитектура зданий и сооружений воздействует постоянно и большей частью подсознательно (В.Т. Филин, 2005 г.). Известно, что в последнее время среди жителей крупных городов увеличилось число психических заболеваний («синдром мегаполиса»); одно из проявлений – это повышенная агрессивность человека.

Среди многих причин роста этого заболевания ученые отводят и противоестественной, раздражающей, «агрессивной», видимой среде. Действительно, если обратиться к облику российских городов, то около 60 % всех зданий – это крупнопанельные сооружения, создающие однообразие и унылость визуальной городской среды. Часто встречаются торцы зданий, стеклянные витражи, глухие заборы, плоские крыши.

Для глаз наиболее благоприятны природоподобные сооружения: например, церкви, храмовые здания, напоминающие очертания деревьев или гор. Фасады зданий, украшенные балконами, портиками, лепниной, другими архитектурными элементами с использованием цветовой гаммы, также приближают наше зрительное восприятие к такому, какое мы испытываем на природе: в лесу с его пестрой листвой, переплетением ветвей, разнообразием кустарников, трав, цветов и прочих, приятных для глаз, атрибутов природной среды. Приближение именно к этим образам поможет «вылечить» облик наших городов.

63

В давно застроенных городских районах можно, например, оздоровить вид двух нижних этажей путем озеленения, колористики, изменения архитектуры подъездов, пешеходных дорожек, дворов. На некоторых домах Фрунзенской набережной в Москве предлагают соорудить мансарды. Это тоже один из путей создания комфортных зон для глаз. Особенно следует позаботиться о детских садах, стандартизированные здания которых трудно называть садами. А ведь ничто не мешает превратить их территории в мини-парки.

С древнейших времен люди были вынуждены жить в городах, построенных несколькими предыдущими поколениями, и лишь в мечтах они могли создать идеальные города, такие как «город Солнца» (Т. Кампанелла), «город-сад» (Э. Говард), «лучезарный город» (JI. Корбюзье). Только в конце XX века стало возможным строить города при жизни одного поколения и проектировать реальные города будущего.

Одним из таких перспективных проектов является «город-сад» город, максимально соединяющий горожанина с природой, чего можно достичь при площади зеленых насаждений около 50 % городской территории. Город-сад характеризуется также широким развитием социальной инфраструктуры. Численность населения такого города, как правило, не превышает 50-70 тыс. человек, но иногда может достигать 150 тыс. Городсад – небольшое, компактно организованное поселение, где места для труда, общения, отдыха и жилища находятся в пределах пешеходной доступности каждому жителю. В капиталистических странах для богатых людей построено более 30 таких городов.

Развитием идеи города-сада является эко-полис – городское поселение, спланированное с учетом комплекса экологических потребностей человека.

Принципы создания эко-полиса включают три основных требования:

1)соразмерность архитектурных форм (домов, улиц и т. д.) росту человека;

2)пространственное единство водных и озелененных площадей, создающих хотя бы иллюзию вхождения природы в город и как бы расчленяющих его на «субгорода»; 3) приватизация жилища («мой дом – моя родная обитель»), включающего элементы природного окружения непосредственно у дома и квартирное озеленение (на балконах, вертикальное озеленение улиц, создание газонов на крышах домов и т. п.). В целом эко-полис – главным образом малоэтажный город с обширными «природными каналами» садов, парков, лесопарков, полей, водоемов и т. п., создающий благоприятные экологические условия, как для жизни горожанина, так и для существования многих видов растений и животных в его пределах.

64

Указанная программа впервые разработана МГУ им. М.В. Ломоносова совместно с АН СССР применительно к г. Пущино Московской области. По данной программе выполнен ряд важных работ по организации экологического мониторинга в городе и его окрестностях, выявлено состояние флоры и фауны, фоновое загрязнение пестицидами и тяжелыми металлами городской среды, выяснены масштабы и особенности влияния массового отдыха горожан на природные комплексы, изучено состояние заказников и выделены новые охраняемые территории, исследованы социальные условия горожан по отношению к природе, уровень воспитательной экологической работы с детьми и др.

На основе программы «Эко-полис» выработаны конкретные рекомендации по повышению эффективности природоохранной деятельности в малых городах. Принципы «Эко-полиса» использованы в Кишиневе, Казани и некоторых городах зарубежных стран.

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные направления в эко-реабилитации малых рек, протекающих по территории города.

2.Для чего необходимо проводить защиту грунтовых вод от загрязнения? Каковы стадии соответствующей технологии?

3.Входит ли освоение подземного пространства в перечень мероприятий по эко-реконструкции городов? Что целесообразно размещать в подземном пространстве?

4.С какими целями проводится экологическое картографирование городов? Что такое ГИС-технологии в картографировании? Какова роль комплексных экологических карт в проведении анализа комфортности проживания человека в городских условиях?

5.Сформулируйте основные принципы эко-реконструкции существующих городов.

Рекомендуемая литература

1.Экология: учеб. пособие / под ред. проф. В.В. Денисова; 3-е изд., исп. и доп. М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д., 2006.

2.Экология города / под ред. Ф.В. Стольберга. Киев, 2000.

3.Экополис 2000: Экология и устойчивое развитие города: материалы III Междунар. конф. М., 2000.

65

5.ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА

ИПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

5.1. Влияние автотранспорта на природную среду и человека

Общий мировой парк автомобилей ныне превышает 800 млн. единиц и быстро приближается к миллиарду. Его рост является одним из немногих показателей развития цивилизации, который заметно опережает прирост населения планеты и даже энергии. Подсчитано, что выставленные бампер к бамперу автомобили (со средней длиной 5 м и шириной 2 м составили бы цепочку длиной более 4 млн км (сто экваторов Земли и более чем 10-кратное расстояние до Луны), а суммарная площадь, занятая автомобилями, превысила бы 8 тыс. км2. Прогнозируется, что при сохранении тенденции роста автомобилей, их число к 2020 г. может возрасти до 1,5 млрд штук.

Вавтомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается более 2 млрд т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23 %, остальные 77 % уходят на обогрев окружающей среды (Ю.В. Новиков, 1998 г.).

Внаиболее развитой автомобильной стране мира США на их производство расходуется пятая часть производимой в стране стали. Таким образом, автомобильная промышленность является одной из наиболее ресурсопотребляющей отраслью экономики. Автомобиль забирает из атмосферного воздуха его самый ценный для живых организмов компонент – кислород, а взамен выбрасывает в него ядовитые выхлопные газы, а также уг-

леводороды (из-за испарения их топливных баков). Так, современный автомобиль для сжигания 1 кг бензина расходует 12 м3 воздуха (–2,5 м3 кислорода). Для сравнения; взрослый человек потребляет в сутки 15,5 м3 воздуха, в котором содержится около 3 м3 кислорода. Подсчитано, что автомобильный транспорт США поглощает кислорода больше, чем его генерирует растительность на всей территории страны. В городах, особенно крупных и насыщенных автотранспортом (в одной Москве автомобилей около 3 млн единиц), кислорода сжигается намного больше, чем потребляет их население.

Повсюду, где эксплуатируется автомобиль, в воздух поступает большое количество вредных веществ. Согласно исследованиям НИИ нормальной физиологии, в Москве 92-95 % загрязнения воздуха дает автомобильный транспорт, а прочие отходы хозяйственной деятельности составляют лишь 7 %. Согласно экспертным оценкам, более чем в 150 городах России именно автотранспорт оказывает преобладающее влияние на загрязнение воздушно-

66

го бассейна. К их числу относятся курорты и зоны массового отдыха: Сочи, Анапа, Ессентуки, Кисловодск, Нальчик, Пятигорск, Минеральные Воды, а также ряд крупных центров с населением более 500 тыс. человек (Москва, Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону, Воронеж, Краснодар, Пенза, Тюмень и др.). Кстати, Тюменской области принадлежит рекорд выбросов автотранспортом вредных веществ: свыше 1,95 млн т.

Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), особенно карбюраторных, содержат огромное количество токсичных соединений – бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина).

Наибольшее количество вредных веществ в составе отработавших газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4-5 раз.

Компонентный состав и удельные выбросы ЗВ зависят от вида потребляемого топлива (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Содержание токсичных веществ в выхлопных газах инжекторных и дизельных ДВС. (А.Ф. Порядин, А.Д. Хованский и др., 1996 г.)

Из табл. 5.1 видно, что экологически менее опасными являются дизельные двигатели. Несмотря на больший выброс последними оксидов азота и серы, общая масса поступающих в атмосферу загрязняющих веществ с учетом класса их опасности для здоровья оказывается примерно в 2,5 раза меньше.

Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами из-

67

носа шин, тормозных накладок. В городские водоемы и почву попадают топливо и масла, моющие средства и грязная вода после мойки, сажа. Наибольший ущерб здоровью наносят машины, стоящие в непосредственной близости от жилых зданий.

На состав отработанных газов двигателя большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению.

5.2. Загрязняющие вещества выхлопных газов автотранспорта

Выхлопные газы автомобилей, а также газы, образующиеся при испарении топлива, масла (неплотности), содержат около 200 химических соединений. В зависимости от особенностей их воздействия на организм человека указанные ЗВ подразделяют на 7 групп.

В1-ю группу входят химические соединения, содержащиеся в естественном составе атмосферного воздуха: вода (в виде пара), водород, азот, кислород и диоксид углерода. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу такое огромное количество пара, что в Европе и Европейской части России оно превышает по массе испарения всех водоемов и рек. Из-за этого растет облачность, а число солнечных дней заметно снижается. Все это способствует росту вирусных заболеваний, снижению урожайности сельскохо-

зяйственных культур.

Во 2-ю группу включен оксид углерода (ПДК 20 мг/м3; IV класс опасности). Этот бесцветный газ без вкуса и запаха, вдыхаемый человеком, соединяется с гемоглобином крови и подавляет его способность снабжать ткани организма кислородом. В результате наступает кислородное голодание организма и возникают нарушения в деятельности центральной нервной системы. Последствия воздействия зависят от концентрации оксида углерода в воздухе; так, при концентрации 0,05 % через 1 ч появляются признаки слабого отравления, а при 1 % наступает потеря сознания после нескольких вздохов. Добавим к сказанному, что оксид углерода может быть косвенной причиной многочисленных аварий на дорогах. Его действие на водителя автомашины в небольших концентрациях сходно с действием алкоголя или состоянием утомления. В гаражах, в тоннелях и даже на напряженных магистралях содержание оксида углерода часто достигает токсичных для человека уровней.

В3-ю группу входят оксид азота NО (ПДК 5 мг/м3, III кл.) – бесцветный газ и диоксид азота NО2 (ПДК 2 мг/м3, III кл.) – газ красновато-бурого

68

цвета с характерным запахом. Попадая в организм человека, они образуют азотистую и азотную кислоты (ПДК 2 мг/м3, III к л.). Последствия зависят от концентрации в воздухе; так, при концентрации 0,0013 % происходит слабое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, при 0,002 % – образование метгемоглобина, при 0,008 % – отек легких.

В4-ю группу входят углеводороды. К наиболее опасным из них относится 3,4-бенз(а)пирен (ПДК 0,00015 мг/м3, I кл.) – мощный канцероген.

В5-ю группу входят альдегиды. Наиболее опасны для человека акро-

леин и формальдегид. Акролеин – альдегид акриловой кислоты (ПДК 0,2 мг/м3, II кл.). Концентрация 0,00016 % является порогом восприятия запа-

ха, при 0,002 % запах труднопереносим, при 0,005 % непереносим, а при 0,014 % через 10 мин наступает смерть. Формальдегид (ПДК 0,5 мг/м3, II кл.) – бесцветный с резким запахом газ, при концентрации 0,007 % вызывает легкое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, а также верхних органов дыхания, при концентрации 0,018 % осложняется процесс дыхания.

В6-ю группу входит сажа (ПДК 4 мг/м3, III кл.), оказывающая раздражающее воздействие на органы дыхания. Частицы сажи активно адсорбируют на своей поверхности бенз(а)пирен, из-за чего резко ухудшается здоровье детей, страдающих респираторными заболеваниями (их частота у детей Москвы на 48 % превышает среднюю величину по России), лиц, больных астмой, бронхитом, воспалением легких, а также престарелых людей. Исследования, проведенные в США, показали, что 50-60 тыс. человек умирают ежегодно от загрязнения воздуха сажей.

В7-ю группу входят свинец и его соединения. В бензин в качестве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец (ПДК 0,005 мг/м3, I кл.). Поэтому около 80 % свинца и его соединений, загрязняющих воздух, попадают в него при использовании этилированного бензина: при сжигании 1 л указанного бензина в воздух поступает 0,2-0,4 г свинца.

Врезультате сжигания жидкого топлива в воздух ежегодно выбрасывается, по разным оценкам, от 180 тыс. до 260 тыс. т свинцовых частиц, что в 60-130 раз превосходит естественное поступление свинца в атмосферу при вулканических извержениях (2-3 тыс. т/год).

При вдыхании городского воздуха крупные свинцовые аэрозоли задерживаются в бронхах и носоглотке, а те, что имеют размер менее 1 мкм (их примерно 70-80 %), попадают в легкие, а затем проникают в капилляры и, соединяясь с эритроцитами, отравляют кровь. Анемия, постоянные головные боли, мышечная боль – признаки свинцового отравления – проявляются при содержании в крови свинца 80 мкг/100 мл. Соединения свинца

69

особенно вредны для интеллектуальных способностей детей. В организме ребенка остается до 40 % попавших в него соединений.

В почвах вокруг дорог накапливаются валовые и подвижные формы свинца и других тяжелых металлов. Анализ полученных зависимостей выявил проявление двух зон транспортного засоления почв: первая расположена на расстоянии r0 < 30 м от полотна дороги, а вторая находится на удалении 30-100 м.

На московской кольцевой дороге крупные частицы свинца оседают на обочинах на расстоянии до 30 м, а при отсутствии зеленых насаждений – до 400 м.

Свинец и его соединения снижают активность ферментов, нарушают обмен веществ, способствуя тем самым снижению урожаев, потерям в животноводстве, постоянной гибели деревьев.

Поскольку в растениях может аккумулироваться значительное количество свинца, употреблять в пищу злаки и фрукты, выращенные вдоль автодорог, опасно.

5.3Разработка альтернативных видов автотранспорта

Ктаковым относятся прежде всего электромобиль, солнечный электрический автомобиль, автомобиль с инерционным двигателем, автомобиль с гибридным двигателем.

Электромобили. Весьма перспективным является проект массового перехода от автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями на электромобили, которые действуют от батарей-аккумуляторов, подзаряжаемых на станциях.

Электромобили бездымны, бесшумны, их выделения не токсичны, они просты в управлении, а эксплуатация значительно экономичнее, особенно в городах. Этому способствует большой среднесуточный пробег автомобилей в городе, скорости и возможность организации сети зарядных станций для батарей-аккумуляторов. Такой автомобиль – идеальный для городов вид транспорта.

Любопытна история создания электромобиля. Первый электрический экипаж с первичным химическим источником тока (ХИТ) был создан еще в 1837 г., а уже в 1880 г. был изготовлен первый в мире аккумуляторный электромобиль. Его 28 свинцовых аккумуляторов обеспечивали автомобилю скорость 13 км/ч. В следующем году во Франции начал действовать пятиместный электромобиль коммерческого назначения. В Англии электромобиль появился в 1888 г., он оказался способным пройти около

70