METROPOLIS ENVIRONMENTAL PROBLEMS: METHODS OF SOLUTION

Full Text

Город всегда был и остается местом комфортного обитания, надежной защитой населения от аномальных стихийных сил природной среды. Жители городов занимаются производительным трудом во многих областях хозяйственной деятельности - в промышленности, строительстве зданий и сооружений городского типа, науке, культуре, здравоохранении и других направлениях. Города занимают всего лишь 2 % поверхности суши, но потребляют 3/4 сырьевых и энергетических природных ресурсов в мире [1-3]. В течение длительной эволюции человечество потребляло природные ресурсы, не нарушая экологического равновесия в природной среде. Проблемы охраны окружающей природной среды не существовало. Мощный научно-технический прогресс ХХ в., внедрение новой техники и технологий привели к росту производительных сил общества (1940 г.) [3]. Интенсивное использование природных ресурсов, большие объемы образования отходов производства, неэффективная их переработка и утилизация привели к нарушению экологического баланса в окружающей природной среде обитания человека. В крупных городах России возникли экологические проблемы, свя занные с отчуждением территорий для строительства зданий и сооружений, городских дорог, инженерных сетей жилого и производственного назначения. Природные ресурсы - важнейшие компоненты естественной среды обитания, используемые для удовлетворения жизненных потребностей людей: солнечная энергия, внутреннее тепло Земли, воздушные, водные, земельные, почвенные ресурсы; материальные, растительные, животные ресурсы. В большей части компонентов биосферы наблюдаются необратимые экологические изменения. Устойчивое развитие природы и общества было нарушено (1970 г.). Устойчивое развитие природы и общества - такое взаимосвязанное развитие, при котором обеспечивается удовлетворение жизненных потребностей в природных ресурсах настоящего и будущего поколений людей, сохранение природного потенци- Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 3 64 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА ала Земли, гено фонда и воспроизводство растительного и животного мира (Международная комиссия ООН по окружающей среде и развитию, 1987 г.) [4]. В России экологические проблемы появляются не только в процессе от чуждения территорий для крупных городов. Отрицательное воздействие оказы вает загрязнение природной среды выбросами и отходами с других сопряжен ных стран мирового хозяйства. Глобальным трансграничным круговоротом пе реносятся большие массы вещества и энергии в биосфере. Например, мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу 300 млн. т диоксида углерода, 150 млн. т серы, 120 млн. т золы, более 50 млн. т углеводородов, а также большое количество оксидов азота, фтористых соединений, ртути и других токсичных веществ [5, 6]. В мировом сообществе остро встал вопрос рационального ограничения природопользования, сокращения антропогенного воздействия на биосферу и защиты природы от деградации и разрушения. В социально-экономическом развитии общества приоритетное значение имеют ресурсное материально-техническое и энергетическое обеспечение крупных городов России, рациональное использование природных ресурсов, охрана природной среды, устойчивое развитие природы и общества (2000 г.). Охрана природы - комплекс государственных, правовых, административно-хозяйственных и инженерно-строительных мероприятий, осуществляемых по программам и проектам с целью обеспечения экологической безопасности населения, растительного и животного мира, а также сохранения генофонда живых организмов и возобновления компонентов природы [2, 7, 8]. В рациональном проектировании городской среды обитания человека многие авторы (Н.В. Маслов, С.А. Ушаков, Б.С. Чистякова и другие) рекомендуют учитывать экологическую совместимость населенных мест и природной среды. Эти вопросы решаются в двух направлениях использования окружающей среды: антропогенной и природной экосистемы. Городской ареал представляет собой зависимую экосистему, которая потребляет природные ресурсы на зна чительной по площади и емкости территории. Чем крупнее город, тем большее его влияние на природную среду, в частности, на экологическое равновесие (устойчивость) в городской экосистеме. Проблему экологического равновесия решают в двух случаях: 1) когда определяют экологическую емкость городской территории с учетом действующей антропогенной нагрузки, при условии сохранения природного равновесия; 2) устанавливают необходимые размеры территории, которую включают в урба низированное природопользование, с тем чтобы обеспечить состояние динами ческой устойчивости всей природно-техногенной экосистемы. В обоих расчет ных случаях техногенная нагрузка должна быть не больше предельно допусти мой величины. Конечной целью разработки проекта устойчивости городской территории служит установление демографической емкости территории (ДЕТ). Этот ме тод расчета основан на сопоставлении продуктивности абиотических и биотических экосистем с потребностями городского населения в природных ресур сах, при котором ДЕТ определяют поэтапно: сначала устанавливают исходные данные (критерии), затем определяют действующие факторы и показатели антропоген но-природной экосистемы. Важными показателями этого метода являются чис ленность населения города и площадь городской территории. Все расчеты вы полняются с учетом научной терминологии и закономерностей функциониро вания экосистем в замкнутом природном цикле образования полезной продук ции и полной переработки отходов и выбросов в природную среду [3]. Расчетные показатели ДЕТ используют в организации эффективной за щиты природной среды от деградации и разрушения. Проблемные вопросы экологического состоя ния экосистем должны решаться на основе учета закономерностей функционирования экосистем. В России городское население составляет 75 % от общего числа жителей, на ее территории размещено 1060 городов различного уровня и 2100 поселков городского типа, в которых проживают более 110 млн. человек (2010 г.). Численность населения городов и занимаемая ими территория постоянно увеличиваются за счет земельного фонда сельской местности. По данным переписи населения 2010 г. в Российской Федерации проживало около 143 млн. чел., в том числе 28 млн. (19,6 %) в крупных городах и 16 млн. (11,2 %) в 13 городах-миллионерах (табл. 1) [7-9]. Во многих крупных городах России экологическая обстановка оценивается как критическая. Причинами такого состояния городских территорий является загрязнение компонентов биосферы (атмосферы, гидросферы, литосферы и биоты) вредными веществами. Природная среда загрязняется газообразными, жидкими и твердыми отходами промышленного, энергетического производства, транспорта, коммунального хозяйства. Например, отдельные участки территории Самары и Самарской области загрязнены углеводородами, формальдегидом, диоксидами углекислого газа, серы, азота и другими отходами (рис. 1) [10]. Базовой основой в решении экологических проблем крупного города служат сведения по экологическому состоянию городской территории. Учеными научно-исследовательских учреждений и преподавателями вузов Российской Федерации составлены и опубликованы в печати отчеты, монографии, доклады, учебники и учебные пособия по вопросам экологического состояния воздушной, водной, геологической среды обитания человека, растительного и 65 Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 3 В.И. Гвоздовский, М.Н. Князева, А.И. Сизова Таблица 1 Численность жителей России по данным переписи населения 2010 г. Территория местожительства населения Число жителей, тыс. чел. Основное производство Сельская местность 36000 Сельское хозяйство Городские поселки 7900 Местная промышленность Малые города 14000 Технические средства жизнедеятельности Средние города 24000 Промышленность, наука, образование Крупные города 28000 Промышленность, наука, образование Города-миллионеры 16000 Промышленность, управление, наука, образование Мегаполисы 17000 Многоотраслевое производство, управление, наука, образование Всего 142900,2 Рис. 1. Экологическая обстановка города Самары (2010 г.) животного мира в биосфере Земли, выполнен информационно аналитический анализ почвенных, водных, воздушных и климатических природных ресурсов и их антропогенных изменений [11, 12]. Авторами статьи составлена классификация типов городов Рос сии в зависимости от численности населения и занимаемой ландшафтной тер ритории города (табл. 2). В оценке экологических проблем крупных городов эти два критерия (число жителей и площадь города) играют определяющую роль. В защите природной среды от загрязнения и деградации крупный город можно принять в качестве эталона экологического состояния окружающей природной среды. Экологическое состояние в нашей стране необходимо рассматривать в двух направлениях: в пределах городского ландшафта и в ландшафтных зонах добычи полезных ископаемых. В 35 крупных городах, 13 городах-миллионерах и двух мегаполисах России проживает значительное количество населе- Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 3 66 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА Таблица 2 Классификация городов России по типам Тип города Численность населения, тыс. чел. Площадь территории, км2 1-я группа - промышленного назначения Поселки городского типа 1…10 0,4…2 Малый 10…100 2…20 Средний 100…500 20…100 Крупный 500…1000 100…200 Города-миллионеры 1000…5000 200…1000 Мегаполис > 5000 > 1000 2-я группа - оздоровительного назначения Малый 10…100 2…20 Средний 100…500 20…100 Крупный 500…1000 100…200 ния (43,7 %); плотность жителей - высокая (4000 чел./ м2); экологическое состояние - критическое. По данным литературных источников, в ландшафтных зонах добычи природных ресурсов экологическая обстановка также сложная [13, 14]. На основе использования экономических и научно-технических положительных результатов в хозяйственной деятельности городов необходимо перестроить экспортную и импортную структуру продажи товаров и услуг, а именно: вместо продажи сырьевых природных ресурсов на окраинах крупных городов России производить промышленную продукцию из собственного сырья, а также продавать ее другим странам мира, что позволит увеличить поступление финансовых средств в несколько раз. При этом занятость населения увеличится, благосостояние российского народа возрастет, а экологическая обстановка в географических рай онах лесной и лесостепной зон резко улучшится. В крупных городах России подземное пространство используется недостаточно эффективно. С целью снижения загрязненности территорий городов необходимо построить автотранспортные тоннели и метрополитены. На производство экспортной продукции из собственного сырья потребуется меньшее количество сырьевых ресурсов. За пределами городской территории экологическое состояние ландшафтов страны значительно улучшится [17]. Предлагаются следующие средства и методы защиты окружающей природной среды от деградации и разрушения: • восстановление почвенного покрова городской территории; • очистка на промышленных предприятиях газовых выбросов в атмосферу; • защита территории города от выхлопных газов автотранспорта; • реконструкция локальных сооружений очистки сточных вод города; • первичная сортировка коммунальных отходов в местах их образования; • разработка конструкции сортировочно-перегрузочной станции для твердых бытовых отходов; • лесовосстановление в жилой, парковой зонах города и на окраинах; • внедрение ресурсосберегающей техники и технологии на предприятиях; • минимизация массы отходов в производстве полезной продукции; • использование подземного пространства города в дорожном строительстве (переходы, тоннели), а также в коммунальном хозяйстве; • реконструкция полигонов захоронения твердых бытовых отходов; • разработка проекта микрорайона города с улучшенной архитектурно-строительной планировкой и экологической обстановкой [7]. На основании изученных литературных источников можно сделать следующие выводы: в крупных городах Российской Федерации проживает почти 50 % населения; экологическое состояние городских территорий сложное (критическое); экологические проблемы трудно решаются из-за множества действующих природных и антропогенных факторов. С целью улучшения экологической обстановки на территории крупных городов требуется вложение дополнительных финансовых средств и использование новых методов в строительстве зданий и сооружений, увеличение объемов подземного строительства, разработка новых конструктивных решений автодорог, средств связи и современного технического компьютерного обеспечения [15].

About the authors

Viktor I. GVOZDOVSKY

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Marianna N. KNYAZEVA

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Arina I. SIZOVA

Samara National Research University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

Supplementary files