Проблемы экологической безопасности городской среды

Факторы и элементы, влияющие на экологическое состояние городской среды.

Город – это экологическая система, созданная людьми.

Объекты градостроительной экологии – пространственные системы расселения разного уровня. С одной стороны, это системы регионов, конурбаций и агломераций; городских и других поселений, городских районов и микрорайонов. С другой стороны – территории застройки кварталов и жилых групп, объёмы, планировочные, конструктивные и конструктивно-планировочные элементы зданий как замкнутые среды обитания человека.

Предмет градостроительной экологии – исследование процессов взаимодействия в системе «человеческая деятельность – окружающая среда на урбанизированной территории»

В ФЗ «Об охране окружающей среды» (2002г.) дано понятие городской среды, как совокупности антропогенных объектов компонентов природной среды, природно-антропогенных и природных объектов.

Антропогенные объекты:

- жилые, общественные и промышленные здания, улицы, магистрали, площади, стадионы и другие сооружения;

- транспортные и другие передвижные и технические средства.

Компоненты природной среды города (компоненты среды обитания):

- атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, грунты, солнечный свет.

Природно-антропогенные объекты:

- городские леса, парки, сады, озеленённые территории жилых и промышленных районов, бульвары, скверы, защитные зоны, каналы, водохранилища и т.п.

Природные объекты – памятники природы.

Городская среда - это сложная экосистема, состоящая из двух субсистем – природной и антропогенной. При этом каждая субсистема делится на подсистемы, каждая из которых делится на подсистемы более низкого порядка (Рис1).

Надёжность экосистемы зависит от устойчивости равновесия, живучести и безопасности. (рис2)

Устойчивость – внутреннее свойство, характеризующее способность экосистемы (окружающей среды):

- выдерживать изменения, вызванные внешними факторами, например технологенными воздействиями на природу;

- оказывать сопротивление внешним воздействиям, в основном техногенным;

- проявлять способность к самовосстановлению или принудительному восстановлению системы.

Равновесие – свойство экосистемы сохранять устойчивость в пределах регламентированных границ антропогенных изменений её параметров.

Живучесть – свойство экосистемы, характеризующее её способность к самовосстановлению и экологической защите от антропогенного вмешательства в природу.

Безопасность - свойство, определяющее риск потерь устойчивости, равновесия и живучести экосистемы. Все перечисленные свойства между собой взаимосвязаны. Управление этими свойствами связывают с охраной окружающей среды.

Рис. 1. Город как экосистема

Рис.2. Схема взаимосвязей надёжности экосистемы

В градостроительной экологии исследуются факторы, возникающие в неживой и живой природе, такие как:

- отчуждение территорий в результате роста городов и зон их влияния,

- перераспределение атмосферных стоков, изменение режимов функционирования поверхностных вод, рек и водоёмов;

- интенсивное потребление промышленностью полезных ископаемых и других ресурсов неживой природы;

- нарушение геологического строения местности и гидрологических режимов;

- засорение вредными отбросами атмосферы, грунтов, поверхностных и подземных вод;

- частичная или необратимая деградация живой природы, флоры и фауны;

- нарушение сложившихся социальных условий жизнедеятельности коренного населения.

Важно постоянное корректирование методов функционального и технического содержания объектов городской среды, территориальных комплексов с целью обеспечения экологической безопасности.

Обеспечение экологической безопасности городской среды основывается на последовательном решении следующих взаимосвязанных, но вместе с тем, достаточно самостоятельных задач урбоэкологии, учитывая при этом особенности местных условий и экономические факторы:

- планирование экологической совместимости города, как развивающейся социально-экономической системы, с окружающей природной средой;

- градостроительно-функциональное зонирование территории и разработка её архитектурно-планировочных решений;

- оценка динамики показателей экологического состояния локальных территорий (по данным мониторинга)

- оценка экологических факторов территорий строительства или реконструкции застройки (по данным инженерных изысканий);

- проектирование строительных систем с учётом факторов окружающей среды, влияющих на качество формируемой среды обитания;

- разработка с учётом конкретных условий средозащитных мероприятий, обеспечивающих выполнение требований к качеству среды обитания.

7 Техногенные поля: Вибрационные электрические температурные

Есть еще одна проблема городов, связанная с интенсивной хозяйственной деятельностью, - такназываемые техногенные физические поля: вибрационные, температурные, поля блуждающих электрических токов. Наиболее опасны поля блуждающих токов, которые образуются за счет утечек с электрифицированного рельсового транспорта, заземленных промышленных установок и станций катодной защиты. В результате в 5-10 раз повышается коррозионная активность грунтов. Установлено, что около 30% повреждений в трубах на территории Москвы приходится на долю электрокоррозии от блуждающих токов. Примерно 24% площади города отнесены к территориям с высокой степенью коррозионной опасности, на которых электрические поля блуждающих токов в сотни раз превышают естественный фон. Но люди хотят жить в городах, поэтому города должны расширяться и захватывать все новые территории. Ожидается, что к 2020 г. их суммарная площадь увеличится на 2,6 млн. кв. км и составит около 4% площади суши. Особенно быстро разрастается площадь мегаполисов. Например, территория Мехико, население которого к 2010 г. достигнет 30 млн. человек, с 1940 по 1990 гг. увеличилась со 130 до 1250 кв. км., а территория Москвы за то же время - с 326 до 994 кв. км. Зачастую приходится осваивать непригодные строительства склоны холмов, поймы рек, заболоченные участки и прибрежные территории. Да и конструкции возводимых зданий оставлять желать лучшего. Другими словами, надежность городских объектов, особенно в развивающихся странах, оставляет желать лучшего и увеличивает риск гибели людей в случае наводнения, ураганов и прочих неприятностей.

Еще одна причина - воздействие человека на окружающую природную среду. Мы извлекаем нефть, уголь и газ из земных недр в неимоверных количествах, то есть глобально вмешиваемся в окружающую среду. А в результате - наведенная сейсмичность, опускание территорий, подтопление провалы, техногенные геофизические поля.

Техногенные воздействия ускоряют накопление напряжений в земной коре, увеличивая частоту землетрясений. Наиболее часто наведенная сейсмичность проявляется при создании крупных водохранилищ и закачке флюидов в глубокие горизонты земной коры. Существует мнение, что крупные землетрясения в Газли (Узбекистан), произошедшие в 1976 и 1984 гг., относятся к разряду наведенных, спровоцированных закачкой около 600 млн. кубометров воды в Газлийскую структуру.

В городах другая беда - под тяжестью зданий, динамических транспортных нагрузок и извлечения подземных вод опускается поверхность земли. В северо-восточной части Токио с 1920 по 1980 гг. уровень земной поверхности снизился на 4,5 м. В результате возросла опасность затопления города нагонными водами штормов. Точно так же опускается земля и на территориях, где добывают нефть и газ. Самый впечатляющий пример - город Лонг-Бич в Калифорнии США. Из-за добычи нефти и газа в этом районе город ушел в землю на 8,8 м, а горизонтальное смещение составило 3,7 м. Надо ли говорить, какой ущерб это нанесло горожанам.

Наконец, свой немалый вклад в катастрофы вносит и изменение климата - глобальное потепление, которое отмечено в последние годы. Повышение уровня мирового океана из-за таяния ледников неизбежно приведет к отступлению береговой линии вглубь континента. С другой стороны, границы сплошной мерзлоты будет смещаться на север: к 2020 году - на 50-80 км, к 2050 году - на 150-200 км. И, разумеется, увеличится количество осадков. Так что с катастрофами у нас, похоже, все еще впереди.

Так можно ли с этим что-то сделать? Во-первых, необходим точный и заблаговременный прогноз ожидаемого бедствия, который позволит принять меры, чтобы максимально уменьшить потери от него. Мировой опыт показывает, что затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к природным событиям чрезвычайного характера в 15 раз меньше по сравнению с предотвращенным ущербом.

Во-вторых, природные опасности должны обязательно учитываться при экономическом планировании. Прежде чем возводить сооружение, жилища, расширять территорию городов, должна быть сделана оценка территорий с точки зрения степени ее природного риска. Ученые предлагают дифференцированный подход к финансированию создаваемых объектов через систему коэффициентов. На территориях с минимальным природным риском, где стоимость мероприятий по снижению этого риска может быть ничтожно мала, макроэкономические расчеты должны включать минимальные повышающие коэффициенты затрат - от долей процента до нескольких процентов. В то же время освоение территорий с высокой степенью риска (например, оползневых склонов на Москве-реке) коэффициенты должны исчисляться десятками, а то и сотнями процентов. Другими словами, земли, где степень природного риска очень высока, должны стать экономически невыгодными для инвесторов, собирающихся вложить деньги в строительство на рискованных территориях.