Эколого-гигиенические проблемы, связанные с интенсивным ростом городов, численностью городского населения и его деятельностью, относятся к числу наиболее значимых явлений современности. Однако не следует считать, что экологические последствия связаны лишь с современным ростом промышленного производства. Экологические проблемы городов возникали и формировались одновременно с возникновением и развитием самих городов. Концентрация на определенной территории больших масс населения обусловливала необходимость учета при градостроении природно-климатических факторов, обязательного соблюдения ряда норм и правил, что являлось бы залогом равновесия системы «человек — среда обитания».
Необходимость решения проблем экологии города в современной интерпретации потребовала формирования новой научной области знания — урбоэкологии (от лат. urbos — город; в дословном переводе — город как дом, среда жизни горожан). Помимо изучения городской среды, ее основных компонентов, качества, факторов и истории формирования предметом урбоэкологии является здоровье городских жителей.
Таким образом, урбоэкология — междисциплинарная область знаний, интегрирующая концепции, закономерности, методы общей и медицинской экологии, биологии, гигиены, истории при проектировании, строительстве, реконструкции городов.
XX в. ознаменовался процессом урбанизации, т.е. интенсивного развития крупных городов и формированием новых городских форм расселения людей. Основными причинами урбанизации являются: развитие промышленного производства; развитие непроизводственной градообразующей деятельности; интеграция различных видов деятельности; развитие международной торговли. Ведущим признаком урбанизации является рост численности городского населения и числа городов. В России число горожан составляет около 62 % общей численности населения.
Урбанизация сопровождается появлением у городов новых функций, город становится центром притяжения людских и материальных ресурсов. Гигантские скопления агломераций, слившихся друг с другом, со сплошным сосредоточением населения, образуют мегаполисы. Для межгородской и внутригородской связи сооружается мощная инфраструктура транспорта и связи: железные и автомобильные дороги, трубопроводы, информационные системы.
Таким образом, на значительных территориях, практически лишенных почвенного покрова, формируется особая среда жизни людей — городская, или урбанизированная, среда, насыщенная промышленными предприятиями, транспортными средствами, объектами жилищно-коммунального хозяйства и интенсивно воздействующая на природную среду.
Современный город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, у которого происходит активный «обмен веществ» с окружающими его природными комплексами и другими населенными пунктами. В городах наиболее полно проявляется замена природного круговорота веществ прямоточными линиями с накоплением отходов и загрязнений. В города «импортируют» промышленное сырье и полуфабрикаты, готовую продукцию, плоды сельскохозяйственного производства. Одновременно города «экспортируют» промышленную продукцию, выбрасывают в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных биохимических провинций, для которых характерен аккумуляционный тип потока веществ (накопительный) в зависимости от наличия предприятий различного профиля и других факторов.
Искусственно созданная человеком среда обитания — городская, урбанизированная — становится повседневной реальностью жизни значительной части населения. Обязательными элементами урбосистемы (рис. 7.1) являются следующие:
• природно-климатический комплекс, включающий абиотические (рельеф, почву, климат, воды) и биотические (растительный и животный мир) компоненты. В городе происходит выраженное изменение природно-климатических компонентов, особенно с увеличением влияния урбофакторов: плотности жилой застройки, концентрации транспортных магистралей, промышленных предприятий, социальной инфраструктуры;
• техносферный комплекс — это часть биосферы, преобразованная людьми в технические и техногенные объекты для обеспечения своих социально-экономических потребностей;
• социальный комплекс — население, которое является потребителем продукции производства, а также носителем различных потребностей нематериального характера в области науки, образования, культуры. Именно этот компонент урбосистемы выполняет функцию управления, которая обеспечивает сохранение определенной структуры города, поддерживает режим деятельности, реализацию программ и целей развития системы.
Все компоненты урбосистемы активно взаимодействуют между собой, что обеспечивает их тесную взаимосвязь и целостность. Однако городская среда как урбосистема имеет специфические особенности.
Урбосистема является вероятностной, так как ответные реакции природы на антропогенные воздействия не удается точно спрогнозировать, функционирование системы идет не только по законам природы, но и по законам социально-экономического развития общества.
Урбосистема — это управляемая система, что подчеркивает важность целенаправленной и продуманной деятельности человека по обеспечению устойчивого развития системы и ее оптимизации.
Устойчивость урбосистемы предполагает обязательное соблюдение закономерностей оптимального развития. Необходимость разнообразия элементов — основа устойчивости урбосистемы по отношению к внешним воздействиям. Чем больше разнообразных элементов в городской среде, тем больше возможности она имеет для развития, тем она устойчивее. Города, основанные на границах природных зон, имеют преимущества в развитии даже при социально-экономических преобразованиях в жизни общества. Неравномерность внутреннего развития урбосистемы, асинхронность развития элементов увеличивает пространственное разнообразие городов за счет использования ресурсов окружающей природной среды, как материально-энергетических, так и информационных.
Только при соблюдении законов оптимального развития урбосистемы будет соблюдаться экологическое равновесие городской среды, причем как природные, так и социально-экономические факторы будут играть равнозначные роли. Генетические возможности человечества должны соответствовать параметрам окружающей среды, поэтому экологический баланс имеет приоритетное значение в развитии общества.
Критерием и индикатором развития и качества городской среды в рамках экологического равновесия является здоровье населения, поэтому урбосистема является антропоцентричной. Постоянное пребывание в антропогенно измененной среде с ускоренным ритмом жизни и выраженной гиподинамией формируют негативные тенденции в образе жизни и здоровье горожан, вызывая «болезни цивилизации».
Бесконтрольное развитие урбосистемы становится опасным, поэтому ведущую роль должен играть блок управления. Сохранение и повышение качества городской среды требует поиска эффективных путей решения экологических проблем, которые должны основываться на знании основных закономерностей развития урбосистемы.
Одним из стратегических направлений развития общества и природы является концепция устойчивого развития, предложенная в 1982 г. Всемирной Комиссией ООН по окружающей среде
и развитию. Комиссия отметила, что «человечество способно сделать развитие устойчивым — обеспечить удовлетворение нужд настоящего, не подвергая риску способность будущих поколений удовлетворять свои потребности». Таким образом, необходим переход к устойчивым формам развития, которые требуют разумных взаимоотношений с окружающей средой, при этом должны решатся следующие задачи:
• обеспечение стабилизации экологической ситуации;
• коренное улучшение состояния окружающей среды посредством экологизации экономической деятельности;
• введение хозяйственной деятельности в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий, целенаправленного изменения структуры экономики, структуры личного и общественного потребления.
Для привлечения внимания к проблеме сохранения и улучшения здоровья горожан ВОЗ создан международный проект «Здоровые города» («Healthy cities» for better life), реализующий стратегию «Здоровье для всех», основная цель которого — достижение для всего населения городов достойного качества жизни и высокого уровня общественного здоровья. Специалисты ВОЗ определили основные признаки здорового города:
• город должен быть чистым и безопасным;
• стабильно снабжать жителей безопасной пищей и водой, иметь эффективную систему удаления отходов;
• иметь многостороннюю, прочную и современную экономику, которая обеспечивает основные потребности жителей в пище, воде, жилье, доходах, безопасности и работе;
• иметь сильные, хорошо развитые общественные структуры, которые действуют как партнеры в деле улучшения общественного здоровья;
• создавать у горожан стремление к взаимодействию по улучшению жизни в целом и в особенности собственного здоровья и благосостояния;
• обеспечивать проведение культурных и других мероприятий для развития контактов и укрепления связей между жителями города;
• помогать горожанам ценить прошлое и уважать специфическое культурное наследие всех людей независимо от расы и религии;
• рассматривать здоровье как интегральный компонент общественной политики и обеспечивать жителям города условия для здорового образа жизни;
• постоянно стремиться повышать качество и доступность медицинского обслуживания;
• быть городом, в котором люди живут дольше здоровыми, меньше болеют.
Принципы планировки и зонирования территории города
Городская (урбанизированная) среда — центральный элемент урбосистемы. Эффективно функционирует она только в определенных характерных для нее пространственно-временных пределах. Для обеспечения правильной функциональной организации городской среды необходимо обоснованное градостроительное планирование на основе следующих принципов:
• эколого-географический принцип выбора территории для населенных мест и промышленной зоны с учетом природно-климатических факторов, обусловленный необходимостью создания условий для экологического равновесия между природными и градостроительными компонентами. Эколого-географическая оценка территории для населенных мест проводится с учетом экологически важных свойств территории. Это прежде всего геологическое строение, рельеф, климат, поверхностные и подземные воды, почвы, растительный и животный мир;
• строгое функциональное зонирование территории населенного пункта (города), направленное на обеспечение благоприятной среды жизнедеятельности, защиту территорий от воздействия чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; предотвращение чрезмерной концентрации населения и производства, охрану и бережное использование особо охраняемых природных территорий, в том числе природных ландшафтов, территорий историко-культурных объектов, а также сельскохозяйственных земель и лесных угодий;
• организация санитарно-защитных зон для предприятий, оказывающих негативное влияние на среду обитания.
Территория населенных пунктов должна быть четко разделена на зоны в зависимости от вида деятельности населения: отдельно труд, жилье и отдых.
Жилые зоны предназначены для застройки многоквартирными многоэтажными жилыми домами. На них допускается размещение отдельно стоящих, встроенных или пристроенных объектов социального и культурно-бытового обслуживания населения, стоянок автомобильного транспорта, промышленных, коммунальных и складских объектов. Для перечисленных объектов не требуются санитарно-защитные зоны, их деятельность не должна оказывать вредного воздействия на окружающую среду.
Общественно-деловые зоны предназначены для размещения объектов здравоохранения, культуры, торговли, общественного питания, бытового обслуживания, коммерческой деятельности, а также образовательных учреждений среднего профессионального и высшего профессионального образования, административных, научно-исследовательских учреждений, стоянок автотранспорта, центров деловой, финансовой и общественной активности.
Производственные зоны служат для размещения промышленных, коммунальных и складских объектов, обеспечивающих их функционирование, объектов инженерных и транспортных инфраструктур. Для таких объектов устанавливают санитарно-защитные зоны.
Зоны инженерной и транспортной инфраструктур используют для размещения и функционирования сооружений и коммуникаций железнодорожного, автомобильного, речного, морского, воздушного и трубопроводного транспорта, связи, инженерного оборудования.
Рекреационные зоны являются местами отдыха населения. Они включают в себя парки, сады, городские леса, лесопарки, пляжи, иные объекты. На территориях рекреационных зон не допускается строительство и расширение действующих промышленных, коммунальных и складских объектов, непосредственно не связанных с эксплуатацией объектов оздоровительного и рекреационного назначения.
Зоны сельскохозяйственного использования заняты пашнями, садами, огородами, а также сельскохозяйственными зданиями, строениями, сооружениями.
Зоны специального назначения выделяют для размещения кладбищ, крематориев, скотомогильников, свалок бытовых отходов и иных объектов, которые несовместимы с другими видами территориальных зон городского и сельского поселений.
Зоны военных объектов и иные зоны режимных территорий предназначены для размещения объектов, в отношении территорий которых устанавливается особый режим.
Схема четкого территориального зонирования городской среды во многих городах не выдержала проверки временем. Разрастающаяся жилая зона требовала создания в ней мест приложения труда для занятий проживающего там населения. В то же время в промышленных зонах без санитарно-защитных зон предприятия строили жилые дома и объекты социальной инфраструктуры в непосредственной близости от источников вредных выбросов.
Микрорайон — основа структурного элемента жилой застройки. Он строится как самостоятельный элемент жилой зоны, на его территории проживают десятки тысяч человек, площадь составляет 10...60 га, на ней размещаются учреждения и предприятия повседневного пользования с радиусом обслуживания не более 500 м.
В пределах жилой зоны выделяют также жилой район — территорию площадью от 80 до 250 га, в пределах которой размещают учреждения и предприятия с радиусом обслуживания не более 1500 м.
Промышленные предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, которые являются источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Эти зоны являются обязательным элементом любого объекта, который может быть источником химического, биологического и физического воздействия. Санитарно-защитные зоны предназначены для обеспечения снижения уровня воздействия вредных факторов до требуемых гигиенических нормативов. Для этого могут использоваться, например, дополнительные озелененные площади, обеспечивающие экранирование от 40 до 60 % территории, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха, а также повышение комфортности микроклимата.
Размеры санитарно-защитных зон устанавливаются в соответствии с санитарной классификацией предприятий, сооружений и при обеспечении соблюдения требований гигиенических нормативов: для предприятий 1-го класса — 1000 м, 2 — 500 м, 3 — 300 м, 4 — 100 м, 5-го класса — 50 м.
В границах санитарно-защитной зоны и на территории промышленных площадок запрещается размещать предприятия пищевой промышленности, склады готовой продукции, предприятия по производству воды и напитков для питьевых целей; комплексы водопроводных сооружений для подготовки и хранения питьевой воды.
Размеры санитарно-защитных зон предприятий и объектов автомобильного, железнодорожного, водного и воздушного транспорта, которые являются источниками неблагоприятных физических факторов (шума, вибрации, инфразвука и др.), должны быть рассчитаны с учетом шумовой характеристики источников, места их расположения (внутри или вне здания) и др.
Санитарно-защитные зоны устанавливаются также для воздушных линий электропередачи в целях защиты населения от воздействия электрического поля. Это территория вдоль высоковольтной линии, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м.
