Город формирует многие стороны жизнедеятельности человека. При оценке степени антропоэкологической комфортности города имеются в виду такие стороны жизнедеятельности горожан, как:
• уровень социального благополучия (бюджеты семей, обеспеченность жильем, использование сферы услуг, учеба детей, состояние здоровья, качество медицинского обслуживания и социального обеспечения и др.);
• степень экологической безопасности;
• правовая защищенность;
• занятость и удовлетворенность работой (характером и сферой занятости, взаимоотношениями на работе, транспортной или пешеходной доступностью к месту работы и др.);
• наличие условий для полноценного отдыха и восстановления сил;
. степень полноты информационного обеспечения и существо-яние условий для преемственности культурных традиций и мн. др. Городская среда может быть охарактеризована комплексом показателей, среди которых ведущее место занимают следующие:
I. Социально гарантированный минимум условий проживания,
включающий санитарно-гигиенические нормы, удовлетворяет
основные физиологические и элементарные социальные потреб
ности жителя. Его главные показатели: обеспеченность жилой пло
щадью, элементами жилой территории, объектами повседневно
го обслуживания, допустимым уровнем инсоляции, условиями
проветривания, противопожарной защиты, а также контрольные
показатели состояния окружающей среды на локальном террито
риальном уровне. Социально гарантированный минимум условий
проживания определяет и закрепляет нижние пределы показате
лей для двух полярных типов городских сред: высокоурбанизиро
ванных (санитарно-гигиенические показатели) и слабоурбанизи
рованных (социальные показатели).
II. Стандарты качества городских сред — нормативно-закреп
ленная система показателей, которая включает:
1. Контрольные показатели, определяющие типологические
признаки городских сред:
• интенсивность функционального использования территорий (чел/га, рабочих мест/га, посещений/га);
• архитектурно-планировочные типы застройки (м2/га, средняя этажность, процент застроенной территории).
2. Социально-градостроительные показатели качества функцио
нальных территорий (общегородских, жилых, производственных)
в различных типах городских сред:
• обеспеченность застройкой и удельные размеры элементов функциональных территорий (м2/посетителя, м2/жителя, м2/ра-ботающего, м2/единицу продукции);
• обязательный перечень элементов функциональных территорий и учреждений обслуживания;
• правила размещения и показатели доступности функциональных территорий, их элементов, объектов, учреждений обслуживания мест приложения труда и рекреации (расстояние, время).
3. Технические стандарты реализации инженерно-транспортной инфраструктуры в различных типах городской среды.
4. Санитарно-гигиенические и экологические требования в различных типах городской среды.
Эффективность градостроительной деятельности характеризуется динамикой изменения показателей:
• уменьшение среднегородского времени доступности объектов тРУДа, обслуживания, отдыха и расширение их номенклатуры;
• увеличение в территориальном балансе доли озелененных и сохранение доли природных территорий;
• 
сохранение разнообразия типов городской среды;
• улучшение экологических и санитарно-гигиенических харак-теристик.
Структура города и его застройка. Любой город состоит из нескольких разных по назначению зон. Во-первых, это зона жилой застройки, которую называют также селитебной (от слова селить) Во-вторых, промышленная зона — территория, где размещаются теплоэнергетические станции и промышленные предприятия автобазы, складские помещения, подъездные пути. Промышленные зоны обычно отделены от жилой застройки санитарно-за-щитными зонами. Важная часть городской территории — зеленые или садово-парковые зоны. Окружены города лесопарковым поясом, который клиньями проникает в жилую застройку. Селитебные зоны больших городов обычно формируются из отдельных микрорайонов. Эколого-гигиенические требования к застройке городского микрорайона предусматривают:
• создание благоприятных условий микроклимата, инсоляции и защиты от перегрева, аэрации или снижения подвижности воздуха на территории и в помещениях жилых и общественных зданий;
• защиту от транспортного шума, загрязнения атмосферного воздуха выхлопными газами транспорта внутри микрорайона;
• организацию полноценного обслуживания жителей учреждениями культурно-бытового назначения и коммунальными объектами;
• благоустройство и озеленение территории;
• централизованное водоснабжение, канализацию и удаление бытовых отходов.
При проектировании жилой застройки города выделяют микрорайон и жилой район. Микрорайон (квартал) занимает площадь 10—60 га, не расчленен общегородскими магистралями и железными дорогами. В пределах микрорайона размещены учреждения и предприятия повседневного пользования с радиусом обслуживания не более 500 м (кроме школ и детских дошкольных учреждений). Жилой район площадью от 80 до 250 га представляет собой самостоятельно функционирующую градостроительную единицу.
Различают периметральную, строчную и групповую застройку квартала. Различные типы застройки в определенных климатических районах позволяют снижать скорость движения воздуха или, наоборот, повышать ее в случае необходимости, а также регулировать поступление прямых солнечных лучей в помещение (условия инсоляции), способствовать снижению уровня транспортного шума и вибрации.
Микроклимат города. На жизнедеятельность населения большое влияние оказывает микроклимат, который во многом обус-
0влен характером инсоляции. Величина инсоляции зависит от Многих факторов. В равнинных ландшафтах солнечные лучи улавливаются и отражаются горизонтальной поверхностью, а в городе — сложной системой различно ориентированных плоскостей зданий и сооружений. В городах эти плоскости выполняют роль рефлектора, поглощая часть энергии.
Попаданию на землю лучистой энергии Солнца препятству-юТ твердые взвешенные частицы в атмосфере. Энергия поглощенных лучей расходуется на непосредственное повышение температуры воздуха. Повышению температуры воздуха в городах способствуют и другие факторы. На полях дождевая вода просачивается в почву, а в городе стекает в ливневую канализацию и, следовательно, не отнимает тепло в результате испарения. В течение ночи отдача тепла в городе происходит медленно и в значительно меньшей степени, чем в поле, где тепло уносится ветром; твердые частицы, присутствующие в городском воздухе, также замедляют отдачу тепла. Повышению температуры воздуха в городе способствует тепло жилых домов, заводов и др. Трубопроводы теплофикационной системы выделяют в окружающую среду 15—20 % тепла, проходящего по ним. Среднегодовая температура воздуха в городах в связи с этим выше, чем в малонаселенной местности, примерно на 1,5 °С. Холодных и морозных дней в городе значительно меньше. Высокие температуры воздуха в летние солнечные дни в городе могут вызывать дискомфорт за счет увеличения тепла, излучаемого окружающими зданиями. Потоки теплого воздуха в большом городе в течение ночи влияют и на его окрестности. Разница в температуре вызывает циркуляцию, в результате которой более холодный воздух окрестностей проникает в город.
Известно, что водяной пар ослабляет солнечные лучи в 10 раз, а городской туман — в 40—120 раз больше, чем сухой воздух. Если бы физическими или химическими методами удалось устранить содержащиеся в воздухе частицы, рассеивающие солнечный свет, то инсоляция в городах увеличилась бы на 15—20 %. Это особенно касается ультрафиолетовой части спектра. Потери биологически активных ультрафиолетовых лучей могут увеличиваться вследствие нерациональной планировки кварталов, высокой плотности застройки, неправильной ориентации улиц.
Количество осадков в городах на 10 % больше, чем в незастроенной местности. Количество дождей увеличивается от окраин города к его центру в зависимости от преобладающего направления ветра.
Загрязнение жизненной среды горожан. Одна из наиболее сложных проблем современных городов — загрязнение и деградация окружающей среды. Загрязнение атмосферного воздуха неблагоприятно влияет на население и все городские объекты.
Кислотные дожди и агрессивные химические соединения в приземном слое атмосферы приводят к разрушению бетонных конструкций, ускорению коррозии металлических покрытий ц ограждений. Загрязнение воздуха оказывает неблагоприятное эстетическое воздействие. Население жалуется на быстрое загрязнение стекол, мебели, гибель комнатных растений, неприятный запах, невозможность проветривания жилищ и т.д.
От загрязнения воздуха сильно страдает городская растительность. Пыль закупоривает поры листьев, затрудняет фотосинтез листья желтеют, рост деревьев задерживается, они легко погибают от вредителей и болезней. Наиболее губительное действие на зеленые насаждения оказывает диоксид углерода. Концентрация диоксида углерода 0,91 мг/м3 нарушает фотосинтез, а 2,6 мг/м3 приносит растениям заметный вред. Очень чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха хвойные и плодовые деревья, более устойчивы липа, ясень, тополь.
С частичной гибелью зеленых насаждений устраняется естественный фильтр, очищающий воздух, так как на листьях растений осаждаются взвешенные частицы и сорбируются газообразные примеси. Гибель растений лишает город источника кислорода и фитонцидов. Вокруг экологически неблагополучных промышленных предприятий, выделяющих вредные вещества в атмосферу, растительность намного беднее, чем в районах с незагрязненным воздухом. Часто вредное влияние выбросов на растительность обнаруживается и на значительном расстоянии от такого предприятия. В пригородных хозяйствах крупных промышленных центров отмечаются низкая урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животноводства.
Исследование овощных культур, пробы которых были отобраны на участках, расположенных в зоне действия промышленных выбросов химико-металлургических предприятий, показало, что содержание тяжелых металлов в овощах существенно превышает нормативные показатели. Так, содержание свинца в огурцах превышает ПДК в 10,6 раза, кадмия — в 16,8 раза и цинка — в 4,8 раза. В томатах превышение ПДК свинца составило 2—6 раз, цинка — 1,5 — 5 раз и меди — 1,5—3,3 раза. Максимальное содержание свинца в капусте достигало 2,6 мг/кг (52 ПДК), цинка-21,4 (2,14 ПДК).
Любой город неповторим и оригинален не только по своей архитектуре и местоположению, но и по особенностям производства (сочетанию отдельных отраслей), уровню и структуре загрязнения окружающей среды. Изучение экологической специфики каждого крупного города нашей страны и всего мира — задача крайне важная и трудоемкая. Уже сегодня возникают различные ситуации, при которых для решения практических проблем необходима усредненная модель города. Как в медицине анатомо-
| Чистый воздух |
Выброс в атмосферу
| Чистая вода |
Сточные воды
| Сырье для промышленности |
Промышленные отходы
| Топливо и энергия |
Бытовые отходы
| Продукты питания |
Отходы энергетики
Рис. 10.1. Модель системы эталонного города
физиологические параметры каждого пациента сравнивают с абстрактной нормой, полученной в результате усреднения информации об огромном количестве изученных больных и здоровых людей, так и в урбоэкологии необходим эталон условного города.
Рассмотрим в качестве примера условный город с численностью населения 1 млн жителей (Б.Б.Прохоров, Ю.Н.Лапин, 1985). В предлагаемой модели этот город многофункционален, в нем представлены основные виды промышленности. Материалом для создания модели эталонного города с миллионным населением послужили сведения из литературных источников о различных городах. Эти сведения с соответствующими поправками пересчи-тывались применительно к выбранной модели. Модель составлялась по принципу баланса: на входе — вещества, поступающие в город в виде сырья, ресурсов, пищевых продуктов, а на выходе — выбросы в атмосферу, в природные воды сточных вод и поступление отходов на городские свалки (рис. 10.1).
Поступление вещества в города. Для нормального функционирования города нуждаются в самых разнообразных продуктах и сырье. Город потребляет больше всего чистой воды. Для города с населением 1 млн жителей величина потребления воды составляет 470 млн т/год. Иными словами, в такой город за год поступает
почти 0,5 км3 воды.
Большая часть этой воды из города поступает в природные водотоки, но уже в виде сточных вод, загрязненных различными примесями. В городах постоянно осуществляется сжигание топлива, которое сопровождается потреблением кислорода, идущего в первую очередь на окисление соединений водорода и углерода. Подсчеты показывают, что миллионный город потребляет в год около 50,0 млн т воздуха.
Следующий по величине поток вещества в город — минерально-строительное сырье (до 10,0 млн т/год), которое служит ис-
точником поступления пыли в атмосферу. Важное место среди техногенных потоков занимают различные виды топлива — уголь (3,8 млн т/год), сырая нефть (3,6 млн т/год), природный газ (1,7 млн т/год) и жидкое топливо (1,6 млн т/год). В принципе соотношение видов топлива может быть и другое, но каждый город-миллионер получает в год около 7—8 млн т условного топлива. В центростремительных потоках веществ, поступающих в город, важное место занимает сырье для промышленных предприятий. В зависимости от индустриальной специализации города сырье может быть самым различным. В обобщенной модели миллионного города даны сведения «приведенные» к полииндустриальному центру, в котором имеется черная металлургия (3,5 млн т сырья), цветная металлургия (1,0 млн т сырья). Горно-химическое сырье составляет 1,5 млн т, техническое растительное сырье около 1,0 млн т, энергохимическое сырье находится в пределах 220 тыс. т. Особое место занимают продукты, используемые в пищевой промышленности и поступающие непосредственно в продуктовые магазины, на рынки, на предприятия общественного питания. В год только на нужды жителей города поступает около 1 млн т пищевых продуктов (с учетом отходов при обработке). Таким образом, в город-миллионер в год поступает около 29 млн т (без учета воды и воздуха) различных веществ, дающих при транспортировке, переработке значительное количество отходов, часть из которых оказывает отрицательное воздействие на население и объекты окружающей среды. Судьба загрязняющих веществ различна. Часть из них попадает в атмосферу, другая часть вместе со сточными водами — в водоемы и подземные водоносные горизонты, еще одна часть в виде твердых отходов попадает на почву.
Атмосферные выбросы города-миллионера. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха городов в индустриальных странах — автотранспорт, промышленные предприятия, тепловые электростанции. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается 200—250 млн т золы, до 60 млн т диоксида серы. В США в результате сжигания на тепловых электростанциях угля и нефти в воздушный бассейн страны выбрасывается 74 % всей массы поступающего в атмосферу диоксида серы и около половины оксидов азота. Диоксид серы, поступающий в атмосферу от тепловых электростанций, выпадает на землю с дождями. Огромное количество пыли и вредных газов выделяется при различных технологических процессах (выпуск чугуна, стали, шлака из доменных и сталеплавильных печей, дробление и обжиг серного колчедана и т.д.).
Среди источников загрязнения воздушной среды городов автотранспорт занимает ведущее место. Миллионы автомобилей ежегодно выбрасывают в воздух около 200 млн т окиси углерода, 40 млн т оксидов азота. В ста пятидесяти российских городах
втомобильные выбросы превалируют над промышленными (Москва - 88 %, Санкт-Петербург — 71 %, Томск — 19%, Краснодар — 76 %)■ В России в 1999 г. было 30 млн автомобилей. Выхлопные газы автомобилей представляют собой смесь примерно двухсот соеди-неНий. В них наряду с углеводородами (не полностью сгоревшие компоненты топлива), оксидами азота и оксидом углерода содержатся альдегиды, акролеин, формальдегид, в значительном количестве непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности гексен и пентен. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины значительная часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества — ароматические углеводороды и в частности бенз(а)пирен. Весьма опасная составная часть выхлопных газов автомашины — соединения органического свинца, образующиеся в результате добавления к бензину антидетонатора — тетраэтилсвинца.
Среди загрязнений воздушной среды городов особое место принадлежит диоксиду серы, который образуется в результате сжигания жидкого и твердого топлива. Степень загрязнения атмосферы зависит от качества и вида топлива и оборудования тепловых электростанций. Например, атмосферные выбросы электроэнергетики России в 2000 г. составили 3,86 млн т, в том числе твердой фракции — 1,14 млн т.
Много пылеобразующих веществ выбрасывают в атмосферный воздух металлургические заводы. Пыль металлургических заводов состоит из триоксида железа и триоксида алюминия. Существенное загрязнение воздушной среды вызывают предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в состав их выбросов входит большое количество углеводородов, сероводорода, а также стирол, дивинил, толуол, ацетон и др.
Состав промышленных и бытовых выбросов, поступающих в атмосферу от города-миллионера, весьма разнообразен. Самая большая доля среди атмосферных выбросов принадлежит воде (в виде водяного пара и аэрозоля) и углекислому газу. Масса выброшенной в атмосферу воды составляет примерно И млн т, а углекислого газа — 1,2 млн т. Следующие по массе ингредиенты в составе городских атмосферных выбросов — сернистый ангидрид (240 тыс. т), оксид углерода (240 тыс. т) и пыль (180 тыс. т). Плотность выбросов этих веществ с 1 км2 площади города-миллионера (в модели его усредненная площадь равна 300 км2) составляет для сернистого ангидрида и оксида углерода около 800 т/км2/год, или около 2 т/сут. Плотность выбросов пыли около 500 т/км2/год, а оксидов азота — около 165 т/км2/год. Следует подчеркнуть, что внутригодовое распределение этих выбросов достаточно неравномерно. Максимум поступлений в атмосферу отмечается в зимние месяцы, когда на полную мощность работают тепловые электростанции и котельные. Еще один важный компонент выбросов в
приземный слой атмосферы — углеводороды, которых выбрасывается ежегодно до 108 тыс. т.
Следующая группа веществ, поступающих в воздух городов содержится в количествах на один-два порядка меньших, чем предыдущие. К этой группе относятся органические вещества (фенолы, спирты, растворители, жирные кислоты, бензол), суммарная масса которых достигает 8 тыс. т в год. Примерно в одинаковых количествах (5 тыс. т) выбрасываются в атмосферу сероводород ц хлор в сочетании с аэрозолями соляной кислоты. Около 1 тыс. т составляют ежегодные поступления в воздух сероуглерода, несколько больше поступает фторидов и аммиака.
Количество выбросов свинца, ртути, мышьяка, кадмия, бенз(а)-пирена составляет от сотен до нескольких тонн в год. Именно эти вещества наиболее токсичны для человека и объектов живой природы.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу оставляют свой след на земле. В стране ведется систематическое наблюдение за загрязнением снежного покрова техногенными выбросами. Исследуются как фоновое загрязнение снежного покрова, так и загрязнение снежного покрова вокруг городов. Данные об ореолах загрязняющих веществ вокруг городов и городских агломераций представляют огромный интерес, так как наглядно демонстрируют воздействие городов на окружающие их территории, в том числе на сельскохозяйственные угодья, зоны отдыха горожан, водоемы, заповедные ландшафты и т.д. Исследования ведутся с помощью искусственных спутников Земли «Метеор-Природа».
Некоторое представление о соотношении площади городов и площади ореолов загрязняющих веществ (пятен загрязнения) дает табл. 10.1, в которой приведены усредненные показатели, полученные на основе анализа материалов по пятистам сорока городам бывшего СССР. Средние значения по стране существенно отлича-
Таблица 10.1
