На фоне выбросов автотранспорта и промышленных предприятий в городах особую опасность представляет группа сильнодействующих ядовитых веществ. Среди них выделяют вещества, содержащие циаонгруппу, соединения фосфора, галогены, некоторые соединения металлов (например, производные мышьяка), минеральные и органические кислоты (серная, азотная, фосфорная и др.), щелочи, аммиак, соединения серы, фенолы, крезолы и их производные. Хранение их на складах создает большую опасность для городского населения, так как там сосредоточено большое их количество.
Загрязнение атмосферы оказывает не только прямое влияние на здоровье населения, но и опосредованное – через изменение теплового режима. Во многом этот показатель зависит от прозрачности атмосферы, которая определяется степенью ее запыленности. В крупных городах, как Москва, степень запыленности атмосферы может быть весьма высокой, что уменьшает поступление солнечной радиации. В результате запыленности атмосферы уменьшается освещенность в городах, изменяется спектральный состав поступающей солнечной радиации. Если бы физическими или химическими методами удалось устранить содержащиеся в воздухе частицы, рассеивающие солнечные 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.
Другая сторона этой проблемы заключается в том, 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. Повышению температуры воздуха 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 оС [26].
Особо следует сказать о неблагоприятных ветровых режимах на территории городов. Наиболее ярко это проявляется во многих новых районах со свободной застройкой. Из-за нерационального планирования кварталов в отдельных точках наблюдаются местные падения атмосферного давления. Так в небольших промежутках между двумя крупными домами при определенных направлениях ветра скорость его потоков может значительно возрастать. Согласно законам аэродинамики происходит местное падение давления, которое с внутренней стороны квартала приобретает пульсирующий характер. Пребывание в таких зонах людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, может отрицательно влиять на их здоровье.
Существенная и во многом специфичная проблема городов – использование водных ресурсов для бытового и промышленного водоснабжения. При использовании воды для промышленного и хозяйственно-бытового водоснабжения в пределах городской территории образуются значительные количества сточных вод, обогащенных минеральными и органическими веществами, находящимися как в растворенном, так и во взвешенном состоянии. По данным ВОЗ, во многих городах общий объем сточных вод достигает 600 л в сутки на одного жителя и продолжает расти. В результате этого суммарное содержание растворенных органических веществ в ряде рек увеличивается на 400% относительно естественного фона [20].
Загрязнение природных вод происходит в результате поверхностного стока с городской территории. Такие воды (они формируются в результате выпадения атмосферных осадков и поступления поливо-моечных вод) содержат большое количество органических и минеральных веществ. В связи с загрязнением воздушного бассейна выпадающие на городскую территорию атмосферные осадки представляют собой растворы солей, кислот, органических веществ с примесью мелких твердых частиц. Суммарное количество загрязняющих веществ, поступающих в водоприемники за счет поверхностного стока с урбанизированной территории, cоставляет 8 – 15% от объема загрязняющих веществ хозяйственно бытовых вод, формирующихся на этой же площадке. Имеются многочисленные данные, указывающие на значительное содержание в ливневых водах тяжелых металлов и нефтепродуктов, отмечается и их сильная бактериальная загрязненность.
Проблемой городов, непосредственно связанной с экологией человека, является загрязнение подземных вод. Острота проблемы заключается в том, что подземные воды – это один из основных источников бытового водоснабжения, и от их качества и степени загрязненности зависит прежде всего здоровье человека. Загрязнение подземных вод происходит за счет хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, фильтрации из хранилищ твердых отходов и сбросов вод, из-за потерь в системах канализации и очистных сооружений, за счет ливневых, талых и поливо-моечных вод, а также в результате аварийных ситуаций, связанных с производством, складированием и транспортировкой различных видов химического сырья или отходов.
Существенной проблемой урбанизированных территорий является и проблема отходов, их уничтожения и обезвреживания. Количество бытовых и промышленных отходов непрерывно возрастает, представляя реальную угрозу загрязнения окружающей среды, в частности воздуха и природных вод в местах свалок. Серьезные проблемы возникают и в связи с очисткой городских стоков, так как очистные сооружения воспроизводят огромное количество концентрированного шлама или активного ила. Наиболее распространенный в настоящее время способ захоронения твердых отходов – организация специально отведенных мест. Эти отходы могут быть очень опасны для здоровья человека, они неоднократно служили источником инфекционных болезней, а в отдельных случаях – эпидемий. В мусоре размножаются грызуны и их паразиты, а также различные виды мух. В последние годы на городских свалках обитают стаи одичавших собак, которые могут стать источником различных инфекционных заболеваний.
Установлено, что воды, стекающие со свалок, как правило, загрязнены химически и бактериально в 10 раз больше, чем городские бытовые стоки, а загрязняющие вещества в местах скопления отходов проникают в почвогрунты на глубину до 2,5 м. Среди них нередко встречается ртуть, содержание которой может быть в 50 раз больше, чем в почвогрунтах свободных от свалок городских территорий. Заслуживает внимание и термическое воздействие свалок на режим грунтовых вод, так как повышение температуры под свалкой и вблизи ее достигает значительных величин и в среднем составляет 10о [26]. Свалки являются существенным, но не единственным источником загрязнения почвенного покрова городов. К источникам загрязнения почв в городе относятся промышленные выбросы, строительная, дорожная и другая пыль, грунтовые воды, атмосферные осадки, опавшие листья, снег (который в последнее время во многих городах не вывозится), а в ряде случаев и грунты, используемые для подсыпки отдельных участков городской территории. Все это формирует геохимическую специфичность природных сред городских территорий.
В настоящее время в результате развития различных видов энергетики, промышленности в целом, физические факторы электромагнитной природы приобретают одно из ведущих мест в экологической значимости среди других факторов окружающей среды. Поэтому сейчас в полной мере можно говорить о так называемом электромагнитном «загрязнении», и эта проблема переходит в разряд глобальных в отличие от других факторов окружающей среды, электромагнитные поля, вследствие использования их физических свойств в производстве и в быту невозможно заменить на какие-либо другие, менее вредные.
Серьезно ухудшает жизненную среду большого города шум. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков – механических колебаний в области частот от 16 до 20000 Гц, воспринимаемых ухом человека [5]. В условиях производства он вызывается работой технологического оборудования и транспортных средств, на улицах города – транспортом и уличной толпой. На долю транспорта, и в первую очередь автомобильного, приходится подавляющая (до 70 – 90 %) часть шумового загрязнения окружающей среды. В Москве транспорт является основным источником шума. В зонах повышенного уровня шума, создаваемого этим источником, проживает более трех миллионов человек или 30 % населения Москвы. За последние годы уровень шума на основных магистралях города вырос на 5 дБА и составляет 78 – 82 дБА. Ширина зон акустического дискомфорта в некоторых случаях в дневные часы может достигать 700 – 900 м в зависимости от типа прилегающей застройки, а интенсивность шумового воздействия значительно превышает порог чувствителньости человека [20]. Организм часто реагирует на шум на бессознательном уровне, но вес равно такое воздействие вызывает у человека объективную реакцию: повышенную психическую напряженность, внутреннее напряжение.
Существенной проблемой городов является радиационное загрязнение, которое создается в результате работы тепловых электростанций и котельных (они выбрасывают в атмосферу с дымом значительное количество радиоактивных изотопов), деятельности предприятий и организаций, использующих радиоактивные вещества, глобального выпадения радионуклидов из атмосферы. На антропогенный радиационный фон накладывается излучение природных источников. К этим источникам относятся выходящие на дневную поверхность породы с повышенным содержанием естественных радиоактивных элементов, а также используемые в строительстве материалы с повышенным содержанием естественных радионуклидов. Установлено, что стены домов из кирпича и бетона содержат больше естественных радионуклидов, чем деревянные, поэтому горожане получают большую, чем сельские жители, дозу облучения в своих квартирах и рабочих помещениях.