Количество выбросов группы наиболее токсичных для человека и объектов живой природы веществ — свинца, ртути, мышьяка, кадмия, бенз(а)пирена составляет от сотен до нескольких тонн в год.
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 вокруг них) дают усредненные показатели, полученные на основе анализа материалов по 540 городам бывшего СССР (табл. 3).
Таблица 3
Средние значения площадей застройки и ореолов загрязнения а также удаленности края ореолов от центров городов
| Города с населением, тыс. человек | Средняя площадь городской застройки, км2 | Средняя площадь ореола загрязнения, км2 | Удаленность от центра города края ореола загрязнения, км | |
| наибольшая | наименьшая | |||
| Более 1000 | 179 | 3390 | 59 | 13 |
| 999 - 500 | 74 | 2370 | 44 | 12 |
| 499 - 100 | 34 | 1550 | 33 | 10 |
| 99 - 50 | 22 | 385 | 26 | 2 |
Средние значения по стране, естественно, существенно отличаются от конкретных ситуаций. Так, отдельные ореолы загрязнения вокруг Москвы и других городов и поселков Центрального экономического района слились в единое пятно (площадью 177900 км2) - от Твери на северо-западе до Нижнего Новгорода и Бора на северо-востоке, от южных границ Калужской области на юго-западе до границ Мордовии на юго-востоке. Зона загрязнения вокруг Екатеринбурга превышает 32,5 тыс.км2, вокруг Иркутско-Череховского промышленного района — 31 тыс.км2.
Твердые и концентрированные городские отходы
Ежегодно город-миллионер «производит» и по преимуществу накапливает на окружающих его территориях около 3,5 млн. т твердых и концентрированных отходов. Концентрированные отходы представляют собой осадки, накапливающиеся в отстойниках, и концентрат жидких отходов (табл. 4).
Наибольшую массу среди городских отходов составляют зола и шлаки тепловых электростанций и котельных — около 16%. Вместе со шлаками предприятий черной и цветной металлургии, горелой землей и пиритными огарками их удельный вес достигает 30% всех твердых отходов. В качестве примера вредного влияния этого вида отходов можно охарактеризовать воздействие пиритных (колчеданных) огарков, получаемых в процессе производства серной кислоты. Складирование пиритных огарков требует отчуждения больших площадей ценных земель. Атмосферные осадки вымывают из отвалов огарков ряд токсических веществ (например, мышьяк), которые загрязняют почву и водоемы. Велика доля и галитовых отходов, поступающих главным образом от целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Этот вид отходов достигает 400 тыс. т, или 11% всей массы отходов. Примерно такова доля и древесных отходов. По 10% приходится на твердые бытовые отходы и отходы сахарных заводов. Пищевая промышленность дает еще около 4% отходов.
Особенно неблагоприятное влияние на окружающую среду оказывают концентрированные осадки от стоков химических заводов в городе-миллионере — примерно 90 тыс. т в год.
Фосфогипс и строительный мусор составляют около 5,5% всех отходов, хлорид кальция — менее 1%, различные растворители (спирты, бензол, толуол и др.) - 2%.
Все остальные отходы, которые город-миллионер «поставляет» в окружающую среду в твердом или концентрированном состоянии, по своей массе несколько превышают 25%. Данная часть отходов может весьма неблагоприятно влиять на среду обитания людей, когда вся эта резина, клеенка, полимерные отходы, кожа, шерсть и др. сжигаются на городских свалках и в значительной степени превращаются в атмосферные загрязнения.
Таблица 4
Твердые и концентрированные отходы (в тыс.т/год) города с населением 1 млн. человек
| Вид отходов | Количество |
| Зола и шлаки ТЭЦ | 550,0 |
| Твердые осадки из общей канализации (95% влажности) | 420,0 |
| Древесные отходы | 400,0 |
| Галитовые отходы | 400,0 |
| Сырой жом сахарных заводов | 360,0 |
| Твердые бытовые отходы* | 350,0 |
| Шлаки черной металлургии | 320.0 |
| Фосфогипс | 140.0 |
| Отходы пищевой промышленности (без сахарных заводов) | 130.0 |
| Шлаки цветной металлургии | 120,0 |
| Осадки стоков химических заводов | 90,0 |
| Глинистые шламы | 70,0 |
| Строительный мусор | 50,0 |
| Пиритные огарки | 30,0 |
| Горелая земля | 30,0 |
| Хлорид кальция | 20,0 |
| Автопокрышки | 12,0 |
| Бумага (пергамент, картон, промасленная бумага) | 9,0 |
| Текстиль (ветошь, пух, ворс, промасленная ветошь) | 8,0 |
| Растворители (спирты, бензол, толуол и т.д.) | 8,0 |
| Резина, клеенка | 7,5 |
| Полимерные отходы | 5,0 |
| Костра от производственного льна | 3,6 |
| Отработанный карбид кальция | 3,0 |
| Стеклобой | 3,0 |
| Кожа, шерсть | 2,0 |
| Аспирационная пыль (кожа, перо, текстиль) | 1.2 |
| * Твердые бытовые отходы состоят из: бумага, картон - 35%, пищевые отходы - 30%, стекло - 6%, дерево - 3%, текстиль - 3,5%, черные металлы - 4%. Кости - 2,5%, пластмассы - 2%, кожа, резина - 1,5%, цветные металлы - 0,2%, прочее - 13,5 %. | |
Город с миллионным населением ежегодно сбрасывает через канализационную сеть и помимо нее до 350 млн.т загрязненных сточных вод (включая ливневые и талые воды с промышленных площадок, городских свалок, стоянок автотранспорта и т.д.).
Таблица 5
Сточные воды (в тыс. т) города с населением 1 млн. человек
| Показатель | Количество |
| Загрязненные сточные воды | 350000,0 |
| В том числе: | |
| взвешенные вещества | 36,0 |
| фосфаты | 24,0 |
| азот | 5.0 |
| нефтепродукты | 2,5 |
| синтетические поверхностно-активные вещества | 0,6 |
Помимо веществ, приведенных в табл. 5, в сточных водах миллионного города обнаруживаются в небольших количествах весьма биологически активные химические элементы. Так, содержание фтора может достигать 400 - 1000 т, цинка - 25 т, меди - 25 т, мышьяка - 14 т и т.д. Естественно, что содержание этих веществ в сточных водах обусловлено промышленной специализацией населенного пункта (в полной мере это, конечно, относится к загрязнению атмосферного воздуха и твердым отходам).
Таким образом, сточные воды городов играют важную роль в общем балансе веществ, поступающих в города и удаляемых из них. «Шлейф» водных загрязнений от больших городов распространяется по естественным водотокам на десятки и даже сотни километров и может отрицательно воздействовать на источники питьевого водопотребления, расположенные ниже по течению от места выпуска городских сточных вод.
Города служат огромными накопителями и выделителями энергии. В рамках принятой модели можно считать, что ежегодно город с миллионным населением потребляет энергии около 4,5-1015 кДж/год, или 1,5-1013 кДж/км2/год.
Последняя цифра несколько превышает величину энергии, поступающей от Солнца на 56 град. с.ш. Концентрируя большое количество энергии, часть ее города выделяют в окружающую среду. В городе температура воздуха всегда выше, чем на территориях вокруг него. Происходит это как за счет техногенной деятельности, так и за счет нагрева солнцем асфальтовых, бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов и т.д. В больших городах с плотной застройкой температура воздуха может повышаться до 5°С по сравнению с окружающей местностью. При сильных морозах в центре крупного города температура иногда бывает на 9-10°С выше, чем на его окраине.
Концентрация населения вокруг городов
Общеизвестно, что рост количества городов и их численности оказали существенное воздействие практически на все социальные, экономические и экологические процессы, происходящие в мире, в том числе и в нашей стране, где интенсивная урбанизация, связанная прежде всего, с ростом промышленности, началась с конца прошлого века и особенно усилилась в советский период. В городах России в 1897 г. проживало 15% населения, в Советском Союзе в 1939 г.- 32%, в 1959 г.- 48%, в 1989 г.- 66% населения. С 1926 по 1989 г. численность городского населения бывшего СССР увеличилась в 7,2 раза, количество городских поселений выросло более чем в 3 раза. В Российской Федерации урбанизация шла более интенсивно. В 1959 г. в городах России проживало уже 52% всего населения, а в 1989 г. - 74%. При этом, по данным известного демографа Ж.А.Зайончковской, на большей части территории страны население концентрируется вокруг больших городов, а периферийные зоны быстро его теряют. В результате расселение из относительно равномерного (на освоенных землях) превращается в «пятнистое», когда плотно заселенные ареалы (пятна) разделяются слабо заселенными либо вовсе не заселенными пространствами.
Добавим к этому возникновение еще одного социального и экологически значимого явления — маятниковых миграций. Например, в рабочие дни по утрам город «втягивает» людские потоки из ближних и даже достаточно отдаленных поселений пригородной зоны, а вечерами люди возвращаются обратно. По субботним, воскресным и праздничным дням многие горожане отправляются в ближние и дальние загородные районы на отдых, а жители пригородов - в город для встреч с друзьями, развлечений и т.д. Эти потоки населения оказывают весьма существенное влияние как на жизнь города, так и на окружающие город территории. Влияние это можно рассматривать в двух планах — в урбоэкологическом и урбосоциальном. В первом случае внимание акцентируется на взаимодействии города с окружающей его территорией, составляющей с городом единую систему. Во втором - город и его окрестности рассматриваются как среда обитания проживающих там людей. Механистический вывод из урбоэкологического анализа можно проиллюстрировать таким простым примером. Под влиянием производственной и рекреационной деятельности горожан (даже если она осуществляется на достаточно высоком культурном уровне, что встречается не столь часто) интенсивно деградируют наиболее привлекательные природные комплексы - берега рек, озер, окрестности историко-культурных памятников, интересных объектов культуры. Однако гораздо более сложен и важен для функционирования города социальный аспект, связанный, в частности, с положительными и отрицательными сторонами столкновения устоявшихся особенностей городского образа жизни и черт городской культуры (со всеми ее плюсами и минусами) с зыбкими, часто маргинальными характеристиками образа жизни и культурных традиций малых городов, поселков и деревень, тяготеющих к крупному городу.