XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.
Проблемы возникают в результате такого взаимодействия природы и человека, при котором антропогенная нагрузка на территорию (ее определяют через техногенную нагрузку и плотность населения) превышает экологические возможности этой территории, обусловленные главным образом ее природно-ресурсным потенциалом и общей устойчивостью природных ландшафтов (комплексов, геосистем) к антропогенным воздействиям.
Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транспорт, ТЭЦ, предприятия черной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет; в России — более 30%, а в США — более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосферу.
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха регионов нашей страны — машины и установки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ. Больше половины добываемых в европейской части страны углей содержат свыше 2,5% серы. Поэтому ежегодно в атмосферу в результате промышленной деятельности человека попадает примерно 75·106 т окиси серы, 53106 т окиси и двуокиси азота, 304·106 т окиси углерода, 88·106 т углеводородов (предельных, альдегидных и пр.).
Предприятия черной металлургии пускают в отходы породу, содержащую свинец, кобальт, медь. При добыче угля ежегодно на поверхность поднимают около 1 млрд. м2 пустой породы. Строят из нее бесполезные пирамиды — терриконы. При этом впустую растрачиваются тысячи гектаров плодородных земель. Загрязняется атмосфера, терриконы горят, ветер поднимает с их бесплодных склонов тучи пыли.
2.2 Экологические проблемы урбанизированных территорий
Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.
Темпы роста населения мира в 1.5-2.0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1939 – 2000 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних – в 3 и малых – в 2 раза.
Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргентина – 83, Уругвай – 82, Австралия – 75, США – 80, Япония – 76, Германия – 90, Швеция – 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон-Бостон и Лос-Анжелес, Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.
Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли – 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем – 0.1 Вт/м2. В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен).
Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.
При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6°С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.
Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.
Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.
Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций – парки, скверы, дворы – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.
Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” – парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.
Медико-биологические последствия ухудшения экологической ситуации.
Поскольку основное загрязнение и другие виды деградации окружающей среды происходят в основном в населенных промышленных или сельскохозяйственных районах, ухудшение экологической ситуации приводит к существенным социальным и экономическим последствиям.
Влияние экологических факторов на здоровье населения. Подвергаются воздействию загрязнения приземного слоя атмосферы за счет:
взвешенных веществ - 15 млн.человек
бенз(о)пирена, - 14 млн.человек
диоксида азота - 5 млн. человек
фтористого водорода - 5 млн. человек
сероуглерода - 5 млн. человек
формальдегида - 4 млн. человек
оксида углерода - 4 млн. человек
аммиака - 3 млн. человек
стирола - 3 млн. человек
бензола - 1 млн. человек
оксида азота - 1 млн. человек
сероводорода - 1 млн. человек
метилмеркаптана - 1 млн. человек
Некоторые пищевые продукты не отвечают гигиеническим нормативам, в том числе (в % от общего числа взятых проб):
по санитарно-химическим показателям - 5,94
по содержанию пестицидов - 0,4
по микробиологическим показателям - 7,21
Почти половина населения страны вынуждена пользоваться водой, несоответствующей санитарно-гигиеническим требованиям из-за плохой водоочистки и неудовлетворительного состояния водопроводов.
От 32 до 53% объектов не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям по воздействию шума и от 12 до 27% - по воздействию электромагнитных полей. Установлена полная корреляция комплексного загрязнения окружающей среды с болезнями кожи и подкожной клетчатки. Установлена сильная корреляция комплексного загрязнения окружающей среды с общей смертностью и такими ее причинами, как болезни крови и кроветворных органов, психические расстройства, болезни органов пищеварения, а также с болезнями нервной системы и органов чувств, системы кровообращения.
Средняя корреляция установлена с такими причинами смертности, как болезни эндокринной системы, нервной системы и органов чувств, органов кровообращения, органов дыхания, врожденные аномалии, а также с болезнями органов дыхания и органов пищеварения.
В загрязненных районах выявлен наименьший процент редко болевших детей (38,6 - 50% против 73,9 в условно чистых районах) и наибольший ‑ среди болевших (43,2 - 46,8 % против 15,1%) в условно чистых районах. Среди взрослых людей в загрязненных районах отмечено меньшее количество практически здоровых (20-32% против 50-59%).
Доля влияния загрязнения атмосферного воздуха на общую заболеваемость детей составляет в среднем 17%, у взрослых - 10%. Загрязнение воздуха вызывает 41% заболеваний органов дыхания, 16% - эндокринной системы, 2,5% онкологических заболеваний у лиц в возрасте 30-34 года и 11%-у лиц 55-59 лет.
Урбанизация – это рост и развитие городов, а так же приобретение сельской местностью внешних и социальных черт, характерных для города. Рост численности населения и его плотности — характерная черта городов.
Как известно, на человека не распространяется действие факторов, зависящих от плотности популяции, подавляющих размножение животных: интенсивность роста населения ими автоматически не снижается. Но, объективно, высокая плотность ведет к ухудшению здоровья, к появлению специфических болезней, связанных, например, с загрязнением среды, делает обстановку эпидемиологически опасной в случае вольного или невольного нарушении санитарных норм, и др. Особенно интенсивно протекают процессы урбанизации в развивающихся странах.
Человек сам создает эти сложные урбанистические системы, преследуя благую цель — улучшить условия жизни, и не только просто «оградившись» от лимитирующих факторов, но и создав для себя новую искусственную среду, повышающую комфортность жизни. Однако это ведет к отрыву человека от естественной природной обстановки и к нарушению природных экосистем.
Урбанистическая система (урбосистема) — «неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем».
По мере развития города, в нем все более дифференцируются его функциональные зоны - это промышленная, селитебная, лесопарковая. Промышленные зоны — это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей (металлургической, химической, машиностроительной, электронной и др.). Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды. Селитебные зоны — это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения и т. п. Лесопарковая — это зеленая зона вокруг города, окультуренная человеком, т. е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения. Возможны ее участки и внутри городов, но обычно здесь городские парки — древесные насаждения в городе, занимающие достаточно обширные территории и тоже служащие горожанам для отдыха. В отличие от естественных лесов и даже лесопарков, городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулируемыми системами.