Проблема охраны городской среды приобретает особую важность в связи с бурным ростом городского населения. По данным ООН, численность населения земного шара в конце 70-х— начале 80-х годов вышла на рубеж 4,5 млрд. человек и продолжает расти. В 1984 г. она составила 4,8 млрд. человек. В течение одного года население мира увеличилось на 80 млн. человек. По прогнозу международного банка реконструкции и развития, к 2050 г. население может увеличиться больше, чем вдвое. В случае такого постоянного роста нагрузка на природу и ее ресурсы повысится в несколько раз.

Очень быстро растет численность городского населения. В начале прошлого столетия во всех городах мира проживало только 3 % населения (около 27 млн. человек), к концу столетия — 15 %. В наши дни 2Д населения мира — городское.

В соответствии с опубликованными данными переписи населения, проводившейся в 1981 г. в Великобритании, установлено, что в городах живет почти 90 % всего населения Великобритании.

Урбанизация сопровождается притяжением в города сельского населения, концентрацией и интенсификацией производственной и разнообразной непроизводственной деятельности.

Предполагается, что к 2000 г. половина населения мира будет жить в городах (около 40 % — в менее развитых странах и около 80 %—в развитых).

По прогнозам, число крупных городов в мире с населением 1 млн. человек и более увеличится с 75 в 1950 г. до 223 в 2000 г. Число гигантских городов с населением 10 млн. человек и более составит 10 в развитых странах мира и 6 в развивающихся.

Процесс увеличения численности городских жителей и роста городов характерен и для СССР. По переписи населения, в 1979 г. городское население по сравнению с 1970 г. увеличилось со 136 до 164 млн. и составило 62 % населения страны против 56 % предыдущей переписи. (Правда.— 1979.— 27 дек.) В 1917 г. в нашей стране насчитывались только два города с населением 0,5 млн. жителей, а в 1979 г. их уже было 45. Предполагается, что к 2000 г. городское население СССР достигнет 80 %.

В городах сконцентрирована большая часть промышленных предприятий, энергетических мощностей, автотранспорта, определяющих инфраструктуру города и влияющих на состояние его окружающей среды.

По приблизительным подсчетам современный крупный город с населением численностью 1 млн. человек потребляет ежедневно 31,5 тыс. т кислорода, 625 тыс. т воды, 9,5 тыс. т горючего, 2 тыс. т продуктов питания. В то же время в результате жизнедеятельности города в окружающую среду ежедневно выбрасываются 28,5 тыс. т углекислого газа, 500 тыс. т сточных вод, 450 т окиси углерода, 150 т пыли, десятки тысяч тонн твердых отходов, сотни тонн различных химических веществ.

Рост города сопровождается сокращением чистого воздуха, воды, зеленого пространства, тишины. Степень и концентрация загрязнения воздуха, почв и воды взаимообусловлены. Жизнедеятельность города вызывает процессы и явления, происходящие не только в воздухе, на земле, но и под землей, где нагромождения коммуникаций, трубопроводов, инженерных сооружений, загрязнения почвы, перемещение земли влияют на растительный и почвенный покров, подземную гидросферу, геологическое строение. Особенно велик ущерб от размещения производств с экстремальными экологическими характеристиками («агрессивных» по отношению к природной среде) в районах, характеризующихся низкой способностью природной среды к самоочищению от техногенных загрязнений (вечная мерзлота, неблагоприятные метеоусловия, замкнутые котловины, маловодные реки со слабой самоочищающей способностью).

Загрязнители мигрируют, и поэтому это явление имеет не только региональный, но и глобальный характер. Огромное количество аэрозолей, рожденных промышленными предприятиями и транспортом города, оседает непосредственно на территории города, оставшаяся часть увлекается воздушными потоками и выпадает в его окрестностях или переносится на большие расстояния.

С ростом городов, концентрацией крупных промышленных предприятий проблема воздействия атмосферных загрязнений на окружающий природный ландшафт и прежде всего на его почвенно-растительный покров приобрела первостепенное значение.

Выявлены крупные региональные изменения ландшафтов вокруг больших городов: уничтожение на десятки и сотни километров естественного растительного покрова, в особенности древесного; выпадение загрязнений на поверхность земли в радиусе нескольких десятков километров; отчуждение сельскохозяйственных угодий под земли городского пользования; усиленная нагрузка на окружающий ландшафт. Урбанизированные территории превратились в своеобразные ядра антропогенного нарушения природы.

Одни природные ресурсы земли (прежде всего минеральные) не возобновляются, а их потребление достигло астрономических цифр. Другие обладают свойством естественного самовосстановления (растительность, животный мир, почва, кислород атмосферы, вода), но современный уровень потребления привел к тому, что они начинают терять свои компенсационные возможности, естественное самовоспроизводство в необходимых масштабах. Это относится прежде всего к пресной воде, растительности, почве, воздушному океану.

Природные экосистемы способны противостоять неблагоприятным воздействиям, они восстанавливают свою функциональную структуру, но эти их свойства имеют предел. В условиях, когда воздействующие факторы превышают самовосстановительные свойства экосистемы, она разрушается, а составляющие ее организмы или погибают, или мигрируют. В результате возросших отходов промышленности на планете резко усилился процесс антропогенного загрязнения токсичными отходами гидросферы, атмосферы и почвы, резко сокращается количество многих видов природных ресурсов, лесов, исчезли с лица земли некоторые виды животных, увеличились площади эрозированных земель. Загрязнения, осушение болот, добыча корней и луковиц, полное истребление зарослей дикорастущих растений привели к исчезновению в ряде стран некоторых видов флоры. В умеренном поясе планеты из 85 тыс. видов высших растений под угрозой исчезновения находится 4,5 тыс., часть из них — в нашей стране. Сообщества растений — леса, луга — выполняют водоохранные функции. Их уничтожение вызывает быстрое обмеление рек и озер, исчезновение ручьев и родников.

Решение проблем охраны и улучшения окружающей человека среды в значительной степени нередко затрудняется отсутствием полной информации о сложном комплексе взаимосвязей природных и антропогенных факторов. Многие последствия проявляются только после завершения строительства, вызывают неожиданные эффекты, которые совершенно не учитывались или которым не придавалось достаточного внимания.

Урбанизация, чрезмерное загрязнение атмосферы могут даже менять метеорологические условия (например, вызвать образование облаков), сказываются и на климате (прослеживается тенденция на увеличение температуры городского воздуха). Возникло типично городское явление, получившее название «остров тепла». Это детище всех микроклиматических изменений, вызванных антропогенными преобразованиями на территории города: от потерь тепла на предприятиях и в жилых домах до возросшей плотности застройки и нагрева стен зданий, загрязнения воздуха, увеличения площади заасфальтированных поверхностей и т. д. Этот эффект наиболее опасен в безветренные жаркие летние дни.

Уменьшение в городах прозрачности атмосферы, вызванное загрязнением воздуха, ведет к ухудшению освещенности. Снижение интенсивности солнечной радиации воздействует на фотосинтез у растений. Загрязнение атмосферы может стать причиной появления туманов. 

Тепловая инфракрасная съемка из космоса городских застроенных территорий (зданий, асфальта и т. д.), лишенных растительного покрова, характеризуется наибольшим радиационным излучением, и в безветренную погоду над ними скапливаются атмосферные загрязнения.

В некоторых случаях, в том числе при образовании температурных инверсий — атмосферном явлении, препятствующем циркуляции воздуха, повышенной влажности и температуры воздуха из дымовых и газовых загрязнений, формируется смог — специфическое явление, свойственное некоторым городам и опасное для здоровья людей из-за содержащихся в нем ядовитых компонентов.

Резкое увеличение теплового излучения (а тем самым и увеличение загрязнения) происходит в районах, где растительность занимает менее 25—30 %.

Бороться с ним можно путем увеличения коэффициента отражения (альбедо) за счет посадки деревьев и кустарников, сокращения выброса в атмосферу загрязнителей, оптимального архитектурно-планировочного решения городской территории, сокращения асфальтированных поверхностей, использования в качестве покрытий материалов с лучшими характеристиками и т. д.

Загрязнение окружающей среды влияет на здоровье человека (в первую очередь ослабленных и ранимых групп населения — детей, беременных женщин, больных), состояние растительного покрова, климат нашей планеты.

В таблице перечислены основные результаты климатических изменений, связанных с урбанизацией.

Крупные города вносят существенные изменения в сложившийся ветровой режим движения воздушных масс. Городской ландшафт способен замедлять и увеличивать скорость ветра, менять его направление. Шероховатость городского ландшафта вблизи земной поверхности значительно снижает скорость ветра, но турбулентные перемещения и как его результат резкие порывы ветра в отдельных случаях могут значительно усиливаться. В некоторых городах сложившаяся застройка привела к созданию искусственных «коридоров» для воздушных потоков, в которых время от времени при определенных климатических условиях создаются значительные перепады давления (эффект Вентури). Высотные здания, размещенные в городской среде без учета ветрового режима, также могут приводить к образованию нежелательных вихревых потоков, обтекающих стены зданий. Значительно сократить, а по возможности и совершенно исключить эти неприятные последствия урбанизации можно во время проектирования застройки, оценив климатические условия конкретного места, выбрав прием архитектурно-планировочной организации территории, рассчитав необходимую ширину улицы, расстояние между зданиями и их высоту, правильно определив конструкцию сооружений.

Практически все виды современного транспорта являются источником загрязнения атмосферы веществами токсического и канцерогенного действия. К ним относятся автомобильный, железнодорожный, морской и речной транспорт, а также авиация, однако наиболее интенсивным и чаще других вызывающим общее загрязнение атмосферы является автомобильный транспорт. Так, фактически воздействие автотранспорта на окружающую природную среду начинается с отвода земель под строительство дорог: изменение рельефа, засыпка пониженных участков, снятие растительного покрова, ликвидация зеленых насаждений, садов, площадок для отдыха, устройство автостоянок, гаражей и т. д. Район разрезается на два участка. Возникают шум, вибрация, загазованность, пыль, загрязнение вод, почвы и все сопутствующие автомобилю проблемы.

Наибольшее количество выхлопных газов выделяется двигателями внутреннего сгорания автомобилей на перекрестках и у светофоров, т. е. в условиях, когда двигатели работают на переменных режимах (при разгоне и торможении). Это необходимо учитывать при организации городского транспортного движения.

Положение растений на городской улице

В экстремальных условиях города находится растительность, которая подвержена губительному воздействию загрязняющих веществ, страдает от недостатка воды и кислорода из-за сплошного мощения участков городских территорий; не всегда обеспечивается необходимым количеством солнечного света (особенно при многоэтажной застройке); подвергается искусственному освещению, изменяющему естественные суточные и сезонные ритмы и т. д.

Существующие зеленые массивы отступают перед натиском застройки, которая осуществляется не только по периметру территорий, занятых зелеными насаждениями, но и изнутри. Этот процесс ведет к распаду массива на отдельные небольшие участки, в значительно большей степени подвергающиеся воздействию городской среды.

Строительство автомагистралей на окраинах города и рост числа частных автомобилей привели к развитию пригородов, которые заняли огромные территории, потеснив и продолжая наступление на участки естественной природы.

На урбанизированных территориях проявляются два направления во взаимоотношении человека и природы. Во-первых, город с его плотной застройкой, концентрацией промышленных предприятий обладает разрушительной способностью по отношению к природному окружению. Во-вторых, именно научно-технический и социально-культурный уровень развития крупных городов может стать принципиальной основой для действенного улучшения и охраны городской окружающей среды.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) — такое содержание вредных веществ в воздухе, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не может вызвать у человека каких-либо патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследований.

В проблеме охраны окружающей среды заметное место занимают вопросы градостроительного характера, от решения которых во многом зависит создание благоприятной городской среды. Экологические аспекты градостроительства, в том числе вопросы расселения и размещения производительных сил, решения планировочной структуры, системы транспорта, культурно-бытового обслуживания, озеленения и т. п., решаются с учетом природно-климатических особенностей региона, города, конкретной территории, с учетом глубокого изучения и прогнозирования последствий использования территорий с той или иной народнохозяйственной целью. Только в случае полного соответствия принятых решений экологическим принципам могут быть созданы условия для организации оптимальной среды жизни человека.

При разработке проблем охраны среды в городе должны проводиться:

• учет источников загрязнения в городе, регионе;
• анализ природных условий, способствующих накоплению или рассеиванию загрязнений;
• разработка математических моделей загрязнения, которые могут быть использованы при анализе сложившейся ситуации и для принятия градостроительных решений;
• районирование территории по степени загрязнения среды;
• разработка планировочных и технологических мероприятий по охране среды.

Проблема влияния урбанизации на окружающую среду, будучи глобальной и многоплановой, может быть решена только при условии учета самых различных ее аспектов при решении каждой конкретной градостроительной задачи, включая антропогенную деятельность в экологическую систему без нарушения природного механизма биосферы.

В наше время требуется не только сохранение природной среды, но и ее активное преобразование и улучшение для обеспечения экологического равновесия — основы создания благоприятной жизненной среды и в будущем.

Источник: Зеленое строительство. Горохов В.А. 1991