Экологические проблемы городов: причины, пути решения

Экологические проблемы городов – это целый пласт трудноразрешимых компромиссов. Любой мегаполис, как организм, всегда стремится к повышению комфорта населяющих его жителей. Но именно эти стремления приводят к бесконтрольному ухудшению качества окружающей среды: воды, флоры и фауны, ландшафта.

Однако чаще всего, когда упоминают о плохой экологической обстановке в городе, имеется ввиду загрязняемый выхлопами и промышленными выбросами воздух. Челябинск, Норильск – яркие примеры экологической катастрофы в России. Из нашего материала вы узнаете, какие экологические проблемы преследуют мегаполисы и как с ними можно бороться.

Суть экологических проблем городов

Экологические проблемы для жителей городов стали неотъемлемой частью существования, и рано или поздно они вырастают настолько, что требуют незамедлительного решения.

Городская среда существенно отличается от естественной:

• жизнь большого количества людей сосредоточена на ограниченной площади;
• природный ландшафт изменен и приспособлен под нужды человека;
• на территории размещены производственные предприятия и различные коммуникационные системы.

Со временем города разрастаются, и на их территории формируется искусственная среда. В погоне за комфортом и удобством люди все больше отдаляются от природы. Но постепенно все то, что они создали для собственного блага, обрушивает на них глыбу экологических проблем, свойственных крупным городам, расположенным в любой точке мира.

Активная жизнедеятельность человека постепенно становится непосильной нагрузкой для окружающей среды. Процессы самоочищения, происходящие в природе, не успевают за темпами загрязнения, а при нехватке средств на реализацию экологических мероприятий приводят к масштабным экологическим проблемам. Особенно остро они ощущаются в развивающихся странах, где отмечается очень высокий уровень содержания вредных веществ в атмосфере, плохое качество воды, повышенный уровень шума и т. д.

В развитых странах задачи охраны окружающей среды решаются на более высоком уровне. С каждым годом уменьшается количество проблем, возникающих на фоне ведения промышленной деятельности и развития базовой инфраструктуры. Однако говорить о том, что ситуацию можно считать благополучной, пока не приходится — нерешенными остаются такие проблемы, как утилизация отходов и минимизация вреда от все увеличивающегося количества транспорта.

Использование для нужд городского населения гидроресурсов также становится причиной негативного воздействия на природу: ухудшается качество воды, снижается доступность водных сред обитания. Если говорить конкретнее, то на повестке дня остро стоят следующие проблемы:

• Потребление воды в промышленных целях и для обеспечения потребностей жителей ведет к снижению качества грунтовых вод.
• Промышленные стоки и отходы вызывают загрязнение водоемов, которые со временем становятся непригодными для жизни их обитателей и использования людьми.

Затраты воды, энергии, различных видов сырья для обеспечения потребностей жителей городов, огромное количество отходов, сопровождающих процессы производства и потребления, не могут не отражаться на состоянии экологии.

Общие экологические проблемы городов мира

Процесс урбанизации в некоторых странах можно назвать стихийным. Так, под воздействием социально-экономических факторов сегодня в Германии в городах живет 90 % жителей, в Аргентине и Швеции — 83 %, в Уругвае — 82 %, в США — 80 %, в Японии —76 %, в Австралии — 75 %.

Сегодня в мире не только много крупных городов, но и таких, где численность населения составляет миллионы. Крупнейшими городскими агломерациями являются Токио-Иокогама, Дели, Шанхай, Нью-Йорк, Москва.

Здесь скорость круговорота вещества и энергии значительно выше, чем в небольших городах и сельской местности. Учитывая, что средняя плотность естественного потока энергии Земли 180 Вт/м2 и доля антропогенной энергии в нем составляет 0.1 Вт/м2, то в городах этот показатель может достигать от 30–40 до 150 Вт/м2.

Говоря о том, какие экологические проблемы характерны для городов, в первую очередь отметим степень загазованности атмосферы. Воздух здесь содержит в 25 раз больше газов и в 10 раз больше аэрозолей, чем в сельской местности. Это происходит из-за того, что по городским дорогам ежедневно передвигается огромный поток автомобильного транспорта, выхлопные газы которого дают 60–70 % загрязнения.

Над городскими территориями активнее идет процесс конденсации влаги, в результате чего количество осадков здесь больше на 5–10 %. Явления, происходящие в атмосфере над крупными городами, препятствуют процессу ее самоочищения — потоки солнечной радиации оказываются ниже на 10–20 %.

Поскольку воздух над городами отличается малой подвижностью, то в атмосферных слоях на уровне 250–400 м нередко формируются тепловые аномалии. Разница температур может составлять 5–6 °С. Это вызывает температурные инверсии, результатом которых являются туманы и смог.

Конечно, на городских территориях имеются рекреационные зоны. Но учитывая, что по большей части почвенный покров на месте расположения городов практически уничтожен и находится под сетью дорог, тротуаров, жилых и промышленных построек, лесопарковые зоны, скверы, дворы подвержены водной и ветровой эрозии, нередко захламлены бытовыми отходами и содержат в почве большое количество вредных веществ.

Попытки искусственного озеленения не всегда дают хорошие результаты. Структура антропогенных фитоценозов часто не совпадает с зональными и региональными типам естественной растительности. Зеленые насаждения вынуждены развиваться в условиях, которые требуют постоянного внимания со стороны человека. При отсутствии поддержки многие растения не приживаются, так как не могут расти при наличии сильного угнетения.

Природно-ландшафтные проблемы экологии городов

Принимая решение об изменении природного ландшафта на территории города, человек исходит из разных обстоятельств. Например, он может целенаправленно перенести русло реки, так как это позволит решить ему определенные задачи, проложить траншею, в которой будут размещены тепловые сети, сравнять с землей холм, мешающий застройке. Некоторые изменения ландшафта могут произойти и без вмешательства человека, под воздействием загрязнения воздуха, изменения климата и т. д.

1. Уничтожение человеком флоры и фауны

В процессе освоения территории для строительства городов вырубаются леса, уничтожается естественная природная растительность. Даже на свободных участках почвы не допускается произрастание лугового разнотравья. Ведется активная борьба с полынью, амарантом, репейником и другими сорными травами. На их месте высевается специальный газон, требующий регулярного внимания со стороны человека.



Если в городе не предусмотрели возможность оставить участок леса, то все представители животного мира, включая белок и лесных птиц, покидают места своего прежнего обитания. Они вынуждены мигрировать в поисках подходящей для жизни территории, которая будет расположена далеко от жилых массивов и промышленных предприятий.

Иногда город оказывается на пути миграции диких животных. Столкнувшись с непреодолимым антропогенным препятствием, они нередко погибают. В результате массовой гибели может сократиться численность определенного вида, что повлечет за собой нарушение баланса экосистемы, существующей в границах огромной территории.

Обилие городских свалок, напротив, приводит к увеличению численности ворон в городах. Гораздо больше здесь становится галок, воробьев, сизых голубей, которые также нередко питаются бытовыми отходами, а также подкармливаются горожанами.

Одной из очевидных экологических проблем крупных городов можно назвать наличие благоприятной среды для размножения мышей и крыс, соседство с которыми несет угрозу для здоровья людей.

2. Новый характер циркуляции атмосферы

Ошибки, допущенные в ходе высотной застройки, и наличие очень узких промежутков между строениями способствует усилению порывов ветра. В результате появляются зоны пониженного атмосферного давления.

3. Преобразование ландшафта

На территории городов изменению подвержены все компоненты ландшафта. На поверхности выравнивается рельеф, создаются искусственные насыпи для железнодорожных путей и транспортных развязок. Под землей прокладываются коммуникации, проходят ветки метро, автомобильные тоннели. Реки отводятся под землю и заключаются в трубы. Все это оказывает влияние на процесс почвообразования, состояние грунтовых вод.

4. Проблемы водных ресурсов

Сточные воды, попадающие в водоемы, загрязняют не только окрестные водоемы, но и территории, расположенные ниже по течению.



В отличие от малых городов крупные населенные пункты не могут обойтись без использования воды, доставленной из отдаленных районов. Ресурсы местных рек пополняются за счет других, более крупных водоемов.

Примером тому может быть такое уникальное гидротехническое сооружение, как канал Москва — Волга. На протяжении более 80 лет он обеспечивает не только потребности жителей мегаполиса в питьевой воде, но и позволяет функционировать многочисленным промышленным предприятиям, расположенным на территории нашей столицы.

Вблизи крупных городов обычно строят специальные водохранилища. Но перед тем, как попасть в дома жителей городов, вода проходит многоступенчатую очистку. Добиться высокого качества бывает непросто из-за большого количества вредных примесей. Также в целях дезинфекции нередко используется такой небезопасный компонент, как хлор. С его помощью уничтожаются опасные для здоровья микроорганизмы, но, попадая в организм человека, хлорированная вода также наносит ему определенный вред.

Использованная вода сливается в канализационную систему. Но ее обратный путь в водоемы лежит через очистные сооружения. Сначала она проходит через решетку с большими ячейками, которая задерживает крупный мусор. На следующем этапе очистки из нее удаляются грубые примеси и песок. Затем она попадает в отстойники, с помощью которых завершается процесс механической и химической очистки. На последнем этапе стоки подвергаются аэрации, происходящей с помощью микроорганизмов, содержащихся в живом иле, затем осуществляется обработка воды ультрафиолетом.

Твердые бытовые отходы, оставшиеся после прохождения канализационных стоков через решетки, обычно вывозятся на мусорные полигоны или сжигаются на мусороперерабатывающих заводах. А вот избыток ила является еще одной серьезной экологической проблемой для крупных городов. Для него характерно повышенное содержание тяжелых металлов, поэтому его нельзя использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур.

В некоторых странах Европы высушенный ил используется в процесс производства стройматериалов и в качестве альтернативного топлива. В России он чаще всего складируется на поверхности земли и становится дополнительным фактором опасности для окружающей среды.

Антропогенные проблемы экологии в городах

Перечислим самые очевидные экологические проблемы городов, возникающие по вине человека:

1. Вредные выбросы в атмосферу

Автомобильные выхлопы и выбросы промышленных предприятий являются основными источниками загрязнения атмосферы в городах. Воздух здесь насыщен частицами пыли, а высокое содержание вредных веществ приводит к тому, что над территорией идут кислотные дожди, губительно действующие на все живое. Из-за недостаточного количества деревьев затруднена переработка углекислого газа. Дышать таким воздухом очень тяжело и вредно, и на этом фоне у людей и животных нередко развиваются серьезные болезни.

2. Проблемы с переработкой бытовых отходов

Еще одним источником загрязнения является мусор. Несмотря на все усилия, безопасных способов его переработки пока не так много, что порождает наличие серьезных экологических проблем в больших городах. Объемы бытовых отходов настолько масштабны, что не все страны могут найти средства для их своевременной переработки. В процессе утилизации отходов производства и жизнедеятельности человека выделяется большое количество вредных веществ, отравляющих почву, воздух и воду. Все это негативно сказывается на здоровье людей и состоянии окружающей среды.



Вопросы мусоропереработки рассматриваются сегодня на уровне глав государств, но и рядовые граждане могут внести в решение этой проблемы свою посильную лепту. Для этого необходимо серьезно относиться к необходимости сортировки бытовых отходов, отказаться от использования пластиковой посуды и полиэтиленовых пакетов, агрессивных моющих средств, грамотно утилизировать батарейки, ртутные лампы и т. д.

Главные причины экологических загрязнений в городе

Основными источниками экологического загрязнения городских территорий, на которых порой проживают десятки миллионов человек, являются:

• высокая антропогенная нагрузка на окружающую среду;
• большое количество промышленных предприятий;
• автомобильный транспорт;
• энергетические предприятия;
• низкая эффективность процессов утилизации отходов.

В результате наблюдается ухудшение качества жизни горожан: сокращается продолжительность жизни, растет число заболеваний, вызванных неблагоприятными экологическими условиями, и т. д. Тем не менее пересматривать свое отношение к экологии люди не торопятся — вопросы охраны окружающей среды во многих странах решаются крайне слабо.

Основными причинами существующего между природой и человеком конфликта являются:

• Огромные объемы потребления природных ресурсов (вырубка лесов, добыча полезных ископаемых и углеводородов, расход воды и энергии).
• Стремительный процесс индустриализации (постоянное наращивание производственных мощностей, большое количество экологически опасных предприятий, увеличение количества единиц транспорта).
• Рост численности населения и его все возрастающие потребности.

Последствия экологических проблем городов России

Последствия урбанизации оказывают влияние на многочисленные аспекты жизни человека и состояние окружающей среды. Каждая страна пытается по-своему реагировать на необходимость предпринимать какие-либо шаги в направлении природоохранной деятельности.

Основные экологические проблемы крупных городов России обусловлены следующими процессами:

• необходимость высоких энергетических затрат в целях обеспечения жизнедеятельности городов является причиной сокращения запасов невозобновляемых ресурсов;
• на нашей территории расположено большое количество предприятий черной и цветной металлургии, химической промышленности и других вредных производств;
• существующее пространство часто используется нерационально и неэффективно;
• показатели использования воды очень велики.

Читайте также

Влияние транспорта на экологию города: проблемы и пути их решения

Подробнее

Недостаточно хорошо развиты технологии устранения негативных последствий деятельности человека:

• наблюдается высокий уровень загрязнения воды, воздуха и почвы в результате работы промышленных предприятий и бытовой деятельности человека;
• остро стоят вопросы переработки отходов, в том числе радиоактивных;
• плотный автомобильный трафик и густая транспортная сеть способствуют накоплению в атмосфере вредных веществ, образуется повышенный уровень шума, который является одним из факторов возникновения стрессовых состояний.

Возможные пути решения экологических проблем городов

Каждая экологическая проблема требует особого подхода к своему решению.

• Разрушение почв. Для того чтобы решить эту проблему, необходимо постоянно следить за уровнем озеленения территорий, подверженных эрозии. Это поможет сдержать процессы разрушения почв под воздействием сильных ветров. Также необходимо исключить возможность попадания в зеленые зоны токсичных отходов и защитить их от вредных выбросов.
• Кислотные дожди. Промышленные предприятия и теплоэнергостанции должны быть оборудованы специальными фильтрами для очистки газов и улавливания пыли. Отсутствие систем очистки и превышение предельно допустимой концентрации вредных веществ в воздухе в результате производственной деятельности должно быть поводом для серьезного наказания за вред, нанесенный экологии.
• Нерациональное потребление природных ресурсов. Необходимо активно внедрять в жизнь технологии рециклинга. Вместо того чтобы уничтожать отходы, можно использовать их повторно или возвращать в производственный цикл, получая в процессе вторичной переработки новые продукты.
• Отсутствие экологического мышления. Следует воспитывать бережное отношение к окружающей среде с самого раннего детства. Для взрослого населения надо разрабатывать программы, стимулирующие желание перехода на рациональное потребление. Повсеместно нужно использовать энергосберегающие технологии и стремиться к экономии ресурсов.

При наличии таких подходов можно надеяться на то, что природа сможет справиться с нанесенным ей ущербом и начать процессы самовосстановления.

Совершенствование ДВС для решения экологических проблем города

Грамотная техническая модернизация двигателя внутреннего сгорания может обеспечить снижение объема удельного потребления топлива на 10–15 % и сократить выбросы в атмосферу на 15–20 %. Экологический эффект на самом деле не так уж велик, ведь уменьшение количества выбрасываемого угарного газа, тяжелых металлов и углеводородов восполняется увеличением выбросов окислов азота, но даже небольшое сокращение содержания вредных веществ в атмосфере положительно скажется на экологической обстановке. Модернизация может быть реализована на нескольких направлениях.

Читайте также

Безопасность дорожного движения в России и методы ее обеспечения

Подробнее

• Перевод автомобильных двигателей на газообразное топливо.

Экологический эффект от использования пропан-бутановых смесей подтвержден многолетним опытом. В большинстве случаев газовые смеси применяются в качестве топлива для грузовых автомобилей. Количество газозаправочных станций пока не так велико, поэтому процесс перехода на газ идет не очень высокими темпами.

• Перевод автомобильных двигателей на водородное топливо.

Достаточно эффективное, но дорогостоящее решение. Во-первых, транспортировка и хранение больших объемов водорода, которые могли бы обеспечить потребности автомобилистов крупного города, связаны с существенными техническими трудностями и необходимостью отчуждения огромных территорий для его хранения. Во-вторых, придется создавать дополнительную сеть заправочных станций, размещение которых в границах населенного пункта станет дополнительным фактором риска для безопасности жителей. Кроме того, существует и ряд других технических трудностей.

Электромобили как решение загрязнения воздуха в городе

Массовое появление на улицах городов электромобилей также пока нельзя рассматривать как ближайшую перспективу. Даже самые дорогие модели не обеспечивают достаточный запас хода, и при отсутствии развитой сети специализированных зарядных станций автомобилисты рискуют попасть в неприятную ситуацию. Зарядка двигателя занимает достаточно большое количество времени, и произвести ее самостоятельно, во дворе многоэтажного дома, практически невозможно.

В итоге снижение уровня загрязнения атмосферы оборачивается повышенным расходом энергии, что, в свою очередь, также негативно сказывается на состоянии экологии.

К тому же в процессе производства аккумуляторов задействовано большое количество ценных цветных металлов, производство которых одно из самых экологически небезопасных, а их утилизация является на данный момент нерешенной проблемой на территории многих стран, в том числе и в России.

Более реальной можно считать идею троллейбуса, который с помощью аккумулятора способен будет перемещаться между линиями. Модернизация токоприемников и токопроводов позволит сократить процент загрязнения атмосферы в местах скопления городского автомобильного транспорта.

Уменьшить степень загрязнения воздушного бассейна в городах можно не только путем перехода на новые виды транспорта, но и за счет создания автоматизированной системы управления потоками транспорта и рационализации перевозок по дорогам города. Это поможет уменьшить количество автомобилей и их пробег в черте города и существенно снизит объемы выхлопных газов, попадающих в атмосферу.

Загрязнение воздушного бассейна, тормозящее разработки в решении экологических проблем

Загрязнение атмосферного воздуха является одной из основных экологических проблем современных городов. Оно пагубно влияет на здоровье людей, негативно сказывается на присутствующей здесь флоре и фауне.

Состояние атмосферы зависит в первую очередь от количества размещенных на территории производств и режима их работы, а также от наличия единиц транспорта. Свое влияние могут оказывать на состав воздушного бассейна время года, климатическая зона, особенности рельефа местности.

Читайте также

Транспортная система России: состояние и перспективы

Подробнее

В безветренную погоду висящий над городами смог, а также пыльная взвесь, содержащая большое количество вредных веществ, может достичь критической концентрации и стать опасной для жизни людей с заболеваниями дыхательной и сердечно-сосудистой систем, аллергиков и маленьких детей. Интоксикация организма приводит к снижению иммунитета. Особенно трудно дышать из-за смога в летние дни, хотя и зимой наблюдается присутствие над городами застойных масс загрязненного воздуха.

Запыленность атмосферы препятствует работе современных высокотехнологичных производств. Для обеспечения качества продукции предприятий электронной промышленности приходится обеспечивать дополнительную очистку воздуха в производственных цехах.

Для решения этих проблем приходится затрачивать огромные средства, отвлекая их от новых разработок в области экологического благополучия. Соответственно, такой неблагоприятный экологический фактор, как загрязнение атмосферы, должен восприниматься как первоочередной объект в череде научных исследований в области сохранения окружающей среды. Это поможет решить остальные экологические проблемы городов и существенно повысит качество жизни и состояние здоровья проживающих в них людей.

Редакция сайта:
Трасском