Урбоэкология - экология города

Урбоэкология - экология города

Урбоэкология (от лат. "urbs” – город), или экология города, – прикладная наука, которая изучает экологические проблемы городов и формирует оптимальные пути их решения, а также нарастающее антропогенного воздействия на природную среду, разрабатывая методы комплексного решения проблем крупных городских поселений. Урбоэкология сложна и включает в себя социальные, биологические, географические, технологические, психологические, нравственные, культурные и духовные аспекты. О тяжёлой экологической ситуации в современных городах написано много. Здесь и перенаселённость, и влияние отходов производства, и неблагоприятная гигиеническая обстановка, низкий нравственный, культурный, духовный уровень, проблемы энергетики. 

В некотором приближении  город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который  активно обменивается веществом  и энергией с окружающими его  природными и сельскохозяйственными  территориальными комплексами, и другими  городами. Важно отметить, что город  можно разделить на две основные подсистемы: 

1.   территориальная  общность людей (все горожане), которая составляет неотъемлемую  часть города и является смыслом  его существования; 

2.   все материальные  объекты, которые составляют как  бы «раковину» для всех жителей. 

Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные  специалисты и рабочие, научная  и творческая интеллигенция, хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В города поступают  промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного  производства. Одновременно города «экспортируют» промышленную продукцию, выбрасывают  в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных  биогеохимических провинций. Фактически любой крупный город как при  «импорте» вещества и энергии, так  и при «экспорте» готовой продукции  и своих отходов связан со всей планетой. Сырье, детали, станки и механизмы, продукты питания поступают в  города (прямо или косвенно) из разных регионов и отправляются во многие страны мира. Химические вещества, выбрасываемые  из заводских труб больших городов (например, тяжелые металлы), включаются в глобальный круговорот и выпадают на поверхность земли вплоть до ледников Антарктиды и Гренландии. Но наиболее существенное влияние города оказывают  на свое непосредственное окружение. 

Любой город неповторим и оригинален не только по своей  архитектуре и местоположению, но и по особенностям производства (сочетанию  отдельных отраслей), транспортно-экономическим  связям. Изучение экологической специфики  каждого крупного города нашей страны и всего мира — задача крайне важная, но в высшей степени трудоемкая. Тем не менее, уже сегодня возникают  различные ситуации, при которых для решения практических проблем требуется усредненная модель города. Как в медицине анатомофизиологические параметры каждого реального пациента сравнивают с абстрактной «нормой», полученной в результате усреднения информации об огромном количестве изученных больных и здоровых людей, так и в урбоэкологии необходим эталон «города вообще». Работа над такой моделью была предпринята экологами Б.Б. Прохоровым и Ю.Н. Лапиным. 

Первоначально в  качестве базовой модели был выбран условный город с численностью населения  в 1 млн. жителей, многофункциональный  — в нем представлены основные виды промышленности. Для создания модели эталонного города использовались сведения о различных городах, которые  с соответствующими поправками пересчитывались  применительно к выбранной модели. Модель составлялась по принципу баланса: на входе — вещества, поступающие  в город в виде сырья, ресурсов, пищевых продуктов, а на выходе - выбросы в атмосферу, промышленные и бытовые стоки, в природные  воды и отходы, поступающие на городские  свалки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Антропоэкология и экология городов

Путь: Образовательные  материалы → 
 

 Введение  

В социальной экологии, которая большинством исследователей рассматривается в настоящее  время как наиболее общее понятие  по отношению к различным проблемам  взаимодействия общества и окружающей среды, сформировались различные научные  направления, в том числе и  такие, как экология городов, экология городского населения. Архитекторы-проектировщики пишут об урбоэкологии, хотя не всегда понятно, относится этот термин к экологии города или к экологии городского жителя. Поэтому целесообразно рассмотреть эти два взаимосвязанные, но достаточно специфические направления исследований и провести между ними четкую грань.

Экология города (урбоэкология) 

В некотором приближении  город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который  активно обменивается веществом  и энергией с окружающими его  природными и сельскохозяйственными  территориальными комплексами, и другими  городами. Важно отметить, что город  можно разделить на две основные подсистемы:  

территориальная общность людей (все горожане), которая составляет неотъемлемую часть города и является смыслом его существования;  

все материальные объекты, которые составляют как бы «раковину» для всех жителей.  

Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные  специалисты и рабочие, научная  и творческая интеллигенция, хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В города поступают  промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного  производства. Одновременно города «экспортируют» промышленную продукцию, выбрасывают  в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных  биогеохимических провинций. Фактически любой крупный город как при  «импорте» вещества и энергии, так  и при «экспорте» готовой продукции  и своих отходов связан со всей планетой. Сырье, детали, станки и механизмы, продукты питания поступают в  города (прямо или косвенно) из разных регионов и отправляются во многие страны мира. Химические вещества, выбрасываемые  из заводских труб больших городов (например, тяжелые металлы), включаются в глобальный круговорот и выпадают на поверхность земли вплоть до ледников Антарктиды и Гренландии. Но наиболее существенное влияние города оказывают на свое непосредственное окружение.  

Любой город неповторим и оригинален не только по своей  архитектуре и местоположению, но и по особенностям производства (сочетанию  отдельных отраслей), транспортно-экономическим  связям. Изучение экологической специфики  каждого крупного города нашей страны и всего мира - задача крайне важная, но в высшей степени трудоемкая. Тем не менее, уже сегодня возникают  различные ситуации, при которых  для решения практических проблем  требуется усредненная модель города. Как в медицине анатомофизиологические параметры каждого реального пациента сравнивают с абстрактной «нормой», полученной в результате усреднения информации об огромном количестве изученных больных и здоровых людей, так и в урбоэкологии необходим эталон «города вообще». Работа над такой моделью была предпринята экологами Б. Б. Прохоровым и Ю. Н. Лапиным.  

Первоначально в  качестве базовой модели был выбран условный город с численностью населения  в 1 млн. жителей, многофункциональный - в нем представлены основные виды промышленности. Для создания модели эталонного города использовались сведения о различных городах, которые  с соответствующими поправками пересчитывались  применительно к выбранной модели. Модель составлялась по принципу баланса: на входе - вещества, поступающие в  город в виде сырья, ресурсов, пищевых  продуктов, а на выходе - выбросы  в атмосферу, промышленные и бытовые  стоки, в природные воды и отходы, поступающие на городские свалки.

Поступление веществ  в города 

Для нормального  функционирования города нуждаются  в самых разнообразных продуктах  и сырье. Больше всего город потребляет чистой воды. Город с населением в 1 млн. жителей потребляет в год 470 млн. т, или почти 0, 5 км2 воды (табл. 1).  

Большая часть этой воды из города поступает в природные  водотоки, но уже в виде сточных  вод, загрязненных различными примесями. В городах постоянно осуществляется сжигание топлива, которое сопровождается потреблением кислорода, идущего в  первую очередь на окисление соединений водорода и углерода. Подсчеты показывают, что миллионный город потребляет в год около 50, 0 млн. т воздуха.  

Таблица 1  

Поступление веществ (в млн. т/год) в город с населением  

1 млн. человек  

Название вещества  

Количество  

Чистая вода  

470, 0  

Воздух  

50, 2  

Минерально-строительное сырье  

10, 0  

Уголь  

3, 8  

Сырая нефть  

3, 6  

Сырье черной металлургии  

3, 5  

Природный газ  

1, 7  

Жидкое топливо  

1, 6  

Горно-химическое сырье  

1, 5  

Сырье цветной металлургии  

1, 2  

Техническое растительное сырье  

1, 0  

Сырье пищевой промышленности, готовые продукты питания  

1, 0  

Энерго-химическое сырье  

0, 22  

Следующий по величине поток поступающего в город вещества - минерально-строительное сырье (до 10, 0 млн. т/год), которое служит источником поступления пыли в атмосферу. Важное место среди техногенных потоков  занимают различные виды топлива (в  млн. т/год): уголь - 3, 8; сырая нефть - 3, 6; природный газ - 1, 7 и жидкое топливо - 1, 6. Соотношение видов топлива  может быть и другим, но каждый город-миллионер  получает в год до 7 - 8 млн. т условного  топлива.  

В центростремительных  потоках веществ, поступающих в  город, важное место занимает сырье  для промышленных предприятий. В  зависимости от индустриальной специализации  города сырье может быть самым  различным. В обобщенной модели миллионного  города даны сведения, «приведенные»  к полииндустриальному центру, в котором имеется черная металлургия (3, 5 млн. т сырья), цветная металлургия (1, 0 млн. т сырья). Горно-химическое сырье составляет 1, 5 млн. т, техническое растительное сырье около 1, 0 млн. т, энерго-химическое сырье находится в пределах 220 тыс. т. Особое место занимают продукты, используемые в пищевой промышленности и поступающие непосредственно в продовольственные магазины, на рынки и на предприятия общественного питания. Жители города потребляют за год около 1 млн. т пищевых продуктов (с учетом отходов при обработке). Таким образом, в город-миллионер в год поступает около 29 млн. т (без учета воды и воздуха) различных веществ, которые при транспортировке, переработке дают значительное количество отходов, часть из которых оказывает отрицательное воздействие на объекты окружающей среды. Часть загрязняющих веществ попадает в атмосферу, другая часть вместе со сточными водами - в водоемы и подземные водоносные горизонты, еще одна часть в виде твердых отходов - в почву.

Атмосферные выбросы  города-миллионера 

Состав промышленных и бытовых выбросов города-миллионера, поступающих в атмосферу, весьма разнообразен. Годовое количество газообразных выбросов и их состав приведены в  табл. 2.  

Самая большая доля в составе атмосферных выбросов принадлежит воде (водяной пар  и аэрозоли) и углекислому газу, затем следуют сернистый ангидрид, окись углерода и пыль. Плотность  выбросов этих веществ в год с 1 км площади города-миллионера (в  модели его усредненная площадь - 300 км2) составляет для сернистого ангидрида  и окиси углерода около 800 т, пыли - около 500 т, а окислов азота -около 165 т. Следует подчеркнуть, что внутригодовое  распределение этих выбросов достаточно неравномерно. Максимум поступлений  в атмосферу отмечается в зимние месяцы, когда на полную мощность работают тепловые электростанции и котельные. Еще один важный компонент загрязнений  приземного слоя атмосферы - углеводороды, которых выбрасывается ежегодно до 108 тыс. т.  

Таблица 2  

Выбросы (в тыс. т/год) в атмосферу города с населением  

1 млн. человек  

Ингредиенты атмосферных  выбросов  

Количество