Енергетичні системи міст

Міста - основні споживачі енергії. У розрахунку на 1 га тут споживається енергії в тисячі разів більше, ніж у сільській місцевості. Місто споживає енергію в різних формах. Досить широко використовується викопне паливо - кам'яне вугілля, нафтопродукти і природний газ. Це вже само по собі визначає забруд­нення міст продуктами згорання. До жилих будинків і виробничих приміщень енергія потрапляє у формі електрики, газу, парового опалення. Широко застосовується гаряча вода.

Але в цілому в місті життя з погляду енергетичних витрат більш економне, ніж у селі. Квартирні комплекси багатоповерхових будинків легше обігріти і забезпечити комунікаціями порівняно з індивідуальною забудовою на селі. Але в споживан­ні енергії спостерігається високе марнотратство. Низьку ефек­тивність мають теплопроводи, завдяки яким розподіляється гаряча вода і пара серед промислових та побутових споруд на території міст.

Чимало можна зробити для економії енергії в побутовій сфері. Це розумна витрата ресурсів, які місто надає своїм жителям, -холодна та гаряча вода, електрика. Тільки дбайливе зимове утеплення побутових і промислових приміщень у масштабах міста забезпечує значні скорочення витрат енергоносіїв.

Певну роль в економії енергії має відіграти перепрофілювання міського виробництва. У наш час в Україні селу відведена роль виробника не продуктів харчування, а сировини для їх виробництва: переробні підприємства перемістилися до міст. Треба повернути селу функцію виробника продуктів харчування в повному обсязі - від вирощування врожаю й отримання тваринницької продукції до повної їх переробки та пакування.

Повернутись до плану лекції

Повернутись до змісту підручника

4. Екологія міського транспорту

У містах зосереджено основну масу транспортних засобів. Це вантажний, приватний і громадський транспорт. В останні десятиліття не лише в розвинених країнах, але й у країнах, що розвиваються, зростає кількість приватних автомобілів.

Автотранспорт дає 70% усіх токсичних викидів в атмосферу та 90% шумового забруднення. Великого транспортного навантаження зазнають міста України. В Україні зареєстровано більше 1 млн. вантажних автомобілів та 2,5 млн. легкових (за дани­ми 1993 року). Частка автотранспортного забруднення атмосфе­ри в загальній їх кількості складає: в Ужгороді - 91%, Ялті, Полтаві - 88%, Сімферополі - 83%, Львові - 79%, Києві - 78%, Чернівцях - 75%.

Прогресуючому забрудненню навколишнього середовища в містах сприяє велика питома вага приватних автомобілів. Наприклад, в Японії з 1950 до 1990 року їх кількість зросла в 4 рази. Для зниження екологічних збитків від автотранспорту робиться чимало. Запобігання смогу досягається зниженням шкідливих викидів у вихлопних газах автомобілів. Для цього їх забезпечують спеціальними конверторами. Японія вже перейшла до випуску легкових автомобілів, обладнаних такими конверторами. На 50% менше шкідливих викидів дають автомобілі, що працюють на природному газі. Впливає на загазованість повітря і стан доріг: чим він кращий, тим менше шкідливих викидів. Для певних груп працюючих вводяться спеціальні графіки роботи вдома, що зменшує кількість поїздок населення, ряд підприємств із цією ж метою подовжують робочі зміни та дода­ють ще один неробочий день тижня.

Багато в чому екологія міста пов'язана з вирішенням проблеми транспортних потоків. Тут важливе значення має розташування автомагістралей щодо жилих та виробничих районів міста, винесення найбільш інтенсивних потоків на ізольовані автотраси. Потрібні оптимальне планування автотрас, якість покриття на них та спорудження захисних зон уздовж автошляхів.

Захист побутових і службових приміщень від шуму, як пра­вило, продуманий погано, хоча тут є прості рішення. Уздовж автодоріг, які є основним джерелом шуму, споруджуються на від­стані 10-20 м протишумові бар'єри. Поблизу джерел шуму на відстані не менше 30м від проїжджої частини доцільним є розміщення тільки малоповерхових будівель. Житлові будинки мають будуватися закритими або напівзакритими кварталами. Неповною мірою використовуються протишумові можливості зелених насаджень. Рідко застосовуються спеціальна шумопо-глинаюча цегла, подвійні рами.

Екологічною проблемою стало й придорожнє сміття - пакувальний матеріал, банки, пляшки, залишки продуктів харчуван­ня і все те, що викидається з транспортних засобів. У 1989 році група німецьких учених провела облік усього цього сміття і з'ясувала, що в містах його на кожні 500 м шляху припадає 147,7 кг, а в сільській місцевості - 124-170 кг.

Міський автомобільний транспорт не тільки забруднює повітря продуктами згорання палива і створює шум, але й сприяє зростанню надходження свинцю в навколишнє середовище. У принципі сучасна промисловість може вирішити цю проблему шляхом заміни етилованого бензину на малоетилований чи зовсім неетилований. В Україні поки що використовують бензин із вмістом свинцю 0,36 г/л, тоді як в Англії, Німеччині та США -0,013-0,15. Постанова Кабінету Міністрів України орієнтує на постачання неетилованого бензину, і його в 1991 році було вже поставлено 51% від загальної кількості.

Повернутись до плану лекції

Повернутись до змісту підручника

5. Екологічне середовище в містах. мезо- та мікроклімат

Уявлення про місто як гарант високої якості життя, що забезпечує жителю міста чистоту, зручність та якісне медичне забезпечення, склалося в XIX столітті. У другу половину XX століття ситуація докорінно змінилася. Міста залишилися центрами економічного, політичного і культурного життя, але якість міського життя виявилася набагато нижчою порівняно з сільськими населеними пунктами, а на межі XXI століття і сільські, іміські населені пункти стали зближатися за якістю життя: екологічна ситуація в них може бути однаково несприятливою.

Більш того, уже наприкінці XIX століття місто почали описувати як усепоглинаючий Молох, як прообраз диявола. Таким воно зображене у творах відомого письменника Еміля Верхарна і на картинах художника Д. Тагора. У таких оцінках є своя частка істини: чимало сучасних міст являють собою не гармонійне ціле, а просту й погано організовану сукупність підприємств і спальних поселень. Стосовно своїх мешканців місто виглядає як не дуже турботливий роботодавець.

Якість міського життя багато в чому визначають промислові підприємства міста. Вони є основними споживачами води, тепла, створюють той чи інший тип забруднення середовища. Екологія шахтарського, металургійного або хімічного промислового центру відрізняється, хоча може бути однаково несприятливою для здо­ров'я людини.

Основні зміни параметрів мікроклімату в містах порівняно з сільською місцевістю наведені в табл. 12.1.

Таблиця 12.1.

Основні зміни мікроклімату в містах порівняно з сільською місцевістю

Параметри мікроклімату	Стан у місті порівняно з сільською місцевістю
Середньорічна температура	на 0,5-1,0° вище
Температура взимку	на 1-2° вище
Ультрафіолетове випромінювання влітку	на 5% нижче
Ультрафіолетове випромінювання взимку	на 30% нижче
Середньорічна швидкість вітру	на 20-30% нижча
Опади	на 5-10% більше
Пилоподібні домішки в повітрі	у 10 разів більше
Газоподібне забруднення повітря	у 5-25 разів більше
Кількість хмар	на 5-10% більша
Кількість туманів узимку	на 100% більша
Кількість туманів улітку	на 30% більша
Кількість гроз	у 1,5-2 рази менша

Середня температура повітря в містах на 1-2°С вища, ніж у сільській місцевості. Опадів випадає на 5-30% більше, а швидкість вітру на 20-30 м/сек менша. У великих містах відносна вологість повітря нижча на 2-10%, хоча хмарність вища на 20-100%. Разом з тим містам властива підвищена запиленість повітря і над ними постійно висять пилові хмари. Через це прозорість повітря зменшується на 15-25%.

Для великих промислових міст усе більш характерними стають смоги. Смогом називають різке підвищення в повітрі кількості пилу, токсичних газів або краплинок туману з розчиненими в них шкідливими речовинами. Розрізняють два види смогів - вологі та сухі (фотохімічні). Вологий смог утворюється в результаті насичення повітря автомобільними й газоподібними промисловими викидами. Сухий смог формується у затишну погоду внаслідок насичення сухого повітря газоподібними домішками, особливо окислами азоту. Сприяють смогу й ефірні виділення деяких дерев і чагарників, що необдумано використовуються для озеленення міст. Смоги вкрай несприятливо впливають на здоров'я людини, спричинюючи напади астми і серцево-судинні кризи.

Міське населення все частіше отримує неякісну питну воду. Міжнародне Десятиліття питної води (1981-1991 pp.), що проводилося за ініціативою ООН, виявилося невиконаним у більшості держав світу.

В екології міського середовища немає дрібниць. Культура поведінки - це також фактор, що визначає якість життя в місті. Гучна музика, паркування автомобілів біля жилих будинків, система збору й видалення побутових відходів і багато іншого є такими ж складовими середовища, як і якість повітря та води. Важливе значення в екології міст мають зелені насадження. Вони виконують ряд важливих функцій. Дерева і чагарники в спеку охолоджують повітря (у середніх широтах на 3-5°С). Зеле­ні рослини збагачують повітря киснем: 1 га зелених насаджень дає до 600 кг кисню за вегетаційний період. Деревно-чагарникові рослини знижують рівень шуму на 12 дБ. Дуже важливою для міста є здатність зелених рослин очищувати повітря від пилу та аерозолів. Підраховано, що в парках таке очищення забезпечується на 85%, на вулицях із двостороннім озелененням - на 70%. Майже всі великі міста світу забруднені. Найстаріші столиці Європи - Париж, Мадрид, Рим та багато інших - відрізняються великою забрудненістю атмосфери та шумом. Як показує санітарно-гігієнічне обстеження, у багатьох районах столичних міст світу шум на вулицях перевищує 90 дБ. 62% мешканців змушені приймати транквілізатори, у 33% населення виражена гіпертонія.

Серйозна екологічна ситуація склалася в багатьох великих та малих містах України. У промислових центрах вона зумовле­на викидами в атмосферу значної кількості забруднюючих речовин. Особливо напруженою є екологічна ситуація в таких містах-мільйонерах, як Київ, Харків, Дніпропетровськ, Одеса. Вони розташовані в степовій зоні, для якої характерне жарке літо і нестача питної води. Одеса бере воду з р. Дністер, Київ - з Десни, Харків - із Сіверського Дінця. Екологічний стан цих річок швидко погіршується. Наприклад, у Харкові та Ізюмі швидко зростає кислотність питної води.

Наскільки напружена екологія міст України, можна побачити на прикладі Києва. Тут більше 400 промислових підприємств разом із комунальними спорудженнями дають за рік більше 4 млн. м³ стічних вод, з яких, за даними С.Г. Кочубей та ін. (1990), 1,5 млн. м³ надходить у водотоки (головним чином, у Дніпро) без будь-якого очищення.

Несприятливе середовище для життя і в приморських містах України. На пляжах у прибережній смузі води зареєстроване наднормативне мікробіологічне забруднення, викликане неякісним очищенням стічних вод і постійними аваріями на очисних спорудах. У м. Одеса розташовано 76 будинків відпочинку й санаторіїв, але поруч із ними функціонують три морські порти, а в море надходить щорічно більше 150 млн. м³ стічних вод. Зовсім не випадково тут у 1970 та 1994 роках спостерігалися спалахи епідемії холери.

Повернутись до плану лекції

Повернутись до змісту підручника

6. Рослини і тварини в місті

Техногенний вплив на природу в містах максимальний. При­родний тип ландшафту знищений повністю або значно змінений.

Однак у містах знаходить собі притулок чимала кількість видів живих істот. Міська фауна і флора частково формується людиною цілеспрямовано, а частково створюється стихійно. Для міста як екосистеми характерна розірваність трофічних ланцю­гів, що створює можливість масового розмноження окремих ви­дів і приводить до низького біологічного різноманіття.

Рослини ростуть у містах усюди: у парках, садках, на газонах і просто вздовж вулиць. Вони мають санітарно-гігієнічне та де­коративне значення. Чимало жителів міст вирощують їх у себе на балконі й у квартирі. Виник рух за озеленення промислових приміщень.

Тваринний світ міст набагато бідніший, ніж рослинний. Він представлений вихідцями з природних угруповань, які змогли пристосуватися до специфічних міських умов життя. Серед тва­рин, які мешкають у містах, майже скрізь представлені горобці, шпаки, ворони, галки, гризуни (миші та пацюки), комахи (мухи, блохи, таргани, блошин). Деякі з тварин виступають як парази­ти і переносники хвороб (комахи-кровососи й пацюки), а інші, навпаки, відіграють роль санітарів (ворони).

Рослини створюють у людини відчуття комфорту, оптимізу-ють газовий склад повітря, виділяючи кисень і поглинаючи вуг­лекислий газ. Дуже важливим є правильний підбір для міського озеленення порід деревно-чагарникових рослин. Перевага повин­на надаватися видам, які мають здатність очищувати повітря від тих чи інших забруднень. Так, біла акація та липа особливо добре поглинають оксиди азоту й сірки, капітан — важкі метали, клен гостролистий - органічні сполуки типу фенолів. Це дає можли­вість підбирати деревні породи так, щоб вони відповідали типу забруднення, яке характерне для певної ділянки міста, що озеле­нюється. У всіх рослин виражена здатність поглинати пил. Особ-

ливо ефективні щодо цього шпилькові породи. Проте завдяки тому, що вони вічнозелені, вони надто чутливі до пило- і газоза-бруднення і для стійкого озеленення промислових міст мало при­датні. Поглинають пил і листяні породи: тополя - до 0,55 г пилу на 1 мг листової поверхні, липа - 1,32, в'яз - 3,39. У результаті за одне літо каштан кінський поглинає 16 кг пилу, ясен звичайний — 27 кг, клени - 28-33 кг. Парки та лісопарки'- це «легені» міст, що поглинають пил та виробляють кисень.

Озеленення — це найбільш ефективний спосіб оптимізації міського середовища. Найбільш важливим воно є для міст, що мають підприємства гірничої та металургійної промисловості. Проведені дослідження показують, що є чимало видів рослин, здатних рости на відвалах гірських порід, а після відповідної підготовки — і на золошламових субстратах. М.Т. Масюком (1989) уперше у світі показано, що такі гірські породи характе­ризуються родючістю, використовуючи яку можна проводити рекультиваційні роботи.

Місцями відпочинку населення служать парки і приміські рекреаційні ліси, їх екологічне та естетичне значення дуже важ­ливе. Але в багатьох містах стан парків і лісів незадовільний. При малій їхній площі та високій чисельності населення міста ці угруповання зазнають сильного витоптування, яке стимулює особливу рекреаційну сукцесію. У ході такої сукцесії, як було показано на прикладі приміських лісів м. Суми М.Г. Башта-вим (1990), змінюється склад травостою. За більш сильного ви­топтування гине поріст деревних порід. У таких лісах збідню­ється фауна, зникає велика кількість видів птахів. Запобігти цим негативним явищам можна лише одним способом: площа лісо­паркової території міста повинна відповідати чисельності насе­лення міста.

Інший важливий компонент міста — газони. Звичайно їх за­сівають сумішшю трав: кострицею, тонконогом луговим, багато­річним райграсом. Такі газони потребують догляду, головною формою якого є часте викошування. Якщо воно не проводиться, то під впливом витоптування газон швидко заростає бур'янами, одним з яких є кульбаба. Просапування таких газонів стійкого ефекту не дає.

Населені пункти України мають 500 тис. га зелених насаджень. Промислові центри України (міста Донецьк, Дніпропетровськ, Луганськ, Київ) оточені «зеленими кільцями», що служать цим містам і «легенями», і рекреаційними зонами. Прикладом вдало­го вирішення містобудівних проблем є м. Донецьк. Тут ЗО парків та 60 скверів займають 51% забудованої частини міста.

У країнах Західної Європи почався цікавий рух за створен­ня в містах так званих біотопів. Головна ідея їхньої організації

полягає в поліпшенні стану міського середовища. Біотоп - це парк, але парк нового типу, в якому відтворюється весь комплекс природних структур, властивий конкретній місцевості. До 1987 року у Великобританії, ФРН та Нідерландах було вже більше ста таких біотопів. У наш час до цієї ідеї приєдналася Польща, в якій розпочалася робота по створенню кількох «біотопів» у ве­ликих містах.

Повернутись до плану лекції

Повернутись до змісту підручника

7. Людина в міському середовищі. Медична екологія

Здоров'я - це здатність людини до оптимального фізіологіч­ного, психологічного та соціального функціонування. Право на здорове середовище розглядається як одне з основних прав лю­дини. Здоров'я значною мірою визначається станом навколиш­нього середовища. Спеціалісти вважають, що рівень здоров'я залежить від стану довкілля на 20-40%, тоді як від спадкових факторів - тільки на 15-20%, від способу життя - на 25%, а від рівня медичного обслуговування - усього на 10%.

Ситуація в містах стосовно цього двояка. З одного боку, лише місто забезпечує людині висококваліфіковану й швидку медич­ну допомогу, проте в міській скупченості швидше поширюються інфекційні хвороби. Не випадково, що під час епідемій першими їх жертвами стають жителі міст. У середні віки під час багатьох епідемій чуми й холери в деяких містах смертність досягала майже 100%.

Технічний прогрес призвів до насичення міського середовища речовинами канцерогенної, мутагенної, ембріотоксичної, імуноде-пресантної дії. Багато з них додатково є ще й алергенами. Публі­цисти недаремно називають алергію хворобою цивілізації. Про­вокування ракових захворювань речовинами антропогенного по­ходження породило цілу галузь медицини - онкологію. На дум­ку В.В. Худолія (1991), не менше 75-90% онкологічних захворю­вань людини пов'язані зі станом навколишнього середовища.

Специфіка проживання в місті веде до того, що люди 85-90% часу проводять у приміщеннях (жилі будинки, метро, слу­жбові приміщення, будови фабрик та заводів). Одним із показни­ків якості життя в місті є повітря приміщень. Воно має бути віль­ним від наднормативної кількості радону, оксидів азоту й сірки, волокон азбесту та інших забруднювачів. Важливу гігієнічну роль відіграють кімнатні рослини, що здатні зв'язувати вуглекислий газ і очищати повітря від пилу та шкідливих газів.

Серед різноманітних компонентів на якість середовища сут­тєво впливає питна вода. Вона повинна мати сухих залишків менш ніж 1000 мг/л, з них хлору - менше 350 мг/л, сірки -менше 500 мг/л. Вміст кисню не повинен бути меншим за 4 мг/л. Питна вода має бути повністю вільною від патогенних мікроор­ганізмів, адже переважна їх більшість розноситься саме водою. Перелік основних патогенів наведено в табл. 12.2.

Таблиця 12.2. Патогенні мікроорганізми води

Назва	Захворювання, які спричинює
Холерний вібріон	Холера
Тифозні сальмонели	Черевний тиф
Дизентерійні шигели	Дизентерія
Паратифозні сальмонели	Паратифи
Ентамеба	Амебна дизентерія
Фільтрувальні віруси	Інфекційний гепатит
Кишкова паличка Е. соlі	Кишкові захворювання

Очищення питної води є важливим фактором здоров'я лю­дини. Із 1904 року (спочатку в Англії) питна вода очищується •ід мікроорганізмів методом хлорування. Це досить ефективно, хоча залишкова кількість хлору надає воді неприємного запаху т» присмаку. Існує й інший метод - озонування, який ґрунтуєть-оя на високій окислювальній здатності озону. У Франції велика кількість води очищується озонуванням.

У більшості міст світу внаслідок забруднення повітря, води та харчових продуктів сукупний рівень забруднення навколиш­нього середовища вищий, ніж у сільській місцевості. Життя й виробнича діяльність у такому екологічно нестійкому середови­щі почали супроводжуватися розвитком специфічних «екологі­чних» захворювань. Для всіх них характерні швидка втомлюва­ність, знижена опірність інфекціями, алергічний синдром. Такі екологічні захворювання пов'язуються перш за все з ослаблен­ням імунної системи, яка не справляється з комплексом не­сприятливих впливів з боку середовища низької якості. У де­яких випадках у людей проявляється особливий хворобливий стан - синдром закритого приміщення. Місто сприяє особливо­му мікроеволюційному процесу, генетичним аномаліям люди­ни, вимагає додаткових витрат адаптаційної енергії.

Для жителів міст став звичним так званий третій стан, тобто проміжний стан між цілковитим здоров'ям і хворобою. Це син­дром перенапруги, свого роду передхвороба. Із збільшенням за­гального забруднення міського середовища в містах зростає кіль­кість випадків захворювання на артеріальну гіпертонію, атеро­склероз, ішемічну хворобу серця, виразку шлунку, неврози, вегето- ' дистонію та алергії. Щодо цього особливо небезпечні свинець, промисловий пил, нітрати та сірчистий газ. Забруднення ртуттю

викликає захворювання Мінамати, яке проявляється в ураженні нервової системи. За даними Е.Н. Антипенка та ін. (1990), при забрудненні міського середовища збільшується частота самовіль­них абортів, діти народжуються з вадами розвитку.

Погіршує екологічну ситуацію в містах високий рівень шуму. Встановлено, що 40% міського населення у світі живе в умовах шуму, що на 5-20 дБ більше санітарної норми. Порівнювати здоров'я населення в містах різних країн світу дуже важко. Наприклад, офіційна статистика стверджувала, що дитяча смерт­ність у колишньому СРСР становила 25 випадків на 1000 наро­джених, а в США - тільки 10. Проте в СРСР (на відміну від США) діяли й продовжують діяти досить жорсткі правила ви­знання народженої дитини живою: вона повинна мати вагу, бі­льшу за 1 кг, довжину тіла, більшу за 35 см, зробити принаймні один вдих та народитися після 28-го тижня вагітності. Якщо одна з цих ознак була відсутня, то дитина вважалася мертвона-родженою і до дитячої смертності не зараховувалася. Таким чином, порівняння показників дитячої смертності в СРСР і в США було і залишається безглуздим. Для країн соціалістичного табору була характерною гонитва за високими показниками здо­ров'я населення. Є підстави вважати, що до 40% смертних випад­ків реєструвалися з неправильним діагнозом - і «в інтересах статистики», і щоб не підводити колег-лікарів.

Потребує охорони й геном людини. Природні мутації в по­пуляціях людини складають 5x10'⁵ генів на одне покоління. У забрудненому середовищі під впливом мутагенів кількість му­тацій зростає. МЛ.Дубінін (1990) припускає, що подвоєння ча­стоти мутацій небезпечне і неприпустиме. Необхідне введення спеціальної служби генетичного контролю.

Несприятлива ситуація зі здоров'ям населення складається в Україні. Хоча середня тривалість життя досягає 70,7 років (для чоловіків - 65,9, для жінок — 75), захворюваність залиша­ється дуже високою. Протягом останніх 25 років народжува­ність поступово знижувалася, а смертність зростала. У 1992 році смертність перевищила народжуваність.

Повернутись до плану лекції

Повернутись до змісту підручника

8. Утилізація та знешкодження відходів. очисні споруди

Усі міста з їхньою високою концентрацією населення відріз­няються утворенням великої кількості промислових і побуто­вих відходів (табл. 12.3).

Відходи поділяються на тверді та. рідкі, промислові та побу­тові. Між містами різних країн щодо цього є відмінності. Міста

Табл. 12.3. Приблизне споживання та відходність міст із