Города и жилищно-коммунальное хозяйство

Конец XX в. охарактеризовался знаменательной датой: впервые в истории человечества количество городского населения превысило количество сельского (табл. 113).

Таблица 113

Динамика мирового процесса урбанизации (по В. П. Максаковскому, с дополнениями).

Но урбанизация породила целый рад проблем, в том числе экологических. Потребности в ресурсах и отходы города с населением 1 млн человек отражены в табл. 114. А ведь это достаточно скромный город по сравнению с многомиллионными агломерациями Мехико и НьюЙорка, Токио и Шанхая, Бомбея и Каира, Буэнос-Айреса и Сан-Паулу, Лос-Анджелеса и Парижа, Лондона и Москвы. В данных городах многократно возрастают как объемы потребляемых ресурсов, так и объемы выбросов, стоков и отходов. Например, по данным Ж. Детри, в атмосферу Лос-Анджелеса в течение только одних суток поступает (в т): углеводородов 1320,5; ацетальдегидов — 60,5; других органических газов и паров — 127,5; оксидов азота — 634,5; оксидов серы — 496; оксида углерода — 5 068; остальных неорганических газов — 5; аэрозолей — 89. В России только Москва поставляет ежегодно 24,3 млн м³ твердых бытовых отходов (ТБО), из которых перерабатывается (или сжигается) лишь 3,8 млн м³, на втором месте Самара — 9,38 млн м³ (0,26 млн м³ перерабатывается), на третьем — Санкт-Петербург — 8,95 млн м³ (2,06 млн м³) (О состоянии…, 2015). В структуре ТБО преобладают пищевые отходы и бумага — по 30%. Существует мнение, что по достижении городом определенного предела по численности населения (от 7 до 10 млн чел.) он становится «неуправляемым» и живет по своим собственным, «стихийным» законам. В условиях подобной неуправляемости сложно говорить о возможности решения тех или иных экологических проблем.

Таблица 114

Ежегодное потребление ресурсов и выбросы современного города с населением 1 млн человек (по Ю. И. Скурлатову, Г. Г. Дуке, А. Мизити).

Ландшафты населенных пунктов, или селитебные ландшафты, — это населенные пункты с комплексами жилых зданий, приусадебных участков, городских промышленных предприятий, зон отдыха и рекреации (сады, скверы, парки и др.) (рис. 106). Отдельные части данных ландшафтов геохимически имеют много общего с описанными ранее группами техногенных ландшафтов: городские промышленные предприятия во многом подобны уменьшенным промышленным ландшафтам с аналогичными комплексами и механизмом техногенного поступления химических элементов и их соединений на территорию ландшафта. Сады, парки, зоны отдыха и рекреации близки к лесотехническим ландшафтам, а приусадебные участки, по основным закономерностям техногенного привнося и выноса элементов, подобны огородам и садам, относимым к сельскохозяйственным ландшафтам. Однако селитебные ландшафты, отдельные части которых имеют почти полные аналоги среди различных групп техногенных ландшафтов, по мнению В. А. Алексеенко (2000), объединить с какими-то другими техногенными ландшафтами невозможно.

Рис. 106. Схема классификации ландшафтов населенных пунктов (по В. А. Алексеенко, 2000)

Геохимики отмечают следующие особенности ландшафтов населенных пунктов, определяющие ход миграции элементов в этих ландшафтах. Во-первых, количество грунтовых вод на единицу площади в населенных пунктах выше, чем в окружающих ландшафтах, что связано как с техногенным поступлением воды (полив улиц, приусадебных участков, парков; просачивание и аварийные прорывы питьевых, промышленных и сточных вод), так и с резким уменьшением площадей, с которых возможно непосредственное испарение.

Во-вторых, селитебные ландшафты отличаются от окружающих не только количеством подземных вод, но и их составом, характерная особенность которого — мозаичность: в подземных водах, отобранных в различных частях крупного промышленного центра, общая минерализация изменяется в 3—5 раз, содержание сульфатов — в 100—160 раз, количество суммарного Na и К — в 300 раз, а хлоридов — в 10 000 раз (В. А. Алексеенко, 2000). В центральной части городов увеличивается содержание большинства компонентов в водах, что особенно характерно для старых населенных пунктов, формировавшихся вокруг промышленных предприятий. В старых городах практически нет первичных почв (они относятся к захороненным), а современные почвы в таких городах представляют собой смесь привезенных почв с промышленным, бытовым и строительным мусором.

Геохимики классифицируют ландшафты населенных пунктов в первую очередь по особенностям техногенной миграции элементов. С учетом этого признака среди них выделяют следующие ландшафты: промышленных центров государственного значения; городов регионального (краевого, областного) значения; городов местного значения, поселков, станиц, железнодорожных станций; рудников, шахт, обогатительных фабрик; курортов; хуторов.

В. А. Алексеенко (2000) подробно рассматривает основные отличительные особенности ведущего (техногенного) вида миграции в выделенных ландшафтах.

Первый по важности фактор — размер населенного пункта (число жителей), который во многом определяет баланс техногенной миграции элементов в ландшафте, так как объем завозимых в населенные пункты продуктов питания, строительных материалов, промышленных товаров зависит от числа жителей, т. е. от размеров населенных пунктов. Этот же показатель обусловливает и развитие городского транспорта (как общественного, так и личного) — постоянного источника поступления в ландшафт специфических соединений: пыли от износа покрышек автомобилей и троллейбусов; пыли от колес и рельсов трамваев; выхлопных газов автомобилей. От числа жителей зависит и количество отходов, вносимых в ландшафт в результате нормальной их жизнедеятельности; контролируется и количество удаляемых из ландшафта отходов, степень их очистки и способы захоронения (утилизации).

Второй важный фактор, определяющий особенности техногенной миграции элементов в ландшафтах населенных пунктов, — профиль предприятий, действующих в этих пунктах: количество и состав сырья, способы его обработки, объем отходов, форма нахождения элементов обусловлены профилями предприятий, действующих в рассматриваемом пункте. Часто профиль основных предприятий значительно влияет и на систему очистки и способ захоронения отходов со всего города или из его отдельных районов.

К ландшафтам промышленных центров государственного значения относятся города с населением около 1 млн чел. (и выше) (рис. 107). Только в процессе обычной жизнедеятельности жители города с миллионным населением ежесуточно выделяют в атмосферу около 0,5 млн м³ диоксида углерода и 1200 м³ водяного пара и секрета потовых желез. Завоз продуктов питания и различных промышленных товаров в таких крупных городах примерно одинаков и зависит больше от числа жителей, чем от природных особенностей зоны, в которой расположен город. Техногенная миграция элементов, непосредственно связанная с жизнеобеспечением жителей в крупных городах, имеет гораздо больше общего, чем специфических отличий.

Промышленность городов с населением более 1 млн чел. отличается разнообразием, но практически всегда включает предприятия пищевой, химической, легкой промышленности, предприятия, связанные с обработкой металлов, строительные организации. В таких городах состав и количество элементов, попадающих как загрязняющие в городской ландшафт в результате производственной деятельности, примерно одинаковы при пересчете на одного жителя. Следовательно, объединение городов с населением свыше 1 млн чел. в отдельный тип ландшафтов имеет и определенное геохимическое обоснование.

Рис. 107. Схема плотности населения и размещения крупнейших городов на территории России

Ландшафты населенных пунктов регионального значения составляют города с населением более 300—500 тыс. чел. в них развитие определенных предприятий может оказывать решающее влияние на собственно техногенное поступление соответствующего комплекса элементов, в связи с чем дальнейшее разделение населенных пунктов регионального значения целесообразно проводить с учетом преобладающего профиля основных предприятий. Например, отдельно следует выделять города, где в основном распространены нефтеперерабатывающие или цементные предприятия.

Еще большее влияние на особенности техногенной миграции оказывают крупные предприятия в ландшафтах местного значения (поселки, станицы, железнодорожные станции и города с населением примерно до 300 тыс. чел.). Поэтому при детальных ландшафтно-геохимических исследованиях (особенно связанных с решением проблем охраны окружающей среды) рассматриваемые ландшафты целесообразно подразделять по тому же принципу, что и ландшафты городов регионального значения.

В отдельные ландшафты выделяются небольшие населенные пункты, существующие у рудников, шахт, обогатительных фабрик, в которых миграция в значительно большей мере определяется профилем предприятий, чем числом жителей. Сырье, добываемое и перерабатываемое на этих предприятиях, становится основным постоянным источником химических элементов, поступающих как в рассматриваемые, так и в соседние ландшафты. При необходимости подразделения данных ландшафтов следует учитывать добываемое (перерабатываемое) сырье: отдельно выделяют ландшафты населенных пунктов у редкометалльных рудников, у обогатительных фабрик, перерабатывающих полиметаллические руды, и др.

Особо должны рассматриваться ландшафты населенных пунктов, относимых к курортам, где техногенная миграция определяется главным образом процессами, обеспечивающими нормальную жизнедеятельность сравнительно ограниченного числа жителей, и особенностями развития транспорта. Важная характеристика этих ландшафтов — сравнительно большая роль в миграции основных элементов биологического круговорота.

Ландшафты хуторов среди остальных ландшафтов рассматриваемой группы занимают наименьшую площадь и представляют собой как бы переход от сельскохозяйственных и лесных ландшафтов к ландшафтам населенных пунктов с довольно интенсивным биологическим круговоротом элементов. От ландшафтов курортов они отличаются резко пониженным числом жителей, меньшей ролью транспорта в техногенном привносе элементов и своеобразным развитием биологического круговорота элементов, приближающегося к круговороту в сельскохозяйственных ландшафтах.

При разделении ландшафтов населенных пунктов необходимо учитывать также природные факторы, влияющие на миграцию элементов (особенно связанные с климатическими условиями). Например, ход миграций различных веществ, попавших (особенно в зимнее время года) в ландшафты Ташкента и Иркутска, во многом будет отличаться. Однако, как правило, ландшафтно-геохимические исследования и составление карт геохимических ландшафтов для решения проблем окружающей среды проводятся в одной климатической зоне, а кроме того, влияние техногенных факторов в населенных пунктах несравненно больше, чем природных. Учитывая все это, геохимики предлагают уже после рассмотренной выше классификации селитебных ландшафтов разделять их (в случае необходимости) с учетом климатических условий.

Экологические проблемы городов и промышленных зон подробно рассматривались одним из авторов учебника в работе «Геоэкологические проблемы, мониторинг и оценка качества среды больших городов и промышленных зон» (В. В. Дмитриев, В. А. Шелутко, 2003). Актуальность экологического изучения городов связана с тем, что большая часть населения современной России (73%) проживает в городах, причем большинство — в крупных и средних. Малые же города в значительной степени представляют собой города-спутники, входят в городские агломерации и конурбации. Общая тенденция развития и роста городов — прогрессирующее ухудшение в них условий жизни: являясь материализованным уровнем развития цивилизации, становятся не только неудобными, но и в значительной степени опасными для жизни. В городах-миллионерах население не воспроизводит себя и поэтому для них характерно значительное старение населения. Прирост же населения здесь долгое время обеспечивался механическим приростом — миграцией из сельских районов и малых городов.

Города часто сравнивали с демографическими «черными дырами», «чудовищем, пожирающим человеческий род», предрекали гибель большим городам; в крупных городах получили распространение уродливые явления социальной патологии — здесь выше уровень преступности, наркомании, терроризма.

Но пока, к сожалению, альтернативы городу нет: его жизнестойкость объясняется тем, что город существует для удовлетворения основных потребностей человечества, обеспечивает технический прогресс и является генератором новых идей (как позитивных, так и негативных). Городская среда действительно служит средоточием для творческой деятельности, формирующей новые направления в науке, производстве, искусстве, культуре в силу концентрации здесь большинства активного и образованного населения. И хотя понятно, что жизнь в сельской местности в общих чертах более здоровая, чем в городе, разнообразие и наличие большого количества мест приложения труда и способов проведения досуга перевешивает экологические недостатки городов. В больших городах многообразие отраслей производства и обслуживания, развитая инфраструктура способствуют модернизации старых и развитию новых производств и рабочих мест.

Среднестатистический россиянин не прочь ездить в выходные на дачу, однако не имеет желания переселяться в сельскую местность. Даже в США с развитой дорожной и информационной инфраструктурой, а также обилием личного автотранспорта наблюдавшийся 20 лет назад отток среднего класса из городов в пригороды сменился возвращением его в города. Поэтому необходимы разработка и проведение в жизнь федеральных и муниципальных программ развития городов с учетом экологической безопасности проживания населения и оптимизации состояния городской среды.