Екологія міських екосистем

Реферат на тему:

Екологія міських екосистем

ЕКОЛОГІЯ МІСЬКИХ ЕКОСИСТЕМ

Останнім часом набули значного розвитку новітні напрями приклад­ної екології: екологія міських екосистем, екосистем космосу, військово-промислового комплексу, екологічна освіта та виховання, радіаційна еко­логія, правові й політичні засади екології та ін. З розвитком містобудів­ництва та значним зростанням чисельності міського населення великого значення набуває розвиток екології міських екосистем — урбоекологія/ Урбоекологія (лат. urbanus — міський) — галузь знань, що займається вивченням містоутворення і дослідженням взаємозв'язків людських посе­лень між собою та з навколишнім природним середовищем у міських еко­системах. За визначенням Європейської конференції (Прага, 1949), міс­том вважається компактне поселення з мінімальною чисельністю населен­ня 2000 чоловік. Категорію міста присвоюють населеному пункту згідно з чинним національним законодавством.

Чисельність міського населення безперервно зростає. Одночасно вини­кають величезні житлові та промислові поселення з населенням у мільйони й десятки мільйонів чоловік. Якщо до 1800 р. єдиним містом у світі з насе­ленням 1 млн чоловік був Лондон, то в 1900 р. таких міст налічувалося 12, на початок другої світової війни — 42, у 1960 р. — 88. Нині в усьому світі на­лічується понад 160 міст з мільйонним населенням/ За станом наОІ.01.1997 р. у світі налічується 94 міста з населенням понад 2 млн чоловік. З'явилися міс-та-мегаполіси (міста з приміськими поселеннями), чисельність населення в яких становить 10 млн чоловік і більше (Нью-Йорк, Мехіко, Токіо, Сан-Паулу, Бостон, Шанхай, Делі, Лондон, Москва та багато інших). Значно зростає чисельність населення і в містах України. Так, порівняно з довоєн­ним періодом кількість населення в обласних центрах збільшилася: у Льво­ві — у 2,3 раза, в Луцьку, Житомирі, Рівному — у 4,5—6, у Дніпропетров­ську, Кривому Розі, Києві — у 7—10 разів. У Києві нині мешкає близько З млн чоловік. Великі мегаполіси сформувалися в Донбасі: Донецьк—Ма­кіївка—Горлівка, Краматорськ—Костянтинівка—Слов'янськ та ін.

Інтенсивність урбанізації в країнах істотно залежить від рівня їх про­мислового розвитку. В індустріально розвинених країнах рівень урбані­зації становить лише 10 %, тоді як у найбільш розвинених — 60—70 %. У міру промислового зростання ступінь урбанізації країн, що розвива­ються, наближатиметься до рівня промислово розвинених. Зростатимуть і міста промислово розвинених країн. Очікується, що в перспективі насе­лення Землі мешкатиме переважно в містах.

З усієї поверхні Землі — 510 млн км² — площа суші, як відомо, стано­вить 146 млн км², а площа суші, придатна для життя за кліматичними умовами, — 70,6 млн км², тобто не більш як 3 % загальної площі суходо­лу. Площа, придатна для міської забудови, становить 28,1 млн км².

Середня густота населення в сучасних умовах становить 50 чол/км², тоді як у містах у 10 разів вища — 500 чол/км². За даними ООН, у містах більшості розвинених країн нині мешкає 75—80 % загальної кількості населення (табл. 12.1).

Причинами зростання міст та їх ролі в господарюванні є ефективніше використання природних і людських ресурсів для найповнішого задово­лення різнобічних суспільних та особистих потреб людини — біологіч­них, економічних, соціальних та ін. Отже, головною метою урбоекології є пошук оптимальних рішень містобудування, спрямованих на поліпшен­ня умов життя та всебічну раціоналізацію природокористування в межах території міської забудови. При цьому потрібно вирішувати комплекс проблем, пов'язаних з функціонуванням міських екосистем: рекреаційних, еколого-економічних, інженерно-технічних, соціального обслуговування тощо. Впродовж останнього часу темпи зростання території міст удвічі перевищують темпи зростання чисельності їх населення, тому густота населення в містах зменшується. Отже, площа під забудову міст буде потрібна в зростаючій кількості. При цьому також значно зростають потре­би в харчових продуктах, воді, енергії та інших життєвих ресурсах. Зрос­тання споживання природних ресурсів ускладнює екологічні пробле­ми урбанізації. Особливого значення набувають завдання з охорони довкілля.

Таблиця 12.1.

Показники урбанізованості населення Землі (станом на 01.01.1995)

До складу об'єктів міського господарства входять різні споруди та під­приємства, що забезпечують функціонування міста. До них належать сис­теми забезпечення продовольчими й господарськими товарами, водопос­тачання та водовідведення, енергопостачання, зв'язку, газо- і теплозабез-печення, міського транспорту, благоустрою і санітарного стану міської території, а також водойми та зелені насадження. Чим більше місто, тим складніші системи життєзабезпечення. Одним із найважливіших завдань міського господарства є створення належних умов для задовільного функ­ціонування складної соціально-еколого-економічної системи.

У процесі функціонування систем життєзабезпечення міста спожива­ється значна кількість різних природних ресурсів та створюється величез­на кількість газоподібних, рідких і твердих відходів (табл. 12.2). Водопостачання має цілодобово забезпечувати населення й промис­лові підприємства водою належної якості, що відповідає державним стан­дартам. Задовільно виконати це завдання не завжди вдається. У більшості міст України якість питної води не відповідає санітарним нор­мам. Тому поряд з централізованим водопостачанням у містах все біль­шою мірою використовують децентралізоване постачання населення во­дою, яку добувають з глибинних підземних горизонтів.

У результаті споживання значної кількості води утворюється багато промислових і побутових стічних вод. Щодоби на одного мешканця міста припадає в середньому 0,1—0,4 м³ побутових стічних вод. Кількість та­ких стоків залежить від густоти населення і становить 10—15 тис. м³/рік на 1 га житлової забудови. Вміст забруднювальних речовин у каналіза­ційних водах, що припадає на одного мешканця міста на добу, становить, г/л: завислі речовини — 65, амонійний нітроген — 8, органічні речовини (за БСК_П0ВН) — 35—40, хлориди — 9, фосфор — 1,7.

Таблиця 12.2.

Споживання і відходи міста з населенням 1 млн чол.

(за Г. В. Стадницьким і А. І. Радіоновим)

Під час опадів утворюються зливові стоки, забруднені різними речо­винами — зависями, солями, поверхнево-активними речовинами та ін. Основними джерелами забруднення зливового стоку в містах є: >- сміття з поверхні покриття;

> продукти ерозії ґрунтів;

> продукти руйнування дорожнього покриття та автомобільних по­кришок;

> розливання нафтопродуктів та втрати інших матеріалів;

> сміттєзбірні майданчики;

> газодимові викиди в атмосферу енергетичними системами, автомо­більним транспортом та промисловими підприємствами. З одного гектара території великих промислових міст під час зливи виноситься у водойми в середньому, кг: завислих речовин — 2000—2500, органічних речовин (за БСК_П0ВН) — 140—200, нафтопродуктів — 60—100, азоту — 4—6, фосфору — 1—1,5, мінеральних солей — 400—600.

Зливові стоки з територій підприємств залежать від асортименту та кількості вироблюваної продукції. Так, з територій підприємств нафто- і коксохімічної промисловості надходять зливові стоки, що містять, мг/л: смол і мастила — до 200, амонійного азоту — до 20, роданідів — до 5, фенолів — до 3. З територій заводів, що виробляють мінеральні добрива, з дощовою водою виноситься амонійного азоту — 200, фосфатів — до 100, фтору — до 100 мг/л. З територій заводів, які виробляють кольорові метали, утворюються зливові стоки, що містять, мг/л: міді — до 100, кад­мію — до 40, цинку — до 15, алюмінію — до 5, титану — до 3, свинцю — до 3, арсену — до 75, фтору — до 200. І/У містах у значній кількості утворюється побутове сміття, поховання та перероблення якого є досить складною проблемою. Так, кількість по­бутового сміття, що припадає на одного мешканця міста, становить 160— 190 кг/рік. Загальна кількість сміття, що утворюється на одного мешкан­ця, — 250—300 кг/рік. Для поховання 1 т побутових відходів потрібно З м² території. До складу побутового сміття входять, %: харчові відхо­ди — 43,5, папір — 28,3, шкіра та гума — 5,1, пластмаса — 2,6, метал — 5, скло — 5,5. На звалищах побутових відходів вже через рік після їх складу­вання утворюється біогаз, що містить 54 % метану і 46 % оксиду карбо­ну (IV). З однієї тонни побутового сміття виділяється 11,4 тис. м³ біогазу. Термін знешкодження міського сміття на звалищах становить 50—100 років, на компостувальних заводах — 3—4 доби, на сміттєспалювально­му заводі — менше доби.

Ґрунти на території міст забруднюються різними сторонніми речови­нами, які поділяють на механічні, хімічні та біологічні. До механічних забруднень належить будівельне сміття, бите скло, кераміка та інші мате­ріали, що негативно впливають на механічні властивості ґрунтів. Хімічні забруднення пов'язані з потраплянням у ґрунти різних хімічних речовин, що призводить до зміни природної концентрації хімічних елементів, яка може перевищувати встановлені нормативами ГДК. Біологічні забруднення спричинюють внесені в ґрунти різноманітні мікроорганізми, що погіршують бактеріологічні, гельмінтологічні та ентомологічні показни­ки стану грунтів і визначають рівень епідеміологічної небезпеки в місті.

Під впливом зміни рельєфу, регулювання поверхневого стоку, втрат з водоносних комунікацій може спостерігатись підвищення рівня ґрунто­вих вод та підтоплення. Водонасичення грунтів знижує їх міцність і при­зводить до деформації та руйнування будівель. З метою захисту від зсувів та обвалів крутосхилів здійснюють різні інженерні заходи: зміну рельєфу схилу, регулювання стоку поверхневих вод, агромеліорацію, закріплення пухких і тріщинуватих порід, будівництво споруд для закріплення схилів тощо.

Фізичні забруднення міста виявляються в місцевій зміні температур­ного, електричного, магнітного та йонізаційних полів і вібрацій, які знач­но перевищують природний фон. Інтенсивність шуму в містах промисло­во розвинених країн щороку збільшується на 0,5—1 дБ. Рівні шуму на міських вулицях становлять 85—87 дБ, що зумовлює зашумленість місь­ких територій.

Основними забрудниками атмосферного повітря в містах є об'єкти енергетики, промисловості й транспорт. У великих містах формується власний мікроклімат0стотно змінюється вологість, аеродинамічні, тер­мічні та радіаційні характеристики(^Можуть спостерігатися локальні під­вищення температури повітря порівняно з температурою навколишнього середовища та утворюватися смоги.ИЗа формування міського мікроклі­мату впливають викиди теплоти й зміна режиму сонячної радіації, пило-газові викиди промислових підприємств і транспорту, зміна теплового балансу;за рахунок випаровування, рельєф місцевості, що створюється міськокквабудовою, тощоЙІ загазованих містах від раку легенів помира.є значно більше людей, ніж у віддалених передмістях. Зростає кількість за­хворювань на ларингіт, фарингіт, кон'юнктивіт, екзему, пневмонію, ін­фаркт міокарда, бронхіальну астму, алергічні та інші хвороби./^

Охорону атмосферного повітря в місті можна здійснювати шляхом організації санітарно-захисних зон, архітектурно-планувальних рішень та інженерно-організаційних заходів, до яких належить використання без­відходних та маловідходних технологій, а також різні методи очищення газодимових викидів.

Місто є середовищем не тільки для проживання людей, а й для існу­вання різних видів рослин і тварин. Частково вони існують в одомашне­ному (окультуреному) стані, інші ж можуть жити тільки, в специфічних домашніх умовах (оранжереях, теплицях, акваріумах тощо) зустрічаються також дикорослі рослини та дикі тварини.

Зелені насадження крім естетичного призначення мають значний вплив на поліпшення міського мікроклімату, властивостей ґрунтів, очищення по­вітря від забруднювальних речовин та збудників хвороб, шумопоглинання тощо. Разом з тим деякі рослини можуть зумовлювати алергічні реакції. Багато тварин і мікроорганізмів є збудниками чи переносниками хвороб.

Особлива роль належить зеленим зонам за межами міст, до складу яких входять ліси й лісопарки. Вони виконують три основні функції: захисну, санітарно-гігієнічну та рекреаційну. Загальні розміри зелених зон вста­новлюють залежно від чисельності населення, природно-кліматичної зони та загальної лісистості території. Розмір лісопаркової зони встановлю­ють залежно від чисельності населення міста (табл. 12.3).

Міста чинять величезний негативний вплив на довкілля, що виявля­ється насамперед у забрудненні атмосферного повітря. В повітрі міст зо­середжено до 86 % усіх забруднень, до 13 % припадає на решту суходолу і лише 1 % — на океанський простір. Іншим негативним фактором дії на здоров'я мешканців міста є незадовільна якість питної води. Нерегулярне видалення побутових відходів, їх накопичення та гниття зумовлюють погіршення санітарно-гігієнічних умов і призводять до виникнення інфек­ційних захворювань.^міський шум, особливо поблизу автомобільних і залізничних магістралей, аеропортів, вокзалів та промислових підпри­ємств стали причиною масових нервових захворювань неврозів та психіч­них хвороб). Напружений ритм міського життя разом з погіршеною еко­логічною ситуацією спричинюють психоневрологічні розлади та депре­сії, серцево-судинні й нервові захворювання, діабет тощо. Несприятливі екологічні умови проживання населення послаблюють імунну систему і призводять до скорочення тривалості життя та підвищеної смертності. Поліпшення екологічного стану в містах має здійснюватись шляхом поступової стабілізації зростання міст, обґрунтованого з еколого-економічних позицій їх розміщення на території держави, вдосконалення гос­подарських систем та збільшення площ зеленої зони. Гострота екологіч­них проблем переважної більшості міст світу спонукає до пошуку нових шляхів їх вирішення.

Основним принципом майбутнього містобудування є гармонізація природного і соціального середовищ у місті. Тут можливі різні шляхи ви­рішення цієї проблеми: будівництво невеликих міст або багатомільйон­них мегаполісів зі спорудженням сімейних котеджів чи багатоповерхових будівель. Сучасні тенденції містобудування, зокрема мегаполісів, свідчать про те, що дедалі більша перевага віддається будівництву невеликих жит­лових міст, які розташовані поблизу промислово-ділової частини міста.

Міста майбутнього мають бути екологічно чистими з достатньо вели­кими зеленими зонами. Покрівлі передбачається використовувати для спорудження сонячних колекторів, що дасть змогу заощаджувати до 25 % енергії. Вони повинні гармонійно вписуватися в природні ландшафти з не­займаними природними екосистемами. Набуває певного поширення напрям підземного будівництва. Під землею вже будуються гаражі, складські при­міщення, торгові центри, метро та інші побутові об'єкти. Особливого зна­чення набуває будівництво підземної транспортної мережі. Не виключено, що й житлова частина міста буде розташована під землею що дасть змогу заощадити будівельні матеріали під час будівництва та теплову енергію під час проживання. Отже, основними завданнями в майбутньому містобуду­ванні має бути вирішення екологічних проблем, пов'язаних з нормальним проживанням населення в екологічно безпечних умовах.

Таблиця 12.3.

Розмір лісопаркової зеленої зони міста