Экологические проблемы и здоровье человека в городах

ГОУВПО  «НИ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  ИМЕНИ Н. П. ОГАРЁВА»

      Факультет географический

      Кафедра экономической и социальной географии 
 
 
 

РЕФЕРАТ

по геоурбанистике на тему:

«Экологические  проблемы и здоровье человека в городах» 
 

Выполнила: студентка 402 группы

специальности «Геоэкология»

Сергейчева  Светлана

Преподаватель: канд. геогр. н.

Логинова  Н. Н.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Саранск  2010

Содержание

       Введение 

      Экологические проблемы городов связаны  с  чрезмерной   концентрацией   на   сравнительно   небольших территориях   населения (сегодня 50 % людей планеты – горожане),   транспорта   и   промышленных   предприятий,    с образованием  антропогенных   ландшафтов,   очень   далеких   от   состояния экологического равновесия.

      Социально-экономическая  обстановка привела к неуправляемости  процесса урбанизации во многих странах.  Процент  городского  населения  в  отдельных странах равен: Аргентина – 83, Уругвай – 82,  Австралия  –  75,  США  –  80, Япония – 76, Германия – 90, Швеция – 83.

      Круговорот  вещества  и  энергии  в  городах  значительно  превосходит таковой в сельской  местности.  Средняя плотность естественного   потока энергии Земли – 180 Вт/м², доля антропогенной энергии в нем – 0, 1  Вт/м².  В городах она возрастает до 30 – 40 и даже до 150 Вт/м² (Манхэттен).

      Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей  и в  25  раз  больше  газов.  При  этом  60 – 70%  газового   загрязнения   дает автомобильный  транспорт.  Более  активная  конденсация  влаги  приводит   к увеличению осадков на 5 – 10%. Самоочищению  атмосферы  препятствует  снижение на 10 – 20% солнечной радиации и скорости ветра.

      При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250 – 400 м, а контрасты  температуры могут  достигать  5 – 6˚С. С  ними   связаны   температурные   инверсии,   приводящие   к   повышенному загрязнению, туманам и смогу.

      Города  потребляют в 10 и  более  раз  больше  воды  в  расчете  на  1 человека,  чем   сельские   районы,   а   загрязнение   водоемов   достигает катастрофических размеров. Объемы сточных  вод достигают 1м²  в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города  испытывают  дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

      Водоносные  горизонты  под  городами  сильно  истощены  в  результате непрерывных откачек скважинами и  колодцами,  а  кроме  того  загрязнены  на значительную глубину.

      Коренному преобразованию подвергается и  почвенный  покров  городских территорий.  На  больших  площадях,  под  магистралями  и   кварталами,   он физически уничтожается, а в зонах рекреаций – парки, скверы, дворы –  сильно уничтожается,  загрязняется  бытовыми  отходами,  вредными   веществами   из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами,  обнаженность  почв  способствует водной и ветровой эрозии.

      Растительный покров городов обычно практически  полностью  представлен «культурными  насаждениями»  –  парками,  скверами,  газонами,   цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не  соответствует  зональным  и региональным типам естественной  растительности.  Поэтому  развитие  зеленых насаждений   городов   протекает   в   искусственных   условиях,   постоянно поддерживается человеком.  Многолетние  растения  в  городах  развиваются  в условиях сильного угнетения.

      Загрязнение окружающей среды обитания человека, прежде всего, влияет на их здоровье, физическую выносливость, работоспособность, а также на их плодовитость и смертность, поэтому исследование данной проблемы сегодня особенно актуально.

       1  Экологические проблемы городов мира и их связь с состоянием здоровья горожан

      1.1 Загрязнение воздушного бассейна 

      Для крупных  городов  характерно  чрезвычайно  сильное  и интенсивное загрязнение атмосферы. Большинство загрязняющих  агентов в городе превышает ПДК. Более того,  поскольку в городе  наблюдается  одновременное воздействие сотни загрязняющих веществ, их совместное действие  оказывается  еще  более  значительным [7].

      В крупных городах с населением более 500  тыс. человек наряду с невысокими уровнями  концентрации  загрязнения в  периферийных  районах,  она   резко   увеличивается   в   промышленных зонах   и,  в  особенности  в  центральных   районах, где, несмотря на отсутствие крупных  промышленных  предприятий, как  правило,  всегда  наблюдаются  повышенные  концентрации   загрязнителей атмосферы.  Это  вызывается  как  тем,  что  в  центре городов   наблюдается интенсивное движение автотранспорта, так и тем, что  здесь температура воздуха обычно на несколько градусов выше, чем в периферийных,  что приводит к появлению над центрами городов восходящих воздушных  потоков, засасывающих загрязненный воздух из промышленных районов,  расположенных  на ближней периферии [2]. 

      Как правило, с  увеличением  размера города доля мобильных источников загрязнения (в основном  автотранспорта)  в общем загрязнении атмосферы возрастает до 60 – 70%.

        В мировом масштабе же 60 – 96% эмиссии вредных для организма человека веществ приходится на  производство энергии.

      Газообразные  выбросы установок перегонки  и крекинга при переработке нефти  в основном содержат углеводороды, моноксид  углерода,  сероводород,  аммиак  и оксиды  азота.  Та  часть  этих   веществ,   которую   удается   собрать   в газоуловителях перед выходом в атмосферу, сжигается в факелах, в  результате чего появляются моноксид  углерода,  оксиды азота и диоксид серы.  При сжигании  кислотных продуктов алкилирования образуется  фтороводород,  поступающий  в  атмосферу. 

      Из  всех видов химических производств  наибольшее загрязнение дают  те, где изготавливаются или используются лаки и краски, т. к.  они  содержат  большой   процент растворителя [7].

      В отличие от стационарных источников загрязнение  воздушного  бассейна автотранспортом происходит на небольшой высоте и  практически  всегда  имеет локальный   характер.   В  целом  выбросы  автотранспорта  значительно  более  токсичны,   чем выбросы, производимые стационарными источниками, т. к. содержат наряду  с  угарным  газом, окислами  азота  и  сажей  (у  дизельных  автомашин)  более  200  веществ  и  соединений,  обладающих токсическим  действием: соединения   тяжелых металлов  и  особенно   бензапирен,   обладающий выраженным канцерогенным эффектом.

      Результатом загрязнения атмосферы  становится  такое  характерное  для множества крупных городов явление, как фотохимический туман (смог). В  состав основных  компонентов  смога  входят:    озон,   оксиды   азота    и   серы, многочисленные  органические  соединения перекисной  природы – фотооксиданты. Такие смоги нередки над  Лондоном,  Парижем,  Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и  другими  городами  Европы и Америки.  По  своему физиологическому воздействию на организм  человека  они  крайне  опасны  для дыхательной и кровеносной системы и часто  бывают  причиной  преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем [11].

      Многие  техногенные вещества, попадающие  в  воздушную  среду  городов, являются опасными загрязнителями. Они наносят ущерб  здоровью  людей,  живой природе города. В целом на здоровье горожан влияют многие факторы, в особенности характерные черты городского образа жизни - гиподинамия, повышенные нервные нагрузки, транспортная усталость и ряд других, но более всего — загрязнение окружающей среды (таблица 1).

      Таблица 1 – Заболевания, вызванные загрязнителями атмосферы

      Об  этом свидетельствуют, в частности, существенные различия в заболеваемости населения в отдельных районах  одного и того же города. В одном  районе большое количество промышленных предприятий находится вблизи детских  садов, в другом детские учреждения отдалены от основных магистральных путей и источников загрязнения воздуха вредными веществами [5]. Анализ заболеваемости показал, что общая острая заболеваемость в первом районе была в 1,5 раза выше, чем во втором. Заболеваемость органов дыхания детей возрастных групп (от  года до 6 лет) в первом районе была также в 1,5 раза выше, чем во втором районе, а нервной системы и органов чувств — в 2—2,5 раза чаще. Изменение здоровья горожан является не только показателем экологического состояния города, но и важнейшим социально-экономическим его следствием, которое должно определять ведущие направления по улучшений качества окружающей среды. В связи с этим весьма важно подчеркнуть, что само здоровье горожан в пределах биологической нормы является функцией от экономических, социальных (включая психологические) и экологических условий.

      Наиболее  заметные отрицательные последствия  загрязнения окружающей среды в крупном городе проявляются в ухудшении здоровья горожан по сравнению с жителями сельской местности.

      Наряду  с загрязнением воздушного бассейна на здоровье человека отрицательно сказываются многие другие факторы окружающей среды городов.

2. Шумовое загрязнение городов

      Шумовое загрязнение  в  городах  практически  всегда  имеет  локальный характер и преимущественно вызывается средствами  транспорта  –  городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных  магистралях  крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к  усилению  ежегодно на 0,5 дБ,  что  является  наибольшей  опасностью  для  окружающей  среды  в районах оживленных транспортных  магистралей. 

      Как  показывают  исследования медиков, повышенные уровни шумов  способствуют  развитию  нервно-психических заболеваний  и  гипертонической  болезни.  Борьба  с  шумом,  в  центральных районах  городов  затрудняется  плотностью  сложившейся   застройки,   из-за которой   невозможно   строительство   шумозащитных   экранов,    расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на  дорогах  уровни  шумов.  Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы  являются  снижение собственных шумов транспортных средств (особенно  трамвая)  и  применение  в зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых  шумопоглощающих материалов, вертикального озеленения домов и  тройного  остекления  окон  (с одновременным применением принудительной вентиляции) [5]. 

1.3 Загрязнение водного бассейна 

      Загрязнение водного бассейна в городах следует  рассматривать  в  двух аспектах – загрязнение воды в зоне водопотребления и загрязнение водного  бассейна в черте города за счет его стоков.

      Загрязнение воды в зоне водопотребления производится  как  за  счет сброса части неочищенных стоков городов и  предприятий,  расположенных  выше зоны водозабора данного города и загрязнения воды речным транспортом, так  и за счет попадания в водоемы части  удобрений  и  ядохимикатов,  вносимых  на поля. Причем, если с первыми видами загрязнения  можно  путем  строительства очистных  сооружений  бороться  эффективно,  то  предотвратить   загрязнение водного бассейна, производимое  сельскохозяйственными  мероприятиями,  очень сложно. В зонах повышенного увлажнения около 20% удобрений  и  ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь, может  приводить к эвтрофикации водоемов [11].

      Водоочистные  сооружения  водопроводов   не   в состоянии очистить питьевую воду от  растворов  указанных  веществ,  поэтому питьевая вода может  содержать  их  в  себе  в  повышенных  концентрациях  и отрицательно  повлиять  на  здоровье  человека (таблица 2).  Рост  химизации   сельского хозяйства неизбежно будет приводить  к  увеличению  количества  удобрений  и ядохимикатов, вносимых в почву, и соответственно с этим  их  концентрация  в воде будет увеличиваться [5].

      Таблица 2 – Заболевания, вызванные загрязнителями водной среды городов

      1.4 Влияние микроклиматических характеристик городов на здоровье населения 

      Хозяйственная деятельность, планировка жилых  кварталов,  ограниченное количество зеленых насаждений приводят  к  тому,  что  в  городах,  особенно крупных,  складывается  свой  микроклимат,  который  в целом  ухудшает  его экологические характеристики [1].

      В безветренные дни над крупными городами на  высоте  100 – 150  м может образовываться   слой   температурной    инверсии,    который    задерживает загрязненные  массы  воздуха  над  территорией   города.   Это   наряду   со значительными  тепловыми  выбросами   и   интенсивным   нагревом   каменных, кирпичных  и  железобетонных  сооружений  приводит  к  нагреву   центральных районов города. В зимние безветренные дни перепад температур воздуха между центром и окраинами Петербурга может достигать 10° С.

      Значительная  загазованность  воздушного  бассейна,  в  свою  очередь, приводит к уменьшению  инсоляции  и  сокращению  поступления  к  поверхности земли ультрафиолетового  излучения.  Это  отрицательно  влияет  на  здоровье горожан,  поскольку  при  пониженной  инсоляции  замедляется  выведение   из организма ряда токсических  веществ,  в  частности  тяжелых  металлов  и  их соединений, помимо этого пониженная инсоляция тормозит  синтез в организме ряда важных  ферментов.  Между  тем  жители  больших  городов  очень  часто, особенно в зимнее время, испытывают дефицит инсоляции [4].

      Особо следует сказать о неблагоприятных  ветровых режимах,  возникающих во многих районах новостроек со свободной застройкой. Хорошо  известно,  что перепады  атмосферного  давления,  в  особенности   его   снижение,   весьма неблагоприятно  сказываются  на  самочувствии  людей,  страдающих  сердечно-сосудистыми заболеваниями. Вместе с тем во многих районах  новостроек  из-за нерациональной планировки кварталов в отдельных их точках могут  наблюдаться местные падения атмосферного давления. Так, в  небольших  промежутках  между двумя крупными домами при определенных направлениях ветра скорость  ветровых потоков может значительно возрастать. Согласно законам аэродинамики  в  этих точках  происходит  местное  падение  атмосферного  давления  (до   десятков миллибар), которое с внутренней стороны  квартала  приобретает  пульсирующий характер (частота около  5-6  Гц).  Зона  подобного пульсирующего давления распространяется на 15-20м в стороны от промежутка  между  домами.  Сходное, хотя и менее четко выраженное положение  наблюдается  и  на  верхних  этажах зданий с плоской кровлей. Излишне говорить,  что  пребывание  в  этих  зонах людей, страдающих  сердечно-сосудистыми  заболеваниями,  может  отрицательно влиять на их здоровье [1].

            Решение  данной  проблемы  постоянно  требует  проведения  в   районах новостроек комплекса  мер  по  нормализации  ветрового  режима  в  отдельных микрорайонах за счет более рациональной планировки кварталов,  строительства ветрозащитных сооружений и высадки зеленых насаждений [1].

1.5 Проблема городских отходов 

      До  эры  агломераций  утилизация  отходов  была  облегчена   благодаря всасывающей  способности  окружающей  среды:  земли   и   воды.   Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к  столу,  обходясь  без  переработки, транспортировки,  упаковки,  рекламы  и  торговой  сети,   привносили   мало отходов. Передвижение  в города привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.

      В  настоящее  время  жители  Нью-Йорка  выбрасывают  в  день  в  общей сложности около 24000 т материалов.  Эта  смесь,  состоящая в основном  из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные  контейнеры,  макулатуру, пластик и  пищевые  отходы.  В  этой  смеси  содержится  большое  количество опасных отходов: ртуть  из  батареек,  фосфоро-карбонаты  из  флюорисцентных ламп   и   токсичные   химикаты   из   бытовых   растворителей,   красок   и предохранителей деревянных покрытий.

      Город  размером  с  Сан-Франциско  располагает   большим   количеством алюминия, чем небольшая бокситовая шахта, меди – чем средняя  медная  копия, и большим количеством бумаги,  чем  можно  было  бы  получить  из  огромного количества древесины.

      С начала 70-х до конца 80-х в России бытовых отходов стало  в  2  раза

больше. Это миллионы  тонн.  Ситуация  на  сегодняшний  день  представляется следующей. С 1987 г.количество мусора по стране увеличилось в два раза  и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только  Москва выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов  примерно  по  1  т  на  каждого жителя!

      Как видно из  приведенных  примеров  масштабы  загрязнения  окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы  нарастает  с  каждым днём, отсюда опасность развития эпидемий, накопления в организмах горожан вредных веществ, образующихся при гниении или простом складировании отходов [5]. Особую проблему создаёт утилизация бытовых отходов методом сжигания, т.к. она суммируется к и без того отрицательно воздействующей загрязненной атмосфере города. 

2 Пути оптимизации городской среды 

      Улучшение состояния окружающей среды достигается с помощью различных мер: технологических (переход на более совершенные, «чистые» технологии), технических (совершенствование устройств очистки сбросов в водоемы и выбросов в атмосферу), структурных (закрытие и вывод за пределы города производств-загрязнителей и, наоборот, развитие производств, экологически уместных для него), архитектурно-планировочных (организация промышленных зон, создание санитарно-защитных разрывов) [1].

      Неупорядоченное размещение промышленности по территории города резко ухудшает в нем экологическую обстановку. Градостроительным способом противодействия этому служит организация промышленных зон. В генеральные планы городов, схемы районной планировки, тональные схемы расселения и в генеральную схему расселения на территории России включаются разделы по охране окружающей среды, районе города.

      В проектно-планировочной практике успешно  используется концепция опорного экологического каркаса, которая большое развитие получила в трудах В.В. Владимирова [6]. Концепция основывается на объективных процессах поляризации ландшафта происходящих как в природе, так и в социально-экономической среде. Эта закономерная тенденция в развитии окружающей среды, по мнению Б.Б. Родомана, может стать программой улучшения среды в эпоху продолжающейся индустриализации, автомобилизации и роста городов.

      С помощью опорного экологического каркаса  можно сбалансировать отношения  между природой и техникой, урбанизацией и средой. В основу организации  территории положено выделение трех основных зон:

      а) наибольшей хозяйственной активности;

      б) экологического равновесия;

      в) буферной Зоны высокой хозяйственной  активности, в том числе и расположенные  в ней города и агломерации, имеют  свой экологический каркас, образованный зелеными клиньями и поясами, водно-парковыми диаметрами, для создания которого используется природная основа в виде гидрографической сети, форм рельефа, естественных зеленых насаждений.

      Зоны  экологического равновесия нужны для  воспроизводства важнейших природных  ресурсов. В них устанавливается строгий режим хозяйственной деятельности, ограничивается развитие промышленности, сдерживается рост городов, запрещается рубка леса, кроме санитарной. Предусматривается расширение сети природных парков, заповедников, заказников, охраняемых ландшафтов. Лесистость поддерживается на уровне 40-50%, сохранится чистыми малые реки, восстанавливаются популяции животных и птиц, имеющих хозяйственное значение, а также редких их видов, запрещаются все виды охоты, кроме необходимых для поддержания фауны в равновесном состоянии. 

      По  отношению к опорному экономическому каркасу экологический каркас выступает в качестве антипода, «антикаркаса». Во-первых, он обеспечивает сбалансированность во взаимоотношениях человека и природы в определенном пространстве. Во-вторых, в отличие от экономического каркаса, представляющего собой линейно-узловую структуру, экологический каркас образован значительными по площади территориями (это его главные базовые элементы), сохраняющими и в пределах  экономически плотных пространств ареальный характер в виде широких клиньев, полос, поясов.

      Города  являются  мощными   источниками   загрязнения   водного бассейна.  В  крупных  городах  в  расчете  на  1  жителя   (с   учетом загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасывается в  водоемы  около 1 м³  загрязненных  стоков.  Поэтому города  нуждаются в мощных  очистных сооружениях.

      Еще в Древнем Риме строили акведуки  для  снабжения  свежей  водой канализационную сеть,  бассейна  отстойника  и тем самым предотвращение  засорения  канализации  и  образования   продуктов   гниения («дортмундские колодцы» и «эмские колодцы»).

      Другим  методом обезвреживания сточных  вод была их очистка  с  помощью полей орошения, т. е. спуск сточных вод на специально  подготовленные  поля.

      Однако  лишь в середине прошлого  столетия  начались  разработка  методов очистки сточных вод и систематическое строительство канализационных сетей  в городах.      

      Сточные воды предприятий  (например,  нефтеперерабатывающих)  вначале подвергаются физико-химической очистке, а  затем  биологической.        Но эксплуатация многих станций на основе ила связано со  значительными трудностями. Так, при  работе  станции  биологической  очистки  сточных  вод городов образуется около 1,5 – 2 т отработанного ила в год в расчете  на одного жителя. Использование этого ила в  качестве  удобрения  для  столовых сельскохозяйственных  культур  недопустимо,  так  как  он  содержит  в  себе большое  количество  токсических  веществ,  не  подлежащих   разложению.   В настоящее  время  такой  ил  складируется  на  суше,  занимая   значительные территории, и вызывает загрязнение почвенных  вод.  Причем  из  ила,  прежде всего,  вымываются  наиболее  токсические  элементы,  содержащие  соединения тяжелых металлов, представляющие  особую  опасность  для  биосферы.  Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном,  а  затем  передаются  по  пищевой  цепи более  высокоорганизованным  организмам.  Из  металлов  наиболее  токсичными  являются ртуть, медь, цинк, а также кадмий.