Проблема экологии городских территорий приобретает в настоящее время все большую актуальность. По экспертным оценкам, уже около половины человечества проживает в городах, а к 2050 г. этот показатель возрастет до 70% и превысит 80% в промышленно развитых странах.

В России численность городского населения составляет 72,8%, а на северо-западе страны, где из-за природных условий практически невозможно заниматься сельским хозяйством, достигает 92%. Согласно докладу ООН «Распределение населения, урбанизация, внутренняя миграция и развитие» (апрель 2008 г.) Россия входит в список 25 наиболее урбанизированных стран мира, занимая в нем шестое место.

Процесс урбанизации в России проходил весьма неравномерно, был связан с различными экономическими и политическими событиями в жизни страны и наиболее интенсифицировался в последние 100 лет.

Например, в начале XVIII в., в период реформ Петра I, новые города (Санкт-Петербург, Петрозаводск) появились на северо-западе, а также на Урале (Екатеринбург), где началось интенсивное развитие металлургии. В XIX в. новые города (Владикавказ, Владивосток и др.) были основаны в присоединенных к стране районах. В конце XIX в. при строительстве Транссибирской железнодорожной магистрали возник Новониколаевск (ныне Новосибирск) – самый молодой из городов-миллионеров России, крупнейший в азиатской части страны.

Интенсивным ростом городов ознаменовались 30-е годы XX в., когда крупное промышленное строительство первых пятилеток не только привело к возникновению ряда новых городов и поселков (например, Магнитогорска, Комсомольска-на-Амуре), но и дало мощный стимул к разрастанию старых поселений. В результате рядом с новыми заводами выросли новые промышленные районы – Кузбасс, Южный Урал и др.

Следующим по значимости этапом роста городов страны стал период Великой Отечественной войны и восстановления промышленности, когда в результате перебазирования экономического потенциала южных и западных районов на Урал и в Западную Сибирь там были созданы новые обширные промышленные районы.

В послевоенное время, во второй половине XX в., фактором, стимулировавшим возникновение новых городских поселений, стало освоение природных ресурсов, в основном на севере и востоке страны (Нижневартовск, Мирный); создание закрытых центров оборонной промышленности и наукоградов, строительство крупных промышленных и энергетических объектов.

В результате, если по переписи 1897 г. в городах проживало лишь 13% населения, то к 1920 г. этот показатель повысился до 18%, к концу 30-х годов – до 34%, к 1958 г. – до 50%.

Таким образом, показатели жизни именно городского населения, в том числе такие определяющие лицо страны, как продолжительность здоровой жизни и состояние здоровья, оказывают решающее влияние на уровень их в масштабе государства.

На конгрессе Всемирной ассоциации мегаполисов (1987 г.) отмечалось, что крупнейшие города, являясь центрами сосредоточения интеллектуальных и культурных ценностей, предоставляя большие возможности для развития здравоохранения и т.п., сталкиваются в своем функционировании со значительными трудностями и что город, который раньше считался основным двигателем экономического и социального прогресса, скорее является его тормозом. Это подтверждается быстрым ухудшением условий жизни городского населения, связанным с недостаточным развитием инфраструктуры, экономическим кризисом, ростом безработицы и финансовых трудностей, нарушением экологического равновесия и социальным неравенством. Рост городского населения, начиная со второй половины XX в., был настолько стремительным, а концентрация и интенсификация производственной и непроизводственной деятельности такой высокой, что окружающая среда многих городов мира уже не в состоянии удовлетворять биологические и социальные потребности их жителей.

Так, характеризуя лишь экологический аспект урбанизации, отметим, что крупный город изменяет почти все компоненты природной среды: атмосферу, растительность, почву, рельеф, грунты, подземные воды и даже климат. Перепады температур, относительной влажности, солнечной радиации между городом и его окрестностями иногда соизмеряется с весьма значительным продвижением в естественных условиях по широте, причем изменение одних условий вызывает изменение других. Горожане получают на 15% меньше солнечных лучей летом и на 30% зимой, на 10% больше осадков, на 10% больше облачных дней, на 30% больше тумана летом и на 100% зимой.

Города дают 80% всех выбросов в атмосферу и 3/4 общего объема загрязнений; все города мира ежегодно выбрасывают до 3 млрд т твёрдых отходов, свыше 500 млрд м3 промышленных и бытовых стоков, около 1 млрд т аэрозолей; загрязняющее и тепловое воздействие больших городов и агломераций прослеживается на расстоянии около 50 км; города изменяют естественные ландшафты, формируя антропогенный ландшафт.

Понимание глубины воздействия процесса урбанизации на природу и человека в последние десятилетия существенно изменилось. Это показывает, например, значительное расширение понятия «загрязнение». Так, к загрязнителям, приводящим к деградации экосистем и снижению качества среды обитания, стали относить любой природный и антропогенный физический агент, химическое соединение, или биологический вид, который попадает в неё или возникает в ней в количествах, выходящих за рамки своего обычного наличия – предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Выделение экологических и сопряженных с ними вопросов, имеющих наиболее важное значение для городов, дает семь блоков взаимосвязанных факторов:

1. Проблемы, обусловленные чрезмерными нагрузками на литосферу города и ее поверхность: изменение рельефа; изменение структуры водосборных бассейнов; изменение свойств литосферы; нарушение целостности, образование карстовых пустот в результате строительных работ.

2. Проблемы, связанные с нагрузками на ландшафт: деградация природного ландшафта в городе; деградация природного ландшафта в пригородных зонах, обусловленная чрезмерной посещаемостью лесных и рекреационных зон, отчуждением земель под свалки, коттеджные поселки и автомагистрали; недостаток зеленых массивов и мест отдыха; болезни растений, обусловленные изменением состава почв, загрязнением атмосферы и гидросферы, необходимость создания оптимального «городского» видового состава растительности.

3. Проблемы, связанные с водоснабжением: значительные изменения водного баланса; чрезмерная эксплуатация водных ресурсов и связанные с ней изменения гидрологической и гидрогеологической обстановки; влияние на окружающую среду искусственных водоемов; влияние хозяйственной деятельности на состояние поверхностных питьевых источников и охрана их от загрязнения; взаимовлияние поверхностных и подземных вод, изменение качества водоисточников.

4. Проблемы, связанные с загрязнением атмосферы: кислотные осадки; «остров тепла»; запыленность атмосферы и т. п.

5. Проблема образования и утилизации твердых бытовых отходов.

6. Влияние электромагнитного излучения, шума, вибрации, светового и информационного загрязнений.

7. Проблемы, связанные с функционированием городских сетей (транспорт, водо-, тепло-, газо- и энергоснабжение, канализация и др.).

Эти проблемы углубляются с переходом города на стадию образования городской агломерации – новый этап во взаимоотношениях города и природы, характеризующийся не только количественным ростом населения, но и большими изменениями природной среды, распространением техногенных нагрузок на обширную территорию, интенсивным замещением естественных природных комплексов урбокомплексами. Радиусы воздействия городских агломераций в десятки раз больше, чем их собственный. В результате возникают своеобразные искусственные зоны с экстремальными экологическими условиями.

В России уже сложился целый ряд городских агломераций: Московская, Воронежская, Саратовская, Красноярская. Больше всего их на Урале и в Поволжье. По существу вся европейская часть страны без севера и редко заселенных районов Прикаспийской низменности представляет собой зону сплошного заселения.

Развитие городов России в XX в., периоде наиболее бурной урбанизации, определялось не только спецификой исторических условий формирования городской среды, особенностями роста населения и промышленности, трудностями, связанными с общественными катаклизмами, но и целым рядом других факторов.

Так, например, с точки зрения необходимых энергозатрат большинство российских городов располагаются в неблагоприятных климатических условиях. К тому же, в географическом поясе, в котором находится наша страна, способность природных биологических систем к самовосстановлению значительно ниже, чем в более теплых зонах; зеленые насаждения, микробиологические системы в водоемах и почве работают не более 5-6 месяцев в году. Все это, особенно в городах с высокой плотностью населения, затрудняет поддержание необходимого качества окружающей среды и увеличивает цену поддержания экологической безопасности.

Свой вклад в неблагополучную экологическую ситуацию внесли директивный подход к размещению промышленных предприятий, недостаточно проработанный выбор места их расположения, гипертрофированное развитие тяжелой промышленности в крупных городах.

Загрязнение атмосферного воздуха

Решающее значение для выработки мероприятий по оздоровлению экологической ситуации в городах имеет наличие полной, объективной, конкретной информации по этой проблеме. Такая информация с 1992 г. публикуется в ежегодных Государственных докладах Министерства природных ресурсов Российской Федерации «О состоянии и об охране окружающей природной среды РФ», докладах Департамента природопользования и охраны окружающей среды Правительства Москвы «О состоянии окружающей среды в Москве», других аналогичных документах.

Согласно этим документам «загрязнение окружающей среды остается наиболее острой экологической проблемой, имеющей для Российской Федерации приоритетное социальное и экономическое значение».

Постоянной экологической проблемой городских территорий является загрязнение атмосферного воздуха. Её первостепенное значение определяется тем, что чистота воздуха – фактор, непосредственно влияющий на здоровье населения. Атмосфера оказывает интенсивное воздействие на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты.

Среди антропогенных источников загрязнения приземной атмосферы к наиболее опасным относятся сгорание различных видов топлива, бытовых и промышленных отходов, ядерные реакции при получении атомной энергии, металлургия и горячая металлообработка, различные химические производства, в том числе переработка газа, нефти и угля. Свой вклад в загрязнение атмосферы городов вносят строительные объекты, транспорт и автотранспортные хозяйства.

Так, например, в Москве, по данным на 1997 г., источниками загрязнения атмосферы являлись около 31 тыс. промышленных и строительных объектов (в т.ч. 2,7 тыс. автотранспортных хозяйств), 13 тепло- и электростанций и их филиалов, 63 районных и квартальных тепловых станции, более 1 тыс. мелких котельных, а также свыше 3 млн. единиц автотранспорта. В результате в атмосферу ежегодно выбрасывалось около 1 млн тонн загрязняющих веществ. При этом их общее количество с каждым годом возрастало.

Следует учитывать и то, что в крупных городах негативное воздействие общего состояния атмосферы усугубляется тем, что большая часть населения проводит в помещениях до 20–23 часов в сутки, в то время как уровень загрязнения внутри здания превосходит уровень загрязнения наружного воздуха в 1,5–4 раза.

Основными загрязнителями атмосферы являются диоксид азота, оксид углерода, взвешенные вещества, диоксид серы, формальдегид, фенол, сероводород, свинец, хром, никель, 3,4-бензапирен.

По данным Росстата за 2007 г., более 30 тыс. предприятий имеют выбросы загрязняющих веществ с отходящими газами от стационарных источников в атмосферу. Количество отходящих от них загрязняющих веществ – 81,98 млн т; выброшено в атмосферу без очистки – 18,11 млн т. Из выбросов, поступивших на очистные сооружения, уловлено и обезврежено 74,8%.

В городах с высоким уровнем загрязнения атмосферы проживают около 58 млн. человек, в том числе, в Москве и Санкт-Петербурге 100%, а на Камчатке, в Новосибирской, Оренбургской и Омской областях – более 70% населения. В городах, атмосфера которых содержит высокие концентрации диоксида азота проживают 51,5 млн. человек, взвешенных веществ – 23,5, формальдегида и фенола – более 20, бензина и бензола – более 19 млн человек. При этом с конца 90-х гг. число городов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения воздушного бассейна возрастает.

До начала 90-х годов основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносили промышленные предприятия. В этот период в число населенных пунктов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха входили такие «города-заводы», как Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Тольятти, Норильск и др. Однако по мере спада, а затем некоторого подъема и перепрофилирования промышленного производства, с одной стороны, и происходящего в русле общемировых тенденций ускоренного роста автомобильного парка, с другой стороны, происходили изменения в списке приоритетных факторов, влияющих на состояние атмосферы населенных пунктов.

В первую очередь это отразилось на экологии крупных городов. Так, в Москве в 1994–1998 гг. основные тенденции изменения состояния окружающей среды характеризовались «…снижением влияния промышленности на состояние всех природных сред. Доля загрязнения воздуха от промышленных объектов снизилась до 2–3% от общего объема выбросов загрязняющих веществ. Доля коммунального хозяйства (энергетика, водоснабжение, мусоросжигание и др.) также резко уменьшилась и составляет около 6–8%. Определяющим фактором состояния воздушного бассейна Москвы в настоящее время и на ближайшие 15–20 лет стал автотранспорт».

Спустя шесть лет, в 2004 г., в Москве поступление загрязняющих веществ от промышленных предприятий возросло до 8%, практически неизменным остался вклад объектов теплоэнергетики – 5% и еще более повысилась доля автомобильного транспорта – 87%. (В этот же период в среднем по России имело место другое соотношение: выбросы от автотранспортных средств составили 43%.) К настоящему времени автомобильный парк столицы составляет свыше 3 млн. единиц. Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу города составляет 1830 т/год или 120 кг на одного жителя.

В Санкт-Петербурге вклад автотранспорта в валовой выброс загрязняющих веществ составлял в 2002 г. около 77%. За период 90-х годов парк автомобилей в городе увеличился в 3 раза. В 2001 г. их число составляло 1,4 млн. единиц.

Ускоренный рост автотранспорта оказывает резко негативное влияние на состояние окружающей среды в городах, которое не ограничивается загрязнением воздушного бассейна такими соединениями, как двуокись азота, формальдегид, бензапирен, взвешенные частицы, оксид углерода, фенол, соединения свинца и др. Этот фактор приводит к загрязнению почв, шумовому дискомфорту, угнетению растительности вблизи автомагистралей и т.д.

В России неконтролируемый рост автотранспортного парка сопровождается снижением числа единиц экологически чистого общественного транспорта – троллейбусов и трамваев. К тому же автомобилизация населения влияет на состояние окружающей среды сильнее, чем в других индустриальных странах, поскольку происходит в условиях отставания экологических показателей отечественных автотранспортных средств и используемых моторных топлив от мирового уровня, а также отставания в развитии и техническом состоянии улично-дорожной сети. В связи с этим основным вопросом экологической политики в крупных городах России становится «экологизация» автотранспортного комплекса, под которой подразумеваются не только сами автомобили, но и стратегия развития общественного транспорта, градостроительная политика, стратегия сохранения природного комплекса, система нормативно-правовых актов, экономические механизмы «вытеснения» углеводородного топлива (за исключением природного газа) и др.