Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова

Города — рок человечества. Экологи называют их паразитами био
сферы, а на снимках, сделанных из...
Образование
и жаловался, что у него болит
живот).
Мы будем считать город гете
ротрофной антропогенной эко
системой, котору...
Модуль 2. Бытовой мусор
и бытовые стоки
(Клад в мусорном ящике)

«Барабек», потребляя огромное
количество твердых веществ ...
Образование
ботке и 10% перетирается в крош
ку, которая используется как ком
понент дорожных покрытий и при
производстве и...
1,16 Вт·ч/год. В Дании сегодня это
значение составляет 0,45, причем
планируется его уменьшение
до 0,26.

Модуль 5. Озелене...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

демоны городских урбоэкосистем

574 views
490 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
574
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
200
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

демоны городских урбоэкосистем

  1. 1. Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова Города — рок человечества. Экологи называют их паразитами био сферы, а на снимках, сделанных из космоса, города с расползающи мися инфраструктурами напоминают раковые опухоли с метастаза ми. Чем цивилизованнее общество, тем выше процент городского населения, больше городов, крупнее их размеры и пагубнее влияние на биосферу. Беседа третья: Модули устойчивости городских экосистем (Экосистема «Барабек») том, можно ли считать го род экосистемой, экологи спорят уже много лет. С одной стороны, в городе есть все составляющие экосисте мы: продуценты (растения садов, парков, газонов и т. д.), консумен О http://www.ecolife.ru ты (сам человек и домашние жи вотные, разнообразная городская фауна) и редуценты, разрушаю щие органическое вещество. С другой стороны, в городе отсут ствует круговорот веществ, кото рый характерен для естественных экосистем и в какой то мере вы ражен в сельскохозяйственных экосистемах. Город — это самый прожорливый Робин Бобин Бара бек, который «скушал сорок чело век и корову, и быка...» (и потом съел еще много разной всячины 35
  2. 2. Образование и жаловался, что у него болит живот). Мы будем считать город гете ротрофной антропогенной эко системой, которую часто называ ют урбоэкосистемой. Для нее ха рактерны: зависимость, т. е. необходи мость импорта ресурсов и энергии. Экосистема города начнет уми рать, если на несколько дней прек ратится их поступление. Занимая 2% поверхности земного шара, го рода потребляют 75% мировых ре сурсов; постоянное накопление твердо го вещества за счет резкого, при мерно в 10 раз, превышения его ввоза в город над вывозом. Ввози мое вещество аккумулируется в первую очередь в городских пост ройках и твердом покрытии дорог и площадей. Значительная его часть в виде отходов поступает на свалки; «наползание» городов на естест венные и сельскохозяйственные экосистемы. Города уменьшают площадь экосистем, участвующих в круговороте углерода и дающих биологическую продукцию. Есть два взгляда на будущее го родских экосистем. Первый — взгляд радикальных экологов ро мантиков, которые хотят рассе лить всех горожан в экосити (небольшие зеленые городки с на селением 50–100 тыс. человек). Второй — экологов реалистов, ко торые считают, что от больших го родов и мегаполисов нам никуда не деться, и нужно думать о том, как улучшить условия жизни в них. Это возможно, так как в го родской экосистеме тоже есть модули устойчивости. Модуль 1. Городской транспорт (Укрощение демонов) Главным виновником ухудшения состояния городской среды явля ется автомобильный транспорт. Это — «демон цивилизации», ко торый стал главным поставщиком загрязняющих веществ в атмосфе ру городов. И потому именно «ук рощение демонов» — главный мо дуль повышения устойчивости го родских экосистем. 36 Автомобили выжигают значи тельное количество кислорода и выбрасывают в атмосферу эквива лентное количество диоксида уг лерода. В составе выхлопных газов содержится около 200 вредных ве ществ. Кроме того, в воздух посту пает также резиновая пыль, обра зующаяся при стирании покры шек и являющаяся отличным ад сорбентом для вредных веществ, включая канцерогены. При ис пользовании бензина с добавлени ем соединений свинца автомобиль загрязняет почвы этим тяжелым металлом. При мытье автомобилей или при попадании в воду отрабо танного моторного масла происхо дит опасное загрязнение водое мов. Автомобили являются источ ником шумового загрязнения, для них необходимы асфальтовые до роги, значительную площадь зани мают гаражи и места парковок. Ежегодно в мире в автокатастро фах и авариях погибают около 1 млн человек, в том числе более 50 тыс. россиян. Число автомобилей в мире уже превышает 600 млн единиц и про должает увеличиваться. Россия — не исключение. Так, количество автомобилей у нас уже достигло 130 единиц на 1000 жителей, а в больших городах — на 100 авто мобилей больше (для сравнения, в США на 1000 человек приходит ся 600 автомобилей, в Швеции — более 400, в Японии — 300). И по тому наиболее радикальный вари ант снижения пагубного влияния автомобиля на городскую среду — уменьшение их числа. Однако от казываться от автомобилей горо жане не спешат, и потому пока ре альным вариантом решения проб лемы является снижение затрат го рючего и повышение его качества. Так, если сегодня средний легко вой автомобиль потребляет 6–10 л бензина на 100 км пути, то уже соз даны двигатели, которые расходу ют 4 л и менее. Японская «Тойота» готовит к выпуску модель с расхо дом горючего 3 л на 100 км пути. Созданы двигатели из керамики, позволяющие повысить темпера туру сжигания горючего и умень шить количество выхлопных га Экология и жизнь 3(44)’2005 зов. Загрязнение атмосферы мож но уменьшить также при замене бензина на сжиженный газ. Во всех странах ужесточают норма тивные показатели на топливо и содержание вредных веществ в выхлопных газах для автотранс порта. Особенно сильно автомобили «газуют» в пробках при холостой работе двигателей. В больших го родах строятся скоростные маги страли без светофоров (с тоннеля ми, мостами и другими транспорт ными развязками) и объездные до роги для междугородных автобусов и грузового транспорта. Кроме то го, делается все возможное для то го, чтобы личные автомобили больше стояли в гаражах и реже ез дили. В США в ряде штатов поощ ряются совместные поездки сосе дей в одном автомобиле на работу. В Милане практикуется использо вание личных автомобилей через день: по четным дням разрешается выезд автомобилей с четными но мерами, а по нечетным дням — с нечетными. В Европе растет по пулярность «автомобильных пар ков совместного пользования»: каждый коллективный автомо биль заменяет пять личных. Во многих городах удалось достичь уменьшения пробега личных авто мобилей за счет совершенной ор ганизации работы общественного транспорта (удельный расход го рючего при этом уменьшается примерно в 4 раза). В целом же век «демонов» с дви гателями внутреннего сгорания подходит к концу, им на смену гря дут экологически чистые автомо били, работающие на электричес кой энергии и энергии водорода. Электромобили сегодня широко используются в коммунальном хо зяйстве многих европейских горо дов. Созданы как микробусы, так и тяжелые грузовики. Водород назы вают автомобильным топливом XXI века, теплота его сгорания вы ше, чем бензина, в 4 раза, а в ре зультате сгорания образуются только пары воды. Однако для раз вития транспорта на водородном топливе предстоит решить много технических проблем.
  3. 3. Модуль 2. Бытовой мусор и бытовые стоки (Клад в мусорном ящике) «Барабек», потребляя огромное количество твердых веществ и во ды, отрыгивает большую часть «съеденного и выпитого» в виде твердых бытовых отходов (ТБО) и бытовых стоков. После автомоби лей, которые загрязняют атмосфе ру, бытовые отходы и стоки явля ются вторым фактором разруше ния окружающей среды. И потому уменьшение их количества — фак тор снижения неустойчивости го родских экосистем. Состав ТБО современного горо да примерно сходен в разных стра нах. Около 25–30% его составляют бумага, картон, столько же прихо дится на органические остатки, примерно по 10% — стекло, плас тики и керамика, остальное — дре весина, текстиль, кожа, черные и цветные металлы. Также в ТБО входит крупногабаритный мусор (старая мебель, вышедшие из строя холодильники и стиральные машины, автомобильные шины и др.). Каждый горожанин России ежегодно «производит» 300 кг ТБО, примерно столько же отхо дов у парижанина или берлинца. Самые большие «мусоропроизво дители» — американцы, у них на каждого жителя страны в год обра зуется около 700 кг ТБО. Есть три основных варианта об ращения с ТБО. 1. Накопление (депонирование). Это самый антиэкологичный ва риант. Из «обычной» необорудо ванной свалки вытекают токсич ные инфильтрационные воды, а в атмосферу попадает метан, кото рый способствует усилению пар никового эффекта (сегодня метан «берет на себя» 20% эффекта по тепления климата). Если исполь зуется современный полигон для хранения ТБО (это «ванна» с дном и бортами из глины и полиэтиле новой пленки, в которой уплот ненные слои ТБО пересыпаются слоями почвы), то инфильтраци онные воды окружающую среду не загрязняют — их собирают и очи щают. Тем не менее метан в атмос http://www.ecolife.ru феру все таки летит, а объем мусо ра нарастает так быстро, что через несколько лет любой полигон ока зывается заполненным и нужно строить новый. 2. Сжигание. При сжигании ТБО на мусоросжигающих заво дах удается уменьшить их объем и получить некоторое количество энергии (1 т мусора может дать 400 кВт·ч). Однако даже при са мой совершенной технологии сжигания эти заводы загрязняют атмосферу. Кроме того, значи тельное количество образующей ся золы приходится захоранивать. Бесперспективность этого вари анта обращения с ТБО стала при чиной того, что интерес к сжига нию мусора резко снизился. 3. Сортировка и переработка. Это самый экологичный вариант обращения с ТБО, при котором они не накапливаются, а исполь зуются как вторичное сырье, сни жая расход первичных ресурсов. В США с 1990 по 2000 г. уровень вторичного использования ТБО возрос с 8 до 32%. В Канаде 50% ный уровень переработки ТБО объявлен национальной за дачей. Большинство немецких зе мель и итальянская провинция Милан преодолели отметку в 50%. Швейцария достигла уровня 53%. Наряду с сортировкой мусора на селением (сбор в отдельные кон тейнеры бумаги, стекла, пласти ков, органических отходов) внед ряются промышленные линии пе реработки ТБО с электронными системами распознавания. Нако нец, самый эффективный способ снизить количество ТБО — это отслеживать образование отходов на «всем протяжении трубы» и пе ресматривать технологии всего промышленного производства (автомобилей, бытовой техники, одежды, продуктов питания и др.) в целях уменьшения количества отходов. В целом, если ТБО сортирова ны, то переработка каждой фрак ции проблемы не составляет и яв ляется достаточно выгодным де лом. Из макулатуры делают новую бумагу. Уровень переработки ма кулатуры год от года повышается, в 1997 г. он составлял в Герма нии — 72%, в Южной Корее — 66, в Швеции — 55, в Японии — 53%. При реутилизации алюминиевых банок затраты энергии снижаются в 5–10 раз. Неудивительно, что в Европе на переработку идет свы ше 80% алюминиевых банок. Очень выгодно переплавлять стекло. В Швейцарии повторно используется 9 стеклянных бу тылок из 10, в Нидерландах, Австрии, Швеции, Норвегии, Гер мании — более 8 бутылок. Орга нические отходы можно компос тировать и затем производить удобрения. Пластики прессуют и из них делают садовые скамейки, тазики и т. п. И, тем не менее, в силу слож ности организации сортировки проблема уменьшения количества ТБО остро стоит во многих стра нах, в России тоже. Уменьшается количество быто вого мусора при реутилизации бы товых вещей и продлении срока их службы. В ФРГ ежеквартально возле домов устраиваются свалки громоздких вещей. Прежде чем их заберет машина, они обычно «пе рераспределяются». Перспективна также система «распродаж», кото рые возникли в США для удлине ния срока службы вещей. Распро даются по низким ценам вещи, уже бывшие в употреблении, но еще пригодные для дальнейшего использования. Специальная проблема перера ботки ТБО — утилизация старых автомобилей. В развитых странах налажена их переработка. Раньше за сдачу автомобиля в утиль прихо дилось платить значительную сум му, теперь это делается бесплатно. Стоимость утилизации старого ав томобиля включена в цену нового, таким образом расходы несут про изводящие фирмы и покупатели. Новейшие модели автомобилей в качестве обязательного инженер ного решения включают «легкую разбираемость» на узлы (в этом лидирует фирма «Рено»). На свал ки попадает не более 10% автомо бильных покрышек, 40% сжигает ся с получением энергии, столько же подвергается глубокой перера 37
  4. 4. Образование ботке и 10% перетирается в крош ку, которая используется как ком понент дорожных покрытий и при производстве изделий из пласти ков. Кроме того, на части шин вос станавливают протекторы. Из каждой тонны старых покрышек, подвергнутых глубокой переработ ке, получают 400 л нефти, 135 л га за и 140 кг стальной проволоки. «Барабек» отрыгивает огромное количество бытовых стоков. Обра щение с ними несколько проще, чем с ТБО, но тоже является го ловной болью муниципалитетов. Их использование на полях оро шения, которые еще 50 лет назад давали горожанам овощи и корма для животных (в первую очередь многолетние травы), сегодня практически невозможно ввиду их загрязненности токсичными ве ществами. Без специальной обра ботки непригодны для удобрений и шламы (сухой остаток, образую щийся в результате очистки быто вых стоков). В итоге бытовые сто ки после переработки на очист ных сооружениях превращаются в трудно перерабатываемые твердые отходы. Ухудшается ситуация в тех городах, где в сточные воды попа дают жидкие отходы промышлен ных предприятий. Радикальные экологи сформу лировали цель — «Zero Waste» (ноль отходов). Она, конечно, не достижима, так как какую то часть бытовых отходов (и тем более про мышленных) переработать не удастся. Значит, их придется захо ранивать или сжигать. Тем не ме нее на пути к этой цели человече ство научится экологичному обра щению с отходами. Для полного использования «клада в мусорном ящике» предстоит сделать еще много. Модуль 3. Водопотребление (Пить вдоволь, но лить в меру) Большинство городов уже сегодня страдает от жажды — испытывает дефицит чистой воды. Обеспече ние такой водой — еще один мо дуль повышения устойчивости го родской экосистемы. Международная санитарно ги гиеническая норма воды на одного 38 человека составляет около 235 л в сутки. Эта норма не превышается в большинстве европейских стран (потребляется 150–160 л воды на человека). В городах России один житель в среднем расходует 400 л воды в сутки (в Москве и Санкт Петербурге — до 1000 л). Высокое водопотребление во многих стра нах связано с потерями воды из за неисправности труб и сантехники. С учетом прогноза дальнейшего роста городов проблема обеспе чения водоснабжения все более осложняется. Для того чтобы города (и горо жане) были обеспечены доброка чественной питьевой водой, необ ходимо: платное водопользование (не смотря на то что это давит на бед ные слои населения, платное пот ребление воды способствует повы шению ее качества, а следователь но, благотворно сказывается на здоровье горожан); разделение питьевой и техничес кой воды (для экономии питьевой воды ее подают в дома по отдель ному водопроводу, по другому во допроводу поступает техническая вода для бытовых нужд); использование дождевой воды для санитарных нужд и полива; защита водосборов от загрязне ния (муниципальные службы Нью Йорка уже скупают земли в водос боре, чтобы защитить территории, обеспечивающие город питьевой водой и получать значительную экономию при работе фильтраци онных систем). В тех случаях, когда отсутствует возможность повысить качество водопроводной питьевой воды, используют бутилированную воду, извлекаемую из земных глубин и горных ручьев. Кроме того, во всем мире получили распростра нение разнообразные системы местной очистки воды. Модуль 4. Энергосбережение (От монстров к карликам) Энергии в мире хронически не хватает, а ее производство, пере дача и использование сопрово ждаются загрязнением среды. В настоящее время большинство Экология и жизнь 3(44)’2005 городов снабжается энергией за счет крупных ТЭЦ монстров, ко торые дают электричество и теп ло. КПД этих ТЭЦ не превышает 30%, а кроме того тепло теряется при его передаче по трубам даже при самой тщательной теплоизо ляции. Примерно в 2 раза повы сить КПД использования энерго носителей можно при децентра лизации производства электро энергии и замене этих монстров карликами — небольшими блок ТЭЦ, которые приближены к по требителям и расположены в под валах зданий. Много энергии можно сэконо мить в быту, так как большую часть энергии человек затрачивает на систему жизнеобеспечения (энер гия пищи составляет не более 5–7%). Так, флуоресцентная лам почка мощностью в 18 Вт дает столько же света, сколько лампоч ка накаливания в 75 Вт. Замена ими ламп накаливания позволит сократить потребление электро энергии на освещение примерно в 4 раза. Кроме того, новые лам почки в 7 раз долговечнее, чем ста рые, что позволит экономить и ре сурсы. Теплоизоляция стен позволяет резко сократить расходы энергии на обогрев жилья даже в самых холодных районах. В утепленном доме вместо печи будет доста точно одного небольшого элект ронагревателя. Сегодня самым жестким является шведский стандарт, который допускает теп лопотери зданий не более 2 50–60 кВт·ч/год на 1м , а в Герма нии он равен 200. В принципе можно сократить порог теплопо терь до 15 кВт·ч/год. Трудно даже представить, какую экономию энергии можно получить при ликвидации расточительства теп ла в жилищах россиян! Имеется принципиальная воз можность сократить примерно в 2 раза расход электроэнергии при использовании бытовой тех ники (холодильников, телевизо ров и др.) В США в 1972 г. энерго потребление среднего холодиль ника составляло 3,36 Вт·ч/год, в 1993 г. стандарт был снижен до
  5. 5. 1,16 Вт·ч/год. В Дании сегодня это значение составляет 0,45, причем планируется его уменьшение до 0,26. Модуль 5. Озеленение (Впустить природу в город) Если автомобили в городе являют ся «демонами», которые постоян но снижают устойчивость этой экосистемы, то им противостоят «ангелы» — зеленые растения: природа «протягивает свои зеле ные руки в каменные мешки горо дов». Озеленение позволяет ре шить целый комплекс проблем го родской экологии: улучшить ми кроклимат и газовый состав атмосферы, снизить шумовое заг рязнение, придать городу эстетич ный вид и снять последствия ви деозагрязнения (утомление чело века от созерцания однообразной архитектуры). Для создания ком фортных условий жизни в городе по санитарным нормам на каждого горожанина должно приходиться 2 350 м древесных насаждений 2 (в том числе 50 м непосредствен но в городе, остальное в зеленой зоне вокруг него). Этим условиям соответствуют многие европей ские столицы. Особенно эффективно улучша ют городскую среду лесопарки и пригородные леса, которые назы вают «легкими городов». Большую роль играют древесные насажде ния в городе: сады, парки, скверы, посадки деревьев вдоль улиц. Улучшают экологический режим города и газоны. Эффективность влияния древесных насаждений на городскую среду зависит от сомк нутости крон и высоты деревьев, определяющей суммарную пло щадь листьев. По этой причи не экологически неоправданны стрижка деревьев и саванноподоб ный тип посадки деревьев в пар ках, которые сегодня широко распространены в практике горо дского фитодизайна. В большинстве городов РФ со стояние озеленения неблагопо лучно — «демоны» побеждают «ан гелов», и под натиском роста числа автомобилей увеличивается пло щадь поверхности, запечатанной в http://www.ecolife.ru камень (места парковок, автомо бильные дороги, гаражи). По рекомендациям экологов го род должен не расширять своих границ, а расти вверх, причем вы сокие здания должны чередовать ся с зелеными массивами. К сожа лению, в настоящее время в цент ральной части городов России этот принцип нарушается. Высотки, растущие как грибы, прижаты друг к другу и разделены небольшими заасфальтированными площадка ми автопарковок. Модуль 6. Жилище (Экосистема на дому) Квартира — это город в миниатю ре, ячейка городской экосистемы. Как и в городе в целом, в кварти ре также стоят проблемы обеспе чения энергией и энергосбере жения, обеспечения ресурсами (в первую очередь водой), сниже ния уровня химического и физи ческого загрязнения, проблема отходов и т. д. Улучшение эколо гической ситуации в квартирах является вкладом в повышение устойчивости всей городской эко системы. На уровне квартиры можно эко номить много энергии при обеспе чении хорошей теплоизоляции и использовании экономичной бы товой техники. Имеется принци пиальная возможность сократить примерно в 2 раза расход электро энергии при использовании спе циальной «энергосберегающей» посуды (кастрюль с полированной поверхностью, плотно прилегаю щей к нагревательным элементам электроплит, двух и трехъярусных кастрюль пирамид и т. д.). Именно в квартире можно эко номить много питьевой воды при раздельном подведении техничес кой и питьевой воды, содержании сантехники в порядке и использо вании водосберегающих методов стирки, мытья посуды, приема ванн и т. д. Медицинские экологи говорят о синдроме закрытых помеще ний — комплексе проявлений бо лезненного состояния при дли тельном пребывании в закрытом (и особенно в плохо проветривае мом и загрязненном испарениями синтетических материалов) поме щении. Синдром проявляется в головной боли, раздражении слизистых оболочек, нарушениях сна, менструального цикла, рабо ты желудочно кишечного тракта и др. Главной причиной синдрома является внутриквартирное заг рязнение, которое вызывается га зовыми плитами, табачным дымом (он наносит вред не только куря щему, но и некурящим за счет так называемого пассивного курения), синтетическими материалами, ис пользованными в отделке кварти ры, мебелью, изготовленной из древесностружечных плит, поро лоновой пылью и т. д. Дополни тельное загрязнение может выз ваться чистящими, моющими и дезинфицирующими средствами В воздухе комнат, особенно спа лен, могут накапливаться продук ты выделений самого человека (в их составе свыше 400 различных веществ). Возможно биологичес кое загрязнение за счет болезнет ворных микроорганизмов (напри мер, вирусами гриппа при чиха нии) и микроскопических клещей, вызывающих аллергические и дру гие серьезные заболевания. Отри цательно сказывается на состоя нии здоровья обитателей квартиры физическое загрязнение, порож даемое использованием бытовой техники. При высокой интенсив ности оно приобретает характер электромагнитного смога. Сделать квартиру более эко логичной трудно, но реально. Не следует увлекаться синтетичес кими материалами и превращать жилище в музей бытовой электро техники — в этом случае действует принцип: чем меньше, тем лучше. *** Итак, если городская экосисте ма не сможет стать устойчивой и всегда будет находиться в диссо нансе с окружающей природой, то уменьшить этот диссонанс можно. Однако для этого потребуются не только новые технологические ре шения, но и некоторый аскетизм горожан, которым придется по давлять в себе потребительство. 39

×