38. Город как экосистема: природные и антропогенные компоненты.
Город представляет собой своеобразную экологическую систему, которая подразделяется на природную и антропогенную субсистемы. По Н.Ф. Реймерсу (1990), «неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем», называется урбоэкосистемой.
В пределах городских территорий техногенная нагрузка на природные экосистемы от различного вида строительства наиболее интенсивна. Здесь на сравнительно ограниченной территории сконцентрированы промышленные, гражданские и другие комплексы, одновременно действуют все виды антропогенного воздействия: механические, физические, химические, биологические и др. Площадь и степень техногенного поражения природных экосистем на территории городов максимальна.
По В.В. Владимирову (1999), урбоэкосистема полиморфна, так как она сочетает природные (гидросфера, атмосфера и др.) и антропогенные (здания, элементы инфраструктуры и т.д.) подсистемы. Город — зависимая экосистема, так как она «не может прокормить свое население» и полностью зависит от окружения. Город — аккумулирующая экосистема — образование мощного «культурного» слоя, насыпные грунты и др. Поскольку развитие города определяется не законами природы, а созидательной и разрушительной деятельностью человека, нарушающей экологический баланс, город следует относить к неравновесным экосистемам.
Вследствие этих особенностей на территории города биомасса урбоэкосистемы обычно несбалансирована, пищевые цепи нарушены, продуктивность ничтожна. Упрощенность состава урбоэкосистемы не обеспечивает ее высокой устойчивости к внешним воздействиям и требует постоянного экологического контроля и выполнения экологических требований.
Понятие об экополисе.
Одной из оптимальнейших форм человеческих поселений сегодня считается экополис. Под термином «экополис» обычно понимают городское поселение (город, поселок), при планировании, проектировании и строительстве которого учитывается комплекс экологических потребностей людей, включая создание благоприятных условий для существования многих видов растений и животных в его пределах. Экополис – это дальнейшая разработка градостроительских утопий («лучезарных» городов будущего). Идея экополиса имеет много вариантов, большинство из которых схожи. Н.Ф.Реймерс считал, что экополис должен отвечать трём основным требованиям:
Соразмерность архитектурных форм (домов, улиц и др.) росту человека;
Пространственное единство водных и озеленённых площадей, создающих хотя бы иллюзию вхождения природы в город и расчленяющее его на «субгорода»;
Приватизация жилища, включающего элементы природного окружения непосредственно у дома и квартирное озеленение (на балконах, вертикальное озеленение улиц, создание газонов на крышах домов и т.п.)
В целом же экополис – это главным образом малоэтажный город с обширными включениями природных ландшафтов. Самая сильная идея в концепции экополиса – «озеленение». На первый взгляд концепции экополиса отвечают акдемгородки.(Томский и Новосибирский).
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗОНИРОВАНИЕ ГОРОДСКОЙ ТЕРРИТОРИИ
В городе имеются следующие градостроительные зоны, различные по своим функциям (рис. 1).
Рисунок 1. Концептуальная схема взаимного расположения основных функциональных зон города: 1 - селитебная территория; 2 - промышленная зона; 3 - складская зона; 4 - зона внешнего транспорта; 5 - зеленая зона отдыха; 6 - санитарно-защитная зона; 7 - направление течения реки; 8 - направление господствующих ветров за самый жаркий квартал (месяц) года
Промышленная зона включает промышленные предприятия, обслуживающие их культурно-бытовые учреждения, улицы, площади, зеленые насаждения.
Селитебная зона - территория, предназначенная для жилья. На ней могут размещаться микрорайоны и жилые кварталы, предприятия культурно-бытового обслуживания, отдельные безвредные предприятия, улицы, площади, объекты озеленения, склады, резервные территории, устройства транспорта.
Санитарно-защитная зона - зеленые насаждения шириной от 50 до 1000 м, защищающие территории от вредного влияния промышленности и транспорта.
Транспортная зона - устройства внешнего транспорта (водного, воздушного, железнодорожного).
Складская зона - территория разного рода складов.
Формирование функциональных зон и размещение на них объектов регламентируется МДС-30-1.99 и СНиП 2.07.01-89*.
Транспортная сеть больших городов превращается в систему наземных, надземных и подземных магистралей, пересекающихся в нескольких уровнях. В мировой практике уже существуют транспортные развязки в пяти уровнях. С увеличением количества и разнообразия транспортных средств возрастает степень сложности транспортной сети городов и, таким образом, улучшается система связей между функциональными зонами. Планировочная структура зависит от расположения города на рельефе. Различают компактную форму плана, расчлененную, рассредоточенную с равномерно распределенными районами, рассредоточенную с преобладающим районом и линейную. Сложность планировочной структуры больших городов заключается еще и в том, что большое разнообразие промышленных предприятий не может располагаться на территории одной промышленной зоны. Это вызывает членение селитебных территорий. Возникают новые жилые районы на периферии города, образуются новые зоны отдыха. Новые промышленные зоны приводят к появлению санитарно-защитных территорий. Рост города способствует развитию внешнего транспорта и расширению транспортной зоны.
Функциональное зонирование современного исторически сложившегося города более многогранно, особенно в его центральной части, где расположено огромное количество объектов различного назначения в непосредственной близости друг к другу.
Функциональное зонирование по назначению отражено в государственном градостроительном кадастре города в соответствии с СП-14-101-96 «Примерное положение о службе градостроительного кадастра субъекта РФ, города (района)». Так, например, для Москвы служба государственного градостроительного кадастра подразделяет территорию города в следующем порядке:
функциональные зоны специализированного назначения - административно-делового, учебно-образовательного, культурно-просветительского, торгово-бытового, лечебно-оздоровительного, спортивно-рекреационного, учебно-воспитательного, индивидуальной жилой застройки, многоквартирной жилой застройки, коммунально-складского, промышленного, специального, жилищно-коммунального, природно-рекреационного, природоохранительного;
функциональные зоны смешанного назначения - общественного, жилого производственного, природного, общественно-жилого, общественно-производственного, производственно-жилого, общественно-производственно-жилого, природно-общественного, природно-жилого, природно-производственного, природнообщественно-жилого, природнообщественно-производственного, природно-производственно-жилого.
Территории инфраструктуры подразделяются на территории улиц и дорог; территории внешнего транспорта; водные поверхности.
Градостроительное зонирование выполняют также с помощью следующих линий градостроительного регулирования:
красные линии улично-дорожной сети;
линии жилой застройки;
синие линии - границы акватории рек;
границы полосы отвода железных дорог;
границы технических зон проектируемых линий метрополитена;
границы технических (охранных) зон инженерных сооружений и коммуникаций;
границы территорий памятников истории и культуры;
границы охранных зон памятников истории и культуры;
границы историко-культурных заповедных территорий;
границы зон регулирования застройки памятников истории и культуры;
границы зон охраняемого ландшафта;
границы особо охраняемых природных территорий;
границы охранных зон особо охраняемых охранных территорий;
границы территорий природного комплекса Москвы, не являющиеся особо охраняемыми;
границы озелененных территорий, не входящих в природный комплекс Москвы;
границы водоохранных зон;
границы прибрежных зон;
границы санитарной охраны источников питьевого водоснабжения - границы 1-го пояса санитарной охраны, границы 2-го пояса санитарной охраны, границы жесткой зоны 2-го пояса санитарной охраны;
границы санитарно-защитных зон.
Городское хозяйство
Городское хозяйство — комплекс расположенных на территории города (либо другого населенного пункта) предприятий, организаций, учреждений, обслуживающих материальные, культурные и бытовые потребности населения, проживающего в городе (населенном пункте). Кроме того, городским хозяйством называют отрасль экономики страны, выполняющую упомянутые функции. Городское хозяйство является основой экономики города, обеспечивая, прежде всего, социально-экономическую и экологическую стабильность населенного пункта.
Особенности городского хозяйства
Наиболее часто выделяются следующие особенности городского хозяйства, выделяющие его среди других отраслей:
местный характер деятельности: естественные условия расположения влияют на состав, размер, финансовые результаты предприятий городского хозяйства, обуславливают монопольный характер деятельности многих коммунальных предприятий;
комплексный характер развития: развитие отдельных областей городского хозяйства происходит зависимо и в определенном соотношении с другими областями городского хозяйства;
неравномерность потребления продукции коммунальных предприятий: связана с неравномерностью потребления, как правило, объясняющуюся суточными колебаниями (водоснабжение, электроснабжение, газоснабжение и т.д.). Встречаются отрасли, подверженные сезонным колебаниям потребления (например, теплоснабжение в части отопления, отчасти городской электрический транспорт);
разнообразие видов деятельности: производство товарной и коммунальной продукции, предоставление коммунальных и бытовых услуг, выполнение работ по эксплуатации, ремонту и строительству;
однородность продукции отдельных предприятий: например, для водоснабжения, водоотведения, городского транспорта;
наличие постоянного контингента потребителей;
специфическая связь процессов производства и потребления.
Специфика связи производства и потребления в городском хозяйстве
Структура городского хозяйства
Основные подсистемы:
1.Градообразующая:
-промышленность
-транспорт
-наука
2.Градообслуживающая
-отрасли нематериального производства города:
-торговля
-общественное питание
-ЖКХ
-системы здравоохранения, спорта, культуры материально-технического оснащения
3. социальная сфера
-профессионально-квалификационная структура:
-наличие рабочих специалистов и уровень их квалификации
-социально-демографическая структура
4. управленческая
- комплекс местных, государственных и общественных организаций
5. пространственная структура:
-жилье
-производство
-торговые места
-коммунально-складские комплексы и др.
-природные ресурсы
Проблема отходов.
Одной из главных проблем современности является утилизация и переработка ТБО – твёрдых бытовых отходов. До сих пор сложно говорить о кардинальных изменениях в этой области в нашей стране. Что же касается европейских стран и США, то там люди давно пришли к выводу, что ресурсный потенциал ТБО нужно не уничтожать, а использовать. Нельзя подходить к проблеме ТБО как к борьбе с мусором, ставя задачу любой ценой избавиться от него. Уже ни для кого не новость, что на улицах западноевропейских городов установлены разноцветные контейнеры для селективного сбора мусора (стекло, макулатура и т.д.). При этом четко распределяются обязанности, и ответственность сторон с учетом общей прибыли. Практически во всех странах запрещена продажа продуктов питания в не разлагающейся пластиковой оболочке. В США в 1998 г., например, состоялся день «Америка перерабатывает». Призом, за наиболее эффективное участие, стал дом, стоимостью 200000 долларов, полностью изготовленный из вторичных материалов. С 1990 г. правительство Великобритании проводит в жизнь общеевропейскую директиву: не менее 70 % пищевых пластиковых емкостей (бутылок, стаканов, пакетов, блистерных упаковок и др.) должно подвергаться переработке. Одно из последних решений - добиться в 2000 г. переработки всех производимых бытовых и промышленных отходов пластмасс. В Японии с середины 80-х годов в условиях роста масштабов и темпов развития экономики и потребительской активности произошло резкое увеличение объемов выброшенного мусора. Концепция Министерства внешней торговли и промышленности «Общество без отходов» (с нулевыми отходами) способствовала реализации двух начальных программ, призванных ознаменовать вступление японского общества в новую эру. В 1992 г. в стране начал действовать закон «О стимулировании использования вторичного сырья». Вторая программа - закон «О стимулировании сортировки при сборе и повторном использовании тары и упаковочных материалов», который вступил в действие в апреле 1997 г. Способствует эффективному использованию отходов за счет разграничения сфер ответственности. Потребители выбрасывают сортированный мусор, местные власти организуют сортировку при его сборе, а на предпринимателей ложится ответственность за повторное использование тары и упаковочных материалов. Интересно решается проблема утилизации полиэтилена (ПЭ) в Японии. К примеру, компания «Нэгдю Санге» с начала 80-х годов начала производить из старых полиэтилентерефталатовых изделий (ПЭТ) полиэфирные волокна. Процесс вторичного использования ПЭТ бесконечен. Изготовив однажды из отходов ПЭТ-коврик, его после износа можно переработать в ковровое покрытие для багажников автомобилей, и так далее. Японская фирма «Мидзуно» из вторичного полиэфира (содержание более 50%) производит спортивную одежду для школьников, кроссовки из искусственной кожи (40% вторичного полиэфира). Фирма «Гундзэ» из эфирного материала производит скатерти, кухонные рукавицы, колпачки для чайников, циновки, подставки и т.д. Компания «Одзаки Седзи» из пряжи, состоящей из 70% полиэфира и 30% шерсти, изготовляет школьную форму, причем на изготовление взрослого комплекта формы уходит около 15 пластиковых бутылок. Корпорация «Лайон Оффис Профктс» пошла дальше - она производит тканевые покрытия и материал подушек для офисных стульев, полки для папок и книг из стопроцентно вторичной пластмассы. Причем стулья легко разбираются, и большинство их деталей можно использовать вторично. Конечно, опыт каждой страны в своем роде уникален. В каждом случае решения проблем, связанных с утилизацией ТБО, должны соответствовать специфике региона. Здесь важно учитывать положение дел в экономике государства, состояние уже имеющейся инфраструктуры по сбору и утилизации ТБО и, в конце концов, умение и желание общества воплощать политические решения в реальную жизнь. Но и в России уже созданы и технологические линии, где вторичное сырье моется, измельчается, сушится, сплавляется и превращается в гранулы. Используя возрожденный полимер в качестве связующего, можно изготавливать, в том числе и из самых много тоннажных и неудобных для переработки отходов - фосфогипса и лигнина, прекрасные кирпичи, тротуарную плитку, черепицу, декоративные заборы, бордюры, скамейки, различные товары бытового назначения и конструкционные материалы. Как показали первые месяцы эксплуатации, качество "реанимированного" полимера бывает не хуже, чем первичного, и его даже можно использовать в "чистом" виде. Это существенно расширяет сферу его применения. По мнению ученых института и специалистов СКТБ, решать острейшую проблему утилизации полимеров, доля которых в массе отходов стремительно увеличивается, надо уже сегодня, причем на государственном уровне. Дело в том, что задача эта не только научная и техническая, но и законодательная, психологическая, социально-нравственная, поэтому усилия отдельных энтузиастов, пытающихся "пристроить к делу" бросовое сырье, в принципе, остроту ситуации не снимают. Ведь нужно уметь не только перерабатывать различные пластики, но и так воспитать людей, так их заинтересовать, создать такие условия, чтобы рачительное отношение к полимерным материалам было естественной и необременительной нормой для каждого. Другими словами, нужно привить экологическое мышление, чтобы каждый ребенок, опуская в специальный контейнер пластиковую бутылку из-под напитка или шампуня, знал, что тем самым он сберегает нефть и газ, которые пришлось бы потратить на производство новой бутылки. Он должен знать, что тем самым он сохраняет природу, поскольку, в отличие от первичного производства, переработка вторичных полимеров - так называемый рециклинг - почти не причиняет ущерба окружающей среде. Выгодность использования вторичных полимеров должен ощущать и сам производитель, которого следует поощрять специальными льготами. Иного пути нет, и это понимают во всех развитых странах, где существуют национальные программы рециклинга полимеров и где захоронение бионеразлагаемых пластиков запрещено законом. Ничего подобного пока нет у нас, хотя по производству полимеров мы уступаем развитым странам совсем немного. В Институте механики металлополимерных систем разработан и изготовлен комплекс соответствующего оборудования. Однако возможности производственной базы института гораздо шире, там вполне можно создать центр по разработке технологий рециклинга пластмасс и созданию комплекса необходимого для этого оборудования. Для этого уже создана специальная лаборатория по переработке пластмасс, призванная разрабатывать научные основы технологии рециклинга полимерных отходов в полезные продукты с соблюдением норм экологической безопасности и фундаментальных принципов ресурсов и энергосбережения. Ведь технически возможно организовать с помощью, например, спектрального анализа автоматическую сортировку сырья, научиться определять разумные пределы его очистки, при которых будут обеспечиваться и необходимое качество, и приемлемая цена. Широкое поле деятельности - поиск новых областей применения для вторичных полимеров, разработка биоразлагаемых материалов. Очевидно, что подобная проблема должна решаться на государственном уровне, так как современные технологии, связанные с переработкой ТБО, требуют значительных материальных вложений, да и осуществление таких масштабных проектов невозможно без соответствующей организации и координации со стороны государства. Способы решения проблем удаления, переработки и обезвреживания коммунальных отходов предопределяют системный подход, включая: - раздельный сбор отходов; - утилизацию вторичных ресурсов и складирование отходов на инженерно обустроенных полигонах - контрольную сортировку и биомеханическую переработку отходов с максимальной утилизацией вторичных ресурсов; - термическое разложение (сжигание) балласта отходов; Но на сегодняшний день наиболее распространенным способом обезвреживания коммунальных отходов в нашей стране остается их захоронение на полигонах или не обустроенных свалках. Эксплуатация свалок, не имеющих элементарных природоохранных сооружений, (гидрозащитных экранов, систем сбора и контроля фильтрата и т. д.) с социальной точки зрения противопоказана, с природоохранной - опасна. Полигонный метод обезвреживания ТБО технологически несложен, однако требует больших земельных площадей, значительных капиталовложений, эксплуатационных и транспортных затрат. В связи с этим одним из эффективных способов обращения с отходами (ТБО) является создание сортировочно-полигонных комплексов (СПК) и биомеханических заводов (БМЗ). Особого внимания заслуживает проблема утилизации полимерных бытовых отходов, так как этот материал в большинстве своем не подвержен саморазложению, а при сжигании выделяет крайне ядовитые вещества. Полимеры составляют порядка 10% с прогрессирующим ростом до 20% от общей массы коммунальных отходов страны. Что ж, следует поговорить о достоинствах и недостатках существующих способов утилизации и переработки отходов. Складирование отходов. Достоинства Недостатки Не требует постоянных и крупных капиталовложений. Затраты на борьбу с последствиями губительного влияния свалок, т.е. на охрану природы, здравоохранение, во много раз превышают расходы на строительство заводов по переработке ТБО. 2. Места складирования отходов могут не обновляться десятилетиями 2. Под всё разрастающиеся свалки, уходят новые огромные территории. Количество свалок непрерывно увеличивается. 3. Позволяют единовременно избавиться от большого количества ТБО или промышленных отходов 3. Разлагающиеся на свалках ТБО и промышленные отходы проникают в почву, тем самым, заражая её. Ядовитые испарения загрязняют воздух. Попадающие в водоемы остатки ТБО губительно сказываются на состоянии воды, вредят флоре и фауне этих водоёмов. Все эти последствия негативно влияют на здоровье человека, нарушают обменные процессы в природе 4. Результаты разрушительного влияния свалок на природу не видны сразу. 4. Последствия разрушительного влияния свалок на природу могут оказаться необратимыми в будущем. Захоронение отходов. Достоинства Недостатки Позволяет забыть о проблеме утилизации отходов. Создаётся видимость - если закопать ТБО, то они исчезнут. 1. Находящиеся в почве отходы отравляют её, попадая через подземные воды в водоёмы, представляют огромную опасность для человека и животных. 2. Не требуются новые огромные территории. 2. Подземные свалки не заметны, на первый взгляд, но на поверхности земли над ними почва отравлена и разрыхлена, она не пригодна ни для строительства, ни для земледелия, ни для выпаса скота. Более того с поверхности почв над свалками часто испаряются едкие токсичные вещества. 3. Не требует постоянных и крупных капиталовложений. 2. Затраты на борьбу с последствиями губительного влияния захоронений отходов, т.е. на охрану природы, здравоохранение, во много раз превышают расходы на строительство заводов по переработке ТБО. Сливание отходов в водоёмы. Достоинства Недостатки 1. Не требует крупных единовременных капиталовложений 1.Затраты на очистку воды, фильтрацию; ущерб рыболовецкой промышленности, водному транспорту во много раз превысят расходы на строительство заводов по переработке и утилизации ТБО. 2. Слитые отходы быстро распространяются по поверхности воды, быстро оседают на дно, растворяются, создавая видимость чистоты. 2.По поверхности воды, по дну водоёмов продукты разложения отходов распространяются на огромные расстояния, отравляя акваторию, делая её непригодной для жизни рыб, для использования в промышленности. Растворенные в воде едкие, а порой и токсичные отходы крайне опасны для животных и человека. 3.При блокировке мест слива отходов, ядовитые вещества распространяются не сразу и не заметно. 3. Блокировка мест слива отходов внушает людям спокойствие, притупляет бдительность, это приводит к тому, что распространению ядовитых веществ никто не препятствует, Сжигание мусора. Достоинства Недостатки. 1. Позволяет единовременно избавиться от большого количества мусора. 1. Ядовитые газы, выбрасываемые в атмосферу с дымом, провоцируют тяжелые заболевания у людей, способствуют образованию озоновых дыр. 2. Удобно в больших городах и на крупных предприятиях, так как позволяет избавляться от отходов по мере их поступления. 2. Из-за постоянных выбросов дыма в атмосферу над городами и предприятиями образуются плотные дымовые завесы. 3. После сжигания отходов остаётся ядовитый пепел, который, впоследствии, тоже приходиться утилизировать одним из выше перечисленных способов.
Ресурсопотребление (англ. Resource consumption ) — Естественное или целенаправленное использование (расход) ресурсов различных видов (материальных, энергетических, интеллектуальных, трудовых, информационных, финансовых, временных и других — первичных и вторичных, традиционных и нетрадиционных) на стадиях жизненного цикла объекта (изделия, продукции, процесса) и при оказании услуг. Примечание. Расход ресурсов разделяется на полезные (необходимые)затраты и на издержки (потери) разного рода.