Важным событием в истории сельского хозяйства была зеленая революция 60-70-х гг., сопровождавшаяся резким увеличением затрат антропогенной энергии на каждый гектар сельскохозяйственных угодий. Эта революция принесла биосфере немало бед, разрушив почву, загрязнив воду и обеднив флору и фауну.

Перед сельским хозяйством России стоит много задач. Чтобы идеи ресурсосбережения вошли в жизнь, нужно не только внедрить агроэкологические методы получения сельскохозяйственной продукции, но и разработать специальные экономические механизмы. Должна быть определена стоимость ресурсов и у них должен появиться хозяин, которому будет невыгодно их разрушать.

Индивидуальное задание

Темы рефератов:

1. Возможно ли сельское хозяйство при отказе от химии?

2. Роль леса и других естественных экосистем в структуре сельскохозяйственного ландшафта.

3. Основные сорные виды растений и возможности контроля засоренности с использованием экологически безопасных методов.

4. Севообороты и их экологическая роль.

Эти задания адресованы в первую очередь сельским школьникам, которые постоянно сталкиваются с вопросами сельскохозяйственной экологии, хотя исполнителем могут быть и городские школьники, проявляющие интерес к сельскому хозяйству. В каждой из тем, наряду с данными литературы, могут быть использованы результаты наблюдений в одном или нескольких сельскохозяйственных предприятиях.

Можно использовать следующую литературу:

Миркин Б.М., Злобин Ю.А. Растительные сообщества наших полей. М.: Знание, 1990. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. Сельское хозяйство. № 1).

Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Злобин Ю.А. Плодородие вашего участка (Советы фермеру и садоводу-любителю). М.: Знание, 1993. (Серия «Усадьба. Подворье. Ферма». № 1-2).

Скорняков С.М. Плуг: крушение традиций. М.: Агропромиздат, 1989. (В увлекательной форме автор рассказывает об эволюции системы обработки почвы, о «борцах против плуга» И.Е. Овсинском, Э. Фолкнере, Т.С. Мальцеве.)

Скорняков С.М. «Зеленая родословная». М.: Агропромиздат, 1989. (Рассказ об истории основных культурных растений.)

Яблоков А.В. Ядовитая приправа. М.: Мысль, 1990. (Книга содержит много фактического материала, который показывает пагубность системы применения пестицидов для сельскохозяйственных и естественных экосистем.)

Пругар Я., Пругарова А. Избыточный азот в овощах. М.: Агропромиздат, 1991. (В книге рассказывается о том, как можно снизить риск накопления нитратов в разных овощах.)

Глава 12. ГОРОДСКИЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Экосистемы городов, как и сельскохозяйственные экосистемы, - антропогенные, социоприродные, однако они значительно отличаются от сельскохозяйственных экосистем тем, что в них меньше «природности». Если управление сельскохозяйственной экосистемой направлено на то, чтобы приблизить ее к естественным экосистемам: замкнуть круговороты элементов питания, повысить биологическое разнообразие, то при управлении городскими и промышленными экосистемами это практически невозможно. Эти экосистемы нельзя сделать равновесными, управление ими направлено на то, чтобы уменьшить вред, который наносят города окружающим естественным и сельскохозяйственным экосистемам, и улучшить условия жизни в городе для самого человека. В состав городских экосистем могут входить промышленные экосистемы, которые наносят большой вред городской среде.

Городские и сельскохозяйственные экосистемы тесно связаны. В городах сельскохозяйственную продукцию перерабатывают на молочных заводах, мясоконсервных комбинатах, кондитерских и прядильных фабриках. Из города в село поступают сельскохозяйственные машины, горючее, удобрения, пестициды, множество предметов, необходимых сельским жителям: одежда, строительные материалы, электроприборы, химикаты и т.д. Наконец, из города жители села получают информацию. В городах печатают газеты, там работают радио- и телерадиокомпании.

Доля городского населения во всем мире постепенно увеличивается. В среднем по России в городах сегодня проживает около 70% населения. В таких индустриально развитых странах, как Япония, в городах живет до 80% населения.

§ 65. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДСКИХ ЭКОСИСТЕМ

Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии, фиксированная городскими растениями или солнечными батареями, расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источники энергии для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан расположены за его пределами. Это - месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции. Кроме того, чтобы накормить одного горожанина, требуется не менее 1 га сельскохозяйственных угодий, включающих пашню, сенокосы и пастбища. В России на одного горожанина приходится около 2 га сельскохозяйственных угодий. Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в городе незначительно.

Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть которой человек непосредственно употребляет. Основная часть воды идет на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на одного горожанина приходится до 1000 л в сутки.

Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии - она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней воды попадают в водные экосистемы.

Растения (продуценты) в составе городских экосистем растут в лесопарках, парках, садах, на газонах, но их главное назначение - не производство органического вещества (древесины, сена, съедобных плодов и т.д.), а регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в нее при работе промышленных предприятий и транспорта. Растения также имеют большое эстетическое и декоративное значение.

Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка, зяблик, славки; млекопитающие: полевки, белки и представители других групп животных), но и особой группой городских животных - спутников человека. В ее составе - птицы (воробьи, скворцы, ласточки, вороны, галки, голуби), грызуны (крысы и мыши) и насекомые (тараканы, клопы, моль, мухи и др.). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, вороны, воробьи). Это - санитары города. Разложение органических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы.

Горожане разводят домашних животных - собак и кошек, декоративных животных (попугаев, голубей, хомячков, аквариумных рыбок), в конюшнях ипподромов - лошадей.

Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них полностью нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен регулировать как потребление городом энергии и ресурсов - сырья для промышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности промышленности и транспорта.

Наконец, человек определяет и размеры этих экосистем, которые в развитых странах, а в последние годы и в России, быстро «расползаются» за счет строительства коттеджей в пригородах. Районы низкоэтажной застройки уменьшают площадь лесов и сельскохозяйственных угодий, их появление сопровождается строительством новых шоссейных дорог, что также уменьшает долю экосистем, способных производить продукты питания и осуществлять круговорот кислорода.

На рис. 94 показана связь города с другими экосистемами.

Контрольные вопросы

1. Каковы причины невозможности достижения экологического равновесия в городских экосистемах?

2. Как представлены в городской экосистеме продуценты, какова их роль?

3. Какие виды животных входят в фауну города?

Справочный материал

В 1992 г. в конкурсе на звание «Экологическая столица Германии» почетный титул заслужил город Фрайбург (земля Баден - Вюртемберг). В этом городе введен «единый экологический билет» для проезда на всех видах транспорта, что уменьшило интенсивность движения личного транспорта. Центр города закрыт для автомобилей, горожане пользуются трамваем и велосипедами, для которых есть специальные дорожки на всех улицах. В контейнеры разного цвета собираются бутылки, бумага, алюминиевые банки, пищевые отходы (рис. 95). В городе на всех участках, не занятых зданиями, создаются «биотопы» - небольшие фрагменты растительности, напоминающей естественную.

Шум измеряется в децибелах (сокращенно - дб). Тиканье часов - 10 дб, шепот - 25, шум от оживленной магистрали - 80, шум самолета при взлете (с расстояния 7,5 м) - 130 дб. Болевой порог шума - 140 дб. На территории жилой застройки днем шум не должен превышать 50-60 дб.

Фактором, негативно влияющим на состояние горожан, является видеозагрязнение - насыщение городской архитектуры элементами строений, которые служат причиной появления у человека раздражительности и даже агрессивности. Этот вопрос был специально исследован В.А. Филиным, который создал особый раздел городской экологии - видеоэкологию. Причина видеозагрязнения - увеличение доли гомогенных агрессивных полей (голые стены, монолитное стекло, глухие заборы, асфальтовые покрытия, гладкие крыши домов, одинаковые и равномерно размещенные на поверхности элементы - окна на стене дома, плитки на тротуаре или стене, гофрированные поверхности и пр.).

Исторически у человека сформировалась потребность в разнообразии зрительного восприятия в естественной среде. На голой стене глазу не за что «зацепиться», что отрицательно сказывается на работе центральной нервной системы и в конечном итоге на общем самочувствии человека. Таким образом, так называемые «архитектурные излишества» могут служить положительным фактором, повышающим разнообразие городской среды.

За свою жизнь каждый человек съедает большое количество продуктов, выпивает и использует на бытовые нужды много воды и изнашивает одежду и обувь, мебель и т.д. На него тратится энергия, которая вырабатывается на электростанциях, работают заводы, где производят автомобили и различные бытовые приборы, без которых немыслима жизнь цивилизованного человека. На одного американца, например, в течение жизни расходуется 4,24 т нефти, 15 т железа и чугуна, 1,5 т алюминия, 700 кг меди, 12 т глины, 13 т поваренной соли, 500 т стройматериалов (в том числе 100 м3 древесины).

В городах России в среднем один житель расходует 400 л воды в сутки (в Москве и Санкт-Петербурге - до 1000 л). Это неэкономное расходование. В Европе один житель тратит 150-160 л воды, а ведь европейцы не менее чистоплотны, чем россияне! За воду взимают достаточно высокую плату, что подталкивает к ее экономии. На предприятиях используют специальную техническую воду, качество которой ниже, чем у той, что подают в квартиры. Международная санитарно-гигиеническая норма воды на одного человека составляет около 235 л в сутки. С самой тоненькой струйкой из неисправного крана в сутки вытекает 150 л воды.

«Производство» бытового мусора постоянно растет. Сейчас его на каждого горожанина приходится от 150 до 600 кг в год. Больше всего мусора производят в США - 520 кг в год на одного жителя, в Норвегии, Испании, Швеции, Нидерландах - 200-300 кг, в Москве - 300-320 кг. США - одна из самых «замусоренных» стран мира, там ежегодно образуется до 160 млн. т мусора. Нагруженная этим мусором колонна десятитонных грузовиков растянулась бы от Земли до Луны, а 18 млрд. одноразовых пеленок, которые ежегодно выбрасывают американцы, можно протянуть от Земли до Луны 7 раз.

Для того чтобы в природной среде разложилась бумага, требуется от двух до десяти лет, консервная банка - более 90 лет, фильтр от сигареты - 100 лет, полиэтиленовый пакет - более 200 лет, пластмасса - 500 лет, стекло - более 1000 лет. Вспомните об этом, прежде чем бросить в лесу старый полиэтиленовый пакет или бутылку!

В составе современного бытового мусора много крайне медленно разлагающихся пластмасс (полимерных материалов). С новыми полимерными материалами ситуация лучше - в их составе есть светочувствительные молекулярные группы, либо молекулярные группы, которые легко усваиваются микроорганизмами. В обоих случаях прочные длинные нити полимерных макромолекул распадаются на части, с которыми быстро справляются микроорганизмы. Скорость разложения таких полимерных отходов возрастает во много раз, отпадает необходимость их сжигания в высокотемпературных печах.

Экологически опасен пористый стайроформ, из которого в США делают одноразовые стаканы. Если расставить в ряд стаканы, использованные за год, они опояшут Землю по экватору 463 раза. Этот пластик не разлагается в природе, а при его производстве из дорогостоящей нефти в атмосферу выделяются хлоруглероды, разрушающие озоновый слой.

В США перерабатывают всего 20% мусора, остальное концентрируется на свалках. До 1/3 этого мусора составляет тара. На упаковку американцы расходуют 75% производимого стекла, 50% бумаги, 40% алюминия, 40% пластика, 8% стали. Каждый час американцы используют 2,5 млн. пластиковых бутылок.

В некоторых штатах США полиэтилен собирают в специальные контейнеры и из него делают доски для парковых скамеек, дренажные трубы, кухонную утварь, игрушки; созданы специальные предприятия, на которых превращают бумажную тару от молока и соков в хлопья, а затем прессуют в стройматериалы (брус). Контроль бытовых отходов в США 20 лет назад стоил 10 долларов за 1 т, а сегодня уже 500. Расходы на обработку одного контейнера мусора возросли с 25-60 до 50-137 долларов.

В Швеции утилизируют банки от пива и соков. В магазины возвращают 8 банок из 10. В итоге 600 млн. банок в год попадает на переплавку (при населении 8 млн. человек). Изготовление банки из вторичного сырья стоит всего 4% от стоимости банки из нового алюминия.

§ 66. УРБАНИЗАЦИЯ

Урбанизацией называется процесс увеличения доли городского населения и усиления влияния городов на биосферу. Если в 1830 г. в городах проживало около 3% населения, то в 1960 г. - 34%, в 2000 г. - около 48%. Начиная с 1970 г. прирост населения городов значительно опережает прирост народонаселения планеты (соответственно 4 и 1,7%).

Процесс урбанизации сопровождается уменьшением доли биосферы, способной продуцировать органическое вещество и кислород (происходит «запечатывание» поверхности асфальтом и строениями), и повышением уровня загрязнения окружающей среды. Положительным моментом урбанизации является сдерживание роста народонаселения, так как число детей в семье горожанина в среднем меньше, чем в сельской семье.

Самой «сердцевиной» процесса урбанизации является возникновение мегополисов - гигантских агломераций городов с общим населением свыше 10 млн. человек. К мегаполисам относятся Буэнос-Айрес, Шанхай, Калькутта, Бомбей, Тегеран, Нью-Йорк, Токио, Сан-Паулу, Мехико, Рио-де-Жанейро, Лондон, Сеул. В настоящее время мегаполисы продолжают бурно расти, так как программы децентрализации, которые разрабатываются правительствами, не эффективны, и существование мегаполисов - неизбежная реалия с множеством экономических и экологических проблем (дороговизна жизни, сложность транспортного обеспечения, проблемы загрязнения и т.д.).

Контрольные вопросы

1. Что такое урбанизация и каковы причины этого процесса?

2. Каковы негативные последствия урбанизации?

3. Есть ли «плюсы» у урбанизации?

4. Приведите примеры мегаполисов.

Справочный материал

В табл. 5 показаны данные об урбанизации в некоторых регионах Земного Шара.

Таблица 5

Доля городского населения в некоторых регионах земного шара (%)

Регионы мира	1950 г.	1986 г.	2000 г.
Северная Америка	64	74	78
Европа	56	73	79
СНГ	39	71	74
Восточная Азия	43	70	79
Латинская Америка	41	65	77
Африка	15	30	42
Южная Азия	15	24	35
Океания	61	65	73
Китай	12	32	40
Весь мир	29	43	48

Процесс урбанизации активно протекает в РФ. В настоящее время зарегистрировано 1059 городов, 2066 поселков городского типа. Уровень урбанизации достиг 73%, а в таких регионах, как Урал, Сибирь и Дальний Восток, доля городского населения превысила 80%. При этом в 33 крупных городах РФ плотность населения превышает оптимальную величину (300 человек на 1 га). Причем эта опасная тенденция усиливается (для сравнения, Париж - 291 чел/га, Берлин - 189, Лондон - 128 чел/га). Столь высокая плотность населения ухудшает условия жизни горожан.

§ 67. ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА ГОРОДСКУЮ СРЕДУ

Загрязнение городской среды вызывается разными причинами. Доля выбросов промышленных предприятий и коммунального хозяйства в разных городах составляет от 50 до 10%, остальное загрязнение порождено автотранспортом, который сегодня является главным негативным фактором формирования городской среды. (В глобальном балансе загрязнения атмосферы доля автотранспорта составляет 13,3%.).

Автомобиль выжигает значительное количество кислорода и выбрасывает в атмосферу эквивалентное количество диоксида углерода. В составе выхлопных газов автомобиля содержится около 300 вредных веществ. Основными загрязняющими атмосферу веществами являются оксиды углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа, свинец, диоксид серы. Среди углеводородов наиболее опасны бензо(а)пирен, формальдегид, бензол.

При работе автомобиля в атмосферу поступает также резиновая пыль, образующаяся вследствие стирания покрышек. При использовании бензина с добавлением соединений свинца автомобиль загрязняет почвы этим тяжелым металлом. Происходит также загрязнение водоемов при мытье автомобилей и при попадании в них отработанного машинного масла. Автомобили являются источником шумового загрязнения.

На производство автомобиля затрачивается много энергии и ресурсов, значительная часть которых невозобновима. Для передвижения автомобилей необходимы асфальтовые трассы, значительную площадь занимают гаражи и места парковок. Наибольший вред наносят личные автомобили, так как загрязнение среды при поездке на автобусе в пересчете на одного пассажира значительно меньше.

Автомобили (и другой транспорт, особенно трамваи) являются источником шумового загрязнения. Сильный шум производят тяжелые самосвалы. Шум влияет на нервную систему человека, и потому проводятся мероприятия по защите от шума. Транспортные магистрали, по которым осуществляются основные грузоперевозки, выносят из центральных частей городов и вдоль них создают зеленые насаждения, хорошо поглощающие шум.

Снижение отрицательного влияния автомобиля на окружающую среду - важная задача городской экологии. Самый радикальный способ решения вопроса - сокращение количества автомобилей. Однако количество личных автомобилей пока продолжает увеличиваться во всем мире. Так, за последние 5 лет количество автомобилей в России увеличилось на 29%, среднее количество автомобилей на 1000 россиян достигло 80 (в Москве - около 150; для сравнения: в США на 1000 человек приходится 590 автомобилей, в Швеции - 420, в Японии - 285, в Израиле - 145, в Южной Корее - 27, в Китае - 2 автомобиля).

Пока наиболее реальным вариантом решения проблемы является уменьшение вреда от автомобиля за счет снижения затрат горючего. Так, если сегодня средний легковой автомобиль потребляет 6-10 л бензина на 100 км пути, то уже созданы двигатели легковых автомобилей, которые расходуют всего 4 л. Японская компания «Тоета» готовит к выпуску модель автомобиля с расходом горючего 3 л на 100 км пути.

Загрязнение атмосферы автомобилем уменьшается также при замене бензина на сжиженный газ. Используют специальные добавки-катализаторы к жидкому топливу, что увеличивает полноту его сгорания, бензин без свинцовых добавок. Разрабатывают новые виды топлива. Так, в Австралии (г. Канберра) апробировано экологически чистое топливо, в составе которого 85% дизельного топлива, 14% этилового спирта и 1% специального эмульгатора, повышающего полноту сгорания горючего. Проводят работы по созданию двигателей автомобиля из керамики, что позволит повысить температуру сжигания горючего и уменьшить количество выхлопных газов. В Японии и ФРГ уже появились автомобили, оборудованные специальными электронными устройствами, обеспечивающими более полное сжигание топлива.

В больших городах строятся объездные дороги для междугородных автобусов и грузового транспорта, а также подземные и надземные транспортные магистрали, поскольку особенно много выхлопных газов выделяется в атмосферу при возникновении «пробок» на перекрестках улиц. В ряде городов движение автомобилей организуется по типу «зеленой волны».

Во многих городах (например, в г. Куритиба, Бразилия) удалось достичь уменьшения пробега личных автомобилей за счет совершенной организации работы общественного транспорта. По этому пути идут Япония и Венгрия, которые отвергли «американский» путь решения транспортной проблемы преимущественно за счет личных автомобилей. Впрочем, и в США в ряде штатов поощряются совместные поездки соседей в одном автомобиле на работу.

Преодоление «автомобильной болезни» и сокращение количества личных автомобилей может быть достигнуто за счет повышения цены на автомобили, оборудованные электронными средствами контроля влияния на окружающую среду, и экологически ориентированной налоговой системы. Так, в США введен сверхвысокий «зеленый» налог на машинное масло.

Специальной задачей, особенно актуальной для России, является уменьшение числа устаревших автомобилей, которые продолжают использоваться и загрязняют среду больше, чем новые, а также утилизация автомобилей, поступающих на свалки.

В РФ важную роль должны играть экологические службы ГИБДД, контролирующие количество выхлопных газов автомобиля.

На рис. 96 показан экологический вред, который наносит автомобиль окружающей среде и непосредственно человеку.

Контрольные вопросы

1. В чем опасность автомобильного транспорта для городской экосистемы?

2. Как можно уменьшить отрицательное влияние автомобильного транспорта?

Справочный материал

В мире около 600 млн. автомобилей (а в Китае и Индии - 600 млн. велосипедов). В США автомобиль есть у каждого второго жителя, а в Африке на 1000 человек приходится 9 автомобилей, в Индии - 2, в Китае - 2, в России - 79.

Легковому автомобилю для сжигания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. В среднем автолюбитель проезжает в год 10 тыс. км и сжигает 10 т бензина, расходуя 35 т кислорода и выбрасывая в атмосферу 160 т выхлопных газов, в которых обнаружено около 300 различных веществ, в том числе 800 кг оксида углерода, 40 кг оксидов азота, 200 кг углеводородов. Если бензин этилированный, - то еще и 3,5 кг свинца. Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5-8 кг резиновой пыли ежегодно.

Количество автомобилей в США в 10 раз больше, чем в странах СНГ и достигло 170 млн. (при населении около 250 млн. человек). Однако эти автомобили выбрасывают в атмосферу загрязняющих веществ только в 2 раза больше: американские автомобили в 5 раз чище наших. Тем не менее, американцы обеспокоены этим «автобезумием», ведь 25% диоксида и 67% оксида углерода, поступающих в атмосферу США при сгорании топлива, приходится на долю автомобилей (остальное - на другие виды транспорта и промышленные предприятия). Правительства штатов пытаются уменьшить экологический вред от автомобиля. В Южной Калифорнии принят закон, по которому владельцы предприятий, где работает свыше 100 человек, должны составлять специальный график работы, чтобы уменьшить число поездок автомобилей работников; практиковать работу на дому несколько раз в неделю; уменьшать число рабочих дней, увеличивая их продолжительность, поощрять поочередное использование группой сотрудников одного автомобиля. С водителей, появившихся в часы «пик» на загруженных магистралях, взимают особую плату, повышают налоги на бензин и пр. На большей части магистралей создают велодорожки.

Под колесами автомобилей гибнет огромное количество людей. Так, в России ежечасно на дорогах погибает 4 человека, что составляет 35 тыс. человек в год. Каждый год примерно 50 тысяч человек получают тяжелые увечья в этих авариях. В пересчете на 100 км автомобильных дорог по этим показателям наша страна является печальным рекордсменом вместе с Бразилией и Португалией. За время использования автомобильного транспорта в США погибло почти 2 млн. человек, что в два раза больше числа американцев, погибших во всех войнах.

Уменьшается экологический вред от автомобиля при сборе и переработке отработанного машинного масла. В Москве при одном из нефтеперерабатывающих заводов создано производство по регенерации 50 тыс. т машинного масла в год. Возможно и повторное использование автопокрышек, на которые наваривается новый протектор.

Кроме обычных автомобилей на жидком (или сжиженном газовом) топливе в настоящее время разрабатывают все новые модели электро- и солнцемобилей. В России существует уже 5 марок электромобилей. Однако в ближайшие годы электромобили вряд ли будут играть заметную роль в мировом автомобильном парке, так как они неудобны и требуют частых подзарядок аккумуляторов, кроме того, для производства аккумуляторов нужно много свинца, который экологически небезопасен.

Лидерами в создании электромобилей являются Великобритания и Япония. Выпускаются развозные фургоны и легковые автомобили. Фургон «Бедфорд Лукас» имеет грузоподъемность 1 т, максимальную скорость 80 км/час и запас хода 100 км. Фирма «Тоета» выпускает более легкий фургон «HI-Асе» грузоподъемностью 200 кг, но с запасом хода 160 км. Лучший легковой электромобиль создан в Японии. Он развивает скорость 100 км/час и имеет запас хода 240 км. Разработкой проектов электромобилей занимаются и на Украине совместно со швейцарскими фирмами. Выпущен электромобиль (на базе малолитражного автомобиля «Таврия») «Таврия-Пингвин» с запасом хода 60 км. Разработана модель «Мастер» - городской коммунальный комплекс для уборки территории. Днепропетровская ассоциация «Экотранс» разработала проект «Концепт-Кара» - одноместного мини-автомобиля для города. Он будет иметь массу 200 кг, скорость 60 км/час, запас хода 100 км. В будущем широкое распространение получат минитракторы на электротяге для обслуживания городского хозяйства. (Рис. 97.)

Недостатком электромобиля является неизбежное загрязнение среды свинцом и цинком, которое происходит при производстве и переработке аккумуляторов. По этой причине развитие электромобильного транспорта во многом связано с прогрессом разработки новых типов аккумуляторов, обладающих меньшей массой и большей энергоемкостью.

Созданы варианты автомобилей, у которых аккумуляторы и электродвигатели сочетаются с двигателями внутреннего сгорания и солнечными батареями. Автомобили со смешанным типом питания предполагается широко использовать в больших городах. При замедлении движения автомобиля энергия двигателя внутреннего сгорания расходуется на подзарядку аккумулятора, что уменьшает непроизводительный расход горючего и загрязнение окружающей среды выхлопными газами.

Разрабатываются также принципиально отличающиеся от электромобиля транспортные средства - гиробусы с так называемыми маховичными аккумуляторами, которые смогут от одной подзарядки до другой проходить 15 км. На станциях подзарядки для раскрутки маховика используются электрогенераторы.

(ДОП.) § 68. БЫТОВАЯ РАДИАЦИОННАЯ НАГРУЗКА

Бытовая радиационная нагрузка - воздействие на человека невысоких доз ионизирующего излучения, не связанного с производством ядерной энергии или специальным использованием радиоактивного излучения. Эта нагрузка может быть получена при использовании бытовых приборов (в первую очередь цветных телевизоров и часов со светящимся циферблатом, в которых использованы люминофоры), а также при рентгенологических обследованиях.

Предельно допустимой считается бытовая радиационная нагрузка в 500 мбэр/год, хотя есть мнение, что она не должна превышать 60 мбэр/год, так как при более высоких нагрузках повышается риск генетических поражений организма. При трехчасовом ежедневном сидении у цветного телевизора может быть получена годовая доза 15-20 мбэр, при однократном рентгенологическом обследовании органов пациент получает от 10 до 3000 мбэр (при рентгеноскопии радиационные нагрузки выше, чем при рентгенографии). По этой причине не следует засиживаться у экрана цветного телевизора и по возможности заменять рентгеноскопические обследования ультразвуковыми, которые не опасны для человека.

В состав бытовой радиационной нагрузки входит и естественная радиация - излучение, которое поступает из космоса или при распаде ядер радиоактивных изотопов, входяших в состав большинства горных пород и почвы. В среднем естественная радиация составляет 110 мбэр/год, в том числе лишь 20% составляет космическое ионизирующее излучение.

Серьезными «вкладчиками» в бытовую радиационную нагрузку могут быть печи, отапливаемые углем. При сжигании угля на электростанциях с высокими трубами количество радиоактивной золы, выбрасываемой в атмосферу города, на единицу топлива оказывается в 50 раз меньше, чем при сжигании угля в небольших печах для отопления квартир, которые имеют низкие трубы.

В нижних этажах зданий уровень радиации может повышаться за счет радона, который выделяется из почвы, поэтому в условиях, в которых возможно накопление этого газа, постоянно контролируется его концентрация.

Нежелательно использовать для строительства жилых помещений или других зданий, где длительное время пребывают люди, строительных материалов с повышенной радиоактивностью (шлакобетонные блоки, мраморные и гранитные покрытия).

Поскольку живые организмы обладают способностью аккумуляции веществ, в том числе и радиоактивных изотопов, вклад в бытовую радиационную нагрузку могут вносить продукты питания. Повышенной радиоактивностью могут обладать морская (и даже речная) рыба, грибы, молоко.

Контрольные вопросы

1. В чем различие понятий «бытовая радиация» и «естественная радиация»?

Назовите основные источники бытовой радиации.

3. Как можно снизить дозу радиационной нагрузки, получаемой за счет бытовой радиации?

Справочный материал

Радиоактивность - это способность атомных ядер некоторых химических элементов и изотопов, называемых нуклидами, самопроизвольно распадаться с испусканием ионизирующего излучения, которое представляет собой либо электромагнитное излучение той же природы, что и свет, либо поток корпускул.

Активность ионизирующего излучения оценивается в единицах, называемых кюри (Ku) и бекерель (Бк, новая единица), которые связаны так: 1 Ku = 3.7х 1010 Бк. Чаще оценивается удельная активность радиоактивных материалов, отнесенная к единицам массы или объема (Бк/кг, Бк/л, Бк/куб. м и др.). Используется также показатель экспозиционной дозы ионизирующих излучений (как некий суммарный эффект) - рентген. Рентген близок по значению к единицам, измеряющим количество поглощенной энергии, - раду и бэру.

Радон - химический элемент (Rn), инертный радиоактивный газ, продукт распада радия. Наиболее опасен изотоп R-222 с периодом полураспада 3,8 суток. Радон выделяется из почвы и из артезианских вод, а также из некоторых строительных материалов ( в первую очередь из тех, в состав которых входят шлак и зола угольных ТЭЦ, но источником радона может быть и красный кирпич). Чаще радон накапливается в нижних этажах зданий, которые по этой причине нуждаются в более тщательном радиационном контроле. (В небольших домах, стоящих непосредственно на земле, при их утеплении возникает воздушная тяга, способствующая поглощению радона из земли.) Предельно допустимым уровнем содержания радона в воздухе жилого помещения считается 200 Бк/м3, при котором человек получает 150 мбэр радиации в год. При превышении этой концентрации повышается риск соматических радиационных поражений, в первую очередь - рака легких.

По данным, опубликованным в США, в ближайшие годы от рака легких, вызванного радоном, погибнет один из 300 ныне живущих жителей этой страны. В России выявлено 37 районов, где концентрация радона значительно превышает ПДК. В России ежегодно от радона умирает 25 тыс. человек.

Вероятность развития рака от радона в 10 раз возрастает у курящих, так как эти факторы в своем пагубном влиянии на ткани легких усиливают друг друга.

Главное средство для снижения вреда от радона - периодическое проветривание жилых помещений.

§ 69. РАСТЕНИЯ В ГОРОДЕ

В каменные мешки городов Природа протягивает свои зеленые руки. Растения в городе необходимы, чтобы приспособить городскую среду для жизни человека. Чем зеленее город, тем менее пагубно сказываются на здоровье человека промышленное загрязнение.

Особенно эффективно улучшают городскую среду лесопарки и пригородные леса. Эти насаждения называют легкими городов. В них в процессе фотосинтеза поглощается диоксид углерода и выделяется кислород. Диоксида углерода в городской атмосфере всегда больше, чем в атмосфере сельских или лесных экосистем. Повышение его концентрации в городе происходит не только из-за большой скученности людей, но и потому, что в котельных ТЭЦ, в двигателях автомобилей сжигается углеводородное топливо.

Большую роль играют и искусственные древесные насаждения в городе: сады, парки, скверы, посадки деревьев вдоль улиц. В городах средней полосы России чаще всего выращивают тополь и американский клен. Экологически наиболее полезен тополь, который растет быстрее, чем другие деревья.

Чем больше листьев у дерева, тем оно полезнее для города - больше усваивает углекислого газа и задерживает пыли, уменьшает шум, выделяет кислород, увлажняет атмосферу, очищает ее от болезнетворных микроорганизмов выделением биологически активных веществ (фитонцидов). Поэтому стрижка деревьев для придания им красивого вида, с точки зрения эколога, нецелесообразна. Чем выше дерево и шире его крона, тем лучше.

Улучшают экологический режим города и зеленые ковры - газоны. Травостой газонов должен быть невысоким, густым и устойчивым к вытаптыванию. Лучшие газонные травы - овсяница красная, мятлик луговой, райграс многолетний.

Особый тип газонов - зеленые ковры, покрывающие поля стадионов и игровые площадки. Для таких газонов есть специальные смеси устойчивых к вытаптыванию трав. Стадионов, засеянных газонными травам, в России немного, чаще они покрыты спорышем (птичьей гречишкой, рис. 98). Это растение живет один-два года и легко размножается семенами, если нет конкуренции с другими видами. Спорыш очень устойчив к вытаптыванию.

Важную роль в городе играют собщества рудералов - растений пустырей. Они первыми поселяются на новых местообитаниях (дорожные насыпи, обнаженная земля, кучи строительного мусора возле новых зданий и т.д.). Поэтому такую растительность еще называют пионерной. Польза от рудеральных растений в городских экосистемах бесспорна. Они способствуют закреплению поверхности, препятствуют ее размыванию или развеиванию ветром. Кроме того, рудералы, как и любые другие растения, усваивают диоксид углерода и продуцируют кислород. Многие из них (например, одуванчик) концентрируют тяжелые металлы и таким образом очищают от них почву.

Сады, скверы, газоны не только улучшают микроклимат и атмосферу города. Зеленый цвет оказывает самое благоприятное воздействие на психическое состояние человека Без зелени однообразные стены высоких домов превращаются в «поля агрессивности», повышающие раздражительность горожанина.

Задача городской экологии - любыми способами увеличивать площадь зеленых насаждений. Поэтому там, где это возможно, нужно проводить вертикальное озеленение и разводить вьющиеся растения на балконах и вдоль стен. Деревья нужно сажать везде, где они могут расти, особенно во дворах домов и на пустырях. Для того чтобы горожанам хорошо дышалось, по санитарным нормам на каждого из них должно приходиться 350 м2 леса (в том числе 50 м2 непосредственно в городе, остальное - в зеленой зоне вокруг него). Ни один из промышленных городов России пока не имеет такого количества леса.

Контрольные вопросы

1. Какие основные типы зеленых насаждений используют в городе?

2. Как влияет древесная растительность на экологическую среду города?

3. Какую роль в городе играют рудеральные растения?

Справочный материал

Опадающие листья деревьев в городе насыщены тяжелыми металлами и другими вредными веществами. Их нельзя сжигать (тогда все поглощенное листьями вернется в атмосферу) и, тем более, использовать на корм скоту, а нужно вывозить из города для захоронения.

Среди рудеральных растений есть и вредные Так, расселяющаяся в степной зоне амброзия, проникает в города юга России (Ростов, Ставрополь, Оренбург и др.) и заселяет старые газоны с редким травостоем и пустыри. В период цветения пыльца растения разносится ветром и вызывает у людей аллергические заболевания (поллинозы). Пропалывать амброзию бесполезно, она вырастет снова из попавших в почву семян. Чтобы избавиться от амброзии, нужно засеять эти участки газонными злаками. Амброзия не выдерживает конкуренции с ними и исчезает.

(ДОП.) § 70. ЭКОСИТИ

Экосити - идеальный экологический город, который находится в равновесии с окружающей средой. В экосити все здания невысокие, спроектированы в соответствии с требованиями экологии (энергосбережения, ресурсосбережения, минимального загрязнения окружающей среды) и радуют глаз разнообразием форм, много зелени, транспорт экологичен. Энергия на коммунальные нужды расходуется экономно за счет когенерирования (приближения небольших источников электроэнергии к потребителям), использования солнечной энергии и энергосбережения (особенно за счет теплоизоляции стен зданий). Значительная часть сооружений (включая транспортные магистрали) переносится под землю, что высвобождает место для дополнительных гектаров зеленых насаждений. Для строительства не используются строительные материалы, обладающие высокой радиоактивностью (шлакоблоки и др.) или выделяющие в воздух загрязняющие вещества (шифер и др.). За пределы жилой зоны вынесены предприятия и склады. Подобиями экосити, «пустившими природу в город», являются небольшие города без промышленности - Оксфорд, Кембридж, Тарту, Новосибирский академгородок, Пущино-на-Оке и др.

Сторонники экосити планируют экологическую реставрацию уже существующих городов и строительство новых экосити с населением несколько десятков тысяч человек.

Несмотря на привлекательность, концепция экосити утопична. При сложившийся демографической ситуации в экосити можно расселить только небольшую часть горожан. Мегаполисы и крупные города невозможно превратить в экосити, можно лишь улучшить условия жизни горожан за счет использования принципов экологической архитектуры.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику экосисти.

2. Почему экосисти не могут стать основным типом городских поселений?

(ДОП.) § 71. КВАРТИРА КАК ЭКОСИСТЕМА

Квартира - это гетеротрофная экосистема, напоминающая город в миниатюре. Как и город, она существует за счет поступления энергии и ресурсов, так как ее главные обитатели - люди и животные, живущие вместе с ними, гетеротрофны.

Автотрофы в квартире - это комнатные растения (цветы в горшках, петрушка в ящике на подоконнике, несколько стебельков водных растений и микроскопический планктон в аквариуме). Растения в квартире играют эстетическую и гигиеническую роль: улучшают наше настроение, увлажняют атмосферу и выделяют в нее полезные вещества - фитонциды, убивающие микроорганизмы. Существует специальная наука - фитодизайн (дизайном называется вид инженерной конструкторской деятельности для придания промышленным изделиям привлекательного вида) - умение создать красивый интерьер, изящно расположив на подоконнике, стенах или специальных подставках, стойках, пирамидах различные комнатные растения. Чем больше в комнате растений, тем чище атмосфера, тем больше в ней кислорода и меньше микроорганизмов. (Рис. 99.)

Комнатный воздух хорошо очищает хлорофитум, выделяет в воздух много фитонцидов герань.

Фауна квартиры. Кроме кошек, собак, волнистых попугайчиков, хомяков, рыбок в аквариуме в домах живет не менее двух десятков видов животных, поселившихся в квартирах помимо воли человека. Из млекопитающих - это мыши и крысы, а в деревянных домах, кроме того, и обыкновенные полевки. Грызунов особенно много в складских помещениях, начиная с чуланов и кончая большими продуктовыми складами. Чем больше еды, тем они быстрее размножаются, и потому главный способ контроля численности - лишить грызунов питания. Существуют специальные препараты, которыми отравляют крыс и мышей, и механические средства борьбы с ними (мышеловки).

В домах поселилось множество разных насекомых. Самыми обычными насекомыми в квартирах стали различные моли (мебельная, платяная и шубная). Сегодня практически нет химического вещества, которого бы она «боялась». Моль быстро приспосабливается к новым препаратам и может есть носки и шапки, пересыпанные нафталином, табаком, лавандой. Моль предпочитает шерстяные вещи с запахом пота. Поэтому их хорошо проветривают и хранят завернутыми в свежие газеты (типографской краски моль не боится, но не любит) или в закрытых полиэтиленовых пакетах.

В некоторых домах живут клопы - паразиты человека. Они могут заползать в дом по проводам, не боятся мороза. Клопы не выносят горячей воды, керосина и некоторых других химических веществ (дихлофос, карбофос и др.), поэтому бороться с ними проще, чем с молью.

Иногда в квартирах появляются вши и блохи, но от этих насекомых несложно избавиться, если соблюдать гигиенические правила. В годы Великой Отечественной войны, когда не хватало мыла, вши становились переносчиком опасных заболеваний, таких, как тиф.

В квартирах могут жить и микроскопические клещи, вызывающие чесотку или разнообразные аллергические заболевания: бронхиальную астму, ринит, конъюнктивит, дерматозы. Основное место их обитания - перо подушек, матрацы и покрывала, а также старая мебель, ковры, мягкие игрушки. Есть они и на одежде людей, живущих в зараженных квартирах.

Хорошо «встроились» в экосистему квартиры тараканы - черные и рыжие («прусаки»). Бороться с ними можно поддерживанием чистоты: хранить продукты в плотно закрывающихся банках, замазывать щели, по которым эти «квартиранты» ходят из комнаты в комнату или из квартиры в квартиру. Использовать против тараканов ядовитые препараты опасно для человека. Биологи разработали безопасный для людей способ борьбы с тараканами - использование препаратов, которые действуют на их систему размножения. Попробовавшие эти препараты тараканы не дают потомства.

К числу обычных обитателей квартиры относятся также и жучки, разводящиеся в муке или крупах. Для защиты от них продукты нужно хранить в плотно закрытых банках, поместив туда несколько долек чеснока. Можно хранить продукты в холщовых мешочках, предварительно прокипяченных в течение 30 минут в насыщенном растворе соли.

В квартирах много животных, которые проводят в них только часть своего времени. Главные из них летом - это комнатные мухи, опасные тем, что могут переносить болезнетворные микроорганизмы. Личинки зеленых и синих мясных мух могут уничтожить оставленные ненадолго открытыми рыбу и мясо. Борьба с мухами несложна: на окна натягивают сетки, а попавших в квартиру насекомых уничтожают хлопушками, ловят на клейкие ленты.

В последние годы в квартирах появились комары, причем не только те, что залетают с улицы, но и те, которые постоянно живут и плодятся в подвалах и других сырых местах. Этот домовой комар столь мал, что не удается почувствовать, как он садится на тело, а укусы его болезненны. Бороться с комарами можно, только ликвидировав их экологические ниши -- течи из труб и влажные места в подвалах.

Только в квартирах живут крошечные желтые фараоновы муравьи, питающиеся остатками еды человека.

Загрязнение воздуха. Источником загрязнения могут быть ядовитые выделения синтетических смол, которыми пропитаны древесностружечные плиты (из них сделана мебель), испарения химических покрытий пола - линолеума и пленки ПХВ, продукты сгорания газа в газовых печах и плитах. Опасно для здоровья загрязнение воздуха табачным дымом.

В каждом случае нужно принимать конкретные меры, чтобы снизить концентрацию вредных загрязнителей в воздухе комнаты. Мебель из древесностружечных плит покрывают краской и лаками, которые снижают выделения вредных веществ, линолеум не используют в спальных комнатах, над газовыми плитами устанавливают вытяжные приборы, которые собирают несгоревшие остатки. И, конечно, для уменьшения загрязнения атмосферы комнаты проветривают. Очищают воздух и некоторые комнатные растения.

Много пыли накапливается на книгах. Поэтому их нужно регулярно чистить пылесосом и, по возможности, держать в застекленных полках и шкафах. Накапливают пыль и ковры, особенно если по ним ходят в той же обуви, что и по улице (переобуваться в домашнюю обувь нужно обязательно). Ковры нужно регулярно чистить пылесосом или выбивать на улице палкой, хорошо очищает от пыли снег. Один из основных загрязнителей -- ворс, падающий с постельного, нательного белья и верхней одежды в процессе износа. Источником опасного загрязнения является старый поролон в креслах и диванах, который разрушается и загрязняет воздух мельчайшими частицами. Поролон необходимо заменять каждые 5-7 лет.

Энергосбережение и ресурсосбережение. Как в миниатюрный город, в экосистему квартиры энергия поступает извне - в виде электричества, газа, горячей воды. По водопроводным трубам в квартиру поступает вода. Человек, основной обитатель квартиры, приобретает различные вещи и продукты для питания. Как в городской экосистеме, так и в экосистеме квартиры, очень важно уменьшать потребление ресурсов и особенно энергии. Уменьшает потребление ресурсов любая аккуратная хозяйка, у которой не портятся продукты; за счет своевременного ремонта и аккуратного обращения подолгу носится одежда и долго служит бытовая техника; исправны водопроводные краны и сливные бачки.

Экономия энергии в квартире может быть очень эффективной. Если не горят лишние электролампочки, при открывании холодильника из него быстро извлекают нужные продукты, ограниченное число часов работает телевизор, то экономия электроэнергии будет существенной. Важно экономить тепло, утепляя двери и окна. Экономия газа возможна при использовании газовых плит и колонок.

Проблема отходов. Из отходов, которые образуются в каждой квартире, формируется огромная масса бытовых отходов города на свалках и значительная часть городских стоков. В таких странах, как ФРГ или Швеция, квартирные отходы сам хозяин разделяет на фракции -- бумага, органические остатки пищи, пластмасса и т.д., складывает в контейнеры разных цветов и облегчает в дальнейшем их переработку. В России такая сортировка бытовых отходов пока не организована.

Контрольные вопросы

1. Почему экосистема квартиры может быть названа «городом в миниатюре»?

2. Какие растения выращивают в квартире?

3. Какие животные составляют фауну квартиры?

4. Какие источники загрязнения воздуха имеются в квартире?

5. Как можно экономить ресурсы и энергию?

Справочный материал

Некоторые комнатные растения используются как лекарственные средства (например, алоэ и коланхоэ, листья которых прикладывают к нарывам, а сок принимают внутрь при различных внутренних болезнях), от выращенного на подоконнике лука мы получаем витамины и фитонциды.

Электромагнитное загрязнение (электрический смог) представляет немалую опасность для здоровья обитателей современной квартиры, напичканной электроприборами и устланной синтетическими коврами, ходьба по которым заряжает человека статическим электричеством. Все это служит причиной головной боли. Бывали даже случаи, когда такой наэлектризованный жилец, сев за компьютер, стирал всю информацию из его памяти. В особенности опасен электросмог в спальне, где не следует размещать телевизоры и даже электронные будильники.

Вынужденное вдыхание табачного дыма некурящими называется пассивным курением. Оно наносит большой вред здоровью, так как в дыме, который курильщик не вдыхает, многие токсичные вещества могут содержаться в более высоких концентрациях, чем в дыме, вдыхаемом курящим. При затяжке температура в зоне горения сигареты резко повышается, а снабжение кислородом оказывается достаточным для полного сгорания табака. При этом, если курильщик потребляет дым, отфильтрованный сигаретным фильтром, то контактирующие с ним в момент курения некурящие получают продукты сгорания дыма сигареты без какой-либо очистки.

Чтобы сберечь энергию при использовании электроплит, нужно правильно подобрать кастрюли. Дно кастрюли должно быть совершенно ровным и совпадать по диаметру с конфоркой, так как, если оно выпуклое или грязное, контакт дна и конфорки уменьшается, и время нагрева увеличивается. Экономить электроэнергию можно, если после того, как кастрюля нагреется, уменьшить мощность. В Западной Европе и особенно в Японии, где энергия очень дорогая, применяют «башенный» способ приготовления пищи: кастрюля на кастрюле. В верхней кастрюле распаривают горох, фасоль, подогревают вторые блюда.

В Японии созданы СВЧ-печи размером с холодильник, в которых ночью, когда энергия дешевле, сжигают домашний мусор.

Пример одного из вариантов экологически организованного жилища приводит Т. Миллер, автор трехтомника «Жизнь в окружающей среде». Для устройства своего дома он использовал списанный школьный автобус (экономия строительного материала, использование вторичного сырья), который обшил досками и установил на теплоизолирующий фундамент. Колеса от автобуса были проданы. Для обогрева своего жилища Миллер использует солнечные элементы и тепловые коллекторы, а для его охлаждения в жаркое время - холодный воздух, который гонится вентилятором из труб, закопанных в землю на глубину 5,5 м. В перспективе Миллер собирается установить на крыше своего дома такое количество солнечных батарей, которое позволит не только обеспечивать дом электричеством, но еще и продавать его. Для освещения жилища используются лампочки в 2,5 раза более экономичные, чем обычные, и служат они не менее 5 лет. Используется туалет с малым расходом воды. Все органические отходы компостируются и используются как удобрение. Бумага сдается на переработку. Старые вещи не выбрасываются, а бесплатно раздаются нуждающимся. Свою «экологическую берлогу» Миллер постоянно совершенствует с целью снижения расходов энергии и ресурсов на ее обеспечение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Городские экосистемы - это «дети цивилизации» и «паразиты» биосферы. В городах процессы поглощения и преобразования солнечной энергии и ресурсов атмосферы и почвы в органическое вещество незначительны. Города живут за счет энергии, поступающей из промышленных экосистем (энергетического комплекса), и ресурсов, которые импортируются из других экосистем, в первую очередь - сельскохозяйственных. Продукция города не биологическая, а промышленная и информационная (печатные издания, теле- и радиопередачи и др.). Кроме того, нежелательной «продукцией» городов является огромное количество жидких, газообразных и твердых бытовых отходов и целый «букет» физического загрязнения - шумового, электромагнитного, радиационного, а также видеозагрязнения. В городских экосистемах невозможно формирование экологического равновесия.

...