Природные ресурсы и экологическая безопасность Западной Сибири

Создание экологически благоприятной жилой среды немыслимо без комплексного учета различных санитарно-гигиенических требований, с помощью которых как техническими средствами, так и архитектурно-планировочными приемами, появляется возможность нейтрализовать или уменьшить негативное антропогенное воздействие внешней природной среды на здоровье и жизнедеятельность человека.

Разработка требований экологической безопасности в жилых и общественных зданиях городов Западной Сибири является довольно сложной задачей, поскольку должно учитываться многообразие связей живого организма с внешней средой, так как человек одновременно подвергается воздействию большого количества факторов: температурному, влажностному, электромагнитному, ультрафиолетовых лучей, радиационному, вибрационному, шумовому, воздушно-газовому.

Учитывая особую социальную значимость поставленной научной задачи целесообразно установить усредненные показатели экологической безопасности для различных групп людей, помещений многофункционального назначения и разных климатических условий. В эколого-гигиеническом регламентировании нуждаются все составляющие жилой среды, действующие на биологическое и психологическое состояние человека в условиях сибирского города.

Неблагоприятные экологические факторы жилой среды (или внутренней среды общественного здания) могут быть разделены на две основные группы:

-- являющиеся непосредственными причинами возникновения ряда специфических заболеваний;

-- способствующие созданию условий для развития специфических заболеваний.

По мнению ряда экспертов в области гигиены окружающей среды, часть факторов практически всегда вызывает заболевания: к ним можно отнести применение строительных материалов, включающих асбест, формальдегид, использование в практике эксплуатации жилых помещений некоторых лакокрасочных материалов и предметов бытовой химии, являющихся аллергенами.

На человека в жилом (общественном) здании действует комплекс факторов различного характера и направленности. Например, изменение наружной температуры воздуха вызывает изменение скорости выделения токсичных веществ из полимерных материалов, повышение влажности воздуха в жилых помещениях способствует увеличению биологического загрязнения воздуха.

При разработке принципов нормирования эколого-гигиенических показателей в жилой среде городов Западной Сибири, обеспечивающих экологическую безопасность помещения, можно исходить из следующих положений:

-- создания безопасных и комфортных условий для жизнедеятельности и восстановления здоровья человека;

-- комплексности учета химических, физических и технологических факторов;

-- дифференцированного подхода (в зависимости от климатических и других природных условий).

По нашему мнению, до настоящего времени недостаточно изученным остается вопрос формирования качества воздушной среды во внутренних помещениях жилых (общественных) зданий в зависимости от качества наружного воздуха в различных городах Западной Сибири и Российской Федерации в целом.

Уровень концентрации вредных веществ, попадающих в атмосферный воздух городов Западной Сибири от стационарных и подвижных источников в значительной мере зависит от высоты застройки, переноса веществ и их рассеивания, перемешивания, растворяемости в воздухе. Качественный состав городского воздуха определяется параметрами климата и топографии местности. Такие города Западно-Сибирского региона, как Барнаул, Кемерово, Новокузнецк, Новосибирск расположены в неблагоприятных климатических зонах с низкой рассеивающей способностью атмосферы и характеризуются высоким потенциалом загрязнения. Подобный вывод можно сделать по отношению и к другим городам страны (гг.Екатеринбург, Иркутск, Красноярск, Хабаровск, Челябинск)[68].

Научными исследованиями установлено, что в воздухе жилых зданий одновременно может присутствовать более 100 летучих химических веществ и соединений, в том числе относящихся к I и II классу опасности: углеводороды, эфиры, спирты, аэрозоли свинца, ртути, кадмия, цинка, никеля, хрома и других металлов.

Новые стеновые и отделочные материалы, изготовленные с применением химических добавок, могут являться источником загрязнения окружающей среды токсичными веществами. В промышленности строительных материалов порой находят применение гальванические шламы различных производств, используемые при изготовлении бетонных блоков. Металл, находящийся в гальваношламе, в процессе эксплуатации жилого или общественного здания может поступить в воздушную среду помещения и представлять опасность для здоровья человека.

Актуален вопрос о нормативном содержании загрязняющих веществ в воздушной среде жилого или общественного здания. Считается, что концентрации загрязняющих ингредиентов не должна превышать их ПДК, установленные для населенных мест. Однако следует осознать тот факт, что внутри помещений химические загрязнения воздействуют на организм человека в сочетании с температурными, влажностными, радиоактивными и другими факторами. В рамках системного подхода необходим учет максимального количества параметров, исследование взаимосвязей положительного и отрицательного воздействия антропогенных факторов. При оценке степени экологической безопасности внутренней среды жилых и общественных зданий следует учитывать факторы, приведенные в таблице 46.

Сочетание высокой влажности как с теплым, так и холодным воздухом, неблагоприятно сказывается на тепловом состоянии человека. Высокая относительная влажность (80% и более) при высокой температуре создает тепловой дискомфорт, затрудняет теплоотдачу. В то же время чрезмерно сухой воздух (менее 30%) также небезопасен для жизнедеятельности организма человека, так как ухудшает функциональные способности верхних дыхательных путей. Оптимальной в помещениях считается влажность воздуха равной 45 %.

Таблица 46

Факторы внутренней среды жилых и общественных зданий, учитываемые при нормировании степени экологической безопасности.

Фактор внутренней среды	Параметр	Единица измерения
Объемно-планировочные решения	Объем помещения	куб.м
Удельная площадь	кв.м/чел.
Микроклимат	Температура воздуха	градус С
Температура ограждений	градус С
Интенсивность инфракрасной радиации	W/кв.м
Относительная влажность воздуха	%
Скорость движения воздуха	м/с
Воздух	Газовый состав	%
Химический состав(по ингредиентам)	мг/м
Бактериальный состав	бакт./см
Воздухообмен	м /час-чел.
Освещенность	Естественное освещение	%
Инсоляция	ч/сутки
Искусственное освещение	лк
Яркость	к/м
Радиационный фон	Напряженность	кюри
Электромагнитное поле	Напряженность	А/m

Надо отметить роль ветрового показателя как в формировании теплового режима зданий, так и степени их насыщения загрязняющими ингредиентами антропогенного происхождения. Оптимальными показателями подвижности воздуха для жилых зданий следует признать в холодный период 0,07 - 0,1 м/с, а в теплый - 0,2 м/с.

В системе показателей экологической безопасности жилых и общественных зданий нельзя не учитывать значение солнечной радиации, которая имеет огромное физиологическое, бактерицидное, санитарно-гигиеническое значение. При недостаточном солнечном освещении, что постоянно испытывают здания, находящиеся на севере Западной Сибири (г.Ханты-Мансийск), резко ослабляются защитные функции организма человека, ухудшается самочувствие, снижается работоспособность.

Следует руководствуясь критериями экологической безопасности, строительными нормами и правилами стремиться обеспечить жилые комнаты зданий непрерывной инсоляцией (таблица 47).

Таблица 47

Рекомендуемая длительность инсоляции в зависимости от географической широты расположения города

Длительность инсоляции, час.	Градусы северной широты
2,0	менее 48
2,5	48 - 58
3,0	более 58

Одновременно можно руководствоваться и таким показателем, как коэффициент естественной освещенности (КЕО), который показывает отношение площади световой поверхности окон к площади пола. КЕО изменяется в зависимости от свето-климатической зоны и географической широты. Согласно СНиП этот коэффициент должен быть не менее 0,5, причем минимальное отношение площади окон к площади комнат и кухонь - не менее 1:8.

С целью создания оптимального светового климата в жилых и общественных зданиях городов Западной Сибири, по нашему мнению, необходимо проведение дальнейших научных исследований по данному вопросу в следующих направлениях:

-- повышения коэффициента естественной освещенности с целью снижения психологической нагрузки на организм человека в замкнутом пространстве;

-- максимального использования в практике городского строительства оптимальной ориентации зданий для обеспечения необходимой степени инсоляции помещений;

-- соблюдения принципа достаточности ультрафиолетовой радиации для достижения оздоровительного эффекта.

Обеспечение экологического комфорта в жилых и общественных зданиях городов Западной Сибири во многом может быть достигнуто за счет формирования качественной воздушной среды, которая находится в прямой зависимости от мощности и направленности наружных источников загрязнения атмосферного воздуха. В связи с этим, по нашему мнению, руководствуясь принципами экологической безопасности, следует в городах региона с различными природно-климатическими условиями провести научно-исследовательские работы по выявлению следующих закономерностей:

-- влияние и последствия техногенных выбросов химических ингредиентов на формирование качественной воздушной среды в жилых и общественных зданиях для профилирующих видов производств (нефтехимические предприятия - в Омске; металлургические предприятия - в Кемерово, Новокузнецке; предприятия машиностроения - в Барнауле, Новосибирске, Томске;

-- влияние выбросов автомобильного транспорта на качество воздушной среды в зданиях, расположенных возле автомагистралей - в городах Бийск, Омск, Новосибирск;

-- воздействие выбросов передвижных источников на качество воздушной среды в зданиях на прилегающих территориях к аэропортам, речным портам.

При расчетах оптимального режима воздухообмена в жилых и общественных зданиях и проектировании систем приточно-вытяжной вентиляции (в театральных и киноконцертных залах) следует вести расчеты не только с точки зрения тепловыделений и углекислот от человека, но и с учетом качественного состояния наружного воздуха, степени его насыщения техногенными ингредиентами.

Учитывая взаимосвязь экологии жилых и общественных зданий с экологией урбанизированных территорий городов Западной Сибири следует ориентироваться на отдельные критерии комфортности окружающей среды[46], систематизированные в таблице 48.

Благоприятный для человеческого организма температурный режим на урбанизированных территориях городов Российской Федерации наблюдается в основном в зеленых зонах и на периферийных частях города. Поскольку в центральной части города температура наружного воздуха бывает выше на 3 - 40С, то соответствующий температурный перепад может вызвать ветровой поток со скоростью до 3 м/с, что приведет к образованию направленных воздушных течений, способствующих переносу вредных выбросов автотранспорта и промпредприятий, и влияющий на степень загрязнения земель в городе.

Таблица 48

Биоклиматические критерии оценки факторов окружающей природной среды

Фактор среды	Комфорт	Дискомфорт
перегрев	охлаждение
Относительная влажность, %	30 - 70	менее 30 более 70	более 80
Температура воздуха, С	14 - 30 (южные районы) 12 - 26 (в умеренном климате)	более 30 более 26	-30 ё -35 при ветре 1,5 м/с -25 при ветре 2 м/с -15 при ветре 3,5 м/с
Скорость ветра, м/с	0,5 - 3,0	менее 0,5 более 3,0	более 5 при отрицательной температуре и снегозаносах

Изменение качества воздушной среды на урбанизированных территориях с целью улучшения характеристик воздуха в жилых и общественных зданиях возможно с помощью таких градостроительных приемов, как озеленение территорий и их обводнение, рационализация расположения промышленных объектов, изменение технологий на особо вредных в экологическом отношении производствах, уменьшение тепло- и энергоемкости промпредприятий, особенно в гг.Кемерово, Новосибирск[6,23,68].

Отдельно стоит остановиться на экологичности строительных материалов, применяемых для жилых и общественных зданий в городах Российской Федерации и Западной Сибири, поскольку экологическая безопасность здания находится в прямой зависимости от качества стеновых и отделочных материалов.

Разработка требований экологической безопасности строительных материалов может основываться на экологических нормативах, регламентирующих пределы допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ. Необходимы дополнительные научные исследования возможностей создания новых материалов на основе природного сырья, добываемого в экологически чистых районах Западной Сибири.

По нашему мнению, в отдельных субъектах Российской Федерации стоит запретить или ограничить добычу и использование некоторых видов природных строительных материалов, ввиду их насыщенности техногенными ингредиентами, представляющими опасность для здоровья человека при их дальнейшем использовании в процессе строительства и эксплуатации жилых и общественных зданий (таблица 49).

Учитывая наличие производственных мощностей подрядных строительных организаций, а также соответствующей материально-технической базы промышленности строительных материалов практически в каждом крупном городе Западной Сибири, следует сказать и об исследованиях по экологической безопасности водных ресурсов, применяемых как один из компонентов для приготовления бетонов, цементных растворов, различных водных растворов для использования их в жилищном и культурно-бытовом строительстве, что особенно важно для Кемеровской и Томской областей.

Таблица 49

Субъекты Российской Федерации в Западной Сибири с нерекомендованной добычей природных строительных материалов

Материал	Субъект Федерации	Причина экологической опасности
Каменные материалы (бутовый камень, щебень, песок, гравий)	Омская область (Макинский каменный карьер)	Загрязнение радионуклидами
Алтайский край	Загрязнение ядохимикатами
Новосибирская область	Повышенное содержание свинца и марганца (превышение фоновых показателей в 40 и более раз)

Качество исходной воды, применяемой для упомянутых выше целей, должно соответствовать по исходным показателям требованиям, изложенным в ГОСТе «Вода питьевая». Однако домостроительные комбинаты, заводы строительных конструкций, бетоно-растворные узлы, строительные цеха и участки крупных промышленных предприятий, отдельные специализированные организации могут применять для приготовления бетонов и растворов воду из технических систем водоснабжения, не подвергаемую необходимой очистке и содержащую те загрязняющие ингредиенты, которые постоянно присутствуют в исходной воде источников водоснабжения.

В отдельных случаях предприятия промышленности строительных материалов используют на производственные цели воду из подземных водоисточников, имея собственные водозаборные скважины. Но и в подобных случаях сохраняется опасность попадания химических загрязнений техногенного происхождения в строительные конструкции жилых и общественных зданий, которые в дальнейшем могут при определенных условиях (температурных и других) воздействовать на здоровье человека.

Принимая во внимание тот факт, что в условиях перехода к рыночным отношениям предприятия водопроводно-канализационного хозяйства периодически повышают тарифы для водопотребителей III группы (промышленность, строительство, транспорт) возникает реальная опасность использования различных водоисточников, небезопасных в экологическом отношении, для приготовления бетонов и растворов, особенно в индивидуальном жилищном строительстве.

Сверх загрязненные водные объекты имеются в различных природно-климатических зонах, особенно в бассейне Кузбасса (таблица 50).

Таблица 50

Поверхностные водоисточники Западной Сибири, представляющие экологическую опасность

Субъект Федерации	Наименование водоисточника	Причина экологической опасности
Кемеровская область	р.Томь	Загрязнение фенолами и тяжелыми металлами
Томская область	р.Томь	Загрязнение фенолами и тяжелыми металлами

Поскольку вода, употребляемая на производственные нужды на предприятиях строительной индустрии, не проходит стадию специальной технологической водоподготовки, то следует усилить контроль непосредственно на самом предприятии за качеством воды, забираемой из водоисточника. В случае обнаружения высокого уровня загрязнения ингредиентами антропогенного происхождения (более 10 ПДК) исходной воды следует применять локальную очистку от загрязнений, а при экстремально высоком содержании (свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ целесообразно воздержаться или полностью отказаться от использования воды из данного водного объекта.

Аналогичный подход, по нашему мнению, следует применить при экологическом контроле за качеством воды, забираемой из подземных водоисточников с целью использования их для изготовления деталей и конструкций жилых и общественных зданий. В отдельных субъектах Западной Сибири, вблизи крупных промышленных центров, образовались мощные очаги загрязнения подземных вод, забираемых на коммунально-бытовые и производственные нужды городского населения.

Поскольку в подземных водах наблюдаются такие загрязняющие вещества, как нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (в том числе медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), то все эти ингредиенты в конечном счете могут попасть во внутреннюю среду жилых помещений. По оценкам природоохранных органов до 30% выявленных участков загрязнений подземных вод составляет 10 - 100 ПДК, а для 12% превышает 100 ПДК по отдельному веществу.

В перечень областей Западной Сибири, в которых использование подземных водоисточников должно быть ограничено на производственные нужды промышленности строительных материалов по критериям экологической безопасности можно включить часть территорий Кемеровской (гг. Кемерово, Новокузнецк) и Томской областей. При использовании подземных вод в указанных областях Западной Сибири для изготовления конструкций зданий гражданского назначения необходимо соблюдать меры экологической безопасности.

5.2. Методические подходы к комплексной оценке факторов экологической безопасности жилых и общественных зданий

Загрязняющие внутреннюю среду жилых и общественных зданий физические, химические и биологические вещества, как правило, проникают в эти здания из внешней природной среды, но зачастую в больших концентрациях образуются в самих помещениях или примыкающих к ним подсобных строениях. Одним из характерных примеров является проникновение из земной коры и скопление в жилых и общественных зданиях радиоактивного газа радона[54].

Концентрации радона почти всегда находится в жилых и общественных зданиях и варьируются в широких пределах. Они зависят главным образом от того, с какой скоростью загрязняющие вещества поступают внутрь помещения. Благодаря инфильтрации в здания попадает значительное количество наружного воздуха, обновляясь за один-два часа.

Следующий фактор - это скорость взаимодействия поступающих из наружной среды ингредиентов с веществами, находящимися внутри помещения, как во взвешенном состоянии, так и на поверхности различных предметов.

В целом стратегия выработки методов комплексной оценки физических, химических и биологических факторов экологической безопасности жилых и общественных зданий городов Западной Сибири может состоять из следующих направлений:

-- система стандартов и норм по оценке степени экологической безопасности здания;

-- методы контроля степени экологической безопасности различных типов зданий.

Система стандартов и норм по оценке степени экологической безопасности зданий должна базироваться на таких принципах, как контроль за средним уровнем воздействия загрязняющих вредных веществ на здоровье человека или контроль за возникновением экстремального уровня загрязнения в помещениях жилого или общественного здания[9,23,48,99].

В 70-е и последующие годы в научной теории получила развитие градостроительная экология, где основным критерием качества окружающей среды служит здоровье человека, под которым подразумевается его полноценное физическое, душевное и социальное благополучие.

Основой методической направленности решения проблемы градостроительной экологии является оздоровление окружающей и внешней среды, которое возможно на основании фундаментальных исследований в различных областях науки[62,104,112].

В 80-е годы в науке развивается направление, уделяющее основное внимание социальным взаимосвязям человека с его окружением - «средовой подход». Изучаются особенности восприятия среды человеком, исследуются факторы, влияющие на поведение человека в городских условиях.

Таким образом оформилось понимание окружающей среды человеком, в том числе жилой, городской как совокупности объективно материальной категории и ее субъективного отражения в сознании человека.

Необходимость комплексного подхода к изучению степени экологической безопасности жилой среды требует взаимоувязки таких составляющих, как природного и антропогенного окружения и функциональных процессов, протекающих в материально оформленной среде, учета указанных факторов в системе городских кадастров.

Методологическая сложность рассматриваемой проблемы заключается в следующем:

-- различной степени изученности показателей экологической безопасности жилых и общественных зданий;

-- разных критериях оценки качества внутренней среды жилых и общественных зданий;

-- разнообразии внешних факторов, влияющих на изменение качества внутренней среды различных типов зданий в городах Западной Сибири.

Раскрывая понятие «экологическая безопасность» в системе кадастровых оценок можно сказать, что это система мероприятий, предотвращающих опасное воздействие на окружающую среду, на основе определения допустимых пределов воздействия человека на природную (искусственную) среду. Одно из основных свойств экологической безопасности среды обитания является ее жизнепригодность и сохранность (для внутренней среды обитания), а также восстанавливаемость и устойчивость (для внешней среды обитания).

Многолетняя практика капитального строительства жилых и общественных зданий в городах страны и Западной Сибири без систематизации данных в городских кадастрах, во многом определявшаяся минимизацией финансовых и материально-технических средств, привела к следующим результатам:

-- отсутствию комплексной реализации проектных решений, обеспечивающих необходимую степень экологической безопасности урбанизированной территории, поэтому многие города не имели полностью реализованного генплана, а экономия средств достигалась за счет уменьшения благоустроенности внешней среды;

-- недоучету экологического фактора при отводе городских земель под жилищное, культурно-бытовое и производственное строительство;

-- отсутствию «экологических ориентиров» при проектировании различных типов зданий, в том числе критериев экологической безопасности внутренней среды помещений.

Перечисленные выше факторы содействовали созданию некой стандартной городской среды, не способствующей защите жителей городов от техногенного воздействия источников загрязнения, не влияющей на экологическое сознание населения, не развивающей гармонию взаимоотношений между человеком и окружающей природной средой.

Переход в Российской Федерации к устойчивому развитию и новым формам общественных отношений, реализация конституционных прав граждан на различные виды собственности, включая частную, может повлечь за собою нежелательные на урбанизированных территориях городов Западной Сибири экологические последствия, суть которых сводится к следующему:

-- изменение технологий на промышленных, энергетических и транспортных предприятиях в условиях рыночных отношений и развития конкуренции приведет к экономии затрат на природоохранные мероприятия, а в конечном счете к ухудшению качества окружающей природной среды;

-- осуществляемая органами местного самоуправления практика сдачи в аренду территорий и помещений не учитывает социальные интересы горожан, включая интересы экологической безопасности (в настоящее время, по данным природоохранных органов, имеются случаи коттеджного строительства в водоохранных зонах, что ухудшает качество источников питьевого водоснабжения; в ряде случаев сдача помещений в аренду даже в жилых помещениях позволила коммерческим структурам разместить в них экологически опасные производства - химчистки, мастерские по окраске материалов и т.п.).

Для обеспечения прав граждан России на безопасную окружающую среду (согласно статей Градостроительного кодекса РФ и федерального закона «Об охране окружающей природной среды») было бы целесообразно осуществить решение следующих проблем:

-- разработку законодательных и организационно-правовых мер по реализации государственной политики на основе кадастровых оценок в области жилищно-гражданского строительства с созданием системы государственного экологического контроля на всех иерархических уровнях управления, которая должна обладать и мерами поощрительного характера, применяемыми для физических и юридических лиц, в том числе лицензирование различных видов деятельности и природопользования, экологическое страхование, льготное кредитование организаций, работающих в области обеспечения экологической безопасности граждан и территорий;

-- изменение градостроительных норм с разработкой стандарта качества жилой среды и ее пороговых характеристик (экологических, санитарно-гигиенических, инженерно-технических и т.п.) Система таких нормативов может включать конкретные показатели инсоляции, объемов и площадей озеленения, предельно-допустимые уровни загрязнения и шумового воздействия. Разработанные на региональном и местном уровнях градостроительные нормативы (в отличие от нормативов федеральных, учитывающих природно-климатические и социально-экономические условия) могут отличаться только в сторону улучшения тех или иных характеристик при разнообразии градостроительных решений[36].

В настоящее время основные требования экологической безопасности жилых и общественных зданий определяются строительными нормами и правилами (СНиП) и гигиеническими нормами.

Переход к новому уровню качественного состояния различных типов зданий требует проведения анализа существующих инженерно-технических решений и степени их воздействия на экологическую безопасность внутренней среды. Такой анализ позволит определить наибольшую эффективность экологических мероприятий в помещениях при наименьших материальных и финансовых затратах.

Повсеместное применение в отечественной и зарубежной строительной практике полимеров и пластиков привело к опасности поступления вредных химических веществ в окружающую среду жилых и общественных зданий. Присутствуя в воздухе в относительно малых концентрациях, сразу эти вещества не вызывают заболеваний, но накапливаясь, влияют на здоровье и работоспособность человека, приводя к хроническим интоксикациям, мутациям, болезням центральной нервной системы, патологии тканей и крови.

По данным института гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана распределение вредности (по уровню ПДК) в воздухе жилого помещения следующее:

-- СО2 вентиляционного воздуха - 20.0 %;

-- СО2, выдыхаемое человеком - 13.3 %;

-- антропотоксины (летучие вредные вещества, возникающие в результате деятельности человека, от сооружения жилища и его отделки материалами с применением полимеров.

Воздушная среда в жилых зданиях должна отвечать таким гигиеническим требования, когда отсутствуют химические и органические загрязнения (тяжелые металлы, радон, аэрозоли и др.). Содержание СО не должно превышать 0,05 - 19,1%. Такое состояние воздушной среды может быть достигнуто при кубатуре воздуха на одного человека 25 - 30 куб.м (минимальный показатель).

Одним из загрязняющих источников в жилом здании является кухонная газовая плита. В процессе сгорания сетевого или баллонного газа образуются такие токсические вещества, как оксиды азота, серы, углерода. Наиболее опасными являются оксиды азота. В качестве примера можно привести следующий факт: предельно -допустимая концентрация оксидов азота в атмосферном воздухе населенных мест (среднесуточная) - 0,085 мг/куб.м. В процессе же эксплуатации газовой плиты концентрации оксидов азота могут превышать ПДК в 10 и более раз.

При содержании в воздухе оксидов азота 0,001% появляются легкие признаки отравления, при 0,005% - возможно серьезное отравление через 30 минут, при 0,015% - появляется опасность для жизни.

Исследованиями Государственного института прикладной экологии МПР России установлено, что качество воздушной среды закрытых помещений по химическому составу в значительной степени зависит от качества атмосферного воздуха. Поскольку различные типы зданий имеют постоянный воздухообмен с внешней средой, то отсутствует экологическая защита жителей от загрязнения атмосферного воздуха. Миграция органической и неорганической пыли, токсических веществ, содержащихся в воздухе городов, во внутреннюю среду помещений обусловлено их естественной и искусственной вентиляцией, и поэтому вещества, присутствующие в наружном воздухе, обнаруживаются в помещениях даже при подаче воздуха через системы кондиционирования.

Потребность в экономии тепловой энергии обусловила применение полимерных материалов в гражданском строительстве, которые далеко не всегда обладают экологической чистотой. В процессе эксплуатации полимерные теплоизоляционные материалы стареют в связи с протеканием реакции деструкции, вызванной разрывом основной молекулярной сети, что и приводит к разрушению утеплителя и выделению во внешнюю среду химически вредных веществ с токсическими свойствами.

Степень проникновения загрязнения внутрь зданий различна, однако концентрация ацетальдегида, ацетона, бензола, этилового спирта, толуола, метилэтилбензола, пропилбензола, этилацетата, фенола, ряда предельных углеводородов в воздушной среде помещений превышают, как правило, концентрации в атмосферном воздухе более чем в 10 раз[62].

Основные источники загрязнения воздушной среды жилых и общественных зданий можно разделить на четыре группы:

-- вещества, поступающие извне с загрязненным атмосферным воздухом;

-- продукты деструкции строительных и отделочных материалов;

-- антропотоксины;

-- продукты сгорания бытового газа и продукты жизнедеятельности человека.

Рассмотрим более подробно характеристики отдельных химических веществ, загрязняющих воздух жилых и общественных зданий в городах Западной Сибири (таблица 51).

Физические факторы экологической безопасности жилых и общественных зданий включают параметры микроклимата, вибрацию, акустику, инсоляцию, электромагнитные поля и радиационный фон.

Рассмотрим одну из наиболее значимых по мнению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) проблему - воздействие электромагнитного излучения (ЭМИ) во внутренней среде помещений.

Загрязнение ЭМИ в настоящее время достигло таких величин, что данный фактор стал весьма ощутимым своим воздействием на биологические объекты. Между продолжительностью воздействия ЭМИ и состоянием здоровья населения имеется корреляционная зависимость, приводящая к снижению иммунитета организма, увеличению заболеваемости органов дыхания, болезней кожи, деградации сетчатки глаза, увеличении тяжести течения беременности и продолжительности патологических процессов[52].

Исследования последних лет свидетельствуют о причинной связи между ЭМИ и развитием злокачественных опухолей. Человек, живущий в городе, практически круглосуточно испытывает воздействие ЭМИ снаружи и внутри зданий, что характерно для промышленно развитых стран.

Сочетание ЭМИ с химическими загрязнениями и радиационными факторами на фоне недостаточно калорийного питания в условиях современной реальности для значительной части населения (пенсионеры, студенты, учащиеся) представляет собой реальную угрозу здоровью горожан в Западной Сибири.

Высокоразвитые страны мира разрабатывают и применяют национальные стандарты, регламентирующие внутри помещений уровни статического электрического поля (СЭП), электромагнитного поля низкой частоты (НЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ). Такие страны, как Швеция и Канада, имеют государственные стандарты для электромагнитных излучений очень низких частот (ОНЧ).

Широкое применение электризующих полимерных материалов в строительстве и при изготовлении мебели, других предметов домашнего обихода привели к увеличению выраженности статической электризации и статических электрических полей в окружающей среде. Доказано, что СЭП является биологически активным фактором среды.

Определенную экологическую опасность представляют бытовые электроприборы, работающие на промышленной частоте 50 Гц.

Если жилые и общественные здания находятся возле передающих радио- и телестанций, то внешнее ЭМИ будет накладываться на «бытовое» электромагнитное поле, существующее практически в каждой квартире, что создает высокие уровни напряженности биологически эффективного фактора. По мнению ряда специалистов, электромагнитное излучение катализирует злокачественные образования.

Таблица 51

Загрязнение воздуха жилых и общественных зданий в городах Западной Сибири.

Название ингредиента	Реальная концентрация (мг/куб.м)	Превышение ПДК	Источник
Формальдегид	0,004 - 0,077	до 8 раз	Новая мебель из древесно-стружечных плит Неполное сгорание газа в кухонных плитах Полимерные материалы
Фенол	0,0 - 0,360	до 12 раз	Полимерные материалы
Стирол	0,0 - 0,032	до 3 раз	Полистирольные тепло- изоляционные плиты, облицовочный пластик, декоративные изделия, влагостойкие обои и др.
Бензол, этилбензол	до 7 раз	Строительные и отделочные материалы: линолеум, лаки, краски, мастики и неполное сгорание газа в кухонных плитах
Ксилол, толуол	до 0,5	Строительные и отделочные материалы: линолеум, лаки, краски, мастики, клеи, растворители
Альдегиды и эфиры (в т.ч. этилацетат, ацетальдегид)	Строительные и отделочные материалы: линолеум, лаки, краски, мастики, клеи, растворители
Аэрозоли тяжелых металлов	до 2,3 раз (свинец); до 3,2 раз (кадмий); до 1,1 раз (хром); до 1,3 раз (медь)	Наружный воздух
Домашняя пыль-адсорбент (ароматические углеводороды, альдегиды и др.)	в 1 г пыли: 6,9 - 25,2 мг органических химических веществ; 4,2 - 37,2 мг тяжелых металлов

Одной из весьма реальных экологических опасностей на урбанизированных территориях является наличие в жилых и общественных зданиях радона (Rn) и его продуктов распада в воздушной среде помещений, что, по данным ВОЗ, является причиной около 20% всех раковых заболеваний легких у человека. Радоноопасными урбанизированными территориями в Западной Сибири являются города Новосибирск, Барнаул, Бийск. По мнению ряда специалистов, попадание радона в закрытые помещения зданий зависит от:

- геологических особенностей местности;

- содержания радона в почвенных газах;

- степени проницаемости почв для радона;

- климатических особенностей местности;

- конструктивных характеристик зданий.

Комплекс перечисленных выше факторов физического и химического воздействия на человека, возникающих под воздействием внешних природных и техногенных особенностей на урбанизированных территориях городов Западной Сибири, в сочетании с конструктивными и технологическими особенностями жилых и общественных зданий, образуют внутреннюю среду закрытых помещений, которая является зачастую экологически опасной средой для городских жителей. Экологизация градостроительной политики и промышленности строительных материалов, совершенствование архитектурно-планировочных решений - реальные пути создания безопасной и комфортной среды обитания человека. Отдельные показатели перечисленных методических подходов необходимо учитывать в структуре жилищного кадастра и в структуре кадастра городской недвижимости, которые могут формироваться на муниципальном уровне и внедряться в практику природопользования и охраны окружающей среды.

5.3. Способы совершенствования характеристик экологической безопасности жилых и общественных зданий в городах Западной Сибири

В процессе реконструкции и развития городов Западной Сибири в промышленности строительных материалов, использующей для производства конструкций и изделий природное сырье, в той или иной степени прослеживается тенденция замены этого сырья на вторичные материальные ресурсы. Такова технологическая и эколого-экономическая реальность. Исходным сырьем могут являться промышленные отходы и попутные продукты черной и цветной металлургии, тепловых электростанций, химических предприятий, других отраслей экономики в западносибирском регионе.

С одной стороны, данный процесс следует оценивать весьма положительно, поскольку снижается вредное воздействие отходов производства на окружающую природную среду, появляется возможность меньше изымать природных ресурсов, освобождать земельные угодья, отводимые местными исполнительными органами власти под хранилища, отвалы и полигоны.

С другой стороны, появляется реальная угроза того, что вредные ингредиенты, находящиеся в промышленных отходах, могут являться компонентами экологической опасности внутри жилых и общественных зданий, поскольку попадая в стеновые и отделочные материалы и затем мигрируя будут при определенных условиях воздействовать на здоровье городских жителей. Поэтому одно из первоначальных требований экологической безопасности жилых и общественных зданий - разработка критериев технологических и оценки эколого-гигиенических свойств строительных и отделочных материалов.

На современном уровне развития промышленности строительных материалов существуют ряд требований контрольно-инспекционных органов по ограничению содержания свободного формальдегида для древесностружечных плит, вводятся ограничения на применение материалов, содержащих асбест, из-за их канцерогенного воздействия на организм человека. Однако системы полной экологической сертификации продукции стройматериалов к сожалению не существует, хотя, по нашему мнению, такая система должна существовать на федеральном и региональном уровнях и включать в себя не только эколого-гигиенические требования к самим материалам и способам их производства, но и рекомендации по экологической безопасности их применения, особенно при строительстве и ремонте жилых домов и общественных зданий. Не вызывает сомнения и тот факт, что система экологической сертификации должна применяться к тем видам промышленных отходов, которые могут служить исходным сырьем или добавками к исходному сырью при производстве конструкций и деталей жилых и общественных зданий. При этом класс токсичности не имеет значения, сертификации подлежат все виды I - IV классов опасности отходов промышленности.

В процессе экологической сертификации строительных и отделочных материалов целесообразно осуществлять необходимые исследования по вопросам:

-- определение характеристик веществ, способных мигрировать из строительных изделий в окружающую природную среду (воздушную, водную, почву);

-- изучение зависимости скорости эмиссии химических веществ из различных строительных материалов под влиянием физических и климатических факторов;

-- определение интегрального показателя загрязненности внутренней среды помещений жилых и общественных зданий при применении строительных и отделочных материалов из различного исходного сырья, включая вторичное сырье из отходов промышленного производства.

В результате научных исследований, проведенных Государственным институтом прикладной экологии МПР России установлено, что источником 80% химических веществ, обнаруженных в воздушной среде квартир, являются используемые строительные и отделочные материалы, поэтому следует производить специальный эколого-гигиенический контроль за разработкой, составом, номенклатурой, выпуском и применением таких материалов в гражданском строительстве.

Особого внимания заслуживает проблема применения при строительстве различных зданий полимерных строительных материалов (ПСМ), при гигиенической оценке которых целесообразно руководствоваться следующими требованиями:

-- ПСМ не должны создавать специфического запаха к моменту ввода здания в эксплуатацию;

-- ПСМ не должны выделять во внутреннюю среду помещений летучие вещества в таких количествах, которые оказываю прямое или косвенное воздействие на организм человека, негативно влияют на процесс жизнедеятельности;

-- ПСМ не должны вступать в химические реакции с веществами, находящимися в воздушной среде помещения.

Основным гигиеническим регламентом, обеспечивающими безвредность применения ПСМ в строительстве жилых и общественных зданий являются допустимые уровни (ДУ) вредных веществ.

Одной из причин низкой степени экологической безопасности различных зданий в городах Российской Федерации и Западной Сибири является недооценка ландшафтно-архитектурной организации внутриквартальных пространств. Зачастую проектировщики относятся к природным факторам как к вспомогательному средству, которое в процессе технологии капитального строительства подлежит техногенному преобразованию. Фактически в результате возведения и ввода в эксплуатацию новых микрорайонов и жилых кварталов искусственно разрушаются природные экосистемы, нарушается естественное их функционирование на урбанизированных территориях. В процессе капитального строительства жилых домов и объектов инженерной инфраструктуры происходит деградация почв, загрязнение грунтовых вод, подтопление отдельных участков городской местности, гибель флоры и фауны.

Только сопоставляя все факторы окружающей природной среды с антропогенными факторами можно подойти к составлению модели учета природных условий в проекте жилой застройки с целью улучшения характеристик экологической безопасности жилых и общественных зданий[62].

При реализации генеральных планов в различных городах Западной Сибири следует максимально использовать экологические преимущества местности для получения природоохранного эффекта. Только определив положительные характеристики городского природного ландшафта и усилив их благоприятное воздействие на жилую среду можно сохранить взаимосвязи компонентов ландшафта. Новая искусственно-техногенная среда на урбанизированной территории должна обладать всеми качествами природного ландшафта, что в дальнейшем положительно скажется на характеристиках экологической безопасности внутренней среды жилых и общественных зданий.

Одним из наиболее эффективных способов оздоровления окружающей среды в городах является увеличение площади озеленения, в том числе необходимо реализовать принцип, сформулированный французским архитектором Ле Корбюзье, об использовании плоских крыш для целей озеленения в качестве «программного пункта новой архитектуры».

В Западной Европе (Германии, Франции) находят широкое применение не только городские сады, устроенные на плоских крышах, но и приемы озеленения скатных крыш, что вполне применимо к ряду городов Российской Федерации.

Одним из перспективных резервов увеличения площади озеленения является вертикальное (фасадное) озеленение жилых и общественных зданий. До настоящего времени вертикальное озеленение находило применение в основном по эстетическим соображениям в южной полосе России (Астрахань, Волгоград, Сочи, Новороссийск, Минеральные Воды, Владикавказ). Однако этот прием оказывает благоприятное воздействие на экологические характеристики внутренней среды помещений в различных типах зданий и качество микроклимата в большой мере зависит от состава подобранных растений. По нашему мнению, подобный технологический прием вполне может быть использован на юге Западной Сибири.

Непосредственное отношение к экологизации жилища имеет ландшафтная архитектура придомовой полосы: от фасада до проезда. Производимая в большинстве городов озеленение этой части территории носит бессистемный характер, ибо не учитывается преобладающее направление ветров, переносящих вредные вещества от промышленных, энергетических объектов и автотранспорта. Одним из направлений экологизации придомовой полосы - устройство индивидуальных садиков для жильцов близлежащего дома площадью 20-24 кв.метров. Примеры такого экологического решения придомового пространства имеются в Германии (Магдебург), Швейцарии (Цюрих), Литве (Вильнюс). Но поскольку устройство мини-садов в придомовой полосе требует капитальных вложений и определенного уровня экологической культуры городского населения, то целесообразно проводить озеленение территории с учетом наличия доминирующих ингредиентов в воздушном пространстве и оздоровительных возможностей хвойных и лиственных пород деревьев и кустарников.

Для увеличения площадей озеленения в ландшафтной архитектуре целесообразно использовать площадь крыши и перекрытий заглубленных вспомогательных и служебных помещений (насосных станций, трансформаторных, тепловых пунктов, гаражей, автостоянок, специальных сооружений гражданской обороны).

Особого внимания в городах Западной Сибири заслуживает проблема экологической безопасности жилых и общественных зданий повышенной этажности, в которых влияние неблагоприятных факторов внешней природной и внутренней среды проявляется особенно остро.

Многоэтажные здания характеризуются такими показателями, как нестабильный воздухообмен, недостаточная вентиляция, неравномерность нагрева помещений на верхних и нижних этажах, концентрацией загрязнений, поступающих из внешней среды. Учеными отмечается влияние зданий повышенной этажности на параметры внешней среды: изменение динамики ветрового режима, влияние на температурный баланс территории города.

По мнению некоторых авторов здания повышенной этажности являются концентрированным источником загрязнения природной среды продуктами мусороудаления и антропотоксинами. Загрязненность воздушной среды в таких зданиях в 2 - 4 раза выше, чем загрязненность атмосферного воздуха. Загрязнения, которые попадают в окружающую природную среду от отдельного 12-этажного дома на прилегающую территорию сопоставимы с загрязнениями от работающего легкового автомобиля.

Массовое жилищное строительство в городах Российской Федерации и в Западной Сибири в 60 - 80-х годах повсеместно привело к уменьшению площади и кубатуры квартир, отказу от покомнатной вентиляции, почти полному вытеснению строительного кирпича и замене его сборным железобетоном. Перечисленные причины безусловно сказались на степени экологической безопасности зданий, в частности инфильтрация наружного воздуха через различные материалы привела к его денатурации по озоновому режиму. Стены одинаковой толщины в 10 см уменьшают концентрацию озона, поступающего из наружного воздуха: железобетон - в 250 раз, кирпич - в 60 - 95 раз.

Исходя из чисто архитектурных и эстетически-планировочных соображений здания повышенной этажности размещают вдоль транспортных магистралей, в центрах городов (в особенности здания административного назначения) - в условиях высоко уровня шума и промышленных выбросов в атмосферу. При использовании шумозащитных типов домов повышенной этажности ухудшаются возможности воздухообмена в квартирах этих зданий, что негативно отражается на показателях внутренней воздушной среды.

В связи с развитием в годы экономических реформ строительства жилых и общественных зданий по индивидуальным проектам в городах Западной Сибири, особенно в крупных административно-территориальных образованиях, вновь стали применяться природные (лесные и каменные) строительные материалы взамен искусственных, увеличиваться площади и кубатура квартир (в том числе стали создаваться квартиры в двух уровнях), появились ориентированные (в зависимости от направления дискомфортных воздействий) типы шумо-, ветро- и пылезащитных зданий, что способствует улучшению микроклиматических показателей в помещениях и показателей экологической безопасности зданий.

Однако для большинства существующих и строящихся жилых и общественных зданий экологическая направленность совершенствования внутренней среды может происходить по двум основным направлениям:

-- оптимизация качественного состояния воздушной среды в помещениях;

-- компенсация нарушенного контакта человека с внешней природной средой.

В плане экологической безопасности увеличение (улучшение) воздухообмена в помещениях играет роль адаптационного резерва для поддержания естественных параметров среды. За счет воздухообмена можно снизить концентрацию вредных ингредиентов, тем самым оздоровив внутреннюю среду зданий. Оптимизация воздушной среды осуществима при реализации двух принципов - регулирования воздухообмена и обеспечения воздушного куба (то есть объемы сменяемого воздуха, приходящегося на одного человека).

Для организма человека, согласно исследованиям ЦНИИЭП жилища и МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана, весьма актуальна обеспеченность кубатурой воздуха в жилых и общественных зданиях. Основываясь на заключениях врачей-гигиенистов, в которых были приняты во внимание данные о степени загрязненности воздуха современного жилища (насыщенного полимерами и другими ингредиентами) и реакциях на эти загрязнения организма человека, требования к воздухообмену возросли и в качестве оптимальной величины называется 60-80 куб.м на человека.

Применение системы искусственной приточной вентиляции для жилых и общественных зданий повышенной этажности, используемой для улучшения качественных характеристик экологической безопасности внутренних помещений, в настоящее время рассматривать не следует, поскольку такая система вентиляции приводит к ухудшению ионного состав воздуха, денатурируя его.

Требует тщательного экологического контроля при строительстве зданий повышенной этажности материал стен. По экологической приоритетности в данном случае на первом месте (в качестве стенового материала) находится древесина, затем силикатный и красный обожженный кирпич и далее бетон различных марок. Из-за отсутствия экологического лицензирования компонентов бетонной смеси бетон нередко обладает повышенной радиоактивностью и другими эколого-гигиеническими недостатками.

Исходя из принципов экологической безопасности появляется возможность в городах Западной Сибири увязать в рамках городского кадастра в единую систему урбанизированную территорию - жилое (общественное) здание - внутреннее помещение. Все компоненты указанной системы влияют на жизнедеятельность человека и состояние природных (воздух, вода, почва, растительность) и искусственных элементов (энергия, строительные материалы, предметы домашнего обихода).

Городское население, используя ресурсы урбанизированной территории и общества, в процессе функционирования может установить определенную форму экологического баланса, основанного на целесообразном распределении ресурсов между природными и антропогенными элементами, то есть формируются экотипы городской среды.

С точки зрения городской застройки (особенно для малых и средних городов) наиболее экологически эффективным является индивидуальный экотип. Эта застройка способна вписаться в любой природный ландшафт в Западной Сибири и довольно успешно может использоваться на неудобных территориях, но находящихся в благоприятных экологических условиях: отсутствие промышленных и энергетических предприятий на сильно пересеченной местности.

...