Глава 1. Характеристика загрязнения атмосферы городов и городской растительности

1. Нормирование качества воздуха

Выработка и потребление огромного количества энергии, улично-дорожная сеть и транспортный комплекс, предприятия промышленности, размещаемые на территории городов, являются причиной масштабного воздействия на все компо­ненты городской среды, в первую очередь – на состояние атмосферного воздуха, заключающегося в его антропогенном загрязнении. Загрязнители атмосферы – это чужеродные для атмосферы вещества, которые нарушают качество воздуш­ной среды. При этом под нарушением качества подразумевается воздействие, при­водящее к накоплению в воздухе химических соединений и веществ в концентра­циях, превышающих установленные нормативы (санитарно-гигиенические, для зеленых насаждений и т.п.). В результате превышения этих нормативов можно ожидать возникновения необратимых нарушений в функционировании организ­мов, экосистем и экосферы в целом.

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) рекомендовано различать четыре уровня опасности загрязнения воздуха для человека: отсутствие влияния, раздражение, хронические заболевания и острые заболевания.

Качество атмосферного воздуха в РФ регулируется Федеральным законом №96 «Об охране атмосферного воздуха»[13].

В России применяются 3 вида допустимых уровня загрязнения воздуха: пре­дельно допустимые концентрации для рабочих зон (ПДК_рз), ПДК максимально-разовые для населенных мест (ПДК_мр) и ПДК среднесуточные для населенных мест (ПДК_сс). ПДК_рз применяются ограниченно, только на производствах для разработки средств индивидуальной защиты работающих, вентиляционных сис­тем и газоочистных установок (ГОУ) и, как правило, не учитываются при реше­нии экологических вопросов. Нормативным для жилой зоны считается уровень загрязнения, при котором не происходит превышения ПДК_мр более чем на 20 минут в сутки. В местах организованного отдыха населения, на территории раз­мещения лечебно-профилактических учреждений стационарного типа, в санаторно-курортных зонах должны соблюдаться более жесткие нормативы – 0,8 ПДК.

Спектр промышленных выбросов чрезвычайно разнообразен. Ежегодно по­являются новые ингредиенты выбросов за счет изменения и появления новых промышленных технологий. В результате постоянно выявляются выбросы с не­достаточно полно изученными особенностями воздействия на организм челове­ка. Для таких веществ на начальном этапе до разработки нормативов ПДК вре­менно устанавливаются ориентировочно допустимые уровни воздействия (ОБУВ). Установление нормативов ПДК (ОБУВ) является прерогативой Министерства здравоохранения России.

Для оценки влияния загрязнения атмосферы на состояние зеленых насажде­ний в последние годы разработаны ПДК фототоксичные (ПДК_фт). Они имеют аналогичную структуру нормирования, однако их применение затруднено в свя­зи с многообразием видов растений и их физиологическими различиями (напри­мер: травянистые, кустарники, деревья – лиственные или хвойные и т.д.), влияю­щими на устойчивость того или иного вида по отношению к различным загряз­нителям. ПДК содержания некоторых веществ в атмосферном воздухе населен­ных мест приведены в таблице 1, из которой видно, что растения считаются более устойчивыми, чем люди, к соединениям неметаллов (кроме сернистого ан­гидрида) и менее устойчивыми к органическим соединениям [23].

Во многих странах Западной Европы применяется несколько иной принцип нормирования качества воздушной среды. Там установленные средние и макси­мальные предельно допустимые концентрации не должны превышать определен­ное количество раз, часов в сутки, дней в месяц и в год, а сами значения ПДК часто в ту или иную сторону отличаются от российских значений для тех же загрязняющих веществ. При этом допустимые концентрации нормируются как в мг/м³, как это принято в России, так и в количестве частиц (молекул) загрязняю­щего вещества на миллион или миллиард частиц воздуха: ррт или ppb.

Кроме того, в развитых странах намного шире, чем в России, применяется практика взыскания в судебном порядке компенсаций за ущерб здоровью жителей, наносимый выбросами загрязняющих веществ предприятиями, а также стра­хование этого ущерба. При объективном рассмотрении размеров и источников этого ущерба компенсации могут достигать десятков и сотен тысяч евро, что существенным образом сдерживает предприятия от сверхнормативного воздействия загрязняющих веществ на население.

Для характеристики уровня загрязнения атмосферы той или иной территории за продолжительный период времени используется фоновая концентрация отдель­ных загрязняющих веществ и обобщенный показатель – индеекс загрязнения ат­мосферы (ИЗА), рассчитываемый как сумма значений концентраций ведущих загрязнителей (как правило – 5 веществ, ИЗА₅), нормированных на значения их ПДК. По ИЗА₅ уровень загрязнения считается нормальным, если ИЗА₅<5, повы­шенным – от 5 до 6, высоким – от 7 до 13 и чрезвычайно высоким при значении ИЗА₅>13. Большинство городов– промышленных центров России имеют высокий и очень высокий уровень загрязнения атмосферы [23].

Таблица 1

ПДК (мг/м³) загрязняющих веществ в воздухе населенных мест

Вещество	ПДК для населения			ПДК для зеленых насаждений
	максимально-разовое	среднесуточное	максимально-разовое		среднесуточное
Диоксид серы (сернистый ангидрид)	0,50	0,05	0,01		0,05
Азота диоксид	0,085	0,04	0,09		0,05
Аммиак	0,20	0,04	0,35		0,17
Озон	0,16	0,03	0,07		0,24

Окончание табл. 1

Вещество	ПДК для населения		ПДК для зеленых насаждений
	максимально-разовое	среднесуточное	максимально-разовое	среднесуточное
Углеводороды (по бензину)	5,0	1,5	0,65	0,14
Углерода оксид (угарный газ)	5,0	3,0	6,7	3,3
Бенз(а)пирен	–	0,000001	0,0002	0,0001
Бензол	0,3	0,1	0,1	0,05
Взвешенные вещества	0,5	1,5	0,2	0,05
Сероводород	0,008	–	0,008	0,008
Формальдегид	0,035	0,003	0,02	0,003
Хлор	0,1	0,03	0,025	0,015

Фоновые значения устанавливаются по результатам регулярных наблюдений на стационарных постах, которые ведутся органами Роскомгидромета и другими организациями, имеющими соответствующую компетенцию.

Нормирование выбросов и контроль за уровнем загрязнения атмосферного воздуха производится в России территориальными органами Госсанэпидемнад­зора и Департамента природных ресурсов и природопользования РФ. Этими орга­низациями согласовываются размеры выбросов загрязняющих веществ от источ­ников предприятий, выдается разрешение на выброс и производится контроль за соблюдением ПДК веществ, выбрасываемых предприятиями на границах их санитарно-защитных зон [23].

2. Санитарно-защитные зоны

Исходя из Санитарных норм и правил СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов», любые объекты, кото­рые являются источниками выбросов в ОПС вредных веществ, а также источниками шума, вибрации, ультразвука, электромаг­нитных волн, радиочастот, статического электричества, необходимо в обязательном порядке отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами (СЗЗ) [16]. Поэтому СЗЗ стали ныне обя­зательными составными компонентами промышленного предпри­ятия или иного объекта, являющихся источниками химическо­го, биологического или физического воздействия на ОПС и здо­ровье человека.

СЗЗ – это зона пространства и растительности, специально выделенная между промышленным предприятием и районом проживания населения. Обеспечивая пространство для безопас­ного рассеивания вредных выбросов, она должна быть надлежа­щим образом озеленена и удовлетворять специальным гигиени­ческим требованиям.

В зависимости от концентрации объектов на данной террито­рии, их мощности, условий эксплуатации, характера и количе­ства, выбрасываемых в атмосферу токсических веществ и т. п. для предприятий, производств и иных объектов установлены следующие минимальные размеры СЗЗ: предприятия первого клас­са опасности – 2000 м; второго – 1000 м; третьего – 500 м; четвертого – 300 м; пятого – 100 м. Допускается размер СЗЗ 50 м для предприятий пищевой промышленности, общественного питания, зрелищных и культурных объектов.

СЗЗ нельзя рассматривать как резерв­ную территорию предприятия и использовать для расширения промышленной площадки. На территории СЗЗ можно размещать объекты с производствами меньшего класса вредности, чем про­изводство, для которого установлена СЗЗ, а также пожарное депо, гаражи, склады, административные здания, магазины, предпри­ятия общественного питания, научно-исследовательские лабора­тории, поликлиники, водопроводные и канализационные насос­ные станции, стоянки для общественного и индивидуального транспорта, линии электропередач, нефте- и газопроводы, объекты технического водоснабжения. На территории СЗЗ нельзя разме­щать: детские учреждения, школы, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения, стадионы и спортивные площад­ки, жилые здания [24].

СЗЗ предназначена для уменьшения отрицательного влияния промышленных и транспортных объек­тов на население. Эта зона пространства и растительности специ­ально выделяется между промышленными предприятиями и рай­оном проживания населения для безопасного рассеивания вред­ных промышленных выбросов. В соответствии с экологическими требованиями не менее 40 % указанной зоны должно быть озеленено. Озеленение территории промышленного предприятия и СЗЗ увязывают с системой и характером зеленых насаждений и природ­ной зеленью в прилегающем районе, а также с окружающим ландшафтом [23].

При озеленении территории промышленных предприятий и их СЗЗ, обочин дорог обычно выбирают древесные, кустарнико­вые, цветочные и газонные растения в зависимости от климати­ческого района, характера производства и эффективности дан­ной породы для очистки воздуха, а также ее устойчивости к вред­ным газам. Установлено, что наиболее стойкими являются, на­пример, акация белая, атлант высокий, клен ясенелистный [24].

В санитарно-защитных зонах наиболее целесообразны комбинированные посадки деревьев и кустарников в виде зеленых по­лос шириной 20–30 м через каждые 50–100 – 200 м в зависимо­сти от ширины СЗЗ. Иногда пространства между такими полоса­ми используют для посевов полевых культур либо посадок ово­щей и плодово-ягодных культур. Однако в этом случае необхо­димо учитывать, что растения могут накапливать вещества, по­падающие в атмосферный воздух и почву, а при употреблении в пищу будут являться источником дополнительного поступления вредных веществ в организм.

Организация СЗЗ не исключает необходимости оборудования предприятий очистными сооружениями, а является всего лишь дополнительным мероприятием борьбы с загрязнением городской среды [23].

Эффективность озеленения характеризуют следующие данные: хвоя одного гектара елового леса улавливает 32 т пыли, листва букового леса – 68 т. На расстоянии 500 м от предприятия при отсутствии озеленения загрязнение воздуха диоксидом серы, се­роводородом и диоксидом азота в 2 раза ниже, чем непосред­ственно у источника загрязнения, а при наличии озеленения ниже в 3–4 раза (Гась и др., 1990 г.) [24].

3. Растительность в городе

В современном городе складывается специфическая и во многом неблагопри­ятная для жизнедеятельности человека экологическая обстановка.

Ее отличительными особенностями являются повышенное содержание атмо­сферных загрязнений, более резкие колебания температурного и радиационного режимов, наличие шума и вибраций разного рода и т.д.

В условиях увеличения техногенных нагрузок санитарно-гигиеническая роль покрытых растительностью пространств города является мощным средством ней­трализации вредных последствий техногенного загрязнения для городского насе­ления. Природные, озелененные территории, а также акватории влияют на мик­роклиматические характеристики городской среды, в том числе задерживают де­сятки тонн пыли, концентрируют в листьях тяжелые металлы, участвуют в формировании температурно-влажностных режимов, химического состава воз­духа: биотрансформируют и рассеивают сотни тысячи тонн загрязняющих ве­ществ, обогащают воздух кислородом. Они оказывают воздействие на скорость движения воздушных потоков, величину инсоляции поверхностей на уровне зем­ли, зданий и сооружений, а также снижают шумовую нагрузку от автомобилей и других объектов, являются источниками эстетического восприятия и факторами благотворного психологического воздействия на человека.

Зеленые насаждения являются органической частью планировочной структу­ры современного города и выполняют в нем разнообразные функции. Эти функ­ции разбиваются на две большие группы: санитарно-гигиенические и декоративно-планировочные [24].

1. Санитарно-гигиенические функции. Влияние на запыленность, загазованность и задымленность окружающей среды

Загрязненный воздушный поток, встречающий на своем пути зеленый мас­сив, замедляется, в результате чего часть пыли оседает на поверхности листьев, хвои, веток, стволов и во время дождя смывается на землю. Распространение пыли сдерживается также газонами. Среди зеленых насаждений запыленность воздуха в 2-3 раза меньше, чем на открытых городских территориях, например, древесные насаждения уменьшают запыленность воздуха в вегетационный пери­од на 42,2%, а при отсутствии лиственного покрова на 37,5%. Даже сравнительно небольшие городские сады снижают запыленность городского воздуха в летнее время на 30-40%. Пылезадерживающие свойства различных пород деревьев и кустарников неодинаковы: опушенные или клейкие листья задерживают до 6 раз больше пыли, чем гладкие (Жеребцова, Покалов, 1988). Пылеулавливающие свойства некоторых растений представлены в табл. 2.

Таблица 2