Неблагоприятная экологическая ситуация обещает стать главной проблемой 21-го века. Это особенно актуально для крупных городов, где сегодня проживает значительная часть населения Земли, и процесс урбанизации, по мнению экспертов, ещё не завершён. Рост заболеваний дыхательных путей, аллергия, заболевания кровеносной системы — это далеко не полный перечень последствий ухудшения экологической ситуации, и, в частности, загрязнения атмосферы.
Вернуться в раздел «Экология города»
Каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определёнными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона «ближе» человеку, нежели проблемы страны, континента или планеты). Помимо этого экологическое состояние регионов в конечном счёте определяет и глобальное состояние природных компонентов.
С учётом того, что общее число экологических районов очень велико, а проблемы экологии во многих из них аналогичные, я рассматриваю два наиболее важных типа подобных районов.
Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далёких от состояния экологического равновесия.
Темпы роста населения мира в 1,5-2,0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40 % людей планеты. За период 1939–1979 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних — в 3 и малых — в 2 раза.
Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргентина — 83, Уругвай — 82, Австралия — 75, США — 80, Япония — 76, Германия — 90, Швеция — 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон — Бостон и Лос-Анжелес — Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.
Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли — 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем — 0,1 Вт/м2. В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен).
Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70 % газового загрязнения даёт автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10 %. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20 % солнечной радиации и скорости ветра.
При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6 °С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.
Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчёте на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоёмов достигает катастрофических размеров. Объёмы сточных вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удалённых источников.
Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.
Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций — парки, скверы, дворы — сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжёлыми металлами, обнажённость почв способствует водной и ветровой эрозии.
Растительный покров городов обычно практически полностью представлен «культурными насаждениями» — парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зелёных насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.
Важно рассмотреть экологические проблемы крупных городов более детально и конкретно на примере Москвы. Исчерпывающую оценку экологического состояния столь крупного и сложного объекта, как Москва, дать затруднительно по следующим основным причинам: оценка должна учитывать множество самых разных показателей по всем районам и предприятиям, производственным зонам, магистралям, системам связи, рекреационным площадям и т. д.; полученные сведения должны быть систематизированы, сведены в единую легко интерпретируемую систему; система сбора и обобщения имеющихся данных пока что не имеет единой научной концепции, разрознена и даже не всеми поддерживается. Социально-экологическая модель Москвы — задача предстоящих исследований.
Обобщённые данные свидетельствуют о сложном экологическом состоянии Москвы. Город стремительно растёт, переходит за кольцевую дорогу, сливается с городами-спутниками. Средняя плотность населения 8,9 тыс. чел. на 1 кв. км. Сотни тысяч источников выбрасывают в воздух огромное количество вредных веществ, так как частичная очистка внедрена только на 60 % предприятий. Особый вред наносится автомобилями, технические параметры которых не соответствуют требованиям и качеству воздуха. Выхлопные газы автомашин дают основную массу свинца, износ шин — цинк, дизельные моторы — кадмий. Эти тяжёлые металлы относятся к сильным токсикантам. Промышленные предприятия дают очень много пыли, окислов азота, железа, кальция, магния, кремния. Эти соединения не столь токсичны, однако снижают прозрачность атмосферы, дают на 50 % больше туманов, на 10 % больше осадков, на 30 % сокращают солнечную радиацию. В целом на 1 москвича приходится 46 кг вредных веществ в год.
Тепловое воздействие увеличивает температуру в городе на 3-5 °С, безморозный период на 10-12 дней и бесснежный — на 5-10 дней. Нагрев и подъём воздуха в центре вызывает подток его с окраины — как из лесопаркового пояса, так и из промышленных зон.
Расход воды в Москве на 1 жителя — около 700 л/сутки. При огромных расходах на очистку даже водопроводная вода содержит некоторое количество вредных соединений, главным образом удобрений и ядохимикатов. Водные ресурсы используются нерационально — более 20 % воды уходит неиспользованной. Например, только для бритья москвич за один раз использует до 100 литров. В районах со счётчиками (г. Зеленоград) водопотребление в 2-3 раза меньше.
Сточные воды города на 98,6 % подвергаются биологической очистке, однако в водоёмы все же попадает очень много песка, соли, подкисленной и тёплой воды. Дефицит воды — один из факторов сдерживания жилищного строительства. Из 1 650 главных промышленных предприятий систему оборотного водоснабжения имеют лишь 160.
В пределах города почвы значительно отличаются от своих аналогов в данной природной зоне — кислых дёрново-подзолистых. В первую очередь надо отметить повышение pH до 8-9, что связано с поступлением из атмосферы карбонатов кальция и магния. Почвы обогащены также органическими веществами, главным образом сажей — до 5 % вместо 2-3 %. Содержание тяжёлых металлов в 4-6 раз превышает фоновое.
Зелёные насаждения занимают 30 % площади города, что даёт 25-30 кв. м на человека (Париж — 6, Лондон — 7,5, Нью-Йорк — 8,6). Вместе с тем насаждения внутри города мало связаны с лесопарковым поясом, да и последний слишком узкий — 15-20 км. Только с севера Москва относительно защищена зелёным поясом. До 30-40 % насаждений затронуто болезнями, угнетено и потеряло способность к самовозобновлению. Лесопарковый пояс в дни отдыха ежедневно принимает до 4 млн. человек. Эти нагрузки выше допустимых.
3,5 млн. человек в Москве живут в условиях экологического дискомфорта, а около 1 млн. — в районах предельного дискомфорта. Загрязнение отдельных частей города различно. Две трети всех вредных выбросов приходится на 6 районов. Сложная обстановка в кварталах вдоль Садового кольца.
Заболеваемость москвичей в среднем выше, чем по другим районам страны: распространены болезни органов дыхания, астма, различные виды аллергии, сердечно-сосудистые заболевания, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Из 94 крупнейших городов мира Москва по рождаемости находится на 62-м, по смертности — на 70-м, по естественному приросту — на 71-м месте. Выживаемость детей во многих столицах мира в 2-3 раза выше, чем в Москве.
Экология Москвы тесно связана с фоном, природными условиями Подмосковья и климатом европейской территории России. Важнейшее значение имеет так называемый «западный перенос» — преобладание в течение года ветров западных румбов. При этом западные и северо-западные районы города получают более свежий воздух, который дополнительно очищен над лесными массивами западной части Московской области. В восточные районы Москвы поступает воздух, загрязнённый над городской территорией. В периоды преобладания восточных и юго-восточных ветров Москва получает менее чистый воздух, поскольку юго-восток области залесен на 25-30 %, значительно распахан и более индустриальный. Северо-запад столицы имеет более чистые водоёмы, поскольку основные водотоки Подмосковья текут с северо-запада на юго-восток. Общие особенности почв и рельефа также обуславливают дифференциацию экологических условий. Северо-запад Москвы более возвышенный, холмистый, имеет более тяжёлые, глинистые и суглинистые почвы. Это способствует активному поверхностному смыву, горизонтальной миграции загрязнения, его концентрации в водоёмах и малому проникновению в грунты. На юго-востоке большее распространение имеют песчаные равнинные поверхности с малыми уклонами. Здесь лучшие условия для вертикальной миграции загрязнения, заражения грунтовых вод.
Москва заметно влияет на прилегающую местность: атмосферное загрязнение распространяется на восток на 70-100 км, депрессионные воронки от забора артезианских вод имеют радиусы 100-120 км, тепловое загрязнение и нарушение режима осадков наблюдается на расстоянии 90-100 км, а угнетение лесных массивов — на 30-40 км.
Вернуться в раздел «Экология города»
Экология и здоровье человека. Региональные исследования на европейском Севере России 
Ecological Risk Assessment 
Karst Environments: Karren Formation in High Mountains