Загрязнение атмосферы - одна из самых распространенных и наиболее сложных форм воздействия городов на окружающую среду.

Воздух в городе загрязняется твердыми частицами, пылью, сажей, золой, аэрозолями, газами, парами, дымом, цветочной пыльцой и т. д. Смешение загрязнителей серьезно затрудняет оценку воздействия каждого отдельно взятого компонента, которые, вступая во взаимодействие, увеличивают отрицательные последствия.

К основным источникам, загрязняющим атмосферу, относятся промышленные предприятия, топливно-энергетические предприятия, транспорт.

От загрязненного воздуха страдает человек и все, что его окружает: растительность, животный мир, архитектурные памятники, металл, строительные материалы, ткани и т. д.

В настоящее время состав сухого воздуха в атмосфере определяется следующим соотношением газов:

Азот N2.......... 78,09

Кислород O2.......... 20,95

Аргон A2.......... 0,93

Углекислый газ CO2.......... 0,03

Неон Ne.......... 1,82-10~3

Гелий He.......... 5,24-10~4

Криптон Kr.......... 1,14-10~4

Водород H2.......... 5,00 -10~5

Ксенон Xe.......... 8,70-10~6

Увеличению содержания СО2 в атмосфере Земли в значительной мере способствует непродуманное сведение на огромных территориях лесов, которые служили важнейшими поглотителями СО2 и источниками кислорода.

Многие ученые считают, что величина и сила антропогенного воздействия на климат прежде всего зависят от выделения углекислоты в процессе сжигания топлива, преобразования планетарного круговорота этого газа и повышения его концентрации в атмосфере, что вызывает «парниковый эффект» - ухудшение прозрачности воздуха для теплового излучения земли и как следствие - повышение температуры атмосферного воздуха. Повышая температуру земной поверхности и прилегающего воздушного слоя, рост содержания СО2 нарушает энергетический баланс атмосферы. Моделирование этих процессов показывает, что к началу следующего века реально достигнутая концентрация СО2 в состоянии повысить среднюю поверхностную температуру Земли на 1 °С. Сохранение современных темпов роста производства энергии за счет сжигания ископаемого горючего ведет к росту концентрации СО2 и как следствие - к изменению земного климата.

Кроме упомянутых выше газов в воздухе всегда находятся различные примеси, как газообразные, так и твердые, жидкие (метан CH4, окись углерода CO, сернистый газ SO2, закись азота N2O, озон O3, двуокись азота NO2, Rr, окись азота NO, водяной пар). Их содержание в разных точках земного шара неодинаково и непостоянно.

В результате деятельности человека в воздух выбрасывается окись серы. В недалеком прошлом она попадала в воздух вместе с дымом, сейчас ее поставляют и другие источники. Основными источниками являются выбросы электростанций и промышленных предприятий, работающие на угле и нефтетопливе с высоким содержанием серы, производства металлов из сернистых руд. Немалое значение имеют бытовые источники.

Каждая тонна угля с 3 %-ным содержанием серы при сжигании выделяет в атмосферу около 60 кг сернистого ангидрида. Крупная тепловая электростанция ежедневно выбрасывает в воздух сотни тонн сернистых соединений. Из окисей образуется двуокись серы SО2, другая часть подвергается дальнейшему окислению в процессе сгорания, превращается в сернистый ангидрид (трехокись серы SO3), небольшое количество серы остается в золе. Сернистый ангидрид, растворяясь в воде, образует серную кислоту H2SO4.

Двуокись серы, попав в воздух, может окислиться и превратиться в серную кислоту, а затем, вступая в реакции с другими загрязнителями,- в сульфаты. Соединения серы в виде газов, частиц или дымки воздействуют на дыхательные пути, кожу и глаза человека при содержании их в воздухе в количестве 100 мг/м3. Самые мельчайшие частицы проникают в легкие.

Выбросы серы в атмосферу постоянно и быстро растут, и именно окислы серы на 70-80 % определяют кислотность дождей. Величина выпадения серы на территорию страны достигает 15 млн. т в год.

Поэтому наибольший эффект по предотвращению закисления среды достигается только сокращением выбросов за счет предварительного удаления серы из топлива или создания эффективных устройств по очистке дымовых газов.

Возникновение новых еще более пагубных последствий связано с появлением на ТЭЦ и промышленных предприятиях труб большой высоты (300-400 м), позволивших снизить загрязнение приземного слоя атмосферы вокруг предприятия, но не уменьшающих количество выбросов, а только рассеивающих их на огромных территориях. Так, в Швеции и Норвегии только 20-25 % закисления среды собственного происхождения, остальное переносится из других стран. Если закисление будет продолжаться в том же темпе, через 10 лет около 1000 озер останется без рыбы, резко упадет урожайность.

Увеличившееся рассеивание элементов повлекло за собой возрастание в окружающей среде концентрации тяжелых металлов. Наибольшую опасность как для природы, так и для человека представляют ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, ванадий, олово, цинк, сурьма, медь, молибден, кобальт, никель. Свинец в атмосферу попадает в основном из выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Тяжелые металлы, попадая с воздухом, водой, растительной и животной пищей непосредственно в организм человека, накапливается в печени, почках, оказывают неблагоприятные воздействия на ткани костей.

В теплое время года в воздухе городов наиболее развитых стран средний уровень содержания свинца в зависимости от конкретных условий меняется от 2 до 8 мкг (иногда несколько больше) на 1 м3 воздуха. Зимой же концентрация свинца резко возрастает. Следует иметь в виду, что наличие даже 3 мкг свинца в 1 м3 воздуха приводит к содержанию 30 мкг его на 100 мл крови человека.

Загрязняют атмосферу и самолеты, особенно сверхзвуковые, разрушая слой озона.

Помимо углекислого газа и серы в атмосферу от автомобилей, ТЭЦ, промышленных предприятий, от удобрений сельскохозяйственных угодий поступает большое количество азота. В процессе горения из азотистых компонентов некоторых материалов или в результате связывания атмосферного азота образуются газообразные загрязнители воздуха - окись азота и двуокись азота. Окись азота превращается (медленно, при большом разбавлении) в двуокись азота. Окиси азота образуются при контакте азота и кислорода с горячей поверхностью в результате любого процесса горения (двигатели внутреннего сгорания, ТЭЦ, бытовой газ и т. д.); они образуются при извержении вулканов или молниях. Исследования показали, что источники различной высоты, плотности размещения и объема выбросов не пропорционально влияют на загрязнение воздуха в приземном слое. Если на долю энергетики приходится около 60 % выбросов окислов азота, то вклад их в загрязнение воздуха не превышает 20 %. Хотя выбросы от автотранспорта значительно меньше, однако они являются поставщиком около 70 % загрязнителей. Поэтому в расчетах по оценке концентраций вредных веществ в воздухе учитываются все источники выбросов независимо от их параметров и объемов выбросов.

Существенное значение имеет запыленность атмосферы, особенно в энергетическом балансе биосферы, так как пыль рассеивает и поглощает солнечную радиацию. По подсчетам, поступление пылевидных частиц в атмосферу Земли составляет (млн. т в год): от индустриальных процессов- 45, энергетических и отопительных процессов - 36, других видов хозяйственной деятельности - 30, ветровой эрозии почв - 500, лесных пожаров - 135, извержения вулканов - 250, от испарения морской воды - 1000 и космическая пыль - 10.

Мероприятия по охране атмосферного воздуха должны осуществляться на основе широко поставленных научно-исследовательских работ, посвященных изучению количественной концентрации загрязнений, попадающих в атмосферу, и дальности их распространения. Установлено, что из общего количества загрязнений 27 % поступает от электростанций, 24,3 % - от предприятий черной металлургии, 10,5 % - от цветной, 15,5 % - от нефтедобычи и нефтехимии, 13,1 % - от транспорта, 8,5 % - от промышленности стройматериалов и 1,5 % - из прочих источников.

В советское государственное санитарное законодательство в настоящее время лишь в области охраны окружающей среды включены нормативы на предельно допустимые концентрации (ПДК) для 804 химических веществ в воде водоемов, 446 химических веществ и 33 их комбинации в атмосферном воздухе, 28 химических веществ - загрязнителей почвы.

С 1 января 1980 г. в СССР действует государственный стандарт, определяющий правила установления предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. Организация системы контроля загрязнения атмосферы способствует сохранению в чистоте важнейшего компонента окружающей среды - воздуха.

Контроль уровней загрязнения атмосферы проводится более чем в 500 городах и промышленных центрах, причем в 122 городах ведется оперативное прогнозирование возможных высоких уровней загрязнения воздуха в связи с ожидаемыми неблагоприятными метеорологическими условиями. При получении такого прогноза на предприятиях, имеющих источники выбросов в атмосферу, должны вводиться в действие заранее разработанные программы уменьшения выбросов (переход на более чистое топливо или сырье, ввод резервных очистных сооружений, усиление контроля за работой оборудования и т. д.).

За последние несколько лет в Москве введено в строй более 2 тыс. установок, фильтрующих выбросы в атмосферу, мощностью 20 млн. м3/ч. Более 300 предприятий, загрязняющих воздух, были выведены из города или реконструированы и количество выбросов уменьшилось. Большую роль сыграла газификация промышленности и быта в столице. Однако этих мер явно недостаточно.

В 1988 г. наибольшее среднемесячное содержание кадмия наблюдалось в Одессе - 3 ПДК; никеля - в Нижнем Новгороде; Лениногорске - 3 ПДК; свинца - в Балхаше и Чимкенте - 9-13 ПДК, а в Комсомольске-на-Амуре -15 ПДК. Наибольшая среднемесячная концентрация марганца в г. Рустави составляет 42 ПДК. Число городов, в атмосфере которых в отдельные дни отмечались высокие уровни загрязнений (более 10 ПДК), было достаточно стабильно и составило в 1988 г. 103 города.

В 1988 г. в 16 городах страны отмечались концентрации вредных веществ в воздухе, превышающие 50 ПДК, при этом в Архангельске, Байкальске, Волжском случаи экстремального высокого загрязнения отмечались неоднократно, что свидетельствует о хроническом характере причин значительных выбросов вредных веществ в этих местах. Наиболее высокий уровень загрязнения атмосферы и повышенной заболеваемости населения в 1988 г. наблюдался в 68 городах страны. В этот перечень входят Алма-Ата, Душанбе, Ереван, Киев, Фрунзе, юго-восточная окраина Москвы, а также города с населением свыше 1 млн. человек: Днепропетровск, Донецк, Самара, Новосибирск, Одесса, Омск, Пермь, Свердловск, Челябинск.

Энергетической программой СССР предусматривается в период до 2000 г. модернизировать, в основном на электростанциях европейской части страны, существующее оборудование общей мощностью до 100-140 млн. кВт. Эти меры, а также намеченное совершенствование структуры энергетического баланса, замещение органического топлива другими энергоносителями, мероприятия по повышению экономичности энергетического оборудования позволят в итоге предотвратить выбросы двуокиси серы в объеме около 10 млн. т в год.

Среди мер, направленных на сокращение выбросов от автотранспорта в атмосферу, следует отметить дизелизацию автомобильного транспорта, увеличение выпуска автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном природном газе, а также бензометанольных смесях, и значительное увеличение выпуска неэтилированных автомобильных бензинов и катализаторов. Эта проблема носит комплексный характер, так как включает меры по регулированию режимов транспортного движения, совершенствованию развития автотранспортных магистралей.

Факты свидетельствуют о явной недооценке роли и возможности растений в охране окружающей природной среды.

Листья способны выполнять важную санитарно-гигиеническую роль, поглощая токсические газы, накапливая вредные вещества в покровных, а затем и внутренних тканях. Часть токсических веществ оттекает из листа и локализуется в побегах, растущих листьях, плодах, клубнях, луковицах, корнях. Количество фторидов, хлоридов, окислов серы, аккумулирующихся во всех органах растений, в сумме составляет не более 20 % их содержания в листьях.

Древесная растительность может выполнять эти функции только при ус¬ловии, что "концентрация аэрозолей, особенно в жидкой или газовой фазах, не достигают пределов, губительно действующих на их живые клетки.

В результате исследований, проведенных специалистами Днепропетров¬ского университета, установлено, что белая акация, берест перистоветвистый, бузина красная, тополь канадский, шелковица и бирючина обыкновенная улавливают соединения серы, а активными поглотителями фенолов оказались белая акация, берест перистоветвистый, аморфа кустарниковая, бирючина обыкновенная. Ива, белая акация устойчивы по отношению к фтору, поэтому их используют при озеленении предприятий, связанных с алюминием.

Наиболее стойкие к газам деревья и кустарники: клен пенсильванский, древогубец плетевидный, лещина манчжурская, гледиция трехколючковая, крыжовник (все виды), плющ обыкновенный, можжевельник казацкий, луносемянник канадский и даурский, тополь крупнолистный серый, тополь канадский, гранат, айлант высочайший, акация белая, аморфа кустарниковая, берест перистоветвистый, бирючина обыкновенная, шелковица белая.

Зимой лиственные деревья лишены своих физиологически активных органов - листьев. Хвойные растения, сохраняющие зелень и зимой, в меньшей степени устойчивы против вредных промышленных выбросов.

Среднее содержание металлов в листьях растений, произрастающих на разном удалении от металлургических предприятий, мг

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами приводит к накоплению металлов в растениях (при этом их зольность увеличивается в 1,5-2 раза).

Некоторые растения могут ограничивать поступление, регулировать аккумуляцию металлов на уровне организма, отдельных его органов, тканей клеток и регулировать передвижение из корней в стебли и листья. Определенная избирательная способность корневого поглощения позволяет растению избегать избыточной аккумуляции металлов.

Устойчивые виды древесных растений, как правило, накапливают больше металлов в корнях, чем в надземной части.

У травянистых растений в некоторых случаях защитная реакция к избыточному содержанию металлов проявляется в увеличении соотношения между корневой системой и надземной частью, а при оптимизации питания она снова выравнивается.

Ученые Центрального республиканского ботанического сада АН СССР (Г. М. Илькун, М. А. Маховская, О. Ф. Шапочка, Н. М. Бойко) исследовали поглощение тяжелых металлов древесными растениями (табл. 2.6). Для определения содержания металлов во внутренних тканях листа с поверхности листьев тщательно смывали осевшую пыль. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что основными компонентами выбросов металлургических предприятий являются окислы железа. По мере удаления от доменного цеха аккумуляция железа понижается при 250-300 м в 1,5-2 раза, 1 км - в 3 раза, 3 км - 4-5 раз, 7-10 км в 7-9 раз.

Ленинградские ученые Т. А. Парибок, Г. Д. Леина, Н. А. Садыкина и др. пришли к выводу, что в парках жилых районов концентрация свинца в среднем в 2 раза, а в парке промышленного района в 4-8 раз выше, чем в лесопарке в 43 км от города. Концентрация свинца в уличных посадках еще выше - в 8-12 раз (в зависимости от вида растений).

Среди кустарников больше свинца накапливает древовидная карагана (желтая акация), а из листопадных деревьев - обыкновенная липа и береза.

У акации белой содержание металлов от весны к осени повышается в 3,5 раза, у вяза перистоветвистого - в 4-5 раз. Канцероген 3, 4 - бензопирен является опасным загрязнителем воздуха - он может из воздуха перейти в почву, а оттуда в растения и пищу человека.

Растения с высокой способностью расщеплять 3,4 бензопирен используют для очистки окружающей среды от канцерогенных полициклических углеводородов.

Целесообразно отбирать породы: одни - очищающие воздух от вредных газов, другие - от пыли.

Зеленые насаждения задерживают пыль и уменьшают запыленность воздуха. Эффективность пылезащитных свойств растений у разных пород не одинакова и зависит от строения дерева, его ветрозащитной способности. Лучше всего задерживают пыль деревья с шершавыми, морщинистыми, складчатыми, покрытиями волосками липкими листьями.

Шершавые листья (вяз) и листья, покрытые тончайшими ворсинками (сирень, черемуха, бузина), лучше удерживают пыль, чем гладкие (клен, ясень, бирючина).

Листья с войлочным опушением по пылезадержанию мало отличаются от листьев с морщинистой поверхностью, но они плохо очищаются дождем. Клейкие листья в начале вегетации имеют высокие пылезадерживающие свойства, но их утрачивают. У хвойных пород на единицу веса хвои оседает в 1,5 раза больше пыли, чем на единицу веса листьев, и пылезащитные свойства сохраняются круглый год. Зная пылезащитные свойства растений, варьируя размеры озеленяемой территории, подбирая породы и необходимую густоту посадок, можно добиться наибольшего пылезащитного эффекта. Дожди, освобождая насаждения и воздушный бассейн от пыли, смывают ее на поверхность земли.

В городе запыленность воздуха значительно выше, чем в пригороде. Количество пыли в воздухе изменяется в зависимости от влажности воздуха и скорости ветров.

Наблюдения канд. мед. наук В. Ф. Докучаевой показывают, что запыленность воздуха под деревьями меньше, чем на открытой площадке: в мае на 20 %, июне на 21,8 %, июле на 34,1 %, августе на 27,7 % и в сентябре на 38,7 %. За весь вегетационный период средняя концентрация пыли на открытой площадке составила 0,9 мг/м3 воздуха, а под деревьями - 0,52 мг/м3 воздуха, т. е. на 42,2 % меньше.

Запыленность воздуха под деревьями оказалась меньше, чем на открытой площадке: в декабре на 13,6 %, январе на 37,4 %, в феврале на 18 %. За весь осенне-зимний период средняя концентрация пыли в воздухе на открытой площадке составила 0,8 мг/м3 воздуха, а под деревьями - 0,5 мг/м3 воздуха, т. е. меньше на 37,5 %.

Результаты исследований, проведенных в Ростовском научно-исследовательском институте Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, представлены в табл. 2.7 и 2.8.

По мере удаления от источника количество пыли, как находящейся в воздухе, так и осажденной зелеными массивами, на единицу площади снижалось.

Количество пыли, осажденной листвой поверхностью деревьев различных пород

Пихтовый лес на площади 1 га в состоянии задержать 32 т пылевых частиц, буковый лес - 68 т пыли. Это связано с тем, что 1 га буковых насаждений развивает общую листовую поверхность, равную 75 га. Одно тополиное дерево высотой 9 м имеет площади ствола, сучьев и ветвей около 8 м2 и листовую поверхность 50 м2. Очень хорошим пылеуловителем является вяз. Он задерживает пыль в 6 раз интенсивнее, чем гладколистный тополь.

Растительность городских парков и скверов площадью 1 га за вегетационный период очищает от пыли 10- ,20 млн. м3 воздуха.

Химический состав пылевых частиц отличается многообразием составляющих его компонентов, часто присутствием значительного количества металлов, особенно в выбросах предприятий металлургической промышленности. Результаты исследований учитывают большую положительную роль зеленых насаждений в борьбе с запыленностью воздуха.

Количество пыли, оседающей на 1 м кв. почвы и задержанной 1 м кв. поверхности листьев (по Ишину Ю.Д.)

Не следует, конечно, забывать, что степень запыленности воздуха может быть сильно уменьшена такими мероприятиями, как максимальное улавливание пыли в точках ее выброса на промышленных предприятиях, повышение уровня благоустройства (замощение) и улучшение эксплуатационного режима улиц и площадей (полив и уборка).

Значительная роль в улучшении состояния воздуха отводится ионам. Ионы бывают легкие и тяжелые. Легкие могут нести отрицательный или положительный заряды, тяжелые - только положительный.

При благоприятных условиях развития растения повышают в воздухе и на прилегающей территории число легких отрицательно заряженных ионов - материальных носителей электрических зарядов, характеризующих состояние чистоты воздуха.

Умеренно повышенная ионизация воздуха (до 2-3 тыс. ионов на 1 см3) сказывается положительно на здоровье и самочувствии человека. Растительность влияет на ионизацию воздуха в зависимости от породного состава, полноты, возраста насаждений и некоторых других характеристик.

Наибольший эффект ионизации наблюдается под кронами следующих пород и деревьев: сосна обыкновенная, ель обыкновенная, туя западная, дуб красный, дуб черешчатый, ива плакучая, клен серебристый, клен красный, тополь черный, лиственница сибирская, пихта сибирская, береза карельская, береза японская, рябина обыкновенная, сирень обыкновенная, акация белая. Лучше ионизируют воздух смешанные насаждения.

Загрязнение атмосферы и как следствие плохое состояние растительности ведут к увеличению количества вредных для здоровья человека тяжелых ионов.

Среди множества факторов, влияющих на микрофлору воздуха, особое место отводится фитонцидам. Фитонциды - летучие и нелетучие, выделяемые растениями и защищающие их вещества, способные подавлять рост, тормозить развитие вредных болезнетворных бактерий, микроорганизмов и таким образом оздоровлять воздух.

Фитонциды дубовой листвы уничтожают возбудителя дизентерии, а фитонциды можжевельника - возбудителей брюшных заболеваний. Сосна крымская, кипарис вечнозеленый, кипарис гималайский задерживают рост туберкулезной палочки. Фитонциды черемухи, рябины, можжевельника используют для борьбы с вредными насекомыми: В сосновом бору, находящемся в хорошем состоянии и благоприятных условиях, произрастания болезнетворных бактерий в 2 раза меньше, чем в лиственном. Туя обладает способностью уменьшить загрязненность воздуха болезнетворными микроорганизмами на 67 %. Хвойные породы за сутки способны выделить летучих веществ: 1 га можжевельника - 30 кг, сосны и ели - 20 кг, лиственных пород - 2-3 кг. Однако сосновым насаждениям свойственны повышенные радиация и температура воздуха, пониженная влажность, поэтому для отдыха наиболее благоприятными будут территории смешанных хвойно-лиственных насаждений.

Большинство растений проявляет максимальную антибактериальную активность летом, когда воздух парков содержит в 200 раз меньше бактерий, чем воздух улиц. При подборе растений для озеленения городов необходимо учитывать их бактерицидные свойства. Насаждения следует размещать с наветренной стороны по отношению к месту пребывания человека.

Санитарно-гигиеническая эффективность зеленых насаждений в ряде случаев зависит от метеорологических условий.

Известно более 500 видов растений, обладающих в разной степени фитонцидными свойствами. Среди них: акация белая, багульник болотный, барбарис обыкновенный, береза карельская, граб обыкновенный, дуб черешчатый, ель обыкновенная, ива плакучая, каштан конский, кедр сибирский, клен красный, лиственница сибирская, липа мелколистная, можжевельник казацкий, осина, пихта сибирская, платан восточный, райграс пастбищный, сосна обыкновенная, софора японская, тополь серебристый, туя западная, чубушник, черемуха, эвкалипт.

Учитывая, что зеленые насаждения за счет задерживающей и поглощающей способности способствуют оздоровлению окружающей среды, при подборе ассортимента растений для озеленения в техногенных регионах необходимо отдавать предпочтение растениям, обладающим максимальной емкостью поглощения и устойчивым к выбросам данного предприятия в данных природоклиматических условиях. При этом следует иметь в виду, что широкие, плотные массивы гасят ветер, и на территории промышленных предприятий возникает ситуация, способствующая концентрации вредных газов. Чередуя вокруг точек выброса вредных газов насаждения с открытыми участками, можно значительно усилить проветривание территории в вертикальном направлении.

Насаждения и шумозащита. С развитием городов проблема борьбы с шумом приобретает все большую остроту. С физической точки зрения звук (шум) представляет собой волновое колебание упругой среды. Орган слуха человека в результате процесса эволюции приспособился воспринимать не все колебательные процессы, а лишь колебания, частота которых находится в пределах от 16 до 20 000 Гц, т. е. от 16 до 20 000 колебаний в 1 с.

Звуковые колебания вызывают повышение и понижение давления в воздушной среде. Разность между этим давлением и атмосферным называется звуковым давлением. Уровень звукового давления определяется в логарифмических единицах - децибеллах (дБ). Диапазон человеческого уха укладывается в 140 дБ. Нижней границей этого диапазона является порог слышимости, а верхней - максимальный предел громкости, не вызывающий болевого ощущения. Порог слышимости - 10 дБ, разговорная речь двух стоящих рядом людей - 50, шум на улице - 60-80, шум внутри вагона метрополитена - 90, шум реактивного самолета при взлете-130, порог болевого ощущения человека- 140 дБ.

Шум отрицательно влияет на организм человека: является причиной его частичной или полной глухоты, вызывает сердечно-сосудистые и психические заболевания, нарушает обмен веществ. Результаты проведенных исследований позволили определить критические величины звукового давления и максимально допустимое время его воздействия на человека: уровень шума 85 дБ человек может выдержать (без последствий) в течение 8 ч, 91 дБ - 4 ч, 97 дБ - 2 ч, 103 дБ-1 ч, 121 дБ-7 мин. При уровне шума 40-45 дБ нарушается сон у 10-20 % населения, при 50 дБ-у 50 %, а при 75 дБ - у 95 % населения.

Санитарно-гигиенические требования к жилой застройке, определяют необходимость защиты населения от вредного воздействия городского шума. В зависимости от интенсивности, частотных характеристик, времени и продолжительности воздействия для различных мест пребывания человека устанавливаются определенные допустимые уровни звука в дБА (палаты больниц и санаториев - 25, жилые комнаты квартир - 30, территории больниц - 35, классы школ - 40, территории жилых микрорайонов - 45, вокзалы - 60). Данные допустимые значения уровней звука относятся к ночному времени (с 23 до 7 ч), в дневное время эти уровни увеличиваются на 10 дБА.

Принципиальные схемы распространения звука в зеленых насаждениях: а - в результате многократного отражения шум затухает медленнее, чем на открытой ровной территории; б - увеличение плоскости восприятия и отражения звуковых волн от ряда опушки из кустарников увеличивает шумозащитное действие; в - двухъярусная живая изгородь увеличивает плоскость восприятия и отражения звуковых волн и обеспечивает больший шумозащитный эффект; г - схема организации наиболее эффективной щумозащиты

Шумозащитные посадки зеленых насаждений: а - пример плотных шумозащитных посадок смешанного типа; б - пример посадок на улице для защиты от транспортного шума; 1 - лиственные деревья высокорослые; 2 - хвойные деревья средней высоты и высокорослые; 3 - хвойные деревья низкорослые; 4 - кустарники высокие; 5 - кустарники низкие; 6 - лиственные деревья средней высоты

Шум города слагается из шумов различных источников и прежде всего от промышленных предприятий, транспорта, строек, работы оборудования, бытовых приборов и т. д. В городе самым распространенным и наиболее утомляющим является шум транспорта, который зависит от скорости движения и частоты остановок (с их увеличением уровень шума возрастает). При прохождении 100 автомобилей в час средний уровень шума на прилегающей к дороге территории составляет 70 дБ. Уровень шума от движения автотранспорта на улицах местного значения составляет 55- 65 дБА, на магистральных улицах - 70-85 дБА.

В целях снижения городского шума проводят специальные градостроительные мероприятия, которые дают максимальный эффект при комплексном их применении: удаляют жилые дома от проезжей части; в качестве шумозащитных экранов на магистрали размещают общественные здания, автостоянки, сооружения торгового и коммунального назначение (склады, магазины, мастерские, небольшие бесшумные предприятия); создают инженерные шумозащитные сооружения, конструкции и устройства (стены, экраны), выемки, насыпи и специальные полосы зеленых насаждений. Уменьшение шума от транспорта достигается за счет рациональной трассировки транспортных магистралей, выведения их с территории жилого района и определенного ограничения скорости движения транспорта.

Для защиты селитебных территорий от шума необходимо максимально использовать городское зеленое строительство.

Зеленые насаждения, расположенные между источником шума и жилыми домами, участками для отдыха, могут значительно снизить уровень шума. Эффект возрастает по мере приближения растений к источнику шума; вторую группу целесообразно размещать непосредственно около защищаемого объекта.

Звуковые волны, наталкиваясь на листья, хвою, ветки, стволы деревьев различной ориентации, рассеиваются, отражаются или поглощаются. Кроны лиственных деревьев поглощают около 25 % падающей на них звуковой энергии.

Номограмма определения величины снижения уровня шума полосами зеленых насаждений (автор М. М. Болховитин): 1 - полоса зеленых насаждений шириной Юм из лиственного ассортимента деревьев в трехрядной шахматной посадке с двухъярусной живой изгородью из кустарника; 2 - полоса зеленых насаждений шириной 15 м из лиственного ассортимента деревьев в четырехрядной шахматной посадке с опушечным рядом и подлеском из кустарника; 3 - полоса зеленых насаждений шириной 20 м из лиственного ассортимента деревьев в пятирядной шахматной посадке с пушечным рядом и подлеском из кустарника; 4 - полоса зеленых насаждений 25 м из лиственного ассортимента деревьев в шестирядной шахматной посадке деревьев с двухъярусной живой изгородью из кустарника; 5 - полоса зеленых насаждений шириной 15 м из хвойного ассортимента деревьев в четырехрядной шахматной посадке с двухъярусной живой изгородью из кустарника; 6 - полоса зеленых насаждений шириной 20 м из хвойного ассортимента деревьев в пятирядной шахматной посадке с двухъярусной живой изгородью из кустарника

Снижение шума растениями зависит от конструкции, возраста, плотности посадок и кроны, ассортимента деревьев и кустарников, спектрального состава шума, погодных условий и т. д.

При неправильном расположении зеленых насаждений по отношению к источникам звука за счет отражательной способности листвы можно получить противоположный эффект, т. е. усилить уровень шума. Это может произойти при посадке деревьев с плотной кроной по оси улицы в виде бульвара. В этом случае зеленые насаждения играют роль экрана, отражающего звуковые волны по направлению к жилой застройке.

Рядовые посадки деревьев с открытым подкроновым пространством шум не поглощают, так как между поверхностью земли и низом крон создается своеобразный звуковой коридор, в котором многократно отражаются и складываются звуковые волны. Отражение звука происходит прежде всего в зоне прямого контакта с поверхностью шумозащитной полосы и зависит от применяемой конструкции полосы и плотности фронтальной зоны, воспринимающей звуковой удар.

Шумозащитная эффективность различных насаждений (по данным КЕТУКИ, ВР)

Лучший эффект снижения шума достигается при многоярусной посадке деревьев с густыми кронами, смыкающимися между собой, и опушечными рядами кустарника, полностью закрывающими подкроновое пространство.

Хорошо снижают шум полосы из растений с высоким удельным весом зелени (все хвойные породы в среднем на 6-7 дБ эффективнее снижают уровень шума при тех же параметрах полос, чем лиственные, но в городских условиях их применение осложняется высокой чувствительностью к загрязнению окружающей среды).

Шумозащитные свойства зеленых насаждений подробно исследовались венгерскими специалистами (Научно-исследовательский институт по дорожному транспорту - КЕТУКИ). Измерения проводились в разновозрастных лиственных (акация 3 и 36 лет), (тополь 10 лет, дуб 19 и 75 лет), хвойных (сосна 5 и 17, ель 11 лет), смешанных (дуб, сосна, граб 17 лет) насаждениях и в зарослях кустарника.

По степени шумозащитной эффективности различные насаждения располагаются в следующем порядке: сосновые, еловые, кустарниковые (лиственные разных видов) и лиственные древесные (табл. 2.9).

Оптимальная ширина шумозащитной полосы в городских условиях находится в пределах 10-30 м. Увеличение ширины полосы не дает существенного снижения шума. Полоса шириной 10 м должна состоять из не менее трех рядов деревьев.

Деревья, посаженные в шахматном порядке (высокие деревья ближе к источнику шума) с кустарником, подлеском, снижают уровень шума на 3-4 дБ больше, чем растения в рядовой конструкции, имеющие одинаковые размеры и характеристики полос. Изучение снижения различными типами зеленых насаждений общих уровней шума от движущегося транспорта дало результаты, представленные в табл. 2.10.

Эффективность снижения уровня транспортного шума полосами зеленых насаждений различной ширины, дендрологического состава и конструкции

Результаты этого исследования показывают, что наибольший эффект в снижении шума дает посадка шириной 20 м, т. е. 5 рядов хвойных деревьев и 2 ряда кустарников.

Более интенсивное снижение шума по сравнению с равномерным сплошным озеленением достигается при посадке нескольких плотных полос деревьев на таком расстоянии друг от друга, чтобы их кроны не смыкались, тогда каждый ряд деревьев с плотной живой изгородью снижает шум на -2 дБА, становясь новой преградой на пути шума, экранируя его.

Создание между полосами газонов т поддержание их в хорошем состоянии позволят улучшить шумозащиту, так как они отражают звук от поверхности по сравнению с грунтом и асфальтом соответственно на 10 и 20 % меньше.

Полоса шумозащитных зеленых насаждений должна иметь оптимальную плотность, глубину и высоту (на 2 м нише условной прямой, соединяющей источник шума и расчетную точку на защищаемом участке).

Конструкции шумозащитных полос магистралей выбираются в зависимости от величины шума автотранспорта. Полоса зеленых насаждений шириной 30 м, плотностью 0,8-0,9, состоящая из 7-8 рядов лиственных деревьев (липа, тополь, клен) высотой 7-8 м с густо ветвящейся плотной кроной, низким штамбом с кустарником в подлеске (бирючина, спирея) и живой изгородью высотой 1,5-2 м, может снизить уровень транспортного шума до 12 дБ.

Расстояние от тротуара магистрали до домов должно быть не менее 15- 20 м озелененной территории. В табл. 2.11 представлены распространенные в Чехо-Словакии рекомендации по защите от шума городского транспорта.

Нормы удаленности застройки от проезжей части улицы

Наилучшим шумозащитным эффектом обладает сформированная из деревьев и кустарников зеленая полоса, расположенная на экранизирующем барьере - земляном кавальере. При расположении магистрали в выемке целесообразно озеленить верхнюю бровку откоса.

В случае направленного шума рассеивать его могут отдельно стоящие деревья и кустарники.

Среди жилой застройки, внутри микрорайона распространены высокочастотные источники шума: спортивные, игровые и детские площадки, плескательные бассейны, хозяйственные площадки и т. д. Плотные зеленые насаждения снижают уровень звука и в высокочастотном диапазоне, поэтому их применяют в комплексе со специальными стенками-экранами.

Нормами предусмотрены различные расстояния (м) от спортивных площадок до жилых домов при наличии и отсутствии зеленых насаждений:

Для снижения уровней шума внутри микрорайонов и кварталов во дворах и на узких улицах целесообразно вместе с посадкой деревьев с густой кроной, плотного высокого кустарника и созданием травянистого покрова на всех свободных участках использовать вертикальное озеленение зданий, (которое уменьшает поверхность отражения звука, увеличивая звукопоглощение стены в 6-7 раз. Растения не только улучшают акустическую ситуацию в городе, но и служат действенным средством оздоровления, городской среды, регулируя и улучшая санитарно-гигиенические и микроклиматические показатели, оказывая положительное психологическое и эстетическое воздействие.

Внешний вид и долговечность растений в шумозащитной полосе во многом определяются степенью воздействия городской среды и экологическими особенностями растений (прежде всего их дымо- и газоустойчивостью и способностью сохранить свои свойства при длительном воздействии выхлопных газов автомобилей).

На примере, приведенном на рис. 2.16, застройка расположена у шумной автомагистрали. На прилегающей к магистрали территории находятся небольшие ремесленные предприятия и учреждения, защищенные от шума магистрали земляной насыпью зелеными насаждениями. Вторая насыпь отделяет эту полосу шумозащитных объемных сооружений от основной территории. Исследования показали, что все фасады жилых зданий подвергаются шумовому воздействию менее 60 дБА, 90 % фасадов - менее 55 дБА и 34 % не подвержены воздействию от шума автомагистрали.

Буферная шумозащитная зона вдоль автомагистрали с большим потоком движения в Гренобле: 1 - автомагистраль; 2 - первый озелененный вал; 3 - здания бесшумных промышленных и складских предприятий; 4 - второй озелененный вал; 5 - коммунальные и хозяйственные учреждения; 6 - жилая застройка

Организация шумозащиты жилых районов, расположенных вблизи промышленных предприятий: а - вариант размещения крупного промышленного предприятия, создающего высокий уровень шума, вблизи жилого района; б - вариант размещения новой жилой застройки вблизи крупного предприятия, создающего высокий уровень шума; 1 - промышленное предприятие; 2 - защитная зеленая зона; 3 - жилая застройка; 4 - защитная зона с нежилой застройкой; 5 - конторское учреждение; 6 - ремесленные мастерские, склады

Поскольку уровень шума в городах постоянно возрастает, то его следует учитывать при проектировании новых городов и планировочных районов, так как ограничение, а тем более снижение шума в сложившихся городских условиях - задача необычайно сложная.

Одной из наиболее действенных планировочных мер защиты от шума жилых зон является функциональное зонирование территории с выделением шумных промышленных и транспортных зон. Промежуточные территории могут использоваться для размещения сооружений, в меньшей степени подверженных шумовому воздействию, которые превращаются в буферные зоны, защищающие от воздействия шума.

На стадии генерального плана при расчетах можно принимать, что 1 пог. м зеленых массивов снижает уровень шума на 0,1 дБА. Эффективную шумозащиту от скоростных дорог и магистральных улиц непрерывного движения могут обеспечить только хорошо развитые зеленые насаждения в специально созданных в соответствии с градостроительными нормами и требованиями полосах.

Шумопоглощающая способность растений проявляется и зимой, даже в безлиственном состоянии они снижают уровень шума на 2-5 дБА. В это время года интенсивность шума несколько снижается, кроме того, площади, занимаемые озеленением, покрываются снегом, который служит пористым поглотителем шума.

Высокие экологические качества растений, приспособляемость к городским условиям, неприхотливость, цветение, аромат делают их незаменимыми при формировании полос с целью шумозащиты.

Древесно-кустарниковые породы для приобретения акустической эффективности требуют длительного времени. В связи с этим посадочный материал, предназначенный для шумозащитных полос, еще в питомниках следует формировать с широковетвистыми густыми кронами и приствольной порослью.

«Городское зеленое строительство». Горохов В.А. 1991

Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

В 1989 году NASA запустило исследование, целью которого было определить самые лучшие комнатные растения для очистки окружающего воздуха. Ученые выяснили, что воздух помещений постоянно содержит частицы вредных летучих органических соединений - трихлорэтилена, бензола, аммиака и других. Чтобы экологично очистить воздух, специалисты рекомендуют разместить их в комнатах. Комнатные растения способны нейтрализовать до 85% загрязнений воздуха в помещении.

В воздухе помещений содержатся пять вредных веществ:

• Формальдегид. Содержится в мебели из ДСП, ДВП, ковровых покрытиях и обивочных материалах, табачном дыме, пластиковой посуде, бытовом газе. Вызывает аллергические реакции, раздражение слизистой оболочки, астму, кожные заболевания.
• Трихлорэтилен. Содержится в средствах для чистки ковров и тканей, хлорированной воде, картриджах для принтеров, лакокрасочной продукции. Трихлорэтилен - сильный канцероген, вызывает раздражение глаз и кожи, поражает печень и почки, вызывает психомоторное возбуждение.
• Бензол. Находится в табачном дыме, чистящих и моющих средствах, в том числе мыле, лакокрасочной продукции, изделиях из резины. Канцероген, который способен провоцировать лейкемию, накапливается в жировой ткани,
  вызывает возбуждение, подобное алкогольному, одышку и судороги,
  снижает артериальное давление.
• Аммиак. Содержится в компьютерной технике, табачном дыме, средствах бытовой химии. Вызывает сухость и першение в горле, кашель, провоцирует боли в груди, вызывает отек гортани и легких.
• Ксилол. На его основе производят многие виды пластмасс, лакокрасочную продукцию, клеи, также он содержится в автомобильных выхлопных газах, изделиях из кожи и табачном дыме. Вызывает раздражение кожного покрова, дыхательных путей и слизистой оболочки глаза.

сайт собрал в одном посте 15 растений, которые не только украсят дом, но и 24 часа в сутки будут преданно и бесперебойно трудиться над очисткой воздуха.

Антуриум Андре («лилия фламинго»)

Отлично увлажняет воздух и насыщает его очищенными водными парами. Активно усваивает ксилен и толуол и перерабатывает их в безвредные для человека соединения.

Гербера Джемсона

Сциндапсус («золотой лотос»)

Главное его достоинство - огромная теневыносливость. Эффективно очищает воздух от формальдегида и бензола . Ядовитое растение, которое стоит держать подальше от детей и животных.

Аглаонема

Китайское вечнозеленое дерево - комнатное растение, которое растет в условиях низкой освещенности и любит влажный воздух. Эффективно очищает воздух от толуола и бензола . Сок и ягоды растения ядовиты.

Хлорофитум («паучок»)

Растение-«паучок» с богатой листвой и мелкими белыми цветами активно борется с бензолом, формальдегидом, окисью углерода и ксилолом . Еще один повод обзавестись этим растением - безопасность для детей и животных.

Плющ вьющийся

Азалия

Сансевиерия («тещин язык»)

Очень выносливое растение, нужно постараться, чтобы его загубить. Борется с такими загрязнителями, как формальдегид, бензол, трихлорэтилен . В ночное время поглощает углекислый газ и выделяет кислород.

Велика роль зеленых насаждений в очистке воздуха городов. Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек. За один теплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220-280 кг углекислого газа и выделяет 180-220 кг кислорода. 1 га городских зеленых насаждений выделяется в день до 200 кг кислорода .

Результаты изучения пыле - и газозадерживающей роли древесных и кустарниковых посадок свидетельствуют о том, что запыленность воздуха среди зеленых насаждений в 2-3 раза ниже, чем на открытых участках. Наибольшей пылезадерживающей способностью обладают породы деревьев и кустарников с шершавыми, порытыми ворсинками листьями (вяз, липа, клен, сирень).

Газозащитная роль зеленых насаждений обусловлена способностью растений улавливать, содержащиеся в атмосферном воздухе газы и стойкостью по отношению к ним. К наиболее газостойким могут быть отнесены тополь, канадский клен, жимолость.

Влияние древесных и кустарниковых пород на снижение концентраций в воздухе вредных газов происходит главным образом путем рассеивания этих газов в верхние слои атмосферы кронами деревьев, и в некоторой степени путем поглощения газов листьями через устьица и клеточную оболочку листьев. Известно, например, что зеленые насаждения улавливают из атмосферного воздуха сернистый газ и накапливают его в виде сульфатов в своих тканях .

Большое значение в оздоровлении воздуха населенных мест имеет способность растений поглощать углекислый газ и выделять кислород. В среднем 1 га зеленых насаждений за час поглощает 8 л углекислоты. Интенсивность этого процесса зависит от особенностей фотосинтеза различных пород деревьев и кустарников.

Дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трёх человек. За один теплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220-280 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода. Наибольшей продуктивностью кислорода обладает тополь.

На 1 т прироста древесины березы поступает кислорода: в составе СО2 1335 кг, в составе Н2О 488 кг, всего 1823 кг. Но в самой древесине содержится 430 кг кислорода, а остальные 1393 кг выделяются в атмосферу .

Установлено, что 1 га 20-летнего соснового насаждения, давая в среднем ежегодный прирост древесины 5 м3 на 1 га, поглощает каждый год 9,35 т СО2 и выделяет 7,25 т О2. Наиболее явны в этом отношении средневозрастные насаждения. Так, 1 га 60-летнего соснового леса дает ежегодный: прирост в среднем 7,51 м3 на 1 га, поглощая за это время 14,44 т СО2 и выделяя 10,92 г О2. Еще активнее фотосинтез протекает в 40-летних дубовых насаждениях, где поглощение СО2 за год на 1 га составляет 18 г, а выделение -13,98 т .

Один га городских насаждений поглощают за 1 час 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это же время 200 человек. В условиях города зеленые насаждения - это фабрика чистого воздуха, непревзойденные очистители и санитары атмосферы. Зеленые насаждения поглощают из воздуха не только углекислый газ, но и очищают атмосферу от угарного газа, сводят его концентрацию к естественной - порядка 0,00001% .

Некоторые растения могут поглощать самые вредные газы. Установлено, что лесные сообщества ежесуточно перерабатывают ассимиляционным аппаратом до 500 тысяч кубометров воздуха на 1 га леса. Суммарная воздухоочистная способность полноценных древостоев, формирующих 4 тонны листьев на 1 га, составляет в течение вегетационного периода около 10 тонн токсичных газов. Только одно дерево в течение вегетации способно поглотить до 12 кг сернистого газа .

Студенты Казахского университета вместе с учеными Ботанического сада республиканской Академии наук изучили процесс адаптации в условиях города более трехсот видов растений. Как показали исследования, в индустриальном городе замедляется развитие зеленых насаждений, однако отдельные особи бурно идут в рост. Это - можжевельник, барбарис, боярышник. К растениям санитарам принадлежит и роза.

Действие древесной растительности на содержание вредных химических соединений в городском воздухе проявляется также в способности деревьев к окислению, находящихся в городском воздухе паров бензина, керосина, дизельного топлива, ацетона и т.п. Многие растения могут усваивать из атмосферы ароматические углеводороды, карбонильные соединения, эфиры и эфирные масла. Имеются сведения о поглощении растениями фенолов. Большой фенолаккумулирующей способностью обладают: сирень обыкновенная, бирючина, шелковица белая. Кроме того, зеленые насаждения способны улавливать и содержащиеся в воздухе радиоактивные вещества .

Таблица 1

Наилучшие зеленые фильтры для биологической очистки атмосферного воздуха в городах

Исследования показали, что тополь является наилучшим «санитаром» в зоне сильной постоянной загазованности. Для сравнения за 5 летних месяцев 25- летний дуб поглощает 28 кг углекислого газа, липа - 16, сосна -10, ель - 6, а взрослый тополь - целых 44 кг. Хорошими поглотительными качествами обладают также липа мелколистная, ясень, сирень и жимолость. В зоне слабой периодической загазованности большее количество серы поглощают листья тополя, ясеня, сирени, жимолости, липы, меньше - вяза, черемухи, клена .

За вегетационный период растущий тополь черный осаждает 44 килограмма пыли, тополь белый - 53 килограмма; ива белая и клен ясенелистный соответственно 34 , 30 килограммов. Один гектар елового леса за год осаждает 32 тонны пыли, дубового - 54, букового же - 68 тонн. Лучше всего эту функцию выполняют деревья и кустарники с опушенными, вязкими, клейкими, шероховатыми листьями. Вяз, например, задерживает в 6 раз больше пыли, чем тополь .

Влияние зеленых насаждений на запыленность воздуха и снижение концентрации газов зависит от характера посадок: их плотности, конфигурации, структуры .

В проблеме охраны окружающей среды особое место занимает борьба с загрязнением атмосферного воздуха.

Биологическая продуктивность природных компонентов окружающей среды, здоровье и трудоспособность людей зависят от качества воздушной среды. Источниками ее загрязнения являются естественные и антропогенные факторы. К числу первых относятся дымы от лесных и степных пожаров, пыльные бури, извержения вулканов, космические влияния, поступления в атмосферу загрязняющих веществ в результате деятельности живых организмов. Тем не менее пыльные бури, пожары, являющиеся следствием нарушения требований сельского и лесного хозяйства, могут быть отнесены и к категории факторов антропогенных. В последние десятилетия определенную опасность для планеты стало представлять техногенное загрязнение атмосферы.

К настоящему времени синтезировано и выделено из природного сырья более 6 млн. веществ, к которым ежегодно прибавляется около 200 тыс. новых химических соединений. Часть их вовлекается в биологический круговорот и оказывает влияние на биосферу. В процессе хозяйственной деятельности человека ежегодно выбрасывается в атмосферу около 4 млрд. загрязняющих веществ. К наиболее распространенным газообразным загрязняющим веществам относятся окислы серы, азота, углерода, соединения фтора, хлора, некоторые углеводороды и фотохимические окислители (озон, пероксиацетилнитрит). Кроме газов, в атмосфере содержатся частицы сажи и пыли. Только в результате сжигания угля в атмосферу поступает около 120 млн. т золы в год, а вместе с остальными видами пыли - 200-300 млн. т. Серьезными источниками загрязнения являются также пестициды и различные дефолианты. В современном мире около 40% вредных выбросов в атмосферу поставляет энергетика и около 20% - транспорт (примерно 55% транспортного загрязнения атмосферы городов в мире дают автомобили).

Охране воздушного бассейна, сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха в нашей стране придается большое значение. Правовой основой защиты атмосферы от загрязнения в СССР является Закон СССР об охране атмосферного воздуха, Основы законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении и другие законодательные акты (правительственные постановления, государственные стандарты, нормы и другие документы).

Реализация планов по охране от загрязнения атмосферного воздуха позволила сократить поступление вредных примесей в воздушный бассейн городов и промышленных центров за годы прошлой пятилетки более чем на 20%. За этот же период введены в действие сотни различных установок, обеспечивающих улавливание и обезвреживание вредных веществ, выделяемых в атмосферу промышленными предприятиями и другими источниками загрязнения.

В 1983 г., несмотря на значительный рост объемов промышленного производства, общее количество вредных веществ, поступающих в воздух от стационарных источников загрязнения, сократилось почти на 9 млн. т по сравнению с 1975 г. За этот же период улавливание и обезвреживание вредных веществ увеличилось с 65 до 75%. Многое делается по утилизации сернистого ангидрида на промышленных предприятиях, внедрению организационно-технических мероприятий, направленных на снижение вы

деления газов и содержания в них вредных веществ. Вводятся новые ГОСТы на содержание вредных веществ в выхлопных газах автомобилей и др. Однако очистка воздуха от различного рода загрязняющих веществ не повысит содержания кислорода в городском воздухе, насколько совершенной она бы ни была. Поэтому наряду с обезвреживанием выбросов в атмосферу следует активизировать восстановительные силы природы, и в первую очередь с помощью лесных насаждений. Несмотря на то что леса нашей планеты занимают около 1/3 части поверхности суши, они продуцируют более половины всей биомассы, производимой зеленой растительностью.

В процессе жизнедеятельности растений за счет солнечной энергии и имеющихся у земной поверхности веществ ежегодно образуется около 180 млрд. т растительной массы (сухой) и около 300 млрд. т кислорода. Фотосинтезирующей способностью обладают все зеленые растения суши и большая часть морского фитопланктона, однако наибольшую продуктивность органической массы с единицы площади дают лесные насаждения. Наибольшей интенсивностью фотосинтеза отличаются дуб, береза, липа, сосна, ель и другие породы.

Санитарно-гигиенические функции лесных насаждений проявляются прежде всего в том, что они поглощают углекислоту и обогащают воздушный бассейн кислородом. Одновременно зеленые насаждения уменьшают концентрацию находящихся в воздухе вредных газов и паров: сероводорода, окиси азота, фтористого водорода, окиси углерода, паров соляной кислоты и др.; 1 т древесной растительности выделяет в воздух 1,1 т кислорода, поглощает не менее 1,5 т СО 2 . Столетний бук высотой 25 м и диаметром кроны 15 м производит 1,7 кг кислорода в час. Одно дерево в течение вегетационного периода обезвреживает до 12 кг сернистого газа.

Наблюдениями в Донбассе и Ростовской обл. установлено, что под влиянием зеленых насаждений концентрация сернистого газа на расстоянии 1000 м от ТЭЦ металлургического завода, коксохимического комбината снижается на 20-29%, а на расстоянии 1,5-2 км - на 38-42%. Установлено, что 1 га покрытой лесом площади поглощает за 1 ч 8 кг CO 2 , т. е. столько, сколько выдыхает его 200 чел. за этот же период времени; 1 га 20-летиего соснового насаждения поглощает ежегодно 9,35 т CO 2 и выделяет 7,25 т кислорода. Наиболее активны в этом отношении средневозрастные высокопроизводительные насаждения. Так, 1 га 60-летнего соснового леса выделяет более 10 т кислорода в год, а 40-летние дубовые насаждения еще больше - около 14 т. Лучшие насаждения (1 бонитета) способны выделить до 20-30 т кислорода с 1 га в год. В солнечные теплые дни 1 га леса, поглощая из воздуха 220- 280 кг CO 2 , выделяет 180-220 кг кислорода.

Наиболее активными «поставщиками» кислорода являются тополевые насаждения: 1 га насаждений тополя выделяет кислорода в 7 раз больше, чем такая же площадь еловых насаждений; средневозрастной тополь в период вегетации поглощает за 1 ч до 40 кг углекислоты. До недавнего времени считалось, что основное количество кислорода выделялось в атмосферу морями и океанами. Однако, по новейшим данным, на долю морей и океанов приходится не более 40% ежегодного выделения кислорода, остальные 60% поставляет растительность суши.

Биологическая активность кислорода, необходимого для нормальной физиологической деятельности человека, определяется степенью ионизации (наличием ионизированных молекул). Ионизация воздуха значительно выше в лесу, нежели на открытой местности. В лесном воздухе степень ионизации кислорода в 2-3 раза больше, чем в морском или в воздухе над лугом. Воздух с повышенной ионизацией оказывает благотворное влияние на организм человека, способствует активности дыхательных ферментов, повышает содержание кислорода в крови, снижает уровень сахара и фосфора, улучшает самочувствие и настроение, снимает усталость, способствует излечиванию от ряда заболеваний.

Целебные свойства отрицательно заряженного воздуха с успехом используют при лечении бронхиальной астмы, при бессоннице и переутомлении. Количество отрицательных ионов зависит от состава насаждений. Заметно увеличивают количество легких ионов в воздухе береза, дубы черешчатый и красный, клены, сосна обыкновенная, пихта, лиственница сибирская, рябина, сирень и другие древесные и кустарниковые породы. В смешанном лесу этих ионов на 32% больше, чем на открытой поляне. В городском воздухе ионов с отрицательным зарядом в 5-7 раз меньше.

Лес в значительной степени способствует очищению атмосферного воздуха от сажи, дыма и пыли, препятствует их дальнейшему распространению, ослабляет действие других вредных примесей. В промышленных районах городов содержится много пыли, а в жилых и пригородных районах концентрация ее уменьшается.

Если запыленность воздуха во внутриквартальных лесных насаждениях принять за 100%, то в городских и загородных парках она составит соответственно 48 и 13,7, а в пригородных лесах только 3-5%. На озелененных площадях запыленность воздуха на 40% ниже, чем на окружающих неозелененных участках.

Зеленые насаждения могут улавливать до 70-80% аэрозолей и пыли. Наибольшей улавливающей способностью обладают древесные породы с шершавыми и покрытыми ворсинками листьями- вяз, карагач, шелковица, рябина, бузина и др. Установлено, что 1 м 2 поверхности листвы насаждений задерживает от 1,5 до 10 г пыли.

Листья и хвоя 1 га леса составляют площадь от 4 до 100 тыс. м 2 , а вместе с поверхностью ветвей и стволов деревьев - 50-150 тыс. м 2 , что в 5-15 раз превышает площадь, занятую лесом. Под деревьями пыли в воздухе меньше в среднем на 42,2% в вегетационный период и на 37,5% - при отсутствии листвы. Наблюдения за районом одного из цементных заводов показали, что за вегетационный период тополь черный способен задерживать 44 кг пыли, тополь белый - 53, ива белая - 34 и клен ясенелнстный - 30 кг. Ежегодно 1 га еловых насаждений задерживает на кронах деревьев до 30 т пыли, сосновых - до 35, насаждений из вяза - 43, дубовых - 54 и буковых - 68 т. Способность леса отфильтровывать и осаждать из воздуха ежегодно до 50-70 т пыли на площади 1 га благотворно сказывайся на оздоровлении окружающей человека среды.

Велика роль лесов в очищении атмосферного воздуха городов, индустриальных и других центров от примесей различных газов. Исследованиями ученых установлено, что лесные насаждения обладают довольно высокой газоочищающей и газопоглотительной способностью, которая зависит от целого ряда элементов леса, слагающих его лесоводственную и экологическую структуру (от состава и полноты насаждений, формы и высоты, подроста, подлеска и др.). Наиболее эффективно очищают воздух от неблагоприятных газообразных примесей лиственные насаждения, затем хвойно-лиственные и, наконец, хвойные. Березовоосиновая зона шириной 3 км уменьшает концентрацию сернистого газа в 2 раза. Среднеполнотные насаждения обладают наибольшей эффективностью по сравнению с высокополнотными, наименее эффективны низкополнотные насаждения; 1 га лесных насаждений способен без заметного вреда для себя поглотить из воздуха 400 кг сернистого газа, 100 кг хлоридов и 20-25 кг фторидов. Потенциальная возможная. поглотительная способность смеси фитотоксичных газов в лесостепной зоне по сравнению с лесной выше в 1,5-2 раза и составляет 700-1000 кг/га.

Листья акации белой общей массой 1 кг (в расчете на сухое вещество) за вегетационный период накапливают сернистого газа 69 кг, вяза обыкновенного- 39, лоха узколистного - 87, тополя черного - 157 кг. Отдельные деревья ивы, тополя и ясеня способны поглотить за вегетационный период 200-250 г хлора, а кустарники - 100-150 г. В ходе экспериментов было установлено, что наибольшее количество свинца накапливалось листьями каштана конского (600-800 мг/кг сухого вещества), клена остролистного (304), тополя пирамидального (162), липы крупнолистной (80) и бирючины (270); с удалением от автомагистрали на 10-20 м содержание свинца в листьях резко падало; 1 м 2 листвы ивы белой поглощает из воздуха серы в 4,5 раза больше по сравнению с акацией белой, а 1 м 2 лоха узколистного в 2-3 раза по сравнению со смородиной золотой. Одно дерево, имеющее 10 кг, а кустарник - 3 кг листьев (в пересчете на сухую массу), накапливают за период с мая по сентябрь следующее количество углекислого газа: тополь бальзамический - до 180 г, ясень ланцетный - 170, вяз гладкий - 120, липа сердцелистная - 100, береза пушистая - 90, клен ясенелистный - 30, клен остролистный - 20, сирень обыкновенная - 20, карагана древовидная - 18, жимолость татарская - 17, барбарис обыкновенный - 12, роза морщинистая - 8 и чубушник венечный - 6 г.

Установлено, что многие растения могут усваивать из атмосферы алканы и ароматические углеводороды, карбонильные соединения, эфиры и эфирные масла. Имеются сведения о поглощении растениями фенолов. Большой фенолаккумулирующей способностью обладают шелковица белая, бузина красная, бирючина обыкновенная, сирень обыкновенная. Особенно замечательна способность леса извлекать из воздуха радиоактивные вещества. Зеленые насаждения на 25% и более уменьшают содержание в воздухе радиоактивных веществ. Исследования во Фрайбурге (ФРГ) с изотопом брома показали, что содержание в воздухе радиоактивных веществ, возникающих при ядерных взрывах, в лесной местности на 50% меньше, чем в безлесных районах.

Фильтрующая способность леса оказалась действенной и по отношению к распыленному в воздухе радиоактивному йоду: листья и хвоя деревьев могут собирать его до 50%. По данным Хербста, полученным после выпадения радиоактивных осадков, общая радиоактивность на незащищенных местах оказалась в 32 раза выше, чем в лесу. Толстые листья накапливают радиоактивные вещества более интенсивно. Эффективность влияния леса при защите от радиоактивности и степень его ослабляющего действия во многом зависят от характера составляющих, через которые лес влияет на среду. В лиственном лесу самоочищение надземной части от радиоактивных выпадений происходит значительно быстрее, чем в хвойном. На высоте 25 м над хвойным лесом доза излучения в 1,5 раза выше, чем над лиственным.

Большое влияние на жизненные процессы растительных и других компонентов леса оказывают всевозможные летучие вещества (терпены, углеводороды, витамины и др.). Общее количество непредельных и ароматических углеводородов, выделяемых в атмосферу за вегетационный период кедровыми насаждениями, составляет около 400-500 кг/га, сосновыми - 400-500 и березовыми - 200-220 кг/га. Среди летучих органических соединений особое значение имеют фитонциды - вещества, губительно действующие на насекомых, бактерии, грибы, другие микро — и макроорганизмы. Береза бородавчатая, дуб черешчатый, сосна эльдарская, акация белая, клен серебристый, айлант и другие породы проявляют высокую фитонцидную активность по отношению к микроорганизмам воздуха, гемолитическому стрептококку. золотистому стафилококку и кишечной палочке. Фитонциды содержатся также в можжевельнике, орехе грецком, шиповнике, эвкалипте и др. Известно, что 1 га лиственного леса выделяет в сутки 2-3 кг летучих органических веществ, а 1 га хвойного - 5 кг; 1 га можжевеловых зарослей выделяет в сутки 30 кг фитонцидов, которых достаточно для обеззараживания воздуха большого города. В лесу в 1 м 3 воздуха содержится в среднем не более 500 патогенных бактерий, а в городе - более 36 тыс. Летучие фитонциды сосновой хвои убивают инфузорий в течение 10-15 мин, хвои пихты - через 5 и кедра - через 15 мин, водный раствор из хвои этих пород убивает простейших в доли секунды. Фитонциды лиственницы сибирской, ели обыкновенной, тополя бальзамического и дуба летнего значительно снижают, а фитоорганические выделения сосны обыкновенной полностью подавляют рост и развитие колоний кишечной палочки.

Установлено, что большинство растений действуют избирательно: так, фитонциды дубовой листвы и тополя убивают возбудителей дизентерии, пихтовой хвои - дифтерии, сосновой - туберкулеза и т. д. Фитонциды, выделяемые лесными насаждениями, оказывают благотворное влияние на нервную систему человека, активизируют важнейшие физиологические процессы в организме. Фитонциды оздоровляют воздух, и их по праву называют витаминами атмосферы. Подмечено, что в молодом сосновом лесу воздух почти не содержит бактерий.

Выявлена прямая зависимость освещенности городов от степени запыленности и загазованности воздуха. Во многих современных крупных городах интенсивность солнечной радиации понижена; потери ультрафиолетового излучения из-за промышленных выбросов могут достигать 40%. Пылевой шлейф большого города может вызвать снижение радиации на окружающей территории в радиусе до 40 км. Величина суммарной освещенности летом в городе на 3-12%, а зимой на 20-30% меньше, чем в селе.

Исследованиями ЦНИИП градостроительства подтверждается положительное влияние лесной растительности на повышение чистоты воздуха, в частности на повышение прозрачности атмосферы. Установлено, что коэффициент прозрачности атмосферы в прилегающих к лесному массиву застроенных районах на 6-10% выше, чем в центре города. Подмечено, что большие лесопарковые массивы увеличивают интенсивность видимой и ультрафиолетовой радиации на 15-20%, снижают аэрозольное помутнение на 20-40%, а мутность атмосферы - на 10-30%.

Зеленые насаждения являются наиболее надежным средством защиты от различного рода шумов. Влияние леса на шум может быть прямым и косвенным. Прямое заключается в поглощении звуковых волн и снижении уровня шума, а косвенное проявляется в том, что лес сам по себе не только не производит вредных для человека звуков, но и благотворно влияет на слуховой аппарат и психику человека.

Средний уровень сокращения шумов при удалении от источника шума на расстояние 100 м в глубь леса на 5-16 дб ниже, чем на открытом месте. Степень защитной роли растений против шумов тем выше, чем больше плотность насаждений. Зеленые насаждения можно рассматривать как полупрозрачный экранирующий барьер на пути звуковых волн. Эффективность снижения шума зависит от характера и состояния насаждений (состава, размещения и конструкции, полноты, наличия подроста и подлеска, высоты и др.). Установлено, что снижение силы шума пропорционально ширине листвы лесной полосы.

Лиственные насаждения высотой 7-8 м средней густоты снижают транспортный шум на 10-13 дб, а хорошо развитые лесные насаждения на участке шириной 40 м - на 17-23 дб. Лесная полоса шириной 200-250 м почти полностью поглощает шум от движения транспорта на автомагистрали. Кроны лиственных пород поглощают 26%, а отражают и рассеивают 74% падающей на них звуковой энергии. Лучшими шумоулавливающими свойствами отличаются многоярусные насаждения, в составе которых участвует несколько древесных и кустарниковых пород. Наиболее высокой шумопоглотительной способностью отличаются лиственные породы - клен остролистный, липа крупнолистная, калина, тополь берлинский, дуб черешчатый, граб, тополь канадский, береза и др.

Велико влияние леса на изменение микроклиматических условий. Лес способствует снижению температуры воздуха и увеличению его влажности как в результате испарения влаги, так и вследствие защиты от солнечной радиации. Массы более холодного чистого воздуха как более тяжелого образуют в насаждении нисходящие токи и поступают в жилые районы города, вытесняя и замещая там загрязненный и более теплый воздух; последний, образуя восходящие токи, поднимается в верхние более холодные слои атмосферы. Радиационная температура в лесу в 2 раза и более ниже, чем на безлесной территории. Температура воздуха среди зеленых насаждений в жаркую погоду на 4-8 и более градусов ниже, чем на открытом участке. Лесные насаждения, понижая летнюю жару, одновременно повышают относительную влажность воздуха примерно на 15-30%, именно поэтому в жаркий летний день в лесу значительно прохладнее, а ночью теплее, чем на открытом месте.

В формировании благоприятного микроклимата существенную роль играет умеряющее влияние древесных пород на силу ветра, скорость которого они способны снижать в 7-11 раз. Густая изгородь из боярышника снижает скорость ветра с 2,3 до 0,4 м/с.

Зеленые насаждения приостанавливают движение горячих (летом) и холодных (зимой) ветров и распространение дымогарных газов. Полоса леса шириной 10-12 и высотой 15-17 м снижает скорость ветра в 2 раза на расстоянии от 200 до 600 м.

В лесу наибольшая скорость ветра - над кронами деревьев, ближе к кронам она уменьшается, внутри крон затухает, а у поверхности почвы приближается к нулю. Чем гуще лес, тем меньше скорость ветра. В сомкнутых древостоях в кронах она уменьшается до 30%, под кронами - до 0,7, а на высоте 2 м - до 6,3% по сравнению со скоростью над кронами. В сосновых древостоях скорость ветра внутри крон затухает слабее, чем в еловых. Доказано, что поздние и ранние заморозки в лесных массивах бывают реже и слабее, чем в окружающей лес местности. Температура воздуха в лесу отличается большей устойчивостью, чем в поле; максимумы и минимумы в лесу выражены менее резко.

Охрана воздушного бассейна - это одна из важнейших функций лесов.