Откуда берется грязь в городах

Ученые исследовали естественные и вызванные человеком процессы, влияющие на изменение окружающей среды в шести городах: Екатеринбург, Мурманск, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Тюмень и Челябинск. Больше всего на образование пыли и грязи влияет низкая адаптация инфраструктуры к высокой автомобильной плотности, качество коммунальных услуг и управления окружающей средой во время строительства и проведения земляных работ. Работа поддержана грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ).

Укрупнение городов изменяет окружающую среду. Во-первых, меняются химический и минеральный состав почвы, ее плотность, влагонасыщение и другие свойства. Во-вторых, происходит перераспределение загрязняющих веществ в места, в которых они не должны находиться. Поэтому ученые исследуют взаимовлияние природы и человека в городской среде. Надлежащее управление качеством окружающей среды городов должно гарантировать, что они будут экологически безопасными, экономически и социально более устойчивыми местами для жизни в будущем.

Группа ученых из Института промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук (УрО РАН) оценила образование, перенос и накопление твердого осадка из пыли и грязи в городской среде.

«Согласно результатам исследования, образование пылегрязевых наносов в городской среде представляет собой сложный процесс, включающий взаимодействие различных природных и антропогенных физических факторов. Это низкая адаптация инфраструктуры к высокой автомобильной плотности, неудовлетворительное качество содержания территорий, а также отсутствие последовательного подхода к управлению состоянием окружающей среды при производстве работ по благоустройству территорий, земляных и ремонтно-строительных работ»,— отмечает Андриан Селезнев, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат геолого-минералогических наук, сотрудник Института промышленной экологии УрО РАН (Екатеринбург).

Исследование проходило в шести городах России: Екатеринбург, Мурманск, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Тюмень и Челябинск. Чтобы изучить их, ученые разработали методику ландшафтного анализа. В каждом городе исследователи выбрали по шесть типичных кварталов многоэтажной жилой застройки. Каждый квартал разделялся на сегменты по своему функциональному назначению (рассматривались участки снаружи и внутри двора), такие как: проезжая часть прилегающей улицы, зеленая зона, тротуар, автомобильная парковка, организованная и неорганизованная (на газоне), внутридворовой проезд и детская площадка. Исследователи определяли тип покрытия, правильно ли участок используют, качественно ли убирают, есть ли земляные строительные работы, какова площадь проективного покрытия растительностью, есть ли источники образования грязи, сколько припаркованных автомобилей и т. д.

Информацию об образовании грязи получали во время полевого обследования. Например, типичная ситуация, по словам ученых, наблюдается во всех городах, когда автовладельцы паркуют свои автомобили внутри дворов на газонах и детских площадках. Другой пример — отсутствие уборки территорий жилых кварталов: управляющие компании не следят за работой дворников.

«Повсеместно в городах встречаются случаи, когда изъятый грунт складируется в кучи рядом с местом проведения земляных работ, не в специальные короба и не укрывается ничем. Во время дождей из таких куч течет грязная жижа, материал грунта разносится по улицам. Таким образом, мы наблюдаем высокий потенциал образования наносов на значительной части жилых районов»,— рассказывает Андриан Селезнев.

Как образуется и откладывается грязь в городах? Все начинается с эрозии грунтов и механического разрушения разных поверхностей, например бордюров и газонов на неорганизованных парковках автомобилей в жилых дворах. Осадок переносится ветром, поверхностным стоком атмосферных осадков, автомобильными колесами и пешеходами.

«В современных российских городах наблюдается значительное накопление поверхностных пылегрязевых отложений, до 200 г мелкой респирабельной фракции пыли на квадратный метр площади жилой застройки. Эта величина может быть сопоставима с массой аналогичных сухих городских поверхностных отложений, например, на улицах Лондона — 172 г/кв. м., хотя в Пекине, например, масса дорожной пыли очень низкая и составляет до 20 г/кв. м. Мелкая пылевая фракция в ветреные сезоны года легко поднимается в атмосферу и может долгое время в ней находиться в виде смога. Для жителей города она наиболее опасна. Накопление твердого осадка снижает качество городской среды. Ветровой подъем пыли отрицательно влияет на здоровье населения»,— подчеркивает Андриан Селезнев.

Ученые разработали предложения по совершенствованию муниципального планирования и управления, направленные на повышение качества городской среды.

«Следует снизить площадь пылящих поверхностей, повысить требования к техническому состоянию асфальтовых, газонных и иных покрытий во дворах и уборке территорий, сформировать программу перепланировки существующих дворов на основе современных принципов ландшафтного планирования внутридворовых пространств. Необходимо сформировать подходы и принципы решения проблемы переполнения городской среды автотранспортом, произошедшего в результате интенсивной автомобилизации. Кроме того, стоит стимулировать внедрение стандартов экологического менеджмента, а также других современных экологически ориентированных технологий строительства на предприятиях, привлекаемых для выполнения земляных, ремонтно-строительных и других работ в городе»,— убеждены исследователи.

Они также рекомендуют собирать и вывозить смесь из снега и грязи, образующуюся во время первых снегопадов, в том числе при установлении временного снежного покрова.

«A Landscape Study of Sediment Formation and Transport in the Urban Environment»; Ilia Yarmoshenko, Georgy Malinovsky, Elena Baglaeva, Andrian Seleznev; журнал Atmosphere, декабрь 2020 года.