Мониторинг и охрана городской среды

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

Технологический институт 

Федерального государственного образовательного  

учреждения  высшего профессионального образования  

«Южный федеральный университет»  
 
 
 
 
 
 
 
 
Н.В. Гусакова 
 
Мониторинг и охрана городской 
среды 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ростов-на-Дону 
Издательство Южного федерального университета 

2009 

УДК 502(075.8) 
  ББК 20.18я73 
   Г 96 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор,  
заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации,  
действительный член Академии проблем качества, заведующий  кафедрой  
автоматизированных систем научных исследований и экспериментов  
(АСНИ и Э) ТТИ ЮФУ  Самойлов  Л. К.; 
начальник отдела охраны окружающей среды и  рационального  
природопользования  Администрации г. Таганрога  Ткачева Г. А. 
 
Учебное пособие подготовлено и издано в рамках  
национального проекта «Образование»  
по «Программе развития федерального государственного образовательного  
учреждения «Южный федеральный университет» на 2007–2010 гг.» 
 
 
Г 96 
Гусакова Н. В.  
Мониторинг и охрана городской среды: учеб. пособие / 
Н. В. Гусакова. – Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2009. – 150 с.: ил. 18. 

ISBN 978-5-9275-0672-9 
Предназначено 
для 
студентов 
направления 
650500 
«Землеустройство и земельный кадастр»  всех форм обучения. В 
учебном пособии в соответствии с Государственным стандартом 
рассматриваются вопросы  экологической ситуации города и ее 
места в составе городского кадастра; структура и содержание работ 
по мониторингу городской среды; дистанционные и наземные 
средства мониторинга; информационное обеспечение экологических 
изменений 
среды 
города; 
устранение 
влияний 
негативных 
процессов. 
ISBN 978-5-9275-0672-9  
 
 
 
      УДК 502(075.8) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
       ББК 20.18я73 
                                                  

 

 
   © ТТИ ЮФУ, 2009 
                                                                       © Н.В. Гусакова, 2009 
                                         © Южный федеральный 
            университет, 2009 

Содержание 
 

Введение……………………………………………………………………………………....6 

1. ПОНЯТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 

 И ЕГО КЛАССИФИКАЦИИ……………………………………………………….…… .9 

1.1. Город как экосистема…………………………………………………………………18 
1.1.1. Индикаторы состояния среды города……….……………………….…………21 

2. ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ КОМПОНЕНТЫ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ……...24 

2.1. Климат большого города …………………………………………………………….24 
2.1.1.Микроклимат как явление приземного слоя атмосферы……………………...28 
2.1.2. Микроклиматы водоемов и прибрежных территорий………………………..30 
2.1.3. Влияние рельефа на микроклимат……………………………………………..32 
       2.1.4. Загpязнение воздушной сpеды гоpодов………………………………………...37 

2.2. Городские почвы………………………………………................................................42 
2.2.1. Загрязнение почв…………………………………………………………….......45 
2.2.2.Мониторинг  состояния почвенного покрова города…………………………46 

2.3. Геоэкологические проблемы городов…....................................................................48 
2.3.1. Геохимия городских ландшафтов ……………………………..........................50 

2.4. Водная среда ……………………………......................................................................65 
2.4.1. Дегpадация водных pесуpсов……………………………..................................65 

2.5. Физические факторы воздействия…………………………….................................69 

2.6. Растительность……………………………..................................................................72 
2.6.1. Расчет степени озеленения городской территории..........................................74 

2.7. Животный мир города.................................................................................................76 

2.8. Зонирование городской территории..........................................................................78 

2.9.Факторы благополучия (неблагополучия) городской среы..................................82 

3. МОНИТОРИНГ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ГОРОДА............................................88 

3.1. Видеоэкология ...............................................................................................................92 

3.2. Качество городской среды ........................................................................................100 

3.2.1.Контроль и управление качеством городской среды.......................................100 

3.3. 
Cтруктура 
и 
содержание 
работ 
по 
мониторингу 
городской 
среды.....................................................................................................................................106 

3.3.1.Методы ведения мониторинга городской среды и городская  

опорная сеть наблюдений............................................................................................106 

3.3.2. Перечень и классификация методов дистанционного зондирования..........110 

3.3.3. Сравнительные   характеристики  фотографической  съемки.......................111 

3.3.4. Сравнительные характеристики нефотографических съемок.......................113 

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ МОНИТОРИНГА ГОРОДСКОЙ 

 СРЕДЫ И ЕГО ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ......................................117  

4.1. Информационное обеспечение мониторинга и охраны городской среды......117 

4.2. Информационное обеспечение заинтересованных лиц данными  

по мониторингу городской среды...............................................................................119 

5. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ..........................................................120 

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРТИЗА, ПАСПОРТИЗАЦИЯ,  

СЕРТИФИКАЦИЯ.............................................................................................................126 

7. СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ВОСПИТАНИЯ...........135 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................................................140 

Библиографический список..............................................................................................142 
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.........................................................................................................144 
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.........................................................................................................146 
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.........................................................................................................149 
 

 

 

 

Введение 
 
 В настоящее время урбанизация превратилась в мировой процесс. 

Основным местом жизни современного человека является город. По 

прогнозам, к 2010 году в городах будет проживать 51–53 % жителей 

Земли. 
Городская 
среда 
как 
антропоэкосистема 
превращается 
в 

преобладающий тип среды жизнедеятельности и изучение ее  – одна из 

актуальных задач.  

Наступило время, когда человечество вынуждено принять на себя 

ответственность не только за ход научно-технической революции, но и за 

вызванную 
научно-техническим 
прогрессом 
революцию 
биосферы. 

Инстинкт самосохранения заставляет человека все серьезнее заниматься 

вопросами экологии, исследовать окружающую среду и те изменения, 

которые происходят в ближайшем окружении.  

Город является одной из главных ближайших антропогенных 

экосистем, создаваемых человеком для обеспечения промышленного 

производства необходимых ему продуктов производства и потребления. 

Парадокс современной   ситуации заключается в том, что создаваемая 

городская среда не всегда дружественна человеку. В городах человек 

подвергается 
воздействию 
большого 
количества 
неблагоприятных 

факторов искусственной среды, которые преломляют геном и, как 

показывают научные исследования последних лет, являются далеко не 

безвредными. Городская среда отчуждает человека не только от природы,  

она отдаляет человека от человека. 

До недавнего времени основной  информацией о комфортности 

человека в городе были показатели рождаемости, заболеваемости, 

смертности. Но они  слишком «инертно» откликаются на изменения 

окружающей среды. Сегодня состояние здоровья, т. е. то, что ощущает 

каждый человек без приборов и медицинских обследований, – вот, по 

мнению многих специалистов,  индикатор состояния антропоэкосистемы и 

адаптивности человека к среде. И не только физическое состояние 

человека характеризует  уровень комфортности или некомфортности 

системы «человек-среда». Психологическое состояние и  мир вещей, 

создаваемых окружающей среде. Кроме наблюдения за состоянием 

городской среды нужны еще  специальные мероприятия по ее охране и 

защите в том случае, если ее качество не соответствует нормативным 

требованиям.  

 Наблюдения 
за 
состоянием 
окружающей 
природной 
среды 

осуществляются человеком давно для определения оптимальных условий 

ведения хозяйства, принятия мер по предотвращению неблагоприятных 

воздействий на жизнь людей и т. д. В состав информации о качестве 

окружающей  среды входят данные о существующем состоянии и 

прогнозы изменений природных условий. 

Систему наблюдений за изменением состояния окружающей  среды  

называют мониторингом (лат. monitor, англ. monitoring – надзирающий). 

Мониторинг – это система контроля, оценки и прогноза 

качества 
окружающей 
природной 
 
среды, 
включающая 

наблюдения за воздействием на нее человека. 

Мониторинг городской среды – относительно новая отрасль знаний, 

ее структура, содержание и принципы организации только формируются и 

в  зависимости от целей, объектов наблюдений, величины города, 

степени напряженности экологической ситуации и т.д.  набор показателей 

качества городской среды может изменяться в широких пределах. 

Целью курса «Мониторинг и охрана городской среды»  является  

рассмотрение понятия «городская среда»  и ее составляющих; выявление  

факторов влияния на эти составляющие промышленности города;  

разработка решений в рамках градостроительства, направленных  на  

повышение качества городской среды, обеспечение комфортных  условий 

жизни населения. 

Предмет курса «Мониторинг и охрана городской среды»  – 

знакомство с методами оценки состояния  почвенного покрова, 

поверхностных и подземных вод, атмосферы, здоровья населения городов 

и других поселений, а также методами защиты их   от негативного 

воздействия урбанизации и городской застройки. 

Понятие города и процесс формирования городской среды 
 
Город – это сложная природно-техногенная система. В  литературе 

город определяется как населенный пункт, характеризующийся, как 

правило, значительной численностью населения, основную часть которого 

составляют рабочие, служащие и члены их семей, занятые вне 

сельскохозяйственного производства. Главное отличие города от других 

населенных пунктов – характер, род занятий проживающих в нем 

людей. Численность города не всегда очень высока. Так, ряд 

северокавказских сел (станиц) по численности населения гораздо крупнее 

многих городов Нечерноземья. 

К 2000 году в городах сконцентрировалось до 43 % населения мира, 

часть которых проживает в 56 городах с населением свыше 3 млн чел. В 

России доля городского населения выше среднемировой – 74 %. Это 

население – всего 108 млн чел. – размещается в 1059 городах и 2066 

поселках городского типа. 

Города по их общественной значимости делятся на категории: 

- субъекты федерации (исторические уникумы – Москва, Санкт
Петербург), 

- федерального подчинения (наиболее крупные экономические, 

культурные и административные центры), 

- республиканского, краевого, областного подчинения (экономические 

и культурные центры с развитой промышленностью; население, как 

правило, более 50 тыс. чел.),  

- районного подчинения (культурные и промышленные центры с 

населением, как правило, более 12 тыс. чел., в которых 85 % жителей – 

рабочие, служащие и члены их семей).  

Градостроительными 
нормативами 
и 
правилами 
города 

подразделяются в зависимости от численности населения следующим 

образом:  

 крупнейшие (>1 млн. жителей: Москва (8,4), Санкт-Петербург (4,7), 

Нижний Новгород (1,4), Новосибирск (1,4), Екатеринбург (1,3), Омск (1,2), 

Самара (1,2), Казань (1,1), Челябинск (1,1), Уфа (1,1), Пермь (1,0), Ростов
на- Дону (1,0);  

 крупные (250 тыс. – 1 млн); 

 большие (100 – 250 тыс.); 

 средние (50 – 100 тыс.); 

 малые и поселки городского типа (<50 тыс.). 

Кроме того, Градостроительным кодексом рекомендовано выделять 

отдельно 
сверхкрупные 
города, 
численность 
населения 
которых 

превышает 3 млн. жителей. 

Характерным признаком современного города является более или 

менее компактная регулярная застройка промышленными и гражданскими 

зданиями и сооружениями из прочных материалов (камень, кирпич, бетон) 

с тенденцией к росту ее этажности. 

Причины роста городов коренятся в экономике. Способ производства 

в городских условиях обеспечивает минимум затрат на получение единицы 

продукции. 
Энергетические 
и 
экономические 
затраты 
на 

жизнеобеспечение каждого отдельного жителя в городе существенно 

ниже, чем в населенных пунктах сельского типа и уменьшаются с ростом 

размера 
города. 
Основным 
градообразующим 
фактором 
является 

промышленность. Важное значение в функционировании городов имеет 

городское 
хозяйство 
как 
сложная 
совокупность 
организаций 
и 

предприятий различных отраслей, призванная создавать соответствующие 

уровню развития производительных сил и технических возможностей 

условия проживания на территории города. В развитии ряда городов 

велика роль торговли, науки, выполнения административных функций; эта 

роль с течением времени возрастает. 

Процесс формирования городской среды идет в следующих направлениях: 

1. 
Зонирование 
территории 
и 
комплексная 
территориальная 

организация производства и расселения населения. 

2. Планомерное преобразование сложившейся городской застройки в 

упорядоченную систему расселения. 

3. Дальнейшее развитие транспортных систем и улично-дорожной 

сети. 

4. Повышение уровня инженерного оборудования, благоустройства и 

озеленения территории, развитие инженерных коммуникаций и объектов. 

5. Использование и обогащение природных ландшафтов. 

6. Совершенствование архитектурно-художественного облика  города. 

1. ПОНЯТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И ЕГО 
КЛАССИФИКАЦИИ 
 

Академик Юрий Анатольевич Израэль предложил в 1974 г. 

формулировку мониторинга состояния окружающей среды (ОС) как 

системы наблюдения и анализа состояния природной среды, в первую 

очередь загрязнений и эффектов, вызываемых ими в биосфере. 

В качестве основных элементов мониторинга в него включаются 

наблюдение за факторами воздействия и состоянием ОС, прогноз ее 

будущего состояния и оценка фактического и прогнозируемого состояния 

природной среды (рис.1). 

Система мониторинга  
 
Управление (контроль) 

Рис.1. Блок-схема системы мониторинга [Израэль] 

 

В настоящее время под мониторингом антропогенных изменений ОС 

понимают систему наблюдений, позволяющую выделить изменения 

состояния биосферы под влиянием человеческой деятельности. 

 

Классификация системы мониторинга антропогенных изменений 
 
Система мониторинга может охватывать как локальные районы, так 

и Земной шар в целом. 

На Первом межправительственном совещании по мониторингу, 

созванном в Найроби (Кения, февраль 1974 г.) советом управляющих 

Программы ООН по проблемам ОС было принято решение о создании 

Глобальной системы мониторинга ОС (ГСМОС). Там были определены 

основные положения и цели программы ГСМОС, в которых было 

высказано предупреждение об изменениях состояния природной среды, 

связанных с загрязнением, а также предупреждение об угрозе здоровью 

человека, угрозе стихийных бедствий. 

Наблюдения 

Прогноз 
состояния 

Оценка 
фактического 
состояния 

Оценка 
прогнозируемого состояния

Регулирование 
качества среды