docZielone miasto drogą do zrównoważonego rozwoju - Eko-DOk
download 
Reklamacja Transkrypt
Zielone miasto drogą do zrównoważonego rozwoju - Eko-DOk
aerozol miejski, gazy cieplarniane, PM10, PM2,5, ozon, jakość powietrza, zanieczyszczenie powietrza, zielone miasto, Dyrektywa CAFE 2008/50/WE, zielone dachy, zmiany klimatu, budownictwo energooszczędne, rozwój zrównoważony, transport niskoemisyjny Kornelia KWIECIŃSKA, Łukasz SZAŁATA* ZIELONE MIASTO DROGĄ DO ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU AGLOMERACJI MIEJSKICH Zjawisko ciągłego rozrastania się aglomeracji miejskich może stanowić zagrożenie zarówno dla mieszkańców miast jak i środowiska naturalnego. W niniejszym artykule autorzy wskazują powody dla których zagęszczenie ludności w miastach wciąż rośnie, wymieniają też najpoważniejsze zagrożenia jakie wiążą się z tym zjawiskiem. Artykuł wprowadza także pojęcie zielonego miasta i wskazuje na konieczność wdrażania działań niezbędnych do przekształcania istniejących aglomeracji w miasta zielone. 1. WPROWADZENIE Zgodnie z danymi demograficznymi Organizacji Narodów Zjednoczonych (ONZ), od roku 2008, pierwszy raz w historii większość ludzi na świecie mieszka w miastach. Prognozy demograficzne wykazują ponadto, że do 2050 roku aglomeracje miejskie będzie zamieszkiwać 70% populacji, czyli około 6,4 z 9,2 miliardów ludzi żyjących na Ziemi [2]. Umacnianie się trendu migracji z terenów wiejskich spowodowane jest faktem, że obszary zurbanizowane oferują swoim mieszkańcom ogromną ilość korzyści, dzięki którym miastom udaje się coraz częściej uniknąć stereotypu miejsca zanieczyszczonego, groźnego dla zdrowia i nieprzyjaznego dla mieszkańców. Korzyści wynikające __________ * Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Pl. Grunwaldzki 9, 50-377 Wrocław. 324 K. KWIECIŃSKA, Ł. SZAŁATA z mieszkania w miastach są uniwersalne dla wszystkich krajów świata. Jako jedne z najważniejszych należy wymienić korzyści natury gospodarczej - miasto wykazuje większą podaż miejsc pracy niż prowincja, stwarza zatem większe możliwości zarobkowe. Najbardziej perspektywiczną z korzyści mieszkania w mieście, wymienia się możliwość edukacji, której poziom jest wyższy i zaczyna się już na etapie przedszkolnym. Ponadto, w miastach swoje siedziby mają uczelnie, nie tylko oferujące mieszkańcom uzyskanie wykształcenia koniecznego do zdobycia pracy, ale także postrzegane jako miejsca rozwoju i innowacji. Rozwinięta sieć usług zdrowotnych, dostęp do wszelkiego rodzaju sklepów i usług, bliskość rozmaitych instytucji i ośrodków, wpływają na zwiększenie komfortu i jakości życia i oszczędzają mieszkańcom czas. Miasto oferuje możliwość prowadzenia bogatego życia społecznego i towarzyskiego, dostęp do sztuki, możliwość uczestniczenia w życiu kulturalnym i wymiany idei. Mieszkańcy miast znacznie chętniej korzystają z nowych rozwiązań technologicznych i technicznych, jak również sami uczestniczą w ich projektowaniu i wdrażaniu, stąd opinia, że miasto sprzyja większej aktywności intelektualnej [1]. Miastom, może być wbrew pozorom, łatwiej zmierzyć się z wyzwaniami, takimi jak m. in. transport wysokoemisyjny (czyli związany ze spalaniem paliw i wysoką emisją gazów cieplarnianych oraz szkodliwych związków chemicznych), który mieszkańcy będą mogli zamienić na niskoemisyjny (komunikację zbiorową, transport publiczny, pojazdy zasilane energią elektryczną czy rower). Budynki miejskie są ogrzewane dzięki pracy sieci ciepłowniczych, które w przeliczeniu na jednego mieszkańca zużywają znacznie mniej energii, niż na obszarach gdzie ogrzewanie budynków jest indywidualne. W miastach działają instytucje kontroli i nadzoru ochrony środowiska (inspektoraty), które stale monitorują elektrociepłownie pod kątem przestrzegania norm związanych z ilością i jakością spalanego paliwa. Na obszarach wiejskich brak tej kontroli powoduje często wysokie emisje toksycznych gazów i pyłów pochodzących ze spalania śmieci i paliw niebezpiecznych dla środowiska, często w celu uniknięcia wysokich kosztów ogrzewania domów mieszkalnych [3]. Rozrastanie się miast ma także swoje zalety w kontekście ochrony środowiska. Im większe zagęszczenie, tym mniejsze koszty energetyczne. Większe miasta wydajniej wykorzystują surowce i energię. Gdy populacja miasta się podwaja, obserwuje się średnio 15% wzrost wskaźników takich jak płace lub liczba zgłaszanych patentów, jednocześnie również o 15% maleje infrastruktura miejska - liczba stacji benzynowych, ilość wodociągów, dróg i linii przesyłowych [2]. Całokształt zmian w zarządzaniu miastami, zachowaniu ich mieszkańców i stale rosnące statystyki dotyczące rozwoju miast na świecie, powodują że miasta coraz częściej nazywa się motorami postępu a urbanizację kluczem do rozwiązania problemów współczesnego świata. Zielone miasto drogą do zrównoważonego rozwoju aglomeracji miejskich 325 2. ZAGROŻENIA ZWIĄZANE Z ROZRASTANIEM SIĘ AGLOMERACJI Wzrost zagęszczenia ludności w miastach niesie również ze sobą dużą ilość zagrożeń, które mogą stać się powodem obniżenia komfortu jakości życia mieszkańców. Mogą też spowodować ogromne szkody w środowisku naturalnym w przypadku niewłaściwego zarządzania miastem. Największym problemem rozrastających się miast jest wciąż bardzo wysoki poziom emisji gazów cieplarnianych. Miasta emitują ponad 40% wszystkich najważniejszych gazów cieplarnianych, czyli ditlenku węgla, metanu, tlenków azotu i związków fluoru [1]) a ponadto pyłów i toksycznych związków chemicznych, kumulujących się w aerozolu miejskim. Miasta wciąż notują relatywnie wysoki wskaźnik liczby zachorowań i zgonów spowodowanych obecnością toksycznych związków w powietrzu. Związkami chemicznymi oznaczanymi jako najgroźniejsze dla środowiska i zdrowia zanieczyszczenia powietrza są: związki nieorganiczne, takie jak ditlenek siarki, ditlenek i tlenek azotu, ditlenek i tlenek węgla, a także ozon i fluor oraz różnorodne związki organiczne, m.in. metan i węglowodory aromatyczne, w tym wysoce kancerogenne jak np. dioksyny [4]. Wiele zachorowań spowodowanych jest zbyt wysokim stężeniem ozonu, który działa drażniąco na błonę śluzową dróg oddechowych i spojówek oczu, powodując większą zapadalność na choroby alergiczne i astmę oskrzelową [9]. Aerozol miejski zawiera pył zawieszony o różnej średnicy cząstek (m.in. PM10, PM2,5 oraz PM1) wraz z zawartymi w nim metalami ciężkimi takimi jak: ołów, arsen, kadm i nikiel [5]. Według najnowszych raportów Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), frakcja PM2,5 oraz PM1 uważana jest za wywołującą poważne konsekwencje zdrowotne, ponieważ cząstki o tak niewielkich średnicach mają zdolność łatwego wnikania do pęcherzyków płucnych, a następnie do układu krążenia. Długotrwałe narażenie na działanie pyłu PM2,5 i PM1 skutkuje skróceniem średniej długości życia [10]. Unia Europejska opracowała wiele dokumentów prawnych nakładających na kraje członkowskie obowiązek ewidencjonowania i raportowania o emisjach konkretnych związków chemicznych. W ramach założeń Protokołu Montrealskiego, kraje członkowskie mają obowiązek prowadzenia systematycznych pomiarów stężenia ozonu oraz monitoringu stanu warstwy ozonowej. Najważniejszym z założeń Protokołu jest kontrola emisji substancji zubożających warstwę ozonową oraz jej ograniczenie. W 2008 roku oficjalnie wprowadzono w życie Dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/60/WE z dnia 21 marca 2008 r. o nazwie CAFE, czyli Clean Air For Europe, zgodnie z którą kraje członkowskie mają zagwarantować na swoich terytoriach nieprzekraczanie wartości dopuszczalnych stężeń substancji toksycznych, ze 326 K. KWIECIŃSKA, Ł. SZAŁATA szczególnym uwzględnieniem pyłu zawieszonego PM2,5. Dyrektywa nakłada obowiązek stałych pomiarów frakcji tego pyłu na terenie wszystkich aglomeracji powyżej 100 tys. mieszkańców [10]. Zanieczyszczenie powietrza ma również wpływ na przyrodę ożywioną i nieożywioną powodując m.in. erozję zabudowy miejskiej i niszczenie już i tak drastycznie ograniczonych terenów zielonych. Miasta są również odpowiedzialne za zużycie 80% energii, jeśli w tym bilansie uwzględni się energię elektryczną, konsumpcję żywności i innych dóbr, których produkcji towarzyszy spalanie paliw kopalnych [1]. Wraz z rozrastaniem się miast, pojawia się także problem ograniczonej infrastruktury oraz ilości potrzebnych instytucji, skutkiem czego w wybranych dzielnicach miast brakuje zaopatrzenia, istnieje też ryzyko degradacji ekonomicznej poszczególnych dzielnic i spowodowany tym rozwój przestępczości na ich terenach. Nieproporcjonalny rozwój miast i wzrost zagęszczenia ludności w stosunku do rozwoju potrzebnej infrastruktury skutkuje także niedoborami wody pitnej oraz żywności, przeciążeniem kanalizacji oraz spadkiem wydajności gospodarki odpadami. Zagrożeniem dla środowiska naturalnego jak i dla habitatów wielu zwierząt i roślin jest fakt, że aglomeracje rozwijając się zajmują tereny wiejskie i leśne, często o charakterystycznej strukturze terenu i rozwiniętym ekosystemie, nie przeznaczając jednocześnie obszarów nowopowstałych miast, czy dzielnic pod tereny zielone, parki i tereny rekreacyjne. 3. ZIELONE MIASTO Największym wyzwaniem dla inżynierów ochrony środowiska, urbanistów, władz lokalnych i pozostałych decydentów odpowiedzialnych za wygląd i funkcjonowanie miasta, jest zapewnienie mieszkańcom miast komfortu, jakości i bezpieczeństwa życia, przy jednoczesnej ochronie środowiska naturalnego przed skutkami rozrastania się aglomeracji. Można stwierdzić, że mamy obowiązek chronić środowisko przed nami samymi i najlepszym rozwiązaniem, aby tego dokonać przy uwzględnieniu rachunku ekonomicznego, jest przekształcanie istniejących miast w tak zwane miasta zielone, czyli ośrodki maksymalnie nastawione na ochronę środowiska, oszczędzanie energii i rozwój zrównoważony. Model zielonego miasta zakłada prowadzenie skoordynowanych działań, dzięki którym docelowo istniejące aglomeracje przystosują się do warunków, jakie towarzyszą zjawiskom związanym ze zmieniającym się klimatem. Wciąż odległy wydaje się cel ustabilizowania ilości gazów cieplarnianych w atmosferze na poziomie, który nie będzie pogłębiał zmian klimatycznych i zagrażał ludności. Ciągły rozwój aglomeracji powoduje że emisja gazów cieplarnianych z roku na rok rośnie zamiast się obniżać Zielone miasto drogą do zrównoważonego rozwoju aglomeracji miejskich 327 [10]. Fakt ten powoduje, że zmniejszenie emisji i redukcja gazów cieplarnianych jest najważniejszym zadaniem jakie stoi przed twórcami miast zielonych. Konieczne są też działania mające na celu pochłanianie pyłów i toksycznych dla środowiska gazów, które kumulując się w aerozolu miejskim, stanowią często śmiertelne zagrożenie dla mieszkańców miast. Kolejnym z najistotniejszych celów, do których powinny dążyć nowoczesne aglomeracje jest energooszczędność, a przede wszystkim zwiększenie efektywności energetycznej budynków oraz poszanowanie energii. Wyposażanie starych budynków w energooszczędne elementy, zastąpienie pokrytych smołą czarnych dachów białymi lub pokrytymi roślinnością oraz instalacja zbiorników na ciepłą wodę ogrzewanych kolektorami słonecznymi, to rozwiązania mogące przynieść dużą oszczędności energii [1]. Rozwiązania te są popierane przez inicjatywy takie jak np. C40 (Large Cities Climate Leadership Group) - Grupa zrzeszająca 59 metropolii zaangażowanych w walkę ze zmianami klimatycznymi [1]. Docelowo, zgodnie ze Strategią Unii Europejskiej 2020, do roku 2020 wszystkie nowo budowane obiekty na terenie miasta powinny być wybudowane zgodnie ze standardami dotyczącymi budownictwa pasywnego i zeroenergetycznego, czyli aby zużycie energii nie było większe niż 15 kWh/m2 na rok [10]. Dyrektywa wymaga też, aby istniejące już budynki były maksymalnie przystosowane do wymogów zeroemisyjnych [10]. Tworzenie obiektów samowystarczalnych energetycznie wymaga uwzględnienia wielu czynników i współpracy zarówno architektów i wykonawców jak i producentów materiałów budowlanych. W przypadku budynków istniejących, prace renowacyjne polegają głównie na modernizacji przegród zewnętrznych obiektu [10]. Miasta zielone powinny również pracować nad ograniczeniem zużycia konwencjonalnych źródeł energii, na rzecz wykorzystania potencjału odnawialnych źródeł energii (OZE) takich jak energia słoneczna, wiatrowa i geotermalna. Miasta posiadające system rzeczny powinny w większym zakresie produkować energię z elektrowni wodnych, dla miast położonych na wybrzeżu, opracowywane są projekty elektrowni wykorzystujących energię fal oraz przypływów i odpływów. Zagrożenie związane z niedoborem wody pitnej wymaga od miast zielonych modernizacji instalacji sanitarnych i wodociągowych oraz wdrożenia programów efektywnego użytkowania wody [1]. C40 sporządziła listę najskuteczniejszych działań stosowanych w celu oszczędzania zasobów wody, jednym z nich jest system refundacji za instalację systemów zbierających deszczówkę, dzięki którym kanalizacje miejskie nie są przeciążone oraz toalet zużywających małe ilości wody. Zachęca się także do instalowania sanitariatów z systemem oszczędnego spłukiwania i uprawiania roślin odporniejszych na suszę [1]. Innym rozwiązaniem jest podlewanie trawników i publicznych ogrodów tzw. szarą wodą, która jest uzdatniona na tyle żeby można ją bezpiecznie odprowadzić do rzeki, nie nadaje się jednak do spożycia [1]. Inżynierowie środowiska pracują tez nad stwo- 328 K. KWIECIŃSKA, Ł. SZAŁATA rzeniem instalacji, dzięki której można by używać szarej wody do prac gospodarczych w domach mieszkalnych. Miasto zielone, jak sama nazwa wskazuje, posiada wiele przestrzeni przeznaczonych pod tereny zielone i rekreacyjne, również zlokalizowane przy rzekach, które są bardzo częstym elementem krajobrazu miasta. Technologią która zapewnia wiele korzyści jednocześnie w przekształcaniu dzisiejszych aglomeracji w miasta zielone, są zielone dachy, które mają naturalną zdolność do kumulacji pyłów i toksycznych związków chemicznych z powietrza, regenerują także atmosferę miejską dzięki produkcji tlenu i zwiększają wilgotność powietrza. Zielone dachy zatrzymują wodę opadową i odprowadzają ją z powrotem do obiegu poprzez odparowywanie - dzięki temu obserwuje się zwiększenie wilgotności powietrza. Retencja wody opadowej i ograniczenie odpływu deszczówki do kanalizacji przeciwdziała jej przeciążeniu. Istotną zaletą zielonych dachów jest też pomoc w zachowaniu równowagi ekologicznej w mieście – technologia pozwala na zwiększenie powierzchni miejskich terenów zielonych bez kolizji z planami zagospodarowania przestrzennego. Ponadto dzięki zielonym dachom wyrównuje się temperatura budynku, przez co budynek staje się znacznie mniej energochłonny - dach jest ocieplany zimą i chłodzony latem dzięki czemu następuje redukcja miejskiej wyspy ciepła [6,7,8]. Zieleń powinna pokrywać możliwie jak największą ilość wolnych przestrzeni w mieście, z uwagi na fakt, że poza wymienionymi powyżej zaletami, nadaje też miastu piękny wygląd i pozytywnie wpływa na samopoczucie mieszkańców. Nasadzanie roślinności przy drogach pomaga także ograniczyć emisję pyłów, ponadto pasy zieleni pochłaniają i odbijają hałas. Stratedzy i wykonawcy idei miast zielonych nadal pracują nad nowymi projektami i opracowują modele mające na celu zminimalizowanie zagrożeń związanych z rozrastaniem się miast. Wśród przyszłościowych projektów takich usprawnień wymienić można m.in. tzw. wertykalne farmy (pionowe ogrody) - wielopoziomowe szklarnie zasilane energią słoneczną, z wydajnym systemem irygacyjnym oraz ogrzewaniem pochodzącym ze spalania biomasy, w których produkowana jest żywność dla miasta. Ciekawą propozycją jest też instalacja mikroturbin elektrycznych, które ustawiane wzdłuż szosy, byłyby napędzane powiewem, który wywołuje mijający je samochód. Coraz częściej na terenie Ameryki Północnej oraz Europy pojawiają się też wypożyczalnie pojazdów elektrycznych, które można używać i odstawiać na publiczny parking w zależności od potrzeb. 4. PODSUMOWANIE Opracowując pakiet rozwiązań klimatycznych dla danego miasta trzeba uwzględnić następujące jego cechy: warunki fizyczne (np. czy aglomeracja jest zlokalizowana Zielone miasto drogą do zrównoważonego rozwoju aglomeracji miejskich 329 w delcie rzeki), zorganizowanie przestrzeni (zabudowa skupiona lub rozproszona), infrastrukturę techniczną, położenie [1]. Mimo różnic pomiędzy poszczególnymi aglomeracjami, wyzwania są uniwersalne. Zaangażowanie władz lokalnych miast jak i ich mieszkańców w przekształcaniu istniejących aglomeracji w miasta zielone a także wzrost świadomości społecznej z zakresu rozwoju zrównoważonego, pozwolą w niedalekiej przyszłości sprostać tym wyzwaniom. Ponieważ to od nas zależy, jak długo będzie trwał ten proces, powinniśmy wykazać maksimum pracy i uwagi, aby dokonać tego efektywnie i jak najszybciej obserwować pozytywne efekty naszych działań. LITERATURA [1] ROSENZWEIG C., Klimat lokalny, klimat globalny, Scientific American, 2011, Vol. 10, No. 10, 242. [2] GLAESER E., Motory postępu, Scientific American, 2011, Vol. 10, No. 10, 242. [3] ZWOZDZIAK A., SAMEK A., SÓWKA I., FURMAN L., SKRĘTOWICZ M., Aerosol pollution from small combustors in a village, zaakceptowane do druku w The Scientific World Journal. [4] SZAŁATA Ł., KWIECIŃSKA K., Metody fizykochemiczne analizy wybranych składników aerozolu miejskiego, Interdyscyplinarne Zagadnienia w Inżynierii i Ochronie Środowiska, praca zbiorowa pod red.Teodory M. Traczewskiej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011. [5] KOLWAS M., STACEWICZ T., ZWOŹDZIAK A., Badania aerozolu miejskiego, praca zbiorowa pod red. KOLWASA M., STACEWICZA T., ZWOŹDZIAK A.; Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2007. [6] LIU K., Energy efficiency and environmental benefits of rooftop gardens, Construction Canada, 2002, Vol. 44, No. 2, 20 – 23. [7] MACIVOR J., LUNDHOLM J., Performance evaluation of native plants suited to extensive green roof conditions in a maritime climate, Ecological Engineering, 2011, Vol. 37, 407 – 417. [8] ROWE D.B., Green roofs as a means of pollution abatement, Environmental Pollution, 2010. [9] http://www.atmosphere.mpg.de. [10] http://www.mos.gov.pl. GREEN CITY AS A ROAD TO SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF URBAN AGLOMERATIONS The phenomenon of continuous urban sprawl may be a threat, both to the residents and the natural environment. In this paper, the authors set out the reasons for which the density of urban population is still growing and specify most serious threats that are associated with the city growth. The article also introduces the concept of a green city and indicates the need to implement actions necessary to transform existing agglomerations into green cities.
