Влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду

К факторам неблагоприятного воздействия ж.-д. транспорта на окружающую среду относят выбросы вредных веществ в атмосферу, внешние шумы железнодорожных объектов, загрязнение почвы и водоемов.

В настоящее время железнодорожный транспорт, осваивающий огромные объемы перевозок, обладает мощным производственным потенциалом и является одним из крупнейших потребителей энергетических ресурсов. Ежегодно на тягу поездов и прочие производственные и непроизводственные нужды расходуется около 10 млрд кВт.ч электроэнергии и более 33 млн т условного топлива. Сжигание топлива осуществляется подвижным составом и стационарными установками. Основная статья расходов составляет затраты на тягу поездов. Тепловозы, как известно, имеют дизельные двигатели. Двигатели выбрасывают в атмосферу токсичные газы, состоящие из оксида углерода (до 10%), оксида азота (до 0,8%) и углеводородов (до 3%). Наибольшей токсичностью обладают продукты сгорания карбюраторных двигателей. В этих продуктах, кроме перечисленных ингредиентов, содержится еще свинец и незначительное количество диоксинов.

Стационарная теплоэнергетика депо, ремонтных заводов и службы гражданских сооружений расходует до 49% топлива от общего расхода топлива МПС. Однако эти службы находятся в неудовлетворительном состоянии: маломощные, с КПД на 15-20% ниже современных котлов. Все это обуславливает повышенные выбросы вредных веществ в атмосферу, таких, как оксид углерода, альдегиды, несгоревшие углеводороды, сажа, оксиды азота и серы. Происходит также тепловое загрязнение окружающей среды из-за повышенной температуры дымовых газов на выходе котлов с малым КПД.

Объектами санитарной охраны почвы являются баластная призма железнодорожного полотна, территория станций, промышленных объектов и поселков. При строительстве и эксплуатации железных дорог изменяются свойства и структура почвы, что приводит к нарушению сложившегося равновесия природной среды в полосе отвода. Кроме этого, почвы постоянно подвергаются загрязнению различными веществами, что приводит к тому, что их содержание значительно превышает соответствующие ПДК.

На предприятиях железнодорожного транспорта в процессе эксплуатации и ремонта выполняются различные технологические процессы мойки оборудования, подвижного состава и его узлов, в которых используется вода. При этом в нее попадают в больших количествах нефтепродукты, кислоты, щелочи, моющие вещества, антисептики, фенолы, соли тяжелых металлов и много других веществ органического и неорганического происхождения, включая удобрения и ядохимикаты. Очистка таких стоков очень сложна. Расход сточных вод на предприятиях железнодорожного транспорта колеблется от 200 до 4000 м³/сутки без учета такого же количества атмосферных стоков с загрязнениями, свойственными данному предприятию.

На ремонтных заводах, в локомотивных и вагонных депо сточные воды образуются при обмывке подвижного состава, очистке узлов и деталей в моечных машинах и ванных, гальванической обработке деталей, промывке аккумуляторов, регенерации умягчительных фильтров, промывке и продувке котлов, гидравлических испытаниях различных емкостей, спуске подтоварной воды из хранилищ для нефтепродуктов, обмывке полов, смотровых канав и т. д. Вода загрязняется нефтепродуктами, минеральной и органической взвесью, щелочами, кислотами, поверхностно-активными веществами (ПАВ), солями металлов (хрома, никеля, железа, меди и др.).

Сточные воды в пунктах подготовки пассажирских вагонов образуются при наружной обмывке кузовов и ходовых частей и содержат нефтепродукты, продукты коррозии металлов, пыль, различные органические примеси, а также моющие средства, используемые при обмывке вагонов.

В пунктах подготовки грузовых вагонов, где их промывают изнутри, в сточные воды попадают остатки перевозимых грузов: цемента, мела, кирпича, минеральных удобрений, зерна, овощей, комбикормов, мяса, рыбы и др. Характерной особенностью этих сточных вод является высокое содержание взвешенных веществ и растворенных солей.

Сточные воды промывочно-пропарочных станций образуются при промывке и пропарке цистерн из-под нефти, нефтепродуктов и других наливных грузов, а также при обмывке промывочных эстакад, путей, лотков, стирке спецодежды, спуске подтоварной воды из отстойных резервуаров и пр. Эти воды могут иметь сложный состав и содержать плавающие и эмульгированные нефтепродукты, взвешенные вещества, фенолы, тетраэтилсвинец и другие органические примеси. Цистерны промывают горячей водой, поэтому стоки обычно имеют повышенную температуру (термическое загрязнение).

На дизинфекционно-промывочных станциях (ДПС), где обрабатывают вагоны после перевозки скота, птицы, кожсырья, шерсти, костей, сточные воды загрязняются остатками навоза, соломы, перевозимых грузов, дезинфекционными средствами (хлорной известью, каустической содой и др.), а также могут иметь бактериальные загрязнения, включая возбудителей различных заболеваний. На дезинфекционно-промывочных станциях нередко обрабатывают и другие грузовые вагоны, поэтому в сточных водах может присутствовать минеральная взвесь и растворенные соли.

Сточные воды шпалопропиточных заводов образуются при отстаивании обводненного пропиточного масла, работе вакуум-насосов, охлаждении конденсаторов, сбросе конденсата из змеевиковых пароподогревателей, сбросе стоков с предцилиндровых площадок, тракционных путей, складов готовой продукции, продувке котлов, регенерации водоумягчительных фильтров, обмывке оборудования и производственных помещений. Основными загрязнителями воды являются каменноугольное и сланцевое пропиточное масла, в которых содержатся растворимые смолы, фенолы, пиридин и пр. В воду попадают содержащиеся в пропитываемой древесине органические вещества (скипидар, ацетон, органические кислоты и др.). Стоки шпалопропиточных заводов представляют наибольшую опасность для водоемов, так как содержат вещества, которые даже в малом количестве токсичны для водных организмов. Эти стоки часто имеют повышенную температуру (до 50-60⁰С) вследствие поступления в них большого количества конденсата.

На щебеночных заводах производственные стоки образуются при мокрой очистке воздуха от пыли, промывке щебня, мокрой уборке помещений, охлаждении дробилок и др. Основным видом загрязнений воды здесь являются минеральные взвешенные вещества, в незначительных количествах в ней могут присутствовать нефтепродукты и другие примеси.

На железнодорожном транспорте имеется много небольших объектов (пункты технического осмотра, рельсосварочные поезда, ремонтные мастерские, звеносборочные базы, автобазы, склады топлива и др.), являющихся источниками сточных вод. В большинстве случаев стоки этих объектов содержат нефтепродукты и взвешенные вещества.

На многих предприятиях в канализацию поступает вода от охлаждения компрессоров, дистилляторов, электропечей, дымососов, закалочных установок и другого оборудования, вода из жидкостных нагрузочных реостатов, используемых при испытаниях тепловозов. Эти стоки являются практически чистыми и имеют лишь повышенную температуру (до 40⁰С).

Лекция 7. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

План лекции

1. Общие положения охраны природной среды при хозяйственной деятельности.

2. Экологические принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования.

3. Законы Б.Коммонера.

4. Ресурсный цикл использования природных благ человеком.

5. Экологизация технологий.

Известно, что прежде, чем начать заниматься охраной окружающей среды, нужно определиться с направлением рационального использования природных ресурсов, необходимо знать, от чего защищать природу и где происходит, непомерное, варварское расходование ресурсов. А для этого необходимо знать, какие загрязнители и где наносят серьезный непоправимый урон окружающей среде. Эту задачу решает такая операция, а вместе с ней и наука, как мониторинг. Мониторинг в переводе с английского языка означает наблюдение. На стадии мониторинга осуществляется наблюдение за состоянием природной среды, выявляются неблагоприятные объекты, фиксируются основные загрязнители. На основании данных мониторинга разрабатываются инженерно-технические средства, рекомендации и технологии по защите и улучшению среды обитания. Сам мониторинг активно не вмешивается в технологические процессы.

Провозглашение приоритета экологии над экономикой, которое в настоящее время декларируется нашими политиками, означает, что охрана природной среды становится принципом любой деятельности любой хозяйственной единицы. Этот принцип утверждает обязательность экологизации всей экономической жизни. Поэтому экологические требования должны относиться ко всем стадиям и звеньям хозяйственного процесса: доэксплуатационным, эксплуатационным и послеэксплуатационным (схема 8).

Схема 8

Так на чем же должны тогда развиваться основные принципы охраны и рационального использования природы? Они базируются на 4 законах экологии, которые называются законами Б. Коммонера. Первый закон: все связано со всем, то есть все в природе взаимосвязано. Второй закон: все должно куда-то деваться, то есть все течет. Третий закон: природа знает лучше, то есть без изучения законов природы в нее вторгаться нельзя, иначе можно наделать много глупостей. Четвертый закон: ничего не делается даром, то есть если что-то взято из природы, то это нужно компенсировать.

Это главные принципы, которые необходимо закладывать в любую, даже природоохранную технологию, тогда мы будем жить в мире с природой и может наступить такой момент, когда такая наука, как охрана окружающей среды, органически вольется в человеческую жизнь и все технологии будут экологически чистыми. Но пока охрана окружающей среды – это сфера деятельности человека, в процессе которой создается безопасная для его здоровья среда, исключающая такие явления, как нерациональная эксплуатация ресурсов, военные действия и другие негативные последствия антропогенного происхождения.

Главные задачи, решаемые в данной области, заключаются:

- в улучшении среды обитания человека;

- сохранении природы и природных ресурсов;

- управлении природными ресурсами;

- изменении отношения человека к биосфере в целом и его поведения в частности.

Но эти задачи требуют осуществления дополнительных мероприятий по поддержанию экологического равновесия: чтобы ни один из видов не исчез, и человек жил в этих условиях достаточно комфортно.

Важным понятием в процессе использования природных благ является ресурсный цикл, под которым понимается совокупность превращений и пространственных перемещений определенных веществ на всех этапах переработки природных ресурсов. В ресурсный цикл включается (см. схему 9) выявление природного ресурса, необходимого человеку, подготовка и эксплуатация его источника, возвращение в природную среду. Более 90% извлеченных из природной среды элементов возвращается в нее в виде отходов и выбросов в более активной химической форме. В результате происходит непрерывное повышение регионального и глобального фона по многим токсичным компонентам – об этом мы подробно говорили на прошлой лекции.

Не умея использовать природные ресурсы достаточно полно, человек вынужден в убыстряющемся темпе вовлекать в производство все новые ресурсы, создавая замкнутый круг, который необходимо разорвать.

Таким образом, охрана природы должна быть тесно связана с производством; она должна служить основой самой технологии, т.е. охрана окружающей среды является составной частью процесса производства.

Схема 9

Природные ресурсы (ПР)

Извлеченные ПР ПР, оставленные в месторождении Потери

Транспортировка

Производство Потери при транспортировке Потери

Отходы Продукция

Износ

Коррозия Потери

Потери Продукция, вышедшая из употребления

Охрана природы осуществляется активными методами, которые непосредственно связаны с изменением в технологии производства, и пассивными, которые не вносят изменение в технологию, применяются лишь нейтрализация или ограничение вредного воздействия (организация санитарно-защитных зон, водоохранных зон, заповедников, заказников).

Важнейшими принципами рационального природопользования являются:

- соответствие характера и способов использования природных ресурсов конкретным местным условиям;

- предвидение и максимально возможное предотвращение негативных последствий природопользования;

- сохранение научных и эстетических ценностей;

- соблюдение целесообразной, экономически обоснованной очередности хозяйственного использования природных ресурсов;

- комплексный характер использования природных ресурсов в отраслях народного хозяйства;

- малоотходные технологии;

- уменьшение или устранение потерь полезных ископаемых при их добыче, обогащении и переработке;

- экологизация общественного производства.

Природоохранные мероприятия можно классифицировать по двум основным направлениям:

1) мероприятия, проводимые с целью предотвращения негативных воздействий на окружающую среду (пассивные методы);

2) мероприятия, направленные на ликвидацию последствий вредных воздействий (активные методы).

К первой группе относится:

- совершенствование технологических процессов и внедрение малоотходных технологий;

- изменение состава и улучшение качества используемых ресурсов;

- комплексное использование сырья и снижение потребления ресурсов, производство которых связано с загрязнением среды;

- строительство высоких и сверхвысоких труб, выпусков сточных вод различных конструкций для оптимизации условий разбавления и др.;

- устройство санитарных охранных зон вокруг промышленных предприятий и на водных объектах, озеленение городов и поселков;

- оптимальное расположение промышленных предприятий и автотранспортных магистралей для минимизации их отрицательного воздействия;

- рациональная планировка городской застройки с учетом розы ветров и шумовых нагрузок;

- научно-исследовательские и научно-технические разработки, результаты которых делают возможным внедрение перечисленных выше мер.

Ко второй группе относится:

- установка очистных сооружений с последующей утилизацией улавливаемых отходов;

- нейтрализация выбросов, их захоронение и консервация;

- доочистка используемых ресурсов перед поступлением потребителю;

- оптимизация и экологизация промышленных производственных циклов.

Отсюда по отношению к отходам производства существует два противоположных подхода:

- разбавить, рассеять и выбросить (пассивные методы) – разбавляя выбросы и сбросы, можно добиться соблюдения нормативов, но это до конца проблему не решит;

- сконцентрировать, нейтрализовать и захоронить (активные методы) – единственный экологический путь.