Экологические последствия функционирования различных видов транспорта на примере России

Вода употребляется  во многих технологических процессах  железнодорожного хозяйства. В целях экономии этого ценного природного ресурса разработаны нормы потребления и отведения воды. После использования на предприятиях вода загрязняется различными примесями и переходит в разряд производственных сточных вод. Многие вещества, загрязняющие стоки предприятий, токсичны для окружающей природной среды. Качественный и количественный  состав стоков, а также их расход зависят от характера технологических процессов предприятия.

Производственные  сточные воды локомотивного депо образуются в процессе наружной обмывки подвижного состава, при промывке узлов деталей, аккумуляторов, мытье смотровых канав, стирке спецодежды. Сточные воды в основном содержат взвешенные частицы, нефтепродукты, бактериальные загрязнения, кислоты, щёлочи, поверхностно- активные вещества (ПАВ). [8, 9]

3.Авиационный транспорт

Неуклонный рост объёмов перевозок воздушным  транспортом приводит к загрязнению  окружающей среды продуктами сгорания авиационных топлив. В среднем  один реактивный самолёт, потребляя  в течение 1 ч 15 т топлива и 625 т воздуха, выпускает в окружающую среду 46, 8 т диоксида углерода, 18 т паров воды, 635 кг оксида углерода, 635 кг оксидов азота, 15 кг оксидов серы, 2, 2 твёрдых частиц. Средняя длительность пребывания этих веществ в атмосфере составляет примерно 2 года.

Наибольшее загрязнение  окружающей среды происходит в зоне аэропортов во время посадки и  взлёта самолётов, а также во время прогрева их двигателей. Подсчитано, что при 300 взлётах и посадках трансконтинентальных авиалайнеров в сутки в атмосферу не равномерно, а в зависимости от графика работы аэропорта. При работе двигателей на взлёте и посадке в окружающую среду поступает наибольшее количество оксида углерода и углеводородных соединений, а в процессе полёта – максимальное количество оксидов азота.

Самолёту не требуется бесконечных лент дороги, как автомобилю, хотя аэропорты, взлетно-посадочные полосы занимают немалые земельные  площади. 
Эти виды транспорта роднит активное участие в загрязнении атмосферы, в расточительном расходовании кислорода. Реактивному лайнеру, совершающему трансатлантический перелёт, требуется от 50 до 100 т этого газа. На территории аэропорта производится запуск двигателей, руление, взлёт и посадка самолётов т. е., операции при которых в атмосферу поступают вредные продукты выхлопов авиационных двигателей, предварительного старта (мест ожидания) и на взлетно-посадочной полосе. Рулёжные дорожки считаются участками умеренного выделения газа вследствие выделения кратковременности нахождения на них самолётов.

Концентрация  вредных составляющих отработавших газов авиадвигателей в воздухе и скорость их распространения по территории аэропорта в значительной степени зависит от метеорологических условий. При этом наиболее отчётливо прослеживается влияние направления и скорости ветра. 
Другие факторы – температура и влажность воздуха, солнечная радиация – хотя и влияет на концентрацию загрязнителей, однако это влияние выражено менее ярко и имеет более сложную зависимость. [10]

Оценка суммарного количества основных загрязнителей, поступающих  в воздушную среду контролируемой зоны аэропорта гражданской авиации в результате его производственной деятельности (без учёта загрязнения воздуха спец автотранспортом и другими наземными источниками), показывает, что на площади около 4 кмІ выделяется в атмосферу за 1 сутки от 1000 до 1500 кг оксида углерода, 300 – 500 кг углеводородных соединений и 50 – 8- кг оксидов азота. Такое количество выделяемых вредных веществ при неблагоприятном сочетании метеорологических условий может приводить к повышению их концентраций до значительных величин.

При чрезвычайных и аварийных ситуациях самолёты вынуждены сливать в воздухе  излишнее топливо для уменьшения посадочной массы. Количество топлива, сливаемого самолётом за 1 раз, колеблется от 1 – 2 тыс. до 50 тыс. литров. Испарившаяся часть топлива рассеивается в атмосфере без опасных последствий, однако, неиспарившаяся часть достигает поверхности земли и водоёмов и может вызвать сильные местные загрязнения. Доля неиспарившегося топлива, достигающего поверхности земли в виде капель, зависит от температуры воздуха и высоты слива. Даже при температуре более 20єC на землю может выпадать до нескольких процентов сливаемого топлива, особенно при сливе на малых высотах.

Но опаснее  другое. При полёте в нижних слоях  стратосферы двигатели сверхзвуковых самолётов выделяют оксиды азота, что ведёт к окислению озона. 
В стратосфере происходит интенсивное взаимодействие солнечных лучей с молекулами кислорода. В результате молекулы распадаются на отдельные атомы, а те, присоединяясь к сохранившимся молекулам кислорода, образуют озон. 
Область повышенной концентрации озона, так называемая озоносфера, которая приходится на высоты 20 – 25 км, играет очень важную роль для Земли. 
Поглощая почти всю ультрафиолетовую радиацию, озон, тем самым, предохраняет живые организмы от гибели. [11, 12]

4. Водный транспорт

Флот является существенным источником загрязнения воздушная атмосферы и мирового океана. Жестокие требования международной морской организации ( ИМО) от 1997 года по контролю качества выпускных газов судовых дизелей и удаляемых за борт льяльных, бытовых и сточных вод направлены на ограничение отрицательного воздействия эксплуатируемых судов на окружающую среду. [13]

   Для уменьшения загрязнения  газов при работе дизеля металлами,  сажей и другими твердыми примесями судостроители вынуждены в кратчайшие сроки оборудовать судовые энергетические установки и пропульсивные комплексы техническими средствами по очистке выпускных газов, более эффективными сепараторами льяльных нефтесодержащих вод, очистителями сточных и бытовых вод, современными инсинераторами. [15]

  Рефрижераторы, танкеры газо-и  химовозы, некоторые другие суда  являются источниками загрязнения  атмосферы фреонами ( окислами азота0, используемых в качестве рабочего  тела в холодильных установках. Фреоны разрушают озоновый слой атмосферы Земли, являющийся охранным щитом для всего живого от жестокого излучения ультрафиолетового излучения.

   Очевидно, что чем тяжелее  топливо используемое для тепловых  двигателей, тем больше в нем  тяжелых металлов. В связи с этим применение на судах природного газа и водорода, наиболее экологически чистых видов топлива, является весьма перспективным. Отработавшие газы дизелей, работающих на газовом топливе, практически не содержат твердых веществ ( сажи , пыли) ,а также окислов серы, гораздо меньше содержат угарного газа и несгоревших углеводородов.

 Серный газ SO2  входящий в состав выпускных газов, окисляясь до состояния SO3, растворяется в воде и образует серную кислоту, в связи с чем степень вредности SO2 для окружающей среды вдвое выше, чем окислов азота NO2  эти газы и кислоты нарушают экологический баланс.

 Если принять за 100% весь ущерб  от эксплуатации транспортных  судов, то, как показывает анализ, экономический ущерб от загрязнения морской среды и биосферы в среднем составляет 405 , от вибрации и шума оборудования и корпуса судна-22%, от коррозии оборудования и корпуса –18%, от ненадежности транспортных двигателей –15%, от ухудшения здоровья экипажа-5%.

 Правила ИМО от 1997 г. ограничивают  предельное содержание серы в  топливе на ровне 4,5% , а на  ограниченных акваториях ( например, в Балтийском регионе) до 1,5%. Что касается  окислов азота Nox, то для всех новых строящихся судов установлены предельных нормы их содержания в выпускных газах  в зависимости от  частоты вращения коленчатого вала дизеля, что уменьшает загрязнения ими атмосферы на 305. При этом значение верхнего предела  содержания Nox, у малооборотных дизелей выше, чем у средне и высокооборотных, так как они располагают большим временем на сгорания топлива в цилиндрах.

В результате анализа всех отрицательных  факторов, влияющих на окружающую среду при эксплуатации транспортных судов, можно сформулировать основные мероприятия, направленные на уменьшения этого воздействия:

1. применение более качественных сортов моторного топлив, а также природного газа и водорода в качестве альтернативного топлива;
2. оптимизация рабочего процесса в дизеле на всех эксплуатационных режимах с широким внедрением систем электронно-управляемого впрыска топлива и регулирования фаз газораспределения и топливоподачи, а также оптимизации подачи масла в цилиндры дизеля;

3. полное предотвращение пожаров  в утилизационных котлах благодаря  оборудованию их системами контроля  температуры в полости котла, пожаротушения, сажепродувки;

4. обязательное оборудование судов  техническими средствами по контролю  качества уходящих в атмосферу  выпускных газов и удаляемых  за борт нефтесодержащих, сточных   и бытовых вод;

5. полное запрещение использования на судах для любых целей азотосодержащих веществ (в рефрижераторных установках, противопожарных системах  и т д.)

6. предотвращение протечек в сальниковых и фланцевых соединениях  и судовых системах.
7. эффективное применение валогенераторных установок в составе судовых электроэнергетических систем и переход к эксплуатации дизель - генераторов с переменной частотой вращения. [14]

5.Трубопроводный транспорт

Трассы магистральных  трубопроводов прокладываются в  различных природно-климатических  зонах, отличающихся геологией, геокриологией, гидрологией, географическим ландшафтом, освоенностью, чувствительностью биогеоценоза к антропогенным и техногенным воздействиям, характером и размером их последствий и т. п. При изыскании трасс, строительстве и эксплуатации трубопроводов на грунтовую среду, растительный покров, животный мир, подземные и поверхностные воды, приземной слой атмосферы оказывают влияние различные среды. [17]

Причем источниками  воздействия могут быть транспорт  и строительно-монтажная техника, перекачиваемый продукт (нефть, газ, нефтепродукты) или продукты его сгорания, тепло транспортируемой по трубопроводу среды, конструкция трубопровода и т. д.

Все воздействия можно  подразделить на прямые и косвенные, длительные и кратковременные (импульсные). Они могут проявляться в виде механического разрушения, загрязнения, теплового влияния и т. п. Последствия от этих воздействий могут быть первичными и вторичными, обратимыми и необратимыми (нерегулируемыми).

Прямым воздействием на окружающую среду, например, при  расчистке и планировке трассы будет нарушение микро- и макрорельефа, а косвенным—сокращение пастбищных площадей. Последствия прямых и косвенных воздействий будут соответственно первичными и вторичными.

В рассматриваемом случае первичные последствия — развитие эрозии, оврагов, термокарста, а вторичные — ухудшение условий питания животных и др.

Примером длительного  воздействия на окружающую среду, в  частности на грунт, может служить  тепловое влияние трубо- и нефтепроводов  на многолетнемерзлые грунты.

Загрязнение атмосферы в результате аварийного выброса газа или сжигания нефти характеризуется значительно меньшим периодом воздействия и его можно отнести к кратковременному, или импульсному, воздействию.

Обратимыми последствиями  будем называть такие, которые могут  быть ликвидированы, а окружающая среда при этом восстановлена до исходного состояния или близкого к нему. Например, растительный покров после окончания строительно-монтажных работ может быть восстановлен посевом аналогичных растений.

К необратимым последствиям следует отнести такие, которые приводят к качественному (трудно восстановимому) изменению окружающей среды, например термокарсты, оползни, деформация русла реки [20].

Из приведенного анализа  источников и типов воздействия  на окружающую среду и их последствий видно, что из-за органической связи различных компонентов отдельные источники воздействия оказывают влияние практически на все компоненты окружающей среды одновременно. Это обстоятельство существенно затрудняет проведение дифференцированного анализа влияния каждого из источников воздействия на отдельные компоненты окружающей среды.

На основании изучения воздействий на окружающую среду  и соответствующих им последствий  при строительстве трубопровода и его эксплуатации рекомендуется  выделить следующие взаимосвязанные компоненты: приземной слой атмосферы, почвенно-растительный комплекс (ПРК) и рельеф местности, животный мир, поверхностные и подземные воды. Такая степень детализации позволяет, на наш взгляд, достаточно полно и определить характер воздействия на каждую компоненту, его последствия и наметить наиболее эффективные мероприятия по охране природы.

Приведем характеристику воздействий и их последствий  на перечисленные компоненты окружающей среды.

Приземный слой атмосферы. Тип воздействия — загрязнение при эксплуатации трубопроводов.

Источники воздействия—утечки газа через негерметичные соединения или при разрывах газопровода, сжигание нефти и нефтепродуктов, разлитых на поверхности при аварии на нефте- и нефтепродуктопроводах, утечки и  испарения в процессе ранения и сливно-наливных операций, пожары на газо-, нефте- и нефтепродуктопроводах и т. д.

Последствия — подавление роста растительности, превышение предельно  допустимой концентрации (ОДК) и вредных  веществ в воздухе.

Почвенно-растительный комплекс и рельеф местности. Типы воздействий — механическое и тепловое разрушение, загрязнение.

Источники воздействий  — строительно-монтажные работы при прокладке трубопровода и  эксплуатация последнего.