Экологические проблемы железных дорог

Нарушение установленных  нормативов выбросов, сбросов, захоронения вредных веществ и других условий охраны окружающей среды, а также возникновение угрозы здоровью населения влечет за собой ограничение, приостановление или прекращение деятельности объекта на срок, необходимый для проведения технических, технологических и организационных мероприятий по восстановлению окружающей среды. Приостанавливают деятельность объекта или его части при нарушении требований охраны окружающей среды письменным предписанием органы охраны природы или санитарного надзора. При этом прекращается финансирование деятельности объекта учреждениями банка. Не допускается перепрофилирование деятельности экологически вредных объектов без согласования с органами санитарного надзора и региональными комитетами по охране окружающей среды.

При использовании  и транспортировке химических и  взрывоопасных веществ следует  строго соблюдать утвержденные правила  и нормы перевозки этих веществ.

На таких объектах железнодорожного транспорта, как вокзалы, пункты обработки составов для перевозки  животных, прачечные и других, необходимо соблюдать нормативы предельно допустимой концентрации в среде обитания микробов, грибков, вирусов и иных видов биологических веществ, установленные санитарно-эпидемиологическим надзором.

К основным направлениям экологизации объектов транспорта следует отнести:

— разработку и  применение технологических процессов  и производственного оборудования, оказывающих минимальное вредное  влияние на природу, сберегающих  природные ресурсы;

— создание замкнутых  систем водопользования, систем рекуперации воздуха, рациональных форм сбора, хранения и обезвреживания токсичных отходов;

— оптимизация  потребления ресурсов путем создания безотходных и малоотходных технологий и комплексного использования материальных ресурсов и энергии;

— рациональное использование земли, водных бассейнов, ландшафтов, сбережение растительного и животного мира; рациональное использование природных топливных ресурсов;

— энергия солнца, ветра, термальных подземных вод; •  — создание на каждом производстве средств защиты окружающей среды (воды, воздуха, почв) от различных видов загрязнений;

— вторичное  использование отходов для нужд производства, а также их переработка  для использования населением в  хозяйственно-бытовой деятельности;

— создание зон  озеленения для нормализации атмосферного воздуха.Создание пунктов экологического контроля с целью мониторинга экологического состояния подвижного состава и предприятий, разработки обратной информации от экологов к станцион-никам для наладки оборудования.

Для повышения  экологической безопасности функционирующих объектов железнодорожного транспорта ужесточаются требования к обеспечению достоверности проектных решений как предприятия в целом, так и его подразделений; обеспечивается строгое выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования, транспортных, газовых и других видов магистралей, предупредительного и аварийно-восстановительного оборудования; совершенствуется структура сбора и обработки информации о функционировании производственных и транспортных систем; внедряются автоматизированные системы контроля технического состояния объектов и экологической обстановки; в процессе испытаний производственного и энергетического оборудования, а также строительных конструкций ужесточаются режимы нагрузок с целью выявления докритических дефектов.

Аварии на объектах железнодорожного транспорта чаще всего  происходят по следующим причинам: низкое качество изысканий и ошибки при проектировании — 8 %; низкое качество производства строительных работ — 15 %; нарушение правил эксплуатации оборудования и сооружений — 64 %; прочие причины — 13 %.

К наиболее частым сочетаниям опасных факторов, приводящих к экологическому риску и авариям, относятся различные виды перегрузок, температурные воздействия, неудачные  проектные решения, нарушение правил и режимов эксплуатации оборудования, усталость и старение материала. Факторами экологического риска при функционировании объектов железнодорожного транспорта являются пожары, взрывы, разгерметизация емкостей и магистралей с ядовитыми и взрывчатыми веществами.  

Большая часть  промышленных вредностей попадает в  организм человека через органы дыхания  и всасывается лёгочными альвеолярными  каналами. Правильный режим дыхания  в производственных условиях требует, чтобы работающие дышали через нос. Этот режим часто нарушается при тяжёлом труде, неправильной организации рабочих мест и условиях высокой температуры. При дыхании через рот вредные вещества заглатываются вместе со слюной, что вызывает заболевание желудочно-кишечного тракта и печени. Такие вредные вещества, как бензол, ксилол, толуол и другие, проникают в организм через кожный покров. 

Вывод вредных  веществ из организма происходит различными путями: они выдыхаются с воздухом, с потом, мочой, жёлчью, но часть из них обладает кумулятивной способностью. 

Во всех случаях  ущерб, наносимый вредными веществами организму человека, зависит от их токсичности. По степени опасности  для организма вредные вещества в соответствии с Санитарными  нормами проектирования промышленных предприятий ( СН 245-71) и ГОСТ 12.1.007-76 подразделяются на четыре класса опасности: 1- чрезвычайно опасный; 2 – высокоопасные; 3 – умеренно опасные; 4 – малоопасные. Класс опасности устанавливают в зависимости от норм и показателей, предусмотренных ГОСТ 12.1.007-76.  

Предприятия железнодорожного транспорта отличаются многообразием производственных процессов и технологических операций. По выделению вредностей наиболее опасными являются производственные помещения, в которых выполняют работы малярные, баббитозаливочные, по переработке полимеров, зарядке аккумуляторов гальванические, сварочные и другие, а также основные цехи щебёночных и шпалопропиточных заводов.

При окрасе подвижного состава в воздушную среду  выделяется сложный комплекс опасных  вредностей ( толуол, ксилол, красочный  аэрозоль), содержание которых при пульверизационном способе окраски превышает допустимые нормы. В процессе сварочных и наплавочных работ выделяются окись углерода, окислы марганца и железа, фтористые соединения. При этом загрязнение воздушной среды теми или иными веществами зависит от типа обмазки применяемых электродов. Наименьшее загрязнение наблюдается при автоматической сварке под флюсом и электрошлаковой сварке. 

При переработке  полимеров в воздухе обнаруживается сложный комплекс газообразных химических веществ: окись углерода, хлорорганические соединения, хлористый углерод, непредельные углеводороды, цианистый водород, органические кислоты, эфиры, ароматические углеводороды суммарного действия ( бензол, ацетон и др.). Эти вредности выделяются при определёнными комплексами при различных температурах от 60 до 250 С в результате термического действия от различных полимерных материалов. При механической обработке пластических масс выделяется пыль.  

Загрязнение воздуха  парами масляного аэрозоля, бензола, толуола, ксилола наблюдается в машинном отделении тепловоза, в стойловой части депо, отделении ремонта топливной аппаратуры и в других помещениях. Воздух в кузнечных и кузнечно – рессорных отделениях загрязняется угарным и сернистым газами, окислами азота, аэрозолью металлов, а в механическом отделении – окисью углерода, аэрозолью окислов железа и смазачно – охлаждающей жидкости и другие.

Опасные ситуации возникают при устранении отказов  электрооборудования локомотивов  в пути следования. В условиях дефицита времени и стрессового состояния при поиске и устранения отказа повышается вероятность ошибочных действий локомотивных бригад.  

На деповском  ремонте локомотивов и вагонов  определённую опасность представляет выполнение работ на металлообрабатывающих  станках, с использованием домкратов, механизированных приспособлений, электроинструмента и д.р. специфические опасности характерны для сварочных работ. 

Погрузочно - разгрузочные работы сопряжены с опасностью падений  стропальщиков и грузчиков, травмирование  их грузом. Опасные ситуации возникают при нарушении правил строповки, обрывах грузовых канатов, при несогласованности действий крановщика и стропальщика. 

Наличие опасных  и вредных производственных факторов требует дальнейшего облегчения и оздоровления условий труда. Разработка целенаправленных мероприятий по охране труда должна базироваться на объективной оценке влияния различных факторов на организм человека, систематическом анализе основных причин нарушения правил производства работ и требований техники безопасности.

 Негативное  воздействие железнодорожного транспорта  на природную среду в настоящее  время остается достаточно высоким  в результате выброса вредных  веществ как от подвижного  состава, так и от многочисленных  производственных и подсобных  предприятий, обслуживающих перевозочный процесс. 
При этом происходит загрязнение атмосферного воздуха, воды и почвы. По экспертной оценке на железнодорожном транспорте ежегодно образуется 3-5 млн.т твердых бытовых и производственных отходов. Так, котельные железнодорожных предприятий наносят вред окружающей среде при сжигании различных видов топлива. На шпалопропиточных заводах загрязнение атмосферного воздуха происходит при остывании шпал после пропитки их антисептиком. В локомотивных и вагонных депо, на рельсосварочных предприятиях в воздушную среду выбрасываются пыль, газообразные вещества при литейных процессах, сжигании газа или мазута в печах пескосушильных камер, сварочных работах, промывке подвижного состава, пары растворителей, аэрозоль щелочей и красок при нанесении лакокрасочных покрытий. 
Производственные сточные воды локомотивных и вагонных депо образуются в процессе наружной обмывки подвижного состава, при обмывке узлов и деталей перед ремонтом, в гальванических цехах или участках, при промывке и заправке аккумуляторов, регенерации фильтров, при продувке и промывке паровых котлов, мытье смотровых канав и стирке спецодежды. Сточные воды пунктов обмывки пассажирских вагонов и электросекций содержат взвешенные вещества и нефтепродукты, бактериальные загрязнения, смываемые с подвагонных узлов, кислоты, щелочи, поверхностно-активные вещества. Эти стоки загрязнены тяжелыми минеральными примесями, содержат растворенные соли, нефтепродукты с ходовых частей, органические соединения. На шпалопропиточных заводах при отстаивании обводненного антисептика в хранилищах, пропитке влажной древесины в воду попадают масла, фенолы, жирные кислоты и другие соединения, входящие в состав пропиточных масел, и содержащиеся в обрабатываемой древесине органические вещества. После промывки вагонов на дезинфекционно-промывочных станциях сточные воды этих предприятий содержат бактериальные загрязнения, вещества, применяемые при дезинфекции вагонов (хлорная известь, каустическая сода и др.). Преобладающим загрязнением стоков щебеночных заводов являются минеральные взвешенные вещества, в незначительных количествах могут присутствовать нефтепродукты. Стоки рельсосварочных поездов содержат в основном нефтепродукты и взвешенные вещества. При использовании моечных машин стоки могут загрязняться щелочами и поверхностно-активными веществами. Сточные воды пассажирских станций в основном представляют собой хозяйственно-бытовые стоки, загрязненные минеральными и органическими примесями, включая жиры и моющие средства. На железнодорожном транспорте функционирует большое количество вспомогательных предприятий — ремонтные мастерские, автобазы, прачечные, склады топлива и др. Помимо нефтепродуктов и взвешенных веществ, сточные воды этих подразделений могут загрязняться растворами солей, поверхностно-активными веществами, щелочами и пр. 
 
ВНИИЖТом предложены технологические процессы и технические средства совместного термического обезвреживания в местах образования и накопления таких характерных для предприятий железнодорожного транспорта отходов, как нефтешламы и их смеси, твердые производственные и бытовые отходы из пассажирских вагонов, деревянные шпалы, переводные и мостовые брусья, не годные к повторной укладке, а также осадки сточных вод очистных сооружений. 
 
На современном этапе экологически безопасная и экономически эффективная технология обезвреживания производственных и бытовых отходов на местах их образования и накопления на железнодорожных предприятиях включает совокупность индустриальных методов сбора, сортировки, транспортирования, высокотемпературного (900-1200°С) сжигания отходов и очистки отводимых газов до содержания вредных примесей в пределах допустимых концентраций с удалением нейтральных шлаков и регенерацией теплоты сгорания. Схема обезвреживания представляет собой модульную технологическую линию, состоящую из накопителя, загрузочного устройства, камеры сжигания, котла-утилизатора, шлакоудалителя, аппаратуры очистки газов, дымохода, параметры которых зависят от состава и объема поступающих на переработку отходов. 
 
Установка термического обезвреживания производственных и бытовых отходов предприятий ж/д транспорта включается в состав стационарного оборудования каждого локомотивного и вагонного депо, путевой машинной станции, дистанции пути, шпалопропиточного завода, промывочно-пропарочной станции и др. 
 
Технические средства установки состоят из:

• блока подготовки жидких нефтешламов;
• блока подготовки твердых нефтеотходов (занефтеванная земля, щебень, ветошь);
• участка сепарации твердых бытовых отходов пассажирских вагонов;
• участка сепарации твердых производственных отходов;
• блока подготовки деревянных шпал и брусьев, не годных к повторной укладке в путь;
• блока подготовки осадков сточных вод;
• комплекс высокотемпературного сжигания.

Годовой экономический  эффект от внедрения установки термического обезвреживания отходов на одном предприятии ж/д транспорта составит 1,5-2,0 млн. рублей со сроком окупаемости 1-1,5 года. 
 
По общей схеме выбора номенклатуры показателей надежности для такой установки, эксплуатационный отказ или переход в предельное состояние которой приводит к последствиям критического характера, связанным с угрозой здоровья людей, значительным экономическим потерям, установлены комплексный показатель надежности (коэффициент готовности Кг) и один из определяющих его показателей безотказности То или ремонтопригодности Тв. Анализ данных о надежности изделий-аналогов показывает, что для подобной установки Кг=0,95 при среднем времени восстановления ее работоспособного состояния Тв=24 часа. Повышение значений указанных показателей надежности установки обеспечивается на стадиях разработки и изготовления. 
 
Таким образом, внедрение экологически безопасной технологии обезвреживания горючих отходов железнодорожных предприятий посредством комплекса технических средств позволяет таким предприятиям отказаться от дорогостоящей практики накопления на своих территориях и вывоза на полигоны вредных и пожароопасных отходов, экономически эффективно вырабатывать дополнительное количество горячей воды. Это в полной мере отвечает Программе ресурсосбережения на железнодорожном транспорте. 

Основными видами отходов железнодорожного транспорта являются

нетоксичные твердые  бытовые отходы. Их удельный вес  составляет 70-90% для

различных предприятий. Однако результатом деятельности железнодорожных

объектов может  являться и выработка токсичных жидких и газообразных, а также

энергетических (тепло, шум, вибрация) отходов. Классификация  основных видов

отходов железнодорожных  предприятий приведена в таблице 2.1.