Влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду

                 Объекты железнодорожного транспорта  потребляют большое количество  разнообразного топлива (уголь,  газ, дизельное топливо, бензин  и т. п.) для обеспечения работы  подвижного состава, выполнения технологических процессов на производстве, отопления как производственных, так и непроизводственных зданий (в том числе жилых). Расход топлива подвижным составом зависит от типа используемых энергетических установок, их мощности, режимов работы, технического состояния.[1]

                 Любой объект железнодорожного  транспорта в процессе функционирования  потребляет воздух (например, для  вентиляции помещений, при сгорании  топлива, в производственных процессах)  и воду (для питьевых, хозяйственно-бытовых  и производственных нужд). Общее потребление воды железнодорожного транспортом России составляет ок. 300 млн. м³ в год. Нормы расхода воды на основные и вспомогательные производственные процессы предприятий железнодорожного транспорта разработаны ВНИИЖТ. Например, для наружной обмывки электровоза установлена норма водопотребления 2-3 м³, пассажирского вагона – 1-2 м³, грузового вагона -0,7-2 м³, тепловоза – 6—15 м³, для пропитки 1000 м шпал – 90 м³; очистки, ремонта, сварки 1 км рельсов – 10 м³. Объекты железнодорожного транспорта обеспечиваются водой централизованно от городских и специализированных водопроводов, а также из водоемов, одиночных скважин и колодцев. Большая часть воды (до 80%) после использования в производственных процессах отводится в виде промышленных и хозяйственно-бытовых стоков.[9][10] 
 
 
 

      2 Источники и виды загрязнений ОС ж/д транспортом 

      Влияние железнодорожных трасс на экологическую  безопасность сказывается в случаях, когда они пересекают сложившиеся  пути миграции животных, при изъятии  под железнодорожные пути земель сельскохозяйственного назначения, при воздействии шума от подвижного состава на людей, а также при недостаточной прочности дорожных сооружений.

      Протяженность железных дорог России составляет 85 тысяч километров и, несмотря на то, что железнодорожный транспорт оказывает наименьшее влияние на окружающую среду, его доля в загрязнении остаётся высокой.

      Степень воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду оценивают по уровню расходования природных ресурсов и уровню загрязняющих веществ, поступающих в природную среду регионов, где расположены предприятия железнодорожного транспорта. Все источники загрязнений окружающей среды по характеру функционирования делятся на стационарные и передвижные. Стационарными источниками являются локомотивные и вагонные депо, заводы по ремонту подвижного состава, пункты подготовки подвижного состава, котельные, пропарочно-пропиточные заводы. К передвижным источникам относятся магистральные и маневровые тепловозы, путевые и ремонтные машины, автотранспорт, промышленный транспорт, рефрижераторный состав, пассажирские вагоны и т. п. В свою очередь, стационарные источники по сложности и числу технологических процессов неравнозначны и могут создавать загрязнения не одного, а нескольких видов.

      Загрязнения бывают:

      - механические – инертные пылеватые  частицы в атмосфере, твердые  примеси в воде, не вступающие  в химические реакции;

      - химические – газообразные, жидкие  и твердые химические соединения  и вещества, взаимодействующие с  природной средой и изменяющие ее химические свойства;

      - физические (энергетические) – тепло,  шум, вибрация, ультразвук, световая  энергия, электромагнитные и радиоактивные  излучения, изменяющие физические  характеристики окружающей среды;

      - биологические – разнообразные  микроорганизмы, бактерии, вирусы, появившиеся в результате деятельности человека и наносящие ему вред;

      - эстетические — нарушение пейзажей, появление свалок, плохой дизайн, отрицательно влияющие на человека.

      При строительстве железнодорожных  магистралей, предприятий и сооружений должно быть обеспечено выполнение требований по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов.

      Прежде  чем размещать объект железнодорожного транспорта на территории, необходимо составить материальный баланс его  производственно-хозяйственной деятельности, сравнить его с самоочищающими возможностями природы и уже на стадии проектирования решить вопросы поддержания равновесия в природе и исключения вредных воздействий будущей деятельности проектируемого объекта на природу за счет комплекса природоохранных мероприятий.

      Основными направлениями снижения величины загрязнений  окружающей среды являются: рациональный выбор технологических процессов  для производства готовой продукции  и ее транспортирования; применение экологически чистого производственного оборудования и подвижного состава, своевременное их обслуживание и ремонт; использование средств защиты окружающей среды и поддержание их в исправном состоянии.[13] 
 
 

      2.1 Загрязнения атмосферного воздуха 

      На  железнодорожном транспорте источниками выбросов вредных веществ в атмосферу являются объекты производственных предприятий  и подвижного состава. Они подразделены на стационарные и передвижные. Из стационарных источников наибольший вред окружающей среде наносят котельные, в зависимости от применяемого топлива  при его сгорании выделяются  различные количества вредных веществ. При  сжигании твёрдого топлива в атмосферу выделяются оксиды серы, углерода, азота, летучая зола, сажа. Мазуты при сгорании в котельных  агрегатах выделяют с дымовыми газами, оксиды серы, диоксид азота, твердые продукты неполного сгорания ванадия.

      Приготовление в депо сухого песка для локомотивов, его транспортировка и загрузка в тепловозы сопровождается выделением воздушную среду пыли и газообразных веществ. Нанесение лакокрасочных покрытий сопровождается выделением в атмосферу паров растворителей, аэрозоля краски. При использовании растворителей, шпатлёвок, грунтовок, лаков, эмалей, поступающие в воздух пары содержат ацетон, бензол, ксилол, бутиловый спирт, толуол, уайт-спирит, формальдегид  в концентрации от 10до 150 мг/м3

      При обмывке подвижного состава в   воздух выделятся пыль до 1,5-20 мг/м3, карбоната натрия – до 1,0-5,0 мг/м3.

      Путевая техника, тепловозы при сжигании топлива  с выхлопными газами выделяют оксид серы, углерода, азота, альдегиды. 

      2.1.1 Способы очистки атмосферного  воздуха 

      Для снижения уровня загрязнения атмосферы  выбросами железнодорожных предприятий, прежде всего, ликвидируются источники выброса, используются менее токсичные виды топлива, совершенствуются технологические процессы, осуществляется герметизация технологического оборудования, строятся различные очистные сооружения. Основной способ предотвращения вредных выбросов – применение эффективных газоочистных устройств.

      Перевод железнодорожного транспорта с паровой тяги на электрическую и тепловозную, которыми в настоящее время выполняется практически вся поездная работа, способствовал улучшению экологической обстановки: исключено влияние угольной пыли и вредных выбросов паровозов в атмосферу. Дальнейшая электрификация железных дорог, т. е. замена тепловозов электровозами, позволяет исключить загрязнение воздуха отработавшими газами дизельных двигателей. Основной путь снижения выбросов токсичных веществ тепловозами заключается в уменьшении их образования в цилиндрах двигателей.

      Важное  значение имеют обезвреживание отработавших газов, правильная эксплуатация тепловозов. Принцип действия очистных устройств  основан на рециркуляции газов, применяемой  для уменьшения концентрации оксидов  азота.

      Для очистки газовоздушных смесей, образующихся при различных технологических  процессах на стационарных объектах железнодорожного транспорта, от газообразных, парообразных и пылевидных токсичных веществ применяют абсорбенты, адсорбенты, каталитические нейтрализаторы, индукционные преобразователи газа, скруберы, термокатализаторы, разнообразные фильтры, пылеуловители, циклоны, пенные сепараторы, температурно-инерционные осадители, золоуловители, установки каталитического окисления паров растворителей, вихревые трибоэлектрические фильтры и др. газоочистные средства и устройства.

      Для защиты окружающей природной среды  необходимо также бороться с искрами, источниками которых являются газоотводные устройства тепловозов, а также чугунные тормозные колодки локомотивов и вагонов. Искры могут быть причиной пожаров на территориях, примыкающих к железным дорогам. Ограничить искровыделение из газоотводных устройств, свидетельствующее о неполном сгорании топлива, можно осуществлением мероприятий, направленных на улучшение теплотехнического состояния тепловозов, а также установкой искрогасителей. Применение тормозных колодок из синтетических и композиционных материалов устраняет искрение и, кроме того, сокращает расход чугуна. Разработана новая конструкция тепловоза, в котором в качестве топлива используется газ. Экспериментальный образец газового локомотива создан на основе маневрового тепловоза. Переход на сжатый газ позволит экономить дефицитное дизельное топливо. Ещё одно преимущество газового тепловоза – его экологическая чистота. Поэтому на газ, прежде всего, будут переводиться маневровые тепловозы на станциях, расположенных в черте города ведь атмосфера относится к тем природным бассейнам, которые невозможно ограничить национальными или государственными границами — воздушная масса постоянно движется и находится в пользовании всего человечества. Поэтому загрязнение атмосферы одной страной нередко причиняет вред другой стране.[9] 

      2.2 Загрязнения водных объектов 

      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 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). 

      2.2.1 Очистка сточных вод предприятий  ж/д транспорта 

      Производственные  сточные воды железнодорожных предприятий  представляют собой сложные системы, содержащие органические и минеральные  вещества, состав которых определяется характером техногенных процессов.

      Очистка сточных вод предприятий железнодорожного транспорта осуществляется механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и другими методами. Для предварительной  очитки сточные воды пропускают через  решетки, затем отстойники для осаждения из сточных вод примесей в песколовках, отстойниках, гидроциклонах и осветителях. Песколовки применяют для предварительного выделения минеральных и органических загрязнений. Эффективность отстаивания достигает 60%.

      Для очистки сточных вод от основной массы нефтепродуктов применяются нефтеловушки. Всплывающую нефть собирают поворотными трубами, а твердый осадок удаляют через донный клапан. Для выделения из сточных вод жидких веществ, применяется фильтрование с сетчатыми элементами.

      Для механической отчистки сточных вод от нефтепродуктов применяются гидроциклоны и центрифуги. Гидроциклоны применяются взамен песколовок  или отстойников при недостатке площади их размещения.

      Сущность  биологической очистки заключаются  в окислении органических загрязнителей  микроорганизмами.

        Наиболее прогрессивный способ  охраны водной среды – применение  замкнутых систем водопользования.  При проектировании, строительстве  и эксплуатации железнодорожного объектов водоохранные мероприятия направлены на сокращение водопотребления на производственные и хозяйственно-бытовые нужды и уменьшение сброса загрязняющих веществ со сточными водами.

      Наиболее  эффективным мероприятием по снижению негативного воздействия железнодорожного объектов на водную среду является создание замкнутых систем водоиспользования и очистка стоков при сбросе их в поверхностные водоемы, промышленную, коммунальную и ливневую канализацию, осуществляемая на локальных очистных сооружениях в отдельных технологических процессах.

      Метод и технологию очистки выбирают с  учетом санитарных и технологических требований, предъявляемых к качеству очищенных вод; количества сточных вод; наличия у предприятия необходимых для обезвреживания стоков энергетических и материальных ресурсов (пар, топливо, сжатый воздух, электроэнергия, реагенты, сорбенты), а также необходимых площадей для размещения очистных установок; эффективности процесса обезвреживания стоков.