Содержание
1. Введение
2. Принципы функционирования ж.д. транспорта как элемента техносферы.
3. Железнодорожный транспорт – загрязнитель окружающей среды!
4. Воздействие объектов транспорта на экологическое состояние природы
5. Заключение
Введение
Российская Федерация располагает всеми видами современного транспорта, образующими единую транспортную систему. Современный транспорт сделал доступным для человека и колоссальные скорости, и отдаленнейшие уголки планеты, позволил ему вырваться из околоземного пространства. Благодаря развитой транспортной сети стало возможным быстрое перемещение грузов и пассажиров в нужном направлении.
Развитие транспортных средств является частью общего научно-технического прогресса, оно необходимо и не может быть приостановлено. Конфликты между транспортными средствами и средой обитания человека серьезны. Однако эти конфликты вызваны целым комплексом разнородных факторов и в принципе поддаются устранению.
Важную роль в решении этой проблемы играет комплекс организационно-технических мероприятий, проводимых в области эксплуатации транспортных средств. К ним относится: совершенствование структуры парков подвижного состава, преимущественное развитие в городах малотоксичных видов транспорта, улучшение технического обслуживания, ремонта и контроля за техническим состоянием транспортных средств.
На основе широкого использования новейших достижений научно-технического прогресса появляется возможность создания новых прогрессивных технологий, которые по самому своему существу становятся экологическими чистыми, не наносят ущерба окружающей среде, а также возможность одновременного решения экологических, технических, организационных и экономических проблем развития общественного производства при меньших затратах.
В современном мире человек сталкивается с множеством разнообразных проблем. Однако существует целый ряд проблем, которые являются общими для всех людей вне зависимости от расовой, государственной, национальной или социальной принадлежности: перенаселенность планеты (нас 6 миллиардов!), дефицит и качество питьевой воды, загрязнение воздуха и глобальное потепление, распространение опасных заболеваний, деградация почв и нехватка продовольственных ресурсов, кислотные дожди и разрушение озонового экрана, утрата ценных видов организмов и массовое размножение вредителей, сокращение площади лесов и наступление пустынь, промышленные аварии, радиация, гибель малых рек, потери природы в зонах военных действий... Во всем этом находят отражение проблемы экологии. Экологии - в ее распространенном обиходном понимании. Более строгое обозначение приведенного перечня требует добавить и другое название - проблемы окружающей человека среды.
Собственно экология как наука сформировалась в рамках биологии. Ее предметом стали взаимоотношения живых организмов между собой и с окружающей неживой природой, закономерности размещения и организации сообществ растений и животных, динамика их численности, факторы выживания и продуктивности, потоки энергии и круговороты веществ, в которых участвуют организмы.
Термин «экология» (от греч. oikos - дом, обитель, место обитания и logos - знание, учение) ввел в науку выдающийся немецкий зоолог Эрнст Геккель (1866). Он дал ряд определений экологии. В его трактовке экология - «это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды».
Практическая значимость экологии заключается в первую очередь в том, что она может и должна осуществлять научный контроль природопользования.
Имеются в виду не только природные биоресурсы - лес и другие эксплуатируемые человеком сообщества дикорастущих растений и промысловых животных, но и пространства территорий и акваторий, земля, вода, воздух, солнечный свет, агроресурсы, продукты недр - все, что, так или иначе, участвует в природных и анпропогенных трансформациях энергии и круговоротах веществ. Однако экологическое управление ресурсами и природопользованием еще содержит много пробелов и недостатков.
Природопользование может быть рациональным (разумным) и нерациональным. При рациональном природопользовании, обеспечивающем экономически эффективное потребление и воспроизводство природных ресурсов, создаются возможности для удовлетворения потребностей в них не только настоящего, но и будущих поколений людей. К сожалению, нынешнее состояние природопользования в целом можно охарактеризовать как нерациональное, ведущее к истощению природных ресурсов, нарушению экологического равновесия и загрязнению окружающей среды. В основе природопользования должны лежать законы экологии законы экономики природы. Нарушение экологических требований ведет к ухудшению природной среды и вызывает необходимость проведения специальных природоохранных мероприятий.
Зачастую экологией называют охрану окружающей человека среды, а иногда и просто состояние этой среды. Это неправильно. Даже при обиходном понимании экологии не стоит приписывать название большой науки нарушениям элементарной чистоплотности. Экология не нужна для уборки улиц, аккуратной эксплуатации свалки, хлорирования водопроводной воды или установки дымового фильтра на трубе. Это чисто организационные и технические проблемы. Экология нужна раньше - при обосновании технических условий и санитарно-гигиенических требований к таким устройствам и процессам. Разделы прикладной экологии и практика охраны окружающей среды тесно связаны между собой, но это не одно и то же.
Охрану окружающей среды часто смешивают с охраной природы, ошибочно считая эти понятия равнозначными. По отношению к современному человеку они далеко не совпадают, так как в его среде содержится очень много искусственно созданных, неприродных компонентов. Именно искусственно созданная человеком среда все заметнее вытесняет естественную. Конечная цель охраны окружающей среды и охраны природы одна и та же: сохранение здоровья и благополучия людей. Но концептуальные подходы различны.
q Основания охраны природы формируются со стороны биосферных процессов, биологического разнообразия, состояния природных экологических систем и их сохранения, поскольку их самоценность тесно связана с благополучием людей. Охранять природу означает регламентировать, ограничивать или запрещать изъятие природных ресурсов, не допускать нарушения природных систем.
q Основания охраны окружающей среды формируются в первую очередь со стороны безопасности и потребностей человека. Охранять среду - означает не допускать появления в среде обитания людей вредных для здоровья агентов.
Эти подходы соотносятся по существу как стратегия и тактика, как выбор долговременного поведения и меры первоочередных решений. Они не могут быть разъединены: загрязнение окружающей человека среды наносит вред другим организмам и живой природе в целом, а деградация природных систем ослабляет их способность к естественному очищению среды. Но всегда следует понимать, что сохранить качество окружающей человека среды невозможно без участия природных экологических механизмов. Даже если мы освоим мало загрязняющие технологии, мы ничего не достигнем, если одновременно не перестанем мешать природе регулировать состав среды, очищать ее и делать пригодной для жизни. Самые чистые технологии и самые совершенные средозащитные устройства не спасут нас, если будет продолжаться вырубка лесов, уменьшаться разнообразие биологических видов, нарушаться круговорот веществ в природе. Следует подчеркнуть, что с экологической точки зрения концепция «охраны» порочна с самого начала, так как деятельность следует строить таким образом, чтобы не допускать, предотвращать все эффекты и результаты, от которых потом пришлось бы «охранять».
Принципы функционирования ж.д. транспорта как элемента техносферы.
Эволюция развития человечества и создание индустриальных методов хозяйствования привели к образованию глобальной техносферы, одним из элементов которой является железнодорожный транспорт. Природная среда при функционировании элементов техносферы является источником сырьевых и энергетических ресурсов и пространством для размещения ее инфраструктуры.
Функционирование любого элемента техносферы, в том числе и железнодорожного транспорта, должно основываться на следующих принципах:
· Проведение количественной и качественной оценки общего и локального потребления природных ресурсов исходя из местных региональных и федеральных возможностей;
· Проведение количественной и качественной оценки влияния различных видов деятельности общества на состояние экологических систем, природных комплексов и природных ресурсов;
· Нормирование уровня антропогенных воздействий от различных видов деятельности общества, в том числе и объектов железнодорожного транспорта на природную среду;
· Обеспечение равновесия в кругообороте веществ и энергии путем ограничения воздействия на природу, исходя из ее возможностей по самоочищению и воспроизводству;
· Ограничения воздействия на природную среду с помощью различных методов и средств очистки выбросов в атмосферу, стоков в водоемы, отходов производства, физических излучений;
· Создание экологически чистых производств, технологий, подвижного состава, оборудования и транспортных систем;
· Использование методов экологической профилактики функционирования отраслей и объектов железнодорожного транспорта путем выполнения природоохранных мероприятий и внедрения технологических средств;
· Непрерывный контроль за состоянием окружающей среды;
· Использование экономических методов в управлении охраной окружающей среды и рациональным природоиспользованием;
· Неотвратимость наступления ответственности за нарушение правил, норм, законов по охране окружающей среды.
Железнодорожный транспорт, в его современном понимании, зародился вначале XIX века и для многих стран, стал основным видом транспорта, оказав огромное влияние на развитие цивилизации. Не стала исключением и Россия: появление железной дороги было предопределено всем ходом исторического развития страны (интересы развития внутренней и внешней торговли, военно-стратегические соображения, экономика страны в целом).
Железная дорога в настоящее время является одним из наиболее перспективных и развитых видов транспорта во всем мире. На современном этапе, железнодорожный транспорт - одна из стабильных отраслей материального производства, что объясняется надежностью и экономической выгодой. Транспортные магистрали железных дорог не изменялись с момента их строительства, а лишь дополнялись новыми участками и техническими новшествами. Большие перемены происходили с подвижным составом, который изменялся вместе с техническим прогрессом, переходя на новые современные виды топлива и материалы.
Тем не менее, в различных странах в первой половине XX столетия, замедлился темп роста сети, а с 50-х годов общая протяженность железных дорог Мира постепенно начала уменьшаться, что связано с сокращением темпов роста перевозок, более быстрым развитием автомобильного, трубопроводного и воздушного транспорта. Сокращение территорий занимаемых железной дорогой заставляет по-новому рассматривать последствия воздействий транспорта на занимаемые пространства
Железнодорожный транспорт – загрязнитель окружающей среды!
Железнодорожный транспорт занимает ведущее место как загрязнитель окружающей среды электромагнитным излучением (ЭМИ). Электромагнитные поля (ЭМП) возникают в присутствии электрического тока электрифицированных линий железных дорог.
Электромагнитное поле определяется как электростатическими взаимодействиями, возникающими между заряженными частицами, так и магнитной
составляющей ЭМП. Обе составляющие ЭМП (электростатическая и магнитная) различаются и по степени биологической активности и по устойчивости во внешней среде: электрические поля почти полностью блокируются естественными преградами (особенностями рельефа местности, деревьями, постройками), в то время как магнитные поля способны проникать через них. (Гичев, 1999). Применительно к человеку электрические поля задерживаются поверхностными тканями, однако при уровне ЭМИ в 100 мВт/с*м и выше выявлено отрицательное влияние на здоровье персонала железной дороги (Маслов, 1995). Ишемическая болезнь сердца у машинистов электролокомотивов регистрируется, начиная с 20 - 29 лет, и встречается в 2 раза чаще, чем у машинистов пригородных электропоездов (Анализ..., 1995). Обследование населения одного из районов г. Новосибирска выявило более высокое распространение гипертонической болезни среди населения, постоянно проживающего в домах, расположенных на расстоянии менее 100 м от линий электропередач
Шумовое воздействие железнодорожного транспорта
Любой вид транспорта является! источником нежелательных звуков, создающих акустический дискомфорт. На уровень шума наибольше влияние оказывают следующие факторы: интенсивность, скорость и состав транспортного потока, тип двигателя, тип и качество дорожного покрытия, а также планировочные решения, включающие наличие зеленых насаждений и ограждения. Воздействие шума на живые организмы отличается степенью его восприятия.
Наиболее опасным и дискомфортным воздействиям транспорта на человека принято считать загрязнение углеводородами. Несмотря на развитие техники и технологий, отличительной чертой современной цивилизации остается использование углеводородного топлива как энергоносителя.
С момента зарождения железных дорог основным видом топлива был уголь. При его сгорании в окружающую среду выбрасывалось большое количество загрязняющих веществ, в том числе угольная зола, содержащая большое количество тяжелые металлов и углеводороды. Составить точное представление о составе и количестве загрязнителей сложно. Это связано с большим разнообразием месторождений ископаемого топлива.
В результате научно-технической революции произошли существенные изменения в техническом оснащении железной дороги. Изменения коснулись, главным образом, подвижного и тягового состава, что отразилось на качественных и количественных характеристиках выбросов загрязняющих веществ.
Производственная деятельность железнодорожного транспорта оказывает воздействие на окружающую среду всех климатических зон нашей страны. Но по сравнению с автомобильным транспортом неблагоприятное воздействие на среду обитания существенно меньше. В первую очередь это связано с тем, что железные дороги – наиболее экономичный вид транспорта по расходу энергии на единицу работы.
Основным источником загрязнения атмосферы являются отработавшие газы дизелей тепловозов. В них содержится окись углерода, окись и двуокись азота, различные углеводороды, сернистый ангидрид, сажа. Высокое содержание вредных примесей в отработавших газах дизелей при работе в режиме холостого хода обусловлено не только плохим смешиванием топлива с воздухом, но и сгоранием топлива при более низких температурах.
Режим работы маневровых тепловозов менее стабилен, чем поездных, поэтому и выделение токсичных веществ у них в несколько раз больше. Уровень загрязнения воздушной среды станций и прилегающих к ним зон отработавшими газами маневровых тепловозов зависит от числа одновременно занятых локомотивов. При этом наиболее значительно выделение окислов азота и сернистого ангидрида.
Ежегодно из пассажирских вагонов на каждый километр пути выливается до 200 м³ сточных вод, содержащих патогенные микроорганизмы, и выбрасывается до 12 тонн сухого мусора. Это приводит к загрязнению железнодорожного полотна и окружающей среды. Кроме того, очистка путей от мусора связана со значительными материальными издержками. Решить проблему можно использованием в пассажирских вагонах аккумулирующих ёмкостей для сборов стоков и мусора или установкой в них специальных очистных сооружений.
При мытье подвижного железнодорожного состава в почву и водоёмы переходят вместе со сточными водами синтетические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, фенолы, шестивалентный хром, кислоты, щелочи, органические и неорганические взвешенные вещества. Содержание нефтепродуктов в сточных водах при мытье локомотивов, фенолов при мытье цистерн из-под нефти превышают предельно допустимые концентрации. Многократно превышаются ПДК шестивалентного хрома при замене охлаждающей жидкости дизелей локомотивов. Во много раз сильнее сточных вод загрязняется почва на территории и вблизи пунктов, где производится обмывка и промывка подвижного состава.
Перевод железнодорожного транспорта с паровой тяги на электрическую и тепловозную, которыми в настоящее время выполняется практически вся поездная работа, способствовал улучшению экологической обстановки: было 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. Также важное значение имеет обезвреживание отработавших газов. Принцип действия одного из очистных устройств основан на рециркуляции, газов применяемой для уменьшения концентрации окислов азота, улавливание которых представляет известную трудность. Рециркуляция заключается в том, что часть отработавших газов из выпускного патрубка перепускается во всасывающую систему дизеля. Вследствие этого происходит присадка к засасываемому свежему воздуху значительного количества отработавших газов с меньшим содержанием кислорода, в результате чего ухудшаются условия протекания реакции между кислородом и азотом воздуха. При этом выброс окислов азота снижается до 55%, однако, происходит некоторое увеличение продуктов неполного сгорания топлива (окиси углерода).
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.