Обмен опытом

См. также:

Уважаемые коллеги. Размещение авторского материала на страницах электронного справочника "Информио" является бесплатным. Для получения бесплатного свидетельства необходимо оформить заявку

Положение о размещении авторского материала

Размещение информации

Экологические аспекты железнодорожного транспорта

23.06.2013 4906 1 14786
Лапицкий Василий Николаевич
Лапицкий Василий Николаевич, преподаватель

Водясов Павел Иванович
Водясов Павел Иванович, студент 4 курса

Тайгинский институт железнодорожного транспорта - филиал ФГБОУ ВО "Омский государственный университет путей сообщения"
В данной статье рассмотрены проблемы воздействия железнодорожного транспорта на экологию. Проанализированы характерные особенности снижения влияния данной проблемы. Выявлена и обоснована необходимость перехода к использованию методов экономии топлива. На основе проведенного исследования автором предлагается выделить основные способы решения, формулируются основные характеристики различных методов.

Ключевые слова: экологическая безопасность; железнодорожный транспорт; биосфера; снижение загрязнений; новые технологии; экономия топлива; обеспечение равновесия; соблюдение дисциплины.


Человечество как биологический вид и социальная общность неразрывно связано с процессами, происходящими в окружающей среде, и во всех возрастающих масштабах черпает из нее ресурсы, загрязняет отходами, продуктами жизнедеятельности. Все происходит в тончайшем слое «жизненного пространства» – биосфере. Эта «оболочка жизни» находится в постоянном движении веществ, совершающих круговорот органических веществ в цепочке: почва – растения – животные – человек – почва (сток), а также неорганических веществ в рамках других цепочек естественного круговорота, ибо природа создала механизмы постоянного круговорота основных химических элементов между неживыми и живыми компонентами окружающей среды в биосфере.


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;
  • ограничение 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 [5].


Активно формируется методология, аксиоматика, круг решаемых задач, математический аппарат, практические приложения новой научной дисциплины – промышленно-транспортной экологии, изучающей различные аспекты воздействия промышленности и транспорта на окружающую среду.

В последние годы классифицированы отдельные источники негативного воздействия транспортных объектов на окружающую среду, установлены причинно-следственные связи для управления экологической безопасностью транспортного комплекса. Установлена мера экологической безопасности (чистоты) транспортных средств различного назначения и экологические требования к этим объектам, определены причинно-следственные связи влияния на этот показатель различных инженерно-технологических и организационных факторов.


Экологические оценки уже не ограничиваются расчетом валовых выбросов отдельных веществ, ставится задача определения и расчета концентраций примесей в атмосфере на значительной площади территории с учетом трансформации отдельных веществ, риска заболевания людей.


Хотя железнодорожный транспорт, точнее его подвижной состав, оказывает неблагоприятное воздействие на все звенья биосферы, но доля его влияния по сравнению с автомобильным существенно меньше, во-первых, потому, что он один из самых экономичных по расходу топлива на единицу транспортной работы, и, во-вторых, из-за широкой электрификации железных дорог [6].


Протяженность железных дорог России составляет 85,5 тысяч километров и, несмотря на то, что железнодорожный транспорт оказывает наименьшее влияние на окружающую среду, его доля в загрязнении остается 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.

Деятельность железнодорожного транспорта в наибольшей степени отражается на атмосфере в районах, где в качестве локомотивов эксплуатируются тепловозы с дизельными силовыми установками. Так, основным источником загрязнения атмосферы при работе подвижного состава являются отработавшие газы тепловозов.


Основной путь снижения выбросов токсичных веществ тепловозами заключается в уменьшении их образования в цилиндрах двигателей. Важное значение имеет обезвреживание отработавших газов, правильная эксплуатация тепловозов.


Для защиты окружающей природной среды необходимо наряду с ограничением выброса дыма бороться с искрами, источниками которых являются газоотводные устройства тепловозов, а также чугунные тормозные колодки локомотивов и вагонов. Искры могут быть причиной пожаров на территориях, примыкающим к железным дорогам. Ограничить искровыделение из газоотводных устройств, свидетельствующее о не полном сгорании топлива, можно осуществлением мероприятий, направленных на улучшение теплотехнического состояния тепловозов, а также установкой искрогасителей. Атмосферный воздух в основном состоит из двух компонентов, а именно: азота (78,09%) и кислорода (20,95%). В небольших количествах в воздухе содержатся инертные газы (неон, криптон, ксенон), углекислота и некоторые другие.


С развитием экономики и ростом населения нарастающими темпами увеличивается расход воздуха, точнее атмосферного кислорода. При этом наблюдается изменение состава воздуха и его загрязнение вредными веществами. В современных крупных промышленных и густонаселенных центрах состав воздуха существенно отличается от средней структуры атмосферы Земли. Промышленные центры и индустриальные города, образно говоря, накрыты, словно гигантским колпаком толщиной в сотни и тысячи метров, облаками из удушливого, отравленного газами и аэрозолями воздуха [2].


Ученые отмечают убыстряющийся процесс насыщения атмосферы углекислым газом за счет сокращения удельного содержания в ней кислорода.


Кроме углекислоты, воздушный океан загрязняется более вредными для здоровья людей и всего животного мира веществами. Среди них следует выделить окись углерода (угарный газ), сернистые соединения, не сгоревшие углеводороды, окислы азота, твердые аэрозоли (зола, сажа, пыль).


В настоящее время главными источниками загрязнения воздушного бассейна являются промышленные предприятия и транспорт.


Необходимо отметить, что размеры влияния различных видов транспорта на атмосферу неодинаковы и зависят от особенностей и степени развития того или иного транспорта.


В отработавших газах транспортных двигателей, кроме паров воды, обнаружено более 200 химических соединений и элементов. Наиболее вредными и опасными для здоровья людей и животного мира считают окись углерода, окислы азота, сернистые соединения и несгоревшие углеводороды.


В настоящее время принимаются конкретные необходимые меры борьбы с загрязнением воздушного бассейна, тем не менее проблема остается острой и требует дальнейших усилий для своего разрешения.


Задачу снижения загрязнений атмосферы можно рассматривать применительно к стационарным транспортным предприятиям и к подвижным транспортным средствам. Одним из наиболее доступных средств снижения уровня загрязненности воздуха в городах и промышленных центрах считается сооружение в системе топливосжигающих установок предприятий транспорта и промышленности высоких дымовых труб. Поднимая продукты сгорания на большую высоту, такие трубы способствуют рассеиванию их на более значительных территориях, что существенно снижает концентрацию вредных примесей в атмосфере городов. Однако они не обеспечивают кардинального решения проблемы.


Очистка газов, т.е. улавливание вредных компонентов входящих в состав дымовых газов, – задача сложная и капиталоемкая. Очистка отработавших газов от пыли (твердых аэрозолей) осуществляется с помощью электрофильтров и тканевых фильтров из термостойких материалов (включая металлические).


В настоящее время во всем мире ведутся исследовательские и конструкторские работы, направленные на уменьшение и предотвращение загрязнения атмосферы транспортными средствами. Наибольшего внимания ученых, конструкторов и инженеров требует железнодорожный транспорт.


Большое значение для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами имеет повседневный технический контроль состояния локомотива. Все локомотивные хозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При исправном, хорошо отрегулированном двигателе в отработавших газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы. Низкий уровень технического обслуживания приводит к расстройству работы узлов и систем тепловоза. В результате выбросы вредных веществ у таких локомотивов возрастают, намного превышая установленную для данного типа тягового подвижного состава норму.


В настоящее время внедряются новые технологии в области железнодорожного транспорта, а конкретнее на тепловозную тягу, с целью уменьшения потерь энергии и как следствие снижения некачественного сгорания топлива. От качественного сгорания топлива в первую очередь снижается пагубное воздействие отработавших газов на атмосферу, также происходит экономия топливно-энергетических ресурсов. Из этого следует, что необходимо снижать уровень потребления топлива тепловозами [4]. Рассматриваемая проблема актуальна в данное время. Железнодорожный транспорт является крупнейшим потребителем энергоресурсов. Затраты на топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) составляют в целом по сети железных дорог России примерно 11,2% от общеотраслевых эксплуатационных расходов, из них на тягу поездов расходуется 72,2%. Тепловозной тягой выполняются перевозки пассажиров и грузов, а также маневровые работы на станциях и путях промышленного железнодорожного транспорта. С целью сокращения непроизводительных потерь энергии рекомендовано применение в локомотивных депо систем энергетической диагностики и оценки энергетической эффективности тягового подвижного состава, в том числе в части оперативной оценки и диагностики теплотехнического состояния тепловозов в эксплуатации. Бережное использование топливно-энергетических ресурсов – одна из важнейших задач для предприятий ОАО «Российские железные дороги». Топливно-энергетические ресурсы – не безграничны. И от них, в первую очередь, зависит, как будет двигаться в будущее огромная отечественная корпорация – ОАО «РЖД».


Экономия дизельного топлива на тепловозах зависит от хорошего технического состояния локомотива, умелого вождения поездов бригадами, правильной организации формирования составов и от многих других факторов. Наряду с этим важнейшим источником экономии и бережного использования топлива является снижение количественных и качественных потерь топлива при транспортировке, сливе, хранении и выдаче его на тепловозы [3].


К числу основных узлов и аппаратов дизеля, которые непосредственно влияют на расход топлива, относится главным образом топливная аппаратура. Так, например, от неудовлетворительной притирки иглы к корпусу распылителя форсунки, чрезмерно большого зазора между иглой и ее направляющей, нечеткого впрыска, от зависания плунжера и потери плотности плунжерной пары топливного насоса в значительной степени происходит перерасход дизельного топлива.


Большую роль в экономном расходовании топлива играет цилиндро-поршневая группа. Известно, что от износа цилиндровых гильз, поломки или пригорания поршневых колец ухудшается плотность цилиндров, снижается давление сжатия, в результате чего нарушается нормальный процесс сгорания топлива. При всех случаях нарушения нормального процесса сгорания топлива ухудшается экономичность дизеля и увеличивается дымность выпускных газов. Дымление дизеля наиболее наглядно показывает бесполезное выбрасывание топлива в атмосферу, которое при нормальных условиях работы двигателя могло быть использовано рационально. Кроме того, при дымлении загрязняется дизельное масло, в результате чего ухудшаются его физико-химические свойства, увеличивается износ деталей, сокращается их срок работы.


Значительные потери составляют при сливе, хранении и заправке топлива в баки тепловозов. Это происходит из-за неисправности оборудования и резервуаров, плохого соединения трубопроводов, неправильного использования шлангов, перенаполнения баков тепловозов, недослива топлива при сливе из цистерн и от других причин. Большие потери топлива составляют при заправке тепловозов. На первый взгляд эти потери являются незначительными, но в действительности они очень существенны и составляют в среднем по сети железных дорог сотни тонн [1].


Для снижения расхода дизельного топлива в тепловозной тяге на железной дороге продолжает внедряться унифицированная микропроцессорная система

управления электрической передачей тепловоза (УСТА). Она позволяет настраивать мощность дизель-генераторной установки на самый экономичный режим работы и, что особенно замечательно, – без вмешательства машиниста. На сегодняшний день в локомотивном депо Карасук такой системой оборудованы 80 секций тепловозов 2ТЭ10.


Специализированное переносное устройство «ДЭСТА» предназначено для диагностирования топливной аппаратуры. После регулировки с его помощью дизель не только дает экономию топлива до 3,5 процента. Одновременно увеличивается надежность работы топливной аппаратуры, уменьшается вероятность выхода из строя цилиндро-поршневой группы и разжижения моторного масла дизельным топливом. Внедрена «ДЭСТА» в локомотивных ремонтных депо Московка, Барабинск, Тайга, Белово и Новокузнецк. Ощутимый вклад в экономию вносит система контроля работы дизель-генераторной установки «БОРТ», регистрирующая основные параметры во всех режимах, позволяющая контролировать расход дизельного топлива. Разработана она в научно-исследовательском институте технологии, контроля и диагностики (НИИ ТКД) «Транспорт» для тепловозов серии ТЭМ18ДМ, ЧМЭ3 и 2ТЭ10. За последние три года на дороге системой «БОРТ» оборудованы 161 маневровый тепловоз приписки локомотивных депо Омск, Новосибирск, Новокузнецк, Барнаул, 25 тепловозов серии 2ТЭ10. В перспективе намечено оснастить весь приписной парк тепловозов системой «БОРТ». При помощи аппаратно-программного комплекса «БОРТ» расход горючего учитывается до одного литра – благодаря тому, что в топливной системе тепловоза установлены датчики оценки количества использованного топлива на единицу выработанной энергии. Также одним из способов улучшения технико-экономических показателей тепловозных дизелей является впрыск воды непосредственно в камеру сгорания. В отличие от впрыска азота впрыск воды можно использовать постоянно, не приводя к перегреву двигателя. Это обеспечивает увеличение мощности дизелей на 15–20% по причине большой теплоемкости воды, которая охлаждает разогретые детали двигателя, способствует очистке от нагара поршней и камер сгораний, клапанов, выхлопного коллектора. Любой двигатель внутреннего сгорания не просто впустую выбрасывает большую часть получаемой им тепловой энергии (70 – 80 %), но, более того, он даже разрушается, если потеряет возможность, через систему охлаждения, отдавать воде свое тепло. С другой стороны, получающая это тепло вода, превращаясь во время кипения или испарения в пар, при обычном атмосферном давлении увеличивается в своем объеме в 1700 раз. При этом давление образовавшегося пара может помогать рабочему газу приводить в движение поршни двигателей и тем самым давать существенное приращение мощности, максимального крутящего момента и коэффициента полезного действия (КПД) этих двигателей. Успешное функционирование и развитие железнодорожного транспорта зависит от состояния природных комплексов и наличия природных ресурсов, развития инфраструктуры искусственной среды, социально-экономической среды общества.


Состояние окружающей среды при взаимодействии с объектами железнодорожного транспорта зависит от инфраструктуры по строительству железных дорог, производству подвижного состава нового поколения, производственного оборудования и других устройств, интенсивности использования подвижного состава и других объектов на железных дорогах, результатов научных исследований и их внедрения на предприятиях и объектах отрасли. Таким образом, перед железнодорожным транспортом, учитывая его специфические особенности, стоят может быть более трудные задачи в части повышения эффективности своей работы при обеспечении чистоты биосферы и рационального использования всех природных ресурсов, чем в других отраслях народного хозяйства [7]. Обеспечить равновесие в природе можно с помощью правовых, социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических, биологических и других методов. Правовые методы регламентируют нормы и порядок природопользования исходя из условия сохранения относительного равновесия в окружающей среде. Социальные методы основаны на ответственности всех слоев общества за состояние охраны окружающей среды. Экономические методы предусматривают определенные виды затрат на сохранение равновесия окружающей среды, рациональную плату за ресурсы, возмещение ущерба. Организационные методы основаны на научной организации природопользования и выполнении административных и правоохранных мер по предотвращению вредного воздействия на окружающую среду. Технические методы основаны на создании новых технологий и производственного оборудования, уменьшающих вредное воздействие на природную среду, внедрение эффективных средств очистки выбросов в атмосферу и сбросов в водоемы. Санитарно-гигиенические методы предусматривают обязательный контроль за состоянием окружающей среды с целью своевременного принятия мер по предотвращению вредного влияния загрязнений на людей и природу. В современных условиях одним из направлений борьбы за чистоту биосферы является всемерная экономия жидкого топлива на транспорте. Успех сохранения биосферы от загрязнений в конечном счете зависит от участия в этом большом деле каждого работника железной дороги. Только понимание каждым сложности экологических проблем и на основе этого строжайшее соблюдение технологической и трудовой дисциплины, а также гражданского долга позволят обеспечить гармоничное сосуществование человека, техники и природы.

 

Список использованной литературы:

  1. Гудков, А.В. Ресурсосберегающие технологии и технические средства //Железнодорожный транспорт. 2008. №4. - с. 72-78.
  2. Губкевич Т.В. Управление затратами в условиях ресурсосберегающих технологий / Железнодорожный транспорт. 2000. - №12. - с. 73-75.
  3. Экономика железнодорожного транспорта: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / И.В. Белов, Н.П. Терешина, В.Г. Галабурда и др., Под ред. Н.П. Терешиной, Б.М. Лапидуса, М Ф. Трихунова. - М: УМК МПС России, 2001. - c. 600.
  4. Железнодорожный транспорт: Научно-теоретический технико-экономический журнал/ Орган Министерства Путей Сообщения. -М. : Транспорт. 2006.-№2. - с.60-65.
  5. Клочкова Е.А. Промышленная, пожарная и экологическая безопасность на железнодорожном транспорте. - М.: УМЦ ЖДТ, 2008. - с. 456.
  6. Малов Н. Н., Коробов Ю. И. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 2004. - с. 238.
  7. Луканин В.Н., Трофиненко Ю.В. Промышленно-транспортная экология. Учеб. для вузов. Высш. Шк. 2001.- с. 273.



Назад к списку

Комментарии
На самом деле загрязнений в атмосфере масса (соли тяжелых металлов, токсины, смолы, выхлопы от различных видов транспорта). А что делать обычному человеку, который далек от экологических проблем, но дышит и употребляет в пищу вредные вещества? Ответ один: пить сорбенты, какой-нибудь Энтеросгель; повлиять на состояние экологии я не могу, так хотя бы себя защитить и своих детей, иммунитет поддержать в моих силах.
Шелест

Добавить комментарий
Прежде чем добавлять комментарий, ознакомьтесь с правилами публикации
Имя:*
E-mail:
Должность:
Организация:
Комментарий:*
Введите код, который видите на картинке:*