Вред окружающей среде от поездов. Влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду и здоровье населения. его особенности и основные показатели

Москва 2010 г.

1 История развития скоростного ж. д. транспорта

2 Российские скоростные поезда

3 Влияние на экологию и методы защиты

4 Заключение


1 История развития ж.д. транспорта

Вся история развития железнодорожного транспорта связана со стремлением к повышению рабочих скоростей движения поездов, обеспечению минимального времени нахождения в пути, увеличению использования провозной способности магистралей и повышению комфортабельности пассажиров.

Еще в 1847 г. в Англии на одном из участков Большой Западной железной дороги протяженностью 92 км пассажирские поезда достигали скорости 93 км/ч. Во Франции в 1890 г. паровоз «Crampton» с поездом массой 157 т развил скорость 144 км/ч. В Германии в 1903 г. первый электрический моторный вагон при испытаниях на участке железной дороги Цоссен-Мариенфельд развил скорость 210км/ч. В 50-60 гг. XX столетия в ряде стран осуществлялись научные исследования и инженерные разработки по созданию высокоскоростных железных дорог, рассчитанных на движение со скоростями свыше 200 км/ч. В настоящее время высокоскоростные железные дороги обеспечивают не только высокую скорость передвижения, но и более высокий уровень надежности и безопасности, комфорта, экономичности. Супер поезда, построенные на основе новейших технологий, способные развивать скорость в 300-350 км/ч, успешно конкурируют с автомобильным транспортом и авиацией.

Высокоскоростной наземный транспорт (ВСНТ) в современном понятии - это железнодорожный транспорт, обеспечивающий движение поездов со скоростью более 200 км/ч. ВСНТ осуществляется либо колесным подвижным составом по рельсовому пути, либо бесконтактным способом, когда для тяги и торможения применяется линейный электрический привод, а для создания условий движения - магнитный подвес, так называемый левитирующий транспорт.

2 Российские скоростные поезда

Как известно, в нашей стране в середине 70-х гг. прошлого столетия был создан скоростной поезд ЭР200 (рис. 5.33), развивающий на отдельных участках скорость движения 200 км/ч, который с 1984 г. находится в коммерческой эксплуатации на линии Санкт-Петербург-Москва. Позже был изготовлен еще один состав поезда ЭР200. Для того времени эти поезда вполне отвечали передовым техническим требованиям.

Однако в последующем практическое развитие ВСНТ было заторможено, хотя теоретические исследования проблемы высокоскоростного движения продолжались. Лишь в 1988 г. принята государственная научно-техническая программа, которая включала проблему создания системы и технических средств наземного рельсового транспорта для пассажирских перевозок со скоростью до 350 км/ч. В 1989-1991 гг. были проведены технико-экономические исследования по созданию высокоскоростной магистрали (ВСМ) Центр-Юг (Санкт-Петербург-Москва-Крым и Кавказ), а в качестве первоочередного шага - сооружение ВСМ Санкт-Петербург-Москва.

С 1992 г. проводится работа по составлению технического задания на проектирование российского высокоскоростного поезда, получившего название «Сокол». Этот поезд будет эксплуатироваться на скоростных линиях железных дорог России со скоростями до 160- 200 км/ч, хотя он рассчитан на 250-350 км/ч, до сооружения ВСМ Санкт-Петербург-Москва.

3 Влияние на экологию и методы защиты

Для колесного подвижного состава используется традиционный рельсовый путь, в который укладывается, как правило, усиленная путевая решетка, а для левитирующего ВСНТ создается специальная путевая структура. При контактном ВСНТ прокладка пути, как правило, осуществляется на поверхности земли, а иногда возводятся путепроводы. Для левитирующего транспорта обычно строят искусственные сооружения (эстакады), на которых создают путевую структуру со станциями и ограждениями. Стоимость такой путевой структуры значительно выше, чем в случае рельсового транспорта. ВСНТ с магнитным подвесом является наиболее перспективным и экологически чистым, а также самым бесшумным. При его проектировании и определении стоимости строительства и эксплуатации исходят из позитивных влияний на уровень затрат следующих факторов: высокий темп и экономичность сооружения; большая степень стандартизации и взаимозаменяемости элементов и узлов пути, его надежность, стабильность, долговечность; предельная индустриализация изготовления путевых конструкций; возможность механизации и автоматизации процессов сборки, отладки и пуска в эксплуатацию всей системы. Большим преимуществом левитирующего транспорта по сравнению сконтактным является более высокая степень безопасности и возможность максимальной автоматизации движения.

4 Шум и вибрация при движении поездов

Шум от поездов вызывает негативные последствия, выражающиеся прежде всего в нарушении сна, ощущении болезненного состояния, в изменении поведения, увеличении употребления лекарственных препаратов и т. д. Нарушение сна может иметь различные формы: удлинение периода засыпания, пробуждения во время сна, ухудшение качества сна, т. е. переход от глубокого сна к более легкому, поверхностному. Мгновенные прерывания сна учащаются с увеличением частоты и силы звука. При равном акустическом показателе шум от поездов вызывает в 3 раза меньше нарушений сна, чем шум от автомобилей. На сон влияет не только уровень шума, но и число его источников.

Восприятие шума поездов зависит от общего шумового фона. Так, на заводских окраинах городов он воспринимается менее болезненно, чем в жилых кварталах. Шум от вокзалов и особенно сортировочных станций вызывает более негативные последствия, чем шум от обычного движения поездов.

Шум железной дороги заглушает человеческий голос, он мешает при просмотре и прослушивании теле- и радиопередач. Как показали результаты анкетирования, шум поездов в большей степени препятствует восприятию речи, чем шум от автомобильного движения. Это объясняется, прежде всего, продолжительностью шумового эффекта, вызываемого движением поезда. Шум может стать причиной стрессового состояния, характеризующегося повышением активности центральной и вегетативной нервной систем. О приближении пассажирского и тем более грузового поезда известно задолго до его появления - по шуму, знакомому всем перестуку колес, железному лязгу. Через города и поселки, по берегам тихих рек, заповедным местам днем и ночью идут составы. И это отнюдь не благотворно воздействует на людей, животный мир природы и даже на ее растительный наряд.

Исследователями получены характеристики шумов всех категорий поездов в зависимости от скорости и интенсивности их движения, данные по шуму грузовых дворов и станций, депо, тяговых подстанций и других объектов железнодорожного транспорта.

Шум поезда слагается из шума локомотива и вагонов. При работе тепловозов наибольший шум отмечается у выпускной трубы двигателя, где уровни звукового давления достигают 100–110 дБА. Даже на расстоянии 50 м от оси крайнего пути наружный шум тепловоза составляет 83– 89 дБА.

Основным источником шума вагонов являются удары колес на стыках и неровностях рельсов, а также трение поверхности катания и гребня колеса о головку рельса. Качение колес по сварному рельсу без выбоин и волнообразного износа приводит к образованию шума в широком диапазоне частот. При этом уровни и частотный спектр шума зависят от состояния рельсового пути и колес, а также от возбуждаемых в них колебаний. Дефекты поверхности рельсов вызывают вибрации и удары, снижают устойчивость рельсов и верхнего строения пути в целом, приводят к износу подвижного состава и повышению уровня шума на величину до 15 дБА. Стыки рельсов вызывают ударный шум с повышением его уровня до 10 дБА. К таким же результатам приводят различные неровности, выбоины и нарушения кривизны поверхности катания и гребня колес. При движении в кривых малого радиуса иногда возникают скрежущие шумы. Такие же шумы наблюдаются и при пользовании дисковыми тормозами.

При движении поезда со скоростью 70 –80 км/ч по рельсам, уложенным на деревянных шпалах, звуковое давление у колес составляет 125–130 дБ, а по рельсам, лежащим на железобетонных шпалах, - всего на 1– 2 дБ больше. В зависимости от скорости движения шум возрастает в среднем для пассажирских поездов на 0,37 дБ, для грузовых на 0,3 дБ и для локомотивов на 0,23 дБ при увеличении скорости на 1 км/ч. Уровни звука от пассажирских, грузовых и электропоездов при скорости движения 50–60 км/ч составляют 90– 92 дБА.

Предельно допустимый уровень шума, создаваемого вагоном при движении, должен быть не более 80 дБ на расстоянии 50 м от железной дороги, а от проходящих скоростных поездов в населенных местах не должен превышать уровня, указанного в Строительных нормах, Правилах защиты от шума и ГОСТ ССБТ «Шум».

Высокий уровень и среднечастотный характер колесного шума поезда по санитарной оценке весьма неблагоприятны и требуют эффективных мер его снижения. Однако применяемые на практике методы и приемы пока не дают заметного эффекта. Так, общее снижение шума в результате укладки бесстыкового пути и установки резиновых прокладок между рельсами и шпалами составляет всего 6–12 дБА. В то же время волновой износ рельсов повышает шум на 20 дБА. Резиновые прокладки в колесах на железнодорожном транспорте не применяются.

Заключение

Проблема развития высокоскоростного экологически чистого наземного транспорта носит общенациональный характер. Ее решение позволило бы существенно улучшить ситуацию с организацией перевозок пассажиров на основных на-правлениях сети железных дорог, обеспечить увеличение пассажирооборота, сократить потребность в подвижном составе и в результате поднять престиж отечественных железных дорог и государства в международном аспекте.

Наиболее эффективным методом решения этой проблемы является научно-техническое планирование и управление комплексом решаемых задач на базе Федеральной целевой программы.

Россия занимает четвертое место в мире по пассажирообороту железнодорожного транспорта и не имеет высокоскоростного сообщения. Лидирующее положение по пассажирообороту в высокоскоростном движении занимает Япония (около 75 млрд. пасс-км в год). В странах европейского сообщества (Франции, Германии, Великобритании, Италии, Испании, Швеции) общий пассажирооборот в высокоскоростном движении составляет около 45 млрд. пасс-км в год. Из года в год пассажирооборот в высокоскоростных перевозках увеличивается, т.е. его популярность растет. Всего в эксплуатации на зарубежных железных дорогах по состоянию на начало 2000 г. находилось 13375 вагонов высокоскоростного пассажирского состава, из них около 45% в моторвагонном исполнении.

Окружающая человека природная среда формировалась миллионы лет. Она состоит из:
искусственной среды, созданной людьми в процессе развития и создания промышленной, транспортной, энергетической, хозяйственно-бытовой и других инфраструктур;
естественной природной среды, которая формировалась в процессе эволюционного формирования Земли и жизни на ней. Природная среда включает в себя землю, почвы, недра, гидросферу, атмосферу, флору, фауну, ландшафты;
природных ресурсов, без которых невозможно существование и развитие общества.
Железнодорожный транспорт и его предприятия являются природопользо- вателями и постоянно воздействуют на природную среду. Уровень воздействия может находиться в допустимых равновесных и кризисных границах. Характер воздействия транспорта на окружающую среду определяется составом техногенных факторов, интенсивностью их воздействия, экологической весомостью воздействия на элементы природы. Техногенное воздействие может быть локальным от единичного фактора или комплексным - от группы различных факторов, характеризующихся коэффициентами экологической весомости, которые зависят от вида (механическое, тепловое, биологическое, химическое, электромагнитное и др.) воздействия, их характера (кратковременное, долговременное), объекта воздействия (функционирование железных дорог, их предприятий).
Железнодорожный транспорт по сравнению с прочими видами транспорта не является самым активным источником загрязнения природной среды, но в совокупности с объектами - загрязнителями других отраслей промышленности создает для нее серьезную угрозу.
Внедрение в практику все новых химических веществ приводит к тому, что большему числу работников приходится трудиться в зоне их воздействия.
Поэтому необходимо предусматривать меры, уменьшающие фактор риска для здоровья при контактах человека с токсичными и другими вредными веществами, использование для перевозки особо опасных грузов специализированных вагонов, не повреждающихся при авариях и сохраняющих герметичность, специальной особо прочной тары и т.д.
Состояние окружающей среды при взаимодействии с предприятиями же-лезнодорожного транспорта зависит от развития инфраструктуры для строительства железных дорог, производства и ремонта подвижного состава, производственного оборудования и других устройств, от интенсивности эксплуатации подвижного состава и других объектов отрасли.
Современный тип эколого-экономического развития страны в целом и железнодорожного транспорта, в частности, можно определить как техногенный тип экономического развития, т.е. природоемный, базирующийся на использовании искусственных средств производства, созданных без учета экологических ограничений. При этом наносится значительный экономический ущерб, являющийся стоимостной оценкой загрязнения окружающей среды и деградации природных ресурсов.
Наиболее опасными, с экологической точки зрения, предприятиями и объ-ектами железных дорог являются промывочно-пропарочные пункты для наливного подвижного состава, пункты дезинфекции вагонов для перевозки животных и биологически опасных веществ, шпалопропиточные и щебеночные заводы, ло-комотивные и вагонные депо, подвижной состав, перевозящий нефтепродукты и взрывчатые вещества. Экологическую безопасность могут нарушать и физические факторы, возникающие при работе объектов железнодорожного транспорта (шум, вибрация, электрические и электромагнитные поля, взрывы, пожары).
Воздействие железнодорожного транспорта на природу обусловлено строительством дорог, производственно-хозяйственной деятельностью предприятий, эксплуатацией железных дорог и подвижного состава, перевозками грузов и пассажиров, сжиганием большого количества топлива и др. Загрязнения накладываются на фоновые загрязнения от производственной, хозяйственно-бытовой деятельности общества, от объектов теплоэнергетики, промышленности, сельскохозяйственной и других видов деятельности. Часто в районах станций и узлов железных дорог загрязнения превышают допустимые нормы.
Факторы воздействия предприятий и объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду можно классифицировать по следующим признакам:
механические (твердые отходы, механическое воздействие на почвы строительных, дорожных, путевых и других машин);
физические (тепловые излучения, электрические поля, электромагнитные поля, шум, инфразвук, ультразвук, вибрация и др.);
химические (воздействие химических веществ и соединений - кислот, щелочей, солей металлов, альдегидов, ароматических углеводородов, красок и растворителей, органических кислот и соединений, антисептиков для шпал и т.д., которые подразделяются на чрезвычайно опасные, высокоопасные, опасные и малоопасные);
биологические (воздействие макро- и микроорганизмов, бактерий, вирусов, простейших и их производных).
Эти факторы могут действовать на природную среду долговременно, сравнительно недолго, кратковременно или мгновенно.
Равновесие в природной среде обеспечивается поддержанием энергетического, водного, биологического, биогеохимического балансов. Количественные характеристики перечисленных балансов зависят от географического положения регионов, климатических условий, величины использования ресурсов, природных явлений и степени загрязнения окружающей среды предприятиями. Обеспечить равновесие в природе можно с помощью правовых, социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических, биологических и других методов. Только при условии экологического баланса между функционирующими объектами железнодорожного транспорта и возможностями природной среды по восстановлению и самоочищению можно избежать экологического риска и обеспечить экологическую безопасность в регионе их размещения.
Взаимодействие природы и транспорта настолько глубоко и обширно, что возникла новая наука - транспортная экология, которая изучает и создает инженерные средства охраны и улучшения природы в зонах транспортных предприятий, в том числе по трассам дорог.
Главные направления транспортной экологии:
архитектурно-ландшафтное;
защита от загрязнения атмосферы, водных объектов, почв;
защита от шума и вибрации;
охрана фауны, флоры, памятников истории и культуры, возможных палеонтологических находок;
предупреждение дефляции и эрозии почв (рельефа);
организация обслуживания движения с наименьшим ущербом для природы;
снижение потребности в грунте при отсыпке насыпей и устройстве выемок;
образцовое обустройство и содержание полосы отвода.
на окружающую среду
Источники загрязнения окружающей природной среды на железнодорожном транспорте, оказывающие негативное воздействие на здоровье людей, делятся на две группы: стационарные и подвижные, их классификация приведена на рис. 32.1.
Для нормирования качества окружающей среды предусмотрены предельно допустимые нормы воздействия на окружающую среду, гарантирующие экологическую безопасность населения. К этим нормам относятся:
предельно допустимые или временно согласованные нормы выбросов в атмосферу вредных веществ (ПДВ, ВСВ);
предельно допустимые или временно согласованные нормы стоков в водоемы (ПДС, ВСС);
предельно допустимые нагрузки отходов производства на земли и почвы (ПДВ);
предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе, воде, почвах (ПДК) и др.
На стадии функционирования предприятий при их экологической паспортизации проводят измерение концентрации вредных веществ. Если концентрация вредных веществ выше ПДК, то предприятие получает предписание на снижение уровня воздействия на атмосферу, землю и воду и проведение приро-доохранных мероприятий.
Для осуществления перевозочной деятельности, погрузочно-разгрузочных операций, хранения грузов и выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту подвижного состава и верхнего строения пути железнодорожный транспорт не только потребляет такие природные ресурсы, как вода, атмосферный воздух и земля, но и загрязняет их. Рассмотрим более подробно источники, виды и объемы загрязнения.
Водные ресурсы. Предприятия железнодорожного транспорта используют воду на хозяйственно-питьевые, производственные нужды, для орошения и сельскохозяйственного водоснабжения. При водопользовании имеет место во- допотребление, которое может быть безвозвратным, повторным, оборотным. В целях рационального использования воды введены нормы водопотребления воды на одного жителя и на условную единицу перевозок или другой продукции, производимой на предприятиях отрасли. Только из собственных водозаборов, созданных на железных дорогах для обеспечения хозяйственно-бытовых и производственных нужд, ежегодно потребляется свыше 431 млн м воды. Потребление воды предприятиями железнодорожного транспорта снижается благодаря оборотному водоснабжению, доля которого в техническом водоснабжении со- ставляет 30-85%. Общий по отрасли объем водопотребления составляет около 473 млн м /год. В среднем предприятия одной железной дороги для удовлетворения своих нужд потребляет 20 млн м3/год.
Предприятия отрасли и перечень загрязнителей, которые попадают в водные бассейны, приведены в табл. 32.1.
Наряду с физическими и химическими загрязнителями может быть тепловое и микробное загрязнение вод. Общеотраслевой объем сточных вод, сбрасываемых всеми предприятиями в природные водоемы, составляет свыше 70 млн м3/год, в том числе в среднем на полигоне одной железной дороги - около 4 млн м3/год.
33
Следует отметить, что 1 м стоков загрязняет более 60 м чистой воды, так как содержит различные взвешенные частицы, нефтепродукты, фосфор, фенол, со-единения меди, железа и цинка, бензол, углеводороды и другие вещества, вредные для здоровья людей и снижающие срок эксплуатации основных производственных фондов транспорта.
Так, промывочно-пропарочная станция, проводя очистку цистерн от остаточных нефтепродуктов на основе пропарки внутренней полости цистерн и промывки их горячей водой, осуществляет сток объемом до 500 м /год, в котором содержатся бензол, ксилол и углеводороды общим весом до 15 кг на одну цистерну.
Атмосферный воздух. Под загрязнением атмосферного воздуха понимается увеличение концентрации физических, химических и биологических компонентов сверх того, что выводит природные системы из состояния равновесия.
Загрязнения могут быть природными или возникающими под влиянием деятельности человека, т.е. антропогенными (техногенными). По распространению в пространстве загрязнения подразделяются на глобальные, региональные и локальные. Практически все виды деятельности людей связаны с выделением в атмосферный воздух различных видов загрязнения.
На железнодорожном транспорте более 13 тыс. предприятий - стационарных источников - выбрасывают в атмосферу более 500 тыс. т вредных веществ. Распределение этих загрязнений характеризуется следующими данными: предприятия служб гражданских сооружений - 37,9%; локомотивные депо - 27,3%; вагонные депо - 10,8%; ремонтные заводы - 13,4%; щебеночные и шпалопро- питочные заводы - 1,6%; другие объекты - 9%.
Загрязнение сточных вод выбросами предприятий железнодорожного транспорта Предприятия, деятельность которых наносит наибольший ущерб водным бассейнам Ремонтные заводы, локо-мотивные и вагонные депо Шлалопропиточные заводы Промывочно- пропарочные станции Дезинфекционно- пропарочные станции Пункты подготовки вагонов Ингредиенты, загрязняющие сточные воды Нефтепродукты, щелочи, кислоты, минеральные и органические взвеси, поверхностно-активные вещества, хром, никель, медь, железо и др. Масла (каменноугольное и сланцевое пропиточное), скипидар, ацетон, органи-ческие кислоты и др. ор-ганические вещества Нефтепродукты (пла-вающие и эмульгиро-ванные), тетраэтилсви- нец, фенолы, различные взвешенные вещества, термическое загрязнение Остатки перевозимых грузов, дезинфекционные средства (каустическая сода, хлорная известь), минеральная взвесь и растворимые соли, возможность бактериального загрязнения Пыль, нефтепродукты, органические примеси, продукты коррозии ме-таллов, моющие средства
Большое количество загрязнений поступает от котельных и печей, исполь-зуемых на предприятиях отрасли. При сжигании топлива выделяются сажа, оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы, пятиокись ванадия, окислы фосфора и другие вредные соединения. На щебеночных заводах при перевозке сыпучих грузов, их погрузке и выгрузке образуется пыль. На предприятиях по ремонту подвижного состава в атмосферу выбрасываются вредные вещества от процессов мойки, сварки, окраски, нанесения покрытий гальваническими способами, переработки пластмасс и древесины, испытания двигателей и других. Шпало- пропиточные предприятия выделяют в атмосферу антисептики (каменноугольное и сланцевое масло), различные химические соединения.
Выбросы от передвижных источников на железных дорогах составляют 1650 тыс. т вредных веществ. Загрязнение происходит в результате сжигания топлива. Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загряз-няющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах.
При работе двигателей внутреннего сгорания в атмосферу попадают оксид углерода, оксид азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды и сажа. На 1 т сгоревшего топлива приходится более 120 кг выбросов от дизельных и 400 кг от карбюраторных двигателей.
Загрязнение атмосферного воздуха характеризуется следующими данными: одна секция тепловоза выбрасывает в атмосферу 28 кг оксида углерода, 17,5 кг оксидов азота, до 2 кг сажи в час. На рельсосварочных предприятиях при использовании 1 кг сварочной проволоки в атмосферу выбрасывается 3060 г аэрозолей, содержащих окислы марганца, кремния, фториды. При обработке одного сварочного стыка рельса после сварки выделяется до 60 г пыли, содержащей окислы кремния, магния, алюминия. При нанесении лакокрасочных покрытий на изделия с вентиляционными выбросами уносится до 30% лакокрасочных материалов (ацетона, толуола, уайт-спирита и различных смол). При мойке подвижного состава в атмосферу попадают щелочи, поверхностно активные вещества и др.
Качество атмосферного воздуха - это совокупность свойств атмосферы, определяющая степень воздействия физических, химических и биологических
факторов на людей, растительный и животный мир, а также на конструкции и окружающую среду в целом. Основой оценки качества воздуха является гигиеническое регламентирование концентраций загрязняющих атмосферу веществ. Основными показателями качества атмосферного воздуха считаются предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК) в атмосферном воздухе на высоте 2 м от поверхности земли.
Под ПДК понимается максимальная концентрация вредных веществ в атмосфере, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия. Загрязняющие атмосферный воздух вредные вещества по классу опасности подразделяются на: класс 1 - чрезвычайно опасные, класс 2 - высокоопасные, класс 3 - умеренно опасные, класс 4 - малоопасные.
ПДК основных загрязняющих атмосферу населенных пунктов веществ приведены в табл. 32.2. Специфические загрязнения обусловлены конкретным характером производства.
Предельно допустимые концентрации ряда загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов
Таблица 32.2 ПДК, мг/м3 Вещество максимальная разовая среднесуточная Класс опасности Азота диоксид 0,085 0,04 2 Азота оксид 0,6 0,06 3 Аммиак 0,2 0,04 4 Ангидрид сернистый 0,5 0,05 3 Ацетон 0,35 0,35 4 Бензин 5 1,5 4 Бензол 1,5 0,1 2 Бутан 200 - 4 Взвешенные вещества (пыль) 0,5 0,15 3 Водород фтористый 0,01 0,001 2 Дихлорэтан 3 1 2 Диэтилртуть - 0,0003 1 Загрязняющие вещества классифицируются на пары, газы, аэрозоли, смеси паров и аэрозолей. Дополнительными показателями качества воздуха являются его подвижность, температура, влажность, давление, величина излучений. Состояние воздуха в городах нельзя признать удовлетворительным.
Вещество ПДК, мг/м3 максимальная разовая среднесуточная Класс опасности Железа окись - 0,04 3 Железа хлорид - 0,004 2 Иод - 0,03 2 Кадмия окись - 0,001 2 Капролакгам 0,06 0,06 3 Кислота азотная 0,04 0,15 2 Кислота серная 0,3 0,1 2 Магния окись 0,4 0,05 3 Нафталин 0,003 0,003 4 Никеля окись - 0,001 2 Олова хлорид 0,5 0,05 3 Пыль хлопковая 0,5 0,15 3 Ртуть металлическая - 0,0003 1 Сажа 0,15 0,05 3 Сероуглерод 0,03 0,005 2 Сероводород 0,008 - 2 Скипидар 2 1 4 Толуол 0,6 0,6 3 Углерода окись 5 3 4 Фенол 0,001 0,003 2
Под выбросами понимается кратковременное или за определенное время (с, сут, год) поступление в окружающую природную среду загрязняющих веществ и физических излучений. Величина выбросов нормируется. В качестве нормируемых показателей приняты предельно допустимый выброс (ПДВ), вре-менно согласованный с организациями охраны природы выброс (ВСВ). Предельно допустимый выброс - это норматив, устанавливаемый для каждого конкретного источника, исходя из условия, что от источника и всей совокупности окружающих его источников приземная концентрация вредных веществ с учетом их рассеивания и фона не превышает нормативов качества воздуха. Кроме нормируемых выбросов, имеют место аварийные и валовые выбросы.
Выбросы характеризуются количеством загрязняющих веществ, их химическим составом, концентрацией, агрегатным состоянием.
Промышленные выбросы подразделяются на организованные и неорганизованные. Под организованными промышленными выбросами понимаются выбросы, поступающие в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы. Неорганизованные выбросы поступают в атмосферу в виде ненаправленных потоков в результате нарушения герметизации, невыполнения требований охраны атмосферы при погрузке и выгрузке грузов, нарушения технологии производства или неисправности оборудования.
По агрегатному состоянию выбросы подразделяются на четыре класса: I - газообразные и парообразные; II - жидкие; III - твердые, IV - смешанные. Газообразные выбросы - сернистый ангидрид, диоксид углерода, оксид и диоксид азота, фтористые соединения, сероуглерод, сероводород, хлор, синильная кислота, аммиак, фенол и др. Жидкие выбросы - кислоты, щелочи, растворы солей, растворы жидких металлов, органические соединения, синтетические материалы. Твердые выбросы - канцерогенные вещества, соединения свинца, органическая пыль, не-органическая пыль, сажа, смолы, синтетические и другие вещества.
По величине массы выбросы объединены в шесть групп, т/сут: первая группа - масса менее 0,01 включительно; вторая - от 0,01 до 0,1; третья - от 0,1 до 1; четвертая - от 1 до 10; пятая - от 10 до 100; шестая - свыше 100.
Основными параметрами, характеризующими выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, являются: вид производства, источник выделения вредных веществ (установка, устройство), источник выброса (труба и др.), количество источников выброса, координаты расположения выброса, высота источника выброса, диаметр устья трубы, параметры газовоздушной смеси на выходе из источника выброса (скорость, объем, температура), характеристика газоочистных устройств, виды и количество вредных веществ и др.
Вредные вещества, попадающие в атмосферу от транспортных предприятий, энергетических установок, перевозочных средств, растворяются в воздухе и переносятся движущимися потоками воздуха на большие расстояния. Рассеивание загрязнений приводит к снижению концентрации вредных веществ в зонах их выброса и одновременному увеличению площадей с загрязненным воздухом.
На характер распространения вредных веществ в атмосфере и величину зон загрязнения оказывают влияние метеорологические условия (горизонтальное и вертикальное движение масс воздуха, его скорость, температура, влажность, дождь, снег, наличие облаков). Кроме метеорологических факторов, на рассеивание загрязнений оказывают влияние рельеф местности, наличие лесов, водоемов, гор. Степень загрязненности атмосферы городов и населенных пунктов зависит от их планировки и озеленения.
Одним из свойств атмосферы является ее способность к самоочищению. Самоочищение атмосферного воздуха происходит в результате сухого и мокрого выпадения примесей, адсорбции их земной поверхностью, поглощения растениями, переработки бактериями и микроорганизмами и другими путями. Посадка деревьев, кустарников внутри и около предприятий, вдоль транспортных магистралей способствует очищению атмосферного воздуха от пыли, оксидов углерода, диоксидов серы и других веществ. Следует отметить, что одноярусная посадка деревьев снижает концентрацию примесей в воздухе на 10%, а двухъярусная - на 65%. Наилучшей поглощающей способностью в отношении диоксида серы обладают тополь, ясень, липа. Одно взрослое дерево липы может аккумулировать в течение суток десятки килограммов диоксида серы, перерабатывая его в безвредное вещество. Огромная роль в очищении атмосферного воздуха принадлежит почвенным бактериям и микроорганизмам. При температуре 15-35°С микроорганизмы перерабатывают на 1 км до 81 т в сутки оксидов и диоксидов углерода.
Возможности природы по самоочищению имеют ограничения, что следует учитывать при определении нормативов ПДВ. Выбросы в атмосферу подлежат очистке. Под очисткой понимается отделение от выбросов вредных веществ.
Земля. Земля - важнейшая часть окружающей среды, характеризующаяся пространством, рельефом, климатом, почвенным покровом, растительностью, водами. Она является главным средством производства в сельском хозяйстве и пространственным базисом для размещения предприятий отраслей народного хозяйства.
При строительстве и реконструкции объектов железнодорожного транспорта осуществляется отвод земельных угодий как в постоянное, так и во временное пользование. Размещение земляного полотна, искусственных сооруже-ний, производственных и жилищно-бытовых зданий и других сооружений обусловливает необходимость отвода земли в постоянное пользование. Закладка карьеров, строительство временных подъездных дорог, поселков строителей требуют временного отвода земельных угодий. Отвод земель под объекты отрасли во временное пользование распределяется следующим образом: карьеры и резервы - 62%; временные автодороги - 27%; временные поселки строителей - около 5%; другие объекты - 6%. Средняя площадь отводимых земель в расчете на 1 км строительной длины линии составляет 9,25 га, в том числе площадь постоянного отвода - 7,24 га (78%), площадь временного отвода - 2,01 га (22%). Земля, отводимая под постоянные сооружения, изымается навечно, что приводит к выбытию ее из сельскохозяйственного оборота, нарушению внутрихозяйственного землеустройства, изменению порядка севооборота, созданию помех в применении мелиорации и современной агротехники.
В результате антропогенного воздействия земли и почвы загрязняются, что приводит к снижению их плодородия, а в некоторых случаях - к выводу их из сферы сельскохозяйственных угодий. Под загрязнением земли понимается насыщение ее поверхностных слоев физическими, химическими и биологическими компонентами, которые отрицательно влияют на окружающую природную среду и плодородие почв.
Основными источниками загрязнения территорий предприятий железно-дорожного транспорта являются нефтепродукты, перевозимые грузы, выбросы и стоки от гальванических, сварочных, окрасочных производств и мойки подвижного состава. Площадь загрязненной территории на предприятиях железнодорожного транспорта составляет 10-30% их общей площади.
В соответствие с земельным и природоохранным законодательством определены нарушения, вызывающие загрязнения и деградацию земель (рис. 33. 2).
Класс опасности устанавливается по ряду показателей, в том числе по ПДК в почве: I класс - менее 0,2; II - от 0,2 до 0,5; III - свыше 0,5 мг загрязняющих веществ на кг почвы.
По степени загрязнения почвы подразделяются на сильнозагрязненные, среднезагрязненные, слабозагрязненные. В сильнозагрязненных почвах количество загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Они имеют низкую биологическую продуктивность и существенное изменение физико- химических, химических и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает нормы. В среднезагрязненных почвах превышение ПДК незначительно, что не приводит к видимым изменениям свойств почв. В слабозагрязненных почвах содержание химических веществ не превышает ПДК, но выше фона.
По степени устойчивости к химическим загрязнениям и характеру ответной реакции почвы подразделяются на очень устойчивые, среднеустойчивые, малоустойчивые. Степень устойчивости почв и химических загрязнений харак-теризуется такими показателями, как гумус почв, кислотные окислительно- восстановительные свойства, биологическая активность, уровень грунтовых вод, доля веществ, находящихся в растворимом состоянии, и др.
Функционирование предприятий железнодорожного транспорта и его энергетических установок вызывает региональные и даже глобальные загрязнения почв. Региональные загрязнения почв могут вызываться кислотными дождями, выпадающими вблизи крупных предприятий, выбрасывающих в атмосферу вредные сернистые, углекислотные и другие газы. Природные процессы (миграция, превращение, разложение, вымывание, выветривание, солнечная радиация, климат) способствуют самоочищению почв. Защитная способность почв по самоочищению имеет определенные пределы, которые следует учитывать при организации производственной и хозяйственно-бытовой деятельности.

Снижение масштабов воздействия на окружающую среду железнодорожного транспорта по сравнению с автомобильным объясняется следующими основными причинами:

  • низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);
  • широким применением электрической тяги (в этом случае выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава отсутствуют);
  • меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами (для автодороги с четырьмя полосами движения ширина проезжей части равна 2×7,5 м, с шестью полосами — 2×11,25 м; под обочины отводится 3,75 м; железнодорожная колея имеет ширину 1,52 м, соответственно на двухпутную железную дорогу будет приходиться 10 — 12 м).

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Продуктами полного сгорания топлива являются углекислый газ, водяной пар и диоксид серы, избыточный кислорода и азот, поступивший с воздухом.

Решающее значение при образовании вредных выбросов является полнота сгорания топлива, т.е. когда количество кислорода достаточно для полного сгорания топлива. Обеспечить такое положение на транспортных машинах невозможно из-за часто меняющейся нагрузки и работе двигателя без неё. При недостаточном поступлении кислорода происходит неполное сгорание, в результате чего вместо углекислого газа образуется угарный газ. При неполном сгорания топлива в двигателе образуются несгоревшие углеводороды CxHy, которые являются одной из причин способствующих образованию раковых образований в организме человека. О наличии повышенного содержания несгоревших углеводородов свидетельствует появления белого или голубого дыма в отработавших газах. Это происходит при запаздывании воспламенения рабочей смеси в двигателе или при пониженных температурах в камере сгорания. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие. При неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива образуется также сажа — частицы твердого углерода черного цвета. В итоге при неполном сгорании топлива продукты сгорания состоят из. углекислого газа, окиси углерода, водяного пара, водорода, азота и его окислов; небольшого количества метана, следов других углеводородов и свободного кислорода

Существует несколько аналитических методов определения продуктов сгорания топлива дизельных двигателей, которые дают несколько отличающиеся результаты, поэтому предпочтение отдается экспериментальным методам, дающим возможность учесть различные эксплуатационные факторы тепловозов.

В России, в Украине и в Европейском Союзе установлены нормы удельных средневзвешенных вредных выбросов с отработавшими газами дизельных двигателей, отличающиеся предельными их значениями.

Отработавшие газы тепловозных дизелей создают угрозу здоровью людей, по тем или иным причинам находящихся в непосредственной близости от железнодорожных путей, по которым осуществляется движение. Так же подвергается опасности здоровье жителей населенных пунктов, в которых расположены железнодорожные узлы. Из вредных для человека веществ наибольшую опасность представляют окислы азота, углерода и серы, углеводороды и канцерогенное вещество – бенз(а)пирен.

Во многих странах ведутся интенсивные исследования в области уменьшения влияния отработавших газов дизелей, в том числе и тепловозных, на здоровье людей. Это достигается различными способами: использованием альтернативных видов топлива, присадок к топливу, изменением конструкции самого дизеля, применением нейтрализаторов, различными способами улучшения рассеивания отработавших газов в атмосфере, запрещением использования тепловозов в черте городов, электрификацией городского и железнодорожного транспорта. Проблема снижение вредных выбросов особенно актуальна для железных дорог на которых эксплуатируются тепловозы, спроектированные и выпущенные в те годы, когда вопросам экологии уделялось недостаточное внимание.

Анализ загрязнений воздуха представляет собой трудную задачу из-за наличия в одной пробе многих токсичных примесей с очень низкими концентрациями. Однако в настоящее время существует разнообразная аппаратура позволяющая решать эту задачу. В каждой стране существует нормативные акты регламентирующие предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, которые регламентирует максимально допустимые значения соответствующих загрязнителей. Имеются также рекомендации Всемирной организации здравоохранения по этому вопросу.

Антропогенное воздействие железнодорожного транспорта на окружающую природную среду происходит по следующим направлениям (видам):

  • механическому - за счет загрязнения почвы, воды и атмосферы пылевыми частицами и твердыми отходами, а также за счет изменения структуры почвенного покрова и микроландшафтов;
  • химическому - за счет изменения химических свойств и внесения в компоненты природной среды химических соединений;
  • физическому - за счет различных энергетических воздействий от источников разных частотных диапазонов;
  • биологическому - за счет появления в среде микроорганизмов, бактерий и вирусов при участии человека;
  • эстетическому - за счет появления свалок, изменения ландшафтов, нарушения пейзажей.

На окружающую природную среду также оказывают влияние следующие ненормируемые факторы, связанные с подвижным составом: рассеивание сыпучих материалов при их погрузке, выгрузке и перевозке; разлив нефтепродуктов и жидких ядовитых и опасных жидкостей; вероятность взрывов и пожаров при перевозке грузов; возгорание лесов, растительности и искусственных сооружений от искр выхлопов двигателей и др.

ВВЕДЕНИЕ

Охрана окружающей среды является важнейшим фактором экономического развития и выживания человечества в мировом масштабе. Окружающая среда должна рассматриваться в качестве неотъемлемого элемента общих решений по развитию в регионах промышленности, транспорта и населенных пунктов. В частности, одной из главных проблем снижения антропогенного воздействия на окружающую среду результатов жизнедеятельности современного общества является проблема уменьшения загрязнения атмосферного воздуха.

Железнодорожный транспорт по сравнению с прочими видами транспорта не является самым активным источником загрязнения биосферы, но в совокупности с объектами - загрязнителями других отраслей промышленности создает серьезную угрозу для окружающей среды.

Структура потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в отрасли определяется структурой энергетики железнодорожного транспорта, которая объединяет под общим названием совокупность топливо-энергопотребляющих и энергогенерируюших установок железнодорожного транспорта, а также систем, обеспечивающих их работу.

Наибольшее количество топлива потребляется в локомотивном хозяйстве железных дорог России (практически все дизельное топливо и около 18% - котельно-печного топлива, т.е. около 44% всего топлива, поступающего на железнодорожный транспорт). Очевидно, что при наличии на предприятии железнодорожных цехов доля выбросов загрязняющих веществ от железнодорожного транспорта будет существенно превышать выбросы остальных источников предприятия. В связи с этим представляло интерес оценить выбросы в атмосферу источниками железнодорожного цеха ОАО «Воткинский завод», а целью дипломного проекта являлась оценка воздействия железнодорожного цеха ОАО «Воткинский завод» на загрязнение атмосферы. При этом решались следующие задачи:

Инвентаризация источников загрязнения атмосферы в железнодорожном цехе;

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу источниками цеха;

Эколого-экономическая оценка хозяйственной деятельности железнодорожного цеха ОАО «Воткинский завод».

Влияние объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду

Железнодорожный транспорт и экология

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 природопользованием;

Неотвратимость наступления ответственности за нарушение правил, норм, законов по охране окружающей среды.

Железнодорожный транспорт по объему грузовых перевозок занимает первое место среди других видов транспорта, по объему перевозок пассажиров второе место после автомобильного транспорта. 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, 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. Каждый элемент системы имеет прямые и обратные связи друг с другом.

При развитии и функционировании объектов железнодорожного транспорта следует учитывать свойства природных комплексов: многосвязность, устойчивость, коммутативность, аддитивность, инвариантность, многофакторную корреляцию.

Многосвязность выражается в разнохарактерном воздействии транспорта на природу, которое может вызвать в ней трудноучитываемые изменения.

Аддитивность - это возможность многопараметрического сложения различных источников техногенного и антропогенного воздействия на природу, что может привести к непредсказуемым изменениям в природе.

Инвариантность является свойством экосистем сохранять стабильность в границах регламентированных техногенных и антропогенных воздействий.

Устойчивость - способность экосистем сохранять исходные параметры при естественном, техногенном и антропогенном воздействиях.

Многофакторная корреляция характеризует экосистемы с позиций их предопределенности к случайным и неслучайным событиям с аналитическими связями между ними.

Железнодорожный транспорт постоянно воздействует на природную среду. Уровень воздействия может лежать в допустимых равновесных и кризисных границах. Характер воздействия транспорта на окружающую среду определяется составом техногенных факторов, интенсивностью их воздействия, экологической весомостью воздействия на элементы природы. Техногенное воздействие может быть локальным от единичного фактора или комплексным - от группы различных факторов, характеризующихся коэффициентами экологической весомости, которые зависят от вида воздействия, их характера, объекта воздействия. Для оценки уровня воздействия объектов транспорта на экологическое состояние природы используют следующие интегральные характеристики:

Абсолютные потери окружающей среды, выражаемые в конкретных единицах измерения состояния биоценозов (флоры, фауны, людей);

Компенсационные возможности экосистем, характеризующие их восстанавливаемость в естественном или искусственном режиме, создаваемом принудительно;

Опасность нарушения природного баланса, возникновение неожиданных потерь и локальных экологических сдвигов, которые могут вызвать экологический риск и кризисные ситуации в окружающей природной среде;

Уровень экологических потерь, вызываемых воздействием объектов транспорта на окружающую среду.

Эти характеристики и позволяют определить экологическую безопасность в регионах расположения транспортных объектов.

Любое воздействие объектов транспорта на природу вызывает ответную реакцию, которая проявляется в следующих формах: адапционной - с локальным или статическим смещением равновесия; восстанавливающейся или самовосстанавливающейся, характеризующейся полным возвратом экосистемы в исходное состояние; частично восстанавливающейся, когда экосистема восстанавливает только часть своих свойств и характеристик; невосстанавливаемой, когда в экосистеме образуются необратимые сдвиги от исходного ее состояния. Воздействие объектов железнодорожного транспорта на природу обусловлено строительством дорог, производственно-хозяйственной деятельностью предприятий, эксплуатацией железных дорог и подвижного состава, сжиганием большого количества топлива, применением пестицидов на лесных полосах и др.

Строительство и функционирование железных дорог связано с загрязнением природных комплексов выбросами, стоками, отходами, которые не должны нарушать равновесие в экологических системах. Равновесие экосистемы характеризуется свойством сохранять устойчивое состояние в пределах регламентированных антропогенных изменений в окружающих транспортное предприятие природных комплексах. Самоочищающая способность природной среды снижается из-за уничтожения и истощения природных комплексов. Линии железных дорог, прокладываемые на сложившихся путях миграции живых организмов, нарушают их развитие и даже приводят к гибели целых сообществ и видов.

Факторы воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду можно классифицировать по следующим признакам: механические (твердые отходы, механическое воздействие на почвы строительных, дорожных, путевых и других машин); физические (тепловые излучения, электрические поля, электромагнитные поля, шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, радиация и др.); химические вещества и соединения (кислоты, щелочи, соли металлов, альдегиды, ароматические углеводороды, краски и растворители, органические кислоты и соединения и др.), которые подразделяются не чрезвычайно опасные, высоко опасные, опасные и малоопасные; биологические (макро- и микроорганизмы, бактерии, вирусы).

Эти факторы могут действовать на природную среду долговременно, сравнительно недолго, кратковременно и мгновенно. Время действия факторов не всегда определяет размер вреда, наносимого природе. По масштабам действия вредные факторы подразделяются на действующие на небольших площадях, действующие на отдельные участки местности, глобальные. Химические вещества и соединения могут мигрировать и рассеиваться в воздухе, в воде, почвах, нанося обратимый, частично обратимый и необратимый ущерб природе. В миграции химических веществ и заразных микроорганизмов важное место занимает транспорт. Основными направлениями снижения величины загрязнения окружающей среды являются: рациональный выбор технологических процессов для производства готовой продукции и ее транспортирования; использование средств защиты окружающей среды и поддержание их в исправном состоянии.

Интегральным критерием экологической эффективности производственной деятельности объектов железнодорожного транспорта служит степень нарушения природного баланса в регионе. Опасность нарушения природного баланса количественно связана с антропогенными факторами производственной и хозяйственной деятельности людей в регионе. В случае, если природная среда не способна справиться с воздействием железнодорожного транспорта, необходимо предусматривать очистные сооружения или проводить восстановительные работы. Равновесие в природной среде обеспечивается поддержанием энергетического, водного, биологического, биогеохимического балансов и их изменением в определенный промежуток времени. Количественные характеристики перечисленных балансов зависят от географического положения регионов, климатических условий, величины использования ресурсов, природных явлений и степени загрязнения окружающей среды. 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.

Взаимосвязь экономики и экологии должна опираться на результаты комплексного анализа всей совокупности показателей научно-технического прогресса во всех отраслях рыночной экономики. Комплексный анализ необходим, чтобы четко определить реальные затраты на создание системы рационального природопользования и природоохранную деятельность в условиях рынка. Целью ресурсосберегающих и природоохранных мероприятий является повышение жизненного уровня людей, создание максимальной комфортности среды их обитания с учетом потенциальных возможностей страны, мировых достижений в области науки и техники, форм территориальной организации производств, уровня социальной производственной и рыночной инфраструктур.

Известно, что железнодорожный транспорт оказывает воздействие на окружающую среду всех климатических зон и географических поясов местности. Дана оценка влияния обьектов железнодорожного транспорта на окружающую среду.

Ключевые слова

железные дороги; воздействие на окружающую природную среду; санитарные нормы; ингредиентные загрязнители; электромагнитные поля; шум подвижного состава / railways; environmental impact; sanitary regulations; ingredient pollutants; electromagnetic fields; rolling stock noise

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы - Пронин Анатолий Павлович

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы - Пронин Анатолий Павлович

  • Анализ уровней сверхнормативного шумового воздействия от железнодорожного транспорта

    2015 / Курепин Д.Е.
  • Прогнозирование уровней шума от высокоскоростных поездов

    2017 / Титова Тамила Семеновна, Иванов Николай Игоревич, Шашурин Александр Евгеньевич, Бойко Юлия Сергеевна
  • Применение биологических и механических барьеров для снижения шумового воздействия на объектах железнодорожного транспорта

    2011 / Матвеева А. А.
  • Современные подходы к контролю шума от подвижного состава и созданию шумовых карт железных дорог

    2015 / Зеленько Ю.В., Мямлин С.В., Недужая Л.А.
  • Геоэкологические проблемы при транспортировке полезных ископаемых железнодорожным транспортом

    2017 / Курепин Дмитрий Евгеньевич
  • Взаимодействие автотранспортного комплекса с окружающей средой

    2011 / Чооду Остап Андреевич
  • Расчётные схемы определения шума от железнодорожного транспорта

    2016 / Куклин Д.А., Матвеев П.В.
  • Технические решения по снижению шума от высокоскоростных железнодорожных магистралей

    2015 / Титова Т.С., Шашурин А.Е., Бойко Ю.С.
  • Проблема защиты от шума

    2011 / Иванов Н.И., Буторина М.В., Минина Н.Н.

From its fi rst day the railways, along with a huge positive impact on the economic development of the regions where they have been built, were cau sing irreparable damage to the ecology of these regions. They were destroying the natural landscape, resulted to the death or to the fragmentation of population of wild animals, polluted the air and created unbearable noise, according to the ideas of those days. Now, when the railways are an integral part of human civilization, it is interesting to evaluate their current impact on the environment, is it as large as sometimes it is presented. The paper provides the assessment of the three main components of this impact: ingredient pollutants, electromagnetic fi elds and noise of rolling stock. It shows that air pollution by harmful emissions do not exceed one of the other modes of transport, and often is much lower. Electromagnetic fields, generated by the contact network and overhead lines of automatic block signal system, are well below health and safety regulations. The noise of rolling stock, although it gives rise to public complaints where the railways come close to residential areas, can be signifi cantly reduced by using simple technical solutions.

Текст научной работы на тему «Влияние железнодорожного транспорта на окружающую природную среду»

Из истории автоматики

УДК 628.517.2

А. П. Пронин, канд. техн. наук

Кафедра «Техносферная и экологическая безопасность», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

ВЛИЯНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ

Железные дороги, наряду с положительным влиянием на развитие экономики тех регионов, где они строились, наносили непоправимый ущерб экологии. Они разрушали природные ландшафты, приводили к гибели или дроблению популяций диких животных, загрязняли воздух и создавали невыносимый, по понятиям того времени, шум. Сейчас, когда железные дороги стали неотъемлемой частью человеческой цивилизации, любопытно оценить их воздействие на окружающую природную среду, так ли оно велико, как иногда представляется. В работе дана оценка трех основных составляющих этого воздействия: ингредиентных загрязнителей, электромагнитных полей и шума подвижного состава. Показано, что загрязнение воздуха вредными выбросами не превышает такового для других видов транспорта, а зачастую значительно ниже. Электромагнитные поля, создаваемые контактной сетью и высоковольтными линиями автоблокировки, значительно ниже санитарных норм. Шум подвижного состава, хотя и вызывает жалобы населения там, где железные дороги близко подходят к жилым районам, может быть значительно снижен за счет простых технических решений.

железные дороги; воздействие на окружающую природную среду; санитарные нормы; ингре-диентные загрязнители; электромагнитные поля; шум подвижного состава

Введение

С момента своего появления железные дороги, наряду с огромным положительным эффектом, который они обеспечивали благодаря стремительному развитию районов, по которым они проходили, оказывали на прилегающие территории и ряд негативных воздействий. Шум подвижного состава, который по сравнению с конной тягой казался оглушающим, пугал животных, не позволял им пересекать железнодорожные пути, при этом их популяции дробились и сокращались. В Северной Америке столкновения и гибель животных под колесами поезда, как диких, так и домашних, были рядовым явлением. Именно там был изобретен «каукетчер» - скотосбрасыватель, спе-

циальная решетка внизу паровоза. Правда, предназначалась она не столько для сохранения жизни животных, сколько для уменьшения опасности схода поезда с рельсов (рис. 1).

Но это были еще «цветочки». Проблемы начались гораздо позднее, когда железные дороги стремительными темпами стали расширять не только саму сеть путей, но и инфраструктуру - локомотивные и вагонные депо, водоснабжение и т. п. Со временем городские вокзалы, которые строились на окраинах, оказались в самом центре, а железнодорожные пути прошли по жилым кварталам, что создало дискомфорт для жителей близлежащих домов (рис. 2).

Развитие электрической тяги хотя и способствовало уменьшению шума и вредных выбросов, но повлекло за собой другую проблему - влияние электромагнитных полей, создаваемое контактной подвеской. Все эти и другие вопросы, связанные с экологической экспансией железных дорог, рассмотрены в настоящей статье.

1 Классификация негативных воздействий железнодорожного транспорта на окружающую природную среду

Вначале следует договориться о терминологии. Согласно общепринятым представлениям экология - это наука о взаимодействии живых организмов и их сообществ между собой и окружающей средой . Это, скорее, биологическое и довольно широкое понятие часто путают с охраной окружающей

Рис. 1. Американский паровоз на мексиканских железных дорогах

Рис. 2. Железнодорожные пути проходят сквозь дом

среды, являющейся только прикладном частью экологии, посвященной защите природных экосистем от негативных техногенных воздействий . Мы будем пользоваться термином «экологический» именно в этом смысле.

Следует также иметь в виду, что, в отличие от охраны труда, которая занимается неблагоприятными техногенными факторами, влиянию которых подвергаются практически здоровые трудоспособные люди, в сферу экологии попадают те же факторы, но воздействующие на население в целом, где есть дети, больные, престарелые, т. е. факторы эти оказывают значительно большее влияние. Кроме того, такое воздействие может длиться 24 часа в сутки. В связи с этим санитарные нормы для одних и тех же факторов, влияющих на население, значительно жестче, чем для работающих.

Техногенные факторы (которые часто называют загрязнителями), можно разделить на два принципиально отличающихся друг от друга типа: ингре-диентные и энергетические .

Первые представляют собой выбросы вредных веществ в атмосферу, а также загрязнение почвы и водоемов продуктами деятельности подвижного состава и стационарными объектами инфраструктуры железных дорог. Их особенностью является то, что после ликвидации источника загрязнения вредные вещества, попавшие в окружающую среду, остаются и продолжают негативно воздействовать на природные экосистемы и население, проживающее вблизи железных дорог, при этом для их ликвидации требуются подчас масштабные работы по очистке.

Энергетические загрязнения, такие как шум или электромагнитные поля, существуют только во время работы источников этих загрязнений, при выключении источника они пропадают.

2 Железнодорожный транспорт как источник ингредиентных загрязнителей

Ингредиентные загрязнения в большинстве своем - это большое количество вредных веществ, выделяющихся в атмосферу как двигателями тепловозов, так и тепловыми электростанциями, вырабатывающими энергию для электрического транспорта, а также предприятиями по производству и ремонту всех видов подвижного состава. Наиболее значимыми загрязнителями среди них являются сажа, оксиды углерода, серы и азота, углеводороды, свинец. Накопление этих веществ в воздухе приводит к значительному ущербу для растительности (кислотные дожди), а также и для здоровья людей (смог). Помимо этого, железнодорожный транспорт требует большого количества невозобновляемых природных ресурсов, в первую очередь нефти и угля, запасы которых постепенно истощаются. При транспортировке железными дорогами нефти и угля, а также разнообразных химических веществ, например удобрений, к месту их потребления загрязняется земная поверхность и все виды акваторий, от малых рек до Мирового океана.

Переход с автономной на электрическую тягу позволяет значительно сократить количество выбросов вредных веществ в атмосферу. Несмотря на то что более половины электрической энергии для железных дорог России производится тепловыми электростанциями, все-таки очистка их выбросов в атмосферу значительно более простая задача, чем очистка так называемых «неорганизованных» выбросов от двигателей тепловозов.

Особо следует отметить вред для природной среды при строительстве новых и реконструкции действующих железных дорог, а также предприятий по их обслуживанию, пассажирских и грузовых терминалов, что требует отвода больших площадей, которые либо выводятся из сельскохозяйственного оборота, либо изымаются из природных ландшафтов, что ухудшает экологическую обстановку и, как следствие, вызывает многочисленные протесты населения.

Однако если сравнить негативные последствия для природы и населения железнодорожного и других видов транспорта, то перевозка одного и того же количества грузов или пассажиров железнодорожным транспортом обходится значительно меньшими потерями (табл. 1, здесь воздействие железнодорожного транспорта принято за единицу).

3 Железнодорожный транспорт как источник электромагнитного загрязнения

Поскольку влияние перечисленных выше ингредиентных загрязнителей на население, растительный и животный мир изучено достаточно полно и это-

Таблица 1. Соотношение удельных показателей воздействия на окружающую среду

и население различных видов транспорта

Удельный показатель Виды транспорта

воздействия Железнодорожный Автомобильный Авиационный

Затраты энергии 1 8 3,5

Выбросы вредных 1 73 600

Количество несчастных 1 13 Нет данных

случаев с пассажирами

Занимаемая площадь 1 1,3 4,8*

* Имеются в виду аэродромы и предприятия по обслуживанию самолетов.

му вопросу посвящено огромное количество работ, в данной статье коснемся только энергетических загрязнителей, как наименее изученных применительно к железнодорожному транспорту.

К основным генераторам электромагнитных полей, которыми при автономной тяге являются высоковольтные линии автоблокировки, основная и резервная, при электрической тяге добавляется еще и контактная сеть. Несмотря на то что воздушные линии электропередачи постоянного тока (Эдисон) и переменного (Вестингауз) появились еще в конце XIX в., до сих пор нет единого мнения о влиянии создаваемых ими электромагнитных полей на человеческий организм. Это нашло свое отражение и в санитарных нормах, которые в разных государствах отличаются в разы, а то и в десятки раз.

Общее мнение, к которому приходят ученые разных стран, - электромагнитные поля постоянного тока и переменного тока промышленной частоты предположительно воздействуют на нервную систему человека, изменяют кровяное давление, возможно, угнетают кроветворную функцию, но в каких пределах это происходит и при каких значениях величин - здесь мнения сильно разнятся.

Следует напомнить, что электромагнитное поле характеризуется двумя основными параметрами: напряженностью электрического поля, В/м (кВ/м), и электромагнитной индукцией, Тл (ранее использовалась величина напряженности магнитного поля, А/м). Ниже приведено сопоставление допустимых значений электромагнитных полей в разных странах, иллюстрирующее отсутствие единого мнения по поводу их влияния на здоровье (табл. 2).

По поводу магнитной составляющей электромагнитных полей мнения еще больше расходятся, и эта величина в Российской Федерации для населения вообще не нормируется. Можно только отметить, что при магнитно-ядерной томографии магнитная индукция в теле человека достигает 10 Тл без каких-либо видимых последствий для здоровья, тогда как нормами, например ЕС, она ограничивается 40 мТл .

Таблица 2. Допустимые уровни напряженности переменного электромагнитного поля промышленной частоты при длительном воздействии на население

Страна или международная организация Напряженно сть электрического поля, В/м

Российская Федерация 500/1000**

Международная комиссия по защите от неионизирующей радиации 10 000

США и Канада Не нормируется * *

* Внутри жилых помещений/на территории жилой застройки.

* * Министерства здравоохранения США и Канады не считают необходимым устанавливать допустимые уровни электромагнитных полей промышленной частоты для населения, поскольку отсутствуют достоверные научные доказательства, что такое воздействие вызывает проблемы со здоровьем, нормирование электромагнитных полей там начинается только с частоты 3 кГц.

Наши измерения показывают, что уровни электромагнитных полей, создаваемых контактной подвеской и линиями электроснабжения автоблокировки на границе полосы отвода, составляют в среднем 220-270 В/м для контактной подвески переменного тока и 60-80 В/м для высоковольтных линий автоблокировки, что значительно ниже допустимых значений и не представляет опасности для населения.

Электромагнитные поля радиочастот, создаваемые линиями радиосвязи железнодорожного транспорта, за пределами полосы отвода значительно ниже полей, создаваемых системами гражданской сотовой связи, где излучатели повсеместно располагаются даже на крышах жилых домов (рис. 3).

Рис. 3. Излучатель сотовой связи на крыше жилого дома

4 Железнодорожный транспорт как источник шумового загрязнения

Теперь перейдем к менее дискуссионному и более изученному виду энергетического загрязнения - шуму. Оставив в стороне предприятия железнодорожного транспорта, поскольку их шум ничем не отличается от аналогичных предприятий других отраслей, обратимся к наиболее распространенному источнику - подвижному составу. Именно он вызывает зачастую многочисленные жалобы населения на шум железных дорог. Поэтому именно для этого шума разработаны основные нормативные документы .

Основным показателем шумового воздействия от движущихся поездов, принятым во всем мире, в том числе в Российской Федерации, является эквивалентный уровень звука, дБАэкв, измеряемый на расстоянии 25 м от оси пути.

Уровни наружного шума, создаваемые подвижным составом, слагаются из трех составляющих: шум привода, шум качения колес по рельсам и аэродинамический шум.

Шум от привода включает в себя шум от тяговых двигателей и передач, а также вентиляторов, компрессоров и других агрегатов.

Шум от качения возникает вследствие контакта колеса с рельсом и связан с высоким давлением качения стали по стали, характерным для системы «колесо - рельс». Интенсивность и частота шума зависят в основном от состояния поверхностей колеса и рельса. Неровности на поверхности катания колеса и рельса ведут к сильному излучению шума. Большинство измерений показывают, что основная часть излучаемого шума качения приходится на колеса. Эти шумы доминируют в спектре частот свыше 1600 Гц. При частотах ниже 500 Гц доминируют шумы от рельсов, которые, кроме перечисленных факторов, определяются конструкцией верхнего строения пути, балластной призмы и грунтового основания. В промежутке между частотами 500 и 1600 Гц эти шумы имеют примерно одинаковую интенсивность.

Аэродинамический шум возникает в результате обтекания подвижного состава воздухом, т. е. в результате воздействия турбулентных граничных потоков, а также срывов воздушных потоков на головном и хвостовом вагонах и в отдельных узлах, например, на тележках и крышевом оборудовании с токоприемниками.

Мощность шума качения, как показывают многочисленные исследования, растет пропорционально третьей степени скорости, в то время как аэродинамического шума - пропорционально пятой степени. В связи с этим существует некая критическая скорость, когда уровни шума качения и аэродинамического шума сравниваются. Например, у поездов серии ICE она равна 300 км/ч.

Для уменьшения уровней шума поездов используется целый ряд мероприятий, которые в основном направлены на защиту от шума качения как

основного источника в диапазоне скоростей до 300 км/ч. Комплекс таких мероприятий получил название LNT-технологии (Low-Noise Technology). Он включает в себя следующее:

Применение дисковых тормозов вместо колодочных на всех колесных парах, что позволяет дольше сохранять гладкой поверхность катания колес и тем самым способствует снижению шума;

Шлифование рельсов;

Применение демпфирующих накладок на дисках колес;

Установку шумозащитных фартуков, экранирующих ходовую часть подвижного состава;

Устройство близко к пути низких шумозащитных экранов (пример такого экрана, установленного на одном иэ участков железных дорог Германии, показан на рис. 4).

Рис. 4. Низкий шумозащитный экран

Низкий экран имеет преимущество перед высоким, так как не закрывает пассажирам вид из окна поезда, однако он эффективен только в сочетании с шумозащитными фартуками на подвижном составе (рис. 5).

Применение мероприятий ЬМТ-технологии уже на стадии проектирования подвижного состава и строительства или реконструкции путей позволяет снизить затраты, которые потребуются в качестве компенсаций за отрицательное воздействие шума подвижного состава на окружающую среду.

Другим способом снижения шума подвижного состава является использование зеленых насаждений.

Зеленые насаждения (деревья и кустарники) рассеивают и поглощают энергию распространяющихся сквозь них звуковых волн. В результате этих

Рис. 5. Низкий шумозащитный экран в сочетании с фартуком на подвижном составе:

1 - экран; 2 - фартук

эффектов уровни шума, распространяющегося через полосу зеленых насаждений, оказываются уменьшенными по сравнению со случаем безлесной поверхности.

Для получения существенного эффекта полоса зеленых насаждений вдоль источника шума не должна иметь просветов, т. е. кроны деревьев должны быть сомкнутыми, а пространство под кронами - заполнено плотными кустами. Наилучшие результаты дают хвойные породы деревьев.

На рис. 6 показаны результаты измерений уровней шума по мере удаления от пути, вдоль которого имеется полоса зеленых насаждений. Видно,

Рис. 6. Эффективность снижения шума подвижного состава в зависимости от расстояния до железнодорожных путей: 1 - без зеленых насаждений; 2 - с зелеными насаждениями

что наиболее интенсивно затухают уровни шума в пределах первых 30 м от железнодорожной магистрали. По мере увеличения этого расстояния дополнительное затухание уровня шума незначительно.

На основании этих и других аналогичных результатов можно считать, что с помощью полосы зеленых насаждений шириной порядка 60 м можно обеспечить дополнительное снижение шума подвижного состава на величину около 12 дБА.

Эффективность экрана в виде насыпи несколько меньше (на 2-3 дБ), так как ее невозможно разместить в непосредственной близости от колеи.

При необходимости снижения шума поезда более чем на 20 дБ следует использовать шумозащитные туннели (галереи). Эффективность туннеля будет определяться отношением расстояния от точки наблюдения до ближайшего конца туннеля к наименьшему расстоянию от этой же точки до туннеля.

Насколько эффективны могут быть предложенные выше шумозащитные сооружения, можно видеть на примере одного из участков железной дороги, проходящего от терминала Санкт-Петербург-Московский до отметки «10-й километр» . Представленные данные по фактическим значениям шума являются результатами многочисленных измерений, по предполагаемому снижению шума экранами с эффективностью 12 дБ - результатами расчетов по нормативным документам .

Без использования экранов, в зоне акустического дискомфорта оказываются три жилых квартала Санкт-Петербурга:

A. Около ул. Днепропетровская, в пределах от развилки ОЖД в районе 1 км до Обводного канала (расстояние границы квартала до крайней колеи от 40 до 100 м.

Б. Между ст. Фарфоровский пост и ст. Сортировочная (расстояние от границы жилых домов старой застройки между 6-м км и 7-м км до железной дороги около 40 м, от домов новой застройки - около 150 м.

B. Между ул. Цимбалина и ул. Шелгунова (расстояние от ближайших домов до железной дороги около 400 м).

При использовании экранов жилые дома в квартале А оказываются вне зоны акустического дискомфорта, если защитный экран будет начинаться за 200 м от первого (углового) дома ул. Днепропетровской и до Обводного канала.

В квартале Б установка экрана эффективностью 12 дБ обеспечит достаточное снижение шума только для домов новой застройки, для домов старой застройки необходима установка экрана эффективностью не менее 14 дБ.

Жилой район В находится практически за пределами зоны дискомфорта, и для его защиты от действия шума железной дороги специальных мероприятий не требуется.

Заключение

Влияние железных дорог, хотя и являющихся источниками негативного воздействия на окружающую природную среду и население, все же значительно ниже, чем других источников, таких, например, как предприятия химической промышленности, металлургические комбинаты, тепловые электростанции и т. п.

По таким показателям, как загрязнение ингредиентными загрязнителями, а также изъятие земель и нарушение ландшафтов, железнодорожный транспорт предпочтительнее других видов транспорта, таких как автомобильный или авиационный.

Воздействие на население, живущее вблизи железных дорог, электромагнитных полей, создаваемых контактной сетью железных дорог и высоковольтными линиями автоблокировки, как показали проведенные нами измерения, значительно ниже существующих санитарных норм, которые в нашей стране являются самыми жесткими в мире.

Подвижной состав железных дорог является источником шума, вызывающего жалобы населения, проживающего вблизи железных дорог. Основной источник такого шума - процесс качения колеса по рельсам, а основной излучатель - сами колеса. Поскольку источник шума находится достаточно низко от поверхности земли, его легко экранировать с помощью низких шумозащитных экранов, которые в сочетании с установкой фартуков на подвижном составе и некоторыми другими мероприятиями получили название ЬМТ-технологии.

Зеленые насаждения также способны снизить шум подвижного состава, важным здесь является подбор пород деревьев и кустарников.

На примере участка железной дороги от терминала Санкт-Петербург-Московский пассажирский до отметки «10-й километр» показано, что такие мероприятия способны полность снизить шумовое воздействие до санитарных норм.

Библиографический список

1. Советский энциклопедический словарь. - М. : Советская энциклопедия, 1979. -1549 с.

2. Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды: федер. закон № 7-ФЗ: принят Гос. Думой 10 января 2002 г. - [М., 2002].

3. Пронин А. П. Энергетическое загрязнение окружающей среды объектами железнодорожного транспорта / А. П. Пронин // Сб. «Вопросы экологии на железнодорожном транспорте». - СПб., 1992. - С. 12-15.

4. СанПиН 2971-84.Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты. - [М., 1984].

5. International Comission on nonionizing Radiation Protection. ICNIRP. Publication for Limiting Exsposure to Time Varying Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz). Published in Health Phisics 74 (4): 494-522, 1998.

6. Limits of Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Energy in the Frequency Range from 3 kHz to 300 GHz, Environmental and Radiation Health Sciences Directorate, Health Canada, 2015. - 18 p.

7. European Union. Amending Directive 2004/40/EC on minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risk arising from physical agents (electromagnetic fields). Official Journal of the European Union, 2008, L114/88.

8. ГОСТ 20444-2014. Шум. Транспортные потоки. Метод определения шумовых характеристик. - М. : Стандартинформ, 2015. - 15 с.

9. Пронин А. П. Экологические аспекты защиты селитебных территорий от шума подвижного состава железных дорог / А. П. Пронин, Г. К. Зальцман // Безопасность жизнедеятельности. - 2009. - № 11. - С. 29-35.

10. Иванов Н. И. Акустико-экологическая безопасность при скоростном движении поездов / Н. И. Иванов, А. В. Никифоров, Г. К. Зальцман, А. П. Пронин, С. А. Лебедев // Железнодорожный транспорт. Экспресс информация. - Вып. 3-4. - М. : ЦНИИТЭИ МПС, 1996. - С. 1-59.

11. ГОСТ Р54933-2012. Шум. Методы расчета уровней шума, излучаемого железнодорожным транспортом. - М. : Стандартинформ, 2013. - 24 с.

Anatoly P. Pronin «Technosphere and ecological safety» department, Emperor Alexander I St. Petersburg state transport university

Problems of environmental impact of railway transport

From its first day the railways, along with a huge positive impact on the economic development of the regions where they have been built, were causing irreparable damage to the ecology of these regions. They were destroying the natural landscape, resulted to the death or to the fragmentation of population of wild animals, polluted the air and created unbearable noise, according to the ideas of those days. Now, when the railways are an integral part of human civilization, it is interesting to evaluate their current impact on the environment, is it as large as sometimes it is presented. The paper provides the assessment of the three main components of this impact: ingredient pollutants, electromagnetic fields and noise of rolling stock. It shows that air pollution by harmful emissions do not exceed one of the other modes of transport, and often is much lower. Electromagnetic

fields, generated by the contact network and overhead lines of automatic block signal system, are well below health and safety regulations. The noise of rolling stock, although it gives rise to public complaints where the railways come close to residential areas, can be significantly reduced by using simple technical solutions.

railways; environmental impact; sanitary regulations; ingredient pollutants; electromagnetic fields; rolling stock noise

1. Soviet Encyclopedic Dictionary (1979) . Moscow, Soviet Encyclopedia (Sovetskaya Entsiklopediya), 1549 p.

2. Federal law 7-03 d. 10.01.2002 «On Protection of Environment» .

3. Pronin A. P. (1992). Energy environmental pollution by the railway transport facilities . Collection «Ecology issues of railway transport» (Sbornik «Vo-prosy ekologii na zheleznodorozhnom transporte»). St. Petersburg, pp. 12-15.

4. SanPiN 2971-84. Sanitary Rules and Regulations for public protection from electric field exposure, produced by AC overhead electric power lines of industrial frequency .

5. International Comission on nonionizing Radiation Protection (1998). ICNIRP. Publication for Limiting Exsposure to Time Varying Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz). Published in Health Phisics 74 (4), pp. 494-522.

6. Limits of Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Energy in the Frequency Range from 3 kHz to 300 GHz (2015). Environmental and Radiation Health Sciences Directorate, Health Canada, 2015, 18 p.

7. European Union. Amending Directive 2004/40/EC on minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risk arising from physical agents (electromagnetic fields) (2008). Official Journal of the European Union, L114/88.

8. GOST 20444-2014. Noise. Traffic flows. Methods of noise characteristic determination . Moscow, Standartinform, 2015, 15 p.

9. Pronin A. P., Zal"tsman G. K. (2009). Ecological aspects of residential area protection from the noise of railway rolling stock . Health and safety (Bezopasnost" zhiznedeyatel"nosti), issue 11, pp. 29-35.

10. Ivanov N. I., Nikiforov A. V., Zal"tsman G. K., Pronin A. P., Lebedev S. A. (1996). Acoustic and ecological safety for high-speed train traffic . Railway transport. Express information (Zheleznodorozhnyy transport. Ekspress informatsiya), issue 3-4, TsNIITEI MPS. Moscow, pp. 1-59.

11. GOST R 54933-2012. Noise. Calculation methods for external noise emitted by railway transport . Moscow, Standartinform, 2013, 24 p.

Статья представлена к публикации членом редколлегии Вал. В. Сапожниковым Поступила в редакцию 01.03.2016, принята к публикации 18.05.2016

ПРОНИН Анатолий Павлович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Техносферная и экологическая безопасность» Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I. e-mail: [email protected]