Геоэкологические аспекты транспорта

   Очищение воды от нефти и нефтепродуктов происходит в результате их естественного распада – химического окисления, испарения лёгких фракций и биологического разрушения микроорганизмами, обитающими в водной среде. Все эти процессы характеризуются чрезвычайно малой скоростью, определяемой, главным образом, температурой воды и содержанием в ней растворённого кислорода. Химическое окисление нефти затрудняется при высоком содержании предельных углеводородов. Окисляются и испаряются в основном лёгкие фракции нефти, а тяжёлые, трудноокисляемые фракции накапливаются и затем оседают на дно, образуя донное загрязнение.

   Морские порты являются выраженными неорганизованными источниками загрязнения атмосферного воздуха твёрдыми и газообразными веществами. Этот тип промышленных предприятий характеризуется большой площадью “сноса” вредных веществ, периодичностью их поступления, связанной с технологическим циклом перегрузки.

1.5 Трубопроводный транспорт

   Трассы магистральных трубопроводов прокладываются в различных природно-климатических зонах, отличающихся геологией, геокриологией, гидрологией, географическим ландшафтом, освоенностью, чувствительностью биогеоценоза к антропогенным и техногенным воздействиям, характером и размером их последствий. При изыскании трасс, строительстве и эксплуатации трубопроводов на грунтовую среду, растительный покров, животный мир, подземные и поверхностные воды, приземной слой атмосферы оказывают влияние различные среды. Источниками воздействия могут быть транспорт и строительно-монтажная техника, перекачиваемый продукт (нефть, газ, нефтепродукты) или продукты его сгорания, тепло транспортируемой по трубопроводу среды, конструкция трубопровода и т. д. В процессе строительства и эксплуатации магистральных газо- и нефтепроводов причиняется определенным утери животному миру—одному из компонентов окружающей среды. Освоение отдаленных, ранее недоступных территорий, разработка нефтяных и газовых месторождений и прокладка трубопроводов могут привести к нарушению установившегося динамического экологического равновесия и природе. Все воздействия можно подразделить на прямые и косвенные, длительные и кратковременные. Они могут проявляться в виде механического разрушения, загрязнения, теплового влияния и т. п. Последствия от этих воздействий могут быть первичными и вторичными, обратимыми и необратимыми. Прямым воздействием на окружающую среду, например, при расчистке и планировке трассы будет нарушение микро- и макрорельефа, а косвенным — сокращение пастбищных площадей. Первичные последствия — развитие эрозии, оврагов, термокарста, а вторичные — ухудшение условий питания животных. Загрязнение атмосферы в результате аварийного выброса газа или сжигания нефти характеризуется значительно меньшим периодом воздействия и его можно отнести к кратковременному, или импульсному, воздействию. Обратимыми последствиями будем называть такие, которые могут быть ликвидированы, а окружающая среда при этом восстановлена до исходного состояния или близкого к нему. Например, растительный покров после окончания строительно-монтажных работ может быть восстановлен посевом аналогичных растений.

  Источники воздействия при эксплуатации трубопроводов—утечки газа через негерметичные соединения или при разрывах газопровода, сжигание нефти и нефтепродуктов, разлитых на поверхности при аварии на нефте- и нефтепродуктопроводах, утечки и испарения в процессе ранения и сливно-наливных операций, пожары на газо-, нефте- и нефтепродуктопроводах и т. д. Последствия — подавление роста растительности, превышение предельно допустимой концентрации и вредных веществ в воздухе. Последствия воздействия на почвенно-растительный комплекс и рельеф местности - развитие эрозии, оврагов, оползней, изменение рельефа, активизация криогенных процессов, заболачивание территории, снижение биологической продуктивности, уничтожение культурных посевов, развитие безлесных ландшафтов. Загрязнение животного мира проявляется в сокращение и уничтожение кормовых ресурсов, ограничение перемещений. Источниками воздействия на поверхностные и подземные воды являются утечки нефти и нефтепродуктов из резервуаров при авариях подводных трубопроводов, устройства береговых и подводных траншей. Последствия — ухудшение качества воды и условий обитания водных организмов и растений, активизация русловых процессов. 

    При повреждении газо- и нефтепроводов выделяются различные токсичные вещества. Основными загрязнителями атмосферы являются природный газ, продукты испарения нефти и нефтепродуктов, аммиак, этилен, ацетилен, а также продукты сгорания перекачиваемых углеводородных смесей. Все эти загрязнения относятся к локальным и временным, так как они рассеиваются под воздействием воздушных потоков. Загрязнение приземного слоя атмосферы оказывает существенное отрицательное влияние на человека и растительность вследствие общетоксического действия перечисленных ингредиентов. Особую опасность представляет загрязнение воздуха вблизи населенных пунктов. К основным источникам загрязнения приземного слоя атмосферы при трубопроводном транспорте нефти, нефтепродуктов и газа следует отнести аварийные выбросы газа при отказах и ремонте линейной части магистральных газопроводов и испарение нефти и нефтепродуктов при хранении в резервуарах. Не менее сильным источником загрязнения воздуха являются пожары при возгорании или сжигании транспортируемых продуктов.

1.6 ЛЭП

   Поле, создаваемое линиями  электропередач сверхвысоких токов и напряжений, может оказывать существенное вредное воздействие на организм человека, а также и на другие живые организмы и растительность. Электрическое поле индуцирует на изолированных от земли телах потенциал, который при касании  этих объектов человеком, стоящим на земле, приводит к прохождению через тело человека тока импульсного характера. Этот импульсный ток под линией семьсот пятьдесят киловольт может достигать порядка нескольких ампер, и даже быть опасным для жизни. Радиальные изменения в зоне трассы ЛЭП произойдут в результате прямых воздействий: вырубка леса, установка фундаментов, опор, изоляторов и других систем линии электропередачи. Кроме того, в зоне трассы происходят изменения освещенности, температурного режима, влажности, скорости воздушного потока. Чем плотнее заселена территория, тем меньше места остается для обитания диких животных и тем большие площади отводятся для линий электропередач (ЛЭП). Обладая сильным электрическим полем, ЛЭП, становятся почти непреодолимой преградой для животных и серьезной помехой для их миграции. У животных происходит изменение интенсивности обменных процессов, иммунной активности и т.п.; у растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Также изменяется и поведение животных – их двигательная активность, ориентация в пространстве, способность к выработке условных рефлексов. В районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля.

2. Стратегии сокращения затрат природных ресурсов и загрязнения окружающей среды.

   Вследствие значительных воздействий транспорта на локальном, региональном и глобальном уровнях необходимо стремиться к осуществлению следующих направлений координированной общемировой стратегии как компоненты устойчивого развития:

– Потребление горючих ископаемых для транспорта должно сокращаться.

– Должны быть установлены основанные на передовой технологии общемировые стандарты выбросов в атмосферу для всех видов транспорта.

– Каждой стране следует разработать и осуществлять программу контроля эмиссии всех источников и видов транспорта.

– Совершенствовать и развивать надежную и общедоступную систему общественного транспорта.

– При планировании развития транспортных систем использовать системный подход, направленный на комплексное решение экологических проблем. Устранять причины, а не следствия геоэкологических проблем на транспорте.    Общая цель в системном управлении транспортом заключается в нахождении оптимального соотношения между обеспечением потребностей общества и снижением загрязнения окружающей среды. Стратегии управления будут зависеть от локальных ситуаций и потому будут различными для конкретных стран, регионов и городов.

   Энергетическая проблема заключается в необходимости обеспечения человечества достаточным количеством энергии в настоящее время и на перспективу при условии сохранения благоприятного состояния экосферы с точки зрения климата, биогеохимических циклов и пр. Она решается посредством перехода от современной энергетики, основанной преимущественно на сжигании органического топлива, к использованию солнечной энергии в различных ее формах. В зависимости от конкретных условий на протяжении трассы электропередачи могут быть выбраны различные способы снижения ее экологического влияния — применение экранирующих тросов, лесобиологическая защита, компактные линии. Основной принцип защиты здоровья населения от электромагнитного поля ЛЭП состоит в установлении санитарно-защитных зон для линий электропередачи и снижением напряженности электрического поля в жилых зданиях и в местах возможного продолжительного пребывания людей путем применения защитных экранов. Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП на действующих линиях определяются по критерию напряженности электрического поля - 1 кВ/м.

   Трубопроводные конструкции и системы находят широкое применение практически во всех отраслях народного хозяйства. Трубопроводный транспорт обладает низкой себестоимостью, непрерывностью процесса перекачки, возможностью повсеместной укладки и т.д. Однако наряду с преимуществами существуют и недостатки, связанные с загрязнением окружающей среды вследствие утечки нефти, газа и других продуктов. Необходимо вести экологический контроль, главными функциями которого являются:

• количественная оценка исходных природно-климатических параметров, определяющих характеристику биогеоценоза осваиваемой территории до активного воздействия на нее техногенных факторов;
• количественная оценка антропогенного изменения биогеоценозов под воздействием строительного и эксплуатационного техногенеза.

   К наиболее эффективным средствам экологического контроля относится мониторинг, реализуемый службами наземного и аэрокосмического наблюдения. Кроме того, повышенную нормативность обеспечивают средства измерительного контроля.  Комплекс исследований по охране окружающей среды при трубопроводном строительстве и транспорте должен включать:

• анализ последствий различных нарушений и загрязнений на компоненты окружающей среды;
• анализ конструктивных и технологических решений, уменьшающих воздействия на окружающую среду;
• методы и средства ликвидации отрицательных последствий;
• методику оценки ущерба, наносимого окружающей среде в процессе строительства и эксплуатации трубопроводов;
• методику выбора оптимпльных инженерно-технических решений магистральных трубопроводов с учетом охраны окружающей среды.

   Интенсивное загрязнения Мирового океана побудило многие страны приступить к разработке и реализации мер по предупреждению загрязнения водных бассейнов. В настоящее время все новые транспортные суда имеют сепарационные установки для очистки льяльных вод, а танкеры – устройства, позволяющие осуществлять мойку танков без слива остатков нефти в море. Суда старой постройки оснащаются этими устройствами при очередных ремонтах. Для очистки поверхности портовых акваторий от мусора и разлитых нефтепродуктов начато серийное производство и оснащение торговых и рыбных портов плавучими нефтемусоросборщиками. Выпускаются судовые сепараторы для очистки, удаляемой за борт воды, загрязнённой после промывки грузовых отсеков танкеров, а также трюмов сухогрузов. Построены и успешно эксплуатируются береговые сооружения для приёма с танкеров и очистки загрязнённых балластных вод. Все суда, иные плавучие средства и установки (платформы) оснащаются необходимым оборудованием для очистки или сбора нефтесодержащих и других загрязнённых вод, мусора и сдачи их на плавучие или береговые приёмные пункты. Для предотвращения загрязнения водоёмов сточными водами портов, пристаней, промышленных предприятий речного транспорта строят береговые очистные объекты и канализационные сети. Речные танкеры строят только с двойной обшивкой, что в значительной степени уменьшает возможность разлива нефти и нефтепродуктов при получении судном пробоины в корпусе. Предотвращению загрязнения водоёмов топливом и маслом способствуют устройства для закрытой бункеровки, конструкция которых исключает случайное отсоединение шланга и полностью устраняет возможность утечки нефтепродуктов.

   В целях уменьшения негативного влияния маломерного флота на окружающую среду целесообразно ограничить использование населением моторных лодок. В частности, следует запретить размещение новых стоянок и баз маломерного флота на водоёмах в пределах населённых мест, организованных пляжей и лечебно – оздоровительных учреждений, а существующие стоянки и базы вывести с указанных территорий. Следует запретить сброс нефтесодержащих вод в водоёмы, предусмотрев на территории баз и стоянок организацию централизованного их сбора и удаления.

   Перевод железнодорожного транспорта с паровой тяги на электрическую и тепловозную, которыми в настоящее время выполняется практически вся поездная работа, способствовал улучшению экологической обстановки: исключено влияние угольной пыли и вредных выбросов паровозов в атмосферу. Дальнейшая электрификация железных дорог, т. е. замена тепловозов электровозами, позволяет исключить загрязнение воздуха отработавшими газами дизельных двигателей. Основной путь снижения выбросов токсичных веществ тепловозами заключается в уменьшении их образования в цилиндрах двигателей. Важное значение имеют обезвреживание отработавших газов, правильная эксплуатация тепловозов. Принцип действия очистных устройств основан на рециркуляции газов, применяемой для уменьшения концентрации оксидов азота. Для защиты окружающей природной среды необходимо также бороться с искрами, источниками которых являются газоотводные устройства тепловозов, а также чугунные тормозные колодки локомотивов и вагонов. Искры могут быть причиной пожаров на территориях, примыкающих к железным дорогам. Ограничить искровыделение из газоотводных устройств, свидетельствующее о неполном сгорании топлива, можно осуществлением мероприятий, направленных на улучшение теплотехнического состояния тепловозов, а также установкой искрогасителей. Также применение тормозных колодок из синтетических и композиционных материалов устраняет искрение. Переход на сжатый газ позволит экономить дефицитное дизельное топливо. Ещё одно преимущество газового тепловоза – его экологическая чистота. Поэтому на газ, прежде всего, будут переводиться маневровые тепловозы на станциях, расположенных в черте города.

   На железнодорожном транспорте значительная часть образующихся отходов содержит нефтепродукты. Они могут быть горючие и негорючие, жидкие, пастообразные, твердые. Наиболее эффективным является процесс пиролиза. В этом случае получается около 50% порошкообразного продукта, практически не содержащего нефтепродукты. Выход газообразных продуктов достигает 10%, что позволяет использовать их в качестве топлива, твердый конденсат так же используется в качестве топлива. Наибольшим удельным весом среди производственных отходов обладает шлаки, зола. Шлаковые отходы являются ценным сырьем для промышленного и дорожного строительства. Кустовой шлак используют как наполнитель бетона, искусственных заполнителей, добавки в производстве кирпича.