Воздействие железнодорожного и водного транспорта

Железнодорожный транспорт в Российской Федерации играет исключительно важную роль. Более 75% общих перевозок грузов и 40% перевозок пассажиров осуществляется по железным дорогам.
Основными видами воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду являются: выбросы твердых, жидких и газообразных веществ во все компоненты среды; отчуждение территорий; потребление предприятиями и подвижным составом воды, топливных ресурсов и электроэнергии; шум и вибрация. Еще один потенциально опасный для окружающей среды вид воздействия — перевозка взрывчатых, химических и прочих опасных грузов.

Атмосферные выбросы предприятий железнодорожного транспорта содержат твердые вещества органического и неорганического происхождения: пыль, сажа — 50%, окись углерода — 23%, диоксид серы — 22%, диоксид азота — 3%, прочие (пары кислот и щелочей, фтористые соединения, углеводороды, сероводороды, ацетон, пары бензина, аммиак) — 2%. В последние годы объем выбросов в атмосферу существенно сократился благодаря структурным изменениям локомотивного парка — замене паровозов и тепловозов на электровозы.
Загрязнение почвенного покрова происходит при переливании топлива, при открытой перевозке сыпучих грузов. Ежегодно из пассажирских вагонов на каждый километр пути выливается до 200 м3 сточных вод и выбрасывается 12 тонн сухого мусора.
Шум, создаваемый работой железнодорожного транспорта, достигает в среднем 65–75 децибел на расстоянии 25 м от оси пути.

 

При всех неблагоприятных воздействиях железнодорожного транспорта на природу все же следует отметить, что этот вид транспорта является экологически более чистым, чем автомобильный. Это объясняется, прежде всего, меньшим количеством вредных выбросов на единицу выполненной работы.

Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду характеризуется степенью загрязнения вдоль железных дорог. Основными критериями оценки служат: объемы перевозимых грузов, наличие загрязняющих грузов, а также частота движения пассажирских поездов.
К высокой степени загрязнения отнесены магистральные железные дороги с грузопотоком более 30 млн тонн в год в обоих направлениях и частотой движения пассажирских поездов от 20 до 45 пар в сутки. Ширина загрязняемой полосы может достигать 300 м.

К умеренной степени загрязнения отнесены железные дороги с грузопотоком 10–30 млн тонн в год и частотой движения пассажирских поездов от 10 до 20 пар в сутки. В эту категорию включены также дороги с грузопотоком менее 10 млн тонн в год, но по которым осуществляются перевозки грузов, загрязняющих окружающую среду: каменный и бурый уголь, металлические и неметаллические руды, нефть и нефтепродукты, минерально-строительное сырье и материалы.

Низка вероятность загрязнения вдоль железных дорог с грузопотоком менее 10 млн тонн в год и небольшой долей загрязняющих грузов, с частотой движения пассажирских поездов менее 10 пар в сутки.
Воздействие водного транспорта на окружающую среду связано, прежде всего, с потерей нефтепродуктов при погрузке и выгрузке, сбросами загрязненных вод, сносами сыпучих грузов с причалов, нарушениями дна водных объектов при работе земснарядов.

Степень воздействия речного транспорта на качество природных вод оценивается по трем категориям в зависимости от мощности пассажирских и грузовых потоков с учетом видов грузов, а также способности водных объектов к самоочищению (величины расхода воды в реках и объемов водоемов).
Высокой степени загрязнения рек водным транспортом пока не отмечается. К умеренной степени загрязнения отнесены судоходные реки, каналы и водоемы с грузопотоком 1–10 млн тонн за навигацию при значительной доле в грузах нефтепродуктов. Это, прежде всего, главные внутренние водные пути России: Беломорско-Балтийский канал, Волга с системой водохранилищ (ниже Твери), Кама (ниже Березников), Белая (ниже Уфы), Обь (от Новосибирска до Ханты-Мансийска), Иртыш (ниже Омска), канал им. Москвы и ряд других.

К слабой степени загрязнения отнесены водные объекты с грузопотоком 1–10 млн тонн при незначительной доле нефтепродуктов: Северная Двина, Енисей (от Красноярска до Игарки), Лена (от Киренска до устья Вилюя), Амур (от Благовещенска от устья Уссури), Онежское озеро, Рыбинское водохранилище и др.

К очень слабой степени загрязнения отнесены судоходные реки и водоемы с грузопотоком менее 1 млн тонн за навигацию: Дон (до Цимлянского водохранилища), большинство судоходных рек Северо-Востока России, озера Байкал, Обская губа, Ладожское озеро и др.
Транспортное загрязнение населенных пунктов оценено через косвенные показатели величины и структуры грузооборота этих пунктов.
К очень высокой степени загрязнения отнесены крупнейшие транспортные узлы России с грузооборотом от 20 до 50 млн тонн в год: Москва, Санкт-Петербург, Самара, Новосибирск, Уфа, Челябинск и др. К этой же категории отнесены железнодорожные узлы и морские (речные) порты с меньшим грузооборотом, но при значительной доле загрязняющих грузов: Магнитогорск, Новороссийск, Махачкала, Орск.

Высокой степенью загрязнения оцениваются крупные города России с общим грузооборотом от 5 до 20 млн тонн в год: Ростов-на-Дону, Казань, Тула, Астрахань, Чита, Хабаровск и др.

Транспортные узлы с грузооборотом от 1 до 5 млн тонн в год при значительной доле загрязняющих грузов отнесены к категории умеренной степени загрязнения: Курск, Смоленск, Псков, Саратов, Улан-Удэ и др.
К низкой степени загрязнения относятся прочие транспортно-распределительные пункты с грузооборотом менее 1 млн тонн в год, в основном, на слабо освоенной территории.

ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ (а. pipeline transport; н. Rohrleitungstransport, Pipelinetransport; ф. transport par pipe-lines; и. transporte por соnducto, transporte por tuberia, transporte por caceria) — вид транспорта, осуществляющий передачу на расстояние по трубопроводам жидких, газообразных сред и твёрдых материалов. В зависимости от транспортируемого продукта различают нефтепровод, газопровод, водопровод, пульпопровод и т.д.

История трубопроводного транспорта насчитывает несколько тысячелетий. В Древнем Египте использовались гончарные, деревянные и даже металлические (медные и свинцовые) трубы дляводоснабжения. В античном Риме сохранились акведуки для самотёчных водопроводных каналов через долины и овраги. При раскопках в Новгороде обнаружен водопровод из деревянных труб (время постройки конец 11 — начало 12 вв.). Первые упоминания о газопроводах относятся к началу новой эры, когда для передачи природного газа в Китае применяли бамбуковые трубы. К концу 18 века в Европе для транспорта газа начали использоваться чугунные трубы.Пневматический транспорт (для почтовых целей) впервые применён в 1792 (Австрия). Первый нефтепровод (длина 6 км) построен в США в 1865, в России (от промыслов Баку до местных нефтеперерабатывающих заводов) — в 1878.

При трубопроводном транспорте производится перемещение как самих сред (воды, углеводородного сырья, продуктов нефтяных и газовых месторождений, продуктов переработки нефти и газа и т.д.), так и твёрдых материалов в несущих средах. В зависимости от несущей среды трубопроводный транспорт бывает гидравлический (напорный и безнапорный) и пневматический (нагнетательный и всасывающий).

Различают трубопроводный транспорта технологический — связывающий технологические процессы внутри предприятия (длина до 1-3 км), промышленный — между предприятиями одной отрасли народного хозяйства (до 10-15 км), магистральный — между предприятиями различных отраслей (на десятки, сотни и даже тысячи км). Трубопроводный транспорт может быть непрерывным (без нарушения сплошности потока транспортируемой или несущей сред) и периодическим. К последним относится контейнерный трубопроводный транспорт, который может быть в зависимости от несущей среды гидравлическим и пневматическим, в зависимости от привода — с электроприводом (движитель — колесо), с приводом от линейного электродвигателя (на магнитной подушке) и др. (см. Пневматический транспорт, Магистральный гидротранспорт, Газопровод магистральный, Нефтепровод магистральный, Нефтепродуктопровод магистральный,Промысловый трубопровод).

В 70-е гг. 20 в. в CCCP сформировались новые самостоятельные транспортные отрасли — единые нефте- и газоснабжающие системы страны. Развитие сети трубопроводов опережало приросты добычи нефти и газа, протяжённость трасс удвоилась (перекачка топлива по ним возросла в 4 раза). В 1986 по трубопроводам транспортировалось 1/3 от общего грузооборота страны, более 2/3 топлива (табл.).

Новый этап в развитии трубопроводного транспорта связан со строительством этано-, этилено- и аммиакопроводов и других магистралей. Транспортировка по подземным трассам химических продуктов в 2-3 раза ускоряет его доставку, позволяет улучшить технологическую схему производства и распределения. Широко развиваются новые направления — гидротранспорт угля и рудных материалов.

В 80-х гг. трубопроводы для жидких и газообразных сред диаметром свыше 1000 мм занимают ведущее место, средняя дальность перекачки нефти и газа превышает 1000 км, длина отдельных трубопроводов достигает 4-5 тысяч км, мощность единичных перекачивающих агрегатов достигает 16-25 тысяч кВт. Энергетический потенциал потока газа, транспортируемого по трубопроводу 1420 мм при давлении 7,5 МПа, эквивалентен мощности электростанции 15 тысяч МВт.

Одним из прогрессивных технических решений повышения эффективности трубопроводного транспорта газа является его транспортировка в охлаждённом или сжиженном состоянии, что позволяет увеличить пропускную способность газопроводов и снизить капиталовложения от 15 до 80% в зависимости от степени охлаждения. Низкотемпературные трубопроводы оснащены головными и промежуточными холодильными станциями, сам трубопровод теплоизолирован, перекачка сжиженного газа ведётся насосными агрегатами аналогично перекачке нефти.

Практически весь добываемый в CCCP в 1985 природный газ и почти всю нефть, а также большую часть нефтепродуктов и углеводородного сырья (широкую фракцию углеводородов, этан, этилен и др.) транспортируют по трубопроводам.

При трубопроводной транспортировке твёрдых материалов объём перемещаемых сыпучих грузов достигает 40% (1985) от общего количества транспортируемых грузов на предприятиях. В ряде случаев (например, при обогащении руды и подготовке кокса, работа плавильных и передельных печей, очистка и обеспыливание воздуха и др.) работа систем гидравлического и пневматического трубопроводного транспорта органически сочетается с технологией производства. Область их применения определяется интенсификацией и повышением эффективности производства, утилизацией ценных отходов технологических процессов, созданием комфортабельных условий труда, механизацией трудоёмких и вспомогательных работ.

В 80-х гг. в различных странах эксплуатируется свыше 100 трубопроводов длиной в десятки и сотни километров, обеспечивающих трубопроводную транспортировку угля, железной руды, известняка, медного концентрата, фосфатов и др. Пневматический трубопроводный транспорт является одним из наиболее прогрессивных способов внутри- и межцеховых перемещений сыпучих материалов. Область использования контейнерного трубопроводного транспорта — перевозка больших масс сыпучих грузов из карьеров к местам их переработки, транспорт высоковязких и застывающих нефтей в арктических районах, транспорт отходов к местам утилизации и переработки и т.д. Основные его преимущества, например, по сравнению с гидравлическим трубопроводным транспортом твёрдых материалов состоят в транспортировании их с высокой концентрацией (до 80-95%) при отсутствии установок для приготовления и обезвоживания пульпы, относительно малом износе труб и оборудования, в исключении возможности загрязнения несущей жидкостью транспортируемых материалов. При этом возможно использование несущей среды, подлежащей транспортированию вместе с контейнерами. Этот подход реализуется при трубопроводной транспортировке высоковязких нефтей путём выделения парафина и асфальтено-смолистых веществ, затаривания их в контейнеры или капсулы и дальнейшей их транспортировки в потоке оставшихся лёгких фракций добытой нефти. В системах контейнерного трубопроводного транспорта можно также обходиться без твёрдых оболочек-контейнеров путём придания перемещаемому грузу соответствующей формы в виде нерастворимых в несущей жидкой среде пастообразных цилиндрических брусков, специальных пробок в пневмопроводах. Возможно использование пневматического трубопроводного транспорта для доставки грузов из шахт на поверхность, гидравлического трубопроводного транспорта для подъёма и транспортировки полезных ископаемых со дна морей.

Трубопроводная сеть увеличивается ежегодно в среднем на 3-4%. Значительные объёмы трубопроводного строительства ведутся в США, Канаде, Западной Европе, Африке, в Латинской Америке и Австралии. Наиболее высокие темпы роста достигнуты в CCCP. В структуре вводимых трубопроводов преобладают газопроводы, расширяется сеть нефтепродуктопроводов, пульпопроводов, освоен дальний транспорт химических продуктов, конденсата и широкой фракции лёгких углеводородов. Благодаря техническому прогрессу в трубопроводном транспорте пропускная способность отдельных газопроводов достигла 30-45 млрд. м³/год, нефтепроводов до 90 млн. т/год. Важнейшая черта развития трубопроводного транспорта — возникновение сложных трубопроводных систем с единым управлением, внутрисистемными резервами, усиление внешних связей с другими системами энергетики и транспорта, увеличение глубины и масштабов маневрирования при аварийных ситуациях и пиковых нагрузках.

Повышение экологической опасности трубопроводного транспорта вызвано ростом мощности трубопроводных систем, усложнением температурного режима перекачки, сооружением трубопроводов в районах, где природная среда особенно легко ранима (арктическая зона, горы и т.д.), перекачкой химических продуктов. Однако, несмотря на это, трубопроводный транспорт остаётся одним из наиболее чистых в экологическом отношении видов транспорта. Для повышения экологической безопасности трубопроводного транспорта совершенствуется технология транспорта, применяются новые конструктивные решения, повышается надёжность эксплуатации.

 

С точки зрения обеспечения экологической надёжности трубопрово-

дов в эксплуатационный период важна разработка мероприятий, обеспечи-

вающих предупреждение аварий, а не ликвидацию их последствий. Оценка

надёжности трубопроводов важна на каждом этапе эксплуатации. Речь

идет о технической диагностике магистральных трубопроводов, об оценке

их работоспособности.

 

Экологическое влияние воздушных линий электропередачи

 

Вопросы экологическою влияния высоковольтных линий электропередачи (ВЛ) приобретают особую актуальность в связи с развитием электрических сетей сверхвысокою напряжения (СВН) 500—750 кВ и освоением ультравысокого напряжения (УВН) 1150 кВ и выше. Влияние ВЛ на окружающую среду крайне разнообразно. Рассмотрим его подробнее. Влияние электромагнитного поля на живые организмы. Влияние магнитною и электрического полей обычно рассматривается отдельно. Вредное действие магнитного поля на живые организмы, и в первую очередь на человека, проявляется только при очень. высоких напряженностях порядка 150 – 200 А/м, возникающих на расстояниях до 1 – 1,5 м от проводов фаз ВЛ, и представляет опасность при работе под напряжением. Основные проблемы для линий СВН и УВН связаны с влиянием электрического поля, создаваемою ВЛ. Это поле определяется, в основном, зарядами фаз. С повышением напряжения ВЛ, числа проводов в фазе и эквивалентного радиуса расщепленного провода заряд фазы быстро увеличивается. Так, заряд фазы линии 750 кВ в 5—6 раз больше заряда одиночною провода линии 220 кВ, а линии 1150 кВ в 10—20 раз. Это создает напряженности электрического поля под проводами ВЛ, опасные для живых организмов. Непосредственное (биологическое) влияние электромагнитного поля линий СВН и УВН на человека связано с воздействием на сердечно-сосудистую, центральную и периферийную нервные системы, мышечную ткань и другие органы При этом возможны изменения давления и пульса. сердцебиение, аритмия, повышенная нервная возбудимость и утомляемость. Вредные последствия пребывания человека в сильном электрическом поле зависят от напряженности поля Е и от продолжительности его воздействия. Без учета длительности воздействия на человека допускаемая напряженность электрического поля составляет: • 20 кВ/м - для труднодоступной местности, • 15 кВ/м - для ненаселенной местности, • 10 кВ/м для пересечений с дорогами, • 5 кВ/м для населенной местности. При напряженности 0,5 кВ/м на границах жилых застроек допускается пребывание человека в электрическом поле по 24 ч в сутки в течение всей жизни. Для эксплуатационного персонала подстанций и линии CBН и УВН установлена допустимая продолжительность периодического и длительного пребывания в электрическом поле при напряженностях на уровне головы человека (1,8 м над уровнем земли): • 5 кВ/м — время пребывания неограниченно, • 10 кВ/м — 180 мин, • 15 кВ/м — 90 мин, • 20 кВ/м — 10 мин, • 25 кВ/м — 5 мин. Выполнение этих условии обеспечивает самовосстановление организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений. При невозможности ограничения времени пребывания персонала под воздействием электрического поля применяется экранирование рабочих мест, тросовые экраны над дорогами, экранирующие козырьки и навесы над шкафами управления, вертикальные экраны между фазами, съемные экраны при ремонтных работах и др. Как показали эксперименты, надежный экранирующий эффект создают кустарники высотой 3—3,5 м и плодовые деревья высотой 6—8 м, растущие под ВЛ. Это объясняется тем, что кусты и плодовые деревья обладают достаточной проводимостью и выполняют роль экрана на высоте, превышающей рост человека или высоту транспортных средств. Косвенное воздействие электрического поля включается в возникновении тока или кратковременных разрядов при прикосновении человека, имеющего хороший контакт с землей, к изолированным объектам или, наоборот, при прикосновении изолированного от земли человека к заземленным объектам. Такие явления объясняются наличием повышенных потенциалов и ЭДС, наведенных электромагнитным полем на машинах, механизмах или протяженных металлических предметах, изолированных от земли. Разрядный ток, протекающий через человека, зависит от напряжения линии, активного сопротивления человека, объема и емкости объектов относительно линии. Длительный ток, достигающий 1 мА, для большинства людей является «порогом восприятия». При токе 2—3 мА возникает испуг, при 8-9 мА («порог отпускания») — болевые ощущения и мышечные судороги. Токи свыше 100 мА, протекающие через человека более 3 с, могут привести к смертельному исходу. Кратковременные искровые разряды, при которых через человека протекает импульсный ток даже с достаточно большими амплитудными значениями, не представляют опасности для жизни. Указанные воздействия электромагнитного поля устанавливают определенные условия труда и возможности пребывания населения в охранной зоне ВЛ, имеющей границы в виде параллельных линий. Напряженность электрического поля внутри охранной зоны превышает 1 кВ/м. Для ВЛ 330 - 750 кВ зона составляет 18 - 40 м от крайних фаз, для ВЛ 1150 кВ — 55 м. Акустический шум является одним из проявлений интенсивной короны на проводах. Он воспринимается человеческим ухом в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Громкость звука особенно велика на линиях с большим числом (более пяти) расщепленных проводов в фазе при дожде и сырой погоде. Если при сильном дожде шум от короны сливается с шумом дождя, то при слабых осадках он воспринимается как превалирующий источник шума. Проведенные расчеты показывают, что для линий СВН и УВН за пределами охранной зоны уровень шумов меньше допустимых. В СНГ предельная допустимая громкость звука не нормируется. Радиопомехи возникают при короне на проводах, частичных разрядах и короне на изоляторах и деталях арматуры, искрениях в контактах линейной арматуры. На уровень радиопомех оказывают влияние радиус проводов, условия погоды, состояние поверхности проводов (наличие загрязнении, осадков и др.). Для устранения радиопомех в охранной тоне снижается допустимая напряженность на поверхности провода. Эстетическое воздействие линий. В районах с высокой плотностью населении одновременно с экономическими и техническими проблемами, возникающими при строительстве линии электропередачи, появляются проблемы эстетического воздействия этих линий на окружающую среду. Это воздействие связано с размерами (высотой) опор, их архитектурными формами, с окраской всех элементов линий. Для лучшего визуально-эстетического восприятия рекомендуется: выбор опор, отвечающих требованиям промышленной эстетики и правильным архитектурным формам, естественное прикрытие (экранирование) в виде леса, холмов и др, маскировка (окраска) элементов линий для снижения их блеска, использование двухцепных опор или опор разной высоты. Изъятие земель из землепользования. По нормам постоянному изъятию подлежат площадки под опорами и фундаментами. Размеры этих площадок равны основанию опоры плюс полоса земли шириной 2 м в каждую сторону. При опорах на оттяжках периметр их основания проходит через точки крепления оттяжек к фундаментам. Кроме постоянного отвода земель производится временное изъятие волосы земли вдоль трассы линии на период строительства, которая затем входит в охранную зону ВЛ. Стоимость изымаемой земли устанавливается по нормативам для отдельных районов страны и определяется как стоимость восстановления земли с аналогичными но плодородию характеристиками. Строительство всех сетей напряжением 35 кВ и выше требует отвода земель под подстанции и опоры ВЛ в среднем 0,1—0,2 га на каждый 1 МВт прироста нагрузки. Строительство электростанции ведет к изъятию земель до 0,1 – 0,3 га/МВт и более. Значительные площади занимают водохранилища, определяющие более чем на 90% размеры изымаемой из пользования земли под нее энергетические объекты.