Воздействие предприятий железнодорожного транспорта на окружающую среду

Любой объект деятельности человека, независимо от его масштаба, специфики технологического процесса, региона расположения и прочих характеристик воздействует на окружающую среду. Поэтому каждый работающий, служащий сотрудник, особенно специалист с высшим образованием должен иметь представлении о степени влияния своего места работы, своей профессиональной деятельности о общую экологическую обстановку.

Эти знания необходимы для более осознанного внедрения высокоэкологичных технологий, для соблюдения экологических требований, предусмотренных регламентированным контролем, для стремления к совершенствованию своей работы в плане экологизации и снижения антропогенной нагрузки

Поэтому выполнение предлагаемой расчетно-практической работы, ходе которого учащиеся активно включаются в самостоятельно-исследовательскую деятельность, является важным инструментом в решении задач по подготовке технического специалиста любой сферы общественного производства.

При проведении анализа воздействия места работы учащегося на окружающую среду необходимо исходить из потенциальной экологической опасности любой деятельности, а также равной обязательности требований к соблюдению экологических требований для юридических и физических лиц без исключения.

В качестве примера ниже приводится характеристика воздействия основные направления негативного воздействия предприятий железнодорожного транспорта на окружающую среду.

Известно, что железнодорожная транспортная система как любая технологическая система имеет сложную иерархическую структуру. В ее состав входят объекты производственных предприятий и подвижной состав.

В состав производственных предприятий входят локомотивные и вагонные хозяйства, промывочно-пропарочные станции, пункты технического обслуживания вагонов, котельные, шпалопропиточные заводы, щебеночные и дробильно-сортировочные заводы. Кроме этого, присутствует большое количество мелких вспомогательных предприятий –ремонтных мастерских, автобаз, прачечных, химчисток, складов топлива и др.

К подвижному составу относятся тяговый подвижной состав, грузовые, рефрижераторные, пассажирские вагоны, рельсосварочные поезда, автопарк.

Каждый из перечисленных объектов является источником загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух, водоемы и почву. Качественный и количественный состав образующихся загрязнений будет определяться химическим составом используемых на данном объекте сырья, материалов, топлива и вторичных материальных ресурсов.

Наибольший вред атмосферному воздуху наносят процессы сжигания топлива, протекающие в котельных и различных транспортных средствах.

При сжигании в котельных твердого топлива в атмосферу выделяются оксиды серы, углерода, азота и летучая зола с частицами несгоревшего топлива в виде сажи.

Мазуты при сгорании в котлоагрегатах выделяют с дымовыми газами оксиды серы, диоксид азота, твердые продукты неполного сгорания и соединения ванадия.

При использовании в качестве топлива природного газа происходит выброс диоксида азота и оксида углерода.

Один тепловоз, являясь передвижным источником загрязнения, эквивалентен 10-15 грузовым автомобилям по выбросам загрязняющих веществ. Он создает локальную область сильно загрязненного воздуха на территориях железнодорожных узлов, депо, сортировочных станций и других предприятий. Загрязнения от тепловоза поступают в атмосферу с выхлопными газами при сжигании дизельного топлива. Основными компонентами отработавших газов тепловозов являются оксид углерода двухвалентный, оксиды азота, серы, сажа, углеводороды, альдегиды. Состав отработавших газов в значительной степени зависит от типа двигателя и режима его эксплуатации.

Автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями, используемые в качестве вспомогательного транспорта на железнодорожных предприятиях, являются дополнительными источниками загрязнения атмосферы. Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная часть токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступают углеводороды в количестве 45% от общего выброса. Наибольшей токсичностью обладает выброс карбюраторного двигателя за счет большого объема угарного газа, оксидов азота и углеводорода. Дизельные двигатели выбрасывают в больших количествах сажу.

Негативное воздействие на окружающую среду и здоровье людей оказывает производство на шпалопропиточных заводах, где загрязнение атмосферного воздуха происходит при остывании шпал после пропитки их антисептиком. При объеме обрабатываемых шпал 4 млн. куб. м годовые выбросы вредных веществ составляют 870 тонн, в том числе 584 т нафталина, 106 т фенола и 180 т прочих углеводородов.

Приготовление в депо сухого песка для локомотивов, его транспортировка и загрузка в тепловозы сопровождается выделением в воздушную среду пыли и газообразных веществ, образующихся в процессе сжигания газа или мазута в печах сушильных камер. Концентрации в воздухе пылевидных частиц, содержащих 20-70% песка, составляют от 50 до 300 мг/м³.

При сварочных работах, проводимых на различных технологических участках, в воздух поступают сварочный аэрозоль 1-20 мг/м³, оксиды марганца 0,1-2,5 мг/м³, соединения кремния до 1 мг/м³, фториды до 2,5 мг/м³, фтористый водород до 1 мг/м³ и другие компоненты.

При зачистке одного сварочного стыка на рельсосварочных предприятиях в атмосферный воздух выделяется до 280 г пыли, содержащей двуокись кремния до 20%, фосфор до 1%, марганец и его оксиды до 1%.

При шлифовке одного сварочного стыка выделяется 600-800 г пыли с содержанием оксида кремния до 50%, оксидов алюминия до 1%, оксида кальция до 0,5%, магния и его оксидов до 4%.

При сварке стыков выделяется 18-25г сварочного аэрозоля, состоящего на 99% из оксидов железа, 1,2% оксидов марганца, 0,4% оксидов кремния и на 0,02% фосфора.

Нанесение лакокрасочных покрытий сопровождается выделением в воздушную среду паров растворителей и аэрозоля краски.

При использовании растворителей, шпатлевок, грунтовок, лаков и эмалей поступающие в воздух пары содержат ацетон, бензол, бутилацетат, бутиловый спирт, ксилол, метилэтилкетон, сольвент-нафта, толуол, уайт-спирит, хлорбензол, циклогексан, этиловый спирт, этилацетат, формальдегид, бензин и ряд других веществ в концентрации от 10 до 150 мг/м³.

При обмывке подвижного состава в атмосферный воздух может выделяться пыли до 10 мг/м³, паров щелочи (едкого натра) – до 2 мг/м³, карбоната натрия до 5 мг/м³.

Машины химической чистки одежды различных предприятий железнодорожного транспорта выделяют в воздух пары различных органических соединений: трихлорэтилена 200-400 мг/м³, бензина 1-7 мг/м³, ацетона 1-17 мг/м³, циклогексана 1-2 мг/м³ и изопропилового спирта 2-5 мг/м³.

На предприятиях по ремонту подвижного состава изготавливаемые и ремонтируемые запасные части подвергаются гальванопокрытию, окраске. В большом объеме производятся сварочные и газорезные работы, цветное и медное литье, выплавка металла. В атмосферу выбрасываются при этом оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид, фенол, формальдегид, свинец, высокотоксичные оксиды ванадия, никеля, пыль горелой земли и многое другое. Из общего количества загрязняющих веществ на литейное производство приходится 60%, на котельные 25%, на долю остальных 15%.

Вода употребляется во многих технологических процессах железнодорожного хозяйства, причем различным производствам требуется различное ее количество. После использования на предприятиях вода загрязняется различными примесями и переходит в разряд производственных сточных вод. Многие вещества, загрязняющие стоки предприятий, токсичны для окружающей природной среды.

Большинство операций в подразделениях локомотивного и вагонного хозяйств связано с образованием больших объемов загрязненных сточных вод. Производственные сточные воды локомотивных и вагонных депо образуются в процессе наружной обмывки подвижного состава, при промывке узлов и деталей перед ремонтом, в гальванических цехах или участках, при промывке и заправке аккумуляторов, регенерации фильтров, при продувке и промывке паровых котлов, мытье смотровых канав и стирке спецодежды.

Сточные воды пунктов обмывки пассажирских вагонов и электросекций содержат, в основном, взвешенные вещества и нефтепродукты, а также бактериальные загрязнения, смываемые при обмывке подвагонных узлов. В зависимости от вида применяемого моющего средства в стоках могут присутствовать кислоты, щелочи, ПАВ.

На пунктах подготовки грузовых вагонов сточные воды образуются при наружной обмывке и внутренней промывке вагонов из-под различных грузов- минеральных удобрений, химикатов, строительных материалов, комбикормов, зерна и др. Эти стоки загрязнены, как правило, тяжелыми минеральными примесями, содержат растворенные соли, нефтепродукты с ходовых частей, органические соединения животного или растительного происхождения. Последние приводят к загниванию стоков.

Сточные воды промывочно-пропарочных станций образуются при пропарке и промывке цистерн из-под нефти, дизельного топлива, мазута, керосина, бензина, смазочных масел и других продуктов переработки нефти, а также при обмывке эстакад и лотков. Эти стоки загрязнены, главным образом, нефтепродуктами и взвешенными веществами. В них могут присутствовать фенолы, органические кислоты, ацетон, тетраэтилсвинец, ПАВ и т. д. Производственные стоки после наружной обмывки цистерн содержат, в основном, взвешенные вещества и нефтепродукты. Температура этих стоков обычно повышена до 40-60°С.

Производственные сточные воды шпалопропиточных заводов образуются из конденсата греющего пара, охлаждающей воды, рабочей воды вакуум-насосов, стоков прачечных, гаражей и ремонтных цехов. При этом в воду попадает значительное количество механических примесей и нефтепродукты. При отстаивании обводненного антисептика в хранилищах, пропитке в цилиндрах влажной древесины в воду попадают масла, фенолы, жирные кислоты, пиридин и другие соединения, входящие в состав пропиточных масел. Кроме этого в воду переходят содержащиеся в обрабатываемой древесине органические вещества – скипидар, ацетон, органические кислоты и др. Значительная часть загрязнений находится в сточных водах в растворенном состоянии. Стоки имеют повышенную температуру 40-50°С.

После промывки вагонов на дезинфекционно-промывочных станциях сточные воды загрязнены остатками перевозимых грузов, веществами, применяемыми для дезинфекции вагонов – хлорной известью, каустической содой и др. В них могут присутствовать также бактериальные загрязнения. По составу растворенных загрязнений эти стоки близки к хозяйственно-бытовым стокам.

Производственные сточные воды на щебеночных заводах образуются при промывке щебня, мокрой очистке воздуха от пыли в аспирационных системах, в гидрозатворах дробилок, при охлаждении маслохозяйства дробилок, обмывке ремонтируемого оборудования, уборке помещений. Преобладающим загрязнением стоков являются минеральные взвешенные вещества, в незначительных количествах могут присутствовать нефтепродукты.

На рельсосварочных поездах производственные сточные воды образуются при охлаждении сварочных и закалочных агрегатов, выпуске воды из моечных машин для обмывки старогодних замасленных рельсов. В качестве примесей стоки этих предприятий содержат в основном нефтепродукты и взвешенные вещества. При использовании моечных машин стоки могут загрязняться щелочами и ПАВ.

Сточные воды пассажирских станций в основном представляют собой хозяйственно-бытовые стоки, загрязненные минеральными и органическими примесями, включая жиры и моющие средства.

Сточные воды мелких обслуживающих предприятий помимо нефтепродуктов и взвешенных веществ могут загрязняться растворимыми солями, ПАВ, щелочами и др.

Предприятия железнодорожного транспорта занимают территории в среднем от 2 до 50 га и отличаются не только размерами, но и степенью загрязненности. Вид и площадь загрязнения определяется типом технологических процессов, осуществляемых предприятием. Наиболее распространенными загрязнителями территорий предприятий железнодорожной отрасли являются нефть и нефтепродукты, мазут, дизельное топливо, масла и смазочные материалы, антисептики, фенолы, а также остатки перевозимых грузов и отходы производства. Площадь загрязненных участков колеблется от 5 до 25% общей территории предприятия.

Железнодорожные пути часто загрязняются нефтепродуктами в результате их утечки из цистерн, неисправных котлов и сливных приборов во время перевозки. Смазочные масла попадают на пути во время сезонных и эпизодических заправок букс, с колесных пар, а также непосредственно из неплотно закрытых букс при движении состава.

Локомотивные и вагонные депо занимают территории в 4-5 га. Около 20% этой площади загрязняется дизельным топливом и дизельными маслами, проливающимися во время заправок локомотивов, смазками при заправке букс, мазутом при использовании его в котельных депо. Количество загрязнений колеблется от 5 до 20 г на кг грунта.

Территории промывочно-пропарочных станций занимают в среднем до 12 га, из которых, примерно, четвертая часть довольно сильно загрязнена остатками перевозимых нефтяных грузов.

Загрязненные производственные площади шпалопропиточных заводов составляют 20-25% всей территории и образуются вокруг пропиточных цилиндров и на складе готовой продукции, поскольку по существующей технологии процесса пропитки происходит стекание со шпал избытка пропиточного масла на грунт. Основными загрязнителями грунта в данном случае являются сланцевые и каменноугольные масла, содержащие фенолы. Концентрация загрязнений составляет, в среднем, 50100 г/кг грунта.

Железнодорожные станции, пункты технического обслуживания вагонов занимают площади от нескольких сотен гектаров. Из них 10% составляют загрязненные территории. При маневрах подвижного состава и движении грузовых поездов пути станций загрязняются различными сыпучими грузами, различными нефтепродуктами.

Наружная обмывка вагонов на пунктах подготовки пассажирских вагонов и внутренняя обмывка вагонов на пунктах подготовки грузовых вагонов приводят к загрязнению небольших территорий, в среднем, 3-5% от занимаемой территории.

Загрязнение территории отрицательно сказывается на состоянии окружающей природной среды. На некоторых предприятиях и железнодорожных путях грунты пропитаны нефтепродуктами на значительную глубину, что создает угрозу как поверхностным водоемам, так и подземным водам. Во время снеготаяния и выпадения дождей образуются поверхностные сточные воды, которые, смывая пыль, различный мусор, нефтепродукты и другие загрязнения, сбрасывают их в ближайший водоем. На шпалопропиточных заводах в поверхностном стоке присутствуют также фенолы.

Все предприятия железнодорожного транспорта являются источниками физического загрязнения окружающей среды - шума, вибрации, ионизирующего и электромагнитного излучений, теплового загрязнения и т. д.

Практически все предприятия железнодорожного транспорта являются источниками шума. Это и движущиеся поезда, путевые машины и производственное оборудование предприятий.

Значительный акустический дискомфорт возникает в районе сортировочных станций. На таких станциях источниками преобладающего шума являются цехи реостатных испытаний тепловозов и сортировочные горки. Источниками интенсивного шума являются также локомотивные вагонные депо, локомотиво- и вагонно-ремонтные заводы, заводы железобетонных конструкций, щебеночные заводы, ремонтные мастерские и рельсосварочные поезда.

Источниками вибрации на железнодорожном транспорте являются такие технологические процессы, как укладка бетонных смесей, формовка железнодорожных изделий на виброплощадках и производство крупнопанельных конструкций.

Вибрацию вызывают движущиеся поезда. Механические колебания, которые они возбуждают, особенно велики при движении по тоннелям и искусственным сооружениям. Так, при следовании поезда через мост вибрация передается через его основание на реку и рядом находящиеся объекты. При движении поезда метро по тоннелю мелкого заложения вибрация ощущается в рядом расположенных домах.

Источниками значительных вибраций являются путевые машины, например, выправочно-подбивочно-отделочная машина ВПО-3000, щебеноочистительная машина ЩОМ и др. Работа этих машин сопровождается интенсивным шумом и значительными вибрациями.

К источникам электромагнитных полей на железнодорожном транспорте принадлежат системы линий электропередач и протяженные сети тягового электроснабжения при электротяге постоянного и переменного тока, тяговые и трансформаторные подстанции, посты секционирования, линии продольного электроснабжения напряжением от 0,25 до 35 кВ, многопрофильные линии связи и телемеханики, системы электрообеспечения на подвижном составе. К ним относятся и рельсы путей, которые, являясь обратными проводниками тягового тока, представляют собой источник электромагнитных излучений.

На железнодорожном транспорте источником ионизирующего излучения является перевозка радиоактивных грузов и строительным материалов с повышенным уровнем радиации, например, гранита.