10646

181

городского бюджета. В современном городе должно быть рациональное распределение таких объектов.

Задача, связанная с сокращением выбросов загрязняющих веществ (парниковых газов) в атмосферу, может решаться по средствам различных методик, к примеру, это может быть «Расчетная инструкция по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории крупнейших городов». Она предлагает упрощенную и детализированную схемы расчетов выбросов от транспортных средств (имея некоторые данные по транспортным средствам, можно рассчитать выбросы того или иного вещества и в дальнейшем принять необходимые меры по снижению негативного воздействия на окружающую среду и здоровье населения).

Что касается оптимизации системы обращения с отходами, то существует методика для расчета тарифов на сбор и вывоз как твердых бытовых отходов (ТБО), так и крупного габаритного мусора (КГМ). Расчет тарифов для г. Кстово (Нижегородская область) показал, что затраты на сбор и вывоз ТБО мусоровозом марки «Ротопресс», имеющим уплотнение примерно в 5 раз, и затраты на сбор и вывоз КГМ бункеровозом марки «ЗИЛ» без уплотнения одинаковы, при этом маршрут мусоровоза длиннее маршрута бункеровоза. Это говорит о том, что мусорововозы с уплотнением обеспечивают высокую эффективность несмотря на значительное увеличение пробега. Аналогичные эффекты, включающие повышение эффективности за счет использования более вместительных автобусов, трамваев, поездов метро могут быть исследованы в системе общественного транспорта.

Дополнительные потоки на дороге создают не только уплотнение движения автотранспортных средств, но и увеличивают риск возникновения аварий с гибелью людей. На дорогах Нижнего Новгорода гибнут около 500 человек в год. Чтобы выйти на уровень наиболее безопасных стран мира, необходимо поставить цель в 5 человек в год. Для повышения безопасности на дорогах можно обратиться к шведскому опыту, применив программу Vision Zero. Данная программа не допускает дорожно-транспортные происшествия со смертельным исходом, снимает вину с участников движения за ДТП, накладывая ее на тех, кто создает транспортную инфраструктуру (проектирует, строит и обслуживает дороги, а также производителей автомобилей). Шведский опыт показал, что, если только ограничить скоростной режим и улучшить состояние дорог (внедрить новые проектные решения на опасных участках дороги и т.д.), можно сократить более 50% аварий на дорогах со смертельным исходом. Также необходимо создать специальную экспертную группу по расследованию аварий с летальным исходом. Хотя такая программа и требует больших вложений и временных затрат, но результат оправдывает вложенные силы.

182

Общественный транспорт, потоки товаров и услуг для обеспечения жизнедеятельности населения и прочие материальные потоки взаимосвязаны и обладают экономическим, социальным и экологическим эффектами. Для эффективного управления ими целесообразно создание городского логистического центра по решению всех перечисленных проблем в режиме реального времени. Такой центр будет новым структурным элементом и позволит организовывать единую транспортнологистическую систему крупного города, обеспечив комфортное проживание людей в нем.

УДК 504.054

Т.Н. Волкова

Оценка влияния автотранспортного комплекса на окружающую среду

Автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса являются одним из главных источников загрязнения окружающей среды. Проблемы взаимодействия окружающей среды и транспорта связывают между собой многие технологические, медицинские, биологические, экономические, социальные, градостроительные и другие аспекты.

Функционирование транспорта сопровождается мощным негативным воздействием на окружающую среду и здоровье человека. Наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта следующие:

-загрязнение воздуха;

-загрязнение окружающей среды;

-шум, вибрация;

-выделение тепла (рассеяние энергии).

Автомобильный транспорт – ключевой элемент транспортной системы страны. Он выполняет более 50 % объемов перевозок грузов и пассажиров страны.

Рост автопарка приводит к обострению экологических проблем. Они усугубляются из-за большого среднего возраста автотранспортных средств и низкого уровня технико-эксплуатационных показателей отечественных автомобилей. Такое положение приводит к непроизводительному расходу топлива и увеличению выброса в атмосферу загрязняющих веществ.

Основная масса вредных веществ выбрасывается автотранспортом на территориях населенных пунктов. Он по-прежнему сохраняет лидерство в загрязнении атмосферы городов. Во многих крупных городах на долю автотранспорта приходится 70 и более процентов от общего количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Выбрасываемые транспортными средствами загрязняющие вещества из атмосферного

183

воздуха с течением времени попадают в водные объекты и почву. Загрязнение водной среды транспортом происходит также поверхностными стоками с автомобильных и железных дорог, аэродромов и сточными водами предприятий транспортной инфраструктуры (ремонтных, обслуживающих производств).

Автомобиль – один из главных факторов шумового загрязнения, интенсивность которого постоянно растѐт. Наибольшие уровни шума 9095 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час. В инфраструктуре автотранспортного комплекса насчитывается несколько тысяч крупных и средних автотранспортных предприятий организаций, занятых пассажирскими и грузовыми перевозками. С развитием рыночных отношений появились в большом количестве коммерческие транспортные организации небольшой мощности. Они выполняют автомобильные перевозки, техническое обслуживание и ремонт автомобилей, оказывают сервисные услуги и осуществляют прочие виды деятельности. При этом такие предприятия оказывают дополнительное негативное воздействие на окружающую среду.

Основным направлением данной работы является рассмотрение влияния автотранспортного комплекс на состояние окружающей среды

(ОС).

Целью работы является разработка комплекса мероприятий по снижению воздействия предприятия АТК на окружающую среду.

Автотранспортный комплекс – один из наиболее мощных источников воздействия на ОС и здоровье человека. Поэтому необходимо анализировать все аспекты этого влияния и разработать мероприятия по снижению негативного воздействия. Чему и посвящена данная работа. Опыт работы может быть применен в дальнейшем на аналогичных предприятиях Нижегородской области и РФ.

В представленной работе определено возможное воздействие на окружающую среду в результате функционирования придорожного сервиса ООО «Тиропанефтранс» в 39 квартале Игумновского лесничества Дзержинского лесхоза (400 м Игумновского шоссе, здание 2а).

Площадь участка составляет 29671 м2, земельный участок находится в собственности ООО «Тиропанефтранс». На площадке расположены: здание станции технического обслуживания, вспомогательные сооружения, автостоянки.

Промплощадка предприятия расположена вне селитебной территории г. Дзержинска в производственной зоне, в непосредственной близости от федеральной автомобильной трассы Москва - Казань. Ближайший жилой пункт – поселок Гнилицкие Дворики, расположен на расстоянии 665 м в северо-западном направлении. На расстоянии 350 м от границы предприятия в южном направлении расположены садовые участки.

184

В автосервисном комплексе производится обслуживание грузовых автомобилей (свыше 18 тонн) в основном импортного производства с дизельными двигателями.

На предприятии выявлено 22 источника выбросов загрязняющих оксид, бенз/а/пирен.

Отработавшие газы автомобильных двигателей оказывают вредное влияние на весь организм человека, воздействуют на органы обоняния, вызывают раздражения глаз, верхних дыхательных путей, а в некоторых случаях могут привести к серьезным отравлениям.

Оксид углерода (СО) представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха, немного легче воздуха. СО – сильно действующее на организм человека вещество, содержащееся в отработавших газах в сравнительно больших количествах. Предельно допустимое содержание в атмосферном воздухе – 0,0008% объемных. Средняя концентрация СО в воздухе крупнейших городов России на улицах с интенсивным автомобильным движением составляет по замерам около 20 мг/м3, а неблагоприятных случаях до 100 – 120 мг/м3 воздуха. Учитывая, что в стране установлена разовая предельно допустимая концентрация (ПДК) СО – 6 мг/м3, указанные концентрации нельзя признать допустимыми. Так, на предприятии ООО «Тиропанефтранс» ПДКм/р СО составил

5,000000мг/м3.

Оксиды азота, образующиеся в цилиндре двигателя при высоких температурах и давлениях (28000С и около 10 атм), весьма опасны для людей, животных и растений даже при малых концентрациях. В отработавших газах найдены следующие оксиды азота: закись азота (N2O), оксид азота (NO), диоксид азота (NO2) и ангидриды азота (N2O3) и N2 O5). ПДК оксидов азота (в пересчете на N2O5) в атмосферном воздухе населенных мест – 0,000009% объемных. Общий характер действия меняется в зависимости от содержания в газовой смеси различных оксидов азота. При контакте отработавших газов с влажной поверхностью (слизистые, бронхи и т.д.) образуются азотная и азотистая кислоты, поражающие слизистые оболочки и альвеолярную ткань легких (выраженные явления при содержании отработавших газов 0,0013%), что приводит к сложным рефлекторным расстройствам (вплоть до астматических проявлений), а при высоких концентрациях (0,004%) – к отеку легких.

Оксиды азота обладают выраженным токсическим действием на плод в период беременности, что послужило причиной пересмотра их ПДК (при этом было установлено их специфическое действие на развитие беременности и плод). Длительное воздействие оксидов азота в концентрациях, превышающих 2–5 ПДК, приводит к увеличению смертности плода до родов, ребенка в родах и в течение первых семи дней после родов. Сочетание действия CO, оксидов азота и SO2 в

185

концентрациях на уровне ПДК приводит к увеличению количества спонтанных абортов почти в 10 раз.

Воздействие оксидов азота на растительность связано с образованием растворов азотной и азотистой кислот на листовой пластинке. Этим же эффектом обусловлено влияние оксидов азота на строительные материалы и металлические конструкции.

Оксиды азота автомобильных двигателей играют также существенную роль в образовании токсических туманов.

Максимальные концентрации загрязняющих веществ на предприятии ООО «Тиропанефтранс» не превышают 0,8 ПДК, что соответствует требованиям СанПиН 2.1.6.1032-01.

Бензин – сложная смесь предельных углеводородов жирного ряда с температурой кипения от 35 до 2050С. Содержание тех или иных фракций углеводородов в бензине зависит от места получения нефти и от способа ее перегонки.

Углеводороды метанового ряда, выбрасываемые в воздух при работе автотранспорта с газобаллонными установками, вызывают общую слабость, головные боли, реже – ощущение шума в голове и диспептические явления. Подсчитано, что за сутки автомашины выбрасывают 800-1000 т углеводородов, среди которых обнаружены различные полициклические соединения и, в том числе, канцерогенное вещество – 3,4-бенз(а)пирен. Бензина (нефтяного, малосернистого) на предприятии составило 5,000000 мг/м3. Бенз/а/пирена – 0,000001мг/м3.

Сернистый ангидрид - бесцветный газ с удушливым запахом, поступает в организм через органы дыхания. Допустимое содержание SO2 в атмосферном воздухе не более 0,000012% объемных. При соприкосновении с влажной поверхностью слизистых оболочек верхних дыхательных путей сернистый ангидрид образует нестабильную сернистую кислоту, окисляющуюся до серной, что и определяет первичный характер токсического действия SO2. Раздражающее действие сернистого ангидрида на слизистые оболочки приводит к развитию хронических ринитов, воспалениям слухового прохода и евстахиевой трубы, хроническим бронхитам, преимущественно с астматическими компонентами. При концентрациях в воздухе на уровне 0,0017% возникает раздражение слизистых оболочек глаз и кашель после нескольких вдохов, при концентрации более 0,004% наблюдается потеря сознания в течение 3 мин. При длительном воздействии в малых концентрациях (около 0,0001%) наблюдаются изменения со стороны органов пищеварения – потеря белизны и блеска зубов, повышение чувствительности зубов к горячей или холодной пище. Со стороны желудочно-кишечного тракта – развитие хронического гастрита. В некоторых случаях наблюдается увеличение печени и ее болезненность. Со стороны эндокринных органов

– имеют место функциональные нарушения щитовидной железы и нарушения менструального цикла.

186

В зависимости от типа двигателя и скорости движения автомобиля сернистый ангидрид может превращаться в серный ангидрид в зоне выхлопа, где температура газов колеблется от 256 до 4800С. Превращение серного ангидрида в серную кислоту может происходить под действием воды, содержащейся в атмосфере при влажном воздухе в виде мельчайших капель. Сернистый ангидрид при концентрации 0,04 - 6,0% опасен для жизни человека, находящегося в этой среде в течение 30-40 мин. Такая концентрация сернистого ангидрида оказывает очень вредное действие на животных и растения. Сернистого ангидрида на предприятии составило 0,500000 мг/м3.

Биологическое действие самой сажи, как и других видов мелкодисперсных минеральных примесей, связано с их раздражающим действием и приводит к острым и хроническим заболеваниям (чаще бронхитам). Специфическое действие сажи связывают с высокой развитостью поверхности частиц сажи и ее высокими абсорбционными свойствами. В следствие этого на поверхности сажевых частиц сорбируются высокомолекулярные соединения, образующиеся при сгорании моторного топлива. Итак, на предприятии автосервисного комплекса выделяется сажа в размере 0,150000 мг/м3.

С увеличением мощности легковых автомашин общий объем выброса загрязняющих веществ возрастает. При этом выброс оксида углерода снижается, удельный выброс углеводородов остается без изменения, а удельный выброс оксидов азота и сернистого ангидрида увеличивается на 5,7% и 33,3% соответственно. Увеличение скорости движения легковых автомобилей (с 40 до 80 км/ч) приводит к снижению удельного валового выброса вредных компонентов отработавших газов на 40%. При этом выбросы СО, углеводородов и SO2 снижаются в 2,4, 1,75 и 1,25 раз соответственно, а выбросы оксидов азота возрастают в 1,4 – 1,8 раза.

Пробеговые выбросы грузовых автомашин изменяются в зависимости от нагрузки. При движениях в условиях населенного пункта валовый выброс грузовых машин выше такового для легковых машин в 1,45 раза. Удельные выбросы CO при увеличении нагрузки на вал увеличиваются с 71 до 78%, удельные выбросы SO2 остаются без изменения, а удельные выбросы углеводородов и оксидов азота снижаются с 14,3 и 13,7% до 12,1 и 9,2% соответственно. При увеличении скорости движения валовый выброс грузовых машин в 1,65 раза выше валового выброса легковых машин с тем же литражом двигателя. Распределение же удельных выбросов меняется: удельные выбросы CO увеличиваются с 51,3 до 78,6%, а удельные выбросы углеводородов, оксидов азота и сернистого ангидрида снижаются от 13,7, 34,2 и 0,8% (у легковых машин) до 9,8, 10,9

и0,7% (у грузовых машин).

Встранах с высокоразвитой промышленностью и высоким уровнем автомобилизации проблема защиты атмосферного воздуха от вредных

187

выбросов выросла до уровня неотложных социальных проблем. Токсичность отработавших газов автомобилей можно уменьшить путем предупреждения образования токсичных компонентов или посредством их нейтрализации.

В настоящее время в большинстве автомобилей применяют различные способы уменьшения концентрации токсичных компонентов перед выбросом отработавших газов из камеры сгорания. С этой целью изменяют конструкцию и регулировку двигателей, что позволяет создать условия, необходимые для полного сгорания смеси в широком диапазоне режимов работы двигателя. Это достигается совершенствованием процессов смесеобразования в системе питания и камере сгорания. Обычно при этом для питания двигателей применяют бедные смеси. При этом наблюдается увеличение оксидов азота, которого, однако, можно избежать уменьшением угла опережения зажигания. При работе автомобиля на неустановившихся режимах, во время замедления и в период прогрева двигателя после пуска на богатой смеси можно значительно уменьшить выделение углеводородов, применяя дополнительный подогрев всасываемого воздуха и уменьшая количество подаваемого топлива.

Для того чтобы автомобили с точки зрения их токсичности удовлетворяли требованиям стандартов, необходимо использовать дополнительные способы нейтрализации токсичных выбросов.

Продукты неполного сгорания топлива могут быть нейтрализованы посредством дожигания их в выпускной системе в присутствии воздуха, подаваемого к горячим отработавшим газам в пространство перед выпускными клапанами. На практике для этого применяют термические реакторы, а в качестве дополнительных средств – рециркуляцию отработавших газов, регулировку угла опережения зажигания и обогащения смеси для уменьшения выброса оксидов азота.

Токсичные выбросы можно также значительно уменьшить посредством каталитического дожигания. Известно большое количество катализаторов окисления углеводородов и оксида углерода, широко применяются окислительно-восстановительные системы нейтрализации отработавших газов, позволяющие восстанавливать оксиды азота.

Таким образом, в настоящее время, вопросы воздействия транспортного комплекса на окружающую среду остаются важной проблемой современного общества. Поэтому, комплексное исследование влияния предприятий автотранспортного комплекса на окружающую среду с целью последующей разработки мероприятий по снижению их негативного воздействия, безусловно, является актуальной задачей.

188

Литература

1.Волкодаева, М. В. Зона влияния выбросов городского транспорта / М. В. Волкодаева // Экология урбанизированных территорий. – 2008. -№ 4.

–С. 30-34.

2.Игнатович, Н.И. Чем опасен транспорт для людей, животных и растений /Н. И. Игнатович, Н. Г. Рыбальский ; Рос. экол. федер. информ. агентство, Федер. экол. фонд РФ. – М. : Изд-во РЭФИА, 1996. – 80 с. – (Б- чка для населения. Сер. «Экол. безопасность в быту»). - Библиогр. : с. 70.

УДК 663.1

Г.А. Горская

Предпосылки и перспективы развития биоэнергетики

До настоящего времени использование возобновляемых источников энергии в России сдерживалось избытком углеводородных топливноэнергетических ресурсов.

Наступающий дефицит газа и рост цен на энергоносители способствует росту потенциала использования биогазовых технологий в РФ. Переработка отходов сельского хозяйства, пищевой промышленности и продуктов водоочистных сооружений в России способна ежегодно дать 60-70 млрд м3 биогаза и свыше 110 млн т высококачественных удобрений.

ВРоссии с 2010 года началось устойчивое падение добычи газа, что связано с истощением действующих месторождений.

Три стареющих месторождения-гиганта: Уренгойское, Ямбургское и Медвежье, дававших стране свыше 70% газа, на рубеже веков вступили в позднюю стадию разработки, а производство газа на них начало снижаться.

Вцелом же, по данным «Газпрома», добыча газа на всех

месторождениях, введенных еще в советский период, будет падать со скоростью 20-25 млрд м3 в год. Таким образом, только за одно десятилетие Россия лишается почти 1/3 годовой добычи газа.

Важным результатом надвигающегося кризиса газоснабжения и истощения дешевых в разработке запасов газа станет рост внутренних цен на энергоносители, который уже наблюдается вопреки экономическому кризису. В настоящее время цены на электроэнергию в России стали выше, чем в большинстве других стран, хорошо обеспеченных энергоносителями, но и приблизились к уровню стран, испытывающих серьезный недостаток

вэнергетическом сырье. Рост цен на газ также будет способствовать росту конкурентоспособности возобновляемых источников энергии, в частности, биогаза.

Еще одной предпосылкой развития малой биогазовой энергетики является износ основных фондов в транспорте газа и подземных

189

хранилищ. В настоящее время износ составляет 62,5%. В критическом состоянии по безопасности находятся порядка 50% подводных переходов, 21 % переходов через автомобильные и железные дороги, 10% – пересечений с трубопроводами.

Значительная протяженность газопроводов, построенных в 1980-е годы, характеризуется использованием в качестве изоляционного наружного покрытия полиэтиленовой ленты, имеющей срок службы немногим более 10 лет.

Кроме того, важной предпосылкой развития биогазовой индустрии в России является не только кризисное состояние централизованного энергоснабжения, но и его отсутствие в ряде регионов. Средний уровень газификации составляет менее 70% в городах и 50% в сельской местности. При этом в ряде регионов степень газификации менее 10%, такая ситуация во многих субъектах Северо-Западного, Уральского, Сибирского и Дальневосточного федеральных округов.

Развитие централизованных систем электро- и газоснабжения в удаленных районах с низкой плотностью населения экономически нецелесообразно. В результате в России складывается по сути уникальная для «энергетической сверхдержавы» ситуация, когда применение биогазовых технологий становится не просто выгодным, но и единственным способом обеспечить энергетические потребности сельского хозяйства.

Перевод части сельхозпредприятий на самообеспечение газом и электроэнергией за счет переработки отходов целесообразна и по ряду других причин:

-В процессе санитарной обработки сточных вод (особенно животноводческих и коммунально-бытовых) содержание органических веществ снижается до 10 раз.

-Анаэробная переработка отходов животноводства, растениеводства и активного ила позволяет получать уже готовые к использованию минеральные удобрения с высоким содержанием азотной и фосфорной составляющей, что особенно актуально для развития сельского хозяйства Нечерноземья.

-Биогаз – универсальное топливо, с высокой эффективностью он может быть использован для получения тепловой и электрической энергии, в том числе для организации тепличных хозяйств, а также в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания.

-Коэффициент использования газа на малых когенерационных установках значительно превышает показатели крупных ТЭЦ.

-Биогазовые установки могут быть размещены в любом регионе страны и не требуют строительства дорогостоящих газопроводов и сложной инфраструктуры, а также позволяют избежать потерь электроэнергии, которые значительны при ее передаче и трансформации.

-Биогазовые установки могут частично или полностью заменить

190

устаревшие региональные котельные и обеспечить электроэнергией и теплом близлежащие населенные пункты.

- Создание на основе биогазовых установок локальных энергетических станций, не зависящих от «большой» энергетики, способно уменьшить гипертрофированную долю природного газа в топливноэнергетическом балансе; децентрализация энергетики повысит ее устойчивость, сгладит негативные последствия старения объектов энергетической инфраструктуры [1].

Агропромышленный комплекс России сегодня сталкивается с проблемой утилизации огромного количества отходов – чаще всего они просто вывозятся с территорий ферм и складируются. Это приводит к проблемам окисления почв, отчуждению сельскохозяйственных земель (более 2 млн га сельскохозяйственных земель заняты под хранение навоза), загрязнению грунтовых вод и выбросам в атмосферу метана – парникового газа.

Отходы агропромышленного комплекса, которые необходимо утилизировать, сами по себе являются существенным энергетическим ресурсом, так как с разной степенью эффективности возможно получение биогаза почти из всех видов сельскохозяйственных отходов. Таким образом, развитие биогазовой энергетики – это не только возможное решение проблемы отходов, но и еще решение энергетических проблем сельского хозяйства.

А эти проблемы существуют: большая часть регионов с развитым сельским хозяйством, соответственно, с высокой концентрацией ресурсов для производства биогаза (Белгородская область, Краснодарский край, Алтайский край и др.) являются энергодефицитными, и энергоснабжение сельхозпроизводителей здесь осуществляется по остаточному принципу. Во всех сельскохозяйственных регионах существует проблема крайне низкой степени доступности объектов энергетической инфраструктуры, в частности, только 37% крупных и средних сельхозпроизводителей имеют доступ к сетевому газу.

Вколичественном выражении, суммарный энергетический

потенциал отходов агропромышленного комплекса РФ достигает 81 млн т.у.т. Если весь биогаз будет перерабатываться на когенерационных установках, то это позволит на 23% обеспечить суммарные потребности экономики в электроэнергии, на 15% – в тепловой энергии и на 14% – в природном газе или же полностью обеспечить сельские районы доступом к природному газу и тепловой мощности.

Кроме того, биогазовая энергетика – это еще источник дешевых комплексных органических удобрений, которые образуются как субпродукт при производстве биогаза. Например, ежедневный органический потенциал переработки навоза единицы крупнорогатого скота составляет 0,25 кг азота, 0,13 кг оксида фосфора, 0,3 кг оксида калия и 0,25 оксида кальция и сравним с 1 кг комплексных удобрений. В целом