Курс лекций по экологии Машуков Никитин

разложившиеся под действием микроорганизмов. Над гумусовым горизонтом расположена подстилка – слой растительного опада, состоящий из еще не разложившихся растительных остатков Ниже гумусового слоя расположен малоплодородный слой толщиной 10…12 см, называемый горизонтом вымывания или выщелачивания. Питательные вещества вымыты из него водой или кислотами. Далее залегает материнская порода.

Человек нарушает верхний слой земной коры при добыче полезных ископаемых, захоронении отходов, проведении испытаний вооружения, строительстве дорог и других объектов. Существенное загрязнение земель происходит в результате осаждения токсичных веществ из атмосферы. К основным загрязнителям почвы относятся свинец, бенз(а)пирен, ртуть, нитраты, нитриты, фосфаты, пестициды и другие вещества.

Самоочищение почв – процесс медленный, происходящий за счет деятельности микроорганизмов. Из почв токсичные вещества могут попадать в поверхностные и подземные воды, а также в организмы людей и животных.

Предприятия железнодорожного транспорта воздействуют на земельные ресурсы, размещая отходы и загрязняя собственную территорию.

4.2. Отходы производства и потребления

Все отходы производства и потребления подразделяются на 5 классов опасности (КО) отходов: I − чрезвычайно опасные; II − высокоопасные; III − умеренно опасные; IV − малоопасные; V − практически неопасные.

Возможны следующие способы обращения с отходами: утилизация (полезное использование), обезвреживание (снижение вредных свойств), захоронение (длительное размещение на полигонах), хранение (временное размещение). Для этих целей отходы также могут передаваться другим предприятиям.

В табл. 7 приведены наиболее распространенные виды отходов железнодорожных предприятий и способы обращения с ними.

Таблица 7 Отходы предприятий железнодорожного транспорта и обращение с ними

	КО	Виды отходов	Техпроцесс –	Обращение с
			источник отходов	отходами
		Ртуть (из	Замена неисправных	Передача для
		люминесцентных ламп)	ламп
				переработки на
	I	Отходы
			Гальванические	специализированные
		гальванических
			производства	предприятия
		производств
		Трихлорэтилен	Химчистка спецодежды	Обезвреживание
	II	Серная кислота,	Ремонт аккумуляторов	Нейтрализация
		электролит

				Использование в
				качестве топлива в
				котельных;
	Нефтепродукты			реализация; передача
				нефтехимическим
			Очистка сточных вод	предприятиям для
			ППС, депо и	переработки
			ремонтных заводов	Сжигание в котельных
				или инсинераторах*;
	Нефтешламы			передача другим
	(замазученный песок)			организациям;
III				размещение на
				полигонах
			Ремонт подвижного	Передача для
				переработки на
	Отработанные масла		состава, станков и др.
				специализированные
			оборудования
				предприятия
				Обработка
	Загрязненный грунт		Очистка промплощадок	бакпрепаратами;
			предприятий	сжигание в
				инсинераторах*
	Отработанные		Ремонт пути	Пиролиз, сжигание в
	деревянные шпалы			инсинераторах и др.
	Лом черного металла
				Использование для
				строительных нужд;
	Золошлаковые отходы		Работа котельных	размещение на
IV				полигонах; передача
				другим организациям
				для использования
	Твердые бытовые отходы (ТБО)			Размещение на
				полигонах
V	Лом черных и цветных		Металлообработка	Передача для
	металлов			переработки

* инсинератор – установка для экологически безопасного сжигания отходов, работающая на жидком или газообразном топливе

Лимит размещения отходов – объем (масса) отходов, который допускается размещать в установленный период времени. Он определяется в зависимости от производственных показателей (расход сырья, мероприятия по снижению количества отходов) и возможности экологически приемлемого размещения отходов.

4.3. Загрязнение территорий предприятий

Территории локомотивных, вагонных депо и промывочнопропарочных станций (ППС) загрязнены преимущественно нефтепродуктами, шпалопропиточных заводов – фенолами. Площадь загрязненных участков колеблется от 5 до 25 % общей территории предприятия.

Основный способ очистки загрязненного грунта − обезвреживание на месте или специальном полигоне с использованием бактериальных препаратов (бакпрепаратов). Бакпрепараты («Путидойл», «Дестройл», «Родер» и др.) выпускаются в виде порошка или пасты. Порядок приготовления рабочего раствора для очистки от нефтепродуктов (на примере препарата «Путидойл» и емкости 100 л) следующий:

-добавить в воду минеральную подкормку (3 г нитроаммофоски) при температуре 80оС;

-дать воде остыть до комнатной температуры;

-добавить 85 г препарата и 9 г нефтепродукта;

-осуществлять аэрацию (барботаж) в течение 8–12 ч, или после кратковременной (не менее 5 мин) аэрации отстаивать раствор в течение того же времени.

Далее рабочий раствор вносится в загрязненную почву на месте или на специальном полигоне с подогревом. Эффекта следует ожидать примерно через 2–4 недели.

Также загрязненный грунт может сжигаться в инсинераторе, однако этот способ применяется редко из-за выбросов в атмосферу большого количества ЗВ: твердых частиц, оксидов азота, оксида углерода, диоксида серы, бенз(а)пирена, диоксинов и др. Захоронение загрязненного грунта на полигонах может привести к попаданию нефтепродуктов или фенолов в поверхностные или подземные воды, поэтому такой метод обезвреживания практически не применяется.

Лекция 5 ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

К энергетическому загрязнению относятся: шум, вибрация, электромагнитные и ионизирующие излучения, тепловое и световое

загрязнения. Из этих видов загрязнения для железнодорожного транспорта наиболее значимыми экологическими факторами являются шум и электромагнитные поля, поэтому они рассмотрены ниже.

5.1. Характеристика шума как экологического фактора

Шум – это любые звуки, раздражающе действующие на человека и мешающие восприятию полезных сигналов или нарушающие тишину. Раздражающее действие шума является существенным фактором, влияющим на функциональное состояние коры головного мозга и центральной нервной системы, а через них – на весь организм в целом.

Подсчитано, что в США убытки от шума на производстве составляют около 4 млн. долларов в год, а в Великобритании они выше, чем от пожаров. В крупных городах шум сокращает жизнь на 8–12 лет.

Человеческое ухо воспринимает звуки с частотой от 20 до 20 000 Гц. Ниже этого предела лежит инфразвук, выше – ультразвук. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в диапазоне частот от 1 000 до 4 000 Гц.

Шум принято измерять на характеристике «А» шумомера. Эта характеристика корректирует частотную чувствительность шумомера в соответствии с особенностями слухового аппарата человека, т.е. отражает физиологическое действие звука на организм. Получаемую величину называют уровнем звука, единица измерения − децибел «А» (дБА). Эта характеристика является международной и в России закреплена ГОСТ 12.1.003-83 и санитарными нормами СН-2.2.4/2.1.8.582-96. Порог слышимости находится на уровне 10 дБА, раздражающее действие оказывает уровень звука 60–70 дБА, при 100−110 дБА происходит нарушение слуха, 120–130 дБА – болевой порог.

Основными источниками шума на железнодорожном транспорте являются движущиеся поезда, путевые машины и производственное оборудование предприятий. Уровень шума на железной дороге колеблется от 66 дБА (при движении в час одной пары пассажирских поездов) до 91 дБА (30 пар грузовых поездов). Локомотив – один из основных источников шума в движущемся поезде. Так, на тепловозе шум дизеля 2Д100 достигает 115 дБА, системы выпуска – 123 дБА, тягового генератора – 99 дБА, тягового двигателя – 99 дБА, масляного насоса – 100 дБА, топливного насоса – 97 дБА, компрессора – 105 дБА. На электровозе ВЛ10 уровень звука вентилятора составляет 111 дБА, а компрессора – 108 дБА.

Уровни допускаемого шума для производственных и жилых помещений приведены в табл. 8.

Таблица 8

Уровни допускаемого шума

		Уровень
	Вид помещения или территории	допускаемого
		шума, дБА
	Производственные помещения:
	учебные заведения, НИИ, административные здания	40
	помещения конструкторских бюро, техотделов и т.п.	50
	кабины наблюдений и дистанционного управления без	80
	речевой связи по телефону
	то же, с речевой связью по телефону	65
	рабочие места в цехах, кабины водителей	80
	автотранспорта
	вокзалы	60
	Жилая застройка:
	жилые комнаты квартир
	- с 7 до 23 ч	40
	- с 23 до 7 ч	30
	комнаты в общежитиях
	- с 7 до 23 ч	45
	- с 23 до 7 ч	35
	территории жилой застройки
	- с 7 до 23 ч	55
	- с 23 до 7 ч	45

Очевидно, что уровни допускаемого шума для производственных и жилых помещений и территорий вблизи железнодорожных станций, локомотивных депо и заводов по ремонту подвижного состава существенно превышаются.

Движущиеся поезда также являются источниками низкочастотных (инфразвуковых) вибраций. Механические колебания, создаваемые поездами, особенно велики при движении по мостам и тоннелям. Исследования показали, что длительное воздействие вибрации вызывает функциональные изменения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, последствиями которых являются снижение скорости реакций человека, развитие гипертонической болезни и т.п.

Для снижения шума на железнодорожном транспорте проводятся основные мероприятия:

-защитное лесоразведение;

-экранирование источников шума;

-рациональная планировка прилегающих жилых массивов вблизи железнодорожных объектов;

-установка глушителей;

- защита расстоянием.

Зеленые насаждения оказывают на распространение шума в приземном пространстве заметное влияние. Наталкиваясь на них, часть энергии звуковой волны отражается как от экрана, другая (большая) часть поглощается. Защитная лесополоса, ширина которой изменяется от 10 до 30 м, позволяет снизить уровень шума на величину от 4 дБА (три ряда лиственных деревьев) до 11 дБА (пять рядов хвойных деревьев).

Вредное воздействие шума на население может быть снижено при размещении высокоскоростных железнодорожных путей в тоннелях, выемках, за склонами естественного или искусственного рельефа. Здесь возможно использование шумозащитных барьеров из листов гофрированной стали высотой 3 м. Такие барьеры выполняют также роль ограждения полосы отвода. Эффективность снижения шума экранирующими сооружениями прямо пропорциональна их высоте и обратно пропорциональна расстоянию от источника шума до экрана. Поэтому экраны целесообразно располагать как можно ближе к источнику шума.

Также рекомендуется вдоль железнодорожных путей размещать нежилые здания (склады, гаражи и т.п.).

Глушители бывают двух типов: активные (используют звукопоглощающие материалы – керамику, минеральную вату и др.) и реактивные (основаны на отражении звука назад к источнику или уменьшении энергии). Большинство глушителей являются комбинированными.

Однако основной мерой защиты от шума, вибрации и ЭМП является защита расстоянием.

5.2. Электромагнитное загрязнение

Электромагнитные поля (ЭМП) создаются электрическими зарядами и токами и включают электрическую (В/м) и магнитную (А/м) составляющие.

Через ЭМП промышленной частоты на окружающую среду и людей воздействуют: контактная сеть, линии продольного электроснабжения напряжением 0,25…35 кВ, проводные и кабельные линии связи и телемеханики, тяговые и трансформаторные подстанции, посты секционирования, электроподвижной состав. Рельсы – также источники ЭМП, поскольку они являются обратными проводниками тягового тока, а также сигнального для рельсовых цепей СЦБ.

ЭМП оказывают воздействие на человека, животных, рыб и насекомых. Одними из самых чувствительных к их воздействию являются рыбы. Для них порог чувствительности по внешнему электрическому полю составляет единицы В/м.

У человека ЭМП вызывают торможение рефлексов, понижение кровяного давления, замедление сокращений сердца, изменение состава крови в сторону увеличения числа лейкоцитов и уменьшения эритроцитов, помутнение хрусталика глаза, нарушение репродуктивной функции (импотенция у мужчин, выкидыши и патология родов у женщин) [24]. Отрицательное их воздействие проявляется в головных болях, повышенной утомляемости, раздражительности, сонливости, одышке, ухудшении зрения, повышении температуры тела. Последнее объясняется тем, что поглощаемая тканями энергия электромагнитных полей превращается в теплоту.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) электрического поля установлены отдельно для персонала, обслуживающего электроустановки, и для населения.

Для персонала ПДУ электрического поля в соответствии с ГОСТ 12.1.002-84 «ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах» принимается равным 25 кВ/м. Пребывание в поле напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускается. При напряженности поля от 20 до 25 кВ/м время пребывания персонала в нем не должно превышать 10 мин. Допустимое время пребывания в поле напряженностью 5…20 кВ/м рассчитывается по формуле:

Т = 50/ Е – 2,

(6)

где Е – напряженность воздействующего поля в контролируемой зоне, кВ/м.

Пребывание в поле с напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение рабочего дня.

Применительно к населению ПДУ электрического поля устанавливаются «Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты (СН 2971-84)»:

-0,5 кВ/м внутри жилых зданий;

-1 кВ/м на территории зоны жилой застройки;

-5 кВ/м в населенной местности вне зоны жилой застройки, а также на территории огородов и садов;

-10 кВ/м на участках пересечения воздушных линий (ВЛ) с автомобильными дорогами;

-15 кВ/м в ненаселенной местности;

-20 кВ/м в труднодоступной местности и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения.

Напряженность определяется на высоте 1,8 м от уровня земли, а для помещений – от уровня пола. Для определения напряженности следует применять приборы, имеющие погрешность не более 20 %.

Поскольку проблемы биологического влияния магнитных полей промышленной частоты к настоящему времени нельзя считать окончательно решенными, существующие нормы следует рассматривать как переходные, поскольку намечается тенденция к их ужесточению.

ПДУ напряженности поля для условий выполнения работ под напряжением установлены на уровне 3,2 кА/м при воздействии на тело работающего и 5,2 кА/м – при воздействии на кисти рук.

Международные рекомендации содержат более жесткие нормы: 400 А/м для производственных воздействий и 80 А/м для населения. В настоящее время Институтом медицины труда РАМН подготовлен проект норм, в котором предлагается регламентировать следующие уровни воздействия:

-при выполнении работ в условиях воздействия переменных магнитных полей промышленной частоты (50 Гц) – от 1 600 до 80 А/м в зависимости от длительности воздействия (от 1 до 8 ч) на все тело и от 6 400 до 800 А/м при воздействии на конечности;

-15 А/м для населения;

-60 А/м для лиц, выполняющих работы в зонах прохождения ВЛ, но профессионально не связанных с их эксплуатацией.

В табл. 9 приведены европейские нормы по допустимым значениям ЭМП.

Таблица 9

Европейские нормы по допустимым значениям ЭМП

	Катег	Напряженность поля		Характеристика
	ория	Е, кВ/м	Н, А/м
	1	6,1	159	При превышении обязательна
				информация персонала
				При превышении обязательно
	2	12,3	320	ограничение времени пребывания в
				поле
				Помимо ограничения времени
	3	19,6	480	пребывания обязательно
				предупреждение «опасная работа»

Отдельно нормируются ЭМП радиочастот. Госсанэпиднадзор в 1996 г. установил санитарные правила и нормы «Электромагнитные излучения

радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)». ПДУ ЭМИ РЧ приведены в табл. 10.

Таблица 10

Предельно-допустимые уровни электромагнитных полей радиочастотного диапазона

			ПДУ
	Диапазон	для населения	для персонала
	частот,	электрическая	электрическая	магнитная
	МГц	составляющая,	составляющая,	составляющая,
		В/м	(В/м)2	(А/м)2
	0,03 – 0,3	25	20000	200
	0,3 – 3	15
	3 – 30	10	7000	не разработан
	30 – 50	3	800	0,72
	50 – 300	3	800	не разработан

Вцелях защиты населения от воздействия ЭМП устанавливаются санитарные разрывы, где напряженность поля превышает 1 кВ/м. Для ВЛ номинальным напряжением 330 кВ размер санитарного разрыва составляет 20 м, 500 кВ – 30 м, 750 кВ – 40 м, 1150 кВ – 55 м.

Впределах СЗЗ запрещается: размещать жилые и общественные здания и сооружения, площадки для стоянки и остановки всех видов транспорта, предприятия по обслуживанию автомобилей и склады нефти и нефтепродуктов, производить операции с горючим, выполнять ремонт машин и механизмов.

Радиопередающие антенны следует располагать на высоте, обеспечивающей широкую «мертвую зону» [19].

Ослабление воздействия ЭМП производится строительными конструкциями. Различные материалы в разной степени отражают электромагнитные волны. Например, масляная краска отражает до 30 % электромагнитной энергии. Напряженность электрического поля в зданиях, расположенных вблизи ЛЭП, может быть снижена установкой заземляющей металлической сетки на крышах.

Для защиты человека от воздействия электромагнитных излучений применяются экраны из металлических листов, сетки, фольги. Однако высокая металлоемкость, низкая технологичность и конструктивность не позволяют широко использовать их в качестве средств индивидуальной защиты (СИЗ). Для этой цели могут применяться металлизированные защитные ткани. Например, ткань «Восход» позволяет ослаблять магнитное поле в 100 тыс. раз, а электрическое – в 10 млрд раз. Исходным

материалом является длинномерная широкополосная ткань из синтетических нитей, покрытая электропроводным неметаллическим слоем с высоким сопротивлением (0,5–70 кОм см) из сульфидов металлов (кадмий, свинец, олово, серебро, медь, никель, кобальт, железо, цинк, марганец).

Лекция 6 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА

6.1. Понятие и состав экологического ущерба

Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды по своему содержанию представляет экологическую составляющую общественно необходимых затрат, вызванных отрицательным воздействием на различные элементы среды (природные ресурсы) процессов производства и потребления продукции. В первую очередь эти издержки связаны с влиянием загрязнений на здоровье населения (недопроизводством национального дохода, дополнительными расходами на лечение и профилактику болезней), а также различными потерями, обусловленными дополнительными затратами на компенсацию износа жилищнокоммунального хозяйства, основных фондов промышленности, недопроизводством продукции сельского, лесного, водного хозяйства и т.д.

Под экономическим ущербом следует понимать выраженные в стоимостной форме фактические и возможные убытки, причиняемые народному хозяйству загрязнением окружающей среды и (или) дополнительные затраты на компенсацию этих убытков.

Следует различать затраты по предотвращению загрязнения и на компенсацию убытков, так как первые издержки приводят к уменьшению негативного воздействия на окружающую среду (снижению экономического ущерба). Поэтому они не могут быть отнесены к категории ущерба [15]. По этой причине выплаты за передачу стоков и отходов другим предприятиям относят не к экологическим платежам, а к текущим затратам на ООС.

Различают фактический и потенциальный ущербы. Фактический ущерб представляет собой реальные убытки или дополнительные затраты для ликвидации последствий загрязнений. Под потенциальным ущербом подразумеваются убытки, которые может понести общество в будущем изза загрязнений среды в настоящее время. Таким примером могут служить неучтенные затраты на здоровье будущего поколения из-за современного отрицательного влияния загрязнений, т.е. с течением времени потенциальный экономический ущерб будет переходить в фактический.