Глава#1_2

















ПРИРОДООХРАННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ УКРАИНЫ:
ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ


Под редакцией Академика Транспортной академии Украины Г.Н. Кирпы

















Киев
Транспорт Украины
2001

ББК 39.6
П76
УДК 628.52





Плахотник В.Н., Ярышкина Л.А., Сираков В.И., Таньшин В.Т.,
Савина Т.Л., Бойченко А.Н. / Под ред. Кирпы Г.Н.



Рецензенты: Дворецкий А.И., докт. биол. наук, проф. ДНУ,
Барбаш В.А., канд. техн. наук, доц. КПИ










П76 Природоохранная деятельность на железнодорожном транспорте Украины: проблемы и решения / Плахотник В.Н., Ярышкина Л.А., Сираков В.И., Таньшин В.Т., Савина Т.Л., Бойченко А.Н. / Под ред. Кирпы Г.Н. – К.: Транспорт Украины, 2001.– 244 с.: ил.–

ISBN 5-7705-0161-8.
В монографии рассмотрены наиболее актуальные проблемы природопользования на железнодорожном транспорте Украины. Определены основные источники загрязнения атмосферы, природных водоемов и земель выбросами, сбросами и отходами структурных подразделений железных дорог Украины. Рассмотрены существующие технологические методы и аппаратура для очистки промышленных выбросов в атмосферу, сбросов в природные водоемы, утилизации отходов; методы и средства контроля загрязнения биосферы и даны рекомендации по применению отечественных приборов в природоохранной практике. Рассмотрена система информационного сопровождения природоохранной деятельности на железнодорожном транспорте.
Для специалистов предприятий железнодорожного транспорта, научных работников и студентов специальностей "Экология и охрана окружающей среды", "Водоснабжение и водоотведение".
ББК 39.6

© Укрзализныця. Главное управление развития и инвестиций, 2001
© Издательство «Транспорт Украины»,2001
ВВЕДЕНИЕ

Охрана окружающей среды является одной из важнейших и наиболее острых проблем, стоящих в настоящее время перед человечеством. Возрастающая интенсивность промышленного и сельскохозяйственного производства приводит к глобальным изменениям, последствия которых для нашей планеты или ее отдельных регионов трудно не только преодолеть, но и надежно прогнозировать. С провозглашением независимости Украины и переустройством ее как суверенного, демократического правового государства, с развитием гласности мы получили возможность осознать действительную глубину экологического кризиса, в котором оказалась наша страна и искать пути выхода из этого положения.
Рациональное использование природных ресурсов, обеспечение экологической безопасности населения - неотъемлемая часть устойчивого экономического и социального развития Украины.
Наряду с отраслями, традиционно нарушающими экологическое равновесие, энергетикой, металлургией, химией и др.– значительное влияние на окружающую среду оказывают различные виды транспорта, в том числе железнодорожный транспорт. Влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку в Украине обусловлено следующими факторами:
потребление невозобновляемых природных ресурсов при эксплуатации железнодорожного транспорта (топливо, масло, вода, воздух, металл, древесина и т.д.) в 2-5 раз больше чем в развитых странах Запада;
низкая топливная экономичность, большой объем потребления энергетических ресурсов;
использование для прокладки дорог, размещения предприятий большого количества земель, в том числе плодородных;
загрязнение атмосферного воздуха, водных бассейнов и почвы токсичными выбросами в результате эксплуатации подвижных средств;
загрязнение природной среды различными сыпучими грузами при их погрузке, выгрузке и транспортировке, мусором и отходами предприятий железнодорожного транспорта;
загрязнение водных бассейнов стоками предприятий, содержащих нефтепродукты, фенолы, соли тяжелых металлов и другие вредные вещества, разрушающие биоценозы водоемов;
загрязнение окружающей среды в результате аварий при перевозках экологически опасных грузов;
ухудшение здоровья населения из-за загрязнения природной среды, изменение мутационных процессов у живых организмов.
За последнее время на железнодорожном транспорте активизировалась работа по снижению вредного воздействия на окружающую воздушную и водную среду, улучшению использования природных ресурсов, соблюдению природоохранного законодательства. Однако эта работа не в полной мере отвечает современным требованиям, так как не обеспечивает комплексный подход к решению природоохранных проблем, недооценивает важность выполнения природоохранных мероприятий, вследствие чего средства на их осуществление направляются по остаточному принципу.
Данная природоохранная работа и ее информационное сопровождение выполнено с целью более глубокого освещения экологической обстановки на железнодорожном транспорте Украины, а также возможных путей ее улучшения.
Глава 1. Проблемы природопользования на железнодорожном транспорте Украины

1.1 Воздействие железнодорожного транспорта на природную среду.
В современных условиях ни одна отрасль не может существовать без транспортной системы. Украина имеет хорошо развитую сеть всех видов транспорта, но основная роль в транспортном комплексе принадлежит железным дорогам. На их долю приходится 64 % всех перевозок.
Железнодорожный транспорт Украины – технически сложный транспортный комплекс, рассредоточенный практически по всей территории.
Эксплуатационная длина железнодорожных линий составляет 22301,9 км, из которых электрифицировано 9169,8 км.
Для обеспечения перевозочного процесса на сети 6 железных дорог размещены 1684 станции, 68 основных и 34 оборотных локомотивных депо, 51 грузовое вагонное депо, 16 пассажирских вагонных депо, 110 дистанций пути, 23 механизированных дистанции погрузочно-разгрузочных работ, 38 ПМС, 37 дистанции гражданских сооружений, 69 дистанций сигнализации и связи, 43 дистанции электроснабжения и другие предприятия, чья производственная деятельность связана с различными видами воздействия на окружающую среду.
Особенностью работы железнодорожного транспорта является круглосуточная, беспрерывная работа по перевозке пассажиров и грузов, а также наличие в процессе перевозки большого количества опасных грузов.
По данным статистики в странах ЕС опасные грузы составляют 15-20 % всех грузов, перевозимых по железным дорогам и внутренним водным путям. Сюда следует отнести взрывоопасные грузы, газы, огнеопасные жидкости, огнеопасные твердые материалы, окисляющие вещества, отравляющие и инфицирующие вещества, радиоактивные материалы, коррозионные и иные материалы. Разлив или потеря части опасных грузов при аварийных ситуациях представляет экологическую опасность. Перевозка сыпучих грузов (уголь, строительные материалы и др.) на открытом подвижном составе приводит к высоким потерям в процессе перевозки и значительному загрязнению окружающей природной среды (выдувание мелких фракций, просыпание груза через щели и т.д.).
Железнодорожный транспорт потребляет ежегодно более 65 млн. м3 воды, из которых более 40% сбрасываются в поверхностные водоемы в виде стоков, загрязненных нефтепродуктами, взвешенными веществами, солями тяжелых металлов, синтетическими поверхностно-активными веществами (СПАВ) и др. В атмосферный воздух железнодорожными предприятиями из стационарных источников выбрасывается более 50 тыс. тонн вредных веществ, из которых улавливается и обезвреживается около 30%. В результате производственной деятельности железнодорожных предприятий ежегодно образуется более 65 тыс. тонн отходов.
Железнодорожными сооружениями на Украине выключено из сельхозоборота порядка 263 тыс. га.

Основные источники загрязнения на железнодорожном транспорте.

Загрязнение воздушного бассейна выбросами вредных веществ является одной из важнейших экологических проблем на железнодорожном транспорте. Ежегодно в атмосферу поступает значительное количество разнообразных веществ, каждое из которых в определенной степени опасно для живых организмов, сооружений, зданий, памятников культуры и т.п. Атмосфера загрязняется продуктами сгорания топлива, углеводородами, соединениями тяжелых металлов, аэрозолями кислот, щелочей, красок и т.п.
Годовой суммарный выброс вредных веществ в атмосферу объектами железнодорожного транспорта Украины в 1995-1999г.г. составил приблизительно 150 тысяч тонн без учета пыления сыпучих грузов при перевозках.
Значительная часть выбросов (около 85 %) образуется за счет сжигания топлива при эксплуатации дизельного магистрального и маневрового подвижного состава, рефрижераторных поездов; на долю стационарных источников приходится 10-15% валового объема выбросов.
Наиболее важными источниками загрязнения атмосферы среди стационарных источников являются локомотивные и вагонные депо, заводы по ремонту подвижного состава и железнодорожной техники, производственные и коммунальные котельные.
Анализ распределения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по хозяйствам железнодорожного транспорта Украины представлен в табл. 1.1.
Приблизительно 90% валового объема загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу стационарными источниками, приходится на долю котельных , около 5% – на остальные теплоагрегаты (кузнечные горны, сварочные посты, печи для сушки и термообработки и т.п.), использующие твердое, жидкое и газообразное топливо. При этом в атмосферу выбрасывается около 20 тысяч тонн в год золы, оксидов азота, серы, углерода. Остальные выбросы (около 5%) связаны с такими технологическими процессами, как окраска, механическая обработка, сварка металлов, химчистка, зарядка аккумуляторов, испытание аппаратуры, нанесение гальванопокрытий и т.п.
Образующиеся при разнообразных производственных процессах вредные вещества выбрасываются системами вентиляции в атмосферу, загрязняя приземный слой воздушного бассейна. Значительная часть технологического оборудования не оснащена системами очистки выбросов (пылегазоочистные установки (ПГОУ) имеет – 60-80% оборудования); эксплуатация имеющихся систем очистки и контроль за их работой осуществляется на низком техническом уровне и не отвечает современным требованиям (эффективность 50-75%). В результате загрязненность воздушного бассейна в районах расположения крупных предприятий железнодорожного транспорта чрезвычайно высока.
Таблица 1.1
Дифференциация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по основным подразделениям железнодорожного транспорта Украины.

№№
п/п
Наименование подразделений отрасли
Количество вредных веществ, выбрасываемых всеми источниками загрязнения, %



Всего
Твердые
Газообразные и жидкие

1
Вагонные депо
16,3
10,7
17,9

2
Локомотивные депо
18,5
12,3
20,3

3
Заводы по ремонту подвижного состава и железнодорожной техники
31,3
14,9
36,3

4
Хозяйство гражданских сооружений
24,1
29,1
22,6

5
Шпалопропиточные заводы (ШПЗ)
0,2
0,2
0,3

6
Щебеночные заводы
9,6
32,8
2,6

Основными технологическими потребителями воды на железнодорожном транспорте являются вагонные и локомотивные депо, промывочно-пропарочные станции (ППС), пункты подготовки вагонов, дирекции по обслуживанию пассажиров, заводы по ремонту подвижного состава. Общий объем водопотребления железных дорог Украины составляет более 67 млн.м3 в год.
Качество сточных вод железнодорожных предприятий изменяется в широких пределах: от условно чистых до загрязненных нефтепродуктами, фенолами и другими химическими веществами. Большая часть потребляемой воды сбрасывается в виде сточных вод (СВ) в водоемы или на узловые и городские канализационные очистные сооружения. Загрязнение водоемов промышленными сточными водами создает потенциальную опасность для здоровья населения, ограничивает использование водоемов для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целей, наносит большой вред рыбному и сельскому хозяйству.
Общий объем сброса сточных вод от железных дорог Украины в поверхностные водоемы составил в 1999 году более 20 млн.м3.
Источниками образования отходов на железнодорожном транспорте являются все его структурные подразделения. Крупные транспортные предприятия, к числу которых можно отнести, в частности, локомотивные, вагонные депо, железнодорожные станции, заводы по ремонту железнодорожной техники и обеспечивающие их базы, как правило, создают и аккумулируют твердые отходы (в том числе мусор).
Причиной загрязненности территорий железнодорожных путей и предприятий являются утечки нефтепродуктов на пути и междупутья из цистерн во время перевозок, по причине неисправности котлов и сливных приборов цистерн и неплотности люков, попадания масла при экипировке локомотивов, разлива нефтепродуктов на территориях складов горюче-смазочных материалов. На ШПЗ основными загрязнителями территории являются сланцевые и каменноугольные масла, содержащие в своем составе фенолы.
В таблице 1.2 приведена характеристика загрязненной территории основных видов железнодорожных предприятий.
Таблица 1.2
Характеристика загрязнения площадей
железнодорожных предприятий

Наименование предприятия
Средняя площадь, га
Площадь загрязненной территории, %
Концентрация нефтепродуктов, мг/кг


общая
загряз-ненная



Станции и пункты технического обслуживания вагонов
50
5
10
0,5-2,0

Депо локомотивные
5
1
20
0,1-4,0

Депо вагонные
4,5
0,9
20
0,1-0,3

Шпалопропиточные заводы
10
2,4
24
0,3-1,0

Промывочно-пропарочные станции
12
3
25
0,5-4,0

Пункты подготовки грузовых вагонов
3
0,15
5
0,2-0,4

Пункты подготовки пассажирских вагонов
2
0,06
3
0,1-0,3

Количество отходов, образовавшихся на предприятиях железных дорог Украины в 1999 году составило:
I класса – 20,34 тн (люминесцентных ламп – 35494 шт.);
II класса – 3507,23 тн;
III класса – 1692,04 тн;
IV класса – 65507,14 тн

Антропогенное влияние на природную среду.

Динамика выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от
стационарных источников предприятий железнодорожного транспорта

Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников железных дорог Украины приведены в табл. 1.3
Таблица 1.3
Выброс загрязняющих веществ в атмосферу
железными дорогами Украины в 1992 – 1999 г.г.

Наименование показателей
Количество, т/год


1992
1995
1999

Выброс загрязняющих веществ в атмосферу, всего
в том числе:
твердые;
газообразные и жидкие
из них:
SO2
CO
NOx
CxHy


39136,9

9016,07
30249,16

13705,70
8298,21
2673,49
5571,76


23282,84

5665,78
17617,06

6628,96
4779,15
1916,78
412,26

20307,39

6054,58
14252,78

6862,92
5127,76
1577,55
438,23

В целом по железным дорогам Украины в последние годы наблюдалось уменьшение общего объема выбросов от стационарных источников. Так за период с 1995 по 1999 г.г. выброс загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников железнодорожного транспорта уменьшился на 2,975 тыс.тонн или на 12,8% . Стационарными источниками железных дорог Украины в 1999 году выброшено в атмосферу 20,3 тыс.тонн загрязняющих веществ.
Такая же тенденция уменьшения выбросов в атмосферу наблюдалась на четырех из шести железных дорог. Наибольшее снижение выбросов от стационарных источников в 1999 году по сравнению с 1995 годом наблюдалось на Донецкой железной дороге (36,5%), Приднепровской железной дороге (30,9%), Южной железной дороге (2,9%), Львовской железной дороге (2,5%) (см.рис. 1.1).
В то же время на некоторых дорогах наблюдалось увеличение выбросов загрязняющих веществ за счет ухудшения топливного баланса (увеличение доли угля и мазута в потреблении топлива котельными). Так на Южной дороге выбросы загрязняющих веществ в атмосферу по сравнению с 1995 годом возросли на 18,5 %, а на Одесской – на 57,6%.































Рис.1.1 Выброс загрязняющих веществ в атмосферу железными дорогами в 1992-1999г.г.
1.3.2 Основные загрязнители атмосферы.

Анализ состава выбросов структурных подразделений железных дорог Украины показал, что выбросы основных загрязняющих веществ (пыль, диоксиды азота и серы, оксид углерода, углеводороды) за последние годы уменьшились (см. рис. 1.2 –1.3). Причиной этого стало сокращение объема перевозок, внедрение мероприятий по снижению выбросов в атмосферу, передача части котельных в коммунальную собственность.
Среднегодовое количество твердых веществ, выбрасываемых предприятиями всех железных дорог за последние шесть лет, практически не изменилось.
Некоторое снижение уровней выбросов твердых веществ произошло на предприятиях Донецкой (18,5%) и Приднепровской (2,7%) дорог. Одновременно с этим, произошло резкое увеличение выбросов твердых веществ на Одесской (72,9%), Южной (49,9%), Львовской (12,2%) дорогах.
Выбросы оксидов азота в атмосферу в среднем по сети железных дорог снизились в 1999 году на 3,9% по сравнению с 1995 годом. При этом следует отметить, что четыре дороги: Донецкая, Приднепровская, Юго-Западная и Львовская снизили выбросы соответственно на: 47,2%; 16,8%; 14,5%; 11,6%, а Южная и Одесская дороги увеличили выбросы соответственно на: 24,4% и 84,0%.
Выброс диоксида серы в 1999 году по дорогам Украины составил 6,86 тыс.тонн, что на 3,4% меньше, чем в 1995 году. Значительно снизился выброс SO2 предприятиями Приднепровской (43,7%), Южной (29,8%), Юго-Западной (17,8%) и Львовской (8,0%) дорог. Вместе с тем значительно увеличился выброс SO2 на Одесской (57,8%) и Донецкой (17,6%) дорогах.
Выбросы СО в атмосферу предприятиями железных дорог Украины увеличились в 1999 году на 6,8%, что соответствует тенденции всех отраслей Украины. Значительно увеличился выброс СО на предприятиях Одесской (в 1,11 раз), Южной (77,8%), Юго-Западной (12,2%) дорог. Только на Приднепровской и Донецкой дорогах наблюдалось снижение выбросов СО в атмосферу на: 30,7% и 8,7%, соответственно (см. рис. 1.4).
Выбросы углеводородов предприятиями железных дорог Украины колебались в широких пределах. Так для Одесской, Юго-Западной и Донецкой дорог наблюдалось резкое увеличение выбросов в 2,31; 2,0 и 1,31 раза, соответственно. Для Приднепровской, Львовской и Южной дорог было характерно снижение выбросов углеводородов на 76,9%; 61,9% и 56,9%, соответственно. Это связано в первую очередь с разной структурой топливных балансов дорог, во-вторых – с разным темпом передачи котельных дорог на балансы коммунальных предприятий регионов.

1.3.3 Забор и использование воды железными дорогами Украины

Данные о водопотреблении железных дорог Украины приведены в таблице 1.4.
В 1999 году осталась тенденция к уменьшению объема забора и использования воды. Всего из водных объектов в 1999 году забрано 72,31 млн.м3 воды, что на 52,1% меньше, чем в 1995 году.
В 1999 году использовано 67,7 млн.м3 воды, что на 24,3% меньше, чем в 1995 году. Основная причина уменьшения объема забора и использования воды – в спаде производственной деятельности на Украине. Динамика водопотребления железных дорог приведена на рис. 1.5.
































Рис.1.2 Выброс твердых загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями железных дорог Украины в 1999 г.






























Рис.1.3 Выброс газообразных и жидких загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями железных дорог
Украины в 1999 г.




Рис.1.4 Выброс СО в атмосферу предприятиями железных дорог Украины в 1992-1999 г.г.































Рис.1.5 Использование воды железными дорогами Украины в 1992-1999 г.г.
Объемы использования воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды составили в 1999 году 23,92 млн.м3 и 15,38 млн.м3 что на 55,5% и 56,8% меньше, чем в 1995 году, соответственно. Динамика использования природных вод дорогами Украины приведена на рис.1.6.
Таблица1.4
Водопотребление по железным дорогам Украины
в 1992 – 1999 г.г.

Наименование показателей
Объем, млн. м3/год


1992
1995
1999


Забор воды
Использовано воды, всего
в том числе:
на хозяйственно-питьевые нужды;
на производственные нужды.
Объем воды в оборотных системах, млн. м3.


186,46
115,89

61,05
54,86
12,17

150,95
89,40

53,76
35,64
12,19

72,31
67,70

23,92
15,38
12,10


Только Львовская дорога увеличила объем водопотребления по сравнению с 1995 годом на 13,2%, все остальные дороги уменьшили этот показатель от 48,3% (Южная дорога) до 16,2% (Приднепровская дорога).
Объем использования воды в оборотных системах за шесть лет практически не изменился и составляет около 12 млн.м3.

Сброс сточных вод в водные объекты

В 1999 году объем сброса сточных вод железными дорогами Украины составил 22,7 млн.м3 и уменьшился по сравнению с 1995 годом на 2,29 млн.м3 или 9,2% (см. табл. 1.5).
Из общего количества сброшенных вод 9,32 млн.м3 (41,1%) загрязненных, из которых 0,74 млн.м3 (7,9%) без очистки; 8,58 млн.м3 (92,1%) недостаточно очищенных. Количество нормативно-очищенных сточных вод на очистных сооружениях дорог составило в 1999 году 12,06 млн.м3 (53,1%).
Динамика сброса сточных вод предприятиями железнодорожного транспорта приведена на рис. 1.7-1.8.
Из железных дорог Украины в 1999 году наименьший сброс в водные объекты загрязненных сточных вод приходился на Южную и Львовскую железные дороги – 0,612 млн.м3 и 0,146 млн.м3 соответственно.
По сравнению с 1995 годом Одесская и Приднепровская железные дороги увеличили сброс загрязненных сточных вод в водоемы соответственно на 77,8% и 61,9%, а Юго-Западная дорога – в 77 раз, что связано реально с увеличением объема сброса производственных сточных вод, большой изношенностью очистных сооружений и, возможно, неточностью статистической отчетности дорог.


































Рис.1.6 Водопотребление железных дорог Украины в 1999 г.

































Рис.1.7 Объем водоотведения железными дорогами Украины в 1992-1999 г.г.


































Рис.1.8 Сброс загрязненных сточных вод железными дорогами Украины в природные водоемы в 1999 г.
Таблица 1.5

Водоотведение по железным дорогам Украины
в 1992 – 1999 г.г.

Наименование показателей
Объем, млн. м3/год


1992
1995
1999

Сброшено сточных вод в природные водоемы,
в том числе:
загрязненных
из них:
без очистки;
недостаточно очищенных;
нормативно-чистых;
нормативно-очищенных на
сооружениях:
биологической очистки;
физико-химической очистки;
механической очистки.
26,97

11,00

0,64
10,36
0,91
14,97

13,45
0,80
0,72
24,99

7,96

0,47
7,48
2,21
14,84

14,14
0,63
0,07
22,70

9,32

0,74
8,58
1,18
12,06

12,03
-
0,03




1.3.5 Сброс загрязняющих веществ в природные водоемы

Начиная с 1992 года, сброс загрязняющих веществ в природные водоемы железными дорогами Украины постоянно уменьшался. Данные о количествах загрязнений, сбрасываемых в природные водоемы предприятиями железных дорог Украины приведены в табл. 1.6, а динамика этого процесса по сети дорог представлена на рис.1.9.
Таблица 1.6
Сброс основных загрязняющих веществ в водоемы
железными дорогами Украины

Загрязняющие вещества
Сброс в водоемы, т/год


1992
1995
1999

Взвешенные вещества
БПК
Нефтепродукты
СПАВ
Тяжелые металлы (в т.ч. железо)
836,3
665,5
45,2
4,7
2,3
578,5
490,4
23,3
5,94
1,37
247,2
202,8
1,37
4,10
1,73







Рис.1.9 Количество загрязнений, сброшенных в природные водоемы со сточными водами железных дорог
Украины в-1992-1999 г.г.
1.3.6 Структура образования и использования отходов

Данные об объеме отходов, образовавшихся на железных дорогах Украины в 1992-1999г.г. представлены в табл. 1.7.
Таблица 1.7
Объем отходов, образовавшихся на железных дорогах Украины
в 1992 – 1999 г.г.

Класс опасности
Количество отходов, т/год


1992*
1995
1999


I
II
III
IV

1463 шт./0,02 тн
4121,6
8485,4
64258,0

12516 шт./-
6631,5
8296,3
74220,3

35494 шт./20,34тн
3507,23
1692,04
62507,14

* – данные не полные
В 1999 году общая масса образовавшихся отходов на предприятиях железных дорог Украины составила 67,73 тыс. тн, что на 21,48 тыс. тн или 24,1% больше, чем в 1995 году. Количество образовавшихся люминесцентных ламп в 1999 году составило 35494 шт., что в 2,84 раза больше, чем в 1995 году, что вероятно связано не с реальной ситуацией на производстве, а с изменением порядка учета этого вида отходов (см.рис.1.10)
Масса отходов II класса опасности уменьшилось в 1999 году по сравнению с 1995 годом на 3,12 тыс.тонн или на 47,6%, а III и IV классов опасности – соответственно на 6,6 тыс.тонн (79,6%) и 11,71 тыс.тонн (15,8%).
Количество использованных отходов всех классов незначительно, что обусловлено общей экономической тенденцией уменьшения объемов производства, что в свою очередь является условием уменьшения объемов финансирования природоохранных мероприятий, направленных на увеличение уровня использования отходов не только на железнодорожном транспорте, но и во всех отраслях промышленности Украины.
Данные об объемах образования отходов на железных дорогах Украины приведены в табл.1.8.
Таблица 1.8
Объем отходов, образовавшихся на предприятиях
железных дорог Украины в 1999 году (т/год)
Железные дороги
Класс опасности отходов


І (рт.лампы)
І
ІІ
ІІІ
ІV

Донецкая
7300
-
542,69
309,644
27798,243

Львовская
2563
-
86,906
256,8
12,815

Одесская
3670
-
751,56
290,79
10946,738

Южная
4750
20,937
1014,232
75,759
9345,97

Юго-Западная
9642
-
248,195
16,77
1052,96

Приднепровская
7569
-
863,648
742,277
13350,411

Всего:
35494
20,937
3507,231
1692,04
62507,137
































Рис.1.10 Объем отходов, образовавшихся на железных дорогах Украины в-1999 г.

Анализ приведенных данных показывает, что все дороги Украины с 1995 по 1999 годы уменьшили объемы образования отходов. Следует отметить, что максимальное снижение образования отходов II, III и IV классов опасности зафиксировано на Одесской (80,8%), Донецкой (89,8%), Львовской (99,8) дорогах соответственно. Резкое снижение количества образовавшихся отходов IV класса связано с тем, что ранее при определении этого показателя многие дороги учитывали лом черных металлов.
Следует отметить, что максимальное увеличение образования люминесцентных ламп наблюдается на Приднепровской в 3,43 раза.


1.3.7 Хранение и удаление отходов.

Условия хранения и удаления отходов на железнодорожном транспорте Украины, как и в других отраслях промышленности, часто не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, что приводит к загрязнению подземных вод, грунтов, атмосферного воздуха.
Ни одна из дорог не имеет собственных полигонов для централизованного хранения отходов. В 1999 году на Приднепровской железной дороге начато строительство полигона на станции Кривой Рог- Главный.
В 1999 году структурными подразделениями железных дорог Украины обезврежено 21,7% токсичных отходов, направлено в хранилища организованного хранения .3,8%, в места неорганизованного хранения – 1,8%.

Природоохранная работа стран-членов ОСЖД.

Вопросы охраны окружающей среды являются одними из наиболее важных и приоритетных для любой сферы деятельности человечества. Мировое сообщество обеспокоено нарастанием угрозы глобального экологического кризиса, на борьбу с последствиями антропогенных влияний выделяются поистине огромные средства. Только к концу ХХ века, стало отчетливо ясным прозорливое предсказание одного из наиболее крупных философов и просветителей мира Жана Батиста Ламарка: «Человек – самая могучая ветвь природы. Но он истребит самого себя тем, что сделает свою землю непригодной для обитания». Статистика показывает, что железнодорожный транспорт занимает значительное место в нарушении сложившихся экологических равновесий, его влияние на природу длительное время недооценивалось и в результате проблемы транспортной экологии длительное время оставались практически нерешенными. Между тем, очевидно, что эти проблемы сложны и многообразны и их решение может быть успешным только при условии объединения усилий ученых и представителей транспортного комплекса многих стран.
Организация Содружества железных дорог охватывает огромную территорию от Балтийского и Черного морей до Тихого океана, на которой проживает около трети населения Земли, в ее состав входят наиболее мощные железнодорожные державы. Транспортные потоки, пересекающие границы стран-членов ОСЖД являются одними из наиболее масштабных. Организация перевозочного процесса и даже деятельность транспортной инфраструктуры в отдельной стране не может рассматриваться и планироваться вне связи с аналогичной деятельностью других, в первую очередь приграничных стран. Это в значительной мере касается и оценки экологических влияний, а также мероприятий по их уменьшению. В этой связи Комитет ОСЖД уделяет вопросам экологии значительное внимание. Организована и на протяжении многих лет проводит энергичную деятельность I Комиссия Комитета – Комиссия по транспортной политике, экологии и комбинированным перевозкам. Природоохранная деятельность стран-членов ОСЖД нашла свое отражение в проведении целого ряда важных разработок, выработке нормативно-технических документов и рекомендаций, реализация которых позволяет не только значительно улучшить экологическую ситуацию на железных дорогах этих стран, но и имеет немаловажное значение для всех государств мира.

1.4.1 Рекомендации по охране окружающей среды в области международных железнодорожных перевозок с особым учетом пограничных и перегрузочных станций, включая комбинированные перевозки опасных грузов.

Целью разработки "Рекомендаций" является представление принципов и требований по охране окружающей среды, существенных при планировании, проектировании, размещении, постройке, модернизации и эксплуатации железнодорожных перегрузочных станций с особым учетом пограничных станций. Практическое использование "Рекомендаций" должно быть предопределено периодической экспертизой их подробного содержания и приспособлением к изменяющимся нормативам и требованиям.
"Рекомендации" комплексным образом охватывают проблематику по охране окружающей среды, обращая внимание на человека, как неотъемлемый элемент натуральной среды.
Предметом "Рекомендаций" является определение общих правил проектирования, модернизации, строительства и эксплуатации, с целью предотвращения негативных изменений окружающей среды, а также аварий, вызываемых опасными веществами в районе железнодорожных перегрузочных станций. Рекомендации содержат указания по уменьшению негативных последствий воздействия на окружающую среду за счет планировки территорий, проектных решений, технических и организационных мер, а также действия в случае чрезвычайной опасности. Рекомендации содержат также указания на случай аварий, которые могут вызывать трансграничные последствия (см. Приложение 1).

Рекомендации по унификации экологических нормативов при
эксплуатации железнодорожного транспорта.

В рамках сотрудничества железные дороги стран-членов ОСЖД должны проводить единую природоохранную политику и принимать меры, направленные на предотвращение загрязнения воздушной и водной среды, почв.
Одним из условий разработки эффективной природоохранной политики является определение стандартов качества окружающей среды, учитывающих одновременно экологические приоритеты и имеющиеся ресурсы. Нормы охраны окружающей среды предназначены для предотвращения отрицательных последствий деятельности человека на его здоровье и природу. Нормы должны определять качество окружающей среды путем установления максимально допустимых уровней загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве.
Нормы охраны окружающей среды определяют предельные значения загрязнения, в случае превышения которых загрязнителем принимаются соответствующие меры, направленные на снижение загрязнения и восстановление качества природной среды.
Расходы на природоохранную деятельность не должны быть ниже 2,5-3% ВНП и доля государственной поддержки природоохранных мероприятий может доходить до 70% (США-55%, Австрия>70%).
В настоящее время деятельность как национальных, так и международных правительственных и неправительственных организаций по стандартизации, прежде всего, таких как Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК), направлены на разработку международных стандартов окружающей среды. Единство требований, норм и показателей качества, заложенных в них в соответствии с требованиями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), будет способствовать тому, что стандарты смогут использоваться в любой стране с учетом экологических условий территорий: фоновых концентраций загрязнений, коэффициента экологической ситуации и значимости.
Рекомендации по унификации экологических нормативов для железнодорожного транспорта подготовлены на основе анализа материалов, полученных от железных дорог стран-членов ОСЖД, рекомендаций ВОЗ, нормативов Европейского Союза (см. Приложение 2).
Рекомендации призваны определить единый подход к оценке выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду при эксплуатации железнодорожного транспорта.
Для практического использования "Рекомендации" должны периодически пересматриваться с учетом технических достижений производства, экономических возможностей, изменения мировых стандартов.

1.4.3 Актуализация оценки воздействия транспорта на окружающую среду.

Разработка была выполнена специалистами по экологии железнодорожного транспорта Словацкой Республики и включает комплексный анализ воздействия различных видов транспорта – железнодорожного, автомобильного, водного и воздушного на окружающую среду. Несмотря на то, что цифровой материал разработки ограничен сведениями по Словацкой Республике, он представляет значительный интерес для экологов всех стран-членов ОСЖД. Особенно интересны описанные методы квантификации отвода земли, квантификации эмиссий, шумов и вибраций, методология оценки отрицательных воздействий транспорта и другие.

Совершенствование оперативного контроля при перевозке
и временном хранении опасных грузов.

Работа выполнена Украинским научно-исследовательским институтом "УкрНИИтранспроект" с привлечением специалистов ряда институтов Национальной Академии наук Украины, университетов, железных дорог, экспертов-экологов стран-членов ОСЖД. К разработке проявлен интерес ряда стран, эта разработка будет развиваться в будущем. Разработка включает создание средств обнаружения компонентов экологически опасных грузов в случае начала деструктивных процессов в цистернах, средств передачи информации от датчиков, находящихся на подвижном составе машинисту локомотива и далее – на диспетчерский пункт, а также создание системы оперативных организационно-технических мероприятий, направленных на анализ поступившей информации и принятие решений. Аналогичные системы предложены для мест временного хранения и обработки грузов. Работа оформлена в виде текста и таблиц, а также наглядных структурных схем, что облегчает адаптацию материала.

Оценка воздействия шума от железнодорожного транспорта
на окружающую среду.

Разработка выполнена специалистами университетов и железных дорог Китайской Народной Республики, ее отличает высокий научный уровень, тщательность проработки и обоснованность рекомендаций. При создании разработки авторы вышли за рамки сведений, полученных от стран-членов ОСЖД и включили ряд данных и положений по странам Европейского Союза, Японии и Америки. В настоящее время специалисты Китайской Народной Республики готовят эту разработку к изданию в форме рекомендаций для стран-членов ОСЖД. Кроме того, получены приглашения от научных журналов Украины и России для публикации этих материалов в периодической печати.

Разработка эксплуатационно-технических требований к объектам энергопотребления и системам энергоснабжения на железнодорожном транспорте с учетом электромагнитной безопасности.

Хотя эта разработка находится на грани проблем экологии и техники безопасности, она полезна, т.к. выполнена с привлечением достаточно объемного и весомого материала. Разработчик – МПС России (главным образом Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта) провел большую работу по инвентаризации источников электромагнитных излучений, разработке единых методик проведения измерений, а также требуемых нормативов электромагнитных излучений от железнодорожной техники. Несомненный интерес представляют сведения о биологическом влиянии электромагнитных полей на живые организмы, накопленные специалистами ряда стран.
Деятельность I комиссии Комитета ОСЖД по проблемам экологии развивается, она включает разнообразные актуальные направления транспортной экологии, решение которых требует действительность, практика работы железных дорог. В стадии разработки находятся проекты Болгарских железных дорог "Создание экологически безопасных технологий обестравления железнодорожных линий", совместный проект Российской Федерации и Украины "Разработка рекомендаций по ликвидации отходов от деятельности железнодорожного транспорта". Получает распространение инициатива железных дорог стран-членов ОСЖД проведения информационных сообщений и распространения соответствующих материалов о природоохранной деятельности на железных дорогах их стран или отдельных регионов. Это касается материала "Стратегия охраны окружающей среды Венгерских железных дорог", аналогичных отчетных материалов Польских железных дорог и др. Настоятельной становится задача более тесной информационной взаимосвязи специалистов-экологов, работающих в странах-членах ОСЖД и МСЖД.

Капитальные вложения на охрану окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов
Капитальные вложения на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов приведены в приложении 3.


Глава 2. Охрана атмосферы от загрязнения.

Загрязнение атмосферы передвижными источниками

К передвижным источникам загрязнения относятся тепловозы, дрезины, рефрижераторные и дизель-поезда, пассажирские вагоны с угольным отоплением, машины и механизмы. За 1998 год ими сожжено только дизельного топлива 431 тыс.тн, угля – 387,0 тыс.тн, выброшено в атмосферу вредных веществ свыше 170 тыс.тн.
Перечень и удельные нормы среднеэксплуатационных выбросов загрязняющих веществ в отработанных газах дизелей локомотивов, которые регламентируются ГСТУ 32. 001-94, приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1
Среднеэксплуатационные выбросы загрязняющих веществ в отработанных газах дизелей локомотивов

Наименование ЗВ
Нормы выбросов в г/(кВт час)


дизель с эксплуатацией до 2-х лет
дизель с эксплуатацией свыше 2-х лет

Оксиды азота
(в пересчете на диоксид азота)
18
18

Оксид углерода
10
12

Углеводороды
4
4,5


Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожной гигиены было изучено содержание основных компонентов в отработавших газах трех наиболее широко эксплуатируемых на железных дорогах тепловозов: магистральных ТЭ3, 2ТЭ116 и маневрового ЧМЭ3. При максимальной нагрузке дизеля по сравнению с холостым ходом концентрации в отработавших газах всех ингредиентов резко возрастают. Доминирующее значение среди них имеют окислы азота, которых в несколько раз больше, чем окиси углерода и сернистого ангидрида. При этом содержание окислов азота колеблется на холостом ходу от 121 до 208 мг/м3, а при максимальной нагрузке – от 295 до 421 мг/м3. Содержание окиси углерода составляет соответственно от 56 до 144 мг/м3 и от 71 до 318 мг/м3, а сернистого ангидрида – от 1,7 до 3,5 мг/м3 и от 2,6 до 82 мг/м3. Наиболее значительно содержание токсичных веществ по сумме ингредиентов в отработавших газах тепловоза 2ТЭ116.
Режим работы маневровых тепловозов менее стабилен, чем поездных, поэтому и выделение токсичных веществ у них в несколько раз больше. Уровень загрязнения воздушной среды станций и прилегающих к ним селитебных зон отработавшими газами маневровых тепловозов зависит от числа одновременно занятых локомотивов. При этом наиболее значительно выделение окислов азота и сернистого ангидрида.


Загрязнение атмосферы стационарными источниками

Стационарные источники загрязнения предприятий железнодорожного транспорта Украины – котельные 2060 шт., шпалопропиточные заводы – 1 шт., промывочно-пропарочные станции – 5 шт., производственные цеха и участки локомотивных и вагонных депо, пункты подготовки вагонов под погрузку, заводы по ремонту подвижного состава, др.
Локомотивное хозяйство является одним из важнейших звеньев железнодорожного транспорта. На его долю приходится 17% основных фондов и примерно 40% эксплуатационных расходов железных дорог.
Основная функция локомотивных депо – посредством выполнения комплекса предупредительного технического обслуживания и ремонта поддерживать на нормативном техническом уровне состояние локомотивного парка.
В локомотивных депо производятся все виды технического обслуживания локомотивов: малый периодический ремонт ТР-1, ремонт ТР-2 и подъемочный ремонт ТР-3. Средний ремонт локомотивов относится к капитальным ремонтам и выполняется на тепловозо- и электровозоремонтных заводах.
Под техническим обслуживанием ТО-1; ТО-2; ТО-3 понимается комплекс профилактических работ по осмотру, очистке, смазке локомотивов, креплению и регулированию узлов и деталей для предупреждения появления неисправностей, замене изношенных деталей.
Анализ технологии проведения малого периодического ремонта ТР-1 показывает отсутствие при проведении работ сколько-нибудь значительных выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.
При производстве большого периодического ремонта основными источниками выделения вредных веществ являются сварочные работы, промывка деталей и узлов в бензине и щелочных растворах, ремонт аккумуляторных батарей и электрического оборудования, окрасочные работы.
По данным инвентаризации источников выбросов вредных веществ при проведении ремонтов в атмосферу выбрасываются твердые вещества, такие как пыль (металлическая, древесная, песчаная, каменноугольная), сажа, оксиды марганца, а также жидкие и газообразные вещества – двуокись азота, фтористые соединения, пары серной кислоты и щелочей, окись углерода, бензин нефтяной.
Вагонные депо, являющиеся важными подразделениями железной дороги, делятся на три основных типа: грузовые, пассажирские и рефрижераторные. Они предназначены для деповского и текущего ремонта вагонов, а также подготовки их к эксплуатации.
Технологический процесс вагонных депо осуществляется в следующих цехах: сборочном, колесно-тележечном, ремонтно-заготовительном, колесно-роликовом, инструментальном, деревообрабатывающем, электроцехе, а также на участках: гальваническом, сварочном, кузнечном и др., на контрольных пунктах автосцепки и автотормозов.
При осуществлении технологического процесса во всех перечисленных цехах и участках производятся выбросы загрязняющих веществ в атмосферу:
на подъемочной позиции сборочного цеха: сварочный аэрозоль, окись углерода, окислы металлов (Mn, Fe), а также абразивная и металлическая пыль;
на сборочной позиции сборочного цеха: сварочный аэрозоль, окислы металлов (Mn, Fe);
на малярной позиции сборочного цеха: аэрозоль красок, пары органических растворителей (ксилол, толуол, ацетон, уайт-спирит и т.д.);
на сварочных постах: окись углерода, сварочный аэрозоль, окислы металлов;
в механическом цехе: окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид и взвешенные вещества (в случае твердого топлива);
в колесно-роликовом цехе: пары щелочи, пыль металлическая;
на гальваническом участке: аэрозоли кислот, соединения хрома, никеля;
в электроцехе: аэрозоли кислот, щелочей, водород, свинец;
в котельных: окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид и взвешенные вещества (в случае твердого топлива);
в химчистке: трихлорэтилен, перхлорэтилен.
Ежегодно от стационарных источников выбрасывается в атмосферу порядка 6 тыс.тн твердых веществ (приблизительно 2 тыс.тн золы), 7 тыс.тн сернистого ангидрида, 5 тыс.тн окиси углерода, 450 тн углеводородов (из них ЛОС – 100 тн), а также десятки и сотни тонн таких опасных веществ как сажа, ксилол, уайт-спирит, ацетон, трихлорэтилен, бензин и пр.
В процессе пропарки одной цистерны выбросы в атмосферу газообразных веществ составляют около 6 кг. Несмотря на сокращение объема перевозок, на промывочно-пропарочных станциях в сутки обрабатывается свыше 250 цистерн, а вредные выбросы составляют 1,5 тн в сутки.
Выбросы вредных веществ в атмосферу стационарными источниками предприятий железнодорожного транспорта приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Выбросы вредных веществ в атмосферу стационарными источниками
предприятий железнодорожного транспорта

Наименование предприятия
Технологический процесс, цех, отделение цеха, производственный участок
Загрязнители
Класс опасности

1
2
3
4

Промывочно – пропарочные станции, дезпромстанции
Пропарка, промывка и дегазация цистерн.
Промывка вагонов.
Углеводороды
Щелочь
СПАВ
1-4
2
2

Шпалопропиточные заводы
Пропитка шпал антисептиками
Нафталин
Бензол
Толуол
Фенол
Ксилол
Стирол
Этилбензол
Нитробензол
Углеводороды
4
2
3
2
3
2
3
2
4

Локомотивные и вагонные депо, ППВ, ППЖТ, заводы по ремонту подвижного состава
Окрасочные цеха, отделения и участки
Ксилол
Толуол
Сольвент
Уайт-спирит
Ацетон
Бутиловый спирт
Бутилацетат
Этиловый спирт
3
3
4
4
4
4
4
4

1
2
3
4


Сварочные отделения и участки
Окись углерода
Окись хрома
Окислы марганца
Окислы азота
Окислы железа
Фтористый водород
Акролеин
Пыль металлическая
Пыль абразивная
4
1
2
2
3
2
2
3
3-4


Заливочные и медницкие отделения
Свинец и соединения свинца
Фтористый водород
Аммиак
1
2
4


Литейные цеха
Сернистый ангидрид
Окислы свинца
Окислы меди
Окислы цинка
Окислы азота
Углеводороды
Свинец
Формальдегид
Фенол
Пыль металлическая
Пыль абразивная
Пыль графитная
Пыль кварцевая
3
1
2
3
2
4
1
2
2
3
3-4
4
4


Испытательные отделения
Сажа
Сернистый ангидрид
Окислы серы
Окись углерода
Окислы азота
3
3
3
4
2


Котельные
Окислы серы
Окись углерода
Окись азота
Окислы ванадия
Сажа
3
4
2
1
3


Участки пайки
Свинец
Олово
Соляная кислота
1
3
2


Гальванические отделения
Серная кислота
Окислы хрома
Окислы никеля
Окись хрома
Едкий натрий
Фенол
2
1
1
1
2
2


1
2
3
4


Аккумуляторные отделения
Серная кислота
Щелочь едкая
2
2


Отделения промывки агрегатов, узлов и деталей
Углеводороды
Едкий натрий
Натрия карбонат
Сода кальцинированная
4
2
2
-


Цеха наружной обмывки подвижного состава
Щелочные аэрозоли
2


Столярные цеха
Древесная пыль
-


Механические цеха, слесарные и инструментальные отделения
Окись хрома
Окись углерода
Окислы азота
Водород фтористый
Водород цианистый (синильная кислота)
Капролактам
1
4
2
2

2
3


Механические цеха и кузнечные участки
Углеводороды
Окись марганца
Окислы углерода
Окислы азота
Окислы хрома
Окислы железа
Фтористый водород
Сернистый ангидрид
Хлористый водород
Сольвент
Ацетон
Уайтспирит
Окислы свинца
Окислы меди
Хром
Свинец
Фосфорная кислота
Азотная кислота
Фториды
Взвешенные вещества
Сода каустическая
Сода кальцинированная
4
2
4
2
1
3
2
3
4
4
1
2
1
1
-
2
2
3
-
3
-
-

Перечень веществ, поступающих в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников на железнодорожном транспорте приведен в табл. 2.3.

Таблица 2.3
Характеристика основных веществ в выбросах предприятий железнодорожного транспорта в атмосферу.

Наименование веществ
ПДК, мг/м3
Класс
опасности
ОБУВ
мг/м3


максимальная разовая
среднесуточная



1
2
3
4
5

Азота оксид
0,4
0,06
3
-

Азота диоксид
0,085
0,04
2
-

Азотная кислота
0,4
0,15
2
-

Акролеин
0,03
0,03
2
-

Акриловая кислота
0,1
0,04
3
-

Алюминия оксид
-
0,01
-
-

Аммиак
0,2
0,04
4
-

Ацетон
0,35
0,35
4
-

Бенз(а) пирен
-
0,1 мкг на 100 м3
1
-

Бензин (нефтяной)
5,0
1,5
4
-

Бензол
1,5
0,1
2
-

Ванадия пятиокись
-
0,002
1
-

Винил ацетат
0,15
0,15
3
-

Винил хлорид
-
-
-
0,005

Водород
0,2
0,2
2
-

Водород хлористый
0,2
0,2
2
-

Водород цианистый
0,2
0,2
2
-

Гексан
60
-
4
-

Железа оксид
-
0,04
3
-

Керосин
-
-
-
1,2

Ксилол
0,2
0,2
3
-

Кремния диоксид
-
-
-
0,02

Магния оксид
0,4
0,05
3
-

Марганца диоксид
0,01
0,001
2
-

Медь
-
-
-
0,005

Медь хлористая
-
0,002
2
-

Метакриловая кислота
0,03
0,01
3
-

Молибден
-
-
-
0,1

Натрия гидрооксид
-
-
-
0,01

Натрия карбонат
-
-
-
0,04

Пыль абразивная
-
-
-
0,04

Пыль древесная
-
-
-
0,1

Пыль металлическая
-
-
-
0,1

Пыль неорганическая
-
-
-
0,5

Сажа
0,15
0,05
3
-

Свинец
0,001
0,0003
1


Серная кислота
0,3
0,1
2
-

Серы диоксид
0,500
0,050
3
-

Синтетические моющие средства «Лотос» и пр.
-
-
-
0,0001

Скипидар
2,0
1
4
-

Стирол
-
-
-
0,03

Титана оксид
-
-
-
0,5

Трихлорэтилен
-
-
-
0,01

Уайт-спирит
-
-
-
1,0

Углерода оксид
5,0
3,0
4
-

Углерод четыреххлористый
4,0
0,7
2
-

Фосфор (белый, желтый, красный)



0,0005

Фосфорная кислота
-
-
-
0,02

Хлор
0,1
0,03
2
-

Цинка оксид
-
0,05
3
-

Рассеивание выбросов в атмосфере

Степень загрязнения воздуха у земной поверхности выбросами промышленных предприятий обусловливается не только количеством выбрасываемых загрязняющих веществ, но и их распределением в пространстве и времени, а также параметрами выхода пылегазовоздушной смеси. В атмосфере выбрасываемые отдельные частицы или группы частиц движутся благодаря молекулярной и турбулентной диффузии. Рассеяние газовой струи, осуществляемое за счет молекулярной диффузии, является незначительным. Турбулентная диффузия способствует более интенсивному переносу частиц; такой перенос происходит в направлении от высокого давления к низкому.
Ветер – турбулентное движение воздуха над поверхностью Земли – является основным метеорологическим фактором, влияющим на распространение загрязняющих веществ. Зависимость концентрации загрязняющих веществ от направления движения ветра имеет важное значение при решении вопросов размещения промышленных предприятий в плане города и выделении промышленной зоны. При выборе площадки для строительства предприятий необходимо учитывать среднегодовую и сезонную розы ветров, а также скорость движения ветров отдельных румбов. При промышленных выбросах из низких источников (заводских труб) наибольшее загрязнение воздуха наблюдается при скорости ветра 0,1 м/с. При выбросах из высоких источников максимальные концентрации загрязнения наблюдаются при скоростях движения ветра в пределах 36 м/с в зависимости от скорости выхода газовоздушной смеси из устья источника.
Для низких источников выбросов наиболее неблагоприятным является сочетание приземной инверсии со слабым ветром. Особенно опасно загрязнение воздуха, когда при холодных выбросах (например, выбросы окрасочных, гальванических и т.п. участков железнодорожных предприятий) приподнятая инверсия, расположенная непосредственно над источником, сопровождается слабым ветром, близким к штилю. Обычно инверсии носят локальный характер и поэтому в местностях, где они возможны, в районе предполагаемого строительства необходимо проводить тщательные метеорологические исследования. В соответствии с полученными при этом данными о характере инверсии должна определяться высота труб, через которые загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу; выброс должен производиться выше инверсионного слоя.
Для того чтобы концентрация вредного вещества в приземном слое атмосферы не превышала предельно допустимую максимальную разовую концентрацию, пылегазовые выбросы подвергаются рассеянию в атмосфере через высокие трубы. При достаточно высокой дымовой трубе загрязнения достигнут приземного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы, когда они уже успевают рассеяться в атмосферном воздухе до допустимых концентраций. Следует отменить, что это не лучший способ защиты воздушного бассейна от промышленных загрязнений, так как он рассчитан на естественную самоочищающую способность биосферы. В этом случае снижается уровень загрязнений воздушного бассейна вблизи предприятий, т.е. в локальном, но не в глобальном масштабе, поскольку аккумулирующиеся в атмосферу вредные вещества рано или поздно все равно опускаются в приземный слой атмосферы и попадают на земную поверхность.
Степень разбавления выброса атмосферным воздухом находится в прямой зависимости от расстояния, которое этот выброс прошел до данной точки. Вредные вещества, содержащиеся в выбросе, распространяются в направлении ветра в пределах сектора, ограниченного довольно малым углом раскрытия факела (2(= 10..200) вблизи выхода из трубы (рис. 2.1).
На расстоянии от 4 до 20 высот трубы (Н) факел касается земли и деформируется, при этом максимальная концентрация вредных веществ в приземном слое наблюдается на расстоянии (1040)Н. Таким образом, можно выделить три зоны неодинакового загрязнения приземного слоя атмосферы:
зона переброса факела выброса, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое;
зона максимального загрязнения приземного слоя;
зона постепенного снижения уровня загрязнения.
В настоящее время насчитывается свыше 60 расчетных формул по определению ожидаемых концентраций вредных веществ. Из анализа подавляющего большинства таких формул следует, что максимальная концентрация вредных веществ – См пропорциональна массе вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени, и обратно пропорциональна квадрату возвышения точки выброса над земной поверхностью.

Рис. 2.1 Схема распределения концентрации вредных веществ в атмосфере при выбросе через вертикальную трубу.

Ниже нами приведены программные продукты, использование которых разрешено в области охраны атмосферного воздуха Украины и которые используются при разработке проектов ПДВ.
Система Arm Eco v.m 3.1 разработана Конструкторским бюро системного программирования "ТОПАЗ", г.Киев и предназначена для формирования таблиц инвентаризации источников выбросов предприятий, разработки плана мероприятий по сокращению выбросов и уменьшению концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы, а также для разработки локальных томов предельно-допустимых выбросов (ПДВ).
Система Arm Eco и утилиты обработки нормативно-справочной информации (баз данных), включают в себя сведения о вредных веществах, пылегазоочистном оборудовании, параметрах пыли и т.п.
В основу разработки системы Arm Есо положены следующие нормативные документы:
- Инструкция о содержании и порядке проведения работ по инвентаризации источников выбросов на предприятии;
- Инструкция по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников;
- Порядок рассмотрения документов и условия выдачи разрешений на выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух стационарными источниками;
- ОНД-86.
Программа рекомендована к использованию Министерством экологии и природных ресурсов Украины (исх. 17-5-41 от 19.01.94г.)
Система NORMA v.m 1.18 предназначена для формирования таблиц разрешения на выброс для предприятий, а также для создания и ведения интегральной базы данных выбросов на уровнях регионального управления и министерства. Система позволяет по произвольному запросу к базе данных соответствующего уровня получить информацию о выбросах вредных веществ для принятия соответствующих управленческих решений.
В основу разработки системы NORMA положен документ "Порядок рассмотрения документов и условий выдачи разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух стационарными источниками" Киев-1996
Система LIMIT v.m 1.1 предназначена для формирования таблиц лимита выбросов от стационарных источников, расчета и формирования таблицы платы за выброс для предприятий по утвержденному лимиту, а также для создания и ведения интегральной базы данных выбросов на уровнях регионального управления и министерства. Система позволяет по произвольному запросу к базе данных соответствующего уровня получить информацию о выбросах вредных веществ для принятия соответствующих управленческих решений.
В основу разработки системы LIMIT положено постановление Кабинета Министров Украины от 1 марта 1999 года № 303 "Об утверждении Порядка установления нормативов сбора за загрязнение окружающей природной среды и взымания этого сбора".
Автоматизированная система расчета загрязнения атмосферы ЭОЛ v.m 3.5 предназначена для оценки влияния вредных выбросов проектируемых и действующих (реконструируемых) предприятий на загрязнение приземного слоя атмосферы. Расчетные модули системы реализуют "Методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86". Система ЭОЛ позволяет рассчитывать поля загрязнений для точечной модели источника выброса вредных веществ с круглым и прямоугольным устьем трубы, линейной модели, двух моделей площадного источника.
При оценке влияния проектируемых и реконструируемых предприятий на загрязнение атмосферы расчет производится с учетом фоновых (существующих) концентраций. При расчете рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере могут учитываться поправки на рельеф. В систему встроена база данных ПДК (1500 веществ) и групп суммации (всего 40).Также в системе ЭОЛ предусмотрены: графическая интерпретация результатов расчета с возможностью изменения масштаба карты рассеивания веществ в атмосфере и получения печатной копии на принтере либо плоттере; аппарат генерации, просмотра и печати результатов расчета в форме табличных документов.
Определение зон рассеивания осуществляют в соответствии с системой ЭОЛ. Пример карты рассеивания полученный с использованием данной системы приведен на рис. 2.2.








Рис.2.2 Пример карты рассеивания полученный с использованием системы ЭОЛ


Аппараты для очистки промышленных выбросов в атмосферу

На рис. 2.3 представлена классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов.
Эта классификация является приближенной. Она не охватывает всех существующих методов и тем более аппаратов для газоочистки.
Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы. Кроме того, аппараты отличаются друг от друга как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.
Выбор метода и аппарата для улавливания аэрозолей в первую очередь зависит от их дисперсного состава:


Размер частиц, Аппараты Размер частиц, Аппараты
мкм мкм
40-1000 Пылеосадительные 20-100 Скрубберы
камеры 0,9-100 Тканевые фильтры
20-1000 Циклоны диаметром 1-2м 0,05-100 Волокнистые фильтры
5-1000 Циклоны диаметром 1 м 0,01-10 Электрофильтры

Для обезвреживания отходящих газов от газообразных и парообразных токсичных веществ применяют следующие методы: абсорбции (физической и хемосорбции), адсорбции, каталитические, термические, конденсации и компримирования.
Абсорбционные методы очистки отходящих газов подразделяют по следующим признакам: 1) по абсорбируемому компоненту; 2) по типу применяемого абсорбента; 3) по характеру процесса - с циркуляцией и без циркуляции газа; 4) по использованию абсорбента - с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации (не циклические); 5) по использованию улавливаемых компонентов - с рекуперацией и без рекуперации; 6) по типу рекуперируемого продукта; 7) по организации процесса - периодические и непрерывные; 8) по конструктивным типам абсорбционной аппаратуры.
Для физической абсорбции на практике применяют воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей и щелочей, органические вещества и водную суспензию различных веществ.
Выбор метода очистки зависит от многих факторов: концентрации извлекаемого компонента в отходящих газах, объема и температуры газа, содержания примесей, наличия хемосорбентов, возможности использования продуктов рекуперации, требуемой степени очистки. Выбор производят на основании результатов технико-экономических расчетов.
Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами - адсорбентами. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных адсорберах. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком - невозможность очистки запыленных газов.
Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы могут использоваться для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей. Их проводят в реакторах различной конструкции.
В рекуперационной технике наряду с другими методами для улавливания паров летучих растворителей используют методы конденсации и компримирования.


2.4.1 Очистка газов в сухих механических пылеуловителях
К сухим механическим пылеуловителям относят аппараты, в которых использованы различные механизмы осаждения: гравитационный (пылеосадительные камеры), инерционный (камеры, осаждение пыли в которых происходит в результате изменения направления движения газового потока или установки на его пути препятствия) и центробежный (одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители).







Рис. 2.3 Классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов.
Перечисленные аппараты отличаются простотой изготовления и эксплуатации, их достаточно широко используют в промышленности. Однако эффективность улавливания в них пыли не всегда оказывается достаточной, в связи с чем они часто выполняют роль аппаратов предварительной очистки газов. Типы пылеосадительных камер показаны на рис.2.4.
Рис.2.4 Пылеосадительные камеры:
а - простейшая камера; б - камера с перегородками;
в - многополочная камера;
1 - корпус; 2- бункеры; 3 - перегородка; 4 - полка.

В инерционных пылеуловителях при резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и после поворота потока газов выпадают в бункер. На этом принципе работает ряд аппаратов с конструктивными особенностями (рис.2.5). Эффективность этих аппаратов небольшая.

Рис.2.5 Инерционные пылеуловители:
а - с перегородкой; б - с плавным переворотом газового потока;
в - с расширяющимся конусом; г - с боковым подводом газа.
Жалюзийные аппараты имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, тому же способствуют их удары о наклонные плоскости решетки, от которых они отражаются и отскакивают в сторону щелей между лопастями жалюзи (рис.2.6).
Рис.2.6 Жалюзийный пылеуловитель.
1 - корпус; 2 - решетка.
Циклоны наиболее распространены в промышленности и транспорте. Они имеют следующие достоинства: 1) отсутствие движущихся частей в аппарате; 2) надежность работы при температурах газов вплоть до 500ОС (для работы при более высоких температурах циклоны изготавливают из специальных материалов); 3) возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальным покрытием; 4) улавливание пыли в сухом виде; 5) почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата; 6) успешная работа при высоких давлениях газов; 7) простота изготовления; 8) сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов. Недостатки: 1) высокое гидравлическое сопротивление 1250 - 1500 Па; 2) плохое улавливание частиц размером < 5 мкм; 3) невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.
Основные конструкции циклонов (по подводу газов) показаны на рис.2.7.
По способу подвода газов в аппарат их подразделяют на циклоны со спиральным, тангенциальным, винтообразным, а также осевым подводом. Циклоны с осевым (розеточным) подводом газов работают как с возвратом газов в верхнюю часть аппарата, так и без него (вид д). Последний является прямоточным и отличается низким гидравлическим сопротивлением и меньшей по сравнению с другими циклонами эффективностью. Наиболее предпочтительным по форме с точки зрения аэродинамики является подвод газов по спирали. Однако на практике все способы подвода газа могут использоваться в равной степени.

Рис.2.7 Основные виды циклонов (по подводу газов):
а - спиральный; б - тангециальный;
в - винтообразный; г, д - осевые (розеточные).
Принцип работы циклона показан на рис.2.8. Газ вращается внутри циклона, двигаясь сверху вниз, а затем движется вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сотен, а то и тысячу раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, а под влиянием центробежной силы движутся к стенке.
Рис.2.8 Схема движения газовоздушных потоков в одинарном циклоне:
1 - входной патрубок; 2 - выхлопная труба;
3 - цилиндрическая камера; 4 - коническая камера;
5 - пылеосадительная камера.

При больших расходах очищаемых газов применяют групповую компоновку аппаратов - групповые циклоны. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно сказывается на эффективности очистки. Схема групповых циклонов дана на рис.2.9.

Рис.2.9 Групповой циклон:
1 - входной патрубок; 2 - камера обеспыленных газов;
3 - кольцевой диффузор; 4 - циклонный элемент;
5 - бункер; 6 - пылевой затвор.
Запыленный газ входит через общий коллектор, а затем распределяется между циклонными элементами. Батарейные циклоны - объединение большого числа малых циклонов (мультициклонов) в группу. Снижение диаметра циклонного элемента преследует цель увеличения эффективности очистки. Схема батарейного циклона приведена на рис.2.10.
Рис.2.10 Батарейный циклон:
1 - корпус; 2 - распределительная камера;
3 - решетки; 4 - циклонный элемент;

Основным отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока (рис.2.11).
В динамических пылеуловителях очистка газов от пыли осуществляется за счет центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса тягодутьевого устройства. Динамический пылеуловитель потребляет больше энергии, чем обычный вентилятор с идентичными параметрами по производительности и напору.

Рис.2.11 Вихревые пылеуловители: а - соплового типа; б - лопаточного типа;
1 - камера; 2 - выходной патрубок; 3 - сопла; 4 – лопаточный завихритель типа "розетка"; 5 - входной патрубок; 6 – подпорная шайба; 7 - пылевой бункер; 8 - кольцевой лопаточный завихритель.

В табл.2.4 приведены характерные параметры сухих механических пылеуловителей.

Таблица 2.4
Характерные параметры сухих механических пылеуловителей
Тип пылеуловителя
Максимальная производитель-ность м3/ч
Эффективность пылеулавливания частиц , %
Гидравлическое сопротивление, Па
Верхний предел температуры газов, оС

Осадительная камера
Vr
80-90
(50 мкм)
50-130
350-550

Циклон
85000
50-80
(10 мкм)
250-1500
350-550

Вихревой пылеуловитель
30000
90 (2 мкм)
до 2000
до 250

Батарейный циклон
170000
90 (5 мкм)
750-1500
350-550

Инерционный пылеуловитель
127000
90 (2 мкм)
750-1500
до 400

Динамический пылеуловитель
42500
90 (2 мкм)
750-1500
до 400

Vr определяется возможной площадью для размещения.

2.4.2 Очистка газов в мокрых пылеуловителях

Мокрые пылеуловители имеют ряд достоинств и недостатков в сравнении с аппаратами других типов. Достоинства: 1) небольшая стоимость и более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц; 2) возможность использования для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм; 3) возможность очистки газа при высокой температуре и повышенной влажности, а также при опасности возгораний и взрывов очищенных газов и уловленной пыли; 4) возможность наряду с пылями одновременно улавливать парообразные и газообразные компоненты. Недостатки: 1) выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод, т.е. с удорожанием процесса; 2) возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах; 3) в случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации антикоррозионными материалами.
В мокрых пылеуловителях в качестве орошающей жидкости чаще всего используется вода. В зависимости от поверхности контакта или по способу действия их подразделяют на 8 видов: 1) полые газопромыватели; 2) насадочные скрубберы; 3) тарельчатые (барботажные и пенные); 4) с подвижной насадкой; 5) ударно-инерционного действия (ротоклоны); 6) центробежного действия; 7) механические газопромыватели (скрубберы Вентури и эжекторные).
Полые газопромыватели представляют собой колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости. Наиболее распространены полые форсуночные скрубберы (рис.2.12а). По направлению движения газа и жидкости полые скрубберы делят на противоточные, прямоточные и с поперечным подводом жидкости.





Рис.2.12 Скрубберы:
а - полный форсуночный: 1 - корпус; 2 - форсунки;
б - насадочный с поперечным орошением: 1 - корпус; 2 - форсунка;
3 - оросительное устройство; 4 - опорная решетка; 5 - насадка; 6 - шламосборник.

Форсунки устанавливают в колонне в одном или нескольких сечениях: иногда рядами по 14-16 в каждом сечении, иногда только по оси аппарата.
При работе без каплеуловителей чаще используют противоточные скрубберы. Скорость газа в них изменяется от 0,6 до 1,2 м/с. Скрубберы с каплеуловителями работают при скорости газа 5-8 м/с. Гидравлическое сопротивление полого скруббера без каплеуловителя и газораспределителя обычно не превышает 250 Па.
Скрубберы обеспечивают высокую степень очистки только при улавливании частиц пыли размером 10 мкм и малоэффективны при улавливании частиц размером меньше 5 мкм.
Высота скруббера составляет 2,5 D. Диаметр аппарата определяется по уравнению расхода, удельный расход жидкости m выбирают в пределах 0,5-0,8 л/м3 газа.
Насадочные газопромыватели представляют собой колонны с насадкой навалом или регулярной. Их используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли, но при невысокой ее концентрации. Из-за частой забивки насадки такие газопромыватели используют мало. Кроме противоточных колонн на практике применяют насадочные скрубберы с поперечным орошением (рис.2.12б).
Газопромыватели с подвижной насадкой имеют большое распространение в пылеулавливании (рис.2.13). В качестве насадки используют шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Насадкой могут быть кольца, седла и т.д. Плотность шаров насадки не должна превышать плотности жидкости.
Оптимальными являются шары диаметром 20-40 мм и насыпной плотностью 200-300 кг/м3. Минимальная статистическая высота слоя насадки Нст составляет 5-8 диаметров шаров, а максимальная определяется из соотношения Нст/D < 1.
Для обеспечения стабильности работы в широком диапазоне скоростей газа, улучшения распределения жидкости и уменьшения уноса брызг предложены аппараты с подвижной шаровой насадкой конической формы (КСШ).
Рис.2.13 Газопромыватели с подвижной насадкой:
а - с цилиндрическим слоем:
1 - опорная решетка; 2 - шаровая насадка; 3 – ограничительная решетка;
4 - оросительное устройство; 5 - брызгоуловитель;
б и в - с коническим слоем форсуночный и эжекционный:
1 - корпус; 2 - опорная решетка; 3 - слой шаров;
4 - брызгоуловитель; 5 - ограничительная решетка; 6 - форсунка;
7 - емкость с постоянным уровнем жидкости.

Широко распространены пенные аппараты с провальными тарелками или тарелками с переливом - тарельчатые газопромыватели (рис.2.14). Пыль улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости.
Рис.2.14 Пенные пылеуловители (газопромыватели):
а - с переливной тарелкой; б - с провальной тарелкой;
1 - корпус; 2 - тарелка; 3 - приемная коробка; 4 - порог;
5 - сливная коробка; 6 - ороситель.

Выделяют следующие стадии процесса улавливания пыли в пенных аппаратах: инерционное осаждение частиц пыли в подрешеточном пространстве; первую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое ("механизм удара"); вторую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое (инерционно-турбулентное осаждение частиц на поверхности пены).
2.4.3 Очистка газов в фильтрах

В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.
Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре, но в основном они состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы:
гибкие пористые перегородки - тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон; нетканные волокнистые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты); ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры);
полужесткие пористые перегородки - слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними;
жесткие пористые перегородки - зернистые материалы (пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы (сформированные слои из стеклянных или металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы.
Тканевые фильтры имеют наибольшее распространение. Возможности их использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тканей. Наибольшее распространение имеют рукавные фильтры (рис.2.15).
Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно.
В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани, изготавливаемые на ткацких станках и войлоки, получаемые путем свойлачивания или механического перепутывания волокон иглопробивным методом. В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100-200 мкм.

Рис.2.15 Рукавный фильтр.
1 - корпус; 2 - встряхивающее устройство;
3 - рукав; 4 - распределительная решетка.
Волокнистые фильтры. Фильтрующий элемент этих фильтров состоит из одного или нескольких слоев, в которых однородно распределены волокна. Это фильтры объемного действия, так как они рассчитаны на улавливание и накапливание частиц преимущественно по всей глубине слоя. Сплошной слой пыли образуется только на поверхности наиболее плотных материалов. Для фильтров используют естественные или специально получаемые волокна толщиной от 0,01 до 100 мкм. Толщина фильтрующих сред составляет от десятых долей миллиметра (бумага) до 2 м (многослойные глубокие насадочные фильтры долговременного использования). Такие фильтры используют при концентрации дисперсной твердой фазы 0,5-5 мг/м3 и только некоторые грубоволокнистые фильтры применяют при концентрации 5-50 мг/м3. При таких концентрациях основная доля частиц имеет размеры менее 5-10 мкм.
Различают следующие виды промышленных волокнистых фильтров: 1)сухие - тонковолокнистые, электростатические, глубокие, фильтры предварительной очистки (предфильтры); 2) мокрые - сеточные, самоочищаемые, с периодическим или непрерывным орошением.
Зернистые фильтры применяются для очистки газов реже, чем волокнистые фильтры. Достоинства зернистых фильтров: доступность материала, возможность работать при высоких температурах и в условиях агрессивной среды, выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, а также резкие изменения температуры. Различают насадочные и жесткие зернистые фильтры.

2.4.4 Очистка газов в абсорберах

Очистка газов от диоксида серы.

Для очистки отходящих газов от диоксида серы предложено большое количество хемосорбционных методов, однако на практике нашли применение лишь некоторые из них. Это связано с тем, что объемы отходящих газов велики, а концентрация в них SO2 мала, газы характеризуются высокой температурой и значительным содержанием пыли. Для абсорбции могут быть использованы вода, водные растворы и суспензии солей щелочных и щелочноземельных металлов.
Абсорбция водой диоксида серы сопровождается реакцией

SO2 + H2O H+ + HSO3–

В связи с низкой растворимостью диоксида серы в воде для очистки требуется большой ее расход и абсорберы с большими объемами. Удаление SO2 из раствора ведут при нагревании его до 100ОС. Таким образом, проведение процесса связано с большими энергозатратами.
Достоинством известняковых и известковых методов является простая технологическая схема, низкие эксплуатационные затраты, доступность и дешевизна сорбента, возможность очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания.
Недостатки известковых и известняковых методов следующие: происходит зарастание систем отложениями гипса, коррозия и эрозия оборудования, значительный брызгоунос из абсорберов, образование осадков.
Для устранения отложений СаSO4 предусматривают: повышение отношения жидкость/газ с целью уменьшения пересыщения раствора сульфитом кальция; рециркуляцию твердого сульфата кальция с поглощающей жидкостью для образования центров кристаллизации; увеличение продолжительности выдерживания циркулирующей жидкости вне абсорбера для завершения процессов кристаллизации; поддержание необходимого рН раствора с целью уменьшения степени окисления сульфита кальция в сульфат; пропускание раствора, содержащего кристаллы СаSO4, через осадок сульфита кальция для уменьшения степени насыщения раствора по гипсу; добавление ионов Сl– в жидкости, что повышает растворимость кальциевых солей и тем самым уменьшает зарастание аппаратов.
Устранение коррозии и эрозии материалов оборудования решается путем выбора соответствующих материалов и покрытий, например использование различных сплавов, гуммирование и т.д. Брызгоунос снижается путем использования соответствующих брызгоуловителей.
Одним из перспективных и дешевых нерекуперативных методов очистки дымовых газов от диоксида серы является метод, основанный на использовании щелочных сточных вод предприятий. При этом достигается высокая степень очистки газов и одновременная нейтрализация этих стоков.

Очистка газов от оксидов азота.

На практике большей частью с отходящими газами выбрасываются NO и NO2 при их одновременном присутствии. Основная сложность абсорбционных процессов связана с низкой химической активностью и растворимостью оксида азота. Имеется несколько путей решения этой проблемы: 1) полное окисление NO и NO2 в газовой фазе; 2) частичное окисление NO в NO2, приводящее к образованию эквимолекулярной смеси NO и NO2; 3) использование селективных абсорберов; 4) окисление в жидкой фазе или использование жидкофазных катализаторов абсорбции и перевода NO в химически активные соединения.
Для абсорбции оксидов азота используют воду, растворы щелочей и селективные сорбенты, кислоты и окислители.
Абсорбция водой. При абсорбции водой диоксида азота в газовую фазу выделяется часть оксида азота, скорость окисления которого при низких концентрациях мала:

NO + H2O HNO3 + NO + Q

Для утилизации оксидов можно использовать разбавленные растворы пероксида водорода с получением азотной кислоты:
Основным фактором, определяющим экономику процесса, является расход пероксида водорода. Он приблизительно равен 6 кг на 1 т кислоты в сутки.
Разработан процесс очистки газов водой и циркулирующей HNO3.
Абсорбция щелочами. Для очистки газов применяют различные растворы щелочей и солей. Хемосорбция диоксида азота раствором соды протекает по уравнению:

2 NO2 + Na2CO3 2NaNO3 + CO2 + Q.

При абсорбции растворами аммиака образуются соединения с низкой температурой разложения. Например, образующийся нитрит аммония NH4NO2 при 560С полностью распадается:
NH4NO2 N2 + H2O


Одновременная очистка газов от диоксида серы и оксидов азота.

Отходящие газы, содержащие SO2+NOx образуются при сжигании сернистого топлива. Абсорбционные методы удаления NOx из-за низкой химической активности оксида азота включают те или иные стадии окисления или восстановления. Степень очистки в комплексных методах обычно составляет 90% от SO2 и 70-90% от NOx. Одновременная очистка может проводиться щелочными растворами. При абсорбции растворами NaOH и Na2СO3 в качестве побочных продуктов образуются Na2SO4, NaCl, NaNO2, NaNO3, а при абсорбции Са(ОН)2 - СаSO4, Са(NO3)2.
Окисление NO может быть проведено в газовой фазе полностью или частично - до образования эквимолярной смеси NO + NO2, в жидкой фазе при использовании жидкофазных катализаторов, например этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК) с добавками соединений двухвалентного железа, которые вводят в раствор едкого натра или сульфата натрия.
В ходе реакций оксиды серы и азота превращаются в имидодисульфонат и дитионат, которые затем переводят в аммиак, азот, сульфат натрия и гипс. Метод может быть применен при очистке газов, образующихся при сжигании высокосернистых топлив.

2.4.5 Очистка газов в адсорберах

Адсорбционные методы используют для очистки газов с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей. В отличие от абсорбционных методов они позволяют проводить очистку газов при повышенных температурах.
Целевой компонент, находящийся в подвергаемой очистке газовой фазе, называют адсорбтивом, этот же компонент в адсорбированном состоянии – адсорбатом.
Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). При физической адсорбции поглощаемые молекулы газов и паров удерживаются силами Ван-дер-Ваальса, при хемосорбции - химическими силами.
В качестве адсорбентов используют пористые материалы с высокоразвитой внутренней поверхностью. Последние могут иметь синтетическое или природное происхождение.
К основным типам промышленных адсорбентов относятся активные угли, силикагели, алюмогели (активный оксид алюминия), цеолиты и иониты.
Активные угли характеризуются гидрофобностью (плохой сорбируемостью полярных веществ, к которым принадлежит и вода). Это свойство определяет широкое их использование в практике рекуперационной и санитарной очистки отходящих газов разнообразной влажности.
Активные угли производят в виде цилиндрических гранул диаметром 1-6 мм и длиной, обычно превосходящей поперечный размер гранул, и чаще всего применяют в виде стационарного слоя, через который фильтруют подлежащий очистке газовый поток. В соответствии с действующими стандартами и технологическими условиями размер поперечника гранул углей может изменяться в определенных пределах. В этой связи в отдельных случаях с целью интенсификации соответствующих процессов, гранулированные угли перед использованием подвергают дроблению и классификации с выделением необходимых узких фракций. Существенными недостатками активных углей являются относительно невысокая механическая прочность и горючесть.
Значительный интерес применительно к решению задач газоочистки в последнее время вызывают такие нетрадиционные углеродные адсорбенты, как активные угли из полимерных материалов, молекулярно-ситовые активные угли и активированные углеродные волокна.
Силикагели по своей химической природе представляют собой гидратированные аморфные кремнеземы (SiO2·nH2O), являющимися реакционноспособными соединениями переменного состава, превращения которых происходят по механизму поликонденсации:
nSi(OH)4 SinO2n-m + (2n-m)·H2O
Алюмогель (активный оксид алюминия Al2O3·nH2O, где 0Цеолиты представляют собой алюмосиликаты, содержащие в своем составе оксиды щелочных и щелочноземельных металлов и характеризующиеся регулярной структурой пор, размеры которых соизмеримы с размерами молекул, что определило и другое их название - "молекулярные сита". Общая химическая формула цеолитов Me2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O, (где М - катион щелочного металла, n - его валентность). Кристаллическая структура (алюмосиликатный скелет) цеолитов образована тетраэдрами SiO4 и AlO4, их избыточный отрицательный заряд компенсирован положительным зарядом катионов соответствующих металлов. Как эффективные агенты улавливания диоксида серы из отходящих газов зарекомендовали себя кислотостойкие цеолиты, в том числе природные (в основном клиноптилолит- и морденитсодержащие породы)
Способность цеолитов поглощать значительные количества диоксида серы при повышенных температурах и низких концентрациях SO2 в газах выгодно отличает их от других промышленных адсорбентов при использовании в процессах санитарной газоочистки. В то же время, присутствующая в обрабатываемых газах влага ухудшает поглощение SO2 цеолитами. Наряду с этим цеолиты катализируют реакцию окисления SO2 в SO3, что приводит к накоплению последнего в цеолитах и постепенной их дезактивации по отношению к SO2. Утилизация отработанных цеолитов остается задачей, требующей эффективного решения, что наряду со значительными энергозатратами на десорбцию насыщенных поглотителей и рядом других обстоятельств сдерживает решение вопросов практической реализации процессов санитарной очистки газов от диоксида серы цеолитами.
Большинство сухих методов очистки газов от диоксида серы требует значительных затрат тепла на регенерацию. Их реализация связана также с повышенными капитальными затратами ввиду необходимости выполнения адсорбционной аппаратуры из дорогостоящих специальных материалов, поскольку она предназначается для работы в условиях коррозионных сред при повышенных температурах. Это препятствует внедрению адсорбционных процессов для очистки газов.
Иониты – высокомолекулярные соединения - пока еще не нашли широкого применения для очистки отходящих газов промышленности. Однако проводятся исследования по извлечению из газов кислых компонентов (оксидов серы и азота, галогенов и т.п.) на анионитах и щелочных - на катионитах.
Необходимость периодической регенерации насыщенных целевыми компонентами поглотителей предопределяет цикличность адсорбционных процессов. Среди операций (стадий), основной целью которых является восстановление сорбционной способности адсорбентов, ключевой является десорбция в связи с тем, что для ее проведения требуется от 40 до 70% общих затрат по адсорбционной газоочистке. Этот процесс ведут, используя в основном повышение температуры, вытеснение адсорбата лучше сорбирующимся веществом, снижение давления (в том числе создание ваккума) или комбинацию этих приемов. Возможность эффективного осуществления десорбции в ряде случаев предопределяет целесообразность выбора адсорбции среди других приемов газоочистки.
Как абсорбционные, так и адсорбционные приемы поглощения слабоокисленных нитрозных газов малоэффективны вследствие значительной инертности NO, являющегося несолеобразующим соединением. В этой связи в ряде случаев рациональным является стремление перевода слабоокисленных компонентов нитрозных газов в оксиды более высоких степеней окисления.
В промышленной практике очистки отходящих газов от оксидов азота использование адсорбентов как агентов-аккумуляторов NOx весьма ограничено.
Достаточно эффективными поглотителями NOx являются активные угли. Однако при их контакте с оксидами азота возможен значительный разогрев, приводящий к возгоранию угля и даже взрывам. Наряду с этим активные угли характеризуются низкой механической прочностью и восстановительными свойствами, вызывающими конверсию поглощаемого NO2 в слабосорбирующийся NO.
Адсорбционная способность по NOx силикагелей несколько ниже, чем у активных углей, однако они лишены недостатков последних, которые указаны выше. С использованием силикагелей могут достигаться высокие степени улавливания NOx, соответствующие остаточным концентрациям до 0,005%. Однако по экономическим причинам процесс в промышленности не реализован.
Сравнительно небольшой поглотительной способностью по оксидам азота характеризуются алюмогели, обладающие, кроме того, и невысокой стойкостью. Значительная емкость по отношению к NOx и высокая механическая и термическая устойчивость свойственны алюмисиликатам.
Хемосорбционная очистка отходящих газов от оксидов азота может быть организована на основе использования различных твердых веществ, способных вступать в химическое взаимодействие с удаляемыми компонентами.
Например, с целью улавливания NOx из отходящих газов разработан метод адсорбции оксидов азота торфощелочными сорбентами в аппаратах кипящего слоя. При использовании наиболее дешевого и доступного сорбента (смесь торфа и извести-пушонки) степень очистки газов, содержащих 0,1-2,0% NOx, при времени контакта фаз 1,6-3 с достигает 96-99%, обеспечивая содержание NOx в очищенных газах на уровне 0,01-0,04%. Еще больший эффект может быть достигнут при использовании торфа, обработанного аммиаком, или при введении аммиака в кипящий слой торфа. Торф способствует окислению нитритов до нитратов. Отработанный сорбент представляет собой хорошо хранящееся неслеживающееся торфазотное удобрение, пригодное для использования на любых почвах и содержащее 8-12% усвояемого азота и 27-30% хорошо усвояемых растениями гуминовых кислот, являющихся эффективными стимуляторами их роста (эти кислоты образуются в результате катализируемого оксидами азота процесса окисления органической массы торфа присутствующим в очищаемых газах кислородом).
Недостатки абсорбционных методов очистки газов от диоксида серы привели к разработке процессов, основанных на использовании твердых хемосорбентов - путем их введения в пылевидной форме в топки или газоходы теплоэнергетических агрегатов. В качестве хемосорбентов могут быть использованы известняк, доломит или известь. Для увеличения активности хемосорбентов, подавления процесса окисления SО2 в SО3 и решения некоторых других задач наряду с поглотителем диоксида серы вводят ряд специальных добавок в виде дешевых неорганических солей, оксихлорида меди, оксида магния и других веществ.
Наряду с перечисленными хемосорбентами в качестве агентов для связывания диоксида серы могут быть использованы и некоторые оксиды металлов.

Пути снижения выбросов вредных веществ в атмосферу
предприятиями железнодорожного транспорта.

Анализ мирового зарубежного опыта показал, что даже применение новейших экологически чистых технологий не позволяет полностью избежать выбросов вредных веществ в атмосферу. Поэтому для сокращения загрязнения атмосферы целесообразно проводить природоохранные мероприятия в первую очередь на наиболее мощных источниках выбросов в атмосферу. К таким относятся котельные, кузнечные, сварочные, покрасочные отделения локомотивных и вагонных депо, НГЧ и т.д.
Для снижения выбросов вредных веществ в атмосферу подразделениями железных дорог Украины, а соответственно, и уменьшения экологического ущерба, наносимого окружающей среде, предлагаются следующие атмосфероохранные и организационные мероприятия:
электрификация железнодорожных линий;
перевод котельных на экологически чистые источники энергии (газообразное топливо, электроэнергию и т.д.);
установка каталитических систем по улавливанию окислов азота на существующих газовых котельных;
подключение потребителей тепла к централизованным отопительным сетям и ликвидация мелких котельных;
изыскание резервов экономии топливных ресурсов;
применение антитоксичных присадок;
замена энергоносителей в кузницах и горнах (газ, электроэнергия);
перевод обогрева вагонов на площадках отстоя на электрическую энергию;
установка систем дожига легколетучих органических соединений от цехов покраски, ремонта вагонов;
установка систем хемосорбции по улавливанию трихлорэтилена, выбрасываемого из аппаратов химчистки;
введение кассетной технологии очистки воздуха от органических примесей;
установка пылеулавливающих аппаратов (от заточных и деревообрабатывающих станков, постов сварки, кузниц, горнов);
герметизация трубопроводов и модернизация приемного бункера циклонов ДОЦа для повышения коэффициента улавливания древесной пыли.
Учитывая трудное финансовое положение предприятий отрасли, рекомендуется ряд мероприятий, не требующих больших капитальных затрат: в механических цехах на заточных, плоскошлифовальных станках, которые, как правило, являются организованными источниками, рекомендовано отходящие газы, содержащие абразивную и металлическую пыль, пропускать через мокрый пылеуловитель простейшей конструкции - закрытый сосуд с водой, в которую погружен выходной патрубок вентиляционной отсасывающей системы станка. В таком пылеуловителе барбатажного типа из-за происходящего брызгоуноса в сосуд регулярно надо добавлять воду и периодически (по мере накопления шлама) очищать от осадка.
Как одно из мероприятий, сокращающих выброс взвешенных частиц, (в частности, древесной пыли) рекомендуется провести герметизацию существующих циклонов и вентиляционных систем (на деревообрабатывающем оборудовании), что позволит повысить эффективность пылеочистного оборудования до расчетных показателей.
Предотвращение загрязнения окружающей среды золой и сажей от котлоагрегатов и кузнечных горнов достигается очисткой всего объема продуктов сгорания твердого топлива в высокоэффективных золоуловителях. Наиболее эффективными являются электрофильтры, применяемые для наиболее глубокой очистки дымовых газов, которые могут обеспечить степень очистки до 99%. Кроме этого, часто применяются мокрые золоуловители и батарейные циклоны, хотя их степень очистки ниже и определяется дисперсностью частиц золы. Улавливаемая зола, а также золошлаковая смесь являются крупнотоннажными отходами и утилизируются при дорожном строительстве и могут быть использованы для приготовления строительных материалов.
Выбросы диоксида серы связаны с использованием в качестве энергоносителей серосодержащих веществ (уголь, мазут), т.е. сократить количества выбрасываемого в атмосферу SO2 можно только за счет перехода на бессернистые энергоносители. В то же время, выбросы NOx и СО связаны с несовершенством режимов горения и контрольно-измерительной аппаратуры процессов горения.
Следующим направлением по снижению выбросов вредных веществ в окружающую среду является создание и использование технологических способов и схем снижения содержания окислов азота, угарного газа, сажи и т.п. Для снижения образования оксидов азота в топках необходимо стремиться снизить уровень температур, уменьшить концентрацию кислорода в зоне реагирования и сократить длительность пребывания газов в зоне высоких температур. Для реализации перечисленных требований применяют рециркуляцию газов, двухступенчатое сжигание, уменьшение избытка воздуха, рассредоточение зоны горения в объеме топки, повышение скорости охлаждения факела, впрыск воды или пара, добавление к жидкому топливу металлоорганических соединений, которые способствуют разложению оксидов азота; добавление к углю известняка и доломита, которые понижают содержание оксидов серы в отходящих газах. Для этого в последние годы применяют метод сжигания топлива в псевдосжиженном или "кипящем" слое. Разработаны адиабатная, рециркуляционная и вращающаяся модификации котлов с кипящим слоем. Разработана и нашла широкое распространение технология сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии.
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, использование присадок к дизельным топливам и устройств для очистки выхлопных газов.

Пункты экологического контроля выбросов загрязняющих
веществ от тепловозных дизелей.
Пункты экологического контроля предназначены для определения величин выбросов загрязняющих веществ с отработанными газами тепловозных дизелей, которые находятся в эксплуатации. Цель экологического контроля получить среднеэксплуатационные удельные выбросы загрязняющих веществ в отработанных газах.
Перечень и удельные нормы среднеэксплуатационных выбросов загрязняющих веществ в отработанных газах дизелей локомотивов контролируются согласно ГСТУ 32. 001-94, приведены в табл. 2.1.
Параметры, которые определяются, их обозначение, погрешность измерения или расчет величин приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5
Параметры загрязняющих веществ в отработанных газах тепловозных дизелей

№№
п/п
Наименование параметров
Обозначение параметров
Допустимая относительная погрешность, %

1.
Концентрация оксидов азота в ВГ, % (в пересчете на NO2)
CNO2
+10

2.
Концентрация оксида углерода в ВГ, %
CCO
+10

3.
Концентрация углеводородов в ВГ, %
CCN
+10

4.
Концентрация диоксида углерода в ВГ, %
CCO2
+10

5.
Концентрация кислорода в ВГ, %
CО2
+10

6.
Удельный выброс оксидов азота при режиме нагрузки (в соответствии с табл. 2.6), г/(кВт.час)
ENO2
+12

7.
Удельный выброс оксида углероду при режиме нагрузки (в соответствии с табл. 2.6), г/(кВт.час)
ECO
+12

8.
Удельный выброс оксида углеводородов при режиме нагрузки (в соответствии с табл. 2.6), г/(кВт.час)
ECN
+12

Рекомендованные позиции контролера-машиниста при режимах мощности 25%, 50%, 75%, 100% номинальной Ре100 приведены в табл. 2.6.
Таблица 2.6
Позиции контролера-машиниста при проведении измерений загрязняющих веществ в отработанных газах тепловозных дизелей
Серии тепловозов (заводская марка дизеля)
Величины, которые фиксируются
Режимы испытаний, которые нормируются, Реj



Pexx
Pe25
Pe50
Pe75
Pe100

2ТЭ116
(ІФ-5Д49)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
350
IV
490
VIII
675
XI
815
XV
1000

2ТЭІОЛ
(ІОДІООМ)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
400
iV
495
VII
590
XI
720
XV
850

ТЭП60
(ІІД45)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
400
iV
475
VII
550
XI
650
XV
750

ТЭП70
(2А5Д49)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
350
iV
620
IX
790
XII
895
XV
1000

М62
(І4Д40)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
400
iV
475
VIII
575
XII
675
XV
750

ТЭ-3,ТЭ-7
(2Д100)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
400
iV
490
VIII
610
XII
730
XV
850

ЧМЭ-3
(К6 S 3IODR)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
350
ІII
425
V
515
VI
575
VIII
750

ТЭМ-2
(Д50)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
300
III
330
V
480
VI
570
VIII
750

2ТЭ151
(2В-5Д49)
№ позиции контролера n, мин.-1
0
420
V
586
IX
752
XI
835
XV
1000

Показателем сроков для проведения очередного ремонта является:
для магистральных тепловозов – пробег от даты постройки (тыс.км);
для маневровых – время наработки (месяц, год).
При соответствии полученных величин среднеэксплуатационных удельных выбросов загрязняющих веществ нормам, которые установлены ДСТУ 32.001 на тепловозный дизель, подраздениями предприятий оформляется паспорт экологической безопасности, который утверждается руководителем предприятия. Образец паспорта приведен в Приложении 4.
Паспорт экологической безопасности тепловозного дизеля действует на срок к проведению очередного текущего или капитального ремонта, а также внепланового ремонта, который требует реостатных испытаний.
Пункт экологического контроля тепловозных дизелей должен иметь аттестат аккредитации на проведение работ по определению величин выбросов загрязняющих веществ с отработанными газами.
Нормы межремонтных периодов тепловозов приведены в таблице 2.7.
Отраслевой стандарт Украины “Викиди забруднюючих речовин з відпрацьованими газами тепловозних дизелів. Норми и методи визначення” (ГСТУ32.001-94) и ведомственный нормативный документ “Пункти екологічного контролю викидів забруднюючих речовин від тепловозних дизелів. Загальні технічні вимоги” (ВНД 32.06.001-99) разработаны Харьковской академией железнодорожного транспорта по заданию Укрзалізниці соответственно в 1994 и 1999 годах.
Таблица 2.7
Нормы межремонтных периодов тепловозов

Вид и серия тепловоза
Нормативные межремонтные периоды (тыс.км)


ПР-2
ПР-3
КР-1
КР-2

2ТЭ116
135
270
810
1600

2ТЭ10Л,
2ТЭ10В
90
180
540
1080

2ТЭ10М
120
240
720
1440

2ТЭ10У,
2ТЭ10УТ
135
270
810
1600

ТЭП60
120
240
720
1440

ТЭП70
200
400
800
1600

М62
2М62
120
240
720
1440

ТЭ-3, ТЭ-7
120
240
600
1200

ЧМЭ-3,
ТЭМ2
17 мес.
34 мес.
8,5 л.
17,0 л.

ЧМЭ5
18 мес.
36 мес.
7,5 л.
17,0 л.

ЧМЭ2
8 мес.
16мес.
-
-


Методы и средства контроля загрязнения атмосферы

Методы определения концентрации пыли

Известно свыше 30 различных полевых и лабораторных методов измерения концентрации пыли, аэрозолей. Их разделяют на прямые – с выделением и косвенные – без выделения дисперсной фазы из дисперсионной среды. Большинство методов измерения дисперсного состава и концентрации предусматривает операции предварительного выделения из воздуха частиц, составляющих дисперсную фазу аэрозоля, и последующего их исследования.
Пока основным методом является прямой (весовой), основанный, на принципе фильтрации запыленного воздуха через тот или иной фильтр с последующим весовым определением количества уловленной пыли. Однако он малопроизводителен. При его использовании необходимо учитывать скорость движения воздуха в помещении; точность метода зависит от качества фильтра, точности измерения ротаметра и аналитических весов, а также от квалификации исследователя.
Косвенные методы определения запыленности воздуха базируются на использовании различных физических явлений, параметры которых меняются в зависимости от концентрации пыли в техносфере. Преимущества: большая производительность, точность и компактность приборов, поэтому измерения могут производить менее квалифицированные исследователи. Некоторые приборы способны определять очень малые концентрации пыли, кроме того, непосредственно во взвешенном состоянии воздушной техносферы. К недостаткам можно отнести сложность аппаратурных решений, большую стоимость.
Косвенные методы делят на три основных вида: измерение концентрации пыли после ее осаждения, при нахождении ее во взвешенном состоянии и комбинированный, когда концентрацию измеряют при нахождении пыли как во взвешенном состоянии, так и после ее осаждения.
Для определения концентрации пыли после ее осаждения на чувствительные элементы применяют контактно- и пьезоэлектрический методы.
При нахождении пыли во взвешенном состоянии концентрацию измеряют акустическим и лазерным методами, а также методом разбавления пылесмеси газообразным носителем. Их преимущество – в измерении концентрации без нарушения агрегатного состояния частиц пыли, что обеспечивает большую адекватность результатов замеров реальному состоянию воздушной среды. Но эти методы широкого применения не получили из-за их громоздкости, большой стоимости и сравнительно малой точности за исключением лазерного, которому принадлежит будущее.
Радиоизотопный, оптический и емкостный методы относятся к комбинированным.
Радиоизотопный метод, основанный на измерении концентрации взвешенной или осажденной пыли в поле радиоактивного излучения, еще мало исследован. Приборы довольно громоздкие, дорогостоящие, не нашли широкого применения в производственных условиях.
Оптический метод, а также его разновидности – фотометрический, абсорбционный, люминесцентный, интегрального светорассеяния – заключается в измерении интенсивности проходящего через пылевую среду (взвешенную или осажденную пыль) светового пучка вследствие его поглощения, рассеяния и преломления. В настоящее время известно немного приборов, отличающихся достаточной точностью измерения, чувствительностью, компактностью, возможностью использования в автоматизированных системах контроля загрязненности воздуха. Тем не менее, с помощью оптических средств можно решать принципиально новые задачи, причем не только в области пылеметрии, но и газового анализа (в частности, дистанционного загрязнения атмосферы и др.).

Приборы для определения концентрации пыли.

Для контроля пылевых выбросов промышленных предприятий в СНГ и за рубежом выпускается ряд приборов: РКП-3, ПКФ-2, 1К-4, ИВА-2, RA-270 (ВНР), FH-621, RM-41, RM-61, 1-R116, Д-Р280, RPE-2 (ФРГ), ДА-501 (Япония), РДМ-10 (США) и др. Известна разновидность приборов, в основном зарубежных, и для контроля санитарных норм пыли в промышленной зоне и в атмосферном воздухе городов, а также спектрометров аэрозолей для определения концентрации и функции распределения частиц по размерам. Отечественная промышленность выпускает небольшими сериями:
автоматический измеритель непрозрачности дыма АИД-210 для непрерывного измерения дымности и контроля эффективности работы пылеулавливающих установок (диапазон измерения – 0...50 % по объему);
лазерный анемометр запыленности атмосферы типа ЛАЗА-1 для определения массовой концентрации пыли в атмосферном воздухе (диапазон измерения: 10-210-1; 10-11; 110 мг/м3).
Однако эти приборы нельзя считать универсальными, отсутствует их единое метрологическое обеспечение.
Большая часть зарубежных пылемеров, в том числе и самых распространенных – оптических (RM-41, RM-61 и др.), отличается низкой точностью измерения за счет высокой чувствительности к неинформативным параметрам. В связи с широким спектром последних основная погрешность первичного измерительного преобразования у них намного меньше дополнительной погрешности, обусловленной влиянием изменений неизмеряемых свойств пыли (химического и дисперсного состава, формы частиц и др.).

Методы определения концентрации газообразных ингредиентов.

Концентрации большинства вредных ингредиентов в воздушной среде предприятий и в атмосферном воздухе городов большей частью определяют с помощью химических методов. Они значительно уступают автоматическим по оперативности получения данных измерений и их объему, требуют большой затраты труда. Каким-либо одним, даже комбинированным физико-химическим методом, сложно обеспечить с достаточной надежностью и простотой требования чувствительности, способность определения соответствующего ингредиента в широком диапазоне концентраций (от ПДК до ПДВ), избирательность, точность и воспроизводимость автоматического анализа в промышленных условиях непрерывной эксплуатации, при воздействии многочисленных помех. В последние годы тем не менее разрабатываются универсальные автоматические приборы, сконструированные на основе новых, прежде всего спектрометрических и хроматомасс-спектрометрических методов, чувствительных ко многим вредным примесям в атмосфере. Но в повседневной практике утвердилась тенденция создания комплексов из нескольких датчиков по числу анализируемых компонентов.
По принципу физико-механического преобразования информации о концентрации ингредиента в электрический сигнал методы автоматического газового анализа разделяют на механические, магнитные, тепловые, электрические, оптические, масс-спектрометрические, абсорбционные (газовая хроматография).
Механические, магнитные и тепловые (термокондуктометрический) методы из-за низкой чувствительности, невысокой точности и избирательности широкого распространения для контроля загрязнения атмосферы не получили. Термохимический метод, термокаталитический в частности, основанный на применении низкотемпературных мелкодисперсных платино-палладиевых катализаторов беспламенного сжигания газов на оксиде алюминия в сочетании с однокамерным исполнением датчика, в котором анализируется среда, одновременно выполняет роль газа-стандарта, используется для автоматического контроля взрывобезопасности атмосферы. На этом принципе в нашей стране и за рубежом разработан и освоен промышленностью большой арсенал инструментальных средств для обнаружения горючих газов в производственных помещениях.
Электрические (ионизационные, электрохимические) методы благодаря высокой чувствительности и стабильности получили гораздо большее распространение. Для избирательного анализа без предварительного хроматографирования могут использоваться аэрозольно-ионизационный и пламенно-ионизационный методы. Первый из них предпочтителен для непрерывного контроля таких токсичных веществ, как фтористый водород, пары синильной кислоты, фосген, тетраэтилсвинец, галоидированные углеводороды и др. (чувствительность – 10-2 мг/м3); второй – для контроля органических веществ (10-2...10-3 мг/м3). С повышением молекулярной массы анализируемых веществ чувствительность пламенно-ионизационного метода падает; газоанализатор в этом случае определяет либо их сумму, либо концентрацию определенных компонентов.
Электрохимические (полярографический, потенциометрический, кондуктометрический, кулонометрический) методы лежат в основе многочисленных приборов промышленной санитарии. Первые два применяют главным образом для определения малых концентраций О2 в различных газовых смесях и озона (объемная доля 10-6 %, 0,1...0,5 ppm) в воздухе. Кондуктометрический метод (0,05 мг/м3) разработан для анализа CO2, SO2, Cl2, NН3, SО3, NC1, C2H2, NO2 (путем прямой абсорбции), СО, О2, H2, H2S, NО (после предварительной химической реакции), кулонометрический – для анализа санитарных норм SO2, H2S, NO, NO2, О3, Cl2, меркаптанов и др. Газоанализаторы с твердотельными электрохимическими датчиками имеют сравнительно простую конструкцию, малые размеры, высокую избирательность, отличаются быстродействием, точностью и надежностью измерений, незначительным потреблением энергии.
Оптические методы как наиболее интенсивно разрабатываемые в настоящее время применительно к задачам анализа как ПДК, так и ПДВ самых различных ингредиентов, а также их дистанционного контроля с различной разрешающей способностью по глубине, имеют много разновидностей, не все из них одинаково перспективны: турбидиметрический, нефелометрческий и радиоспектроскопический не получили широкого распространения для непрерывного контроля атмосферных загрязнений; интерферометрический применим лишь для бинарных смесей; рефрактометрический отличается высокой точностью, но как и интерферометрический не обладает избирательностью; эмиссионный используется в основном для определения концентраций инертных газов в бинарных смесях; УФ-метод также отличается ограниченной избирательностью, используется для определения содержания в воздухе паров ртути (объемная доля 10-7 %), нитробензола, хлора, озона.
Метод инфракрасной недисперсионной спектрометрии, основанный на способности молекул анализируемого газа поглощать лучистую энергию в характеристической области спектра, в сочетании с селективным двухкамерным оптико-акустическим детектором является пока основным для измерения оксида и диоксида углерода в дымовых и выхлопных газах и атмосферном воздухе. Наиболее распространен фотоколориметрический метод, используемый для определения микро- и ультрамикроконцентраций SO2, N0х, H2S, NH3, C1, О2, СО, CS2, C2H2 и др. При этом предпочтителен анализ в газовой фазе: основанные на нем фотоколориметры менее громоздки, не требуют специальных устройств для его подготовки, допускают широкую унификацию, имеют в 10...100 раз большую чувствительность по сравнению с жидкостями.
Общее достоинство масс-спектрометрических методов – прецизионность, избирательность, высокая чувствительность анализа не только газов, но и твердых и жидких аэрозолей, способных переходить в газообразное состояние при давлении (9,80665 Па). Несмотря на то, что применение масс-спектрометрии для непрерывного контроля загрязнения атмосферы в промышленных условиях пока ограничивается технической сложностью и громоздкостью приборов, требованиями высококвалифицированного обслуживания, бесспорные преимущества метода, возможность полной автоматизации измерительного процесса наряду с упрощением аппаратуры при настройке на определенную гамму ингредиентов могут обусловить в будущем его эффективность и универсальность.
Недостаток всех разновидностей абсорбционных методов, кроме термодинамического – периодичность анализа. Тем не менее, газовые хроматографы наиболее универсальны из всех современных аналитических приборов для определения состава многокомпонентных газовых смесей. Особенно большие возможности открывает комбинация хроматографического и масс-спектрометрического методов в сочетании с компьютерной техникой.


Основные типы отечественных газоанализаторов

Во ВНИИАП (Киев) разработаны и в настоящее время выпускаются малыми сериями автоматические газоанализаторы для измерения ультрамикроконцентраций в атмосфере: диоксида серы – на флуоресцентном методе анализа (667 ФФ-01); оксидов азота (NO, NO2, Noх) и озона – на хемилюминесцентном методе (645ХЛ-03 и 652ХЛ-01); суммы углеводородов за вычетом метана – на пламенно-ионизационном методе (623КПИ-03). В Смоленском ПО «Аналитприбор» разработан и выпускается газоанализатор оксида углерода (ГИАМ-1) – на методе ИК-поглощения.
Для измерения концентрации оксида азота в отходящих газах выпускаются: хемилюминесцентный газоанализатор ГХЛ-201; ИК-газоанализатор на один из компонентов ряда СО, NO, SO2; пламенно-ионизационный газоанализатор суммы углеводородов 323ИН-01 для контроля газоочистных установок; газоанализаторы 344ХЛ-02 для определения концентрации оксидов азота (N0, N0х) в отходящих газах предприятий. Производятся также автоматические газоанализаторы сероводорода АГСВ-0,05 и АГСВ-6,0, основанные на методе селективной ионометрии – для контроля работы газоочистных установок предприятий, ИК-газоанализатор промышленных выбросов, 305 ФА-01 – базовая модель для создания приборов нового поколения с расширенной номенклатурой измеряемых компонентов СО, NO, NO2, SO2, NН3 (см. табл. 2.8).
Таблица 2.8
Отечественные автоматические приборы для определения
загрязнения атмосферы
Тип, модель прибора
Разработчик, завод- изготовитель
Измеряемые параметры
Метод анализа; основные технические характеристики (диапазон-1, точность-2)

ГХЛ-201
Киевский завод «Аналитприбор»
NOх
Хемилюминисцентный;
1.Объемная доля,%:00,003; 00,15
2. ± 15%

АГСВ-0,05
(6,0)
Киевский завод «Аналитприбор»
H2S
Селективная ионометрия;
1. 050 мг/м3 (06%)

323КИН-Cl
Киевский завод «Аналитприбор»
CnHm
Пламенно-ионизационный;
1. 050; 0250 мг/м3

344-ХЛ-02
Киевский завод «Аналитприбор»
NOх
Хемилюминесцентный;
1. 0200; 0600; 01500

344ФА-01
Киевский завод «Аналитприбор»
NO, CO
1. Объемная доля:
NO – 00,1% (01000 ppm);
00,3% (03000 ppm);
СО – 00,5% (05000 ppm);


В настоящее время Киевским заводом «Аналитприбор» выпускаются также газоанализаторы марок: 102ФА01МП (для определения СО2 и углеводородов), 344ХЛ14, 334КПИ14, 121ФА14, а также лаборатория ЛИК (для определения СО, NO, NO2, SO2) и аналитический спектральный комплекс 306 АС-01 (для определения параметров газовоздушной смеси и концентрации вышеперечисленных газов).

13PAGE 14115


13PAGE 14715


13PAGE 14815


13PAGE 14915




13PAGE 141315


13PAGE 141415


13PAGE 141715


13PAGE
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Ў: 15B тB Нижний колонтитул, Номер страницыD Верхний колонтитул4 Body Text 2\ Body Text Indent 3d Body Text Indent 28 heading 1. heading 28 Plain Text. heading 44 heading 38 heading 9< heading 50 Body Text4 heading 6< heading [email protected] heading 8& page number< Default Paragraph Font

Приложенные файлы

  • doc 23765798
    Размер файла: 862 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий