Транспорт, являясь очень важным звеном в системе мирового хозяйства, оказывает резко отрицательное воздействие на качество окружающей среды. Оно проявляется в химическом загрязнении окружающей среды выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания; шумовом загрязнении; изъятии земель для дорожного строительства. Каждый из видов транспорта оказывает особое воздействие на окружающую среду.

Автомобильный транспорт является одним из наиболее значительных источников загрязнения атмосферы. Особенно это его действие заметно в пределах крупных городов. Сходное воздействие на окружающую среду оказывает и воздушный транспорт.

Правда, самолетный парк значительно меньше, чем автомобильный, но зато влияние на атмосферу только одного авиалайнера эквивалентно влиянию почти 8 тыс. автомобилей. К тому же воздушный транспорт отличается наиболее высокой степенью шумового воздействия, которое особенно заметно при взлете и посадке, когда самолет находится в непосредственной близости от земли.

Специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду состоит в значительном шумовом воздействии и выбросе загрязняющих веществ. (7)

Загрязнение биосферы продуктами сгорания

Загрязнение биосферы продуктами сгорания авиатоплив первый аспект воздействия воздушного транспорта на экологическую ситуацию, однако авиация имеет ряд отличительных особенностей по сравнению другими видами транспорта:

использование, в основном, газотурбинных двигателей обусловливает иной характер протекающих в них процессов и структуру выбросов отработавших газов;

применение в качестве топлива керосина приводит к изменению компонентов загрязняющих веществ;

полеты самолетов на больших высотах и с высокими скоростями приводят к рассеиванию продуктов сгорания в верхних слоях атмосферы и на больших территориях, что снижает степень их влияния на живые организмы.

На отработавшие газы авиационных двигателей приходится 75 % всех выбросов гражданской авиации, включающих также атмосферные выбросы спецавтотранспорта и стационарных источников. (13)

Влияние на атмосферу Земли

Неуклонный рост объёмов перевозок воздушным транспортом приводит к загрязнению окружающей среды продуктами сгорания авиационных топлив. В среднем один реактивный самолёт, потребляя в течение 1 ч 15 т топлива и 625 т воздуха, выпускает в окружающую среду 46, 8 т диоксида углерода, 18 т паров воды, 635 кг оксида углерода, 635 кг оксидов азота, 15 кг оксидов серы, 2, 2 твёрдых частиц. Средняя длительность пребывания этих веществ в атмосфере составляет примерно 2 года.

Наибольшее загрязнение окружающей среды происходит в зоне аэропортов во время посадки и взлёта самолётов, а также во время прогрева их двигателей, табл. 5. Подсчитано, что при 300 взлётах и посадках трансконтинентальных авиалайнеров в сутки в атмосферу не равномерно, а в зависимости от графика работы аэропорта. При работе двигателей на взлёте и посадке в окружающую среду поступает наибольшее количество оксида углерода и углеводородных соединений, а в процессе полёта - максимальное количество оксидов азота.

Самолёту не требуется бесконечных лент дороги, как автомобилю, хотя аэропорты, взлетно-посадочные полосы занимают немалые земельные площади. Эти виды транспорта роднит активное участие в загрязнении атмосферы, в расточительном расходовании кислорода. Реактивному лайнеру, совершающему трансатлантический перелёт, требуется от 50 до 100 т этого газа. На территории аэропорта производится запуск двигателей, руление, взлёт и посадка самолётов т.е., операции при которых в атмосферу поступают вредные продукты выхлопов авиационных двигателей, предварительного старта (мест ожидания) и на взлетно-посадочной полосе. Рулёжные дорожки считаются участками умеренного выделения газа вследствие выделения кратковременности нахождения на них самолётов.

Концентрация вредных составляющих отработавших газов авиадвигателей в воздухе и скорость их распространения по территории аэропорта в значительной степени зависит от метеорологических условий. При этом наиболее отчётливо прослеживается влияние направления и скорости ветра. Другие факторы - температура и влажность воздуха, солнечная радиация - хотя и влияет на концентрацию загрязнителей, однако это влияние выражено менее ярко и имеет более сложную зависимость.

Оценка суммарного количества основных загрязнителей, поступающих в воздушную среду контролируемой зоны аэропорта гражданской авиации в результате его производственной деятельности (без учёта загрязнения воздуха спец автотранспортом и другими наземными источниками), показывает, что на площади около 4 кмІ выделяется в атмосферу за 1 сутки от 1000 до 1500 кг оксида углерода, 300 - 500 кг углеводородных соединений и 50 - 8 - кг оксидов азота. Такое количество выделяемых вредных веществ при неблагоприятном сочетании метеорологических условий может приводить к повышению их концентраций до значительных величин.

При чрезвычайных и аварийных ситуациях самолёты вынуждены сливать в воздухе излишнее топливо для уменьшения посадочной массы. Количество топлива, сливаемого самолётом за 1 раз, колеблется от 1 - 2 тыс. до 50 тыс. литров. Испарившаяся часть топлива рассеивается в атмосфере без опасных последствий, однако, неиспарившаяся часть достигает поверхности земли и водоёмов и может вызвать сильные местные загрязнения. Доля неиспарившегося топлива, достигающего поверхности земли в виде капель, зависит от температуры воздуха и высоты слива. Даже при температуре более 20єC на землю может выпадать до нескольких процентов сливаемого топлива, особенно при сливе на малых высотах.

Но опаснее другое. При полёте в нижних слоях стратосферы двигатели сверхзвуковых самолётов выделяют оксиды азота, что ведёт к окислению озона. В стратосфере происходит интенсивное взаимодействие солнечных лучей с молекулами кислорода. В результате молекулы распадаются на отдельные атомы, а те, присоединяясь к сохранившимся молекулам кислорода, образуют озон. Область повышенной концентрации озона, так называемая озоносфера, которая приходится на высоты 20 - 25 км, играет очень важную роль для Земли. Поглощая почти всю ультрафиолетовую радиацию, озон, тем самым, предохраняет живые организмы от гибели. (12)

Влияние газотурбинных двигателей:

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты (кроме пропеллерных на которых стоят ДВС) используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NОx, углеводороды, сажу, альдегиды и др.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах "Боинг-747", показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя.

Высокие концентрации СО и CnHm (n - номинальное число оборотов двигателя) характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NOx (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).

Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с ГТДУ непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 - 30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от ГТДУ в приземный слой атмосферы составляют:

ь Оксиды углерода - 55%

ь Оксиды азота - 77%

ь Углеводороды - 93%

ь Аэрозоль - 97

остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NOx, OH и др.

При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм). (7)

Автомобильный транспорт

Автомобильный парк России в 1996 году насчитывал 19,6 млн единиц, в том числе 14,7 млн легковых, 4,2 млн грузовых и около 0,7 млн автобусов. Отмечается устойчивая тенденция роста численности автотранспортных средств.

Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей)
проявляется:

· в высоких темпах роста численности автомобилей по сравнению с ростом количества стационарных источников;

· в их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

· в непосредственной близости к жилым районам;

· в более высокой токсичности выбросов автотранспорта по сравнению с выбросами стационарных источников;

· в сложности технической реализации средств защиты на подвижных источниках;

· в низком расположении источника загрязнения от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и выбросами от стационарных источников транспорта, которые, как правило, имеют дымовые и вентиляционные трубы значительной высоты.

Перечисленные особенности передвижных источников приводят к тому, что автотранспорт создает в городах обширные зоны с устойчивым превышением санитарно-гигиенических нормативов загрязнения воздуха.

На долю автотранспорта в ряде регионов приходится свыше 50 % от общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Загрязнение атмосферы передвижными источниками автотранспорта происходит в большей степени отработавшими газами через выпускную систему автомобильного двигателя, а также, в меньшей степени, картерными газами через систему вентиляции картера двигателя и углеводородными испарениями бензина из системы питания двигателя (бака, карбюратора, фильтров, трубопроводов) при заправке и в процессе эксплуатации.

Отработавшие газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды, а газы дизелей ‑ оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода.

Количество картерных газов в двигателе возрастает с увеличением износа. Кроме того, оно зависит от условий движения и режима работы двигателя. На холостом ходу система вентиляции картерных газов, которой снабжены практически все современные двигатели, работает менее эффективно, что ухудшает экологические показатели автомобилей.

Испарения бензина в автомобиле имеют место при работе двигателя и в нерабочем состоянии.

Испарения бензина в атмосферу возникают не только в передвижных источниках, но и в стационарных, к которым, в первую очередь, следует отнести автозаправочные станции (АЗС). Они получают, хранят и реализуют бензин и другие нефтепродукты в больших количествах. Это является серьезным каналом загрязнения окружающей среды как в результате испарений топлива, так и в результате разливов.

Загрязнение атмосферы по «вине» автомобильного транспорта происходит, кроме того, в результате функционирования авторемонтных предприятий, асфальтобетонных заводов, баз дорожной техники и других объектов инфраструктуры транспорта.

Автодороги являются одним из источников образования пыли в приземном воздушном слое. При движении автомобилей происходит истирание дорожных покрытий и автомобильных шин, продукты износа которых смешиваются с твердыми частицами отработавших газов. К этому добавляется грязь, занесенная на проезжую часть с прилегающего к дороге почвенного слоя. Химический состав и количество пыли зависят от материалов дорожного покрытия. Наибольшее количество пыли создается на грунтовых и гравийных дорогах. Дороги с покрытием из зернистых материалов (гравийные) образуют пыль, состоящую в основном из диоксида кремния. На дорогах с асфальтобетонным покрытием в состав пыли дополнительно входят продукты износа вяжущих битумсодержащих материалов, частицы краски или пластмассы от линий разметки дороги на полосы. Под автодороги отчуждаются значительные земельные площади. Так, на строительство 1км современной автомагистрали требуется до 10-12 га площади.

Железнодорожный транспорт

На долю железнодорожного транспорта приходится 75 % грузооборота и 40 % пассажирооборота. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и, соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Однако по абсолютным значениям загрязнение от железнодорожного транспорта значительно меньше,чем от автомобильного. Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими основными причинами:

· низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);

· широким применением электрической тяги;

· меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами.

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

На железнодорожном транспорте имеется значительное количество стационарных источников выбросов в атмосферу: локомотивные, вагонные депо, заводы по ремонту подвижного состава . Более 90 % выбросов приходится на котлоагрегаты (котельные, кузнечные производства).

Специфическими для железнодорожного транспорта являются предприятия по подготовке и пропитке шпал, щебеночные заводы, промы-вочно-пропарочные станции.

Шпалопропиточные заводы (ШПЗ) производят подготовку и пропитку антисептиком деревянных шпал, идущих на ремонт и строительство железнодорожных путей. В состав антисептика входят каменноугольное и сланцевое масла. Основными источниками выделения загрязняющих веществ являются пропиточный цилиндр в период откачки антисептика, а также остывающие шпалы в процессе их транспортировки в вагонетках на склад. Процесс обработки шпал сопровождается выделением в воздушную среду нафталина, антрацена, аценафтена, бензола, толуола, ксилола, фенола , то есть веществ, относящихся в большинстве своем к 2-му классу опасности. Помимо атмосферы, на шпалопропиточных заводах происходит загрязнение почвы и водоемов. Сточные воды ШПЗ насыщены антисептиком, растворенными смолами, фенолами.

Предприятия по добыче и переработке щебня загрязняют атмосферу минеральной пылью, содержащей свыше 70 % диоксида кремния . Сточные воды щебеночного завода образуются при промывке щебня, при мокрой очистке воздуха в аспирационных системах. Они могут представлять опасность для экосистем при попадании в близлежащие водоемы.

В составе вагонных депо либо как самостоятельные предприятия функционируют промывочно-пропарочные станции , где производится очистка цистерн от остаточных нефтепродуктов, сопровождающаяся выделением паров углеводородов в окружающую среду. Образующиеся при промывке цистерн сточные воды загрязнены нефтепродуктами, растворенными органическими кислотами, фенолами . Если в цистерне осуществлялась перевозка этилированного бензина, стоки содержат, кроме того, тетраэтилсвинец. Для обмывки используется оборотное водоснабжение.

Загрязненные сточные воды образуются и на пунктах подготовки и обмывки грузовых и пассажирских вагонов. В сточные воды переходят остатки перевозимых грузов, минеральные и органические примеси, растворенные соли, бактериальные загрязнения. Пункты в основном не имеют оборотного водоснабжения, что резко увеличивает потребление водных ресурсов и загрязнение природной среды.

Воздействие на экосистемы происходит и при строительстве железнодорожных линий.

Рассмотренные экологические последствия влияния железнодорожного транспорта не являются исчерпывающими и могут иметь другие проявления в конкретных ситуациях.

Воздушный транспорт Специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду состоит в значительном шумовом воздействии и выбросе загрязняющих
веществ.

Шум создают авиационные двигатели воздушных судов, вспомогательные силовые установки самолетов, спецавтотранспорт различного назначения, автомобили с тепловыми и ветровыми установками, сделанные на базе отработавших летный ресурс авиадвигателей, оборудование стационарных объектов, на которых производится техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов. Уровни шума достигают на перронах аэропортов 100 дБ,
в помещениях диспетчерских служб от внешних источников ‑ 90-95 дБ, внутри зданий аэровокзалов ‑ 75 дБ.

Помимо шумового воздействия, авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды. Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов, необходимая для наблюдения за полетами самолетов и метеообстановкой. Радиолокационные средства излучают в окружающую среду потоки электромагнитной энергии. Они могут создавать электромагнитные поля большой напряженности, представляющие реальную угрозу для людей.

Загрязнение биосферы продуктами сгорания авиатоплив ‑ еще один аспект воздействия воздушного транспорта на экологическую ситуацию, однако авиация имеет ряд отличительных особенностей по сравнению другими видами транспорта:

· использование, в основном, газотурбинных двигателей обусловливает иной характер протекающих в них процессов и структуру выбросов отработавших газов;

· применение в качестве топлива керосина приводит к изменению компонентов загрязняющих веществ;

· полеты самолетов на больших высотах и с высокими скоростями приводят к рассеиванию продуктов сгорания в верхних слоях атмосферы и на больших территориях, что снижает степень их влияния на живые организмы.

На отработавшие газы авиационных двигателей приходится 75 % всех выбросов гражданской авиации, включающих также атмосферные выбросы спецавтотранспорта и стационарных источников.

Водный транспорт

Снижение объемов грузовых и пассажирских перевозок обусловливает сокращение расходуемого топлива, следовательно, и выбросов загрязняющих веществ судами. Соответствующее сокращение выбросов произошло и на береговых объектах.

При морских перевозках происходит загрязнение моря нефтью и перевозимыми грузами, а также сточными водами, мусором. Помимо танкеров, большую потенциальную опасность представляют суда морского транспорта с атомными силовыми установками и суда атомно-технологического обслуживания. Они могут привести к радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Выбросы от стационарных источников морского транспорта в атмосферу представляют в основном продукты сгорания угля, пыль и твердые частицы, образующиеся при перегрузке сыпучих грузов. Морские и речные порты создают локальные зоны загрязнения окружающей среды.

Сточные воды с судов, акватории порта и судоремонтных предприятий содержат хозяйственно-бытовые стоки, фекальные и подсланевые воды. Они характеризуются высоким уровнем бактериального загрязнения. Подсланевые воды представляют собой конденсат водяных паров, образующийся из-за перепада температур снаружи и внутри машинного отделения в условиях высокой влажности, а также водяные растворы, используемые для обмыва судовых механизмов с растворенными в них топливными фракциями, отслоениями ржавчины и другими включениями. Попадание подсланевых вод в водоемы приводит к химическому загрязнению водной среды и донных грунтов.

Трубопроводный транспорт

Трубопроводный транспорт предназначен для перекачки нефти, нефтепродуктов, газа с места их добычи к местам потребления. Он включает в себя комплекс различных сооружений: трубопроводы, компрессорные, насосные, дожимные станции.

Воздействие трубопроводного транспорта на экологические системы происходит при строительстве его объектов, в процессе эксплуатации и при возникновении аварийных ситуаций.

Первым аспектом экологического воздействия являются отчуждение земельных ресурсов и вывод их из сельскохозяйственного оборота. Кроме того, нарушаются природные ландшафты. Самовосстановление нарушенного почвенно-растительного покрова в полосе отвода происходит в течение десятилетий, особенно длительны сроки восстановления в северных районах. Иногда полного возобновления растительности вообще не происходит.

Прокладка трубопроводов может осуществляться подземным, полуподземным, наземным и надземным способами.

Подземная и полуподземная прокладка велась на начальных этапах создания трубопроводного транспорта. Но оказалось, что трубопроводы, проложенные этими способами в районах вечной мерзлоты, вызывали оттаивание мерзлотных грунтов из-за нагрева их продуктами перекачки. В результате происходило проседание грунта, и трубы разрывались. Чтобы исключить это перешли на наземный и надземный способы прокладки. Наземный способ предполагает устройство специальной насыпи под трубопровод, а надземный ‑ возведение опор. В числе прочих отрицательных моментов прокладка трубопроводов на поверхности земли нарушает миграцию диких животных: нитка трубопровода становится для животных непреодолимым препятствием. Даже трубопровод, проложенный над землей на опорах, отпугивает стада оленей. В настоящее время прокладка трубопроводов ведется подземным способом с применением надежной теплоизоляции. Транспортировка газа производится после предварительного сжатия на компрессорной станции,
в результате которого температура газа поднимается до 60 °С, и последующего охлаждения газа до отрицательных температур. Поверхность трубопровода, по которому перекачивается охлажденный газ, также приобретает отрицательную температуру. Такое техническое решение, исключающее тепловой поток от трубы в грунт, позволяет учесть экологические ограничения применительно к условиям Севера.

В период эксплуатации трубопроводов возможно углеводородное загрязнение атмосферы из-за просачивания газа через трещины, неплотности и разрывы трубопроводов, а также в результате «дыхания» резервуаров. Утечки жидких транспортируемых продуктов приводят к их растеканию и уничтожению флоры и фауны. Они часто сопровождаются пожарами, при которых в атмосферу выделяется большое количество токсичных продуктов
сгорания.

Аварии на трубопроводах приводят к залповым выбросам нефти и газа и вызывают загрязнение больших площадей, экстремально высокие уровни вредных веществ в поверхностных водах и почве. Основными причинами аварий являются нарушения технологии изготовления труб и оборудования, коррозионные разрушения трубопроводов, внешние механические воздействия. Поэтому необходимо периодически проводить диагностику трубопроводов, что позволит избежать аварийных ситуаций и повысить экологическую безопасность трубопроводного транспорта.

О проблеме негативного влияния авиации на экологическую обстановку заговорили давно. Но сегодня, в год экологии, эта проблема стала муссироваться особенно активно.

Пристальный интерес у экологов и общественности вызвало строительство нового международного аэропорта в селе Сабуровка, под Саратовом . В этом районе, до недавнего времени, считавшегося местом весьма экологически благополучным, находится большое количество дачных товариществ, детские лагеря отдыха, рыбный питомник, который выращивает мальков для пополнения рыбных запасов Волги ...

Выбор расположения аэропорта пал на это место не случайно: учитывалось не только наличие дач и коттеджей поблизости, но и наличие дорог, удобство подъезда. Ведь статус международного аэропорта требует набора конкретных удобств и сервиса для пассажиров.

Решение, затрагивающие интересы тысяч людей, областные власти, как водится, приняли безо всякого согласования с народом. Хотя общественные слушания, по вопросам, касающимся крупных строек, прописаны в федеральном законе. Более того, законом предусмотрена экспертиза проекта на предмет экологии и безопасности.

Дело в том, что сама по себе авиация не оказывает существенного негативного влияния на окружающую среду, но некоторые объекты, к ней относящиеся, достаточно пагубно воздействуют на экологию близлежащих к ним районов. Как правило, там где самолеты и радары, с благоприятной окружающей средой приходится прощаться всерьез и надолго. Авиационный шум, выбросы вредных веществ, звуковой удар, электромагнитные излучения - все это факторы отрицательного воздействия.

Несмотря на то, что в настоящее время разрабатываются и выпускаются новые самолеты, в которых предусмотрено максимально возможное снижение этих факторов, к сожалению, часто экология современного аэропорта оставляет желать лучшего.

Практически все крупные аэропорты имеют отдельную систему водоснабжения, но качество очистки воды не всегда соответствует норме, и из локальных очистных сооружений вода выходит непригодного качества. В сточные воды аэропорт сбрасывает тяжелые металлы, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты и другие вредные элементы.

Продукты сгорания авиационного топлива , которые ежедневно выбрасываются в воздух, задерживаются в слоях атмосферы на срок до двух лет . А во время взлета, посадки и прогрева двигателя самолета в атмосферу выбрасывается самое большое количество вредных примесей - углеводородных соединений и оксида углерода . В случае же попадания воздушного судна в чрезвычайную ситуацию самолет должен слить в воздухе оставшееся топливо.

Самым опасным фактором, влияющим на окружающую среду, считается то, что при осуществлении полета в стратосфере (в ее нижних слоях) двигатель самолета выделяет оксиды азота, а это приводит к окислению озоносферы, которая защищает нашу планету от радиации.

Ученые уже давно доказали, что воздух в районах аэропортов серьезно загрязнен. Это очень актуальная проблема для людей, живущих вблизи крупных аэропортов.

Но чаще всего эта проблема игнорируется властями стран, ведь экономические выгоды превалируют над охраной здоровья граждан, дома которых расположены в непосредственной близости к области серьезного воздушного загрязнения. Выхлопные газы самолетов содержат очень опасные загрязняющие вещества, которые могут быть связаны с различными проблемами здоровья у людей.

Даже небольшие региональные аэропорты способны серьезно навредить состоянию здоровья людей, которые живут неподалеку от них. Эти аэропорты, которые принято считать «маленькими», оказывают на человеческий организм не меньше негативного влияния, чем авиа-гиганты. Самое страшное, что они обычно строятся в непосредственной близости с жилыми кварталами. Выбросы так называемых ультрадисперсных частиц , которые во много тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, способны навредить человеческому здоровью. Концентрация этих веществ способствует развитию у людей болезни дыхательной системы, сердца, сосудов и пр.

Сегодня ученые намерены призвать чиновников ввести необходимые нормы и стандарты строительства опасных аэропортных зон - подальше от человеческого жилья. Остается надеяться, что здравый смысл властьимущих все-таки одержит верх над экономическими выгодами.

Охрана атмосферного пространства.

За последние сто лет загрязнение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона тонн мышьяка, около миллиона тонн кобальта.

Ввиду своей технологической специфики вредные выбросы, производимые воздушными судами, намного быстрее оседают в атмосферном пространстве и распространяются в нем, поэтому защита окружающей среды от негативного воздействия деятельности воздушного транспорта актуальна во всем мире.

Несмотря на то, что суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы загрязняют окружающую среду. Значительная часть общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки.

Для снижения вредных выбросов от работы двигателей авиакомпании применяет следующие методы:

• - использование присадок к топливу, впрыск воды и др.;
• - распыление топлива;
• - обогащенные смеси в зоне горения;
• - сокращение времени работы двигателей на земле;
• - уменьшение числа работающих двигателей при рулении
• (выброс отходов снижается в 3-8 раз).

Охрана водных ресурсов.

Мировые запасы воды на Земле огромные. Однако, это преимущественно соленая вода мирового океана. Запасы пресной воды, потребность людей в которой является особенно жизненно важной, незначительные и исчерпаемые. Во многих местах планеты наблюдается нехватка её для орошения, использования в промышленности и в быту. В последние годы по данным ученых потребность в воде выросла в 10 раз.

Обеспечение экологического равновесия и полное удовлетворение потребностей населения и народного хозяйства водой возможны при улучшении качества воды и водного режима рек, рациональном использовании воды предприятиями всех отраслей хозяйства и воссоздании водных ресурсов.

В целях следования стратегии охраны окружающей среды и сохранения водных ресурсов аэропорта должны проводить следующие мероприятия:

• - Производит регулярный замер объема сточных вод, поступающих на очистные сооружения, и сбрасываемых в специальный водный объект, предоставленный в пользование авиакомпании.
• - Постоянно контролирует качественные и количественные показатели сточных вод.
• - Контролирует эффективность работы очистных сооружений.

Утилизация отходов производства.

Стремительное развитие научно-технического прогресса и мирового энергетического потенциала сопровождается все возрастающим отрицательным воздействием на природу. Непрерывный рост промышленных и бытовых отходов, и безнравственное отношение общества к их захоронению, стало эпидемиологически опасно, особенно из-за нарастания их небиоразлагаемой составляющей, а также высококонцентрированного содержания в них токсичных материалов, к равновесию с которыми литосфера не готова по своей природе.

Например, в результате производственно-хозяйственной деятельности авиакомпании «Аэрофлот» образуются отходы, в которых доля чрезвычайно опасных и высокоопасных отходов составляет 0,3 %; умеренно опасных - 14 %. Большая часть приходится на отходы малоопасные и практически неопасные - 85,6 %.

Мероприятия, которые необходима проводить аэропортами для уменьшения доли опасных отходов:

• - регулярно проводить мониторинг мест временного хранения отходов производства и потребления структурных подразделений аэропортов.
• - контролировать своевременность сдачи отходов производства на утилизацию, обезвреживание и уничтожение.
• - вести работы по сбору и утилизации остатков противообледенительной жидкости (ПОЖ) после обработки ею самолетов.

Защита от действия электромагнитного загрязнения среды.

Экранирование (активное и пассивное; источника электромагнитного излучения или же объекта защиты; комплексное экранирование).

Удаление источников из ближней зоны; из рабочей зоны.

Конструктивное совершенствование оборудования с целью снижения используемых уровней ЭМП, общей потребляемой и излучаемой мощности оборудования.

Ограничение времени пребывания операторов или населения в зоне действия ЭМП.

Контроль за уровнями ЭМП возложен на органы санитарного надзора и инспекцию электросвязи, а на предприятиях - на службу охраны труда. Предельно-допустимые уровни ЭМП в разных радиочастотных диапазонах различны.

Модернизация двигателей.

Для снижения удельного содержания токсичных веществ в отработанных газах наряду с совершенствованием эксплуатируемых типов газотурбинных двигателей создаются новые ГТД с новыми конструкциями камеры сгорания, системы впрыска топливно-воздушной смеси, компрессорами, обеспечивающими наивыгоднейшее соотношение в смеси топливо-воздух, лучшее распыление и перемешивание смеси, подаваемой в камеру, и более полное ее сгорание. Создаются новые двухзонные камеры, где топливо сгорает в два этапа в разных местах камеры, причем одна из этих зон обеспечивает наилучшее сгорание топлива на режиме малой тяги, допустим, руления (в этом случае топливо во вторую зону не подается), а вторая зона совместно с первой позволяет оптимизировать процесс горения на режимах взлета, набора высоты и крейсерского полета. В последнем случае процесс горения во второй зоне идет при меньшей температуре, что позволяет снизить выделение окислов азота.

Уменьшение общего расхода топлива, а следовательно, и выброса токсичных веществ достигается также совершенствованием методов эксплуатации самолетов, а именно: повышением степени заполнения самолетов полезной нагрузкой, уменьшением пробега самолетов на аэродромах под собственной тягой, в частности, путем буксировки их тягачами на исполнительный старт, доставки пассажиров от самолетов в вокзал и на посадку автобусами или движущимися конвейерами с тем, чтобы самолет мог находиться на стоянке, максимально приближенной к взлетно-посадочной полосе.

Наряду с указанными мерами, направленными на решение задач ближайшей перспективы, развернуты фундаментальные и прикладные исследования проблем авиации будущего. В этом плане идут поиски летательных аппаратов с лучшими аэродинамическим качеством и весовой отдачей, а также новых, еще более экономичных, типов двигателей и новых "чистых" энергоносителей (топлива).

На перспективных магистральных самолетах ожидается широкое использование: новых конструкций крыльев (так называемого сверхкритического профиля), позволяющих существенно уменьшить лобовое сопротивление воздуха в полете; мощных систем механизации крыла в виде сложнейших закрылков и предкрылков, снижающих расход топлива на взлете; улучшенных форм сопряжения отдельных элементов (крыла с фюзеляжем и гондолами двигателей, оперения с фюзеляжем и др.). Изучаются и другие направления совершенствования летательных аппаратов, которые могут принести более значительные результаты.

Водородное топливо.

Производство водорода обходится довольно дорого, однако в одном из недавних исследований было установлено, что применительно к 400-местному дозвуковому пассажирскому самолету, рассчитанному на дальность полета около 10000 км, водород может оказаться в экономическом отношении более выгодным, чем синтетический авиационный керосин.

Для него характерны высокая скорость распространения пламени, широкие пределы устойчивого горения, хорошая воспламеняемость, отсутствие сажи при сжигании. Более того, жидкий водород обладает огромным хладоресурсом, большим, чем любое другое жидкое топливо.

К основным недостаткам водорода как авиационного топлива относятся его малая плотность и низкая температура кипения, вследствие чего он потребует на самолете очень больших топливных баков с тяжелой системой теплоизоляции.

Биотопливо.

Биодизельным топливом принято называть высококалорийный продукт переработки биологического сырья - фактически, особым образом модифицированное растительное масло, производимое из сои, кукурузы, канолы и иных масличных культур, а также из пищевых отходов. Это топливо может быть использовано в авиационных двигателях.

Даже небольшое количество растительного масла в керосинном топливе существенно уменьшает объемы вредных выбросов и повышает срок жизни двигателя.

Водоросли могут выращиваться на землях плохого качества с использованием не питьевой или соленой воды. Измерения качества выхлопных газов показывают, что биотопливо из водорослей содержит в восемь раз меньше углеводородов, чем керосин, полученный из сырой нефти. Кроме того, выбросы оксида азота и серы также будут сокращены (до 40 процентов меньше оксида азота и около 10 мг оксида серы против 600 мг) в связи с очень низким содержанием азота и серы в биотопливе по сравнению с ископаемым топливом.

Самолеты выбрасывают в атмосферу огромное количество углекислого газа и водяного пара, оксиды азота и сажу. Воздействие этих компонентов на окружающую среду зависит от высоты полета.

То, что самолеты своими выхлопными газами загрязняют окружающую среду, совершенно очевидно и не вызывает никаких сомнений. Да, собственно, любая хозяйственная деятельность человека наносит ущерб природе и способствует изменению климата. Вопрос лишь в том, сколь велик вклад того или иного ее вида в этот общий процесс.

Так вот, по мнению профессора Ульриха Шумана (Ulrich Schumann), директора Института физики атмосферы Немецкого аэрокосмического центра, на долю авиации приходится примерно 3 процента всего антропогенного парникового эффекта. Надо сказать, что далеко не все эксперты согласны с такой оценкой. Что вполне естественно, потому что эта цифра носит очень приблизительный, отчасти даже умозрительный характер. Ведь выхлопные газы самолетов содержат и двуокись углерода, и водяной пар, и оксиды азота, и мелкодисперсную сажу. Все эти компоненты оказывают на окружающую среду и на климат планеты отнюдь не однозначное, а иногда и разнонаправленное воздействие.

Углекислый газ распределяется равномерно

Дело в том, что авиационное топливо - керосин - представляет собой сложную смесь углеводородов. Углерод составляет в ней 86 процентов, водород - 14 процентов. При горении углерод соединяется с кислородом воздуха, так что сжигание каждого килограмма авиационного керосина пополняет атмосферу 3,15 килограммами углекислого газа. "Поскольку же углекислый газ - вещество весьма стабильное, он равномерно распределяется вокруг всего земного шара", - говорит профессор Шуман.

Кроме того, СО2 легко мигрирует и в вертикальном направлении, поэтому образовался ли он вблизи поверхности Земли или же на высоте 10-11 тысяч метров, где пролегают большинство коридоров гражданской авиации, не играет никакой роли. Поэтому несложно подсчитать, что примерно 2,2 процента всего антропогенного углекислого газа выбрасывают в атмосферу самолеты. На долю автомобильного транспорта приходится около 14 процентов, другие виды транспорта - морской, железнодорожный и прочие - производят в сумме 3,8 процента.

Воздействие конденсационного следа зависит от высоты

Гораздо сложнее оценить роль выбрасываемого авиацией водяного пара. То есть количественная оценка особого труда не составляет: известно, что при сжигании одного килограмма керосина образуется 1,23 килограмма водяного пара. А вот с качественной оценкой дело обстоит сложнее. При попадании горячих и влажных выхлопных газов в холодную окружающую среду пар конденсируется, образуя мельчайшие капельки воды, а на больших высотах, где температура забортного воздуха достигает 30-40-50 градусов ниже нуля, - мельчайшие льдинки. Эти капельки и льдинки порой хорошо видны с земли - в виде так называемого конденсационного следа, тянущегося за самолетом. Какое воздействие этот след оказывает на атмосферу, зависит от высоты полета.

"Тропосфера - это нижний, очень турбулентный слой атмосферы, в котором формируется погода, - поясняет профессор Шуман. - Над ней расположена тропопауза, слой, в котором с ростом высоты температура уже не снижается, а еще выше - стратосфера, для которой характерна высокая стабильность слоев, почти не перемешивающихся между собой".

Водяной пар и нагревает, и охлаждает

В стратосфере с ее крайне низким содержанием влаги - менее 0,01 промилле - льдинки конденсационного следа быстро испаряются. А вот в тропосфере, где воздушные массы могут быть до предела насыщены влагой, поведение конденсационного следа зависит от множества погодных факторов, говорит профессор Шуман: "Если влажность воздуха высока, кристаллики льда вбирают в себя дополнительно воду, растут, и из конденсационных следов могут сформироваться перистые облака. Они способствуют дальнейшей конденсации влаги из воздуха, в результате плотность и водность облаков увеличиваются".

Такое развитие событий наблюдается в 10-20 процентах случаев. "Иными словами, воздушный транспорт реально усиливает облачность на нашей планете", - подчеркивает ученый. Правда, тут уместен вопрос: хорошо это для климата или плохо? С одной стороны, облака отражают часть коротковолнового солнечного излучения обратно в космос. "Упрощенно можно сказать так: конденсационные следы отбрасывают на землю тень, а в тени прохладнее, чем на солнцепеке", - поясняет профессор Шуман. С другой стороны, кристаллики льда в таких облаках поглощают длинноволновое инфракрасное излучение, а затем направляют часть этого тепла на землю. Налицо два разнонаправленных эффекта, и какой из них превалирует, специалисты точно сказать не могут, хотя большинство экспертов склонны полагать, что нагрев все же несколько сильнее охлаждения.

Контекст

Воздействие сажи изучено пока недостаточно

Еще один фактор, влияющий на окружающую среду и климат планеты, - это сажа в форме мелкодисперсной пыли. Диаметр сажевых частиц в выхлопных газах самолетов составляет от 5 до 100 нанометров. Понятно, что эта пыль, едва попав в атмосферу, вносит свой вклад в образование конденсационного следа, поскольку на ней оседает часть водяного пара, выбрасываемого самолетом одновременно с сажей. Да и помимо этого сажевые частицы могут неделями пребывать в воздухе во взвешенном состоянии, способствуя формированию облаков. Однако в этих же процессах участвуют и пылевые частицы иного происхождения, как естественного (вулканическая пыль, пыль пустынь, пыль от эрозии почв), так и антропогенного (эмиссии промышленных предприятий), а кроме того капельки жидкости разной природы.

В такой ситуации оценить влияние сажи вообще, а тем более сажи, выбрасываемой именно самолетами, крайне сложно. По словам профессора Шумана, Немецкий аэрокосмический центр изучает воздействие на окружающую среду, скажем, и сажевых частиц, эмитируемых в атмосферу при крупных лесных пожарах. Однако результаты оказались весьма противоречивыми. Даже на вопрос, способствует ли сажа увеличению или уменьшению облачности, окончательного и однозначного ответа пока нет.

Озон озону рознь

Отдельная тема - влияние выхлопных газов самолетов на концентрацию озона в атмосфере. Как известно, камера сгорания современного авиационного двигателя может раскаляться до 2000 градусов. "При таких температурах азот, находящийся в воздухе в свободном состоянии, связывается с кислородом, образуя оксиды NO и NO2, - поясняет профессор Шуман, - однако эти оксиды оказывают на атмосферный озон разнонаправленное действие: на больших высотах они его разлагают, на малых высотах - образуют".

Разложение озона превалирует на высотах более 16 тысяч метров, однако туда обычные гражданские самолеты не залетают. Их коридоры расположены ниже 12 тысяч метров, а там оксиды азота вызывают активное образование озона. К сожалению, этот так называемый тропосферный озон усиливает парниковый эффект - так же как углекислый газ или водяной пар. К тому же повышенное содержание озона в воздухе негативно отражается на здоровье. И этот озон никак не связан с тем озоновым слоем в стратосфере, который защищает нашу планету от жесткого ультрафиолетового излучения. Иными словами, озоновую дыру над Антарктикой выхлопными газами самолетов не залатаешь.