УДК 502/504

АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ВЛИЯЮЩИХ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ В ОБЬ-ИРТЫШСКОМ БАССЕЙНЕ

Березин Игорь Сергеевич1, Циглер Игорь Александрович2, Малахов Иван Игоревич3, Суковин Михаил Владимирович4
1Сибирский государственный университет водного транспорта, кандидат технических наук, доцент кафедры «Специальных технических дисциплин»
2ОФИМ СО РАН, аспирант
3Омский государственный технический университет, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения»
4Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, кандидат технических наук, доцент кафедры «Техносферная безопасность»

Аннотация
В статье проведена оценка влияния судов на экологическую обстановку в Обь-Иртышском бассейне. Проведены анализ источников загрязнения окружающей среды с судов речного флота и оценка возможности снижения влияния судов на экологическую обстановку в регионе. На основании этого сделаны выводы о необходимости принятия срочных мер для нормализации экологического обстановки.

Ключевые слова: вредные вещества, сточные воды, транспортное судно, экологическая безопасность


ANALYSIS OF FACTORS INFLUENCING THE ENVIRONMENTAL SITUATION IN THE OB-IRTYSH BASIN

Berezin Igor Sergeevich1, Ziegler Igor Alexandrovich2, Malakhov Ivan Igorevich3, Sukovin Mikhail Vladimirovich4
1Siberian State Academy of water transport, candidate of technical Sciences, associate Professor of Department of Special technical disciplines
2OFIM SB RAS, graduate student
3Omsk state technical University, candidate of technical Sciences, docent of the Department "Technology of mechanical engineering"
4Siberian state automobile and highway Academy, candidate of technical Sciences, docent of the Department "Technosphere safety"

Abstract
In the article the estimation of influence of vessels on the environment in the Ob-Irtysh basin. An analysis of sources of pollution from ships of the river fleet and to assess the possibility of reducing the impact of vessels on the environment in the region. On this basis, the conclusions about the need for urgent measures to normalize the environmental situation.

Keywords: environmental safety, harmful substances, transport vessel, waste water


Рубрика: 03.00.00 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Березин И.С., Циглер И.А., Малахов И.И., Суковин М.В. Анализ факторов влияющих на экологическую обстановку в Обь-Иртышском бассейне // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/08/71015 (дата обращения: 19.11.2016).

Современное транспортное судно представляет собой сложное инженерное сооружение, состоящего из целого комплекса различных механизмов и устройств. Основными требованиями, предъявляемыми к проектированию судовых механизмов были следующие: надежность, долговечность, малые масса и габариты, достаточная экономичность, способность изменения режима работы в зависимости от потребности системы или устройства, возможность ремонта силами судового экипажа и др.

Но любое энергетическое оборудование наносит экологический урон окружающей среде. Например, в настоящее время около 90% всей энергии, используемой человечеством, получается за счет двигателей внутреннего сгорания (ДВС), КПД которых в самых современных образцах составляет около 40%. Остальные 60% возвращаются в окружающую среду в виде выбросов вредных веществ, нарушающих её экологическое состояние [1].

Если взять одно судно, то кажется, что его влияние на окружающую среду мало. Однако, река – это ограниченное по площади водное пространство, в котором находится много судов. В этом случае их влияние на экологию возрастает многократно.

Необходимо отметить, что экологический вред, наносимый окружающей среде, зависит от возраста судов и от качества их технического обслуживания.

Средний возраст судов в Обь-Иртышском бассейне составляет более 25 лет. Естественно, что такие суда имеют большие непроизводственные потери, которые определяют уровень экологической опасности судов.

Необходимо отметить, что много судов в бассейне принадлежит небольшим частным компаниям, уровень технического обслуживания в которых очевидно ниже. Да и проблемы со сдачей вредных отходов на специальные станции у них значительно выше, в частности, с оплатой за услугу.

Загрязнение атмосферы – не единственные вредные влияние судов на окружающую среду. Повышенные нагрузки на окружающую природу оказывает:

-                   сбросы нефтесодержащих вод (НСВ) из машинно-котельных помещений и грузовых танков танкеров;

-                   сбросы сточных вод (СВ) и мусора;

-                   выбросы выхлопных газов из судовых силовых установок, содержащие окислы серы и азота;

-                   эмиссия летучих органических соединений (ЛОС) при погрузке, разгрузке и транспортировке нефти и нефтепродуктов;

-                   аварийные разливы нефти в результате столкновения, посадки на мель или разрушения танкеров вследствие штормового воздействия.

Постоянное скопление транспортных,  служебно-вспомогательных судов, множество мелких катеров и моторных лодок, обычно находящихся в местах базирования флота, создают в сумме значительные загрязнения больших акваторий и целых районов.

Ориентация судостроения только на технико-экономические показатели, привело к появлению экологических проблем и заставило задуматься о их решении.

В наибольшей мере это коснулось судов морского флота. В 1968 г. была образована международная ассоциация классификационных обществ (МАКО). Её цель – обеспечение единообразного подхода к выполнению требований международных конвенций, объединение усилий для обеспечения безопасности на море и предупреждение загрязнения водной среды. МАКО объединяет 10 классификационных обществ. В неё входят и Российский Морской Регистр Судоходства (РМРС).

РМРС осуществляет технический надзор за постройкой, эксплуатацией морских судов и судов внутреннего плавания с суммарной мощностью первичных двигателей более 100кВт и валовой вместимостью более 80 т.

В функцию РМСР входит также функции надзорной деятельности по предотвращению загрязнения водной среды, включая надзор за проектированием, изготовлением, испытаниями и эксплуатацией судового оборудования по предотвращению загрязнения моря.

В своей деятельности РМРС руководствуется требованиями международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973г, измененного протоколом 1978 г.(МК МАРПОЛ – 73/78) .

В соответствии с этими требованиями разработаны требования к судовому оборудования с точки зрения охраны окружающего среды, выработаны нормы допускаемых загрязнений, определены особые районы мирового океана, разработано оборудование для очистки НСВ, СВ, обработки мусора и др.

Основные меры по предотвращению или сведение к минимуму загрязнений водной среды при эксплуатации судов и морских сооружений сводится к установке на них [3]:

-                   оборудования, предназначенного для очистки льяльных, балластных и сточных вод;

-                   систем контроля и оборудования, исключающих внештатное сбрасывание в море вышеуказанных вод;

-                   установок, предназначенных для сжигания нефтяных остатков отсепарированного шлама и мусора;

-                   упаковщиков и измельчителей мусора, предназначенных для подготовки и сдаче его в портовые приёмные сооружения;

-                   оборудования для отчистки дизельного топлива.

Установка всего комплекса этого оборудования на судах внутреннего плавания практически не возможна в силу целого ряда причин: недостаток места, мощности судовой электростанции, малым временем работы оборудования, высокая стоимость работ и др.

Проведем короткий анализ, во что может вылиться установка такого оборудования на судах внутреннего плавания. При этом выбираем оборудование с малыми параметрами.

1 Очистки НСВ.

Производится с помощью фильтрующего и сепарирующего оборудования. Если такого оборудования на судне нет, то НСВ должны сохраняться на судне и сдаваться на береговые или плавучие приёмные сооружения.

Кроме этого в состав оборудования входят отстойные танки, сборные шламовые танки, стандартный сливной трубопровод, система автоматического замера, регистрации и управления сбросом с судна НСВ и др.

Характеристика относительно небольшого сепаратора типа SKJT/S-1,0 (Германия):

производительность, м3/ч                           1,0;

мощность потребляемая, кВт                     2,5;

масса, кг                                                       165;

габариты, мм: длина – 820; ширина – 700; высота – 1310.

2 Очистка СВ.

В общем случае процесс очистки СВ включает в себя измельчение отходов, аэрирование жидкости, ее отстаивание от активного ила, химическое обеззараживание воды, после чего обработанные воды сбрасываются за борт, а отстой (шлам) собирается и направляется в аэрационную установку. Кроме непосредственно установки судно не обходимо оборудовать сборными танками, компрессором, подводом воды, сжатого воздуха, трубопроводом, выведенному к месту для сброса СВ и др [2].

Для примера приведем характеристики небольшой биологической установки типа PR-0,69 (Испания), рассчитанную на десять человек:

производительность, м3/ч                                       0,69;

мощность потребляемая, кВт                                 2.37;

сухая масса, кг                                                         1175;

полная масса, кг                                                      2375;

габаритные размеры, мм: длина – 2039; ширина – 1319; высота – 1510.

При этом необходимо отметить, что требования для предотвращения загрязнения СВ распространяются на суда, у которых валовая вместимость более 200 тонн или менее 200 тонн, но имеющих на борту более 10 человек, или валовая вместимость не замеряется, но разрешается иметь на борту более 10 человек.

3 Судовое оборудование для предупреждения загрязнения мусором.

Среднесуточное количество судового мусора на одного человека определяется типом судна, его размерами и общей численностью людей на судне.

Мусор может сдаваться в портовые сооружения, обрабатываться на судне или сбрасывается в воду с соблюдением определенных правил. При этом в любом случае необходимо разделение мусора на борту судна на:

-                   пищевые отходы;

-                   изделия из пластика, как чистые, так и смешанные с непластиковым мусором;

-                   отходы, связанные с перевозкой груза, и бытовые, образующиеся в процессе эксплуатации судна.

В зависимости от категории мусора предъявляются определенные требования к его уничтожению. Правилами приложения V конвенции МК МАРПОЛ 73/78 определены требования, касающиеся сброса мусора в открытом море и особых районах моря. Обработку и утилизацию мусора, шлама НСВ и СВ целесообразно производить там, где он образуется, т.е. на судне. Для этого необходимы установки для его сжигания, измельчения, установки для измельчения и упаковки стеклянных изделий, прессование и упаковки сухого мусора, дополнительные танки. Установка такого оборудования на судах внутреннего плавания в техническом плане в основном невозможна.

Так инсенераторы типа МВW 25 (Нидерланды), для переработки малых количествах мусора и имеют следующие характеристики:

производительность, кг/ч                                                   10;

мощность потребляемая, кВт                                            3;

масса, кг                                                                               4500;

габаритные размеры, мм: длина – 2000; ширина – 1250; высота – 2100.

Из сказанного ясно, что установка всего комплекса оборудования не всегда возможна даже на морских судах. Кроме этого необходима установка дополнительного оборудования: более мощных вспомогательных дизель-генераторов, компрессоров, вентиляторов, дополнительных танков, систем трубопроводов и т.д. Ясно, что никакого экономического эффекта от внедрения этого оборудования не получится.

Очевидно, для судов внутреннего плавания основным путем борьбы с выбросами остаётся их сдача на специальные станции. Но таких станций явно недостаточно, а в северных районах бассейна их вообще нет. Кроме того сдача судовых отходов требует затрат времени и дорого стоит. Поэтому судовые команды предпочитают сбрасывать мусор с судов в воду.

Особенно это касается частных компаний, у которых  и техническое состояние судов, как правило, хуже.

Внушает опасение и состояние защиты атмосферы от загрязнений с судов. Выбросы отработанных газов несут с собой вредные химические соединения – оксиды серы, азота, углерода, тяжелых металлов, которые рассеиваются в атмосфере, осаждаются на поверхности воды и рассеиваются в ней.

В связи с постоянным ужесточением норм по выбросам, возникла необходимость в разработке специальных методов снижения вредных выбросов с отработавшими газами (ОГ) дизелей. Эти методы можно разбить на две группы [1].

Первичные методы основаны на воздействие на процессе с целью уменьшения количества вредных выбросов. К ним относится целый ряд направлений: как изменение угла опережения, управление подачей топлива, изменение степеней сжатия, применения электронного управления процессом впрыска топлива, и т.д.

Из этого перечисления видно, что борьба с этим видом выбросов возможна только на стадии проектирования или при модернизации ДВС. Значительный экологический эффект может дать применение водотопливных эмульсий, непосредственный впрыск жидкости в рабочую полость цилиндра, повышение экологических свойств самих горюче – смазочных материалов. Однако и эти вопросы требуют тщательной конструкторской проработки [6,7].

К вторичным методам относят методы удаления вредных выбросов из выхлопных газов вне рабочего объема цилиндров в специальных устройствах. В основе их лежит нейтрализация ОГ с помощью селективной каталитической очистки. Метод характеризуется большими расходами на установку и эксплуатацию, оборудование имеет большие массо-габаритные характеристики.

Одни первичные методы допускают снижение образования NOx  на 40-50 %, т. е они оказываются бессильны для окончательного решения проблемы.

Поэтому для решения проблемы используется метод вторичного снижения NOx. Он основан на селективной каталитической очистке отработавших газов. При этом выпускные газы смешиваются с аммиаком перед пропуском через специальный катализатор. В катализаторе окислы азота преобразуются в азот и воздушный пар, что позволяет снизить содержание NOx  на 95 % [4,5].

Однако, и в этом случае высокая стоимость оборудования, размеры, сопоставимые с размерами самого двигателя, большие затраты в эксплуатации не позволяют широкое применение этого метода.

По данным фирмы Vartsila при увеличении степени очистки с 50 до 90% расходы на эксплуатацию возрастают в 2,5 раза.

Отсюда видно, что борьба с выбросами вредных веществ в основном связана с проектированием нового высокоэффективного оборудования: ДВС, установок для очистки НСВ, СВ и т.д. Особенно это касается судов внутреннего плавания.

В силу их особенностей в принципе невозможна установка на них всего комплекса оборудования в связи с недостатком места, мощности судовой станции и др. Кроме того выше было отмечено, что маломерные суда не попадают под требования МК МАРПОЛ. Но если таких судов базируется или эксплуатируется много в отдельных районах, то они могут нанести серьезный урон окружающей среде. Необходимо отметить, что в настоящее время нет отечественного оборудования (ДВС, установки очистки и т.д.), удовлетворяющего требованиям экологической безопасности. А так же остается открытым вопрос защиты водной среды от загрязнения нефтепродуктами, связанное с погрузкой, разгрузкой, перевозкой нефтепродуктов, от работы холодильной техники, системы кондиционирования и др.

Очевидно, для судов внутреннего плавания основной мерой борьбы является грамотная эксплуатация имеющегося оборудования, вплоть до обслуживания его специальными организациями с последующей пломбировкой, обязательная сдача вредных веществ на специальные станции и контроль за этим, в отдельных случаях возможна частичная установка специального оборудования.

Подводя итоги можно сказать:

1. Борьба за экологическую безопасность окружающей среды является затратной, но необходимой работой.

2. На судах морского флота эта деятельность проводится в рамках решения МК МАРПОЛ и соблюдается неукоснительно. И даже на такого типа судах не всегда возможна установка всего необходимого оборудования.

3. На судах Обь – Иртышского бассейна установка такого комплекса оборудования за редким исключением возможна.

4. В настоящее время основной мерой борьбы с вредными загрязнениями является грамотная эксплуатация судового оборудования и его замена на новое перспективное, малогабаритное оборудование, а также контроль за содержанием  вредных веществ согласно нормативно-технической документации.

5. Работу по соблюдению норм экологической безопасности, очевидно, должен возглавить орган (одного Регистра явно недостаточно), решения которого обязательны для Обь-Иртышского бассейна. В первую очередь это касается: обобщения и оценки экологической обстановки в бассейне, в том числе наличия и места расположения сдаточных станций ;           разработки требований безопасности для бассейна, базируясь на требованиях МК МАРПОЛ;           проведения анализа экологического ущерба от  каждого судна из имеющихся в бассейне и их совместный ущерб в местах стоянки и эксплуатации.

На наш взгляд настало время всерьез заняться экологическими проблемами в Обь-Иртышском бассейне.


Библиографический список
  1. Возницкий И.В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. [текст]: учебник / И.В. Возницкий, А.С., Пунда. – М.  Моркнига. – 2008. – 470с.
  2. Костылев И.И. Судовые системы. [текст]: учебник / И.И. Костылев, В.А. Петухов. – СПб.: изд – во ГМА им адм. С.О. Макарва. 2010. – 420с.
  3. Михрин Л.М. Судовое оборудование [текст]: А.М. Михрин. – СПб ; ООО «Морсар», 2010. – 368с.
  4. Пахомов Ю.А. Топливо и топливные системы судовых дизелей [текст]:    Ю.А. Пахомов, Ю.П. Коробков, Е.Б. Дмитриевский, Г.Л. Васильев. – М: РКонсульт, 2004. – 496с.
  5. Безопасность в техносфере: учебно-методическое пособие / Алешков Д.С., Бедрина Е.А., Гордеева С.А., Степанова Е.А., Столяров В.В., Суковин М.В.: Министерство образования и науки Российской Федерации; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)». Кафедра «Техносферная безопасность». Омск, 2015.
  6. Техносфера и безопасность жизнедеятельности: учебно-методическое пособие / Алешков Д.С., Бедрина Е.А., Гордеева С.А., Степанова Е.А., Столяров В.В., Суковин М.В.: Министерство образования и науки Российской Федерации; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)». Кафедра «Техносферная безопасность». Омск, 2015.


Все статьи автора «Суковин Михаил Владимирович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация