CC BY
142
2005 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА 86(4)
серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов
УДК 629. 735; 628. 54
КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ И ЛИТОСФЕРЫ В ПРОЦЕССЕ АВИАТРАНСПОРТНЫХ РАБОТ
Ю.В. СМИРНОВА
Статья представлена доктором технических наук, профессором Зубковым Б.В.
Приведен обзор вклада гражданской авиации в загрязнение окружающей среды, а именно, гидросферы и литосферы, в сравнении с транспортным комплексом РФ.
Развитие воздушного транспорта (ВТ) происходит при непременном развитии и совершенствовании многосторонних взаимных связей с окружающей средой (ОС) по следующим основным направлениям:
• потребление природных ресурсов;
• потребление энергии;
• загрязнение окружающей среды;
• социальные последствия.
Международным сообществом вводятся рекомендации по ограничению или запрету эксплуатации воздушных судов (ВС), не удовлетворяющих современным требованиям по авиационному шуму и выбросам загрязняющих веществ (ЗВ) [1,2].
Эксплуатация транспорта, направленная на оказание транспортных услуг, сопровождается мощным негативным воздействием на ОС, которое подразделяют, прежде всего, на химическое, физическое и биологическое.
В конце ХХ в. уровень химического загрязнения ОС вследствие деятельности гражданской авиации (ГА) характеризовался, в частности, следующими показателями. На авиапредприятиях при проведении более чем 300 основных технологических процессов образовывались и поступали в биосферу загрязняющие вещества почти 120-ти наименований. При этом 25 % из них представляли вещества 1-го и 2-го классов опасности (тетраэтилсвинец и продукты его химических превращений, диоксид азота, соединения тяжелых металлов: ртути, кобальта, хрома, ванадия и др.), 30 % - вещества 3-го класса, а остальное (45 %) - 4-го класса опасности.
Представленный далее количественный и качественный анализ потоков загрязняющих веществ, поступающих в гидро- и литосферы вследствие деятельности отечественного транспортного комплекса, основывается на материалах Государственных докладов "О состоянии окружающей природной среды и о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации" (далее Госдоклады) за 1991-2003 годы [3].
Загрязнение гидросферы
Считается, что водоёмкость хозяйства всего человечества к концу ХХ в. возросла до 5 000 км3 в год. С учётом воды, необходимой для разбавления стоков (ещё 13 000 км3 в год), прямое антропогенное вмешательство в её природный круговорот достигает 18 000 км в год, соответствующих половине речного стока мира [3].
Среднее многолетнее количество водных ресурсов России на рубеже веков составляет 4 350 км3, большая часть этого объёма - 4 150 км3 - формируется в пределах нашей страны, а около 200 км поступает с территории сопредельных государств. По данным государственного водного кадастра водопотребление и водоотведение в начале XXI в. стабилизировались, суммарный забор воды из природных водных объектов в 2002 г. составил 83,7 км3 [3].
Таблица 1.
Водопотребление и водоотведение всех отраслей экономики России
в 2002 г., млн. м3 [3]
П о к а з а т е л ь РФ в том числе:
промыш- ленность сельское хозяйство жилищ-но-ком-муналь-ное хозяйство
Забрано из природных водоёмов, всего 83716,49 39723,18 23492,91 16721,86
в том числе: пресной воды из поверхностных источников пресной воды из подземных источников морской воды 67126,38 11285,32 5304,79 31187,58 3271,46 5264,14 21894,64 1584,22 14,05 10639,86 6080,79 1,21
Использовано свежей воды, всего 64863,89 38304,61 12480,09 13616,36
в том числе на: хозяйственно-питьевые нужды производственные нужды нужды орошения нужды сельскохозяйственного водоснабжения прочие нужды 13595,13 38186,32 8409,43 1011,32 3661,69 1852,08 35546,74 11,65 12,88 881,26 516,55 468,13 8270,53 982,58 2242,30 11018,45 1950,33 117,74 14,85 514,99
Потери при транспортировке 8369,88 257,12 5217,85 2626,98
Сброшено в поверхностные водоёмы, всего 54712,00 33775,24 6829,10 13668,08
в том числе: загрязнённых нормативно чистых нормативно очищенных 19767,05 32647,28 2297,84 6175,64 26719,04 880,56 1189,52 5633,64 5,94 12205,79 73,94 1388,35
Структура и численные значения показателей забора воды из природных водоёмов, её использования и сброса в поверхностные водоёмы РФ показаны в табл. 1, характеристика стоков транспорта - в табл. 2 , а ГА - в табл. 3.
Из этих данных видно, что предприятия транспортного комплекса страны в целом и авиапредприятия, в частности, не являются основными источниками негативного глобального воздействия на гидросферу, тем не менее, в местах расположения они заметно влияют на уровень локального и регионального загрязнения водных объектов.
Таблица 2.
Количество сточных вод отечественного транспортного комплекса за последние годы, млн. м3 [3]
Вид транспорта Объём загрязнённых сточных вод, млн. м3
Год 1999 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г.
Автомобильный 7,6 7,2 6,8 6,7
Речной 0,76 0,39 0,37 0,35
Морской 2,4 2,4 2,6 2,9
Воздушный 6,6 1,9 2,1 2,2
Железнодорожный 50,6 48,5 48,9 41,6
Итого 74,8 60,4 60,77 53,75
Таблица 3.
Основные показатели воздействия воздушного транспорта РФ на водные объекты [3]
Показатель Единица измерения 1994 г. 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г.*
Использовано воды, всего 3 млн. м 46,5 35,3 36,5 35,8 - -
Водоотведение в поверхностные водоемы: - всего - загрязненных сточных вод (без очистки) 3 млн. м 3 млн. м 9,25 6.7 1.8 6,7 2 6,6 2 1,9 -
Приведенная масса загрязняющих сбрасываемых веществ со сточными водами усл. т - 1770 1770 1680 1780 1795
Оснащенность системами очистки производственных сточных вод % - 18,1 18 18 18 17,5
* - В Госдокладе данных о воздействии ВТ на водные объекты за 2002 г. нет.
Снижение общего объёма производства в Российской Федерации в 1990-х годах благоприятно отразилось на сбросе загрязнённых сточных вод и на общем количестве загрязняющих веществ, ежегодно поступающих в гидросферу (табл. 4). Объем сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты в 2002 г., стабилизировался на уровне 2001 г. и составил 54,7 км3. К категории загрязненных сточных вод отнесено 19,8 км3 (рис. 1.).
Рис. 1. Динамика изменения сброса загрязнённых сточных вод всеми отраслями
3
экономики страны в поверхностные водные объекты РФ за последние 15 лет, км [3]
Таблица 4.
Масса основных загрязняющих веществ, сброшенных в водоёмы РФ за период с 1997-2002 г.г., тыс. т [3]
Загрязняющее вещество 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г.
Нефтепродукты 7,8 6,4 5,9 5,6 5,5 5,1
Взвешенные вещества 542,1 616,8 591,4 554,7 509,3 446,5
Фосфор общий 31,2 30,2 26,5 26,4 24,9 25,1
Фенол 0,06 0,06 0,06 0,07 0,05 0,05
Синтетические поверхностноактивные вещества 3,6 3,4 3,0 2,9 2,8 2,6
Соединения меди 0,2 0,16 0,3 0,3 0,1 0,1
Соединения железа 19,6 12,0 9,5 8,2 7,1 6,5
Соединения цинка 0,7 0,6 0,6 0,7 0,5 0,5
Такие крупные авиапредприятия как аэропорты, аэродромы, авиаремонтные заводы имеют собственные системы водоснабжения и водоотведения. Основные источники технологических сточных вод в аэропортах - здания и сооружения технического обслуживания ВС (авиационнотехнические базы - АТБ), вспомогательные производства, посты для наружной мойки ВС, здания и сооружения подсобных помещений (склады технического имущества, автобазы, посты для наружной мойки спецавтотранспорта и иной наземной техники, пожарные депо, котельные и др.).
В поверхностных сточных водах содержатся нефтепродукты, азотсодержащие, моющие, дезинфицирующие, антиобледенительные и противогололёдные вещества, продукты разрушения материалов шасси ВС и наземной техники. Основные ЗВ в сточных водах авиапредприятий -это взвешенные вещества и нефтепродукты (табл. 5, 6). Потоки дождевых и талых вод поглощают также часть дымовых газов котельных, загрязняющие вещества авто- и авиадвигателей, осевшие из атмосферы на территорию аэродрома. В технологических сточных водах авиапредприятий присутствуют органические растворители, преимущественно ацетон и бензол.
К опасному загрязнению водных ресурсов приводит использование вне специализированных площадок жидкости "Арктика-200", предназначенной для профилактической обработки и удаления льдообразований с поверхности ВС. В этом случае "Арктика-200" попадает в поверхностные сточные воды.
Распространенными химическими загрязнителями водоемов являются пестициды, которые поступают с талыми и дождевыми водами при авиа- и наземной обработке лесов и полей. Сброс пестицидов и минеральных удобрений со сточными водами имеет место в случае применения авиации в сельском хозяйстве.
Таблица 5.
Количество взвешенных веществ в сточных водах транспортного комплекса РФ, тыс. т [3]
Вид транспорта Взвешенные вещества
1994 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г.
Автомобильный 61,8 79 64 61 59
Речной 0,15 0,48 0,43 0,4 0,35
Морской 0,72 0,12 0,12 0,11 0,15
Воздушный 1,1 0,6 0,6 0,6 0,7
Железнодорож- ный - 2,7 2,4 1,54 1,24
ИТОГО 63,8 82,9 67,6 63,65 61,44
Удовлетворение жизненных функций, гигиенических потребностей, технических нужд людей и создания комфортных условий для пассажиров и персонала невозможно без потребления чистой воды. Поэтому основные источники хозяйственно-бытовых сточных вод - это здания и сооружения для обслуживания перевозок: аэровокзалы, гостиницы, столовые, цехи, контрольно-карантинные и дезинфекционные пункты аэропортов, сточные воды, удаляемые с борта самолета, а также с территории авиагородков, прилегающих к аэропортам. Количество сточных вод авиапредприятий фактически равно количеству потребленной воды.
Таблица 6.
Количество нефтепродуктов в сточных водах транспортного комплекса РФ, тыс. т [3]
Вид транспорта Нефтепр одукты
1994 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г.
Автомобильный 2,11 2,9 2,5 2,3 2,1
Речной 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
Морской 0,18 0,01 0,01 0,01 0,01
Воздушный 0,037 0,14 0,14 0,14 0,15
Железнодорож- ный - 0,06 0,07 0,028 0,026
ИТОГО 2,33 3,13 2,74 2,5 2,306
Важный традиционный показатель природоохранной деятельности - очистка сточных вод, сбрасываемых в природные водоёмы, от загрязняющих веществ - составлял с 1991-2001 г. г. в отрасли менее 20 % (табл. 3). Другой важный показатель - оборотное водоснабжение авиапредприятий - не превышал 14 % ( в Госдокладах за 2002 г. данных нет).
Загрязнение литосферы
Проблемы, связанные с образованием, обезвреживанием и переработкой промышленных и бытовых отходов, актуальны как для всех субъектов РФ, так и для всех отраслей экономики страны. Широкомасштабная работа по сбору, систематизации и анализу информации об объёмах образования, использования, обезвреживания и размещения токсичных отходов в нашей стране начата только в середине 1990-х гг., поэтому информации о воздействии на литосферу значительно меньше, чем о загрязнении атмосферы и гидросферы.
К 2001 г. на территории России в специализированных хранилищах, накопителях, складах, могильниках, а также на полигонах, свалках и иных объектах, принадлежащих отдельным предприятиям, накоплено свыше 2 млрд. т токсичных отходов. Постоянный рост количества ежегодно образующихся твёрдых и концентрированных жидких отходов с 1996 г. по 2001 г. показан на рис. 2, из которого видно, что абсолютно большая часть (93 ... 95 %) отходов имеет промышленное происхождение.
Средний показатель повторного использования и обезвреживания токсичных отходов на рубеже веков стабилизировался на уровне 36,5 % от общего количества отходов, образовавшихся в стране за год. Практически таковы же средние показатели для транспорта (35,8 %) и для промышленности в целом (34,6 %). При этом для отходов I класса опасности этот показатель значительно ниже (9 ... 19 %), а для отходов IV класса выше (34.60%) средних значений [3]. Среди общего количества образовавшихся твёрдых и концентрированных жидких отходов в 2002 г. отходы I класса опасности составили 0,02 %; II - 0,1%; III -0,9%; IV - 9,2 %, а V - 89,8% [3]. Использовано и обезврежено за 2002 г. 1,2 млрд. т отходов, или 59,7% отходов, образовавшихся за год.
По данным Госкомстата в 2001 г. в РФ имелось 2 600 мест захоронения токсичных отходов, занимавших площадь 28 200 га, из которых только 1 900 мест отвечало действующим нормативам. В 2001 г. начато формирование государственного кадастра отходов [3].
Сравнительная характеристика количества образовавшихся отходов за последние годы по отраслям транспорта страны приведена в табл. 7, а соответствующие показатели по воздушному транспорту - в табл. 8.
60 - 78, 52
40
20
1996 1997 1998 1999 2000 2001 год
-♦—РФ —«—Промышленность
Рис. 2. Динамика образования токсичных отходов в РФ, млн. т [3]
Таблица 7.
Отходы транспортного комплекса РФ, тыс. т [3]
Вид транспорта 1999 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г.
Автомобильный 1800 1760 3280 3592
Речной 83,8 29,5 27,5 27
Морской 8 8,1 8 1812
Воздушный 120 132,2 134,5 142,3
Железнодорожный 537,3 524 690,7 1698,0
ИТОГО 2549,1 2453,8 4140,7 7271,3
Сравнение современных показателей образования твёрдых отходов производства и потребления в ГА с оценками, выполненными в конце 1980 - х годов (тогда в ГА образовывалось до 410 тыс. т в год [3]), показывает, что их количество снизилось более чем в 3 раза.
Накопление значительного количества твердых отходов во многих отраслях обусловлено существующим уровнем промышленных технологий, не предусматривающих комплексной переработки сырья. Помимо того, что промышленные отходы занимают значительную территорию, они служат источником химического загрязнения почвы, гидросферы и атмосферы.
Таблица 8.
Основные показатели образования отходов на территории аэропортов РФ
и их обезвреживания [3]
Показатель Единица
измере- 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г.*
ния
Образовалось твердых отходов, всего тыс. т 128 125 120 132,2 134,5
в том числе: производственных; тыс. т 52 43 30 - 36
бытовых; тыс. т 74 79,9 90 - 96,4
от ВС международных авиалиний тыс. т 2 2,1 2 - 2,1
Обезврежено твердых отходов, всего тыс. т 14,1 - 7 - -
Площадь земель, занятых твердыми отходами, всего 2 тыс. м 122 122 122 123 120
в том числе: специальных 2 тыс. м 3,3 3,3 3,3 4,0 4,0
помещений организованных свалок 2 тыс. м 118,3 118,7 118,7 119,0 116,0
Приведенная масса ЗВ, поступивших в почву, всего тыс. т 22 18,1 17,4 - -
в том числе: углевод ор одов; тыс. т 13 13 12,33 - -
тяжелых металлов; тыс. т 0,07 0,07 0,07 - -
прочих тыс. т 8,93 5,03 5 - -
* - Данных по образованию отходов в Г осдокладе в 2002 г. нет.
Среди отраслей экономики транспортный комплекс (автомобильный, речной, морской, воздушный, железнодорожный, речной, дорожное хозяйство) является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды.
Увеличение роста аэропортов, их хозяйственной деятельности, увеличение объёма перевозки пассажиров и грузов - всё это приводит к тому, что происходит увеличение сброса загрязняющих веществ в сточные воды, находящиеся в районе аэропорта, а также приводит к росту свалок и к увеличению почв, загрязнённых твердыми отходами.
Количество воды, используемой ВТ, за последние годы стабилизировалось на уровне 35.40 млн. м3, загрязненных сточных вод - на уровне 2 млн. м3 (при уровне 55.60 млн. м3 для всего транспортного комплекса), а приведенная масса ЗВ, сбрасываемых со сточными водами -на уровне 1800 усл. т.
Твердые отходы в ГА в 2000-2002 г.г. образовывались в количестве 130.140 тыс. т., что приблизительно в 3 раза меньше, чем в конце 1980-х г.г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сводное заявление о постоянной политике и практике ИКАО в области охраны окружающей среды. // Резолюция 33-й Ассамблеи ИКАО А33-7. -Монреаль, 2002.
2. О принятии правил и процедур, касающихся введения эксплуатационных ограничений по шуму в аэропортах Сообщества. / Директива Европейского Парламента и Совета от 26.03.02 № 2002/30/ЕС.
3. О состоянии окружающей природной среды и О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 1991-2002 гг.:Государственные доклады. -М.: Минэкологии-Госкомэкологии-Мин. природы РФ, 1992-2003.
A QUALITATIVE AND QUANTITATIVE ANALYSIS OF HYDROSPHERE AND LITHOSPHERE POLLUTION DURING AIR - TRANSPORT OPERATION
Smirnova U.V.
There is given a review of civil aviation contribution to environment pollution, in particular, hydrosphere and lithosphere, in comparison with RF transport system.
Сведения об авторе
Смирнова Юлия Владимировна, окончила МГТУ ГА (2003), адъюнкт РАЕН, ассистент кафедры безопасности полётов и жизнедеятельности МГТУ ГА, область научных интересов - экологическая безопасность гражданской авиации.
