Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические основы природопользования на водном транспорте. Учебное пособие
.pdf
Тема 7. ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
НА ВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ
7.1 Состав, структура и особенности функционирования объектов
водного транспорта, как потенциальных природопользователей
Водный транспорт (ВТ), выполняя в настоящее время огромный по масштабам перевозки объем работ как внутри страны, так и на международном
уровне в достаточно специфических природно-климатических условиях, особенностях конструкторского исполнения и технического оснащения, является
потенциальным источником экологической опасности, т.е. ситуации, в которой
могут происходить нежелательные события, вызывающие отклонения состояния здоровья человека и (или) состояния ОС от их среднестатистического значения.
Потенциальность экологической опасности ВТ, как источника загрязнения ОС, определяется тем, что на нем используют, производят, перерабатывают, хранят, или транспортируют радиоактивные, пожаровзрывоопасные, опасные химические и биологические вещества, создающие реальную угрозу возникновения источника ЧС с экологическими последствиями.
Имеющиеся, к сожалению, многочисленные факты аварий на ВТ, как в
отечественной, так и в зарубежной практике, сопровождающиеся гибелью людей, нанесением огромного материального ущерба и загрязнением водной среды свидетельствуют о крайней необходимости анализа причин их появления
этих опасных аварий, условий их возникновения и протекания с целью выработки адекватных мер по их предотвращению и минимизации последствий для
ОС в случае свершения.
По своему назначению и условиям эксплуатации ВТ подразделяется на
внутренний водный транспорт (ВВТ) и морской транспорт (МТ). Для каждого
из этих видов ВТ с точки зрения экологической опасности для человека и ОС
характерны свои объекты, особенности эксплуатации, используемые технические системы и средства, технологии.
Так, в соответствии с Техническим регламентом «О безопасности объектов внутреннего водного транспорта» такими объектами являются:
а) объекты ВВТ, включающие:
— используемые для целей судоходства самоходные суда с главными
двигателями мощностью 55 киловатт и более, несамоходные суда валовой вместимостью 80 регистровых тонн и более, все пассажирские и наливные суда, а
также все суда, предназначенные для перевозки опасных грузов;
101
— паромные переправы и наплавные мосты на внутренних водных путях;
б) процессы проектирования, производства, строительства, монтажа, экс-
плуатации и утилизации, связанные с объектами ВВТ;
в) объекты инфраструктуры ВВТ, включающие:
— судовые ходы, обозначенные навигационными знаками судоходной
обстановки или иным способом;
— средства навигационного оборудования;
— перегрузочные комплексы, пассажирские терминалы, оградительные,
берегоукрепительные гидротехнические сооружения портов;
— причалы и портовые причальные сооружения;
г) процессы проектирования (включая изыскания), строительства, эксплу-
атации, вывода из эксплуатации и ликвидации, связанные с объектами инфраструктуры ВВТ.
Морской транспорт в соответствии с Техническим регламентом о безопасности объектов морского транспорта включает в себя:
а) объекты МТ, выпущенные в обращение на территории РФ, включающие морские суда во время их плавания, как по морским путям, так и по ВВП,
суда внутреннего плавания, а также суда смешанного (река–море) плавания во
время их плавания по морским путям и ВВП при осуществлении перевозок грузов, пассажиров и их багажа с заходом в иностранный морской порт;
б) процессы эксплуатации (включая вывод из эксплуатации и ремонт) и
утилизации, связанные с требованиями к объектам МТ;
в) объекты инфраструктуры МТ, включающие причалы и рейдовые пере-
грузочные комплексы;
г) процессы проектирования (включая изыскания для строительства),
строительства, эксплуатации (включая вывод из эксплуатации и ремонт) и утилизации, связанные с требованиями к объектам инфраструктуры МТ.
Условия использования по своему прямому предназначению каждого из
перечисленных объектов ВТ обуславливают появление экологических опасностей для человека и ОС, вызванных воздействием как внешних факторов (погодно-климатические), так и внутренних — антропогенных факторов (выполнение профессиональных функций специалистами объектов ВТ с использованием соответствующих технических систем, оборудования, приборов и механизмов).
Что касается опасностей для ОС, обусловленных функционированием
объектов ВТ, то это в основном связано с загрязнением атмосферы токсичными
выбросами от заводов и предприятий, с судов; водной среды — сточными и
нефтесодержащими водами, мусором.
102
Появление опасностей загрязнения ОС, вызванных антропогенным фактором, обусловлено спецификой выполнения специалистами ВТ своих профессиональных обязанностей с использованием соответствующих объектов, их
технических систем, устройств, оборудования и приборов, таких как:
— техническая эксплуатация электрооборудования и средств автоматики
судов морского, речного, рыбопромыслового, технического и специализированного флотов, кораблей, в том числе электрооборудования ядерных энергетических установок;
— техническая эксплуатация судового электрооборудования и средств
автоматики буровых платформ, плавучих дизельных и атомных электростанций, автономных энергетических установок;
— работа на судоремонтных предприятиях.
— техническая эксплуатация судового главного и вспомогательного
энергетического оборудования морского, речного, рыбопромыслового, технического и специализированного флотов, энергетических установок кораблей и
вспомогательных судов;
— техническая эксплуатация энергетических установок буровых платформ, плавучих дизельных и атомных электростанций, автономных энергетических установок;
— создание энергетических комплексов для движения плавучих инженерных сооружений, снабжение электрической и тепловой энергией судов и средств
океанотехники, обеспечивающих нормальное функционирование и использование
морских и речных инженерных сооружений, их комплексов и систем;
— техническое обслуживание и ремонт судов, энергетических установок
и оборудования, приборов и других технических средств, обеспечивающих
функционирование и использование морской техники;
— создание морских инженерных сооружений, подводных средств освоения моря и других средств океанотехники;
— эксплуатация судов морского и внутреннего ВТ, рыбопромыслового и
технического флотов, судов освоения шельфа и плавучих буровых установок,
иных судов, используемых для целей торгового мореплавания и судоходства на
внутренних водных путях РФ, кораблей и судов федерального органа исполнительной власти в области обеспечения безопасности и управление ими как подвижными объектами;
Кроме того, к системе ВТ относятся судостроительные, судоремонтные
предприятия, верфи, ремонтно-эксплуатационные базы.
Производственная деятельность основных и вспомогательных производственных цехов и участков, входящих в состав судоремонтно-
103
судостроительных заводов (ССЗ), связана с технологическими процессами,
представляющими опасность для ОС. Среди них можно выделить:
— нанесение покрытий (химическая и гальваническая обработка, лакокрасочные покрытия);
— процессы сборки (сварка, пайка);
— пропитка;
— термообработка.
Практическое функционирование объектов профессиональной деятельности специалистов ВТ в той или иной степени связаны с применением различных источников энергии, механизмов, оборудования, химических, биологических или радиоактивных веществ и других, подобных технологически необходимых предметов, являющихся потенциальными источниками проявления экологически опасных факторов для человека и ОС.
Знания этих источников загрязнения ОС, природы их появления и проявления, способов их мониторинга и контроля, принятия адекватных мер предотвращения их проявления и защиты — неотъемлемая часть общей подготовки
специалистов ВТ всех направлений и специальностей.
7.2 Источники и особенности воздействия водного транспорта
на окружающую среду
7.2.1 Загрязнение водной среды с судов
Эксплуатация судов и систем их обслуживания сопровождается, как правило, образованием опасностей загрязнения ОС, особенно водной, появляющихся в результате:
— сбросов нефтесодержащих вод (НВ) из машинно-котельных помещений и грузовых танков танкеров;
— сбросов мусора, сточных вод (СВ) и балласта, содержащего чужеродные организмы, которые способны вызвать нарушение экологического равновесия в замкнутых экосистемах;
— выбросов выхлопных газов из судовых силовых установок, содержащих окислы серы и окислы азота;
— эмиссии летучих органических соединений (веществ) (ЛОС(В)) при
погрузке/разгрузке и транспортировке нефти и нефтепродуктов;
— аварийных разливов нефти в результате столкновения, посадки на мель
или разрушениях танкеров вследствие штормового воздействия;
104
— постоянного скопления транспортных, служебно–вспомогательных,
портовых судов, множества мелких катеров и моторных яхт, которые обычно
находятся в крупных портах, создающего в сумме значительные нефтяные загрязнения больших акваторий и целых районов порта.
Основными источниками проявления этих опасностей, связанных с загрязнением водной среды с судов, являются:
— эксплуатационные, связанные с нарушениями инструкций по эксплуатации судового оборудования и его технического обслуживания;
— производственно–хозяйственные, связанные с судоходством, рыбо-
ловством и производством подводных работ на шельфе в районах морских сооружений;
— природные — из-за воздействий на судно волн, ветра, течений и морского льда.
Однозначно выделить тот или иной наиболее опасный вид загрязнения
для ОС не представляется возможным. Загрязнение, возникающее в процессе
эксплуатации судов и систем их обслуживания (порты, судоремонтные и другие предприятия) образуется постоянно. При аварийных разливах, например
нефти или нефтепродуктов, происходят залповые выбросы большого количества
этих загрязнителей, но они ограничены районом аварии и прилегающими территориями.
Группой экспертов ИМО при анализе и количественной оценке загрязнения моря с судов была принята следующая классификация сбросов нефти и
нефтепродуктов в морскую среду с судов:
Эксплуатационные сливы и стоки нефтесодержащих вод с танкеров.
Этот вид сбросов является наиболее значительным по сравнению с другими
сбросами и составляет примерно половину загрязнения морской среды нефтью
от судоходства.
Сбросы у причалов, включая бункеровочные операции. Эти виды сбро-
сов происходят в результате ошибок, допускаемых обслуживающим персоналом (например, переполнение танков, отсоединение грузовых или бункеровочных шлангов без предварительного их осушения или в результате аварийных разрывов шлангов или трубопроводов, разрывов подводных трубопроводов, повреждений нефтяных резервуаров).
Сбросы с льяльными водами и отходами топлива. Количество льяль-
ных вод, накапливающихся в машинных отделениях судов, зависит от различных факторов, например: водоизмещение судна, типа главной энергетической
установки, технического состояния механизмов и систем, а также квалификации
обслуживающего персонала.
105
Сбросы с нефтесодержащим балластом из топливных танков. При
определении количества топлива, сбрасываемого в море с нефтесодержащим
балластом, экспертами ИМО принимается: среднее налипание топлива на стенки танков 0,8 % от содержащегося в них топлива, количество судов, не являющихся танкерами, которые берут водяной балласт в топливные танки – 2 %.
Разливы при аварии танкеров. Несмотря на снижение общего числа ава-
рий и инцидентов, связанных с загрязнением моря, вылив нефти ежегодно увеличивается.
Разливы при авариях судов, не являющихся танкерами. Достаточно
большая часть загрязнения водной среды приходится на долю вредных жидких
веществ (ВЖВ), перевозимых наливом. При этом источниками загрязнения
ВЖВ, перевозимые наливом на танкерах-газовозах и химовозах, являются балластные и промывочные воды из танков, льяльные воды, накапливающиеся в
льялах помещений, в которых установлено оборудование и устройства, обеспечивающие работу с жидкими веществами, аварийные сбросы груза.
В соответствии с Дополнением к Приложению II к конвенции МАРПОЛ73/78 «Руководство по классификации ВЖВ» все ВЖВ, перевозимые на судах
наливом, по степени вредности для морской среды делятся на четыре следующих категории:
категория А — с чрезвычайно высокой степенью вредности. Это веще-
ства, которые при сбросе в море создают значительную опасность для морской
флоры и фауны, а также для человека;
категория В — с высокой степенью вредности. Это вещества, которые
при сбросе в море создают опасность для морской флоры и фауны, а также для
человека;
категория С — со средней степенью вредности, т.е. малотоксичные для
морских живых организмов;
категория D — с низкой степенью вредности, т.е. практически нетоксич-
ны для морских живых организмов.
Одним из основных факторов загрязнения моря является сброс за борт
промывочных вод из грузовых танков, которые необходимо промывать при
каждой смене груза на судне. Операции по удалению остатков из танков
осложняются тем, что ВЖВ могут иметь плотность меньшую, большую или равную плотности воды, иметь различную растворимость в воде, быть летучими
или трудно растворимыми; одни ВЖВ тонут, другие плавают, третьи – растворяются в воде.
Кроме того, к загрязнению гидросферы приводит попадание в водные
объекты химических соединений со сточными водами санитарно-защитных зон.
106
Так, перед ремонтом корпус судна подвергают тщательному освидетельствованию для определения его технического состояния, установления необходимости и объема конструкций. При этом корпус снаружи и внутри очищают от грязи и ржавчины, а грузовые трюмы и топливные цистерны еще и освобождают
от остатков груза и топлива, которые могут попадать в сточные воды.
Поступившую на завод листовую сталь, нередко покрытую слоем ржавчины, окалины, имеющую масляные пятна, очищают различными способами, в
том числе химическим травлением металла растворами серной или соляной
кислоты в специальных ваннах. Очищенные от коррозии, масляных пятен, окалины и загрязнений листы металла защищают пассивированием, заключающимся в нанесении на поверхность металла тонкого защитного слоя специального раствора. К таким растворам, получившим наибольшее применение, относятся: 10 %-ный раствор препарата Мажеф (марганцевая соль фосфорной кислоты) и 20 %-ный раствор олифы в уайт-спирите.
Очищенную и подготовленную поверхность корпуса судна покрывают
специальными красками или лаками. Используют как масляные краски, так и
этинолевые краски, перхлорвиниловые, винилденхлоридные эмали и др. Деревянные конструкции пропитывают антисептиками – водными растворами фтористого и кремнистого натрия, масляными соединениями, дезинфицируют растворами медного и железного купороса. Нанесение металлических защитных
покрытий и другие гальванические процессы создают опасность попадания в
водные объекты растворов электролитов. С территорий санитарно-защитных
зон в гидросферу также могут поступать хозяйственно–бытовые и ливневые
воды.
7.2.2 Загрязнение атмосферы с судов
Опасность загрязнения атмосферы с судов происходит при воздействии
выбросов отработавших газов (ОГ) судовых энергетических установок, несгоревших частиц топлива (газообразных, жидких и твердых), поступающих из
цилиндров дизеля в его выпускную систему, дымовых газов и окислов ванадия,
выбросов при работе вспомогательных и утилизационных котлов и инсинераторов. Выбросы несгоревших частиц топлива несут с собой вредные химические соединения.
Исследования состава ОГ двигателей внутреннего сгорания показывают,
что в атмосферу попадает около 200 химических соединений, которые оказывают различное действие на ОС и живые организмы. Состав основных вредных
107
веществ в выхлопах, а также удельные выбросы зависят от вида топлива
Наименование
вредного
вещества
Используемое топливо
дизельное
бензин
моторное
масло
мазут
природный
газ
Оксиды серы
3,9
0,8
23,4
40,8
—
Оксиды
углекислые
25,6
375,0
25,6
5,3
1,53
Оксида азота
68,1
83,3
68,1
10,7
8,05
Углеводороды
18,1
229,2
18,1
—
—
Альдегиды
0,9
10,4
0,9
— — Сажа
6,1
1,3
6,1
— — Вода
— — —
0,5
—
Бенз(а)пирен
0,0061
0,625
0,0061
—
—
(табл. 7.1).
Таблица 7.1
Удельные выбросы (кг) при сжигании 1 т топлива
Отработавшие газы, загрязняя атмосферу, соответственно являются источником воздействия на человека при вдыхании воздуха. По степени и характеру опасного воздействия на человеческий организм, свойствам и структуре
химические соединения, содержащиеся в ОГ принято разделять на шесть групп.
В первую группу входят не токсические соединения: вода (в виде пара),
водород, азот, кислород и углекислый газ.
Вторая группа содержит угарный газ, или окись углерода. Это бесцветный газ, без вкуса и запаха, очень слабо растворимый в воде. Данное соединение способно воздействовать на кровь человека, связывая красные кровяные
тельца (эритроциты) и выводя их из процесса газообмена. В результате наступает кислородное голодание организма, и могут возникнуть нарушения центральной нервной системы. Степень воздействия окиси углерода на человека
зависит от ее концентрации в воздухе. Так, при концентрации (в процентах)
0,0016 вредного воздействия не оказывает; 0,01 — возникает хроническое
отравление при длительном пребывании человека в таких условиях; 0,05 — через один час появляются признаки слабого отравления; 1 — наступает потеря
сознания после нескольких вдохов.
и двуокись азота — газ красновато-бурого цвета с характерным запахом. Дей-
Третья группа включает в себя в основном окись азота – бесцветный газ
108
ствие того и другого газа вредно для человеческого организма. Они — одна из
причин образования смога. Самое же опасное, что эти газы, попав в органы
дыхания и взаимодействуя там с влагой, образуют азотистую и азотную кислоты, раздражающие слизистые оболочки. Степань воздействия на человека
этих соединений при определенной концентрации их в атмосфере (в процентах) определяется следующим образом: 0,0013 — порог раздражения слизистых оболочек глаз и носа; 0,001–0,002 — образование метгемоглобина;
0,004–0,008 — отек легких. Причем последствия воздействия окислов азота
проявляются не сразу. Некоторое время после отравления человек чувствует
себя хорошо, а потом тяжело заболевает.
К четвертой группе относятся содержащиеся в саже и копоти различные
углеводороды, в том числе и канцерогенные. Эти соединения токсичны и совместно с окислами азота участвуют в фотохимических реакциях. Наиболее распространенными среди многоядерных ароматических углеводородов является
3,4 — бенз(а)пирен, который обладает высокой канцерогенной активностью. В
нормальных атмосферных условиях это соединение представляет собой иглообразные кристаллы желтого цвета, плохо растворяющиеся в воде и хорошо —
в органических растворителях. В сыворотке человека растворимость 3,4 —
без(а)пирена достигает 50 мкг/мл.
Пятую группу составляют альдегиды, в основном формальдегид и акролеин. Формальдегид — бесцветный, с резким запахом газ, легко растворяющийся в воде. При объемной концентрации 0,007 % он вызывает легкое раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек глаз и носа, при 0,018 %
возникают осложнения. Более опасным является акролеин — альдегид акриловой кислоты. Это бесцветная, с запахом пригорелых жиров и весьма летучая
жидкость (температура кипения + 52,4 °С), хорошо растворяющаяся в воде. Порог восприятия запаха наступает при концентрации (в процентах) 0,00016; при
0,005 — он трудно переносим; при 0,002 – непереносим; а при 0,014 — смерть
наступает через 10 мин.
В шестую группу выделена сажа. Она состоит из мелких частичек углеро-
да и не представляет непосредственной опасности для человеческого организма, хотя может вызывать раздражение дыхательных путей. Наличие сажи в воздухе приводит к загрязнению атмосферы и ухудшает видимость. Однако основная опасность сажи состоит в том, что она является переносчиком канцерогенных веществ. Адсорбируясь на частичках сажи, 3,4–бенз(а)пирен оказывает
гораздо большее воздействие на живые клетки, чем в чистом виде.
Кроме того, следует иметь ввиду, что загрязнение моря нефтью танкерным флотом — это лишь видимая часть того огромного айсберга угрозы ОС,
109
который представляет собой транспортировка нефти морем. Существует еще
один невидимый, но весьма значительный и опасный источник загрязнения атмосферы, например связанный с танкерным флотом. Речь идет о загрязнении
атмосферы в результате эмиссии ЛОС летучих органических соединений при
транспортировке нефти и нефтепродуктов.
Среди органических соединений, выбрасываемых с танкеров и нефтяных
терминалов в атмосферу, содержится достаточно большое количество ядовитых
веществ. Кроме того, в ходе реакций между оксидами азота (Nох) и ЛОС образуется
тропосферный озон, который по токсичности приравнивается к цианидам.
Озоноразрушающие вещества, подлежащие контролю, определенные в
пункте 4 статьи 1 Монреальского протокола 1987 г. по веществам, разрушающим озоновый слой, перечислены в Приложениях А, В, С и Е протокола. К
преднамеренным относятся выбросы озоноразрушающих веществ, происходящие на судах во время технического обслуживания, ремонта, перемещения систем или оборудования. К ним, в частности, относятся выбросы фреонов, используемые в системах пожаротушения и кондиционирования воздуха, провизионных рефрижераторных кладовых и контейнерах.
Новые установки, содержащие озоноразрушающие вещества, запрещаются на всех судах, за исключением содержащих гидрохлорфторуглероды в новых
установках, использование которых разрешено до 01.01 2020 г.
В процессе эксплуатации судовых дизелей должен осуществляться контроль основных параметров состава отработавших газов на соответствие нормам выбросов NOx
Состав газов неоднороден во времени, так как он зависит от режима работы судовой энергетической установки. Для оценки загрязнения ОС рекомендуется производить отбор проб на режимах, характерных для судов:
— во время стоянки в порту под грузовыми операциями и без грузовых
операций (на этих режимах обычно работают вспомогательные двигатели);
— при маневрировании, подходе к порту и выходе из порта, при проходе
через каналы и проливы;
— на полном ходу при эксплуатационной мощности главного двигателя.
В программе сдаточных испытаний нового судна должны предусматриваться
отборы проб ОГ на указанных режимах, оценка их токсичности и содержания в
них вредных веществ. Такие же измерения из соображения защиты ОС должны периодически проводиться на всех судах.
В атмосферу с территории санитарно-защитной зоны поступают:
— из котельной — оксиды азота, оксид углерода, углеводороды,
бенз(а)пирен, сажа;
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]