книги / Стратегия устойчивого развития урбанизированных территорий

электрических автомобилей; автомобилей с инерционным двигателем; с комбинированными силовыми установками, включающими обычный двигатель внутреннего сгорания, электрический тяговый двигатель с батареей электрических конденсаторов, которые аккумулируют энергию движущегося автомобиля при замедлении, торможении и холостом ходу и используют ее при пиковых нагрузках при разгоне, подъеме и т.д.

Использование комбинированных установок на автотранспорте позволяет снизить установленную мощность двигателей внутреннего сгорания в несколько раз, что приводит к снижению потребления топлива, уменьшению расхода кислорода и оздоровлению окружающей среды

[59, 67, 71, 72].

Применение улучшенных и альтернативных видов топлива позволяет снизить, а в ряде стран отказаться от использования экологически неблагоприятных видов этилированных, парафин- и серосодержащих бензинов и дизельного топлива, грязных масел.

Разработка и выпуск новых видов бензинов, масел и дизельного топлива на основе исходного сырья с высокой степенью очистки от загрязняющих примесей, качество которого отвечает современным европейским стандартам, налажены в России на ряде нефтеперерабатывающих заводов.

Альтернативные заменители бензинов – этилен, метанол, пропан, бутан, коксовый и генераторные газы, водород во все возрастающих масштабах начинают применяться в ряде стран, конкурируя по экономическим и экологическим показателям с традиционными видами бензинов и дизельного топлива.

За последние годы в России возрос объем потребления сжиженного и сжатого природного газа, которые имеют близкие к традиционным видам бензина характеристики и могут использоваться без значительных изменений конструкции обычных двигателей внутреннего сгорания.

При использовании альтернативных заменителей бензинов резко снижается токсичность отработавших газов, что важно в экологическом отношении.

Значительные экологические преимущества связаны с переходом на водород или заменители углеводородных топлив. В ряде развитых стран закончены разработки по применению водорода в качестве топлива на легковых автомобилях и автобусах, а в Исландии уже начата практическая реализация этих разработок в рамках программы «Водородная энергетика» [81].

141

Рационализация организации и управления движением транспортных потоков ведется в нескольких направлениях, основными из которых являются планировочные мероприятия, развитие и оптимизация дорожной сети, регулирование движения, ограничение доступа транспортных средств в центр городов, развитие общественного транспорта, создание сети парковок (подземных и надземных).

С этой целью создается сеть рокадных и объездных дорог, магистралей скоростного движения, многоярусных автомобильных эстакад, подземных и надземных переходов, регулирование движения транспортных потоков с целью исключения заторов, обеспечения крейсерской скорости с минимальным расходом топлива, снижения числа торможений и разгонов.

Важным является обеспечение высокой квалификации участников дорожного движения, что позволяет оптимизировать выбор маршрутов движения, скоростныхрежимов, повысить экологическую безопасность.

Компьютеризация автомобилей, возможность использования навигаторской техники также позволяют существенно снизить экологическую нагрузку от автотранспорта.

Рис. 4.1. Схема воздействия автомобилей на окружающую среду

142

Одним из важных экологических аспектов является создание эффективных систем утилизации отработавших свой ресурс элементов автомобиля (шины, масляные и воздушные фильтры, агрегаты, тормозные барабаны, элементы подвески и др.), а также самих автомобилей. При этом можно эффективно использовать большой объем вторичных материалов, а также исключить засорение и загрязнение окружающей среды брошенными ничейными остатками автомобильной техники. Схема воздействия автомобилей на окружающую среду представлена на рис. 4.1.

Железнодорожный транспорт

Железнодорожный транспорт в меньшей степени, по сравнению

савтомобильным, воздействует на окружающую среду. Это связано

сболее низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы из-за более низкого коэффициента сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с автомобильными шинами по дороге, более высокой провозной способности. Применение электровозной тяги как основной на подавляющем количестве участков железных дорог позволяет исключить (кроме случаев тепловозной тяги) выбросы в атмосферный воздух. Под железные дороги меньше отчуждается земли по сравнению с автомобильными дорогами. Вместе с тем негативное влияние железнодорожного транспорта высоко и выражается в загрязнении атмосферного воздуха, водных объектов и земли при строительстве и эксплуатации железных дорог из-за выбросов, сбросов от притрассового автотранспорта, строительных, путевых и ремонтных машин с двигателями внутреннего сгорания, работающих как на железнодорожных путях, так и в полосе отвода. Тепловозы загрязняют атмосферный воздух отработавшими газами от двигателей внутреннего сгорания.

При перевозке пылящих, развеваемых и водорастворимых грузов, а также жидкостей и сжиженных газов происходят их просыпи, утечки, испарения, что приводит к большим масштабам загрязнения прилегающих территорий, в том числе и за полосой отвода.

Особую опасность представляют перевозки горючих, токсичных и пожаро- и взрывоопасных грузов.

Объекты стационарного технического обслуживания, ремонта подвижного состава (локомотивные и вагонные депо, заводы по ремонту подвижного состава) делают серьезные выбросы, сбросы и образуют

143

большие объемы производственных и бытовых отходов, в том числе и супертоксичных.

Основным направлением снижения экологической нагрузки от железнодорожного транспорта является широкое внедрение систем экологического менеджмента, энерго-, ресурсосберегающих и малоотходных технологий, переход на новые типы локомотивов и вагонов, минимизирующих образование выбросов, сбросов и отходов.

Так, замена (где это возможно) тепловозной тяги на электровозную приводит к снижению выбросов. Переход на закрытые вагоны вместо полувагонов для перевозки сыпучих пылящих грузов, их тентование приводит к снижению потерь перевозимых грузов. Оборудование пассажирских вагонов системами туалетов, исключающих сброс сточных вод на железнодорожное полотно, мусоросборниками, опорожняемыми на специально оборудованных пунктах, исключает загрязнение и засорение железнодорожных путей.

Перевод всех объектов инфраструктуры на принципы экологически чистых технологий позволит снизить создаваемую ими экологическую нагрузку до допустимых пределов, а экологические риски – до приемлемых уровней.

Воздушный транспорт

Специфика экологической нагрузки, создаваемой воздушным транспортом, состоит в выбросе загрязняющих веществ, образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания, от шума воздушных судов, обслуживающих транспортных машин (автомобилей, бензовозов, погрузчиков, подъемных механизмов), объектов инфраструктуры (ремонтных заводов, цехов, участков аэропортов, гостиниц и. т. д.), сбросе сточных вод, значительном шумовом и электромагнитном загрязнении от радиолокационной и радионавигационной техники аэропортов, воздушных судов, станций слежения и наблюдения за полетами и метеообстановкой. Радиолокационные установки создают электромагнитные поля большой напряженности, опасные для людей и животного мира.

Основными направлениями работ по снижению экологической нагрузки от авиационного транспорта являются переход на новые типы летательных аппаратов, характеризующихся меньшим потреблением топлива на единицу транспортной работы, снижением выбросов за счет более полного сгорания топлива и использования экологически чистых

144

видов топлива, выбор оптимальных режимов работы с минимализацией образования вредных веществ.

Современная система управления полетами (выбор коридоров и эшелонов полетов с учетом экологических требований, уменьшение времени работы двигателей на земле за счет минимизации рулежек с работающим двигателем, более полное использование для маневров на земле буксировщиков, исключение заправок топливом и маслами с использованием автомобилей-заправщиков и замена их трубопроводными герметичными системами, оборудование хранилищ топлива дыхательными устройствами с улавливанием паров топлива, использование экологически чистых технологий в объектах инфраструктуры позволяют существенно снизить экологическую нагрузку от воздушного транспорта на объекты окружающей среды и население.

В этом плане интересен опыт работы аэропорта во Франкфурте-на- Майне (ФРГ), где широко внедрены системы экологического менеджмента, отвечающие высоким требованиям международных стандартов ИСО – 9000 и 14000, и где экологические нагрузки за последние годы значительно снижены и находятся ниже пределов приемлемого экологического риска.

Водный транспорт

Водный транспорт (морской и речной) характеризуется значительным выбросом в атмосферный воздух продуктов сгорания топлива в двигателях судов, а также пыли и твердых частиц, образующихся при пересыпке, перегрузке сыпучих и пылящих грузов, аэрозолей, паров легкокипящих жидких грузов и сжиженных газов.

Развитая инфраструктура портов (производственные объекты по ремонту и обслуживанию судов, перевалке и хранению грузов, жилые социально-культурные и бытовые сооружения, нефтеналивные, зернопогрузочные эстакады и т.п) причальные стенки, железнодорожные тупики, автомобильные подъездные дороги, вспомогательный и технологический автотранспорт, подъемные механизмы, крановое хозяйство также являются мощными источниками загрязнения атмосферного воздуха, образования загрязненных ливневых, хозбытовых и промышленных сточных вод с широким спектром традиционных и специфических загрязняющих веществ, которые поступают в них при размывании осадками водорастворимых грузов, проливах и просыпях, утечках.

145

При заходе судов в порт для бункеровки, загрузки и выгрузки грузов и пассажиров на береговые сливные станции обычно передаются сточные и подсланевые воды, балластные воды, твердый бытовой мусор и технологические отходы от зачистки трюмов и других мест размещения грузов.

Наиболее распространенными являются нефтезагрязненные сточные воды. Особенно велик риск попадания в акватории портов и судоходных зон нефтепродуктов при утечках, авариях и катастрофах судов.

Обычно в морских и речных портах формируются локальные зоны загрязнения воздуха, водных объектов и почвы на прилегающих территориях.

Неблагоприятными в экологическом отношении являются дноуглубительные работы для очистки дна рек и озер, когда на поверхность извлекаются загрязненные нефтепродуктами, болезнетворными бактериями и широким спектром химически вредных веществ осадки, что не только приводит к загрязнению мест их складирования, но и вредно влияет на гидробионты путем разрушения мест их обитания, снижения численности популяций и видового разнообразия.

Основными направлениями работ по снижению экологической нагрузки от водного транспорта являются внедрение экологически чистых технологий на береговой инфраструктуре (портах, ремонтных и обслуживающих предприятиях), повышение экологичности погрузоч- но-разгрузочных работ с сыпучими, пылящими, водорастворимыми грузами, вывода из эксплуатации судов, не отвечающих современным экологическим требованиям.

Опыт эксплуатации современных портовых сооружений в Нидерландах, Дании показал, что возможно соблюдение высоких экологических требований при транспортировке и переработке в портах таких опасных в экологическом отношении грузов, как нефть и нефтепродукты без загрязнения акватории и сооружений портовой инфраструктуры.

Это достигается высокой культурой и технологической дисциплиной при эксплуатации резервуарного парка, эстакад по наливу и приему нефтепродуктов, герметичности емкостей и трубопроводов, соблюдении правил работы с такими грузами, высокой квалификацией персонала и техническим состоянием судов, отвечающих современным требованиям.

Особое внимание уделяется квалификации персонала, ответственного за организацию безаварийного судоходства, лоцманской службе,

146

владению современным навигационным оборудованием, что позволяет резко снизить аварийность судов, особенно нефтеналивных танкеров, приводящих к тяжелым экологическим последствиям.

Трубопроводный транспорт

Неблагоприятное экологическое воздействие трубопроводного транспорта связано с отчуждением обширных земельных территорий под прокладку трубопроводов, сооружение компрессорных и дожимных станций, источников тепло- и энергоснабжения, поселков для персонала. При этом часто выбор трасс осуществляется без учета приоритета экологических требований. Ложно понимаемые экономические выгоды от спрямления трасс и изменения их протяженности приводят впоследствии к значительным экологическим ущербам от разрушения экосистем, изменения мест обитания животных, гибели лесов, заболачивания территории, интенсификации карстовых явлений, нарушения охраняемых природных территорий и памятников природы. Особенно большие неблагоприятные экологические последствия возникают при недооценке таких аспектов экологического воздействия, как нарушение почвенно-растительного покрова на обширных территориях в зоне влияния трубопроводных систем, нарушение ландшафтов, традиционных путей миграции животных, гибель и снижение видового разнообразия гидробионтов.

Значительное воздействие на окружающую среду возникает в процессе эксплуатации трубопроводных систем при утечках продуктов (нефть, нефтепродукты, газ), поздней диагностике порывов и повреждений труб, особенно в местах прокладки дюкеров через водные преграды, а также в труднодоступных местах. Наиболее частой причиной повреждений трубопроводных систем являются отказы и неисправности запорной арматуры, усталость металла, некачественная сварка швов, коррозия, механические повреждения, несанкционированные врезки.

Масштабы выбросов и сбросов загрязняющих веществ от трубопроводных систем часто являются ведущими по объему, частоте и тяжести последствий по сравнению с традиционными промышленными и коммунальными источниками загрязнения.

Основными направлениями работ по снижению экологической нагрузки от трубопроводного транспорта являются повышение надежности элементов систем, своевременное определение приоритетных экологических аспектов возможного неблагоприятного экологического

147

воздействия, прогнозирование возможности и тяжести последствий нарушений работы систем и ведение активных профилактических работ.

Особое внимание должно уделяться своевременной замене проблемных узлов и элементов систем, эффективной системе мониторинга, готовности и своевременному выявлению и ликвидации аварийных ситуаций, высокой профессиональной квалификации персонала, активному экологическому менеджменту.

4.1.7. Основные направления обеспечения экологической безопасности транспортного комплекса

Опыт, накопленный в смежных областях науки и техники, позволяет сделать вывод о том, что для превращения транспортного комплекса в экологически безопасный необходимо решение следующих ключевых проблем:

–разработка политики экологической безопасности, учитывающей основные экологические аспекты;

–снижение загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов, земельных ресурсов, защита от шумового загрязнения путем эффективного экологического менеджмента, осуществление эффективных систем производственного экологического контроля и мониторинга, пере-

ход к экологически благоприятным энерго- и ресурсосберегающим

ималоотходным технологиям;

–разработка и внедрение организационно-правовых мероприятий (нормативно-правовая база экологической безопасности, контроль за выполнением функций по охране объектов окружающей среды, совершенствование природоохранного законодательства, разработка экологических и санитарно-гигиенических норм и правил, требований и стандартов, в том числе и отраслевых);

–проведение архитектурно-планировочных мероприятий по уменьшению транспортной нагрузки, рациональному землепользованию, планировке и застройке территорий, сохранениюприродных ландшафтов;

–разработка конструкторско-технологических и эксплуатационных мероприятий, обеспечивающих соблюдение требований по снижению экологической нагрузки до нормативного уровня.

Такое комплексное решение вопросов природоохраны и рационального использования природных ресурсов позволяет обеспечить дальнейшие экологически благоприятное развитие транспортного комплекса.

148

4.2. Водоснабжение и водоотведение на урбанизированных территориях

4.2.1. Водоснабжение и водоотведение как важный фактор социально-экономического развития

С древнейших времен и да настоящего времени наличие водных ресурсов в достаточном количестве и пригодных для обеспечения хо- зяйственно-питьевого, производственного, сельскохозяйственного и иных видов водоснабжения, ведения водного и рыбного хозяйства и транспортного использования являлось одним из ведущих факторов соци- ально-экономического развития территории.

Из истории известно, что ухудшение условий водоснабжения обжитых территории в силу природных или антропогенных воздействий (обмеление и исчезновение рек, отступление береговой зоны и обмеление морских акваторий, резкое снижение расхода подземных водоисточников, опустынивание и т.п.) приводит к замедлению темпов их со- циально-экономического развития, а в отдельных случаях к упадку и гибели ранее процветающих населенных мест. Достаточно указать на гибель ряда крупных городов древнейших цивилизаций Востока, оказавшихся в зонах рукотворных пустынь, или портовых городов, оказавшихся на берегах обмелевших морей или ранее судоходных рек.

К сожалению, и в настоящее время происходит снижение темпов социально-экономического развития ряда обжитых территорий, оказавшихся в зонах с резким ухудшением состояния водных ресурсов. Так, в зоне Аральского моря из-за резкого снижения его водности и отступления воды от ряда населенных мест пришло в упадок не только сельское и рыбное хозяйство, но и в целом катастрофически ухудшилось экономическое состояние этих ранее благополучных территорий, произошел отток населения и ухудшились санитарно-бытовые условия жизни оставшегося населения, а большинство прибрежных населенных мест оказалось в зоне экологического бедствия.

В противовес естественно сложившимся на планете условиям распределения водных ресурсов в целях обеспечения водой развивающихся территорий начиная с древних времен и в настоящее время предпринимались попытки (успешные и не всегда успешные) перераспределения водных ресурсов путем создания различных видов гидротехнических

149

сооружений (зарегулирование и переброска стока рек, сооружение каналов, трубопроводов и иных системы для подачи воды к местам ее потребления и т.п.), управления качеством воды природных водоисточников путем ее очистки и кондиционирования.

Забота о получении достаточного количества воды, пригодной для питья и удовлетворения иных потребностей в воде (санитарногигиенических и хозяйственно-бытовых, производственного и сельскохозяйственного водоснабжения, содержания в чистоте населенных мест и т.п.), сопровождает человечество на протяжении всего его разумного существования.

Из истории развития городских поселений известны многочисленные примеры успешного решения задачи водоснабжения населения. Классический пример – организация водоснабжения в Древнем Риме, когда вода высокого качества и в больших количествах подавалась централизованно. Для этого сооружались акведуки большой протяженности, в городе была организована распределительная водопроводная сеть с точками водоразбора (часто в виде фонтанов), а также создана высокоэффективная система водоотведения в виде развитой сети подземных коллекторов, собиравших сточные воды от мест водопользования в центральный подземный коллектор (клоаку максима) со сбросом в р. Тибр.

Такие системы водоснабжения и водоотведения успешно эксплуатировались во многих городах периода расцвета Римской империи, часть из них пережила периоды упадка в Средние века и эксплуатировалась в период Возрождения, а остатки этих систем сохранились до наших времен в ряде стран в тех местах, где располагались эти города (Турция, Хорватия, Австрия и др.).

Задачи водоснабжения и водоотведения успешно решались во многих крупных древних городах ряда стран. В более поздние периоды и в настоящее время были реализованы крупные проекты по зарегулированию и переброске стока рек, созданию крупных водохранилищ, каналов для комплексного использования поверхностных водных объектов (энергетического, транспортного, рыбо- и сельскохозяйственного), в том числе и для обеспечения растущих потребностей в водоснабжении обжитых и вновь осваиваемых территорий.

В качестве примеров такого водохозяйственного строительства можно привести сооружение каскада водохранилищ в системе канала

150