Потребление природных ресурсов на транспорте

Наряду с материальными и трудовыми ресурсами для производственных процессов на транспорте необходимы многие виды природных ресурсов. Транспорт является ресурсоемкой отраслью хозяйства, поскольку он потребляет значительное количество ресурсов, используемых для производства единицы конечной продукции (перевозки).

Природопользование на транспорте ведется по трем направлениям:

• • изъятие природных ресурсов, переработка и их частичное возобновление;
• • использование природных условий и влияние на них;
• • нарушение равновесия природных систем и их охрана.

Первое направление природопользования.

Изъятие природных ресурсов происходит в процессе их добычи и дальнейшей переработки, при которой происходит удаление примесей, превращение в желаемую форму и использование. Атмосферные, водные, земельные ресурсы, сырье (нефть, газ, уголь, минералы, древесина) используют для создания и функционирования транспортных средств и объектов (рис. 5.3).

В конце прошлого века транспортом в мире потреблялось до 30 млн баррелей (3,8 млн т) нефти в день. Предполагается, что в период до 2020 г. мировое потребление нефти для транспорта будет расти вдвое быстрее, чем для других целей. По данным информационного агентства «Росбизнесконсалтинг», в год автотранспорт России потребляет около 35 млн т автомобильного бензина и примерно столько же дизельного топлива; ежегодный прирост потребления автомобильного бензина составляет 3,5%, дизельного топлива — около 4%.

Уменьшение мировых запасов нефти требует расширения использования газового и других альтернативных видов топлива. Россия является крупнейшей газовой державой мира. При использовании в качестве топлива для ДВС 1 м³ природного газа заменяет в эксплуатации примерно 1 л бензина или дизельного топлива. Однако в Российской Федерации, в отличие от многих развитых стран, не приняты государственные программы расширения использования на автомобильном транспорте альтернативных источников энергии: компримированного и сжиженного метана, биогаза, биодизельного топлива, водорода и т. п. Отсутствует законодательное и налоговое подкрепление перевода транспорта на перспективные виды топлива.

Потребление электроэнергии транспортной отраслью, по данным на 2010 г., составляло около 89 млрд кВт • ч, в том числе свыше 50% приходилось на железнодорожный транспорт, свыше 30% — на трубопроводный, оставшаяся доля — на прочий сухопутный, водный и воздушный транспорт, а также городской.

В технологических процессах изготовления транспортных средств применяют конструкционные материалы — черные металлы, алюминий, свинец, резины, пластмассы, древесину и др. Рудные и нерудные материалы необходимы для сооружения автомобильных, железных дорог, аэродромов, портовых сооружений и др. Например, на 1000 м² автомобильной дороги I или II категории требуется 200—750 м³ щебня и до 400 м³ песка. Помимо этого, на один приведенный километр автомобильной дороги потребление битума и металла составляет соответственно 610 и 820 кг (данные Минтранса России). На шпалопропиточных заводах России перерабатываются большие объемы древесины.

В процессе работы транспортных средств также потребляются природные ресурсы (атмосферные, водные, земельные). Например, реактивному самолету для совершения трансатлантического перелета требуется от 50 до 100 т кислорода. На наземных видах транспорта для сжигания в двигателе внутреннего сгорания 1 кг топлива расходуется около 15 кг атмосферного воздуха. С учетом этого за год один автомобиль в среднем поглощает из атмосферы более 4 т кислорода.

Рис. 5.3. Укрупненная схема потр.

Потребление ресурсов на транспорте.

Высокими темпами растут площади земель, отчуждаемых иод автостоянки и гаражи. Увеличивается отвод земель под размещение образующихся отходов. Использование земель под строительство транспортных коммуникаций на разных видах транспорта варьируется в значительных пределах. Так, ширина земляного полотна двухпутной железнодорожной линии составляет 10—30 м, по обеим сторонам пути размещаются кюветы и резервные полосы, а также лесонасаждения, необходимые для снегозащиты, что увеличивает полосу отвода железных дорог до 100— 150 м. Ширина автомобильной дороги на две полосы движения в каждом направлении — 30 м, в три полосы — 35 м. Для водного транспорта ширина канала большего габарита составляет 55 м.

Самые крупные в мире аэропорты с несколькими взлетнопосадочными полосами длиной 3—4 км, рулежными дорожками, местами стоянок самолетов, аэровокзальным комплексом, ангарами и прочими сооружениями требуют 25—50 км² территории. Особо выделяются с точки зрения размеров и площади такие крупнейшие международные аэропорты, как Кинг Фахд в Даммаме (Саудовская Аравия) — 893 км², аэропорт в Монреале (Канада), также известный как Мирабель, — 570 км², аэропорт Кинг Халед возле города Эр-Рияд (Саудовская Аравия) — 354 км². Дополнительно в среднем 120 км² площади в зоне современных аэропортов становятся непригодными для заселения по условиям безопасности полетов и высокого уровня шума.

В целях ресурсосбережения на транспорте проводится работа по восстановлению возобновляемых природных ресурсов. Так, площади искусственных лесопосадок на железнодорожном транспорте России составляют 200 тыс. га и столько же занято естественными лесами, однако примерно 2/3 из них требуют восстановления и реконструкции. Первые защитные лесные насаждения вдоль железнодорожных путей появились еще в 1861 г., но основной их массив был создан в 50-е гг. прошлого столетия для защиты от снега и ветра. Лесная полоса шириной 25 м обеспечивает защиту линий связи, автоблокировки, электроснабжения, контактной сети и движущихся поездов от вредного воздействия ветров, снижая тяговые усилия локомотивов на 8—12%. Однако в последние десятилетия на железных дорогах стало происходить зарастание полосы отвода сорной растительностью из-за ослабления деятельности соответствующих служб.

Вдоль автомобильных дорог также существует защитное озеленение придорожной полосы. Оно проводится с использованием эколандшафтного проектирования. Дорожные службы ведут уход за зелеными насаждениями на придорожных полосах отвода, вырубая больные и погибшие растения и делая новые посадки. Ежегодные работы, но вырубке выполняются на сети дорог общей протяженностью более 10 тыс. км. Ведутся новые посадки зеленых насаждений (в 2010 г. посадка была осуществлена вдоль федеральных и региональных автодорог на протяжении около 120 км). Однако в последние годы наблюдается ситуация, когда возобновление посадок ведется в значительно меньших объемах, чем вырубка.

Второе направление природопользования.

Оно сводится к использованию природных условий и влиянию на них. Природные условия оказывают большое влияние на конечные результаты работы транспорта. Важнейшими природными условиями являются климатические и почвенные, а также рельеф местности.

Климатические условия включают в себя свет, тепло, облачность, туман, ветер и др. От них зависят как ход производственных процессов, так и возможности строительства объектов транспорта на конкретной территории. Преобладание низких температур на большей части территории России обусловливает невысокую скорость естественной деструкции загрязнителей в воздухе, воде и почвах; 60% территории занимают особо уязвимые природные комплексы многолетней мерзлоты. В северных районах России в зимнее время замерзший почвенный грунт и ледяной покров на водных поверхностях используют для устройства автозимников — временных автомобильных дорог, которые прокладывают по суше или по льду рек, озер, морей. Температура и состояние почвы оказывают влияние на возможность использования и сроки существования автозимников.

Состояние почвы является важным условием функционирования и регулярных автодорог, действующих всесезонно. В весенний период оттаивающий грунт обладает меньшей несущей способностью, что вызывает необходимость вводить ограничения по интенсивности использования дороги.

При подземной прокладке трубопроводов в районах вечной мерзлоты может произойти оттаивание мерзлотных грунтов из-за нагрева их продуктами перекачки. В результате появляется опасность проседания грунта и разрыва труб, поэтому прокладка трубопроводов в таких районах ведется с применением надежной теплоизоляции. Такое техническое решение позволяет учесть экологические ограничения применительно к условиям Севера.

Современное железнодорожное строительство ведется в сложных по геологическим, топографическим и климатическим условиям районах, в основном на Севере и в Сибири. При возведении земляного полотна, мостов, тоннелей в зоне вечной мерзлоты необходимо для соблюдения экологического равновесия либо удалять замерзший слой целиком (при небольшой его толщине), либо сохранять его и термоизолировать (при толщине слоя в десятки метров и более). Для сохранения вечномерзлого слоя откосы насыпей покрывают мхом, торфом или пенопластом.

В условиях теплого мягкого климата, характерного для южных районов Европейской части России, естественное солнечное тепло позволяет сократить отопительный сезон на предприятиях и хозяйственно-бытовых объектах транспорта. Наличие в этих районах незамерзающих морей способствует круглогодичной навигации.

Особенности рельефа местности учитываются при выборе лучшего варианта прокладки транспортных магистралей. Сложности транспортного строительства возникают в связи с тем, что около половины российской территории — это слабо устойчивые к широкому спектру хозяйственных воздействий горные геосистемы. В прибрежных территориях особенности береговой линии определяют выбор места расположения портов.

На работу транспорта особенно сильно могут влиять стихийные метеорологические явления, такие как ураган, смерч, сильный ливневый дождь, метель, град, сильный гололед, пыльная буря, сильный мороз и жара. Они ухудшают условия движения транспорта, создают предпосылки для транспортных происшествий, оказывают отрицательное воздействие на психофизиологическое состояние и утомляемость водителей.

Грозы являются распространенной причиной аварий воздушных судов.

Обильные снегопады приводят к налипанию снега на днища железнодорожных вагонов и повреждению оборудования при прохождении составов по заснеженным районам, поэтому приходится расчищать снег с помощью снегоочистительных машин (на перегонах) и снегоуборочных машин (на станционных путях). При больших снегопадах задействуют целые снегоуборочные поезда. Ведут также очистку пассажирских платформ па станциях и остановочных пунктах.

Гидрологические (т.е. связанные с природными водами) явления также могут осложнить или даже парализовать работу транспорта. При половодьях, паводках возможно затопление автомобильных и железных дорог, трубопроводов, нарушение судоходства. При резком понижении температуры возникает обледенение судов, т. е. быстрое покрытие их льдом, что требует принятия активных защитных мер — применения антиобледенительных жидкостей, электрообогреваемых чехлов, подвода пара или горячей воды, ручного скалывания льда и др.

Стихийные явления, связанные с геофизическими процессами, также представляют большую опасность для работы отечественного транспорта в связи с тем, что 20% территории России относится к сейсмоактивным районам (в том числе 5% территории подвержено чрезвычайно опасным 8—10-балльным землетрясениям), а 18% — лавиноопасные территории. Стихийные бедствия могут инициировать экологические катастрофы и усиливать тяжесть их последствий. Возникает необходимость оказания противодействия негативным проявлениям природных сил.

Третье направление природопользования направлено на выявление нарушений равновесия природных систем и их охрану в процессе эксплуатации транспорта. В природных системах должен сохраняться баланс экологических компонентов (энергии, газов, воды, субстратов, растений-продуцентов, животных-консументов и организмов-редуцентов). Изменение количественного соотношения компонентов ведет к нарушению равновесия природных систем, что отрицательно влияет на состояние природы и здоровье людей.

Транспорт влияет на природные системы, создавая направленные помехи в механизмах передачи обратной связи между компонентами. Действие помех может происходить быстро или постепенно. Техногенные помехи отличаются от естественных, и приспособления живых организмов к ним не происходит. Под влиянием помех происходят отклонения от нормы некоторых параметров природной среды. Если отклонения не превышают предельных значений, то деградации экологических систем они обычно не вызывают. В противном случае при действии предельных помех происходит деградация природных систем, за которой может возникнуть разрушение биосферы в целом или намного снизится ее продуктивность.

В процессе природопользования важно осуществлять контроль, с тем чтобы помехи нс превышали предельных значений. Необходимо принятие конкретных ограничительных мер и технических решений, которые способствовали бы сохранению экологического равновесия. Так, в крупных городах высокая интенсивность движения транспорта в их центральной части приводит к повышенному выжиганию кислорода из атмосферного воздуха, в результате чего его содержание снижается и воздух загрязняется отработавшими газами. Исследованиями установлено, что содержание кислорода в атмосфере вблизи крупных городских магистралей сокращается на 2—3%, а содержание токсичных компонентов превышает предельно допустимые концентрации в 10—20 раз. В связи с этим возникает необходимость ограничения или даже полного запрета движения, в первую очередь большегрузных автомобилей. Эта мера реализована в Москве — с мая 2013 г. ограничено движение автомобилей грузоподъемностью более 1 т в пределах третьего транспортного кольца и вводится запрет на въезд и движение в пределах московской кольцевой автодороги автомобилей грузоподъемностью свыше 12 т в дневное время.

Необходимость осуществлять охрану водных систем связана с тем, что загрязнение водных объектов происходит в результате сброса неочищенных сточных вод с подвижного состава и производств, утечек и аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, попадания пыли и остатков навалочных грузов в водоемы при перегрузочных работах. При разработке водоохранных мероприятий на транспорте следует учитывать способность водных объектов к самоочищению, т. е. восстановлению экологического баланса. Процесс биохимического самоочищения нарушается токсичными веществами, что приводит к кислородному дисбалансу водоема и гибели биоты. В связи с этим требуется разработка мер защиты от загрязнений воды и очистки ее от ядовитых примесей.