Борьба с шумом и вибрацией

В борьбе с производственным шумом и вибрацией применяются, не считая индивидуальных средств защиты, два основных метода: уменьшение шума в источнике его возникновения (активные методы борьбы) и ослабление шума на пути его распространения (пассивные методы).

Уменьшение шума в источнике его возникновения является наиболее радикальным и осуществляется за счет совершенствования технологических операций и применяемого оборудования. Основной способ снижения уровней механических шумов заключается в замене ударных процессов и механизмов безударными. Целесообразно заменять клепку сваркой, обрубку ‑ резкой, ковку и штамповку ‑ прессованием и др.

Ослабление шума на пути его распространения достигается строительно - акустическими способами и осуществляется по двум направлениям:

 

1) рациональной планировке предприятий и цехов, а также рациональному размещению оборудования;

2) акустической обработке помещений, звукоизоляции, экранированию источников шума, шумопоглощению.

Акустическая обработка помещения основана на использовании явления поглощения звука волокнисто-пористыми материалами. Звукопоглощение представляет процесс трансформации кинетической энергии колеблющихся частиц воздуха в тепловую вследствие трения слоев воздуха о стенки пор в материале преграды (войлок, фетр, стекловолокно). В качестве звукопоглощающей облицовки обычно применяют изготовленные из однородного пористого материала маты или плиты, укрепляемые на внутренней поверхности ограждения.

Ослабление вибрации на пути ее распространения осуществляется тремя основными методами ‑ виброизоляцией, виброгашением и вибропоглощением. Сущность виброизоляции заключается в том, что между источником вибрации и защищаемым объектом помещают упругие элементы ‑ амортизаторы, препятствующие передаче колебаний. Виброгашение осуществляется за счет воздействия на защищаемый объект присоединенных к нему дополнительных колебательных систем с определенной массой (самостоятельный фундамент). Вибропоглощение заключается в использовании наносимых на вибрирующие поверхности специальных покрытий (пластмасса, фетр, войлок, резина, пенопласт), деформация которых трансформирует колебательную энергию в тепловую.

Глава 7
Транспорт

7.1. Общая характеристика воздействий транспорта
на экосистемы

Транспортно-дорожный комплекс (ТДК) является важнейшим составным элементом экономики России. Однако функционирование транспорта сопровождается мощным негативным воздействием на природу.

Транспорт ‑ один из основных источников загрязнения атмосферного воздуха. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и подвижных источников по России составляет 38 %, что выше, чем доля любой из отраслей промышленности.

По видам транспорта выбросы загрязняющих веществ распределяются следующим образом: 58 % от общего выброса приходится на автомобильный транспорт, 25 % ‑ на железнодорожный, 14 % ‑ на дорожно-строительный комплекс, около 2 % ‑ на воздушный транспорт и менее 1 % ‑ на речной и морской.

Потребление водных ресурсов на нужды транспорта невелико и составляет 1, 2 % от суммарного объема водопользования в РФ. Объем сбрасываемых загрязненных сточных вод ТДК составляет малую долю в суммарном объеме сброса загрязненных вод всеми отраслями хозяйства. Например,
в 1996 году на автомобильном транспорте было сброшено 7 млн м³ (0, 02 %
от общего объема сброса), в то время как на объектах жилищно-коммунального хозяйства – 12 071, 8 млн м³, в промышленности ‑ почти 7 444, 0 млн м³, в сельском хозяйстве – 2 574, 1 млн м³.

Земли, занятые под нужды транспорта составляют 12, 5 % от общей площади земель несельскохозяйственного назначения.

Таким образом, воздействие транспорта на экосистемы выражается:

· в загрязнении атмосферы, водных объектов и земель, изменении химического состава почв и микрофлоры, образовании производственных отходов, в том числе токсичных и радиоактивных, шламов, замазученного грунта, котельных шлаков, золы и мусора;

· в потреблении природных ресурсов: атмосферного воздуха, необходимого для протекания рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) транспортных средств; нефтепродуктов и природного газов, являющихся топливом для ДВС; воды для систем охлаждения ДВС, мойки транспортных средств, производственных и бытовых нужд предприятий транспорта; земельных ресурсов, отчуждаемых под строительство авто-
и железных дорог, аэропортов, трубопроводов, речных и морских портов
и других объектов инфраструктуры транспорта;

· в выделении тепла в окружающую среду при работе ДВС и топливо- сжигающих установок в транспортных производствах;

· в создании высоких уровней шума и вибрации;

· в возможности активизации неблагоприятных природных процессов типа водной эрозии, заболачивания местности, образования селевых потоков, оползней, обвалов;

· в травматизме и гибели людей, животных, нанесении большого материального ущерба при авариях и катастрофах;

· в разрушении почвенно-растительного покрова и уменьшении урожайности сельскохозяйственных культур.

Деятельность транспортных предприятий связана с осуществлением перевозок, погрузочно-разгрузочных операций, хранением грузов и выполнением работ по техническому обслуживанию и ремонту подвижного состава и путей сообщения. Влияние транспорта на окружающую среду проявляется, прежде всего, в процессе перевозок, при котором потребляются в большом количестве топливно-энергетические ресурсы и происходит значительное выделение загрязняющих веществ. Доля подвижных источников в загрязнении атмосферы, воды и почвы существенно выше (93, 8 %), чем стационарных источников (6, 2 %).

Основными потребителями природных ресурсов и источниками загрязнения окружающей среды являются транспортные средства. Например, один грузовой автомобиль при годовом пробеге 15 тыс. км сжигает 1, 8 т бензина, на получение которого требуется около 3 т нефти. Для образования нормальной горючей смеси в двигателе на 1 кг бензина необходимо 15 кг воздуха.
С учетом этого соотношения и процентной доли кислорода в воздухе расчетное количество расходуемого воздуха автомобилем составит 27 т (на 1, 8 т бензина), в том числе 5, 6 т кислорода.

Загрязнение атмосферы происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Транспортные средства для своей работы используют в основном топливо, получаемое из нефти. Продуктами полного сгорания топлива являются углекислый газ, водяной пар и диоксид серы. При недостаточном поступлении кислорода происходит неполное сгорание, в результате чего вместо углекислого газа образуется угарный газ (СО). Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов. Отработавшие газы бензинового двигателя с неправильно отрегулированным зажиганием и карбюратором содержат оксид углерода в количестве, превышающем норму в 2-3 раза.

Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4-5 лет. По химическому составу и свойствам, а также характеру воздействия на организм человека их объединяют в группы.

Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха.

Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество ‑ продукт неполного сгорания топлива оксид углерода или угарный газ.

Третья группа. В ее составе оксиды азота, главным образом оксид азота и диоксид азота. Это газы, образующиеся в камере сгорания ДВС при температуре 2800 °С и давлении около 10 кгс/см². При обычных атмосферных условиях оксид азота полностью превращается в диоксид. Диоксид азота ‑ газ бурого цвета с характерным запахом, тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях, канавах и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, т. е. соединения типа С_хН_у. В отработавших газах содержатся углеводороды различных гомологических рядов: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные), всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе. Несгоревшие углеводороды являются одной из причин появления белого или голубого дыма. Это происходит при запаздывании воспламенения рабочей смеси в двигателе или при пониженных температурах в камере сгорания.

Некоторые углеводородные соединения отработавших газов наряду с токсическими свойствами обладают канцерогенным действием. Особой канцерогенной активностью отличается ароматический углеводород бензпирен С₂₀Н₁₂. Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты ‑ фотооксиданты, являющиеся основой " смога" (от англ. smoke - дым и fog - туман).

Впервые появление смога было зафиксировано в Лос-Анджелесе в конце 40-х годов XX века. Причиной его явилось чрезмерное загрязнение воздуха промышленными и транспортными выбросами. В 1952 году явление смога, вызвавшее катастрофические последствия, наблюдалось в Лондоне. Его жертвами стали около 4000 человек, погибших из-за увеличения числа респираторных заболеваний.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды. В отработавших газах присутствуют в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Наибольшее количество альдегида образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

Шестая группа. В нее входят сажа и другие дисперсные части (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Сажа образуется при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива. Она не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах. Наибольший вред сажи заключается в адсорбции на ее поверхности бензпирена, который в этом случае оказывает более сильное негативное воздействие на организм человека, чем в чистом виде.

Седьмая группа. Представляет собой сернистые соединения (сернистый ангидрид, сероводород), которые появляются в составе отработавших газов двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению с другими видами топлив, используемых на транспорте.

Восьмая группа. Компоненты этой группы ‑ свинец и его соединения встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина, имеющего в своем составе присадку, повышающую октановое число.

В качестве присадки, повышающей октановое число, используют антидетонатор ‑ этиловую жидкость, в состав которой входят собственно антидетонатор ‑ тетраэтилсвинец Рb(С₂Н₅)₄, выноситель - бромистый этил (С₂Н₅Вr) и a- монохлорнафталин (легкокипящее и легковозгоняемое соединения, образуюшие легколетучие комплексы с тетраэтилсвинцом), наполнитель ‑ бензин, антиокислитель – n -оксидифениламин и краситель. При сгорании этилированного бензина выноситель способствует удалению свинца и его оксидов из камеры сгорания, превращая их в парообразное состояние. Они вместе с отработавшими газами выбрасываются в окружающее пространство и оседают вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. В настоящее время ставится задача отказаться от использования этилированных бензинов.

 

Негативное воздействие на экосистемы оказывают не только рассмотренные компоненты отработавших газов двигателей, выделенные в восемь групп, но и сами углеводородные топлива, масла и смазки. Обладая большой способностью к испарению, особенно при повышении температуры, пары топлив и масел распространяются в воздухе и отрицательно влияют на живые организмы. В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо на землю или в водоемы. На месте масляного пятна длительное время не произрастает растительность. Нефтепродукты, попавшие в водоемы, губительно воздействуют на их флору и фауну.

Загрязнение окружающей среды стационарными источниками на транспорте происходит от производств, обеспечивающих ремонт транспортных средств, вспомогательных производств, зданий и сооружений хозяйственно-бытового назначения (котельных, гостиниц, вокзалов, столовых, заправочных станций, топливных складов), мест стоянок транспорта.

Процессы технического обслуживания и ремонта подвижного состава требуют энергетических затрат и связаны с большим водопотреблением и сбросом загрязняющих веществ в водоемы, выбросом загрязняющих веществ в атмосферу и образованием отходов, в том числе токсичных.

Используемые в процессах технического обслуживания и ремонта технологическое оборудование, станки, средства механизации и котельные установки являются стационарными источниками выделения загрязняющих веществ (табл. 3).

Таблица 3