Общая характеристика влияния железнодорожного транспорта на окружающую среду. Расчет выбросов вредных веществ в окружающую среду, при истирании тормозных композиционных колодок

.2.Охрана окружающей среды

.2.1. Общая характеристика влияния железнодорожного транспорта на окружающую среду Требования законов РФ

Значительный ущерб окружающей среде наносят передвижные источники загрязнения.

По сети железных дорог России перемещается более 180 тысяч вагонов в сутки с пылящими грузами, при этом с подвижного состава теряется до 3,6 млн. т. угля, 1,5 млн. т. руды, 0,36 млн. т. минеральных удобрений, 0,15 млн. т. солей ежегодно. Все это оседает в почвообразующих слоях, попадает в природные водоемы, содержится в виде аэрозолей в атмосферном воздухе.

При торможении подвижного состава происходит запыление приземного слоя атмосферы пылью, образующейся в результате интенсивного стирания композиционных тормозных колодок. По приближенным данным, в целом по России, в пыль приходит 210-245 тыс. т. композита ежегодно. Кроме того, при торможении, некоторое количество песка, используемого для усиления сцепления колеса с рельсом, истирается в мелкодисперсную пыль, образующую устойчивое мобильное загрязнение. Суммарное загрязнение приземного слоя воздуха пыле­выми частицами достигает 14,6% от общего объема загрязнений атмосферы передвижными источниками.

Поэтому возможная оценка загрязнений окружающей среды в результате истирания тормозных композиционных колодок позволила бы принять не только меры к защите ее, но к сокращению потерь соответствующих материалов.

    На сегодняшний день Министерство путей сообщения рассчитывает ежегодную потребность тормозных колодок, исходя из среднесетевого износа их на тысячу километров пробега вагонов.

 Однако пробег вагона не отражает интенсивности работы тормозных колодок, так

как при этом не учитывается профиль пути, количество торможений, скорость

движения, величина нажатия колодок при торможениях, длительность торможения и другие факторы, от которых зависит износ колодок в эксплуатации и соответствующее количество рассеивающейся в приземном слое пыли от истирания композиционных колодок.

Обобщающим показателем является износ колодок в мм на единицу длины тормозного пути. При этом оценивается количество загрязняющих веществ попадающих в окружающую природную среду.

Природно-охранную деятельность предприятия регламентирует Закон «Об охране окружающей среды», вступивший в действие 10 января 2002 г. В его пятнадцати разделах отражены основные вопросы взаимодействия человека с природой на территории федерации. Задачи, принципы и основные объекты охраны окружающей среды сформулированы в I разделе Закона. Здесь четко выражен приоритет охраны жизни и здоровья человека, обеспечения благоприятных условий для жизни, труда и отдыха населения при любой деятельности, оказывающей влияние на природу.

.2.2. Расчет выбросов вредных веществ в окружающую среду, при истирании тормозных композиционных колодок

.2.2.1. Расчёт годовой потребности колодок

Годовая потребность колодок рассчитывается по следующей формуле:

                                                       ,                                          

где    n -число колодок на вагон;

          z_год  -годовой пробег вагона, км;

          t -коэффициент приведенного тормозного пути;

          d -износ колодок на 1 км приведенного тормозного пути,  мм/км;

          d -рабочая толщина колодки, мм (разность между толщинами альбомной и заменяемой в эксплуатации по ТУ);

          g -коэффициент использования колодки в эксплуатации (отношение величины износа заменяемых колодок к рабочей толщине). Установлено, что g=0,7.

Во время опытных поездок были сняты диаграммы процессов наполнения тормозных цилиндров: на ленте скоростемера записаны скорости при торможениях и отпусках, времена торможений и отпусков. После обработки опытных данных получены следующие результаты:

Пассажирский поезд Ростов-Москва «Атаман Платов» состоит из 15 вагонов

z=2512 км;

Sz_i=133,5 км;

z_прив=68,5км;

t=0,026

отсюда:

колодки

так как в составе 15 вагонов, то годовое потребное количество колодок равно колодок

Для уменьшения износа колодки делаются из специальных композиционных материалов см. рис. 1. Так композиционные колодки 8-1-66 для пассажирских вагонов состоят из следующих веществ:

          каучук-СКД-20%;

          сера-2%;

          коптакс-0,4%;

          тиурам-0,1%;

          барит-47,5%;

          технический углерод-15%;

          асбест 5 сорта-15%

 

Рис.1. Композиционная колодка.

а) металлическая часть, б)композиционная часть

Вес композиционной тормозной колодки составляет 3,9 кг, в том числе вес металлической части (а) колодки 1,5 кг, вес изнашиваемой части (б) 2,4 кг. Толщина изнашиваемой части составляет 42 мм при общей толщине колодки 60 мм.

Исходя из выше приведенных данных следует, что при износе 1 колодки 42 мм в окружающую среду поступает 2,4 кг различных веществ том числе и высокотоксичных, к числу которых прежде всего относится асбест.

Зная состав композиционных материалов, можно определить удельные выбросы при износе 1-ой колодки:

М _{каучука СКД} :2,4×0,2=0,48 кг.;

М _серы :2,4×0,02=0,048 кг.;

М _{коптакса} :2,4×0,004=0,0096 кг.;

М _{тиурама} :2,4×0,01=0,0024 кг.;

М _барита :2,4×0,475=1,14 кг.;

М _{технического углерода}:2,4×0,15=0,36 кг.;

М _{асбеста 5 сорта} :2,4×0,15=0,36 кг.

Количество веществ загрязняющих в течение 1 года окружающую среду за счет истирания композиционных колодок составит:

М^год _{каучука СКД} :   кг/год ;

М^год _серы :  кг/год ;

М^год _{коптакса} :  кг/год ;

М^год _{тиурама} :  кг/год ;

М^год _барита :  кг/год ;

М^год _{технического углерода}:  кг/год ;

М^год _{асбеста 5 сорта} :  кг/год.

Общее количество веществ загрязняющих окружающую среду за год от одного состава составит:

 кг/год. или 5,1 т/год

Из-за отсутствия нормативов платы за загрязнение окружающей среды веществами за счет истирания композиционных колодок годовая плата не может быть определена.

          .2.2. Меры по снижению вредных выбросов в атмосферу

Выбросы вредных веществ от истирания композиционных колодок на    % меньше, чем чугунных колодок. Из этого следует, что установка композиционных колодок на пассажирские поезда является оптимальной мерой по снижению выбросов вредных веществ в окружающую среду. Введение новых технологий на трущихся частях рычажной передачи.