Экология гражданской авиации

Пары воды (Н₂О) являются продуктами горения и важной составляющей выброса. Нормальная концентрация в нижней стратосфере достаточно низка (3-5 ppmv), а возмущение оценивается О,6-1 ppmv, что является значительным по сравнению с фоновым загрязнением. Водяные пары являются основным источником образования гидратов. Эти реакции ведут к потере озона в нижней атмосфере. Они также связаны с потерей озона в нижней стратосфере и влияют на скорость разрушения озона. Водяные пары в составе аэрозолей в критической степени определяют эффективность большого числа взаимодействий, которые ведут к нарушению баланса азотных и хлоридных соединений в нижней стратосфере. Образование полярных облаков в стратосфере, как гидратных, так и ледовых, зависит от температуры стратосферы и от количества находящегося там водяного пара. Наиболее существенным фотохимическим процессом, связанным с водяным паром, является окисление метана (СH₄), в результате которого образуется около половины водяных паров в верхней стратосфере.

Оксиды азота (NO и NO₂) представляют собой наиболее значительный компонент загрязнения по трассе полета и чрезвычайно важны для баланса озона, с ними связано около 5О% потерь озона ниже 4О км и 6О - 9О% потерь озона в нижней стратосфере.

Наибольшее внимание в связи с этим уделяется выбросу  оксидов азота (NO_x), потенциально влияющих на каталитическое разрушение озона в стратосфере. Неблагоприятные затраты озона характеризует уравнение: О3 + А = АО + О2, где А – агент, получившийся в результате деятельности людей, например NO (полученный при сгорании топлива)

Схема 5. Затраты озона в атмосфере

В литературе употребляют  термин «озоновые дыры», который означает, что в данном месте атмосферы содержание стратосферного озона понижено на 10-50 % и более, по сравнению с многолетней нормой. Всего в мире производится около 1,3.10 тонн озоноразрушающих веществ. Установлено, что выбросы сверхзвуковых самолетов могут привести к разрушению 10 % озонового слоя атмосферы

Оксиды азота, пары воды, оксиды углерода, углеводороды  относят  к парниковым газам.

Схема 6. Механизм получения парникового эффекта иллюстрирует

Пояснения: Н О – пары воды; СО – диоксид углерода; СН – метан; NO – оксид азота (II); NO – оксид азота (IV); ИК – лучи – тепловое длинноволновое инфракрасное излучение (длина волны: 760-1300 нм); t↑ - повышение температуры.

Естественный парниковый эффект создает прирост средней температуры Земли на 30 С. Если бы парникового эффекта не было, то средняя температура Земли, составляющая сейчас 15 С, понизилась бы до -15 С. Увеличение содержания «парниковых» газов приводит к возрастанию среднегодовой температуры. Поступление в атмосферу парниковых газов рассматривают как тенденцию, которая может привести к глобальному потеплению климата, что в свою очередь приведет к таянию ледников и затоплению низменностей.

Оксид серы и диоксид азота, выделяющиеся при сгорании топлива приводит к кислотным дождям ( в атмосфере происходит реакция оксидов с парами воды с образованием серной и азотной кислот).

Кислотный дождь — одна из наиболее тяжелых форм загрязнения окружающей среды. Максимальный отрицательный эффект кислотные дожди и газовые выбросы наносят атмосфере, а через нее — флоре и фауне. Этим же путем загрязняются водоемы. Под воздействием кислотных дождей закисляются почвы, что приводит к нарушению ионообменных процессов и буферных свойств почвы. Помимо этого в закисленной почве облегчается переход металлов из почвы в растворенную форму, доступную для растений, таким образом растения могут с почвенными растворами получать токсичные для них и большинства живых организмов металлы — цинк, железо, марганец, алюминий. Этим же путем интенсифицируется процесс выделения в почве сероводорода, токсичного для растений и микроорганизмов.

При хранении топлива  загрязнение воздушной среды  происходит при выделении паров  нефтепродуктов в процессе «большого» и «малого» дыхания резервуаров, вентиляции газового пространства, определяемого  герметичностью крыши, неплотностью прилегания к стенкам резервуаров уплотняющих затворов плавающих крыш, испарении нефтепродуктов с поверхности бассейнов очистных сооружений, неправильной установке дыхательной и предохранительной аппаратуры и по другим причинам.

Потери при «малых дыханиях» вызываются температурными колебаниями окружающей среды. При повышении температуры воздуха в дневное время поверхность резервуара нагревается, давление и температура парогазовой смеси, а, следовательно, и испарение нефтепродуктов, особенно легколетучих фракций, увеличивается. Возрастание давления в парогазовом пространстве ведет за собой срабатывание дыхательного клапана и выход паро-воздушной смеси в окружающую среду.

«Большие дыхания» происходят при вытеснении паро-воздушной смеси  в окружающую среду в процессе заполнения нефтепродуктов резервуара, при этом объем газового пространства уменьшается, срабатывает дыхательный клапан. Обратное явление - поступление воздуха в резервуар отмечается при откачке продукта. Объем “большого дыхания” приблизительно соответствует поступившему в резервуар количеству продукта.

Вопрос № 7. Результаты воздействия авиационного шума и электромагнитных волн на здоровье человека

Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты  и самолеты особенно сверхзвуковые. При тех высоких требованиях к точности и надежности управления современным самолетом, которые предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропорта, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. У авиационных специалистов, подвергающихся воздействию высокоинтенсивного шума при подготовке летательных аппаратов к полетам, развитие тугоухости наступает раньше и прогрессирование данной патологии идет быстрее, чем у лиц других шумовых профессий. Средние сроки развития тугоухости у них составляют 7,5-7,8 года. Реакции со стороны вегетативной нервной системы наблюдаются при небольших интенсивностях шума (40-70 дБ) и независимо от его субъективного восприятия человеком. Из вегетативных реакций наиболее выраженной является нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистых оболочек при воздействии шума.

Шум представляет смесь звуков разной интенсивности и частоты. При длительном воздействии наблюдается изменение характеристик функциональных систем человека: развитие шумовой болезни, снижение общей сопротивляемости организме к внешним воздействиям, негативное влияние на память и мышление, раздражительность  и неустойчивое эмоциональное состояние, развитие инфекционных заболеваний, частые головные боли. При работе в условиях шума создаются предпосылки к ошибочным действиям работающих.

На  интенсивность шума и площадь  распространения существенное влияние  оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и  температуры воздуха по высоте, облака и осадки. Повышение уровня звука в летнее время обусловлено увеличением интенсивности полётов, а снижение его в некоторых точках - за счёт экранирующего эффекта плотных зелёных насаждений.

Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи  с эксплуатацией сверхзвуковых  самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы. Эксплуатация самолётов большого тоннажа с мощными турбореактивными и турбовинтовыми двигателями, увеличение интенсивности их полётов, рост парка и расширение сферы применения гражданских вертолётов приводят к значительной “зашумлённости” окрестностей аэропортов и территорий под воздушными трассами. Авиационный шум оказывает существенное влияние на шумовой режим территории в окрестностях аэропортов, который зависит от направления взлётно-посадочных полос и трасс пролётов самолётов, интенсивности полётов в течение суток, сезонов года, от типов самолётов, базирующихся на данном аэродроме, и других факторов. При круглосуточной интенсивной эксплуатации аэропортов уровни звука на жилой территории достигают в дневное время 80 дБА и в ночное время - 78 дБА, максимальные уровни колеблются от 92 до 108 дБА.

В некоторых городах по уровням  создаваемого шума и общей площади зашумлённости территории первое место среди всех источников шума занимает воздушный транспорт. Аэродромы местных воздушных линий расположены, как правило, в черте города, непосредственно среди жилой застройки, что создаёт крайне неблагоприятные акустические условия для населения.

Уровень громкости звука L при его звуковом давлении Р оценивают в логарифмической шкале, в белах (Б), точнее в 10 раз больше – в децибелах (дБ):

L = 10 lg (P / Po) ² = 20 lg (P / Po). Здесь Ро – давление звука на пороге слышимости, Ро = 2 10^-5 Па. Гигиенический предел громкости – шум 70 дБ с частотой 1000 Гц. Оптимальный (комфортный) уровень громкости звука – 30–40 дБ.

Опасное воздействие на работающих могут  оказывать электромагнитные поля радиочастот (60 кГц-300 ГГц) и электрические поля промышленной частоты (50 Гц). Источником электрических полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих электроустановок (линии электропередач, индукторы, конденсаторы термических установок, фидерные линии, генераторы, трансформаторы, электромагниты, соленоиды, импульсные установки полупериодного или конденсаторного типа, литые и металлокерамические магниты).

Все большие контингенты  населения охватываются неблагоприятными воздействиями электромагнитных полей. Особенно сильные изменения в электромагнитной среде человека, получившие название микроволнового смога, связаны с мощными источниками радиоизлучений сверхвысокочастотного диапазона - радиолокационными и радиорелейными станциями. Кратковременное воздействие на живые организмы ЭМП радиочастотного диапазона связано в основном с их тепловым и аритмическим эффектом. Тепловой эффект возникает вследствие поглощения энергии ЭМП. В случае превышения теплового порога (при ППЭ > 10 мВт/см²) организм не справляется с отводом избыточной теплоты, и температура тела повышается. Термический эффект имеет место  при следующих интенсивностях поля: средние волны – 800В/м, короткие – 2250 В/м, ультракороткие – 150 В/м. Хроническое действие ЭМП небольшой интенсивности (ППЭ <1 мВт/см²), не дающее явного теплового эффекта, приводит к различным нервным и сердечно-сосудистым расстройствам (головная боль, быстрая утомляемость, ухудшение самочувствия, изменение пульса и кровяного давления). На ранних стадиях нарушения здоровья носят, как правило, обратимый характер. Длительное воздействие высоковольтного электромагнитного поля промышленной частоты (50 Гц) и полей радиочастот (106–1012 Гц) на организм человека вызывает серьезные хронические заболевания с поражениями нервной, сердечно-сосудистой и кроветворной систем. Признаки этого нарушения: головная боль, головокружение, потемнение в глазах, боли в области сердца, увеличение давления крови, частоты пульса, повышение утомляемости, сонливость, снижение и потеря памяти, появление чувства тревоги, страха. Возможны раковые заболевания и другие симптомы.

Радиочастоты подразделяют на три диапазона: высокие частоты (ВЧ) – от 0,06 до 30 МГц, ультравысокие (УВЧ) – от 30 до 300 МГц, сверхвысокие (СВЧ) – от 0,3 до 30 ГГц. Согласно ГОСТ 12.1.006-84 допустимая в течение рабочего дня напряженность электрического поля уменьшается с 50 В/м для частот 0,06-3 МГц до 5 В/м – для частот 50-300 МГц. Для территорий жилой застройки установлены следующие предельно допустимые значения электромагнитной энергии: длинные радиоволны (0,03–0,3 МГц) – 20 Вт/м; средние волны (0,3–3 МГц) – 10 Вт/м; короткие волны (3–30 МГц) – 4 Вт/м; УВЧ – 2 Вт/м; СВЧ – 5 мкВт/см .

Вопрос № 8. Основные правовые природоохранные документы Российской Федерации

Нормативно-правовые акты в области охраны окружающей среды  и рационального использования  природных ресурсов составляют систему  экологического права. Экологическое право – это отрасль права, которая регулируется общественными отношения в сфере взаимодействия общества и права. Экологическое право является важнейшим инструментом, используемым государством в интересах сохранения и рационального использования окружающей природной среды. Источниками экологического права являются следующие нормативно – правовые акты: Конституция; законы и кодекс в области охраны природы; указы и распоряжения Президента по вопросам экологии и природопользования; правительственные и природоохранные акты; нормативные акты министерства и ведомства; нормативные решения органов местного самоуправления.

В первом уровне раскрываются Конституционные основы охраны окружающей природной среды, они закреплены в Конституции Российской Федерации, принятой 12 декабря 1993 года. Конституция провозглашает право граждан на землю и другие природные ресурсы, закрепляет право каждого человека на благоприятную окружающую среду и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью.

Законы и кодексы  в области охраны окружающей природной  среды составляют природоресурсную правовую основу и относятся ко второй части нормативно – правовых актов. В их число входят законы о земле, недрах, охране атмосферного воздуха, об охране и использование животного мира и другие. Систему экологического законодательства возглавляет Федеральный закон « Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 г. №7-Ф3.

Земельный кодекс РФ (N 136-ФЗ 2001 год) регламентирует охрану земель и защиты окружающей природной среды от возможного вредного воздействия при использовании земли.

Водный кодекс Российской Федерации (N 74-ФЗ 2006 год) регулирует правовые отношения в области рационального использования и охраны водных объектов, устанавливает ответственность за нарушение водного законодательства.

Правовые основы охраны атмосферного воздуха отражены в Законе РФ «Об охране окружающей среды» (2002 год), а также в Законе «Об охране атмосферного воздуха» (1982 год).

Закон Российской Федерации  «О радиационной безопасности населения» (1995) провозглашает принцип приоритете здоровья человека и окружающей природной среды при использовании объектов ионизирующего излучения.

Закон Российской Федерации  «О недрах» (№ 2395-1 1992 год) устанавливает правовые отношения при изучении, использовании и охране недр.