Въздействието на водния транспорт върху околната среда - Урбоекология и техноекология
Замърсяването на околната среда от водния транспорт става по два канала: първо, морските и речните кораби замърсяват биосферата с отпадъци от експлоатационни дейности и второ, чрез емисии в случай на аварии на кораби с токсични товари, главно нефт и нефтопродукти.
При нормални работни условия основните източници на замърсяване са корабните двигатели, предимно главната електроцентрала, както и водата, използвана за измиване на товарните танкове и баластната вода, източена зад борда от товарните танкове.
Корабните електроцентрали първо замърсяват атмосферата с изгорели газове, откъдето токсичните вещества частично или почти изцяло навлизат във водите на моретата, реките и океаните. Сега по-голямата част от корабите на вътрешния (и световния) флот са оборудвани с дизелови двигатели. Малък дял заемат корабите с паротурбинна инсталация, чийто брой през последните години намалява (поради по-ниската ефективност в сравнение с дизеловите двигатели). Засега има само няколко газотурбинни агрегата.
Речните и морските кораби се движат на дълги разстояния със зададена скорост, при която двигателите работят оптимално за дълго време, поради което отработените газове съдържат минимум токсични вещества.
Нефтът и нефтопродуктите са основните замърсители на водния басейн при работата на водния транспорт. Отрицателното въздействие на водния транспорт върху хидросферата се дължи на факта, че на танкерите, превозващи нефт и неговите производни, преди всяко следващо натоварване, като правило, те измиват контейнерите (цистерните), за да отстранят остатъците от преди това транспортирания товар. Промивните води, а с тях и остатъците от товара, обикновено се изхвърлят зад борда. Освен това, след доставката на петролни товари до пристанищататанкерите за местоназначение, като правило, се изпращат до новата точка на товарене без товар. В този случай, за да се осигури правилно газене и безопасно плаване, нефтените резервоари на кораба се пълнят с баластна вода. Тази вода е замърсена с петролни остатъци. Ето защо усилията на учените и дизайнерите са насочени към създаване на ефективни средства за почистване на измиване и баластни води. Уместността на работата се потвърждава от бързото развитие на танкерния флот, което се дължи на нарастването на потреблението и транспортирането на петрол. От общия товарооборот на световния морски флот около 49% (1984 г.) представляват нефт и нефтопродукти (през 1977 г. - 65,5%).
Тъй като превозът на петролни товари и насипният тонаж се увеличиха, все повече и повече петрол започна да навлиза в океана в резултат на аварии. Началото на 21 век е белязана от няколко големи екологични катастрофи, настъпили въпреки мерките, взети за осигуряване на безопасно корабоплаване, особено за танкери.
Трябва да се отбележи, че в екваториалната зона петролът се разлага по-бързо в северните ширини, а през последните години повече петрол навлиза във водите на Арктика. Според океанолозите петролът и другите въглеводороди идват от морето и океаните: от кораби, разположени в морето - 28%, от реки - 28%, от брега - 16%, от кораби, разположени в пристанища - 14%, от атмосферата - 10%, по други начини - 4%.
По този начин един от основните източници на замърсяване на моретата и океаните са корабите, които представляват повече от половината от директното изхвърляне на въглеводороди.
Двигателите от различен тип на корабите замърсяват атмосферата и хидросферата, докато обемите на замърсяване на земята и водата са статистически свързани. Намаляването на замърсяването на континентите има незабавен ефект върху намаляването на замърсяването в реките, езерата, моретата и океаните. Въпреки това, степента на щетите, причинени на въздуха ивъв водната среда могат да бъдат различни и въпросът за оценката на екологичните и икономическите последици все още не може да се счита за разрешен. Смята се, че замърсяването на Световния океан намалява продуктивността му с 20-25%. Със същото количество намалява и реколтата от земеделска земя в континенталните райони.
Използвайки данни за дейността на морския транспорт, е възможно да се оцени количеството вредни емисии и вредите от това за околната среда. Водният транспорт транспортира голямо количество петролни товари, което увеличава ефекта от замърсяване на водната среда поради високата летливост на въглеводородите. В същото време танкерите представляват повече от 50% от замърсяването на морето с нефт и нефтопродукти от морския транспорт.
Газовете CO, CO2, CH са по-тежки от въздуха и се натрупват на повърхността на водната среда. Емисиите на CO и газообразни въглеводороди от морски термични двигатели участват в окислителни реакции и накрая се превръщат в CO2, чието присъствие в атмосферата предизвиква парников ефект. В първото приближение екологичните щети за водната среда могат да бъдат изчислени като сума от загубите от серен анхидрид, азотни оксиди, сажди и емисии на неизгоряло гориво от корабни двигатели, както и изпарението на нефтени товари от транспортния флот.
Извършени са изчисления на екологичните щети на околната среда от работата на SPP от определени типове, които показват значително предимство на GTP пред DPP с нискооборотен двигател. Така екологичните и икономическите щети от първите са приблизително 5% от вредите от вторите. Допълнителна вреда за околната среда от емисиите на окисляващ азот, въглероден диоксид, въглероден оксид и газообразни въглеводороди от SPP е свързана с участието им в създаването на парниковия ефект. Въпреки това, количествената страна на този въпрос все още е недостатъчно проучена. В допълнение, азотните оксиди разрушават озона и стратосферата, което води до редица негативиприроден феномен. Необходимо е да се вземе предвид вредата за водната среда от тежки метали и окислители, включително желязо, както и от шума и вибрациите на топлинните двигатели.
По време на работа на дизелови двигатели и газови турбини при частични натоварвания (50-60% от номиналното) в отработените газове има ниска концентрация на окислителен азот и серен диоксид, сажди, бензапирен, които заедно причиняват значително увреждане на околната среда, отколкото всеки компонент поотделно.
Силно токсичен окислителен азот, серен диоксид, сажди, чиято концентрация е висока при високи натоварвания и постепенно намалява при средни натоварвания. При средни натоварвания значително намаляват концентрациите на сажди, SO2, NOx и нарастват CO и CH. Най-голямото отделяне на сажди се наблюдава при повишени натоварвания. Въпреки това, токсичността на CO и CH е ниска.
От гореизложеното следва, че основна роля в замърсяването на морето по време на морския транспорт играят емисиите от топлинни двигатели, така че въпросът за замяна на високосерно гориво с високосерно гориво с нови, по-чисти и по-икономични електроцентрали е логичен. Също така е оправдано от екологична гледна точка корабите да се прехвърлят от MOD към SOD, тъй като обемът на емисиите на вредни вещества при последните е по-малък.
Важна роля може да играе преходът на крайбрежните кораби и пристанищния флот към природен газ и използването на водород от хидридни батерии към течно гориво. За тази цел е необходимо да се извършат комплекс от мерки, включително обезвреждане на парите от течните остатъци от танкерните петролни товари, за да се осигури икономична работа. Утилизацията на изпаренията на нефтените товари е една от ефективните мерки за опазване на околната среда. В момента се разработват такива проекти. В тази връзка можем да посочим оборудването на офшорни сондажни платформи Газови турбини генератори. Последният трябва да се използва като част от мобилния телефонелектроцентрали, изследователски станции, работещи в ледовете на Арктика и Антарктика, чиито екосистеми лесно се разливат.
Екологичната ситуация в света непрекъснато се влошава и това ни принуждава да преоценим насоките и перспективите за развитие на SEU,
енергийни схеми, използвани в корабните инсталации и режимите на тяхната работа. Отношението към използването на тежки горива с високо съдържание на сяра в производството на морска енергия може да се промени поради факта, че количеството серни оксиди в отработените газове е право пропорционално на съдържанието на сяра в горивото. Трябва да се очаква още през следващите години да се дава приоритет на такива инсталации, при които поради високата енергийна ефективност вредното въздействие върху околната среда ще бъде минимално.