КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ МОБИЛЬНОГО АГРЕГАТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.

Приступая к комплексной оценке воздействия мобильных агрегатов (МА) на окружающую среду (ОС), необходимо отметить особо, что комплексной оценка будет, во-первых, только при рассматривании всего жизненного цикла (ЖЦ) МА, а во-вторых, при использовании функционального и системного подходов к исследуемому объекту.

ЖЦ МА принято выражать в последовательности хронологических этапов: создания (добыча и переработка сырья, производство конструкционных, эксплуатационных материалов, транспортировка, хранение), производства (изготовление объектов), использования, восстановления работоспособности и утилизации техники [2]. Показательно, что кроме последовательных связей между этапами существуют и другие связи, многие из которых непосредственно затрагивают вопросы охраны окружающей среды (см. Рис.1). Например, на этапе утилизации необходимо решать важную проблему повторного использования материалов, что возвращает нас на этапы производства материалов, изготовления и техобслуживания МА.

Функциональный подход, использование которого обусловлено функциональной природой всех изучаемых явлений, позволяет описывать все потоки и процессы, происходящие в технической системе. ГОСТ [1] говорит о том, что решение не учитывать какую-либо стадию жизненного цикла, процессы или потоки в технической системе, должно быть четко сформулировано и обосновано.

Мы будем рассматривать воздействие МА на ОС и здоровье человека только на этапе эксплуатации технической системы. Это решение обусловлено тем, что остальные этапы касаются агроэкологии лишь косвенно. Например, всё, что относится к оценке стадии производства МА, является предметом экологии машиностроения. Но это решение нельзя назвать полностью оправданным, поэтому при проектировании новых МА или при модернизации существующих необходимо помнить о том, что улучшение экологических показателей на этапе эксплуатации может негативно повлиять на экологические показатели на других этапах. Так, например, рекомендуя использование нейтрализаторов для очистки выхлопных газов, нельзя забывать, что катализатором в них является платина, добыча и переработка которой не только дорогостояща, но и наносит большой ущерб ОС.

На этапе эксплуатации выделяют следующие воздействия МА на ОС и здоровье человека:

1. Загрязнение атмосферы, грунтовых вод и растений токсичными продуктами сгорания топлива. Согласно данным [2] выброс в атмосферу токсичных продуктов сгорания дизельных двигателей тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин достигает 5 тыс. тонн в год.

Серьезный вред загрязняющие вещества наносят растительности. Так, они могут вызывать у растений видимые острые и хронические (некроз тканей), и невидимые заболевания. При наличии последних у растений накапливаются токсины, которые небезопасны при употреблении в пищу. Растения обладают гораздо большей чувствительностью, чем человек, к оксидам серы (в 25 раз), азота (в 4 раза), и практически не чувствительны к оксидам углерода. Многие из вредных примесей выхлопных газов, попадая в почву, атмосферу, образуют соединения, обладающие канцерогенными свойствами.

2. Энергетические загрязнения. Шум и вибрации не только наносят серьёзный вред здоровью оператора МА, но и приводят к существенному снижению производительности труда. Основным источником шума и вибраций МА является двигатель, но интенсивность энергетического излучения зависит от многих факторов: от режима работы двигателя и скорости движения мобильного агрегата; от мощности двигателя и частоты вращения его коленчатого вала; от особенностей микрорельефа поля; от габаритных размеров МА, от конструкции его силовой передачи и ходовой части; от мастерства вождения оператора; от излучения акустической энергии панелями кузова, обшивки МА.

3. Разрушение структуры (распыление) верхнего слоя почвы, уплотнение почвы. Серьезный вред почве наносит повышенное буксование движителей. Так, рост буксования приводит к нестабильным условиям, резкому снижению удельной тяговой силы (отношения тяговой силы к вертикальной нагрузке на колесо), разрушению структуры и распылению верхнего слоя почвы.

Уровень воздействия на почву движителей у большинства МА значительно (в 2-3 раза) превышает допустимый, при этом нередко физические характеристики почв (определяющие их продуктивность) не восстанавливаются на протяжении нескольких лет. Глубина уплотненного слоя почвы достигает 0,4-0,6 метра. Ежегодные потери урожая по этой причине только зерновых культур достигают по стране 10-15 млн. т. К тому же, увеличение плотности и твердости почв под воздействием движителей определяет соответствующий рост их связности и сопротивления резанию, а также возрастание непроизводительных энергозатрат на оборот пласта почвы и перемещение самого МА.

4. Загрязнение почвы, грунтовых вод и растений избыточными внесением средств химизации. Актуальную проблему представляет неравномерность внесения средств химизации в почву, что обуславливает необходимость согласования скорости МА и расхода средств химизации.

5. Последствия аварийных ситуаций, отказов, поломок МА (ненормальный режим работы). Последствиями аварийных ситуаций, отказов и поломок МА являются загрязнение почвы, грунтовых вод и растений маслами и топливом и попадание в почву обломков металла, пластмасс, резины, асбестовой крошки. Причиной аварийных ситуаций часто является низкая надежность отдельных узлов сельскохозяйственной техники. Так, неполадки гидравлических и топливных систем приводят к потере смазочных масел, рабочих жидкостей и топлив. Из-за аварийных и эксплуатационно-технологических разливов топлива и масел ежегодно загрязняется около 2 тыс. га пашни и теряется свыше 3 млн. тонн с.-х. продукции.

Анализируя воздействие МА на ОС, мы видим, что, например, от скорости движения МА зависят все виды воздействия на ОС. Это обуславливает необходимость разработки и модернизации систем управления скоростью МА. Перспективность данного направления становится очевидной только при комплексной оценке воздействия МА на ОС, а значит, необходимо внедрять такие методы проектирования сельскохозяйственных машин, которые позволяют исследовать их воздействие на ОС комплексно.

Литература:

1. ГОСТ Р ИСО 14041-2000. Государственный стандарт Российской Федерации "Управление окружающей средой. Оценка жизненного цикла. Определение цели, области исследования и инвентаризационный анализ", ИПК Издательство стандартов, 2000.

2. Кcеневич И.Л. Внедорожные тягово-транспортные системы: Проблемы защиты окружающей среды/ Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1996, №6.

3. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов / М.: Высш.шк., 2003.