Ochrona środowiska w transporcie kolejowym 3

Transkrypt

1 Małgorzata Urbanek 1, Dorota Błaszkiewicz 2 Politechnika Krakowska Ochrona środowiska w transporcie kolejowym 3 Wprowadzenie Ochrona środowiska w Polsce wymaga znaczących nakładów finansowych, mimo ciągłej poprawy stan środowiska oraz ilość zanieczyszczeń wprowadzanych do środowiska to nadal liczby odbiegające od średnich wartości w krajach Unii Europejskiej. Ponieważ ochrona środowiska jest jednym z wymagań zasadniczych narzuconych przez prawo wspólnotowe dla zapewnienia interoperacyjności. Najważniejszymi aspektami w zakresie ochrony środowiska podejmowanymi przez kolej są emisje: hałasu, spalin z silników spalinowych, redukcja zapotrzebowania na energię oraz odpowiednie zagospodarowanie i recykling odpadów.[1] Współcześnie najważniejszymi aspektami ochrony środowiska podejmowanymi przez kolej są emisje hałasu, spalin z silników spalinowych, ponadto redukcja zapotrzebowania na energię. Transport kolejowy generuje niższe (niż w przypadku innych środków transportu) koszty zewnętrzne, związane z wypadkami, zanieczyszczeniem środowiska, hałasem, przekształceniami krajobrazu, itp. i tworzy tylko 1, 6% ogólnych kosztów zewnętrznych spośród wszystkich rodzajów transportu. [2]Emisja zanieczyszczeń emitowanych przez środki transportu kolejowego do środowiska naturalnego to tylko 20% zanieczyszczeń, za które jest odpowiedzialny cały transport drogowy w Polsce. Zadania, jakie stoją przed Europą, a zatem i za Polską, w ciągu najbliższych 30 lat, kładą większy nacisk na bezpieczeństwo energetyczne i niezależność sieci transportowej. Biała Księga, zawierająca wizję polityki transportowej w Europie do 2050 roku, jest dokumentem, w którym (podobnie jak w publikacji z 2008 roku zatytułowanej Zrównoważona przyszłość dla transportu) podkreśla się dążenie do rezygnacji z ropopochodnych źródeł energii, będących głównym powodem zanieczyszczenia powietrza.[3] Idea rozwoju zrównoważonego opiera się na trwałym rozwoju świata dzięki integracji środowiska przyrodniczego z działalnością społeczną i gospodarczą człowieka. Postęp nie może ograniczać możliwości rozwoju przyszłych pokoleń, co zmusza do oszczędnego gospodarowania zasobami naturalnymi (surowcami, wodą, powietrzem, zasobami roślinnymi) i zużywania ich tylko w takim stopniu, w jakim jest możliwa ich odnowa lub substytucja[4]. Próbę sprecyzowania wytycznych, które byłyby pomocne w skutecznym wdrożeniu zasady zrównoważonego rozwoju podjęto w ramach prac OECD(Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju). Zawarta w opracowanym przez OECD studium Enviromentally Sustainable Transport z 2000r, definicja transportu zrównoważonego ze środowiskiem, opisuje taki transport, który nie zagraża ludzkiemu zdrowiu lub ekosystemom i zaspokaja potrzeby związane z przemieszczaniem osób i towarów zgodnie z następującymi zasadami: wykorzystywanie odnawialnych zasobów poniżej ich możliwości regeneracji, wykorzystywanie nieodnawialnych zasobów poniżej możliwości rozwoju ich odnawialnych substytutów [5]. Zrównoważony transport powinien ograniczać emisję i odpady, zużywać odnawialne zasoby w ilościach możliwych do ich odtworzenia przez odnawialne substytuty oraz najważniejsze nie zagrażać ludziom i środowisku Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Wydział Inżynierii Lądowej, Instytut Inżynierii Drogowej i Kolejowej, Katedra Infrastruktury Transportu szynowego i Lotniczego, Tel: , malgorzataurbanek@gmail.com Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Wydział Inżynierii Lądowej, Instytut Inżynierii Drogowej i Kolejowej, Katedra Infrastruktury Transportu szynowego i Lotniczego, Tel: , dorotablaszkiewicz@gmail.com. Artykuł recenzowany. 1355

2 Ochrona środowiska Ochrona środowiska w transporcie kolejowym obejmuje dwa główne kierunki, inwestycyjny i eksploatacyjny. Zgodnie z ustawą Prawo Ochrony Środowiska [6] oraz Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010r.[7] budowa i modernizacja linii kolejowych zaliczona jest do inwestycji znacząco oddziałujących na środowisko. Dla takich inwestycji wymagane jest przeprowadzenia tzw. postępowania w sprawie oceny oddziaływania przedsięwzięcia na środowisko. Postępowanie takie wymaga określenia, analizy i oceny bezpośredniego oraz pośredniego wpływu danego przedsięwzięcia na środowisko oraz zdrowie, a także warunki życia ludzi, dobra materialne, zabytki, wzajemne oddziaływanie między ww. czynnikami, dostępność do złóż kopalin; możliwości oraz sposoby zapobiegania i ograniczania negatywnego oddziaływania na środowisko oraz wymagany zakres monitoringu. Wszystkie wymagania zawarte są w standardowych wymaganiach dla dokumentacji środowiskowej przyjętych uchwałą zarządu PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. 3 października 2013 r., aktualizowane w grudniu 2014 r. W zakresie działalności eksploatacyjnej transportu kolejowego występuję ochrona gruntów, wód, powietrza, zwierząt oraz oddziaływanie hałasu i drgań. Ponieważ ochrona środowiska jest jednym z wymagań zasadniczych narzuconych przez prawo wspólnotowe dla zapewnienia interoperacyjności, więc stosowne wymagania w odniesieniu do podsystemów strukturalnych i podsystemów eksploatacyjnych zdefiniowano w Technicznych Specyfikacjach Interoperacyjności. Niezależnie od tych wymagań, zastosowanie do transportu kolejowego mają także akty prawne dotyczące bezpośrednio ochrony środowiska, w szczególności: Dyrektywa odnosząca się do oceny i zarządzania poziomem hałasu w środowisku, Dyrektywa w sprawie ochrony dzikiego ptactwa, Dyrektywa w sprawie ochrony siedlisk przyrodniczych oraz dzikiej fauny i flory Dyrektywa w sprawie zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do środków dotyczących ograniczenia emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych z silników spalinowych montowanych w maszynach samojezdnych nieporuszających się po drogach. Do zanieczyszczenia gruntu na terenach użytkowanych przez PKP PLK S.A. dochodzi najczęściej w wyniku [8]: zużycia szyn i hamulców (żelazo), wycieków z maszyn i agregatów pociągu (oleje smarne), przenikania impregnatów z podkładów do gruntu (policyklicznych związków aromatycznych węglowodorów), przenikanie z popiołu węglowego (używanego do ścieżek żwirowych), herbicydów, magazynowania i przewożenia paliw, bakterii Coli z toalet dyspersyjnych, wypadków. Dla powietrza dużym zagrożeniem jest emisja spalin (NOx, CO, HC, PM) przez silniki spalinowe pojazdów szynowych. Generalnie w Europie obowiązują dwa główne przepisy, regulujące wymagania dla silników spalinowych pojazdów trakcyjnych w zakresie dopuszczalnych składników toksycznych zawartych w spalinach emitowanych do atmosfery. Są to wymagania ujęte w raporcie ERRI (dawniej ORE) [9] oraz w kartach UIC [10,11], niemających jednak umocowania prawnego w świetle prawa międzynarodowego, a są tylko zobowiązaniami dla wszystkich kolei skupionych w UIC (Międzynarodowym Związku Kolejowym)[12] W wyniku dyrektyw unijnych niedofiansowawy przez wiele lat tabor kolejowy wymagał modernizacji, aby sprostać unijnym wymaganiom. Nowe pojazdy były zbyt drogie stąd postanowiono 1356

3 zmodernizować już posiadane. Znajdujące się w zasobach największego przewoźnika towarowego PKP CARGO lokomotywy Newag 15D/16D(Rys.1) oraz PESA SU46 (Rys.2) przeszły modernizację i zostały dostosowanie do unijnym wymagań emisji spalin. Rys. 1. Newag 15D/16D na targach TRACO Źródło: Wikipedia. Lokomotywa spalinowa produkowana przez Newag Nowy Sącz, normalnotorowa (typ 15Dseria ST48) lub szerokotorowa (typ 16D), jest zmodyfikowaną wersją lokomotywy SM48, z której pozostawiono jedynie ostoję, wózki jezdne, zbiorniki paliwa i silniki trakcyjne ED118A. W ramach modernizacji zastosowano nowoczesny agregat prądotwórczy składający się z wysokoprężnego silnika spalinowego spełniającego normy emisji spalin UIC IIIA o mocy 1550kW, posadowiony na jednej ramie z zespołem prądnic synchronicznych. Zabudowano nowoczesne podzespoły pomocnicze podnoszące znacząco niezawodność lokomotywy w tym napędy urządzeń pomocniczych w postaci silników asynchronicznych oraz hydrostatyczny napęd wentylatora układu chłodzenia.[13] PESA ST46 (typ 303Da) to normalnotorowa lokomotywa towarowa zmodernizowana przez zakłady Pesa w Bydgoszczy dla spółki PKP Cargo. Powstała w wyniku modernizacji serii SU46, która polegała na wymianie silnika W2112SSF na MTU. Zastosowano również system kontroli jazdy Lokel- Intelo, który komunikuje się z maszynistą przy pomocy dotykowego wyświetlacza. Podczas modernizacji zastosowano czterosuwowy 12-cylindrowy silnik wysokoprężny MTU 4000 o mocy znamionowej 1500 kw, produkowany przez MTU Friedrichshafen. Pomimo mniejszej pojemności skokowej silnika i znacznie mniejszej masy, jego moc została obniżona do identycznej jak w silniku 2112SSF. Minimalne zmniejszenie mocy z 1500 kw na 1300 kw wiąże się z pozostawieniem oryginalnych silników trakcyjnych nieprzystosowanych do większej mocy agregatu, a obecne masy pociągów ciągniętych przez te lokomotywy nie wymagają silniejszych pojazdów (większe na trasach niezelektryfikowanych są ciągnięte przez ST43 lub ST44). Zredukowanie mocy miało też na celu, podobnie jak obniżenie masy własnej pojazdu, zmniejszenie zużycia paliwa. Po modernizacji lokomotywa spełnia normy emisji dla spalin [14]. Rys. 2. Lokomotywa PESA ST46-01 Źródło: Wikipedia. Nie tylko przewoźnicy towarowi korzystają z lokomotyw spalinowych, największy przewoźnik pasażerski PKP Intercity zamówiło 14 lokomotyw spalinowych PESA Gama 111Ed Marathon( Rys. 3). Lokomotywy GAMA to najnowocześniejszy produkt w klasie jednostek spalinowych. Wyposażone 1357

4 zostały m.in. w silniki III B o mocy 2400 kw. Mogą prowadzić składy pasażerskie z prędkością 140 km/h. Pojazdy spełniają normy środowiskowe i bezpieczeństwa oraz wymagania wyszczególnione w specyfikacjach TSI (Techniczne Specyfikacje Interoperacyjności dla kolei). Rys. 3. Lokomotywa PESA Gamma Źródło: materiały prasowe Intercity. W temacie ochrony środowiska od dróg kolejowych coraz większą uwagę skupia ochrona zwierząt, zwłaszcza w zakresie modernizacji linii dużych prędkości. Występują dwa główne rodzaje metod ochrony zwierząt: Pasywne o Ogrodzenia o Przejścia dla zwierząt Aktywne o odpłaszacze odblaskowe o odpłaszacze akustyczne: moduł akustyczny urządzenia UOZ-1 Na uwagę zasługą dwie najciekawsze metody aktywne. Metoda odblaskowa tzw. wilcze oczy. Urządzenia(rys.4) odbijają światła reflektorów lokomotywy w stronę pobocza, tworzą ruchomy płot świetlny oraz działają od zmierzchu do świtu, ale brak jest danych o skuteczności w ruchu kolejowym. Rys. 4. Wilcze oczy Źródło: opracowanie własne. Urządzenia akustyczne (Acoustic Wildlife Warning) inaczej zwane modułami akustycznymi, stanowią dodatek do elementów odblaskowych. Dźwięk, który się z nich wydobywa jest modulowany o częstotliwości około 4 khz (2-5 khz), czas jego emisji: około 1,5 sekundy. Urządzenia te działają od zmierzchu do świtu i są uruchamiane po oświetleniu reflektorami lokomotywy (w odległości max. 100 m). Również jak w przypadku odblasków brak jest danych o ich skuteczności w ruchu kolejowym. Innym ciekawym rozwiązaniem jest urządzenie UOZ-.1, metoda przeznaczona wyłącznie dla ochrony linii 1358

5 kolejowych. Bazuje ona na sygnałach naturalnych, wykorzystując mechanizmy instynktu samozachowawczego, działa przez całą dobę. [15] Ochrona środowiska przed hałasem i drganiami polega na zapobieganiu ich powstaniu lub przenikaniu do środowiska. Problem hałasu emitowanego przez kolej jest bardzo złożony, gdyż składa się na niego wiele czynników, takich jak [16]: ukształtowanie terenu i występowanie roślinności, odległość obiektów narażonych na hałas od torów, stan techniczny torów i rozjazdów, stan techniczny taboru kolejowego, częstotliwość przejazdów. Postępowanie w zakresie ochrony przed hałasem kolejowym możemy podzielić na działania w trzech strefach [17]: Strefa I metody ograniczania hałasu kolejowego w miejscu jego generowania, czyli działania u źródła (działania zarządzającego linią oraz użytkowników linii): związane z pojazdem (konstrukcja pojazdu, stan taboru kolejowego, itp.), związane z linią kolejową (konstrukcja torowiska, stan techniczny torowiska, rozwiązanie sytuacyjne i wysokościowe względem obiektów i obszarów chronionych), związane z organizacją ruchu (sterowanie ruchem, ograniczenia czasowe, koncentracja ruchu na określonych połączeniach, ograniczenie prędkości pociągów, ograniczenie sygnałów dźwiękowych). Strefa II metody ograniczania hałasu kolejowego na drodze propagacji od źródła do odbiornika polegają głównie na stosowaniu zabezpieczeń akustycznych, czyli działania zarządzającego linią: ekrany akustyczne, wały ziemne, kombinacje wału ziemnego i ekranu akustycznego, pasy zieleni. Strefa III działania na infrastrukturze zabudowań w pobliżu linii kolejowych, działania organizacyjne, czyli działania organów samorządowych: zmiana funkcji budynków, stosowanie specjalnej izolacji akustycznej ścian budynków, ekrany akustyczne na elewacji, projektowanie budynków z pomieszczeniami o mniejszych wymaganiach, co do komfortu akustycznego od strony źródła hałasu, kształtowanie krajobrazu przez plan zagospodarowania przestrzennego. Wnioski Intensywny rozwój infrastruktury kolejowej wiąże się z ponoszeniem kosztów środowiskowych. Rozbudowa i modernizacja oraz przebudowa istniejącej infrastruktury kolejowej musi uwzględniać zasady zrównoważonego rozwoju jak i racjonalne wykorzystanie zasobów ludzkich i przyrodniczych. Szczególnie uwzględnić należy eliminowanie drgań, hałasu i emisji spalin poprzez zastosowanie najnowszych rozwiązań technicznych. Ważne jest eliminowanie negatywnego wpływu transportu na spadek różnorodności biologicznej, fragmentację ekosystemów, należy uwzględniać programy ochrony środowiska tj. Natura 2000 oraz uwzględnić istniejące korytarze ekologiczne. Unia Europejska poprzez dyrektywy i programy chroniące środowisko korzystnie wpływa na stan środowiska naturalnego w Polsce. Zwiększa się świadomość użytkowników oraz wpływa na modernizacje taboru, który poprzez emisje spalin negatywnie oddziaływał na środowisko. Taka polityka pro ekologiczna wpływa również na uwzględnienie w procesie projektowania ważnych aspektów przyrodniczych, między innymi oddziaływanie na zwierzęta, chroniąc je jak i ich siedliska. 1359

6 Streszczenie W artykule przedstawiono oddziaływanie transportu kolejowego na środowisko. Autorzy zaprezentowali sposoby ochrony środowiska przed negatywnym wpływem transportu kolejowego. Słowa kluczowe: transport kolejowy, hałas, ochrona środowiska Abstract The paper summarize the influence of rail transport on environment. Authors present ways to protect the environment from the negative impact of rail transport. Key words: rail transport, noise, environment protection. LITERATURA / BIBLIOGRAPHY [1]. [2]. Seinferd K, Transport i środowisko, Rheinbach 2002 [3]. [4]. Mężyk A, Transport kolejowy a strategia zrównoważonego rozwoju, Zeszyty Naukowe CNTK, nr 142/2006. [5]. Raport EST! Wytyczne transportu zrównowa żonego ekologicznie. Materiały konferencji EST, Wiedeń, październik 2000, druk OECD, Paryż/Wiedeń, marzec 2001 [6]. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska. [7]. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010 r. w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko [8]. Lambregts A., Skażenie gruntu: raczej zapobieganie niż usuwanie skutków, Materiały II Konferencji UIC Koordynatorów ds. Ochrony Środowiska Paryż, [9]. Raport ORE B13 Rp. 22. Dopuszczenie do eksploatacji oraz utrzymywanie silników spalinowych. Graniczne wartości emisji składników toksycznych spalin silników spalinowych. Utrecht, kwiecień 1978 r. [10]. Karta UIC 624. Badanie emisji gazów wydechowych silników spalinowych trakcyjnych. Wyd. 2 z kwietnia 2003 [11]. Karta UIC Badania homologacyjne silników spalinowych pojazdów napędowych. Wyd. 3 z kwietnia [12]. Raczyński J.: Ograniczanie emisji spalin z silników kolejowych w prawie unijnym. Technika Transportu Szynowego 7-8/2004. [13]. [14]. [15]. Stolarski M., Żyłkowska J, NEEL Sp. z o.o. Aktywne metody ochrony zwierz ąt na magistralnych liniach kolejowych PKP, metody monitoringu działania urządzeń [16]. [17]. Wpływ hałasu kolejowego na klimat akustyczny miasta Krakowa, Materiały II Konferencji Transport kolejowy i ochrona środowiska, Kielce Cedzyna, 8 10 maja