В учебном пособии систематизированы и обобщены накопленные за последние годы опытные и расчетные сведения, связанные с экологическими проблемами, возникающими в авиации. В работе подробно рассмотрены вопросы эмиссии вредных веществ авиационными двигателями, физико-химического воздействия авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду, их потенциальной токсичности, а также нормирование выбросов сбросов вредных веществ в окружающую среду. Представлены методы контроля загрязнений и способы защиты окружающей среды от негативного воздействия авиационной техники.
авиационно-космическая техника, горюче-смазочные материалы, эмиссия вредных веществ, токсичность, окружающая среда.
В настоящее время авиация играет одну из важнейших ролей в оказании транспортных грузопассажирских услуг. Особенно актуальна она для Российской Федерации в связи с ее огромными расстояниями. Постоянно разрабатывают и совершенствуются новые модели самолетов, строятся новые и реконструируются старые аэропорты, осваиваются новые направления перевозок. В то же время авиационная отрасль является существенным источником негативного воздействия на природную среду и человека, которое необходимо адекватно оценивать. Так, создание и совершенствование различных типов авиационных газотурбинных и воздушно-реактивных двигателей для летательных аппаратов различного назначения, их внедрение в эксплуатацию может вызывать ряд существенных экологических проблем. Авиационная и ракетная техника вносят заметный вклад в так называемые глобальные экологические проблемы: в развитие «парникового» эффекта, разрушение озонового слоя Земли, выпадение кислотных дождей. В результате эксплуатации авиатехники происходит постепенное накопление вредных веществ, в том числе мутагенных и канцерогенных в атмосфере, воде и почве.
Общий объем веществ, выделяющихся непосредственно из двигателей летательных аппаратов, относительно невелик, примерно в 40–50 раз меньше, чем из других источников (транспорт, энергетика, промышленность, сельское хозяйство) [1, 2]. Авиация, по сравнению с автомобильным транспортом, выделяет в 1,5 раза меньше оксидов азота и в 11 раз меньше угарного газа [3, 4]. Относительная доля авиации в суммарном антропогенном загрязнении составляет приблизительно 3,5% [4].
Однако именно авиатранспорт является источником непосредственного воздействия на атмосферу, причем эмиссия вредных веществ происходит в верхней тропосфере и нижней стратосфере, т.е., в слоях атмосферы, особенно чувствительных к различным возмущениям. Существенное локальное загрязнение создается в зоне аэропортов и воздушных магистралей - по трассам полета самолетов [4].
Существуют определенные различия в эмиссии для разных типов авиационных транспортных средств. Связано это, прежде всего, с тем, что полеты дозвуковых самолетов происходят в основном в верхней тропосфере или нижней стратосфере на высотах 9–13 км, а сверхзвуковых – в стратосфере на высотах 15–25 км. Полеты сверхзвуковых самолетов приводят к уменьшению концентрации озона в озоновом слое стратосферы [4, 5]. Основной причиной этого эффекта является наличие в выбросах двигателей этих аппаратов оксидов азота и других активных соединений. Полеты дозвуковых самолетов оказывают влияние на изменение концентрации O3 и NO в тропосфере, плотность облаков в верхней тропосфере, стратосферный аэрозольный слой и стратосферно-тропосферный обмен. Доля воздействия авиации на глобальное потепление оценивается в 3% от общего объема антропогенного воздействия. В настоящее время авиация потребляет 2–3% от общего количества ископаемого топлива, из них 80% расходуется в гражданской авиации [7].
В последние годы наблюдается резкая тенденция снижения вредных выбросов авиационных двигателей. Этот прогресс достигнут благодаря постоянному повышению общей эффективности двигателей и совершенствованию конструкций камер сгорания. Есть данные, что за последние 40 лет потребление авиационного топлива уменьшилось на 70% [7], несмотря на значительное увеличение объема перевозок. К 2050 году предполагается дальнейшее повышение эффективности использования топлива приблизительно на 40–50% [6].
Приведенные выше данные показывают, что проблема, обсуждаемая в рецензируемом учебном пособии [1], в настоящее время чрезвычайно актуальна.
Авторы учебного пособия «Авиационная экология. Воздействие авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду» [1] являются опытными специалистами в областях авиационно-космической техники и технологии и ее воздействия на окружающую среду, в том числе в областях исследования горюче-смазочных материалов (ГСМ), топлив различных видов, теплофизики высоких температур. Структурно учебное пособие состоит из трех проблемно-ориентированных глав, охватывающих как нормирование и методы контроля уровня загрязнений от авиационных ГСМ, так и анализ воздействия авиационной техники на окружающую среду.
Первая глава занимает самый значительный объем и посвящена общему анализу воздействия авиационной техники на окружающую среду. В ней дана общая оценка влияния авиационной техники на биосферу и человека, а также более детально рассмотрены наиболее важные проблемы в системе «авиационная техника – окружающая среда – человек».
Авторы [1] указывают, что при эксплуатации авиационной техники основными источниками воздействия на окружающую среду являются выбросы продуктов сгорания топлив авиационными двигателями, ГСМ и шумовые эффекты.
Спектр эмитируемых из авиационных двигателей веществ достаточно широк и зависит от типа двигателя и используемого топлива. Основными загрязняющими веществами, входящими в состав выхлопных газов авиационных двигателей, являются оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, сажевые частицы и, в очень малых количествах, оксиды серы [8].
По данным [9], аэропорт на 100 рейсов в сутки выбрасывает 8 т оксидов азота, 9,6 т угарного газа, 1,6 т различных углеводородов, а также 0,015 кг бензапирена.
Механизмы образования вредных веществ подробно рассмотрены в работе [10]: например, оксиды азота образуются в зоне горения в результате реакций окисления азота, находящегося в воздухе, а оксиды углерода, углеводороды и сажевые частицы появляются вследствие неполного окисления топлива и его пиролиза.
Особую опасность представляют канцерогенные (и мутагенные) вещества, прежде всего полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые присутствуют в малых концентрациях (несколько мкг/м3) в продуктах сгорания любого нефтяного топлива, в том числе транспортного [11–13]. Химическая стабильность ПАУ позволяет им постепенно накапливаться в среде обитания. Кроме того, ПАУ характеризуются большим «инкубационным» периодом обнаружения медико-биологических последствий [14]. Авиационные газотурбинные двигатели (ГТД) представляют собой достаточно существенный источник антропогенных ПАУ, однако в современных двигателях, оснащенных камерами сгорания с интенсификацией смешения во фронтовом устройстве, в 10–20 раз ниже, чем в двигателях предшествующих поколений [13].
Авиация оказывает на атмосферу комплексное воздействие. Например, увеличение концентрации оксидов азота в стратосфере, обусловленное полетами сверхзвуковой авиации, приводит к уменьшению концентрации озона в озоновом слое и, как следствие, к увеличению интенсивности биологически опасного ультрафиолетового излучения у поверхности земли [6, 15]. Особо стоит отметить, что максимальное снижение концентрации озона наблюдается в коридоре полетов, примерно на 50% [4, 16]. При этом более глубокое проникновение солнечного ультрафиолета в тропосферу может привести к увеличению концентрации озона в приземных слоях атмосферы и, таким образом, изменить ее радиационный баланс и температуру.
Существенное влияние оказывают авиационные выбросы на усугубление парникового эффекта. Известно, что наиболее распространенным веществом, оказывающим воздействие на изменение климата, является углекислый газ, СО2. Из-за своей исключительной устойчивости в атмосфере СО2 полностью перемешивается с воздухом. На данный момент на авиацию приходится 2,4% от общего количества выбросов углекислого газа от всех антропогенных источников. Однако вследствие роста перевозок эта цифра к 2050 г., возможно, превысит 7% [1].
Эмиссия паров воды авиационными двигателями непосредственно приводит к образованию конденсационных следов, которые характерны для высоколетящего самолета на крейсерском режиме. Пары воды в этих следах тоже могут оказывать заметное воздействие на глобальное потепление.
Оксиды азота и диоксиды серы, также выделяющиеся при сжигании авиационного топлива, вносят существенный вклад в образование смога и кислотных дождей [17, 18].
В ходе газофазных окислительных процессов, в которых участвуют в основном летучие органические соединения, олефины и оксиды азота, образуются органические кислоты, главным образом, муравьиная и уксусная, которые также являются предшественниками кислотных дождей.
Кроме того, двигатели выбрасывают тонкодисперсные аэрозоли, в которых содержатся частицы сажи, металлов, пары воды, капли серной кислоты и, возможно, азотной кислоты и несгоревшие углеводороды, которые могут стимулировать в атмосфере химические реакции, поглощать или рассеивать радиацию и изменять свойства облаков. Данные измерений плотности стратосферного аэрозольного слоя свидетельствуют о том, что содержание аэрозолей в стратосфере увеличивается в течение последних 15–20 лет со скоростью 5% в год [19].
Необходимо помнить, что в современных авиационных двигателях коэффициент полноты сгорания топлива составляет более 99%, поэтому в конструкции камер сгорания имеется мало возможностей по дальнейшему уменьшению выбросов угарного газа и углеводородов, дымление двигателей также в настоящее время сведено к минимуму. В связи с этим одной из важнейших задач при создании перспективных двигателей гражданской авиации является снижение уровня выбросов оксидов азота относительно существующих норм в 3 раза [1].
Снижение эмиссии оксидов азота осуществляется, прежде всего, двумя способами:
- Уменьшением времени пребывания топливо-воздушной смеси в зоне высоких температур при диффузионном процессе горения;
- Снижением температуры пламени путем организации процесса горения заранее перемешанной «бедной» и «богатой» топливовоздушной смесью [20].
Основными источниками наземных загрязнений являются авиационно-технические базы, воздушные суда, спецавтотранспорт, авиаремонтные мастерские, объекты управления воздушным движением, склады ГСМ, в том числе авиационно-химические работы, а также загрязнения вследствие авиационно-химических работ. Аэропорт как основная производственная единица отрасли, сосредоточивающая главный комплекс авиатранспортных работ, может рассматриваться как целостный суммарный источник вредных факторов.
Горюче-смазочные материалы оказывают существенное влияние на состояние окружающей среды. Воздействие ГСМ проявляется при прямом контакте с атмосферой, почвой, водами и живыми организмами на этапах его транспортирования, хранения и применения. Такие свойства авиационных ГСМ, как токсичность, канцерогенность, пожаро- и взрывоопасность представляют угрозу для живых организмов. Попадая в почву, ГСМ нарушают верхний плодородный слой за счет ее поверхностной и глубинной деструкции. Они проникают в почву, главным образом, под действием силы тяжести и поверхностного натяжения. Распространение ГСМ зависит от вида и структуры подпочвенного слоя, гидрологических условий и свойств ГСМ (плотность, вязкость, смачивающая способность, содержание и типы присадок и другие свойства) [1].
Почва, поверхностные водоемы, грунтовые воды загрязняются производственными и поверхностными стоками дождевых, талых и поливочных вод с загрязненных территорий аэропорта. Поверхностный сток с территории аэропорта, прежде всего от взлетно-посадочной полосы, рулежных дорожек и мест стоянок, загрязнен нефтепродуктами, ПАУ, химреагентами, применяемыми для борьбы с оледенением, различными химическими соединениями, образующимися при работе двигателей.
Большое количество продуктов загрязнения попадает в почву и распространяется в ней на большие расстояния вместе с поверхностными и почвенными водами, нарушая нормальную жизнедеятельность почв, загрязняя подземные воды и поверхностные водоемы.
Просачивание минеральных масел зависит от состава и физических свойств осадочных пород. В слоях повышенной проницаемости нефтепродукты распространяются в основном в глубину [1].
Природное самоочищение почвы в зависимости от природно-климатических условий требует не менее 5–10 лет, а в условиях Крайнего Севера и Сибири – не менее 15–20 лет. В последнем случае нефтепродукты растекаются по линзе вечной мерзлоты, в результате нарушается температурный баланс и газовый обмен, мерзлота подтаивает, меняется структура почвы.
Нефтепродукты, попадающие в почву, изменяют ее физико-химические свойства (микроэлементный состав, водно-воздушный и окислительно-восстановительный режим), подавляют нитрифицирующую способность, снижают видовое образование микроорганизмов, угнетают развитие бактериальной микрофлоры, нарушают баланс веществ и т.п. [21]. Избыток органических углеводородистых веществ, поступающих с нефтепродуктами в почву, изменяет нормальное соотношение углерода и азота, а также приводит к дефициту кислорода, азота и фосфора [21, 22].
Влияние производственно-хозяйственной деятельности аэропортов на состояние почв, водоемов и грунтовых вод требует серьезного и тщательного изучения, а также осуществления мер по предотвращению загрязнения почв. К таким мерам, прежде всего, должны относиться рациональное использование и недопущение проливов авиатоплива, масел и других вредных химических веществ, правильная организация сбора и сдачи отработанных нефтепродуктов, а также сбор, очистка и отведение загрязненных стоков [22]. Кроме того, большое значение имеет участие авиапредприятий в борьбе с эрозией почвы. Показано [13], что в почве, непосредственно прилегающей к взлетно-посадочным полосам, наблюдается повышенное содержание канцерогенных ПАУ, прежде всего бензапирена. Сточные воды со складов ГСМ перед сбросом в канализацию должны проходить очистку в нефтеловушках или флотационных установках.
Помимо перечисленного, авторы учебного пособия анализируют понятие «экологически безопасный» ГСМ и альтернативные виды топлив применительно к авиационной отрасли. В настоящий момент в качестве наиболее перспективных видов альтернативных топлив для авиационных двигателей рассматриваются: Н2, СН4, газовые топлива, получаемые из природного и нефтяного газа (АСКТ), продукты конверсии углеводородного топлива (СО + Н2) и др.
Водород является топливом с наибольшей массовой энергоемкостью. Он имеет значительно лучшие показатели горения, чем традиционные виды углеводородных топлив. Для него характерны высокая скорость распространения пламени, широкие пределы устойчивого горения, хорошая воспламеняемость. Водород удовлетворяет многим требованиям, предъявляемым к топливу будущего для авиации. Преимущества водорода как авиационного топлива могут существенно улучшить характеристики летательных аппаратов различных классов.
Прежде всего, это [23]:
- жидкий водород легко испаряется и быстро распространяется по объему камеры сгорания, что способствует быстрому запуску двигателя;
- незначительная энергия и широкие пределы воспламенения водородо-воздушных смесей также способствуют быстрому запуску двигателя при различных температурах окружающей среды и на различных высотах;
- водород при сгорании дает пламя с низкой излучательной способностью и сгорает без нагарообразования, что позволяет увеличить ресурс и надежность двигателей;
- водород не содержит в своем составе коррозионно-агрессивных примесей, например сернистых соединений, поэтому его коррозионная активность мала по сравнению с углеводородными горючими.
Теплота сгорания водорода (121 000 кДж/кг) примерно в 2,8 раза превышает теплоту сгорания углеводородных горючих, что позволяет значительно повысить эффективность авиационных двигателей, уменьшить удельный расход горючего, уменьшить размеры двигателей.
Имеются преимущества у водорода и с точки зрения воздействия на окружающую среду: при горении водорода не образуются такие вредные продукты, как СО, СО2, оксиды серы, ПАУ, частицы сажи. Основными продуктами эмиссии при этом будут являться водяные пары и оксиды азота.
К сожалению, на данном этапе развития авиационной техники переход на водородное топливо неосуществим. Связано это с тем, что он обладает малой плотностью и низкой температурой кипения, вследствие чего на самолете требуются очень большие топливные баки с тяжелой системой теплоизоляции, имеет высокую стоимость производства; его внедрение потребует новой инфраструктуры аэропортов, существенных изменений в конструкции летательных аппаратов, повлечет значительные затраты. Однако для создания базы по использованию водорода в качестве топлива уже сегодня ведутся исследования и разработки [24, 25], которые могут быть реализованы в XXI в.
В настоящее время метан кажется более привлекательным авиационным топливом, особенно для сверхзвукового транспорта [26], хотя он обладает меньшей массовой энергоемкостью, чем водород. Метановое топливо относится к криогенным жидкостям с температурой кипения минус 168–150 °С при атмосферном давлении. В таком топливе практически отсутствуют сернистые соединения, нет тяжелых углеводородов, особенно ароматических, наиболее склонных к образованию потенциально канцерогенных ПАУ. При горении метанового топлива образование оксидов серы и ПАУ, если и возможно, то в значительно меньших количествах по сравнению с их образованием при горении штатных типов авиационных топлив [1].
Основные проблемы, связанные с применением метана, тоже обусловлены его малой плотностью и низкой температурой кипения. Метан требует увеличения объема топливных баков, по крайней мере на 70%, что достаточно много, хотя и значительно меньшего, чем водород. К проблемам использования метана относятся также конденсация атмосферной влаги, приводящая к обледенению крыльев, и потери топлива из-за кипения его на режиме набора высоты [26].
Наиболее перспективным альтернативным топливом для авиационных двигателей в настоящий момент является газовое топливо [27, 28], получившее название АСКТ – авиационное сконденсированное топливо; газовое топливо представляет собой смесь легких парафиновых углеводородов. На АСКТ оформлены технические условия (ТУ 39-1547-91). Топливо может производиться на любом ГПЗ, НПЗ и на малогабаритных блочных установках (МГБУ). Средства хранения и транспортирования имеются. Наземная инфраструктура может быть создана на базе выпускаемого промышленностью технологического оборудования.
Наряду с разработкой альтернативных экологически безопасных топлив проводятся исследования по улучшению экологических характеристик традиционных топлив, в частности по обессериванию [29].
Основная цель при разработке экологически безопасных смазочных материалов – создание продукта с высокой биоразлагаемостью и низкой экотоксичностью. В настоящее время и, вероятно, для будущего, особое значение приобретают три группы базовых масел, получаемых из различных сырьевых источников: нефтяные масла гидрокрегинга (ГК), полиальфаолефины (ПАО) и сложные эфиры, подверженные быстрому биоразложению в окружающей среде.
Авторы пособия [1] в первой главе также рассматривают пожаро- и взрывоопасность авиационных ГСМ, в том числе вероятность возникновения возможных чрезвычайных и аварийных ситуаций. Все используемые в настоящее время ГСМ являются пожароопасными веществами. Особенно опасны в пожарном отношении газовые топлива. Все углеводородные топлива (реактивные топлива, бензины и др.) относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ). При оценке пожарной опасности при обращении с топливами определяют также скорость выгорания – количество топлива, сгорающего в единицу времени с единицы поверхности; минимальную энергию зажигания. Оценивается взаимодействие горящего топлива с водопенными средствами тушения (по ГОСТ 12.1.044-89).
Основным видом физического загрязнения, источником которого служит авиационная отрасль, является шум. Авиационный шум – один из самых распространенных нежелательных источников загрязнения окружающей среды. Он оказывает вредное физиологическое и психологическое воздействие на пассажиров, аэродромный обслуживающий персонал и население близко расположенных к аэродромам районов. Интенсивность воздушного движения и частота рейсов непрерывно увеличиваются, самолеты оснащаются более эффективными и мощными двигателями. Все это делает проблему снижения шума авиационных двигателей весьма актуальной. Проблема авиационного шума подробно изложена во многих работах [например, 30, 31].
Во второй главе пособия «Авиационная экология. Воздействие авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду» [1] приводятся и анализируются нормативы выбросов вредных веществ применительно к авиационной отрасли. Кроме того, в ней приводятся методы утилизации авиационных ГСМ.
Авторы приводят основные требования к качеству среды обитания в районах аэропортов, определения основных видов ПДК, применяемых для оценки качества окружающей среды, некоторые конкретные требования. Особо отмечается, что для разных сред применяются различные нормативные требования.
Вторая часть главы 2 посвящена анализу процесса утилизации отработанных авиационных ГСМ.
После использования 60% смазочных материалов остаются в виде отработанных масел. В работавших моторных маслах могут содержаться разнообразные инородные примеси (вода, растворители, продукты окисления и другие загрязняющие компоненты), которые резко снижают их качество.
Отработанные смазочные масла являются одним из распространенных техногенных отходов, негативно влияющих на все объекты окружающей среды – атмосферу, почву, воды. Для решения экологических проблем, связанных с накоплением отработанных масел, проводят их утилизацию. Отработанные масла обычно собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что достаточно экономически выгодно [32]. Масла с низкой степенью загрязненности, содержащие продукты старения в виде шлама, влаги и механических примесей, но не утратившие свою эффективность, очищают механическим и адсорбционным способами. Нерастворимые загрязняющие примеси и инородные вещества выделяют осаждением, фильтрованием и центрифугированием. Очистку масел, содержащих растворенные продукты старения, проводят адсорбентами, например, естественными или активированными отбеливающими глинами.
Масла с высокой степенью загрязнения и окисленные масла подвергают регенерации на специальных установках. Регенерация включает физическую и химическую обработку, в результате которой из масла практически полностью удаляются суспендированные и растворенные инородные вещества, продукты старения и продукты, чувствительные к старению, а также присадки, сохранившиеся в масле.
Предложены [33] также физические методы регенерации отработанных масел: ультрафильтрация и молекулярная перегонка. Самые лучшие результаты получены при использовании молекулярных испарителей с вращающимися тарелками. Анализ регенерированных масел показывает, что в них не остается даже следов присадок.
В последние годы все большее распространение получают гидрогенизационные процессы очистки отработанных масел. Это связано как с широкими возможностями получения высококачественных масел, увеличения их выхода, так и с большей экологической чистотой процесса. Гидроочистку обычно совмещают с вакуумной перегонкой или с экстракцией пропанолом, фурфуролом и др. [32].
Среди прочих путей рационального использования обработанных масел можно назвать ряд направлений, где отработанные масла применяются не по прямому назначению. К таким направлениям относятся, например: смазка простых узлов трения, использование при флотационной очистке руды на обогатительных фабриках, для уничтожения сорняков в сельском хозяйстве, для борьбы с пылью на грунтовых дорогах и др.
В случаях если регенерация отработанных масел экономически неоправданна или нецелесообразна, или когда это связано с техническими трудностями, отработанные масла сжигают или подвергают захоронению в специально отведенных местах.
Ликвидация водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей и смазочных эмульсий связана с рядом проблем и трудностей. Большое внимание при этом должно уделяться другим опасным веществам (например, бактерицидам и эмульгаторам). Для их ликвидации могут потребоваться особые методы. Так, эмульсии могут быть разделены в отстойниках методом осаждения, центрифугированием в сепараторах или гидроциклонах, фильтрованием, ультрафильтрацией, коагуляцией, продувкой газом, путем обработки растворами солей с применением флокулянтов и адсорбентов, нагревом, совместным сжиганием с котельными топливами или биологическим разложением [33].
В третьей главе авторы пособия приводят основные методы контроля уровня загрязнений различных сред, возникающих при работе авиационной отрасли.
Определение выбросов углеводородов, оксидов азота и серы основано на измерениях объемной доли рассматриваемых веществ в пробе отработавших газов двигателя на различных режимах его работы, расчете соответствующих этим долям значений индексов выброса, приведении полученных значений индексов к стандартным атмосферным условиям и вычислении по приведенным значениям индексов на режимах, составляющих условный стандартный цикл взлетно-посадочных операций, суммарной массы вредных веществ, выбрасываемой данным двигателем за указанный цикл (ГОСТ 17.2.2.04-86).
Измерения концентраций основных выделяемых вредных веществ производятся газоанализаторами, работающими на следующих принципах: для определения концентрации СO и СО2 используется поглощение инфракрасного излучения, для углеводородов – ионизация водородно-воздушного пламени, а при измерении количества оксидов азота (NO2, NО) – хемилюминисценция, возникающая при реакции NО + O3 [1].
Для оценки уровня дымности выхлопных газов авиационных двигателей используются следующие методики: визуальное наблюдение, фотографирование, метод осадительной поверхности, а также адсорбционный, оптический, фильтрационный методы [8]. Наиболее объективные и точные результаты дает метод фильтрации, основанный на выделении дисперсной фазы и последующем ее анализе с помощью измерения коэффициента отражения сажевого пятна на фильтровальной бумаге [8, 34]. Второй распространенный метод – фотометрический, основанный на непосредственном определении в полете коэффициента пропускания света выхлопной струей (или дымовым шлейфом) двигателя с помощью фото- и кинонегативов [8, 35].
Фильтрационный метод определения дымности принят в качестве стандартного Международной организацией гражданской авиации для определения соответствия уровня дымности авиадвигателя установленным нормам и включен в ГОСТ 17.2.2.04-86.
Определение нефтепродуктов в окружающей среде является достаточно сложным процессом, включающим, как правило, не одну стадию – пробоотбор и концентрирование, отделение от мешающих определению веществ и собственно количественное определение. Для отбора широко применяются патроны или колонки с сорбентами. Они пригодны для концентрирования микропримесей из больших объемов воды, что улучшает метрологические характеристики анализа концентрации анализируемого пара или газа. Точность определения концентрации вредных паров и газов в исследуемом воздухе при атмосферном давлении от 0,96 до 1,0 кPа, при относительной влажности воздуха не более 90%, при температуре исследуемого воздуха от 10 до 30 °С и невысоком содержании пыли, при тщательном приготовлении индикаторных трубок и фильтрующих патронов [1].
Методы количественного определения ГСМ в почвах на настоящий момент разработаны недостаточно. В основе предложенных методов обычно лежит извлечение ГСМ из почв органическими растворителями и определение их различными инструментальными методами (ИК-спектроскопия и газовая хроматография [13]). Диапазон измерений ИК-спектроскопического метода составляет 90,0–950 мг/кг, границы погрешности ±21%.
Методы аналитического контроля не всегда гарантируют экологическую надежность. Экологическая результативность может быть повышена путем оценки суммарной токсичности методом биотестирования. В настоящее время биотестирование является обязательным для контроля качества воды. Согласно данным Агентства по охране окружающей среды США (ЕРА), биотестирование осуществляется с использованием 145 тест-объектов по 4650 тестам. Во многих странах Европы и Азии биотестирование вод закреплено законодательными актами и стандартами этих стран. В России нормативным документом для природоохранных органов и водопользователей является Методическое руководство по биотестированию воды с использованием в качестве тест-объектов бактерий, водорослей, беспозвоночных и рыб, имеющих короткий жизненный цикл.
Мы согласны с мнением авторов относительно результатов анализа различных аспектов экологии авиационных ГСМ. Анализ опытных и расчетных данных по экологическим проблемам в авиации свидетельствует о снижении вредных выбросов ГТД. Этот прогресс достигнут благодаря совершенствованию конструкций камер сгорания, постоянному повышению эффективности двигателей и использованию более экологически чистых топлив. В качестве перспективных авиационных топлив рассматриваются водород, метан, АСКТ, продукты конверсии углеводородных топлив и др.
Материалы, положенные в основу учебного пособия, накапливались в течение нескольких десятилетий. Оценивая издание в целом, можно сделать вывод о справедливости и объективности подходов и принципов, предлагаемых авторами книги.
Текст учебного пособия отличается структурной завершенностью, логичностью построения, высоким научным и методическим уровнем изложенного материала. Пособие содержит богатый иллюстративный материал, солидный список литературных источников.
Учебное пособие «Авиационная экология. Воздействие авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду» предназначено в первую очередь для студентов и преподавателей, занимающихся проблемой экологии применительно к авиационной технике.
1. Яновский Л.С. Авиационная экология. Воздействие авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду [Текст]: учебное пособие / Л.С. Яновский [и др.]. – М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. – 180 с
2. Проблемы и перспективы исследований [Текст] / препринт № 8-427. – М.: ОИВТ РАН, 1998. – 78 с.
3. Фаворский О.Н. Газотурбинные установки – основа экологически наиболее чистого транспорта и энергетики [Текст] / О.Н. Фаворский // Тр. Всес. научн.-практич. конф. «Проблемы энергетики и транспорта». – М.: ЦИАМ, 1988. – № 1272. – С. 18–40.
4. Мануйлова Н.Б. Эмиссия загрязняющих веществ авиационными двигателями [Текст] / Н.Б. Мануйлова, Е.М. Мессинева // Тезисы докладов Седьмого международного аэрокосмического конгресса IAC’12. – М., 2012. – С. 352.
5. Johnston, H.S. Nitrogen Oxides from High- Altitude Aircraft: an Update of Potential Effects on Ozone [Text] / H.S. Johnston, D.E. Kinnison, D.J. Wuebbles // J. Geophys. Res. – 1989. – V. 94. – P. 163–171.
6. Beck J.P. The Effect of Aircraft Emissions on the Tropospheric Ozone in the Northern Hemisphere [Text] / J.P. Beck, C.E. Reeves, F.A.A.M. de Lecuw // Atmosph. Environment. – 1992. – V.26 A. – № 1. – P. 17–21.
7. Moxon, Julian. Environmental Effort [Text] Julian Moxon // Flight. – 2000. – V. 158. – Nо 4738. – Pр. l16–128.
8. Бакиров Ф.Г. Образование и выгорание сажи при сжигании углеводородных топлив [Текст] / Ф.Г. Бакиров, В.М. Захаров. – М.: Машиностроение, 1989. – 126 с.
9. Фаворский О.Н. Экологические аспекты использования авиационного топлива из нефтяного газа [Текст] / О.Н. Фаворский, Н.Ф. Дубовкин, В.П. Зайцев // Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем. – Казань, 1996. –№ 1. – С. 43–51.
10. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД [Текст] / А. Лефевр. – М.: Мир, 1986. – 566 с.
11. Мануйлова Н.Б. Автотранспорт, как источник канцерогенных веществ в биосфере [Текст] / Н.Б. Мануйлова, Е.М. Мессинева // Современная наука: тенденции развития. Материалы II Международной научно-практической конференции 2012 г.: Сборник научных трудов. – В 3-х т. – Т III. – Краснодар, 2012. – С. 92–95.
12. Бундуки А.В. Исследование потенциальной канцерогенной опасности авиационного транспорта [Текст] / А.В. Бундуки [и др.] // Тезисы докладов Седьмого международного аэрокосмического конгресса IAC’12. – М., 2012. – 359 с.
13. Булычев С.Н. Исследование потенциальной канцерогенной опасности авиационного транспорта [Текст] / С.Н. Булычев, Е.М. Мессинева, А.Г. Фетисов // Экология промышленного производства. – 2014. – Вып. 3(87). – С. 47–49.
14. Столяровский А.Я. [Текст] / А.Я. Столяровский, А.К. Чувелев // Энергия: Экономика, техника, экология. – 1986. – № 10. – С. 11–16.
15. Ларин И.К. Мифы об озоновом слое и климате и современная наука [Текст] / И.К. Ларин // Хим. физика. – 2002. – Т. 21. – № 4. – С. 45–51.
16. Johnston, H.S. Reduction of Stratospheric Ozone by Nitrogen Oxide Catalysis from Sypersonic Transpor Exhaust [Text] / H.S. Johnston // Science. – 1971. – V. 173. – P. 517–522.
17. Бурико Ю.Я. Эмиссия окислов азота камерами сгорания ГТД [Текст] / Ю.Я. Бурико // Обзор № 225. – М.:ЦИАМ, 1986. – 65 с.
18. Лыков О.П. Охрана окружающей среды при переработке и очистке нефти, нефтепродуктов и газа [Текст] / О.П. Лыков, И.А. Голубева, С.В. Мещеряков. – М.: НООСФЕРА, 2000. – 88с.
19. Hoffmann, D.J. Aircrart Sulphur Emissions [Text] / D.J. Hoffmann // Nature. – 1991. – V. 39. – № 6311. – P. 659–660.
20. Гуревич Ф.М. Разработка перспективных малоэмиссионных камер сгорания [Текст] / Ф.М. Гуревич, В.М. Захаров, В.М. Сильверстов. – В кн.: Научный вклад в создание авиационных двигателей; под ред. В.А. Скибина и В.И. Солонина. – М.: Машиностроение, 2000. – Кн. 2. – С. 320–329.
21. Целиков В.А. Экология двигателей летательных аппаратов (основы общей и промышленной экологии) [Текст] / В.А. Целиков. – М.: МАИ, 1993. – 110 с.
22. Яковлев В.С. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды [Текст] / В.С. Яковлев. – М.: Химия, 1987. – 152 с.
23. Водород. Справочник [Текст] / под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. – М.: Химия, 1989. – 671 с.
24. Ondrey Gerald, D´Aquino Rita. The Hydrogen Chase [Text] / Gerald Ondrey, Rita D´Aquino // Chem. – Eng. – 1999. – V. 106. – № 11. – P. 30, 31, 33.
25. Europaischer Dachverband fur die Wasserstofftechnologie Gegriindet [Text] // Er- dol -Erdgas-Kohle. – 2000. – Bd. l 16. – № 3. – Р. 10.
26. Чертков Я.Б. Применение реактивных топлив в авиации [Текст]/ Я.Б. Чертков, В.Г. Стиркин. – М.: Транспорт, 1974. – 160 с.
27. Яновский Т.С. Состояние и перспективы развития горюче-смазочных материалов для двигателей летательных аппаратов [Текст] / Т.С. Яновский, Н.Ф. Дубовкин, Е.П. Федоров // Конверсия в машиностроении. – 2000. – № 5. – С. 87–94.
28. Харин А.Л. Возможности и особенности применения альтернативных топлив в авиационных двигателях [Текст] / А.Л. Харин, И.В. Шевченко, Т.C. Яновский // Авиац. техника. – 2002. – № 1. – С. 54–56.
29. Шорей С.У. Способы предварительной очистки сырья каталитического крекинга для удаления серы [Текст] / С.У. Шорей, Д.А. Ломас // Нефтегаз. технол. – 2000. – № 2. – С. 93–102.
30. Основы экологии и эргономики в авиации [Текст] / под ред. Л.Л. Хунданова и Г.П. Ступакова. – М.: ВПК, 1997. – 194 с.
31. Авиационная акустика. Шум на местности дозвуковых пассажирских самолетов и вертолетов [Текст] / под. ред. А.Г. Мунина. – М.: Машиностроение, 1986. – 248 с.
32. Евдокимов А.Ю. Экологические проблемы рационального использования отработанных смазочных материалов [Текст] / А.Ю. Евдокимов, И.Г. Фукс – М.: ЦНИИТ Энергохим, 1989. – 64 с.
33. Кламанн Д. Смазки и родственные продукты [Текст] / Д. Кламанн. – М.: Химия, 1988. – 488 с.
34. Белов Р.А. Определение уровня дымности выхлопных газов авиационных ГТД фильтрационным способом [Текст] / Р.А. Белов, И.Ю. Доктор // Труды ЦИАМ. – 1979. – № 849. – 7 с.
35. Сенянский М.В. Оценка уровня дымности ГТД в полете фотометрическим методом [Текст] / М.В. Сенянский, Л.М. Кац // Труды ГосНИИГА. – 1981. – № 197. – 216 с.
