铁路运输环境保护(environmental protection in railway transportation) 为防止或减轻铁路运输系统在运营工作中对环境造成负面影响而采取的各种措施的总和。铁路机车运行中的噪声,蒸汽和内燃机车废气的排放,旅客列车拉圾、粪便的沿线排放,设备维修部门污染物的排放,电力机车持电磁干扰等,都对环境造成一定的污染,必须采取各项措施预以防止或减轻。由于铁路运输企业分布面广,设备数量庞大,工程复杂,作业过程环节众多,与其他企业比较环境保护工作的难度更大。
主要措施 铁路运输对环境的污染,主要涉及列车运行噪声和振动,含油垢水和固体废物的排放,铁路机车及固定锅炉废气的排放,电气化铁路的电磁辐射等。
噪声控制 列车运行时产牛的稳态噪声和机车鸣笛等突发性噪声是影响铁路沿线的主要声源。目前中国主要干线城市线路两侧30m处,约有30% 的监测点不能满足《城市区域环境噪声标准》的规定。随着今后铁路提速、运输密度的提高,沿线声环境将更趋恶化。为了降低噪声可采取下列措施:在线路方面铺设焊接长钢轨,采用60km/m重轨、混凝土轨枕、石碴道床;采用减振弹性扣件;在列车走行部分采用降噪减振车轮和改进转向架的弹簧结构;城区线路两侧设置防护网;列车进入城区及近郊区,尽量减少鸣笛;在有条件的地区,营造防护林带和隔声屏障;并与城市规划部门协调,合理规划,使噪声敏感区尽量远离铁路两侧。
振动控制 铁路所引起的地面振动与多种因素有关。列车运行速度不高时,列车运行所引起的振动大多能满足规定的振动标准要求,但在列车运行速度超过100km/h时,铁路两侧30m处的振级将会超标。降低振动的措施有:在线路方面除采取与降低噪声相同的措施外,还可以采用浮动式、板式道床,防振垫板,加固路基,修建隔振墙等;在车辆方面,可选择弹性较好的弹簧悬挂系统,安装油压减振器,采用空气弹簧等。
污水处理 铁路运输部门产生的污水分为生产污水和生活污水。铁路机务、车辆部门产生的含油污水占运输生产污水总排放量的90%。目前铁路污水的处理率和达标率较低,各站段水的重复利用率不高,水资源浪费比较严重。污水处现一般可采用较成熟的工艺“气浮法”处理,蓄电池废水可采用电渗析法处理。
固体废物治理铁路运输固体废物主要有旅客列车垃圾、粪便及货车洗刷所产生的固体废物等。在大型客运站应建立完整的旅客列车垃圾收集、转运装置,加强车上收集过程的管理,杜绝沿线随意抛洒。客车粪便可采用集便器密封收集后在站段集中排放。对于货车洗刷废的处理,要按不同货车洗刷所的类型及所在地区的环境状况,采用固化、焚烧和排放到适当地点等措施。
废气控制 铁路废气的污染源主要为蒸汽、内燃机车和各站段的固定锅炉。蒸汽机车产生的废气污染严重,应予以淘汰;中国铁路内燃机车排放有害气体的处理方法和世界先进国家比较差距较大,应研究采用微机控制燃油喷射,按不同负荷,优化喷射时间和压缩比;也可借鉴汽车尾气净化经验,使排放的气体再循环,使用低硫柴油降低排气中的 SO2,或在排气管道内投入氨或其他催化剂,使裂化为自由氨和水等措施。对固定锅炉的消烟尘及除硫,应采用高效先进实用的设备予以解决。
电磁干扰防护大力发展电力牵引是铁路牵引动力改革的主要方向。但电气化铁路由于电力机车在运行中受电弓离线产生无线电辐射等原因,对城市居民区的有线、无线通信和广播电视产生电磁干扰。防止措施是改进接触网结构,减少电力机车受电弓的离线率;在电气化区段,规划时使无线电敏感设备远离电气化线路,建立公用天线及使用屏蔽电缆传送电视信号等。
发展 中国铁路运输环境保护工作从1973年第一次全国环境保护会议后正式开始起步,1974年交通部(当时交通部与铁道部合并称交通部)设立了环境保护办公室,各铁路局、分局、站段均设有环保机构。在20世纪 80 年代初,全路开始对污染源进行调查,把消烟除尘作为治理“三废”的突破口。80年代中到90年代初,全面开展了污染源普查及治理,举办了各类环保学习班、培训班,完善了环保法规,执行主体工程与环境保护工程同时设计、同时施工、同时运行的“三同时”措施;实行环境影响评价制度,正式颁发了《铁路环境保护工作条例》,正式下达了铁路环境保护“七五”计划,建立了铁路环境铁路监测网。在此期间,铁路重点治理了机务、车辆的含油污水,停止了蒸汽机车的生产,初步控制了蒸汽机车废气对环境的污染,开展了治理货车洗刷废水及废渣的工作。进入90年代,随着铁路的发展,铁路运输环境保护工作进入了预防为主,加大管理、治理力度的新时期。加大对铁路噪声、振动、电磁污染的治理;重点解决旅客列车拉圾,尤其是“白色污染”的问题,带动了全国对“白色污染”的防治。截至1998年止全路工业废水处理率已达84.6%;工业废气处理率已达到92. 9;工业固体废物综合治理率已达95.3%;工业废水排放达标率达88.4%;固定锅炉排放废气达标率达93. 1%,提前实现了铁路环保工作“九五”计划的目标。
国外各国对铁路运输环境保护非常重视,美国在20世纪80年代初政府公布了净化空气法规,制定了柴油机排放有害气体的含量标准,对新造内燃机车要求NOx的排放量从18.1g/(kw·h)降低57%,即7. 8g以下。为此,美国的GE和GM机车制造公间以及许多科研部门对内燃机车的柴油机进行了重新设计,将柴油喷射角延缓4 o,并采用微机控制燃料喷射,优化喷射时间和压缩比,以减少有害气体的排放量。日本为了减少噪声和振动,对新干线的高架桥采用防振平板道床结构,在平板道床下面插入25mm厚的橡胶防振垫,可使喊声减少15dB(A);在钢架桥的侧梁贴附隔振材料;在混凝土桥上铺设吸声材料,在轨道旁设隔声屏障;德国科学家认为,要把铁路两侧噪声控制在70~75 dB(A),主要在轮轨技术方面下功夫,如采用无缝线路、电力牵引和改造客车制动方式等。法国在高速铁路建设中着重考虑的环保措施是:采用电力牵引免除对大气的污染;运行列车采用全封闭,减少废弃物、污水对环境的污染;有效地利用土地,保护森林和沿线的生态环境。英国提出降低车厢内噪声的措施,在客车内外干墙、顶板、地板夹层间充填性能良好的隔音材料,车窗一律安装双层玻璃,车底下贴附吸声材料以及装设车裙板等。