Железнодорожный транспорт является одним из наиболее экологически безопасных видов транспорта по сравнению с автомобильным и авиационным. Однако его эксплуатация также оказывает негативное воздействие на окружающую среду, включая загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы, шумовое воздействие, вибрации и нарушение природных ландшафтов. В данной статье рассматриваются основные экологические проблемы, связанные с железнодорожным транспортом, и возможные пути их минимизации.

Ключевые слова: железнодорожный транспорт, экология, выбросы CO₂, шумовое загрязнение, загрязнение тяжелыми металлами, нарушение природных ландшафтов.

Введение

Транспорт — один из важнейших элементов материально-технической базы и необходимое условие функционированного производства [1]. Существует 5 основных видов транспорта: автомобильный, железнодорожный, водный, воздушный и трубопроводный. За счет бурного развития транспортных коммуникаций в настоящее время окружающая среда подвергается техногенному загрязнению, такому как загрязнение тяжелыми металлами водных объектов, почв и произрастающих на них растений, шумовому загрязнению, выбросам монооксида углерода, окисям азота в атмосферу, утечки топлива, масла и других химических веществ в водоемы и прилегающие к железнодорожным полотнам почвы.

Помимо автомобильного транспорта большое влияние на состояние окружающей среды оказывает железнодорожное сообщение между городами и странами. На территории Российской Федерации грузовыми и пассажирскими перевозками занимается компания-монополист «РЖД», которая на своем сайте указывает экологическую стратегию развития железнодорожного транспорта в стране [2]. По данным сайта РЖД в период с 2007 по 2019 год (рис.1) загрязнение от самих поездов уменьшилось в 1,3 раза за счет введения и эксплуатации новых подвижных составов. Поезда считаются наиболее бережным к природе видом транспорта. При этом влияние экологического транспорта на биосферу весьма ощутимо.

Рис. 1. Данные РЖД

В сравнении с другими видами транспорта железнодорожный является самым экономным за счет минимального расхода топлива на тонну перевезенного груза и одного пассажира ввиду широкой электрификации железнодорожных путей по всей стране. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят тепловозы с дизельными силовыми установками. Отработанные газы от тепловоза сходны с автомобильными выхлопами — это выбросы диоксида углерода (CO₂), оксидов азота (NOₓ) и твердых частиц (сажи) (рис.2).

Железнодорожный транспорт РФ только для перевозочного процесса (без учета промышленного тепловозного транспорта) расходует в год до 3 млн жидкого углеводородного топлива, это гарантирует выброс в атмосферу порядка 600 тыс. т вредных веществ [3]. Например, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), на железные дороги приходится около 1 % глобальных выбросов CO₂ от транспорта, но этот показатель варьируется в зависимости от региона. Электрифицированные

Рис. 2. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ в разбивке по категориям, тыс. т [5]

линии, особенно в Европе и Азии, демонстрируют снижение выбросов на 50–70 % по сравнению с дизельными аналогами. Ежегодно помимо веществ, образующихся в результате сгорания топлива, в окружающую среду попадают большие количества природных ископаемых, неорганических удобрений. Величина потерь подобных грузов зависит от следующих факторов:

– Гранулометрического состава: мелкодисперсные частица подвержены распылению и уносом ветряными массами, что увеличивает потери при транспортировке;

– Влажности: высокая влажность усиливает адгезию частиц, снижая распыление, но может приводить к слеживанию и комкованию, осложняя разгрузку и увеличивая потери;

– Конструктивных зазоров в вагонах;

– Увеличения ходовых скоростей поездов, что увеличивает подъемную силу встречного воздушного потока;

– Расстояния перевозки;

– Недостаточного использования существующих методов и способов подготовки к перевозке как поверхности груза, так и самого вагона.

Помимо пылящих грузов опасность для окружающей среды представляют разливы нефтепродуктов, кислот, щелочей, спиртов вследствие износа резиновых прокладок клапанов, неисправности сварных швов, ослабления металла, из которого изготовлена цистерна, а также ошибок при погрузке перевозимых жидкостей (если в цистерну, предназначенную для перевозки дизеля, загружают тёмное топливо, это может привести к утечке). Нефтяная плёнка снижает проникновение света и газообмен, вызывая гипоксию живых организмов. Гидрофобные углеводороды (такие как, бензол, толуол) растворяются в воде, оказывая токсическое действие на гидробионтов. Даже небольшие концентрации нефтепродуктов (0,05–0,1 мг/л) приводят к гибели планктона и мальков. Более высокие концентрации (10–15 мг/л) смертельны для взрослой рыбы. Присутствие нефтепродуктов в воде в концентрациях от 0,05 до 0,5 мг/л и выше делает рыбу непригодной для употребления в пищу из-за появления характерного «керосинового» запаха [8]. На почву нефтепродукты оказывают следующее воздействие — нарушается ее структура, снижается аэрация и влагоёмкость. Насыщенные углеводороды подавляют активность микробиоты, ответственной за разложение органики.

Еще одним поллютантом для почв, произрастающих на них растениях и водных объектов выступают тяжелые металлы (далее ТМ). Основные источники ТМ являются:

1. Механический износ: рельсов, колес, тормозных колодок (попадание Fe, Cu, Zn);
2. Грузовые утечки: перевозка угля, руд, химикатов, нефтепродуктов;
3. Выбросы локомотивов: использование дизельных двигателей (Pb, Ni).
4. Пестициды и гербициды: обработка путей для борьбы с растительностью (содержащие As, Cr).
5. Коррозия металлоконструкций: например, оцинкованных опор (Zn).

ТМ ингибируют рост растений, снижают биоразнообразие почвенной фауны и мигрируют в грунтовые воды. Для снижения проникновения ТМ в почвы вблизи железнодорожных путей необходимо наличие лесных насаждений между железным полотном и сельскохозяйственными угодьями или жилыми районами [4], при этом растения должны быть аккумуляторами ТМ или гипераккумуляторами, например, Brassica junicea (накапливает Cd, Сu, Ni, Pb, Se, Zn) , Thlaspi caerulescens (накапливает Cd, Pb, Zn) [9].

Уровень загрязнения около железнодорожного полотна будет варьироваться от региона к региону, от района к району из-за интенсивности эксплуатации железнодорожного транспорта, характера и состава грузов, а также кислотность почв (кислые почвы усиливают подвижность металлов).

Движение грузовых, скоростных и пассажирских поездов вызывает шумовое загрязнение. Основные источники шума включают трение колес о рельсы, гудки при приближении к железнодорожным станциям и переездам и вибрации. Присутствие неровностей на железнодорожном полотне приводит к сильному излучению шума. Исследования Европейского агентства по окружающей среде (EEA) показывают, что около 20 млн человек в ЕС подвергаются воздействию шума выше 55 дБ от железных дорог. Вибрации могут вызывать деградацию исторических зданий и нарушать почвенные структуры. Для снижения шума применяются шумозащитные экраны, смазка рельсов и использование вагонов с улучшенной аэродинамикой (например, поезд Shinkansen в Японии). В настоящее время для поддержания уровня шума в пределах допустимых значений (не выше 84 дБАэкв (эквивалентный (по энергии) уровень звука LA экв), измеряемый на расстоянии 25 м от оси пути) могут быть использованы следующие мероприятия: совершенствование подвижного состава (покрытие корпусов противокоррозионной противошумной мастикой, оборудование подвижного состава дисковыми тормозами, контроль за состоянием поверхности колес и своевременная их обточка для устранения неровностей), улучшение качества железнодорожного полотна (замена звеньевого пути на бесстыковой, применение амортизирующий прокладок, шлифование рельсов и стрелочных переводов), постройка жилых домов и служебных построек на расстоянии 150–200 метров от железнодорожных путей и оснащение их торцевой планировкой, применение акустических экранов вдоль железнодорожных полос в виде шумоотражающих экранов, подобно автомагистралям (рис.3) или защитных насаждений в виде деревьев и кустарников [6].

Рис. 3. Шумоотражающие экраны в Колпинском районе

Железные дороги разделяют природные территории, нарушая миграционные пути животных. Фрагментация ландшафтов — негативное явление для экосистем, которое приводит к сокращению численности и исчезновению видов, потере биоразнообразия. В странах ЕС для решения этой проблемы строятся экодуки — специальные переходы над или под путями, восстанавливающие экологические коридоры. За счет построения железнодорожного полотна создаются дополнительные препятствия для обитания крупных позвоночных животных, провоцируется гибель тенелюбивых растений и интенсивное развитие светолюбивых видов. С другой стороны, негативный эффект фрагментации может быть снижен тем, что по обе стороны барьера (железнодорожный путь или несколько параллельных путей сообщения), трудно преодолеваемого особями, обитают жизнеспособные популяции каждого из видов [7]. Практически на всех участках вблизи железнодорожных путей произрастает рудеральная растительность (представители семейства Астровые (Сложноцветные) и семейства Мятликовые), а также инвазионные виды, которые оказывают негативное влияние на охраняемые природные территории, заповедники и национальные парки.

Железнодорожный транспорт, являясь важным элементом глобальной логистики между городами и странами, оказывает значительное воздействие на окружающую среду, включая химическое, шумовое и ландшафтное загрязнение. Несмотря на экологические преимущества, обусловленные низкими выбросами углекислого газа и высокой энергоэффективностью, за счет введения в эксплуатацию подвижных составов на электрической тяге, высок риск попадания в почвы и близлежащие водоемы тяжелых металлов, нефтепродуктов, неорганических веществ, приводящих к дестабилизации и ухудшению состояния экосистем. Для минимизации экологического ущерба необходим комплексный подход, включающий регуляцию уровня шума и исходящих от движения вибраций вблизи железнодорожных путей сообщения, мониторинг состояния подвижных составов, а также использование фиторемедиации (комплекс методов очистки сточных вод, грунтов и атмосферного воздуха с использованием зеленых растений) и защитных зеленых зон. Железнодорожный транспорт сохраняет потенциал как устойчивая альтернатива другим видам перевозок, но требует модернизации инфраструктуры и внедрения инновационных технологий.

Литература:

1. Аксенов И. Я., Аксенов В. И. Транспорт и охрана окружающей среды. М.: Транспорт, 1986. 176 с.
2. Байкал. Интерфакс: Железные дороги и экология. URL: https://baikalrail.interfax.ru/ecology.php (дата обращения 09.04.2025) — Текст: электронный
3. Булаев В. Г. Экологическая безопасность тягового подвижного состава. Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2010. 164 с.
4. Питрюк А. В., Уманская Ю. В. Оценка воздействия железнодорожного транспорта на почвы прилегающих территорий // Молодой ученый. — 2020. № 15 (305). С. 394–396.
5. РЖД. Отчет устойчивом развитии за 2023 год. URL: https://sr2023.rzd.ru/ru/environmental-aspect/atmospheric-air-protection (дата обращения 20.04.2025) — Текст: электронный.
6. РЖД: Устойчивое развитие. Охрана окружающей среды. URL: https://company.rzd.ru/ru/9386/page/103290?id=16380 (дата обращения 20.04.2025) — Текст: электронный.
7. Соболев Н. А., Белоновская Е. А. Транспортные магистрали в регионах нового освоения как возможные барьеры для биоты // Проблемы антропогенной трансформации природной среды. Материалы междунар. конф. (14–15 ноября 2019 г.) / под ред. С. А. Бузмакова. Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 2019. С. 218–220.
8. Сычёва А. Е. Нефтяная промышленность России и экологические последствия, вызванные её развитием [Текст]: Конкурсная работа/ Третий Всероссийский конкурс научно-образовательных проектов «Энергия будущего-2005». — 21с.
9. Титов А. Ф., Таланова В. В., Казнина Н. М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжелым металлам: учебное пособие; Институт биологии КарНЦ РАН. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. 77 с.