Безопасность в техносфере, 2010, №4

БЕЗОПАСНОСТЬ

В ТЕХНОСФЕРЕ

гЛ

Шшш р щ  1 »  Лш iM iio

Москва, Большой дворец государственного музея-заповедника «Царицыно»,

25 июня 201D г.

БЕЗОПАСНОСТЬ
в ТЕХНОСФЕРЕ
№ 4 (25)/2010
июль-август

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИИ И ИНФОРМАЦИОННЫМ ЖУРНАЛ

SCIENTIFIC, METHODICAL AND INFORMATION MAGAZINE

Свидетельство Росохранкультуры 

ПИ№  Ф С77-22914 

от 17.01.2006 г.

Учредитель:
Коллектив редакции журнала 
Издается:
при организационно-финансовой 
поддержке МГТУ им. Н.Э. Баумана, 
участии МЧС и М инздравсоцразвития 
России, УМО вузов по университетскому 
политехническому образованию и НМС 
по безопасности жизнедеятельности 
Минобрнауки России

Главный редактор
Владимир Девисилов
Исполнительный директор
Ольга Бочарова 
Ответственный секретарь
Людмила Асанова
Отдел предпечатной подготовки
Елена Попова 
Корректор
Татьяна Дзебик
Отдел реализации и рекламы
Мария Денисова

Присланные рукописи не возвращаются. 

Точка зрения редакции может 
не совпадать с мнением авторов 
публикуемых материалов.

Редакция оставляет за собой право 
самостоятельно подбирать к авторским 
материалам иллюстрации, менять заголовки, 
сокращать тексты и вносить в рукописи 
необходимую стилистическую правку 
без согласования с авторами. Поступившие 
в редакцию материалы будут свидетельствовать о согласии авторов принять требования 
редакции.

Перепечатка материалов допускается 
с письменного согласия редакции.

При цитировании ссылка 
на журнал «Безопасность 
в техносфере» обязательна.

Письма и материалы 
для публикации 
высылать по адресу:
125212, г. Москва, а/я 133 
Тел./факс: 459-1377 
e-mail: info@russmag.ru 
http://www.russmag.ru

Адрес редакции:
125212, Москва,
Головинское шоссе, 
д. 8, корп. 2

© ЗАО Издательство 
«Русский журнал», 2010

Печать Издательство «Русский журнал» 
Формат 60x84/8.
Бумага офсетная № 1.
Тираж 1650 экз.
Уел.-пен. л. 7,44

П о д п и с н о й  и н д е к с  
в к а т а л о г е  а г е н т с т в а  

« Р о с п е ч а ть » : 1 8 3 1 6

В НОМЕРЕ 
IN THIS ISSUE

КОНТРОЛЬ И МОНИТОРИНГ 
CONTROL AND MONITORING
Э.К. Аблязов, В.Г. Шеманин 
Е.К. Ablyazov, V.G. Shemanln
Мониторинг молекул углеводородов в атмосфере лидаром
дифференциального поглощения и рассеивания ........................ 
3
Monitoring of hydrocarbon molecules in atmosphere through 
the differential-absorption and scattering lidar

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 
ECOLOGICAL SAFETY
Н.И. Николайкин 
N.I. Nikolaykin
Защита биосферы от воздействия авиации в полном жизненном
цикле авиатранспортной работы ......................................................  
7
Biosphere protection from air transport in full life cycle
C.C. Тимофеева, C.C. Тимофеев
S.S. Timofeeva, S.S. Timofeev 
Биотехнологическая очистка сточных вод объектов
нефтедобычи ............................................................................................ 
12
Bio-technological waste water treatment of oil production units

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 
METHODS AND MEANS OF SAFETY 
А.В. Краснов, М.И. Фесина, fl.H. Горина, А.А. Ковалева,
А.Г. Назаров,А.А. Шарыпов,С.А. Рекунов
A.V. Krasnov, M.l. Fesina, L.N. Gorina, A.A.Kovaleva,
A.G. Nazarov, A.A. Sharypov, S.A. Rekunov 
Об одном из путей снижения воздушной передачи 
звуковой энергии в пассажирское помещение
легкового автомобиля .......................................................................... 
17
About one of the ways of decreasing air transfer of sound energy 
into an LMV passenger space

Ю.А. Пыкин, С.В. Анахов 
Y.A. Pykin, S.V. Anakhov
Технология плазменного обезвреживания
органических отходов.................................................................................26
Technology of plasmic deactivation of organic waste

БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА 
WORK SAFETY
С.В. Сергеев, Р.Г. Закиров 
S.V. Sergeev, R.G. Zakirov
Обеспечение вибробезопасных условий труда при эксплуатации
вибрационных м аш и н............................................................................  
33
Guarantee of vibration-proof working conditions while 
using vibrating machines

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ:
Александров Анатолий Александрович,
ректор Московского государственного технического университета
им. Н.Э. Баумана, д-ртехн. наук, профессор
Алёшин Николай Павлович,
заведующий кафедрой МГТУ им. Н.Э. Баумана,
академик РАН, д-ртехн. наук, профессор
Бабешко Владимир Андреевич,
советник ректора Кубанского государственного университета,
академик РАН, д-р физ.-мат. наук, профессор
Касимов Николай Сергеевич,
декан географического факультета Московского государственного 
университета имени М.В. Ломоносова, академик РАН, 
д-р геогр. наук, профессор 
Махутов Николай Андреевич,
заведующий отделом Института машиноведения
им. А.А. Благонравова РАН, чл.-корр. РАН, д-ртехн. наук,
профессор
Павлихин Геннадий Петрович,
заведующий кафедрой «Экология и промышленная безопасность» 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, д-ртехн. наук, профессор 
Соломенцев Юрий Михайлович, 
президент Московского государственного технологического 
университета«Станкин», профессор, чл.-корр. РАН, д-ртехн. наук 
Тарасова Наталия Павловна,
директор института устойчивого разви тия, заведующая кафедрой
Российского химико-технологического университета
им. ДИ. Менделеева, чл.-корр. РАН, д-р хим. наук, профессор

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Васильев Андрей Витальевич,
директор института химии и инженерной экологии 
Тольяттинского государственного университета, 
заведующий кафедрой, д-р техн. наук, профессор 
Власов Валерий Александрович, 
министр лесного хозяйства Республики Татарстан, 
канд. техн. наук, профессор 
Гапонов Владимир Лаврентьевич, 
ректор Ростовской государственной
академии сельхозмашиностроения, д-р техн. наук, профессор 
Гарин Вадим Михайлович,
заведующий кафедрой Ростовского государственного университета
путей сообщения, канд. техн. наук, профессор
Девисилов Владимир Аркадьевич,
доцент кафедры «Экология и промышленная
безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана, канд. техн. наук
Дыганова Роза Яхиевна,
заведующая кафедрой «Инженерная экология
и рациональное природопользование» Казанского
государственного энергетического университета, д-р биол. наук,
профессор
Дьяченко Владимир Викторович,
заместитель директора по научной и учебной работе
Новороссийского политехнического института (филиала) КубГТУ,
профессор кафедры государственного
и муниципального управления, канд. с.-х. наук, д-р геогр. наук
Егоров Александр Фёдорович,
заведующий кафедрой Российского
химико-технологического университета
им. Д.И. Менделеева, д-ртехн. наук, профессор
Елохин Андрей Николаевич,
начальник отдела страхования ОАО «ЛУКОЙЛ», д-р техн. наук
Ефимов Виктор Фёдорович,
проректор по делам гражданской обороны
и чрезвычайным ситуациям МГТУ им. Н.Э. Баумана, канд. техн. наук
Козлов Николай Павлович,
заведующий отделом НУК «Э» МГТУ им. Н.Э. Баумана,
д-р техн. наук, профессор
Кручинина Наталия Евгеньевна,
декан инженерного экологического факультета,
заведующая кафедрой «Промышленная экология» Российского
химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева,
канд. хим. наук, д-ртехн. наук, профессор
Лысенский Олег Васильевич,
генеральный директор Издательства «Русский журнал», главный
редактор журнала «ОБЖ. Основы безопасности жизни»,
член Европейской ассоциации по безопасности
Майстренко Валерий Николаевич,
директор научно-исследовательского института безопасности
жизнедеятельности, чл.-корр. АН Республики Башкортостан,
профессор, д-р хим. наук
Матягина Анна Михайловна,
доцент Московского государственного университета гражданской
авиации, канд. техн. наук
Никулин Валерий Александрович,
исполнительный вице-президент Российской
инженерной академии, д-ртехн. наук, профессор
Певнев Виталий Миронович,
заместитель министра труда и социального развития
по Ростовской области, канд. экон. наук
Петров Борис Германович,
руководитель Приволжского Управления Ростехнадзора России, 
к. геогр. наук, профессор 
Пушенко Сергей Леонардович, 
директор ИИЭС Ростовского государственного 
строительного университета, канд. техн. наук, профессор 
Рахманов Борис Николаевич, 
профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д-р техн. наук 
Рубцова Нина Борисовна, 
заведующая научным координационноинформационным отделом ГУ НИИ медицины 
труда РАМН, д-р биол. наук 
Севастьянов Борис Владимирович, 
заведующий кафедрой «Безопасность
жизнедеятельности» Ижевского государственного технического 
университета, канд. пед. наук, д-ртехн. наук, профессор 
Трофименко Юрий Васильевич, 
заведующий кафедрой Московского 
автомобильно-дорожного института (государственного 
техническог о университета), д-р техн. наук, профессор
Фролов Анатолий Васильевич,
заведующий кафедрой «Безопасность жизнедеятельности» 
Южно-российского государственного технического университета, 
канд. техн. наук, профессор 
Чеботарёв Станислав Стефанович, 
заместитель начальника Академии гражданской защиты МЧС 
России по научной работе, д-р экон. наук, профессор

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ 
EMERGENCY SITUATION
А.В. Рыбаков 
A.V. Rybakov
Техногенная безопасность объектов хранения
и транспортировки нефтепродуктов..................................................... 37
Technogenic safety of oil storage and transport units

A.H. Бочкарёв 
A.N. Bochkarev
Методы и средства обеспечения авиационной безопасности
объектов воздушного транспорта......................................................... 41
Methods and means of aviation security of air transport units

ОБРАЗОВАНИЕ
EDUCATION
K.B. Чернов 
K.V. Chernov
Содержание примерной программы учебной дисциплины
«Теория горения и взрыва»....................................................................44
Content of the draft programme of the subject 
“Surface and explosion theory”

A.B. Васильев
A.V. Vasilyev
Опыт обучения студентов вузов по проблемам защиты
окружающей среды 
........................................................................ 55
Experience of educating university students in environmental 
protection issues

ИНФОРМИРУЕМ ЧИТАТЕЛЯ 
INFORMATION FOR READERS
Саммит деловых кругов «Сильная Россия-2010 » ..........................59

Нанотехнологии для экологии и безопасности............................... 60

Семинар «Нанотоксикология и стандарт безопасности» 
62

Российские инновационные экологически ориентированные 
разработки................................................................................................. 63

Требования к публикации статей

1. С требованиями к оформлению материалов статей можно познакомиться на сайте журнала по адресу hthh://www.russmag.ru
2. Статьи должны соответствовать профилю и тематике журнала.
3. Публикация статей аспирантов бесплатная.
4. Статьи аспирантов без соавторства докторов и кандидатов наук 
должны иметь представление доктора наук -  специалиста по тематике 
статьи.
5. К статье должна прилагаться внешняя рецензия доктора наук -  
специалиста по тематике статьи (за исключением статей, авторами 
и соавторами которых являются члены РАН, РАО, РАМН, РАСХН).
6. Статьи проходят дополнительное рецензирование, выполняемое 
членами редакционной коллегии или специалистами по тематике статьи, привлекаемыми редакцией для научной экспертизы.
7. Несоответствие предоставляемых материалов требованиям редакции может являться основанием в отказе в публикации или увеличить ее сроки.
Редакция

Журнал «Безопасность в техносфере» включен в перечень 
ведущих научных журналов, в которых по рекомендации 
ВАК РФ должны быть опубликованы научные результаты 
диссертаций на соискание ученых степеней доктора 
и кандидата наук.

УДК 504.064.3 + 621.373.826
МОНИТОРИНГ МОЛЕКУЛ УГЛЕВОДОРОДОВ 
В АТМОСФЕРЕ ЛИДАРОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО 
ПОГЛОЩЕНИЯ И РАССЕЯНИЯ

MONITORING OF HYDROCARBON MOLECULES 
IN ATMOSPHERE THROUGH THE 
DIFFERENTIAL-ABSORPTION AND SCATTERING LIDAR

Э.К. Аблязов, аспирант,
В.Г. Шеманин,заведующий кафедрой, профессор, д -р  физ.-мат. наук,
Новороссийский политехнический институт (филиал)
Кубанского государственного технологического университета

Е.К. Ablyazov, aspirant,
V.G. Shemanin, Head o f the Department, Professor, Doctor o f Physics and Mathematics Sciences, 
The Novorossiysk Polytechnic Institute (branch) o f the Kuban State 
Technological University

e-mail: vshemanin@nbkstu.org.ru

В работе предложен вариант лидарной системы дифференциального поглощения и рассеяния света для дистанционного измерения концентрации молекул углеводородов в газовых выбросах в атмосферу над промышленным предприятием. Выполнено компьютерное моделирование режимов работы лидара. Полученные результаты показывают возможность 
использования лидара для зондирования молекул углеводородов в атмосфере.

The authors of the article offer a variant of the differential-absorption and light- 
scattering lidar system fo r remote measuring of concentration of hydrocarbon 
molecules in gas emissions in the atmosphere above the industrial establishment.
The computer modeling of working regimes of a lidar has been undertaken. The 
results show the possibility of using a lidar for sounding hydrocarbon molecules 
in the atmosphere.

Ключевые слова: лидар (lidar), углеводороды (hydrocarbons), мониторинг атмосферы (monitoring of the atmosphere)

1. Введение 
транспорта в городах. Ранее в [1] предложена ли 
Д ля мониторинга загрязнения атмосферы пре- 
дарная система для контроля углеводородов в гадельными углеводородами необходимы дистанци- 
зовых выбросах в атмосферу над промышленным

онные методы контроля концентрации их молекул. 
предприятием . Ш ирокое применение лидаров
В результате фотохимических реакций в атмос- 
ди ф ф ерен ц и альн ого поглощ ен и я и рассеяния

фере предельные углеводороды образуют различ- 
в инфракрасном (И К ) диапазоне для зондированые токсичные продукты  -  альдегиды , кетоны 
ния м олек ул в атмосфере [2, 3] позволяет сделать

и пр. Углеводороды, взаимодействуя с другими ат- 
предположение о возможности их использования

мосферными загрязнителями, под действием сол- 
для дистанционного контроля м олекул углеводонечной радиацией подвергаются различным пре- 
родов в атмосфере.
вращ ениям, 
окислению  
и 
полим еризац ии . 
Ц елью  настоящей работы является оценка по
В результате образуются перекисные соединения, 
тенциальных возможностей такой лидарной сиссвободные радикалы, соединения углеводородов 
темы для контроля углеводородов в атмосфере над
с оксидами азота и серы, часто в виде аэрозольных 
промы ш ленны м районом, объектами хранения

частиц. 
и транспортировки углеводородов. Д ля этого в пер
Болыпое внимание к лазерным дистанционным 
вую очередь необходим выбор оптимальных длин
измерениям концентраций м олек ул загрязняю - 
волн лазерного излучения для получения на фото
щ их вещ еств в атмосф ерном во зд ух е связано 
приемниках такого лидара максимального сигнала
с резким увеличением объемов выбросов как тех- 
обратного рассеяния вдоль атмосферной трассы

нологических газов на предприятиях, так и авто- 
в условиях дневного зондирования.

. Л и д а р  д и ф ф е р е н ц и а л ь н о го  п о гл о щ е н и я  

и р а с с е я н и я  (р а с ч ё т н о е  и с с л е д о в а н и е )
Нами рассмотрен вариант лидарной системы 

дифференциального поглощения и рассеяния света для контроля концентрации м олекул углеводородов. И з всех известных спектроскопических эф фектов наибольшим сечением взаимодействия порядка 10“18 см2 обладает резонансное поглощение 

[4—6] в видимой и особенно в И К-области спектра. 
Это подтверждается результатами работ [3, 6, 7] 

по оценке потенциальных возможностей таких ли- 

даров для зондирования молекул водорода и фто- 
роводорода в атмосфере. Это и определяет основные достоинства реализующих его экспериментальных средств: предельно высокую чувствительность 
измерений в масштабе реального времени, пространственно разрешенное дистанционное измерение большой дальности действия.
В ли даре диф ф еренциального п оглощ ен и я 

и рассеяния необходимо использование двух лазерных пучков, ослабление которых определяется по 
сигналам рассеяния в направлении 180": одного — 

в максимуме полосы  поглощ ения и сслед уем ой  

молекулы , а второго -  вне этой полосы. И нф ормация о распределении концентрации и сслед уемых м олек ул в атмосфере извлекается из сравнения регистрируем ы х сигналов на этих д в ух 
длинах волн в достаточно узком  спектральном 

интервале.

Д ля численного моделирования было выбрано 
уравнение лазерного зондирования для упругого 

обратного рассеяния согласно [2, 4] в виде:

Р (X, R ) = Р0 (Х0 ) К ,\ к 2 (Х0, R ) р  / R2, 
(1 )

где Р (Х , R ) -  мощность сигнала обратного рассеяния на фотоприемнике на длине волны лазерного излучения А,0 , приходящая с расстояния R ;Р 0~ мощность лазера, К г -  постоянная лидара; А 0 -  площадь 
приемного телескопа; k (X 0,R ) 
-к о эф ф и ц и ен т 

ослабления в атмосфере на длине волны лазерного 

излучения и сигнала обратного рассеяния; р -  коэффициент отражения топографической мишени 

или суммарный коэффициент упругого рассеяния 
Ми и молекулярного рассеяния Рэлея на длине волны лазерного излучения.
Следуя идее метода дифференциального поглощения и рассеяния [4], возьмем два лидарных уравнения типа (1) для двух длин волн лазерного и злучения Х0 и 
, причем вторая длина волны находится вне полосы поглощения молекул предельных 
углеводородов, и разделим одно на другое. В результате деления получим уравнение для самого общего случая дифференциального поглощения и рассеяния в предположении о различии всех сомножителей, зависящих от длины волны, в виде [3]:

D  = In P ^ ° ,R } P]-K-U.pA. = - 2 f [Ц Х 0, R) -  k(X ., R)]dR.(2) 
P(X V R)P0K I0 p0 
о

Вся информация о концентрации м олекул углеводородов содержится в сомножителе k (k 0,R )  , 
который в общем случае определяется выражением [2, 4]:

k( X0, R )  =  ka (X0, R )  +  N ( R ) o 0 {Xo). 
(3)

Длина волны максимума И К  полосы для исследуемых м олекул углеводородов взята 3,4 мкм [8], 

а длина волны вне этой полосы -  2,01 мкм, чтобы 
попасть в область прозрачности атмосферы [4, 8]. 

Д ля экспериментальной реализации такого лидара могут быть применены импульсные полупроводниковые лазеры, как и в [9]. Значения остальных величин, входящих в лидарное уравнение (2), 

следующие: А 0 =  0,125 м2; К, =  0,4 для длины волны
1,06 мкм [6]; пиковые мощности лазерного импульса P L  =  1,10 и 100 Вт, причем отношение мощностей 
лазерного излучения на двух выбранных длинах 

волн было равно величине, обратной отношению 
спектральных чувствительностей фотоприемников 

на этих же длинах волн; расстояние зондирования 
R =  0,1-5,0 км; концентрации исследуемых молекул 1010—1016 см '3; значения спектральной чувствительности лавинного фотодиода Л.ФД-2 на выбранных длинах волн взяты из [10] и равны соответственно 0,1 и 0,05 от максимального значения на 
длине волны 1,4 мкм; значения коэффициента ослабления взяты из [8], для интересующих нас длин 

волн равны 0,014 и 0,0105 к м '1 соответственно; сечение р езонансного поглощения молекул предельных 

углеводородов взято из [4] и равно a (J = 8 -1 0  
см2; 
коэффициенты отражения топографических мишеней оценены по данным [11] и взяты для уголкового отражателя — 0,3 и матовой поверхности — 0,15, 
а суммарный коэффициент рассеяния в атмосфере взят по данным [4, 11] равным 10'7.
С использованием приведенных параметров 

нами были выполнены численные расчеты оптической плотности дифференциального поглощения 

и рассеяния по уравнению (2) для выбранных значений концентраций исследуемых молекул и выбранных длин волн в диапазоне расстояний зондирования от 0,1 до 5,0 км. На рис. 1 представлен график зависимости оптической плотности лидарных 

сигналов от расстояния зондирования.
И з рис. 1 видно, что оптическая плотность имеет минимальное значение для очень малых концентраций и расстояний и слишком большое значение 
д ля больш их уровней концентраций для любых 
расстояний. Д ля значений отношения больше 100 

расчеты не выполнялись, т.к. динамический диапазон фотодиода Л Ф Д -2  бы л выбран равным 104

ig о

Я, k m
Рис. 1. График зависимости логарифма оптической плотности лидарных 
сигналов IgD от расстояния зондирования Я для значений концентраций 
углеводородов N -  10 ю (1), 10” (2), 101г (3) и 10,3(4 )с м _3

в соответствии с [б, 8,10]. Д ля расстояния Ю м диапазон допустимых концентраций 1012—1016 см~3 , 

а для расстояния 5 км - 108—1013 см-3 для интегрального значения по всей трассе. Поэтому таким лида- 
ром можно определить концентрацию м олекул углеводородов в диапазоне 10!2-1 0 16 см~3 с пространственным разрешением 100 м вдоль трассы длиной 

до 5 км. На рис. 2 представлен график зависимости 
оптических плотностей лидарных сигналов от значений концентраций углеводородов на расстояниях 1 и 5 км.
И з рис. 2 следует, что с увеличением расстояния оптическая плотность лидарного сигнала возрастает, а мощность сигнала обратного рассеяния 
уменьшается, что приводит к невозможности зондирования больших концентраций на больших расigD

4

3 

2 

1 

О 

-1 

-2

Рис. 2. Г рафик зависимости логарифма оптической плотности лидарных 
сигналов IgD от логарифма концентрации 1дЛ/для двух значений 
расстояний зондирования Я -1  ( 1) и 5 (2) км

стояниях. А нализ этих результатов показывает, 

что диапазон изменения мощности превышает несколько порядков и поэтому не может быть весь 

зарегистрирован лидаром. Оптимальным является использование в такой системе лазерного и злучения, мощность которого можно изменять с изменением концентрации м олекул углеводородов, что 
позволит получить максимальное значение мощности сигнала рассеяния в направлении назад 
в диапазоне расстояний 0,1-5,0 км.
Д алее нами были проведены расчеты значений 

мощности лидарного сигнала по уравнению (1) для 
различных экспериментальных ситуаций и сделаны оценки солнечного фона. Значения спектральной яркости фона в И К диапазоне Sh ( X) взяты из 
работ [4, 8]. И спользуя значения Sb(X) , были рассчитаны значения фоновой мощности Ph(X ,R ) для 

нашего случая по уравнению из [1]:

Pb(X, R ) = Sb(X )T {X ,R )K £ p (X )\ n (R )A X , 
(4)

где C l(R ) — телесный угол поля зрения приемного 

телескопа, причем £ l(R ) = А0 / R2 , А 0 — площадь 
приемного телескопа, АХ -  спектральная ширина 

приемного тракта, T (X ,R )~  пропускание атмосферы на длине X .
Результаты  расчетов для выбранной экспериментальной ситуации дают значение мощности 

в 10—5 мкВт.
Сравнение этой величины со значениями мощности из уравнения (1) показывает, что молекулы  
углеводородов можно зондировать во всем диапазоне расстояний зондирования и диапазоне концентраций не более 1016 см-3.

3. Практическая реализация

Д ля экспериментальной реализации лидара 

могут быть применены импульсные твердотельные лазеры  на активных элементах Y A G , Сг. Ег 
и Y A G . Сг, Но или перестраиваемые генераторы 

света на диэлектрических кристаллах [1, 8]. Отмеченные выше ограничения снизу и сверху на диапазон возможных значений произведений концентраций на толщ ину слоя атмосферы определяю тся оптической схемой и фотоприемником лидара. 

П оэтом у оптимальным является использование 
в таком лидаре лазерного излучения, мощность 

которого можно изменять с изменением концентрации м олек ул углеводородов, что позволит работать на линейном участке амплитудной характеристики фотодиода.
Результаты  одного лидарного измерения представляются на компьютере в виде графика зависимости концентрация -  расстояние [6], которые хранятся в архиве данных, что позволяет проводить 

отложенный анализ результатов. Все параметры

в плоскости перемещения лазерного луча для обнаружения превышения уровня П Д К  исследуемых 
молекул. Информация о превышении П Д К в заданной точке пространства позволит реш ить обратную задачу и определить координаты наиболее 

вероятного источника выбросов углеводородов для 
принятия мер по их снижению.

В случае малых концентраций углеводородов 

в выбросах источника для обнаружения незначительны х колебаний концентраций можно воспользов аться алгори тм ом , основанны м на оценке 

эффективности обнаружения по критерию Неймана-Пирсона. Это позволяет синтезировать достаточно простые в технической реализации схемы 

последетекторной обработки сигналов фотоприемников лидара [5, 10].

Таким образом, полученные результаты  показывают возможность оптимального выбора параметров лазерного излучен и я д ля зондирования 
м олекул углеводородов требуемой концентрации 

методом дифференциального поглощения и рассеяния в атмосфере на заданном расстоянии от и злучателя в условиях ночного зондирования и при учете солнечного фона.

Список литературы

1. Воронина Э.И. Лазерные приборы дистанционного зондирования молекул загрязняющих веществ 
в атмосфере / Э.И. Воронина [и др.] -  Новороссийск: НПИ, 2009. -  115 с.

2. Привалов В.Е. Оптимизация .лидара дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования молекулярного водорода в атмосфере / В.Е. Привалов, В.Г. Шеманин // Журнал технической физики. -  1999. -  Т. 69. -  Вып. 8. -  
С. 65-68.

3. Воронина Э.И. Мониторинг фторводорода в атмосфере методами лазерного зондирования /
Э.И. Воронина [и др.] // Безопасность в техносфере -  2009. -  №  3. -  С. 30-35.

4. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование / Р. Межерис. -  М.: Мир, 1987. -  550 с.
5. Зуев В.Е. Спектроскопия атмосферы / В.Е. Зуев, Ю.С. Макушкин, Ю.Н. Пономарев. — Л.: Гидрометеоиздат, 
1987.-248 с.

6. P riv a lo v  V.E. Hydrogen and iodine molecules lidar monitoring in atmosphere / V.E. Privalov, 
V.G. Shemanin // Proceedings of SPIE-2000. -  Vol. 4064. -  Pp. 2-11.

7. Аблязов Э.К. Решение лидарного уравнения для контроля углеводородов в атмосфере / Э.К. Аблязов,
В.Г. Шеманин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. -  2009. — С. 117-121.
8. Справочник по лазерам. Т. I и II / под ред. А.М. Прохорова. — М.: Советское Радио, 1978. — 504 с. и 512 с.

9. Ablyazov Е.К. The Hydrocarbon Molecules Concentration Remote Measurement by Lidar with the Diode Lasers / 
E.K. Ablyazov, V.G. Shemanin // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics) -  2010. — Vol. 19. -  No. 2. -  
Pp. 201-205.

10. Аксененко М.Д. Приемники оптического излучения / М.Д. Аксененко, М.Л. Бараночников. -  М.: Радио 
и связь, 1987. — 296 с.

11. Воронина Э.И. Зондирование молекул водорода на лабораторном лидаре КР / Э.И. Воронина [и др.] // Письма 
в Журнал технической физики. — 2004. -  Т. 30. -  Вып. 5. — С. 14-17.

измерения задаются пользователем—это режим работы лидара, начальное и конечное расстояние 
и угол места зондирования. А  конечный результат 
работы по каждому измерению -  это прогноз эволюции атмосферного загрязнения на основании результатов измерений и метеопараметров. Лидар работает на линии с компьютером посредством специальной интерф ейсной платы  или мож ет быть 

соединен посредством интернет-канала.
Практическая реализация лидарной станции 

мониторинга выбросов углеводородов на промышленном объекте может быть представлена стационарной системой, в которой полож ение лидара 

выбирается исходя из особенностей наблюдаемого района, таких как площ адь предприятия и санитарно-защитной зоны, рельеф  местности и количество источников загрязнения и объема выбросов.

Л идар располагается таким образом, чтобы  
суммарный радиус действия охватывал весь наблюдаемый район и позволял осущ ествлять оперативное зондирование пространства на расстоянии до 5 км. В результате измерений получаются 
р а сп р ед елен и я концентраций углев од ор од ов

Статистика лесных пожаров в России
По официальной статистике, в среднем огнем 
охвачено до 2 млн га леса в год, а по неофициальной -  до 14 млн га. Почему такая разница? Дело 
в том, что примерно треть, то есть 200 из 600 млн га 
российских лесов, официально находится вне зоны 
охраны от пожаров. По этой территории нет даже 
достоверной статистики о количестве и площади пожаров. По остальной местности данные о пожарах 
тоже далеко не всегда достоверны. К сожалению, 
официальная статистика практически не учитывает пожары вне территорий государственного лесного фонда. В частности, не учитываю тся огром ные площади, пройденные огнем травяны х пожаров.

УДК 504.06: 629.735
ЗАЩИТА БИОСФЕРЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ АВИАЦИИ 
В ПОЛНОМ ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ 
АВИАТРАНСПОРТНОЙ РАБОТЫ

BIOSPHERE PROTECTION FROM AIR TRANSPORT 
IN FULL LIFE CYCLE

Н.И. Николайкин, профессор, канд. техн. наук, Московский государственный технический 
университет гражданской авиации (МГТУ ГА),

N.I. Nikolaykin, Professor, Candidat Technical Sciences, The Moscow State Technical University 
o f Civil Aviation

e-mail: nikols_n@mail.ru

В статье рассмотрены особенности защиты окружающей среды от воздействия предприятий, включенных в жизненный цикл авиатранспортной работы, и обоснованы рекомендации по повышению экологической безопасности гражданской авиации.

The article considers the specialities of environmental protection from  the effect 
o f industries included in air transport work life cycle, and explains 
the recommendations for increasing ecological safety of civil aviation.

Ключевые слова: гражданская авиация (civil aviation), защита окружающей среды (environmental protection), 
жизненный цикл авиатранспортной работы (air transport work life cycle)

1. Введение
Распространено мнение, что воздействие воздушного транспорта на окружающую среду (ОС) 
заключается в выбросе отработавших газов авиационных двигателей и в шуме, создаваемом воздушными судами (ВС) на местности. Однако и шум, 

и газы авиадвигателей характеризуют прежде всего уровень экологического совершенства продукции авиационной промышленности.
За последние два десятилетия в России резко 

уменьшилось общее количество аэропортов, однако объем международных авиаперевозок возрос, 
в т.ч. увеличилось количество м еж дународны х 

аэропортов.
Количественный анализ, выполненный на основании официальной статистики [1], показал, что 
в Р Ф  передвижные транспортные средства гражданской авиации загрязняют атмосферу только на 

1% от соответствующих выбросов источников всех 
видов транспорта страны. Стационарные источники авиапредприятий Г А  загрязняю т атмосф еру 

примерно на 4% от суммарного показателя транспортного комплекса. Доля Г А  в объеме сточных вод 
и их загрязненности нефтепродуктами составляет 

5% в транспортном комплексе страны. Твердые 

отходы Г А  составляют около 2% от общей массы, 
образующейся в транспортном комплексе.

В Экологической доктрине Российской Федерации [2] сформулирована задача «введения ответст венност и производит еля за произведенный 

продукт  в течение всего цикла его существования 

от  получения сырья и производства до утилизации».

Анализ процесса оказания авиатранспортных 
услуг показал, что помимо выбросов отработавших 
газов и шума существует еще ряд значимых экологических факторов ГА.

2. Формирование среды, 
окружающей авиатранспортный узел
Практически лю бой аэропорт, отстоящ ий от 

обслуж и ваем ого им крупного промыш ленного 
центра или города, фактически представляет собой конгломерат из нескольких авиапредприятий

Г А  с инфраструктурой организаций, связанных 
жизненным циклом процесса выполнения авиатранспортной работы. Это аэровокзал, авиационно-техническая база (А Т Б ), топливозаправочная 
компания, А Т Б  крупных авиакомпаний, ремонтные организации вплоть до авиаремонтных заводов, а также гостиничный комплекс, охраняемые 

и неорганизованные стоянки прибывающего автотранспорта, магазины [3]. Такие предприятия 
группируются рядом друг с другом, частично взаимно проникают на территорию смеж ных предприятий или арендую т площ ади, объекты , сооруж ения и т.п. В результате все перечисленное 
образует характерный для гражданской авиации 

у з е л  авиатранспортны х предприятий (У А Т П ), 

хотя эти организации могут принадлеж ать к р азличным отраслям экономики (рис. 1).

Рис. 1. Ситуационный план авиатранспортного узла как геотехнической 
системы (без соблюдения масштаба):

АРЗ -  авиаремонтный завод; АТБ -  авиационно-техническая база;
АЗС -  автозаправочная станция; ВПП -  взлетно-посадочная полоса;
ВС -  воздушное судно; T3K -  топливозаправочный комплекс

Авиапредприятия и организации узла самостоятельны и финансово независимы. Тем  не менее они 

нацелены на выполнение единой авиатранспортной работы. При формировании экологической ситуации в регионе У А Т П  играет роль концентрированного источника антропогенного воздействия 

на окружающую среду (ОС). Вокруг общей границы авиапредприятий и организаций узла  сущ ествует санитарно-защитная зона и более широкая 
«зона влияния», в пределы которых попадают как 

естественные, так и антропогенно измененные экологические системы, а также практически всегда 
(с нарушением действующих правил) и жилые дома.

Разделить меж ду отдельными субъектами хозяйствования ответственность за негативное воздействие на экосистемы, приведшее к их разрушению, — задача крайне сложная, при этом эффективно регулировать воздействие на ОС каждой 

организации отдельно, без учета общности выполняемой работы и их совместного воздействия на 
природу, -  принципиально невозможно.

Теори я рационального природопользования 
требует рассматривать единый природно-промышленный комплекс с измененными (или изменяющимися) естественными связями, техногенными геохимическими аномалиями, представляющими собой р е зу ль т а т  адаптивной деятельн ости  
системы и, в свою очередь, адаптирующей среду.
Рассм атривая принц ипиальную  стр ук тур у 

комплексной системы, сформированной под воздействием некоего предприятия как частный случай ландшафтно-техногенного комплекса, приходим к выводу, что элементы природной среды (вода, 

воздух, земельные ресурсы) выступают в этом случае не только как компоненты ландшафта, но и как 
ресурсы, эксплуатируемые производством. Интенсивность переноса массы и энергии внутри таких 
систем обусловливается преимущественно характером производственных (технологических) процессов. Д ля транспортного предприятия характерно использование значительного количества углеводородного топлива и кислорода воздуха.

Поэтому далее в экологическом анализе воздействия авиации на ОС применены теория физикохимических систем (Ф Х С ) и теория геотехнических систем (ГТС).

3. Физико-химические
и геотехнические системы 
в гражданской авиации

Классическое определение Ф Х С  дано В.В. Ка- 
фаровым и И.Н. Дороховым в работе [4]: «...т -ф а- 
зовая, п-компонент ная сплошная среда, распределенная в пространстве и переменная во времени. П ри наличии ист очника или стока в каждой 
точке гомогенной среды и на границе фаз происходит  перенос вещества и энергии. Система ослож нена совм ещ енным и явлениям и различной 
природы (гидромеханические, химические, тепловые, диффузионные и др.), линейными, нелинейны м и, сосредот оченны м и и распределенны м и 

параметрами».

ЖОСЖТЕЖ
НЕПРОТОЧНОГО
ВОДШТА

ТРАВЯНИСТАЯ
эйосистемА

Стсммк* ВС

Азршохззп йЫязмиы

Сгййчхх 
ране парта.
AlC и ?.п
Гостиница

ТРАВЯНИСТАЯ
жосттмл

Щс»тня<-.1й'<г'умкт