CC BY
242
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ МЕСТНОСТИ
ECOLOGICAL EFFECTS OF FOREST FIRES ON AREA WITH RADIOACTIVE
POLLUTION
Кузнецов А.Е., Москвилин Е.А., Федоткин Д.В., Зверева-Степная А.В.
(ФГБУ ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Россия) Kuznecov A.E., Moskvilin E.A., Fedotkin D.V., Zvereva-Stepnaya A.V.
(FGBU VNIIPO of EMERCOM of Russia, Balashikha, Russia)
Рассмотрены вопросы по влиянию лесоторфяных пожаров на окружающую среду. Определены параметры и численные значения выходов продуктов горения и аэрозоля в атмосферу. Большое внимание уделено экологическим последствиям лесоторфяных пожаров на радиоактивно-загрязненных территориях.
There are considered issues offorest fires influence on environment. The parameters and numerical values of emission of hazardous substances and combustion products in the atmosphere are defined. The great attention is given to ecological aftereffects of forest fires on areas with radioactive pollution.
Ключевые слова: лесоторфяные пожары, продукты горения, выход аэрозоля, радионулкиды, газовый состав воздуха, оксид углерода, диоксид углерода
Key words: forest-and-peat fires, combustion products, aerosol emission, radionu-clides, gas content of air, carbon monoxide, carbon dioxide
Проблема борьбы с природными пожарами всегда очень остро стояла в Российской Федерации. Ежегодно регистрируется от 15 до 30 тысяч пожаров, охватывающих площадь от нескольких сотен до несколько миллионов гектаров.
Крупные лесоторфяные пожары оказывают серьезное влияние на окружающую среду. При таких пожарах уничтожается не только сами леса. Образующиеся обширные зоны задымления и загазованности оказывают вред здоровью людей и окружающей среде.
Выход продуктов горения в атмосферу при лесоторфяных пожарах существенно изменяет ее газовый состав, что не может не сказаться на здоровье человека. Так, при пожарах в 1972 г. концентрация оксида углерода превышала в городах Московской области предельно допустимую в 5-10 раз и со-
3 3 3
ставила в г. Мытищи - 170 мг/м , в Шатуре - 60 мг/м , в Ногинске - 50 мг/м [1].
Лесоторфяные пожары вносят свой вклад также в глобальное потепление атмосферы.
Используя данные о пожарах 1972 г. и 2010 г., можно сделать оценки по общему выносу в атмосферу СО и CO2, дымового аэрозоля. Эти оценки колеблются в пределах 1,5-2,0*107 т по каждой компоненте. Количества углерода, поступившего в атмосферу во время крупных пожаров приблизительно можно оценить как 2 кг с каждого кв. метра.
Наиболее часто встречаемые высоты подъема дыма от крупных лесных пожаров 2-3 км. При вихревых массовых пожарах, которые возникают локально (время горения 1,5-2 часа) конвективная струя достигает высоты 5-6 км.
Согласно оценкам специалистов около 30% тропосферного озона, оксида и диоксида углерода, содержащихся в атмосфере, обусловлено вкладом лесных пожаров [2]. Связанные с лесными пожарами выбросы аэрозоля в атмосферу могут оказывать существенное влияние на микрофизические и оптические характеристики облачного покрова (и, следовательно, - на климат).
При лесоторфяных пожарах 2010 г. в атмосферу поступило огромное количество взвешенных частиц («черный углерод»), "парниковые" и химически активные газы (окись углерода, оксиды азота, диоксид серы), органические соединения (аммиак, формальдегид, фенолы, бензопирен, альдегиды, диоксины) и другие соединения.
За счет теплоизлучения при лесоторфяных пожарах происходит диссипация тепла в атмосферу. Как показывают экспериментальные данные температура воздуха в районе пожаров может повышаться на 5-30 градусов.
Таким образом, создаются условия для того, чтобы пожар способствовал увеличению времени существования антициклона над засушливой территорией и, тем самым, лесоторфяные пожары начинают, как бы сами себя поддерживать.
В результате лесных и торфяных пожаров в РФ в 2010 г., по оценке гео-биоцентра Мюнхенского университета (Германия), в атмосферу планеты было выброшено от 30 до 100 млн. тонн двуокиси углерода. Эмиссия СО2 от лесных пожаров будет наблюдаться и в последующие годы за счет разложения биомассы, которая повреждена огнем, но не сгорела). По экспертным оценкам, общий выброс углекислоты от пожаров 2010 г. может составить 400 млн. тонн (эквивалентно 18% годовых антропогенных выбросов парниковых газов в России).
Лесные пожары вносят вклад в потепление Арктики: часть «черного углерода» попавшего в атмосферу отложится на снегу и льдах Арктики, чем вызовет их более интенсивное таяние.
Пожары 2010 г., оказали влияние на региональную погоду: при действии крупных пожаров или многих небольших пожаров в регионах формировались устойчивые области высокого давления, сопоставимые по масштабам с атмосферными барическими системами. Циклоны обходили эти участки, формируя в местах пожаров еще более сухую и теплую погоду.
Дополнительную экологическую нагрузку вносят пожары на загрязненной радионуклидами территории, которые могут существенно изменить общую картину загрязнения. При сгорании лесного горючего материала значительная часть радионуклидов уносится вместе с продуктами горения, как в газовой так и в твердой фазы. Дым при интенсивных пожарах поднимается с конвективной колонкой в атмосферу на высоту до нескольких километров. Конденсируясь в верхних слоях атмосферы, дымовые аэрозоли с облаками переносятся на десятки километров от зоны их образования, выпадая в виде осадков [3].
При любом виде пожара на радиоактивно загрязненной местности (РЗМ) горение радиоактивных материалов сопровождается тремя основными явлениями: увеличением радиоактивного загрязнения воздуха; увеличением ра-
диоактивных выпадений из воздушной среды на подстилающую поверхность; увеличением мощности дозы вследствие прохождения радиоактивного облака или повышения плотности загрязнения почвы [4]. Речь идет так же о дополнительном в связи с этим радиационном облучении. в первую очередь пожарных а так же широкого контингента лиц, попавших в область прохождении аэрозольного облака.
Лес является своеобразным накопителем радионуклидов из-за большой поверхности ассимилирующих органов древесных растений. Задерживающих радионуклиды - в лесах концентрация радиоактивных веществ после аварии в 7-10 раз была выше, чем в других природных образованиях (лугах, болотах и т.п.). Хвойные леса, являющиеся наиболее пожароопасными, к тому же, являются накопителями радионуклидов (они задерживают в 2.. .3 раза больше радионуклидов, чем лиственные) /5/.
При лесных пожарах, в первую очередь сгорает лесная подстилка, а она аккумулирует до 60.80 % радионуклидов /6/. Разложение хвойного опада с последующим вымыванием его в нижележащие слои почвы, менее доступные для пожара, опять таки идет в несколько раз медленнее, чем лиственного.
Среди различных структурных частей древесного яруса наибольшим загрязнением характеризуется кора деревьев и ассимилирующие органы (листья, хвоя), затем ветки мелкие, ветки крупные. Наименее загрязнена древесина. Наибольшей способностью концентрировать радионуклиды обладают мхи и торфяники.
В связи с увеличением дозы облучения, получаемой персоналом участвующим в тушении лесных пожаров на РЗМ, существует необходимость использования и развития дистанционных (без присутствия людей) методов тушения лесных пожаров и защиты объектов, например с помощью авиации и робототехнических комплексов.
Список использованных источников
1. Душа-Гудым С.И. Лесные пожары. На территориях, загрязненных радионуклидами. Обз. инф. (Охрана и защита леса, механизация, лесные пользования, ISSN 01364596, вып 6. - М.: ВНИЦлесресур.-1993. - 53 с.
2. Руководство по ведению лесного хозяйства на территории РФ, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС на период 1992-1995 годы. -М.:ФСЛХ.-1992. - 65с.
3. Конев Э.В. Физические основы горения растительных материалов при лесных пожарах и палах. Дисс. Тех. Наук. /ВНИИХЛХ.- Ивантеевка, 1992 -270 с.
4. Валендик Э.Н. Борьба с крупными лесными пожарами. - Новосибирск: Наука, сиб. отд, 1990.- 193 с.
5. Гроздов Г.М., Москвилин Е.А. Исследования процессов переноса радионуклидов при пожарах в зонах радиоактивного загрязнения. Материалы 12-й Всероссийской научно-практической конференции: Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ. - М.: ВНИИПО МВД РФ.-1993.с.140.
6. Москвилин Е.А. Экспериментальные исследования пожаров в зоне радиоактивного загрязнения. // Лесные и степные пожары: Возникновение, распространение, тушение и экологические последствия: Материалы международной конференции. - Иркутск: ВСИ МВД России, 2001. - С. 81-84.
