CC BY
73ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
Оригинальная статья / Original article УДК 614.841.3:614.833
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПОЖАРОВ НА ОБЪЕКТАХ ТЕХНОСФЕРЫ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
© С.С. Тимофеева1, В.В. Гармышев2, Е.А. Кузьмичева3, А.И. Черных4
Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. Обоснована необходимость и показана значимость оценки загрязнения атмосферы в результате пожаров. Отмечено, что эколого-экономическая оценка загрязнения атмосферы от пожаров, являющихся источниками загрязнения, ранее на региональном уровне не просчитывалась. МЕТОДЫ. Факторологической базой исследования послужила статистика пожаров и их последствий в жилых, общественных, производственных и других объектах техносферы в Иркутской области. РЕЗУЛЬТАТЫ. Предложена методика поэтапного определения качественных и количественных характеристик сгоревших материалов. В результате мониторинга последствий пожаров за 2000-2015 гг. расчетами были установлены усредненные значения массы сгоревших материалов. Принимая во внимание удельные показатели выделения токсикантов при горении различных групп материалов, определены массовые значения приоритетных продуктов сгорания, что позволило в последующем выполнить эколого-экономическую оценку загрязнения атмосферы при пожарах в регионе. ВЫВОДЫ. Установлено, что ежегодно в Иркутской области эколого-экономический ущерб от загрязнения воздуха продуктами горения составляет в среднем 5,73 млн рублей. Выполненные исследования и предложенная методика могут быть использованы для оценки экологического риска при пожарах на объектах техносферы и в других субъектах Российской Федерации.
Ключевые слова: пожары, техносфера, эколого-экономическая оценка, загрязнение атмосферы.
Формат цитирования: Тимофеева С.С., Гармышев В.В., Кузьмичева Е.А., Черных А.И. Эколого-экономическая оценка загрязнения атмосферы в результате пожаров на объектах техносферы Иркутской области // XXI век. Техносферная безопасность. 2017. Т. 2. № 3. С. 57-68.
ECOLOGICAL AND ECONOMIC ASSESSMENT OF AIR POLLUTION DUE TO FIRES AT TECHNOSPEHERE FACILITIES IN IRKUTSK OBLAST
S.S. Timofeeva,V.V. Garmyshev, E.A. Kuzmicheva, A.I. Chernykh
Irkutsk National Research Technical University,
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.
ABSTRACT. INTRODUCTION. The article justifies the need for assessment of air pollution due to fires. Ecological and economic assessment of air pollution due to fires which are pollution sources on the regional level has never been carried out. METHODS. Statistical data on fires and their consequences for residential, public, industrial and other techno-sphere objects of Irkutsk region were used for analysis. RESULTS. A stage-by-stage method for identification of qualitative and quantitative characteristics of burned-down materials was suggested. Based on the results of fire consequences monitoring for 2000-2015, average values of the mass of burned-down materials were calculated. Based on specific indices of toxicants emission, we calculated mass values of priority burning products which were used to carry out ecological
Тимофеева Светлана Семеновна, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, e-mail: timofeeva@istu.edu
Svetlana S. Timofeeva, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Industrial Ecology and Life Safety, e-mail: timofeeva@istu.edu
2Гармышев Владимир Викторович, кандидат технических наук, докторант, e-mail: diamant1959@mail.ru Vladimir V. Garmashev, Candidate of Technical Sciences, Post-doctoral student, e-mail: diamant1959@mail.ru
3Кузьмичева Елена Анатольевна, магистрант, e-mail: kuzmichev1971@rambler.ru Elena A. Kuzmicheva, Masters Degree Student, e-mail: kuzmichev1971@rambler.ru
4Черных Александра Ивановна, магистрант, e-mail: alex.ru - 86@mail.ru Aleksandra I. Chernykh, Masters Degree Student, e-mail: alex.ru - 86@mail.ru
Ш/
Том 2, № 3 2017 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Vol. 2, no. 3 2017 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
and economic assessment of fire-caused air pollution in the region. CONCLUSIONS. It is established that annually in Irkutsk region, the mean value of ecological and economic damages caused by air pollution due to burning products is 5,73 million rubles. The current research results and suggested method can be used for assessment of fire-caused environmental risks for technosphere objects in other territories of the Russian Federation as well. Key words: fires, technosphere, environmental and economic assessment, air pollution
For citation: Timofeeva S.S., Garmyshev V.V., Kuzmicheva E.A., Chernykh A.I. Ecological and economic assessment of air pollution due to fires at technosphere facilities in Irkutsk oblast. XXI century. Technosphere Safety. 2017, vol. 2, no. 3, pp. 57-68. (In Russian).
Введение
Процессы горения оказывают существенное влияние на окружающую среду, масштаб которого зависит от вида и количества горючих материалов. Общеизвестно глобальное воздействие на биосферу процесса сжигания ископаемого топлива и продуктов его переработки. Значительно хуже изучено влияние на окружающую среду пожаров [1].
В настоящее время пожары стали довольно частым явлением. Они возникают в жилых, общественных, производственных зданиях, сооружениях, на объектах транспорта. В России ежегодно в среднем происходит 160 тыс. пожаров с ущербом более 13 млрд руб. При этом погибает около 11 тыс. и травмируется свыше 12 тыс. человек; также уничтожается и повреждается более 30 тыс. единиц техники, 127 тыс. строений общей площадью почти 7 млн м2, в том числе 4,8 млн м2 - жилой, что соответствует изъятию объема, способного обеспечить проживание 300 тыс. человек [2, 3].
Любой пожар рассматривается как неконтролируемый процесс горения, при котором образуется большое количество загрязняющих окружающую среду веществ [4, 5]. Среди самых опасных: соли и оксиды тяжелых металлов; бенз(а)пирен; диоксины. Все они переносятся воздушными массами, влияя как на компоненты биоценозов, так и на здоровье людей.
Установлено [1, 4], что в продуктах горения содержится от 150 до 200 видов химических соединений. Это связано с тем,
что в последние 15-20 лет при строительстве, реконструкции и эксплуатации зданий и сооружений применяются в больших количествах полимерные и синтетические материалы, что делает пожары одним из серьезнейших источников опасности [5, 6].
В настоящее время в Иркутской области наблюдается напряженная обстановка с пожарами, региону наносится экологический, социально-экономический ущерб [7]. Исследования показали, что на объектах техносферы Прибайкалья ежегодно сгорают сотни тысяч тонн твердых, жидких и газообразных веществ и материалов, вызывая загрязнение окружающей среды и, в первую очередь, атмосферы.
Как отмечается в работе [8], опасность загрязнения окружающей среды от пожаров на объектах техносферы ранее рассматривалась лишь как результат процессов горения. В 1992 г. Л.К. Исаевой была предложена методика оценки экологических последствий пожаров, связанных с загрязнением атмосферы в жилых зданиях, на основе экспериментальных данных по удельным выбросам на единицу сгоревшего материала [9]. Авторы считают: предложенная методика пригодна для оценки локальных последствий, но применительно к региону необходимо использовать другую методику.
Целью работы является эколого-экономическая оценка вклада пожаров на объектах техносферы в загрязнение воздушной среды в Иркутской области, которая ранее не просчитывалась.
Том 2, № 3 2017 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Vol. 2, no. 3 2017 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
Объект исследования. Анализ последствий пожаров
Иркутская область, один из крупнейших и богатейших природными ресурсами регионов Сибири, имеет юридический статус субъекта в составе Российской Федерации.
Общая площадь региона 774846 км2, что составляет 15% территории Сибирского федерального округа и 4,53% - России. На современной карте Иркутской области 33 административных района, 22 города, 55 поселков городского типа, 365 сельских поселений. Общая численность населения на 01.01.2015 г. составляла 2414913 чел. [6, 7, 10].
В настоящее время на территории
области, по данным Главного управления МЧС, находится 1162458 объектов техносферы: жилых, общественных, производственных и др., из них в городской местности - 881031, в сельской - 271427. Таким образом, функционирование большого и разнообразного количества объектов техносферы связано с риском возникновения пожаров и возможных социальных, экономических и экологических последствий.
На основании работ [2, 3, 6, 7, 11] были определены основные показатели последствий пожаров в Иркутской области с 2000 по 2015 гг. (табл. 1).
Основные показатели последствий пожаров в Иркутской области Key indicators of fire consequences in Irkutsk region
Таблица 1
Table 1
Год / Year Основные показатели последствий пожаров / Key indicators of fire consequences
Количество пожаров, ед. / Number of fires, units. Прямой материальный ущерб, тыс. руб. / Direct material damage, thousands of rubles Погибло при пожаре, чел. / Deaths due to fires, people Травмировано при пожаре, чел. / Injuries due to fires, people Уничтожено строений, ед. / Destroyed buildings, units
2000 5781 33029,2 403 206 775
2001 5941 46847,4 389 199 793
2002 6318 89204,6 365 240 892
2003 5920 83166,1 431 238 900
2004 5683 78158,3 429 239 809
2005 5380 252871,5 423 224 931
2006 4987 128536,2 378 247 991
2007 4828 236931,7 331 257 816
2008 4246 239858,3 332 243 901
2009 4068 310010,2 314 270 739
2010 3898 498607,5 311 262 718
2011 3730 902359,0 264 238 711
2012 3570 268213,7 260 248 577
2013 3352 439152,8 245 218 685
2014 3344 256847,8 236 250 692
2015 3171 442351,6 212 205 846
Том 2, № 3 2017 Vol. 2, no. 3 2017
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
На основании исследования пред- их последствий на объектах техносферы ставленных данных были получены усред- (табл. 2). ненные показатели количества пожаров и
Таблица 2
Усредненные значения количества пожаров и их последствий на объектах техносферы в Иркутской области за 2002-2015 гг.
Table 2
Average values of the number of fires and their consequences for technosphere objects
in Irkutsk region for 2002-2015
Объект исследования / Research object Последствия пожаров / Fore consequences
Количество пожаров, пож./ год-1 / The number of fires, fires per year1 Количество погибших, чел. / год-1 / The number of deaths, people per a -1 year1 Количество травмирован-ных, чел. / год-1 / The number of injuries, people per -1 year1 Прямой ущерб, тыс. руб./ год-1 / Direct losses, thousands of rubles -1 per year1 Уничтожено объектов, объект / год-1 / Destroyed objects, object per -1 year1 Повреждено объектов, объект/ год-1 / Damaged objects, object -1 per year1
Объекты производственного назначения / Industrial facilities 157,4 10,4 10,1 19325,9 24,0 133,4
Торговые предприятия / Shopping facilities 192,4 8,9 7,2 29982,4 33,0 159,4
Образовательные учреждения / Educational institutions 15,4 0,6 0,6 3048,9 2,8 12,6
Детские учреждения / Child care facilities 9,5 0,1 0,1 3727,2 1,6 7,9
Культурно-зрелищные учреждения / Cultural and spectacular institutions 21,2 0,5 1,3 1852,7 3,1 18,1
Лечебно- профилактические учреждения / Treatment And prevention facilities 14,0 0,4 1,5 876,8 2,5 11,5
Я
vöy
Том 2, № 3 2017 Vol. 2, no. 3 2017
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ч А/
ISNN 2500-1582 V
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
Административные учреждения / Administrative institutions 47,0 2,1 1,7 10632,9 6,7 40,3
Объекты жилого
сектора / Residential 3186,4 282,8 181,9 117597,2 567,1 2619,3
facilities
Объекты
сельскохозяйственного назначения / 30,5 0,7 1,1 2438,6 5,4 25,1
Agricultural facilities
Животноводческие объекты / Livestock 32,4 1,2 3,7 653,2 18,0 14,2
facilities
Строящиеся
и реконструируемые здания / Constructed 19,1 1,0 1,6 3184,9 3,1 16,0
and reconstructed
buildings
Сооружения, установки / Constructions, units 32,3 3,1 3,6 1358,1 3,7 28,6
Места открытого
хранения горючих материалов/ Places of open storage of combustible materials 84,9 - 1,5 10663,2 11,1 73,8
Транспортные средства / Vehicles 492,8 6,1 10,0 57433,7 85,8 405,2
Неэксплуатируемые здания / Unexploited buildings 39,3 6,7 3,1 2311,1 6,9 32,4
Прочие объекты / Other objects 210,4 4,3 4,1 2083,7 19,1 191,3
Здания временного пребывания людей / Buildings of temporary stay of people 20,8 2,6 0,5 1288,6 4,6 16,2
На основании вышеизложенного (табл. 2) можно сделать вывод, что на территории Иркутской области за период с 2000 по 2015 гг. на каждые 10 тыс. жителей приходилось 19 пожаров, на каждых 100 пожарах погибало 7 и 4 человека травмировалось. Из 100 объектов техносферы, на которых произошли пожары, 17 сгорали полностью и не подлежали восстановле-
нию. Ущерб от одного пожара составлял 68,9 тыс. руб.
Исследования пожаров, произошедших на объектах техносферы в Иркутской области за 2000-2015 гг., позволили сделать выводы об основных источниках выделения в атмосферу токсичных продуктов горения:
1. Источник загрязнения, располо-
Том 2, № 3 2017 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Vol. 2, no. 3 2017 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
женный на уровне межэтажных перекрытий внутри зданий, при этом на долю данного источника приходится 80,2% всех пожаров в регионе. Наиболее экологически опасными являются пожары в подвальных и цокольных этажах зданий. Их особенностью является механический и химический недожог (неполнота сгорания). Именно для этого источника характерны интенсивные выделения токсичных продуктов горения, которые распространяются в смежные помещения, верхние этажи зданий, а также рассеиваются в атмосфере.
2. Источник загрязнения в виде высотного факела, в результате которого выброс загрязняющих веществ происходит за счет конвективной составляющей на высоту, определяемую теплофизическими свойствами потока, а также наличием инверсионных слоев и их характеристиками. Данный вид загрязнения атмосферы продуктами сгорания формируется при пожарах на складах горючих материалов: ЛВЖ, ГЖ, горючих газов, леса, пиломатериалов и др. горючих материалов, а также при пожарах
Методика и р
В настоящее время пожары на объектах техносферы должны рассматриваться со стороны не только социально-экономического, но и экологического ущерба, в первую очередь, вследствие загрязнения атмосферы. В этой связи необходимо выработать механизм оценки последствий, чтобы избежать ухудшения качества окружающей среды и определить характер опасности пожаров для человека.
На основании изучения последствий пожаров нами была разработана блок-схема эколого-экономической оценки загрязнения атмосферы, которая приведена ниже на рисунке.
В результате мониторинга последствий пожаров расчетами были определены усредненные значения массы сгоревших материалов в результате пожаров на
в 1-2-хэтажных зданиях степени огнестойкости. Доля данных источников загрязнения атмосферы составляет 19,8%.
По утверждению авторов [4, 5, 9], загрязнение окружающей среды при пожарах может быть опасно для большого числа людей. Ориентировочная оценка уровня выделения токсичных веществ и поступления их в окружающую среду показывает, что пожары в жилых, общественных, производственных и др. зданиях приводят к ухудшению самочувствия и здоровья, по крайней мере, в 100-1000 раз большего числа людей по сравнению с количеством погибших.
В масштабах России цифры могут достигать значения нескольких миллионов, если учесть, что загрязняющие вещества продолжают распространяться в природных средах и после пожара. В связи с этим опасность выбросов токсичных веществ при пожарах должна быть учтена в стратегии экологического оздоровления окружающего мира и защиты от необоснованного риска здоровья и жизни людей.
гаты расчета
объектах техносферы в Иркутской области за 2000-2015 гг. (табл. 3).
На основе усредненных данных по массам основных сгоревших материалов и удельных выбросов химических веществ, указанных в работах [1, 4, 6, 9, 12 - 18], определено количество загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу региона.
Предложено при расчете учитывать агрегатное состояние сгоревших материалов. Суммарное количество I вида токсиканта определялось по формуле
О; = О ГВ'' + О™ (1)
где вГВ'', в™' - масса I вида токсиканта, поступившего в атмосферу при сгорании I вида горючего вещества (ГВ) и твердого горючего материала (ТГМ) на объектах техносферы, т.
Том 2, № 3 2017 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Vol. 2, no. 3 2017 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
Паспорт объекта / Facility passport
Генеральный план / Master plan
Конструкционный материал из древесины / Structural wood material Отделочные строительные материалы на основе древесины / Finishing construction wood materials
Отходы древесины I Wood waste
Конструкционные и отделочные материалы из поливинилхлорида/ Structural and finishing materials
_from Polyvinylchloride_
Конструкционные, отделочные, теплоизоляционные материалы из полистирола, пенополистирола, пенополиуретана / Constructional, finishing, heat-insulating materials from polystyrene, expanded polystyrene,
_Polyurethane foam_
Лакокрасочные материалы / Paints and varnishes
Горючие газы / Combustible gases Резинотехнические изделия и материалы / Rubber products and materials
Сбор данных об i объекте пожара / Collection of data on the object of fire
Характеристика конструктивных и объемно-планировочных решений объекта пожара / Characteristic of structural and space-planning solutions of an object of fire
Схема технологического
процесса, вид оборудования / Scheme of the technological process, equipment type
Изучение процессуальных документов объекта пожара / Studying of procedural documents for an object of fire
Объяснение владельца объекта, очевидцев пожара / Explanation of the owner of an object, eyewitnesses of the fire
Справка с объекта, от страховой
компании о материальном ущербе / Certificate of the object, an insurance company concerning material damage
Определение вида и расчет массы сгоревших конструкций, материалов, веществ, изделий / Calculation if the mass of burned-down structures, materials, substances, products
Каменный, бурый уголь, антрацит / Stone, brown coal, anthracite
Кровельные и гидроизоляционные материалы / Roofing and waterproofing materials
Нефтепродукты I Oil products
Целлюлоза / Cellulose
Ткани, изделия из шерсти I Fabrics, products from wool
Ткани, изделия из хлопка / Fabrics, _products from cotton_
Синтетические ткани, изделия / Synthetic fabrics, products
Изделия, материалы из натуральной и синтетической кожи / Products, materials from genuine and imitation leather
Продукция и отходы сельскохозяйственного производства / Production and waste of agricultural production
Определение массы i загрязнителя при сгорании i вида горючего материала, изделия / Calculation of the mass of i pollutant for combustion of i type of the combustible material, product
Справочная литература I Reference books
Эколого-экономическая оценка загрязнения атмосферы при пожаре на объекте техносферы / Ecological and economic assessment of air pollution due to fires at technosphere objects
Блок-схема эколого-экономической оценки загрязнения атмосферы при пожаре
на объектах техносферы The flowchart of ecological and economic assessment of air pollution due to fires in technosphere facilities
Том 2, № 3 2017 Vol. 2, no. 3 2017
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
63
Kík^áO
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
Таблица 3
Среднее значение массы сгоревших материалов при пожарах на объектах техносферы в Иркутской области за 2000-2015 гг.
Table 3
Average value of the mass of the burned-down materials at technosphere facilities in Irkutsk
region for 2000-2015
Сгоревшие материалы / Burned-down materials Масса сгоревших материалов, т/год / Mass of the burned-down materials, ton/year
Древесина, конструкционные материалы: круглый лес, брус, доска, бруски / Wood, structural materials: round timber, bar, board, bars 223161,77
Отделочные строительные материалы на основе древесины: древесно-волокнистые, стружечные плиты, фанера, древесные пластики / Finishing structural materials from wood: wood-fiber, chipped wood, plywood, wood plastics 15486,18
Каменный, бурый уголь, антрацит / Stone, brown coal, anthracite 8270,60
Поливинилхлорид: конструкционные и отделочные материалы / Polyvinyl chloride: constructional and finishing materials 4597,28
Отходы древесины: дрова, опилки, стружки, щепа и др. / Wood waste: firewood, sawdust, shavings, spill and other 3981,20
Шерсть: ткани, изделия / Wool: fabrics, products 3824,70
Полистирол, пенополистирол: конструкционные, отделочные, теплоизоляционные материалы / Polystyrene, expanded polystyrene: constructional, finishing, heat-insulating materials 2401,38
Целлюлоза: бумага, обои, картон / Cellulose: paper, wall-paper, cardboard 1971,64
Хлопок: ткани, изделия / Cotton: fabrics, products 1921,17
Нефтепродукты: нефть, бензин, дизельное топливо, битум, мазут, масла / Oil products: oil, gasoline, diesel fuel, bitumen, fuel oil, oils 1168,85
Синтетические материалы: ткани, изделия / Synthetic materials: fabrics, products 789,82
Продукция, отходы сельскохозяйственного производства / Production, waste of agricultural production 401,25
Пенополиуретан: конструкционные, теплоизоляционные материалы / Polyurethane foam: constructional, heat-insulating materials 69,39
Резинотехнические изделия и материалы / Rubber products and materials 52,31
Кровельные и гидроизоляционные материалы: толь, рубероид, пергамин и др. / Roofing and waterproofing materials: roofing felt, roofing material, paper roof covering, etc. 28,92
Лакокрасочные материалы / Paints and varnishes 15,54
Горючие газы / Combustible gases 9,37
Изделия из натуральной и искусственной кожи: обувь, одежда, мебель и др. / Products from genuine and imitation leather: footwear, clothes, furniture, etc. 8,68
Итого / Total 264232,56
в
Том 2, № 3 2017 Vol. 2, no. 3 2017
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ч А/
ISNN 2500-1582 v
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
При этом:
QfBi, _ Q.m+ (^ЛВЖ1+ Q.Wi
0ТГЩ =ZliGi
ТМГ
(2)
(3)
тл пТГМ; пГП пЛВЖ; пГЖ; „„„„„о ; „„,„„
где Ь; , Ь\ , Ь; , Ь; - масса I вида токсиканта, поступившего в атмосферу при сгорании I вида горючего газа (ГГ), ТГМ, ЛВЖ, ГЖ на объектах техносферы, т.
В свою очередь, массовое значение I токсиканта, поступившего в атмосферу при пожарах на техногенном объекте, определялась так:
0,™= у^Упт™- тТГМ^ Кн, (4)
G Пп- YlnVnrm^ mrri• Кн,
(5)
Gi - Kai
лвжi, гж/■ лвжi mi
•m
1 Кн, (6)
где утггм',у!~п - концентрация I вида токсиканта, поступившего в атмосферу при сгорании ^ I вида ТГМ, ГГ, мг/м3 ; Уп™, Упгп - объем продуктов горения, выделившихся при сгорании I вида ТГМ, ГГ, м3 / т; тТГм;, тт,тЛш'Гж;- масса сгоревшего I вида ТГМ, ГГ, ЛВЖ, ГЖ на объекте, т;
лвжi, гжi
- коэффициент эмиссии i токси-
канта при горении ЛВЖ, ГЖ; Кн - коэффициент недожога.
Коэффициент недожога согласно работам [5, 17, 18] принимался при пожарах: в зданиях - 0,65; в сооружениях - 0,8; при горении ЛВЖ, ГЖ, ГГ, ТГМ на складах -0,9.
На основании формул (1)-(6) вы-
полнен качественный и количественный расчет загрязнения атмосферы приоритетными токсичными продуктами горения, определяющими экологическую нагрузку на территории Иркутской области (табл. 4).
Из данных табл. 4 видно, что в Иркутской области ежегодно в среднем в результате пожаров на объектах техносферы в атмосферу выбрасывается около 48,7 тыс. тонн загрязняющих веществ.
В представленной работе авторами приведен лишь частичный анализ выбросов токсичных продуктов горения. Вне всякого сомнения, ясно, что состав продуктов горения значительно шире использованного в расчетах. Как уже отмечалось, для большинства материалов в литературных источниках нет на этот счет строгих количественных данных.
В Российской Федерации действует система взимания платы за загрязнение окружающей среды объектами техносферы [19] и, в частности, атмосферного воздуха, которую мы предлагаем использовать для оценки экологического ущерба, причиненного выбросами продуктов горения при пожарах. Поскольку пожары на объектах техносферы сопровождаются залповыми выбросами в атмосферный воздух большого количества вредных и токсичных продуктов горения, о чем свидетельствуют данные, приведенные в табл. 4, то оценка опасности загрязнения в форме стоимости очевидна. Принимая во внимание работы [8, 10, 13, 19], дана эколого-экономическая оценка загрязнения атмосферы в результате техносферных пожаров.
Расчеты показали [19], что усредненный эколого-экономический ущерб загрязнения атмосферного воздуха при пожарах за 2000-2015 гг. на объектах техносферы в Иркутской области ежегодно составлял около 6 млн руб.
Том 2, № 3 2017 Vol. 2, no. 3 2017
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
Таблица 4
Среднее значение массы токсичных веществ, попавших в атмосферу в результате пожаров на объектах техносферы в Иркутской области
за 2000-2015 гг.
Table 4
Average value of the mass of toxic substances emitted in the atmosphere due to fires at technosphere objects in Irkutsk region for 2000-2015
Токсичные вещества / Toxic substances Масса выброса, т,год-1 / Emmission mass, t, year1 Токсичные вещества / Toxic substances Масса выброса, т,год-1 / Emission Л mass, t, year-1
Диоксид углерода / Carbon dioxide 30843,61 Оксид серы / Sulfur oxide 7,78
Диоксид кремния / Silicon dioxide 11560,46 Аммиак / Ammonia 7,60
Аэрозоль (взвешенные частицы), сажа / Aerosol (the weighed particles), soot 2928,53 Стирол / Styrene 3,19
Оксид азота / Nitrogen oxide 665,5 Формальдегид / Formaldehyde 1,97
Ацетон / Acetone 628,47 Уксусная кислота / Acetic acid 1,91
Оксид углерода / Carbon oxide 578,56 Пиридин / Pyridine 1,76
Ацетальдегид / Ethyl aldehyde 389,17 Винилхлорид / Vinyl chloride 1,28
Диоксид азота / Nitrogen dioxide 189,88 Толуол / Toluene 1,09
Ацетилен / Acetylene 184,02 Ксилол / Xylol 9,65-10-1
Бензол / Benzene 126,82 Крезол / Cresol 8,9310-1
Хлористый водород / Chloride hydrogen 88,16 Пропилен / Propylene 7,9710-1
Фенол / Phenol 46,95 Propeneol 7,82-10-1
Толуилендиизоцианат/ Toluene diisocyanate 33,73 Бутилен / Butylene 7,76-10-1
Цианистый водород / Cyanic hydrogen 19,88 Бенз(а)пирен / Benz(a)pyrene 1,58-10_1
АSulfur dioxideкролеин / Akrolein 17,25 Хлор / Chlorine 2,92 10-2
Нафталин / Naphthalene 10,42 Пятиокись ванадия / Vanadium pentoxide 2,81 10-2
Пропиловый спирт / Propyl alcohol 7,69 Диоксид серы / Sulfur dioxide 1.86-10"2
Сероводород / Hydrogen sulfide 4,85 Фосген / Phosgene 3,8810-3
66
vöy
Том 2, № 3 2017 Vol. 2, no. 3 2017
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ч А/
ISNN 2500-1582 V
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
Заключение
Развитие новых технологий привело к созданию и росту техносферы, таящей в себе потенциальную опасность в виде пожаров, оказывающих отрицательное воздействие на экономику, экологию, все чаще угрожая жизни и здоровью людей.
Установлено, что залповые выбросы в атмосферу экотоксикантов, образующихся при пожарах на объектах техносферы, вносят дополнительный вклад в загрязнение окружающей среды. Так, ежегодно пожары в среднем привносят в атмосферу Иркутской области до 48,7 тыс. тонн загрязняющих веществ, при этом эколого-экономический ущерб от загрязнения атмо-
сферы составляет примерно 5,73 млн руб.
В государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды в Иркутской области» [10] приводятся данные о стационарных и передвижных источниках выделения загрязняющих веществ в атмосферу, но, к сожалению, не учитывается вклад техносферных пожаров и не дается его эколого-экономическая оценка.
Выполненные исследования и предложенная методика могут быть использованы для оценки экологического риска при пожарах на объектах техносферы и в других субъектах Российской Федерации.
Библиографический список
1. Тимофеева С.С., Седов Д.В., Макухин В.Л. и др. Загрязнение атмосферы залповыми выбросами при пожарах и авариях на промышленных объектах Байкальского региона: оценка, прогноз, превентивные меры. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. 192 с.
2. Брушлинский Н.Н., Соколов С.В. Современные проблемы обеспечения пожарной безопасности в России. М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. 178 с.
3. Анализ обстановки с пожарами и последствиями от них на территории Российской Федерации за 2015 год. М.: Департамент надзорной деятельности МЧС России, 2016. 21 с.
4. Копылов Н.П., Рыжов А.М., Хасанов И.Р. Взаимодействие пожаров с атмосферой. Юбилейный сборник трудов Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны. М.: ВНИИПО МВД России, 1997. С. 137-157.
5. Гармышев В.В., Хисматулин С.А., Тимофеева С.С. Загрязнение атмосферы от пожаров в городских муниципальных образованиях Сибирского федерального округа // Вестник ИрГТУ. 2013. № 3. С. 48-53.
6. Тимофеева С.С., Гармышев В.В., Хисматулин С.Р. и др. Социальные, экономические и экологические последствия пожаров в муниципальных центрах Сибирского федерального округа: анализ, оценка, прогноз. Иркутск: Аспринт, 2010. 169 с.
7. Гармышев В.В. Динамика рисков, связанных с пожарами в Иркутской области // Вестник ИрГТУ. 2012. № 9. С. 58-62.
8. Исаева Л.К. Эколого-экономическая оценка ущерба от загрязнения окружающей среды при пожарах. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1996. 25 с.
9. Исаева Л.К., Серков Б.Б. Экологические послед-
Том 2, № 3 2017 Vol. 2, no. 3 2017
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ствия загрязнения воздуха при пожарах в жилых зданиях // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1992. № 2. С. 39-49.
10. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2015 году». Иркутск: Изд-во «Время странствий», 2016. 318 с.
11. Анализ оперативно-служебной деятельности Управления надзорной деятельности и профилактической работы Иркутской области за 2015 год. Иркутск: ГУ МЧС России по Иркутской области, 2016. 12 с.
12. Гармышев В.В. Оценка экологического риска пожаров в городских агломерациях (на примере г. Иркутска): Дисс. ... канд. техн. наук. Иркутск, ИрГТУ, 2003. 155 с.
13. Соловьев С.В. Экологические последствия лесных и торфяных пожаров: Дисс. ... канд. техн. наук. Москва, 2006. 219 с.
14. Щеглов П.П. Продукты разложения и горения полимеров при пожарах. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1981. 69 с.
15. Баратов А.Н. Пожарная опасность строительных материалов. М.: Стройиздат, 1998. 380 с.
16. Методика расчета выбросов от источников горения при разливе нефти и нефтепродуктов. М.: ГК РФ, 1997. 26 с.
17. Абдурагимов И.М., Андросов А.С., Исаева Л.К. и др. Процессы горения. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1984. 268 с.
18. Дроздова Т.И., Скушникова А.И. Теория горения и взрыва. Процессы горения и взрыва. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. 144 с.
19. Постановление Правительства РФ от 12.06.2003 г. № 344 (ред. от 08.01.2009, № 7) «О нормативах
67
ISNN 2500-1582
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в по-
Rt
1. Timofeeva S.S., Sedov D.V., Makukhin V.L. [and others]. Atmospheric pollution volley emissions from fires and accidents at industrial sites in the Baikal region:, assessment, prediction, prevention measures. Irkutsk, Irkutsk State Technical University Publishing House, 2009, 192 p. (In Russian).
2. Brushlinskii N.N., Sokolov S.V. Current problems of ensuring fire safety in Russia. Moscow, Russian Academy of EMERCOM Publ., 2014, 178 p. (In Russian).
3. Analysis of the situation with the fires and the effects of them on the territory of the Russian Federation for 2015. Moscow, Supervisory Activities Department EMERCOM of Russia Publ., 2016, 21 p. (In Russian).
4. Kopylov N.P., Ryzhov A.M., Hasanov I.R. Interaction of fire with the atmosphere. Jubilee Proceedings of All-Russian Research Institute for Fire Protection. Moscow, VNIIPO the Russian Interior Ministry, 1997, pp. 137-157. (In Russian).
5. Garmyshev V.V., Hismatulin S.A., Timofeeva S.S. Air pollution from fires in the urban municipalities of the Siberian Federal District. Proceeding of Irkutsk State Technical University, 2013, no. 3, pp. 48-53. (In Russian).
6. Timofeev S.S., Garmyshev V.V., Hismatulin S.R. [and others]. Social, economic and environmental consequences of fires in the municipal centers of the Siberian federal district, analysis, evaluation, prognosis. Irkutsk, Asprint Publ., 2010, 169 p. (In Russian).
7. Garmyshev V.V. Dynamics of the risks associated with fires in the Irkutsk Region. Proceeding of Irkutsk State Technical University, 2012, no. 9, pp. 58-62. (In Russian).
8. Isaeva L.K. Ecological and economic assessment of the damage caused by pollution from fires. Moscow, VIPTSH Ministry of Internal Affairs of RF Publ., 1996, 25 p. (In Russian).
9. Isaeva L.K., Serkov B.B. Environmental consequences of air pollution from fires in residential buildings. Problems of safety in emergency situations. 1992,
верхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления».
no. 2, pp. 39-49. (In Russian).
10. Gosudarstvenny report "On the state and Environmental Protection of the Irkutsk region in 2015". Irkutsk, Publishing House of the "Wandering Time", 2016, 318 c. (In Russian).
11. The analysis of the operational activity of the Office of surveillance activities and preventive work of the Irkutsk region in 2015. Irkutsk, EMERCOM of Russia in the Irkutsk region Publ., 2016, 12 p. (In Russian).
12. Garmyshev V.V. Assessing the environmental risk of fires in urban areas (for example, Irkutsk). Diss. Cand. Tehn. Sciences. Irkutsk, 2003, 155 p. (In Russian).
13. Soloviev S.V. Ecological consequences of forest and peat fires. Diss. Cand. Tehn. Sciences. Moscow, 2006, 219 p. (In Russian).
14. Goldfinches P.P. The decomposition products of combustion of polymers and fires. Moscow, VIPTSH Ministry of Internal Affairs of the USSR Publ., 1981, 69 p. (In Russian).
15. Baratov A.N. Fire danger building materials. Moscow, Stroyizdat Publ., 1998, 380 p. (In Russian).
16. The method of calculating emissions from combustion sources at the oil spill and oil products. Moscow, Civil Code Publ., 1997, 26 p. (In Russian).
17. Abduragimov I.M., Androsov A.S., Isayev L.K. [and others]. The combustion processes. Moscow, VIPTSH Ministry of Internal Affairs of the USSR Publ., 1984, 268 p. (In Russian).
18. Drozdov T.I., Skushnikova A.I. Theory of combustion and explosion. Combustion and explosion. Irkutsk, Irkutsk State Technical University Publishing House, 2010. 144 p. (In Russian).
19. Russian Federation Government Resolution dated 12.06.2003 number 344 (ed. By 08.11.2009) "On rates of charges for emissions of air pollutants from stationary and mobile sources, discharges of pollutants into surface and underground water, waste disposal and consumption". (In Russian).
Критерий авторства
Тимофеева С.С., Гармышев В.В., Кузьмичева Е.А., Черных А.И. обладают равными авторскими правами и несут равную ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Поступила 16.07.2017
Authorship criteria
Timofeeva S.S., Garmyshev V.V., Kuzmicheva E.A., Chernykh A.I. have equal authors' rights and responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests.
Received on 16 July 2017
Том 2, № 3 2017 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Vol. 2, no. 3 2017 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISNN 2500-1582
