Влияние пожаров на окружающую природную среду и здоровье человека

СЕКЦИЯ № 5

ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА МОНИТОРИНГ ЗАЩИТЫ НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИЙ ОТ ЧС

ВЛИЯНИЕ ПОЖАРОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ

И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Н. А. Бережная Е. М. Репина

Воронежский государственный университет, г. Воронеж

Лесные пожары наносят большой ущерб экосистеме страны, его последствия негативны и для биоты, и для атмосферы, гидросферы, литосферы. Также лесные пожары могут привести и к гибели людей, особенно если огонь подходит к населенному пункту. Задымление от пожара негативно влияет и на здоровье людей.

Причиной возникновения пожара чаще всего становится человеческий фактор. Он может возникнуть в бытовых помещениях, офисе или на предприятии, а так же не редки возгорания в лесных и природно-парковых зонах в ве-сенне-летне-осенний период.

Возгорания можно расценивать как контролируемый процесс (работы Джорджии, где Г. Стоддард, а также Э. и Р. Комареки - Стоддард 1936 г.), так и не неконтролируемый процесс, при котором образуется большое а также возгоранию подвержены мусорные свалки из-за количество веществ и энергии, выделяющихся в окружающую природную среду.

Тепловые потоки, регулирующие газообмен и развитие пожара, обеспечивают перенос загрязнителей в пространстве. Течение пожара характеризуется

определенными параметрами, например, массовой скоростью выгорания

2 2 2 кг/(м • с), площадью пожара Sn, м , плотностью теплового потока Q, Вт/м ,

продолжительностью фп, с, скоростью газообмена и дымовыделения, температурой Тг и т. д.

Экологически опасными факторами пожара являются токсичность продуктов горения, плотность дыма, температура пожара и др. Они являются негативными абиотическими факторами для экосистем суши и водных объектов. Экологическая опасность пожаров прямо обусловлена изменением химического состава, температуры воздуха, воды и почвы, а косвенно и других параметров ОС.

Для Российской Федерации лес имеет огромное значение так как лесной фонд занимает более половины территории страны. Россия занимает особое, уникальное положение. При площади около 1690 млн. га. на её территории находятся пятая часть всех лесов мира и половина мировых хвойных лесов. Об-

щая площадь лесного фонда и лесов, не входящих в него, составляет в России около 1178,6 млн га. Это приблизительно 70 % от всей территории страны. В лесах РФ сосредоточены самые большие запасы древесины в мире - почти 80 млрд. м , из которых 85 % приходится на наиболее ценную хвойную древесину, на каждого жителя нашей страны приходится около 2 га покрытой лесом площади [2].

Доля пожаров естественного происхождения в сравнении с пожарами, вызванными антропогенной деятельностью мала. Лесными пожарами на территории страны ежегодно охватывается до 5 млн. га лесной площади.

Действие высоких температур во время пожара приводит к гибели растительности, либо заставляет представителей флоры и фауны искать новые места обитания, подчас менее благоприятные, так как отдельные виды флоры и фауны способны существовать в определённом температурном режиме. При лесных пожарах тепловой фактор изменяет минеральный состав почвы, кислотность (рН) почвенного покрова, происходит смена видов растительности.

Основной перенос загрязнителей при пожарах происходит по воздуху. Этому способствуют два обстоятельства. Во-первых, большинство токсичных соединений с продуктами горения поступает в воздух в виде направленных конвективных потоков. Во-вторых, переносу загрязнителей способствуют ветры. Выбросы от пожаров можно характеризовать как кратковременные и высокотемпературные .

Экологическую опасность лесных пожаров рекомендуется оценивать по таблице 1 [2], где эта характеристика для поверхностных пожаров определяется по высоте пламени, а для подповерхностных - по заглублению тления.

Наиболее сильное воздействие на лесные экосистемы оказывают пожары самой высокой интенсивности, к каким в первую очередь относятся верховые повальные. В связи с выгоранием всей почвенной органики корни больше не могут удерживать деревья и они вываливаются, как и при ветровале. Такие пожары приводят к полной смене насаждения на очень длительный период, необходимый для восстановления почвенной органики. В итоге сукцессионный процесс восстановления первоначальной экосистемы будет начинаться буквально с нуля.

Все экологические последствия лесных пожаров можно разделить на краткосрочные и отдаленные. К краткосрочным последствиям относится изменение среды обитания человека в зоне пожара. Характерное время этих последствий ненамного больше характерного времени действия пожара. Все краткосрочные последствия лесных пожаров носят негативный характер. Действие этих негативных факторов обычно ограничивается зоной лесного пожара [1].

К краткосрочным последствиям лесных пожаров относятся: 1) повышение температуры среды во фронте пожара (до 300К); 2) выбросы вредных химических веществ (СО, окислы азота) в приземный слой атмосферы; 3) высокие плотности тепловых потоков во фронте лесного пожара (до 200 кВт/м2; 4) за-дымленность приземного слоя атмосферы в зоне пожара; 5) действие инфра-звуковых волн, генерируемых пожаром, на людей.

Таблица 1

Экологическая опасность лесных пожаров

Поверхностные пожары Низовые Беглые Экологическая опасность лесного пожара, оцениваемая по: высоте пламени на фронте пожара, м о м о Умеренная незначительные повреждения нижних ярусов при полной сохранности древостоев

0,51,0 м Средняя незначительные повреждения 1-го яруса и сильные повреждения нижних ярусов

е Н § ы1 В Высокая значительные повреждения 1-го яруса и полное отмирание нижних ярусов

Устойчивые о м ^ т—н Умеренная умеренные повреждения верхних ярусов при значительных повреждениях напочвенного покрова и лесной подстилки

Верховые Устойчивые От нескольких метров до десятков метров над лесом Высокая полное уничтожение всех ярусов древостоя подроста, подлеска и значительное повреждение лесной подстилки

Беглые полное уничтожение первого яруса, частичное повреждение подлеска при сохранившейся подстилке

Повальные полное уничтожение всех растительных ярусов и органического слоя почвы с последующим смывом зольного остатка

Подповерхностные пожары Почвенные рогорания, м о м 0 Умеренная уничтожение дернового слоя с последующим смывом зольного остатка

Торфяные глубине п] Глубже 0,1 м Высокая уничтожение торфяного слоя с последующим смывом зольного остатка

К отдаленным экологическим последствиям относятся те, для которых характерное время последствий значительно больше характерного времени действия пожара. Отдаленные последствия могут быть позитивными и негативными.

К позитивным последствиям лесных пожаров относятся:

1) уменьшение запаса лесных горючих материалов;

2) повышение плодородия почв за счет ее удобрения золой;

3) повышение видового разнообразия в природных системах.

К негативным последствиям лесных пожаров относятся:

1) уничтожение фитомассы лесных;

2) разрушение сложившихся экосистем, эрозия почв, уменьшение стока рек и опустынивание земель;

3) уменьшение дозы солнечной радиации на подстилающую поверхность и более позднее созревание сельскохозяйственных культур;

4) нарушение природного углеродного цикла, повышение концентрации диоксида углерода и глобальное потепление климата;

5) повторное радиоактивное заражение местности при лесных пожарах в радиоактивных лесных фитоценозах.

При лесных пожарах отмечается загрязнение воздуха вредными и токсичными газами, парами и аэрозолями. В целом на планете 20 % загрязнителей поступает в атмосферу в результате лесных пожаров. Только в Северном полушарии выбросы СО составляют около 11-106 т/год, аэрозолей (35-360)106 т/год, аммиака - до 12-106 т/год. Лесные пожары считают вторым после океана источником выбросов в атмосферу хлорорганических соединений, например хлористого метила.

При лесных, торфяных, степных пожарах уничтожается растительный покров суши и как следствие - уменьшается продуцирование кислорода.

На пройденных огнем участках, с увеличением общей освещенности и влажности почвы, немногие уцелевшие деревья оказываются в непривычных условиях и находятся в угнетенном состоянии. Вывалившиеся с корнем деревья образуют западины, благоприятные для заселения пород-пионеров, которые благодаря повышенной нитрификации и увлажненности почвы уже через 34 года формируют сомкнутый ярус подроста лиственницы и березы. Формируется одновозрастное насаждение исключительно семенного происхождения. На более плодородных почвах восстановление леса на гарях идет преимущественно через осину, благодаря ее способности образовывать коренные отпрыски из спящих почек на корнях. Здесь так же формируется одновозрастное насаждение, но уже порослевого происхождения.

Однако процесс лесовосстановления на таких гарях возможен лишь при недопущении повторных пожаров и начинается с образования послепожарной травяно-кустарниковой растительности и последующего накопления почвенного субстрата и лишь после этого - восстановление лесного насаждения, прежде всего - породами-пионерами - лиственница, береза, осина

Поскольку пожары, особенно длительные, значительно изменяют состав воздушной среды, существует опасение об их вреде для здоровья людей, а именно: возможен вред для органов дыхания и для системы кровообращения.

Согласно исследованиям лаборатории экологии НИИ медицины труда и экологии, в период лесных пожаров возросла обращаемость за скорой медицинской помощью в 3-4 раза и смертность — в 10-13 раз.

Американская ассоциация кардиологов (American Heart Association) в 2010 году опубликовала научное заявление о том, что существует связь между загрязнением воздуха мелкими частицами, в основном имеющими размер 2,5 микрона и меньше, и сердечно-сосудистыми заболеваниями [3,4]. В заключении заявления утверждается, что:

• имеется слабая, но достоверная связь между краткосрочным загрязнением воздуха (имеются в виду микроскопические частицы, то есть дым) и преждевременной смертностью;

• есть серьёзные доказательства связи загрязнения воздуха и развития ишемической болезни сердца;

• есть небольшие, но постепенно подкрепляемые доказательства связи между загрязнением воздуха и параличом сердца, а такжеи ишемическим инсультом;

• существуют скромные доказательства наличия связи между загрязнением воздуха и заболеваниями сосудов, сердечной аритмией и остановками сердца.

Основными источниками этих частиц, загрязняющих воздух, согласно заявлению ассоциации, являются выбросы от сжигания ископаемого топлива промышленностью, транспортом и электростанциями, сжигание биомассы, отопление и приготовление пищи на огне, а также лесные пожары.

Вопрос «жечь или не жечь» костры в сложившейся ситуации последних лет достаточно актуален. По своей неосторожности человек нередко бывает причиной «диких» пожаров, и необходимо активно бороться за пожарную безопасность в лесах и зонах отдыха. Каждый человек должен понимать, что он как частное лицо ни в коем случае не имеет права намеренно или случайно вызвать пожар в природе, но он также должен понимать, что использование огня специально обученными людьми — часть правильного землепользования.

Список использованной литературы

1. Матвеева Т. А., Матвеев А. М. Лесовозобновительные выжигания в светлохвойных лесах. - Красноярск: ДарМа, 2010. - 225 с.

2. Фуряев В. В. Роль пожаров в процессе лесообразования. - Новосибирск: Наука, 1996. - 253 с.

3. Американская ассоциация кардиологов установила, что дым от лесных пожаров усиливает заболевания сердца и смертность // Лесной форум Гринпис России

4. Evidence growing of air pollution's link to heart disease, death // American Heart Association. May 10, 2010