Методология и оценка загрязнения атмосферы, создаваемого пожарами на объектах техносферы в Сибирском федеральном округе

Аннотация:

Рассмотрена проблема загрязнения воздушного бассейна в результате чрезвычайных ситуаций, связанных с пожарами на объектах техносферы Сибирского федерального округа. Обоснована необходимость и показана значимость оценки загрязнения атмосферы в результате пожаров. Предложена методология поэтапного определения качественных и количественных сгоревших материалов. На основе данных мониторинга последствий пожаров в округе за 2001—2016 гг. рассчитаны усредненные значения массы сгоревших материалов. Принимая во внимание удельные показатели выделения токсикантов при горении различных групп материалов, были определены массовые значения приоритетных токсичных продуктов сгорания. Рассчитана усредненная удельная нагрузка на атмосферу в результате залповых выбросов загрязняющих веществ при техносферных пожарах в субъектах Российской Федерации Сибирского федерального округа. Ключевые слова: анализ последствий пожаров, объекты техносферы, токсичные продукты горения, загрязнение атмосферы В настоящее время пожары стали достаточно частым явлением. Причиной возникновения пожара чаще всего становится человеческий фактор. Пожар может возникнуть в жилом секторе, в общественных зданиях, на производстве, в лесах, а в засушливые летние периоды — на мусорных свалках. Любой пожар — это неконтролируемый процесс горения, при котором образуется большое количество загрязняющих окружающую среду веществ. Эти вещества влияют как на компоненты биоценозов, так и на здоровье человека. При пожарах в современных зданиях, при строительстве которых применяются в больших количествах полимерные и синтетические материалы, образуются токсичные продукты горения. Установлено, что в продуктах горения содержится около 150 видов химических соединений, оказывающих токсическое воздействие. Среди самых распространенных — оксиды углерода, серы, азота, хлористый водород, углеводороды различных классов, спирты, альдегиды, бензол и его гомологи, полиароматические соединения (ПАУ) и др. Среди самых опасных — соли и оксиды тяжелых металлов, бенз(а)пирен (БаП), диоксины. Все они попадают в воздух окружающей среды и переносятся воздушными массами. Большинство перечисленных химических веществ оказывают вредное воздействие на живые организмы. Так, диоксины, ПАУ и другие способны вызывать онкологические заболевания у людей, а оксиды серы — гибель растительности. В условиях пожара горение, как правило, протекает в диффузном режиме. Вещества и материалы при этом сгорают не полностью и наряду с частицами сажи попадают в окружающую среду в виде газообразных, жидких продуктов горения. Тепловые потоки, регулирующие газообмен и развитие пожара, обеспечивают перенос загрязнителей в пространстве. Течение пожара характеризуется определенными параметрами, например массовой скоростью выгорания, площадью пожара, плотностью теплового потока, продолжительностью пожара, скоростью газообмена и дымовыделения, температурой горения и т. д. Эти параметры определяют обстановку и достигаемые в конкретных условиях значения опасных факторов пожара, приводят к нарушению условий жизнедеятельности, заболеваниям, травмам, гибели людей. Опасные факторы пожара — токсичность продуктов горения, плотность дыма, температура пожара и другие — можно назвать экологически опасными факторами пожара. 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 окружающей среды. По данным работ экологическая нагрузка на окружающую среду при пожарах определяется, прежде всего, пожарной нагрузкой, т.е. количественным и качественным составом горючих материалов, статистикой и динамикой пожаров. В данном исследовании предпринята попытка на примере субъектов Российской Федерации (РФ) Сибирского федерального округа (СФО) проанализировать статистику и динамику пожаров, определить частоту и особенности пожаров различных объектов, оценить пожарную нагрузку и скорость выгорания, а также потенциальный риск для населения, пожарных и спасателей по массе выброшенных в атмосферу токсичных веществ, сравнить субъекты РФ СФО по удельным валовым выбросам токсикантов между собой. Характеристика объекта исследования СФО основан 13 мая 2000 года и является одним из самых больших округов России, он занимает площадь 5114,8 тыс. км2 (30% территории страны), где проживают 19 320,6 тыс. человек, плотность населения 3,9 чел. км-2, доля городского населения — 71,1%. На территории округа расположены 12 субъектов РФ, в том числе четыре республики (Алтай, Бурятия, Тыва, Хакасия); три края (Алтайский, Забайкальский, Красноярский); пять областей (Иркутская, Кемеровская, Новосибирская, Омская, Томская). Данные материалов, а также Главного управления Сибирского регионального центра МЧС России, ГАИ позволили количественно определить и выделить двенадцать групп объектов техносферы с учетом особенностей их функциональной пожарной опасности. 1. Жилые объекты: здания государственного и муниципального назначения, частные дома, садово-дачные товарищества, мобильные здания, общежития квартирного типа — 2,56 млн объектов. 2. Объекты производственного назначения: предприятия, заводы, фабрики, комбинаты лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, горнодобывающей, топливной промышленности, цветной металлургии, энергетики, машиностроения, пищевой, химической и нефтехимической промышленности, автотранспортные предприятия, гаражи, объекты открытого хранения: горючих и других газов, легковоспламеняющихся (ЛВЖ), горючих жидкостей (ГЖ), леса, пиломатериалов, щепы, угля, торфа, технологические установки — 173,69 тыс. объектов. 3. Здания и помещения учебно-воспитательного назначения: дошкольные образовательные и общеобразовательные организации среднего, высшего и дополнительного профессионального образования, внешкольные учреждения школьников, молодежи, аэроклубы, автошколы — 75,84 тыс. объектов. 4. Здания и помещения здравоохранения и социального обслуживания населения: лечебные стационары, медицинские центры, амбулаторно-поликлинические организации, аптеки, реабилитационные и коррекционные учреждения, станции переливания крови, скорой помощи, санитарно-курортные учреждения, дома-интернаты и пансионаты для детей, престарелых, инвалидов, детей-инвалидов — 88,52 тыс. объектов. 5. Здания и помещения сервисного обслуживания населения: торговые центры, рынки, магазины, павильоны, предприятия розничной и мелкооптовой торговли, торгово-развлекательные комплексы, предприятия общественного питания, объекты бытового и коммунального обслуживания населения, учреждения гражданских обрядов, объекты связи, вокзалы всех видов транспорта, учреждения обслуживания пассажиров, туристические и транспортные агентства, объекты санитарно-бытового назначения — 352,15 тыс. объектов. 6. Здания и помещения для временного пребывания людей: гостиничные комплексы, гостиницы, отели, мотели, кемпинги, дома отдыха, туристические базы, летние лагеря и пансионаты для детей и взрослых, общежития учебных заведений, спальные корпуса интернатов — 36,82 тыс. объектов. 7. Сооружения, здания и помещения для культурно-досуговой деятельности населения и религиозных обрядов: крытые и открытые плоскостные спортивные сооружения, конно-спортивные, физкультурно-досуговые комплексы, библиотеки, читальные залы, медиатеки, музеи, выставки, океанариумы, ночные клубы, танцевальные комплексы, кинотеатры, театры, концертные залы, цирки, дельфинарии, планетарии, религиозные организации и учреждения — 30,68 тыс. объектов. 8. Здания по обслуживанию общества и государства: здания государственных учреждений по обслуживанию общества, учреждения управления фирм, организаций и предприятий, архива, депозитарии, кредитно-финансовые и страховые организации, банки, суды, прокуратуры, нотариально-юридические учреждения, правоохранительные организации, МЧС, учреждения социальной защиты населения, научно-исследовательские, проектные и конструкторские организации, редакционно-издательские организации — 38,73 тыс. объектов. 9. Новостроящиеся и реконструируемые здания и сооружения: жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные и другие объекты — 25,02 тыс. объектов. 10. Транспортные средства: гусеничные, колесные машины, легковые, пассажирские, грузовые (личного и муниципального назначения), рельсовые и безрельсовые механические муниципальные транспортные средства — 13,14 млн единиц. 11. Объекты сельскохозяйственного назначения: здания по производству и хранению кормов, зерна, технических культур, овощей, фруктов, сушки сельскохозяйственной продукции, объекты открытого хранения сена, соломы, объекты тепличного хозяйства, объекты по переработке и хранению сельскохозяйственной продукции, сельскохозяйственные угодья — 24,41 тыс. объектов. 12. Объекты животноводства: фермы скотоводства, звероводства, коневодства, кролиководства, овцеводства, объекты птицеводства, пчеловодства, свиноводства, собаководства, оленеводства, рыбоводства — 32,63 тыс. объектов. Таким образом, функционирование в СФО объектов жилого сектора, промышленности, общественного и другого назначения связано с риском возникновения пожаров, которые могут нанести существенный вред здоровью, привести к гибели людей, а также вызвать загрязнение экосистем. Анализ общественной опасности пожаров. Всесторонний анализ динамики техносферных пожаров дает возможность оценить возможные масштабы неблагоприятных воздействий на окружающую среду. В основу исследования положен временной интервал 2001—2016 гг., для которого характерно формирование пространственной единицы как федерального округа, однородность требований статистического учета и представления сведений о последствиях пожаров. В табл. 1 приведены усредненные статистические характеристики последствий пожаров на объектах техносферы в субъектах РФ СФО за 2001-2016 гг.. На основе приведенных в таблице данных можно сделать вывод, что пожары, происходящие на территории СФО, наносят существенный вред экономике России и являются значимым фактором риска для здоровья населения и состояния природной среды региона. Методика и подходы к оценке загрязнения атмосферы. Пожары как явление чрезвычайного характера, влияющие на социально-экологическую ситуацию, впервые привлекли к себе внимание ученых в начале 90-х годов XX столетия. В работе была впервые предложена методика оценки экологических последствий пожаров, связанных с загрязнением атмосферы в жилых зданиях, на основе экспериментальных данных по удельным выбросам токсичных продуктов сгорания на единицу сгоревшего материала. Данная методика может быть использована для оценки локальных последствий, но применительно к территории округа необходимо ее адаптировать и усовершенствовать. Расчет и оценка загрязнения атмосферы в результате пожаров на объектах техносферы проводились в следующей последовательности. Во-первых, определена масса сгоревших материалов в результате исследования последствий пожаров, произошедших в жилых, общественных, производственных зданиях и сооружениях, а также на других объектах техносферы округа. Важно отметить, что около 90% объектов техносферы, расположенных в СФО, являются типовыми, особенно жилые, что несколько облегчает решение поставленной задачи. Поэтому сведения о виде объекта пожара, составе и количестве веществ и материалов, месте пожара, его площади и продолжительности являются тем инструментарием, который позволяет определить качественные и количественные показатели сгоревших материалов, веществ в результате пожара. При оценке количества сгоревших материалов, веществ предложено дифференцировать их на группы. Ниже преречислены группы материалов, веществ, сгоревших при пожарах на объектах техносферы в СФО за 2001—2016 гг. Конструкционные и отделочные материалы из древесины или на ее основе. Природное топливо. Резинотехнические изделия и материалы. Тепло- и звукоизоляционные, отделочные синтетические материалы, созданные на основе ароматических углеводородов. Материалы, изделия из синтетики, шерсти, хлопка, целлюлозы, кожи, кожзаменителя. Горючие газы. Продукция сельскохозяйственного производства. Иные изделия, материалы, вещества сложного состава. Среднестатистические усредненные значения массы сгоревших при пожарах материалов на объектах техносферы в субъектах РФ СФО за 2001—2016 гг., приведены в табл. 2 Исходная база этих данных включает информацию по 30 случаям, с учетом вида и места произошедшего пожара в каждом из 12 видов групп функциональной пожарной опасности объектов техносферы. При расчете массы сгоревших веществ и материалов учитывался коэффициент недожога, который принимался: для объектов I—II степени огнестойкости (наиболее огнестойкие) — 0,5, для III степени огнестойкости (средней стойкости) — 0,65, а для объектов IV—V степени (самой низкой огнестойкости) — 0,8; при горении ЛВЖ, ГЖ, горючих газов, твердых горючих материалов на открытых складах — 0,9. Во-вторых, основополагающим фактором в оценке количества выбросов токсичных продуктов горения, является определение удельного значения выбросов и вида загрязняющего вещества. С учетом приведенных выше данных о составе и массе сгоревших материалов и данных работ были рассчитаны и сгруппированы усредненные удельные виды выбросов продуктов горения как отношение массы выбросов токсичных продуктов горения (Мпг) к массе сгоревших материалов (Мг) (табл. 3). Значения массы загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу в результате пожаров на объектах техносферы СФО, представлены в табл. 4. Для сравнения в табл. 5 приведены усредненные значения массовых выбросов токсичных продуктов сгорания при пожарах в субъектах РФ СФО за 2001-2016 гг. В абсолютных цифрах (см. табл. 5) опасность выбросов от пожаров для здоровья населения и состояния территорий субъектов видна не так наглядно, как при сравнении относительных показателей, учитывая площадь территорий,

Авторы:

Издание: Безопасность жизнедеятельности
Год издания: 2018
Объем: 7с.
Дополнительная информация: 2018.-N 7.-С.52-58. Библ. 12 назв.
Просмотров: 134