Загрязнение окружающей среды при крупных пожарах

Титульник

 

 

 

Содержание

 

 

 

Введение

 

Возможность прогнозирования  развития пожароопасной ситуации, влияния  ее на окружающую среду и своевременное  принятие решений, направленных на снижение опасности от возникновения и  развития пожара, во многом зависит  от информативности о: наиболее вероятных стихийных бедствиях, авариях, технологических катастрофах; данных о пожаро- и взрывоопасности объекта и его элементов; окружающей среде, особенно лесах и населенных пунктах, метеорологических условиях; рельефе местности; наличии различных преград, водоисточников и другого.

Пожары являются самыми распространенными чрезвычайными  событиями в современном индустриальном обществе.

Основной причиной возникновения  пожаров по-прежнему являются факторы  антропогенного воздействия.

Сегодня пожарные бедствия становятся важнейшей общенациональной проблемой [1].

Для нескольких последних десятилетий характерен всплеск техногенных аварий [2]. По оценкам специалистов причинами повышенной аварийности являются усложнение структуры и рост числа техногенных объектов, человеческий и природный факторы. Существенное значение во многих случаях имеет изношенность оборудования и просчеты инженерно- технического характера.

Загрязнение окружающей среды в результате штатных выбросов объектов хозяйственной деятельности, транспорта, пожаров и аварий ухудшает экологическое состояние среды обитания, причиняет вред здоровью людей.

Экологическая опасность пожаров прямо обусловлена изменением химического состава, температуры воздуха, воды и почвы, а косвенно и других параметров окружающей среды.

Наряду с токсичными и вредными продуктами горения загрязнение окружающей среды может быть вызвано и огнетушащими веществами, используемыми в пожаротушении.

Таким образом, пожар – такой же источник загрязнения, как объекты промышленности, сельского хозяйства и другие отрасли хозяйственной деятельности человека.

 

 

Виды пожаров. Понятие  крупного пожара

 

Пожар – это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Одновременно под пожаром понимается процесс, характеризующийся социальным и (или) экономическим ущербом в результате воздействия на людей и (или) материальные ценности факторов термического разложения и (или) горения, развивающийся вне специального очага, а также без применяемых огнетушащих веществ.

Основными видами пожаров как стихийных бедствий, охватывающих, как правило, обширные территории (несколько сотен тысяч и миллионов гектаров), являются ландшафтные, лесные и степные пожары.

Лесные пожары по интенсивности  горения подразделяются на слабые, средние и сильные, некоторые виды лесных пожаров по характеру горения – на беглые и устойчивые.

Техногенные чрезвычайные ситуации, вызванные пожарами, подразделяют на следующие:

• пожары в зданиях, на коммуникациях и технологическом оборудовании промышленных объектов;
• пожары на объектах добычи, переработки и хранения легковоспламеняющихся, горючих и взрывчатых веществ;
• пожары на транспорте;
• пожары в шахтах, подземных и горных выработках, метрополитенах;
• пожары в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного назначения [1]

Пожары по плотности  застройки делятся на:

• отдельные пожары или городские пожары — горение в отдельно взятом здании при невысокой плотности застройки. Плотность застройки — процентное соотношение застроенных площадей к общей площади населённого пункта;
• сплошные пожары — вид городского пожара охватывающий значительную территорию при плотности застройки более 20-30 %;
• огненный шторм — редкое, но грозное последствие пожара при плотности застройки более 30 %;
• тление в завалах. [3]

Лесной пожар – это стихийное, неуправляемое человеком распространение огня по лесной площади.

Торфяной пожар –  это горение торфяного болота, осушенного или естественного, при  перегреве его поверхности. [4]

Пожары на открытом пространстве условно могут быть разделены на 3 вида:

• распространяющиеся;
• нераспространяющиеся (локальные);
• массовые.

Распространяющиеся – пожары с увеличивающимися размерами (ширина фронта пожара, периметр пожара, радиус, протяжённость флангов пожара и так далее4). Пожары на открытом пространстве распространяются в различных направлениях и с разной скоростью в зависимости от условий теплообмена, величины противопожарных разрывов, размеров факелов пламени, критических тепловых потоков, вызывающих возгорание материалов, и других факторов. Преобладающее направление распространения основного фронта пожара формируется в зависимости от распределения горючих материалов или объектов на площади, а также от параметров окружающей среды (направление и скорость ветра). Границы пожара формируются в процессе его развития и зависят от перечисленных выше факторов.

Нераспространяющиеся (локальные) - пожары, у которых размеры остаются неизменными. Локальный пожар представляет собой частный случай распространяющегося, когда возгорание окружающих пожар объектов от лучистой теплоты исключено. В этих условиях действуют метеорологические параметры. Так, например, из достаточно мощного очага пожара огонь может распространяться в результате переброса искр и головней в сторону негорящих объектов по направлению ветра. Такой механизм характерен для крупных пожаров лесоскладов, в сельской местности, на открытых складах различных материалов, в районах городской застройки с узкими улицами. На крупных складах нефти и нефтепродуктов пожар одного или группы резервуаров относится к виду нераспространяющихся. Однако при определенных условиях пожары на нефтескладах перерастают в распространяющиеся. Распространение горения на соседние резервуары может происходить при выбросах горящих нефтепродуктов и деформациях металлических резервуаров.

Классификация пожаров  по признаку распространения тесно  связана со временем их развития. Массовый пожар может возникнуть на больших площадях складов твёрдых и жидких горючих материалов, в лесных массивах, сельских населенных пунктах и рабочих поселках, застроенных зданиями с низкой сопротивляемостью воздействию пожара.

Пожары в ограждениях  различают двух видов: открытые и  закрытые. Открытым пожарам свойственно свободное выгорание горючих материалов без перехода во взрыв (вспышку). Эти пожары развиваются при полностью или частично открытых проёмах (ограниченная вентиляция). Они характеризуются высокой скоростью распространения горения с преобладающим направлением в сторону открытых проёмов и переброса через них факела пламени, вследствие чего создаётся угроза перехода огня в верхние этажи и на соседние здания (сооружения). Открытые пожары подразделяются на 2 группы. К первой группе относятся пожары в помещениях высотой до 6 м, в которых оконные проёмы расположены на одном уровне и газообмен происходит в пределах этих проёмов через общий эквивалентный проём (жилые помещения, школы, больницы, административные и им подобные помещения). Ко второй группе относятся пожары в помещениях высотой более 6 м, в которых проёмы в ограждениях располагаются на различных уровнях, а расстояния между центрами приточных и вытяжных проёмов могут быть весьма значительными. В данных помещениях и частях здания наблюдаются большие перепады давления по высоте и, следовательно, высокие скорости движения газовых потоков, а также скорость выгорания пожарной нагрузки. К таким помещениям относятся машинные и технологические залы промышленных зданий, зрительные и сценические комплексы театров и так далее. Закрытые пожары протекают при полностью закрытых проёмах, когда газообмен осуществляется только вследствие инфильтрации воздуха и удаляющихся из зоны горения газов через неплотности в ограждениях, при действующих системах естественной вытяжной вентиляции без организованного притока воздуха, а также в отсутствии систем вытяжной вентиляции.

Экспериментально установлено, что при закрытых пожарах (в помещениях) скорость выгорания наиболее распространённых горючих материалов не зависит от их физико-химических свойств, распределения в объёме помещения и полностью лимитируется расходом воздуха, поступающего через щели и неплотные соединения окон и дверей. Исключение составляют особо опасные кислородосодержащие горючие материалы (целлулоид, порох и др.), а также некоторые синтетические полимерные материалы, содержащие легколетучие компоненты. Скорость выгорания таких веществ и материалов очень высока и может протекать либо без доступа кислорода, либо при ограниченном доступе. Для закрытых пожаров характерны опасность перехода пожара во взрыв (вспышку) при увеличении поступления воздуха в помещение после периода протекания пожара в условиях ограниченного доступа воздуха, а также опасность разрушения строительных конструкции при превышении пределов их огнестойкости. Вместе с тем тушение пожаров в помещениях достигается легче в связи с возможностью применения высокоэффективного объёмного способа пожаротушения. Закрытые пожары могут быть разделены на 3 группы:

• в помещениях с остеклёнными оконными проёмами (жилые и общественные здания);
• в помещениях в дверными проёмами без остекления (складские и производственные помещения, гаражи и т. д.);
• в замкнутых объёмах без оконных проёмов (подвалы промышленных зданий, камеры холодильников, некоторые материальные склады, трюмы, элеваторы, бесфонарные здания промышленных предприятий).

В каждой группе пожарная нагрузка может быть сосредоточенной или рассредоточенной в различных высотой слоях и плотностью распределения материалов.

На рисунке 1 представлена обобщенная схема классификации  пожаров.

Рисунок 1. Обобщенная схема  классификации пожаров

 

Пожары на промышленных предприятиях возникают в большинстве  случаев от неисправностей технологического оборудования, электроустановок, контрольно-измерительных  и защитных приборов, неосторожного  обращения с огнем обслуживающего персонала и нарушений правил пожарной безопасности при проведении огневых работ. [1]

Источником возникновения  природных пожаров могут явиться  естественные причины: разряд молнии, самовозгорание, трение деревьев. В  подавляющем большинстве случаев  природные пожары являются следствием нарушения человеком требований пожарной безопасности.

Основные причины возникновения  природных пожаров: непотушенная сигарета, горящая спичка, тлеющий пыж после  выстрела, масленые тряпки или ветошь, стеклянная бутылка, преломляющая лучи солнечного света, искры из глушителя транспортного средства, сжигание старой травы, стерни, мусора вблизи леса или торфяника, расчистка с помощью огня лесных площадей для сельскохозяйственного использования или обустройство лесных пастбищ. Одним из основных потенциальных источников природных пожаров является костер. В ряде случаев природные пожары становятся следствием умышленного поджога, техногенной аварии или катастрофы.

 

 

 

Последствия загрязнения  при крупных пожарах

 

Загрязнение окружающей среды в результате штатных выбросов объектов хозяйственной деятельности, транспорта, пожаров и аварий ухудшает экологическое состояние среды обитания, причиняет вред здоровью людей и экосистемам. Во всех перечисленных случаях в окружающую среду попадают вредные и токсичные (ядовитые) вещества. В целях обеспечения безопасности людей, сохранения флоры и фауны для многих веществ, попадающих в окружающую среду: воздух, воду, почву установлены предельно допустимые концентрации, которые не могут вызывать заболевания людей.

Степень загрязнения окружающей среды по предельно допустимым концентрациям при штатных ситуациях регламентируется предельно допустимыми выбросами вредных веществ, исходя из условий, при которых концентрации загрязнителей в окружающей среде не превышали предельно допустимых концентраций. Для этого на промышленных предприятиях, транспорте, как правило, внедрены системы очистки выбросов, которые позволяют обеспечить приемлемое качество воздуха, воды, почв.

За выбросы загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками в пределах установленных норм, а также за сверхлимитные и аварийные выбросы устанавливается плата, являющаяся возмещением ущерба от загрязнения окружающей среды, причинения вреда здоровью населения и состоянию природных экосистем.

В результате многочисленных причин, в том числе стихийных бедствий, нарушения производственных процессов, износа оборудования, человеческого фактора и другого, на промышленных предприятиях, в коммунально-бытовой сфере, на транспорте могут возникать пожары.

Пожары являются наиболее распространенными аварийными ситуациями, при которых происходит загрязнение окружающей среды. [2, 5-9].

В условиях пожара горение, как правило, протекает в диффузионном режиме. Вещества и материалы при этом сгорают не полностью и наряду с частичками сажи попадают в ОС в виде газообразных, жидких продуктов горения. [10, 11].

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, скоростью газообмена и дымовыделения, температурой и так далее. 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.