Пожары и их влияние на качество атмосферного воздуха

Дым от крупных пожаров  вызывает изменение освещённости, температуры воздуха, влияет на количество атмосферных осадков. Кроме того, дымовой аэрозоль и газообразные продукты, взаимодействуя с атмосферной влагой, могут вызывать кислотные осадки – дожди, туманы. Попадание на листья дыма, росы, дождя вызывает болезнь и гибель растений. Выделения большого количества дыма при крупных пожарах уменьшает количество солнечной радиации, поступающей с земной поверхности и, как следствие, приводит к климатическим изменениям продолжительностью несколько дней, недель, месяцев. Эти факторы влияют на рост растений, особенно если совпадают с вегетационным периодом.

Массовые пожары, при  которых выделяется большое количество дыма, способно вызывать похолодание  на местном и региональном уровне, но этот процесс не существен для растительности средних широт земного шара, устойчивых к низким температурам (в районах умеренного климатического пояса максимально низкие переносимые температуры для древесных пород лежат в интервале от-15 до-20ºĆ).

Выживаемость растений в зависимости от освещенности изучена и отражена в литературе крайне слабо. Однако отмечено, что в умеренном поясе, чем медленнее рост, тем лучше растения переносят «затенения».

Поэтому злаки и другие культурные растения хуже переносят  уменьшения освещенности, чем древесные породы растительности.

В прямой зависимости  от видов и масштабов пожара находится  загрязнение почвы им водоемов огнетушащими пенами, пролитой на тушении водой, самими горючими веществами, например нефтью при разливе горючих жидкостей (ГЖ). Вода, используемая при тушении, может содержать антипирены и продукты пиролиза горючих материалов В воду могут попадать другие добавки, вводимые в горючие материалы. Эти вещества во время тушения могут попадать в водоемы через канализационную систему из грунтовых вод, а также при осаждении из воздуха, куда они выносились конвективными потоками с остальными продуктами горения. Многие токсичные вещества, например тяжелые металлы, диоксины, попавшие в воду или на почву, обладают способностью накапливаться в организмах рыб, птиц и в дальнейшем по пищевой цепи попадают в организм человека. Таким образом, загрязнение ОС в результате пожаров и аварий может происходить опосредованно и проявляться спустя годы.

В связи с этим представлять меру опасности, которая вызвана  пожарами и авариями, крайне важно, так как реальная оценка вида и масштаба загрязнения ОС может уменьшить риск последствий и повысить уровень обеспечения экологической безопасности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лесной пожар

Лесной пожар - стихийное (неуправляемое) горение, распространившееся на лесную площадь, окруженную негорящей территорией. В лесную площадь, по которой распространяется пожар, входят и открытые лесные пространства. К одному пожару относится вся пройденная огнем площадь, окруженная негорящей в данный момент территорией.

Когда по лесной площади  распространяется управляемое горение, которое возникло по воле человека для достижения определенных хозяйственных  целей, причем горение имеет заданную силу и не выходит за пределы намеченного  участка, то такое горение именуется уже не пожаром, а целевым палом.Наиболее интенсивное горение при лесном пожаре происходит на его кромке, в то время как внутри пройденной огнем площади, на пожарище, обычно лишь догорают отдельные пни, дуплистые деревья и. т. п. Та часть кромки, которая продвигается наиболее быстро и горит наиболее сильно, называется фронтом пожара, а противоположная - с наименьшей скоростью - его тылом. Части кромки между тылом пожара и его фронтом - это фланги пожара - левый и правый. На равнине фронт пожара всегда движется по ветру, а тыл - против ветра. В горах фронтальной кромкой будет та, которая поднимается вверх по склону.

По характеру распространения  горения лесные пожары делятся на четыре группы.

Во-первых, низовые пожары. При таких пожарах горение  распространяется по нижним ярусам растительности лесного биогеоценоза и прежде всего  по живому напочвенному покрову с включенном в него опадом из отмерших ветвей, хвои, листьев. Низовые пожары подразделяют на Напочвенный, подлесокустарниковые и валежниковые пожара.

Во-вторых, верховые пожары. При них горение распространяется не только по напочвенному покрове, но и по пологе древостоя. Среди верховых пожаров различают повальные, когда горят одновременно все ярусы леса, и верховые, когда горение по кронам на короткое время, как бы скачком, вырывается вверх, опережая фронт низового пожара.

В-третьих, почвенные пожары, когда беспламенное горение распространяется в слое подстилки или торфа. Грунтовые пожара в зависимости от горючего материала делятся на подстилочные, дерновые и торфяные. Торфяные пожары в свою очередь подразделяются на одноосередкови и многоочаговые. Одноосередкови пожары возникают в основном от костра или удара молнии, а многоочаговые - в результате прохождения через заболоченный участок низового пожара.

В-четвертых, пятнистые  пожары. Страшные из всех видов пожаров. Распространение горения происходит не только по напочвенному покрове, полога древостоя и кустарников, но и по воздуху, за счет разбрасывания перед кромкой пожара горящих частиц, от них возникают пятна новых возгораний, которые затем быстро соединяются друг с другом, образуя большую горящую площадь.

По статистике большее  число пожаров приходится на долю низовых. Среди низовых пожаров  различают слабые, с высотой пламени  до 0,5 метра; средние, высота пламени  которых колеблется в пределах 0,5 - 1,5 метра и сильные, с высотой  пламени 1,5 метра и выше. По характеру распространения низовые пожары разделяются, кроме того, на быстрые и устойчивые. При быстрых весенних пожарах сгорает лишь верхняя, более сухая часть напочвенного покрова, а при устойчивых, обычно во второй половине лета, покров нередко прогорает до почвы. Горение при устойчивых пожарах длится дольше, сопровождаясь тлением, но длительность горения в этом случае объясняется не уменьшением скорости продвижения кромки пожара, а увеличением ее ширины.

Поведение огня в лесу зависит от многих факторов и прежде всего от характера самого леса. В сухих сосновых лесах с покровом из лишайников и зеленых мхов огонь распространяется быстро и сплошным фронтом. Чем влажнее почва и чем больше в живом напочвенном покрове слабогоримых видов, тем распространение огня происходит медленней, причем огонь распространяется не сплошь, а главным образом по сухим местам. А в некоторых типах леса, например в травяных, в период вегетации трав, и в мощных сосняках и ельниках огонь распространяется очень слабо или не распространяется совсем.

В разреженных лесах  низовой пожар появляется сильнее, а верховой наоборот слабее. Под  воздействием ветра скорость распространения  огня увеличивается во много раз. Аналогичное усиление скорости распространения  огня наблюдается и при движении его вверх по склону. Усилению пожара способствуют также захламление лесной площади и наличие на ней густого хвойного подростка и подлеска.

При любом пожаре, даже повальном, органическая масса насаждений сгорает далеко не полностью, а при  некоторых из них, например быстрому низовом частично сохраняется даже живой напочвенный покров. Степень выгорания леса определяется как видом пожара, так и его силой.

Очень важным горючим  материалом в лесу является лесная подстилка. Влажность подстилки  обычно бывает высокой, но при наступлении засушливой погоды во второй половине лета подстилка становиться пожароопасной. Лесная подстилка чаще горит без пламени. Тления по ней распространяется очень медленно и сохраняется на пожарище в течение нескольких дней.

При верховых пожарах у деревьев частично или полностью обгорают кроны. Но сами деревья остаются целыми.

Чем длиннее фронтальная  кромка и чем сильнее горение  на ней, тем труднее задержать  огонь какой-либо преградой. Под  пологом леса фронтальная кромка слабого низового пожара задерживается обычно препятствием шириной 2 - 3 метра (дорога, ручей, выжженная полоса). В случае пожара средней силы ширина преграды должна быть больше - 5 - 6 метров, а при сильной пожара не менее 10 метров.

На открытых лесных пространствах способность пожара преодолевать препятствия возрастает многократно. Ветер легко перебрасывает отдельные горящие частицы через реки, болота на расстояние 200 - 300 и более метров, когда ветер стихает, способность пожара к преодолению препятствий на открытых участках становится такой же, как и в лесу. Средняя скорость верхового пожара не намного превышает скорость низового. Пятнистые пожары, в отдельные моменты, могут распространяться со скоростью 10 - 20 и даже 50 километров в час. Когда, нет сильного ветра, и пожар не поднимается по крутому склону, скорость пожара не превышает скорости пешехода. После захода Солнца сила ветра обычно снижается и скорость пожара уменьшается.

Из всех видов пожаров  наименьшую скорость имеют грунтовые (торфяные). По их скорость не влияют ни ветер, ни суточные изменения погоды.

Скорость продвижения  кромки у других видов пожаров - низов, верховых и пятнистых - измеряется сотнями  метров и километрами в сутки. Она почти полностью определяется условиями погоды, прежде всего степенью засухи и силой ветра (в горах добавляется еще и крутизна склона). В густом лесу скорость низового пожара редко превышает 500 метров в час, зато на открытых пространствах она достигает 2 - 3 километров в час.

Торф (от немецкого слова Torf, что значит то же самое) - это горючее полезное ископаемое, используется как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и др.

Торф образуется из скоплений  остатков растений, подвергшихся неполному  разложению в условиях болот. Содержит 50-60% углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж / кг. Мировые запасы составляют торфа порядка 500 миллиардов тонн.

Торф приобрел печальную  известность в связи с подземными пожарами, известными человечеству на протяжении тысячелетий. Такие пожары практически не поддаются тушению  и представляют огромную опасность.

Торфяные пожары чаще всего бывают в местах добычи торфа, возникают обычно из-за неправильного  обращения с огнем, от разрядов молнии или самовозгорания. Торф склонен  к самовозгоранию, оно может происходить  при температуре выше 50 градусов (в летнюю жару поверхность почвы в средней полосе может нагреваться до 52 - 54 градусов)Кроме того, довольно часто грунтовые торфяные пожары являются развитием низового лесного пожара. В слой торфа в этих случаях огонь заглубляется у стволов деревьев. Горение происходит медленно, беспламенно. Подгорают корни деревьев, которые падают, образуя завалы. Торф горит медленно на всю глубину его залегания. Торф может гореть во всех направлениях независимо от направления и силы ветра, а под почвенным горизонтом он горит и во время умеренного дождя и снегопада.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение и  расчет состава выбросов при пожарах в жилом секторе

Расчет массы выгоревших веществ и материалов возможен различными способами, исходя из имеющихся данных.

В случае, когда известно, сколько сгорело того или иного материала на пожаре, используют фактические данные;

- если известна площадь  пожара S_П и плотность горючего Р_r, глубина выгорания h, то количество сгоревшего вещества или материала находят по формуле:

G_ri= Sni∙Pri∙hi

где р_г находят в справочной литературе и др.;

- если известна площадь  пожара S_n, массовая скорость выгорания материала v_M и время пожара т_п, то количество сгоревшего вещества или материала (как правило, для ЛВЖ, ГЖ) находят по формуле:

G_ri= Sпi∙τпi∙vмi

где v_M находят в справочной литературе и др.;

- если известна площадь пожара  S_п пожарная нагрузка в здании Рн, помещении, то количество сгоревшего вещества или материала определяют по формуле:

G_ri= Sni∙Pн

- если в условиях  пожара сгорает несколько видов горючих, то находят их общее количество:

N

Ġŕ=∑ Ġ_ri

i=1

где I- вид горючего;

N- число горючих материалов.

если рассматривается  случай, когда происходят одни и  те же пожары, например в жилых помещениях, а их в течение года произошло  несколько, то количество сгоревших материалов на одном пожаре умножается на число пожаров N_n:

N

Ġг=Ńп ∑ Ġį

i=1

В случае пожаров в  жилых помещениях состав горючей  нагрузки Рн, площадь пожара, время пожара и другие параметры, необходимые для расчетов количества сгоревших материалов, находят по табл. в которых приведены среднестатистические данные по пожарам в жилых зданиях.

 

Состав горючей нагрузки и объем выделяющихся продуктов  горения в жилых зданиях

Материал	Вес, кг	Объем продуктов горения Vºп.г, м³ /кг
1	2	3
Древесина	6,0	4,50
ДСП.ДВП	6,0	4,50
Фанера	0,5	4,50
Картон	0,5	4,20
Бумага	5,0	4,50
Полипропилен (ПП)	0,5	12,20
Полиэтилен (ПЭ)	0,5	12,20
Полистирол (ПС)	1.0	10,60
Пенополиуретан (ППУ)	2,0	6,55
Полиакрилонитрил (ПАН)	1,0	8,07
Поливинилхлорид (ПВХ)	8,0	4,50
Мочевиноформальдегид (МФ), полифе-нолформальдегид (ПФФ)	2,0	5,50*8,30
Ткани: шелк шерсть хлопок нейлон	1,0 1,0 2,0 3,0	1,46+5,06 6,09 4,64 8,52
Всего	40	7,8
Масса выгоревшей горючей  нагрузки с учетом коэффициента неполноты  горения - 0,75	30	5,80