Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Роль растительных экосистем донецкой народной республики в поддержании качества окружающей среды.Содержание книги
Поиск на нашем сайте
РОЛЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКОСИСТЕМ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ В ПОДДЕРЖАНИИ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. Природные ресурсы Земли могут использоваться непосредственно или косвенно. Например, люди напрямую зависят от лесов, которые дают пищу и биомассу, улучшают здоровье, позволяют отдыхать, повышают уровень жизни и комфорта. Косвенно, леса действуют как климат-контроль, защищают от наводнений и штормов, а также обеспечивают круговорот питательных веществ. Классификация природных ресурсов по исчепаемости представлена в табл.1. Таблица 1. Классификация природных ресурсов по исчерпаемости
ФУНКЦИИ РАСТЕНИЙ. 1. Растения являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле и в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Фотосинтез протекает практически повсеместно на нашей планете, в связи с чем суммарный эффект его колоссален. В процессе фотосинтеза зеленые растения из углекислого газа и воды создают органические вещества (рис..1), служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т. д.), сырья для промышленности и строительства.
Рисунок 1 Формирование газового состава атмосферного воздуха, как известно, также находится в прямой зависимости от растений. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют около 5×1011 т свободного кислорода в год. Один гектар кукурузы выделяет за год 15 т кислорода, что достаточно для дыхания 30 человек. Весь кислород атмосферы проходит через зеленое вещество примерно за 2000 лет. За 300 лет растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере и водах. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 1000 раз превышала выработку энергии в конце XX в. всеми электростанциями мира. Установлено, что растения Земли в процессе фотосинтеза ежегодно образуют более 177 млрд т органического вещества. 2.Растения участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое плодородие. Помимо углерода, водорода и кислорода в состав молекул многих органических веществ входят атомы азота, фосфора, серы, а нередко и других элементов (железа, кобальта, магния, меди). Все они добываются растениями из почвы или водной среды в виде ионов солей, главным образом, в окисленном виде. Минеральные соли не вымываются из поверхностных слоев почвы, так как растительность постоянно всасывает часть минеральных веществ из почвы и передает их животным на корм. Животные, так же как растения, после отмирания передают минеральные вещества обратно в почву, откуда они вновь всасываются растениями. Растения в процессе вымывания как бы изымают минеральные соли и постоянно поддерживают содержание их в почве, что является важным для ее плодородия. 5.Растительность оказывает большое влияние на климат, водоемы, животный мир и другие элементы биосферы, с которыми она тесно взаимосвязана. Одно растение можжевельника выделяет за сутки 30 г летучих веществ, а один гектар — такое количество фитонцидов, которое достаточно для очистки от микробов всех улиц большого города. Растительность для человека это и источник эстетического наслаждения, оказывающая на него психологическое воздействие. Многие растения стали объектами тщательных исследований биоников с целью использования имеющихся принципов и механизмов в технике и т. д. В отдельных местах приходится бороться с зарастанием водоемов, каналов. Иногда массовое развитие водной растительности вызывает появление летних заморов рыбы в озерах. Генофонд ныне существующих организмов — это бесценный эволюционный дар, от правильного использования которого во многом зависит направление научно-технического прогресса в самых различных областях деятельности человека. Связь экологических факторов, сопровождающих процессы горения с параметрами пожаров. Экологические проблемы современного мира и лесные пожары: влияние на состав атмосферы, климат, гидрологический режим. Роль мониторинга для текущей оценки и прогнозирования экологических последствий природных пожаров. Лес входит в состав разнообразного растительного мира и представляет особую ценность. Это природный комплекс, состоящий из древесных растений одного или многих видов, растущих близко друг от друга и множества других организмов вместе с почвами, поверхностными водами и прилежащим слоем атмосферы. Лес представляет собой природную систему, состоящую из взаимодействующих и взаимосвязанных компонентов, которая характеризуется динамическим равновесием, устойчивостью, авторегуляцией, высокой способностью к восстановлению и обновлению, особым балансом энергии и веществ, динамичностью процессов с тенденциями к их стабильности, географической обусловленностью (рис.3). Схематическую структуру леса, как систему, можно представить следующим образом: лес как часть биосферы природнозональные подразделения леса; лесной массив биогеоценоз (экосистема); насаждение (лесной фитоценоз) подразделения насаждения.
Рис. 3 Основные потоки и процессы в лесном сообществе Одна из важнейших функций леса, как и растительности в целом, — продуцирование органического вещества. Лес оказывает влияние на все компоненты биосферы, играет огромную средообразующую роль (рис. 4).
Рис. 4 Роль леса в природе 1 — очищающий воздух; 2 — создает места обитания животных; 3 — защищает почву от эрозии; 4 — задерживает осадки (уменьшает поверхностный сток); 5 — создает благоприятный микроклимат для сельскохозяйственных растений; 6 — закрепляет пески; 7 — препятствует загрязнению вод Лес используется в различных отраслях народного хозяйства, служит материалом для получения десятков ценнейших продуктов — жизненно важных для человека (рис. 5). Подсчитано, что один человек за свою жизнь расходует примерно 200 деревьев, которые идут на строительство жилья, изготовление мебели, получение бумаги для книг, тетрадей и многого другого.
Рис. 5- Использование древесины в лесохимической Таблица 2 - Природные пожары (ГОСТ Р 22.0.03-95)
Теплофизический | Тепловой удар | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Помутнение воздуха | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Опасные дымы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Химический | Загрязнение атмосферы, почвы, грунтов, гидросферы | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
К ландшафтным пожарам на основе ботанико-географической классификации растительности относятся все виды растительных пожаров: верховой, низовой лесной, торфяной, тундровый, степной, кустарниковый.
В природных (растительных) пожарах сгорают все виды живой и отмершей растительности всех природных зон России от тундры до субтропиков.
Лесные пожары можно называть природными пожарами, так как они распространяются в природной среде. Однако следует иметь в виду, что большинство природных пожаров возникает по вине человека.
Зоной пожаров называется территория, в пределах которой в результате стихийных бедствий, аварий или катастроф, неосторожных действий людей возникли и распространились пожары.
Определение вероятности возникновения и разрастания лесных пожаров по времени и площади (пространству) осуществляется на основе анализа данных мониторинга (ГОСТ Р 22.1.09-99).
Мониторинг лесных пожаров (лесопожарный мониторинг) - это система наблюдений и контроля за пожарной опасностью в лесу по условиям погоды, состоянию лесных горючих материалов (ЛГМ), источникам огня в целях своевременной разработки и проведения мероприятий по их предупреждению и (или) снижению ущерба.
Прогнозирование лесных пожаров - это определение вероятности возникновения и разрастания лесных пожаров во времени и пространстве на основе анализа данных мониторинга лесных пожаров.
Степень пожарной опасности отдельных территорий лесного фонда обусловлена их природными особенностями, преобладающими типами леса (составом, количеством, распределением лесных горючих материалов, содержанием в них влаги).
Прогнозирование лесных пожаров основывается на оценке предпожарной, лесопожарной и послепожарной обстановки (ГОСТ 17.6.1.01-83).
Предпожарную обстановку характеризуют условия погоды: темпера, тура воздуха, температура точки росы1 *, количество осадков, выраженные комплексным показателем В. Г. Нестерова - КП:
где t - температура воздуха;
r - температура точки росы, (температура точки росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем пар начал конденсироваться и превратился в росу;
n - число дней после последнего дождя.
Шкала пожарной опасности по условиям погоды имеет пять классов (табл.3). Для отдельных регионов разработаны региональные шкалы пожарной опасности, учитывающие местные особенности погоды.
Таблица 3-Шкала пожарной опасности в лесу по условиям погоды (ГОСТ Р 22.1.09-99)
| Класс пожарной опасности по условиям погоды | Значение комплексного показателя | Степень пожарной опасности |
| I | До 300 | Отсутствует |
| П | От 301 до 1000 | Малая |
| Ш | От 1001 до 4000 | Средняя |
| IV | От 4001 до 10000 | Высокая |
| V | Более 10000 | Чрезвычайная |
Лесопожарную обстановку характеризуют:
- координаты зоны пожара;
- категория территории (зона радиоактивного загрязнения, районы с естественным радиационным фоном);
- площадь горения, га;
- площадь, пройденная пожаром, га;
- вид пожара;
- направление распространения фронта пожара, румб;
- скорость распространения фронта пожара, м/мин;
- интенсивность пожара по высоте пламени, м;
- высота конвективной колонки над пожаром, км;
- длина дымового шлейфа (при авиационном и космическом наблюдении), км;
- уровень радиоактивного загрязнения дымов (в зонах радиоактивного загрязнения), Бк/м3;
- породный состав и возраст горящего леса.
Послепожарную обстановку характеризуют:
- площадь лесной растительности, погибшей в результате верхового, низового, лесного, торфяного пожара, - частично (горельник) или полностью (гарь), га;
- объем уничтоженного леса, м3;
- объем поврежденного леса, м3;
- масса (вероятная) радиоактивных продуктов горения ЛГМ в загрязненных радионуклидами лесах, т.
Относительную оценку степени пожарной опасности лесных участков по условиям возникновения и возможной интенсивности лесных пожаров по пятибалльной шкале представляют в картографической форме - в виде лесопожарных карт.
Контрольные вопросы
1. На какие типы подразделяются растительные пожары и чем они отличаются друг от друга?
2. Что понимают под лесным пожаром?
3. При каких условиях обычно возникают лесные пожары?
4. Назовите классы пожарной опасности лесных участков по условиям погоды.
Для нескольких последних десятилетий характерен всплеск техногенных аварий. Если раньше в мире ежегодно происходило около 150 крупных катастроф, то в 90-х годах их случилось в несколько раз больше.
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.
ПОЖАРЫ КАК АНТРОПОГЕННЫЙ ФАКТОР ЧАЩЕ ОЦЕНИВАЮТСЯ ТОЛЬКО НЕГАТИВНО. Исследования показали, что естественные пожары могут являться частью климата во многих наземных местообитаниях. Они влияют на эволюцию флоры и фауны.
Биотические сообщества «научились» компенсировать этот фактор и адаптируются к нему как к температуре или влажности.
Пожар можно рассматривать и изучать как экологический фактор, наряду с температурой, осадками и почвой.
При правильном использовании огонь может быть ценным экологическим инструментом. Некоторые племена регулярно выжигали леса для своих нужд еще задолго до того, как люди стали целенаправленно изменять окружающую среду. Пожар - очень важный фактор, в том числе и потому, что человек может его контролировать в большей степени, чем другие лимитирующие факторы. Трудно найти участок земли, особенно в районах с засушливыми периодами, где бы не случился пожар хотя бы раз за 50 лет.
Чаще всего причиной пожаров в природе служит удар молнии. Пожары бывают различных типов и оставляют разные последствия.
Таким образом, пожар - такой же источник загрязнения, как объекты промышленности, сельского хозяйства и другие отрасли хозяйственной деятельности человека. Пожары оказывают большое влияние на состояние и динамику развития биоразнообразия, наносят большой ущерб экологическим системам. Объект исследования – пожар как экологический фактор. Предмет исследования – классификация пожаров и их последствия. Цель работы: изучить особенности антропогенных пожаров и их влияние на биоразнообразие экологических систем. Задачи: 1) изучить определения и виды пожаров; 2) выявить последствия и методы борьбы с пожарами; 3) рассмотреть пути восстановления биоразнообразия после пожаров. Методы исследования: изучение и теоретический анализ литературы и исследований по проблеме; сравнение, анализ, обобщение, систематизация.
5
2 ОСОБЕННОСТИ ПОЖАРА КАК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА
1.1 Определение и история изучения пожаров
Пожаром называется «неконтролируемый, стихийно развивающийся процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей».
В другом определении «пожар – процесс горения, возникший непроизвольно или по злому умыслу, который будет распространяться и продолжаться до тех пор, пока не выгорят все горючие вещества и материалы, доступные на данном объекте, не возникнут условия, приводящие к самотушению, не будут приняты активные целенаправленные действия к его локализации и тушению».
Причиной возникновения пожара чаще всего становится человеческий (антропогенный) фактор. Любой пожар – это неконтролируемый процесс горения, при котором образуется большое количество загрязняющих окружающую среду веществ. Эти вещества влияют не только на окружающую среду, но и на здоровье людей и животных.
Антропогенная пожарная опасность - это пожарная опасность охраняемой территории, обусловленная появлением источников огня в связи с деятельностью людей и относящаяся к многолетнему периоду.
Корреляция между плотностью населения и частотой пожаров в малонаселѐнных районах незначительна.
Известные зарубежные системы оценки пожарной опасности в лесу основаны на анализе многолетних данных о возникновении пожаров без учѐта влияния социально-экономических условий. В настоящее время на Земле ежегодно возникает более 200 тысяч природных пожаров или пожаров растительности (т.е. лесных, кустарниковых, степных и т. д.), причем число их год от года возрастает.
Учащаются и катастрофические вспышки пожаров на всех континентах (кроме Антарктиды).
Вред, который пожары приносят человечеству, огромен, учитывая прямой и косвенный ущерб.
Пожары, которые вырываются из-под контроля человека и достигают катастрофических размеров, надолго привлекают к себе всеобщее внимание. При таких пожарах сгорают дома и целые поселки, гибнут животные, а не редко - и люди. ГИБЕЛЬ САМОГО ЛЕСА НА ЭТОМ ФОНЕ КАЖЕТСЯ УЖЕ МАЛОЗНАЧАЩЕЙ, ХОТЯ УБЫТКИ ПРИ ЭТОМ МОГУТ БЫТЬ ОЧЕНЬ ВЕЛИКИ. ИМЕННО ПОЭТОМУ ПРОБЛЕМАТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ ВСЕГДА БЫЛА АКТУАЛЬНА И ПО-ПРЕЖНЕМУ ОСТАЕТСЯ НА ВЫСОКОМ УРОВНЕ. Решить проблему природных пожаров с помощью наращивания технической мощи пока не удается. Леса в развитых западных странах (например, в США, Канаде и других) горят не хуже, чем в странах Африки или в России. В каждом регионе они повторяются один раз в пять-десять лет и сопровождаются вспышками лесных пожаров.
Предсказать их заранее с большой долей вероятности – пока не удается. А содержать постоянно огромный штат пожарной охраны слишком дорого, и практически невозможно в условиях значительной протяженности лесов и неразвитой дорожной инфраструктуры. Есть и еще ряд причин пожарной проблемы, например, 1) возможность непредсказуемого саморазвития обычных пожаров в страшную огненную стихию; 2) трудность доставки и использования тяжелой техники в неосвоенные места; 3) отсутствие совершенной методики для оценки экономической эффективности пожарной охраны и другие.
1.2 Антропогенные и естественные пожары
По причинам возникновения пожары делятся на следующие виды [24]: - антропогенные (вызванные людьми), - природные (естественные) пожары (вызванные молниями, погодными условиями). Природные пожары – глобальная проблема всего мира.
Ежегодно лесные и торфяные пожары наносят немалый урон экономике нашей страны и окружающей природной среде: приводят к серьезному и долговременному ухудшению состояния водосборных бассейнов, так как продукты горения смываются в реки и загрязняют их; снижают рекреационную и научную ценность ландшафтов; в результате пожаров гибнут массивы ценных древесных пород, дикие животные; сгорают жилые дома и другие постройки, погибают люди При наличии сильного ветра пожары могут широко распространяться на соседние торфяные и лесные массивы, а также на населенные пункты.
Природный пожар – неконтролируемый процесс горения, стихийно возникающий и распространяющийся в природной среде. Различают следующие виды природных пожаров: - лесной, - степной (полевой), - торфяной, - камышовый, - радиоактивный. Степные пожары являются следствием возгорания сухой травы или зрелых посевов сельскохозяйственных культур и распространяются в ветреную погоду со скоростью до 120 км/ч. Они носят сезонный характер и чаще бывают летом по мере созревания трав (хлебов), реже весной и практически отсутствуют зимой [8]. Неконтролируемое горение растительности, возникшее на торфянистых почвах – торфяной пожар [8]. Торф формируется из перегноя – разлагающихся растений, животных и насекомых – в болотистых местах. Толщина торфяного слоя может достигать 10–15 метров. В его состав входит кислород и углерод. Кислород позволяет гореть (тлеть) торфу без доступа воздуха. В результате засухи или рукотворного осушения торф может оказаться на поверхности и вступить в контакт с воздухом. В таком случае торф может начать самопроизвольно тлеть – или вспыхнуть в результате лесного пожара. Благодаря притоку свежего воздуха, торф разгорается все сильнее. Камышовые пожары возникают по причине возгорания сухого камыша и надводной растительности. Характерной особенностью таких пожаров является высокая плотность огня, его быстрое распространение, большое количество дыма [8]. Радиоактивный лесной пожар – лесной пожар на загрязненных радионуклидами территориях, при котором горят загрязненные радионуклидами лесные горючие материалы и образуются продукты горения, содержащие радионуклиды (зола, недожог, дымовой аэрозоль, газообразные продукты) [8].
Природные пожары представляют собой опасное стихийное бедствие. Они уничтожают ценные материалы – лес, торф и др., и имеют следующие поражающие факторы: - высокая температура, вызывающая возгорание всего, что окажется в районе пожара; - задымление больших районов, оказывающее раздражающее действие на людей и животных, а в некоторых случаях и отравление их монооксидом углерода; - ограничение видимости; - отрицательное психологическое воздействие на людей и живые организмы. Наиболее распространенными естественными причинами больших лесных пожаров на Земле обычно являются молнии. Размеры пожаров делают возможным их визуальное наблюдение даже из космоса. На сегодняшний день доля естественных пожаров (от молний) составляет около 7%-8%, то есть возникновение большей части лесных пожаров связано с деятельностью человека [31]. Таким образом, существует острая необходимость работы противопожарных служб, контроля над соблюдением пожарной техники безопасности. Иногда пожары вызывают искусственно. Такие пожары принято называть управляемыми. Целью управляемых пожаров является: уничтожение пожароопасных горючих материалов, удаление отходов лесозаготовок, подготовка участков для посадки саженцев, борьба с насекомыми и болезнями леса и т. д., а также намеренный поджог леса с целью последующей его вырубки (к примеру, в приграничных с Китаем областях Дальневосточного региона России). Таким образом, в природе всегда существовало своеобразное равновесие. Экологическая роль лесных пожаров заключалась в естественном обновлении лесов. Рассмотрим другой вид пожаров – антропогенный. Основными непосредственными антропогенными причинами лесных пожаров являются [19,24]: - огневая очистка местности и пожары, связанные с разработкой ресурсов; - поджоги;
- случайные пожары или пожары по недосмотру; - наличие в лесах большего количества воспламеняющегося топлива в связи с лесозаготовками или тушением пожаров. Пожар в лесу чаще всего возникает по вине человека: это и неосторожное обращение с огнем, оставленные непотушенные костры или брошенные окурки и спички, вследствие игры детей с огнем, при сжигании мусора владельцами дач и садовых участков на опушках леса. В жаркую сухую погоду достаточно искры, чтобы вспыхнул огонь, особенно в хвойном лесу. От оставленного стекла может произойти самовозгорание. Ведь при попадании на стекло солнечных лучей оно превращается в линзу, концентрирует солнечные лучи до спонтанного возгорания находящейся под ней травы. Тепло пожара разогревает окружающий материал, в то время, как языки пламени и искры, переносимые ветром, легко находят то, что быстро воспламеняется. Потому важно не только не нарушать правил пожарной безопасности, но и убирать за собой мусор. По официальным данным, в 44 % случаев пожары возникли из-за антропогенных факторов¸ куда входит неосторожное обращение с огнем, сельхозхпалы, и непотушенные костры [31]. В 18 % случаев причиной признаны природные факторы (сухие грозы), в 38 % причину выявить не удалось. По данным руководителя управления охраны и защиты лесов Рослесхоза Андрея Грибенникова, которые он озвучил на оперативном совещании в Рослесхозе, больше всего пожаров, которые произошли при невыясненных обстоятельствах, пришлось на долю Уральского (61%) и Северо-Кавказского федеральных округов (55%) [31]. В Камчатском крае нет ни одного лесного пожара, причину которого власти удалось бы установить. Максимальное количество пожаров, произошедших по вине человека, зафиксировано в Центральном (76 %), Северо-Западном (69 %) и Сибирском федеральных округах (60%) [32]. Таким образом, пожар - такой же источник загрязнения окружающей среды, как и объекты промышленности, сельского хозяйства и другие отрасли хозяйственной деятельности человека. Пожары являются наиболее
распространенными аварийными ситуациями, при которых происходит загрязнение экосистем.
ГЛАВА 2. МЕРЫ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ АНТРОПОГЕННЫХ ПОЖАРОВ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ
2.1 Экологические последствия пожаров
Большинство малых и средних пожаров возникает в наиболее посещаемых участках лесного фонда: возле поселков, вдоль дорог и рек. Многие пожары приурочены к местам хозяйственной деятельности: участкам проведения рубок, интенсивных заготовок недревесных продуктов леса, рекреационным участкам. Такое размещение пожаров, а также подавляющего большинства загораний (т.е. очагов огня, подавленных до превращения в пожары) создает ситуацию, при которой в первую очередь страдают наиболее ценные с хозяйственной точки зрения леса. Загрязнение окружающей среды (ОС) 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 ОС попадают вредные и токсичные (ядовитые) вещества. В целях обеспечения безопасности людей, сохранения флоры и фауны для многих веществ, попадающих в ОС: воздух, воду, почву установлены предельно допустимые концентрации (ПДК), которые не могут вызывать заболевания людей [21]. Пожары являются наиболее распространенными аварийными ситуациями, при которых происходит загрязнение ОС [21]. 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 [26]. Тепловые потоки, регулирующие газообмен и развитие пожара, обеспечивают перенос загрязнителей в пространстве. Течение пожара характеризуется определенными параметрами, например, массовой скоростью выгорания vM, кг/(м2 /с), площадью пожара Sn, м2, плотностью теплового потока Q, Вт/м2, продолжительностью фп, с, скоростью газообмена и дымовыделения, температурой и т.д. [26] 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 (ОФП): токсичность продуктов горения, плотность дыма, температура пожара и др. можно назвать экологически опасными факторами пожара (ЭОФП). 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. В природной среде наиболее опасны по своему воздействию растительные пожары. 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 монооксида углерода (СО) составляют около 11-106 т/год, аэрозолей (35360)106 т/год, аммиака - до 12-106 т/год [32] [33]. Космическая аэрофотосъемка многократно фиксировала во время лесных пожаров огромные облака сажи над территорией Сибири, США. Лесные пожары считают вторым после океана источником выбросов в атмосферу хлорорганических соединений, например хлористого метила [32]. При лесных, торфяных, степных пожарах уничтожается растительный покров суши и как следствие - уменьшается продуцирование кислорода. Наряду с токсичными и вредными продуктами горения загрязнение окружающей среды может быть вызвано огнетушащими веществами, используемыми в пожаротушении. Известно разрушающее действие фреонов на озоновый слой. Некоторые галогеноуглероды (например, фреон 13В1, 114В2) особенно опасны, так как способны долгое время находиться в атмосфере и эффективнее других взаимодействуют с озоновым слоем на больших высотах [25] [33].
Поверхностно - активные вещества (ПАВ), применяемые в пожарной охране как смачиватели и пенообразователи, также причиняют вред окружающей среде. Попадая в водоемы, они препятствуют поступлению кислорода. Многие ПАВ биологически трудно разлагаются (ПО-1, ПО-10, Форэтол, ПО-6К). В результате происходит гибель фитопланктона, рыб.
Кроме того, при пожарах на людей, флору и фауну оказывает негативное влияние тепловой фактор (для человека критической во время пожара принята температура, равная 70 градусов Цельсия) [25]. В зоне горения температура может возрастать до 800-1500 градусов Цельсия. 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 определѐнном температурном режиме. При лесных пожарах тепловой фактор изменяет минеральный состав почвы, кислотность (рН) почвенного покрова, происходит смена видов растительности. Таким образом, степень риска гибели от температурного фактора зависит от вида пожара и типа экосистемы, которая подвергается тепловому воздействию [33]. До настоящего времени ухудшение экологической обстановки вследствие пожаров зафиксировано на местном и региональном уровне. Например, установлено, что в глобальном масштабе с учетом всех пожаров, происходящих на планете, концентрация кислорода и углекислого газа в атмосфере изменяется ничтожно мало [32] [33]. Учеными подсчитано, что даже на сгорание всего известного запаса горючих ископаемых необходимо затратить не более 0,1 части кислорода воздуха [31]. Однако в некоторых регионах земного шара расход кислорода на сжигание различных видов топлива превышает его поступление в атмосферу за счет фотосинтеза, несмотря на лесовосстановительные работы. Так, в США расход кислорода в 2 раза больше его продуцирования [30]. 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. Дальность распространения загрязнений от пожаров зависит от двух главных факторов - высоты факела и параметров ветра. Максимальное расстояние, на которое могут переноситься продукты горения, определяется скоростью вертикальной диффузии, предельной высотой, на которую поднимается аэрозоль, а также скоростью его оседания. Чем больше отношение высоты подъема к скорости оседания аэрозоля, тем дальше он уносится. Расчетные и экспериментальные данные ученых показывают, что максимальная концентрация загрязнителей от источников выбросов, включая пожары, достигается по направлению ветра на расстоянии, равном 10-20-кратной высоте источника [30]. При перемещении и рассеивании продукты горения могут взаимодействовать друг с другом и компонентами воздуха, что определяет их концентрацию и продолжительность нахождения в атмосфере (время жизни). Газообразные продукты горения (хлористый водород, аммиак), переносимые конвективными потоками и ветром, при взаимодействии с парами воды образуют жидкие аэрозоли или адсорбируются на частицах сажи и оседают на поверхность суши и растений [33]. На частицах дыма также происходят химические реакции с образованием новых, иногда более токсичных соединений, чем те, которые непосредственно образуются при горении. Устойчивость к загрязнению или степень самоочищения атмосферы за счет химических и физических процессов зависит от погодно-климатических условий, рельефа местности, наличия растительности и т.д., то есть, связаны с географическими координатами источника выброса. Все области суши на территории России, примыкающие к морям и океанам (исключая Каспий), способны очень интенсивно самоочищаться [31]. Кавказский регион южная часть Сибири, примыкающая к странам Средней Азии и Казахстана, тоже очищаются весьма энергично. Западная Сибирь и внутренние регионы Европейской части РФ обладают средней способностью к самоочищению, а некоторые районы Восточной Сибири и район Красноярского края очищаются очень слабо. Таким образом, пожар - такой же источник загрязнения ОС, как объекты промышленности, сельского хозяйства и другие отрасли хозяйственной деятельности человека - различен только масштаб воздействия. Дым от крупных пожаров вызывает изменение освещѐнности, 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 до20 градусов Цельсия) [25]. 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. Любой пожар оказывает отрицательное влияние на экологическое состояние окружающей среды и изменяет границы экологической ниши, условия существования живых организмов [12]. В дикой природе все предусмотрено так, что бы трава, кустарники росли после зимы сами, без палов. В нашем климате трава перегнивает за зиму и не является преградой для молодой поросли, а со временем перегнивают и ветки. Кроме этого, ветки в траве – прекрасное место для гнездовий птиц. Эффект более быстрого роста травы в результате выжигания является кажущимся. Сухая трава просто скрывает поначалу молодые зеленые побеги, и не выжженные участки кажутся серыми. В то время как на почерневших выжженных участках зеленая трава хорошо заметна. Во время палов уже начинает расти трава, цветы. Кустарники начинают свой активный вегетативный период – т.е. растут, хотя невооруженным глазом этого и не видно. Таким образом, весенние палы вредят траве и кустарникам. После палов выживает и первой пускается в рост, заглушая ослабленную и почти загубленную другую флору, самая грубая, неприхо
|
| Поделиться: |
