Статья:

Совершенствование подходов к оценке экологических последствий природных пожаров

Конференция: XXVII Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Анциферова Т.Ф. Совершенствование подходов к оценке экологических последствий природных пожаров // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. XXVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 4(27). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/4(27).pdf (дата обращения: 28.03.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Совершенствование подходов к оценке экологических последствий природных пожаров

Анциферова Татьяна Феоктистовна
студент, Поволжский Государственный технологически университет, РФ, г. Йошкар-Ола
Скорикова Любовь Александровна
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО "Поволжский Государственный технологически университет", РФ, г. Йошкар-Ола

 

Аннотация. В работе рассматриваются экологические и социальные последствия от лесных пожаров. Рассмотрены проблемы совершенствование подходов к оценке суммарных последствий лесных пожаров.

Республика Марий Эл входит в состав Приволжского федерального округа. Регион расположен в центре Европейской части Российской Федерации, в средней части бассейна реки Волги. С севера, северо-востока граничит с Кировской областью, с юго-востока и юга – с Республиками Татарстан и Чувашия, а на западе и северо-западе – с Нижегородской областью. Площадь территории республики - 23,377 тыс. кв. км. Протяженность территории с Запада на Восток – 275 км, с Севера на Юг – 150 км. В республике 3 городских округа: «Город Йошкар-Ола», «Город Волжск», «Город Козьмодемьянск», 14 муниципальных районов, 15 городских поселений, 105 сельских поселений. Столица республики - город Йошкар-Ола. Численность населения Республики Марий Эл по данным Госкомстата на 01.01.2020 г. составляет 679 тыс.

Республика Марий Эл расположена в хвойно-широколиственной зоне. Общая площадь лесов Республики Марий Эл составляет 1422,4 тыс. га. Лесистость территории республики составляет 55,7 %. Смешанные леса (сосна, пихта, ель, береза, осина, дуб, липа, клен, вяз) занимают свыше 50 % территории.

По площади березовые насаждения составляют 40 % от площади лесов Республики Марий Эл, сосновые - 36 %, еловые - 8 %, лиственница - 1 %, липовые - 6 %, осиновые - 6 %. Остальные породы (кедр, дуб, ясень, ильмовые, клен, ольха серая, ива, тополь, лещина) представлены незначительно (3 %) [7].

Средний класс природной пожарной опасности лесов Республики Марий Эл III.

На основе статистических данных, представленных Министерством природных ресурсов, экологии и защиты окружающей среды и Главным управлением МЧС России по Республике Марий Эл, на рисунках 1 и 2 соответственно представлены число и площадь лесных пожаров на территории Республики Марий Эл за 1995-2019 гг.

 

Рисунок 1. Число лесных пожаров в Республике Марий Эл за 1995-2019 гг.

 

Рисунок 2. Площадь лесных пожаров в Республике Марий Эл за 1995-2019 гг.

 

За весь пожароопасный период 2010 года в лесах республики зарегистрирован 461 лесной пожар на площади 76,5 тыс. га, средняя площадь одного лесного пожара составила 166,01 га. Суммарный ущерб составил 992924,3 тыс. руб., в том числе стоимость потерь древесины на корню – 888247,7 тыс. руб., ущерб повреждения молодняков – 38299,6 тыс. руб., расходы на тушение лесных пожаров – 66377 тыс. руб. [4].

Такое значительное количество лесных пожаров и их площадь в 2010 году обусловлены установившимися неблагоприятными погодными условиями (аномально жаркая сухая погода), которые наблюдались в течение почти всего лета.

В атмосферном воздухе г. Йошкар-Олы в период лесных пожаров 2010 года было определено содержание следующих загрязняющих веществ: диоксида азота, оксида азота, оксида углерода, диоксида серы, формальдегида, пыли (взвешенных частиц). А также были выявлены разовые превышения концентрации взвешенных веществ, максимальное количество которых было выявлено в июле месяце, при этом наибольшая повторяемость превышений взвешенных веществ составила 35 %. По-видимому, более высокие концентрации взвешенных веществ обусловлены засушливым периодом, пожарами, и, соответственно задымленностью и запыленностью в этот период времени. Среднемесячная концентрация взвешенных веществ тем не менее, не превышала ПДК.

Оценку массы загрязнителей, попавших в атмосферу при горении древесины и лесных материалов во время лесных пожаров на территории Республики Марий Эл в 2010 году, целесообразно производить на основе действующих методик по расчету и нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу [5, 6]. Так как статистическая количественная информация о лесных пожарах представлена как количество сгоревших материалов в тоннах, оценка выбросов загрязняющих веществ в атмосферу будет рассчитываться как сумма выделившихся при сгорании древесины и ЛГМ (лесные горючие материалы) токсикантов.

Мi = МДi + МЛГМi,                                                                                                           (1)

МДi =YДi · vДi ·aД ·KД,                                                                                                      (2)

МЛГМi =YЛГМi · aЛГМ ·KЛГМ,                                                                                                (3)

где YДi – концентрация i-го токсиканта при сгорании древесины,

YЛГМi –концентрация i-го токсиканта при сгорании древесины,

vi – объем продуктов горения, при сгорании древесины (принимаем равным 4500 м3/т),

K – коэффициент недожога,

aЛГМ, aД – масса сгоревшей пожарной нагрузки ЛГМ и древесины, т.

К лесным горючим материалам на территории республики Марий Эл можно отнести: хвою пихты, лиственницы, ели, сосны, листву осины, березы, тополя, ивы, кустарники, мох, полуразложившуюся древесину, ветки лиственных и хвойных пород, а также древесину, сгорающую на пожарах: сосна, ель, береза, осина, ива, рябина [7].

Основываясь на работах [1, 3] коэффициент недожога был принят равным 0,7 для древесины и 0,9 для ЛГМ.

Массу сгоревшей пожарной нагрузки рассчитываем по формуле:

аЛГМ= S·mЛГМ,      аД= S·mД,                                                                                               (4)

где Sплощадь, пройденная лесными пожарами, м2,

mЛГМ , mДмасса ЛГМ и древесины соответственно, сосредоточенная на единице площади, т/га.

Удельные показатели выделения токсикантов при горении ЛГМ и древесины представлены в таблицах 1 и 2 соответственно [5, 6].

Таблица 1.

Удельные показатели выделения токсикантов при горении ЛГМ

Вещество

Уровень выделения при горении ЛГМ, т/т

Оксид углерода

1,35·10-1

Диоксид углерода

1,35·10-1

Диоксид азота

4,05·10-4

Диоксид серы

1,00·10-6

Сероводород

1,00·10-6

Сажа

1,10·10-2

Синильная кислота

1,00·10-6

Дым (ультрадисперсные частицы)

5,50·10-2

Формальдегид

1,00·10-6

Уксусная кислота

1,00·10-6

Пятиокись ванадия

1,00·10-12

Бенз(а)пирен

1,00·10-12

 

Таблица 2.

Удельные показатели выделения токсикантов при горении древесины

Вещество

Уровень выделения при горении древесины, т/т

Оксид углерода

260·10-9

Диоксид углерода

260·10-9

Акролеин

19,5·10-9

Ацетон

52·10-9

Ацетальдегид

429·10-9

Сажа

1,72·10-9

 

На основе анализа статистических данных лесных пожаров в Республике Марий Эл в 2010 году рассчитаны показатели последствий пожаров (табл. 3) и экологическая нагрузка на атмосферу (табл. 4).

Таблица 3.

Усредненные величины последствий лесных пожаров в Республике Марий Эл в 2010 г.

Количество пожаров, ед.

Площадь, пройденная пожарами, тыс. га

Масса сгоревших лесных горючих материалов, тыс. т

Масса сгоревших ЛГМ, тыс. т

461

76,53167

1025,52

191,325

 

Таблица 4.

Усредненные показатели токсичных веществ, попавших в атмосферу при лесных пожарах на территории Республики Марий Эл за 2010 г.

Токсичные вещества

Масса выброса, т

Оксид углерода

24,0864

Диоксид углерода

24,0864

Диоксид азота

6,97·10-2

Диоксид серы

2,00·10-4

Сероводород

2,00·10-4

Сажа

1,8997

Синильная кислота

2,00·10-4

Дым (ультрадисперсные

частицы)

9,4708

Формальдегид

2,00·10-4

Уксусная кислота

2,00·10-4

Пятиокись ванадия

1,722·10-10

Бенз(а)пирен

1,722·10-10

Акролеин

6,3·10-2

Ацетон

1,68·10-1

Ацетальдегид

1,3858

 

В результате расчетов установлено, что в 2010 году лесные пожары на территории Республики Марий Эл привносят в атмосферу до 60,92 т загрязняющих веществ, которые ранее не учитывались при оценке загрязнения и не были учтены. Это позволяет сделать вывод, что ежегодно десятки тысяч людей испытывают на себе воздействие устойчивого и длительного задымления атмосферы.

 

Список литературы:
1. Гармышев В.В., Хисматулин С.А., Тимофеева С.С. Загрязнение атмосферы от пожаров в городских муниципальных образованиях Сибирского федерального округа//Вестник ИрГТУ.2013.№3(74). с. 48-53.
2. Соловьев, С.В. Экологические последствия лесных и торфяных пожаров: дисс. ... канд. техн. наук / С.В. Соловьев. Академия государственной противопожарной службы МЧС России. - Москва, 2006. – С.222с.
3. Тимофеева С.С., Гармышев В.В., Зырянов В.С. Оценка экологической нагрузки на атмосферу при лесных пожарах в Иркутской области//Безопасность жизнедеятельности. 2013.№10 (154). С. 33-39.
4. ЕМИСС Государственная статистика [Электронный источник]/ https://www.fedstat.ru/(дата обращения 30.10.2019).
5. Методика определения и расчёта выбросов загрязняющих веществ от лесных пожаров (утв. Приказом Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды от 5 марта 1997 №90).
6. Шешуков М.А, С.А. Громыко. Методические рекомендации к выполнению домашней контрольной работы по дисциплине «Экология». Для слушателей факультета заочного обучения. – Академия государственной противопожарной службы МЧС России. - Москва 2003. – 44 с.
7. Лесной план Республики Марий Эл. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://mari-el.gov.ru/minles/. (Дата обращения 03.02.2020).
8. Тимофеева С.С., Гармышев В.В. Методика оценки неучтенной экологической нагрузки на атмосферу, создаваемую пожарами в Иркутской области// Вестник ЗабГУ. 2016. Т. 22 №1. с. 48-56.