Совершенствование подходов к оценке экологических последствий природных пожаров

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.

М_{i =} М^Д_{i +} М^ЛГМ_i,                                                                                                           (1)

М^Д_i =Y^Д_i · v^Д_i ·a^Д ·K^Д,                                                                                                      (2)

М^ЛГМ_i =Y^ЛГМ_i · a^ЛГМ ·K^ЛГМ,                                                                                                (3)

где Y^Д_i – концентрация i-го токсиканта при сгорании древесины,

Y^ЛГМ_i –концентрация i-го токсиканта при сгорании древесины,

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

K – коэффициент недожога,

a^ЛГМ, a^Д – 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:

а^ЛГМ= S·m^ЛГМ,      а^Д= S·m^Д,                                                                                               (4)

где S – площадь, пройденная лесными пожарами, м²,

m^ЛГМ , m^Д – масса 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

Таблица 2.

Удельные показатели выделения токсикантов при горении древесины

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.

Таблица 4.

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

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.