09.01.2011 г.

  На главную раздела "Научные работы"


Безуглая Э.Ю., Смирнова И.В.




1.5 Влияние лесных пожаров летом 2002 года на уровень загрязнения воздуха
 
 

          Почти ежегодно в летнее время, особенно в июле-сентябре, от пожаров сгорают леса. Высушенные болота от сухости и высокой температуры воздуха могут создавать подземные очаги возгорания торфяников, которые затем приводят к пожарам в ближних лесах. Возникает серьезная экологическая проблема, поскольку пожары способствуют резкому повышению уровня загрязнения воздуха не только в близлежащих поселках, но и в городах.

          Пожары воспринимаются как обычное природное явление, которого нельзя избежать. Мало кто воспринимает их как причину высокого загрязнения воздуха многими вредными веществами в городах.

          Особенно запомнившимся был 1972 год, когда наблюдалась максимальная активность солнца. В течение жаркого лета пожары лесов и торфяников отмечались на всей Европейской части России. В результате такого, как бы природного явления концентрации вредных веществ повсеместно, в том числе и во всех крупных городах, повысились в 3–4 раза.

          Сводные данные о пожарах в 2002 году взяты из статей [17,18]. В Центральной Якутии летом 2002 года преобладала жаркая сухая погода со слабыми ветрами, которые способствовали расширению зоны пожаров. От пожаров выгорела территория, сравнимая с огромным городом — 500 км2. Это повлекло за собой повышение в летнее время концентраций диоксида азота на всей территории республики.

          Особенно бушевала стихия на Европейской части России. В июле — августе здесь установилась жаркая сухая погода. Температура воздуха достигала 33° С, осадки отсутствовали. Очаги пожаров охватили огромную территорию лесов и торфяников. Они подошли вплотную к границам многих городов, окутывая их пеленой дыма. Метеорологические станции фиксировали такие явления как мглу, дымку и даже смог (сочетание дыма и гари с водяными частицами). В ночные часы жители городов чувствовали сильнейший запах гари, который мешал дыханию.

          Подробное изучение ситуации лесных пожаров и ее влияние на качество воздуха городов выполнено в ГГО по данным, представленным из ряда городов Нижегородской, Брянской, Московской, Калининградской и Ярославской областей и Санкт-Петербурга.

          На территории Нижегородской области, начиная со второй половины апреля и до сентября, создавались условия для высокой, а в отдельные периоды чрезвычайной пожароопасности для лесов и торфяников.

          Наиболее неблагоприятные метеоусловия отмечались в апреле, а затем в июле и августе, когда погоду определяли антициклональные поля. Слабый ветер, застойные явления, инверсии температуры привели к ослаблению вертикального рассеивания и переноса примесей. Продолжительное отсутствие интенсивных осадков способствовало возгоранию лесов и торфяников, что обусловило неблагоприятную экологическую ситуацию. По данным Главного Управления Гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций и Главного Управления природных ресурсов по Нижегородской области за летний период 2002 года на территории области отмечено 2143 случая возгорания леса; площадь лесных пожаров в Нижегородской области составила 6406 га.

          Надо отметить, что в условиях крупных городов обычно создаётся свой городской климат. В летнее время повышение температуры приводит к образованию в ночные часы «острова тепла» в центре города. Это, в свою очередь, определяет приток более холодного и обычно более чистого воздуха с окраин. Летом 2002 года с окраин в города поступал не чистый воздух, а гарь от лесных пожаров. Задымление в Нижнем Новгороде и других городах области чаще всего наблюдалось в утренние часы, а в вечерние и ночные часы появлялся запах гари.

          Заметная задымленность атмосферы, вызванная горением торфяников и лесов в пригородах Нижнего Новгорода, Дзержинска и Балахны, проявилась с 27 июля и периодически визуально определялась до начала сентября.

          Кроме загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу в результате процессов горения торфа и древесины (пыль и оксид углерода), появляются специфические примеси, рассеивание которых в условиях антициклона также затруднено. Особенно это характерно для городов с химической промышленностью, например, для Дзержинска, где в конце июля — начале августа отмечалось увеличение загрязнений воздуха ксилолом, этилбензолом, аммиаком, хлористым водородом, толуолом, циклогексаноном, максимальные концентрации которых превышали ПДК.

          Средние концентрации загрязняющих веществ варьировали в широких пределах, максимальные значения концентрации взвешенных веществ оксида углерода, формальдегида достигали 2 –7 ПДК.

          При пожарах увеличиваются концентрации оксида углерода, диоксида азота и взвешенных частиц, которые представляют собой первичные загрязняющие вещества. При высокой температуре воздуха во время лесных пожаров образуются вторичные загрязняющие вещества, например, формальдегид.

          По сравнению с предшествующими месяцами и аналогичным периодом прошлого года в Нижнем Новгороде средние за август концентрации взвешенных веществ возросли почти в два раза, оксида углерода — на 20–50%, формальдегида — в 1,5–3 раза, бенз(а)пирена — в 2 и более раза, максимальные концентрации взвешенных веществ и оксида углерода — в 4–8 раз, бенз(а)пирена — почти в 3 раза (рисунок 1.35).

          Дополнительные отборы проб воздуха, проводимые на уровне 5 этажа здания ул.Бекетова, 10 в Нижнем Новгороде в ночные и утренние часы при видимом задымлении, показали, что на высоте 12м. от земли загрязнение воздуха оксидом углерода и фенолом превышало ПДК. Средняя за период наблюдений концентрация формальдегида была выше ПДК в 3,6 раза, в то время как на уровне дыхания она составляла 2 ПДК. Жители верхних этажей высотных зданий находились в период задымления в более неблагоприятных условиях. По данным городского ЦСЭН, в период задымления увеличивалось количество приступов у больных, страдающих астмой и заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

 Рисунок 1.35 ─ Средние и максимальные концентрации примесей в Нижнем Новгороде в июле и августе 2002 г. по отношению к тем же месяцам 2001 г.

 

Одним из характерных веществ, образующихся при сгорании ископаемых видов топлива (торфа), является диоксид серы. Его содержание в атмосферном воздухе городов и населенных пунктов Нижегородской области обычно не превышает трёх сотых долей ПДК. Однако заметные «всплески» концентраций диоксида серы до 0,05 ПДКм.р наблюдались в июле, августе и сентябре в дни задымления.

          В Кстово в августе концентрации взвешенных веществ увеличились по сравнению с августом прошлого года в два раза, формальдегида — в 10 раз, максимальные концентрации этих примесей увеличились в августе в 2,4–9,7 раза (рисунок 1.36). В Балахне увеличились концентрации взвешенных веществ, оксида углерода и формальдегида в 2–4 раза (рисунок 1.37).

          Последствия пожаров проявлялись не только в Новгородской области. В Калининграде лесные пожары и горение короотвалов на ликвидированном в 1998 году целлюлозно-бумажном предприятии привели к увеличению концентраций примесей, особенно заметному в сентябре. На рисунке 1.38 показано увеличение средних за месяц концентраций примесей в 2002 по отношению к 2001 году.

          В Московской области пожары также сопровождались повышением уровня загрязнения воздуха по сравнению с тем же периодом прошлого года (рисунки 1.39–1.41).

 Рисунок 1.36 ─ Увеличение средних (q) и максимальных (макс) концентраций примесей в Кстово в 2002 по сравнению с 2001 г.

 

 
 Рисунок 1.37 ─ Увеличение средних (q) и максимальных (макс) концентраций примесей в Балахне в 2002 по
сравнению с 2001 г.

 

 
 Рисунок 1.38 ─ Увеличение средних концентраций примесей в Калининграде
в июле – сентябре 2002 г. по сравнению с 2001 г.

 

 
 Рисунок 1.39 ─ Увеличение средних (q ) и максимальных (макс)
концентраций примесей в Москве (1) и Подольске (2) в августе 2002 г.
по сравнению с тем же периодом 2001 г.

 

          Наибольшее увеличение средних и максимальных концентраций примесей по сравнению с тем же периодом 2001 г. наблюдалось в Москве и Подольске. Максимальные концентрации диоксида азота и бенз(а)пирена увеличились в 4–8 раз. В августе заметно повысились концентрации взвешенных веществ: в Москве, Клину и Щелково в 3,1–3,6 раза, в Воскресенске и Серпухове — в 1,4–2,2 раза (рисунок 1.40). В августе 2002 г. по сравнению с августом 2001 г. в городах Московской области средние концентрации диоксида азота увеличились в 1,1–1,8 раза (рисунок 1.41).

 
 1 – Москва, 2 – Воскресенск, 3 – Клин, 4 – Серпухов, 5 – Щелково
Рисунок 1.40 ─ Увеличение средних концентраций взвешенных веществ
в августе 2002 г. по сравнению с августом 2001 г.

 

 Увеличить
 
 1 – Москва, 2 –Воскресенск, 3 – Клин, 4 – Подольск, 5 – Серпухов,
6 – Щелково
Рисунок 1.41 ─ Увеличение средних (q ) и максимальных (макс)
концентраций диоксида азота в августе 2002 г. по сравнению с тем же периодом 2001 г.

 

          Концентрации бенз(а)пирена в августе увеличились по сравнению с тем же периодом прошлого года в Москве в 8 раз, в Воскресенске, Клину, Коломне, Подольске — в 2,8–4,2 раза. Значения средней концентрации этой примеси в 2001 году были ниже ПДК, в 2002 году составили 1–1,8 ПДК. В Серпухове и Щелково увеличение концентраций бенз(а)пирена не отмечено. Следует обратить внимание на такую особенность: в каждом районе наблюдалось увеличение концентраций различных веществ.

          В Санкт-Петербурге и Ленинградской области на 23 августа 2002 года по данным газеты «Санкт-Петербургские ведомости» было зафиксировано 1185 лесных пожаров, которыми было охвачено 1378 га. Самые большие площади возгорания были отмечены в Лужском, Киришском и Тихвинском районах, т.е. в южных и юго-восточных районах Ленинградской области. К 7 сентября общая площадь пожаров сократилась до 426 га, а число очагов возгорания составило 79. Это не замедлило сказаться снижением загрязнения воздуха.

          На рисунке 1.42 показаны средние и максимальные концентрации вредных веществ в Санкт-Петербурге в августе 2001 и 2002 гг. В 2002 году в целом по городу средние за месяц концентрации взвешенных веществ, оксида углерода, формальдегида и ксилола были выше, чем в 2001 году, в 2,2–5 раз. Максимальные разовые концентрации взвешенных веществ и оксида углерода были выше в 3,7–5,4 раза.

          Особенно «досталось» Калининскому району Санкт-Петербурга. Очаги возгорания у северной границы города и одновременно заток воздуха из крупных зон пожара на юго-востоке привели к очень высокому загрязнению. Этому способствовали также непрерывные потоки автомобилей, поскольку многие автомагистрали были перекрыты из-за ремонта. Средние за август концентрации взвешенных веществ, оксида углерода, формальдегида и ароматических углеводородов (бензол, толуол) возросли в 2,3–8 раз по сравнению с августом 2001 года. Максимальные концентрации взвешенных веществ, бензола, толуола и этилбензола увеличились в 4–8 раз (рисунок 1.43).

 Увеличить
 
 Рисунок 1.42 ─ Сравнение средних (слева) и максимальных (справа)
концентраций примесей в Санкт-Петербурге в августе 2001 и 2002 гг.
(за единицу принята средняя концентрация в августе 2001 г.)
1 – взвешенные вещества, 2 – диоксид азота, 3 – оксид углерода,
4 – формальдегид, 5 – ксилол, 6 – этилбензол

 

 Увеличить
 
 Рисунок 1.43 ─ Сравнение средних (слева) и максимальных (справа)
концентраций примесей на посту 5 в Санкт-Петербурге в августе 2001
и 2002 гг. (за единицу принята средняя концентрация в августе 2001 г.)
1 – взвешенные вещества, 2 – диоксид азота, 3 – оксид углерода, 4 – формальдегид, 
5 – бензол, 6 – толуол, 7 – ксилол

 

          Вследствие загрязнения атмосферы, создаваемого лесными пожарами и горением торфяников, произошло увеличение числа случаев обращения к врачам из-за болезней системы кровообращения и приступов бронхиальной астмы. Можно полагать, что вредное воздействие загрязненного воздуха будет отражаться на здоровье в дальнейшем в течение некоторого времени. Следовательно, пожары вблизи городов создают большую опасность для здоровья. Спасение лесных массивов, как источников чистого воздуха, обеспечивает одновременно здоровье и безопасность людей от воздействия значительного загрязнения воздуха.

          Рассмотрим еще один город, находившийся в зоне лесных пожаров. В Ярославле средние за июль и август концентрации взвешенных веществ увеличились почти в 5 раз, диоксида азота — в 1,2–1,4 раза, формальдегида — в июле в 2, в августе — в 4 раза. Максимальная концентрация диоксида азота в августе возросла в 4 раза.

          В этом разделе собрана информация лишь из небольшого числа городов, где в период лесных пожаров проводились измерения. Средние за месяц концентрации примесей возрастали в несколько раз, а максимальные иногда более чем в 10 раз. Из приведенных данных можно сделать очень важный вывод. Леса играют особую роль в формировании уровня загрязнения воздуха городов: они очищают воздух, приходящий из них. Пожары в лесах не только уничтожают источник очищения воздуха, но и сопровождаются привнесением в города значительного загрязнения, часто существенно большего, чем создается промышленными предприятиями.

 В начало                              Продолжение

 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить