Доклад Пожар как источник загрязнения атмосферы. 1. 1 Пожар как источник загрязнения атмосферы 3 2 Классификация лесных пожаров 4

• Название: 1. 1 Пожар как источник загрязнения атмосферы 3 2 Классификация лесных пожаров 4
• Анкор: Доклад Пожар как источник загрязнения атмосферы
• Дата: 03.10.2021
• Размер: 70.39 Kb.
• Имя файла: Доклад Пожар как источник загрязнения атмосферы.docx
• Тип: Реферат; #240632

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 2

1.1 Пожар как источник загрязнения атмосферы 3

1.2 Классификация лесных пожаров 4

1.3 Механизм распространения лесных пожаров 6

1.4 Последствия лесных пожаров 8

1.5 Ликвидация последствий пожара 10

Заключение 12

ВВЕДЕНИЕ

В то время как опасные концентрации загрязняющих веществ в воздухе могут наблюдаться и под воздействием таких источников как промышленные объекты и автотранспорт, огромное влияние на концентрации загрязняющих веществ в воздухе могут оказывать чрезвычайные происшествия, такие как извержения вулканов, аварии и лесные пожары.

Лесным пожаром называется явление неуправляемого многостадийного горения в открытом пространстве, на покрытой лесом площади, в рамках которого имеют место взаимосвязанные процессы конвективного и радиационного переноса энергии, нагревания, сушки и пиролиза лесных горючих материалов (ЛГМ), а также горение газообразных и догорание конденсированных продуктов пиролиза ЛГМ.

1.1 Пожар как источник загрязнения атмосферы
Лесные пожары оказывают огромное воздействие на лесные экосистемы в масштабе всей планеты. Почти треть лесных территорий в год охватывается огнем. Погибают деревья, выгорают трава, кустарники, мхи и лишайники, повреждается почва, погибают микроорганизмы, живущие в ней.

Одно из главных негативных экологических последствий пожаров — задымление и загрязнение атмосферы. Животные и люди чаще всего гибнут не от огня, а из-за отравления дымом.

Дым от крупных пожаров может распространяться на сотни километров. Задымление нижних слоев атмосферы негативно влияет на здоровье людей, в особенности детей, пожилых, беременных женщин, тех, кто имеет проблемы с сердечно-сосудистыми заболеваниями. 

Сильное задымление после пожаров задерживает развитие растений, поэтому они выделяют меньше кислорода, а лес является его главным поставщиком. Недавно красноярские ученые вместе с коллегами из немецкого Института химии общества Макса Планка оценили объемы выбросов парниковых газов в атмосферу при лесных пожарах в Сибири. 

Во время интенсивного горения леса концентрация угарного газа по сравнению с фоновым содержанием в воздухе повышается почти в 30 раз, метана — в два раза, углекислого газа — на 8%.

Выбросы от пожаров усиливают парниковый эффект. Сущность его заключается в том, что солнечные лучи, отражаясь от земли, трансформируются в длинноволновое тепловое излучение, которое задерживается парниковыми газами. В результате происходит повышение температуры воздуха. 

По расчетам красноярских ученых, при сгорании одного килограмма сухого вещества в сибирской тайге в атмосферу попадает чуть больше полутора килограммов углекислого газа, немногим больше ста граммов угарного газа и четыре грамма метана.

1.2 Классификация лесных пожаров

Лесные пожары классифицируют по разным признакам и прежде всего по степени вовлечения фитомассы леса в процесс горения. В данной главе используется классификация Н. П. Курбатского (Курбатский, 1970b). Первый признак, по которому в предложенной классификации делятся лесные пожары, – их ландшафтная однородность. Если пожар распространяется по территории, относящейся к одному типу ландшафта, то он называется ландшафтно-однородным. В противном случае принято говорить о втором, или смешанном, типе лесного пожара. Как правило, площадь горения и мощность смешанных лесных пожаров больше, чем однородных. Ландшафтно-однородные пожары делятся на четыре типа в соответствии с типом поврежденного пожаром биогеоценоза (тундровые, лесные, болотные, степные). В свою очередь лесные пожары можно разделить на простые и сложные. Под простым понимается лесной пожар, тип которого не меняется во все время процесса горения ЛГМ. В том случае, если тип пожара меняется в процессе его развития, пожар считается сложным. По степени вовлечения фитомассы лесного биогеоценоза пожары подразделяются на низовые, верховые и почвенные. При почвенных лесных пожарах сгорают ЛГМ в первом слое нижнего яруса леса, то есть подстилка (подстилочные пожары) или торф (торфяные пожары). Если при низовых лесных пожарах сгорают второй, третий и четвертый слои нижнего яруса, то это так называемые напочвенные пожары; если слой кустарников и подлесок – подлесно-кустарниковые; если валежник – валежные. Пожар называется верховым, если при горении повреждаются кроны деревьев. В том случае, если наряду с кронами деревьев повреждается фитоценоз во всех других ярусах леса говорят о повальных верховых лесных пожарах. Пожар называется вершинным, если при его распространении повреждаются только кроны деревьев. 19 Лесной пожар называется огненным штормом, если он распространяется в условиях длительной засухи и ураганного ветра по поваленному этим ветром древостою. Если горение ЛГМ носит многоочаговый характер, обусловленный переносом горящих частиц зоны основного (материнского) лесного пожара, то говорят о пятнистом лесном пожаре. Надо сказать, что любой реальный пожар развивается от простого низового пожара к сложному. При этом первоначально простая форма пожара, видоизменяясь, входит в более сложную (Курбатский, 1970b). В частности, известно, что верховой пожар возникает при поджигании крон деревьев от низового лесного пожара, который продолжает распространяться почти с той же скоростью, что и повальный верховой лесной пожар.

1.3 Механизм распространения лесных пожаров

Анализ литературных данных по энергетике различных типов ландшафтных пожаров позволил описать универсальный механизм их распространения, который в дальнейшем был подтвержден экспериментальными исследованиями (Гришин, 1994; Гришин, 1981; Гришин, 1992). Любой пожар распространяется за счет передачи выделившегося во фронте пожара тепла путем конвекции, кондукции и переноса горящих частиц к свежей порции органической массы, в результате чего происходят ее нагрев, сушка и пиролиз. Затем летучие и конденсированные продукты пиролиза сгорают, что вызывает перемещение фронта пожара с выделением тепла, и процесс повторяется в указанном порядке до тех пор, пока в зоне пожара не выгорит весь запас органической массы (Рисунок 1). Универсальность такого механизма распространения позволяет все типы пожаров на территории считать разновидностями ландшафтного пожара.



Рисунок 1 - Схема физико-химических процессов: а – во фронте лесного пожара; б – в приземном слое атмосферы над зоной лесного пожара (Гришин, 1994).

Над зоной пожара в приземном и планетарном пограничных слоях формируется конвективная колонка – струя нагретых продуктов полного и неполного сгорания ЛГМ, включающая газообразные (диоксид углерода, оксид углерода, пары воды и др.) и дисперсные (частицы дыма и тлеющие частицы коры и др.) продукты. Газообразные продукты неполного сгорания догорают в факеле над фронтом лесного пожара, а дисперсные продукты увлекаются струей нагретых газов в верхние слои атмосферы. Относительно крупные тлеющие частицы, пролетев 100-1500 м, выпадают на поверхность напочвенного покрова и могут стать причиной возникновения вторичного низового лесного пожара перед фронтом основного. В этом случае говорят о пятнистом лесном пожаре. Мелкие частицы находятся в атмосфере более длительное время, но затем вымываются из нее дождями или коагулируют (слипаются друг с другом) и оседают на подстилающую поверхность под действием силы тяжести (этот процесс называется седиментацией). Температурные возмущения при лесных пожарах достигают от 300-400 K при низовых пожарах до 500-900 K при переходе на верховой. Для таких температурных возмущений разрабатываются соответствующие модели. Результаты расчетов показали, что скорость распространения в зависимости от внешних условий меняется в очень широких пределах: от 0,01 до 0,5 м/с.

1.4 Последствия лесных пожаров

Пожары могут вызывать изменение видового биоразнообразия, замещение одних организмов другими. По оценкам красноярских ученых, примерно треть пожаров в России приводят к смене типа растительности. Например, хорошо известно, что в определенных условиях на гарях вместо погибшего от пожара хвойного леса появляется осина. В хозяйственном отношении эта древесная порода менее ценна.

Пожары способны вызывать смену зоологического и микробного мира. Изменившаяся после пожара среда становится непригодной для животных, живших там ранее. Поэтому они перемещаются в иные более приемлемые условия, а на их место приходят другие организмы, для которых сформировавшаяся на гари среда в большей степени соответствует их экологическим требованиям. Примером этому может служить кедровый лес, населенный белками. После пожара кедровник погибает, у животных исчезает кормовая база, и они переселяются в другие участки леса.

Пожары могут влиять на заболачивание лесных территорий и повышать риск наводнений. Они способны вызывать эрозию почвы, способствовать образованию оползней и солифлюкций – сползанию оттаявшей на склоне почвы по мерзлому нижнему слою вместе с растительным покровом. 

Особенно этот процесс характерен для северных территорий и зон вечной мерзлоты. Последствиями лесных пожаров часто являются вспышки насекомых-вредителей и болезней леса, которые в первую очередь заселяют ослабленные огнем деревья.

Еще одна проблема, в которую лесные пожары вносят свой вклад, — кислотные дожди. Во время горения образуются дым, сажа, другие вредные соединения. Взаимодействуя с влагой воздуха, они формируют кислотные осадки, которые негативно влияют на почву, растения, водоемы, в которые попадают. К примеру, в воде с нарушенным кислотно-щелочным балансом многие виды моллюсков и других организмов, которые делают раковины из кальция, не смогут иметь своих «домиков» — они попросту «растворятся».

1.5 Ликвидация последствий пожара

После пожара восстановление леса может занимать разное время. На севере этот процесс идет намного дольше, чем на юге. Обновление живого надпочвенного покрова, в состав которого входят травы, кустарнички и мхи, проходит достаточно быстро и может начаться уже на следующий год после пожара. 

Для лишайников это процесс более медленный и в среднем занимает до 60 лет. Для мохового покрова требуется около 30-40 лет, в зависимости от природных условий. 

Восстановление хвойных лесов после пожара через смену пород продолжается значительно дольше, чем их прямое возобновление. Хвойные древесные породы живут долго, лиственные менее долговечны, но растут быстрее. 

Определить точный срок возрождения леса сложно, поскольку он зависит от конкретных условий произрастания, от силы и типов повреждений, вида (низовой, верховой) и формы пожара (беглый или устойчивый).  

Даже слабое, но продолжительное горение может нанести существенные повреждения и привести к долгому возрождению леса. Влияет на восстановление и такой фактор, как время года, когда произошел пожар. Одно дело если лес горит осенью, когда листва уже опала и деревья подготовились к зимовке, и другое дело весной, когда они только «проснулись» и набрали цвет. Во втором случае последствия будут тяжелее.
Последствия пожаров бывают очень тяжелые, поэтому с возгораниями надо бороться. Но делать это трудно, так как в лесной охране недостает финансирования и сотрудников. 

Многолетняя практика показывает, что простое увеличение финансовых и материальных вложений в охрану лесов от пожаров не приводит к адекватному снижению горимости. Огонь в лесу имеет свою экологическую роль, его невозможно полностью исключить из жизни леса. Чтобы решить проблему пожаров, нужно создать систему управления ими. 
В новой экономической ситуации при недостатке финансирования и большом разнообразии природно-экономических условий, нужно перейти на государственном уровне от концепции пожаротушения, предусматривающей обязательную борьбу со всеми пожарами, к концепции пожароуправления. Она базируется на принципах приоритетно-выборочной очередности тушения пожаров и предполагает дифференциацию уровней охраны лесов.

В институте леса им. В.Н. Сукачева Красноярского научного центра СО РАН разработана система прогноза поведения пожаров, которая положена в основу концепции управления пожарами. Она включает в себя информационную базу по классификации растительных горючих материалов и методы их картографирования, модель скорости распространения огня, методику прогноза поведения природных пожаров, их интенсивности и последствий.

В связи с недостатком материально-финансового обеспечения в 2015 году приказом Минприроды России введены так называемые зоны контроля лесных пожаров. Зоны контроля — это территории, в которых по решению органов государственной власти субъектов РФ действующие лесные пожары разрешено не тушить.

Прекращение работ по тушению допускается при отсутствии угрозы населенным пунктам или объектам экономики в случаях, когда прогнозируемые затраты на тушение превышают прогнозируемый вред от пожара. Такое решение принимает Комиссия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности органа исполнительной власти субъекта РФ. 
Прежде всего, это касается северных территорий и не распространяется на пригородные зоны, где пожары надо тушить обязательно. 

Заключение

Пожары, особенно длительные, значительно изменяют состав воздуха. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в области, оказавшейся под влиянием лесного пожара, могут превышаться в несколько раз.

Повышенные вследствие выброса в атмосферу от очагов лесных пожаров газообразных и дисперсных продуктов горения концентрации загрязняющих веществ не только пагубно влияют на состояние здоровья людей и экологическую ситуацию в целом, но и оказывают влияние на радиационные процессы в атмосфере, на процесс образования осадков и, следовательно, на термодинамическое состояние атмосферы.

Список использованной литературы

1. 
   Амосов, Г.А. Некоторые особенности горения при лесных пожарах / Г.А. Амосов. - – Л.: ЛенНИИЛХ, 1958. – 29 с.
   
2. 
   Безуглая, Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах / Э.Ю.Безуглая. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 200 с.
   
3. 
   Берлянд, М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы / М.Е. Берлянд. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985. – 272 с.
   
4. 
   Влияние лесных пожаров на окружающую среду [Электронный ресурс]. – URL: http://www.sib-science.info/ru/institutes/lesnye-pozhary-vliyayut-na-okruzhayuschuyu-10072019 (дата обращения 09.07.021 г)
   
5. 
   Основные источники загрязнения атмосферного воздуха [Электронный ресурс]. – URL: https://muob.ru/aktualno/news/glavnye-novosti/884905.html (дата обращения 09.07.021 г)