WWW.KNIGA.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Онлайн материалы
 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«Торф: возгорание торфа, тушение торфяников и торфокомпозиты Монография Москва ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ) УДК 630*43(470+571) ББК 43.4(2Рос) ...»

-- [ Страница 2 ] --

в) Изменение неорганической части торфа при возгорании При сгорании торфа органическая часть его сгорает до остатка около 10 %, а количество золы доходит до 90 %.

В исходном торфе в неорганической части содержатся Ca, Al, K, Fe и др.

При сгорании в торфяной золе увеличивается содержание этих компонентов в виде их оксидов и соединений, особенно Ca, Al, K, Fe, которые в сумме составляют 10—14 % (табл.28).

Эти данные указывают на сохранение агрохимических свойств почвы, что подтверждается восстановлением растительного покрова на гарях.

При торфяных пожарах образуется большое количество частиц дыма, в которых присутствуют оксиды Ca, Al, P, Fe и др., а также бензапирен.

г) Изменение влажности и плотности торфа при возгорании Вода — ковалентное молекулярное соединение с содержанием в каждой ее молекуле в атоме кислорода двух неподеленных пар электронов. Это обусловлено структурой молекулы воды и ее тетраэдрическим строением. Радиус молекулы воды равен 0,138 нм, что необходимо учитывать при диффузии воды в торф [25].

В естественном залегании торф насыщен влагой и в предельно насыщенном состоянии содержит воды в несколько раз больше, чем масса твердых компонентов. Вода в торфе находится в свободном и связанном состоянии, что обусловлено присутствием в торфе капилляров и пор. Поэтому количество капиллярной и внутриклеточной воды определяется степенью разложения торфа, составом продуктов распада, пористостью, химическим составом воды и др. (табл.29).

Таблица 29 Таблица 28

–  –  –

1,20 5,90 7,40

–  –  –

1,50 1,90 2,30

–  –  –

–  –  –

1,08

–  –  –

–  –  –

–  –  –

–  –  –

5,3010–2 1,2610–2 5,010–4

–  –  –

1,08

–  –  –

3,93

–  –  –

1,70

–  –  –

связан с воздушным режимом. Изменение пределов влажности в почве, а также уровня грунтовых вод приводит к изменению объема свободных пор, заполненных воздухом, изменению воздухопроницаемости почвы и состава почвенного воздуха. Углекислый газ, производимый почвой, связан с деятельностью микроорганизмов и корней растений. Кислород в почву в основном поступает из атмосферы. При понижении уровня грунтовых вод торфяная почва дополнительно насыщается кислородом, что активизирует процессы окисления.

По сравнению с самовозгоранием, при возгорании условия теплоотвода более жесткие, поэтому возгорание происходит при температурах более высоких, чем самовозгорание. Таким образом, в треугольнике самовозгорание — возгорание — тление, в первую очередь возможно возникновение самовозгорания, если не учитывать антропогенные факторы, такие, как искры от механизмов и машин, окурки, костры и другие источники возгорания, которые скорее относятся к общей культуре населения и профилактической работе пожарной и лесной служб. Возможность возникновения возгорания или тления от такого природного источника, как солнечное излучение, наступает во вторую очередь после самовозгорания, и поэтому при возникновении условий для самовозгорания возможно в дальнейшем возгорание и тление торфа.

И вот такое ценнейшее природное сырье — торф горит круглогодично, круглосуточно вне зависимости от времен года, грея Космос под пустословную болтовню о необходимости тушения торфяных пожаров. Две основные причины такого положения: дикое всезнайство, доведенное до абсурда и выпрашивание денег у государства на неэффективные технологии тушения торфяников.





Необходимо перевести торф на новый, более высокий уровень развития путем существенного повышения степени полезности торфяной продукции у потребителей и применять высокоэффективные технологии, в т.ч. нанотехнологии для тушения торфяных пожаров, выполняя основной закон диалектического прогрессивного развития: «Созидать, а не кусаться».

Осушение торфяников было вызвано двумя причинами. Первая причина восходит к плану ГОЭЛРО в 1920 г. с целью использовать торф как важный топливный компонент для ГРЭС, замена дров в сельских и городских жилищах.

Общая добыча торфа превышала 70 млн тонн. Но с освоением новых месторождений нефти и газа технико-экономическая эффективность использования торфа сократилась в десятки раз, а на некоторых осушенных торфяниках добыча торфа так и не началась. Добыча торфа резко сократилась, оставшиеся участки приходили в запустение [58—63].

Вторая причина осушения торфяников вызвана расширением сельскохозяйственных угодий в 1966—1974 годах благодаря государственной программе «Нечерноземье». Хотя количество сельского населения постоянно сокращалась, существовал избыток пахотных земель, которых некому было обрабатывать, но руководство все равно заставляло осушать торфяники с нарушением экосистем, сокращением работ по ирригации, а обводнение торфяников считалось антигосударственным. Фактически была ликвидирована лесная охрана и упразднен Федеральный экологический контроль.

Всякое осушение торфяников ведет к снижению уровня грунтовых вод на окружающей территории, что отрицательно влияет на экосистемы. Происходит осушение поверхностного слоя почвы, уменьшение влажности, что приводит к снижению урожайности на пахотных землях, высыханию лесов и лугов и в итоге приводит к эрозии почвы и колоссальному экологическому ущербу Природы. Снижение влажности почв привело к увеличению торфяных и лесных пожаров.

Известно, что сухой торф самовозгорается даже при отрицательных температурах вплоть до —15°С. Потушить торфяные пожары могут только очень сильные атмосферные осадки, а применяемые меры по тушению пожаров являются крайне неэффективными. Особенно неэффективным оказался социальный фактор — население деревень и населенных пунктов было недостаточно подготовлено к таким стихийным бедствиям.

Очевидно, необходимо производить дифференцированное обводнение существующих и осушенных торфяников с обязательным учетом экологической и экономической целесообразности, а также требований агротехники.

Там, где уровень грунтовых вод не менее 2 м. достаточно проводить только частичное обводнение торфяников с компетентным рассмотрением этого вопроса, многих обстоятельств с выполнением инженерно-строительных требований.

При этом оставшиеся осушительные системы не следует разрушать, а создавать на сбросных и отводящих каналах насыпные преграды для воды, не засыпая их целиком. Регулируя высоту засыпки каналов, можно изменять сброс воды (частичное обводнение).

Вода на торфяниках приходит с первым половодьем, особенно, если в зимний период позаботились о доставке на торфяники снега, обычного и сухого льда, растворимых гидратных наночастиц, бурения скважин, проведения дренажных работ в летнее время и др.

Существует богатый зарубежный опыт обводнения торфяников. Так, в Белоруссии после засушливого 2002 г. не горело ни одного торфяника. Большие работы по обводнению торфяников проводятся в Латвии, Израиле, Канаде и других странах с использованием такого понятия — экологическое благоустройство.

В России тысячи гидротехнических сооружений не имеют хозяина, разрушаются, их экосистема дегидратируется, погибают многие молодые деревья — необходимо пробуждение страны от «экологической спячки». В результате пожаров остались без крова около 3 тыс. человек.

2.3. Пирогенные образования в торфяных почвах после пожаров Торфяные пожары приводят к существенному изменению торфяных почв.

Так, после пожаров на осушаемых торфяниках и болотах возникают два вида изменений: во-первых, образуются пирогенно измененные торфяные почвы, и, во-вторых, возникают различные виды пирогенных образований (рис. 14, 15) [57].

Торфяные почвы, измененные во время пожаров, обычно сохраняют маломощные органогенные горизонты, которые снова возвращают в земледелие после механического перемешивания при пахоте верхнего торфяного слоя, обогащенного золой с нижележащими слоями торфа. Такие почвы целесообразно использовать для размещения на них луговых угодий с многолетними травами.

Пирогенные образования возникают в результате полного выгорания торфяных горизонтов до минерального дна торРис. 14. Задымление территории осушаемого фяников. Это вторичные минеторфяного массива. Начало пожара ральные образования, которые характеризуются очень низким естественным плодородием.

Они преобладают на торфяных месторождениях при фрезерной добыче торфа и имеют следующие виды:

пирогенно-перегнойные песчаные образования. Они возникают на местах с мощным торфяным горизонтом (более 1,0 м), образуют зольный слой от 6 до 12 см, легко поддающийся дефРис. 15. Поверхность пирогенно-перегнойного песчаного образования на месте сгоревших ляции (выдуванию), характерималомощных и средне-мощных низинных зующийся высокой щелочноторфяных почв. завершение пожара стью с рН=10—11 и вторичной заболачиваемостью ввиду опускания поверхности на 70—120 см от исходной мощности торфяной залежи;

пирогенные образования. Они образуются на повышенных рельефах минерального дна торфяников. После пожара на их поверхности формируется маломощный слой золы, который быстро разносится ветром. Эти пирогенные образования характеризуются весьма низким плодородием, более глубоким залеганием грунтовых вод;

древесно-пирогенные образования. Они возникают в объемах древесных торфов с высокой концентрацией стволов древесины в толще торфа. При пожаре стволы подвергаются спеканию с образованием древесного панциря.

Таким образом, торфяные пожары приводят к деградации осушаемых торфяных почв, существенно сокращая их мощность, или — к их полному уничтожению. На месте исходных, плодородных, низинных, торфяных почв оказываются пирогенные образования. Поэтому необходимо защищать торфяные почвы от пирогенной деградации.

2.4. Причины торфяных пожаров Торфяники имеют важнейшее водорегулирующее значение, они очищают воду, поддерживают водный баланс на огромных территориях, поглощают диоксид углерода и твердые частицы, очищают воздух и поэтому имеют огромное экологическое и экономическое значение. Тратятся огромные средства на тушение торфяных пожаров вместо того, чтобы предотвращать их возгорание, гибнет имущество в деревнях, образуются гигантские массивы сгоревшего леса, происходит рост числа заболеваний и смертности населения, снижается производительность труда. Экономические убытки колоссальны.

Более 40 лет в России интенсивно горят леса и торфяники (преимущественно осушаемые). Пожары происходили и раньше, но более разрушительные и опасные стали происходить за последние десятилетия [57].

Пожары лесов и торфяников взаимосвязаны, но если лес представляет собой возобновляемый ресурс, то торф, как аккумулятор диоксида углерода CO2, метана CH4 и различных парниковых газов, является не возобновляемым ресурсом — торф формируется тысячелетиями.

Такая интенсификация, вероятно, обусловлена общим потеплением климата, усилением солнечной активности и засухами. Так, в 2010 г. площадь торфяных пожаров возросла на 42 % по сравнению с предыдущими годами [58].

В России в настоящее время торфяные пожары на осушаемых торфяниках и торфяных почвах приобрели катастрофические размеры и стали реальным катастрофическим бедствием [27]. На осушаемых торфяных почвах основной причиной возникновения пожаров и тотального возгорания органогенных горизонтов является отрыв капиллярной каймы зеркала грунтовых вод от нижних горизонтов торфяной залежи. При этом, возгораются осушаемые болотные массивы в летний период при повышении температуры. Обычно пожары возникают на самотечных осушительных и польдерных системах, многие из которых в настоящий период не работают из-за разрушения их энергетических и насосных узлов.

Торфяные пожары происходят в частности из-за того, что в нем под действием бактерий выделяется большое количество тепла с образованием, так называемого полукокса с высоким содержанием горючих газов и других летучих компонентов. Если в нагретую зону торфа попадает свежий воздух, то происходит самовозгорание торфа.

В среднем при горении торфа выделяется около 13 кДж/кг, а у полукокса эта величина составляет около 25 кДж/кг, что примерно равно горению каменного угля. При торфяных пожарах температура в очаге горения достигает 1000 °С [59].

Давно во всем мире ведутся работы по осушению торфяников, что при их пересушке происходит быстрая деградация земель, истощаются запасы органических веществ, уменьшается влажность почв и увеличивается количество торфяных пожаров. Эти пожары распространяются под землей в любое время года.

Чаще всего торфяные пожары возникают в местах добычи торфа из-за неправильного обращения с огнем, от разрядов молнии или самовозгорания.

Торф тлеет медленно на всю глубину залегания, а выгоревшие торфяники опасны из-за проваливания участков дорог, техники, людей, домов.

Горят в основном осушенные торфяники, на которых не мог расти лес, сельскохозяйственные культуры и в настоящий период эти торфяники оказались заброшенными. Проведенные дренажные работы не только отводили воду из торфяников, но и существенно насыщают их кислородом, что и является источником торфяных пожаров.

Основной причиной торфяных пожаров является человек. В радиусе 5 км от жилой зоны возникает от 50 до 70 % пожаров, 10 км — от 80 до 93 %, а за пределами 20 км — только от 3 до 10 %. Часто торфяные пожары обусловлены сельхозпалами — поджогом прошлогодней травы и остатков не сельскохозяйственных растений на полях для расширения пастбищ и сенокосов. Так, вокруг дальневосточных поселков весной и осенью выжигают все, что может гореть, а образованные участки практически все становятся самозахватными.

Вся эта чехарда с сельскохозяйственными угодьями приводит в итоге к использованию огня в качестве орудий труда [60].

Самыми активными противниками родной Природы являются заготовители сена, которые поджигают сенокосные угодья для их ускоренного восстановления. Земледельцы огнем убирают прошлогоднюю стерню на пашнях, скотоводы стимулируют раннее появление травы на пастбищах и очищают сенокосы.

При этом сгорает огромное количество заготовленного сена, хозяйственных построек, мостов, домов, столбов линий электропередач и др.

В ряде случаев торфяники поджигают сознательно для получения средств для их тушения.

Возникновению торфяных пожаров во многом способствуют засухи, уровень стояния грунтовых вод. Засухи усиливают торфяные пожары, а снижение уровня грунтовых вод ниже отметки на 0,5 м является критическим, указывающим на необходимость принятия срочных мер для предупреждения торфяных пожаров — проведения дренажных работ и бурения скважин.

Причиной возникновения торфяных пожаров являются также метеорологические условия — летние грозы с ударом молнии, так называемые «сухие грозы» без дождей. Так, в Хабаровском крае около 50 % торфяных пожаров возникают из-за «сухих гроз».

Для сравнения, анализ количества лесных пожаров показывает, что 72 % пожаров возникает по вине населения, 14 % от грозовых разрядов, 7 % от сельхозпалов, 4 % — по невыясненным причинам и 3 % по вине других организаций [29].

Количество пожаров (в процентном отношении) по причинам их возникновения, по данным МПР России, отображено на рис. 16.

Рис.16. Количество лесных пожаров по причинам их возникновения Так, причиной возникновения от 1100 до 5100 пожаров является грозовая деятельность. На долю молний приходится ежегодно от 22 до 890 тыс. га охватываемых огнем площадей. Средняя площадь возгораний от молний в 3 раза больше, чем от антропогенных источников огня, что особенно характерно в северных районах Сибири и Дальнего Востока — здесь молнии являются доминирующим источником огня.

Так, количество чиновников Москвы и Московской области, занимающихся тушением торфяных пожаров заметно превышает число людей, занятых непосредственно борьбой с огнем, даже лесничих сократили на 70 % [61].

Таким образом, наведение порядка с предупреждением торфяных пожаров и их тушением, установление льгот для развития торфяной промышленности — крайне актуальная необходимость успешного развития нашей страны.

Следовательно, для ликвидации торфяных пожаров необходимо решить: экономическую проблему — легализовать и стимулировать этот бизнес, и правоохранительную проблему — органам правопорядка действовать более эффективно.

Торфяные пожары носят синергетический характер — возникают спонтанно (за счет самовозгорания или лесных пожаров) или по антропогенным причинам (природным или человеческим факторам).

Скорость распространения торфяных пожаров достигает до нескольких сот метров в сутки (обычные — десятки метров в сутки). Эти пожары характеризуются длительностью горения, которые могут продолжаться годами. Тушение торфяных пожаров крайне затруднено из-за необходимости использования гигантского количества воды.

Торфяники представляют собой открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой массой, энергией и информацией, как и любая открытая система.

Поэтому в них проходят два вида взаимосвязанных диалектических процессов:

Термодинамические — разрушительные процессы, связанные с увеличением энтропии и направленные в сторону достижения равновесия: окислительные, разрушение существующей структуры и фазового состава;

Синергетические — созидательные, самообразовательные, связанные с уменьшением энтропии и направленные в сторону формирования из флуктуационных точек новой структуры и фазового состава, наиболее устойчивых, при изменяющихся внешних условиях.

Поэтому многочисленные причины торфяных пожаров объединяются в два вида: внешние и внутренние причины.

Внешние причины торфяных пожаров представляют собой воздействие окружающей среды на возгорание торфяников: главная причина — человеческий фактор, изменение климатических условий: уменьшение влажности — засуха, грозовые разряды, повышение температуры воздуха, усиление воздухообмена — ветра, повышение давления воздуха с углублением его проникновения в низинный торф и др.

Внутренние причины обусловлены прохождением в торфяниках синергетических, самопроизвольных, биохимических и химических процессов под воздействием разности химических потенциалов, существующих в торфе различных химических соединений для достижения равновесия.

Чем больше система удалена от состояния равновесия, чем больше в ней разность химических потенциалов различных соединений, т.е. чем сложнее состав торфа, тем в большей степени в нем происходят процессы саморазогрева и самовозгорания, приводящие в итоге к возгоранию обычно низинного торфа.

Изменение внешних причин существенно влияет на изменение внутренних причин, обычно ускоряя или, реже, замедляя происходящие в них термодинамические и синергетические процессы. Следовательно, внешние и внутренние причины торфяных пожаров взаимосвязаны и взаимообусловлены, что соответствует объективным законам диалектического развития о всеобщей связи всех явлений и процессов.

Имеет право на существование версия: одной из причин торфяных пожаров может быть климатическое электромагнитное оружие, основоположником которого является Николо Тесла. Он предложил управлять электромагнитной энергией для воздействия на природные явления: погоду, землетрясения, наводнения, ураганы, пожары и др. Так, например, резко возросло количество пожаров в Московской области, хотя рядом, в Белоруссии торфяники не горят.

В данное время основной причиной пока считается человеческий фактор. Не уменьшая его влияния, целесообразно проработать вопрос о возможности использования электромагнитной энергии оптимальной структуры на воздействие торфяных пожаров. Оптимальная структура электромагнитных полей представляет собой рациональное соотношение магнитных полей, отвечающих за формирование структуры в предметах, на которые эти поля воздействуют, и электрических полей, отвечающих за скорость формирования этих структур. Поэтому, заслуживает внимания обработка торфяных пожаров с вертолетов облучением электромагнитной энергией в виде пучков, магнитной жидкостью и магнитными порошками. В данное время вертолеты используют только для сбрасывания воды на торфяные пожары, что не дает должного эффекта.

Поэтому к торфяникам необходим дифференцированный подход для сохранения и повышения эффективности использования торфа: гармоничного сочетания обводнения и реже — осушения торфяников там, где это экологически и экономически выгодно, без перегибов [62,63].

Основные направления уменьшения влияния внешних и внутренних причин возникновения торфяных пожаров и их ликвидации с целью сохранения торфа следующие:

Главное — обводнение торфяников путем поднятия уровня грунтовых вод и проведения дренажных работ, превращения их в озера с возможностью зарыбления;

Снижение влияния человеческого фактора: резкого усиления штрафов, увеличение разъяснительных работ, выплат премий за предупреждение и ликвидацию торфяных пожаров вплоть до награждения квартирами;

Усиление мониторинга торфяных пожаров: компьютерного, наземного и авиационного;

Использование новых технологий предупреждения и тушения пожаров:

применение сухого льда, легирования торфа различными природными и техногенными наночастицами, полностью экологически безопасными с получением наноторфа и др. (глава 2);

Проведение организационных мероприятий по предотвращению возгорания торфа и ликвидации торфяных пожаров;

Принятие новых Законов по торфяным проблемам.

Основные направления осушения торфяников и эффективного использования торфа:

Главное — проведение дренажных работ для естественного и принудительного удаления воды;

Дорогостоящие мероприятия по опусканию уровня грунтовых вод путем бурения скважин и выкачивания воды для нужд населения;

Осушенные торфяники эффективно использовать для выпуска торфяной продукции с наибольшей степенью полезности у потребителей (глава 3).

Вывод ясен — торфяники необходимо тушить, сохранять и восстанавливать, что осуществляется за рубежом, а также их эффективно использовать.

2.5. Существующие технологии тушения торфяников Торфяники горят ежегодно, круглогодично и ежедневно вне зависимости от времени года и существующей погоды. Это указывает, что существующие способы борьбы с торфяными пожарами являются не достаточно эффективными [6].

Борьба с торфяными пожарами — это трудоемкая работа, которая может продолжаться недели или даже месяцы, и при этом почти не видно никакого пламени. Спрессованные и разложившиеся остатки растительности тлеют и дымят, находясь глубоко под землей. Обычно для локализации и тушения подземного пожара используется тушение водой и окапывание очага канавами шириной около 1 м и глубиной до минерального слоя или до насыщенного водой слоя торфа. Скорость распространения подземных торфяных пожаров составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров в сутки. Конфигурация подземного пожара приближается к кругу, а образующийся дым имеет светло-серый цвет. Характерной приметой подземного пожара является вывал деревьев с направлением вершин на выгоревшую часть [29].

Опыт показывает, что для тушения торфяных пожаров применение только одной воды крайне неэффективно и неразумно. Тушение торфяных пожаров осложняется тем, что при высоких температурах торфомасса в залежи термически разлагается с выделением битумов и термобитумов — гидрофобных соединений, которые отталкивают воду. При выпадении осадков битумированные частицы торфа не намокают, влага уходит между них в грунтовые воды, и торфяная залежь может гореть годами до полного выгорания месторождения.

При тушении торфяных пожаров часто можно видеть, как в лужах воды плавают куски торфа и продолжают дымиться.

Основой принципиальной борьбы с торфяными пожарами является обводнение торфяников — поднятие уровня грунтовых вод путем бурения скважин и проведения дренажных работ до полного затопления торфяников и превращение их в озера. Однако, на это требуются существенные капитальные затраты.

При этом обводнение затрудняет добычу торфа. По прогнозам на затопление торфяников нам потребуется более 10 лет. В Голландии, таким образом, регулируют влажность 80 % торфяных земель, а в Финляндии — 100 %.

Существующие недостаточно эффективные технологии борьбы с торфяными пожарами следующие:

2.5.1. Тушение водой

Крайне неэффективный способ тушения торфяников водой подтверждается их ежегодным горением. Для тушения торфяников требуется большой расход воды, которая проникает вглубь не более 0,5 м. При этом торф поглощает только около 5—8 % воды, быстро высыхает, что приводит к новому загоранию торфа. Очаг загорания торфа находится, как правило, на глубине около 1—1,5 м. Горение торфа временно прекращается только при достижении им более 500 % влажности.

Вода плохо смачивает торф из-за своего высокого поверхностного натяжения, наличия в торфе до 10 % битумов и термобитумов, которые при нагревании торфа выделяются на его поверхности с образованием гидрофобных пленок, что затрудняет проникновение воды. Это обуславливает быстрое испарение воды. Кроме того, в настоящий период только 5—10 % поданной воды используется для тушения пожаров. Фактически 90—95 % воды при этом является излишне пролитой. Убытки от излишне пролитой воды часто наносят больший ущерб, чем сам пожар.

Дело в том, что вода имеет большой коэффициент поверхностного натяжения (при температуре воздуха 20 °С =72,3*103 Н/м), и поэтому сухой торф плохо смачивается водой. При тушении горящего торфа водой большая часть ее стекает с поверхности торфа на подстилающую его торфяную залежь. В целях снижения коэффициента поверхностного натяжения воды добавляют ряд поверхностно-активных веществ, наиболее известный из которых сульфанол НП-1. При его концентрации в пределах 0,5—0,6 % коэффициент поверхностного натяжения воды снижается до 26,6—27,4*103 Н/м [28,44].

При смачивании водой поверхность торфа покрывается тонкой водяной пленкой, которая препятствует доступу кислорода к горящей поверхности и может также прекратить горение.

Эффективность использования воды для тушения пожара тем больше, чем больше ее превращено в пар, и чем выше ее теплопроводность. Это может быть достигнуто соответственно подачей воды в очаг горения очень тонкими слоями (в распыленном виде) и повышением температуры.

К достоинствам воды, как огнетушащего средства, относятся ее экологичность, дешевизна, высокая теплоемкость, скрытая теплота испарения, подвижность, химическая нейтральность. Объем пара в 1700 раз больше объема воды.

Огнетушащая способность воды также заключается в охлаждающем действии, разбавлением горючей среды при испарении пара, механическим воздействием на вещество, т.е. срыве пламени [29].

Характерной особенностью воды является ее высокая термическая стойкость — только при температуре 1700 °С и выше пары воды начинают разлагаться. Температура горения торфа не выше 1300°С. Вода охлаждает горящий торф, прекращает горение вследствие высокой теплоемкости воды. При пожарах вода превращается в пар, что ускоряет тушение пожаров.

Механизм тушения водой заключается в одновременном прохождении трех процессов: изоляции, разбавления и охлаждения.

Изоляция — это предотвращение реакции взаимодействия углерода с кислородом воздуха, разбавление — уменьшение концентрации горючих веществ и охлаждение — снижение температуры горючего материала. Для улучшения огнетушащих свойств воды необходимо уменьшить ее поверхностное натяжение и повысить ее смачивающую способность. В этом случае вода при соприкосновении с горящей поверхностью будет покрывать большую площадь, проникать в поры и охлаждать ее.

Однако, применение одной воды без оптимальных дополнительных добавок недостаточно эффективно, особенно для низинного торфа. В торфе увеличивается содержание свободного кислорода, содержащегося в воде. Вода плохо смачивает торф из-за наличия в нем битумов, что затрудняет проникновение воды в микропоры, вода расходуется на образование гидратов органоминеральных веществ с прохождением экзотермических реакций (реакций с выделением теплоты). Сам торф содержит до 40 % кислорода, что вполне достаточно для его тления вне зависимости от окружающей воды. Только после полного расхода кислорода из торфа его тлеющее горение прекращается.

Поэтому применение только одной воды без щелочных добавок и минимального размера частиц двойного назначения (физического, химического, тормозящих реакцию углерода с кислородом) крайне неэффективно и неразумно, что подтверждается ежегодным горением торфяников.

В данное время улучшение огнетушащих свойств воды производится в следующих направлениях:

Введение 0,1—2 % ПАВ для улучшения текучести воды, ее смачивающих свойств, увеличения глубины проникновения в низинный торф и образования с ним органо-минеральных соединений, препятствующих возгоранию торфа;

Применение аминокомплексных соединений (АКС), замедляющих процесс возгорания торфа;

Применение воды после ее различной обработки: «скользкой воды» при введении в ее состав полимеров; «магнитной воды» — обработка воды магнитным полем; «электролизной воды» — пропускание электрического тока между электродами; «газированной воды» — насыщение воды углекислым газом; «активированной воды» — обработка воды резонансными методами и другие виды воды;

Насыщение воды природными и техногенными наночастицами для легирования торфа с образованием его нового вида — наноторфа;

Образование пен при введении в воду пенообразователей — тушение газоводными составами при введении в воду гелей;

Применение термически активированной воды (ТАВ) — «водяного тумана»;

Применение многочисленных комплексных добавок для снижения возгорания торфа и др.

Особый интерес вызывает применение резонансно активированной воды, резко уменьшающей ее вязкость, т.е. повышающей текучесть воды. Например, в области медицины широкое распространение получили биорезонансные методы терапии с использованием приборов «Биокорректор».

Кроме воды измененного состава для тушения торфяных пожаров используют различные порошковые вещества, механическую обработку торфяников — их окапывание и перекапывание торфа, развивают мониторинг торфяных пожаров и другие.

Общим знаменателем самых различных направлений является снижение возгорания торфа и ликвидация торфяных пожаров.

2.5.2. Тушение водой с добавками ПАВ, снижающих поверхностное натяжение и образующих с торфом органо-минеральные соединения Введение в воду поверхностно-активных добавок является одним из существующих, наиболее эффективных способов борьбы с торфяными пожарами, т.к. добавление 0,1—2 % ПАВ к воде резко изменяет ее свойства.

Высокое поверхностное натяжение воды и наличие в торфе битумов в виде гидрофобных пленок существенно снижает смачивание торфа водой.

Смачивающая способность торфа может быть повышена в 2—3 раза при использовании для тушения 1—3 % растворов карбонатов и бикарбонатов натрия [6]. Растворы карбонатов и бикарбонатов натрия (1—3 %) могут быть использованы не только для повышения эффективности тушения торфяных пожаров, но и для их предупреждения.

В данное время в качестве ПАВ до 0,3 % применяют: сульфанол НП, моющие средства ОП-7, ОП-10, растворы солей в количестве 4—5 % NaCl, FeCl2, CaCl2, NaOH, фосфаты, сернокислые соли, аминокомплексы (АКС) и др. К аминокомплексам (АКС) относятся амины, амиды, сенелин, карбамид и другие предельные, непредельные и ароматические соединения с углеводородными радикалами. АКС хорошо диффундируют вглубь торфа, повышают его пожаростойкость, уменьшают склонность торфа к саморазогреву и самовозгоранию при понижении влажности торфа менее критического значения — менее 50 %.

Начало разложения АКС происходит при температуре 160—225 °С с выделением азота, что и тормозит загорание торфа. Особенно эффективна смесь АКС с глиной, что имеет перспективное значение.

В итоге, добавка к воде небольшого количества (0,1—2 %) ПАВ в 2 раза повышает огнетушащую эффективность воды, сокращая время тушения торфяных пожаров. В виде пен ПАВ наиболее оптимальны для тушения верхового торфа и в виде растворов — для тушения низинного торфа [31].

Однако, в данное время применяемые ПАВ недостаточно эффективны изза отсутствия исследования физико-химических процессов взаимодействия ПАВ с конкретным торфом — для каждого состава торфа существуют свои оптимальные составы ПАВ, как в качественном, так и в количественном отношении. Ибо, несмотря на их применение, торфяники продолжают гореть [31—33].

Следовательно, применяемые ПАВ недостаточно эффективны, так как несмотря на их применение торфяники продолжают гореть [20—23].

Поверхностно-активными веществами (ПАВ) называются вещества, способные при растворении в воде накапливаться на поверхности, уменьшая поверхностное натяжение на границе с воздухом или другой средой. К ПАВ относятся: мыла, соли сульфированных углеводородов, амины, аминокислотные комплексы, щелочи и их соли (хлориды, фосфаты, нитраты, сульфаты и др.).

ПАВ — дефильны, т.е. состоят из полярной и неполярной частей. Это позволяет распределяться в воде определенным образом: полярная часть молекулы ПАВ определяет его растворимость в воде, а неполярная часть — расположение в граничном с раствором воздухе или другом неполярном веществе.

Сущность ПАВ заключается в наличие в них двух ассиметричных частей:

небольшую полярную гидрофильную (родственную воде) группу, например, ОН, NH2, COOH, OSO2H и сравнительно большую гидрофобную группу (не родственную воде), находящуюся на поверхности воды, и состоящую, например, из бензольного кольца, алкильной цепочки и др.

Физико-химические свойства веществ на поверхности раздела двух фаз отличаются от таких же свойств в объеме, что обусловлено различием свободной энергии на поверхности и в объеме.

Поверхностное натяжение является результатом межмолекулярного взаимодействия. Силы межмолекулярного взаимодействия оказывают на молекулы внутри жидкости равномерное влияние со всех сторон, и поэтому внутрижидкостные молекулы находятся в равновесном состоянии. На молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, действуют не одинаковые силы: одна сила действует внутрь жидкости, втягивая молекулу в жидкость — это гидрофильная часть молекулы; другая сила не уравновешена и направлена в окружающую среду — это гидрофобная часть молекулы, меньшая сила, чем первая.

На поверхности воды полярная гидрофильная часть молекулы обращена вовнутрь воды, а гидрофобная — наружу (рис. 4, 5) [31].

Все ПАВ подразделяются на две группы: к первой группе относятся вещества, молекулы которых при растворении в воде диссоциируют (распадаются) на ионы и подразделяются на подгруппы: катионактивные и анионактивные;

ко второй — молекулы не образуют ионов. Промежуточную между ними группу образуют амфолитные вещества.

Для тушения пожаров наиболее эффективными являются анионактивные вещества. Наиболее эффективные ПАВ, выпускаемые промышленностью следующие: хлорный сульфанол; сульфанол НП-1, НП-3; смачиватель НБ;

алкилсульфонат; натрийалкилсульфонат: первичный, вторичный, прогресс, рафинированный; полифосфат натрия, триполифосфат натрия и др. Водные растворы сульфанолов обладают высокой смачивающей способностью и моющими свойствами, хорошо растворимы в воде, не разлагаются. Так, например, на этом основаны все стиральные порошки. Они уменьшают поверхностное натяжение воды, хорошо смачивают поверхность, повышают моющую способность, образуют пену, повышают ее огнетушащую способность.

Работа изотермического образования новой поверхности, отнесенная к единице площади, называется поверхностным натяжением и измеряется в Дж/м2.

Для воды эта работа велика из-за большой силы сцепления между молекулами, а добавки ПАВ уменьшают поверхностное натяжение.

При добавлении небольшого количества ПАВ (от 0,1 до 2 %) поверхностное натяжение сначала резко снижается и при достижении определенной концентрации практически остается постоянным. К ПАВ относятся соли, кислоты, щелочи и др. (табл.18) [31].

Известно, что для тушения торфяных пожаров требуется большое количество воды, т.к. она плохо смачивает торф, слабо проникает внутрь и недостаточно растекается по его поверхности. Много воды, подаваемой в зону горения, вообще не используется в процессе тушения.

Кроме поверхностного натяжения определяют зависимость смачивающей способности от концентрации ПАВ для каждого материала (табл.33) [31].

Наиболее экономически эффективно для тушения торфяных пожаров применять сульфонаты, сульфанолы, смачиватель ДБ.

Воду с добавками ПАВ называют «мокрой водой». При использовании ПО-1 и НЧК расход воды при тушении торфяного пожара уменьшается в 1,5 раза, значительно сокращается время тушения, резко возрастает надежность тушения, исключается повторное возгорание торфа.

Обычно, на тушение горящих штабелей торфа расходуется около 60 л/м2 раствора смачивателя: для свежезагоревшего штабеля торфа эта норма в 1,5—2 раза меньше, для прогоревшего штабеля — в 1,5 раза больше.

Для тушения массовых торфяных пожаров на 1 м2 горящего торфа в среднем расходуется 100—200 л воды, а иногда до 300 л воды. Однако, глубина проникновения воды в торф мала, составляет около 2 см и через некоторое время горение торфа возобновляется. Здесь наиболее эффективным мероприятием для тушения торфяных пожаров является применение ПАВ: использования НЧК, пенообразователей ПО-1,ПО-1Д позволило сократить время тушения в 4—5 раз, уменьшить расход воды; повторного возгорания торфа не происходило. Одним пожарным автомобилем можно потушить горящий торф на площади около 300 м2.

Глубина пропитки торфа при использовании НЧК увеличилась в 10 раз, а время тушения сократилось в 3 раза.

Положительно показал себя смачиватель НБ: его в виде твердых частиц используют для приготовления 40 %-го раствора, который добавляют к воде в количестве 2 %.

ПАВ целесообразно использовать в различном виде: обычно в виде растворов, пен и твердых распыленных частиц, а также различные виды воды.

Таблица 33 0,0625 63,6

–  –  –

0,25 12,2 49,6 67,5 9,8 5,6

– 21,4 57,6 40,6 0,5 4,6 9,1 3,2 10,2 28,6 23,4 14,5 8,6 2,6 2,4 3,7 19,5 30,6 11,5 6,4 1,8 1,8 3,5 6,8 6,2 6,6 3,5 6,5 ПО-3А ПО-1Д ПО-6К НП-1 НП-3 ПО-1 «Вязкая вода». Для тушения торфяников также целесообразно использовать «вязкую воду» [33]. Это обусловлено тем, что обычная вода помимо большого поверхностного натяжения обладает незначительной вязкостью, что отрицательно влияет на ее огнетушащую способность. К воде необходимо добавлять небольшое количество загущающих добавок органических соединений, например, лигносульфатов. При повышении вязкости воды, ее поверхностное натяжение уменьшается очень мало — на 3—5103Дж/м2, что не влияет на ее смачивающую способность.

Так, при добавлении к воде натрийкарбоксилцеллюлозы ее вязкость возрастает в 30 раз, а растекаемость практически не меняется.

Таким образом, увеличение вязкости не влияет на растекаемость растворов с загущающими добавками. Повышение эффективности тушения достигается при увеличении вязкости всего лишь до 2—310-6м2/с, а дальнейшее повышение вязкости практически не влияет на эффект тушения.

Оптимальная вязкость воды составляет 2—310-6м2/с, а время тушения меняется в пределах 10—25с. Эффективность воды оценивают коэффициентом эффективности: отношение количества воды, непосредственно участвующей в тушении ко всей поданной воде, выраженной в процентах. Так, загущающие добавки повышают коэффициент эффективности воды более, чем в 1,8 раз (рис. 17) [31]. Пленки «вязкой воды» покрывают горящую поверхность и удерживаются на ней.

Рис. 17. Зависимость времени тушения от вязкости растворов 1 — натриевая соль полиакриловой кислоты; 2 — метилцеллюлоза.

3 — оксиэтилцеллюлоза; 4 — метилоксипропилцеллюлоза; 5 — натрий карбоксиметилцеллюлоза; 6 — оксипропилцеллюлоза.

«Скользкая вода». Введение в воду небольших добавок — до 2 % полимеров оксида этилена, полиакриламидов повышают «скользкость воды» в трубопроводе, шлангах, что позволило ее назвать «скользкой водой». Эта вода стабильна в течение года и повышает эффективность тушения пожаров.

Для улучшения текучести воды вводят небольшое количество полимерных добавок для получения так называемой «скользкой воды»: добавки полиэтилена и линейного полиакриламида. Текучесть воды при введении этих добавок увеличивается в 2,5 раза, а также улучшается ее смачивающая способность.

«Магнитная вода». Воду и растворы ПАВ с определенной скоростью пропускают через устройство, в котором попеременно создаются магнитные поля противоположной направленности с временным протеканием воды по кольцевой схеме 4—12 мин.

Магнитная обработка воды изменяет ее коллоидные свойства: возрастает pH растворов вследствие образования водородных связей между молекулами воды и ПАВ, а также изменения связей внутри молекул воды. Образуются центры кристаллизации за счет ионов тяжелых металлов с уменьшением поверхностного натяжения Таблица 34 6,35 7,24 7,52 5,73 6,09 6,15 6,37 8,45 8,81 9,01

–  –  –

35,7 35,7 35,7 35,7

–  –  –

6,7 5,9 5,9 5,9 17,1 20,6

–  –  –

9,3 9,3 9,8 ОП-7-4% ПО-1-2%

–  –  –

эффективность тушения торфяных пожаров.

В данное время в качестве ПАВ до 0,3 % применяют: сульфанол НП, моющие средства ОП-7, ОП-10, растворы солей в количестве 4—5 % NaCl, FeCl2, CaCl2, NaOH, фосфаты, сернокислые соли, аминокомплексы (АКС) и др.

Эффективным средством борьбы с торфяными пожарами является применение неорганических солей борной, фосфорной, соляной, серной и др.

Природный минерал бишофит (MgCl26H2O) содержит 44,6—46,0 % MgCl;

0,5—0,95 % MgBr2; 0,25—0,9 % NaCl+KCl; 0,1—0,5 % CaSO4 и 45—50 % кристаллизационной воды [64].

Используют также растворы хлоридов Na, K, Mg, Ca, Zn, Al, NH4, сульфатов Na, Mg, Al, NH4, нитратов Na, K, NH4, карбонатов Na, K и др. [15, 25], а также 3—5 % состава на основе фосфатов КОС-Д.

Их влияние основано на образовании негорючих или слабо горючих веществ, на больших затратах тепла на испарение воды из растворов, на снижение поверхностного натяжения воды и на более глубокое их проникновение в торф.

Из смачивающих химикатов наиболее известен сульфанол — легкий порошок, хорошо растворяющийся в воде. Его добавляют в количестве 0,3 % в воду (30 г на ведро воды). Сульфанол повышает смачиваемость торфа. Также в качестве поверхностно-активных веществ (ПАВ) используют моющие средства типа «Астра», «Дон», «Прогресс» и смачиватели группы ОП-7, ОП-10 и др.

Сульфанол и другие смачиватели быстро проникают в толстые слои торфа и затормаживают его тление. Огнезадерживающие и огнегасящие составы типа ОС-А1 и ОС-А2 обычно используют для кромок пожаров для предотвращения их распространения.

Для повышения эффективности применения воды в ее состав вводят различные добавки: газы; гелеобразующие вещества, замедляющие испарение; тонкораспыленную воду; аэрозольные составы, замедляющие (ингибирующие) реакции горения, изменяющие вязкость и адгезионные свойства воды; порошковые составы, которые при разложении выделяют H2O, NH3, H3PO4 и др.

При воздействии электролитов (FeCl3, CaCl2, NaOH и др.) на торф происходит коагуляция с уплотнением ассоциатов и переходом связанной воды в свободную.

Добавки 4—5 % водных растворов FeCl3 и CaCl2 увеличивает водопроницаемость торфа, т.к. ионы Ca2+ и Fe3+ являются более сильными коагулянтами — веществами, способствующими укрупнению частиц, выпадению их в осадок или к загустеванию. Дальнейшее увеличение концентрации солей ухудшает водопроницаемость торфа за счет образования сетчатых структур [31].

Смачиватели (сульфанол НП-1, ОП-7, ОП-10, «Прогресс» и др.) повышают эффективность тушения пожаров, но их действия составляют несколько минут [43]. Несколько дольше действуют загустители на основе альгината натрия, поливинилового спирта, карбоксил целлюлозы, Na-КМЦ и др. [44].

Таким образом, наиболее целесообразно при тушении торфяных пожаров в виде ПАВ использовать НЧК, смачиватели ДБ и НБ. Рекомендовано предварительно, до образования пожаров поливать торфяники этими растворами — норма расхода смачивателей резко сокращаются, чем при тушении пожаров.

2.5.3. Тушение с применением аминокомплексов (АКС) Аминокомплексные соединения представляют собой продукты взаимодействия анилина и некоторых его производных с солями переходных металлов.

АКС — это мелкозернистый порошок с температурой плавления ниже 100°С, замедляющий процесс горения. К АКС относятся амины, амиды, анилин, карбамид и другие предельные, непредельные и ароматические соединения с углеводородными радикалами.

Амины — производные аммиака NH3 (образующего с водой аммоний NH4OH), в котором несколько атомов водорода замещены на углеводородные радикалы: CH3 — NH2 — метиламин, анилин — NH2 — анилин.

Амины — это основания водных растворов. Они горят на воздухе с выделением углекислого газа, азота и воды. При взаимодействии с HNO2 получается спирт и выделяется азот.

Амиды — азотсодержащие соединения карбоновых кислот.

Анилин — C6H5NH2 — маслянистая жидкость с температурой кипения 184,4°С.

Карбамид — CO(NH2)2 — экологически чистое соединение, замедляющее процесс горения, хорошо растворяется в воде, является ценным азотным удобрением.

АКС хорошо диффундирует вглубь торфа, повышает его пожаростойкость, уменьшает склонность торфа к саморазогреву и самовозгоранию при понижении влажности торфа менее критического значения.

Начало разложения АКС происходит при температуре 160—225 °С. Молекулы АКС разлагаются с выделением негорючих соединений азота, что и обуславливает торможение процесса горения торфа. Особое значение для предотвращения самовозгорания торфа имеет композиция АКС с глиной.

Поэтому повышение качества композиции АКС с глиной имеет перспективное значение.

К аминокомплексным соединениям (АКС) относятся продукты присоединения анилина — C6H5NH2 и некоторых его производных к солям переходных металлов. АКС обладает свойствами ингибиторов горения (ингибиторы — вещества, замедляющие или останавливающие химические реакции) и позволяют улучшить свойства глин.

АКС — мелкокристаллический порошок с температурой плавления 100°С, устойчив на воздухе, не содержит свободного амина (R-NH2, где R — углеводородные радикалы), затормаживает горение торфа. Диффузия АКС вглубь торфа повышает его пожаростойкость, уменьшает склонность к саморазогреву и самовозгоранию при понижении влажности торфа ниже критического [65].

Начало разложения АКС происходит при температуре 160—225 °С, максимальная скорость разложения — при 255—265 °С, окончательное отщепление молекул анилина — при 450 °С. При этом молекулы анилина C6H5NH2 расщепляются с выделением соединений азота, затормаживающих горение торфа.

Особенно эффективны АКС в системе «АКС—вода—каолин», из которой вода удаляется при температуре 200 °С, создавая паровую рубашку, обеспечивающую ингибирование самовоспламенения торфа.

2.5.4. Тушение термически активированной водой (ТАВ) (получение «водяного тумана») Новой парадигмой научно-технического развития техники пожаротушения является создание многоцелевой, автономной передвижной техники пожаротушения с электрогенераторами и установками для получения перегретой воды, использующей для пожаротушения температурно-активированную воду по предложению И.М. Тетерина — начальника ГПС МЧС России.

Для получения «водяного тумана» широко используются установки пожаротушения за рубежом и в нашей стране. Однако, их недостатками являются использование высокого давления (до 200—300 атм.) и химически подготовленная вода без примесей и растворимых в воде солей.

По новой парадигме И.М. Тетерина огнетушащие свойства воды значительно улучшены за счет ее температурной активации, что позволило повысить текучесть воды и уменьшить размер капель воды до 10—50 мкм. Способ получения температурно-активированной воды (ТАВ) заключается в автоклавном нагреве воды в замкнутом объеме до температуры более 100 °С и давлении более атмосферного — вода при этом не вскипает и не переходит в пар. При выпуске ТАВ в атмосферу вода мгновенно вскипает с образованием капель минимального размера до 10—50 мкм.

Вода ТАВ эффективно тушит любые пожары вследствие образования большого объема «водяного тумана», быстро осаждающего дым и пары ядовитых веществ, вытесняет воздух и уменьшает тем самым содержание кислорода в зоне горения. При этом ТАВ снижает температуру горения за счет дополнительного ускорения капель. Данный способ позволяет регулировать температуру водяных капель, в зависимости от условий горения.

Струи ТАВ получают из перегретой воды после ее подачи через стволы, которые имеют простую конструкцию и дешевы в изготовлении. Перегретой называют воду, которая находясь в замкнутом объеме, при температуре более 100 °С и при давлении больше атмосферного не вскипает и не переходит в пар.

Если давление перегретой воды быстро уменьшается до атмосферного (например, перегретая вода выпускается из замкнутого объема в атмосферу), то происходит почти мгновенное вскипание воды. В результате вскипания одна часть перегретой воды переходит в пар, а другая часть дробится на капли диаметром менее 100 мкм, эти капли образуют «водяной туман». Диаметр большинства капель «водяного тумана» составляет 10—50 мкм, поэтому капли витают в воздухе и многими наблюдателями ошибочно воспринимаются как пар. Необходимо отметить, что получение такого мелкого распыла воды традиционным образом удается добиться только при давлении более 150 атм.

Эффективное (быстрое) уменьшение температуры при тушении ТАВ обеспечивается тем, что размер большинства капель «водяного тумана» составляет всего 10—50 мкм, а температура струи на расстоянии 30—50 см ствола-распылителя перегретой воды (СРПВ) — 50—60°С. Большая площадь поверхности капель и температура «водяного тумана», близкая к 100°С, обеспечивает быстрое испарение воды, что и понижает температуру в зоне горения, а также увеличивается объем пара.

Кроме того, эффективность пожаротушения струями ТАВ обеспечивается тем, что капли воды размером менее 50 мкм долго не осаждаются (витают) и вместе с конвективными потоками воздуха инжектируются в очаг пожара. Это явление существенно расширяет тактические возможности подразделений, использующих ПА с перегретой водой, по тушению пожаров в сложных условиях — появляется возможность тушить очаги пожаров «вслепую», направляя струи ТАВ в пустоты или в конвективные потоки.

Эта возможность становится принципиально важной при тушении пожаров в транспортных и кабельных тоннелях. Также использование струй ТАВ позволяет эффективно тушить завалы, внутри которых после пожара или чрезвычайных ситуаций (ЧС) продолжается горение или тление горючих материалов и, что самое главное, могут находиться пострадавшие люди.

Струи ТАВ, полученные из перегретой воды, уже на расстоянии не менее 30 см от СРПВ имеют температуру не более 60 °С и не могут причинять вреда человеку.

Причем ТАВ позволяет обеспечить многофункциональность тушения не только по виду горючих материалов, но и по способу их тушения. При подаче ТАВ возможен как поверхностный, так и объемный способы пожаротушения.

Еще одна тактическая возможность пожаротушения, которая реализуется при использовании ПА с перегретой водой — выбор оптимальных параметров «водяного тумана» за счет изменения температуры. Регулирование температуры перегретой воды позволяет изменять соотношение между паровой и водяной фазами «водяного тумана», а также размер капель воды.

В истории развития техники пожаротушения впервые появилась возможность плавного, бесступенчатого регулирования параметров водяной струи от компактной (при температуре воды перед СРПВ менее 100°С) до мелкодисперсной с размером капель 10—20 мкм (при температуре воды перед СРПВ 140 °С и более). И, что самое главное, все эти изменения параметров струи возможны без замены СРПВ и каких либо манипуляций ствольщика со стволом — достаточно подать команду водителю ПА увеличить или уменьшить температуру воды на выходе из ПА. Но, вот что действительно считают специалисты невероятным, так это то, что при расходе СРПВ около 1 л/с минимальный диаметр проточных частей СРПВ не будет превышать 6—7 мм, а размер большинства капель воды струи ТАВ будет составлять всего 10—20 мкм.

Струи ТАВ («водяной туман»), полученные из перегретой воды, могут быть использованы для тушения практически всех видов горючих веществ, которые не вступают в химическую реакцию с водой с выделением большого количества тепла и горючих газов. Они эффективно тушат бензины различных марок, нефтепродукты, спирты, ацетон, другие углеводороды и водорастворимые жидкости, а также твердые материалы: древесину, резину, поливинилхлорид, полистирол, торф. Наиболее эффективно струи ТАВ тушат пожары в замкнутых объемах, так как образуют большой объем «водяного тумана», который эффективно осаждает дым и пары ядовитых веществ, а также вытесняет воздух и, тем самым уменьшает процентное содержание кислорода в зоне горения.

Однако, основными недостатками ТАВ является невозможность использования добавок и твердых частиц, ТАВ не глубоко проникает в торф, ТАВ может быть использована только в экологически обоснованных условиях и только в летний период.

В итоге, создана эффективная, многоцелевая, автономная, передвижная техника с электрогенераторами и установками для получения перегретой воды, использующими для пожаротушения температурно-активированную воду.

Целесообразно также использовать воду, активированную резонансными методами — резонансно-активированную воду.

2.5.5. Тушение газоводными составами В данное время для тушения торфяных пожаров используют различные составы с добавками, пены и гели, замедляющие реакции горения — реакции взаимодействия углерода с кислородом. Их механизм заключается в уменьшении испарения воды, повышении вязкости воды, увеличение адгезионных и когезионных процессов взаимодействия торфа с водой. Однако, и газоводные составы недостаточно эффективны.

Для тушения используют газоводные составы с добавками и гелем, замедляющим процесс горения. Их механизм заключается в уменьшении испарения воды, повышения вязкости воды, увеличении адгезионных и когезионных процессов взаимодействия торфа с водой. Тушение порошковыми составами основано на разложении с выделением, например, NH3, H2O, H3PO4 и др., уменьшающих процесс горения торфа.

2.6. Пенообразователи и пены Пенообразователи и пены — устойчивые составы, образуются из растворов, поверхностный слой которых отличается от объема вследствие растворения в воде ПАВ [31].

На поверхности пузырька воздуха, находящегося в растворе, образуется адсорбционный слой (рис. 18 а). Часть молекул ПАВ направлена внутрь воздушного пузырька — гидрофобная часть, а гидрофильные группы обращены в сторону воды. При выходе на поверхность пузырек воздуха окружается двойным слоем ПАВ (рис. 18 б). Поэтому пленка пузырька пены состоит из двух адсорбционных слоев и средней части из раствора ПАВ.

Пена — это структурированная жидкость, обладающая определенной жесткостью из-за наличия в ней ПАВ. Для создания пен необходимо в жидкость ввести 74 об. %, что приводит к возрастанию объема в 3,8 раза, т.е. кратность пены возрастает (K=Vп/Vж) и составляет 3,8.

Существует множество составов пеногенераторных порошков ПГП, обычно содержащих 63 % сернокислого глинозема, 33 % бикарбоната натрия и 4 % солодового корня, которые при растворении в воде выделяют углекислый газ

CO2. При этом происходят реакции:

Al2(SO4)3 + 3H2O = 2Al(OH)2 + 3H2SO4 3H2SO4 + 6NaHCO3 = 3Na2SO4 + 6H2O + 6CO2 Эти пены могут существовать довольно долго. Однако пены целесообразно использовать только для тушения верхового торфа, а на тление низинного торфа они практически не оказывают влияние. Низинный торф тлеет при любом Рис.18. Схема образования пузырька пены (а — образование адсорбционного слоя, б — образование пузырька пены, 1 — гидрофобная часть молекулы, 2 — гидрофильная часть молекулы) покрытии торфяников из-за наличия в нем самом до 40 % кислорода и поступления.

Сепарированный из воздуха кислород стравливается в атмосферу через выпускной электромагнитный клапан кислородного ресивера по команде контролера.

Аналогично стравливается азот из диамагнитного ресивера, если производительность цепи ДВС—компрессор—ТМСВ—ДР оказывается выше изменяемого контроллером расхода диамагнетиков для предотвращения предпожарной ситуации или тушения пожара.

Применение способа и автоматизированного комплекса (АК) обнаружения, предотвращения и тушения торфяных пожаров, позволяет принципиально поновому решить проблемы пожарной и экологической безопасности торфяников, а также ресурсосбережения возобновляемого энергоносителя — торфах [75].

Неконкурируемыми качествами и существенными преимуществами предлагаемого способа и автоматизированного комплекса (АК) обнаружения, предотвращения и тушения торфяных пожаров, являются:

возможность транспортирования АК любым мобильным и даже гужевым средством (если, например, он скомпонован на базе мотопомпы «Гейзеркроме горючего для двигателя мотопомпы и батареек (или подзаряжаемых миниаккумуляторов) для ГТС-ТЗ не требуется никаких огнетушащих составов и энергии;

не требуется специальной подготовки оператора АК (работника лесоохраны или добровольной пожарной дружины) для эксплуатации.

Целесообразно при тушении торфяных пожаров использовать пожарную технику, а также технику на гусеничном ходу для подвоза смачивателей.

Существует ряд других способов тушения торфяных пожаров [76—81].

Таким образом, целесообразно насыщать торфяники углекислым газом СО2 в различном виде; твердом — в виде сухого льда, жидком — угольной кислоты и в газообразном для ликвидации возгорания торфа и тушения торфяников.

2.7. Огнетушащий химический состав для торфа «Тофасил»

НИИ физико-химических проблем Белорусского государственного университета разработан и совместно с институтом леса НАН Беларуси испытан в условиях реальных лесных и торфяных пожаров огнетушащий химический состав ТОФАСИЛ, пригодный для эффективного тушения пожаров на торфяниках, в лесных массивах, а также для тушения других тлеющих материалов (лен, солома, резина и т.д.), склонных к беспламенному горению и повторному воспламенению. После применения состава в лесных массивах, загрязненных радионуклидами, резко снижается вероятность выноса радиоактивных продуктов сгорания с ветровыми потоками на чистые территории [81].

Состав характеризуется высокой огнетушащей эффективностью при малом расходе на единицу обрабатываемой площади.

В результате санитарно-токсикологических и биометрических испытаний показано отсутствие вредного воздействия состава на лесные био- и геоцензоры (рис. 19).

<

Рис. 19. Огнетушащий химический состав для торфа «Тофасил»

Физико-химические показатели:

Плотность 6 % раствора, г/см3 — 1,2—1,3 рН 6 % раствора — 5—7.

Внешний вид: пастообразная масса от белого до серого цвета. Обладает высокой смачивающей и огнетушащей способностью горящего торфа на глубину до 30см. Время растворения в воде — не более 5 минут. Плотность вылива 8 % водного рабочего раствора — 40—80 л на 1м2 горящей поверхности торфа, подающегося в очаг горения при помощи стандартного пожарного оборудования и техники. Срок хранения — не менее 1 года. Стоимость 1 тонны — 250 US$.

Экологичность Не обладает коррозионной активностью, нетоксичен, пожаро- и взрывобезопасен, экологически безопасен.

Организация-разработчик:

Институт леса Национальной академии Беларуси.

Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета.

Организация-изготовитель:

Огнетушащий химический состав «Тофасил» по (ТУ РБ 100050710.044изготовляет: Гомельский химический завод.

Форма реализации «Тофасил» хранят в емкостях из нержавеющей стали, в полиэтиленовых или гумированных; полиэтиленовых канистрах и бутылях Область применения Лесное хозяйство. Для локализации и тушения торфяных пожаров, в том числе в загрязненных радионуклидами зонах. Сельское хозяйство, МЧС.

Эксплуатационные характеристики:

не содержит токсичных и экологически опасных веществ, имеет низкую коррозионную активность (на уровне водопроводной воды) сохраняет эксплуатационные свойства в течение длительного срока хранения (не менее трех лет) расход 6 % рабочего раствора состава при тушении 1 м 2 торфа с глубиной прогорания до 15 см составляет 40 л/м 2 имеет высокую смачивающую способность подсушенного торфа расход 6 % рабочего раствора состава при тушении 1 м 2 торфа с глубиной прогорания от 15 до 30 см составляет 80 л/м 2

Преимущества:

расход состава на тушение торфа в десятки раз меньше по сравнению с водой и водой со смачивателями после применения состава исключается повторное воспламенение горючих материалов в результате купирования остаточных очагов тления благодаря высокой сорбционной способности состава к радионуклидам резко снижается вероятность выноса с ветровыми потоками радиоактивных продуктов сгорания на чистые территории не представляет опасности для лесных био-и геоценозов не имеет аналогов по применению огнетушащих средств для локализации и тушения торфяных пожаров тушение и локализация торфяных пожаров в местностях с дефицитом воды и /или трудностью ее доставки к очагу горения тушение торфа, лесных горючих материалов, льна, соломы, волокнистых материалов, резинотехнических изделий, техногенных и бытовых пожаров с использованием импульсных устройств Таким образом, огнетушащий химический состав ТОФАСИЛ является эффективным средством для тушения торфяных пожаров и заслуживает широкого применения.

2.8. Легирование торфа наночастицами с получением наноторфа Предлагается вместо воды и пены для предотвращения и ликвидации возгорания торфяников применять водные растворы слабощелочного состава с добавками наночастиц в летнее время и сухих наночастиц в зимнее время. Тушить торфяные пожары необходимо круглогодично с применением, например, нанотехнологий.

Существует три основных вида нанотехнологий, представленных в виде треугольника нанотехнологий (рис.

20) [83—89]:

Рис. 20. Треугольник нанотехнологий

«сверху вниз» — получение из крупных материалов наночастиц с размером менее 1мкм = 1000 — 1нм многочисленными методами: механическим измельчением, механохимическим синтезом, криохимичским, автоклавным, золь-гельным и др.

«снизу вверх» — получение из наночастиц готовых изделий (брикетов, бетонов и др.) и порошков (удобрений) также многочисленными методами:

прессования, ковки, литья, магнито-импульсным, ультразвуковым, вибрационным и др.

синергическая нанотехнология — применение в изделиях термолизных веществ, разлагающихся при термической обработке с образованием идеальных наночастиц, сразу же взаимодействующих друг с другом и окружающими их компонентами. Эта нанотехнология наиболее эффективна, так как исключает предварительное приготовление наночастиц (нанотехнологию «сверху вниз») и их последующее использование (нанотехнологию «снизу вверх») [89].

Основное свойство любых наночастиц () — их чрезвычайно высокая активность, что обусловлено их высокой удельной поверхностью и дефектностью.

Они практически легко проникают в микропоры и клетки растений, обладают высокой адгезионной способностью — прочно прилипают к любой поверхности веществ, легко вступают в химические реакции при низких температурах.

Использование этих свойств наночастиц позволило в итоге получить многочисленные материалы, изделия и приборы с очень высокими свойствами. Так, предлагается использовать указанные свойства наночастиц для получения нового вида торфа — наноторфа.

Наноторф — это торф, легированный наночастицами, состав которых зависит от областей его применения. Так как, для предотвращения и ликвидации возгорания торфяников применяют оптимальное насыщение торфа наночастицами, препятствующих реакции углерода с кислородом и поглощающих кислород без горения вследствие эндотермических окислительно-восстановительных реакций, происходящих с поглощением тепла и разложением химических веществ.

Состав наноторфа зависит от областей его применения:

для предотвращения и ликвидации возгорания торфяников — оптимальное насыщение торфа наночастицами, и препятствующими реакции углерода с кислородом и поглощающими кислород без горения;

для наноторфных брикетов — минимальное введение наночастиц, препятствующих горению при низких температурах и усиливающих горение при высоких температурах; наибольшее содержание в торфе твердых и газообразных наночастиц (насыщение торфа попутным газом), увеличивающих теплотворную способность брикетов до каменного угля и выше при дополнительном введении экзотермических добавок; введение в брикеты наносвязок существенно повышает прочность брикетов;

для теплоизоляционных наноторфоцементных бетонов (блоков, плит, панелей и монолита) — частичная замена в легких бетонах вспученного полистирола наноторфом, содержащих оптимальное количество наночастиц, повышающих жаростойкость бетонов, их прочность и теплоизоляционность;

в обычных теплоизоляционных бетонах — замена части теплоизоляционных компонентов на наноторф [90—92];

для наноторфяных удобрений — в зависимости от химического состава почвы введение в торф в оптимально количестве трех видов наночастиц:

изменяющих рН почвы;

повышающих содержание в почве минеральных веществ (азота, фосфора, калия и др);

ускоряющих рост растений.

Цель применения таких наноторфяных удобрений — повышение плодородия почвы и урожайности посевов. Следовательно, для каждого вида наноторфа существуют свои дифференциальные наночастицы, повышающие степень его полезности для потребителя.

Существует множество наночастиц самого различного состава для легирования торфа по прототипу легирования металлов. Состав наночастиц определяется только видом, назначением и необходимыми свойствами торфяной продукции.

К таким наночастицам относятся:

различные химические соединения, особенно термолизные (разлагающиеся при нагревании с поглощением тепла (табл. 35);

существующие, готовые техногенные наночастицы — циклонные пылевые отходы: цементные, металлургические, химические, асбестовые, шламбассейны и множество других;

углекислый газ в виде сухого льда, углекислоты и баллонного газа;

специально приготовленные по технологии «сверху вниз» из экологически чистых материалов комплексного состава путем их совместного помола, преимущественно в струйных и вибромельницах.

В качестве исходных для синтетических нанотехнологий используют добавки термолизных материалов, разлагающиеся с повышением температуры при термообработке на наночастицы и летучие вещества:

термообработка Исходные термолизные материалы наночастицы + летучие вещества К основным термолизным веществам, разлагающимися при нагревании, относятся гидраты, карбонаты, карбиды, нитриты, соли и др. (табл 36).

Для определения наиболее эффективных наночастиц для каждого вида торфа и изготовляемой из него продукции необходимо проведение специальных научно-исследовательских работ, выполняемых на патентном уровне и состоящих из трех этапов:

1 этап. Аналитический. Анализ по Интернету существующих работ с выбором прототипа и аналога.

2 этап. Исследовательский. Исследование и термодинамические расчеты влияния различных наночастиц на физико-химические свойства легированного торфа с получением оптимальных контрольных образцов торфяной продукции. Кроме обычных методов исследования наноторффа целесообразно применять дифференциально термический метод оптической и электронной микроскопии.

3 этап. Технологический. Разработка и внедрение нанотехнологии легирования торфа оптимальными наночастицами с целью повышения полезности торфяной продукции для потребителя.

–  –  –

техники в летнее время, а в зимнее время — сухие наночастицы с использованием цементовозов. Плотность наночастиц в 2—3 раза больше плотности льда и воды, поэтому они сразу же будут оседать в низинном торфе.

Для производства наноторфяных брикетов целесообразно применять прессвальцы, например «Спайдермаш», для производства наноторфяных «дров» использовать гидравлические пресса сухого прессования кирпичных заводов и виброплощадки с пригрузом заводов строительных материалов [143].

Производство теплоизоляционных торфоцементных бетонов целесообразно осуществлять на заводах строительных бетонов. Для производства наноторфяных удобрений используют обычное смешение на смесительных участках.

В целом область применения наноторфа очень широкая: фармокология, синтез новых органо-минеральных соединений, получение теплоизоляционных покрытий, красок, керамики, теплоупоров, фильтров, сорбентов, катализаторов, вяжущих веществ, деталей и др.

гий предотвращения и ликвидации одной из опасных чрезвычайных ситуаций — торфяных пожаров, наносящих существенный вред экологии страны здоровью населения, является актуальнейшей задачей сегодняшнего дня.

2.9. Объем торфяных пожаров в мире и России: в Центре, на Урале — в Свердловской области и в Сибири 2.9.1. Объемы торфяных пожаров в мире На Земле болота, по разным оценкам, занимают около 3 000 тыс. км2 (более 2 % суши). Распределены крайне неравномерно: в Евразии — 1.8 %, в Африке — 1.2 %, в Северной Америке — 0.9 %, в Южной Америке — 7.0 %, в Австралии — 0.1 %. В России заболочено примерно 2 млн км2, или 12 % территории.

В Европе, где торфяные залежи активно осушались и на протяжении многих столетий разрабатывались, практически каждое болото теперь взято под охрану. Во Франции торфяники занимают всего 0.1—0.2 %, в Италии — 0.2—0.3 % площади страны, в Швеции и Финляндии общая заболоченность территории составляет 12 % и 30 % соответственно. Россия является лидером по площадям, занятым торфяниками и по запасам торфа. Здесь торфяники занимают около 60 млн га, в т.ч. более половины (34.1 млн га) расположены в Западной Сибири, где сосредоточены самые крупные в мире массивы болот.

Достаточно крупные площади торфяников сосредоточены в Белоруссии (около

10.0 млн га).

За последние 10 лет выявлены тревожные, в том числе и для России, тенденции. Участились случаи пожаров в бореальных лесах Канады и России, а это главные «легкие» планеты наряду с джунглями Амазонки. Ежегодно в Канаде пожарами проходится в среднем 2.5 млн га — от 0.7 до 7.6 (Canadian Forest Service 2010). За два последних десятилетия в Канаде заметна тенденция к снижению площадей, пройденных пожарами. Так, за период с 1990 по 1999 года средняя площадь, пройденная пожарами в год, составляла 2.8 млн га (CIFFC 2000), а с 2000 по 2009 г. — всего 1.6 млн га (CIFFC 2009). В США за период 1990—1999 пройдено пожарами в среднем 1 360 тыс. га в год, а за период 2000—2009 — 2 800 тыс. га [93, 94].

Ежегодно в мире регистрируется около 200 тыс. таких пожаров, в которых выгорает 40 млн га леса (территория, превышающая площадь Норвегии). В огне погибает ежегодно 0.1 % всех лесных запасов планеты.

Крупнейший в истории человечества лесной пожар в сентябре 1982 г. охватил восточную часть индонезийского острова Калимантан (Борнео). Пожар продолжался 10 месяцев — по июль 1983 г. Выгорело около 8 тысяч км2 леса, в целом от огня пострадало около 36 тысяч км2 территории острова. Причиной пожара послужили длительная засуха и применяемые индонезийцами методы подготовки площадей к земледелию, т.е. поджоги леса. В результате пожара погибло несколько видов растений и животных, пострадали гиббоны, орангутанги, макаки, белки и птицы. Заметно изменились микроклимат и производительность сельского хозяйства.

Длительное горение привело к масштабному задымлению атмосферы. Частицы пыли — ядра конденсации влаги — вызвали обильные дожди. В обычно засушливых районах возникли сильнейшие наводнения, погибла значительная часть урожая, сотни деревень оказались под водой.

Жители даже не пытались бороться с пожарами и наводнением, отступая под их натиском.

Крупные лесные пожары регулярно происходят на Австралийском континенте. Сильнейшие пожары с трагическими последствиями происходили в 1851, 1898, 1926, 1939, 1983 гг.

В январе 1939 г. пожары в штате Виктория достигли площади 1.4 млн га. В лесных поселках было уничтожено 1300 домов. Погиб 71 человек.

В феврале 1983 г. температура воздуха, достигающая 43 градусов по Цельсию, в сочетании со скоростью ветра 100 км/ч, привели к ряду сильнейших лесных пожаров. В штате Южная Австралия огонь прошел 160 тысяч га и уничтожил 400 домов. В соседнем штате Виктория лесные пожары уничтожили несколько приморских поселков. Сгорело 2000 домов. Особенно трагичным оказалось 16 февраля, «пепельная среда», когда погибло 76 человек, включая 15 пожарных.

В декабре 2001—январе 2002 г. сильными лесными пожарами, вызванными мощными разрядами молний во время урагана, был охвачен австралийский штат Новый Южный Уэльс. В течении 24 дней тысячи пожарных и добровольцев вели борьбу с более 100 пожарами, бушевавшими в разных районах штата. Площадь пожаров составила более 500 тысяч гектаров земли, огнем были уничтожены 170 частных домов и зданий. В результате действия стихии серьезному ущербу подверглись крупнейшие национальные парки штата, на восстановление которых, по оценкам специалистов, потребуются десятилетия.

Ущерб превысил 70 млн австралийских долларов (37 млн долларов США).

Крупные пожары в Португалии бушевали в 1985 г., в огне погибли более 300 человек. В августе 2005 года сильная засуха вызвала лесные пожары в Португалии, где огнем было уничтожено около 135 тыс. га лесных массивов.

По данным Еврокомиссии, страна заняла первое место в Европе по количеству выжженной пожарами земли. В тушении было задействовано 4.8 тыс. пожарных, а также 2.6 тыс. военнослужащих и 49 самолетов. количество погибших, по разным данным, составило от 11 до 15 человек.

В июле 2007 года бушевали пожары на принадлежащих Испании Канарских островах. На Гран-Канария, Тенерифе и Гомера уничтожено более 35 тыс.

га леса. Эвакуировано 14 тыс. человек.

По мнению экологов, пожар привел к экологической катастрофе, поставившей на грань уничтожения многие уникальные виды флоры и фауны. В результате пожаров погибли уникальные уголки канарской природы, в том числе заповедник Инагуа на острове Гран-Канарья.

В августе 2007 года крупные лесные пожары бушевали в Греции. В стране было введено чрезвычайное положение, в тушении участвовали около 9 тыс.

пожарных, 500 солдат. К борьбе со стихией привекли международные силы из 19 стран, включая российский самолет-амфибию Бе-200. В пожарах погибло 67 человек, пострадало 200 тыс. га леса, сгорело 1.5 тыс. домов.

В октябре 2009 года несколько крупномасштабных пожаров произошло в штате Калифорния в США. Погибли 14 человек, около 1 млн эвакуированы, уничтожено 2 тыс. км2 лесов и не менее 1.6 тыс. домов. В помощь пожарным мобилизовали 1.5 тыс. национальных гвардейцев и 2.6 тыс. заключенных из калифорнийских тюрем. Справиться с пожарами помогли сильные проливные дожди, обрушившиеся на многие районы штата.

Крупнейшие в истории страны пожары бушевали в Австралии в феврале 2009 г. В огне погибло около 210 человек, 37 человек пропали без вести. Выгорело около 13 тысяч га лесополосы, уничтожено около 1.8 тыс. домов. В борьбе с огнем участвовало более 3 тысяч пожарных. День 7 февраля, когда пламя начало быстро распространяться по южным штатам, австралийцы называют «черной субботой».

Ежегодные пожары, которые в последнее время приобрели масштабы национальной катастрофы, характерны для американского штата Калифорния.

Лесные пожары летом 2008 г. в Калифорнии стали самыми крупными в истории штата. Выжженная огнем за период с 21 июня по 14 июля площадь составила 1300 квадратных миль (почти 3.4 тысяч км2). В результате более 1.7 тысяч лесных пожаров в огне были уничтожены более 250 тыс. гектаров лесов, сгорели около 100 строений и погиб один человек.

Масштабные лесные пожары бушевали в штате Калифорния в мае 2009 года. Огонь бушевал на площади в 1.3 тысяч акров (526.09 гектара). Особенно пострадал пригород города Санта-Барбара. Огонь распространился на площадь в 33 км2, уничтожил 31 и причинил ущерб 47 домам. Около 20 тысяч человек были эвакуированы. В штате было объявлено чрезвычайное положение.

В Киеве торфяные пожары подбираются к ТЭЦ, горожане ощущают запах гари (рис. 21).

ТЭЦ — 6 является стратегическим объектом повышенной опасности, на территории которого действует особый режим. Для производства тепловой и электрической энергии ТЭЦ использует газ или мазут. По территории станции расположен газопровод повышенного давления.

В украинской столице, как и в Центральной России, появилась задымленность. В МЧС Украины ее объясняют именно российскими пожарами — дескать, они намного более масштабны, чем локальные. Местные метеорологи, напротив, считают, что дымка вызвана исключительно внутренними причинами, и Россия здесь ни при чем (рис. 22).

В городской черте Киева зарегистрированы небольшие торфяные пожары. Об этом сообщает РИА Но- Рис. 21. Торфяные пожары около Киева вости со ссылкой на пресс-службу Государственного комитета лесного хозяйства Украины. Патрульный вертолет Ми-2 во время дежурного облета местности обнаружил три очага возгорания, два из которых находились непосредственно в черте города и один в непосредственной близости от него.

Два торфяных пожара площадью

0.3 и 0.5 гектара были обнаружены в Дарницком районе Киева, вблизи Рис. 22. В черте Киева замечены торфяные Дарницкой ТЭЦ. В Госкомплесхо- пожары зе Украины выдвинули версию, что именно эти пожары могли стать причиной появления запаха гари в некоторых районах Киева. В Днепровском, Голосеевском, Печерском и Соломенском районах Киева было замечено задымление и запах гари.

В Белоруссии с приходом жары начали греть торфяники. Поданным Белгидрометцентра, предстоящее лето стало засушливым. В 2011 году жара и малое количество осадков стало причиной возникновения пожаров на торфяниках.

Только с начала апреля нынешнего года в Беларуси зафиксировано около 170 лесных пожаров. По данным Министерства лесного хозяйства, в мае 2011 года зафиксировано 7 пожаров на торфяниках. Из-за жары в отдельных районах Полесья установился четвертый класс пожарной опасности (максимальный уровень — пятый). Практически на всей территории Минской области установился второй — третий уровень пожарной опасности.

Выработанные торфяники и сельхозугодья на месте когда-то осушенных болот — наиболее пожароопасные площади. Сухой торф легко начинает тлеть, но потушить торфяной пожар очень сложно. Кроме того, продукты горения торфяников весьма опасны для человека — горение происходит в условиях недостатка кислорода, в результате из-за неполного сгорания образуется большое количество окиси углерода — угарного газа. Именно он, связываясь с гемоглобином крови (переносчиком кислорода), может вызвать удушье и даже смерть потерпевшего. Подобная ситуация наблюдалась в 2010 году в Подмосковье, где от торфяных пожаров пострадали сотни человек.

Единственное решение в борьбе с торфяными пожарами — заболачивание.

В Беларуси площадь осушенных торфяников превышает 1.5 миллиона гектаров. Это означает, что практически каждый город Беларуси потенциально находится в зоне риска при горении торфяников. И единственное решение в борьбе с торфяными пожарами — заболачивание деградированных торфяников, так как восстановленные торфяники не горят.

Примером работ по предотвращению торфяных пожаров являются более 9 000 га территорий, на которых восстановлен гидрологический режим в рамках проекта «Восстановление торфяников Беларуси и применение концепции их устойчивого управления — снижение воздействия на климат с эффектом для экономики и биоразнообразия».

Проект «Восстановление торфяников Беларуси и применение концепции их устойчивого управления — снижение воздействия на климат с эффектом для экономики и биоразнообразия» — это совместный проект общественной организации «Ахова» птушак Бацькаушчыны» (Беларусь), Фонда Михаэля Зуккова (Германия) и Королевского общества охраны птиц (Великобритания), финансируется Федеративной Республикой Германии в рамках международной инициативы по охране климата Федерального министерства охраны.

Тем не менее, в ближайших планах правительства стоит увеличение площадей торфодобычи для обеспечения новых и существующих брикетных заводов, включая изъятие земель из республиканских и местных заказников. Это означает не только дальнейшее уничтожение ценных водно-болотных угодий, но и увеличение риска торфяных пожаров в Беларуси.

Таким образом, в Мире торфяные пожары наносят существенный экологический, социальный и экономический ущерб, что показывает необходимость выделения больших сред и повышения усилий на их тушение по новым более эффективным технологиям.

2.9.2. Объемы торфяных пожаров в России и ее центре В последние годы к основным факторам, загрязняющим атмосферный воздух многих территорий России, относят торфяные пожары.

Ежегодно лесные, лесоторфяные и торфяные пожары наносят ущерб экономике, который складывается из безвозвратных потерь лесного фонда, запасов добытого торфа и уничтожения торфяных месторождений, а также затрат на локализацию и ликвидацию пожаров.

Для сравнения сначала приведена ситуация в России с лесными и лесоторфяными пожарами.

1. Ситуация с лесными пожарами.

Хвойные леса России составляют половину, все леса — пятую часть лесов мира, запасы торфа — 37 % мировых. В зоне активной охраны лесов ежегодно регистрируется от 10 до 30 тысяч лесных пожаров, охватывающих площадь от

0.5 до 2.1 млн га. Число пожаров, приходящихся на 1 млн га лесного фонда России, в несколько раз меньше, а средняя площадь одного пожара в несколько раз больше, чем в Европе и Северной Америке.

В России государственная статистика демонстрирует ухудшение ситуации с лесными пожарами за последнее десятилетие. Площади лесов, пройденные пожарами, выросли вдвое за последние 15 лет по данным государственной статистики, и втрое по данным дистанционного мониторинга (www.novgaz.ru/ data/2010/088/00.htm).

По данным Института космических исследований РАН (использовались приборы MODIS со спутников Terra и Aqua), по состоянию на 18.08.2010 на территории РФ было пройдено огнем 5.8 млн га (http://smis.iki.rssi.ru/re_ reports/sum2010/s2010.htm). По оценке института леса им. Сукачева СО РАН (по данным приборов AVHRR со спутников NOAA) — около 5.9 млн га. Более половины площадей этих пожаров приходятся на территории, покрытые лесом.

По данным Всемирного центра мониторинга пожаров (Global Fire Monitoring Centre), так же на основе инструментальных наблюдений из космоса, площадь, пройденная пожароми на территории России с начала 2010 г. по середину августа, составила не менее 10—12 млн га.

Для оценки площадей, пройденных пожарами, использованы данные, полученные институтом леса им. В.Н. Сукачева СО РАН совместно с Глобальным центром мониторинга пожаров — GFMC, Фрайбург (Goldammer at al., 2007) в результате обработки космических снимков [93]. На рис. 23 представлена диаграмма, демонстрирующая динамику роста усредненных площадей, пройденных пожарами на покрытых лесом землях, за последние 20 лет.

Данные диаграммы демонстрируют рост площадей, пройденных пожарами, за каждые 5 лет в среднем на 10 %.

Диаграмма, демонстрирующая рост площадей, пройденных пожарами за последние 6 лет представлена на рис. 24.

Средняя площадь лесных пожаров, рассчитанная по данным дистанционного мониторинга с 1996 по 2009 гг. составляет 8300 тыс. гектар в год. Это означает, что около 1.1 % от всех покрытых лесом земель ежегодно проходится пожарами. Площади пожаров за этот же период возросли с 3 700 до 10 600 тыс.

га в год, т.е. почти в 3 раза [93].

Статистика по регионам отрывочна, регулярная официальная информация отсутствует. Ежедневные сводки на сайтах МЧС и Рослесхоза содержат, Рис. 23. Усредненные площади, проходившиеся пожарами на покрытых лесом землях за последние 20 лет

Рис. 24. Площади, ежегодно проходившиеся пожарами на покрытых лесом землях

в основном, рапорты о потушенных пожарах. Часто эти данные существенно расходятся с данными СМИ и размещенными в интернете свидетельствами. В табл. 37 приводятся данные по количеству очагов лесных пожаров и площадям пожаров в 2009 и 2010 гг. [94].

Сравнение данных, представленных в табл. 37 показывает, что в 2010 г.

площади пожаров и их количество значительно выше (в некоторых областях более, чем в 10 раз), чем в 2009 году.

Таблица 37 Площади лесных пожаров в 2009 и 2010 гг.

–  –  –

Показатели в 2011 г. ничуть не уступали показателям 2010 г. по количеству пожаров, однако в три раза превосходят его по площади охвата территорий.

Самые яркие очаги пламени в 2011 году были зафиксированы на территории Сибири, Якутии, района Забайкалья. По данным инженерно-технологического центра «СканЭкс», с использованием данных детекторов MODIS, можно выявить динамику увеличения «горячих» точек (очагов пожаров) в июле 2010 и 2011 гг. (рис. 25).

2. Ситуация с лесоторфяными пожарами Наибольшая площадь лесных и торфяных пожаров в России приходится на Сибирский и Дальневосточный округа (табл. 38). [29].

Уральский федеральный округ занимает в России третье место по количеству и площади пожаров после Сибирского и Дальневосточного округов (рис. 26, 27).

Лесные и торфяные пожары оказывают негативное влияние на качество среды обитания, нарушают состояние лесов и торфяников, создают угрозу здоровью населения, некоторым отраслям экономики России.

Рис. 25. Динамика очагов пожаров в июле 2010 и 2011 гг.

Тяжелые последствия лесоторфяных пожаров требуют особого внимания к вопросам противопожарной охраны торфяников. Эффективно вести борьбу с лесоторфяными пожарами помогает правильная организация противопожарного обеспечения лесов и торфяников в летний пожароопасный сезон. Также немаловажную роль играет экономическое регулирование данной проблемы и культура населения, о чем свидетельствует мировая практика. Например, площадь фрезерных торфоразработок в Канаде многократно превышает Российские. Большинство северных равнинных и прибрежных территорий Европы — сельскохозяйственные земли, размещенные на осушенных торфяниках. Очаги возгорания там бывают, но серьезные торфяные пожары не происходят именно благодаря экологической культуре населения и эффективному экономическому регулированию природопользования [6].

3. Ситуация с торфяными пожарами В соответствии с Wetlands Internation торфяные пожары являются обычным явлением в России. Конец июля 2002 года стал началом тяжелого периода торфяных пожаров. В основном пострадали следующие области: Тверская, Владимирская, Рязанская, Нижегородская и Северо-Западный регион.

Торфяные пожары обычно горят на значительно меньших по размеру территориях, чем лесные пожары. Однако в них сгорает почти в десять раз больше биологической массы, чем в случае поверхностных пожаров. И они производят Таблица 38 Площадь лесных и торфяных пожаров в России

–  –  –

значительно больше дыма. При горении торфяников выделяется значительное количество метана:

объемы выделяющегося метана в 10 раз превышают таковые при горении саванны. Поэтому можно считать Россию, Канаду и Ин

–  –  –

Рис. 28. Ареал задымления воздуха в период 1—10 сентября 2002 года http://www.forest.ru.htm, 28.12.2011 Всего летом 2002 года в интенсивного и продолжительного (иногда до нескольких месяцев) задымления оказалось не менее 30 млн граждан России, или 20 % всего населения страны.

Московская область богата торфяниками. По оценкам ученых, почти 30 % территории некогда находилось под болотами, высушенными в свое время мелиораторами, заложившими тем самым для потомков «мину замедленного действия с гремучей смесью». Эти факторы, погодный и природный вместе взятые, и послужили той «искрой», которая полыхнула летом и к осени накалила обстановку до предела, когда потребовалось вводить режим чрезвычайной ситуации в 22 районах области.

2002 год побил все рекорды: подобной засухи на территории Центральной России не было с 1802 года. На борьбу с лесными и торфяными пожарами было брошено более пяти тысяч человек и свыше 1100 единиц техники. Привлеченные силы испытывали дефицит тяжелой инженерной техники и средств пожаротушения.

За все лето 2002 года в Подмосковье выпало 87 мм осадков. В 1972 году выпало 126 мм Дефицит осадков в марте—апреле не мог не сказаться на запасах воды в почве. Уже в апреле началось возгорание торфяников, что не могло быть неожиданностью для специалистов. Известно, что если температура в течение 10 дней превышает 250 С и нет осадков, то начинается самопроизвольное возгорание торфа.

Торфяники могут гореть и после того, как пройдут дожди. Как считают в Минприроды, дождь и снег торфяники только примочат, а в таком виде торф горит еще лучше. Внутри торфяников огонь может полыхать до самой весны, пока не начнется половодье, что и наблюдалось зимой 2002 года.

Пожары 2002 года показали впечатляющую картину всей неэффективности работы по профилактике лесных и торфяных пожаров, организации борьбы с ними [29] и даже учета пожаров.

Данные о пожарах в Московской области из различных источников не совпадают.

Так, по данным Гринпис России, основывающиеся на анализе космических снимков Landsat, площадь, пройденная лесными и торфяными пожарами в Московской области в 2010 году составила 77.7 тыс. га. В эту площадь не входят пожары малой площади (доли гектара), низовые пожары низкой интенсивности, и травяные пожары на землях лесного фонда, следы которых практически невозможно обнаружить с использованием снимков этого типа. С учетом этого, реальная площадь, пройденная лесными т торфяными пожарами 2010 года в лесах Подмосковья, составила около 80 тысяч гектаров [61].

Рослесхоз: «С начала пожароопасного сезона 2010 года на территории лесного фонда Московской области возникло 2327 пожаров на площади 25 314.45 га, в том числе на покрытой лесом площади 23 284.85 га верховым пожаром пройдено 1 020 га, на непокрытой лесом площади 124.17 га, на нелесной площади 1005.43 га. Средняя площадь одного пожара составила 10.8 га» (http://www.rosleshoz.gov.ru/media/news/526) «О подготовке Управления лесного хозяйства по Московской области и г. Москва к пожароопасному сезону 2011 года»).

Правительство Московской области: «За весь пожароопасный период в Подмосковье произошло 2677 пожаров на общей площади 5 498 га, причем 90 % возгораний пришлось на восточные, северо-восточные и юго-восточные территории региона» (http://www.mosreg.ru/news/55383/html) «Горящее лето не должно повториться».

Таким образом, существенно расходятся — в 15 раз — сведения о площадях, пройденных в 2010 г. лесными и торфяными пожарами на территории Московской области.

Обнаружение торфяных пожаров дистанционными методами затруднительно, поэтому данные по площадям возгораний можно получить только из наземных и авиационных наблюдений.

Несмотря на то, что общая площадь, охваченная пожарами летом 2011 года, возросла, по сравнению с летом 2010 г., площадь, охваченная торфяными пожарами уменьшилась (почти в 10 раз), о чем свидетельствует данные Национального центра управления в кризисных ситуациях (НЦУКС) МЧС РФ (рис.

29 и 30).

Больше всего торфяников в 2011 году горело в Центральном, Приволжском и Северо-Западном федеральных округах (рис.30).

4. Ситуация с торфяными пожарами в центральной части России на 4 июля 2011 года В данное время известны уже 15 горящих торфяников, еще на 26 торфяников очаги горения торфа выявлены дистанционными методами и пока не проверены наземными обследованиями.

Только три торфяника, на Рис. 29. Количество очагов и площади торфяных пожаров в 2010—2011 гг. по данным НЦУКС МЧС РФ которых в 2011 году были выявлены торфяные пожары, к настоящему времени можно считать достоверно потушенными.

Наиболее опасные подтвержденные торфяные пожары действуют в ГусьХрустальном районе Владимирской области, Шатурском районе Московской области, Конековском районе Тверской области, Псковском районе Псковской области, Кингипесеппском районе Ленинградской области.

Ниже приводится схема расположения известных Гринпис торфяных пожаров (рис. 31). (http://www.greenpeace.org/russia/ru/news/blogs/forest/4-2011/ blog/35561).

В течение пожароопасного периода 2011 года на территории центрального региона было зарегистрировано 5 очагов торфяных пожаров в Московской области: в Орехо-Зуевском районе (1 очаг 0.3 га), Шатурском районе (2 очага

0.8 га), Егорьевском районе (2 очага 0.2 га) на общей площади 1.3 га. с целью мониторинга обстановки ежедневно проводятся воздушные разведки и наземные патрулирования с привлечением представителей УВД, ГПС, Рослесхоза, общественных организаций и администраций субъектов, муниципальных образований, городских и сельских поселений.

Рис. 30. Количество очагов и площади торфяных пожаров в 2011 г. по некоторым Федеральным округам (данные НЦУКС МЧС РФ)

5. Торфяные и лесные пожары в России в период с 19 по 25 августа 2011 года Сотрудники лесоохраны потушили 19 августа пять природных пожаров на площади 36 гектаров, все они находились на территории Республики Саха (Якутия). По состоянию на утро пятницы в округе действующих лесных пожаров не зафиксировано.

На территории Сибирского федерального округа действует два очага лесных пожаров на общей площади 2.5 гектара, локализованных очагов нет.

На утро 19 августа в Югре бушуют два пожара в Советском и Урайском лесничествах на площади 12 и 2 гектара соответственно.

Четыре очага природных возгораний действуют на площади 48.3 гектара в Свердловской области.

Все 13 природных пожаров общей площадью более 6 гектаров, в том числе четыре торфяных, возникшие в четверг на территории пяти районов Подмосковья, потушены, действующих очагов пожаров нет. За прошедшие сутки в Егорьевском, Орехо-Зуевском, Луховицком, Шатурском и Воскресенском муРис. 31. Схема расположения известных и предполагаемых торфяных пожаров в центральной части России на 4 июля 2011 года Примечание: каждый пожар может состоять из нескольких отдельных очагов, но, если эти очаги располагаются в пределах одного торфяного массива, он на данной схеме отмечается как один пожар.

ниципальных районах возникло и ликвидировано 13 очагов природных пожаров на общей площади 6.22 гектара.

Сотрудники особо охраняемой территории потушили лесной пожар на площади 1.5 гектара в заповеднике «Катунский» в Республике Алтай. Причиной возгорания, по предварительным данным, стала гроза.

Небольшой торфяной пожар, возникший в пятницу утром на территории национального парка «Мещера» в Гусь-Хрустальном районе Владимирской области, потушен.

По состоянию на утро 19 августа, на территории лесного фонда РФ зарегистрированы 28 пожаров. За прошедшие сутки в России ликвидирован 71 лесной пожар из ранее действовавших. Площадь, пройденная пожарами за сутки, составляет 252 гектара. Согласно статистике Рослесхоза, 8.2 % лесных пожаров возникло от гроз, 37 % — по вине местного населения. Причины возникновения 55 % лесных пожаров устанавливаются. Площадь лесных и торфяных пожаров, бушующих на территории России, уменьшилась за минувшие сутки более чем в три раза — до 65 гектаров с 201 гектара (рис. 32).

Лесоохранные службы тушат в Сибири четыре пожара, охватившие более 20 гектаров леса.

Специалисты не зафиксировали ни одного природного пожара в Подмосковье за минувшие сутки.

Низовой лесной пожар общей площадью около двух гектаров возник днем в Южском районе Ивановской области, огонь ближайшему населенному пункту пока не угрожает.

Площадь лесных и торфяных по- Рис. 32. 22 августа 2011 г. Лесной пожар жаров, бушующих на территории России, сократилась за минувшие выходные в 2.5 раза — с 70 до 28 гектаров, очагов пожаров при этом стало больше на четыре. За прошедшие сутки в РФ потушено 44 пожара на площади 131.19 гектара, из них 30 площадью 60.19 гектара потушены в день обнаружения. Количество лесных пожаров на территории России за прошедшие выходные выросло с 28 до 35 очагов, в то же время все крупные пожары потушены (рис.33).

Сотрудники лесоохраны потушили один из трех природных пожаров, возникших за прошедшие сутки на территории Дальнего Востока. В округе продолжают гореть два природных пожара, один из которых локализован. Все очаги находятся в Республике Саха (Якутия), площадь их активного горения менее одного гектара. Угрозы населенным пун- Рис. 33. 23 августа 2011 г. Торфяной пожар ктам и объектам экономики нет.

В Бурятии за прошедшие сутки было обнаружено восемь новых очагов лесных пожаров на площади 15.1 гектара, ликвидировано — пять пожаров на площади 38.1 гектара еще два пожара зарегистрированы в Забайкалье. Их площадь составляет 10 гектаров, в настоящее время очаги локализованы. Еще один очаг остается непотушенным в Хакасии на площади 1 гектар.

За прошедшие сутки в Шатурском и Орехо-Зуевском муниципальных районах Подмосковья возникли два очага природных пожаров, из них один торфяной на площади 0.1 гектара, оба очага ликвидированы.

Восемь природных пожаров общей площадью почти 4 гектара, в том числе пять торфяных, удалось ликвидировать за минувшие сутки в субъектах Центрального федерального округа (ЦФО), действующих очагов пожаров нет.

Очаг лесного низового пожара на площади 1.6 гектара вновь обнаружен в Южском районе (Ивановская область) во вторник, хотя в минувший понедельник в этом районе потушили низовой пожар на площади два гектара.

Очаг торфяного пожара площадью 0.5 гектара на территории Тасинского лесничества национального парка «Мещера» (в 6.5 километра северо-западнее населенного пункта Курлово) локализован в 14.30 мск, угрозы населенным пунктам нет.

Количество лесных пожаров на территории России за прошедшие сутки выросло с 35 до 38 очагов, в том числе один крупный пожар зафиксирован в Бурятии. Площадь природных пожаров в России увеличилась за минувшие сутки более чем в два раза — с 28 до 82 гектаров, количество очагов пожаров при этом осталась неизменным (рис. 34).

В Якутии потушены 2 лесных пожара на площади 13 гектаров.

Площадь лесных пожаров в Ханты-Мансийском автономном округе за минувшие сутки уменьшилась на 4 гектара — до 1 гектара, всего 2 очага.

Оба лесных пожара, возникших на территории двух районов МоРис. 34. 24 августа 2011 г. Лесоторфяной сковской области, потушены, дейпожар ствующих очагов пожаров нет. Площадь возгораний составила 0.61 гектара.

В Мурманской и Архангельской областях снова обострилась пожарная ситуация в лесах.

За сутки в ЦФО зарегистрировано девять природных пожаров на 3.97 гектаров, из них четыре торфяных площадью 1.7 гектара, все они потушены в тот же день.

Пожар юго-западнее озера Ламское в Южском районе Ивановской области вызывает наибольшие опасения специалистов — за сутки его площадь значительно увеличилась и составила 21.4 гектара.

Количество лесных пожаров на территории России за прошедшие сутки выросло с 38 до 53 очагов, при этом число крупных пожаров увеличилось с одного до трех. Площадь лесных и торфяных пожаров, бушующих на территории России, увеличилась за минувшие сутки вдвое — с 82 гектаров до 168 гектаров (рис.35).

Лесоохранные службы тушат восемь пожаров в Сибири — в Бурятии, Хакасии и Красноярском крае. На территории лесного фонда округа действует восемь лесных пожаров на площади

34.7 гектара.

Единственный торфяной пожар площадью 0.02 гектара, возникший в среду на территории Шатурского района Подмосковья, потушен.

Режим чрезвычайной ситуации введен в Южском районе Ивановской области в четверг из-за увеличения в десять раз площади лесного Рис. 35. 25 августа 2011 г. Горит тайга пожара за сутки до 280 гектаров.

Чрезвычайная пожарная опасность объявлена в Дальневосточном, Сибирском, Приволжском, Южном, Северо-Кавказcком, Северо-Западном и Центральном федеральных округах (до 16 субъектов, до 52 муниципальных районов).

Количество лесных пожаров на территории России за прошедшие сутки выросло с 53 до 72 очагов, при этом число крупных пожаров не изменилось и составляет три очага. Площадь природных пожаров в России увеличилась за минувшие сутки почти вдвое — с 168 гектаров до 297 гектаров.

2.9.3. Объемы торфяных и лесных пожаров на Урале — в Свердловской области По одним данным в Уральском регионе общая площадь пройденная пожарами в 2011 г. уменьшилась по сравнению с 2010 с 360379.48 га до 88235.27 га, т.е. на 76 %. За этот период площадь торфяных пожаров уменьшилась на 99 %, лесных пожаров — на 75 %, а степных — на 81 %. По этим данным общая площадь пройденных пожаров в Свердловской области в 2011 г. по сравнению с 2010 г. уменьшилась на 88.7 %, в т.ч. площадь торфяных пожаров уменьшилась на 99 %.

По другим данным, Свердловская область в 2011 г. горит сильнее, чем в 2010 г., торфяные и лесные пожары распространяются невероятно быстро. Так, в прошлом году пожаров в области было 681, а в 2011 г. — 840, то есть на 160 пожаров больше. Также по вине человеческого фактора количество пожаров в области ежегодно возрастает (рис.35).

При этом площадь торфяных пожаров в Уральском регионе постоянно увеличивается с 34.4 га в 2008 г., до 36.4 га в 2009 г. Это указывает на необходимость существенного усиления борьбы с торфяными пожарами.

Сравнение торфяных пожаров с лесными показывает их основные особенности. Так, в Уральском регионе площадь лесных пожаров составила в 2009 г. — 49118.5 га, в 2010 — 328190.6 га т.е. возросла в 6.7. Площадь Рис. 36. Торфяные пожары в Свердловской области торфяных пожаров в этот период составила в 2009 г. — 36.4 га, а в 2010 г.

— 364.5 га, т.е. возросла в 10 раз, что указывает на опережение торфяных пожаров над лесными — больше развивается торфяных пожаров по сравнению с лесными.

Площадь лесных пожаров в среднем в 1000 раз больше торфяных. Так площадь лесных пожаров в 2009 году была в 1349 раз больше торфяных, а в 2010 году — в 900 раз. Хотя лесные пожары значительно «лучше горят», чем торфяные, но лесные пожары горят только в летний период, а торфяные — круглогодично и ежедневно с выделением бензапирена (рис. 36, 37).

Так, например, в 2010 г. в Московской области смертность населения от пожаров увеличилась в 2 раза, а в Свердловской — на 8.3 % по сравнению с 2009 г. Поэтому самым больным вопросом приближающегося лета являются горящие торфяники.

Таблица 39

–  –  –

1690,2 2323,0 2345,0 6358,2

-

–  –  –

18 669,69 4092,405 5259,59 2650,19 6665,00

–  –  –

1362,880 1895,670 300,000

–  –  –

–  –  –

198,400

–  –  –

-

-

–  –  –

10 080,84

–  –  –

4048,00

–  –  –

10 385,90

–  –  –

2284,86 5764,66

–  –  –

34,00

–  –  –

-

-

-

–  –  –

338,85

–  –  –

-

–  –  –

8954,54 6976,04 9929,71 8168,69 3080,00

–  –  –

15 694,37 73 048,17 8168,69

–  –  –

-

–  –  –

67 415,24

–  –  –

10 100,00

–  –  –

344,59 364,49 19,90

–  –  –

1,30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,30

–  –  –

328 189,55

–  –  –

186,60

–  –  –

9732,400 6495,50

–  –  –

2944,38 1705,70 6029,20 319,40 796,04

–  –  –

310,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

–  –  –

40 081,13

–  –  –

1743,83 6717,35 2670,90 4431,11

–  –  –

40 239,63 88 235,27 4750,51 2539,87 8423,05

–  –  –

По информации МЧС России, только на территории Сибирского федерального округа 55 пожаров охватили площадь более чем в 600 гектаров. Большинство очагов возгорания спасателям удалось оперативно ликвидировать. По данным на 3 мая на территории Сибирского федерального округа действует 36 очагов лесных пожаров на общей площади 495.5 га, из них локализовано 10 очагов на площади 201.5 га.

С воздуха за изменением обстановки следят 9 воздушных судов. Въезды в лесные массивы перекрыты, по периметру выставлены посты милиции и краевой противопожарной службы. Для ограничения доступа в лес и мониторинга обстановки выставлены 650 постов. За прошедшие сутки для ликвидации очагов лесных пожаров привлекались 1.3 тыс. человек и 279 единиц техники. Спасатели осуществляют патрулирование опасных участков леса.

В ближайшие времени на территории девяти регионов России может быть введен четвертый класс пожарной опасности по 5-бальной шкале.

Наиболее тревожная ситуация складывается в Бурятии, Хакассии, Туве, Новосибирской области, а также Красноярском и Алтайском краях. Но лидирует на сегодняшний день Забайкалье. Кроме того, полыхают леса в Иркутской области. По данным космического мониторинга на территории Новосибирской области зафиксировано 11 термических точек неконтролируемого пала травы. В Алтайском крае и вовсе запретили населению входить в лес. В регионе ежедневно возникают десять и более пожаров из-за сельхозпалов и неосторожного обращения населения с огнем. Посещения гражданами лесов ограничены в 20 лесничествах края. «В Республиках Бурятия, Хакасия, Тува, Алтай, Забайкальском крае, Новосибирской и Кемеровской областях, Алтайском, Красноярском краях существует вероятность перехода огня контролируемых сельхозпалов и несанкционированных отжигов в лесной массив и на территорию населенных пунктов», — предупредили в МЧС.

На Дальнем Востоке также полыхают пожары. Там за минувшие сутки было зарегистрировано 28 природных пожаров, 9 из них до сих пор не потушены.

Восемь из них — в Еврейской автономной области и один — в Хабаровском крае. Власти Амурской области в 12 районах ввели особый противопожарный режим. Жителям запрещено входить в леса, а также выжигать сухую траву.

Отмечают, что основная причина возникновения пожаров — деятельность местного населения.

Более 1.3 тысячи гектаров леса горит в Сибири, зарегистрировано 34 очага, сообщает 8 мая Сибирский центр МЧС.

«На территории Сибирского федерального округа действует 34 очага лесных пожаров (уменьшение на три за сутки) на общей площади 1.324 тысячи гектаров (увеличение на 838.1 гектара за сутки), из них локализовано 14 очагов на площади 365 гектаров», — говорится в сообщении.

Большая часть очагов, по-прежнему, регистрируется в Восточной Сибири.

Так, за прошедшие сутки в Забайкальском крае зарегистрировано 33 очага лесных пожаров (в том числе 11 новых) в 16 районах края на пройденной площади почти 2.98 тысячи гектаров.

«Ликвидировано за сутки десять пожаров на пройденной площади 1.704 тысячи гектаров», — сообщает краевое ГУ МЧС. Также пожары были зарегистрированы в Иркутской области, Бурятии. В Западной Сибири за прошедшие сутки зарегистрировано и ликвидировано шесть очагов лесных пожаров на общей площади 32.9 гектара в Новосибирской области. Один пожар на площади 5.5 гектара был обнаружен и ликвидирован в Кемеровской области.

По данным на 20 мая 2011 года площадь лесных пожаров в Сибири за сутки возросла на четверть. По данным МЧС, в регионе — 31 очаг возгорания на площади в 676 гектаров.

На 15 июня 2011 года известно: С начала пожароопасного периода в лесах Сибирского ФО возникло 5.5 тысяч очагов возгорания. Это в два раза больше, чем за аналогичный период 2010 года. Сложная ситуация — в ХантыМансийском автономном округе, в Иркутской области. Режим чрезвычайной ситуации введен в Красноярском крае. Местным жителям запрещен выезд в лес. На дорогах установлены кордоны. В некоторых районах огонь приближается к населенным пунктам.

Лес преимущественно горит в Красноярском крае и Забайкалье. В Бурятии и Иркутской области, а также с пожарами не удавалось справиться в течении двух месяцев, ситуация полностью стабилизировалась.

Для ликвидации действующих очагов лесных пожаров за прошедшие сутки привлекалось 435 человек, в их распоряжении было 56 единиц техники.

«В течении суток проведено 324 рейда по выявлению случаев нарушения пожарной безопасности в лесах, составлено 29 административных протоколов», — сообщает ведомство.

Для ограничения доступа в леса и мониторинга обстановки в настоящее время выставлено 795 постов, в том числе 219 стационарных. Для контроля лесопожарной обстановки в районы горения направлены 122 оперативные группы.

Таким образом, торфяные и лесные пожары наносят существенный экологический ущерб во всем мире и нашей стране.

2.10. Экологическая, социальная и экономическая опасность торфяных пожаров 2.10.1. Пожароопасность торфа В России, как и в других странах с переходной экономикой, много переменных экологических проблем. Более чем для 40 % субъектов России характерна проблема загрязнения атмосферы городов и промышленных центров, обезвреживания и утилизации токсичных промышленных отходов. Для 30 % административных территорий характерно загрязнение и источники поверхностных и подземных вод. Для всей территории России актуальна задачи сохранения плодородия почв и земель. В ряд регионов обострилась проблема сохранения биоразнообразия и ресурсов растительного и животного Мира. В зонах экологического неблагополучия на 14—15 % территории страна свыше 50млн человек [138].

Одной из важнейших причин экологических проблем в России — неэффективная природоемкая структура экономики. В России около 80 % добываемых ресурсов идет на обеспечение ресурсодобывающих и ресурсоемких обрабатывающих производств. В целом технико-технологический потенциал России остается на уровне 70-х гг. Несмотря на значительный спад производства в 1990 гг. (на 50 %) уровень загрязнения снизился всего лишь на 12 %.

Одной из экологических проблем России является проблема торфа — его постоянное горение и не эффективное использование.

Торф является одним из самых пожароопасных растительных материалов.

Основная внутренняя причина — это прохождение в нем экзотермических биохимических и химических процессов.

Однако эта внутренняя причина торфяных пожаров значительно перекрывается внешней причиной — человеческим фактором: случайным и сознательным поджогом торфяников, что выгодно их владельцам, т.к. требует повышенный расход бюджетных средств.

Пожарная опасность торфа зависит от его химического состава, влажности, структуры и других факторов.

Горючее вещество составляет почти 70 % массы торфа. Наличие в торфе легко окисляемых при низких температурах соединений приводит к самовозгоранию и пожарам за счет саморазогревания при биологических и химических процессах.

Повышенная пожарная опасность торфа обусловлена так же его пористой структурой, насыщение торфа до 40 % кислородом, большой удельной поверхностью и значительным взаимодействием с кислородом воды и воздуха.

Размер пор в торфе колеблется от 0,1 до 30 мкм, их объем — от 4·10-5 до 7,3·10-5 м3/кг, удельная поверхность торфа — от 268·10-3 до 332·10-3 м2/кг.

Торф плохо смачивается водой из-за наличия в нем битумов, что затрудняет тушение пожаров и не предотвращает его возгорание. Развитие пожаров протекает одновременно во всех направляемых и определяется количеством поступающего тепла.

В сухом состоянии с влажностью до 30 % торф загорается от маломощных источников зажигания. Показателем пожароопасных свойств торфа является удельная теплота его сгорания (QT) которая изменяется в пределах 18—27 Мдж/кг — выше, чем у древесины, но ниже, чем у бурых углей [95].

Другим показателем пожароопасности торфа является его теплопроводность — коэффициент теплопроводности торфа изменяется от 0,1 до 0,5 Вт/ (м·К) и практически не зависит от вида торфа и степени разложения, а зависит от его плотности, влажности, газонасыщенности, пористости и внешних условий. Удельная теплоемкость торфа (Ср) равна 1,96 кДж/(кг.К).

Торф не горит со степенью разложения 30 % с влажностью больше 69—72 %.

Самовозгорание торфа зависит от степени его разложения и ботаническим составом торфа: с увлечением степени разложения до 30 % склонность к самовозгоранию торфа увеличивается, а затем уменьшается. [54, 55, 95, 96].

Скорость самовозгорания зависит от плотности торфа, химического состава, воздухопроницаемости, влажности, теплопроводности, температуры.

С увеличением влажности торфа в штабелях с 35 до 50 % скорость подъема температуры снижается и очень мала при влажности более 50 % [97].

Самовозгорание торфа происходит при температуре 50—66 оС за счет биохимических реакций, а при температуре свыше 70 оС — происходит за счет химических процессов. Все биологические процессы прекращаются в торфе при 72—75 оС, после чего в торфе происходят только химические реакции, в результате которых торф превращается в обуглившуюся пористую массу — полукокс [96].

Под воздействием температуры, влажности и других причин торф постепенно разлагается. Чем выше степень разложения торфа, тем больше он подвержен возгоранию.

Возгорание торфа возможно в течение всего года, но чаще всего во второй половине лета, когда он высыхает. Происходит самовозгорание торфа в результате саморазогрева, а также возгорание из — за попадания на него искр от источников огня и работающих машин; грозовых разрядов и пр.

Процесс самовозгорания торфа имеет четыре периода изменения температуры, продолжающиеся до года, при которых температура внутри торфяной залежи поднимается до 60 оС и выше. Серьезную опасность в пожарном отношении представляет и торф, хранящийся в штабелях по месту добычи.

Разогреваясь, торф превращается в сухую перистую массу — полукокс, которая при соприкосновении с кислородом воздуха самовозгорается. При этом образуются отдельные скрытые очаги горения, обнаруживаемые по выделяющемуся дыму. Скорость выгорания торфа в безветренную погоду или при слабом ветре составляет примерно 0,18 кг/м2. Скорость распространения торфяного пожара обычно небольшая — несколько метров в сутки. На такие пожары не влияет ни суточные изменения погоды, ни ветер. Они могут длиться месяцами, даже в дождь и снег.

Торфяной пожар характеризуется высокой температурой в зоне горения и сильной задымленностью. В развитии торфяного пожара можно выделить три периода. Первый, начальный — загорание торфа — характеризуется малой площадью очага, небольшой скоростью горения, сравнительно низкой температурой и слабой задымленностью. Второй период — это интенсивное горение и, соответственно, нарастание скорости и температуры горения. Третий период отличается высокой температурой горения, сильной задымленностью и большой площадью распространения.

В результате химических реакций образуются соединения с более высокой окислительной способностью [98], а углеводная часть торфа образует карбоновые кислоты [91]. Эти реакции происходят на воздухе с большим экзотермическим эффектом, что и приводит к самовозгоранию.

Таким образом, самовозгорание торфа является синергическим (самопроизвольным) процессом, в основе которого лежат биохимические и химические реакции углерода с кислородом, существенно зависимыми от многих параметров: внутренних — состава и структуры торфа и внешних — человеческого фактора.

Торфяные пожары являются подземными, характеризуются беспламенным горение (тлением) торфяного слоя почвы глубиной 0,3 — 1,5 м и более. В засушливые периоды второй половины лета верхний слой торфа высыхает до влажности 25 — 100 %. При такой влажности торф может самовозгораться, поддерживать горение в нижних слоях, выгорать до минерального грунта или до сильно обводненных слоев с влажностью более 400 %. Скорость продвижения волны горения не превышает 7м в сутки. Даже сильные дожди не могут потушить торфяные пожары. Число торфяных пожаров зависит от потенциальных источников загорания, природных и социальных условий в различных регионах страны.

В северной и средней тайге Западной Сибири торфяные пожары возникают редко; в южной тайге эти пожары горят часто и наносят существенный ущерб.

Тушить торфяные пожары трудно из-за высокой водопоглощающей способности торфа — до 2000 %.[96].

Торфяные пожары чаще всего возникают в местах добычи торфа и в осушенных торфяниках при низком залегании грунтовых вод. Прогорает торф на глубину до четырех метров, горит долго с выделением до 13 МДж/кг тепла и с достижением температуры до 1000 оС.

На территории России торфяные пожары интенсивно горят с апреля по октябрь месяцы. Так в Московской области в 1972 году было зарегистрировано 3088 торфяных пожаров на площади 32,9 тыс.га. При этом более 90 % торфяных пожаров происходило около населенных пунктов. Около 2 — 12 % торфяных пожаров приходится на природные условия: молнии, засуху и самовозгорание.

Большинство пожаров приходится на Дальневосточный и Сибирский регионы, затем идут Урал и Северный Кавказ. Наиболее существенны торфяные пожары с увеличением засухи в последние годы. При этом торфяные пожары более опасны для окружающей среды, чем лесные вследствие выделения бензопирена — при лесных пожарах бензопирен не выделяется.

Ежегодно лесные, торфолесные и торфяные пожары наносят ущерб экономике, который складывается из безвозвратных потерь лесного фонда, запасов добытого торфа и уничтожения торфяных месторождений, а также затрат на локализацию и ликвидацию пожаров эти данные подробно приведены из работ В.П. Авдотьина [7], С.В. Соловьева [27], Ю.А. Воробьева [29], В.В. Алферова [44] и др.

Из этих пожаров именно торфяной является самым сложным при тушении, так как затраты на его тушение в десятки раз превышают затраты на тушение других видов, так же тушение торфяного пожара требует привлечения значительного числа людей и техники.

Существует три причины возгорания: 1) 48 % — самовозгорание, 2) 27 % — возгорание по вине техники, 3) 25 % — антропогенный фактор. Но, не смотря на данную статистику, большая часть лесоторфяных пожаров в нашем районе происходит по вине человека. Они наносят огромный ущерб окружающей среде. При торфяных пожарах обнажаются и обгорают корни деревьев, которые впоследствии погибают. Ослабленные пожарами насаждения становятся очагами распространения вредных насекомых и болезней, что также приводит к гибели лесов. Во время горения торфяных болот ущерб наносится не только природе, но человек. Едкий смог, сажа, ядовитые газы приводят к сильному ухудшению самочувствия людей, дорожно-транспортным происшествиям, которые случаются из-за снижения видимости на дорогах до десятков метров.

Кроме того, при тушении пожара могут погибнуть и сами пожарные.

Некогда достаточно эффективная система борьбы с пожарами на природных территориях в нашей стране в последние годы находится в состоянии крайнего упадка. Даже в зоне активной защиты леса при нынешнем сокращении возможностей авиалесоохраны и системы наземного наблюдения крайне редко удается обнаружить пожар на ранней стадии.

Особое внимание в настоящее время уделяется вопросу сохранения природных болот, как важно элемента глобальной экосистемы, а так же как минерально-сырьевого потенциала запасов полезных ископаемых. Следует помнить, что для образования 10см торфа требуется 100лет.

Тяжелые последствия торфолесных пожаров требуют особого внимания к вопросам противопожарной охраны торфяных болот. Эффективно вести борьбу с торфолесными пожарами помогает правильная организация противопожарного обеспечения лесов и торфяников в летний пожароопасный сезон.

Также немаловажную роль играет экономическое регулирование данной проблемы и культура населения, о чем свидетельствует мировая практика. Например, в Финляндии площади лесоосушения превышают 5 млн га, производя значительную часть товарной древесины страны. Площадь фрезерных торфоразработок в Канаде многократно превышает российское. Большинство северных равнинных и прибрежных территорий Европы — сельскохозяйственные земли, размещенные на осушенных торфяных болотах. Очаги возгорания там бывают, но серьезные торфяные пожары не происходят именно благодаря экологической культуре населения и эффективному экономическому регулированию природопользования. Внедрение таких механизмов в нашей области обеспечит ответственность государства и чиновников за безопасность граждан, а граждан — за пользование природными ресурсами, что позволит сократить торфолесные пожары в разы.

Подземные (торфяные) пожары возникают на хорошо просохших участках с торфяными почвами или с мощным слоем лесной подстилки (до 20 см и более). Пожар по слою торфа распространяется медленно — до нескольких метров в сутки. Торф и лесная подстилка сгорают на всю глубину сухого слоя или до минеральной (земляной) почвы.

Чаще всего почвенные лесные пожары представляют собой дальнейшую стадию развития низовых. На первой стадии пожара более сухой торфянистый слой выгорает только под деревьями, которые беспорядочно падают, и лесной участок, поврежденный пожаром, выглядит как изрытый. Затем продолжается почвенное воронкообразное горение вглубь торфяного слоя. При ветре горящие частицы торфа и лесной подстилки перебрасываются на соседние участки, способствуя развитию пожара по площади торфопочвы, возникновению низовых пожаров.

Торфяные относятся к почвенным (подземным) и отличаются, например, от лесных верховых и низинных пожаров более медленным, но устойчивым распространением горения. В результате торфяного пожара до 70 % древостоя, но они положительно воздействуют на плодородие болотных почв. Согласно исследованию болотных сосняков (рямов) в Томской области, пройденные пожарами слои торфа содержат в среднем в два раза больше зольных веществ и имеют лучшую структуру, что активизирует освоение их корнями растений.

Сосняки первой после пожара лесовосстановительной волны отличаются относительной одновозрастностью, лучшими морфометрическими параметрами и производительностью. В последующих генерациях, по мере утраты связи корневых систем деревьев с пожарными прослойками, эти свойства постепенно утрачиваются [27]. Как правило, торфяные пожары не оказывают долговременного и необратимого воздействия на болотные экосистемы. Анализ растительных остатков в торфах свидетельствует, что восстановление эволюционного дрейфа болотных экосистем происходит, в зависимости от интенсивности и вида пожара, через 200—600 лет, при существенном удлинении лесных стадий их развития. Исключение составляют небольшие по площади (до десятков га) и мелкозалежные (до 0,5) торфяные болота и заболоченные участки. Они могут выгорать практически полностью, восстанавливать лишь в благоприятные для болотообразования палеоклиматические периоды. В результате сгорания корневых остатков произрастающих растений поверхность почвы становится нервной с образованием углублений в местах распространения корневой массы и гетерогенной структуры, представленной сухой смесью пепла с обуглившимися частицами растительных материалов. Огонь уничтожает места произрастания дикорастущих ягод: клюквы, морошки, брусники, голубики; места отдыха и кормовые базы перелетных птиц.

При торфяных пожарах сгорает в 4—10 раз больше органики, чем при других видах пожаров (табл. 43)

–  –  –

Лидерство по эмиссии двуокиси углерода в атмосферу торфяные пожары уступают только из-за не очень значительного пространственного распространения. Однако, в отличие от лесных пожаров, с торфом сгорает органика «заложенная на хранение» на сотни и тысячи лет, что сближает эти потери с последствиями при сжигании угля, нефти и природного газа.

Суммарная эмиссия углерода в атмосферу при торфяных пожарах в мире может достигать 10 % от величины выброса при сжигании топлива. Бурый дым от торфяных пожаров несет с собой вредные примеси (оксиды серы, угарный газ, летучие смолы и пр.), а когда огонь затрагивает пригородные торфяники, использованные под поля орошения или свалки, загрязнение воздуха ставится еще серьезней. Кроме значительного превышения предельно допустимых концентраций окиси углерода и других вредных примесей в воздухе, едкий смог торфяных пожаров отрицательно влияет на здоровье населения, а также приводит к снижению видимости на дорогах до десятков метров. В результате — ухудшение самочувствия людей, дорожно-транспортные происшествия и повышение смертности.

На осушенных торфяных полях пожары вызывают тотальное выгорание торфа от поверхности до минерального дна. Современные пожары на осушенных торфяных почвах обусловлены не только летней засухой, но, главным образом, потерей возможности двустороннего регулирования уровня грунтовых вод на осушительных системах в результате массового выхода из строя насосных станций или их бездействия. Именно это обстоятельство является причиной полного выгорания торфа на многих осушительных система.

2.10.2. Загрязнение атмосферы при горении торфяников Торфяные пожары охватывают меньшие площади, чем лесные, но при горении торфа выделяется больше твердого аэрозоля. Так, загрязнение воздуха на 90 % связано с горением торфяников.

Вблизи очага пожара торфа и на удалении от него содержание в воздухе оксидов углерода, азота и большинства других соединений, превышает предельно допустимые концентрации и достигает 2,69·105 мг/м3. Усредненный состав вредных и токсичных веществ в атмосферном воздухе во время торфяных пожаров приведен в табл. 44.

–  –  –

При горении торфяников выделяются: водород, оксид и двуоксид углерода, метан, этилен, пропан, пропилен, бутан, бутилен, бензол, нафталин, цианистый водород, бензапирен, дихлордифторметан и др.

Так, при пожарах в атмосферу поступает 50 % дихлорфторметана от его массы в течение года, 40 % диоксида углерода, около 1 % неорганических аэрозолей и др. Эти пожары обуславливают всего около 20 % загрязнений атмосферы.

При торфяных пожарах в воздухе увеличивается содержание оксидов углерода, азота, серы и др. Так, в воздухе и в золе содержатся следующие соединения: CaCl2, CaSO4, K3PO4, KF, K2SO4, Fe2(SO)3, AI2(SO)3, Fe4P2O7, FeCI2, AIC3, KICI, CaF, AIF3, Fe2O3, AI2O3, Ca2(PO)3 и др.

Сравнение содержания в атмосферном воздухе вредных веществ во время лесных (ЛП), торфяных (ТП) и степных (СП) пожаров показывает, что при ТП концентрация в воздухе большинства продуктов горения состава CnHm в воздухе при ЛП, ЛТП, ТП и СП у всех видов растительности примерно одинакова.

За счет наличия азота в лесных ГРМ и торфе в продуктах их горения присутствуют оксиды азота, а также азотосодержащие органические соединения (табл.45) При торфяных пожарах эмиссия твердого аэрозоля оказывает существенное влияние на качество атмосферы. До сих пор в литературе он характеризовался содержанием оксида кремния и сажи [27]. В составе аэрозоля могут находиться соединения К, Ca, AI, Fe, S, P, БаП, а в микроколичествах — CI и F.

В целом во время горения торфяников, загрязнение приземного слоя атмосферного воздуха более значительно, чем при лесных и степных пожарах.

Торфяные пожары способны причинить больше вреда еще и потому, что выбросы продуктов горения сосредотачиваются и рассеиваются в воздухе вблизи земной поверхности, тогда как при лесных выбросы, как правило, поднимаются выше уровня приземного слоя воздуха [30].

–  –  –

Следовательно, торфяные пожары более экологически опасны, чем лесные.

Это обусловлено выделением бензапирена при горении торфяников, который образуется в виде низкотемпературного бензапирена при 300—350 оС и высокотемпературного — 500—800 оС. В мире ежегодно образуется около 5 тыс. т БаП, в том числе в США 1,3 тыс. т. В результате синтеза БаП растениями и микроорганизмами в окружающую среду поступает ежегодно около 1 тыс.т этого соединения. Твердые частицы бензапирена из воздуха с осадками переходят в почву, растения и водоемы. Бензапирен химически устойчив и может накапливаться у человека как сильный канцероген, вызывая раковые заболевания.

ПДК бензапирена в почве — 20мг/кг, в атмосферном воздухе ПДКСС=0.001 мг/м2, ПДКр.з.=0.15кг/м3, в воде ПДК=0.005 мг/л; класс опасности 1. Бензапирен слабо растворяется в воде и водных растворах, но теряет канцерогенные свойства при окислении [56].

Во всех пробах торфа концентрация БаП превышает ПДК, особенно после пожаров в торфяной золе, что можно объяснить повышением температуры с образованием дополнительного количества БаП.

Кроме БаП при торфяных пожарах в атмосферу воздуха попадает угарный газ СО, различные углеводороды, мелкие частицы сажи, бензол и др.

Так, например, торфяные пожары в Московской области вызвали серьезную экологическую проблему: видимость в столице составляла 3 км, а в отдельные дни даже 50м, что привело к образованию огромных пробок. Из-за густого смога оказалось практически парализована работа столичных аэропортов. Дышать в городе стало практически невозможно. Резко увеличилось содержание вредных примесей в атмосфере (табл. 46).

–  –  –

В атмосфере содержание угарного газа СО возросло в 8,5—9 раз, углеводородов, в т.ч. бензапирена — в 3,3—4раза, мелких частиц, в т.ч. и сажи — в 16,6 — 20 раз, бензола — в 3—6 раз.

Так в Хабаровском крае осенью 1998г содержание в воздухе токсичных продуктов сгорания превысило предельнодопустимую норму оксида углерода в 5 раз, а диоксида азота и серы в некоторых районах Хабаровского края в 22 раза Очень опасен угарный газ (СО) — без цвета и запаха, вызывающий головную боль. Тошноту, чувство усталости и разбитости; он ядовит. Если торф чист, то продукты его сгорания будут подобны дыму от костра, но вблизи городов торф не может быть чистым, а поэтому продукты его горения очень токсичны.

Наиболее опасным продуктом горения торфа является сажа, которая относится к первому классу канцерогенов, наряду с бензолом, радоном и асбестом.

Сажа является дисперсным продуктом неполного сгорания или термического разложения углеродистых веществ при производстве различных химических веществ. Присутствие частиц сажи в воздухе наносит существенный ущерб здоровью человека и животных. Внешним проявлением загрязнения воздуха является смог, представляющий собой смесь сажи, пылевидных частиц, капель тумана, оксидов и других загрязнителей воздуха.

Ведь вредна не сажа, а те вещества, которые она адсорбировала.

В 2002 пожарным бедствием оказались сразу несколько субъектов РФ, в очаге поражения которого оказались наиболее важные стратегические объекты страны.

Был нанесен существенный ущерб экономике страны и здоровью населения.

В московской области в 2002г. В период задымления работоспособность даже здоровых людей снижалась более чем на треть, а у сердечников и легочников — на 50—70 %. Смертность населения возросла на 50 %.

Следовательно, торфяные пожары являются одним из наиболее частных явлений, сопровождающихся большим выбросом в атмосферу сажи, копоти и двуокиси углерода с периодичностью в 6—7 лет. Среди факторов техногенного воздействия особое место занимает радиационный фактор в связи с расширением использования атомной энергии. Так в 23 субъекта РФ подвергались радиоактивному загрязнению.

Радиационный фактор оказывает многолетнее отрицательное воздействие на хозяйственную деятельность в лесном фонде более 130 лесхозов и более 330 лесничеств. Пожары в таких зонах являются источниками миграции радионуклидов, что приводит к дополнительному облучению населения данного и близлежащих районов. При этом концентрация радиоактивных веществ в лесах в 7—10 раз выше, чем в торфяниках. Поэтому, по радиоактивности лесные пожары более опасны, чем торфяные.

Во время пожара радиоактивные частицы переходят в аэрозольное состояние и поднимаются вверх, перемещая их в верхние слои атмосферы на высоту до 6—12 км и переносят их на большие расстояния.

Время этих облаков в нижних слоях тропосферы до 1,5 км составляет меньше недели, в верхней тропосфере — около месяца, в стратосфере — от 1 до 5 лет. Поэтому радиоактивные пожары очень опасны.

Торфяные пожары наносят не только экономический, но и экологический вред: это сокращение зеленой зоны Земли, гибель животных и растений, изменение климата, эрозия почвы, загрязнение атмосферы и др. при тушении пожаров применяют различные фторсодержащие ПАВ, вызывающие необратимые генные изменения у животных и разрушающие озоновой слой Земли.

Таким образом, загрязнение воздуха при торфяных пожарах более опасно, чем при лесных пожарах, вследствие выделения канцерогенных веществ (бензапирена, формальдегида, оксид азота, ароматических углеводородов), а также сажи и пепла в виде наночастиц размером менее 1мкм. Следовательно, торфяные пожары наносят существенный ущерб природе и здоровью населения.

2.10.3. Загрязнение почвы при горении торфяников

В атмосферных осадках при пожарах содержание кальция возрастает на 130 %, фосфатов — на 530 %, кремнезема — на 77 %, аммония — на 30 %.

За счет атмосферных осадков происходит минерализация почвенного слоя.

[100].

В торфе концентрация бензапирена превышает ПДК, особенно в торфяной золе, что делает торфопочвы после пожара опасными по санитарным нормам, паталогически влияет на растения.

Поэтому использование торфозолы для сельского хозяйства не целесообразно.

После горения в торфе повышается содержание катионов К+, Са2+, AI3+, P5+, уменьшается Fe3+. Концентрация анионов НРО42-, CI-, No3-, SO42- уменьшается, также снижается кислотность торфа рН от 5.16—5.50 до 6.25—7.28, то есть торф становится в среднем нейтральным с рН=7 за счет насыщения торфа основаниями.

Следовательно, для снижения возгорания торфа его целесообразно насыщать только щелочными соединениями, содержащими ионы калия, натрия, кальция, алюминия, фосфора, азота и др.

Если лесные пожары высвобождают углерод, накопленный в деревьях за 100-200 лет, сгоревший торфяник лишается органического вещества, накопленного тысячелетиями.

Торфяные пожары наносят огромный вред лесу, при них уничтожается органика почвы, в огне сгорают корни деревьев, лес падает и полностью погибает. Горение почвы обнаруживают по выделению угарного газа, имеющего на просвет синеватый оттенок, что связано с наличием в газе примеси мельчайших дымовых частиц [57].

Несмотря на отсутствие пламенного горения, торфяные пожары опасны для жизни человека. Коварство их заключается в том, что поверхностный слой почвы часто остается несгоревшим, а под ним располагается горящая пещера, куда в случае неосторожного захода может провалиться человек.

Над горящими торфяниками возможно образование «столбчатых завихрений» горячей золы и горящей торфяной пыли, которые при сильном ветре могут переноситься на большие расстояния и вызывать новые загорания или ожоги у людей и животных.

В результате горения торфа образуются продукты полного и неполного окисления, пиролиза торфа — метан, водород, сажа, дым.

При торфяных пожарах концентрация продуктов горения CnHm на несколько порядков выше, чем при лесных пожарах. При этом торфяные пожары более вредны из-за сосредоточения продуктов горения вблизи земной поверхности, а не рассеиваются верхах при лесных пожарах.

Следовательно, торфяные пожары значительнее загрязняют воздух и представляют более существенную угрозу жизнедеятельности и безопасности населения, чем лесные пожары.

2.10.4. Социальная опасность торфяных пожаров

Горящие торфяники — это непоправимый вред природе и здоровью населения. Дым от торфяных пожаров вызывает в тропических лесах Юго-Восточной Азии: Индонезии, Малайзии, Сингапура и др. Их особенность заключается большой глубине залегания торфа. Так, в Индонезии толщина торфяников достигает 40м и они долго горят, то в России, Южной Америке, Германии и др.

странах толщина торфяников не превышает 2—3 м.

Катастрофические последствия от торфяных пожаров следующие:

в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа — вредного парникового газа. Так, углекислый газ от горения торфяников в 1997—98 годах составил до 40 % от общего его объема на Земле, что проявиться спустя годы;

торфяные пожары наносят больше вреда здоровью, чем 60—80 выкуренных сигарет в день;

в торфяных пожарах гибнут ценные травы, кустарники, животные, потери которых трудно восполним;

ухудшается состав почв от выгоревших торфяников;

безвозвратно на нагрев Космоса теряется ценнейшее природное сырье.

Современная биосфера характеризуется значительным загрязнением, что наносит невосполнимый урон экологическому равновесию состояния человека и окружающей среды. Это является основной причиной заболеваний — нарушением обмена веществ под влиянием химических агентов и ослаблением защитных механизмов организма в связи с неблагоприятной экологической обстановкой. Даже микродоза чужеродных веществ оказывается спусковым механизмом в цепи клеточных мутаций и способствуют росту заболеваний [102].

Так, в 2002 году в стране в зоне задымления от пожаров оказалось не менее 30 млн граждан или 20 % всего населения страны. Например, в Чите обращаемость за скорой помощью возросла 3—4 раза и смертность в 10—13 раз.

Установлено существование устойчивой связи между задымлением частицами менее 2,5 мкм и возникновением ишемической болезнью сердца, инфарктом миокарда, аритмией сердца и внезапной остановкой сердца. Также установлена взаимосвязь сердечнососудистых заболеваний и легочной патологии от интенсивности торфяных и лесных пожаров. Цикличность пожаров характеризуется: крупные — 1 раз в 10 лет, средние — 1 раз в 4—5 лет. [29].

Наибольшее влияние лесные и торфяные пожары оказывают на подростковый возраст — прямая сильная корреляция между пожарами заболеваниями легких на следующий год равна: с торфяными Г=+0,89; с лесными Г=+0,88; с торфяно-лесными Г=+0,89. С развитием астмы через 2 года эта взаимосвязь составляет: с торфяными Г=+0,59; с лесными Г=+0,51 и с торфяно-лесными Г=+0,54.

У взрослого населения взаимосвязь между пожарами и заболеваниями также сильна, но несколько меньше, чем у подростков. Взаимосвязь пожаров с легочными заболеваниями через 1 год составляет: с торфяными Г=+0,7; с лесными Г=+0,69 и с торфяно-лесными Г=+0,7. С развитием астмы эта взаимосвязь следующая: с торфяными Г=+0,76; с лесными Г=+0,8 и с торфяно-лесными Г=+0,79. С заболеванием органов кровообращения взаимосвязь с пожарами следующая: с торфяными Г=+0,51; с лесными Г=+0,49 и с торфяно-лесными Г=+0,5.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Похожие работы:

«ГУ р ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ Ка й ри о Монография ит Том 17 з по Ре Москва УДК 08 ББК 94 В74 Редакционная коллегия: Бабаева Ф.А., канд. пед. наук, Кернесюк Н.Л., д-р мед. наук, Беляева Н.В., д-р с.-х. наук Китиева М.И., канд. экон. наук, Беспалова О.Е., канд. филол. наук, Коренева М.Р., канд. мед. наук, Богданов А.В., канд. физ.-мат. наук, П...»

«Российская Академия Наук Институт философии И.А. Кацапова Философия права П.И.Новгородцева Москва УДК 14 ББК 87.3 К-30 В авторской редакции Рецензенты кандидат филос. наук М.Л.Клюзова доктор...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" В.В. КОВАЛЕНКО А.П. РЯЗАНЦЕВ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СПОСОБА БОРЬБЫ С ПУЧЕНИЕМ ПОРОД ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ Монография Днепропетровск НГУ УДК 622.831.3 ББК 33.14 К 56...»

«Т.Б.ДЛУГАЧ ПРОБЛЕМА БЫТИЯ В НЕМЕЦКОЙ ФИЛОСОФИИ И СОВРЕМЕННОСТЬ Москва УДК141 ББК 87.3 Д–51 В авторской редакци Рецензенты: доктор филос. наук В.Б.Кучевский доктор филос. наук Л.А.Маркова Длугач Т.Б. Проблема бытия в немецкой философии и современность. — М., 2002. — 000 c. Д–51 Монография посвящена рассмотрению решени...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Актюбинский региональный государственный университет имени К...»

«Казахстанский институт стратегических исследований при Президенте Республики Казахстан Альмухамедова Н.С., Каримова М.С., Жолдыбалина А.С. ЗЕМЕЛЬНАЯ ДИСКУССИЯ: ХРОНОЛОГИЯ, СОДЕРЖАНИЕ, ИТОГИ Астана...»

«Д. В. Зеркалов ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Монография Электронное издание комбинированного использования на CD-ROM Киев „Основа” УДК 338 ББК 65.5 З-57 Зеркалов Д.В. Продовольственная безопасность [Электронн...»

«КОЗЛОВ А.С. УПРАВЛЕНИЕ ПОРТФЕЛЕМ ПРОГРАММ И ПРОЕКТОВ: ПРОЦЕССЫ И ИНСТРУМЕНТАРИЙ (МОНОГРАФИЯ) МОСКВА — 2010 г. УДК 005.8 ББК 65.050 К 592 Козлов А.С. К 592 Управление Портфелем Программ и Проектов...»

«О.А. Бояркина ВОДНЫЕ КОНФЛИКТЫ В МИРОВОЙ ПОЛИТИКЕ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ Монография Москва УДК 327.56 ББК 66.4 Б86 Рецензенты: З.А. Дадабаева, д-р полит. наук, А.Г. Задохин, д-р полит. наук, проф. Бояркина, Оксана Александровна. Б86 Водные конфликты в мировой политике: проблемы и перспективы : монография / О.А. Бояркина. — Мо...»

«Министерство образования и науки Украины Государственное высшее учебное заведение "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Т.Н. Жужгина-Аллахвердян ФРАНЦУЗСКАЯ РОМАНТИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА 1820-Х...»

«И.В. Жежеленко, А.К. Шидловский, Г.Г. Пивняк, Ю.Л. Саенко, Н.А. Нойбергер Электромагнитная совместимость потребителей Монография Москва Машиностроение УДК 537.53 ББК 31.211 Э45 Рецензенти: В. В. Зорін, д-р техн. на...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" БЕМБЕЛЬ Сергей Робертович ГЕОЛОГИЯ И КАРТИРОВАНИЕ ОСОБ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В.Н. Малинин УРОВЕНЬ ОКЕАНА: НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ Монография Санкт-...»

«Институт социальных наук Иркутского государственного университета Иркутское отделение Российской социологической Ассоциации В.А. Решетников, Т.М. Хижаева Социальная реабилитация дезадаптированных детей Иркутск 2005 Всем социальным работникам, с которыми нас сталкивала жизнь. УДК 364.465 – 053.2 ББК 60.55 Р 47 Рец...»

«НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Moscow Technological МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ Institute ИНСТИТУТ О. А. Ханчич АНИЗОТРОПНЫЕ СТРУКТУРЫ В ПОЛИМЕРАХ И...»

«Хоменко О.Е.УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД ИЗ ОХРАННЫХ ЦЕЛИКОВ Министерство образования и науки Украины Национальный горный университет О.Е. Хоменко УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД ИЗ ОХРАННЫХ ЦЕЛИКОВ (Моног...»








 
2017 www.kniga.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.