Пожежа - досить часте явище. Причиною виникнення пожежі найчастіше стає людський фактор. Пожежа може виникнути в побутових приміщеннях, офісі або на підприємстві. Пожежі охоплюють лісу в посушливі літні періоди, а також сміттєві звалища. Будь-яку пожежу - це неконтрольований процес горіння, при якому утворюється велика кількість забруднюючих навколишнє середовище речовин. Ці речовини впливають не тільки на навколишнє середовище, але і на наше з вами здоров'я. Особливо це актуально для великих пожеж, які відбуваються на підприємствах, торгових центрах, складах, коли горить ліс або на сміттєзвалищах.
При пожежі в сучасних будівлях, при будівництві яких застосо- вуються в великих кількостях полімерні і синтетичні матеріали, під час пожежі утворюються токсичні продукти горіння. За статистичними даними в про-дукт горіння міститься 50-150 видів хімічних сполук, які надають токсичну дію. Всі вони потрапляють в повітря навколишнього середовища і переносяться разом з повітряними масами. Найбільшу небезпеку становлять собою пожежі сміттєзвалищ, тому що сміття складують товстими багатометровими пластами, його важко гасити, а так само в силу того, що сміття є сумішшю різних видів відходів: різні види пластику й полімерів, гума, скло, метали, папір, ганчір'я, різні органічні сполуки і т.д.
Пожежі є найбільш поширеними аварійними ситуаціями, при яких відбувається забруднення навколишнього середовища (ОС).
В умовах пожежі горіння, як правило, протікає в дифузійному режимі. Речовини і матеріали при цьому згоряють не повністю і поряд з частинками сажі потрапляють в ОС у вигляді газоподібних, рідких продуктів горіння.
Теплові потоки, що регулюють газообмін і розвиток пожежі, забезпечують перенесення забруднювачів в просторі. Перебіг пожежі характеризується певними параметрами, наприклад, масової швидкістю вигоряння vM. кг / (м 2 • с), площею пожежі Sn. м 2. щільністю теплового потоку Q, Вт / м 2. тривалістю фп. с, швидкістю газообміну і димовидалення, температурою Тг і т.д. Ці параметри визначають обстановку і досягаються в конкретних умовах значення небезпечних факторів пожежі, призводять до порушення умов життєдіяльності, захворювань, травм, загибелі людей. Небезпечні фактори пожежі (ОФП): токсичність продуктів горіння, щільність диму, температура пожежі та ін. Можна назвати екологічно небезпечними чинниками пожежі (ЕОФП). Вони є негативними абіотичних факторів для екосистем суші і водних об'єктів.
Екологічна небезпека пожеж прямо обумовлена зміною хімічного складу, температури повітря, води і грунту, а побічно і інших параметрів ОС.
У природному середовищі найбільш небезпечні за своїм впливом рослинні пожежі. При лісових пожежах відзначається забруднення повітря шкідливими і токсичними газами, парами і аерозолями. В цілому на планеті 20% забруднювачів надходить в атмосферу в результаті лісових пожеж. Тільки в Північній півкулі викиди монооксиду вуглецю (СО) складають близько 11-10 6 т / рік, аерозолів (35-360) 10 6 т / рік, аміаку - до 12-10 6 т / рік. Космічна аерофотозйомка багаторазово фіксувала під час лісових пожеж величезні хмари сажі над територією Сибіру, США. Лісові пожежі вважають другим після океану джерелом викидів в атмосферу хлорорганічних сполук, наприклад хлористого метилу.
При лісових, торф'яних, степових пожеж знищується рослинний покрив суші і як наслідок - зменшується продукування кисню.
Серйозний вплив на ОС надають пожежі в техносфери: в промисловості, на транспорті та ін. Так як горючі матеріали надзвичайно різноманітні за своїм складом, а пожежа може виникнути практично на будь-якому об'єкті. В результаті в продуктах горіння можуть бути присутніми найрізноманітніші за хімічною будовою і токсичності сполуки. Серед найпоширеніших - оксиди вуглецю, сірки, азоту, хлористий водень, вуглеводні різних класів, спирти, альдегіди, бензол і його гомологи, полиароматические з'єднання (ПАУ) і ін. Серед найнебезпечніших - солі та оксиди важких металів, бенз (а) пірен (БАП), діоксини. Більшість перерахованих хімічних речовин мають шкідливий вплив на живі організми. Так, діоксини, ПАУ і інші здатні викликати онкологічні захворювання у людей, а оксиди сірки - загибель рослинності.
Найбільш небезпечні ситуації, пов'язані з впливом на навколишнє середовище, виникають на пожежах при розлиття ЛЗР і ГР на нафтобазах (в резервуарах, і обваловании і за його межами), транспортних засобах (при морських перевезеннях), на хімічних підприємствах, радіаційних об'єктах, складах добрив , пестицидів, аварійно небезпечних речовин (АХОВ).
Так, в Швейцарії під час гасіння пожежі на складі з пестицидами і добривами частина отрутохімікатів з вогнегасної піною потрапила в Р.Рейн, зробивши значну ділянку річки млявої на багато років.
Поряд з токсичними і шкідливими продуктами горіння забруднення навколишнього середовища може бути викликано огнетушащими речовинами, використовуваними в пожежогасінні.
Відомо руйнівну дію фреонів на озоновий шар. Деякі галогеноуглероди (наприклад, фреон 13В1, 114В2) особливо небезпечні, оскільки здатні довгий час перебувати в атмосфері і ефективніше інших взаємодіють з озоновим шаром на великих висотах.
Поверхнево - активні речовини (ПАР), що застосовуються в пожежній охороні як смачиватели і піноутворювачі, також завдають шкоди навколишньому середовищу. Потрапляючи в водойми, вони перешкоджають надходженню кисню. Багато ПАР біологічно важко розкладаються (ПО-1, ПО-10, Форетол, ПО-6К). В результаті відбувається загибель фітопланктону, риб.
Крім того, при пожежах на людей, флору і фауну робить негативний вплив теплової фактор (для людини критичної під час пожежі прийнята температура, рівна 70є С). У зоні горіння температура може зростати до 800-1500є С, а іноді (при вогняному штормі, горіння металів) і вище. Розмір зони теплового впливу залежить від інтенсивності масо - і теплообміну, виду пального і так далі. Поблизу і в зоні горіння заподіяння шкоди природному середовищу і технооб'ектам неминуче. Дія високих температур під час пожежі призводить до загибелі рослинності, або змушує представників флори і фауни шукати нові місця проживання, часом менш сприятливі, так як окремі види флори і фауни здатні існувати в певному температурному режимі. При лісових пожежах теплової фактор змінює мінеральний склад ґрунту, кислотність (рН) грунтового покриву, відбувається зміна видів рослинності.
Таким чином, ступінь ризику загибелі від температурного фактора залежить від виду пожежі і типу екосистеми, яка піддається термічній обробці.
До теперішнього часу погіршення екологічної обстановки внаслідок пожеж зафіксовано на місцевому і регіональному рівні. Наприклад, встановлено, що в глобальному масштабі з урахуванням всіх пожеж, що відбуваються на планеті, концентрація кисню і вуглекислого газу в атмосфері змінюється мізерно мало.
Можливі негативні наслідки пожеж для ОС в часі і просторі залежать від виду і концентрації токсичних речовин, що потрапили в повітря, на грунт або у водойму, температури пожежі і зовнішніх чинників (швидкості вітру, інших погодних умов, рельєфу місцевості і т.д.). Пожежі на промислових об'єктах більш небезпечні.
На урбанізованих територіях завжди небезпечні великі пожежі на складах і промислових об'єктах, хоча вони відбуваються значно рідше, ніж в житлових будинках. У різних галузях народного господарства РФ функціонує понад 8000 вибухопожежонебезпечних виробництв. Найбільш часто аварії і пожежі виникають на підприємствах хімічної, нафтохімічної, нафтопереробної промисловості.
При таких пожежах може відбуватися забруднення безпосередньо всіх трьох природних середовищ: повітря, води і ґрунту. В результаті природних процесів забруднюючі речовини можуть переходити з одного середовища в іншу, мігрувати у внутрішні водойми, підземні води і т.д.
Основний перенесення забруднювачів при пожежах відбувається по повітрю. Цьому сприяють дві обставини. По-перше, більшість токсичних сполук з продуктами горіння надходить в повітря у вигляді спрямованих конвективних потоків. По-друге, перенесення забруднювачів сприяють вітри. Викиди від пожеж можна характеризувати як короткочасні і високотемпературні.
Дальність розповсюдження забруднень від пожеж залежить від двох головних факторів - висоти факела і параметрів вітру. Максимальна відстань, на яке можуть переноситися продукти горіння, визначається швидкістю вертикальної дифузії, граничної висотою, на яку піднімається аерозоль, а також швидкістю його осідання. Чим більше відношення висоти підйому до швидкості осідання аерозолю, тим далі він несеться. Розрахункові і експериментальні дані показують, що максимальна концентрація забруднювачів від джерел викидів, включаючи пожежі, досягається за напрямком вітру на відстані, рівному 10-20-кратній висоті джерела.
При переміщенні і розсіюванні продукти горіння можуть взаємодіяти один з одним і компонентами повітря, що визначає їх концентрацію і тривалість перебування в атмосфері (час життя). Газоподібні продукти горіння (хлористий водень, аміак), що переносяться конвективними потоками і вітром, при взаємодії з парами води утворюють рідкі аерозолі або адсорбуються на частинках сажі і осідають на поверхню суші і рослин.
На частинках диму також відбуваються хімічні реакції з утворенням нових, іноді більш токсичних сполук, ніж ті, які безпосередньо утворюються при горінні.
На поверхні частинок сажі виявлені: пірен, антрацен, інші поліядерних ароматичні вуглеводні (ПАВ), сульфосполук і так далі. Частинки диму радіусом 3 мкм можуть перебувати в повітрі кілька днів, а більш дрібні радіусом 0,1-0,3мкм - залишаються там тижні і місяці. Аерозолі можуть осідати під впливом сили тяжіння, вимиваються опадами з повітря. В результаті відбувається не тільки самоочищення атмосфери від продуктів горіння, а й забруднення інших середовищ, а токсичні речовини продовжують чинити негативний вплив на людину, рослинність і тварин, об'єкти техносфери, наприклад, хлористий і фтористий водень викликають корозію металів).
Стійкість до забруднення або ступінь самоочищення атмосфери за рахунок хімічних і фізичних процесів залежить від погодно-кліматичних умов, рельєфу місцевості, наявності рослинності і т.д. тобто пов'язані з географічними координатами джерела викиду. Всі області суші на території Росії, що примикають до морів і океанів (виключаючи Каспій), здатні дуже інтенсивно самоочищатися. Кавказький регіон південна частина Сибіру, що примикає до країн Середньої Азії і Казахстану, теж очищаються вельми енергійно. Західна Сибір і внутрішні регіони Європейської частини РФ мають середньої здатність до самоочищення, а деякі райони Східного Сибіру і район Красноярського краю очищаються дуже слабо.
Для більш точних прогнозів і оцінок небезпеки забруднення необхідно мати відомості про метеоумови під час і на місці пожежі. Це пов'язано з тим, що на хімічні і фізичні процеси в атмосфері за участю забруднюючих речовин впливають хмарність, опади, швидкість і напрямок повітряних течій, які формуються під дією температури і тиску повітря, рельєфу місцевості та інших факторів.
Таким чином, пожежа - такий же джерело забруднення ОС, як об'єкти промисловості, сільського господарства і інших галузей господарської діяльності людини - різний тільки масштаб впливу.
Будь-яку пожежу чинить негативний вплив на екологічний стан навколишнього середовища і змінює межі екологічної ніші, умови існування живих організмів. Діапазон впливу окремих пожеж на параметри ОС дуже широкий. Пожежі в житлових будинках, адміністративних та інших виробничих будівлях не впливає на великомасштабні і глобальні біосферні процеси. Небезпека таких пожеж обмежується, головним чином, токсичним забрудненням повітря всередині і поблизу приміщення і носить локальний характер. Пожежі на складах добрив, в місцях видобутку нафти, торфу і т.д. значно забруднюють середовище проживання на місцевому і регіональному рівні.
Дим від великих пожеж викликає зміна освітленості, температури повітря, впливає на кількість атмосферних опадів. Крім того, димової аерозоль і газоподібні продукти, взаємодіючи з атмосферною вологою, можуть викликати кислотні опади - дощі, тумани. Попадання на листя диму, роси, дощу викликає хворобу і загибель рослин. Виділення великої кількості диму при великих пожежах зменшує кількість сонячної радіації, що надходить із земної поверхні і, як наслідок, призводить до кліматичних змін тривалістю кілька днів, тижнів, місяців. Ці фактори впливають на ріст рослин, особливо якщо збігаються з вегетаційним періодом.
Масові пожежі, при яких виділяється велика кількість диму, здатне викликати похолодання на місцевому і регіональному рівні, але цей процес не істотний для рослинності середніх широт земної кулі, стійких до низьких температур (в районах помірного кліматичного поясу максимально низькі переносяться температури для деревних порід лежать в інтервалі від-15 до-20єЖ).
Виживання рослин в залежності від освітленості вивчена і відображена в літературі вкрай слабо. Однак відзначено, що в помірному поясі, ніж повільніше зростання, тим краще рослини переносять «затінення».
Тому злаки та інші культурні рослини гірше переносять зменшення освітленості, ніж деревні породи рослинності.
У прямій залежності від видів і масштабів пожежі знаходиться забруднення грунту їм водойм вогнегасною піною, пролитої на гасінні водою, самими горючими речовинами, наприклад нафтою при розливі горючих рідин (ГР). Вода, яка використовується при гасінні, може містити антипірени і продукти піролізу горючих матеріалів У воду можуть потрапляти інші добавки, що вводяться в горючі матеріали. Ці речовини під час гасіння можуть потрапляти у водойми через каналізаційну систему з грунтових вод, а також при осадженні з повітря, куди вони виносилися конвективними потоками з іншими продуктами горіння. Багато токсичних речовин, наприклад важкі метали, діоксини, що потрапили у воду або на грунт, мають здатність накопичуватися в організмах риб, птахів і надалі по харчовому ланцюгу потрапляють в організм людини. Таким чином, забруднення ОС в результаті пожеж і аварій може відбуватися опосередковано і проявлятися через роки.
У зв'язку з цим представляти міру небезпеки, яка викликана пожежами та аваріями, вкрай важливо, тому що реальна оцінка виду і масштабу забруднення ОС може зменшити ризик наслідків і підвищити рівень забезпечення екологічної безпеки.