Введение. К числу самых страшных и опасных стихийных бедствий, широко распространенных в современном мире и в Российской Федерации, относятся лесные и ландшафтные пожары. Ежегодно от неконтролируемого огня погибают люди и животные, уничтожаются леса, нарушается кислородный и тепловой баланс Земли, происходит загрязнение атмосферы, почвы, водных ресурсов, токсическое отравление продуктами горения и дестабилизация привычного образа жизни населения, а также воздушного, речного сообщений, железнодорожного и автомобильного движения [1, 2]. Лесные пожары вносят значительные возмущения в аэродинамику и состояние окружающей среды. Образующиеся конвективные потоки распространяют газообразные продукты горения и аэрозоли на значительные расстояния и наносят существенный вред здоровью людей, окружающей среде, влияют на погодные условия [3, 4].

Постоянно нарастающее число пожаров, их размеры обуславливают актуальность исследования опасных факторов — прямого и косвенного воздействия последствий лесных пожаров на экосистемы и здоровье человека [5, 6]. Прогнозная оценка влияния залповых выбросов (эмиссии) продуктов горения лесных пожаров в настоящее время еще недостаточно проработана. Требуется применять системный подход, позволяющий учитывать опасные факторы пожаров, среди которых вероятность получения рисков для здоровья человека. Несомненный научный интерес представляет и разработка комплексного подхода к оценке ущерба от лесных пожаров, включая сравнение экологических потерь на уровне особо охраняемых территорий.

Целью работы являлось выполнение сравнительного анализа экологических рисков для населения трех субъектов Российской Федерации, входящих в Байкальский регион, и ранжирование территорий по уровню загрязнения атмосферного воздуха в период лесных пожаров.

Материалы и методы. В качестве исходных данных послужила статистическая информация о лесных пожарах в Иркутской области, республике Бурятии, Забайкальском крае в период с 2013 по 2020 годы, процессуальные документы лесных пожаров, включающие схемы и виды пожаров, площади и координаты пожаров, протоколы осмотра места пожара, акты служебного расследования и другие материалы.

Результаты исследования. В работе проанализированы лесные пожары на особо охраняемой Байкальской природной территории Байкальского региона, их экологические последствия. Акцент сделан на установление среднемноголетних характеристик лесных пожаров (число, площади, экономический ущерб, удельные выбросы продуктов горения в атмосферу, риски для здоровья населения) на Байкальской природной территории, имеющий особый статус.

Как известно, Байкальский регион охватывает территорию водосборного бассейна Байкала включает в себя три субъекта Российской Федерации (Иркутскую область, Забайкальский край и Республику Бурятию), а также Монголию. В соответствии с Федеральным законом от 1 мая 1999 г. № 94-ФЗ «Об охране озера Байкал» выделяют Байкальскую природную территорию — территорию, в состав которой входят озеро Байкал, водоохранная зона, прилегающая к озеру Байкал, его водосборная площадь в пределах территории Российской Федерации, особо охраняемые природные территории, прилегающие к озеру Байкал, а также прилегающая к озеру Байкал территория шириной до 200 километров на запад и северо-запад от него. Эта территория разделена на три экологических зоны — центральную, буферную и экологическую зоны атмосферного влияния, для каждой из которой определен режим природопользования (рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения Байкальской природной территории[1]

Байкальская природная территория, как и в целом Байкальский регион, характеризуются высокой лесистостью. Так, например, территория Иркутской области имеет самую высокую лесистость (78 %) среди субъектов РФ. На одного жителя в Иркутской области приходится 21,6 га покрытой лесом площади, что почти в 5 раз больше, чем в среднем по РФ и в 84 раза больше, чем в Западной Европе. На территории области сосредоточено 11,1 % общероссийского запаса спелых лесов, а по хвойным породам доля области составляет 13,4 %. Общая площадь земель, занятых лесами в Республике Бурятия, по состоянию на 01.01.2018 г., составляла 29 805,9 тыс. га или 84,8 % от общей площади республики. Практически вся территории Бурятии покрыта лесами, большая часть которых состоит из хвойных пород деревьев (89,4 % от общего запаса лесных насаждений). Забайкальский край занимает восьмое место в России по размерам лесосечного фонда доступных для лесопользования лесов. Общие запасы леса оцениваются в 2,71 млрд. м3 [7]. По состоянию на 1 января 2018 года, общая площадь лесов Забайкальского края составила 34 065,8 тыс. га. Вероятность лесных пожаров на территориях региона высока.

В основу исследования положен анализ статистических данных Министерства лесного комплекса Иркутской области, Республиканского агентства лесного хозяйства республики Бурятия, Читинской базы авиационной охраны лесов, МЧС за период с 2013 по 2020 гг. [8–10]. Авторами проведены расчеты по собственным или привлеченным методикам [8–10]. На первом этапе был произведен замер массы веществ, выделившихся от лесных пожаров. Массы веществ определяли по методике авторов статьи, учитывающей: площадь лесных пожаров (га), коэффициент полноты сгорания, коэффициент эмиссии, запас горючего материала (кг/м2). Оценку возможных неблагоприятных эффектов для здоровья населения — экологические риски — оценивали по коэффициентам (HQ) и индексам (HI) опасности в соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» [11].

Установлено, что на территории Байкальского региона ежегодно за период с 2013 до 2020 года возникало в среднем: 3158 лесных, 472 степных и 30 торфяных пожаров, в результате которых уничтожалось порядка 1 128,2 тыс. га природной территории. В таблице 1 приведены расчеты авторов по усредненным значениям чисел лесных пожаров и их площадей в Байкальском регионе исходя из сведений источников [8–10].

Таблица 1

Среднегодовое число и площади лесных пожаров с учетом их видов в Байкальском регионе (2013–2020 гг.)

За исследованный период на Байкальской природной территории реализовались преимущественно низовые пожары (98 % от общего количества), в результате которых было уничтожено 80,6 % лесных территорий.

На основании информации о породном составе лесов на исследованных территориях оценили массу сгоревших лесообразующих пород и установили, что уничтожено 972,7  тыс. т в год сосны, 825,1 тыс. т в год лиственницы и 664,0 тыс. т в год кедра (на основании сведений из источников [8–10]) (таблица 2).

Таблица 2

Количество сгоревших лесообразующих пород в Байкальском регионе

(среднее за 2013–2020 гг.)

Таблица 3

Усредненный ежегодный экономический ущерб от утраты древесины, уничтоженной в Байкальском регионе при лесных пожарах (расчеты авторов по данным [8–10])

Установлено, что ежегодный экономический ущерб от уничтожения лесообразующих пород, рассчитанный как произведение уничтоженной при пожаре на стоимость 1 плотный м3 древесины составляет: в Иркутской области — 36,46 млн руб., в Республике Бурятия — 31,85 млн руб., в Забайкальском крае — 13,91 млн руб. Общий экономический ущерб в Байкальском регионе составляет порядка 82,22 млн руб. (таблица 3).

Масса i-го вида токсиканта, поступившего в атмосферу при природных пожарах, определяли по формуле:

где  Gi— масса i-го вида токсичного вещества, поступившего в атмосферу; – коэффициент эмиссии i-го токсиканта при сгорании ЛГМ, т/т;  mЛГМ— масса сгоревших ЛГМ, т;  — коэффициент эмиссии i-го токсиканта при сгорании древесины, т/т;  mД— масса сгоревшей древесины (древостой, крона), т;  — коэффициент эмиссии i-го токсиканта при сгорании торфа, торфопочв, т/т; mT — масса сгоревшего торфа, торфопочв, т.

 Расчетами установлено, что усредненная масса экотоксикантов, поступающих в атмосферу при пожарах в Байкальском регионе, достигает 1 465 тыс. тонн, из них чрезвычайно-опасных веществ — 0,2 тыс. тонн, высокоопасных — 4,34 тыс. тонн, умеренно опасных — 425,1 тыс. тонн, малоопасных — 517,28 тыс. тонн, других загрязнителей — 517,57 тыс. тонн (таблица 4).

Таблица 4

Ежегодная эмиссия продуктов горения по классам опасности в результате природных пожаров загораний за 2013–2018 гг. на территории Байкальского региона

Масса неконтролируемых выбросов токсичных веществ от лесных пожаров зависит от сезона года (таблица 5). Максимальное поступление токсикантов наблюдается в весенний (43,6 %) и летний (48,4 %) периоды, осенью эмиссия токсикантов незначительная (8 %).

Таблица 5

Среднемноголетние ежегодные массы выбросов токсичных продуктов горения в атмосферу Байкальского региона с учетом времени года

Анализ обращения населения в больницы на территории региона в исследуемый период показал достоверные признаки ухудшения здоровья людей, находящихся в задымленной зоне. Этот факт подтверждает количественный рост следующих показателей:

Расчетами установлено, что средняя площадь задымления территории Байкальского региона составляла 6,7 % (таблица 6), а удельная нагрузка атмосферы токсичными продуктами сгорания в Байкальском регионе составляет 2,95 т/км2∙год-1 (таблица 7). Среднегодовая масса выбросов в результате природных пожаров составляет 37,84 % от среднегодовой массы выбросов от стационарных источников загрязнения.

 Таблица 6

Среднемноголетняя годовая площадь задымления территории Байкальского региона в результате природных пожаров за 2013–2020 гг.

Таблица 7

Среднемноголетняя удельная нагрузка на атмосферу токсичными продуктами горения в Байкальском регионе (2013–2018 гг.)

В работе оценили нарушения условий жизнедеятельности и риск для здоровья (RN забол.) , по формуле:

где  Sзаг.— площадь загрязнения территории, км2; 0,9 — коэффициент, учитывающий близость очага пожара к населенному пункту;  — плотность населения в регионе, чел./км2.

Число потенциально пострадавших, которое могло заболеть от отравления в результате природных пожаров, исходя из проведенных расчётов авторов, представлено в таблице 8.

Таблица 8

Оценка нарушения условий жизнедеятельности и риска для здоровья людей на территории Байкальского региона (среднее за 2013–2018 гг.)

Обсуждение и заключения. Предлагаемая авторами методология ранжирования территорий по экологическим рискам может быть использована для прогнозной оценки последствий пожаров для здоровья населения. Результаты прогноза служат для принятия организационных и административных мер, включая решения о привлечении дополнительных сил и техники, об эвакуации населения. По результатам прогноза последствий пожаров для здоровья населения проводится разработка плана тушения пожара, в котором определяют способы и тактические приемы ликвидации пожара, распределение сил и средств, решающее направление боевых действий и т.д. По наибольшему вкладу по ухудшению условий жизнедеятельности и риску получить отравление продуктами горения исследуемые территории ранжируются в следующем порядке: Иркутская область – республика Бурятия –Забайкальский край.

Таким образом, авторами выполнен сравнительный анализ уровней загрязнения атмосферного воздуха от лесных пожаров на территории Байкальского региона и установлено:

[1] Байкальская природная территория / Заповедное Прибайкалье // https://baikal-1.ru/ : [сайт]. URL: https://baikal-1.ru/tourism/baikal-natural-territory (дата обращения : 02.08.2022).