Локальные концентрации токсических веществ

Концентрация СО, углеводородов, окислов азота и других веществ, если они распределятся по всей атмосфере, не достигнет смертельного или опасного уровня. Вблизи от зон пожаров, однако, содержание токсических веществ может достигать опасного для здоровья уровня. При продолжающихся тлеющих пожарах весьма высокие уровни загрязнения этими веществами могут быть достигнуты, если из-за поглощения солнечного излучения в верхних слоях атмосферы над континентами, особенно в долинах рек и низменностях, возникнут значительные температурные инверсии. Для примера предположим, что из-за температурной инверсии перемешивание воздуха с продуктами сгорания происходит лишь в пределах нижних 200 м атмосферы, протяженность области тлеющих пожаров составляет 5 км, скорость ветра, обеспечивающего поступление свежего воздуха, равна 5 м/с, пожары длятся 3 сут, средняя загрузка горючего равна 10 кг/м2, а коэффициент генерации дыма 50 г/кг. При этих условиях под областью температурной инверсии средняя плотность дыма в воздухе на выходе из зоны пожаров будет примерно на 10 мг/м3 больше, чем на входе. Столь высокая плотность дыма уменьшит пределы видимости до 100 м (Mid-dleton, 1952). Разумеется, на выходе из зоны пожаров и вблизи поверхности видимость будет еще меньше.
Далее, если предположить, что на 1 кг горючего образуется 100 г СО, то на выходе из зоны пожаров содержание окиси углерода в воздухе возрастет на 2-10-3 об. %. Такие низкие концентрации не вызывают острых эффектов. Согласно исследованиям (Treitman et al., 1980), нарушение дыхания возникает при концентрации СО, равной 1 г/м3; острые эффекты наблюдаются при большей на порядок его концентрации (Woolley, Far dell, 1982). С другой стороны, концентрация токсических веществ, рассчитанная с помощью описанной модели, достаточно высока, так что этот вопрос нуждается в более подробном рассмотрении. Например, в модели не учитывалось наложение эффектов при многочисленных пожарах в густонаселенных регионах. Продолжительность воздействия также может оказаться важной. Далее, загрузка горючего и коэффициент генерации СО могут оказаться выше, чем принятые в данных вычислениях. Кроме того, необходимо учитывать, что в воздух будут одновременно выброшены различные токсические вещества. На территориях, охваченных пожарами, или непосредственно рядом с ними концентрация СО в приземном слое воздуха может оказаться гораздо больше, чем в приведенных оценках из-за того, что загрузка горючего и коэффициент генерации СО могут превышать принятые значения.
Во многих случаях окись углерода во время пожара представляет наибольшую опасность (Terrill et al, 1978). Другие газообразные продукты будут, вообще говоря, менее опасны для здоровья (при рассмотрении эффектов большого пространственного масштаба). Этот вопрос, однако, исследован недостаточно подробно. Помимо СО потенциально наиболее опасными пнротоксинами являются акролеин и соляная кислота (Terrill et al, 1978; Treitman et al, 1980; Woolley, Far dell, Ш2). В этих же работах установлено, что в зависимости от условий воздействия синильная кислота (HCN) и окислы азота NO могут представлять меньшую угрозу для здоровья людей.
Как следует из проведенного обсуждения, загрязнение окружающей среды, вызванное пожарами, в континентальных масштабах не достигнет опасного уровня. Тем не менее в отдельных регионах локальная концентрация токсических веществ может оказаться очень высокой, особенно из-за особых метеорологических условий, обусловленных широкомасштабной ядерной войной. Из-за комбинированного воздействия дыма и различных газообразных продуктов сгорания может существенно понизиться сопротивляемость организма (синергетический эффект), поэтому не исключено, что острые отравления будут возникать при значительно меньшей концентрации токсических веществ (Ives et al., 1972). Очевидно, требуется более тщательный анализ возможных последствий таких выбросов. Воздействие пиротоксинов на растения обсуждается в книге Харуэлла и Хатчинсона (Harwell, Hutchinson, 1985).