Том 23, номер 06, статья № 1

Аннотация:

Лесные пожары на территории Сибири происходят ежегодно на площади 10-14 млн га, при этом сгорает 300-500 млн т биомассы. Дымовая эмиссия в атмосферу - неизбежный сопутствующий процесс при горении биомассы. Измерения дымовой эмиссии, выполненные в рамках натурно-модельных пожарных экспериментов на таежной территории Красноярского края в 2000-2009 гг., показали, что в виде дымовых частиц в атмосферу попадает от 0,2 до 1 т аэрозольного вещества с 1 га сгоревшего леса. Это составляет 1-7% от полного количества биомассы, сгорающей при лесном пожаре (15-30 т/га), остальные 93-99% сгоревшего материала выделяются в виде газовых продуктов горения. Измерения дисперсных характеристик дымовой эмиссии, усредненные по 16 натурно-модельным пожарным экспериментам 2007-2009 гг., показали, что (89±8)% аэрозольного вещества находится в частицах с аэродинамическими диаметрами менее 3 мкм, (7±6)% - в частицах 3-5 мкм, остальные 5-10% вещества - в частицах крупнее 7 мкм. Морфологическая структура дымовых частиц указывает на то, что субмикронные частицы образовались по механизму конденсации паров органических веществ непосредственно над зоной горения, с последующей их коагуляцией в частицы микронных размеров. Показано, что элементный состав тонкой фракции дымовой эмиссии, измеренный методом рентгеновской флуоресценции с возбуждением синхронным излучением (РФА СИ), может быть использован для дискриминации источников химических элементов.

Ключевые слова:

дымовые аэрозоли, дымовая эмиссия, горение биомассы, лесной пожар, дисперсное распределение, химические микроэлементы

Список литературы:

1. Conard S.G., Ivanova G.A. Wildfires in Russian boreal forest: Potential impacts of fire regime characteristics on emission and global carbon bal-ance estimates // Environ. Pollut. 1997. V. 98. P. 305-313.
2. Cahoon D.R., Stocks B.J., Levine J.S., Cofer W.R., Pierson J.M. Satellite analysis of the severe 1987 forest fires in northern China and southeastern Siberia // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 18627-18638.
3. Kasischke E.S., Bergen K., Fennimore R., Sotelo F., Stephens G., Janetos A., Shugart H.H. Satellite imagery dives a clear picture of Russia's bo-real forest fires // EOS-Transactions American Geophysical Union. 1999. V. 80. P. 141-147.
4. Самсонов Ю.Н., Попова С.А., Беленко О.А., Чанкина О.В. Химический состав и дисперсные характеристики дымовой аэрозольной эмиссии от пожаров в бореальных лесах Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21. № 6. С. 523-531.
5. Самсонов Ю.Н., Куценогий К.П., Макаров В.И., Иванов А.В., Иванов В.А. Аэрозольная эмиссия при лесных пожарах в бореальных лесах Сибири // Аэрозоли Сибири (ред. К.П. Куценогий). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. С. 282-298.
6. Samsonov Yu.N, Koutsenogii K.P., Makarov V.I., Ivanov A.V., Ivanov V.A., McRae D.J., Conard S.G., Baker S.P., Ivanova G.A. Particulate emis-sion from fires in central Siberian Scots pine forest // Can. J. Forest Res. 2005. V. 35. P. 2207-2217.
7. Куценогий К.П., Самсонов Ю.Н., Чуркина Т.В., Иванов А.В., Иванов В.А. Содержание микроэлементов в аэрозольной эмиссии при по-жарах в бореальных лесах Центральной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 5-6. С. 461-465.
8. Makarov V.I., Samsonov Y.N., Korolev V.V., Koutsenogii K.P. Measurements of the contents of organic and inorganic carbons, 3,4-benzo(a)pyrene, and dibutil phtalate in atmospheric aerosols in Western Siberia //Nucleation and Atmospheric Aerosols 1996 (Eds. M. Kulmala and P.E. Wagner). Oxford: Pergamon, 1996. P. 714-717.
9. Головко В.В., Куценогий К.П., Киров Е.И., Трубина Л.К., Гук А.П. Использование фотограмметрии для определения характеристик пыльцы // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13. № 9. С. 882-885.
10. Goldammer J. The Bor Forest Island Fire Experiment //Biomass Burning and Global Change (Ed. J.S. Levine). Cambridge: MIT Press, 1996. V. 2. P. 848-873.
11. Baron P., Willeke K. (Eds). Aerosol Measurements: Principles, Techniques, and Applications (Chapter 10). N.Y.: Wiley, 2001. 1160 p.
12. Фукс Н.А. Механика аэрозолей (Гл. 4). М.: АН СССР, 1955. 349 с.
13. Radke L.F., Hegg D.A., Lyons J.H., Brock C.A., Hobbs P.V., Weiss R., Rasmussen R. Airborne measu-
rements on smokes from biomass burning //Aerosols and Climate (Eds. P.V. Hobbs, M.P. McCormick). Hampton VA: Deepak Publishing, 1988. P. 411-422.
14. Radke L.F., Hegg D.A., Hobbs P.V., Nance J.D., Lyons J.H., Laursen K.K., Weiss R.E., Riggan P.J., Ward D.E. Particulate and trace gas emis-sions from large biomass fire in North America // Global Biomass Burning: Atmospheric, Climatic, and Biosphere Implications (Ed. J.S. Levine). Cambridge: MIT Press, 1991. P. 209-224.
15. Cofer W.R., Koutzenogii K.P., Kokorin A., Ezcurra A. Biomass Burning and the Atmosphere // Sediment Record of Biomass Burning and Global Change. Series I. Global Environment Change. V. 51 (Eds. J.S. Clark, H. Cachier, J.G. Goldammer, B. Stocks). Berlin; N.Y.: Springer, 1997. P. 189-206.
16. Friedlander S.K. Smoke, Dust, and Haze. Fundamentals of Aerosol Dynamics (Sec. Edn.). Oxford; N.Y.: Oxford University Press, 2000. 432 p.
17. Rahn K. Silicon and aluminum in atmospheric aerosols: crust-air fractionation // Atmos. Environ. 1976. V. 10. P. 597-601.
18. Mason B. Principles of Geochemistry. N.Y.: Wiley, 1966. 329 p.
19. Echalar F., Gaudichet A., Cachier H., Artaxo P. Aerosol emissions by tropical forest and savanna biomass burning: characteristic trace elements and fluxes // Geophys. Res. Lett. 1996. V. 22. P. 3039-3042.
20. Gaudichet A., Echalar F., Chatenet B., Quisefit J.P., Malingre G., Cachier H., Buat-Menard P., Artaxo P., Maenhautb W. Trace elements in tropical African savanna biomass burning aerosols // J. Atmos. Chem. 1995. V. 22. P. 19-39.