Изменение частоты и масштаба лесных пожаров за последние десятилетия во всем мире и, в частности, в Сибири стимулировало развитие новых технологий. Эти технологии призваны исследовать эмиссии и влияние транспортирующихся на значительные расстояния дымовых шлейфов на экосистему Арктики, экологическое состояние городов и здоровье населения.
ФОТО-БАК оснащен современным комплексом аппаратуры анализа газового и аэрозольного состава атмосферы, образующегося в процессе горения и пиролиза лесных горючих материалов. В ходе исследования были разработаны инструментальные и методические основы комплексного исследования свойств аэрозолей природных пожаров. Также была проведена всесторонняя характеристика ФОТО-БАК, оценены важнейшие параметры камеры, такие как скорость потерь частиц и летучих органических соединений, скорость фотолиза NO2, инициирующего дневную фотохимию атмосферы, способность генерировать вторичные органические аэрозоли, а также однородность распределения дымов в камере.
Важнейшим результатом реализации проекта стало проведение комплексного микрофизико-химико-биологического эксперимента по моделированию дымовых эмиссий пожаров сибирских лесов и торфяников при контролируемых условиях горения в течение длительного времени. Впервые изучена эволюция аэрозолей горения сибирских биомасс (сосны, опада, торфа), образующихся в условиях тления и открытого горения, и трансформирующихся во время последовательного стимулированного солнечным излучением фотохимического и темнового старения дымов, моделирующего дневные и ночные условиях распространения шлейфа пожара в окружающей среде.
«В ряде кампаний по сжиганию биомасс в ФОТО-БАК проведен отбор проб больших объемов микрочастиц для комплексного физико-химического анализа состава и токсикологического воздействия на клеточном уровне. Показано, что химический состав аэрозолей существенно варьируется в зависимости от типа биомассы, режима горения и возраста дыма. В темновых условиях дымы открытого горения отличаются от тления существенно более низким суммарным содержанием наиболее токсичных соединений полиароматических углеводородов. Суммарная концентрация соединений ПАУ в дымах сосны выше, чем опада в 6.5 и 2.5 раз для режима тления и горения. Значения токсического эквивалента смеси ПАУ по бензпирену свидетельствуют о существенно более высокой степени канцерогенной опасности дымов тления по сравнению с дымами открытого горения, а также дымов от сжигания древесины сосны по сравнению с дымами от сжигания опада хвойных деревьев», — рассказывает руководитель проекта, ведущий научный сотрудник НИИЯФ МГУ, Ольга Поповичева.
Разработанная в рамках создания ФОТО-БАК методология адаптируется в настоящее время в проекте РНФ № 19−77−3004-П «Мегаполис». Проект реализуется на географическом факультете МГУ, в его ходе проводится анализ влияния дымовых шлейфов на московский мегаполис в период рязанских пожаров августа 2022 года. Софинансирование и поддержка физико-химических анализов предоставлены Институтом экологического проектирования и изысканий (АО’ИЭПИ").