CC BY
45
ПОЖАР КАК ФАКТОР РИСКА
М.И. Попова, доцент, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
О. И. Попова, доцент, к.т.н., ВГАУ им. императора Петра I, г. Воронеж
Пожары всегда были и остаются страшным бедствием. Опасными факторами пожара являются пламя и искры, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и термического разложения, дым, пониженная концентрация кислорода, осколки и части разрушившихся аппаратов, установок, конструкций; радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок; электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, огнетушащие вещества. Особое внимание следует уделить изучению воздействия горящих веществ и материалов на компоненты биосферы, например на воду, чаще всего используемую для тушения пожаров, на атмосферный воздух, участвующий в процессе горения, вопросы последствий газообмена, действие теплообмена на пожарах и влияние перечисленных факторов на жизнь и здоровье человека.
Известно, что на ликвидацию одного среднестатистического пожара расходуется около 50 м воды. Для тушения ежегодных миллионных пожаров на нашей планете требуется такое количество воды, которое равнозначно стационарным водным ресурсам озёр, рек и большей части (54 %) почвенной влаги, вместе взятых. При тушении массы воды, соприкасаясь с раскалёнными до высокой температуры веществами, превращаются в пар. Объём водяного пара в 1700 раз больше объёма испарившейся воды. Одновременно и пар, и вода насыщаются различными, нередко отравляющими веществами и в таком состоянии выпадают в виде осадков (дождя, снега) или истекают в озёра, реки и моря, проникают в почву и долгое время сохраняются в биосфере.
Процесс горения любого вещества сопровождается потреблением воздуха. Практически при горении во время пожара расходуется воздуха значительно больше, чем теоретически предсказанный расход (т.е. минимальное количество воздуха, необходимое для полного сгорания единицы массы или объёма горючего вещества). Разность между количеством воздуха, практически расходуемым на горение и теоретически необходимым, называется избытком воздуха. В условиях пожара, когда горение протекает с естественным притоком воздуха, коэффициент избытка воздуха в большинстве случаев больше единицы и колеблется в пределах 2...20 и выше, а это значит, что в огне сгорают значительные объёмы кислорода, создавая опасность для жизни людей в случае понижения в зоне пожара концентрации кислорода (менее 16 % об.), которая в случаях массовых пожаров уменьшается до 10 % (об.), а иногда до 6 % (об.), что приводит человека к потере сознания, судорогам и через несколько минут к летальному исходу.
В случае пожара все продукты сгорания поступают в атмосферу. В дымовых газах продуктов сгорания содержатся токсичные продукты горения и
80
разложения различных материалов и веществ. В частности, в дыме любого пожара содержится оксид углерода, а оксид углерода, как известно, представляет опасность для человека и прежде всего потому, что может связываться с гемоглобином крови. Концентрация оксида углерода 0,066 % (об.) в атмосфере достаточна для того, чтобы связать половину гемоглобина. В этом случае уже могут наблюдаться серьёзные нарушения здоровья, концентрация, равная 0,5 % (об.), является опасной для жизни человека, а на пожарах она бывает значительно выше допустимой. В ряде случаев дымовые газы содержат диоксид серы. У людей диоксид серы раздражает слизистую оболочку, вызывая кашель, спазмы дыхательных путей. Даже небольшая концентрация оксида серы 0,05 % (об.) приводит к летальному исходу. В дымовых газах могут содержаться оксиды азота. Оксид азота не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании оксид азота образует с гемоглобином нестойкое нитросоединение, которое быстро переходит в метгемоглобин. Концентрация метгемоглобина в крови 60 - 70 % считается летальной, но такое предельное значение может быть создано только в закрытом помещении. По мере удаления от источника пожара всё большее количество оксида азота переходит в диоксид азота и этот жёлто-коричневый газ особенно сильно раздражает слизистые оболочки. Возможно присутствие в дымовых газах синильной кислоты и других высоко токсичных веществ, кратковременное воздействие которых на организм человека даже в небольших концентрациях (синильная кислота 0,02 % (об.)) приводит к летальному исходу.
В результате газообмена на пожаре происходит движение атмосферного воздуха в зоне горения и удаление из неё нагретых продуктов сгорания и дымовых газов. Вместе с дымовыми газами движется воздух нагретый в зоне теплового воздействия. Газообмен является общим условием развития пожаров. Наиболее интенсивный газообмен происходит при наружных пожарах, а также в больших производственных цехах со световыми фонарями, в бесфонарных зданиях с дымовыми люками в покрытиях, сценических "коробках" (в театрах, клубах и т.п.), зданиях повышенной этажности и т.д. В процессе газообмена (особенно при наружных пожарах) искры, горящие угли и головни переносятся на сотни метров, создавая предпосылки для возникновения новых очагов пожара. При наружных пожарах газообмен характеризуется наличием восходящего потока (столба или движущейся вверх колонки) газообразных продуктов сгорания. Изменить схему газообмена при наружном пожаре невозможно. Газообмен очень интенсивен, т.к. зависит полностью от внешних естественных газовых потоков: интенсивности и направления ветра.
На открытых пожарах происходит накопление теплоты в газовом пространстве зоны горения. Теплообмен осуществляется практически в неограниченном окружающем пространстве, поэтому температура таких пожаров выше у внутренних пожаров. Зона теплового воздействия определяется преимущественно лучистым тепловым потоком. Воздушные массы во время пожаров нагреваются до температур, превышающих предельно допустимые для человека. Превышение температуры нагретых газов над температурой человеческого тела в условиях пожара приводит к тепловому удару. Так, при
81
повышении температуры кожи человека до 42...46оС появляются болевые ощущения (жжение), а температура окружающей среды 60...70оС является опасной для жизни человека, особенно при значительной влажности горячих газов.
Не меньшей опасностью, чем повышенная температура воздуха, является воздействие теплового излучения на открытые участки тела человека. Так,
Л
тепловое облучение интенсивностью 1,1...1,4 кВт/м вызывает аналогичное ощущение, что и при повышении температуры до 42...46о С. Отметим, что человек при температуре 80...100оС в сухом воздухе и 50...60оС во влажном может находиться без средств специальной защиты непродолжительное время. Более высокая температура и длительное пребывание людей в зоне теплового потока
Л
интенсивностью 4 кВт/м может привести к ожогам, тепловым ударам, потере сознания и летальному исходу.
Таким образом, рассматривая воду и воздух как условие физического существования человека и учитывая их загрязнения промышленностью и транспортом, нельзя пренебрегать и отрицательным влиянием пожаров не только на различные показатели чистоты воды и воздуха, но и на природную среду, находящуюся в непрерывном взаимодействии с атмосферой, почвой и гидрологическими условиями, т.е. необходимо изучение всестороннего влияния пожаров на биогеоценоз.
Список использованной литературы
1. Системный анализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства. Под ред. проф. Н.Н. Брушлинского. -М.: Стройиздат, 1988. - 413 с.
2. Г. Фелленберг. Загрязнения природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем. -М.: Мир, 1997. - 232 с.
