CC BY
39
Самовозгораться способен уголь, получаемый при термическом разложении целлюлозных материалов, например древесный уголь. Причем это происходит сразу после его изготовления. Впоследствии его способность поглощать пары и газы уменьшается и древесный уголь теряет склонность к самовозгоранию. Ископаемый уголь способен окисляться при низких температурах и поглощать кислород из воздуха и другие газы или пары, но главной причиной самовозгорания является окисление угля. Поглощение углем паров и газов также сопровождается повышением температуры [3].
К самовозгоранию способны также металлы в мелкодисперсном состоянии. Особенно пирофорными являются порошки циркония, магния, алюминия,
титана и их сплавы. Самовозгораться могут мелкодисперсные порошки железа,
2 1
никеля, меди, если размер их частиц порядка 10 -10 мкм. Из самовозгорающихся твердых неорганических веществ наиболее распространены сульфиды железа FeS2, Fe2S3 и FeS [4].
Таким образом, самовозгорание является одной из основных причин возникновения пожаров, которую в настоящее время достаточно сложно контролировать.
Библиографический список
1. Горшков В. И. Самовозгорание веществ и материалов. М.: ВНИИПО. -2003. - 445 с.
2. http://www. ognebio.ru
3. http://sea-library.ru
4. Андросов А. С., Бегишев И. Р., Салеев Е. П. Теория горения и взрыва: Учебник. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. - 252 с.
Прогнозирование температуры вспышки кетонов
с применением дескрипторов
Сорокина Ю. Н., Черникова Т. В., Калач А. В.,
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Одной из важнейших характеристик пожароопасности веществ является температура вспышки (Твсп.). В зависимости от температуры вспышки жидкостей определяют способы их безопасного хранения, транспортирования и применения. Для большого количества веществ значения температуры вспышки определены экспериментально и приведены в справочной литературе [1, 2]. Однако экспериментальное измерение температуры вспышки может сопровождаться различными техническими трудностями, а также временными и финансовыми затратами. Существующие стандартные методы расчета температуры вспышки основаны на данных о температурах кипения веществ [3], которые, в
случае их отсутствия в справочной литературе, также необходимо определять экспериментально. В связи с этим разработка универсального расчетного метода определения температуры вспышки является актуальной задачей.
Цель настоящей работы - разработка расчетного метода прогнозирования пожароопасных свойств органических соединений на основе данных о молекулярных дескрипторах. Молекулярные дескрипторы представляют собой математические параметры, характеризующие структуру органического соединения. Рассчитав значения дескрипторов, можно установить количественные корреляции структура-свойство, позволяющие прогнозировать свойства новых, еще не изученных веществ.
Результаты проведенных ранее исследований [4, 5] показали, что метод расчета дескрипторов можно успешно применять для прогнозирования температуры вспышки соединений, относящихся к гомологическим рядам альдегидов, алкилацетатов, ароматических сложных эфиров и некоторых классов азотсодержащих соединений. В данной работе в качестве объектов исследования выбраны соединения, относящиеся к гомологическому ряду предельных кето-нов. Кетоны широко применяются в лакокрасочной промышленности в качестве растворителей и в фармацевтической промышленности.
Для установления корреляции структура-свойство для десяти представителей гомологического ряда предельных кетонов (ацетон, 2-бутанон, 2-пентанон, 4-метил-2-пентанон, 2-гексанон, 3-гептанон, 4-октанон, 4-деканон, 6-ундеканон, 2,6,8-триметил-4-нонанон) рассчитали молекулярные дескрипторы. Расчет показал, что наиболее чувствительны к изменению структуры молекул топологические индексы - индекс Винера (Ж) и Рандича (х), а также гравитационные индексы G2) и площадь поверхности молекулы (5).
Анализ литературных данных [1, 2] показал, что с удлинением углеводородной цепи и при появлении разветвлений в молекулах кетонов температура вспышки веществ возрастает. Аналогичные закономерности наблюдаются и в изменении значений дескрипторов. Индекс Винера и площадь поверхности молекулы возрастают при увеличении числа атомов углерода в цепи, причем для кетонов разветвленного строения эти дескрипторы имеют более низкие значения по сравнению с нормальными кетонами при одинаковом числе атомов углерода в молекуле. Наибольшую чувствительность к положению карбонильной группы в углеродной цепи проявляют гравитационные индексы.
На основе полученных данных зависимость Твсп. = f (Ж, х, G1, G2, 5) аппроксимирована уравнением (коэффициент корреляции R = 0,99):
Твсп. = 195,53 - 0,053Ж + 12,58х + 0,114^ -0,075G2 + 0,1855.
Для проверки адекватности полученного уравнения с его использованием рассчитали температуры вспышки кетонов, не вошедших в выборку, для которых в справочной литературе имеются экспериментальные данные. Результаты расчетов приведены в таблице.
Как видно из таблицы, среднее абсолютное отклонение расчетных данных от справочных значений Твсп. не превышает 10 К. Средняя квадратичная погрешность расчетов также не превышает 10 К (10 °С), в то время как погрешность стандартных методов расчета составляет от 10 до 13 °С [3].
Таблица
Результаты прогнозирования температуры вспышки предельных кетонов
Вещество Температура вспышки, К Абсолютная погрешность расчетов, К
Расчетная Справочная [1, 2]
3 -метил-2-бутанон 285 274 11
3-пентанон 286 280 6
2,4-диметил-3-пентанон 308 296 12
3-гексанон 305 308 3
2-гептанон 319 312 7
4-гептанон 316 322 6
3-октанон 326 324 1
2-октанон 332 333 1
2,2,4,4-тетраметилпентанон-3 286 306 20
2,6-диметил-4-гептанон 335 322 13
2-нонанон 345 341 4
3-нонанон 343 341 2
4-нонанон 340 334 6
5-нонанон 339 333 6
2-деканон 354 355 1
2-ундеканон 366 362 3
2-додеканон 380 381 2
Средняя абсолютная погрешность, К 6
Таким образом, прогнозирование пожароопасных свойств, в частности температуры вспышки, на основе данных о молекулярных дескрипторах дает удовлетворительные результаты. С использованием полученного уравнения можно без проведения эксперимента рассчитать температуру вспышки предельных кетонов, для которых отсутствуют литературные данные о пожароопасных свойствах.
Преимуществами метода прогнозирования пожароопасных свойств на основе расчета молекулярных дескрипторов является его универсальность, экспрессность и отсутствие необходимости проведения экспериментальных исследований.
Библиографический список
1. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: справочник в 2-х ч. 2-е изд., пере-раб. и доп. Москва: Асс. «Пожнаука», 2004. Часть I. 713 с.
2. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: справочник в 2-х ч. 2-е изд., пере-раб. и доп. Москва: Асс. «Пожнаука», 2004. Часть II. 774 с.
3. ГОСТ 12.1.044-89. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. - Введ. 1991 - 01 - 01. - М.: Стандартинформ, 2006. 100 с.
4. Калач А. В. Оценка пожароопасных свойств органических соединений с применением дескрипторов / А. В. Калач, Т. В. Карташова, Ю. Н. Сорокина, Ю. В. Спичкин // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. Т.22, № 2. С.18 — 21.
5. Сорокина Ю. Н. Влияние структуры молекулы на показатели пожаро-опасности азотсодержащих органических веществ / Ю. Н. Сорокина, Т. В. Черникова, А. В. Калач, Е. В. Калач, А. В. Пищальников // Пожаровзрывобезопас-ность. - 2013. Т.22, № 11. С.12 — 16.
Некоторые особенности профилактики лесных пожаров
и ответственность за их возникновение
Спичкин М. Ю., БрянцеваЛ. В.,
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Российская Федерация обладает огромными запасами минерально-сырьевых ресурсов и значительную часть бюджета пополняет именно за счет их добычи и переработки. Именно поэтому проблема сохранения и грамотного использования природных ресурсов страны входит в число наиболее актуальных.
Россия обладает значительными лесными ресурсами и все чаще сталкивается с проблемами незаконного оборота древесины и лесных пожаров. Каждый год от нелегальных рубок и пожаров уничтожаются миллионы гектаров леса, что в свою очередь приводит к огромным убыткам экологического и экономического характера в различных регионах страны.
В соответствии с Лесным кодексом России право распоряжения лесом передано в субъекты Российской Федерации [1]. Таким образом, именно регионы обязаны следить за лесами, в том числе и оберегать от пожаров. Однако недостаточное финансирование и слабое материально-техническое оснащение подразделений, призванных бороться с лесными пожарами и их предупреждать, привело в том числе и к тяжелым последствиям 2010 г.
Как показывает практика, 9 из 10 лесных пожаров возникают по вине человека. Усугубляясь природными и погодными условиями в ряде территорий, они наносят существенный ущерб природе и населению.
За нарушение правил пожарной безопасности в лесах законодательством предусмотрена административная ответственность. Так, ст. 8.32 КоАП РФ [2] устанавливает, что:
1. Нарушение правил пожарной безопасности в лесах влечет предупреждение или наложение штрафа на граждан в размере от 1,5 тыс. до 2,5 тыс. руб.; на должностных лиц — от 5 тыс. до 10 тыс. руб.; на юридических лиц — от 30 тыс. до 100 тыс. руб.
2. Выжигание хвороста, лесной подстилки, сухой травы и других лесных горючих материалов с нарушением требований правил пожарной безопасности на земельных участках, непосредственно примыкающих к лесам, защитным и лесным насаждениям и не отделенных противопожарной минерализованной полосой шириной не менее 0,5 м, влечет наложение штрафа на граждан в размере от 2 тыс. до 3 тыс. руб.; на должностных лиц — от 7 тыс. до 12 тыс. руб.; на юридических лиц — от 50 тыс. до 120 тыс. руб.
