烟气——火灾中的蒙面杀手.doc

烟气火灾中的蒙面杀手 火灾统计资料表明，火灾中的死亡者中有60-80%死亡原因与火灾中的烟气有关。如2000年河南洛阳东都商厦“1225”特大火灾中的309名死者绝大多数系一氧化碳中毒死亡；1982年我国民航客机“202”发生火灾产生的毒气致使25名乘客丧生，死者衣冠整齐，皮肤完好；1990年1月14日西班牙一舞厅发生火灾，死亡43人，其中大部分是坐在凳子上死亡的，可以推测烟气是造成死亡的主要原因。如果把火灾比作恶魔，那么烟气就是恶魔中的蒙面杀手。一、火灾烟气分析可燃物多为有机物，还有少量金属。有机物的化学成份主要有碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N），此外还含有硫（S）、磷（P）和卤素（F、Cl、Br、I）等元素，其燃烧产物主要有一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽、二氧化硫和五氧化二磷等，在不完全燃烧状态下还会生成大量的中间产物，尤其是一些高分子合成材料。在火场温度达到不同的程度时会生成不同的中间产物，其中间产物的种类非常多，常见的有硫化氢、氨气、氰化氢、苯、甲醛、氯化氢、氯气和光气等，有些产物还不为我们所知。燃烧产物有气态、液态和固态三种形式，其中液态和固态产物悬浮在空气中，形成烟尘。通常认为火灾现场中的烟气是燃烧产物与空气的混合物，本人认为还应包括用水扑救火灾时汽化的水蒸汽（有些初起火灾在消防队到达现场前自动喷水灭火系统已动作），因其热容大而携带大量热量更容易造成人员灼伤。当在室外开敞空间发生火灾时，由于空气的对流作用和风力作用，烟气很快散失，不致于在某空间较大浓度聚集，故危害不大。只有在相对密闭的建筑内发生火灾，烟气才会造成大的危害。二、火灾烟气危害分析1.窒息死亡人体与外界的气体交换，吸入氧气和呼出二氧化碳是通过肺实现的，这包括肺通气（肺与外界的气体交换）和肺换气（肺与血液间的气体交换）两个方面。肺通气量不足或肺换气不足时均会使血液中氧气含量降低，二氧化碳含量增高，从而导致人体出现窒息死亡。单纯窒息死亡。正常情况下，空气中的氧气含量为21%，火灾发生时，可燃物燃烧过程要消耗大量的氧气，致使烟气中的氧气含量降低，而且往往低于人们生理正常所需要的数值。比如，1公斤完全燃烧需消耗氧气4立方米，假如一房间面积20平方米，层高3米，1公斤完全燃烧后其氧含量会降低到14.3%。当空气中含氧量降低到15%时，人的肌肉活动能力下降；降到10-14%时，人就四肢无力，智力混乱，辨不清方向；降到6-10%时，人就会晕倒；低于6%时，短时内人就会因缺氧而窒息死亡。脑是需氧最多而且最不能耐受缺氧的器官，脑的重量虽然只占体重的2%，但其耗氧量竟占周身耗氧量的20%以上。脑缺氧仅3-4分钟便会发生不可逆的缺氧性损伤，因此在缺氧的环境中，大脑首先受影响，产生功能障碍，情况严重则会使人窒息死亡。即使含氧量在6-14%之间，虽然不会因缺氧而短时死亡，但也会因活动能力下降或丧失活动能力不能顺利逃离火场最终被火烧死或其他因素致死。在密闭性高的空间内（如地下室），氧气的含量最低仅达3%。烟尘堵塞窒息死亡。含有大量烟尘的烟气被火灾现场中人员吸入后，会粘附在鼻腔、口腔和气管内，进入支气管、细支气管和小支气管，甚至由扩散作用能进入肺部粘附在肺泡上。所以火灾中受害者的鼻腔、口腔、舌体上表面和气管处会发现大量烟尘，有时会是厚厚的一层，严重时会堵塞鼻腔和气管，致使肺通气不足，最终窒息死亡。热力损伤窒息死亡。发生火灾后，火焰的温度可达1000以上，醚类和一些可燃气体火灾的火焰温度可达2000以上，从火场中扩散出来的烟气温度可高达几百度。人吸进高温烟气后，高温烟气流经鼻腔、咽喉、气管进入肺部的过程中，会灼伤鼻腔、咽喉、气管甚至肺，致使其粘膜组织出现水泡、水肿或充血。干热空气的热含较低，10升350空气中所含的热量可被1.5毫升水分的蒸发而吸收。实验表明，动物麻醉后声门开放，由喉部吹入350的热空气，经过湿润的气管到达气管隆突时即降至50。湿热空气的热含高，100%相对湿度的蒸汽所含热量是100干热空气所含热量的4000倍，所以含有水蒸汽的烟气造成的热力损伤更为严重。首先，咽喉和气管是新鲜空气吸入肺部和废气呼出肺部必经的狭长管道，其出现水泡、水肿或充血时，该管道的内径必然减小，影响新鲜空气的吸入和废气的呼出，致使肺通气不足。情况严重时，伤者可出现窒息，所以这些伤者在治疗过程中应及时做气管切开，保持呼吸道通畅。其次，高温烟气流经鼻腔、咽喉、气管进入肺部后，温度虽有所降低，但还是能够灼伤肺部气管、支气管壁的毛细血管和肺泡壁毛细血管，使毛细血管通透性增加，致使大量渗出液积聚于气管、支气管管腔中以及肺间质、肺泡腔内，直接影响肺换气，氧气、二氧化碳就不能最终实现体内体外的交换，人就会因缺氧而窒息死亡。粘膜刺激窒息死亡。有些燃烧产物会对人的喉、气管、支气管和肺产生强烈的刺激作用，致使其不能正常呼吸而窒息死亡。二氧化硫、氨和炭粒刺激喉部粘膜引起咳嗽反应，可作用于平滑肌或通过轴索反应诱发支气管痉挛，增加气道阻力。光气、二氧化氮刺激肺感受器，使呼吸浅快，产生呼吸困难，引起肺水肿，影响肺通气。二氧化硫、氨气和氯化氢等易溶性气体进入湿润的呼吸道后便迅速溶解，造成上呼吸道化学性烧伤，继发炎性水肿后引起上呼吸道阻塞。醛类具有很强的刺激性和蛋白质变性作用，实验表明给动物吸入10ppm的丙烯醛能迅速诱发肺水肿，动物在数分钟内即死亡。化学窒息死亡。人吸入一氧化碳、硫化氢及氰化物后会出现化学窒息死亡。一氧化碳与血红蛋白的亲和力要比氧大210倍，正常情况下空气中的氧含量为21%，当空气中一氧化碳含量达0.1%时，血液中将形成50%的碳氧血红蛋白和50%的氧合血红蛋白，此时已是一氧化碳重度中毒，会使呼吸中止。而在实际火灾现场中几分钟内烟气中的氧含量会远低于21%，一氧化碳含量会远高于0.1%，能造成人短时间内死亡。氰化物具有极强的细胞毒作用，少量进入体内后会迅速与细胞色素氧化酶结合生成氰化高铁细胞色素氧化酶，使细胞色素丧失传递电子的能力，使呼吸链中断细胞死亡，致人短时死亡。2.麻醉有些气体(如笑气、醚类)吸入不会使人窒息死亡，但对人体有麻醉使用，人被麻醉神志不清活动能力下降而不能及时逃离现场，最终会被火烧死或其他因素致死。3.高温火灾烟气温度可高达几百度，在密闭性高的空间内（如地下室）烟气的温度可高达千度。人对高温烟气的忍耐是有限的，65时，可短时忍受；120时，15分钟内可产生不可恢复的损伤；140时，可忍受5分钟；170时，可忍受1分钟；温度再高些，1分钟也忍受不了，会有强烈的疼痛感，心率加快，肌肉痉挛，出现休克，不能及时逃离火场而被烧死或其他因素致死。4.其他危害火灾烟气对可见光有较强的遮蔽作用，使能见度大大降低，同时火灾烟气中的氯化氢、氨气和氯等气体对眼睛有强烈的刺激使用，使人睁不开眼睛，严重影响逃离现场的速度。火灾现场产生的大量浓烟会使人们产生恐怖感，惊慌失措，失去理智，给火场逃生造成混乱局面，具有很强的危害性。最后，笔者提醒人们，在建筑装修过程中采用的一些材料在火灾中会产生本文提及的一些有害气体和大量浓烟，因此在选用装修材料时不仅要考虑其是否可燃易燃，还应考虑其燃烧时的发烟量和可能产生的有害气体及产生量。