烟气——火灾中的蒙面杀手

烟气烟气 火灾中的蒙面杀手火灾中的蒙面杀手 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 12 25 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