安全必读3:为什么会有火灾伤亡(中):人不像鲸鱼,可怕就可怕在这个地方——燃烧产物特性及其对人的影响
前边讲了火、讲了灾、讲了火灾的由来,我们把为什么会有火灾的问题解决了。见《安全必读2:为什么会有火灾伤亡(上)?》
有火灾就会有伤亡吗?火灾与伤亡之间到底存在着怎样的关联?现在我们就来探讨这些问题。
如果现在问大家火灾亡人的原因是什么,估计很多人张口就会说当然是被大火烧死的。然而,在火灾伤亡中真正被火烧死的比例还占不到20%。在讨论死因之前,我们先来看看火灾中的燃烧到底制造了些什么产物出来。
燃烧的产物及其特性
前面讲过,凡是火,必发光、必有焰、必放热,这是火的基本特征。现在的人们认为燃烧分为有焰燃烧和无焰燃烧,而我们常见火灾的燃烧都是有焰燃烧,并且在有火的同时常常伴有烟、气等的出现。
这样,在一般的火灾中,燃烧的产物通常会有光、焰、热、烟、气和灰烬等。燃烧物和燃烧条件不同,燃烧产物也会有所差别。
光是燃烧物中炽热的固体粒子或某些不稳定的中间粒子在能级跃迁时释放的能量。光只沿直线传播,被不透光的物体遮挡时,人的眼睛也就无法看到。
焰是气相火区发光给人留下的燃烧轮廓。由于气流的不稳定性,人们通常会看到火焰是流动或是跳动着的,它不仅对周围空间产生热辐射,还可以借助气流等在某些条件下形成滚然、轰然、回燃等火现象,从而促进燃烧蔓延扩大。
热是燃烧这种化学反应所释放出来的一种能量。热量可通过传导、对流或热辐射从一个区域传递到另一个区域,其中热辐射不需要任何介质,是火场热传递的主要途径。
烟是不充分燃烧产生的碳颗粒和充分燃烧产生的灰烬等在热气流作用下的升腾和漂浮,有时还吸附了一些液滴。烟随气流具有流动性,可以携带热量扩散促进燃烧蔓延。
气是很多燃烧物燃烧时的常见产物。比如木材充分燃烧会产生二氧化碳,不充分燃烧会产生一氧化碳,木材在热分解中还会释放出水汽、焦油气等。通常火灾中的燃烧物质具有多样性,燃烧条件也不尽相同,所以燃烧所释放出来的气体成分相当复杂。有些气体具有毒性,比如一氧化碳、氰化氢;有些气体虽然无毒但不能提供氧,比如二氧化碳,所以它们均可导致人的死亡。
灰烬是一些物质燃烧后残留的固体产物,它们在通常条件下一般不能再被分解或燃烧。比如,木材或纸张充分燃烧后会剩下发白的灰烬,越是不充分燃烧,灰烬的颜色就会越黑。
燃烧产物对人的影响
在前一部分谈到燃烧的产物及其特性时,我们已经谈到过一些它们对人的影响,但这还远远不够。
目前大家公认的火场中对人影响最大的是烟气。
烟和气是两种不同的东西,由于它们在火场中经常混在一起不好区分,并且往往共同作用于人体并造成损害,所以人们习惯于把二者统称为烟气。
火场烟气成分非常复杂,既有完全燃烧或不完全燃烧的气体产物,也有未完全燃烧的液、固相分解物,还有一些冷凝物的微小颗粒。这样一来,仅从物理形态上看,火场烟气就已经囊括了固、液、气三相的全部。
火场烈焰熊熊,那么高的温度还会有未完全燃烧的产物吗?有人可能会有这个疑问。
决定物质是否能够充分燃烧,不仅决定于温度,还决定于时间和供氧量等。
人们通常所见到的燃烧,那些舞动着的火焰其实是固态燃烧物受热分解出来的气体、或是液态可燃物受热蒸发出来的蒸汽、或是可燃气体本身等的燃烧,归根结底都是气体在燃烧,而不是固体或是液体本身在燃烧。固体和液体燃烧必须经过热分解、热蒸发等才能实现,这需要一个过程。
正因为燃烧过程极其复杂,所以燃烧物质本态、中间态和燃烧终极态物质多样混合,并且受气流湍流等的影响,火场内各个空间区域甚至是火焰区本身范围内的氧浓度和温度都不一样,这也就更加导致了烟气物质的复杂多样性。
这么说吧,假如你在火灾现场中被迫吸入了一口烟气,那么就好比一条鲸鱼在非常浑浊的洪水中猛猛地吸了一口脏水。这里边既有浑浊的水,也夹杂着大量的沙,还可能有一些枯枝败叶甚至是汽车轮胎等乱七八糟的很多东西揉在里头,都一块儿被吸进去了,当然也可能有那么一两条鱼——活鱼或死鱼。只不过鲸鱼吸进去的这口东西兴许还能马上被吐出来,可你吸进去的基本上是吐不出来了。人不像鲸鱼,火灾中吸入烟气可怕就可怕在这个地方。
烟气对火场求生中的人有什么影响呢?
可以主要概括为“六性”。
第一是遮光性。浓烟会遮挡住光线让环境变得黑暗,在伸手不见五指的环境中显然增大了转移难度。平时你快步走的速度可能是1.4m/s,但如果蒙上眼睛,你的速度马上会骤降到0.3 m/s,这还不算你可能会撞到哪或被什么东西给绊倒的可能。
第二是刺激性。烟气的刺激往往具有复杂的复合性特征。烟气可对眼睛产生刺激,让你紧闭双眼还泪流不止;可对味觉产生刺激,让你闭紧嘴巴、拧紧鼻子还紧皱眉头;可对皮肤或呼吸道产生热刺激,让你如坐针毡又无处可安;烟尘颗粒进入呼吸道引起异物刺激,吃饭时一不小心呛个米粒都让人难受不已,更何况是千百个滚烫的“粒粒”一块呛进来呢!所有刺激一块来,想想都刺激得让人不要不要的。
第三是毒害性。据不完全统计,火灾中因烟气致死的人数约占火灾死亡的80%以上,而这其中烟气中毒又占主流。1994年的辽宁阜新艺苑歌舞厅“11.27”火灾造成200多人中毒窒息死亡;新疆克拉玛依友谊馆“12.8”大火死亡的325人中,95%以上是烟气中毒。目前人们已经知道一氧化碳和氰化氢是火场烟气中的致命杀手,但尚未知道的毒气和毒物到底在火灾燃烧中存在多少,它们对人到底造成了怎样的危害,这里头还有很多东西不得而知。
第四是爆炸性。火场烟气中有些物质是未完全燃烧的产物,它们还可以继续燃烧;有些物质本身就是已经分解出来或是蒸发出来等待燃烧的东西,这些物质混合在一起,当浓度、温度等合适的情况下,在火焰等能量作用下一触即发地发生剧烈燃烧。速度极快时,便是人们所畏惧的爆炸。
第五是腐蚀性。烟气中既有固态物质、也有液态物质、还有气态物质,它们五花八门、神出鬼没,有些物质可能还具有腐蚀性,对人体能够造成现实危害。
第六是恐怖性。遮光、刺激、有毒、还会爆炸、还具有腐蚀性,这够让人害怕的了。但这还不够,伴随着火场恐怖的声音和人们惊恐万分的紧张,那种灭顶的恐惧也是致命的。
说火灾中有人是毒死的,有人是烧死的,有人是摔死或是砸死的,但也一定有人是被吓死的,这话肯定不假。下边咱具体谈谈人到底是怎么死的。(未完待续)
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禅哥简介:禅茶诗书,河北围场人,1998年毕业于河北建筑工程学院,中国科学院研究生院在职工程硕士学位,曾任武警学院外聘教官,现为全国火灾调查技术学术工作委员会委员、全国消防科普专家、火灾调查专家、海南省安全生产专家库专家。
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