Токсичность продуктов горения и разложения полимеров

Концентрация кислорода в районе пожара понижается ввиду его расхода на процесс горения и термоокислительное разложение пожарной нагрузки и за счет разбавления образующимися продуктами разложения и горения.

Снижение концентраций кислорода вызывает у человека не только определенный физиологический эффект, но и усиливает токсическое действие образующихся продуктов разложения и горения. Снижение концентрации кислорода до 15% вызывает у человека асфиксию (удушье).

Наиболее часто образующимися и потенциально опасными продуктами разложения и горения полимерных материалов являются: оксид углерода (IV), оксид углерода (II), хлороводород, сернистый газ, окислы азота, хлор, альдегиды, цианистый водород.

Диоксид углерода СО₂ – бесцветный газ (в воздухе 0, 05-0, 04 %). Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье.

Монооксид углерода СО – мало растворим в воде. Получается при неполном сгорании органических веществ. Большая опасность оксида углерода (II) для человека определяется в первую очередь тем, что связь гемоглобина с оксидом углерода (II) прочнее, чем с кислородом. При этом образуется устойчивый карбоксигемоглобин, вследствие чего нарушается и даже прекращается нормальная функция гемоглобина. Вдыхание 5 % СО в составе воздушной смеси в течении 5-10 минут - смертельно.

Хлороводород HCl - резкий запах, хорошо растворим в воде. Вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, носа. Образуется при разложении и сгорании хлорсодержащих полимеров. Вызывает коррозию металлов, разрушение бетона, цемента.

Сероводород Н₂S – запах тухлых яиц. Скапливается на дне ям колодцев и т.д. Горюч. Сероводород образуется при горении разложении серосодержащих полимерных материалов (резин, шерсти и т. д.). В небольших концентрациях сероводород действует на слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, вызывает жжение, слезотечение, а также светобоязнь. В больших концентрациях вызывает судороги и быструю смерть от остановки дыхания. Концентрация 1 мг/л вызывает смерть в течение 2 мин. Присутствие углеводородов усиливает токсичное действие сероводорода

Диоксид серы SO₂ – характерный острый запах. Раздражает верхние дыхательные пути и при достаточно больших концентрациях–слизистую оболочку легких. Физиологически вредное действие оксида серы (IV) состоит в поглощении его влажной поверхностью слизистых оболочек и с последовательным образованием на них сернистой и серной кислот.

Циановодород HCN – бесцветная очень неподвижная жидкость. Т_кип. =25, 7 ^оС. Легче воздуха. Хорошо растворим в воде. В присутствии влаги и щелочей гидролизуется до NH₃ и муравьиной кислоты НСООН, частично полимеризуется. Горюч. Цианид водорода является нервным ядом, обладает высокой способностью проникать через кожу.

Оксид азота (II) NO – образуются при сгорании азотсодержащих полимеров. сильный яд, оказывающий влияние на ЦНС, а также вызывающий поражение крови за счёт связывания гемоглобина

Оксид азота (IV) NO₂ – обладае т выраженным раздражающим действием на дыхательные пути, особенно глубокие, что в тяжелых случаях может привести к токсическому отеку легких. Обладает и общетоксическим действием.

Аммиак NH₃ – образуется при сгорании азотсодержащих полимеров. Обладает резким запахом. Хорошо растворим в воде. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. При вдыхании может вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы.

Фтороводород HF – обладает резким запахом, хорошо растворим в воде (плавиковая кислота). Образуется при сгорании фторсодержащих полимеров. Сильно раздражает верхние дыхательные пути человека. Вызывает коррозию металлов.

Фосген COCl₂ – бесцветный газ с запахом прелого сена или фруктов. Тяжелее воздуха в 3, 5 раза. Плохо растворим в воде, хорошо — в органических растворителях.

При нагревании может разлагаться: COCl₂=CO+Cl₂. В воде быстро гидролизуется: COCl₂+H₂O = HCl+CO₂.

Обладает удушающим действием. Смертельная концентрация 0, 01 – 0, 03 мг/л (15 минут). Контакт фосгена с легочной тканью вызывает нарушение проницаемости альвеол и быстро прогрессирующий отёк лёгких

Хлор –желто-зеленый газ с резким удушающим запахом, очень токсичен, концентрация выше 0, 1 мг/л опасна для жизни: дыхание становится частым, судорожным, паузы продолжительными, остановка дыхания наступает через 5-25 мин.

Альдегиды. Наиболее часто образующимися альдегидами при разложении и горении полимерных материалов являются формальдегид СН₂О, ацетальдегид С₂Н₄О и акролеин.

Формальдегид (метаналь) – газ с резким запахом, хорошо растворим в воде. Легко конденсируется с аммиаком и аминами. Формальдегид —–раздражающий газ, обладающий общей ядовитостью, вызывает конъюнктивит, насморк, бронхит, воспаление или повышенную чувствительность кожи к раздражениям, слабость и бессоницу, ощущение опьянения.

Ацетальдегид (этаналь) –легко кипящая жидкость (температура кипения +20°С) с сильным запахом. При высоких концентрациях ацетальдегид вызывает удушье, резкий кашель, головные боли, воспаление, бронхиты.

Акролеин (пропеналь) –бесцветная жидкость с запахом пригорелого жира. Акролеин сильно раздражает слизистые оболочки. При кратковременном воздействии вызывает жжение в глазах, слезотечение, отек век, кашель, при несколько больших концентрациях – головокружение, боли в животе, тошноту, рвоту, в тяжелых случаях – замедление пульса, понижение уровня сахара в крови, похолодание конечностей, онемение кончиков пальцев, расширение зрачков, потеря сознания.

Таблица Предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ в атмосферном воздухе населенных мест

Литература

1. Артеменко, А. И. Органическая химия: – М.: Высшая школа, 2009. – 558 с.

2. Демидов, П.Г., Шандыба, В.А., Щеглов, П.П. Горение и свойства горючих веществ. – М.: Химия, 1981. – 272 с.

3. Фримантл, М. Химия в действии. Ч. 2. – М.: Мир, 1998. – 620 с.

4. Щеглов, П. П., Иванников, В. Л. Пожароопасность полимерных материалов. – М.: Стройиздат, 1992. –110 с.