在火災(zāi)中,真正致命的往往不是火焰,而是那無形的煙氣。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)遭遇火災(zāi),煙氣中會產(chǎn)生大量有毒氣體,主要是一氧化碳(CO)和氰化氫(HCN)。這兩種氣體本身已極具危險性,而它們的結(jié)合更是劇增了危害,使消防員置身于極大的危險之中。因此,它們在消防界被形象地稱為“雙生毒氣”。
當(dāng)CO和HCN發(fā)生反應(yīng),會產(chǎn)生致命的化學(xué)窒息劑,可能導(dǎo)致消防員或火災(zāi)受害者在現(xiàn)場心臟驟停,甚至在幾十年后引發(fā)癌癥。了解這兩種毒氣的性質(zhì),對于我們采取有效的防護措施至關(guān)重要。
1. 雙生毒氣的認識歷程
20世紀70年代,消防部門開始意識到吸入煙霧中的有毒氣體的危害。隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn),清理火場時散發(fā)的有毒氣體同樣危險。目前,業(yè)界已逐漸認識到這些有毒氣體對健康的長期危害,如致癌風(fēng)險。
過去,家居用品多為天然材料制成,如棉花、羊毛和木材。但在20世紀60年代后,合成材料開始廣泛應(yīng)用。如今,大多數(shù)家具、地毯、床上用品、衣物、家用電器、電子產(chǎn)品和建筑材料都是合成材料制成。這些合成材料在燃燒時,會釋放高濃度的HCN和其他有毒物質(zhì),尤其是絕緣材料。
由于合成材料燃燒時溫度更高、閃燃速度更快,HCN的釋放也更為迅速?;鹪串a(chǎn)生的輻射熱會迅速加熱周圍材料,引發(fā)量化分解反應(yīng),將有毒氣體擴散至整個建筑。2003年美國羅德島州西沃威克一家夜總會發(fā)生的火災(zāi)就是量化分解的一個悲劇性例證。樂隊演奏時,煙火裝置引發(fā)的放熱反應(yīng)導(dǎo)致不合規(guī)的消聲泡沫板燃燒,產(chǎn)生了大量含有HCN的濃煙。由于建筑內(nèi)噴水滅火系統(tǒng)不足,短短90秒內(nèi),場地變得難以忍受。462人中的許多人因煙霧中的HCN/CO而難以逃生,最終造成100人死亡,200多人嚴重?zé)齻蚴軅?/p>
2. 煙塵中的無形殺手
在住宅火災(zāi)中,煙塵吸入是致死的主要原因,而非燒傷。據(jù)NFPA的研究,煙塵吸入致死案例是燒死案例的8倍?;馂?zāi)時,隨著氧含量減少,環(huán)境中可能含有高濃度的一氧化碳和其他有毒物質(zhì)。而且,煙塵的毒性與其厚度、顏色或運動軌跡無關(guān),因此無法通過觀察煙塵來判斷建筑內(nèi)產(chǎn)生了多少有毒氣體。即使是顏色淺薄的煙塵,同樣可能含有致命毒素。盡管消防員通過肺部和皮膚都會接觸到有害物質(zhì),但肺部吸入的效率是皮膚吸收的300倍。
3. 隱形殺手HCN
多年來,CO的威脅一直為人所知,但HCN的存在往往被忽視。盡管人們常將氰化物與化學(xué)武器和危險物質(zhì)場景相聯(lián)系,但研究顯示,在每年數(shù)以千計的火災(zāi)致死案例中,HCN是一個重要的因素。事實上,在火災(zāi)煙霧中,HCN的毒性比CO強35倍。
美國國家職業(yè)安全與健康研究所(NIOSH)為HCN設(shè)定的短期接觸限值(TLV-STEL)為4.7ppm,這意味著工人不得暴露于超過這一濃度的環(huán)境中超過15分鐘,且每天不得重復(fù)進入這樣的環(huán)境超過4次。而ACGIH已將4.7ppm指定為工人的暴露上限值(TLV-C),意味著工人絕不能暴露于超過此濃度的環(huán)境中。令人震驚的是,研究表明,在常見的建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)中,HCN 的濃度常常會達到 200ppm,這一濃度足以在30至60分鐘內(nèi)致命。
4. 毒素的持久影響
人們曾認為,將受害者從煙霧中救出并置于新鮮空氣下,就能置換掉體內(nèi)的毒素。然而,我們現(xiàn)在知道,這些毒素會在人體內(nèi)長期存留,難以被清除。癌癥已成為消防員的頭號長期死因,這與他們在工作中接觸的有毒物質(zhì)不無關(guān)系。
由于HCN的毒性極強,消防員在火災(zāi)后出現(xiàn)的頭暈、虛弱和心跳加快等癥狀,可能與HCN暴露有關(guān)。許多消防員在滅火期間或之后出現(xiàn)的心臟病發(fā)作和心臟驟停情況也可能與HCN有關(guān)。此外,HCN還會產(chǎn)生類似麻醉劑的作用,導(dǎo)致非理性和怪異行為,使消防員或受害者做出可能威脅生命的決定。
5. HCN如何影響人體?
HCN是一種細胞窒息劑,會干擾人體的有氧呼吸。在正常呼吸時,人體為維持生命活動的重要酶提供營養(yǎng)素。但一旦吸入HCN,它會與一種名為細胞色素C氧化酶的關(guān)鍵酶結(jié)合,導(dǎo)致有氧呼吸通道關(guān)閉,轉(zhuǎn)而進行厭氧呼吸。這一過程會引發(fā)乳酸酸中毒,并在組織和器官中產(chǎn)生其他有毒物質(zhì)。這種對呼吸系統(tǒng)的干擾極為危險,可能導(dǎo)致迅速的生命威脅。
一旦吸入煙霧中所含的氰化氫,常常會出現(xiàn)認知功能障礙和困倦,這會削弱人們逃生或執(zhí)行救援行動的能力。暴露于低濃度環(huán)境(或最初暴露于較高濃度環(huán)境)會導(dǎo)致昏迷、意識模糊、臉紅、焦慮、流汗、頭痛、困倦和呼吸急促。暴露于較高濃度的 HCN 環(huán)境會導(dǎo)致虛脫、顫抖、心律失常(可能在經(jīng)歷火災(zāi)之后的兩至三周后發(fā)作)、昏迷、呼吸窘迫、呼吸停止和心血管衰竭。
6. 次生HCN暴露的風(fēng)險
消防員需警惕次生HCN暴露。由于火災(zāi)受害者柔軟的身體組織會吸收大量燃燒副產(chǎn)品,這些污染物在受害者被救出后釋放,導(dǎo)致救援人員同樣面臨HCN和其他化學(xué)物質(zhì)的暴露風(fēng)險。因此,將受害者送往醫(yī)院后,消防員返回消防站時,急救人員也可能出現(xiàn)頭痛、惡心、嘔吐等癥狀,可能與HCN和CO等污染物接觸有關(guān)。
7. 消防員的個人防護措施
消防員在執(zhí)行任務(wù)時雖難以完全避免接觸HCN和CO等有毒物質(zhì),但可通過以下措施降低風(fēng)險:
- 穿戴個人防護裝備(PPE),這需要消防員的持續(xù)關(guān)注和承諾。
- 定期監(jiān)測有毒氣體濃度,將其作為標(biāo)準程序。
- 使用自給式呼吸器(SCBA),直到確認環(huán)境安全為止,并為駕駛員/操作員提供SCBA。
- 在一小時內(nèi)淋浴,以減少毒素接觸量。若延遲至當(dāng)天晚上再淋浴,則效果大減。
- 按照消防和應(yīng)急培訓(xùn)學(xué)院(FETI)的準則清洗和消毒PPE。
- 在火災(zāi)現(xiàn)場和消防站內(nèi),都應(yīng)密切關(guān)注隊友是否出現(xiàn)中毒癥狀。
- 加強教育和培訓(xùn),提高消防員對氰化氫危害的認識。
8. 新技術(shù)助力雙生毒氣早期危險預(yù)警
研究表明,CO與HCN同時暴露的危害遠超單獨接觸。兩者協(xié)同作用,CO阻止氧氣到達重要器官,而HCN攻擊中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng),導(dǎo)致受害者失去方向感和思維混亂。因此,需要同時監(jiān)測這兩種氣體。新技術(shù)的出現(xiàn)為雙生毒氣的早期危險預(yù)警提供了可能。這些技術(shù)有助于消防員更早地識別危險,從而采取必要的防護措施。對于雙生毒氣一氧化碳(CO)和氰化氫(HCN)同時測量,工采網(wǎng)推薦:HCN氰化氫傳感器HCN-A1和CO一氧化碳傳感器TGS5141

氰化氫氣體傳感器HCN-A1的特點:
- 電化學(xué)原理
- 4系大小
- 線性模擬電流輸出.
- 分辨率高,達到0.05ppm
- 幾乎不受NO,CO,H2,C2H4,NH3,CO2的干擾

紐扣式一氧化碳傳感器(CO傳感器)TGS5141特點:
* 超小型
* 可電池驅(qū)動
* 對一氧化碳選擇性/重復(fù)性高
* 對一氧化碳具有很高的線性輸出特性
* 校準簡便易行
* 使用壽命長
* 取得UL認證
* 滿足 UL2034, EN50291和EN54-31的要求
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