7.2.3 Токсические вещества, образующиеся при пожаре

В процессе горения полиолефинов образуется сложная смесь газообразных продуктов. Её состав приведен в таблице 7.2

Для каждого вещества по формуле 7.7 рассчитан коэффициент опасности.

K_ОП=m_ПР/ПДК_МР, где (7.7)

m_пр– степень превращения (отношение массы полученного компонента к массе сгоревшего полимера), %

ПДК_МР– максимальная разовая предельно допустимая концентрация вещества, мг/м³

Таблица 7.2 –Выход компонентов продуктов сгорания полиэтилена [27]

Компонент	Степень превращения, %	ПДКМР, мг/м^3 [32]	КОП
Водород, H2	0,25	-	-
Оксид углерода, CO	11,4	5,0	76
Диоксид углерода, CO2	66,0	-	-
Метан	13,5	-	-
Этан	1,0		-
Пентан	1,81	100	0,0181
Гексаны	2,33	60	0,03883
Этилен	18,7	-	-
Бутилен	1,95	3	0,65
Пентен	1,75	-	-
Ацетилен	0,25	-	-
Бензол	1,0	1,5	0,67
Толуол	1,12	0,6	1,87
Ксилол	1,0	0,2	5
Стирол	0,5	0,04	12,5
Ацетальдегид CH3CO	3,49	0,01	349
Акролеин CH2CHCHO	5,65	0,03	188
Ацетон (CH3)2CO	0,56	0,35	1,6
Дымовой аэрозоль	22,8	-	-

Очевидно, что чем больше коэффициент опасности, тем большую опасность для здоровья человека будет представлять это вещество в случае возникновения пожара. Поэтому из этого списка наиболее опасными для здоровья человека являются оксид углерода, ацетальдегид и акролеин.

Для указанных выше веществ рассчитаем концентрации загазованности воздуха в помещении по формуле 7.4

(7.4)

v_m– приведенная массовая скорость выгорания, Для полиэтиленаv_m=0,87 кг/(м²·мин)

S_П –средняя площадь пожара, м²

τ_П– продолжительность пожара

m_ПР– массовая доля примеси в продуктах горения.

V_П– объем помещения.V_П=17·8,7·7=1053,3 м³

Площадь одной полки стеллажа составляет 3,6м², площадь всех полок на стеллаже – 10,8м², общая площадь всех стеллажей–129,6 м³. Масса полиэтилена на одной полке – 300 кг.

Изменение площади горения с течением времени показано в таблице 7.3 и на рисунке 7.2

Таблица 7.3 –Зависимость площади горения от времени пожара

Время, мин	2	4	6	8	10	12	14	16	18
Площадь, м^2	3,6	18	30,6	50,4	75,6	97,2	122,4	144	187,2
Масса выгоревшего полимера, кг	3,132	37,584	126,846	281,88	548,1	902	1337	1854	2593
Время, мин	20	22	24	26	28	30	32	34	36
Площадь, м^2	212,4	226,8	240,2	248,4	255,6	262,8	264,8	270	277,2
Масса выгоревшего полимера, кг	3477	4203	4875	5526	6139	6765	7344	7910	8569

Концентрация токсических веществ в воздухе и её изменение с течением времени по трём основным токсичным веществам отражена в таблице 7.4 и на графике 7.3

Таблица 7.4 – Изменение концентрации токсичных веществ в ходе пожара

Время, мин			0		2		4		6		8		10		12		14		16		18
Концентрация, г/м3	CO	0		0,34		4,07		13,73		30,51		59,32		97,63		144,74		200,68		280,68
	CH3CO	0		0,10		1,25		4,20		9,34		18,16		29,89		44,31		61,44		85,93
	CH2CHCHO	0		0,17		2,02		6,80		15,12		29,40		48,38		71,74		99,46		139,11

Время, мин			20		22		24		26		28		30		32		34		36		38
Концентрация, г/м3	CO	376,27		454,91		527,68		598,09		664,40		732,20		794,87		856,08		927,45		376,27
	CH3CO	115,19		139,27		161,54		183,10		203,40		224,16		243,34		262,08		283,93		115,19
	CH2CHCHO	186,48		225,46		261,53		296,42		329,29		362,89		393,95		424,28		459,66		186,48

рисунок 7.2 – Динамика пожара

Пороговая концентрация для окиси углерода составляет 2,4 г/м³и будет превышена к середине 4-й минуты, для акролеина -0,005 г/м³и будет превышена к с первых минут пожара, для ацетальдегида 4г/м³и будет превышена через 4,5 минуты.

Летальная концентрация окиси углерода составляет 6г/м³и будет достигнута через 5 минут, для акролеина–0,35 г/м³и будет достигнута уже к 3-й минуте, для ацетальдегида–23 г/м³и будет наблюдаться в воздухе после 12 минут пожара.

Таким образом, нахождение персонала после 3-й минуты пожара в помещении склада без специальных средств защиты на протяжении более, чем 10 минут, приведет к летальным последствиям.

рисунок 7.2 –Изменение концентрации наиболее опасных токсичных веществ.