Определение удельного коэффициента образования и критической парциальной плотности циановодорода и моноксида углерода при пожаре в помещении

Введение. Современные математические модели распространения токсичных газов используют значения удельных коэффициентов образования лишь трех газов, не рассматривая весь спектр токсичных газов, образующихся при горении синтетических материалов, поэтому экспериментальное исследование процесса образования циановодорода представляет собой актуальную задачу.
Цель и задачи. Целью статьи является разработка методики получения исходных данных по выделению циано­водорода, необходимых для расчета времени блокирования путей эвакуации. Для ее достижения была обос­нована величина критической концентрации циановодорода, модернизирована экспериментальная установка и проведены экспериментальные исследования парциальных плотностей циановодорода и моно­ксида углерода, а также удельных коэффициентов их выделения при горении современной кабельной продукции.
Методы. Используется экспериментальный метод исследования процесса образования циановодорода и ­моноксида углерода при горении образцов кабельной продукции в модернизированной малогабаритной экспериментальной установке. Проведен анализ полученных результатов.
Результаты. Обоснована критическая величина парциальной плотности циановодорода, представленная в нормативных документах, на основе анализа данных, приведенных в литературных источниках. Получены экс­периментальные зависимости парциальных плотностей циановодорода и моноксида углерода, а также удельных коэффициентов их выделения от времени проведения испытаний. Показано, что в экспериментах парциальная плотность циановодорода достигает своего критического значения, что обосновывает необходимость расчета времени блокирования путей эвакуации с учетом циановодорода.
Заключение.  Модернизация экспериментальной установки дает возможность получить экспериментальные зависимости парциальных плотностей циановодорода и моноксида углерода, а также удельных коэффициентов их выделения от времени. Это позволяет актуализировать (по HCN и СО) существующую базу данных типовой пожарной нагрузки и проводить расчет времени блокирования путей эвакуации при совместном воздействии вышеуказанных газов. При расчете пожарных рисков в случае горения современной кабельной продукции необходимо определять время блокирования путей эвакуации циановодородом.

1. Белешников И. Л. Судебно-медицинская оценка содержания цианидов в органах и тканях людей, погибших в условиях пожара : автореф. дис. … канд. мед. наук. — СПб., 1996. — 11 с.

2. Stec A. A., Hull T. R. Assessment of the fire toxicity of building insulation materials // Energy and Buildings. — 2011. — Vol. 43, Issue 2-3. — P. 498–506. DOI: 10.1016/j.enbuild.2010.10.015.

3. Пузач С. В., Доан В. М., Нгуен Т. Д., Сулейкин Е. В., Акперов Р. Г. Образование, распространение и воздействие на человека токсичных продуктов горения при пожаре в помещении : монография / Под ред. С. В. Пузача. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2017. — 130 с.

4. Пузач С. В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2005. — 336 с.

5. Kim N.-K., Cho N.-W., Rie D.-H. A study on the risk of particulate materials included in the combustion products of building materials // Fire Science and Engineering. — 2016. — Vol. 30, Issue 1. — P. 43–48. DOI: 10.7731/KIFSE.2016.30.1.043.

6. Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. — М. : Академия ГПС МВД России, 2000. — 118 с.

7. Пузач С. В., Смагин А. В., Лебедченко О. С., Абакумов Е. С. Новые представления о расчете не¬обходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2007. — 222 с.

8. Anderson R. A., Harland W. A. Fire Deaths in the Glasgow Area: III the Role of Hydrogen Cyanide // Medicine, Science and the Law. — 1982. — Vol. 22, Issue 1. — P. 35–40. DOI: 10.1177/002580248202200106.

9. Sweeney L. M., Sommerville D. R., Goodwin M. R., James R. A., Channel S. R. Acute toxicity when concentration varies with time: A case study with carbon monoxide inhalation by rats // Regulatory Toxicology and Pharmacology. — 2016. — Vol. 80. — P. 102–115. DOI: 10.1016/j.yrtph.2016.06.014.

10. Pauluhn J. Acute inhalation toxicity of carbon monoxide and hydrogen cyanide revisited: Comparison of models to disentangle the concentration × time conundrum of lethality and incapacitation // Regulatory Toxicology and Pharmacology. — 2016. — Vol. 80. — P. 173–182. DOI: 10.1016/j.yrtph.2016.06.017.

11. Эркенов Р. Х., Эгизов С. К., Мещеряков А. В., Плаксицкий А. Б. Технические исследования процессов механодеструкции строительных полимерных материалов // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. — 2018. — T. 1, № 9. — С. 1018–1019.

12. Treitman R. D., Burgess W. A., Gold A. Air contaminants encountered by firefighters // American ¬Industrial Hygiene Association Journal. — 1980. — Vol. 41, Issue 11. — P. 796–802. DOI: 10.1080/15298668091425662.

13. Холщевников В. В., Самошин Д. А., Парфененко А. П., Кудрин И. С., Истратов Р. Н., Белосохов И. Р. Эвакуация и поведение людей при пожарах. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2015. — 262 с.

14. Самошин Д. А. Состав людских потоков и параметры их движения при эвакуации. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2016. — 210 с.

15. Orloff K. G., Kaplan B., Kowalski P. Hydrogen cyanide in ambient air near a gold heap leach field: Measur¬ed vs. modeled concentrations // Atmospheric Environment. — 2006. — Vol. 40, Issue 17. — P. 3022–3029. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2005.09.089.

16. Anseeuw K., Delvau N., Burillo-Putze G., De Iaco F., Geldner G., Holmström P., Lambert Y., Sabbe M. Cyanide poisoning by fire smoke inhalation: a European expert consensus // European Journal of Emergency Medicine. — 2013. — Vol. 20, Issue 1. — P. 2–9. DOI: 10.1097/MEJ.0b013e328357170b.

17. Иличкин В. С., Фукалова А. А. Токсичность продуктов горения полимерных материалов : обзорная информация. — М. : ГИЦ, 1987. — 68 с.

18. Hartzell G. E., Priest D. N., Switzer W. G. Modeling of toxicological effects of fire gases: II. Mathematical modeling of intoxication of rats by carbon monoxide and hydrogen cyanide // Journal of Fire Sciences. — 1985. — Vol. 3, Issue 2. — P. 115–128. DOI: 10.1177/073490418500300204.

19. Kaplan H. L., Hartzell G. E. Modeling of toxicological effects of fire gases: I. Incapacitation effects of narcotic fire gases // Journal of Fire Sciences. — 1984. — Vol. 2, Issue 4. — P. 286–305. DOI: 10.1177/073490418400200404.

20. Пузач С. В., Нгуен Тат Дат. Критическая концентрация монооксида углерода при пожаре в помещении // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. — 2016. — Т. 1, № 1. — С. 181–183.

21. Пузач С. В., Акперов Р. Г. Экспериментальное определение удельного коэффициента образования моноксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. — 2016. — T. 25, № 5. — С. 18–25. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.05.18-25.

22. Пузач С. В., Сулейкин Е. В. Новый теоретико-экспериментальный подход к расчету распространения токсичных газов при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Ex¬plosion Safety. — 2016. — Т. 25, № 2. — С. 13–20. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.02.13-20.

23. Пузач С. В., Сулейкин Е. В., Акперов Р. Г., Пузач В. Г. Об экспериментальной оценке токсичности продуктов горения при пожаре в помещении // Технологии техносферной безопасности. — 2013. — Вып. 4(50). — 11 c.