Rök
rökens sammansättning beror på det brinnande bränslets natur och förbränningsförhållandena. Bränder med hög tillgänglighet av syre brinner vid hög temperatur och med en liten mängd rök som produceras; partiklarna består mestadels av aska eller med stora temperaturskillnader av kondenserad aerosol av vatten. Hög temperatur leder också till produktion av kväveoxider. Svavelhalt ger svaveldioxid, eller vid ofullständig förbränning, vätesulfid. Kol och väte oxideras nästan helt till koldioxid och vatten. Bränder som brinner med brist på syre ger en betydligt bredare palett av föreningar, många av dem giftiga. Partiell oxidation av kol producerar kolmonoxid, medan kväveinnehållande material kan ge vätecyanid, ammoniak och kväveoxider. Vätgas kan produceras istället för vatten. Halogener som klor (t.ex. i polyvinylklorid eller bromerade flamskyddsmedel) kan leda till produktion av väteklorid, fosgen, dioxin och klormetan, brommetan och andra halokarboner. Vätefluorid kan bildas av fluorkolväten, oavsett om fluoropolymerer utsätts för brand eller halokarbonbrandundertryckningsmedel. Fosfor-och antimonoxider och deras reaktionsprodukter kan bildas av vissa brandhämmande tillsatser, vilket ökar röktoxiciteten och korrosiviteten. Pyrolys av polyklorerade bifenyler (PCB), t.ex. från förbränning av äldre transformatorolja, och i lägre grad även av andra klorinnehållande material, kan producera 2,3,7,8-tetraklorodibensodioxin, ett potent cancerframkallande ämne och andra polyklorerade dibensodioxiner. Pyrolys av fluoropolymerer, t. ex. teflon, i närvaro av syre ger karbonylfluorid (som hydrolyserar lätt till HF och CO2); andra föreningar kan också bildas, t.ex. koltetrafluorid, hexafluoropropen och mycket giftigt perfluorisobuten (PFIB).
pyrolys av brinnande material, särskilt ofullständig förbränning eller smoldering utan tillräcklig syretillförsel, resulterar också i produktion av en stor mängd kolväten, både alifatiska (metan, etan, eten, acetylen) och aromatiska (bensen och dess derivat, polycykliska aromatiska kolväten; t.ex. bensopyren, studerat som cancerframkallande eller Reten), terpener. Det resulterar också i utsläpp av en rad mindre syresatta flyktiga organiska föreningar (metanol, ättiksyra, hydroxiaceton, metylacetat och etylformiat) som bildas som förbränning av produkter såväl som mindre flyktiga syresatta organiska arter som fenoler, furaner och furanoner. Heterocykliska föreningar kan också vara närvarande. Tyngre kolväten kan kondensera som tjära; rök med betydande tjärhalt är gul till brun. Förbränning av fasta bränslen kan resultera i utsläpp av många hundratals till tusentals organiska föreningar med lägre volatilitet i aerosolfasen. Närvaro av sådan rök, sot och / eller bruna oljiga avlagringar under en brand indikerar en möjlig farlig situation, eftersom atmosfären kan vara mättad med brännbara pyrolysprodukter med koncentration över den övre brandfarlighetsgränsen, och plötslig inrush av luft kan orsaka överstötning eller backdraft.närvaro av svavel kan leda till bildning av t.ex. vätesulfid, karbonylsulfid, svaveldioxid, koldisulfid och tioler; speciellt tioler tenderar att adsorberas på ytor och producera en långvarig lukt även långt efter elden. Partiell oxidation av de frigjorda kolvätena ger en bred palett av andra föreningar: aldehyder (t.ex. formaldehyd, akrolein och furfural), ketoner, alkoholer (ofta aromatiska, t. ex. fenol, guaiakol, syringol, katekol och kresoler), karboxylsyror (myrsyra, ättiksyra etc.).
den synliga partikelformiga substansen i sådana röker består oftast av kol (sot). Andra partiklar kan bestå av droppar kondenserad tjära eller fasta askpartiklar. Närvaron av metaller i bränslet ger partiklar av metalloxider. Partiklar av oorganiska salter kan också bildas, t. ex. ammoniumsulfat, ammoniumnitrat eller natriumklorid. Oorganiska salter som finns på ytan av sotpartiklarna kan göra dem hydrofila. Många organiska föreningar, vanligtvis de aromatiska kolvätena, kan också adsorberas på ytan av de fasta partiklarna. Metalloxider kan förekomma när metallinnehållande bränslen bränns, t.ex. fasta raketbränslen som innehåller aluminium. Utarmat uran projektiler efter att ha påverkat målet antänds, producerar partiklar av uranoxider. Magnetiska partiklar, sfärer av magnetitliknande järnoxid, finns i kolrök; deras ökning av insättningar efter 1860 markerar början på den industriella revolutionen. (Magnetiska järnoxidnanopartiklar kan också produceras i röken från meteoriter som brinner i atmosfären.) Magnetisk remanens, inspelad i järnoxidpartiklarna, indikerar styrkan hos jordens magnetfält när de kyldes bortom deras Curie-temperatur; detta kan användas för att skilja magnetiska partiklar av terrestriskt och meteoriskt ursprung. Flygaska består huvudsakligen av kiseldioxid och kalciumoxid. Cenospheres är närvarande i rök från flytande kolvätebränslen. Små metallpartiklar som produceras av nötning kan förekomma i motorrökar. Amorfa kiseldioxidpartiklar finns i rök från brinnande silikoner; liten andel kiselnitridpartiklar kan bildas i bränder med otillräckligt syre. Kiseldioxidpartiklarna har ca 10 nm storlek, klumpade till 70-100 nm aggregat och ytterligare agglomererade till kedjor. Radioaktiva partiklar kan vara närvarande på grund av spår av uran, torium eller andra radionuklider i bränslet; heta partiklar kan vara närvarande vid bränder under kärnkraftsolyckor (t.ex. Tjernobylkatastrof) eller kärnvapenkrig.rökpartiklar, liksom andra aerosoler, kategoriseras i tre lägen baserat på partikelstorlek:
- kärnläge, med geometrisk medelradie mellan 2,5–20 nm, som sannolikt bildas genom kondensation av koldelar.
- ackumuleringsläge, som sträcker sig mellan 75-250 nm och bildas genom koagulering av kärnlägespartiklar
- grovt läge, med partiklar i mikrometerområde
det mesta av rökmaterialet är främst i grova partiklar. De genomgår snabb torr nederbörd, och rökskadorna i mer avlägsna områden utanför rummet där elden uppstår förmedlas därför främst av de mindre partiklarna.
Aerosol av partiklar bortom synlig storlek är en tidig indikator på material i ett förantändningsstadium av en brand.
förbränning av väterikt bränsle producerar vatten; detta resulterar i rök som innehåller droppar av vattenånga. I avsaknad av andra färgkällor (kväveoxider, partiklar…), sådan rök är vit och molnliknande.
rökutsläpp kan innehålla karakteristiska spårämnen. Vanadin förekommer i utsläpp från oljeeldade kraftverk och raffinaderier; oljeanläggningar avger också lite nickel. Kolförbränning ger utsläpp som innehåller aluminium, arsenik, krom, kobolt, koppar, järn, kvicksilver, selen och uran.
spår av vanadin i högtemperaturförbränningsprodukter bildar droppar av smälta vanadater. Dessa angriper passiveringsskikten på metaller och orsakar korrosion vid hög temperatur, vilket är ett problem särskilt för förbränningsmotorer. Smält sulfat och blypartiklar har också sådan effekt.
vissa komponenter av rök är karakteristiska för förbränningskällan. Guaiacol och dess derivat är produkter av pyrolys av lignin och är karakteristiska för trärök; andra markörer är syringol och derivat och andra metoxifenoler. Retene, en produkt av pyrolys av barrträd, är en indikator på skogsbränder. Levoglucosan är en pyrolysprodukt av cellulosa. Hardwood vs softwood röker skiljer sig i förhållandet mellan guaiacols / syringols. Markörer för fordonsutsläpp inkluderar polycykliska aromatiska kolväten, hopaner, steraner och specifika nitroarener (t.ex. 1-nitropyren). Förhållandet mellan hopaner och steraner till elementärt kol kan användas för att skilja mellan utsläpp av bensin och dieselmotorer.
många föreningar kan associeras med partiklar; antingen genom att adsorberas på deras ytor eller genom att lösas i vätskedroppar. Väteklorid absorberas väl i sotpartiklarna.
inerta partiklar kan störas och fångas in i röken. Av särskilt intresse är partiklar av asbest.
deponerade heta partiklar av radioaktivt nedfall och bioackumulerade radioisotoper kan återinföras i atmosfären genom bränder och skogsbränder; detta är ett problem i t.ex. alienationszonen som innehåller föroreningar från Tjernobylkatastrofen.
polymerer är en betydande källa till rök. Aromatiska sidogrupper, t.ex. i polystyren, förbättrar genereringen av rök. Aromatiska grupper integrerade i polymerens ryggrad producerar mindre rök, troligen på grund av betydande förkolning. Alifatiska polymerer tenderar att generera minst rök och är icke-självsläckande. Närvaron av tillsatser kan dock öka rökbildningen avsevärt. Fosforbaserade och halogenbaserade flamskyddsmedel minskar produktionen av rök. Högre grad av tvärbindning mellan polymerkedjorna har också sådan effekt.
synliga och osynliga partiklar av brännbarhetedit
det blotta ögat detekterar partikelstorlekar större än 7 mikrometer (mikrometer). Synliga partiklar som släpps ut från en brand kallas rök. Osynliga partiklar kallas vanligtvis gas eller rök. Detta illustreras bäst när du rostar bröd i en brödrost. När brödet värms upp ökar förbränningsprodukterna i storlek. De ångor som ursprungligen produceras är osynliga men blir synliga om rostat bröd bränns.
en jonisering kammare typ rökdetektor är tekniskt en produkt av förbränningsdetektor, inte en rökdetektor. Rökdetektorer av joniseringskammare detekterar förbränningspartiklar som är osynliga för blotta ögat. Detta förklarar varför de ofta kan falsklarma från ångorna som emitteras från de röda heta värmeelementen i en brödrost, innan närvaron av synlig rök, men de kan misslyckas med att aktivera i det tidiga, lågvärmesmolande skedet av en eld.
rök från en typisk husbrand innehåller hundratals olika kemikalier och rök. Som ett resultat kan skadorna som orsakas av röken ofta överstiga den som orsakas av eldens faktiska värme. Förutom den fysiska skador som orsakas av rök av en brand – som yttrar sig i form av fläckar – är ofta ännu svårare att eliminera problemet med en rökig lukt. Precis som det finns entreprenörer som är specialiserade på ombyggnad/reparation av bostäder som har skadats av Brand och rök, är tygåterställningsföretag specialiserade på att återställa tyger som har skadats i en brand.
Leave a Reply