В атмосферу при пожарах

Процесс горения сопровождается образованием различных продуктов горения, состав которых зависит от состава горючего вещества и коэффициента избытка воздуха. Эколого-экономический ущерб для атмосферного воздуха будет рассчитываться как суммирующий для продуктов горения, выделившихся в атмосферу.

Основным продуктом сгорания является диоксид углерода (СО₂), но так как горение диффузионное и воздуха недостаточно, то образуются оксид углерода (СО), продукты неполного сгорания – углеводороды различного строения (формальдегид, органические кислоты, бензапирен, сажа (С) и др.

Предлагаемый метод расчета применяется для определения массы вредных веществ, выделяющихся в атмосферу при горении веществ и материалов. Основная расчетная формула:

М = m_i × G, т (1)

где М - масса загрязняющего вещества, выброшенного в атмосферу, т; (выброс загрязняющего вещества);

m_i - удельный выброс загрязняющего вещества на единицу массы

сгоревшего материала, т (продукта горения)/ т (сгоревшего вещества, материала и т.д.);

G – масса сгоревшего вещества, материала и т.д., т.

Значение удельного выброса загрязняющих веществ при горении определенной массы различных веществ и материалов приведены в табл. 1-5.

Таблица 1 - Удельный выброс вредного вещества при горении нефти

и нефтепродуктов на поверхности, т/т

 

Состав продуктов горения	Удельный выброс загрязняющего вещества на единицу массы сгоревшего нефтепродукта, т/тгор
нефть	диз. топливо	бензин
Оксид углерода
Оксид азота				0,06
Оксиды серы				0,05
Сероводород )				0,008
Сажа				0,05
Синильная кислота				0,01
Формальдегид				0,003
Органические кислоты				0,04
Пятиоксид Ванадия				0,002
Бензапирен

 

Величина m_i для нефтепродуктов определяется при температуре горения меньше либо равной 1300 °С и избытке воздуха α=0,93, что соответствует реальным условиям свободного горения нефти.

 

 

Таблица 2 - Удельный выброс вредного вещества при пожарах в жилых

и административных зданиях

 

№ п/п	Загрязнитель	Удельный выброс загрязняющего вещества на единицу массы сгоревшего материала, т/тгор.	ПДКСС, мг/м3
	Оксид углерода (СО)	1,27 ∙ 10-3
	Оксиды азота (NOx)	1,74 ∙ 10-3	0,06
	Оксиды серы	5,8 ∙ 10-3	0,05
	Сажа	55,7 ∙ 10-3	0,05
	Синильная кислота (HCN)	2,9 ∙ 10-3	0,01
	Формальдегид (HCHO)	0,58 ∙ 10-3	0,003
	Органические кислоты	1,74 ∙ 10-3	0,004
	Пятиокись ванадия	52,2 ∙ 10-12	0,002
	Бенз(а)пирен С20Н12	522 ∙ 10-9	1,0 ∙ 10-6

 

Таблица 3 - Удельный выброс вредного вещества при горении древесины

 

№ п/п	Загрязнитель	Удельный выброс загрязняющего вещества на единицу массы сгоревшего материала, т/тгор.	ПДКСС, мг/м3
	Оксид углерода (СО)	1,35 ∙ 10-1
	Оксиды азота (NOx)	4,05 ∙ 10-4	0,06
	Оксиды серы	1,00 ∙ 10-6	0,05
	Сероводород (H2S)	1,00 ∙ 10-6	0,008
	Сажа	1,10 ∙ 10-2	0,05
	Синильная кислота (HCN)	1,00 ∙ 10-6	0,01
	Формальдегид (HCHO)	1,00 ∙ 10-6	0,003
	Органические кислоты	1,00 ∙ 10-6	0,004
	Пятиокись ванадия	1,00 ∙ 10-12	0,002
	Бенз(а)пирен С20Н12	1,00 ∙ 10-12	1,0 ∙ 10-6

 

Таблица 4 - Состав выбросов продуктов горения при лесных пожарах

 

Загрязнитель (токсикант)	Удельный выброс загрязняющего вещества на единицу массы сгоревшего материала, т/тгор.
Низовой	Торфяной	Верховой
Оксид углерода (СО)	0,135	0,135	0,135
Оксиды азота (по NO2)	0,0004	0,0004	0,0004
Сажа	0,0062	0,011	0,0014
Озон (О3)	0,001	0,001	0,001

 

Таблица 5 - Состав продуктов разложения и горения твердых бытовых отходов

№ п/п	Загрязнитель	Удельный выброс загрязняющего вещества на единицу массы сгоревшего материала, т/тгор.	ПДКСС, мг/м3
	Оксид углерода	25,0 ∙ 10-3
	Оксиды азота	5,0 ∙ 10-3	0,06
	Оксиды серы	3,0 ∙ 10-3	0,05
	Сероводород	2,2 ∙ 10-6	0,008
	Сажа	0,6 ∙ 10-3	0,05

 

 

продолжение табл. 5

	Аэрозоль	13,8 ∙ 10-3
	Формальдегид	1,00 ∙ 10-6	0,003
	Органические кислоты	4,8 ∙ 10-3	0,004
	Аммиак	0,6 ∙ 10-3
	Бенз(а)пирен	1,00 ∙ 10-12	1,0 ∙ 10-6
	Хлористый водород	4,0 ∙ 10-3
	Альдегиды	0,75 ∙ 10-3
	Свинец	23,0 ∙ 10-6
	Кадмий	1,3 ∙ 10-6
	Ртуть	4,0 ∙ 10-6
	ТХДД	173,6 ∙ 10-12
	ТХДФ	266,0 ∙ 10-12

 

В ряде случаев массу продукта горения находят через объем сгоревшего материала:

М = m_i × V × 10^-6, т (2)

где М - масса загрязняющего вещества, выброшенного в атмосферу, т; (выброс загрязняющего вещества);

m_i - удельный выброс загрязняющего вещества на единицу массы сгоревшего материала, мг (продукта горения)/ м³ (сгоревшего вещества, материала и т.д.);

V – объем сгоревшего вещества, материала и т.д., м³.

Значение удельного выброса загрязняющих веществ при горении определенной массы различных веществ и материалов приведены в табл. 6.

 

Таблица 6 - Основной состав токсичных продуктов горения некоторых материалов

 

Токсикант	Концентрация продуктов горения, мг/м3
	Древесина	Древесина с лакокрасочн. покр.	Древесно-стружечная плита	Фанера ФФ	Картон «Г»
Оксид углерода	26,0 ∙ 103	4,5 ∙ 103	(5,3-33) ∙ 103	26,9 ∙ 103	5,4 ∙ 103
Метанол	2,1 ∙ 103	-	1,7 ∙ 103	1,3 ∙ 10-2	-
Формальдегид	15,0 ∙ 103	-	6,8 ∙ 102	-	0,15 ∙ 103
Акролеин	1 ∙ 103	-	6,0 ∙ 101	9,1 ∙ 10	2,0 ∙ 102
Ацетальдегид	8,4 ∙ 101	1,5 ∙ 103	2,4 ∙ 103	6,6 ∙ 10-1	9,6 ∙ 102
Уксусная кислота	1,5 ∙ 102	2,4 ∙ 102	0,4 ∙ 103	-	0,4 ∙ 103
Бензол	-	1,5103	0,8 ∙ 103	-	-
Толуол	-	0,8 ∙ 103	0,7∙ 103	-	-
Стирол	-	-	0,4 ∙ 103	-	-
Фенол	-	1,7 ∙ 103	0,2 ∙ 103	-	3,1 ∙ 103

 

 

Таблица 6. продолжение

Токсикант	Концентрация продуктов горения, мг/м3
	Бумага	Шерсть, ткань	Шелк, ткань	Нейлон	Поливи- нилхлорид (ПВХ)
Оксид углерода	(5-43) ∙ 103	4,7 ∙ 103	2,9 ∙ 103	19,0 ∙ 103	23 ∙ 103
Хлористый водород	-	-	-	-	7.104
Цианистый водород	0,4 ∙ 101	7,8 ∙ 104	3,2 %	3,6 ∙ 103	-
Формальдегид	2,2 ∙ 101	-	-	-	-
Ацетальдегид	6,6 ∙ 103	1,0 ∙ 103	7,4 ∙ 103	4,2 ∙ 103	-
Уксусная кислота	0,5 ∙ 103	-	0,5 ∙ 103	-	-
Бензол	0,6 ∙ 103	3,3 ∙.103	0,8 ∙ 103	2,4 ∙.103	8,9 ∙.103
Толуол	0,6 ∙ 103	2,4 ∙ 103	0,4 ∙ 103	1,3 ∙.103	2,2 ∙.103
Стирол	0,1 ∙ 103	0,9 ∙ 103	0,1 ∙ 103	0,3.103	0,28 ∙103
Фенол	0,2 ∙ 103	0,9 ∙ 103	0,3 ∙.103	0,4 ∙103	-
Винилхлорид	-	-	-	-	1,3 ∙102
Фосген	-	-	-	-	1,3 ∙103
Диоксины	-	-	-	-	9 ∙10-3
Дибензофураны	-	-	-	-	0,5 ∙10-3

 

 

Таблица 6. окончание

Токсикант	Концентрация продуктов горения, мг/м3
	Пенопо-лиуретан (ППУ)	Поли-стирол (ПС)	Поли-пропилен (ПП)	Поли-акрил- нитрил (ПАН)	Фенол- формаль- дегид (ФФ)
Оксид углерода	2,4 ∙ 103	1,0 ∙ 103	-	16,2 ∙ 104	2,9 ∙ 104
Диоксид азота	0,5 ∙ 103	-	-	-	-
Цианистый водород	0,5 ∙ 103	-	-	1,8 ∙ 103	6,2 ∙ 102
Ацетальдегид	8,8 ∙ 103	-	-	-	-
Уксусная кислота	0,8 ∙ 103	-	-	-	-
Бензол	1,1 ∙ 103	5 ∙103	1,6 ∙ 103	-	97,5 ∙103
Толуол	0,6 ∙ 103	3,7 ∙ 103	1,2∙ 103	-	-
Стирол	2,5 ∙ 103	2,6 ∙ 103	-	-	-