Пожарные газы — это газообразные компоненты, образующиеся в результате горения продуктов сгорания. Во французском языке этот термин относится к выхлопным газам, содержащим твердые частицы. Пожарные газы — это легковоспламеняющиеся газы, образующиеся при горении материалов во время пожара. Они могут включать побочные продукты неполного сгорания, а также дым, пар и различные другие химические соединения, выделяющиеся в процессе горения [1].

Пожарные газы представляют опасность для здоровья человека из-за их токсичных свойств и вредного воздействия на организм. Кроме того, некоторые из этих газов могут быть взрывоопасными [2.3].

На состав газообразных продуктов горения влияют материалы, которые сжигаются, и условия горения. Как правило, при пожаре сгорают органические вещества, такие как древесина, ткани, бензин, керосин и резина, которые в основном состоят из углерода, водорода, кислорода и азота. При сгорании этих материалов при достаточном количестве воздуха и при высоких температурах образуются полноценные продукты сгорания: CO2, H2, O2 и N2 [3].

Когда горение происходит при недостатке воздуха или при низких температурах, наряду с продуктами полного сгорания образуются продукты неполного сгорания. Неорганические вещества, такие как сера, фосфор, натрий, калий, кальций, алюминий, титан и магний, реже сгорают при пожаре. Как правило, продуктами сгорания этих материалов являются твердые соединения, такие как P2O5, Na2O2, CaO и MgO. Эти продукты образуются в дисперсной форме, в результате чего они поднимаются в воздух в виде густого дыма.

В процессе горения расплавляются продукты сгорания алюминия, титана и других металлов. При неполном сгорании органических веществ при низких температурах и ограниченном количестве воздуха в результате частичного окисления и пиролиза образуются различные соединения, включая монооксид углерода, спирты, кетоны, альдегиды и кислоты. Эти побочные продукты создают едкий, токсичный дым и могут воспламеняться, образуя взрывоопасную смесь с воздухом. Такие взрывы могут происходить при тушении пожаров в подвалах, на дорогах и в замкнутых пространствах с большим количеством горючих материалов [4.5].

Углекислый газ (CO2) является продуктом полного сгорания углерода. Он не имеет цвета и запаха, его плотность составляет 1,52 по сравнению с плотностью воздуха. При температуре 0°C и нормальном давлении 760 миллиметров ртутного столба (мм рт.ст.) плотность углекислого газа составляет 1,96 кг/м ³, в то время как плотность воздуха при тех же условиях составляет 1,29 кг/м ³.

Углекислый газ хорошо растворим в воде; при температуре 15°C один литр газа может раствориться в одном литре воды. Он не поддерживает горение материалов, за исключением щелочных и щелочноземельных металлов.

Токсичность углекислого газа минимальна, концентрация в воздухе 1,5% безопасна для человека в течение длительного времени. Однако, когда концентрация превышает 3-4,5%, пребывание в помещении в течение получаса при вдыхании газа может быть опасным для жизни. При температуре 0 °C и давлении 3,6 МПа углекислый газ становится жидким. Его температура кипения составляет -78 °C. Когда жидкий углекислый газ быстро испаряется, он охлаждается и может затвердевать. Для тушения пожаров используются как жидкие, так и твердые формы углекислого газа, включая капли и порошки [2].

Монооксид углерода (CO) является побочным продуктом неполного сгорания углерода. Этот газ не имеет ни запаха, ни цвета, что делает его особенно опасным. Его относительная плотность составляет 0,97, а при температуре 0°C и давлении 760 мм рт.ст. его плотность составляет 1,25 кг/м3. Поскольку монооксид углерода легче воздуха, во время пожаров он имеет тенденцию накапливаться в верхних частях помещения. Он почти не растворим в воде и может воспламеняться, образуя взрывоопасные смеси с воздухом. При горении окись углерода образует голубое пламя [7].

Угарный газ очень токсичен, и вдыхание воздуха с концентрацией 0,4% может привести к летальному исходу для человека. Стандартные противогазы не обеспечивают защиту от угарного газа, поэтому в случае пожара необходимы специальные фильтры или устройства для подачи кислорода [7].

При сжигании различных горючих материалов образуется дым — дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых частиц, взвешенных в газе. Диаметр этих частиц дыма варьируется от 10-4 до 10-6 см (или от 1 до 0,01 микрона) [6].

При сгорании органических материалов в образующемся дыму содержатся твердые частицы сажи, взвешенные в таких газах, как CO2, СО2, N2 и SO2. Конкретный состав и цвет дыма варьируются в зависимости от сжигаемого материала и условий горения. Например, при сжигании древесины образуется серовато-черный дым, в то время как ткани — коричневый. Черный дым образуется из нефтепродуктов, фосфор — из белого дыма, а бумага или солома — из беловато-желтого дыма.

Дым, образующийся при пожарах при сжигании органических материалов, содержит не только продукты полного и неполного сгорания, но и побочные продукты термического окислительного разложения горючих веществ. Эти побочные продукты образуются, когда горючие материалы, которые еще не успели воспламениться, нагреваются в среде с воздухом или дымом, содержащими кислород. Обычно это происходит перед пламенем или в верхних помещениях, где скапливаются нагретые продукты сгорания.

Пожарные газы, которые могут вызвать отравление, классифицируются в зависимости от их воздействия на организм человека:

— раздражающее и прижигающее действие: В эту группу входят диоксид серы и органические пары, такие как уксусная и муравьиная кислоты, деготь и формальдегид. Эти вещества могут вызывать ощущение жжения, слезотечение, кашель и раздражение слизистых оболочек и кожи.

— повреждение дыхательных путей: Такие газы, как аммиак, хлорпикрин, оксид азота, хлор, диоксид серы и фосген, могут вызывать интоксикацию дыхательных путей. Высокая концентрация окиси углерода может привести к угнетению дыхания или параличу. Уровни выше 8% могут повредить слизистые оболочки верхних дыхательных путей и привести к пневмонии, накоплению жидкости в тканях и отеку легких.

— влияние на состав крови: К этой категории относятся такие вещества, как свинец, арсенид водорода, монооксид углерода и производные бензола (например, толуол и ксилол).

— метаболические или ферментативные яды: например, сероводород и синильная кислота нарушают дыхательную функцию и снабжение тканей кислородом. Это может привести к острой или хронической интоксикации и потенциально серьезным состояниям, таким как отек мозга.

Вещества из последних трех групп могут не оказывать немедленного воздействия; серьезные симптомы могут проявиться в течение 2 часов, в то время как для воздействия от легкой до умеренной степени может потребоваться 3-10 часов. Если воздействие продолжается, смерть может наступить быстро. Первая помощь при отравлении должна быть оказана незамедлительно, начиная с вызова медицинской бригады, даже если травма кажется незначительной. Симптомы могут сохраняться, поэтому крайне важно внимательно следить за состоянием пациента. Лечение может проводиться в больнице или дома, степень тяжести оценивается после тщательного обследования.

Таким образом, понимание опасного воздействия пожароопасных газов важно  для обеспечения безопасности при пожарах. Разнообразие состава данных газов, зависящее от используемых материалов и условий горения, подчеркивает сложную природу рисков для здоровья, связанных с пожарами. Для уменьшения воздействия токсичных газов необходимо применять эффективные стратегии, особенно в закрытых помещениях, где может происходить их накопление.