隨著科學(xué)技術(shù)和建筑業(yè)的飛速發(fā)展，高分子材料正以前所未有的速度改變和提高著人們的生活水平，被廣泛使用在建筑裝修、裝修材料和家具制造中。但是，由于大多數(shù)高分子材料均屬于易燃（B3級(jí)）或可燃（B2級(jí)）材料，在使用中遇到高溫會(huì)分解燃燒且熱釋放速率高，極易引發(fā)火災(zāi)并產(chǎn)生大量有毒煙氣，阻礙了人員安全疏散和消防部隊(duì)的滅火救援行動(dòng)，由此造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。以2007年底為例，在不到3個(gè)月的時(shí)間里，全國(guó)就連續(xù)發(fā)生3起死亡10人以上的重、特大火災(zāi)：2007年10月21日，福建莆田一鞋面加工廠發(fā)生火災(zāi)，造成37人死亡；2007年12月12日，浙江溫州溫富大廈和廣東東莞樟木頭咖啡廳均發(fā)生火災(zāi)，分別造成21人和10人死亡。

　　國(guó)內(nèi)外大量火災(zāi)案例表明，火災(zāi)死亡人數(shù)中70%-80%是直接受煙害中毒致死的，這些有毒煙氣主要來(lái)自于高分子材料在火災(zāi)中的燃燒；其他被火燒死者中，大多數(shù)也是先被有毒煙氣熏倒而后才被火燒死的[1]。因此，高分子材料火災(zāi)煙氣的預(yù)防和控制，已成為當(dāng)前消防部門急需研究解決的重大課題之一。本文從高分子材料的分類、煙氣毒性、釋放規(guī)律等方面入手，對(duì)此進(jìn)行了初步探討。

　　一、煙氣的主要成分及毒性

　　煙氣也叫煙霧，是可燃物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的懸浮固體、液體粒子和氣體的混合物，其粒徑一般在0.01-10微米之間，它的成分和性質(zhì)主要取決發(fā)生燃燒物質(zhì)的化學(xué)組成和燃燒條件。人們常說(shuō)：“風(fēng)借火勢(shì)，火借風(fēng)威?！逼鋵?shí)，對(duì)于火場(chǎng)中的被困人員而言，煙害更甚于火；在建筑失火時(shí)，火龍遠(yuǎn)未到達(dá)之處，無(wú)孔不入的煙氣早已開(kāi)始狂暴施虐了。由于在火災(zāi)中參與燃燒的物質(zhì)和發(fā)生火災(zāi)的環(huán)境條件比較復(fù)雜，特別是高分子材料在建筑、裝修及家具業(yè)中的廣泛應(yīng)用，其燃燒產(chǎn)生的大量有毒氣體，使得火災(zāi)煙氣的毒害性日趨嚴(yán)重，已經(jīng)成為火場(chǎng)上導(dǎo)致人員死亡的最主要原因，被形象地稱為“火場(chǎng)第一殺手”。國(guó)內(nèi)比較典型的案例有：1994年11月27日遼寧省阜新市藝苑歌舞廳火災(zāi),死亡233人,傷16人；1994年12月8日新疆克拉瑪依友誼館火災(zāi),死亡326人,傷134人；2000年12月25日河南省洛陽(yáng)市東都商廈火災(zāi),死亡309人。美國(guó)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，過(guò)去的四十年中,煙氣吸入致死占火災(zāi)死亡總?cè)藬?shù)的70%-75%,而且該數(shù)字有上升的趨勢(shì)[2]。

　　高分子材料的燃燒反應(yīng)一般要經(jīng)歷聚合物鏈的高溫分解和分解產(chǎn)物的燃燒反應(yīng)，組成不同的高分子材料在高溫下具有不同的分解方式，但結(jié)果都生成多種小分子碳?xì)浠衔镏虚g體而發(fā)生高溫燃燒反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于火場(chǎng)溫度梯度大、氧氣供應(yīng)不足，高分子材料及其添加劑（如增塑劑、防老化劑、防腐劑、阻燃劑等）在燃燒過(guò)程中，常常發(fā)生不完全燃燒而產(chǎn)生大量的有毒氣體，包括CO、C02、S02、NH3、CH4、HCN、HCl等，其中CO、C02、HCN是火災(zāi)中致人死亡的最主要的氣體[3]。

　　CO對(duì)人體的危害主要取決于它在空氣中的濃度及接觸的時(shí)間，CO與紅血球中血紅素（蛋白）的結(jié)合能力是氧氣的230-270倍（另一數(shù)據(jù)200-300），會(huì)搶先與血紅素結(jié)合而形成碳氧血紅素（一氧化碳血紅素，COHb），失去攜氧能力，造成組織窒息。接觸1h，安全的CO體積分?jǐn)?shù)為0.04%-0.05%，人員疏散時(shí)CO體積分?jǐn)?shù)不允許超過(guò)0.2%。但火災(zāi)起初階段，CO在煙霧中的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)1%，發(fā)展階段CO體積分?jǐn)?shù)高達(dá)4%-5%，最高可以到10%，可以使人瞬間死亡[4]。

　　CO2本身僅在體積分?jǐn)?shù)較高時(shí)才有顯著的毒性，但低氧條件下毒性更為嚴(yán)重。空氣中正常C02體積分?jǐn)?shù)為0.03%。火場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)中C02體積分?jǐn)?shù)可達(dá)15%-23%。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，在正常含氧量（20%左右）條件下CO2體積分?jǐn)?shù)升高，動(dòng)物死亡率增加；在低氧（5%）的氣體中，可使1/10的動(dòng)物死亡；但如果在低氧（5%）條件下，含11%的CO2便可使動(dòng)物于60min內(nèi)全部死亡川[4]。

　　HCN（氰化氫）是所有氰化物中中毒最快、毒性最強(qiáng)的一種，它可以使人體缺氧，抑制人體中酶的生成，阻止正常的細(xì)胞代謝，造成機(jī)體組織內(nèi)窒息。人吸入20-40mg/m3數(shù)小時(shí)后，出現(xiàn)輕微癥狀；吸入120-150mg/m3后，0.5-1小時(shí)死亡；當(dāng)達(dá)到300mg/m3時(shí)，立即死去。同時(shí)，當(dāng)氰化氫與一氧化碳同時(shí)存在時(shí)，兩者的毒性呈相加作用[5]。

　　此外，大量的煙氣還會(huì)使火場(chǎng)中的含氧量低于人們生理正常所需的數(shù)值。在大部分火災(zāi)情況下,氧體積分?jǐn)?shù)降低所起的作用與CO相比是次要的。然而,對(duì)限定空間的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)表明,缺氧的情況會(huì)在火災(zāi)中進(jìn)一步發(fā)展,當(dāng)氧的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到10%-15%時(shí)即為臨界狀態(tài),低于此會(huì)對(duì)人員安全產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；如果氧的體積分?jǐn)?shù)低于6%時(shí)，段時(shí)間內(nèi)就會(huì)使人員因重度缺氧而窒息死亡。同時(shí)，在缺氧的火災(zāi)環(huán)境下,CO的含量將會(huì)增加,此時(shí)血液中的氧會(huì)在雙重缺氧狀況下，這種缺氧狀態(tài)加之火災(zāi)產(chǎn)生的熱、煙和其他氣體的毒害作用，可能會(huì)造成人體更為嚴(yán)重的危害[3]。