Luchtverontreiniging door brand inleiding



Dovnload 28.17 Kb.
Datum30.09.2016
Grootte28.17 Kb.
LUCHTVERONTREINIGING DOOR BRAND


1. INLEIDING
In de loop der eeuwen en vooral tijdens de laatste decennia wordt steeds meer belang gehecht aan de brandbestrijding en evacuatie en wordt het voorkomen van brand en het uitbouwen van efficiënte branddetectie- en meldingssystemen steeds belangrijker. Deze verschuiving gebeurde mede door de stimulerende invloed van de verzekeringsmaatschappijen en de wetgever.

In België komen jaarlijks 150 personen om het leven bij een brand en geraken er 1500 gewond. Deze gegevens dwingen tot een nog strakker brandbeveiligingsbeleid. De meeste branden worden veroorzaakt door menselijke tekortkomingen zoals onvoorzichtigheid, onwetendheid, onaandachtzaamheid. Een beperkt aantal kent een materiële oorzaak. Deze tekortkomingen kunnen en moeten bestreden worden. Het belangrijkste aspect daarbij is de bewustmaking van iedereen omtrent de brandrisico's en de beveiligingsmogelijkheden.

De tien meest voorkomende brandoorzaken zijn volgens belangrijkheid geklasseerd in tabel 1
Brandoorzaak Belangrijkheid

elektrishce apparaten en installaties 1

onvoorzichtigheid door rokers 2

verwarmings- en kookapparaten 3

met lucifers spelende kinderen 4

mechanische verhitting en vonken 5

verbranden van afvalprodukten 6

las- en snijapparaten 7

omgaan met ontvlambare vloeistoffen 8

apparaten met ontvlambare gassen 9

schoorsteenbranden 10

2. PRINCIPE VAN VERBRANDING
De verbranding is een oxidatieverschijnsel waarbij een brandbaar produkt zich verbindt met zuurstof onder afgifte van warmte en vorming van oxiden.

Tijdens de verbranding is er een schijnbare verdwijning van het brandbare produkt doordat een belangrijke hoeveelheid van het brandende produkt door oxidatie naar gasvorm overgaat.


2.1. Vuurdriehoek
Er zijn drie elementen noodzakelijk om een verbranding mogelijk te maken. Een brandbaar produkt, zuurstof en energie moeten gelijktijdig aanwezig zijn. Deze drie elementen worden gegroepeerd in de zogenaamde vuurdriehoek.

Indien één van de elementen weggenomen wordt, zal de verbranding ophouden. Met de vuurdriehoek kan dus zowel het ontstaan van een verbranding aangetoond worden als de verschillende mogelijkheden om de verbranding te stoppen. Zuurstof is steeds in voldoende mate aanwezig in de lucht die normaal uit 21 % zuurstof bestaat. Hogere zuurstofconcentraties versnellen de verbranding, terwijl lagere concentraties de verbranding vertragen. Een zuurstofconcentratie in de lucht van 14 % of lager maakt de verbranding onmogelijk. Naargelang de aard van het produkt worden vier klassen gedefinieerd.

Klasse A : vaste stoffen (hout, papier)

Klasse B : vloeibare stoffen

Klasse C : gassen

Klasse D : lichte metalen


2.2. Ontvlammingstemperatuur
Een vloeistof of een vaste stof op zichzelf brandt niet. Vanaf een bepaalde temperatuur komen echter gassen vrij. Deze gassen kunnen ontbranden als een bepaalde energie wordt toegevoerd . De temperatuur waarbij de gassen vrijkomen en waarbij een verbranding door uitwendige vlam mogelijk wordt, is de ontvlammingstemperatuur, ook vlampunt genoemd. De ontvlammingstemperatuur van vloeistoffen is vast bepaald.
Tabel 2 - ontvlammingstemperatuur van enkele vloeistoffen
Naam van de vloeistof ontvlammingst~ratuur('C)

ether - 45

aceton - 20

methanol - 7

benzine - 45 tot - 18

stookolie 40 tot 100

smeerolie 200 tot 260
Voor vaste stoffen is de ontvlammingstemperatuur niet zo exact te bepalen en o.a. functie van de toestand, de samenstelling, de vochtigheidsgraad spelen daarin een belangrijke rol.
2.3. Explosiegrens
Het gas-lucht mengsel kan bij ontsteking tot een explosie leiden als de concentratie van brandbare gassen of dampen in de lucht een zekere waarde bereikt. De laagste gasconcentratie in de lucht waarbij een explosie mogelijk is, is de onderste explosie- of ontploffingsgrens LEL (Lower Explosion Limit). De gasconcentraties lager dan de LEL maken het mengsel te arm en derhalve niet explosies.

Een oververzadigd mengsel of een te rijk mengsel, is evenmin explosief. De bovenste explosie- of ontploffingsgrens UEL (Upper Explosion Limit) is de concentratie waarbij nog juist voldoende zuurstof aanwezig is om een explosief mengsel te vormen.

Tabel 3 geeft de explosiegrenzen van enkele produkten. Dit zijn nochtans geen absolute waarden. Ze kunnen enigszins beïnvloed worden door allerlei factoren zoals de druk in een mengsel, de vorm en de afmetingen van de ruimte, de energie van de ontstekingsbron, de aanwezigheid van katalysatoren. Uit tabel 3 is af te leiden dat voor bepaalde gassen of dampen een zeer lage concentratie in de lucht voldoende kan zijn voor een explosief mengsel. De ontsteking bij een explosie kan gebeuren door bijvoorbeeld stralingswarmte, een vonk of vlammen.
Tabel 3 - explosiegrenzen van enkele produkten
Naam van het produkt LEL (%) UEL (%)

aardgas 4,0 15

acetyleen 1,5 82

aceton 2 13

benzine 1,4 6

butaan 1,5 8,5

ether 1,7 40

propaan 2,1 9,5

waterstof 4,0 75,6
Om de gasconcentratie beneden de onderste explosiegrens LEL te houden, kan een goede verluchting voldoende zijn. Hierbij is de dichtheid van de gassen en dampen een zeer belangrijke factor. Wanneer deze dichtheid tegenover lucht groter is dan 1. dan is het desbetreffende gas zwaarder dan lucht. De onderste explosiegrens wordt dan het vlugst bereikt op een lager gelegen plaats. Er zijn slechts enkele dampen en gassen die lichter zijn dan lucht. Tabel 4 geeft de relatieve dichtheid t.o.v. lucht van enkele gassen.
gas of damp relatieve dichtheid t.o.v. lucht

lucht 1


aardgas 0,55

acetyleen 0,91

aceton 2,00

ammoniak 0,58

benzine 3,00

butaan 2,01

ether 2,6

propaan 1,56

tolueen 3,14

waterstof 0,07



3. PRODUKTIE EN KENMERKEN VAN DE ROOKGASSEN
De rookgassen die bij verbranding van materialen tijdens een brand ontstaan, zijn samengesteld uit verbrandingsgassen en lucht waarin vaste deeltjes en vloeibare deeltjes rondzweven. Onder de voornaamste doodsoorzaken bij brand die in tabel 5 hieronder vernoemd worden, zijn er vijf die betrekking hebben op rookgassen Tabel 5 - voornaamste doodsoorzaken bij brand
1. aanwezigheid van koolmonoxide (CO)

2. hoge temperaturen

3. aanwezigheid van andere giftige gassen

4. ontwikkeling van rook (rookgasconcentratie)

5. zuurstoftekort

6. rechtstreekse actie van vlammen

7. ontwikkeling van angst en paniek

8. neveneffecten vanwege ziekte


Bovendien veroorzaken de rookgassen schade door corrosie en roetafzetting. De ontwikkeling en de kwalitatieve eigenschappen van rookgassen kunnen verschillen in functie van de aard en verspreiding en hoeveelheid van de materialen die branden en van de verbrandingsomstandigheden zoals aanvoer van lucht, volume van het gebouw.
3.1. Giftigheid
Bij de analyse van brandrook onderscheidt men oplosbare dekompositieprodukten (SO2, Cl2, HCl , NH3) die een directe chemische verbranding van de slijmvliezen veroorzaken, en onoplosbare verbrandingsprodukten (zoals akroleine en fosgeen) die door adsorptie aan de koolstofpartikels in roet de diepere luchtwegen en de alveolen contamineren. De schadelijke gevolgen van brandrook zijn onder te verdelen in onmiddellijke effecten ( vb. door CO, CN) en effecten die aanleiding geven tot inhalatieletsels op korte of middellange termijn.

Tabel 6 - samenstelling van brandrook


grondstof toxisch verbrandingsprodukt

hout, papier, katoen akroleïne, acetaldehyde, formaldehyde, acetoacetaat, mierezuur

haren, huid, wol H2S

gechloreerde koolwaterstoffen, HCl, fosgeen, Cl2

polyvinylchloride

petroleumprodukten akroleïne, acetoacetaat, mierezuur

nitrocellulosefilm stikstofoxyden, mierezuur, acetoacetaat, akroleïne N-bevattende polymeren, isocyanaat, HCN

polyurethaan, polyakrylnitriet

polyfluorokarbonen (teflon) oktafluoroisobutyleen

melamine resines NH3, HCN

natuurlijk of synthetisch rubber SO2

Het onderzoek naar de toxicologische eigenschappen van de brandrook en verbrandingsprodukten wordt bemoeilijkt door de grote verscheidenheid aan stoffen die optreedt bij pyrolyse en verbranding. De inspanningen om een bepaald supertoxine te vinden bleven vruchteloos. Thermische ontbindingsprodukten zullen in functie van de tijd en de lokale temperatuur kondenseren, opnieuw combineren en kruisreacties ondergaan die op hun beurt aanleiding geven tot de vorming van andere toxische substanties. In de praktijk blijft het zeer moeilijk om te bepalen welke toxines verantwoordelijk zijn voor de dood van het slachtoffer.

Het CO is één, zoniet de voornaamste , van de doodsoorzaken. De reden is dat de hemoglobine (Hb) in het bloed een veel grotere affiniteit heeft voor CO dan voor zuurstof. Hierdoor volgt een vermindering van het zuurstoftransport in het bloed.

Celgiften zoals CN en H2S hinderen het zuurstofverbruik.

HCN ontstaat bij verbranding of pyrolyse van stikstofbevattende materialen. Het cyanideion blokkeert de ademhaling op cellulair niveau.
Alifatische koolwaterstoffen van zeer verschillend molecuulgewicht kunnen in brandrook aanwezig zijn. Bij laag molecuulgewicht hebben deze produkten narcotische eigenschappen. Onverzadigde koolwaterstoffen zijn doorgaans toxischer dan hun verzadigde analogen. Aromatische koolwaterstoffen, te beginnen met benzeen en leidend naar zeer complexe chemische structuren, bezitten zowel lokaal irriterende eigenschappen als systeemtoxiciteit.

Akroleïne, formalaldehyde, acetaldehyde, butyraldehyde hebben lokaal irriterende eigenschappen. Van akroleine is vooral het traanverwekkende effect bekend.


4. DETECTIE EN METING
In dit gedeelte wordt nagegaan hoe de gevaarlijke of hinderlijke produkten kunnen ontdekt worden. Het betreft detectiemethoden om de aanwezigheid van de produkten op te sporen en om na te gaan in welke hoeveelheid ze aanwezig zijn ( kwalitatief en kwantitatief).

Deze methoden berusten op metingen die in drie groepen kunnen onderverdeeld woeden.

1. Metingen omtrent de toxiciteit van produkten.

De omgevingslucht kan om verschillende redenen ongeschikt worden om in te ademen.

- Door te hoge concentraties aan toxische produkten die in de ademlucht kunnen aanwezig zijn onder de vorm van gassen, dampen, rook, nevels, aërosolen en vaste stofdeeltjes

- Door een te lage zuurstofconcentratie wat het ademen moeilijk en zelfs onmogelijk maakt. Een te lage zuurstofconcentratie kan ontstaan doordat de zuurstof verbruikt wordt ( brand, vorming van roest in verbrandingsinstallaties) of doordat de zuurstof verdrongen wordt door andere gassen ( vorming van CO, stikstof). Hetgeen wij beogen is de environmental monitoring, wat een bepaling van de concentratie van toxische stoffen geeft in het milieu.

2. Metingen omtrent explosierisico's van produkten.

3. Stofmetingen.


Een volledig overzicht geven van alle middelen en technieken die op industrieel vlak ter beschikking staan voor het meten van gassen, dampen, rook en vaste stoffen is in het bestek

van dit werk onmogelijk. Hiervoor wordt verwezen naar het werk van W. THAIN , 1980



5. BIJKOMENDE INFO


  1. Bij industriële inplantingen wordt men geregeld geconfronteerd met PCB's. Wat zijn die PCB's eigenlijk ? PCB staat voor polychlorobifenils. Het zijn organische produkten die door synthese bekomen worden. Theoretisch bestaan er 209 verschillende plaatsingsmogelijkheden van deze 10 Cl atomen voor dezelfde basisformule. De in de handel zijnde PCB's bevatten veranderlijke hoeveelheden verschillende isomeren, afhankelijk van het fabricageprocédé wordt gebruikt als diëlektrisch middel, thermische oliën, hydraulische fluida, verven, vernissen alsook als vlamvertragend middel voor hout. Uit wetenschappelijke publicaties is gebleken dat :

- PCB's, zeer stabiel van aard, stapelen zich gevaarlijk op in water en vooral in de vissen. Men treft het eveneens in stijgende hoeveelheid aan in de moedermelk.

- PCB's, blootgesteld aan een temperatuur van om en bij de 600'C,geven aanleiding tot de vorming van verbindingen die zeer giftig zijn bij zeer kleine concentratie Deze verbindingen zijn de PCDF (polychlorodibenzofuranen) en de PCDD (polychlorodibenzodioxines).Deze laatste beter gekend onder de naam dioxine, is een zeer giftig produkt, waarvan SEVESO en VIETNAM de best gekende slachtoffers zijn.

Bij branden met PCB-installaties dient men dus steeds over verregaande veiligheidsattributen beschikken en is men dan ook verplicht de buurt af te zetten.

In bepaalde gevallen is het nu reeds bekend dat het gebruik van PCB in vernissen en verf via de respiratoire weg ziektetoestanden kunnen ontstaan. Lusteloosheid en kronische vermoeidheid zijn daar specifieke symptomen van.


2. Persoonlijk word ik nooit betrokken, toch niet rechtstreeks, bij branden. Metingen of detectie gebeuren in zulke ogenblikken steeds door de brandweer zelf. Wel worden wij geregeld geconfronteerd met lekkende containers welke gevaarlijke stoffen vervoeren. Meestal zijn deze containers dan nog niet vergezeld door de gepaste documenten en heeft men dus het raden naar de inhoud. Daar worden de hiervoor besproken metingen uitgevoerd. Gevaarlijke stoffen zoals zuivere Chloor en Natriumcyanide is schering en inslag. Bij niet nazicht zou een dergelijk ongeval een domino-effect veroorzaken, en zeker in havens en geïndustrialiseerde gebieden.


















De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2019
stuur bericht

    Hoofdpagina