Самовоспламенение и самовозгорание веществ в сельском хозяйстве. Тайна самовозгорания людей разгадана «Вода» зажигает костер
Самовозгорание -- это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к горению вещества, материала или смеси в отсутствие источника зажигания. Оно может быть тепловое, химическое и микробиологическое. От экзотермических реакций могут самовозгораться ядохимикаты органического происхождения в контакте с кислотами, хлоратом магния, селитрой, а также промасленная ветошь. От биотермических процессов самовозгорается зерно, сенная мука, сено и солома при повышенной влажности (выше 14... 18 %); силос, перемешанный с соломой и сенаж при нарушении сроков закладки в траншеи (больше 5 дней) и плохой трамбовке, а также в неукрытом виде, где создается хорошие условия для жизнедеятельности бактерий гниения и брожения, выделяющих тепло.
Самовозгораться могут также: навоз на фермах и в малых буртах, торф, уголь каменный в складах при намокании и др..
Самовоспламенение от внешнего тепла или солнечных лучей (без открытого источника зажигания) представляет самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. Характеризуется температурой самовоспламенения нагрева до воспламенения. Низкую температуру самовоспламенения имеют: сероуглерод, применяется для чистки пятен - 112…150°С, лидерин - 130°С целлулоид - 141 °С, их нельзя хранить возле нагревательных приборов. Нефтепродукты нельзя хранить возле нагревательных приборов. Нефтепродукты самовоспламеняются при 250...300°С, древесные материалы - 350…400°С.
Необходимо понимать различие между процессами возгорания (воспламенения) и самовозгорания (самовоспламенения). Для того чтобы возникло воспламенение, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Возникновение же горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относят к процессу самовозгорания (самовоспламенения).
Горение при этом возникает без внесения источника зажигания - за счет теплового или микробиологического самовозгорания.
Тепловое самовозгорание вещества возникает в результате самонагревания под воздействием скрытого или внешнего источника нагрева. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество тепла, выделяемого в процессе самоокисления, будет превышать отдачу тепла в окружающую среду.
Микробиологическое самовозгорание возникает в результате самонагревания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси). Температура самовоспламенения является важной характеристикой горючего вещества.
Температура самовоспламенения - это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.
Помимо температуры самовоспламенения, горючие вещества характеризуются периодом индукции или временем запаздывания самовоспламенения. Периодом индукции называют промежуток времени, в течение которого происходит саморазогревание до воспламенения. Период индукции для одного и того же горючего вещества неодинаков и находится в зависимости от состава смеси, начальных температуры и давления.
Период индукции имеет практическое значение при действии на горючее вещество маломощных источников воспламенения (искры). Искра, попадая в горючую смесь паров или газов с воздухом, нагревает некоторый объем смеси, и в то же время происходит охлаждение искры. Воспламенение смеси зависит от соотношения периода индукции смеси и времени охлаждения искры. При этом, если период индукции больше времени охлаждения искры, то воспламенения смеси не произойдет.
Период индукции принят в основу классификации газовых смесей по степени их опасности в отношении воспламенения. Период индукции пылевых смесей зависит от размера пылинок, количества летучих веществ, влажности и других факторов.
Некоторые вещества могут самовозгораться, находясь при обычной температуре. Это в основном твердые пористые вещества большей частью органического происхождения (опилки, торф, ископаемый уголь и др.). Склонны к самовозгоранию и масла, распределенные тонким слоем по большой поверхности. Этим обусловлена возможность самовозгорания промасленной ветоши. Причиной самовозгорания промасленных волокнистых материалов является распределение жировых веществ тонким слоем на их поверхности и поглощение кислорода из воздуха. Окисление масла кислородом воздуха сопровождается выделением тепла. В случае, когда количество образующегося тепла превышает теплопотери в окружающую среду, возможно возникновение пожара.
Пожарная опасность веществ, склонных к самовозгоранию, очень велика, поскольку они могут загораться без всякого подвода тепла при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения веществ, а период индукции самовозгорающихся веществ может составлять несколько часов, дней и даже месяцев. Начавшийся процесс ускорения окисления (разогревания вещества) можно остановить лишь при обнаружении опасного нарастания температуры, что указывает на большое значение пожарно-профилактических мероприятий .
5. Последовательность проведения непрямого массажа сердца
1. Больной должен находиться на спине, на жесткой основе (земля, пол). Массаж на мягком основании неэффективен и опасен (можно повредить печень). Расстегивают поясной ремень или аналогичную часть одежды, стягивающую верхнюю часть живота, чтобы избежать травмы печени. Расстегивают на груди верхнюю одежду.
2. Зона приложения силы рук спасателя находится строго по средней линии на нижней трети грудины, на три-четыре поперечных пальца выше места прикрепления к грудине мечевидного отростка. Любое другое место приложения рук спасателя - слева от грудины, выше средней линии, на уровне мечевидного отростка - совершенно недопустимо. Надо нажимать на грудину, а не на область сердца.
3. Спасатель становится с любой стороны больного, кладет одну ладонь на другую и производит надавливание на грудину. Руки спасателя выпрямлены в локтевых суставах, давление производит только запястье, пальцы обеих рук приподняты и не касаются грудной клетки. Руки спасателя должны быть перпендикулярны по отношению к поверхности грудной клетки пострадавшего.
Компрессия грудной клетки производится за счет тяжести туловища спасателя.
Только при соблюдении этих условий можно добиться смещения грудины по направлению к позвоночнику на 4-5 см и вызвать сдавливание сердца.
4. Продолжительность одного сдавливания грудной клетки - 0,5 сек.
Интервал между сжатиями - 0,5-1 сек. Темп массажа - 60 массажных движений в 1 минуту.
В интервалах руки с грудины не снимают, пальцы остаются приподнятыми, руки полностью выпрямлены в локтевых суставах.
При проведении реанимации одним человеком после двух быстрых вдуваний воздуха в легкие пострадавшего приходится 10-12 надавливаний грудной клетки, т.е. соотношение вентиляции и массажа равняется 2:12. Если в реанимации участвуют два человека, то это соотношение составляет 1:5.
Детям до 10 лет массаж проводят одной рукой, а младенцам - двумя пальцами (2-ым и 3-им) с частотой 100-120 надавливаний в минуту.
При проведении непрямого массажа возможно осложнение в виде перелома ребер, что определяется по характерному хрусту во время надавливаний.
Это само по себе неприятное осложнение ни в коей мере не должно служить основанием для прекращения массажа.
Обязательным условием проведения массаж сердца является постоянный контроль за его эффективностью.
Критериями эффективности массажа следует считать:
1. Изменение цвета кожи, она начинает розоветь.
2. Появление пульсового толчка на сонной и бедренной артериях, иногда на лучевой артерии.
3. Сужение зрачков и появление реакции на свет.
4. Иногда - появление самостоятельных дыхательных движений.
Если в течение 25-30 минут признаки эффективности не появляются, то мероприятия по оживлению следует считать мало перспективными. И все же реанимацию лучше не прекращать до прихода врача. .
ЧЕЛОВЕК-СВЕЧА
Загадочное происшествие случилось недавно с известным московским исследователем аномальных явлений А. Шлядинским. Он вспыхнул, как факел, прямо на улице…
Был солнечный день, и Александр Анатольевич не сразу обратил внимание на то, что солнце припекает сквозь куртку сильнее обычного. А когда заподозрил неладное, повернул голову, увидел на левом плече язычки пламени. Он попытался смахнуть их, прихлопнуть ладонью. Но странный огонь не гас. Более того, от соприкосновения с ним ярко вспыхнули руки, превращаясь в черные головешки. Шлядинский сорвал с себя горящую куртку и стал кататься по земле, сбивая пламя с тела.
Итог загадочного происшествия был печален – многочисленные ожоги, больница, ампутированные пальцы… “Вы что, в костре их держали да еще поливали бензином?” – удивлялись врачи. Они не могли поверить, что столь серьезные повреждения тканей нанес обычный огонь. Впрочем, был ли он обычным?
Еще рано делать выводы из этой странной истории – слишком много неясного в ней. Но нельзя обойти вниманием тот факт, что незадолго до этого “самовозгорания” А. Шлядинский начал расследование очередного полтергейста, разгулявшегося в одном из московских домов по улице Судакова (Люблино). И полтергейст этот был не простой (если такое слово вообще подходит к столь необычному явлению), а огненный!..
Историческая справка: В семействе разнообразнейших “барабашек” огненные полтергейсты считаются не только самыми редкими, но и самыми опасными, так как сопровождаются весьма разрушительными чудесами.
Один из таких случаев описала каирская газета “Аль-Вафд”:
Дело было в городе Гиза на улице Усман Махрам. Жильцы дома пожаловались в полицию на безобразия, которые творят джинны. В квартирах вываливались из стен кирпичи, летали по воздуху халаты (будто напяленные на невидимую фигуру), вдребезги разлетались стекла, посуда… Когда следователь капитан Х.Фази прибыл в дом и закричал: “Бросьте морочить голову мистическими глупостями!” – из кучи мокрого тряпья, лежащего у его ног, ударил тугой фонтан обжигающего пламени…
Вот еще одно происшествие, зарегистрированное американской полицией в штате Алабама в доме некоего Д. Кальвина, чье хозяйство за несколько дней вспыхивало 22 раза. По описаниям полиции и пожарных, присутствовавших при буйстве “огненного барабашки”, двор дома напоминал картину после прохождения торнадо – всюду валялись обломки мебели и клочья одежды, обугленные и раскиданные неведомой силой
Нечто подобное происходило и в Москве на улице Судакова. Хозяева зараженной полтергейстом квартиры обратились за помощью к А.Шлядинскому, известному успешными экспериментами по укрощению “нечистой силы”. Александр Анатольевич несколько дней и ночей дежурил в опасной квартире и сделал в рабочей тетради следующие пометки:
“Налицо все признаки огненного полтергейста – в нескольких комнатах и коридоре многократно (а один раз прямо на моих глазах) происходили необъяснимые самовозгорания. В результате – обугленная мебель, закопченные обои и потолки… Остановить разгул стихии ранее действенными методами пока не удалось…”
Впрочем, похоже, что деятельность демонолога не оставила “равнодушными” огненные силы полтергейста. Не они ли отомстили ему, когда он возвращался домой?
А что думает по этому поводу сам Шлядинский?
– При огненных полтергейстах нередко происходит воспламенение мокрых и даже вовсе не горючих вещей, наблюдаются другие загадочные термические эффекты. Например, следы самовозгорания порой обнаруживаются внутри сложенной книги или под обоями… Редко, но случается и нечто подобное, что, похоже, произошло со мной. За последние 400 лет исследователи полтергейста зафиксировали примерно 200 случаев, когда самовозгорались люди. Причем иногда от них за считанные секунды оставалась лишь кучка пепла в форме человеческого тела.
Историческая справка: Английская газета “Дартфорд кроникл” за 7 апреля 1919 года сообщает о загадочной гибели писателя Дж. Темпл Джонсона. Его нашли в собственном доме – нижняя половина тела сгорела полностью, но ни на одежде, ни в комнате не было обнаружено каких-либо следов огня.
Индийская газета “Мадрас мейл” от 13 мая 1907 года приводит показания двух констеблей, обнаруживших в окрестностях Динопора сгоревшую женщину. Свидетели поражались тому, что одежда на обуглившемся теле сохранилась в целости.
В отчете некоего доктора Бертхолла “медико-хирургическому обществу” можно найти сообщение о женщине, которую нашли сгоревшей в собственной квартире. По словам очевидца, тело несчастной выглядело так, словно побывало в плавильной печи. Но обстановка вокруг практически не пострадала – лишь деревянный пол под трупом немного обуглился. Это произошло 1 августа 1869 года.
Эти и другие подобные случаи загадочных самовозгораний всегда служили источником споров среди исследователей. Дело в том, что тело человека на две трети состоит из воды и просто не способно гореть. Для того, чтобы превратить человека в пепел, необходимо длительное воздействие температуры не ниже 1500 градусов по Цельсию. Такие параметры создаются в печи крематория, но повторить их в домашних условиях невозможно. Тем более невозможно сделать так, чтобы сгорел только человек, а окружающие его вещи и даже одежда остались в целости и сохранности…
Такое явное противоречие всем законам природы всегда давало скептикам повод относиться к рассказам о самовозгорании людей как к ненаучной фантастике. Но ведь и полтергейсты не укладываются ни в какие рамки здравого смысла. Однако мы уже как бы смирились с реальностью этого явления. Помнится, что в 1987 году во время огненного полтергейста на улице Молдагуловой (Москва) было даже возбуждено уголовное дело. Но следствие зашло в тупик – тщательные экспертизы так и не нашли причин частых самовозгораний предметов. “Огненный барабашка” в очередной раз остался неопознанным, ускользнув и от ученых, и от милиции.
Но когда сами по себе вспыхивают загадочным огнем вещи – это одно. И совсем другое – когда от этого страдают люди. Каждый такой случай требует самого пристального изучения: действительно ли это “редкое природное явление” или просто несчастный случай? А если всему виной полтергейст, то каков механизм странных самовозгораний? И ЧТО ОЧЕНЬ ВАЖНО!
Одна из гипотез, которую выдвигают исследователи, объясняет загадку хрональными (временными) скачками. Ведь что такое горение? Обычная реакция окисления, какие постоянно идут в человеческом теле, только протекающая с более высокой скоростью. А что если скорость течения времени в объеме человеческого тела изменится? Оно мгновенно загорится. Конечно, это достаточно фантастическое предположение. И для того чтобы доказать (или опровергнуть) его истинность, необходимы дальнейшие исследования.
ЛЕЖИТ ЧЕЛОВЕК И ПЫЛАЕТ ОГНЕМ
Шел, дескать, человек, по улице, никого не трогал, вдруг закричал ни с того ни с сего и схватился рукой за щеку, причем между пальцев у него пополз едва заметный дымок.
Свидетели этого происшествия окружили пострадавшего. Когда человек отнял от лица руку, то все увидели на щеке явственный след ожога… Я, разумеется, сразу же предположил, что, скорее всего, воспламенившийся просто пытался закурить, чиркнул зажигалкой, и частицы газа или бензина каким-то образом попали на лицо и вспыхнули. Со мной такое было – когда я слишком сильно встряхнул “зиппо”. Но меня стали уверять, что ничего подобного – у пострадавшего вовсе никакой зажигалки и даже спичек не было. “Мы, – гордо заявили мои друзья, – явились очевидцами редкого феномена, известного как спонтанное самовозгорание человека”. Я, честно говоря, ничего подобного никогда не видел, а посему во все эти чудеса, верю слабо. Хотя… в природе существует много таинственного, и некоторым явлениям современная наука пока не может дать объяснения. В том числе и феномену самовозгорания человека. А то, что такие случаи все-таки бывают, хочется этого или нет, приходится признать.
Судя по всему, первый случай самовозгорания человека зафиксирован еще в 1663 году. Но интерес к этому феномену пробудила в обществе опубликованная в1763 году книга француза Дюпона, в которой подробно описывались несколько подобных явлений. Написать ее Дюпона подвиг случай, происшедший с Николем Миллье, которого обвинили в убийстве своей жены. Произошло следующее: в Реймсе в 1725 году нашли жену тамошнего жителя по имени Миллье, “сгоревшею на кухне, на расстоянии полутора футов от камина. От всего тела оставались только некоторые части головы, ног и позвонков…”. Подозрения пали на мужа. Однако спустя некоторое время Миллье был оправдан. Как писали газеты того времени, “по исследовании этого дела признали, что жена его умерла от самосгорания”.
К середине XIX века случаев самовозгорания уже было зафиксировано около пятидесяти. Причем в числе накопленных к тому времени сведений есть не мало историй с криминальным оттенком. Одна из них произошла в 1787 году с итальянским священником Бертоли: люди, прибежавшие на шум и крик в комнату, где только что молился священник, увидели его “распростертого на полу, окруженного тусклым пламенем, удалявшимся по мере как к нему приближались и исчезшим, наконец, совершенно”. А на следующий день “обозревший тщательно больного” хирург обнаружил, что “покровы правой верхней конечности, отстав совершенно от подлежащих частей, висели вниз, и точно то же было и на пространстве между плечами и бедрами”. В то же время платок, который сразу после прихода в дом священник “велел положить себе на плечи между телом и рубашкою… найден был совершенно целым, без малейшего признака начавшегося горения; нижнее платье также осталось неповрежденным”.
Кстати, Бертоли был не единственным “самовозгоревшимся” священником. Весной 1933 года прихожане небольшой церквушки в перуанском городе Орельяно стали свидетелями потрясшего их зрелища. Читавший проповедь пастор гневно осуждал грешников, которых ждет геенна огненная. Внезапно все увидели, как из груди священнослужителя вырвалось пламя, и через мгновение он превратился в огненный столб. На амвоне следователи впоследствии обнаружили невредимую одежду, внутри которой темнела горсть пепла…
В 1852 году Чарльз Диккенс в своей книге “Холодный дом” описал гибель героя по имени Крук (отпетого пропойцы) от спонтанного возгорания. После выхода романа английский философ и критик Джордж Генри Льюис заявил, что подобное невозможно, и обвинил Диккенса в невежестве. Однако в предисловии ко второму изданию книги писатель дал ясно понять, что прежде, чем описать такую смерть Крука, он внимательно изучил 30 реально существовавших случаев самовоспламенения людей.
Попытки объяснить сей феномен сводились к тому, что жертв самовозгорания губило злоупотребление алкоголем. Согласно принятой теории, организм настолько пропитывался спиртом, что мог воспламениться от малейшей искры. Однако во многих случаях жертвы вообще не употребляли спиртного и не курили. Другие исследователи полагали, что самовоспламенения обусловлены накоплением электричества и “газов” в теле.
Потом интерес к спонтанному самовозгоранию людей несколько поутих.
Вновь об этом феномене заговорили в 1951 году, когда 2 июля в собственной квартире в американском городе Сент-Питерсберг в штате Флорида была обнаружена 67-летняя вдова Мери Ризер, точнее, то, что от нее осталось – кучка пепла, череп и абсолютно не тронутая огнем левая нога в тапочке.
Практически ничего больше в квартире не пострадало. Затем посыпались сообщения о похожих необъяснимых случаях. В том же году нечто похожее произошло с Хелен Конвей из Дрексеп-Хилл, штат Пенсильвания (США). Ее обнаружила внучка, которая на несколько минут вышла из комнаты. Пожарные в своем отчете сообщили следующее: “Хелен Конвей сгорела менее чем за шесть минут. Ее ноги остались не затронутыми огнем, в то время как вся верхняя часть тела сгорела практически полностью”.
В мае 1953 года в Лос-Анджелесе была найдена 30-летняя Эстер Дублин. От огня сгорели она и стул, на котором она сидела, но все остальное в доме осталось невредимым. В 1957 году в городе Уэст-Филадельфия, штат Пенсильвания, в собственной квартире была обнаружена полностью сгоревшая госпожа Анна-Мария. Причем ее сын, пожарный по профессии, сообщил, что когда он вошел в дом, там было холодно и никакого огня он не видел.
31 января 1959 года в доме для престарелых загорелся 72-летний Джек Лардер. В ноябре 1960 года на дороге по направлению к городу Пайк в штате Кентукки в машине были найдены пять обугленных мужских трупов, сидящих в свободных позах. Следователь утверждает, что отсутствовали какие-либо следы, свидетельствующие о попытках пострадавших выбраться из машины.
Вообще исследователей, пытающихся объяснить феномен самовозгорания, поражает не только внезапность, но и то, что находящиеся рядом с жертвой легковоспламеняющиеся материалы (одежда, постельное белье, дерево) остаются целыми и невредимыми. Так было, например, в 1992 году в Сиднее с Роном Прайстом, дотла сгоревшим в своей кровати. При этом белье, подушки совершенно не пострадали, и лежавшие в метре от адского пламени спички не вспыхнули! С точки зрения классической физики и химии мгновенное сгорание тела живого человека, на две трети состоящего из воды, просто немыслимо. Описано множество необъяснимых “пожаров внутри живых людей”, случавшихся в разных местах, в различное время, в том числе на протяжении последних двадцати лет. Учеными установлено, что для обеспечения подобных “эффектов” требуется температура пламени порядка 3 тысяч градусов.
Увы, даже в XXI веке ни медикам, ни криминалистам, ни ученым не удалось существенно приблизиться к разгадке явления. Разумеется, существуют несколько теорий. Некоторые из них звучат правдоподобно, а некоторые – не очень.
Например, согласно теории профессора Бруклинского университета Робина Бича, “у некоторых людей внутри накапливается статистический электрозаряд, что превращает человека в легковоспламеняющийся материал”.
Существует и так называемая “теория человеческой свечи”. Ее авторы говорят, что большинство жертв спонтанного самовозгорания – толстые и старые женщины, зачастую паралитики, или просто больные люди, способные впасть в болевую кому от небольшого ожога. Жир неудачно потерявшей сознание старушки понемногу вытапливается и горит, чем вызывает дальнейший приток тепла и еще больше вытапливается – несчастная сгорает изнутри. Кстати, эта теория объясняет, почему поблизости от жертв, на стенах и прочих поверхностях почти всегда остается большое количество сажи и жидкого жира.
Доктор Ларри Арнольд в 1982 году выдвинул версию, согласно которой феномен спонтанного самовозгорания может быть связан с силовыми линиями, условно опоясывающими Землю. Он определил так называемые “огненные пояса”, в которых, по статистике, происходит больше всего необъяснимых возгораний..
А американский исследователь аномальных явлений Брэд Стайгер задает риторический вопрос: “Если горение представляет собой не что иное, как химическую реакцию окисления, а окислительные процессы в организме происходят более замедленными темпами, то почему этот процесс не может самопроизвольно ускоряться?”. Правда, для этого необходимо одно условие – так, пустячок. Всего лишь изменение хода времени…
Некоторые исследователи связывают явления непроизвольного возгорания человека с его внутренним состоянием, например, с глубоким стрессом.
Но вот швейцарский ученый Людвиг Шумахер объясняет самовозгорание возможностью возникновения рядом с нами неизвестных пучков энергии. Строго ограниченные в пространстве, они при определенных условиях вызывают мощную вспышку в результате взаимодействия с биополем организма.
А совсем недавно японец Харуги Ито выдвинул гипотезу, согласно которой причина спонтанного самовозгорания человека – изменение течения времени, когда в силу каких-либо обстоятельств внутри организма резко замедляются физические процессы (в том числе движение атомов), а на поверхности кожи их скорость остается постоянной. В таком случае вырабатываемое тепло просто не успевает излучаться в пространство и испепеляет человека.
Так или иначе, но почти все теории сходятся в одном – “при явном отсутствии внешних причин воспламенения источником запала является сам человеческий организм”.
Опыт «самовозгорания» свечи широко известен. Однако проведение его ограничено в связи с отсутствием в школьной лаборатории белого фосфора и сероуглерода. В связи с этим рекомендуется следующая методика. Кусочек сухого красного фосфора помещают на дно сухой длинной и узкой пробирки. В пробирку вставляют до дна стеклянную палочку. Дно пробирки вносят в узкое пламя горелки, стараясь нагреть только участок пробирки, где находится фосфор.
(Опыт требует особой осторожности).
Красный фосфор при этом превращается в белый, который оседает на палочке в виде маслянистых капель. Когда основная часть красного фосфора превратится в белый, нагрев прекращают и пробирку охлаждают на воздухе. Длительный нагрев не рекомендуется, так как из-за низкой температуры кипения белого фосфора (275°С), пары его не конденсируются на палочке у дна пробирки, а поднимаются к отверстию и воспламеняются. В остывшую пробирку наливают 1—2 мл бензола или диэтилового эфира, в которых белый фосфор растворим.
Полученным раствором обильно смачивают распушенный фитиль свечи, несколько капель наливают в углубление у основания фитилька. Через некоторое время, после испарения растворителя, белый фосфор вызывает самовоспламенение свечи. Этим же раствором можно смочить кусочки ваты, бумаги, которые также воспламеняются через некоторое время. Опыт можно разнообразить, выставляя, например, несколько свечей, фитильки которых смочены раствором с небольшими интервалами во времени. Тогда и свечки будут загораться одна за одной.
Примечание. Остатки раствора следует сжечь в безопасном месте, так как хранить его очень опасно.
В сухую фарфоровую чашечку насыпают 3—5 г порошка перманганата калия, ставят на асбестовую сетку и обкладывают со всех сторон сухими лучинками. Непосредственно перед проведением опыта к перманганату калия добавляют 3—5 капель безводного глицерина и сетку устанавливают на демонстрационном столике. Через 1—2 минуты глицерин воспламеняется, от него загораются лучинки.
«Вода» зажигает костер
На асбестовую сетку ставится небольшая фарфоровая чашечка (можно часовое стекло) с небольшим количеством смеси перманганата калия с серной кислотой. На фарфоровую чашечку и вокруг нее накладывают сухие лучинки, имитирующие костер. Для зажигания полученного костра, смачивают ваточку «водой» (этиловым спиртом) и выжимают над ним так, чтобы капли попали в чашечку. Спирт (можно брать денатурат) воспламеняется, поджигая затем и лучинки.
«Химия на досуге», Г.И. Штремплер
Взрывная способность горючих газов, паров и пыли в воздухе сохраняется в определенных интервалах их концентраций. Существуют нижние и верхние концентрационные и температурные пределы распространения пламени.
Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени (НКПРП) − минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Невозможность воспламенения горючей смеси при концентрации ниже НКПРП объясняется малым количеством горючего вещества и избытком воздуха. Чем меньше коэффициент избытка воздуха, тем больше скорость горения и выше давление паров при взрыве. Верхний концентрационный предел распространения пламени характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха. Чем ниже нижний концентрационный предел и больше концентрационная область распространения пламени, тем большую пожарную опасность представляют горючие вещества.
В первом случае взрыв не происходит из-за недостатка горючего вещества, во втором − из-за недостатка воздуха (кислорода), необходимого для окисления горючего вещества.
9. Виды самовозгорания
Самовозгорание присуще всем твердым горючим веществам и материалам.
Самовозгорание – это явление резкого увеличения скорости внутренних (экзотермических) реакций в веществе, приводящее к горению при отсутствии источника зажигания. Если при самовозгорании образуется пламя, то это явление называется самовоспламенением.
Самовозгорание происходит из-за того, что тепловыделение в ходе реакций больше теплоотвода в окружающую среду. Начало самовозгорания характеризуется температурой самонагревания (Т сн ), представляющей собой минимальную температуру, при которой обнаруживается тепловыделение.
При достижении в процессе самонагревания определённой температуры, называемой температурой самовозгорания (Т своз. ), возникает горение материала, проявляющееся либо тлением, либо пламенным горением. В последнем случае Т своз. адекватна температуре самовоспламенения (Т св. ), под которым понимают возникновение горения газов и жидкостей при нагревании до некоторой критической температуры. В принципе самовозгорание и самовоспламенение по физической сущности сходны и различаются лишь видом горения, самовоспламенение возникает только в виде пламенного горения.
В случае самовоспламенения самонагревание развивается в пределах всего нескольких градусов и поэтому не учитывается при оценке пожаровзрывоопасности газов и жидкостей. При самовозгорании область самонагревания может достигать нескольких сотен градусов (например, для торфа от 70 до 225 °С). Вследствие этого явление самонагревания должно учитываться при определении склонности твёрдых веществ к самовозгоранию.
Самовозгорание изучают путём термостатирования исследуемого материала при заданной температуре и установления зависимости между температурой, при которой возникает горение, размерами образца и временем его нагрева в термостате. Процессы, происходящие при самовозгорании образцов горючего материала, изображены на рисунке 3.1.
Рис. 3.1. Процессы самовозгорания
Возможность самовозгорания материала, находящегося в потенциально пожароопасной области, устанавливают с помощью уравнений:
lg T окр. = А 1 – n 1 lgℓ , (3.1)
lg T окр. = А 2 – n 2 lgτ , (3.2)
где Т окр. − температура окружающей среды, °С; ℓ − определяющий размер (обычно толщина) материала; τ − время, в течение которого может произойти самовозгорание; А 1 , п 1 и А 2 , п 2 − коэффициенты, определяемые для каждого материала по опытным данным (см. табл. 3.1).
По уравнению (3.1) при заданном ℓ находят Т окр. , при которой может возникнуть самовозгорание данного материала, по уравнению (3.2) при известной Т окр . − величину τ .
При температуре, ниже вычисленной Т окр . , или при τ , меньшем, чем время, рассчитанное по уравнению (3.2), происходит самовозгорание.
В зависимости от природы первоначального процесса, вызвавшего самонагревание материала, и значений Т сн . , различают химическое , микробиологическое и тепловое самовозгорание .
Тепло обыкновенного трубопровода горячей воды или пара (Т = 100÷150 ºС) может явиться тем источником тепла, которого достаточно для самовозгорания изделий из ткани, бумаги или древесины. Поэтому трубопроводы горячей воды или пара необходимо ограждать только экранами из негорючих материалов. В общественных зданиях допускаются декоративные решетки, но и в первом и во втором случаях расстояние от трубопроводов до экранов, а равно и до любого сгораемого материала (занавески, например) должно быть не менее 100 мм. В производственных условиях самовозгораются каменный уголь, торф, опилки, некоторые горючие жидкости, обычно в виде тонких пленок, получающихся при нанесении жидкости на ворсистые поверхности (хлопок, вата и т. п.). К этим жидкостям относятся растительные масла, скипидар. На предприятиях имеются случаи самовозгорания обтирочных материалов, промасленной спецодежды, поэтому спецодежду необходимо развешивать так, чтобы обеспечить доступ воздуха, для отвода тепла промасленные обтирочные материалы собираются в несгораемую тару с крышками и ежесменно удаляются, сжигаются или уничтожаются. Известны случаи тления и горения угля в кучах, торфа и хлопка, неоднократно отмечены случаи самовозгорания толи в рулонах, целлофана и целлулоида, бумаги, а также материалов.
Общее требование пожарной безопасности для случаев теплового самовозгорания формулируется довольно просто: безопасной температурой длительного нагрева вещества считается температура, не превышающая 90 % температуры самонагревания.
Химическое самовозгорание связано со способностью веществ и материалов вступать в химическую реакцию с воздухом или другими окислителями при нормальных условиях с выделением теплоты, достаточной для их возгорания (например, при попадании кондиционированной азотной кислоты на бумагу, древесные опилки и др.). Наиболее характерными примерами являются случаи самовозгорания промасленной ветоши или фосфора на воздухе, легковоспламеняющихся жидкостей при контакте с марганцовкой, древесных опилок с кислотами и пр. Особенно опасны масла, содержащие соединения с ненасыщенными химическими связями и характеризующиеся высоким йодным числом (хлопковое, подсолнечное, джутовое и т. д.).
Другой вид химических реакций веществ связан с взаимодействием воды или влаги. При этом также выделяется достаточная для самовозгорания веществ и материалов температура. Примерами могут служить такие вещества, как калий, натрий, карбид кальция, негашеная известь и др. Особенностью щелочно-земельных металлов является их способность гореть и без доступа кислорода. Необходимый для реакции кислород они добывают сами, расщепляя под действием высокой температуры влагу воздуха на водород и кислород. Вот почему тушение водой таких веществ приводит к взрыву образующегося водорода. Для предупреждения химического самовозгорания порядок совместного хранения горючих веществ и материалов строго регламентирован.
Склонностью к микробиологическому самовозгоранию обладают горючие материалы, особенно увлажненные, служащие питательной средой для микроорганизмов, жизнедеятельность которых связана с выделением теплоты (торф, древесные опилки и др.). По этой причине большое число пожаров и взрывов происходит при хранении сельскохозяйственных продуктов (например, силос, увлажненное сено) в элеваторах. Для микробиологического и химического самовозгорания характерно то, что Т сн . не превышает обычных значений Т окр. и может быть отрицательной. Материалы, имеющие Т сн. выше комнатной температуры, способны к тепловому самовозгоранию.
Склонностью ко всем видам самовозгорания обладают многие твердые материалы с развитой поверхностью (например, волокнистые), а также некоторые жидкие и плавящиеся вещества, содержащие в своем составе непредельные соединения, нанесённые на развитую (в том числе негорючую) поверхность. Все виды самовозгорания имеют чисто условное деление и для большинства горючих веществ процесс самовозгорания представляет собой совокупность тепловой , химической и микробиологической реакции .
Самовозгоранием называется процесс возникновения горения при отсутствии постороннего источника зажигания. Происходит это при резком увеличении скорости экзотермических реакций в определенном объеме вещества, когда скорость выделения тепла превышает скорость теплоотвода в окружающую среду. К самовозгорающимся относятся вещества, у которых температура самонагревания ниже температуры самовоспламенения.
Основное, что необходимо сделать в ходе осмотра места пожара при возникновении версии о самовозгорании, это установить:
Природу материала или материалов (вещества, смеси веществ), которые находились в очаговой зоне на момент пожара,
Объемы (геометрические размеры) и количества складированного вещества (материала);
Условия хранения (температура окружающей среды, упаковка, вентиляция и т.д.);
Предысторию объекта хранения (когда складирован, не было ли признаков самонагревания (дым, запах) и т. д.
В зависимости от первичного импульса, запускающего механизм саморазогрева материала, различают следующие виды самовозгорания:
Тепловое;
Химическое;
Микробиологическое.
Тепловое самовозгорание
Экзотермический процесс окисления материала кислородом воздуха может быть инициирован предварительным подогревом этого материала до определенной температуры. Происходить это может при контакте с нагретыми поверхностями или газовой средой в процессе изготовления материала, его хранения или эксплуатации.
При подозрении на тепловое самовозгорание, кроме вышеперечисленных сведений, необходимо выяснить:
Были ли источники дополнительного подогрева материала (печи, калориферы, трубы отопления, другие нагретые поверхности);
Какие температуры этих источников, масса, поверхность нагрева, длительность действия, расстояние до материала;
Имелись ли условия для аккумуляции тепла.
К тепловому самовозгоранию склонны, например, древесные опилки, стружка, джутовое волокно, бумага в кипах, мелкодисперсные органические материалы (мука, торф, концентрат горючих сланцев, технологическая сажа), некоторые разновидности минеральных ват и других утеплителей и т. д.
Самонагревание древесины начинается при температуре 130-150 °С, однако при длительном (в течение многих лет!) нагреве древесина может переходить в так называемое "пирофорное" состояние и загораться при температуре 90-110 °С.
Возможна ситуация, когда склонный с самовозгоранию материал, после нагрева в процессе производства (например, при сушке), складируется или транспортируется неохлажденным, в результате чего возникает самовозгорание. Характерным признаком самовозгорания при этом является расположение очага в объеме (в глубине материала), а не на его поверхности. Данное обстоятельство, если оно выявлено, обязательно должно быть отражено в протоколе осмотра.
Расположение очага в объеме материала, ближе к центру массива, где наилучшие условия для аккумуляции тепла, а теплопотери наименьшие, является важным квалификационным признаком процесса самовозгорания, причем не только теплового, но и микробиологического.
Самовозгораются отложения краски в окрасочных камерах и их системах вентиляции.
Возможно самовозгорание угля в кучах и штабелях. При подозрении на такого рода причину необходимо выяснить:
Марку складированного угля;
Размеры кучи или штабеля;
Возможное увлажнение до пожара;
Степень измельчения (кусковой, пыль).
Склонность того или иного вещества (материала) к тепловому самовозгоранию может быть установлена по справочным данным . В случае, если имеется неизвестное вещество (материал) или по нему отсутствуют справочные данные, необходимо отобрать негоревшую пробу данного вещества для экспериментального определения температуры самонагревания и условий теплового самовозгорания по ГОСТ 12.1.044-89. Требования к отбираемой пробе указаны в приложении 4. При известных габаритах складированного материала испытания позволят определить минимальную температуру среды и длительность нагрева, при которой может произойти самовозгорание данного материала. Эти результаты можно будет сравнить с фактическими данными по исследуемому пожару.
Химическое самовозгорание
Химическое самовозгорание является результатом взаимодействия двух веществ друг с другом или с окружающей средой (водой, кислородом воздуха), происходящего с выделением достаточного количества тепла.
Рассматривать эту версию имеет смысл, если установлено, что в помещении, где произошел пожар, имелись вещества, склонные к экзотермической реакции с водой, воздухом или друг с другом. Существенно и присутствие в зоне очага разрушенной тары, а также остатков хотя бы одного из веществ.
На воздухе самовозгораются, например, желтый и белый фосфор, щелочные металлы (литий, калий, натрий), карбиды щелочных металлов (во влажном воздухе разлагаются с выделением ацетилена). Вследствие окисления на воздухе самовозгораются металлические порошки и пудры (алюминия, цинка, кобальта и др.).
Склонны к самовозгоранию растительные и животные масла, скипидар и некоторые другие вещества, содержащие химически активные непредельные С-С связи. Натуральная олифа, которая изготавливается из льняного масла, еще более склонна к самовозгоранию, нежели льняное масло, т.к. в нее введены сиккативы, ускоряющие окисление и полимеризацию масла, что приводит к его высыханию.
Минеральные (нефтяного происхождения) масла склонны к самовозгоранию только загрязненные.
Необходимо иметь в виду, что самовозгорание масел и других жидкостей невозможно в сосуде или при их проливе в виде лужи или пленки на какую-либо поверхность. Самовозгораются только пропитанные жидкостью тряпки, вата, шерсть, опилки и другие пористые материалы, на развитой поверхности которых возможен хороший контакт масла с кислородом воздуха. Для самовозгорания нужны оптимальное количество масла на поверхности пористого материала (не много, но и не мало) и условия аккумуляции тепла. Ускоряют самовозгорание соли кобальта, марганца, свинца, некоторых других металлов.
Наименьшая температура, при которой наблюдалось самовозгорание такого рода, составляет 10-15 °С. Период индукции - от нескольких часов до нескольких дней.
При подозрении на самовозгорание масла и подобных материалов необходимо выяснить:
Тип, вид масла, жира;
Что могло быть пропитано, в каком количестве, сколько времени пролежало до пожара;
Наличие условий для аккумуляции тепла.
Химическое самовозгорание возможно и при контакте пары веществ (материалов), одно из которых является сильным окислителем, другое - легкоокисляемым веществом.
К первым относятся соли азотной кислоты (селитры), перманганат калия и натрия, хлораты, перхлораты, бихроматы, хромовый ангидрид, концентрированная серная (более 95 %) и азотная кислоты, перекись водорода, органические перекиси и т.д.
Ко вторым - жидкие органические вещества (двух- и трехатомные спирты, некоторые углеводороды) и мелкодисперсные твердые органические вещества (например, опилки, сахарный песок и пудра и т.д.), указанные выше порошки металлов.
При подозрении на химическое самовозгорание, связанное с экзотермическим взаимодействием двух веществ, необходимо в обязательном порядке затребовать сведения о веществах, которые могли находиться (храниться, транспортироваться) на объекте, где произошел пожар.
При осмотре места пожара необходимо:
а) исследовать окружающие конструкции и предметы для выявления зоны длительного низкотемпературного пиролиза. Как правило, при самовозгорании (химическом, в частности) выделяющегося тепла не хватает для обеспечения мгновенного развития пламенного горения. Процесс обычно на начальном этапе протекает в форме тления, в зонах, где имеются условия для аккумуляции тепла, и лишь через какое-то время переходит в пламенное горение. Поэтому надо пытаться выявить и зафиксировать подобные зоны тления;
б) отобрать пробы угля в целях установления температуры и длительности пиролиза (см. гл. 5). Это необходимо, в частности, для подтверждения режима горения в исследуемой зоне (тление или пламенное горение);
в) отобрать пробы для последующих инструментальных исследований в целях обнаружения в очаговой зоне остатков реагировавших между собой веществ.
Микробиологическое самовозгорание
Характерно для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов (сена, соломы, овощей, зерна, фрезерного торфа и др.).
При отработке версии о микробиологическом самовозгорании по возможности необходимо получить следующие данные:
а) влажность сена на момент пожара (известно, что для микробиологического самовозгорания влажность должна быть не менее 16 %);
б) время, прошедшее после закладки (опасность самовозгорания сохраняется до 3-4 месяцев; наиболее вероятно оно в течение 10-30 суток);
в) размеры стога сена (по теоретической теплофизической оценке они должны быть не менее 2×2×2 м; при меньших габаритах стог не способен загореться, т. к. слишком велики теплопотери в окружающую среду).
Важно также выяснить условия хранения и сушки сена. Возможно очаговое (так называемое "гнездовое") возникновение процесса в результате попадания в стог более увлажненного сена или увлажнения отдельных участков через дырявую крышу сенохранилища. "Пластовое" самовозгорание может начаться при миграции влаги в массе сена из-за перепада температур, например, при неравномерном обогреве или охлаждении - при этом в периферийных слоях, вблизи поверхности, образуется конденсационная влага.
Квалификационные признаки микробиологического самовозгорания, выявляемые при осмотре места пожара:
1. Очаг расположен в центре стога или массива другого, склонного к микробиологическому самовозгоранию материала, а не снаружи. Если копна сена имеет поверхностное обугливание (обгорание), а внутри нет следов горения, то это не самовозгорание, а горение, возникшее от внешнего источника открытого огня, искры и т. д.
2. Наличие неразвившихся очагов, в том числе в отдельных кипах. Они представляют собой локальные агломераты сена различной степени термодеструкции (см. рис. 6.4).
Рис. 6.4. Зоны, возникающие в сене при микробиологическом самовозгорании
