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摘要：为了考查火灾燃烧过程及灭火过程对环境的影响，本文在对火灾残余物的种类进行分析的基础上，概述了其对大气、水体、土壤以及生态的影响，并提出了利用火灾残余物对盐泽螺旋藻和绿豆的毒性作用来评价其环境毒害性的方法，为公安机关消防机构的火灾预防、灭火工作以及环保部门的火灾灾后环境评估提供了参考。
关键词：火灾残余物 环境毒害性 评估方法
火给人类带来了光明，但火灾产生的烟气及灰分直接或间接地影响着人们的居住周围环境，包括水、大气、土壤等。以往在对火灾进行研究时，人们关注的往往是人员伤亡和财产损失，而忽视了火灾带来的环境污染，其实火灾对环境的影响是极其深远的。因此，在防灭火技术不断进步、人们的防火意识不断增强的同时，对火灾残余物环境毒害性进行研究是十分必要的。
1 火灾残余物
1.1 火灾烟气
火灾烟气是一种混合气体：蒸汽、悬浮颗粒物或气溶胶。火灾烟气通常由以下三类物质组成[1]：
①燃烧物质释放出的高温蒸气和有毒气体；
②被分解和凝聚的未燃物质；
③被火焰加热而带入上升卷流中的大量空气。
烟气是由以上三类物质经过充分混合而成的混合物，它含有蒸汽、有毒气体和弥散的固体微粒。
火灾中可以导致人员死亡的最主要原因是烟气中毒。火灾统计结果表明：火灾死亡人数中70%-80%是烟气中毒。烟雾中的有毒气体主要来源于高分子材料在火灾中的燃烧，高分子材料在空气中燃烧产生的气体产物包括CO、CO2、SO2、NH3、CH4、HCN、HCl等，还会生成酮类、醇类、醛类、醚类以及其他一些复杂的有机化合物[2]。其中CO、CO2是火灾中致人死亡的最主要的气体。几乎所有的物质在不完全燃烧的条件下都会产生CO，它能很快与血红蛋白结合，使人缺氧而中毒；浮尘在气体的扩散作用下进入人体肺部粘附并聚集在肺胞壁上，可随血液送至全身，引起呼吸道疾病且会增大心脏病死亡率；火灾烟气具有较高的温度，对人体也有危害性；烟气能避光、降低能见度，妨碍安全迅速疏散，而且也妨碍正常的扑救，增加了中毒或烧死的可能性，对人具有较大的毒害性。
1.2 灰分
高分子材料燃烧过程排放的环境污染物，主要是由于其高温条件下的不完全燃烧产生的，主要成分是多环芳烃、卤代有机化合物和硝基化合物等。大多数高分子材料燃烧都可以产生多环芳烃（PAHs）。以苯并芘为代表的多环芳烃早已被确认具有致癌、致畸和致基因突变的三致作用。
2 火灾残余物的环境毒害性
2.1 火灾残余物对大气的影响
造成大气污染的主要物质是SOx、NOx、CO、碳氢化合物、炭黑粒子和飞灰等。烟气中的飞灰是燃料燃烧后剩余的细微固体颗粒物，少量的CO、H2、CH4、碳氢化合物、炭黑粒子等属于不完全燃烧的产物。粒径小于10μm的颗粒能在空气中长期悬浮并做布朗运动，容易进入人的呼吸系统。由于这些颗粒几乎不能被上呼吸道表面体液截留并随痰排出，很容易直接进入肺部并在肺泡内沉积，因此对人体的危害最大，其危害程度取决于固体颗粒物的粒径、种类、溶解度以及吸附的有害气体的性质等。燃烧过程产生的烟尘具有很复杂的化学组成，其中有含镍、镉、铬、铍、钒、铅、砷等的有毒化合物。特别是致癌物质苯并芘、苯芘蒽等，通过呼吸道或皮肤进入人体，引起肺癌或皮肤癌。
2.2 火灾残余物对水体的影响
火灾残余物对水体的影响主要表现在六个方面：
（1）无机污染物质。污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类，这种污染可使水体的pH值发生变化，妨碍水体自净能力。
（2）无机有毒物质。污染水体的无机有毒物质主要是重金属和非金属等有长期潜在影响的物质。主要有汞、镉、铅、砷、硫等元素。
（3）有机有毒物质。污染水体的有机有毒物质主要是燃烧过程中生成的氰化氢及灭火过程中冲刷出的各种有机农药、多环芳烃、卤代烃等。它们大多是人工合成物质，化学性质稳定，很难被降解。
（4）需氧污染物质。灭火救援产生的废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气，故称之为需氧污染物质。
（5）植物营养物质。主要是灭火救援产生污水中的含氮、磷等植物营养素。
（6）油类污染物质。主要是石油及石油产品对水体的污染。
2.3 火灾残余物对土壤的影响
燃烧产物如卤素化合物、含硫化物、含氮化合物等均能导致酸雨的产生，酸雨以自然降水形式进入土壤，引起土壤酸化。SO2、NO等有害气体在大气中发生反应而形成金属氧化物粉尘，在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成以排污工厂为中心、半径为2～3 km范围的点状污染。进入土壤的污染物，因其类型和性质的不同而主要有固定、挥发、降解、流散和淋溶等不同去向[3]。重金属离子，主要是能使土壤无机和有机胶体发生稳定吸附的离子，包括与氧化物专性吸附和与胡敏素紧密结合的离子，以及土壤溶液化学平衡中产生的难溶性金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物等，将大部分被固定在土壤中而难以排除；虽然一些化学反应能缓和其毒害作用，但仍是对土壤环境的潜在威胁。土壤中的污染物都可随地面径流或土壤侵蚀而部分流失，引起污染物的扩散；作物收获物中的重金属和残留污染物也会向外环境转移，即通过食物链进入家畜和人体等。NO等易于淋溶而污染地下水，NH3易于挥发而造成氮素损失并污染大气。
2.4 灭火剂对生态环境的影响
使用的泡沫灭火剂会加重水体的污染，还有大量用水是对生态环境的一种破坏；森林化学灭火剂可以通过地表径流和淋浴作用在土壤中扩散，进入溪流等自然水体时会引起水质变化，导致水生物受害；灭火剂中含有的磷酸铵、聚磷酸铵会造成植物烧伤以及生长期中毒[4]。
3 火灾残余物对环境影响的量化分析方法
目前环境的可持续发展日益成为倍受重视的课题，针对火灾残余物，可以通过其对盐泽螺旋藻和绿豆的毒性作用，来定量分析火灾残余物中烟气和灰分对于环境的毒害性大小及其具体表象。
盐泽螺旋藻是水中的初级生产者，是食物链的基础环节，并且具有生命力强、繁殖快、对环境条件变化反应敏感等优良特点，因此选取盐泽螺旋藻作为水生生物的代表是非常合理的。绿豆具有易于培养和生长迅速的优点，浮萍具有体积小，易于饲养和繁殖快速的优点，在环境毒理学等学科的研究中是非常有用的实验材料，因此在国内的生态毒理学研究中有着广泛的应用前景。借助盐泽螺旋藻和绿豆作为受试生物，对火灾烟气和灰分进行研究，进而引起人们对火灾残余物的环境污染问题的重视，同时可以作为国家量化分析火灾残余物环境毒害性的依据，以期推动一系列的相关政策出台。
参考文献
[1] 杨元.高层民用建筑中排烟系统的问题及对策[J] .魅力中国，2009（13）：45-47
[2] 陈现景，张守鹏，杨晓洁等.烟密度测试仪使用中的问题及原因分析[J] .广东建材，2011（3）：22-23
[3] 张光兴.土壤污染及防治对策[J] .汕头科技，2002（4）：77-79
[4] 丁显孔.灭火造成的环境污染及对策[J] .消防技术与产品信息，2008（6）：92-95
作者简介：杨睿嘉，女，1974年生，1997年毕业于武警学院火灾技术鉴定专业，2010年毕业于青岛科技大学环境工程学院高分子材料专业，获工程硕士学位。
关键词：火灾残余物 环境毒害性 评估方法
火给人类带来了光明，但火灾产生的烟气及灰分直接或间接地影响着人们的居住周围环境，包括水、大气、土壤等。以往在对火灾进行研究时，人们关注的往往是人员伤亡和财产损失，而忽视了火灾带来的环境污染，其实火灾对环境的影响是极其深远的。因此，在防灭火技术不断进步、人们的防火意识不断增强的同时，对火灾残余物环境毒害性进行研究是十分必要的。
1 火灾残余物
1.1 火灾烟气
火灾烟气是一种混合气体：蒸汽、悬浮颗粒物或气溶胶。火灾烟气通常由以下三类物质组成[1]：
①燃烧物质释放出的高温蒸气和有毒气体；
②被分解和凝聚的未燃物质；
③被火焰加热而带入上升卷流中的大量空气。
烟气是由以上三类物质经过充分混合而成的混合物，它含有蒸汽、有毒气体和弥散的固体微粒。
火灾中可以导致人员死亡的最主要原因是烟气中毒。火灾统计结果表明：火灾死亡人数中70%-80%是烟气中毒。烟雾中的有毒气体主要来源于高分子材料在火灾中的燃烧，高分子材料在空气中燃烧产生的气体产物包括CO、CO2、SO2、NH3、CH4、HCN、HCl等，还会生成酮类、醇类、醛类、醚类以及其他一些复杂的有机化合物[2]。其中CO、CO2是火灾中致人死亡的最主要的气体。几乎所有的物质在不完全燃烧的条件下都会产生CO，它能很快与血红蛋白结合，使人缺氧而中毒；浮尘在气体的扩散作用下进入人体肺部粘附并聚集在肺胞壁上，可随血液送至全身，引起呼吸道疾病且会增大心脏病死亡率；火灾烟气具有较高的温度，对人体也有危害性；烟气能避光、降低能见度，妨碍安全迅速疏散，而且也妨碍正常的扑救，增加了中毒或烧死的可能性，对人具有较大的毒害性。
1.2 灰分
高分子材料燃烧过程排放的环境污染物，主要是由于其高温条件下的不完全燃烧产生的，主要成分是多环芳烃、卤代有机化合物和硝基化合物等。大多数高分子材料燃烧都可以产生多环芳烃（PAHs）。以苯并芘为代表的多环芳烃早已被确认具有致癌、致畸和致基因突变的三致作用。
2 火灾残余物的环境毒害性
2.1 火灾残余物对大气的影响
造成大气污染的主要物质是SOx、NOx、CO、碳氢化合物、炭黑粒子和飞灰等。烟气中的飞灰是燃料燃烧后剩余的细微固体颗粒物，少量的CO、H2、CH4、碳氢化合物、炭黑粒子等属于不完全燃烧的产物。粒径小于10μm的颗粒能在空气中长期悬浮并做布朗运动，容易进入人的呼吸系统。由于这些颗粒几乎不能被上呼吸道表面体液截留并随痰排出，很容易直接进入肺部并在肺泡内沉积，因此对人体的危害最大，其危害程度取决于固体颗粒物的粒径、种类、溶解度以及吸附的有害气体的性质等。燃烧过程产生的烟尘具有很复杂的化学组成，其中有含镍、镉、铬、铍、钒、铅、砷等的有毒化合物。特别是致癌物质苯并芘、苯芘蒽等，通过呼吸道或皮肤进入人体，引起肺癌或皮肤癌。
2.2 火灾残余物对水体的影响
火灾残余物对水体的影响主要表现在六个方面：
（1）无机污染物质。污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类，这种污染可使水体的pH值发生变化，妨碍水体自净能力。
（2）无机有毒物质。污染水体的无机有毒物质主要是重金属和非金属等有长期潜在影响的物质。主要有汞、镉、铅、砷、硫等元素。
（3）有机有毒物质。污染水体的有机有毒物质主要是燃烧过程中生成的氰化氢及灭火过程中冲刷出的各种有机农药、多环芳烃、卤代烃等。它们大多是人工合成物质，化学性质稳定，很难被降解。
（4）需氧污染物质。灭火救援产生的废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气，故称之为需氧污染物质。
（5）植物营养物质。主要是灭火救援产生污水中的含氮、磷等植物营养素。
（6）油类污染物质。主要是石油及石油产品对水体的污染。
2.3 火灾残余物对土壤的影响
燃烧产物如卤素化合物、含硫化物、含氮化合物等均能导致酸雨的产生，酸雨以自然降水形式进入土壤，引起土壤酸化。SO2、NO等有害气体在大气中发生反应而形成金属氧化物粉尘，在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成以排污工厂为中心、半径为2～3 km范围的点状污染。进入土壤的污染物，因其类型和性质的不同而主要有固定、挥发、降解、流散和淋溶等不同去向[3]。重金属离子，主要是能使土壤无机和有机胶体发生稳定吸附的离子，包括与氧化物专性吸附和与胡敏素紧密结合的离子，以及土壤溶液化学平衡中产生的难溶性金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物等，将大部分被固定在土壤中而难以排除；虽然一些化学反应能缓和其毒害作用，但仍是对土壤环境的潜在威胁。土壤中的污染物都可随地面径流或土壤侵蚀而部分流失，引起污染物的扩散；作物收获物中的重金属和残留污染物也会向外环境转移，即通过食物链进入家畜和人体等。NO等易于淋溶而污染地下水，NH3易于挥发而造成氮素损失并污染大气。
2.4 灭火剂对生态环境的影响
使用的泡沫灭火剂会加重水体的污染，还有大量用水是对生态环境的一种破坏；森林化学灭火剂可以通过地表径流和淋浴作用在土壤中扩散，进入溪流等自然水体时会引起水质变化，导致水生物受害；灭火剂中含有的磷酸铵、聚磷酸铵会造成植物烧伤以及生长期中毒[4]。
3 火灾残余物对环境影响的量化分析方法
目前环境的可持续发展日益成为倍受重视的课题，针对火灾残余物，可以通过其对盐泽螺旋藻和绿豆的毒性作用，来定量分析火灾残余物中烟气和灰分对于环境的毒害性大小及其具体表象。
盐泽螺旋藻是水中的初级生产者，是食物链的基础环节，并且具有生命力强、繁殖快、对环境条件变化反应敏感等优良特点，因此选取盐泽螺旋藻作为水生生物的代表是非常合理的。绿豆具有易于培养和生长迅速的优点，浮萍具有体积小，易于饲养和繁殖快速的优点，在环境毒理学等学科的研究中是非常有用的实验材料，因此在国内的生态毒理学研究中有着广泛的应用前景。借助盐泽螺旋藻和绿豆作为受试生物，对火灾烟气和灰分进行研究，进而引起人们对火灾残余物的环境污染问题的重视，同时可以作为国家量化分析火灾残余物环境毒害性的依据，以期推动一系列的相关政策出台。
参考文献
[1] 杨元.高层民用建筑中排烟系统的问题及对策[J] .魅力中国，2009（13）：45-47
[2] 陈现景，张守鹏，杨晓洁等.烟密度测试仪使用中的问题及原因分析[J] .广东建材，2011（3）：22-23
[3] 张光兴.土壤污染及防治对策[J] .汕头科技，2002（4）：77-79
[4] 丁显孔.灭火造成的环境污染及对策[J] .消防技术与产品信息，2008（6）：92-95
作者简介：杨睿嘉，女，1974年生，1997年毕业于武警学院火灾技术鉴定专业，2010年毕业于青岛科技大学环境工程学院高分子材料专业，获工程硕士学位。