Dym

Dym z dzikiego ognia.

Dym to unoszące się w powietrzu stałe i ciekłe cząstki i gazy powstałe, gdy materiał ulega pirolizie lub spalaniu, wraz z ilością powietrza, które jest porwane lub w inny sposób zmieszane z masą. Jest on powszechnie niepożądanym produktem ubocznym pożarów (w tym pieców i lamp) i kominków, ale może być również wykorzystywany do zwalczania szkodników (fumigacja), komunikacji (sygnały dymne), obrony (zasłona dymna) lub wdychania tytoniu lub innych narkotyków. Dym jest czasami używany jako środek aromatyzujący i konserwujący do różnych środków spożywczych. Dym jest również czasem składnikiem spalin silników spalinowych, szczególnie spalin silników Diesla.

Wdychanie dymu jest główną przyczyną śmierci ofiar pożarów w pomieszczeniach. Dym zabija przez połączenie uszkodzeń termicznych, zatrucia i podrażnienia płuc wywołanego przez tlenek węgla, cyjanowodór i inne produkty spalania.

Skład chemiczny

„Bling-bling”: Skywriterzy używają dymu do zaklinania.

Skład dymu zależy od rodzaju spalanego paliwa i warunków spalania.

Ogniecenia o dużej dostępności tlenu spalają się w wysokiej temperaturze i przy niewielkiej ilości wytwarzanego dymu; cząstki składają się głównie z popiołu lub przy dużych różnicach temperatur ze skondensowanego aerozolu wody. Wysoka temperatura prowadzi również do produkcji tlenków azotu. Zawartość siarki powoduje powstawanie dwutlenku siarki. Węgiel i wodór ulegają całkowitemu utlenieniu do dwutlenku węgla i wody. Pożary palące się przy braku tlenu wytwarzają znacznie szerszą paletę związków, z których wiele jest toksycznych. W wyniku częściowego utlenienia węgla powstaje tlenek węgla, z materiałów zawierających azot można otrzymać cyjanowodór, amoniak i tlenki azotu. Zawartość chloru (np. w polichlorku winylu) lub innych halogenów może prowadzić do produkcji chlorowodoru, fosgenu, dioksyn oraz chlorometanu, bromometanu i innych halowęglowodorów.

W wyniku pirolizy spalanego materiału powstają również duże ilości węglowodorów, zarówno alifatycznych (metan, etan, etylen, acetylen), jak i aromatycznych (benzen i jego pochodne, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne; np. benzopiren, badany jako rakotwórczy, czy reten), terpenów. Mogą być również obecne związki heterocykliczne. Cięższe węglowodory mogą skraplać się jako smoła.

Obecność siarki może prowadzić do powstawania np. siarkowodoru, siarczku karbonylu, dwutlenku siarki, dwusiarczku węgla i tioli; szczególnie tiole mają tendencję do adsorbowania się na powierzchniach i wytwarzania zapachu utrzymującego się nawet długo po pożarze. Częściowe utlenianie uwolnionych węglowodorów daje w szerokiej palecie innych związków: aldehydy (np. formaldehyd, akroleina i furfural), ketony, alkohole (często aromatyczne, np. fenol, gwajakol, syringol, katechol i krezole), kwasy karboksylowe (kwas mrówkowy, kwas octowy, itp.).

Widoczne cząstki w takich dymach składają się najczęściej z węgla (sadza). Inne cząstki mogą składać się z kropel skondensowanej smoły lub stałych cząstek popiołu. Zawartość metali powoduje powstawanie cząstek tlenków metali. Mogą również powstawać cząstki soli nieorganicznych, takich jak siarczan amonu, azotan amonu. Wiele związków organicznych, zwykle węglowodory aromatyczne, mogą być również adsorbowane na powierzchni cząstek stałych.

Emisje dymu mogą zawierać charakterystyczne pierwiastki śladowe. Wanad jest obecny w emisjach z elektrowni i rafinerii opalanych ropą naftową; elektrownie naftowe emitują również pewne ilości niklu. Spalanie węgla powoduje emisje zawierające selen, arsen, chrom, kobalt, miedź i aluminium.

Niektóre składniki dymu są charakterystyczne dla źródła spalania. Gwajakol i jego pochodne są produktami pirolizy ligniny i są charakterystyczne dla dymu drzewnego; innymi markerami są syringol i jego pochodne oraz inne metoksyfenole. Reten, produkt pirolizy drzew iglastych, jest wskaźnikiem pożarów lasów. Lewoglukozan jest produktem pirolizy celulozy. Dymki z drewna twardego i miękkiego różnią się stosunkiem guaiacoli do syringoli. Markery dla spalin samochodowych obejmują wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, hopany, sterany i specyficzne nitroareny (np. 1-nitropiren). Stosunek hopanów i steranów do węgla pierwiastkowego może być użyty do rozróżnienia emisji z silników benzynowych i wysokoprężnych.

Zagrożenia związane z dymem

Dym z pożarów pozbawionych tlenu zawiera znaczną ilość związków, które są łatwopalne. Chmura dymu, w kontakcie z tlenem atmosferycznym, może zostać zapalona przez inny otwarty płomień znajdujący się w pobliżu lub przez własną temperaturę. Prowadzi to do efektów takich jak backdraft i flashover.

Wiele związków zawartych w dymie z pożarów jest wysoce toksycznych i/lub drażniących. Najgroźniejszy jest tlenek węgla, prowadzący do zatrucia tlenkiem węgla, czasami z efektem wspomagającym cyjanowodoru i fosgenu. Wdychanie dymu może więc szybko doprowadzić do obezwładnienia i utraty przytomności.

Dym może przesłonić widoczność, utrudniając mieszkańcom wydostanie się z obszarów objętych pożarem. W rzeczywistości, słaba widoczność spowodowana dymem, który pojawił się w Worcester Cold Storage Warehouse w Worcester, Massachusetts, była dokładnym powodem, dla którego uwięzieni strażacy nie mogli ewakuować się z budynku na czas. Due to the striking similarity that each floor shared, the dense smoke caused the firefighters to become disoriented.

Visible and invisible particles of combustion

Depending on particle size, smoke can be visible or invisible to the naked eye. This is best illustrated when toasting bread in a toaster. As the bread heats up, the products of combustion increase in size. These particles begin as invisible but become visible if the toast is burnt.

See also

Smoke from a bee smoker, used in beekeeping.

• Firefighter
• Smoke detector
• Smog
• Smoking (cooking technique)
• Smoke-screen
• Smoke bomb
• Smoke signal
• Tobacco

Notes

• Bowman, C., et al. Shedding new light on wood smoke: a risk factor for respiratory health Eur. Respir. J. 27:446-47, 2006. Retrieved October 1, 2007.
• Centers for Disease Control and Prevention (U.S.). Secondhand smoke: what it means to you. Rockville, MD: U.S. Dept. of Health and Human Services, 2006. OCLC: 70215796.
• Schwartz, Joel. The Wood Smoke Issue: Comparison of Fuel Emissions Burning Issues, 2002. Retrieved October 1, 2007.

All links retrieved November 16, 2019.

• Chemical composition of wood smoke