Bildande av HCN i bränder

I bränder bildas HCN vid den kemiska reaktionen i bränslen som innehåller kväve (N) och väte (H) atomer.

Emellertid kan HCN förbrukas om det finns tillräckligt med syre i blandningen och om temperaturen är tillräckligt hög, vilket gör ytterligare oxidering av HCN möjlig. Oxideringen kan leda till ett antal blandningar inkluderande lika oönskade komponenter såsom oxider av kväve (så kallade NOx) även  om under ideala förhållanden skulle detta leda till CO2, H2O and N2. Det vanligaste i bränder är emellertid CO som skulle vara ett huvudprodukt till oxidering av HCN.

HCN giftigare än CO?

Även om HCN är en narkotisk gas som CO har det antyds att HCN är ungefär 35 gånger mer giftig än CO. Påverkan av HCN på offret är relativt snabb eftersom det leds snabbt till hjärnan med hjälp av blodet. Den viktigaste bestämmande faktorn med HCN är upptagningsförmågan, som är direkt relaterad till koncentrationen av HCN i luften som offret andas in. Detta avhandlas i mer detalj i nästa avsnitt.

Det har spekulerats att HCN generellt inte finns i blodet hos brandoffer av främst två anledningar. Den första anledningen är att man traditionellt koncentrerats sig på att identifiera och kvantifiera mängden CO i blodet hos brandoffer. Således kan detta vara fallet när HCN inte hittats eftersom ingen letar efter det. I litteraturen finns det omfattande bevis som visar en stor variation i koncentrationen av ”karboxyhemoglobin” (COHb) som behövs för att orsaka ett dödsfall. Således kan mängden COHb som ansetts orsaka dödsfall variera från 30 % till 70 %. Detta skulle indikera att i åtminstone några fall har COHb ansetts orsaka dödsfallet där den kan finnas andra faktorer som också bidragit.

Den andra anledningen är att verkan av HCN på människan är annorlunda än verkan av CO. Eftersom HCN inte följer Habers regler behövs endast väldigt låga koncentrationer för att orsaka en giftreaktion. Giftreaktionen blir generellt inte dödlig utan medvetslöshet. Den påverkade personen skulle inte kunna utrymma från brandplatsen och skulle fortsätta att andas, däremot inandas en ökande mängd av CO och möjligen verkligen dö av inandning av CO. Själva dödsorsaken skulle kunna vara CO-förgiftning men om personen inte hade blivit desorienterad av HCN från början skulle ha kunnat utrymma från branden och kunnat undvika CO-förgiftning. Således skulle dödsfallet bli rapporterat som förgiftning på grund av CO även om den verkliga anledningen till dödsfallet skulle vara desorientering på grund av HCN.

Diskoteksbranden i Göteborg

Ett mäktigt exempel av betydelsen av att brandgaser orsakar dödsfall är diskoteksbranden i Göteborg 1998. I branden dog de flesta av de 63 offren på grund av gifitga gaser och inte från hettan från branden. Bränslet i branden bestod av material som kunde producera avsevärda mängder av HCN. I rapporten från branden anges att HCN var en viktig faktor till dödsfallen.

Småskaliga försök

En studie som har genomförts för att undersöka den relativa betydelsen av HCN till CO-emissioner från ett antal vanliga material som används som byggmaterial eller i stoppade möbler som används i hemmen. En serie av småskaliga försök utfördes på fem typer av material som valdes ut dels för att de innehöll kväve i den kemiska strukturen och dels för dess relevans i material som brukar finnas i hemmen.
 


Foto av DIN-ugnen som används för de småskaliga experimenten.

De specifika materialen som användes i studien var: ull, nylon syntetiskt gummi, melamin och polyuretanskum. Inga material var behandlade med flamskyddsmedel.

Anledningen för att fokusera på HCN är tydlig. Det kan vara potentiell dödsorsak eller försvårande faktor vid utrymning i bränder, men eftersom vi för närvarande saknar en konkret jämförelse mellan bildande av CO i vanliga material i förhållande till bildande av HCN har det varit svårt att fastställa den relativa betydelsen av HCN i förhållande till CO.
Datormodellering
Det är av speciell vikt eftersom vi har blivit allt mer vana vid datormodellering, t ex Computational Fluid Dynamics (CFD). På senare år har det blivit allt vanligare att använda CFD-metoder för att modellera brandbeteende i komplicerade situationer som ett alternativ till tidskrävande och dyra experiment. Vid igenkännandet av betydelsen av CO, så har produktionsmodeller utvecklats för att beräkna hur CO bildas. Studien har därför också använts för att bestämma huruvida beräkning av produktion av CO med användning av CFD är tillräcklig för att utröna giftningsrisken vid en given brand eller om det är nödvändigt att också modellera andra ämnen såsom HCN.
Som startpunkt gjordes en litteratur studie för att fastställa vad som tidigare gjorts på detta område. Kompletta resultat finns beskrivna i SP rapport 2000.27.

Relaterad information

Verksamhetsområden

RISE Säkerhet och transport

Kontaktpersoner

Michael Försth

Tel: 010-516 52 33

RISE Research Institutes of Sweden, Tel 010-516 50 00, E-post info@ri.se

SP, Innventia och Swedish ICT har gått samman i RISE för att bli en starkare forsknings- och innovationspartner för näringsliv och samhälle.
Under 2017 kommer sp.se att vara en av flera webbplatser inom RISE. Besök gärna ri.se för mer information om RISE.

Dela den här sidan: