PP 11.indd - Komenda Główna Państwowej Straży Pożarnej

ROZPOZNAWANIE ZAGROŻEŃ
Zmierzyć się z czadem
Sezonowi grzewczemu niezmiennie
towarzyszy wzrost liczby interwencji
straży pożarnej wymagających
pomiaru stężenia tlenku węgla (CO).
W
iwona MaJ
arto więc przypomnieć, w jaki sposób
odbywa się ruch powietrza w pomieszczeniach i jakie procesy zachodzą w kominach, a co za tym idzie – jak rozkłada się
stężenie tlenku węgla w budynkach. Elementarna wiedza o tych zjawiskach pozwala wyznaczyć ogólne zasady, którymi należy się kierować
w trakcie działań.
Krótka charakterystyka
Tlenek węgla to gaz powstający w wyniku niepełnego spalania substancji zawierających węgiel. Jest lżejszy od powietrza i bardzo dobrze
miesza się z nim we wszystkich proporcjach.
Nie ma zapachu ani barwy, ma za to bardzo
dużą zdolność łączenia się z hemoglobiną
(składnikiem krwi odpowiedzialnym za transport tlenu w organizmie), wchłania się przez
drogi oddechowe. Zatrucia tlenkiem węgla są
niebezpieczne, gdyż powodują stan silnego
niedotlenienia narządów wewnętrznych (m.in.
serca i mózgu). Gaz ten wypiera tlen z połączeń z hemoglobiną, dlatego już przy stężeniach nieco przekraczających 0,1 proc. we
wdychanym powietrzu może w organizmie
człowieka powstawać stężenie hemoglobiny
tlenkowej prowadzące do utraty świadomości
i w konsekwencji do zgonu.
Objawy zatrucia
tlenkiem węgla (CO)
Zatrucie tlenkiem węgla przebiega kilkuetapowo. Początkowo pojawiają się alarmujące sygnały: ból głowy, uczucie tętnienia w skroniach, szum w uszach. W miarę
narastania poziomu karboksyhemoglobiny
(połączenie hemoglobiny z tlenkiem węgla)
we krwi objawy te ustają. W następnej fazie
pojawiają się wymioty i zaburzenia świadomości (do śpiączki włącznie). Do ostrego
zatrucia dochodzi na skutek oddychania
powietrzem z zawartością tlenku węgla
przekraczającą 0,2 proc. obj.
Groźne jest także długotrwałe przebywanie w atmosferze skażonej niewielką ilością tlenku węgla − skutkuje bólami i zawrotami głowy, uczuciem zmęczenia, utratą
łaknienia, nudnościami. Mogą też wystąpić
zaburzenia w funkcjonowaniu układu
krwionośnego, takie jak kołatanie serca,

niemiarowość tętna i ciśnienia krwi.
36
PP 11.indd 36
Przepisy polskie podają, że najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) tlenku węgla w powietrzu w pomieszczeniach mieszkalnych
wynosi 10 mg*m-3 (tj. 9 ppm) [1], w zakładach
pracy 23 mg*m-3 (tj. 20 ppm), natomiast najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe,
utrzymujące się nie dłużej niż 30 minut, nie
powinno przekraczać 117 mg*m -3 (tj.
100 ppm) [2]. Warto zaznaczyć, że stopień
zatrucia uzależniony jest przede wszystkim od
cech indywidualnych poszkodowanego i ro-
dzenia powietrze pod względem mechanicznym jest płynem o bardzo małej lepkości
i pozostaje w ciągłym ruchu – pionowym
i poziomym. Jakiekolwiek dodatkowe gazy
wprowadzone do niego podlegają następującym prawom:
• gazy lżejsze od powietrza mają tendencję
do unoszenia się i przemieszczania wraz
z ogrzanymi masami powietrza,
• gazy cięższe od powietrza mają tendencję
do ścielenia się blisko powierzchni podłogi lub
Zależność objawów klinicznych zatrucia tlenkiem węgla (CO) od jego stężenia w powietrzu
Stężenie CO
w powietrzu
[ppm]
Stężenie CO
w powietrzu
[% obj.]
Stężenie CO
w powietrzu
[mg*m-3]
100-200
0,01-0,02
116,51
lekki ból głowy przy ekspozycji
przez 2-3 godz.
400
0,04
466,63
silny ból głowy zaczynający się po upływie
około 1 godz. wdychania
800
0,08
932,11
zawroty głowy, wymioty i konwulsje
po 45 min wdychania,
po 2 godz. trwała śpiączka
1600
0,16
1864,23
silny ból głowy, wymioty, konwulsje
po 20 min, zgon po 2 godz.
3200
0,32
3733,11
intensywny ból głowy i wymioty po 5-10 min,
zgon po 30 min
6400
0,64
7456,90
ból głowy i wymioty po 1-2 min,
zgon w niecałe 20 min
12 800
1,28
14 913,81
utrata przytomności po 2-3 wdechach,
śmierć po 3 min
dzaju pracy wykonywanej w skażonej atmosferze. Osoby pracujące fizycznie ulegają zatruciu o wiele szybciej.
Potencjalnymi źródłami tlenku węgla w pomieszczeniach mieszkalnych są na przykład:
kuchnie gazowe, gazowe podgrzewacze wody,
kominki, piece węglowe, gazowe lub olejowe,
zapchane przewody kominowe, uszkodzone
bądź źle wykonane połączenia między piecami
i kominami. Bardzo duże ilości tlenku węgla
powstają także podczas pożarów w pomieszczeniach.
Wentylacja
Tlenek węgla przemieszcza się wraz z powietrzem, które jest mieszaniną gazów zanieczyszczonych cząstkami stałymi (np. pyłami)
i ciekłymi (np. parą wodną). Zasadniczy
skład gazów tworzących powietrze jest stały
i dlatego można określić jego masę. Wynosi
ona 28,96g*mol-1. Z naukowego punktu wi-
Objawy zatrucia
ziemi i zalegania w najniżej położonych przestrzeniach (np. piwnicach czy studzienkach
kanalizacyjnych),
• gazy gorące przemieszczają się do góry,
• gazy rozprężające się pochłaniają ciepło
i powodują kondensację pary wodnej z powietrza,
• gazy wprowadzone do powietrza poruszają się zgodnie z ruchem mas powietrza.
W naturze ogrzane powietrze unosi się do
góry, a na jego miejsce dołem napływa chłodniejsze. W szczelnie zamkniętym pomieszczeniu zjawisko takie nie występuje, ponieważ
z czasem temperatura mas powietrza wyrównuje się i jego ruch zanika. Użytkowanie pomieszczenia przez człowieka powoduje wprowadzanie do powietrza różnych substancji,
często szkodliwych, i równoczesne zużywanie
tlenu. Zatem pomieszczenia wentyluje się po
to, by wymusić ruch, a tym samym wymianę
11/2010
1-12-10 13:16:10
ROZPOZNAWANIE ZAGROŻEŃ
powietrza. Wentylacja taka może być dwojakiego rodzaju: naturalna (grawitacyjna) i mechaniczna (wymuszona).
Najprostszym typem jest wentylacja grawitacyjna, w której do wytworzenia ruchu powietrza wykorzystuje się różnicę temperatury
(a tym samym ciśnienia) powietrza wewnątrz
pomieszczenia i na zewnątrz. Ciepłe powietrze znajdujące się w pomieszczeniu unosi się
do góry i przez kratkę wentylacyjną jest usuwane na zewnątrz. W jego miejsce napływa
chłodniejsze powietrze z zewnątrz. Jeżeli temperatura powietrza wewnątrz i na zewnątrz
pomieszczenia jest taka sama, wentylacja grawitacyjna działa w bardzo ograniczonym zakresie. Ruch powietrza w pomieszczeniach
z tym rodzajem wentylacji uzależniony jest od
warunków otoczenia (temperatury, ciśnienia
i obecności wiatru). Powietrze napływa przez
nawiewniki w postaci specjalnych kratek lub
szczeliny w oknach i drzwiach, a wydostaje
się kratkami przewodów wentylacyjnych
umieszczonymi pod sufitem.
W wentylacji mechanicznej ruch powietrza
w pomieszczeniu nie jest zależny od warunków atmosferycznych panujących na zewnątrz, lecz od pracy wentylatora/wentylatorów. W budynkach wyposażonych w tego
typu wentylację świeże powietrze dostarczane
jest przez czerpnie lub system nawiewników
Wentylacja mechaniczna
do kanałów wentylacyjnych, a w efekcie do
pomieszczeń. Na zewnątrz z kolei odprowadzane jest (za pomocą kanałów wentylacyjnych lub bez nich) przez wywiewniki. Kierunkiem i natężeniem ruchu powietrza sterują wentylatory zintegrowane z czujnikami
pogody.
Obecnie w wielu domach czy mieszkaniach,
jeśli tylko pozwalają na to przepisy prawa,
można spotkać rozwiązanie pośrednie, którym
jest wentylacja grawitacyjna wspomagana.
W tym typie wentylacji do typowego układu
wentylacji grawitacyjnej w kuchni czy łazience montuje się małe wentylatory w kratkach
wywiewnych. Urządzenia te są uruchamiane
ręcznie, a ich zadaniem jest zwiększenie intensywności usuwania zużytego powietrza
z pomieszczenia.
W kotłach i kominach
W kotle przebiega proces spalania paliwa, podczas którego wytwarzana jest energia cieplna
niezbędna do ogrzania czynnika roboczego
(najczęściej wody). W wyniku tego procesu
powstają produkty spalania (spaliny). Przy wystarczającym dostępie powietrza są to: dwutlenek węgla, woda, produkty stałe i gazy domieszkowe (np. dwutlenek siarki). Jeśli spalanie przebiega nieprawidłowo, w jego produktach pojawia się tlenek węgla − powstaje
on w wyniku niepełnego utlenienia węgla (jego niepełnego spalania). Najczęstszą tego
przyczyną jest niedostateczna ilość tlenu dostarczanego do układu. W normalnych warunkach w kominie znajduje się ogrzany słup
powietrza i gazów spalinowych, który unosi
się do góry, a na jego miejsce przez ruszt i palenisko napływa zimne powietrze bogate
w tlen. Prawidłowe funkcjonowanie ciągu kominowego, bo tak nazywa się to zjawisko,
łączonych. Stąd też w miejsce uwolnionego
ciepłego powietrza napływa zimne z otoczenia
komina.
Prawidłowe działanie komina (ciągu kominowego) sprawia, że użytkowanie pieca, przepływowego ogrzewacza wody czy innych
urządzeń jest bezpieczne. Niebezpieczeństwo
pojawia się, gdy praca układu zostaje spowolniona, zakłócona lub ustanie. W artykule
przyczyny tych zjawisk nie będą omawiane.
Warto tylko nadmienić, że istnieje także możliwość odwrócenia ciągu kominowego, skutkującego wypychaniem spalin do pomieszczeń
użytkowych (wraz z dymem dostają się do
nich duże ilości tlenku węgla). Za zjawisko
cofania się spalin odpowiedzialne są najczęściej zapchane przewody spalinowo-dymowe,
występuje ono też przy rozpalaniu w piecu po
długiej przerwie w niekorzystnych warunkach
atmosferycznych, tzn. niskim ciśnieniu i temperaturze powietrza w granicach kilku stopni
Celsjusza. Są to takie warunki, w których zimne ciężkie powietrze zalega w kominie, zaś
różnica temperatur pomiędzy wnętrzem budynku a jego otoczeniem jest bardzo mała, co
dodatkowo osłabia ciąg kominowy. Nieszczelne, uszkodzone bądź nieprawidłowo wykonane przewody kominowe lub połączenia między urządzeniami spalającymi a przewodami
spalinowo-dymowymi to jedna z najczęst-
Wentylacja grawitacyjna (naturalna)
opiera się na zależności, zgodnie z którą powietrze w budynku (a tym samym w kominie)
jest cieplejsze od powietrza zewnętrznego.
Wtedy na skutek ruchów konwekcyjnych unosi się do góry ku wylotowi z komina. Ucieczka
powietrza powoduje powstawanie u podstawy
komina pewnego „niedoboru powietrza”. Naturalnym zjawiskiem w przyrodzie jest jednak
dążenie do wyrównywania parametrów (np.
ciśnienia, stężeń, temperatury) w układach po-
szych przyczyn występowania niebezpiecznego stężenia tlenku węgla w pomieszczeniach
mieszkalnych.
Pomiary
Miernikami służącymi do wykrywania obecności tlenku węgla w powietrzu są toksykometry. Rynek oferuje już jednak urządzenia pozwalające strażakom na określenie nie tylko
zawartości tlenku węgla w powietrzu, lecz tak- 
11/2010
PP 11.indd 37
37
1-12-10 13:16:22
ROZPOZNAWANIE ZAGROŻEŃ
 że zawartości tlenku węgla w połączeniu z hemoglobiną w organizmie poszkodowanego.
Pomiar taki pozwala obiektywnie stwierdzić,
czy u osoby przebywającej w pomieszczeniu,
w którym doszło do emisji tlenku węgla, doszło do zatrucia, czy nie, a co za tym idzie −
ułatwia podejmowanie dalszych decyzji. Warto chyba także przypomnieć, że urządzenia
pomiarowe należy przygotować do pracy poza
strefą, w której prowadzone będą pomiary. Jeśli mają być one prowadzone w budynku, to
urządzenie bezwarunkowo należy włączyć na
zewnątrz.
Istnieją dwie główne grupy przyczyn występowania niebezpiecznego stężenia tlenku węgla w pomieszczeniach. Pierwsza to zdarzenia
związane z cofnięciem się dymu do pomieszczeń bądź pożarami. Druga – problemy natury
technicznej występujące w urządzeniach lub
przewodach spalinowych. Przy zdarzeniach
zaliczanych do pierwszej grupy po zakończeniu czynności ratowniczo-gaśniczych należy
pomieszczenia oddymić i dopiero wtedy zmierzyć stężenie tlenku węgla. Jeśli przyczyną
zdarzenia było cofnięcie się spalin z przewodu
kominowego pieca, to bezpośrednio po tym
nim największe stężenie tlenku węgla będzie
występowało oczywiście w jego sąsiedztwie
i we wszystkich miejscach, które nie mogły
być przewietrzone, czyli np. w ślepych odnogach piwnicy.
Tlenek węgla wraz z dymem penetruje
wszystkie dostępne obszary, poruszając się
zgodnie z prawami opisanymi w początkowej
części artykułu. Stąd też, jeśli źródło skażenia
znajduje się w piwnicy, w pierwszej kolejności
zadymiana jest piwnica, następnie spaliny przedostają się na klatkę schodową i zaczynają
przemieszczać się do góry (ponieważ są cieplejsze, a przez to lżejsze od otaczającego je
powietrza). Wysokość, do której dotrą, jest
zmienna, zależy od ilości spalin, czasu uwalniania, budowy klatki schodowej, warunków
pogodowych. Dlatego prowadząc pomiary stężenia tlenku węgla w takich warunkach, należy
również skontrolować jego stężenia w górnych
partiach budynku. Pamiętajmy, by na czas pomiarów zatrzymać wentylator oddymiający,
gdyż pracujący wentylator spalinowy także
emituje tlenek węgla. Złe ustawienie tego urządzenia może być przyczyną wprowadzania
kolejnych porcji trującego gazu do wentylowanych pomieszczeń. Nie zapominajmy też, że
usunięcie dymu z pomieszczenia nie jest równoznaczne z oczyszczeniem go z tlenku węgla
– czad usuwa się o wiele dłużej.
W przypadku zdarzeń zaliczanych do drugiej grupy, czyli tych, w których doszło do
wypadku na skutek np. nieszczelności w przewodach spalinowych, sytuacja jest nieco odmienna. Najczęściej mają one miejsce w przestrzeniach zamkniętych o bardzo małej lub źle
działającej wentylacji. Jako przestrzeń zamkniętą można tu potraktować zarówno po-
38
PP 11.indd 38
Rozkład stężeń tlenku węgla (CO) w pomieszczeniach
• najwyższe stężenia występują w bezpośrednim sąsiedztwie źródła emisji,
• bezpośrednio po uwolnieniu im dalej od źródła gazu, tym stężenia niższe,
• gaz ten przemieszcza się do góry, więc jego
stężenia mogą wystąpić także na kondygnacjach powyżej miejsca emisji,
mieszczenie, jak i całe mieszkanie czy nawet
dom jednorodzinny. Do tego typu akcji jednostki ratowniczo-gaśnicze wysyłane są po
stosunkowo długim czasie, dlatego też ważne
jest, by w pierwszej kolejności w związku
z istniejącym zagrożeniem pamiętać o sprzęcie zabezpieczającym drogi oddechowe ratownika. Zawsze łatwiej jest zdjąć aparat
oddechowy niż ratować podtrutego. Stężenie
tlenku węgla oraz jego rozkład w pomieszczeniach uzależnione są od czasu emisji. Niemniej jednak najwyższe stężenie zawsze występuje w pomieszczeniu, w którym doszło do
emisji (przy czym nie musi to być bezpośrednie sąsiedztwo źródła emisji, jeśli ustała ona
dużo wcześniej; może to być uzależnione od
ruchu powietrza i/lub wentylacji w danym
pomieszczeniu). Jeżeli emisja tlenku węgla
nastąpiła w szczelnie zamkniętym, słabo wentylowanym mieszkaniu, w którym drzwi wewnętrzne były otwarte, to po odpowiednio
długim czasie rozkład stężeń będzie prawie
równomierny w całej jego przestrzeni.
Jedną z pierwszych czynności podejmowanych przez ekipy ratownicze podczas opisywanych działań jest otwarcie okien w celu
przewietrzenia mieszkania, a tym samym
zwiększenia własnego bezpieczeństwa. Ratownik prowadzący pomiary stężenia tlenku
węgla nie powinien ustawiać się bezpośrednio
przy oknach ani w strefie napływu świeżego
powietrza. Prawidłowe pomiary podczas działań w zdarzeniu, w którym zostali poszkodowani ludzie, mają kluczowe znaczenie dla
dalszego postępowania dochodzeniowego.
Należy więc wykonać je sumiennie w każdym
pomieszczeniu. Trzeba też skontrolować poziom stężenia tlenku węgla w pomieszczeniach z tym samym przewodem kominowym
(spalinowym lub wentylacyjnym) na pozostałych kondygnacjach, szczególnie zwracając
uwagę na kondygnacje położone powyżej
miejsca zdarzenia. Podsumowując: w przestrzeniach, w których doszło do uwolnienia
tlenku węgla bez pożaru czy cofnięcia spalin,
należy:
• pamiętać o zabezpieczeniu ratowników
w sprzęt izolujący drogi oddechowe;
• wykonać pomiary:
– w pobliżu wszystkich urządzeń mogących
być przyczyną skażenia,
– we wszystkich pomieszczeniach w miejscu zdarzenia,
• wyższe stężenia występują w przestrzeniach
znajdujących się na tym samym poziomie, co
źródło CO, których nie można aktywnie przewietrzyć (np. w ślepych pomieszczeniach),
• najniższe stężenia występują w polu efektywnej pracy wentylatora oddymiającego.

– w pomieszczeniach na kondygnacji/kondygnacjach położonych powyżej miejsca zdarzenia,
– w miejscu jak najmniejszego ruchu powietrza (nie bezpośrednio przy oknach),
– przy kratkach wentylacyjnych − by określić, czy zdarzenie nie miało przyczyny zewnętrznej.
Bezpieczeństwo
Pomiary stężenia tlenku węgla często traktowane są przez ratowników Państwowej Straży
Pożarnej jako czynność pomocnicza i wykonywane bez środków ochrony indywidualnej.
Podejście takie może okazać się katastrofalne
w skutkach. Prowadzący pomiary może nagle
znaleźć się w strefie dużego stężenia, a narażenie organizmu na stężenie tlenku węgla
większe niż 20 ppm przez dłuższy czas,
zwłaszcza w warunkach dużego obciążenia
organizmu, może prowadzić do podtrucia.
Stan taki nie ujawnia się w postaci powszechnie znanych objawów, lecz powoduje mikrouszkodzenia w organach wewnętrznych
czułych na niedobory tlenu (np. w mózgu
i sercu).
Tlenek węgla nie bez przyczyny nazywany
jest „cichym zabójcą”, dlatego prowadząc
działania ratowniczo-gaśnicze, właściwie zawsze należałoby kontrolować jego stężenie.
Logiczne wydaje się, by mierniki tego gazu
znajdowały się we wszystkich JRG. Ważna
jest także świadomość zagrożenia – pozwoli
ona bowiem na jego zminimalizowanie wszędzie tam, gdzie to możliwe. Na koniec warto
podkreślić, że wszystkie pracujące urządzenia
spalinowe mogą być źródłem emisji tlenku
węgla. Miernik przeznaczony do pomiarów
jego stężenia trzeba przygotowywać do pracy
w strefie czystej, a samych pomiarów nie należy prowadzić w strefie napływu świeżego
powietrza.

Mł. kpt. Iwona Maj pełni służbę
w JRG 2 w Katowicach
[1] Zatrucia tlenkiem węgla i tlenkami azotu, opr. Irena Kolenkiewicz, Państwowa Inspekcja Sanitarna Ministerstwa
Spraw Wewnętrznych i Administracji, Białystok 2003.
[2] Rozporządzenie ministra pracy i polityki społecznej
z 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych
stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU nr 217, poz. 1833).
11/2010
1-12-10 13:16:23