Опять приходится писать о грустном, связанном с сообщением СМИ о гибели 31 января 2023г в екатеринбургском пригороде Дружинино пятерых взрослых граждан, отравившихся во сне угарным газом. Что это за газ и откуда он берется в жилых помещениях? Согласно школьному курсу химии угарный газ является несолеобразующим монооксидом углерода, его молекула содержит один атом кислорода и один атом углерода. Химическая формула угарного газа – CO. Это ядовитый газ без цвета и запаха, его еще называют «молчаливым убийцей». Я уже писал об одном подобном убийце без цвета и запаха – метане (журнал «НЕизвестная История» №1 2021, С 39 – 43, а также в моем Дзене, речь о гибели предположительно от метана в ночь на 2 февраля 1959г в тайге на севере Свердловской области девятерых туристов из Уральского политехнического института). Теперь приходится писать о монооксиде углерода.
В природе монооксид углерода встречается достаточно редко, чаще всего он образуется в результате деятельности человека в промышленности и быту, если допущено неполное сгорание любого вида топлива – ископаемого (каменный уголь, нефть и нефтепродукты, природный газ), растительного (древесина, солома, торф) или топлива животного происхождения в виде сушеного навоза. При концентрации CO в воздухе на уровне 1,3% человек погибает в такой атмосфере менее чем за 3 минуты, а при вдвое меньшей концентрации (0,64%) человек может жить не более 20 минут. Естественный уровень содержания CO в атмосфере Земли составляет 0,01%.
Во время Второй мировой войны смертельное действие угарного газа на человека немцы использовали в специальных автобусах-«душегубках», в которых выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания подавались в загерметизированный кузов, набитый людьми. В этих душегубках было умерщвлено более 700 тысяч человек.
Если в промышленности давно сложилась методика защиты производственного персонала от угарного газа (вентиляция опасных помещений, применение защитных противогазов и т.п.), то в быту еще предстоит довести до победного финала решение этой проблемы.
Человечество страдает от угарного газа более 800 тысяч лет, с тех пор, когда первобытный человек разжег огонь в своей пещере. Кроме того, с XVI века человек столкнулся в угольных шахтах с просачиванием CO и СH4 из угольных пластов в забое. Первыми сигнализаторами отравления шахтного воздуха стали белые мыши и канарейки, очень чувствительные к CO. В британских шахтах канарейки использовались до 1986 года, когда они были заменены на электронные датчики.
Действие угарного газа на человека заключается в следующем. После попадания в легкие молекулы CO сразу оказываются в крови и связываются с молекулами гемоглобина. Образуется совершенно новое вещество – карбоксигемоглобин, которое препятствует транспортировке кислорода. Первые исследования действия угарного газа на млекопитающих были проведены в Англии в 1793 году (Джеймс Уатт и Томас Беддоус). Установленное к настоящему времени значение ПДК (Предельно Допустимая Концентрация) составляет для СО 0,02 мг/л, или 0,16%.
Теперь посмотрим, какую жатву собирает «молчаливый убийца» в РФ и США. В России смертность от отравлений угарным газом находится на втором месте (первое место принадлежит паленому алкоголю). В среднем за год от отравления угарным газом в РФ погибают около 5000 человек, в США – около 3000. Где же «молчаливый убийца» находит свои жертвы? Прежде всего угорают люди, проживающие в индивидуальных домах с печным отоплением, где используется древесное топливо (за исключением пеллет, о которых будет сказано отдельно). В России печным отоплением на дровах и угле обогреваются примерно 14,7 миллионов человек.
В чем опасность печного отопления? Поленья и куски угля никогда не бывают одинаковыми по форме и массе, кроме того к прогоревшим поленьям и кускам угля периодически подкладывают новые. Так что к концу топки, а дровяная печь как правило не горит беспрерывно, в зоне сгорания печи остаются горка догорающих углей и одна - две головешки (тлеющие или недогоревшие поленья) или несколько недогоревших кусков угля. Если перед закрытием дымовой трубы не вытащить эти головешки и недогоревшие куски угля из печки на улицу, то в условиях отсутствия протока воздуха в топке будет иметь место неполное сгорание головешек с образованием угарного газа СО. А если вообще не закрывать дымовую трубу, угарный газ не образуется, но набранное печкой тепло будет бесполезно выпущено через дымовую трубу на улицу.
В принципе одна головешка массой 400 грамм при тлении в среде с ограниченным доступом воздуха может превратиться в 900 г СО. Эти 900 г СО, имеющего уже газообразную форму, соответствуют 32,1 грамм-молям газа с объемом 720 литра. Выйдя из топки в помещение, СО смешивается с воздухом. Если печка стоит не в зале, а в обычном помещении площадью 20 квадратных метров с высотой потолка 2,5 метра, объем помещения составляет 50 кубических метров, и это вполне обычные габариты российских жилых помещений. Если помещение объемом 50 кубических метров не имеет хорошей вентиляции (а зимой все форточки закрывают для сохранения тепла), и в него попадают 720 литров СО, концентрация «молчаливого убийцы» в атмосфере этого помещения постепенно в течении часа достигает 1,44%. Это значит, что в рассматриваемом в качестве примера помещении будет достигнут смертельный уровень концентрации СО, и все заснувшие тут люди уже никогда не проснутся.
Как же можно защититься от «молчаливого убийцы»? С конца XX века в Европе и США начали использовать топку печей не поленьями, а пеллетами, а также на законодательном уровне обязали все домохозяйства с печным отоплением обзавестись электронными датчиками угарного газа, подающими звуковой сигнал при повышении допустимой концентрации СО в помещении.
Поскольку большинство читателей никогда не слышали о пеллетах, попробуем дать небольшую информацию об этом относительно новом виде топлива, появившемся в конце ХХ века. Пеллеты – это топливные гранулы стандартных размеров цилиндрической формы, получаемые из различного сырья растительного происхождения путем его прессования под высокими давлением и температуры. Диаметр пеллет – от 6 до 8 мм, длина не более 50 мм. Удельная теплотворная способность пеллет составляет от 4 до 4,5 кВт-ч/кг, т. е. примерно такая же, как у ели и березы. Пеллеты хорошо подходят для автоматической подачи из бункера в топку, не требуя вмешательства человека в течение многосуточного горения с заданной интенсивностью теплоотдачи. Зольность пеллет примерно вдвое меньше зольности обычных дров.
Т.е. по этим характеристикам пеллеты вполне конкурентноспособны с природным газом, кроме зольности, поскольку у природного газа зольность равна нулю. В настоящее время в некоторых странах Европы пеллетами отапливаются две трети сельских домохозяйств. Стоимость пеллет в Европе составляет 800 евро за тонну, это примерно стоимость такого объема природного газа, который эквивалентен по теплотворной способности тонне пеллет. Планируется, что к 2050-му году производство пеллет в Европе достигнет 200 млн т в год.
К сожалению, из-за высокой стоимости пеллет мы не можем ожидать их широкого применения в РФ. По самым скромным подсчетам домохозяйство, перешедшее с топки печей дровами на пеллеты, должно будет расходовать в 5 раз больше денег, т.к. стоимость 1 тонны пеллет составляет около 10 тысяч рублей (на 10 тысяч рублей можно купить 5 кубометра дров). И это не считая расходов на переделку топочного устройства под пеллеты. Так что в плане снижения жертв от «молчаливого убийцы» нам остается надеяться только на электронные датчики угарного газа.
Но для России наличие датчиков только с акустической сигнализацией из-за крепкого сна россиян, особенно после приема перед сном нескольких «наркомовских норм», будет недостаточно. Нужны устройства, которые приоткрывали бы дымовые трубы в случае опасного повышения СО, и закрывали бы их после достаточного снижения опасной концентрации. Я думаю, что разработка и выпуск таких устройств по плечу нашей промышленности, а их стоимость будет по карману нашему населению.
- - - - - - - - - - - - - -