อันตรายจากสารพิษในเหตุไฟไหม้ ชนิดและสารพิษที่ถูกปล่อยขณะไฟไหม้

สาเหตุของการเสียชีวิตในขณะเกิดเหตุเพลิงไหม้นั้นส่วนใหญ่จะเกิดจากการสําลักควันเพราะควันสามารถกระจายตัวได้เร็วมากโดยภายในเวลาเพียงหนึ่งวินาทีมันสามารถลอยสูงได้ถึง 3 เมตร ดังนั้นใน 1 นาทีควันสามารถลอยสูงขึ้นได้ถึง 180 เมตร เทียบเท่ากับตึกสูงประมาณ 60 ชั้น ดังนั้นหากเกิดไฟไหม้ควันไฟจะลอยเข้ามาปกคลุมรอบๆตัวอย่างรวดเร็วและไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้

โดยทั่วไปความรุนแรงของอันตรายที่เกิดจากความเป็นสารพิษของสารเคมีจะขึ้นอยู่กับปริมาณระยะเวลาสัมผัสและความเป็นพิษที่เป็นคุณสมบัติเฉพาะของสารเคมีนั้นๆรวมถึงช่องทางในการได้รับสารพิษเช่นทางผิวหนังจมูกและปาก

ชนิดและผลจากสารพิษที่ถูกปล่อยออกมาขณะเกิดไฟไหม้

ในมาตรฐานISO13571:2007จะพิจารณาว่ามี 4 ปัจจัยหลักที่ขัดขวางการหลบหนีออกจากกองเพลิงคือก๊าซพิษ, ก๊าซที่ทําให้เกิดการระคายเคือง, ควันไฟและความร้อน

อย่างไรก็ตามจากการศึกษาพบว่าการเสียชีวิตจากอัคคีภัยส่วนใหญ่จะเกิดจากการสูดเอาสารพิษเข้าไปมากเกินไปสารพิษจากการเผาไหม้นี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ

1 สารพิษที่ทําให้หมดสติและเสียชีวิตจากการขาดอากาศหายใจ

สารชนิดนี้จะขัดขวางไม่ให้ออกซิเจนเข้าไปเลี้ยงเซลล์ในร่างกายทําให้หมดสติและเสียชีวิตในเวลาต่อมาตัวอย่างที่สําคัญของก๊าซชนิดนี้คือก๊าซไฮโดรเจน
ไซยาไนด์ (HydrogenCyanide,HCN) ซึ่งพบได้มากในวัสดุกลุ่มโพลียูรีเทนและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbonmonoxide,CO) ซึ่งพบได้ทั่วไปเมื่อมีออกซิเจนไม่เพียงพอขณะเผาไหม้ทําให้การเผาไหม้เป็นไปอย่างไม่สมบูรณ์

1.1 ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbonmonoxide,CO)

เป็นก๊าซพื้นฐานที่จะเกิดขึ้นเมื่อเกิดการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ของวัสดุทั่วๆไปเนื่องจากธาตุคาร์บอนเป็นธาตุ 1 ใน 6 ที่มีมากที่สุดในธรรมชาติความน่ากลัวของก๊าซคอร์บอนมอนอกไซด์คือเป็นก๊าซที่ไม่มีสีไม่มีกลิ่นไม่มีรสจึงยากที่จะทราบว่าในบรรยากาศขณะนั้นมีก๊าซนี้อยู่มากน้อยเพียงใดหากไม่ใช้เครื่องมือตรวจจับจึงอาจเสียชีวิตได้โดยไม่รู้ตัวดังที่เคยปรากฏเป็นข่าวว่ามีผู้เสียชีวิตจากการนอนในรถที่ติดเครื่องอยู่และมีการรั่วไหลของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เข้าไปในตัวรถ

โดยปกติร่างกายจะได้รับออกซิเจนโดยออกซิเจนจะจับกับฮีโมโกลบินบนเม็ดเลือดแดงฟอร์มตัวเป็นออกซี่ฮีโมโกลบิน (Oxyhemoglobin) เพื่อลําเลียงเอาออกซิเจนไปเลี้ยงส่วนต่างๆของร่างกายแต่เมื่อก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เข้าสู่ร่างกายมันจะตรงเข้าแย่งจับกับฮีโมโกลบินบนเม็ดเลือดแดงฟอร์มตัวเป็นคาร์บอกซี่ฮีโมโกลบิน (Carboxyhemoglobin,COHb) ซึ่งมีความเสถียรมากกว่าออกซี่ฮีโมโกลบิน (Oxyhemoglobin) ถึง200 เท่าทําให้ร่างกายขาดออกซิเจนเป็นผลให้กล้ามเนื้ออ่อนแรงและความสามารถในการคิดถดถอยลง

นอกจากนี้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ยังชอบไปจับกับไมโอโกลบิน (Myoglobin) ในเซลล์กล้ามเนื้อทําให้การซึมผ่านของออกซิเจนลดลงโดยเฉพาะในกล้ามเนื้อหัวใจและกล้ามเนื้อโครงร่าง (SkeletalMuscles) ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์จะมีการสะสมและใช้เวลาในการลดระดับการสะสมโดย 50% ของก๊าซจะหมดไปภายในชั่วโมงแรกแต่ที่เหลืออีก 50% อาจต้องใช้เวลาหลายวันกว่าจะสลายตัวหมด

ผลกระทบต่อร่างกายจะขึ้นกับความเข้มข้นของก๊าซในกระแสเลือด

• ที่ 10 ppm ในระยะเวลาสั้นๆจะทําให้ความสามารถในการตัดสินใจและการมองเห็นลดลง
• ที่ 250 ppm จะทําให้หมดสติ
• ที่ 1000 ppm จะทําให้เสียชีวิตในทันที

ส่วนการรับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เจือจางในระยะยาวนั้นนักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าจะทําให้เกิดการเสื่อมสภาพของระบบทางเดินหายใจและหัวใจ

1.2 ก๊าซไฮโดรเจนไซยาไนด์ (HydrogenCyanide,HCN)

ถือเป็นก๊าซที่อันตรายมากกว่าก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ถึง 25 เท่าเป็นก๊าซที่ไม่มีสีแต่มีกลิ่นเหมือนอัลมอนด์จางๆจนแทบไม่ได้กลิ่นจากการไฮโดรไลซิสฟอร์มตัวเป็นไซยาไนด์ไอออน (Cyanideion) เมื่อเข้าไปในกระแสเลือดและยับยั้งการใช้ออกซิเจนในเซลล์ทั่วร่างกาย

ไฮโดรเจนไซยาไนด์จะทําให้หมดสติอย่างรวดเร็วจึงทําให้หมดโอกาสในการหนีอย่างสิ้นเชิงจากการวิเคราะห์สาเหตุการเสียชีวิตจากเหตุเพลิงไหม้ในปัจจุบันพบว่ามีอัตราการเสียชีวิตจากไฮโดรเจนไซยาไนด์มากกว่าก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์สันนิษฐานว่าเกิดจากการใช้พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีไนโตรเจน (N) เป็นองค์ประกอบมากขึ้นเช่นวัสดุกลุ่มไนไตรล์ (Nitrile) และกลุ่มโพลียูรีเทน (Polyurethane,PU) ที่มักใช้ในกลุ่มเฟอร์นิเจอร์เช่นฟองนํ้าที่บุในเบาะและฉนวนโพลียูรีเทนโฟม

ถือเป็นก๊าซที่อันตรายมากกว่าก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ถึง 25 เท่าเป็นก๊าซที่ไม่มีสีแต่มีกลิ่นเหมือนอัลมอนด์จางๆจนแทบไม่ได้กลิ่นจากการไฮโดรไลซิสฟอร์มตัวเป็นไซยาไนด์ไอออน (Cyanideion) เมื่อเข้าไปในกระแสเลือดและยับยั้งการใช้ออกซิเจนในเซลล์ทั่วร่างกายไฮโดรเจนไซยาไนด์จะทําให้หมดสติอย่างรวดเร็วจึงทําให้หมดโอกาสในการหนีอย่างสิ้นเชิงจากการวิเคราะห์สาเหตุการเสียชีวิตจากเหตุเพลิงไหม้ในปัจจุบันพบว่ามีอัตราการเสียชีวิตจากไฮโดรเจนไซยาไนด์มากกว่าก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์สันนิษฐานว่าเกิดจากการใช้พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีไนโตรเจน(N)เป็นองค์ประกอบมากขึ้นเช่นวัสดุกลุ่มไนไตรล์ (Nitrile) และกลุ่มโพลียูรีเทน (Polyurethane,PU) ที่มักใช้ในกลุ่มเฟอร์นิเจอร์เช่นฟองนํ้าที่บุในเบาะและฉนวนโพลียูรีเทนโฟมนอกจากนี้ก๊าซไซยาไนด์ก็เป็นก๊าซที่ติดไฟได้ง่ายมากและทําปฏิกิริยาได้รุนแรงก๊าซไซยาไนด์อาจจะระเบิดได้เมื่อมีความเข้มข้นเกิน5.6%ในอากาศ (เทียบเท่า56000ppm)

2 สารที่ทําให้เกิดการระคายเคืองต่อเยื่อบุต่างๆ

เช่นเยื่อบุทางเดินหายใจทําให้หายใจไม่สะดวก, เยื่อบุนัยน์ตาทําให้แสบตารวมๆแล้วคือทําให้ความสามารถการหลบหนีจากกองเพลิงลดลงและกรณีที่ร้ายแรงยิ่งขึ้นคือเมื่อสูดเอาก๊าซที่เป็นกรดเหล่านี้มากเกินไปจะทําให้เนื้อปอดเสียหายหายใจไม่ออกนํ้าท่วมปอดและเสียชีวิตได้ในที่สุดตัวอย่างก๊าซเหล่านี้ก็เช่นก๊าซกลุ่มฮาโลเจนเฮไลด์ (HydrogenHalide)อย่างก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ (HydrogenChloride,HCl), ไฮโดรเจนโบรไมด์ (HydrogenBromide,HBr) และไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (NitrogenFluoride,HF), ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NitrogenDioxide,NO2), และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SulphurDioxide,SO2) เป็นต้น

2.1 ฮาโลเจนเฮไลด์(HydrogenHalides,HX)

ไฮโดรเจนคลอไรด์ (HydrogenChloride,HCl) และไฮโดรเจนโบรไมด์ (HalogenBromide,HBr) เป็นกรดรุนแรงที่แตกตัวได้เป็นอย่างดีในนํ้าก๊าซที่เป็นกรดดังกล่าวสามารถก่อให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงแม้ที่ความเข้มข้นต่ำที่ประมาณ 100 ppmแต่จะทําให้เสียชีวิตได้ต้องมีความเข้มข้นสูงขึ้นที่ 2600 ppm (ทดลองกับหนูเป็นเวลา 30 นาที)

มีเพียงรายงานฉบับหนึ่งรายงานว่ามนุษย์สามารถทน HCl ได้ที่ 10 ppmเมื่อความเข้มข้นสูงขึ้นเป็น 70 -100 ppmมนุษย์ต้องรีบหนีออกจากห้องเพราะเกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงโดยมีอาการไอและเจ็บหน้าอกร่วมด้วยรายงานดังกล่าวรายงานอีกว่ามนุษย์สามารถทนHClได้ 1 ชั่วโมงที่ความเข้มข้น 50 ppmและจะเป็นอันตรายมากเมื่อมีความเข้มข้น 1000 – 2000 ppmแม้ในระยะสั้นๆ

2.2 ออกไซด์ของไนโตรเจน (NitogenOxides)

ก๊าซไนตริกออกไซด์ (NitricOxide,NO) และไนโตรเจนไดออกไซด์ (NitrogenDioxide,NO2) ทั้งสองชนิดนี้เป็นก๊าซที่ไม่ติดไฟซึ่งที่ความเข้มข้นสูงๆก๊าซไนตริกออกไซด์จะออกซิไดซ์กลายเป็นก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์อย่างรวดเร็วและก๊าซNO2ก็สามารถละลายนํ้าและกลายเป็นกรดไนตริกและกรดไนตรัสได้อย่างรวดเร็วแม้ว่าที่ความเข้มข้นตํ่าๆกรดในตริกจะใช้ในการรักษาอาการที่เกี่ยวกับการหายใจแต่ที่ความเข้มข้นสูงๆกรดเหล่านี้จะทําให้เกิดอาการนํ้าท่วมปอดและทําให้เสียชีวิตได้ในที่สุดนอกจากนี้มันยังสามารถเข้าไปจับกับ Oxyhemoglobin และ Hemoglobin ทําให้ปริมาณออกซิเจนในเลือดตํ่าลงสารพิษลุ่มนี้ก็มักพบในวัสดุที่มีไนโตรเจน (N) เป็นองค์ประกอบเช่นโพลียูรีเทนและไนไตรล์เป็นต้น

2.3 สารอินทรีย์ที่ก่อให้เกิดอาการระคายเคือง (Organoirritants)

สารอินทรีย์หมายถึงสารที่ประกอบไปด้วยธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักซึ่งธาตุคาร์บอนเป็นธาตุพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตและเป็นธาตุหนึ่งในหกที่มีปริมาณเยอะที่สุดในธรรมชาติเช่นเป็นส่วนประกอบของโปรตีนคาร์โบไฮเดรตไขมันและไม้ชนิดต่างๆเป็นต้นสารอินทรีย์เหล่านี้เมื่อถูกเผาไหม้หรือถูกออกซิไดซ์จะก่อให้เกิดสารหลากหลายประเภทบางประเภทไม่ได้มีผลต่อไพรเมตแต่บางประเภทก่อให้เกิดความระคายเคือง

2.4 ฝุ่น, เขม่าควันและละอองต่างๆ (Particulates&Fumes)

สาเหตุการเสียชีวิตจากเหตุไฟไหม้นอกเหนือไปจากการได้รับควันพิษซึ่งเป็นพิษโดยตรงแล้วยังอาจเกิดจากฝุ่นและเขม่าควันซึ่งขัดขวางการหายใจและมองเห็นทําให้หนีไฟยากและเป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจ ควันไฟที่เกิดจากอัคคีภัยมีส่วนผสมที่ซับซ้อนที่อาจประกอบด้วยก๊าซกว่า200ชนิดและส่วนที่เป็นละอองของเหลวและของแข็ง (เช่นเขม่า, นํ้ามันดิน) โดยจะเข้าไปในปอดได้ลึกแค่ไหนจะขึ้นกับขนาดของฝุ่นและเขม่าที่สูดดมเข้าไป นอกจากนี้ละอองนํ้ามันยังสามารถทําให้เกล็ดเลือดข้นเหนียวเป็นเหตุให้เกิดภาวะหัวใจวายและยังสามารถเป็นตัวพาเอาโมเลกุลที่เป็นพิษเข้าไปในปอดได้อีกด้วย

ในอาคารต่างๆย่อมประกอบไปด้วยวัสดุต่างชนิดจํานวนมากมายแต่สิ่งสําคัญอย่างหนึ่งที่ควรคํานึงถึงคือระบบปรับอากาศโดยเฉพาะในระบบปรับอากาศส่วนกลางที่มีท่อส่งลมกระจายติดต่อกันไปทั่วทุกจุดในอาคารท่อที่ใช้กระจายเย็นหรือความอุ่นสบายเหล่านี้เมื่อเกิดเหตุเพลิงไหม้ก็สามารถกลายเป็นท่อส่งก๊าซพิษและควันได้เช่นกัน แม้ว่าจะไม่มีใครอยากให้เกิดเพลิงไหม้แต่เหตุการณ์เหล่านี้ก็มีโอกาสเกิดขึ้นได้ทุกเมื่อดังนั้นก่อนจะตัดสินใจใช้วัสดุใดๆในอาคารควรศึกษาเรื่องสมบัติต่างๆของวัสดุหากเกิดเหตุเพลิงไหม้นอกเหนือไปจากการเกิดสิ่งไม่พึงประสงค์จากการเสื่อมสภาพจากการใช้งานเช่นการเปื่อยยุ่ยกลายเป็นฝุ่นผงของเนื้อวัสดุหรือการเกิดไอระเหยที่เป็นพิษออกมาเองระหว่างการติดตั้งและการใช้งาน