隨著科學技術和建筑業的飛速發展，高分子材料正以前所未有的速度改變和提高著人們的生活水平，被廣泛使用在建筑裝修、裝修材料和家具制造中。但是，由于大多數高分子材料均屬于易燃（B3級）或可燃（B2級）材料，在使用中遇到高溫會分解燃燒且熱釋放速率高，極易引發火災并產生大量有毒煙氣，阻礙了人員安全疏散和消防部隊的滅火救援行動，由此造成巨大的人員傷亡和經濟損失。以2007年底為例，在不到3個月的時間里，全國就連續發生3起死亡10人以上的重、特大火災：2007年10月21日，福建莆田一鞋面加工廠發生火災，造成37人死亡；2007年12月12日，浙江溫州溫富大廈和廣東東莞樟木頭咖啡廳均發生火災，分別造成21人和10人死亡。
國內外大量火災案例表明，火災死亡人數中70%-80%是直接受煙害中毒致死的，這些有毒煙氣主要來自于高分子材料在火災中的燃燒；其他被火燒死者中，大多數也是先被有毒煙氣熏倒而后才被火燒死的[1]。因此，高分子材料火災煙氣的預防和控制，已成為當前消防部門急需研究解決的重大課題之一。本文從高分子材料的分類、煙氣毒性、釋放規律等方面入手，對此進行了初步探討。
一、煙氣的主要成分及毒性
煙氣也叫煙霧，是可燃物質燃燒時產生的懸浮固體、液體粒子和氣體的混合物，其粒徑一般在0.01-10微米之間，它的成分和性質主要取決發生燃燒物質的化學組成和燃燒條件。人們常說：“風借火勢，火借風威。”其實，對于火場中的被困人員而言，煙害更甚于火；在建筑失火時，火龍遠未到達之處，無孔不入的煙氣早已開始狂暴施虐了。由于在火災中參與燃燒的物質和發生火災的環境條件比較復雜，特別是高分子材料在建筑、裝修及家具業中的廣泛應用，其燃燒產生的大量有毒氣體，使得火災煙氣的毒害性日趨嚴重，已經成為火場上導致人員死亡的最主要原因，被形象地稱為“火場第一殺手”。國內比較典型的案例有：1994年11月27日遼寧省阜新市藝苑歌舞廳火災,死亡233人,傷16人；1994年12月8日新疆克拉瑪依友誼館火災,死亡326人,傷134人；2000年12月25日河南省洛陽市東都商廈火災,死亡309人。美國的統計資料顯示，過去的四十年中,煙氣吸入致死占火災死亡總人數的70%-75%,而且該數字有上升的趨勢[2]。
高分子材料的燃燒反應一般要經歷聚合物鏈的高溫分解和分解產物的燃燒反應，組成不同的高分子材料在高溫下具有不同的分解方式，但結果都生成多種小分子碳氫化合物中間體而發生高溫燃燒反應。實驗結果表明，由于火場溫度梯度大、氧氣供應不足，高分子材料及其添加劑（如增塑劑、防老化劑、防腐劑、阻燃劑等）在燃燒過程中，常常發生不完全燃燒而產生大量的有毒氣體，包括CO、C02、S02、NH3、CH4、HCN、HCl等，其中CO、C02、HCN是火災中致人死亡的最主要的氣體[3]。
CO對人體的危害主要取決于它在空氣中的濃度及接觸的時間，CO與紅血球中血紅素（蛋白）的結合能力是氧氣的230-270倍（另一數據200-300），會搶先與血紅素結合而形成碳氧血紅素（一氧化碳血紅素，COHb），失去攜氧能力，造成組織窒息。接觸1h，安全的CO體積分數為0.04%-0.05%，人員疏散時CO體積分數不允許超過0.2%。但火災起初階段，CO在煙霧中的體積分數高達1%，發展階段CO體積分數高達4%-5%，最高可以到10%，可以使人瞬間死亡[4]。
CO2本身僅在體積分數較高時才有顯著的毒性，但低氧條件下毒性更為嚴重。空氣中正常C02體積分數為0.03%。火場現場中C02體積分數可達15%-23%。動物實驗表明，在正常含氧量（20%左右）條件下CO2體積分數升高，動物死亡率增加；在低氧（5%）的氣體中，可使1/10的動物死亡；但如果在低氧（5%）條件下，含11%的CO2便可使動物于60min內全部死亡川[4]。
HCN（氰化氫）是所有氰化物中中毒最快、毒性最強的一種，它可以使人體缺氧，抑制人體中酶的生成，阻止正常的細胞代謝，造成機體組織內窒息。人吸入20-40mg/m3數小時后，出現輕微癥狀；吸入120-150mg/m3后，0.5-1小時死亡；當達到300mg/m3時，立即死去。同時，當氰化氫與一氧化碳同時存在時，兩者的毒性呈相加作用[5]。
此外，大量的煙氣還會使火場中的含氧量低于人們生理正常所需的數值。在大部分火災情況下,氧體積分數降低所起的作用與CO相比是次要的。然而,對限定空間的火災實驗表明,缺氧的情況會在火災中進一步發展,當氧的體積分數達到10%-15%時即為臨界狀態,低于此會對人員安全產生嚴重的影響；如果氧的體積分數低于6%時，段時間內就會使人員因重度缺氧而窒息死亡。同時，在缺氧的火災環境下,CO的含量將會增加,此時血液中的氧會在雙重缺氧狀況下，這種缺氧狀態加之火災產生的熱、煙和其他氣體的毒害作用，可能會造成人體更為嚴重的危害[3]。
