火場(chǎng)中有些不為人知的危險(xiǎn)，這些危險(xiǎn)與煙霧出現(xiàn)的時(shí)間、位置及如何作用于人體密切相關(guān)。了解這些知識(shí)，將幫助消防員避免更多潛在危險(xiǎn)，保護(hù)自身安全。

   最近科學(xué)家在對(duì)火場(chǎng)的研究中發(fā)現(xiàn)一些肉眼不易察覺到的危險(xiǎn)，這些額外的危險(xiǎn)與火災(zāi)中煙霧出現(xiàn)的時(shí)間、位置、以及如何作用于人體緊密相關(guān)。在本文中我們將討論這些問題，并且在可能的情況下，提出改進(jìn)防范這些危害的建議。記住，消防人員所承受最大的風(fēng)險(xiǎn)幾率來自于他們的工作，但是事實(shí)上不可能完全規(guī)避所有的風(fēng)險(xiǎn)。我們的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)這些隱藏的風(fēng)險(xiǎn)，這樣消防隊(duì)員就可以更多做一些基于知識(shí)所做的判斷，來有效控制自身所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)。

有毒環(huán)境VS無毒環(huán)境 以及慢性接觸

   美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局(OSHA)的環(huán)境條文顯示，現(xiàn)在IDLH（Immediately Dangerous to Life or Health concentration，即害環(huán)境中空氣污染物濃度達(dá)到某種危險(xiǎn)水平，如可致命、可永久損害健康或可使人立即喪失逃生能力）會(huì)立即威脅生命。任何暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中的工作人員需要穿戴合適的呼吸防護(hù)裝備。當(dāng)前火場(chǎng)內(nèi)通常需要在活躍的火焰(燃燒)建筑中使用SCBA（Self-Contained Breathing Apparatus，即獨(dú)立呼吸裝備）。在起火建筑的內(nèi)部環(huán)境中，可對(duì)一種或多種氣體進(jìn)行檢測(cè)，并且在對(duì)環(huán)境具有威脅的氣體水平低于推薦暴露極限值的時(shí)候宣布non-IDLH（未達(dá)到IDLH）。此外，起火建筑的外部通常被認(rèn)為是一個(gè)non-IDLH環(huán)境所以不進(jìn)行監(jiān)控。最近的一次起火研究，我們選擇在印第安納州的卡梅爾 ,一個(gè)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)被燒毀，但外部完整(與1403年的培訓(xùn)協(xié)議相對(duì))。我們監(jiān)控外部環(huán)境一氧化碳(CO)和氰化氫(HCN)。顯示器設(shè)置在10、20和30英尺高度，放置在建筑的四個(gè)角落。在火勢(shì)的增長(zhǎng)階段,HCN和CO濃度記錄在各方面超過IDLH水平。這表明監(jiān)測(cè)應(yīng)不止應(yīng)該在建筑內(nèi)部進(jìn)行，也要考慮建筑外部環(huán)境。

撲火工作假定是在 non-IDLH條件下進(jìn)行的。即使這一假設(shè)是有效的,對(duì)作業(yè)人員萊說環(huán)境仍然可能存在巨大的健康威脅。單從一個(gè)單獨(dú)的事件來看,暴露在低污染水平環(huán)境中可能表現(xiàn)出來的威脅可能微不足道；然而,對(duì)于職業(yè)消防員來說,長(zhǎng)期暴露在此環(huán)境中的積累，可能導(dǎo)致慢性疾病的發(fā)展。這種影響已經(jīng)在其他行業(yè)出現(xiàn)---慢性,低水平環(huán)境中長(zhǎng)期暴露與心臟,肺,神經(jīng)系統(tǒng)疾病有著密切聯(lián)系。

煙霧成分

   建筑火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙霧的主要成分是氣體和微小顆粒的混合物，這些顆粒物對(duì)人的健康是有很大危害。有關(guān)建筑火災(zāi)產(chǎn)生煙霧的成分的研究已經(jīng)被全面的進(jìn)行研究(1),在這里就不再進(jìn)行廣泛討論了。然而,最重要的是，要理解盡管對(duì)煙霧成分的定性可能沒有太大的改變,但是近年來，其組成物質(zhì)的比例變化很大。隨著塑料和天然纖維物質(zhì)在建筑和家居中被大量使用,煙霧中存在的大量氣體和化合物的相對(duì)已經(jīng)改變了。新型建材、紡織面料已被證實(shí)比30年前的建筑材料中含有更高的醛,氰化物和其他有毒物質(zhì) (2)。

有毒氣體對(duì)人體的傷害

   毒素進(jìn)入人體分為幾條路徑,包括攝入，吸入,注入和吸收。在火場(chǎng),只有吸入和吸收與皮膚有關(guān)。肺是提供吸入氣體與血液中的氣體物質(zhì)進(jìn)行交換的場(chǎng)所，盡管肺是正常呼吸功能的一部分，用來促進(jìn)氧氣和二氧化碳的交換,但是它也給有毒氣體物質(zhì)進(jìn)入血液提供了一個(gè)途徑。在火場(chǎng)中產(chǎn)生的最主要兩種有毒氣體CO和HCN就是通過這個(gè)途徑進(jìn)入人體血液循環(huán)的。CO是有窒息性的，它與血紅蛋白結(jié)合的能力是氧氣的200倍。因此它消除了全身血液輸送氧氣的能力。HCN也是一種窒息性質(zhì)的物質(zhì)，它會(huì)破壞細(xì)胞利用氧氣而產(chǎn)生人體所需能量的能力。重要的是，接觸HCN通常會(huì)導(dǎo)致肌肉缺氧甚至窒息；更重要的是,HCN和CO共同作用于從氧氣的輸送和使用兩方面，共同攻擊呼吸系統(tǒng)，這加快了消防人員中毒后的死亡速度。
 皮膚吸收有毒物質(zhì)的過程比吸入過程的復(fù)雜得多。皮膚可看成是兩層系統(tǒng)組成---角質(zhì)層（也叫表皮或者外層）是由一層薄的死細(xì)胞組成，它是阻礙皮膚吸收毒素的主要屏障。當(dāng)物質(zhì)沉積或接觸皮膚表面時(shí),一個(gè)濃度梯度就被建立起來，來對(duì)有毒物質(zhì)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散。表皮層下面是一層比較厚，有很大活性的組織,組織包含血管、汗腺、毛囊和神經(jīng)，皮膚吸收的有毒物質(zhì)就是通過這一層系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)散的。這種關(guān)系按照菲克擴(kuò)散定律所描述的,在本質(zhì)上說,有多少物質(zhì)可以到達(dá)血液中以及導(dǎo)致有毒負(fù)載是由化合物和組織的特點(diǎn)共同確定的。表皮層疏水意味著它不溶于水，因此,與水相似的化合物類將很難通過表皮層；而有機(jī)化合物,如溶劑則更容易穿過表皮層。氣體,如HCN和H2S更容易在真皮層移動(dòng),在適當(dāng)?shù)臐舛瓤梢源蟠笸七M(jìn)有毒負(fù)載(4)。在運(yùn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)血液循環(huán)良好的表皮復(fù)合區(qū)域，通過皮膚的血液流量也是導(dǎo)致有毒負(fù)載增加的另一個(gè)因素。當(dāng)皮膚發(fā)熱的時(shí)候,更多的血液流向皮膚，并造成污染物的擴(kuò)散梯度。

  一名消防員的外層保護(hù)裝備為撲救行動(dòng)中自己暴露的部分皮膚提供了可靠地保障。然而，如果與持續(xù)暴露在污染源中且并未進(jìn)行認(rèn)真清洗的外部保護(hù)裝備進(jìn)行直接接觸，，那么它也成為一個(gè)有毒污染源。

   菲克定律，是描述物質(zhì)擴(kuò)散現(xiàn)象的宏觀規(guī)律，這是生理學(xué)家菲克（Fick）于1855年發(fā)現(xiàn)的。包括兩個(gè)內(nèi)容：（1）早在1855年，菲克就提出了：在單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截面積的擴(kuò)散物質(zhì)流量（稱為擴(kuò)散通量Diffusion flux，用J表示）與該截面處的濃度梯度(Concentration gradient)成正比，也就是說，濃度梯度越大，擴(kuò)散通量越大。這就是菲克第一定律。（2）菲克第二定律是在第一定律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的。菲克第二定律指出，在非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程中，在距離x處，濃度隨時(shí)間的變化率等于該處的擴(kuò)散通量隨距離變化率的負(fù)值。