Всичко ново е забравено старо! Относно горелките, въглеродния окис и

Горелки и отравяне с въглероден окис в палатки
Въз основа на материали от чуждестранни източници

Иля Кижватов, Олег Один
poga на westra.ru
Версия 0.2, 11.11.2012
Версия за печат (PDF, 704 KB)
Вместо да въвежда

Превод на заключението от една статия на английски език през 2004 г. [1]:

Докладите потвърждават, че отравянето с въглероден окис в палатките и снежните пещери е реален проблем, който е пренебрегнат. Този проблем е особено сериозен на височина поради много фактори, които увеличават риска от отравяне с CO. Въпреки многото приказки за алпинисти, починали от отравяне с CO на хималайските върхове в кръговете за планинско катерене, изглежда опасността не е широко известна.

Е, Чистапаруски - някои практики показват, че ако използвате горелката в палатка без известни предпазни мерки, особено в планински условия, можете да се отровите с въглероден окис, който има много негативен ефект върху мозъка, причинявайки редица много неприятни остри и хронични неврологични прояви като внезапна смърт. Оцелелите от остро отравяне обикновено страдат от различни вредни последици, които могат да преследват нещастниците в продължение на месеци, години или дори живот.

Целта на този преглед е да запълни празнотата, наблюдавана по темата в рускоезичния интернет. Темата се появи няколко пъти на планински и туристически форуми, когато се обсъжда извънредното положение (например [4-6]), но няма систематичен материал1. В същото време беше намерена достатъчно информация на английски език за опасността от отравяне с CO от горелките.

Прегледът е написан в практическа последователност: първо, кратки факти, без които няма абсолютно нищо, след това - списък с действия, които намаляват риска от отравяне, и след това - малко повече за сравняване на горелки за отделяне на въглероден окис. Подробности за „маниаците“ (дяволът е в детайлите!) - в приложения и източници.
Факти

Или кратък курс за млад войник да опознае врага. Общо първо:

1. Въглеродният оксид, известен още като mon (o) въглероден окис, известен още като CO, се отделя заедно с въглеродния диоксид (CO2) по време на изгарянето на газ (пропан, бутан, ...), бензин, дърва за огрев и други органични горива.
Количеството емитирано CO може да варира в зависимост от условията на горене.

2. Туристическите горелки, както на газ, така и на бензин, не правят изключение. Те отделят както CO2, така и малко CO.
Повече подробности - вижте по-долу.

3. Подобно на CO2, въглеродният оксид е без цвят, без мирис и вкус.
Без специален сензор няма да го забележите. Внимание: Не всички ръчни преобразуватели се представят добре в типични височинни условия при ниско налягане, ниска температура и висока влажност; вижте характеристиките! (Темата е в процес на разработка.)

4. За разлика от CO2, въглеродният окис е малко по-лек от въздуха (сух).
Но не поради това той ще се издигне до тавана на палатката; виж отдолу.

5. За разлика от CO2, въглеродният оксид се свързва много силно с хемоглобина в кръвта, като не позволява на хемоглобина да пренася кислород и оставя кръвта за дълго време.
За подробности относно патофизиологията вижте приложението.

6. При висока концентрация на CO в кръвта настъпва кома и смърт.
Дори да успеят да забележат и „изпомпат“ сериозно отровения човек, може да има дългосрочни последици.

7. Висока концентрация на CO в кръвта може да възникне не само при висока концентрация на CO във въздуха, но и при продължителен престой в пространство с ниска концентрация на CO във въздуха.
Като например защитена палатка с горелка или друго устройство, което изгаря изкопаеми горива.

8. Симптоми за появата на отравяне с въглероден окис - леко главоболие, гадене, чувство на слабост.
Нещо много подобно на миньор. Подробности в приложението.

9. Излишъкът от въглероден диоксид, напротив, стимулира дихателната дейност.
Ето защо често описаните случаи „събудени от задавяне, ударени със запалка - не изгоряха, изкачиха се да изкопаят палатката“ са свързани с излишък на въглероден диоксид, а не с отравяне с въглероден окис. В случай на въглероден окис, разказвачът вероятно нямаше да се събуди.

И специфично за планински туризъм и алпинизъм:

10. На височина, поради ниското налягане, CO отравянето се случва при по-ниски концентрации в кръвта, отколкото на морското равнище.
Подробности - в приложението.

11. На височина симптомите на отравяне с CO могат лесно да бъдат объркани с височинна болест.
И така игнорирайте.

12. Когато седите в палатка при лошо време, симптомите на отравяне с CO лесно се пропускат.
Главно поради липса на физическа активност.

13. Когато е затворен в снега, вентилацията на палатката се влошава.
От това, разбира се, топло и добре ...
Как да намалим риска от отравяне с въглероден окис в палатка?

Рисков фактор е готвенето на горелката. Действие:
Дръжте съдовете не в пламък, а над него. Ранното охлаждане с пламък е основен фактор за увеличените емисии на CO, вижте по-долу. Избягвайте продължително готвене на слаб огън. Изложете син пламък, избягвайте жълт пламък и дълъг пламък. Поддържайте високо налягане в бутилката за гориво. Използвайте рафинирани горива.

Рисковият фактор е жълтият пламък. Действие:
Изключете горелката, изпомпайте бутилката с гориво, запалете отново. Вентилирайте палатката колкото е възможно повече за няколко минути.
Рисков фактор е недостатъчната вентилация на палатката. Действие:
Вентилацията е най-малко еквивалентна на дупка от 50 см2. За кръгла дупка това съответства на радиус от 4 см, т.е. приблизително колкото длан или малко по-малък (ако не сте Кинг Конг или Палечка). Позиционирайте изхода за CO възможно най-високо, тъй като CO, заедно с други продукти на горенето, ще се пренася от конвекционния поток под покрива на палатката. Поставете входа за чист въздух ниско. Избягвайте минимална вентилация, която (парадоксално) повишава концентрацията на CO. Това се отнася до ситуация, при която е останала много малка дупка. По-добре е в този случай да го затворите напълно, но организирайте редовна мощна вентилация. Помислете за повишения риск от натрупване на CO2 в палатката при пълно спокойствие.

Рисковият фактор е латентното начало на отравяне в условия на ниска подвижност. Действие:
Обърнете внимание на главоболие и тахикардия (ускорен пулс). Излизайте редовно навън, за да маскирате симптомите.

Рисковият фактор е продължителността на излагане на CO. Действие:
Вижте по-горе и по-долу.

Рисковият фактор е дехидратацията. Действие:
Пие достатъчно.

Рисков фактор - Заледяване на сенника и натрупване на сняг върху сенника. Действие:
Почиствайте редовно палатката, за да поддържате пропускливостта на тъканта на сенника. Старите снежни пещери са по-лоши от палатките.

Сравнение на горелките за емисии на CO.

Австралийският турист (и притежател на докторска степен по физика) Роджър Кюфин написа цяла поредица статии [3] за емисиите на въглероден окис от горелките. Подобно на рецензията [2], това е „задължително четене“ по дадена тема за тези, които четат на английски. Ето практичните екстракти.

Първо, Cuffin направи много експерименти с горелки, за да разбере кога се отделя повече CO. Накратко в горната таблица вече беше казано за това: а) не поставяйте съдовете директно в пламъка и б) не допускайте жълт пламък. Защото:

Горещи съдове за готвене охлаждат пламъка (английски термин пламък за потушаване) и предотвратяват пълното окисляване на въглерода, оставяйки много въглероден окис.
Жълт пламък, както и дълъг пламък, са доказателство за такова непълно окисление.

Второ, Cuffin сравнява множество горелки за емисии на CO. В резултат на това той идентифицира няколко патологични случая и се опита да разбере в какво става въпрос. За да не се сблъскате с такъв патологичен случай при закупуване на горелка (или при използване на такава, ако вече имате такава) - ето извадка от финалната таблица с резултати от тестовете за газови горелки в различни режими на работа.

Горелка Постигната концентрация на CO във въздуха, в ppm
ниска мощност средна мощност висока мощност

Brunton Flex 160 158 142

Brunton Raptor 88 - 286

Coleman Xtreme 5 - 5

Coleman F1 Ultralight 75 - 154

Jetboil GCS, с капацитет 5 6 90

Експедиция Kovea 6 - 12

Kovea Moonwalker 30 - 50

МСР WindPro 30 85

MSR PocketRocket 240 220 140

MSR реактор, капацитет 1000 - 50

Primus Gravity MF 10 - 100

Primus Eta Power EF, с капацитет 3 8 13

Primus Micron Ti 2.5 40 88 90

Snow Peak GS (T) 100 5 - 21

Snow Peak GS200D 260 - 130

Не всички оригинални горелки са включени в таблицата. Включените все още показват, че а) горелките се държат много различно и б) дори при един и същ производител различните горелки показват различни резултати. Пропускаме експерименталните условия, оставяйки тук само сравнение. Кой се нуждае от подробности - вижте източника.

Тук даваме само данни от концентрационната таблица от статията на Cuffin, без които не е много ясно какво означават числата в горната таблица. Таблицата е съставена въз основа на стандартите на САЩ и Великобритания (СБ) 2, изчислени за морското равнище. Ppm е части на милион, т.е. 1 ppm е 0,0001%.

Концентрация на CO във въздуха, ppm Ефект, описание

0-1 Нормално ниво

9 Макс. допустима стойност за краткотрайна експозиция в хола (САЩ)

25 Често се среща по главни пътища

30 8-часово ограничение, Здраве и безопасност (HS)

35 Предложен макс. допустима концентрация за продължителна експозиция в продължение на 8 часа (САЩ)

100 Може да се види по основните пътища по време на метеорологични инверсии (СБ)

200 15 минути ограничение за здравето и безопасността (HBS)

200 Леко главоболие, слабост, гадене, сънливост след 2-3 часа; граница на краткосрочна експозиция (САЩ)

300 Може да доведе до колапс (СБ)

400 Фронтално главоболие, повече от 3 часа - животозастрашаващо

Връщайки се към резултатите за горелките: Оказва се, че някои горелки в определени режими водят до потенциално опасни концентрации на въглероден окис в затворено пространство. За да бъдем конкретни: нека си представим, че седите в палатка при лошо време, затваряте я плътно, понякога работи определена горелка, която създава концентрации на СО във въздуха вътре в палатката на ниво 50-100 ppm (има достатъчно такива модели, както се вижда от таблицата). При излагане в продължение на няколко часа тази концентрация е опасна.

Защо някои горелки отделят повече CO при по-висока мощност? Въз основа на резултатите от експериментите Куфин заключава, че техните отвори за всмукване на въздух не са достатъчно големи: при увеличена мощност е необходимо повече въздух, така че пламъкът да е достатъчно кратък и да не се охлажда от съдовете. Трябва също така да се има предвид, че тестовете са проведени на морско равнище, а на височина с намаляване на налягането е необходим още по-голям поток на кислород за изгаряне, без да се отделя голямо количество CO.

Отделно за MSR реактора, който при ниска мощност води до прекомерна концентрация на CO. Kuffin обяснява това (след провеждане на отделно проучване) с факта, че при ниска мощност, поради конструкцията на тази горелка, въздухът на практика престава да се засмуква във входа и следователно горивото се изгаря в изключителен режим на кислороден глад. Липсата на кислород води до факта, че вторият етап от процеса на изгаряне (окисляване на CO до CO2) просто не може да настъпи и следователно в резултат остава голямо количество CO.

И така, още веднъж основните резултати от [3]:

основната причина за увеличените емисии на CO е ранното охлаждане на пламъка, в резултат на което не настъпва пълно окисляване на въглерода;
основният източник за ранно охлаждане на пламъка е контейнер за готвене, разположен твърде ниско (в един от тестовете увеличаването на клирънса само с 5 mm наполовина отделя CO)
липса на въздушен поток в някои режими на работа на горелката, свързани с размера на въздухозаборниците; влошено с височина.

Оставяйки настрана други подробности: всяка горелка в палатка изисква адекватна вентилация!
Вместо заключение

От същата статия през 2004 г. [1]:

Надяваме се да не виждаме повече съобщения за млади, обучени хора, умиращи от напълно предотвратима кауза.
Източници: