Annons

Du är här

Per Blomqvist

Stora risker med brandpartiklar i lungorna

Publicerad4 juni 2012  Text Monica Walldén

Forskning

Att det bildas många hälsofarliga ämnen vid bränder är ingen nyhet. Men det har stor betydelse om ämnena förekommer som gas eller i partikelform, framför allt för hur de kan transporteras i luftvägarna.

Eftersom brand inte är en perfekt förbränning bildas många förbränningsprodukter, bland annat partiklar som har stor negativ påverkan på vår hälsa och miljö. Trots det har ytterst lite gjorts för att undersöka dessa partiklar närmare.

I ett Brandforskfinansierat projekt på SP undersöktes brandgenererade partiklars sammansättning och vilken fördelning vissa giftiga kemiska föreningar har mellan gas- och partikelfas.

– Hur stora partiklarna blir påverkar hur långt de tränger ner i lungorna. De små partiklarna kan tränga väldigt djupt ner. Partiklarna består av olika ämnen och andra farliga ämnen kan också fästa på partiklarna, vilket innebär att även dessa kan tränga djupt ner i lungorna. Detta projekt är första gången man har tittat på fördelningen mellan gas och partiklar, säger forskaren Per Blomqvist på SP.

Tre ämnesgrupper

I projektet undersöktes ett antal giftiga ämnesgrupper som bildas i bränder där ämnena kan fördelas mellan gasfas och kondenserad fas. De kemiska föreningar som analyserades var väteklorid, polycykliska aromatiska kolväten (PAH) samt isocyanater.

De ämnen som förekommer som gaser fastnar ofta i andningsvägarnas slemhinnor. Små partiklar däremot följer med inandningsluften och kan transportera kondenserade ämnen långt ner i lungorna.

Förutom Per Blomqvist och Margaret Simonson McNamee på SP medverkade gästforskaren Anna A. Stec från University of Central Lancashire i projektet. Vissa av försöken gjordes på SP, vissa i Lancashire. Eftersom de två testlaboratorierna uppvisade likvärdiga resultat stärker det pålitligheten hos analysen. Doktoranden Daniel Gylestam från Stockholms universitet tillförde sin expertis på isocyanater, reaktiva ämnen som är irriterande och kan ge allergier.

– Det jag är mest nöjd med i studien var kartläggningen av PAH-ämnen, som består av sammanlänkade bensenringar. Den lättaste PAH:n är naftalen som alltid är i gasfas. De tyngsta är oftast kondenserade och sitter på partiklar. Vissa av dessa är cancerogena men det är stor skillnad på hur cancerogena de är. I tidigare forskningsprojekt har alltid den totala mängden PAH uppmätts, men det säger ingenting om hur giftigt det är. I det här projektet kunde vi se att det ofta bildas mycket mer PAH-ämnen vid bränder än vid kontrollerade förbränningar, vilket i sig inte är förvånande. Dessa ämnen innebär en risk, främst för de som jobbar med bränder under lång tid. Det blir även en hög koncentration i sotet, vilket gör att det också är farligt att exponeras för.

Därför tyckte Per Blomqvist att det var intressant att titta på hur PAH-ämnena fördelade sig mellan partikelfasen och gasfasen. Han ville även undersöka om det var någon skillnad mellan olika partikelstorleksfördelningar.

– Vi ville kunna se om det var en anrikning av giftiga kondenserade ämnen på de små partiklarna. Dessa har mycket större yta i förhållande till sin vikt och förhållandevis fler partiklar kan fästa på dem.

Provningsmetod

Tre olika typer av bränder studerades: välventilerad flammande brand, underventilerad brand efter övertändning samt oxidativ pyrolys (då det bara ryker utan att tända). De material som användes var en pvc-matta samt en träfiberskiva, eftersom dessa är vanliga byggnadsmaterial och deras kemiska sammansättning gör dem intressanta.

Vid försöken användes en småskalig rörugnsmetod enligt ISO-standard. Fördelen med metoden är att man kan bestämma förbränningsförhållandena och mäta förbränningsprodukterna.

Cancerframkallande ämnen

I ett kvartsglasrör som är knappt två meter långt är provmaterialet utspritt i ett så kallat »glasskepp«. Detta skjuts in med jämn hastighet i ugnen varpå materialet förbränns lite i taget. Genom att kontrollera luftflödet, bränsleflödet samt temperaturen på ugnen kan man ha god kontroll över förloppet. Till en mät- och blandningskammare på 35 liter kopplades sedan olika mätinstrument.

Försöken visade att det bildades cirka tio gånger så stora partikelmängder vid förbränning av pvc än av trä. Generellt bildades mest små partiklar. I de underventilerade bränderna bildas fler ofullständiga förbränningsprodukter och dessa bränder gav fler partiklar, särskilt för trä. De välventilerade bränderna gav betydligt lägre mängd PAH-ämnen. Den brinnande pvc-mattan gav upphov till en stor mängd partiklar, vilket beror på att kloret i pvc:n gör att det brinner dåligt, även om man har välventilerad förbränning. Större delen av den klor som bildades vid förbränningen av mattan bildade gas.

– När det gällde PAH-ämnen visade det sig vid både trä- och pvc-brand att mängden PAH-ämnen domineras av lätta ämnen i gasfas. Men vad gäller giftighetsfaktorn var partikelfasen betydligt giftigare. Det hade vi inte upptäckt om vi bara hade mätt mängden PAH, som det ju fanns flest av i gasfas. Vi kunde visa vilka PAH-ämnen som fanns i partikelfasen, bland annat det starkt cancerframkallande bens[a]pyren. Dessutom kunde vi se att de flesta av PAH-ämnena satt på de riktigt små partiklarna, vilket vi hade misstänkt.

Både i trä och pvc var giftigheten från underventilerade bränder tiopotensen större än välventilerade bränder.

Isocyanaterna frigörs främst i gasform och när det brinner tillräckligt bra bryts de sönder. Därför är det mindre risk att de ska följa med partiklar och hamna djupt nere i lungorna.

Risker för räddningstjänsten

För räddningstjänsten kan det sålunda finnas en berättigad oro för vad de exponerar sig för. Det är naturligtvis svårare att skydda sig mot små partiklar som man inte ser.

Riskerna blir större på lång sikt eftersom många av de kemiska föreningarna är cancerogena.

– Generellt kan man se ett samband mellan en stor mängd partiklar och dålig hälsa, men det är svårt att avgöra om det beror på partiklarna i sig eller ämnen som sitter på partiklarna. Det är naturligtvis viktigt att inte exponeras för partiklarna vid en brand, man ska använda andningsskydd vilket för räddningstjänsten regleras i Arbetsmiljöverkets föreskrifter. Efter branden faller partiklarna till marken och bildar sot som man inte heller bör exponera huden för. Men det är framför allt när partiklarna finns i luften som man riskerar att få ner dem i luftvägarna, avslutar Per Blomqvist.

Nummer 4—2012

Den här artikeln finns med i BrandSäkert № 4—2012.