«Дим вогнища створює затишок, іскри гаснуть в польоті самі ... і т.д.» А ще: «Взвейтесь з вогнищами сині ночі ..» Яке літо без багать? Багаття зігріває і об'єднує людей, на багатті можна приготувати смачний суп, а потім підсмажити шашлики на вугіллі. Але не можна сказати, що від багать тільки користь. Є і шкода, причому дуже істотний. Ми не говоримо про лісові пожежі, вважаючи, що люди, які читають цю статтю, досить обережні і розводять багаття за всіма правилами пожежобезпечний. Йтиметься про шкоду диму звичайного багаття. Часто люди думають, що шкідливий дим виходить тільки якщо спалювати гуму, пластмасу, пвх, картон, фарбовані дошки. Це не так. Зверніть увагу, що в даній статті ми пишемо про шкоду диму від спалювання звичайних дров з берези, сосни, осики і інших сухих дерев.
Так що ж відбувається з деревом при спалюванні? Одне з найбільш докладних описів процесу можна знайти в книзі д. Ф-м. н. Хошев Ю.М. «Дров'яні печі. Процеси і явища ». Елементний масовий склад абсолютно сухої деревини всіх порід деревини приблизно однаковий: вуглець 49-50%, кисень 42-44%, водень 6-7%, неорганічна частина 0,1-2% (оксиди калію, кальцію, натрію, магнію, кремнію і т.п.). Деревина містить також 0,1-1% пов'язаного азоту - саме такий "деревина" азот може утворювати шкідливі викиди оксидів азоту при горінні деревини (атмосферний азот у взаємодію з киснем при горінні дров не вступає). Перераховані хімічні елементи створюють в деревині три основні групи хімічних сполук типу натуральних полімерів: целюлозу 39-58%, гемицеллюлозу 15-38% і лігнін 17-34% і до кількох відсотків восків, смол, таннинов, жирів, ефірних масел.
Основною особливістю полум'яного горіння деревини є Постадійний вигоряння поліна зі зміною складу горючих газів піролізу деревини (т.зв. «летючих») і зі зміною швидкості виходу летючих. По суті, поліна горять в зазорах між полінами як в мікротопках з розпеченими обвугленими стінками з деревини. Усередині багаття може виникати брак кисню для повного спалювання летучих, і багаття перетворюється в "газогенератор", що поставляє горючі гази в полум'я над дровами. Безполуменевий форма горіння твердого палива називається тлінням. Тління характерно тим, що може відбуватися повільніше, ніж полум'яне горіння, і може здійснюватися при відносно низькій температурі горіння.
Схема плями тління на поверхні деревини. 1 - деревина, 2 - потік тепла вглиб деревини, 3 - надходження повітря, 4 - вихід летючих із зони термолізу через вугільний шар / с займанням-полум'ям або у вигляді сизого диму /, 5 - "шапка" відходять продуктів тління СО2 і СО, 6 - променистий потік тепла, 7 - зона вугілля, 8 - зона термолиза деревини, 9 - вихід летючих з пір деревини з конденсацією в формі білого диму.
Основні сплески викиду диму і окису вуглецю (чадного газу) відбуваються при підкиданні свіжих дров у багаття, саме в ці моменти спостерігається підвищений вихід і білого, сірого і чорного диму через появу в вогні необугленних поверхонь деревини та з-за підвищеного виходу летючих продуктів термолиза. Димові гази містять велику кількість водяної пари, причому утворюються переважно при згорянні хімічних речовин деревини, а не при фізичному сушінні вихідної деревини. Відзначимо попутно, що гази мають здатність розчинятися у воді, в тому числі і краплях конденсату. Якщо розчинності азоту 0,015 м3 / м3 і кисню 0,031 м3 / м3 не великі, то розчинність вуглекислого газу 0,88 м3 / м3, сірчистого газу 39 м3 / м3 і хлористого водню 440 м3 / м3 значні. Тому, наприклад, присутність сірки в паливі призводить до переведення крапель водяного туману в краплі сірчаної кислоти.
Розберемося зі складом білого, сірого і чорного диму багаття. Білий дим являє собою аерозоль дрібних крапельок рідких продуктів піролізу деревини. При нагріванні деревини випаровується вода захоплює за собою і пари масел ( «дегтей»). Кипляча вода, як відомо, добре "переганяє" багато вуглеводні, особливо ароматичні, що власне і надає білому диму специфічний запах "кіптяви" тліючої деревини. Ці пари води з "дьогтями", що утворилися всередині поліна поблизу розпеченої зони горіння або тління, сочатся по трахеїдів холодної деревини, охолоджуються, і у вигляді білого диму і виходять з деревини (переважно через торці полін). У міру розгоряння поліна білий дим починає випаровуватися і, нарешті, спалахує язиками полум'я. При цьому білий дим може пропасти зовсім.
Сизий дим може виходити з розпечених обвуглених, але не горять полум'ям, поверхонь полін, в тому числі і тліючих головешок. Такий сизий дим утворюється в результаті випаровування і наступної високотемпературної конденсації в туман найбільш труднокіпящіх масел і смол. Причому, чим більше висококиплячих є конденсується смола, тим "суші і легше" виглядає сизий дим. Сизий дим відрізняється від білого диму значно меншим розміром частинок. А частинки розміром менше 400 нм переважно розсіюють видиме світло в фіолетовою області спектра, а не поглинають його як великі частки білого диму. Тому перехід від "важкого вологого" білого диму, до сухого сизому диму, відбувається поступово через сірувато-блакитні димки, знайомі як димок цигарки.
Чорний дим є по суті вже обгорілим дьогтем ( "елементарним вуглецем", сажею). Чорний дим виникає при терморазложенія вуглеводнів, переважно саме в полум'я, при недостатньому окисленні. Чорне диміння дуже характерно для горіння матеріалів, багатих вуглецем і, особливо, що містять бензольні кільця (бензол, мазут, полістирол).
Схема освіти чорного диму
При згорянні 1 кг деревини виділяється 7,5-8,0 м 3 газоподібних продуктів згоряння. До складу їх, крім продуктів повного горіння, входять: окис вуглецю, спирти, кетони, альдегіди, кислоти і інші складні органічні сполуки.
Звичайно, різкого шкоди здоров'ю один-два вечори біля вогнища не завдадуть. Але треба намагатися уникати вдихання диму і мати на увазі, що дим від багаття затримується в організмі набагато довше, ніж тютюновий. і в ньому більшу кількість канцерогенних речовин.