火場中有些不為人知的危險，這些危險與煙霧出現的時間、位置及如何作用于人體密切相關。了解這些知識，將幫助消防員避免更多潛在危險，保護自身安全。

   最近科學家在對火場的研究中發(fā)現一些肉眼不易察覺到的危險，這些額外的危險與火災中煙霧出現的時間、位置、以及如何作用于人體緊密相關。在本文中我們將討論這些問題，并且在可能的情況下，提出改進防范這些危害的建議。記住，消防人員所承受最大的風險幾率來自于他們的工作，但是事實上不可能完全規(guī)避所有的風險。我們的目標是發(fā)現這些隱藏的風險，這樣消防隊員就可以更多做一些基于知識所做的判斷，來有效控制自身所承擔的風險。

有毒環(huán)境VS無毒環(huán)境 以及慢性接觸

   美國職業(yè)安全與健康管理局(OSHA)的環(huán)境條文顯示，現在IDLH（Immediately Dangerous to Life or Health concentration，即害環(huán)境中空氣污染物濃度達到某種危險水平，如可致命、可永久損害健康或可使人立即喪失逃生能力）會立即威脅生命。任何暴露于危險環(huán)境中的工作人員需要穿戴合適的呼吸防護裝備。當前火場內通常需要在活躍的火焰(燃燒)建筑中使用SCBA（Self-Contained Breathing Apparatus，即獨立呼吸裝備）。在起火建筑的內部環(huán)境中，可對一種或多種氣體進行檢測，并且在對環(huán)境具有威脅的氣體水平低于推薦暴露極限值的時候宣布non-IDLH（未達到IDLH）。此外，起火建筑的外部通常被認為是一個non-IDLH環(huán)境所以不進行監(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 ,一個建筑內部結構被燒毀，但外部完整(與1403年的培訓協(xié)議相對)。我們監(jiān)控外部環(huán)境一氧化碳(CO)和氰化氫(HCN)。顯示器設置在10、20和30英尺高度，放置在建筑的四個角落。在火勢的增長階段,HCN和CO濃度記錄在各方面超過IDLH水平。這表明監(jiān)測應不止應該在建筑內部進行，也要考慮建筑外部環(huán)境。

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

煙霧成分

   建筑火災時產生的煙霧的主要成分是氣體和微小顆粒的混合物，這些顆粒物對人的健康是有很大危害。有關建筑火災產生煙霧的成分的研究已經被全面的進行研究(1),在這里就不再進行廣泛討論了。然而,最重要的是，要理解盡管對煙霧成分的定性可能沒有太大的改變,但是近年來，其組成物質的比例變化很大。隨著塑料和天然纖維物質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已經改變了。新型建材、紡織面料已被證實比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 (2)。

有毒氣體對人體的傷害

   毒素進入人體分為幾條路徑,包括攝入，吸入,注入和吸收。在火場,只有吸入和吸收與皮膚有關。肺是提供吸入氣體與血液中的氣體物質進行交換的場所，盡管肺是正常呼吸功能的一部分，用來促進氧氣和二氧化碳的交換,但是它也給有毒氣體物質進入血液提供了一個途徑。在火場中產生的最主要兩種有毒氣體CO和HCN就是通過這個途徑進入人體血液循環(huán)的。CO是有窒息性的，它與血紅蛋白結合的能力是氧氣的200倍。因此它消除了全身血液輸送氧氣的能力。HCN也是一種窒息性質的物質，它會破壞細胞利用氧氣而產生人體所需能量的能力。重要的是，接觸HCN通常會導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。
 皮膚吸收有毒物質的過程比吸入過程的復雜得多。皮膚可看成是兩層系統(tǒng)組成---角質層（也叫表皮或者外層）是由一層薄的死細胞組成，它是阻礙皮膚吸收毒素的主要屏障。當物質沉積或接觸皮膚表面時,一個濃度梯度就被建立起來，來對有毒物質進行驅動擴散。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，皮膚吸收的有毒物質就是通過這一層系統(tǒng)進行擴散的。這種關系按照菲克擴散定律所描述的,在本質上說,有多少物質可以到達血液中以及導致有毒負載是由化合物和組織的特點共同確定的。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,在適當的濃度可以大大推進有毒負載(4)。在運動時，一個血液循環(huán)良好的表皮復合區(qū)域，通過皮膚的血液流量也是導致有毒負載增加的另一個因素。當皮膚發(fā)熱的時候,更多的血液流向皮膚，并造成污染物的擴散梯度。

  一名消防員的外層保護裝備為撲救行動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行認真清洗的外部保護裝備進行直接接觸，，那么它也成為一個有毒污染源。

   菲克定律，是描述物質擴散現象的宏觀規(guī)律，這是生理學家菲克（Fick）于1855年發(fā)現的。包括兩個內容：（1）早在1855年，菲克就提出了：在單位時間內通過垂直于擴散方向的單位截面積的擴散物質流量（稱為擴散通量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上推導出來的。菲克第二定律指出，在非穩(wěn)態(tài)擴散過程中，在距離x處，濃度隨時間的變化率等于該處的擴散通量隨距離變化率的負值。