Vietnamese English Japanese Korean

The dangers and effects of smoke in fire incidents

17/08/2023

By LARRY FELKER, Belimo Americas, Reno NV

Everyone knows that inhaling smoke can lead to death, but the long-term effects on survivors can also be incredibly harsh and physically irreparable.

Smoke is lethal – that's clear. But few people truly understand why. We sense the toxicity of smoke through harmful effects, the unpleasant odor, for instance, but that's just the basic aspect.

Beyond the chemical hazards, hot smoke can cause damage to the skin, eyes, lungs, and even result in lifelong disabilities. Furthermore, it can impair visibility, hindering escape in fire incidents. Explosions or surface ignitions can occur if the concentration of smoke particles is significant enough and they are heated to their ignition temperature.

THE COMPONENTS OF SMOKE

When a fire ignites within a building or any object, smoke begins to form. This smoke comprises a large number of molecules and various particles that come together to form larger clusters. Common fuel sources from building structures to furnishings all contain carbon and hydrogen, while most modern materials (plastics and polymers) also contain sulfur and nitrogen. Even recycled materials can contain potentially harmful compounds. In fires, nitrogen and sulfur compounds produced are highly toxic, such as hydrogen sulfide, sulfur dioxide, hydrogen chloride, ammonia, and diverse organic compounds. Carbon black forms from incompletely burned carbon. Over 100 different toxic substances have been identified in smoke from building fires.

CO & HCN

In typical fires, carbon monoxide (CO) and hydrogen cyanide (HCN) are two of the primary hazardous compounds.

CO and HCN work differently. CO strongly binds to blood serum, impeding the transportation of oxygen and removal of CO2. As a result, respiration becomes hindered. HCN affects cellular structures, particularly the nervous system. The specific mechanism is more complex, but essentially, it inhibits the production of adenosine triphosphate (ATP), a molecule driving most cellular processes. With ATP production rates around 10 times per second, HCN is more rapidly harmful than CO, rapidly shutting down cellular activities.

CO2 typically forms at high temperatures, while CO is produced at lower temperatures. HCN is generated even faster at lower temperatures.

In the initial phase of combustion, when the fire spreads, the production of CO and HCN begins. The oxidation of HCN produces other harmful compounds and generates more CO. Using water for firefighting limits this by around 88% until firefighters arrive. However, even when water cools the fire, HCN production continues. Similarly, limiting oxygen promotes CO over CO2. Completely extinguishing the fire and quenching the embers is the most effective method, though it takes time.

Long-Term Effects of Inhaling Smoke

A greater concern than the immediate impact of smoke is the long-term effect of prolonged exposure to high levels of smoke. CO attacks other molecules, such as myoglobin and cytochrome oxidase in the body, harming the cardiovascular system and nervous system. HCN disrupts brain cells by inhibiting energy production. Many firefighters' heart attacks are suspected to be due to cyanide poisoning. The higher the cyanide concentration, the quicker the death.

Among the intermediate and long-term symptoms of smoke inhalation are hoarseness (damage to the vocal cords), coughing, difficulty breathing, more severe asthma symptoms, and reduced lung function. The most comprehensive reference on this topic is a study on the health effects of those responding to the 9/11 event. Smoke can cause or contribute to cancer, autoimmune diseases, sleep apnea, and Sarcoidosis.

In summary: Smoke from fires contains over 100 toxic substances, with CO and HCN being the most dangerous. While the immediate effects of inhaling smoke can lead to death or permanent injury, the long-term impacts are also very serious. Therefore, efforts to control smoke are crucial for the long-term health protection of both the general public and firefighters.

Residing in Nevada, the author is an expert in drive systems and fire and smoke prevention, managing fire and smoke products for Belimo Americas. Felker is also the Vice President of the Special Operations Force Against Smoke and Fire for the International Air Movement and Control Association. He is a member of the International Rules Council, the National Fire Protection Association, and the Society of Fire Protection Engineers, as well as a lifetime member of ASHRAE. He is a co-author of the book "Dampers and Airflow Control," published by ASHRAE Special Publications in 2010.

Đối tác Việt Nam

Ree - Customer Porfolio CVL
Black & Veatch
Central - Customers Porfolio CVL
Arup - Customers Portfolio CVL
Archetype - Customers Porfolio CVL
Alstom - Customers Porfolio CVL
Capitaland - Customers Porfolio CVL
CNA HTE- Customers Porfolio CVL
Comin Asia - Customers Porfolio CVL
Coteccons - Customers Porfolio CVL

Đối tác Nhật Bản

Toshiba - Customer Porfolio CVL
Kinden - Customers Porfolio CVL
Marubeni - Customers Porfolio CVL
Kandenko - Customers Porfolio CVL
Kurihara - Customers Porfolio CVL
Yurtec - Customer Porfolio CVL
Shinryo - Customer Porfolio CVL
Bintai - Customers Porfolio CVL
Hitachi - Customers Porfolio CVL
Jesco - Customers Porfolio CVL

Đối tác Hàn Quốc

Doosan - Customers Porfolio CVL
Hyundai - Customers Porfolio CVL
Posco - Customer Porfolio CVL
Samsung - Customer Porfolio CVL
 Daiwa House - Customers Porfolio CVL
Nhà máy Tetra Park - Bình Dương

Nhà máy Tetra Park - Bình Dương

Căn hộ TMDV - VP Nam Sài Gòn - Mapletree

Căn hộ TMDV - VP Nam Sài Gòn - Mapletree

Khu đô thị Swan Part City - Đồng Nai

Khu đô thị Swan Part City - Đồng Nai

Khu phức hợp Casino Nam Hội An - Đà Nẵng

Khu phức hợp Casino Nam Hội An - Đà Nẵng

Dự án căn hộ Kingdom 101 - Hồ Chí Minh

Dự án căn hộ Kingdom 101 - Hồ Chí Minh

Kingdom of Tonga - New Zealand

Kingdom of Tonga - New Zealand

Nhà máy điện mặt trời Mỹ Sơn - Ninh Thuận

Nhà máy điện mặt trời Mỹ Sơn - Ninh Thuận

Nhà máy First Solar - Củ Chi

Nhà máy First Solar - Củ Chi

Nhà máy dệt nhuộm Polytex Far Eastern (Bình Dương)

Nhà máy dệt nhuộm Polytex Far Eastern (Bình Dương)

Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 3 - Trà Vinh

Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 3 - Trà Vinh

Ngôi nhà Đức Deutsches Haus - HCM

Ngôi nhà Đức Deutsches Haus - HCM

Nhà máy thực phẩm CJ - Vũng Tàu

Nhà máy thực phẩm CJ - Vũng Tàu

Sân bay quốc tế Cam Ranh -Khánh Hòa

Sân bay quốc tế Cam Ranh -Khánh Hòa

Trung tâm TM Takashimaya - Hồ Chí Minh

Trung tâm TM Takashimaya - Hồ Chí Minh

Tòa nhà Landmark 81 - Hồ Chí Minh

Tòa nhà Landmark 81 - Hồ Chí Minh

Nhà máy sản xuất Polypropylene và  kho ngầm chứa khí dầu mỏ hoá lỏng Hyosung (Đồng NaI)

Nhà máy sản xuất Polypropylene và kho ngầm chứa khí dầu mỏ hoá lỏng Hyosung (Đồng NaI)

Nhà máy sợi và phụ kiện ngành dệt KyungBang

Nhà máy sợi và phụ kiện ngành dệt KyungBang

Tổ hợp hoá dầu Long Sơn

Tổ hợp hoá dầu Long Sơn

Đường sắt đô thị Hà Nội tuyến số 3, Nhổn - Ga Hà Nội

Đường sắt đô thị Hà Nội tuyến số 3, Nhổn - Ga Hà Nội

Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi CPV - Bình Phước

Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi CPV - Bình Phước

Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn - Thanh Hóa

Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn - Thanh Hóa

Tòa nhà ngân hàng Vietcombank - HCM

Khách sạn JW - Marriot

Sân bay Quốc Tế Nội Bài - TERMINAL 2

Sân bay Quốc Tế Nội Bài - TERMINAL 2

Tòa nhà trụ sở Vietinbank - Hà Nội

Tòa nhà trụ sở Vietinbank - Hà Nội

Sân bay Quốc Tế Tân Sơn Nhất - TERMINAL 2

Sân bay Quốc Tế Tân Sơn Nhất - TERMINAL 2

Chuỗi siêu thị Hàn Quốc - Lotte Mart

Chuỗi siêu thị Hàn Quốc - Lotte Mart

Chuỗi siêu thị Nhật Bản - Aeon Mall

Chuỗi siêu thị Nhật Bản - Aeon Mall

Nhà máy sản xuất chip điện tử Intel - HCM

Nhà máy sản xuất chip điện tử Intel - HCM

Nhà máy Samsung CE Complex (SECC) - HCM

Nhà máy Samsung CE Complex (SECC) - HCM

Tòa nhà tài chính Bitexco

Tòa nhà tài chính Bitexco

Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng - Hà Tĩnh

Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng - Hà Tĩnh

Nhà máy điện Ô Môn - Cần Thơ

Nhà máy điện Ô Môn - Cần Thơ

Nhà máy thực phẩm Amway - Bình Dương

Nhà máy thực phẩm Amway - Bình Dương

Nhà máy thép Vina Kyoei - Bà Rịa Vũng Tàu

Nhà máy thép Vina Kyoei - Bà Rịa Vũng Tàu

Nhà máy Procter & Gamble - Bình Dương

Nhà máy Procter & Gamble - Bình Dương

Nhà máy công nghiệp nặng Doosan

Nhà máy công nghiệp nặng Doosan

Nhà máy thép Posco

Nhà máy thép Posco

Nhà máy nhiệt điện Thái Bình

Nhà máy nhiệt điện Thái Bình

Quality standards