Co vzniká když hoří pneumatiky?

Požáry pneumatik patří z hlediska toxikologie k závažným problémům současnosti. Obrovské skládky opotřebených pneumatik jsou často místem obrovských požárů. Látky vznikající při hoření negativně působí na lidské zdraví a životní prostředí. Řešení následných situací se potýká se značnou řadou problémů.

Složení pneumatik

K tomu, abychom lépe pochopili danou problematiku, je potřeba nejdříve objasnit, z čeho jsou pneumatiky složeny. Hlavní podíl tvoří zejména kaučuky, syntetické nebo přírodní. Mezi nejčastěji používané patří butadien-styrenový kaučuk (SBR), butadienový kaučuk a isoprenový kaučuk. Další složkou pneumatik jsou pak saze, antioxidanty (2-fenylnaftylamin, parafenylendiamin, chinolin), změkčovadla (minerální oleje), vulkanizační činidla (nejčastěji prášková síra v obsahu 1-3 %), urychlovače vulkanizace (difenylquanidin, N-sulfenamidy, 2-merkaptobenzothiazol) a aktivátory (oxid zinečnatý). Pokud vynecháme chemicky nedůležité části jako kord a patní lana, může být přibližné složení směsi pro výrobu pneumatik následující: 100 hmotnostních dílů kaučuku, 35 dílů sazí, 4 díly aktivátoru, 2,5 dílů síry, 2 díly změkčovadla, 1 díl kyseliny stearové, 0,75 dílu urychlovače, 0,7 dílu antioxidantů.

Produkty hoření

Při hoření pneumatik dochází ke vzniku značného množství toxických zplodin. Řádově se jedná o stovky látek. Největší část se přemění na oxidy uhlíku a saze. Významný podíl tvoří monomery 1,3-butadien a styren. Z dalších látek jsou to především alifatické uhlovodíky (alkeny, alkadieny) a aromatické uhlovodíky, zejména benzen, dále pak toluen, ethylbenzen, fenylacetylen, xyleny, atd. K charakteristickým látkám zplodin hoření pneumatik patří i 4-vinylcyklohexen a limonen. Ze síry obsažené v pneumatikách vzniká především značné množství oxidu siřičitého a dále sirné deriváty, jako thiofen, methylthiofen, benzothiofen, atd. Součásti produktů hoření pneumatik jsou i některé oxidy kovů, zejména hořčíku, zinku a olova. Orientační zastoupení vybraných látek udává tabulka I.

Toxicita

Nejvýznamnější cestou vstupu škodlivých látek do organizmu je inhalace dechem a částečně i přes kůži. Z důvodu vzniku značného množství látek mohou být zdravotní potíže u exponovaných osob různorodé. Prvotními příznaky jsou nejčastěji dráždění očí, dráždivý kašel, bolesti hlavy, nauzea, únava, stres, potíže ze zápachu, dráždění krku, atd.

K nejdráždivějším látkám patří především oxid siřičitý, který je cítit již od koncentrace 1 ppm. Expozice se projevuje pálením spojivek a podrážděním horních cest dýchacích. Při styku s vodou vytváří kyselý roztok. Při menší akutní expozici může způsobit i bronchitidu a zánět spojivek.

Zplodiny hoření pneumatik jsou charakteristické především svými karcinogenními účinky, které jsou významné zejména při dlouhodobém působení. To je zapříčiněno především značným obsahem benzenu a 1,3-butadienu. Podle IARC je benzen zařazen mezi prokázané lidské karcinogeny (skupina 1) a 1,3-butadien mezi pravděpodobné lidské karcinogeny (skupina 2A). V produktech hoření pneumatik se vyskytuje řada dalších karcinogenních látek, především polycyklických aromatických uhlovodíků. Známý je např. benzo(a)pyren, který byl v laboratorních testech přítomen v množství 0,08 mg.m-3, neboli z 1 kg pneumatiky se uvolnilo 84,8 mg této látky.

Další rizika

Otázkou zůstává, jak velké zdravotní riziko zplodiny hoření pneumatik představují a koho nejvíce ohrožují. U malých požárů se zplodiny obvykle velmi rychle rozplynou v okolní atmosféře a naměřené hodnoty jsou tak minimální. V souvislosti s velkými požáry je ale vznik toxických zplodin značný. Experimentální laboratorní testy poukazují, že většina přítomného uhlíku se přemění na oxidy uhlíku a saze. Menší část pak tvoří ostatní látky, což je ovšem při hoření několika tisíc tun pneumatik nezanedbatelné.

Největší expozice nastává u osob nacházejících se poblíž ohniska požáru, tzn. především hasičů. I přesto, že jsou hasiči chráněni ochrannými prostředky včetně dýchacích přístrojů, některé urologické expoziční testy provedené na hasičích potvrzují přítomnost PAH v organismu. U nechráněných osob tak může dojít k závažným zdravotním komplikacím.

Šíření zplodin značně ovlivňuje meteorologická situace. Vítr může oblak zplodin unášet do značné vzdálenosti. Kouř a zápach lze považovat za dobrý indikátor šíření zplodin. Se vzrůstající vzdálenosti od místa požáru koncentrace těchto látek značně klesá. Látky velmi těkavé a plyny se šíří do okolí poměrně snadno, naopak látky méně těkavější obvykle rychle kondenzují a zadržují se v blízkosti požáru. Součástí kouře je i černý popílek, který na sebe váže těžší látky, je unášen větrem a následně padá k zemi. Situaci komplikuje inverze, kdy se zplodiny šíří při zemi a představují tak mnohem větší riziko. V případě deště se zplodiny vážou na kapky vody, které můžeme následně pozorovat jako černý kyselý spad.

Následky požáru mají i značnou ekologickou zátěž, především v místě požáru, kde je kontaminace nejvyšší. Hořením pneumatik vzniká kromě plynných zplodin i olejovitá kapalina (pyrolytický olej), který tvoří směs ropných látek. Tato kapalina proniká do půdy a může ji následně dlouhodobě kontaminovat. K hašení rozsáhlých požárů se obvykle použije značné množství vody, které následně začne, společně s olejovitou kapalinou, odtékat do nejbližších kanalizací a vodních toků. To může mít za následek kontaminaci těchto vod. Pozůstalý popel obsahuje uhlíkové zbytky, neshořelý materiál a těžké pevné produkty hoření, které kromě organických látek tvoří i oxidy kovů.