Самовозгорание

Самовозгорание — это физико-химическое явление, заключающееся в резком возрастании скорости экзотермических реакций в веществе или материале, приводящем к возникновению горения без внешнего источника зажигания (пламени, искры, нагретого тела). В отличие от воспламенения, требующего прямого контакта с источником огня, самовозгорание происходит за счёт внутренних процессов — накопления тепла в результате окисления, разложения, жизнедеятельности микроорганизмов или адсорбции. Ключевым условием является недостаточный теплоотвод, при котором температура в массе вещества повышается до критической точки, после чего начинается тление или пламенное горение.

Механизмы самовозгорания

Самовозгорание классифицируют по природе внутреннего тепловыделения. Выделяют три основных механизма: тепловой, микробиологический и химический.

Тепловое самовозгорание

Наиболее распространённый тип, обусловленный медленным окислением вещества кислородом воздуха. Тепло, выделяющееся при реакции, при плохой теплопроводности материала и недостаточной вентиляции (например, в крупных штабелях, кучах, бунтах) накапливается, ускоряя процесс. При достижении температуры самонагревания (обычно 60–100 °C для большинства органических материалов) скорость реакции возрастает лавинообразно, что приводит к самовоспламенению. Классические примеры — самовозгорание каменного угля, торфа, хлопка, древесных опилок, сена, а также некоторых видов масел и жиров (например, льняного масла на промасленной ветоши).

Микробиологическое самовозгорание

Характерно для влажных органических материалов (сена, силоса, зерна, торфа, компоста). Влажная среда активизирует жизнедеятельность бактерий и грибков, которые в процессе дыхания выделяют тепло. При этом температура в массе может подняться до 70–80 °C, что приводит к гибели микроорганизмов, но создаёт условия для теплового самовозгорания уже за счёт химического окисления. Этот механизм часто называют «самонагреванием» — первая стадия процесса, предшествующая самовозгоранию.

Химическое самовозгорание

Происходит при контакте веществ, способных к бурной экзотермической реакции. Сюда относятся:

• Самовозгорание при контакте с водой (щелочные и щёлочноземельные металлы — натрий, калий; гидриды; карбиды; негашёная известь при увлажнении).
• Самовозгорание на воздухе (белый фосфор, пирофорные металлы — тонкодисперсные порошки железа, алюминия, цинка; некоторые кремнийорганические соединения).
• Самовозгорание при смешении (сильные окислители с органическими веществами — например, концентрированная азотная кислота со скипидаром; перекись водорода с ацетоном; хромовый ангидрид с этиловым спиртом).

Условия и факторы, способствующие самовозгоранию

Для возникновения самовозгорания необходимо сочетание трёх факторов:

1. Склонность вещества к окислению или разложению с выделением тепла.
2. Накопление тепла — низкая теплопроводность материала, большая масса, малая поверхность теплоотдачи, плохая вентиляция.
3. Достаточное время — процесс может длиться от нескольких часов до месяцев.

Ключевые факторы риска:

• Влажность — ускоряет микробиологические процессы и химическое окисление (особенно для угля, торфа, сена). Оптимальная влажность для самовозгорания сена — 20–30 %.
• Измельчённость — мелкие частицы (пыль, опилки, стружка) имеют большую площадь поверхности, что ускоряет окисление.
• Плотность укладки — в плотных штабелях и кучах теплоотвод затруднён.
• Наличие примесей — катализаторов (например, пирит в угле) или веществ, понижающих температуру воспламенения.
• Плохая вентиляция — недостаток кислорода может замедлить процесс, но при частичном доступе воздуха окисление идёт наиболее активно.

Классификация веществ и материалов по склонности к самовозгоранию

В пожарно-технической литературе (в том числе в российских нормативных документах — СП, ГОСТ, НПБ) выделяют группы:

Примеры и случаи

Самовозгорание угля

Одна из наиболее изученных проблем в горной промышленности. Каменный уголь, особенно бурый и длиннопламенный, содержит пирит (FeS₂), который при окислении выделяет тепло. В штабелях угля на складах и в отвалах температура может подниматься до 300–400 °C, что приводит к тлению и пожарам. В России ежегодно фиксируются десятки случаев самовозгорания угля на разрезах и обогатительных фабриках (например, в Кузбассе).

Самовозгорание сена и торфа

Влажное сено, уложенное в стога, — классический пример микробиологического самовозгорания. В 2020–2022 годах в ряде регионов России (Тамбовская, Воронежская, Липецкая области) были зафиксированы пожары на сеновалах, причиной которых называли самовозгорание недосушенного сена. Торф также склонен к самовозгоранию — торфяные пожары, в том числе подземные, часто возникают без внешнего источника огня (например, в Московской области в 2010 году).

Самовозгорание промасленной ветоши

Ветошь, пропитанная растительными маслами (льняным, конопляным, подсолнечным), способна самовозгораться при определённых условиях. Это связано с тем, что масла содержат ненасыщенные жирные кислоты, которые окисляются кислородом воздуха с выделением тепла. В замкнутом пространстве (например, в мусорном контейнере или ящике) тепло накапливается, и температура может достигнуть 300–400 °C. В 2019 году в Санкт-Петербурге произошёл пожар на складе, причиной которого стало самовозгорание промасленной ветоши, оставленной без контроля.

Самовозгорание химических веществ

В 2021 году на одном из химических предприятий в Нижегородской области произошло возгорание при смешении перекиси водорода с органическим растворителем — причиной стало химическое самовозгорание. В 2017 году в Москве при транспортировке белого фосфора произошло его самовозгорание на воздухе, что привело к эвакуации людей.

Профилактика и меры безопасности

Для предотвращения самовозгорания применяются следующие меры:

• Контроль влажности — сушка материалов (сена, зерна, угля) до безопасной влажности (для сена — не более 20 %, для угля — не более 8–10 %).
• Ограничение высоты штабелей — для угля, торфа, опилок устанавливаются предельные размеры буртов и куч (например, для каменного угля — не более 2–3 м).
• Вентиляция — обеспечение притока воздуха для отвода тепла (вентиляционные каналы в штабелях, проветривание складов).
• Температурный контроль — регулярное измерение температуры внутри массы (термометры, термопары, тепловизоры). При повышении температуры выше 60–70 °C принимаются меры (перелопачивание, рассыпание, охлаждение).
• Изоляция опасных веществ — хранение щелочных металлов под слоем керосина или минерального масла; белого фосфора — под водой; пирофорных порошков — в инертной атмосфере.
• Соблюдение правил хранения — раздельное хранение окислителей и горючих веществ; недопущение скопления промасленной ветоши в закрытых ёмкостях.

Самовозгорание человека (антропогенное самовозгорание)

В популярной культуре и паранормальной литературе существует гипотеза о «спонтанном самовозгорании человека» — явлении, при котором тело человека якобы воспламеняется без внешнего источника огня, оставляя несгоревшими конечности и окружающие предметы. Научное сообщество (в том числе судебно-медицинская экспертиза) не признаёт существования данного феномена. Все известные случаи объясняются действием внешнего источника огня (например, свечи, сигареты, электроприбора) и эффектом «фитиля» — когда одежда пропитывается жиром и тлеет, медленно сжигая тело. В российской судебной медицине термин «самовозгорание человека» не используется; случаи, описываемые в СМИ, классифицируются как несчастные случаи с неосторожным обращением с огнём.

Источники

1. ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения».
2. СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям».
3. «Пожарная безопасность: учебник» / под ред. В. П. Молчанова, М.: Академия ГПС МЧС России, 2018.
4. «Самовозгорание веществ и материалов» / В. И. Смирнов, М.: Стройиздат, 1990.
5. «Теория горения и взрыва» / В. А. Алешин, М.: Юрайт, 2020.
6. Материалы судебно-медицинской экспертизы (статьи и обзоры по теме «спонтанного самовозгорания человека» в журнале «Судебно-медицинская экспертиза», 2015–2023).