Proč žena zemřela na otravu CO? „Zabil“ ji vlastní syn, protože chtěl ušetřit za dveře?
Žena zemřela na otravu CO možná jen proto, že její syn chtěl ušetřit a sám si pořídil a instaloval dveře ve svém novém domě. Nedostatečný přívod vzduchu k hořícímu palivu je doprovázen zhoršenou kvalitou spalování, a tedy zvýšenou produkcí jedovatého oxidu uhelnatého. Pokud není tento bezpečně odveden spalinovou cestou mimo objekt, je jen otázkou času, kdy dojde k neštěstí. V rámci vyšetřování soudce položil pracovníkům Výzkumného energetického centra otázky týkající se tvorby oxidu uhelnatého. Odpovědi na ně jsou uvedeny v tomto článku.
1. Úvod
V ČR zemře ročně přibližně 15 lidí na otravu oxidem uhelnatým (dále jen „CO“), které bylo vyprodukováno nedokonalým spalováním plynu a nedokonalým odvodem spalin. V těchto případech úmrtí a také v případech otrav se soud snaží nalézt viníka. Není možné očekávat a vyžadovat, aby soudci rozuměli problematice spalování paliv v různých spalovacích zařízeních (kotle, karmy, kamna apod.). Proto odborný pohled na daný případ poskytují znalecké posudky a odborná vyjádření.
Předsedou jednoho Obvodního soudu jsem byl požádán, abych odpověděl na dvě otázky, které měly do řešení případu přinést částečné světlo. Nemohu zde zmínit konkrétní informace, ale domnívám se, že i v obecné rovině je tento případ velmi poučný a může částečně přispět ke změně chování a přístupu uživatelů tuhých (pevných) a plynných paliv.
2. Základní popis případu
Muž si koupil typizovaný dům a z velké části si jej nechal postavit na klíč. V domě bydlel se svou matkou. Jedno ráno se probudil a našel ji mrtvou. Pitva prokázala otravu CO. V domě byly používány dva zdroje tepla: plynový kotel umístěný v koupelně a krbová kamna v obývacím pokoji.
V rámci vyšetřování byl hledán zdroj CO, který způsobil úmrtí ženy, a důvod, proč tato situace nastala. Na tvorbu CO má vliv mnoho parametrů a více se o nich můžete dočíst např. v Kominickém věstníku 1/2016 v článku pod názvem: „Jak může ovlivnit kvalitu spalování zemního plynu nedostatek vzduchu, neudržovaný komín a neudržovaný spotřebič?“.
Soudce mi v této souvislosti položil tyto otázky:
- Může oxid uhelnatý vznikat samostatně, a to při spalování pevného paliva ve spotřebiči (krbová kamna)?
- Je při úniku oxidu uhelnatého ze spotřebiče na pevná paliva tento únik viditelný a lze jej vnímat čichem?
3. Odpověď na otázky soudce
Vážený předsedo, obdržel jsem od Vás písemnou žádost, abych se vyjádřil k odborným otázkám, které jste mi zaslal v souvislosti trestné věci vedené proti obžalovanému XY. Na úvod bych uvedl, že mi nejsou známy podrobnosti řešené trestní věci a budu se proto k zaslaným otázkám vyjadřovat v obecné a teoretické rovině dle svých znalostí a zkušeností, které jsem nabyl jako vedoucí zkušebny malých spalovacích zařízení, která je provozována na Výzkumném energetickém centru, které je vysokoškolským ústavem na Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava.
Otázka č. 1: Může oxid uhelnatý vznikat samostatně, a to při spalování pevného paliva ve spotřebiči (krbová kamna)?
Pevné palivo obsahuje chemicky vázanou energii (výhřevnost), která se uvolní při jeho spalování např. v krbových kamnech. Obecně můžeme říci, že pevné palivo obsahuje jen tři základní prvky, které mohou hořet. Jde o uhlík, vodík a síru. Ve dřevě je obsah síry minimální. Pokud tedy hovoříme o spalování dřeva, jde pouze o uhlík a vodík. Pokud by bylo spalování dokonalé, tak uhlík shoří na oxid uhličitý (dále jen „CO2“) a vodík shoří na vodní páru (H2O). V krbových kamnech, ale také i v moderních kotlích tento stav nikdy nenastane a spalování paliva je vždy doprovázeno tvorbou hlavně CO, uhlovodíků (dále jen „CxHy“) a sazí. Tyto produkty můžeme považovat za základní ukazatele (ne)/dokonalosti spalování. Míra dokonalosti spalování je ovlivněna těmito základními parametry:
- do čeho palivo dáváme – kvalita spalovacího zařízení,
- kdo jej tam dává (kvalita obsluhy),
- co tam dává (kvalita paliva) – např. spalování vlhkého dřeva je horší než spalování suchého dřeva,
- kvalita instalace a údržby – čištění teplosměnných ploch a kouřových cest, správnost napojení a funkčnost komínu – tedy bezpečného odvodu spalin mimo místnost, kde jsou krbová kamna nainstalována. Více viz: http://vytapeni.tzb-info.cz/zdroje-tepla/9475-co-nejvice-ovlivni-tvuj-kour
Výše uvedené parametry výrazně ovlivní kvalitu spalování a tedy také produkci CO, CxHy a sazí. Pokud se podíváme na složení spalin, tak můžeme říci, že CO nevzniká samostatně a spaliny jsou směsí různých plynů [nejvíce dusík (N2), oxid uhličitý (CO2), kyslík (O2), voda (H2O), oxid uhelnatý (CO), uhlovodíky (CxHy), oxidy dusíku (NOx), oxid siřičitý (SO2) – pokud palivo obsahuje síru] a pevných částic.
Cílem kvalitních spalovacích zařízení je spálit co největší část uhlíku „C“ z paliva na CO2. Zjednodušeně můžeme říci, že uhlík oxiduje nejdříve na CO (hořlavý jedovatý plyn) a pak následně CO oxiduje na CO2. Pokud budeme zhoršovat kvalitu spalování (např. snížení teploty, omezení přívodu spalovacího vzduchu, omezení komínového tahu), bude podíl CO narůstat. Proto je CO používáno jako ukazatel kvality spalování a slouží jako informace pro řízení spalovacího procesu. Zjednodušeně můžeme říci, že při kvalitním spalování dřeva v krbových kamnech se pohybuje koncentrace CO2 řádově od 4 do 15 obj. % a koncentrace CO se pohybuje cca od 0,05 do 0,4 obj. %. Dle stechiometrických rovnic můžeme říci, že kvalitním spálením jednoho kilogramu uhlíku získáme cca 3,7 kg CO2 (1,9 m3 CO2). V jednom kilogramu suchého dřeva je cca půl kilogramu uhlíku (se zvyšující se vlhkostí dřeva se obsah uhlíku a energie snižuje), takže z jednoho kilogramu dřeva získáme spálením cca 1,8 kg CO2 (0,9 m3 CO2). Pokud bychom razantně omezili přívod spalovacího vzduchu, můžeme dojít až ke stavu, kdy uhlík zplyníme, tedy teoreticky přeměníme jen na CO. Z jednoho kilogramu uhlíku můžeme získat až 2,3 kg CO (1,9 m3 CO), takže z jednoho kilogramu suchého dřeva můžeme získat cca 1,6 kg CO (0,9 m3 CO), což dle rozměru místnosti a způsobu jejího větrání může představovat dostatečné množství pro otravu člověka.
Otázka č. 2: Je při úniku oxidu uhelnatého ze spotřebiče na pevná paliva tento únik viditelný a lze jej vnímat čichem?
Obecně můžeme říci, že CO je toxický plyn, který je bezbarvý a bez zápachu (to je důvod, proč dochází k mnoha úmrtím také při nedokonalém spalování plynných paliv – karmy pro ohřev teplé vody apod.). Jde o „tichého“ zabijáka, a pokud na zvýšenou koncentraci v prostoru, kde se pohybují lidé, neupozorní bezpečnostní čidlo anebo „jiný signál“, je pouze otázkou času, kdy dojde k neštěstí. Pod pojmem „jiný signál“ si můžeme představit např. zápach dalších produktů nedokonalého spalování. Např. spaliny mohou obsahovat uhlovodíky, které se označují jako PAU (polycyklické aromatické uhlovodíky). Aromatické znamená, že je můžeme vnímat lidským čichem (např. při uzení klobásek). Samozřejmě vše je dáno výší koncentrace, takže se může stát, že spaliny, které obsahují CO a PAU, částečně vycházejí do místnosti, ale lidskými smysly nejsme schopni tento únik zaregistrovat. Pokud by byl únik spalin do místnosti větší, mohlo by být v některých případech možné vidět i kouř a je snazší identifikovat špatnou funkci soustavy kamen a komínu. Bohužel většinou dochází k neštěstí tak, že spaliny unikají do místnosti jen částečně a jejich únik není možné vidět ani identifikovat lidskými smysly.
Pro názornost a lepší pochopení bych zde zmínil také výfuk automobilů, který si jistě dokáže každý představit. V motoru se spaluje kapalné palivo, které také obsahuje uhlík a vodík. Spaliny mimo jiné obsahují CO a pokud bychom je přivedli zpět do prostoru auta, mohlo by dojít k otravě CO anebo až k úmrtí exponované osoby (některé případy sebevražd). Samozřejmě je nutné pamatovat na to, že vážnost otravy CO je dána kombinací dvou parametrů: výší koncentrace CO a expoziční dobou, po kterou je osoba této koncentraci vystavena. Pokud by do prostoru automobilu nebyly přivedeny všechny spaliny, nemuselo by to být lidskými smysly nijak pozorováno. Při zvětšujícím se množství přiváděných spalin by lidský čich začal vnímat některé uhlovodíky (tzv. vůně spáleného benzínu), ale necítil by CO, protože je to bezbarvý plyn a je bez zápachu. Při sešlápnutí plynového pedálu automobilu by bylo možné vnímat i vizuální efekt – kouř, saze. Obdobné je to u spalování dřeva v kamnech. Takže odpověď na otázku č. 2 není jednoznačná, protože mohou nastat různé varianty. Únik CO z kamen (do místnosti) může, ale nemusí být viditelný (nevidíme CO, ale další produkty nedokonalého spalování). Únik CO z kamen (do místnosti) může, ale nemusí být vnímán čichem – lidský čich necítí CO, který je bez zápachu, ale identifikuje další produkty nedokonalého spalování.
4. Shrnutí
Pokud je mi částečně známo, muž chtěl při pořizování nemovitosti ušetřit. Většinu dveří si pořídil sám a také si je sám nainstaloval. Na tom není na první pohled nic zajímavého, ale je možné, že právě toto rozhodnutí stálo za celým neštěstím. Jsme národ kutilů a rádi si mnoho věcí děláme svépomocí, jsou ovšem oblasti, kde nejsme schopni domyslet nebezpečné souvislosti našeho chování. V koupelně byl instalován kombinovaný plynový atmosférický kotel (vytápění i ohřev vody), který spalovací vzduch odebíral z místnosti (zařízení typu „B“). Při použití tohoto spotřebiče musí být zajištěn přívod vzduchu např. tím, že ve dveřích jsou umístěny větrací mřížky, není použit práh apod. Detaily řeší příslušné předpisy, o jejichž existenci obyčejný uživatel nemá ani ponětí. V naší konkrétní situaci dveře žádnou mřížku neměly a byl tam také práh, to mohlo zapříčinit nedostatečný přívod vzduchu k plynovému kotli a zvýšenou produkci CO. Pokud paní byla v koupelně, mohlo zde dojít k její otravě. Detaily případu mi nejsou známy.
Pravdou ovšem také je, že pokud by kontrolní mechanizmy fungovaly tak jak mají, nikdo by nemohl povolit provoz takového zařízení (revize vyhrazeného technického zařízení – revizní technik vyhrazeného technického zařízení, revize spalinové cesty – revizní technik spalinových cest, protokol o spuštění zařízení – servisní technik). Bohužel ti, kteří dali „kulaté“ razítko a prohlásili zařízení za schopné provozu (možná, že u těchto úkonů nebyly dveře ještě osazeny, ale to se můžeme jen domnívat) jsou nyní součástí soudního procesu, ale to již té paní nijak nepomůže včetně jejího syna, který tuší, že „touha ušetřit za dveře“ vedla k obrovské rodinné tragédii.
5. Poučení
Snižování nákladů je přirozenou součástí uvažování většiny z nás. Je nutné si uvědomit, že ne vždy je tato motivace přínosná. V mnoha případech nejsme schopni domyslet souvislosti a následky našich skutků. Například když vyměníme stará okna za nová, výrazně omezíme přívod vzduchu do místnosti. Hořící dřevo v krbových kamnech spotřebovává vzduch (cca 10 metrů krychlových na jeden kilogram dřeva) stejně tak jako hořící plyn v kotli či karmě a pokud jej nebude dostatek, tak se to projeví na zhoršené kvalitě spalovacího procesu a tedy také na zvýšené produkci jedovatého CO. Pokud tento plyn bez barvy a bez zápachu není bezpečně odveden spalinovou cestou mimo objekt, je jen otázka času, kdy se přihodí neštěstí a někdo se přiotráví či zemře.
Praxe ukazuje, že k neštěstím dochází také v případě, kdy instalace je provedená správně. Bohužel žádné preventivní opatření včetně požadavku na pravidelnou kontrolu a údržbu spalovacího zařízení a spalinové cesty není stoprocentní a nepostihuje čas mezi kontrolami, kdy může dojít k nenadálé situaci. Tyto případy by bylo možné částečně eliminovat instalací detektorů CO. Tyto by v případě zvýšené koncentrace CO začaly vydávat varovný zvukový signál, což by mohlo upozornit na vážnost situace a iniciovat nápravu.
Cílem tohoto příspěvku nebyl detailní rozbor konkrétního případu, ale upozornění na to, že „zelený je strom života“ a „co může, to se pokazí“. Pokud po přečtení tohoto článku budou někteří čtenáři více pokorní a opatrní, nebyla naše snaha zbytečná. Pokud si někdo z nich navíc pořídí detektor CO, možná předejde tragédii a to je to o co zde běží. Cena detektoru CO se pohybuje od 500 do 2000 Kč, což se ve srovnání s cenou lidského života jeví jako zanedbatelná částka.
6. Poděkování
Tento článek byl vypracován v rámci řešení projektu „Inovace pro efektivitu a životní prostředí – Growth“, identifikační kód LO1403 za finanční podpory MŠMT v rámci programu NPU I.
A woman died of CO poisoning perhaps only because her son wanted to save money and he bought and installed a door in his new house. Insufficient air supply to the burning fuel is accompanied by a poorer quality of combustion and thus increased production of poisonous CO. If CO is not safely discharged outside the building by a flue-gas duct, it is only a matter of time when a disaster occurs. During the investigation, the judge asked questions to the workers of Energy Research Center relating to the formation of CO. The answers are listed in this article.