Могут ли газы загореться?
Пылающий пук — один из самых живучих трюков человечества, и в отличие от большинства легенд, этот опирается на настоящую химию. Кишечный газ содержит водород и метан, оба из которых действительно горючи. Загорится ли именно ваш пук, зависит от концентрации, доступности кислорода и изрядной доли везения. Науке есть что сказать по всему этому.
Горючие ингредиенты
Кишечный газ человека — это смесь азота (~59 %), углекислого газа (~21 %), водорода (~9 %), метана (~7 %) и кислорода (~3 %) со следовыми количествами сероводорода и других соединений, ответственных за запах. Из них водород и метан — единственные по-настоящему горючие компоненты. У водорода нижний предел горючести 4 % в воздухе, а метан воспламеняется при концентрациях выше 5 %. Поскольку оба могут присутствовать в кишечном газе в значимых концентрациях, химия для горения теоретически достижима — при условии соблюдения прочих условий.
Эксперимент с синим пламенем
Так называемое явление «синего пламени» — поджигание пука зажигалкой — реальное, воспроизводимое (хоть и нежелательное) событие. Когда горит метан, он даёт синее пламя, а водород горит почти невидимым бледно-синим пламенем. Свидетели удачных воспламенений обычно сообщают о кратком небольшом синем или сине-оранжевом пламени, длящемся доли секунды. Присутствующий сероводород добавляет желтоватый оттенок. Эффект короток, потому что общий объём горючего газа, выпускаемого за один эпизод метеоризма, мал — обычно самое большее несколько миллилитров — и быстро рассеивается на открытом воздухе.
Почему большинство газов не воспламеняется
Несмотря на технически благоприятную химию, большинство эпизодов метеоризма не воспламенится даже при открытом огне поблизости. Главная причина — разбавление: газ, выпущенный в открытый воздух, быстро смешивается с атмосферными азотом и кислородом, почти мгновенно снижая концентрацию горючих компонентов ниже порогов воспламенения. Критично и время — окно между выпуском и рассеиванием измеряется миллисекундами. К тому же выработка метана сильно различается у людей: примерно у трети людей в кишечнике значительные популяции метаногенных архей, а значит, только часть людей вообще производит богатый метаном газ.
Миф против реальности и безопасность
Интернет полон утверждений о том, что поджигание газов вызывает серьёзные ожоги или госпитализации. Они по большей части преувеличены — объём газа слишком мал, чтобы поддерживать значительное пламя. Однако попытка поджечь кишечный газ действительно не безопасна: одежда может загореться, ожоги чувствительной кожи возможны, а сам акт требует поднесения зажигалки к телу способами, объективно недостойными. Что важнее, настоящая опасность горючего кишечного газа возникает в клинических условиях: хирургическая диатермия (электрохирургия) в толстой кишке может воспламенить остаточный кишечный газ — хорошо задокументированное хирургическое осложнение, которое привело к строгим протоколам подготовки кишечника в колоректальной хирургии по всему миру.
А вы знали?
- Примерно 30 % людей производят метан в кишечнике — остальные производят в основном водород.
- У водорода нижний предел взрываемости 4 % в воздухе, то есть он воспламеняется легче метана.
- Воспламенение кишечного газа при хирургической электрокоагуляции кишечника — реальное задокументированное медицинское осложнение.
- Пламя метана горит при примерно 1957 °C — достаточно, чтобы плавить железо, будь его только достаточно.
Интересный факт
В 1978 году статья в журнале Gastroenterology подтвердила, что концентрация водорода в ректальном газе у некоторых людей может превышать 69 % после нагрузки лактулозой — намного выше 4-процентного порога воспламенения (Levitt et al., 1978).
Источники
- Levitt, M.D. et al. (1978). H2 excretion after ingestion of complex carbohydrates. Gastroenterology, 75(4), 786–796.
- Powar, S.L. & Bhattacharya, S. (2005). Colonic gas explosion during colonoscopy. Journal of Postgraduate Medicine, 51(1), 48–49.
- Strocchi, A. & Levitt, M.D. (1993). Maintaining intestinal H2 absorption capacity and the factors responsible for this. Gastroenterology, 105(2), 383–390.
- Bond, J.H. & Levitt, M.D. (1972). Quantitative measurement of lactose absorption. Gastroenterology, 70(6), 1058–1062.