stringtranslate.com

Пена для пожаротушения

Пожарные распыляют пену на конструкции комплекса Mammoth Hot Springs 10 сентября 1988 года во время пожаров в Йеллоустоуне.

Пена для пожаротушения — это пена, используемая для тушения пожаров . Её роль заключается в охлаждении огня и покрытии топлива, предотвращая его контакт с кислородом, тем самым достигая подавления горения . Пена для пожаротушения была изобретена молдавским инженером и химиком Александром Лораном в 1902 году. [1]

Используемые поверхностно-активные вещества должны образовывать пену в концентрации менее 1%. Другими компонентами огнестойких пен являются органические растворители (например, триметилтриметиленгликоль и гексиленгликоль ), стабилизаторы пены (например, лауриловый спирт ) и ингибиторы коррозии .

Обзор

Пены класса А

Пожар, демонстрирующий пену класса А в системе CAFS

Пены класса А были разработаны в середине 1980-х годов для борьбы с лесными пожарами . Пены класса А снижают поверхностное натяжение воды, что способствует смачиванию и насыщению пен класса А водой. Они проникают в тлеющие угли на глубине и тушат их. Это помогает подавлять пожар и может предотвратить повторное возгорание. [3] Благоприятный опыт привел к их принятию для борьбы с другими типами пожаров класса А , включая пожары в зданиях. [4]

Пены класса B

Пены класса B предназначены для пожаров класса B — легковоспламеняющихся жидкостей. Использование пены класса A для пожара класса B может привести к неожиданным результатам, поскольку пены класса A не предназначены для сдерживания взрывоопасных паров, выделяемых легковоспламеняющимися жидкостями. Пены класса B имеют два основных подтипа.

Синтетические пены

Синтетические пены основаны на синтетических поверхностно-активных веществах . Они обеспечивают лучшую текучесть и распространение по поверхности жидкостей на основе углеводородов, для более быстрого сбивания пламени. Они имеют ограниченную безопасность после пожара и являются токсичными загрязнителями грунтовых вод.

Белковые пены

Протеиновые пены содержат натуральные белки в качестве пенообразующих агентов. В отличие от синтетических пен, протеиновые пены биоразлагаемы . Они текут и распространяются медленнее, но обеспечивают пенное покрытие, которое более термостойкое и более долговечное.

Белковые пены включают обычную протеиновую пену (П), фторпротеиновую пену (ФП) (смесь протеиновой пены и фторированных поверхностно-активных веществ), пленкообразующий фторпротеин (ФФП), [6] [ необходима полная ссылка ] спиртоустойчивую фторпротеиновую пену (АР-ФП) и спиртоустойчивый пленкообразующий фторпротеин (АР-ФФП).

Приложения

Каждый тип пены имеет свое применение. Высокократные пены используются, когда замкнутое пространство, такое как подвал или ангар, должно быть быстро заполнено. Низкократные пены используются при горящих разливах. AFFF лучше всего подходит для разливов реактивного топлива, FFFP лучше подходит для случаев, когда горящее топливо может образовывать более глубокие лужи, а AR-AFFF подходит для горящих спиртов. Высокоэффективные FFF являются жизнеспособными альтернативами AFFF и AFFF-AR для различных применений. Наибольшая гибкость достигается с помощью AR-AFFF или AR-FFFP. AR-AFFF необходимо использовать в областях, где бензин смешивается с оксигенатами, поскольку спирты предотвращают образование пленки между пеной FFFP и бензином, разрушая пену и делая пену FFFP практически бесполезной.

Методы применения

Существует 2 основных способа [7] подачи пены на место возгорания, признанные европейскими (EN1568) и международными (ISO7203) стандартами:

Метод подметания (накатывания) — используйте только на луже горючего продукта на открытой местности. Направьте поток пены на землю перед затронутым продуктом. Может потребоваться переместить шланговую линию или использовать несколько линий, чтобы покрыть материал. Если используется несколько линий, будьте внимательны к другим пожарным в этом районе.

Метод Bankshot (bankdown) — пожарный использует предмет для отклонения струи пены, чтобы она стекала по горящей поверхности. Применение должно быть максимально осторожным. Направьте пену на вертикальный предмет. Дайте пене распространиться по материалу и образовать пенное одеяло.

Метод Raindown — используется, когда невозможно использовать метод Bankshot или Roll-on. Поднимите поток пены в воздух над материалом и дайте ему мягко упасть на поверхность. Эффективен, пока поток пены полностью покрывает материал. Может быть неэффективен, если ветровые условия неблагоприятны

История

Вода долгое время была универсальным средством для тушения пожаров, но не во всех случаях она является лучшим средством. Например, вода обычно неэффективна при тушении нефтяных пожаров и может быть опасной. Для тушения нефтяных пожаров были разработаны огнетушащие пены.

В 1902 году русский инженер и химик Александр Лоран предложил метод тушения пожаров горючих жидкостей путем покрытия их пеной . Лоран был учителем в школе в Баку , центре российской нефтяной промышленности того времени. Впечатленный большими, трудно поддающимися тушению нефтяными пожарами, которые он там видел, Лоран попытался найти жидкое вещество, которое могло бы эффективно бороться с ними. Он изобрел огнетушащую пену, которая была успешно испытана в экспериментах в 1902 и 1903 годах. [1] В 1904 году Лоран запатентовал свое изобретение и в том же году разработал первый пенный огнетушитель . [8]

Первоначальная пена представляла собой смесь двух порошков и воды, полученную в пеногенераторе. Ее называли химической пеной из-за химического действия, которое ее создавало. В общем, в качестве порошков использовались бикарбонат натрия и сульфат алюминия с небольшим количеством сапонина или солодки, добавляемых для стабилизации пузырьков. Ручные пенные огнетушители использовали те же два химиката в растворе. Чтобы привести огнетушитель в действие, пломба была сломана, и устройство перевернуто, что позволило жидкостям смешаться и вступить в реакцию. Химическая пена представляет собой стабильный раствор мелких пузырьков, содержащих углекислый газ с более низкой плотностью, чем у масла или воды, и проявляет стойкость для покрытия плоских поверхностей. Поскольку она легче горящей жидкости, она свободно течет по поверхности жидкости и тушит огонь путем удушающего (удаления/предотвращения кислорода) действия. Химическая пена сегодня считается устаревшей из-за необходимости множества контейнеров с порошком, даже для небольших пожаров.

В 1940-х годах Перси Лавон Джулиан разработал усовершенствованный тип пены под названием Aerofoam. Используя механическое воздействие, жидкий концентрат на основе белка , изготовленный из соевого белка , смешивался с водой либо в дозаторе, либо в аэрирующей насадке для образования пузырьков воздуха с действием свободного потока. Его коэффициент расширения и простота в обращении сделали его популярным. Белковая пена легко загрязняется некоторыми легковоспламеняющимися жидкостями, поэтому следует проявлять осторожность, чтобы пена наносилась только поверх горящей жидкости. Белковая пена имеет медленные характеристики сбивания, но она экономична для обеспечения безопасности после пожара.

В начале 1950-х годов Герберт Эйснер в Англии в Научно-исследовательском институте безопасности горнодобывающей промышленности (ныне Лаборатория охраны труда и техники безопасности) придумал высокократную пену для борьбы с пожарами в угольных шахтах. Уилл Б. Джеймисон, горный инженер из Пенсильвании, прочитал о предлагаемой пене в 1952 году и запросил дополнительную информацию об этой идее. Он продолжил работать с Бюро горнодобывающей промышленности США над этой идеей, протестировав 400 формул, пока не было найдено подходящее соединение. В 1964 году компания Walter Kidde & Company (ныне Kidde ) купила патенты на высокократную пену. [9]

В 1960-х годах National Foam, Inc. разработала пену на основе фторпротеина . Ее активным веществом является фторированное поверхностно-активное вещество , которое обеспечивает отталкивание нефти для предотвращения загрязнения. В целом, она лучше, чем пена на основе протеина, поскольку ее более длительное время действия обеспечивает лучшую безопасность, когда требуется проникновение для спасения. Пена на основе фторпротеина обладает быстрыми нокдаун-характеристиками и может также использоваться вместе с сухими химикатами, которые разрушают пену на основе протеина.

В середине 1960-х годов ВМС США разработали водную пленкообразующую пену (AFFF). Эта синтетическая пена имеет низкую вязкость и быстро распространяется по поверхности большинства углеводородных топлив. Под пеной образуется водная пленка, которая охлаждает жидкое топливо, останавливая образование легковоспламеняющихся паров. Это обеспечивает резкое подавление огня, что является важным фактором при тушении пожаров в аварийно-спасательных условиях.

В начале 1970-х годов компания National Foam, Inc. изобрела технологию AFFF, устойчивую к спирту. AR-AFFF — это синтетическая пена, разработанная как для углеводородных, так и для полярных растворителей . Полярные растворители — это горючие жидкости, которые разрушают обычную пену для пожаротушения. Эти растворители извлекают воду, содержащуюся в пене, разрушая пенный покров. Следовательно, для этих видов топлива требуется пена, устойчивая к спирту или полярным растворителям. Спиртоустойчивая пена должна отскакивать от поверхности и стекать вниз и по жидкости, чтобы сформировать ее мембрану, в отличие от стандартной AFFF, которую можно распылять непосредственно на огонь.

В 1993 году компания Pyrocool Technologies Inc. приобрела патентные права на смачивающий агент с превосходными охлаждающими свойствами, который эффективен при тушении пожаров классов A, B, D, а также пожаров под давлением и объемных пожаров, в которых задействованы как углеводородное топливо, так и полярные растворители, такие как спирт и этанол. Смачивающий агент продается под названием Pyrocool. В 1998 году компания Pyrocool Technologies Inc. была награждена Президентской премией Зеленой химии от USEPA. Кэрол Браунер, администратор USEPA в 1998 году, описала Pyrocool как «Технология для третьего тысячелетия: разработка и коммерческое внедрение экологически ответственного огнетушащего и охлаждающего агента». Спор с производителем, Baum's Castorine, привел к тому, что Baum's переименовал эту формулу в Novacool UEF и продает этот продукт под этим названием с 2008 года.

В 2002 году французский производитель пены для пожаротушения BIOEX, пионер в области экологически чистых пен, выпустил на рынок первую пену без фтора (ECOPOL). Пенный концентрат очень эффективен при пожарах класса B, вызванных углеводородами и полярными растворителями, а также при пожарах класса A. Их экологическая задача заключалась в том, чтобы убедить своих клиентов выбирать их новое поколение экологически чистых продуктов, которые на 100% не содержат фтора и доказали свою эффективность. [10]

В 2010 году французская компания Orchidee International разработала первую пену FFHPF, самую высокоэффективную пену без фтора. Пена достигла 97%-ного уровня разлагаемости и в настоящее время продается компанией Orchidee International под торговой маркой «BluFoam». Пена используется в концентрации 3% как при пожарах углеводородов, так и при пожарах полярных растворителей.

Проблемы окружающей среды и здоровья

Исследования показали, что ПФОС является стойким, биоаккумулятивным и токсичным загрязнителем. [11] [12] [13] Он был добавлен в Приложение B Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях в мае 2009 года. [14] Нормативные акты в Соединенных Штатах, Канаде, Европейском союзе, Австралии и Японии запретили новое производство продуктов на основе ПФОС, включая огнетушащие пены. [15] 3M прекратила производство ПФОС в 2002 году из-за проблем с токсичностью. [16]

В одном исследовании, опубликованном в 2015 году, было обнаружено, что у пожарных в крови чаще встречаются фторированные поверхностно-активные вещества . [17] В 2016 году ВВС США заплатили 4,3 миллиона долларов за систему очистки воды для жителей, проживающих ниже по течению от базы ВВС Петерсон в Колорадо . [18] [19]

В Соединенных Штатах сбросы AFFF с судов в поверхностные воды регулируются Агентством по охране окружающей среды США (EPA) и Министерством обороны в соответствии с Законом о чистой воде . [20] [21]

В Австралии в 2015 году Управление по охране окружающей среды Нового Южного Уэльса выпустило объявление о безопасности для населения после загрязнения источника воды вблизи базы ВВС Австралии Уильямтаун . Сообщалось, что поверхностные воды, грунтовые воды и рыба содержали химикаты из огнетушащих пен, которые были выпущены местной базой Королевских австралийских ВВС до изменения протокола учений в 2008 году. [22] Жителям этого района было рекомендовано не употреблять воду из скважин, а также яйца и морепродукты из фауны, подвергшейся воздействию загрязненной воды. [23] Это открытие привело к запрету всех форм рыболовства в водах бухты Фуллертон до начала октября 2016 года. [24] [25]

По состоянию на 2017 год Министерство обороны Австралии рассматривало два коллективных иска, поданных лицами, пострадавшими от загрязнения в Уильямтауне и в армейском авиационном центре Оки . [26] [27] Наряду со многими аэропортами и пожарными службами Министерство обороны расследует возможное загрязнение на 18 военных объектах по всей Австралии. [28] В Уильямтауне оно также проводит исследования поглощения и остаточного загрязнения в растениях, курах и яйцах. [29]

В декабре 2017 года министр окружающей среды Новой Зеландии объявил, что в грунтовых водах на двух базах Королевских военно-воздушных сил Новой Зеландии были обнаружены уровни ПФОС и ПФОА, превышающие допустимые, что, как полагают, является следствием исторического использования огнетушащей пены, содержащей эти вещества. [30] Жителям, проживающим вблизи авиабаз, было сказано пить бутилированную воду, пока не будут проведены более масштабные испытания. [31]

В 2020 году государственные органы США планируют утилизировать огнетушащую пену либо путем сжигания, либо путем захоронения. В США будет утилизировано около 1 миллиона галлонов США (3800 кл) пены. Потенциальные риски для здоровья от сжигания AFFF все еще изучаются Агентством по охране окружающей среды и государственными органами. [32]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Лоран и огнетушитель Архивировано 27 июля 2011 г. на Wayback Machine на p-lab.org (на русском языке)
  2. ^ "Применение пенного концентрата для пожаротушения с низкой, средней и высокой кратностью". Bioex . Получено 7 февраля 2024 г.
  3. ^ Phos Chek WD881 Brochure (PDF) , Phos-Chek, архивировано из оригинала (PDF) 5 января 2009 г. , извлечено 5 декабря 2008 г.
  4. ^ "Пена класса А: вопросы и ответы". Архивировано из оригинала 29 сентября 2005 г.
  5. ^ "ECOPOL Пена для пожаротушения без содержания фтора" (PDF) .
  6. ^ Статья 1 BS 5306-6.1
  7. ^ "Прямые и непрямые методы применения пены для пожаротушения - BIOEX". BIOEX - Производитель пены для пожаротушения Пожарная компания .
  8. ^ История огнетушителя (на русском языке)
  9. ↑ Кирни, Пол (февраль 1966 г.). «Закройте окна!». Popular Mechanics . Т. 125, № 2. Hearst Magazines. С. 136–139, 210–212. ISSN  0032-4558.
  10. ^ «Тушение пожара пенами, не содержащими фтора».
  11. ^ ОЭСР (2002). «Оценка опасности перфтороктанового сульфоната (ПФОС) и его солей». ENV/JM/RD(2002)17/FINAL (страница 5) .
  12. ^ "Насколько безопасна пена для пожаротушения?". FireRescue1 . Получено 14 февраля 2017 г.
  13. ^ «Фильм «Темные воды» представляет риск для 3M, говорит аналитик». Загрязнение AFFF на ArmyBases . Получено 20 ноября 2019 г.
  14. ^ Правительства объединяются для ускорения сокращения глобальной зависимости от ДДТ и добавления девяти новых химикатов в международный договор. Женева: Секретариат Стокгольмской конвенции. 8 мая 2008 г.
  15. ^ «Информационный бюллетень по огнетушащим веществам AFFF» (PDF) . Арлингтон, Вирджиния: Коалиция по огнетушащим пенам. 2017.
  16. ^ Пелли, Джанет. «В крови пожарных обнаружены новые фторированные поверхностно-активные вещества – Chemical & Engineering News» . Получено 19 ноября 2016 г.
  17. ^ Ротандер, Анна; Каррман, Анна; Томс, Лейса-Мари Л.; Кей, Маргарет; Мюллер, Йохен Ф.; Гомес Рамос, Мария Хосе (2015). «Новые фторированные поверхностно-активные вещества, предварительно идентифицированные у пожарных с использованием жидкостной хроматографии, квадрупольной времяпролетной тандемной масс-спектрометрии и подхода случай-контроль». Environmental Science & Technology . 49 (4): 2434–2442. Bibcode : 2015EnST...49.2434R. doi : 10.1021/es503653n. ISSN  0013-936X. PMID  25611076.
  18. ^ Финли, Брюс (10 мая 2017 г.). «Повышенные показатели заболеваемости раком обнаружены к югу от Колорадо-Спрингс, где в воде содержатся токсичные химикаты». Denver Post .
  19. ^ «Загрязненная вода возле баз в Колорадо указывает на более широкие проблемы безопасности». New York Times . 26 июля 2016 г. Получено 19 ноября 2016 г.
  20. ^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA), Вашингтон, округ Колумбия (12 апреля 2013 г.). «Окончательное общее разрешение Национальной системы ликвидации сбросов загрязняющих веществ (NPDES) на сбросы, связанные с нормальной эксплуатацией судна». Федеральный реестр. 78 FR 21938.
  21. ^ DOD и EPA (11 января 2017 г.). «Единые национальные стандарты сброса для судов вооруженных сил — этап II, пакет первый». Федеральный регистр, 82 FR 3173.
  22. ^ "Министерство обороны и правительство Нового Южного Уэльса расследуют химические вещества вокруг базы ВВС Австралии Уильямтаун". Средства массовой информации и информация . Сидней: Управление по охране окружающей среды Нового Южного Уэльса . 3 сентября 2015 г. Архивировано из оригинала 12 сентября 2015 г.
  23. ^ «Экспертная группа рекомендует отменить запрет на устриц, провести дополнительные испытания рыбы». Главный научный сотрудник и инженер . Сидней: Правительство Нового Южного Уэльса. 2 октября 2015 г. Архивировано из оригинала 23 сентября 2017 г. Получено 22 сентября 2017 г.
  24. ↑ Крис Рэй (25 марта 2016 г.). «Что происходит с водой в Уильямтауне?». Sydney Morning Herald . Fairfax Media . Получено 15 августа 2017 г.
  25. ↑ Тонкин, Эмма; Кук, Карли (27 сентября 2016 г.). «Запрет на ловлю рыбы, введенный из-за загрязнения, будет снят к северу от Ньюкасла». ABC News . Получено 25 октября 2017 г.
  26. ^ Дэниел Бердон (21 апреля 2017 г.). «Федеральное правительство рассматривает возможность постепенного отказа от токсичных пенообразующих химикатов для пожаротушения». Canberra Times . Fairfax Media . Получено 15 августа 2017 г. .
  27. ↑ Грегори, Кэтрин (12 мая 2017 г.). «Жители Уильямтауна возмущены разоблачениями. Министерство обороны задержало информацию о загрязнении». ABC News (Австралия) . Получено 17 августа 2017 г.
  28. ^ "Программа расследования и управления PFAS". Министерство обороны . 16 ноября 2003 г. Получено 16 августа 2017 г.
  29. ^ «Исследования поглощения PFAS растениями, курицей и яйцами». Министерство обороны . 16 ноября 2003 г. Получено 16 августа 2017 г.
  30. ^ "Агентства расследуют потенциальное загрязнение воды". Радио Новой Зеландии . 7 декабря 2017 г. Получено 8 декабря 2017 г.
  31. ^ «Силы обороны знали о возможном загрязнении в течение нескольких месяцев». Радио Новой Зеландии. 8 декабря 2017 г. Получено 8 декабря 2017 г.
  32. ^ Кариньян, Сильвия; Клюки, Кешиа (16 июля 2020 г.). «Штаты должны выбросить почти 1 миллион галлонов пены ПФАС». Отчет об окружающей среде и энергетике . Bloomberg Law.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки