洁净灭火剂灭火系统——有人场合**的修改标准

   在1987年9月16日美国和其他23个国家配合签署了蒙特利尔议定书，1990年美国司法审议通过的空气净化法案接纳该协定书。这些新规则的制定，预示了那些造成同温(平流)层的臭氧层破坏的消耗臭氧层物质(ODS)产品的逐步停产。同温层内的臭氧层是大气层中主要的较薄的气层，主要吸收有害紫外线B放射线。而ODS等化学药品主要是含氯和溴化合物，它们都具有一种能破坏臭氧层的特有能力，称为臭氧消耗潜能值(ODP)。自从哈龙1301问世以来，其ODP大于任何人为的ODS。自1994年哈龙1301停产以来，已经研制出了不少新型的灭火剂，可作为灭火剂的替代物。
   许多新型气体灭火剂都具有与哈龙1301相似的特性，如低毒、不导电性和“洁净”，即不留下任何有害剩余物。这些新型“洁净灭火剂”收录于NFPA2001((洁净灭火剂系统》，于1994年**宣布。随后的版本在1996年、2000年和*近的2004年2月出书刊行。
   现今，有人场合**标准已经和*初为哈龙1301制定的标准大纷歧样了。这些标准已应用于各具毒性的13种差别洁净灭火剂。修改标准是基于科学的剖析要领，把已经应用于有人场合**标准综合起来进行修订。在高度
；と嗽**时，为了抵达消防系统机动性和本钱效益的*佳化，必须了解和正确地应用新标 准。如果正确地使用，许多洁净灭火剂可以**地应用于正常有人场合。
1  洁净灭火剂的毒性
   NFPA2001版包括两大类气态洁净气体灭火剂：惰性气体灭火剂和卤代烃气体灭火剂。这两类灭火剂所造成的健康危害是完全差别的。使用惰性气体所造**员健康危害是缺氧。   缺氧是人组织和器官内氧含量缺乏的症状。人缺氧可起因于吸入氧气浓度低的空气。
   惰性洁净灭火剂灭火机理是：灭火剂取代火场的氧气，使燃烧熄灭。灭火爆发的缺氧情况给人造成了潜在的伤害。这种潜在伤害的水平与在缺氧情况下氧气浓度和人呼吸时间的是非有关系。人在极低氧气浓度下(低于8％)停留有潜在致命的危险。
   有人场合对卤烃类灭火剂的*主要健康危害是引发心脏敏感症状。心脏敏感症状是这样被界说的：当停留在某些高浓度有机化学情况中，人等哺乳动物的心脏就会泛起心室特另外或是过早的收缩症状。这种心脏敏感症状在肾上腺素排泄时加剧。心脏敏感症状可导致心律不齐、心律失常，甚至是死亡。
   众所周知，自从19世纪初期以来人们就已经知道了吸人某些麻醉剂，例如氯仿等可使心脏对肾上腺素变得特别敏感。目前，Afar知道了其他卤烃化物也可以造故意脏的敏感症状。
   如果人吸入含卤代烃洁净灭火剂气体的空气，某些卤代烃气体会通过肺部进入人体血液中。人体血液溶解卤代烃气体的浓度与吸人空气中该卤代烃类气体的浓度和停留的时间是非有关。如果人员停留的时间足够长时，那么该人员血液溶解卤代烃气体的浓度抵达平衡。如果血液中浓度(卤代烃气体)足够高时，心脏就会因肾上腺素排泄而变得敏感。当这种肾上腺刺激抵达一个较高水平时，心脏可能会泛起心律不齐、心律失常等症状。
   NFPA2001中使用到了两个阈值的看法来资助界说有人场合**的须要条件。无毒性反应的*高浓度(NOAEL)是在有毒的毒物或生理效应不被视察出来的灭火剂*高浓度
；有毒性反应的*低浓度(LOAEL)是在有毒的毒物或生理效应能被视察出来的灭火剂*低浓度。
   关于惰性洁净灭火剂来说，NOAEL和LOAEL值是凭据灭火剂设计浓度体现且与相应的氧浓度有直接关系。
   关于卤代烃灭火剂来说，NOAEL和LOAEL值是凭据灭火剂设计浓度体现且与由心脏灵敏症状试验测出的灭火剂浓度有直接关系。而心脏敏感症状试验是遵循DuPont3早期制定的标准试验协议中的划定，以试验小猎狗为依据。
   NFPA2001(2004年版)列出了所有常用洁净灭火剂的NOAEL和LOAEL值(见表2)。

2  有人场合**标准的生长
   关于惰性洁净灭火剂和卤代烃两种洁净灭火剂而言，在正常有人场合和非正常有人场合停留连续时间与NOAEL和LOAEL值有直接关系。在美国情况
；ぞ(EPA)建立的专家委员会的协助下，确定了两种洁净灭火剂的NOAEL和LOAEL值和停留时间之间的特殊关系。
   NFPA2001早期版本宣布了人停留于惰性洁净灭火剂的**限制，其内容很是简单并且颇具限制性(见表3)。

   *后，EPA召集人组织缺氧专家小组委员会研究NFPA2001涉及的种种惰性洁净灭火剂爆发缺氧情况给人造成的生理影响。该小组委员会1995年**举行集会并于1997年再次召开集会。该小组委员会的事情结果被正式列入NFPA技术委员会审查通过的一系列意见中。因此，修订了标准中的有人场合限制。表4列出了目前有人场合**限制。
   NFPA2001早期版本宣布了有人场合关于卤代烃洁净灭火剂的**限制与惰性洁净灭火剂的**限制相同。它们都很是简单并颇具限制性，表5列出了这些限制。

 

   看一下这些限制是如何应用于哈龙1301，恰好说明这些标准是如何具有限制性的。哈龙1301NOAEL值为5％，LOAEL值7．5％。在正常有人场合内，*常使用的设计浓度为5％～6％且对停留时间无限制(见表1)。凭据洁净灭火剂限制(见表5)，只在非正常有人场合内，允许哈龙1301灭火系统设计浓度>5％。
   凭据NFPA12A中有人场合划定，已经装置了许多哈龙1301系统，以提供
；ふＳ腥顺『纤璧拿鸹鸺僚ǘ>5％。使用这些系统的30多年经验标明：这些系统用于有人场合是**的。这一事实着重说明：需要更多地了解有人场合关于卤代烃洁净灭火剂的**方面的科学知识。
1995年，EPA召集心脏防护专家小组委员会评估有关有人场合关于卤代烃灭火剂**方面的科学。该小组委员会建议进一步开展研究以接纳基于**的生理(PBPK)模型技术，建立有人场合关于卤代烃洁净灭火剂**限制的要领。PBPK模型技术剖析了**与人体两者之间在吸收、漫衍、代谢和排泄方面的交互作用。PBPK模型要领应用于建立有人场合**品级方面。
   PBPK研究导致了一个修订的和校正的PBPK模型要领，以便定量评估人体短时间停留于卤烃洁净灭火剂场合的情况。往人体模型输入给定洁净灭火剂，与犬类心脏爆发了3～5次特别跳动(界说为灭火剂的LOAEL)期间动脉血液中的灭火剂浓度有关。通过使用小猎犬进行标准的心脏敏感测试，可确定灭火剂的LOAEL值。
   在该试验中，给小猎狗(通常是6只狗)注射肾上腺素(肾上腺素是合成肾上腺素)，其结果提高了特别心跳的敏感性。注射的肾上腺素剂量约莫10倍于狗自身所能生成的量。狗的心脏响应通过心电图(ECG)连续纪录下来。
   然后检测试验狗，以确定试验时洁净灭火剂的浓度。呼入灭火剂与空气的混淆气体5min后，这些狗接受了第2次肾上腺素注射。这可确定狗吸入的灭火剂浓度是否使心脏敏感。如果有反应，ECG将显示心律失常与肾上腺素注射同时爆发。如果检出心律失常，将抽取狗的血液样品并丈量狗动脉血液中的灭火剂浓度。如果未检出心律失常，应在较高的灭火剂浓度条件下重复上述试验直到泛起心律失常时为止。爆发心律失常的*低灭火剂浓度是LOAEL值。未爆发心律失常的*高灭火剂浓度是NOAEL值。
   狗停留在洁净灭火剂场合5min后，把测其动脉血液中洁净灭火剂的LOAEL值输入PBPK模型。这值是人在PBPK模型的目标值。PBPK模型用于预测人在一定浓度洁净灭火剂场合下，停留多长时间，其动脉血液才华抵达这目标值。此时的值关于人停留在该浓度洁净灭火剂的场合是**的。
   NFPA2001已多次修订其有人场合**标准，以引入正在开发的PBPK模型的应用。2004年版本的**标准列于表6。

    下面介绍的例子有助于说明表6中与使用PBPK模型数据有关的规则。
   建议将卤代烃洁净灭火剂X应用于设计浓度为10％的正常有人场合。该灭火剂的NOAEL值为8％，LOAEL值为9．5％。凭据早先的有人场合**标准，建议的设计仅用于非正常有人场合，因为设计浓度凌驾了LOAEL值。别的，设计必须确保在灭火剂排放前，房间内人员必须疏散。现在，让我们把PBPK模型用于这个例子。PBPK模型需要在LOAEL浓度为9．5％时，以丈量泛起心律不齐的狗动脉血液中灭火剂浓度作为输入。该值输人PBPK模型，是作为10％的希望设计浓度。PBPK模型盘算人员停留时间，这个时间可允许人体动脉血液中灭火剂的浓度与试验狗的输入值一样。结果都是6min。
   在这个例子中，PBPK模型确定，人员可在10％的灭火剂浓度中停留6min而平安元恙。表6第2行适用于这一情况。这一结果标明，建议的设计可**地用于正常有人场合，不需要专门的批准，或提出特殊的应用条件。尽管PBPK模型预测6min**时间，但该系统设计必须限制人员停留时间为5min。
   稍微改动一下这个例子，以说明有人场合**标准的其他划定。假定PBPK确定：人在灭火剂浓度10％的场合内仅停留3min是**的。表6第3行适用这种情况。同时必须满足附加的条件才华允许推荐的设计浓度应用于正常有人场合，必须进行疏散时间盘算，以证明有人场合内的所有人员能在3min内撤离(相当于PBPK模型结果)。别的，必须获得治理部分的批准。
3  附加说明
   若干附加说明可能是有资助的。这些标准旨在预防人员停留在所有洁净灭火剂的场合内。NFPA2001一般要求洁净灭火剂系统配有预排放报警和延时装置，以助人员在灭火剂排放之前，从
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   表6概括的标准包括了PBPK模型数据和不需要PBPK模型数据的卤代烃洁净灭火剂。该标准意味着：人员无意中停留在排放后的任何洁净灭火剂的时间不会凌驾5min。NFPA2001标准的目的是：洁净灭火剂系统只能用于人员可在5min内能疏散的场合。这适用惰性和卤代烃洁净灭火剂系统。NFPA2001(2004年版)新修订的有人场合关于洁净灭火剂**标准是基于科学与医学专家小组委员会的意见，并基于广泛的研究。人们必须了解这些标准并慎重地用于种种洁净灭火剂灭火系统的设计。
    杨伟民张勇编译自《美国消防协会》
    杂志2004第9期