Введение

Вещество, снижающее горючесть, вещества, используемые для борьбы с пожарами в зданиях и лесными пожарами.

Огнезащитное вещество – это вещество, используемое для замедления или остановки распространения огня либо снижения его интенсивности. Это обычно достигается химическими реакциями, уменьшающими горючесть топлива или замедляющими его воспламенение. Огнезащитные вещества также могут охлаждать топливо за счет физического воздействия или эндотермических химических реакций. Огнезащитные вещества выпускаются в виде порошков для смешивания с водой, противопожарных пен и огнезащитных гелей. Также они доступны в виде покрытий или спреев для нанесения на объекты. Огнезащитные вещества широко используются в пожаротушении, где могут применяться с воздуха или с земли.

Принципы работы

В целом, антипирены снижают горючесть материалов, либо физически препятствуя распространению огня, либо инициируя химическую реакцию, которая подавляет горение.

Химическое действие

Реакции в газовой фазе: химические реакции в пламени (т.е. в газовой фазе) могут прерываться антипиренами. Обычно эти антипирены представляют собой органические галогениды (галоалканы), такие как галоны и PhostrEx. Химические вещества, используемые в этих типах антипиренов, часто токсичны. Реакции в твердой фазе: некоторые антипирены разрушают полимеры, заставляя их плавиться и стекать с поверхности пламени. Хотя это позволяет некоторым материалам успешно проходить определенные испытания на горючесть, неясно, действительно ли повышается пожарная безопасность за счет образования горючих пластиковых капель. Образование обугленного слоя: для топлив на основе углерода твердофазные антипирены способствуют образованию на поверхности топлива слоя углеродистого обугленного слоя. Этот обугленный слой гораздо труднее сжечь и препятствует дальнейшему горению. Интумесцентные материалы: эти типы антипиренов содержат химические вещества, вызывающие вспучивание за защитным обугленным слоем, обеспечивая значительно лучшую теплоизоляцию. Они доступны в виде пластиковых добавок, а также в виде красок для защиты деревянных зданий или стальных конструкций.

Огнетушители

Пена класса А используется в качестве замедлителя горения в огнетушителях объемом 2,5 галлона [APW] и [CAFS] для локализации только что возникших пожаров в кустарнике и траве путем создания противопожарной полосы. Другие химические замедлители горения способны делать материалы класса А и топлива класса В негорючими, а также тушить пожары классов А, В и некоторых классов D. Огнезащитные смеси, сбрасываемые с самолетов, обычно применяются перед фронтом лесного пожара для предотвращения воспламенения, в то время как средства пожаротушения используются для ликвидации уже возникших пожаров.

Поверхностное покрытие

Объекты могут быть покрыты огнезащитными составами. Например, рождественские елки обрабатывают антипиренами, поскольку высохшее дерево становится легковоспламеняемым и представляет серьезную пожарную опасность. Стальные конструкции покрываются огнезащитным слоем вокруг колонн и балок, чтобы предотвратить ослабление несущих элементов во время пожара. В общежитиях США также рассматривается возможность применения этих средств. По данным Campus Firewatch, онлайн-рассылки, с 2000 года в результате пожаров в общежитиях и студенческом жилье за пределами кампуса по всей стране погибли 109 человек. Издатель Campus Firewatch, Эд Комо, отметил, что пожар в январе 2000 года в университете Сетон-Холл в Нью-Джерси привлек внимание к опасности пожаров в университетских городках. В общей комнате в общежитии Сетон-Холл произошел пожар после того, как два студента подожгли баннер, висевший на доске объявлений. Огонь быстро распространился на мебель, в результате чего погибли три студента и 58 получили ранения.

Борьба с лесными пожарами

Ранние огнезащитные составы представляли собой смеси воды и загустителей, а позднее в их состав стали включать бораты и фосфаты аммония. Как правило, огнезащитные составы сбрасываются с самолетов или наносятся наземными бригадами по периметру лесного пожара для замедления его распространения. Это даёт наземным командам время на тушение пожара. Однако, при необходимости, огнезащитный состав может сбрасываться непосредственно на пламя для его охлаждения и уменьшения высоты фронта огня.

Авиационное пожаротушение

Воздушное пожаротушение — это метод борьбы с лесными пожарами с использованием воздушных судов. К используемым типам воздушных судов относятся самолеты с фиксированным крылом и вертолеты. Парашютисты-пожарные и пожарные-веревочники также классифицируются как воздушные пожарные, доставляемые парашютом с различных самолетов с фиксированным крылом или спускаяющиеся по веревке с вертолетов. Химические вещества, используемые для тушения пожаров, могут включать воду, добавки к воде или специально разработанные антипирены.

Отражающие возгорание

Огнезащитные составы, применяемые для тушения лесных пожаров, обычно представляют собой смесь воды и химических веществ, предназначенных для увлажнения территории и химического замедления распространения огня через растительность. Как правило, они окрашены, чтобы область обработки была видна с воздуха. Также используются гелевые огнезащитные составы, соответствующие стандарту NFPA 1150. Они окрашиваются в другие цвета, чтобы отличать их от традиционных красных составов. Гели и их красители разработаны для естественного биоразложения. Любой огнезащитный состав, одобренный для использования против лесных пожаров на федеральных землях США, должен быть включен в Список квалифицированных продуктов Лесной службы США. Для включения в этот список продукт должен быть протестирован Wildland Fire Chemical Systems, подразделением Национальной программы технологий и развития, что может занять до двух лет. Phos Chek – это марка долговременного огнезащитного состава, в настоящее время одобренного для использования при тушении лесных пожаров. Phos Chek также выпускает потребительский спрей для огнезащиты под названием Wildfire Home Defense, который эффективен сразу после нанесения и сохраняет эффективность до смывания большим количеством воды. Он предназначен для нанесения на горючие материалы вокруг домов и хозяйственных построек для создания противопожарной полосы, преграждающей путь огню к каждой постройке. Ember Bloc – это еще один потребительский гелевый огнезащитный состав, который можно наносить на внешние поверхности домов и близлежащих сооружений для защиты от углей и пламени при лесном пожаре. Он обладает уникальной способностью прилипать к стенам зданий, выдерживая высокие температуры и сильный ветер.

Опасения по поводу окружающей среды

Используемые лесные антипирены обычно считаются нетоксичными, но даже менее токсичные соединения представляют определенный риск при воздействии на организмы в больших количествах. Антипирены, применяемые при тушении пожаров, могут быть токсичны для рыб, диких животных и пожарных, поскольку при сгорании галогенированных антипиренов выделяются диоксины и фураны. Сброс антипиренов в пределах 300 футов (около 90 метров) от водоемов обычно запрещен, за исключением случаев прямой угрозы жизни или имуществу. Лесная служба США является регулирующим органом, проводящим исследования и мониторинг воздействия антипиренов на экосистемы дикой природы в США. Исследование, опубликованное в июне 2014 года, показало, что морские бактерии способны производить несинтетический источник полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ), химически идентичных синтетическим. Эти химические вещества используются в качестве антипиренов, но известно, что они токсичны для окружающей среды.

Риски

Большинство химических антипиренов – это органические галогениды (галоалканы), такие как галоны и фострекс, которые доказано токсичны. В 1980-х годах наиболее распространенным антипиреном был пентабромодифениловый эфир. Он был запрещен правительством из-за потенциального вреда для здоровья и окружающей среды. Его заменили хлорированными трисами, хлороалкилфосфатами, галогенированными ариловыми эфирами и тетрабромфталатом диольным диэстером, которые, как позже показало исследование EPA, содержат мутагены, способные проникать в организм детей. Исследования показали, что у небольшого процента населения может быть аллергия на химические вещества, используемые в качестве антипиренов. Также установлено, что попадание даже небольшой капли антипирена непосредственно в ручей может привести к достаточно высокой концентрации аммиака в воде, смертельной для рыб и других водных организмов. При достаточном количестве вещества существует риск летальных последствий для человека.

Проблемы со здоровьем

Долгосрочное воздействие этих химических веществ с высокой вероятностью приведет к развитию рака или кожных заболеваний у пожарных, а потенциальное загрязнение окружающей среды станет дополнительной проблемой безопасности. Многие из этих химических веществ сейчас признаны глобальными загрязнителями и связаны с негативным воздействием на здоровье животных и людей, включая нарушения эндокринной и щитовидной систем, иммунотоксичность, репродуктивную токсичность, рак, а также негативное влияние на развитие плода и ребенка и на неврологические функции. Один из наиболее распространенных способов распространения огнезащитных веществ – авиационное пожаротушение, что означает, что существует риск загрязнения почвы и водных систем этими токсичными химическими веществами, и их последующего попадания в организм человека. Это повышает вероятность развития долгосрочных проблем со здоровьем, таких как респираторные заболевания и другие серьезные риски для здоровья. Еще одна важная проблема заключается в том, что пенообразователи для тушения пожаров токсичны как в мягкой, так и в жесткой воде, и существует высокая вероятность заражения водных организмов. В случае употребления этих организмов в пищу людьми, существует значительный риск переноса этих токсинов в организм человека.