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泡消火剤は消火に使用される泡です。その役割は火を冷やし、燃料を覆って酸素との接触を防ぎ、燃焼を抑制することです。泡消火剤は1902年にモルドバの技術者で化学者のアレクサンドル・ロランによって発明されました。[1]
使用される界面活性剤は、1% 未満の濃度で泡を生成する必要があります。難燃性泡の他の成分には、有機溶剤(例: トリメチルトリメチレングリコール、ヘキシレングリコール)、泡安定剤 (例:ラウリルアルコール)、および腐食防止剤があります。
概要
- 水性フィルム形成フォーム (AFFF) などの低膨張フォームは、膨張率が 20 未満で、粘度が低く、可動性があり、広い面積を素早く覆うことができます。
- 中膨張フォームの膨張率は20～200である。[2]
- 高膨張フォームは膨張率が 200 ～ 1000 を超えており、迅速な充填が必要な格納庫などの密閉空間に適しています。
- 耐アルコール性泡消火剤には、燃焼面と泡消火剤の間に保護層を形成するポリマーが含まれており、燃焼燃料中のアルコールによる泡の分解を防ぎます。耐アルコール性泡消火剤は、メチル tert-ブチル エーテル(MTBE)などの酸素化剤を含む燃料の火災、または極性溶剤をベースとする液体または極性溶剤を含む液体の火災の消火に使用されます。
クラスAフォーム
クラスA泡消火剤は1980年代半ばに山火事の消火用に開発されました。クラスA泡消火剤は水の表面張力を低下させ、水によるクラスA泡の湿潤と飽和を助けます。クラスA泡消火剤は深部まで浸透して残り火を消火します。これにより消火が促進され、再点火を防ぐことができます。[3]良好な経験から、建物火災を含む他の種類のクラスA火災の消火にも採用されるようになりました。[4]
クラスBフォーム
クラス B フォームは、クラス B 火災(可燃性液体)用に設計されています。クラス A フォームは可燃性液体によって生成される爆発性蒸気を封じ込めるようには設計されていないため、クラス B 火災にクラス A フォームを使用すると予期しない結果が生じる可能性があります。クラス B フォームには 2 つの主要なサブタイプがあります。
合成フォーム
合成泡は合成界面活性剤をベースにしています。炭化水素ベースの液体の表面で流れやすく広がりやすいため、炎を早く鎮火できます。火災後の安全性は限られており、有毒な地下水汚染物質です。
- 水性フィルム形成フォーム (AFFF) は水ベースで、アルキル硫酸ナトリウムなどの炭化水素ベースの界面活性剤や、フルオロテロマー、パーフルオロオクタン酸(PFOA)、パーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)などのフッ素系界面活性剤を含むことが多いです。
- 耐アルコール性水性フィルム形成フォーム（AR-AFFF）は、アルコールの作用に耐性があり、保護フィルムを形成できるフォームです。
- フッ素フリーフォーム（FFF、F3とも呼ばれる）は主に炭化水素系界面活性剤をベースとしており、フッ素系界面活性剤は含まれていません。[5]
タンパク質フォーム
プロテインフォームには、発泡剤として天然のタンパク質が含まれています。合成フォームとは異なり、プロテインフォームは生分解性です。流れや広がりは遅いですが、より耐熱性と耐久性に優れたフォームブランケットを提供します。
タンパク質フォームには、通常のタンパク質フォーム（P）、フッ素タンパク質フォーム（FP）（タンパク質フォームとフッ素化界面活性剤の混合物）、フィルム形成フッ素タンパク質（FFFP）、[6] [全文引用が必要]アルコール耐性フッ素タンパク質フォーム（AR-FP）、およびアルコール耐性フィルム形成フッ素タンパク質（AR-FFFP）が含まれます。
アプリケーション
泡の種類ごとに用途があります。高膨張泡は、地下室や格納庫などの密閉された空間を迅速に充填する必要がある場合に使用されます。低膨張泡は、燃焼流出時に使用されます。AFFF はジェット燃料の流出に最適で、FFFP は燃焼燃料がより深いプールを形成する可能性がある場合に適しており、AR-AFFF はアルコールの燃焼に適しています。高性能 FFF は、さまざまな用途で AFFF および AFFF-AR の代替として使用できます。最も柔軟性が高いのは、AR-AFFF または AR-FFFP です。ガソリンに酸素化剤が混合されている場所では、アルコールが FFFP 泡とガソリンの間の膜の形成を妨げ、泡を分解して FFFP 泡を事実上役に立たなくするため、AR-AFFF を使用する必要があります。
アプリケーション技術
泡を火災に塗布する 主な適用技術は2つあり[7] 、欧州規格（EN1568）と国際規格（ISO7203）で認められています。
スイープ（ロールオン）方式- 地面に可燃性物質が溜まっている場合にのみ使用してください。泡の流れを、関係する物質の前の地面に向けます。物質をカバーするために、ホースラインを移動したり、複数のラインを使用したりする必要がある場合があります。複数のラインを使用する場合は、そのエリアにいる他の消防士に注意してください。
バンクショット (バンクダウン) 方式- 消防士は物体を使用して泡の流れをそらし、燃えている表面に沿って流れ落ちるようにします。泡の散布はできるだけ穏やかに行う必要があります。垂直の物体に泡を向けます。泡が物体全体に広がり、泡のブランケットを形成します。
レインダウン法- バンクショット法やロールオン法が使用できない場合に使用します。泡の流れを材料の上空に吹き上げ、表面に静かに落とします。泡の流れが材料を完全に覆っている限り効果的です。風の状態が悪い場合は効果がない場合があります。
歴史
水は昔から火を消すための万能の手段ですが、どんな場合にも最適というわけではありません。たとえば、水は油火災には効果がなく、危険な場合もあります。泡消火剤は油火災の消火用に開発されました。
1902年、ロシアの技術者で化学者のアレクサンドル・ロランが、可燃性液体の火災を泡で覆って消火する方法を導入した。ロランは当時ロシアの石油産業の中心地であったバクーの学校の教師だった。そこで見た大規模で消火困難な石油火災に感銘を受けたロランは、効果的に対処できる液体物質を見つけようとした。彼は消火泡を発明し、1902年と1903年に実験で成功裏にテストされた。[1] 1904年、ロランはこの発明の特許を取得し、同年に最初の泡消火器を開発した。 [8]
元々の泡は、泡発生器で生成された 2 種類の粉末と水の混合物でした。化学作用で生成されるため、化学泡と呼ばれていました。一般的に、使用される粉末は重炭酸ナトリウムと硫酸アルミニウムで、泡を安定させるために少量のサポニンまたは甘草が加えられます。手持ち式泡消火器では、同じ 2 種類の化学物質を溶液で使用していました。消火器を作動させるには、シールを破ってユニットを逆さまにし、液体を混ぜて反応させます。化学泡は、油や水よりも密度の低い二酸化炭素を含む小さな泡の安定した溶液で、平らな表面を覆う持続性を示します。燃えている液体よりも軽いため、液面上を自由に流れ、窒息作用 (酸素の除去/防止) によって火を消します。化学泡は、小さな火災でも多くの粉末容器が必要になるため、今日では時代遅れと見なされています。
1940 年代に、パーシー・ラヴォン・ジュリアンはエアロフォームと呼ばれる改良型の泡を開発しました。機械的な作用を利用して、大豆タンパク質から作られた液体タンパク質ベースの濃縮物を、プロポーショナーまたはエアレーション ノズルで水と混合し、自由流動作用で気泡を形成しました。その膨張率と取り扱いの容易さから人気を博しました。タンパク質フォームは、一部の可燃性液体によって簡単に汚染されるため、フォームが燃えている液体の上にのみ適用されるように注意する必要があります。タンパク質フォームはノックダウン特性が遅いですが、火災後のセキュリティには経済的です。
1950年代初頭、炭鉱火災の消火用に、イギリスの鉱山安全研究所（現在の健康安全研究所）のハーバート・アイズナーが高膨張フォームを考案した。ペンシルバニア州の鉱山技師ウィル・B・ジェイミソンは1952年にこのフォームの提案を読み、そのアイデアについてさらに情報を求めた。ジェイミソンは米国鉱山局と共同でこのアイデアに取り組み、適切な化合物が見つかるまで400種類の配合をテストした。1964年、ウォルター・キッド・アンド・カンパニー（現在のキッド）が高膨張フォームの特許を購入した。[9]
1960 年代に、ナショナル フォーム社はフッ素タンパク質フォームを開発しました。その有効成分はフッ素系界面活性剤で、油をはじく性質があり、汚染を防ぎます。一般的に、このフォームはタンパク質フォームよりも優れています。ブランケット寿命が長いため、救助のために立ち入る必要がある場合の安全性が向上します。フッ素タンパク質フォームはノックダウン特性が速く、タンパク質フォームを破壊するドライケミカルと一緒に使用することもできます。
1960 年代半ば、米国海軍は水性フィルム形成泡 (AFFF) を開発しました。この合成泡は粘度が低く、ほとんどの炭化水素燃料の表面に急速に広がります。泡の下に水膜が形成され、液体燃料が冷却され、可燃性蒸気の発生が止まります。これにより、火災が劇的に鎮火し、墜落救助消火活動において重要な要素となります。
1970 年代初頭、National Foam, Inc. はアルコール耐性 AFFF 技術を発明しました。AR-AFFF は、炭化水素と極性溶剤の両方の材料用に開発された合成フォームです。極性溶剤は可燃性の液体で、従来の消火泡を破壊します。これらの溶剤は泡に含まれる水を抽出し、泡の層を破壊します。したがって、これらの燃料にはアルコールまたは極性溶剤耐性のフォームが必要です。標準的な AFFF は火に直接噴霧できますが、アルコール耐性のフォームは表面で跳ね返り、液体の上を流れて膜を形成する必要があります。
1993 年、Pyrocool Technologies Inc. は、炭化水素系燃料とアルコールやエタノールなどの極性溶媒の両方が関与するクラス A、クラス B、クラス D の火災、および加圧火災や 3 次元火災に効果的な優れた冷却特性を持つ湿潤剤の特許権を取得しました。この湿潤剤は Pyrocool という名前で販売されています。Pyrocool Technologies Inc. は、1998 年に USEPA から大統領グリーン ケミストリー賞を受賞しました。1998 年の USEPA 長官 Carol Browner は、Pyrocool を「第 3 千年紀の技術: 環境に配慮した消火および冷却剤の開発と商業的導入」と評しました。製造業者 Baum's Castorine との紛争の結果、Baum はこの処方を Novacool UEF という名前で再ブランド化し、2008 年からこの名前でこの製品を販売しています。
2002年、環境に優しい泡消火剤のパイオニアであるフランスの泡消火剤メーカーBIOEXは、初のフッ素フリー泡消火剤（ECOPOL）を市場に投入しました。この泡濃縮液は、クラスBの炭化水素および極性溶剤の火災だけでなく、クラスAの火災にも非常に効果的です。彼らの環境課題は、100％フッ素フリーで効果が実証されている新世代のグリーン製品を選ぶよう顧客を説得することでした。[10]
2010 年、フランスの Orchidee International 社は、最高性能のフッ素フリー泡消火剤である初の FFHPF を開発しました。この泡消火剤は 97% の分解性評価を達成し、現在 Orchidee International 社によって「BluFoam」というブランド名で販売されています。この泡消火剤は、炭化水素火災と極性溶剤火災の両方で 3% の割合で使用されます。
環境と健康への懸念
研究により、 PFOSは残留性、生体蓄積性、毒性のある汚染物質であることがわかっています。[11] [12] [13] 2009年5月に残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約の付属書Bに追加されました。[14]米国、カナダ、欧州連合、オーストラリア、日本では、消火泡剤を含むPFOSベースの製品の新規生産が規制されています。[15] 3Mは、毒性の懸念から2002年にPFOSの生産を段階的に廃止しました。[16]
2015年に発表されたある研究では、消防士の血流中にフッ素系界面活性剤が含まれている可能性が高いことがわかった。[17] 2016年、アメリカ空軍はコロラド州ピーターソン空軍基地の下流の住民のために水処理システムに430万ドルを支払った。[18] [19]
米国では、船舶によるAFFFの表層水への排出は、米国環境保護庁（EPA）と国防総省によって水質浄化法に基づいて規制されている。[20] [21]
オーストラリアでは、2015年にニューサウスウェールズ州環境保護局が、オーストラリア空軍ウィリアムタウン基地付近の水源汚染を受けて公共安全に関する発表を行った。表層水、地下水、魚には、2008年の訓練手順変更以前に地元のオーストラリア空軍基地から放出された消火泡の化学物質が含まれていたと報告された。 [22]この地域住民は、汚染された水にさらされた動物の卵や魚介類に加えて、井戸水を一切摂取しないよう勧告された。[23]この発見により、フラートン湾の海域でのあらゆる形態の釣りが2016年10月初旬まで禁止された。[24] [25]
2017年現在、オーストラリア国防省はウィリアムタウンとオーキー陸軍航空センターでの汚染の影響を受けた人々による2件の集団訴訟に対処している。[26] [27]多くの空港や消防署とともに、国防省はオーストラリア全土の18の軍事施設で汚染の可能性を調査している。[28]ウィリアムタウンでは、植物、鶏、卵への吸収と残留汚染に関する研究も行っている。[29]
2017年12月、ニュージーランド環境大臣は、ニュージーランド空軍基地2か所の地下水で許容濃度を超えるPFOSとPFOAが検出されたと発表した。これは、これらの物質を含む消火泡が過去に使用されていたためだと考えられる。[30]空軍基地付近の住民は、より広範な検査が行われるまでボトル入りの水を飲むように指示された。[31]
2020年、米国の州政府機関は、焼却または埋め立てのいずれかの方法で消火泡を処分することを計画している。米国では約100万米ガロン（3,800kl）の泡が処分される予定である。消火泡の焼却による潜在的な健康リスクについては、EPAと州政府機関によって現在も調査中である。[32]
参照
- 圧縮空気泡システム
- 泡消火剤の散布– 消火剤の泡でよく行われる
- フォームパス
- パーフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物に関連する出来事のタイムライン
- 濡れた水
参考文献
- ^ ab ロランと消火器 2011年7月27日アーカイブ、Wayback Machine at p-lab.org (ロシア語)
- ^ 「低、中、高膨張における消火用泡濃縮液の適用」Bioex 。 2024年2月7日閲覧。
- ^ Phos Chek WD881 パンフレット(PDF) 、Phos-Chek、 2009年1月5日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ、2008年12月5日閲覧
- ^ 「Class A Foam: Q & A」。2005年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「ECOPOL フッ素フリー消火泡剤」（PDF）。
- ^ 条項 1 BS 5306-6.1
- ^ 「直接および間接消火泡の適用方法 - BIOEX」。BIOEX - 消火泡メーカー消防会社。
- ^ 消火器の歴史（ロシア語）
- ^ カーニー、ポール（1966年2月）。「窓を閉めろ！」。ポピュラーメカニクス。第125巻第2号。ハーストマガジン。pp.136–139, 210–212。ISSN 0032-4558 。
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- ^ 「消火泡はどれくらい安全か？」FireRescue1 。 2017年2月14日閲覧。
- ^ 「『ダークウォーターズ』映画は3M社にリスクをもたらすとアナリストが語る」陸軍基地のAFFF汚染。 2019年11月20日閲覧。
- ^ 各国政府は、世界的なDDT依存の削減強化と国際条約に基づく9つの新しい化学物質の追加に団結。ジュネーブ：ストックホルム条約事務局。2008年5月8日。
- ^ 「AFFF消火剤に関するファクトシート」（PDF）。バージニア州アーリントン：消火泡連合。2017年。
- ^ ペリー、ジャネット。「消防士の血液中に新たなフッ素系界面活性剤が発見される - Chemical & Engineering News」 。 2016年11月19日閲覧。
- ^ ロタンダー、アンナ; カーマン、アンナ; トムズ、レイサ・マリー L.; ケイ、マーガレット; ミューラー、ヨッヘン F.; ゴメス・ラモス、マリア・ホセ (2015)。「液体クロマトグラフィー四重極飛行時間型タンデム質量分析法と症例対照アプローチを用いて消防士に暫定的に同定された新規フッ素化界面活性剤」。環境科学 技術。49 ( 4 ): 2434–2442。Bibcode :2015EnST...49.2434R。doi :10.1021/es503653n。ISSN 0013-936X。PMID 25611076 。
- ^ フィンリー、ブルース（2017年5月10日）。「コロラドスプリングス南部の水道水に有毒化学物質が含まれる地域で、がん発生率が上昇していることが判明」デンバーポスト。
- ^ 「コロラド州基地付近の汚染水、安全への懸念拡大を示唆」ニューヨーク・タイムズ。2016年7月26日。 2016年11月19日閲覧。
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- ^ DOD および EPA (2017 年 1 月 11 日)。「軍隊の船舶に対する統一国家排出基準 - フェーズ II バッチ 1」連邦官報、 82 FR 3173。
- ^ 「国防省とニューサウスウェールズ州政府、ウィリアムタウンRAAF基地周辺の化学物質を調査」。メディアと情報。シドニー：ニューサウスウェールズ州環境保護局。2015年9月3日。2015年9月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「専門家委員会がカキ禁止の終了と魚類のさらなる検査を勧告」主任科学者およびエンジニア。シドニー：ニューサウスウェールズ州政府。2015年10月2日。2017年9月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年9月22日閲覧。
- ^ クリス・レイ（2016年3月25日）。「ウィリアムタウンの水に何が起こっているのか？」シドニー・モーニング・ヘラルド。フェアファックス・メディア。 2017年8月15日閲覧。
- ^ トンキン、エマ、クック、カーリー（2016年9月27日）。「汚染による漁業禁止令、ニューカッスル北部で解除へ」ABCニュース。 2017年10月25日閲覧。
- ^ ダニエル・バードン（2017年4月21日）。「連邦政府、有毒な消火用泡薬剤の段階的廃止を検討中」。キャンベラ・タイムズ。フェアファックス・メディア。 2017年8月15日閲覧。
- ^ グレゴリー、キャサリン（2017年5月12日）。「ウィリアムタウン住民、暴露に怒り 国防省、汚染に関する情報を遅らせた」ABCニュース（オーストラリア） 。 2017年8月17日閲覧。
- ^ 「PFAS調査・管理プログラム」国防省。2003年11月16日。 2017年8月16日閲覧。
- ^ 「植物、鶏、卵におけるPFASの吸収に関する研究」。国防省。2003年11月16日。 2017年8月16日閲覧。
- ^ 「水質汚染の可能性を調査する機関」ラジオ・ニュージーランド。2017年12月7日。 2017年12月8日閲覧。
- ^ 「国防軍は数か月前から汚染の可能性を知っていた」ラジオ・ニュージーランド。2017年12月8日。 2017年12月8日閲覧。
- ^ Carignan, Sylvia; Clukey, Keshia (2020年7月16日)。「州はほぼ100万ガロンのPFASフォームを廃棄しなければならない」。環境・エネルギーレポート。ブルームバーグ法律事務所。
- Oke, Shawn、「湿潤剤の性能特性」。米国連邦緊急事態管理庁。
さらに読む
- アソシエイテッド・ファイア・プロテクション 2006年9月16日
- クラーク、ウィリアム E. 消防の原則と実践。ニュージャージー州：サドルブルック、1991 年。
- ホーソーン編『石油液体：火災および緊急制御』ニュージャージー州イングルウッドクリフス、1987年
- リーチャー、アントン。イノベーション：アイデアが消防を前進させる。第20巻第6号、インダストリアル・ファイア・ワールド・マガジン。2005年10月5日[1]
- http://fireworld.com/Archives/tabid/93/articleType/ArticleView/articleId/86678/Innovation.aspx 2014年3月2日アーカイブ、Wayback Machineにて
- レニー、ヴァルギース生分解性消火泡剤。ドバイ：ジャーナル、2007年。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの消火泡に関連するメディア