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消火用泡は、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。消火用泡は、 1902年にモルドバのエンジニア兼化学者アレクサンドル・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、濃度が1%未満で泡を生成するものでなければならない。難燃性フォームのその他の成分としては、有機溶剤（例えば、トリメチルトリメチレングリコールやヘキシレングリコール）、泡安定剤（例えば、ラウリルアルコール）、および腐食抑制剤などが挙げられる。
A級消火剤は、 1980年代半ばに山火事の消火用に開発されました。A級消火剤は水の表面張力を低下させ、A級消火剤が水に濡れて飽和するのを助けます。これにより、奥深くまで浸透して燃えさしを消火します。これは消火活動に役立ち、再燃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A級火災の消火にも採用されるようになりました。[ 4 ]
B級消火剤は、可燃性液体火災用に設計されています。A級消火剤は可燃性液体から発生する爆発性蒸気を封じ込めるように設計されていないため、B級火災にA級消火剤を使用すると予期せぬ結果が生じる可能性があります。B級消火剤には大きく分けて2つの種類があります。
合成消火剤は合成界面活性剤を主成分としています。炭化水素系液体の表面への流動性と拡散性に優れ、消火速度が速くなります。しかし、消火後の安全性には限界があり、地下水を汚染する有害物質でもあります。
プロテインフォームは、発泡剤として天然タンパク質を含んでいます。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。流動性や広がりは遅いものの、耐熱性と耐久性に優れたフォーム層を形成します。
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 ]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。
あらゆる種類の泡には用途があります。高膨張泡は、地下室や格納庫などの密閉空間を迅速に満たす必要がある場合に使用されます。低膨張泡は、燃焼中の流出物に使用されます。AFFFはジェット燃料の流出に最適で、FFFPは燃焼中の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は燃焼中のアルコールに適しています。高性能FFFは、さまざまな用途においてAFFFおよびAFFF-ARの有効な代替品となります。最も柔軟性があるのはAR-AFFFまたはAR-FFFPです。AR-AFFFは、ガソリンに酸素添加剤が混合されている場所で使用する必要があります。アルコールはFFFP泡とガソリンの間に膜の形成を妨げ、泡を分解し、FFFP泡を事実上無効にしてしまうためです。
火災に泡を塗布する主な塗布技術は2つあり[ 7 ] 、欧州規格（EN1568）および国際規格（ISO7203）で認められています。
掃き出し（ロールオン）方式- 開けた地面に溜まった可燃性物質にのみ使用してください。泡を対象物質の前の地面に直接噴射してください。ホースラインを移動したり、複数のラインを使用して物質を覆う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、周囲に他の消防士がいることに注意してください。
バンクショット（バンクダウン）方式- 消防士が物体を使って泡の噴射方向を変え、燃えている表面を下向きに流します。できるだけ優しく塗布してください。泡を垂直な物体に向けて噴射します。泡が対象物全体に広がり、泡の層を形成するようにします。
レインダウン方式- バンクショット方式やロールオン方式が使用できない場合に使用します。泡を対象物の上空に吹き上げ、表面にゆっくりと落下させます。泡が対象物を完全に覆う限り効果的です。風の状況によっては効果がない場合があります。
水は古くから消火の万能薬として用いられてきたが、あらゆる状況で最善策とは限らない。例えば、水は一般的に油火災には効果がなく、危険な場合もある。油火災の消火には、消火用泡消火剤が開発された。
1902年、ロシアの技術者で化学者のアレクサンドル・ロランは、可燃性液体火災を泡で覆って消火する方法を考案した。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で教師をしていた。そこで目にした大規模で消火困難な油火災に感銘を受けたロランは、それらを効果的に消火できる液体物質を探し求めた。彼は消火用泡を発明し、1902年と1903年の実験でその有効性が実証された。[ 1 ] 1904年、ロランはこの発明の特許を取得し、同年、最初の泡消火器を開発した。 [ 8 ]
元々の泡消火剤は、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。生成に化学反応が用いられることから、化学泡消火剤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添加されていました。携帯型泡消火器は、同じ2種類の化学物質を溶液として使用していました。消火器を作動させるには、シールを破って本体を逆さまにし、液体を混合して反応させました。化学泡消火剤は、二酸化炭素を含む小さな泡の安定した溶液で、油や水よりも密度が低く、平らな表面を覆う持続性があります。燃焼している液体よりも軽いため、液体の表面を自由に流れ、窒息作用（酸素の除去/遮断）によって消火します。化学泡消火剤は、小さな火災でも多くの粉末容器が必要となるため、今日では時代遅れと考えられています。
1940年代、パーシー・ラボン・ジュリアンはエアロフォームと呼ばれる改良型消火剤を開発しました。大豆タンパク質を原料とした液体タンパク質濃縮液を、機械的な作用を利用して、混合器またはエアレーションノズルで水と混合し、流動性のある気泡を生成しました。その膨張率と取り扱いの容易さから、広く普及しました。タンパク質フォームは可燃性液体によって容易に汚染されるため、燃焼している液体の真上にのみ塗布するように注意が必要です。タンパク質フォームは消火速度が遅いという欠点がありますが、火災後の安全確保には経済的です。
1950年代初頭、高膨張フォームは、炭鉱火災に対処するために、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・アイスナーによって考案されました。ペンシルベ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について読み、そのアイデアについてさらに詳しい情報を求めました。彼は米国鉱山局と協力して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の配合をテストしました。1964年、ウォルター・キッド社（現在のキッド社）が高膨張フォームの特許を購入しました。[ 9 ]
1960年代、ナショナル・フォーム社はフッ素タンパク質泡消火剤を開発しました。その有効成分はフッ素化界面活性剤で、油分をはじく性質を持ち、汚染を防ぎます。一般的に、フッ素タンパク質泡消火剤はタンパク質泡消火剤よりも優れています。なぜなら、その持続時間が長く、救助活動で進入が必要な場合の安全性が向上するからです。フッ素タンパク質泡消火剤は速効性があり、タンパク質泡消火剤を分解する乾燥化学薬品と併用することも可能です。
1960年代半ば、アメリカ海軍は水性フィルム形成泡消火剤（AFFF）を開発した。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る。泡の下には水の膜が形成され、液体燃料を冷却することで可燃性蒸気の発生を抑制する。これにより、火災を劇的に鎮火させることができ、航空機事故現場での消火活動において重要な要素となる。
1970年代初頭、ナショナル・フォーム社は耐アルコール性AFFF技術を発明しました。AR-AFFFは、炭化水素系および極性溶剤系の両方に対応する合成泡消火剤です。極性溶剤は可燃性液体であり、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分を抽出し、泡の層を破壊します。そのため、これらの燃料には耐アルコール性または耐極性溶剤性の泡消火剤が必要となります。耐アルコール性泡消火剤は、表面に跳ね返らせてから液体の上を流れ落ち、膜を形成する必要があります。一方、従来のAFFFは火に直接噴射できます。
1993年、Pyrocool Technologies Inc.は、A級、B級、D級火災、および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剤の両方を含む加圧火災や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という名称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長官であるキャロル・ブラウナーは、Pyrocoolを「第三千年紀のための技術：環境に配慮した消火・冷却剤の開発と商業導入」と評しました。製造元のBaum's Castorineとの紛争により、Baum'sはこの処方をNovacool UEFという名称で再ブランド化し、2008年からこの名称で販売しています。
2002年、環境に優しい消火剤のパイオニアであるフランスの消火剤メーカーBIOEXは、フッ素を含まない初の消火剤（ECOPOL）を市場に投入しました。この消火剤濃縮液は、B級炭化水素火災や極性溶剤火災、A級火災に非常に効果的です。同社の環境面での課題は、フッ素を100%含まず、効果が実証されている新世代の環境に優しい製品を選んでもらうよう顧客に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消火剤であるFFHPFを初めて開発しました。この消火剤は97%の分解率を達成しており、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。この消火剤は、炭化水素系火災と極性溶剤系火災の両方において、3%の濃度で使用されます。
研究により、PFOSは残留性、生物蓄積性、毒性のある汚染物質であることが示されています。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 2009年5月には残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約の附属書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、日本の規制では、消火用泡を含むPFOSベースの製品の新規生産が禁止されています。[ 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存在する可能性が高いことがわかった。[ 17 ] 2016年には、アメリカ空軍がコロラド州のピーターソン空軍基地下流の住民のための浄水システムに430万ドルを支払った。[ 18 ] [ 19 ]
米国では、船舶によるAFFFの地表水への排出は、浄水法に基づき、米国環境保護庁（EPA）と国防総省によって規制されている。[ 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、ウィリアムタウン空軍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。地表水、地下水、魚には、2008年の訓練手順変更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用泡の化学物質が含まれていると報告された。 [ 22 ]地域の住民は、汚染された水にさらされた動物の卵や魚介類に加えて、井戸水も飲まないように勧告された。[ 23 ]この発見により、 2016年10月初旬までフルラートン湾の水域でのあらゆる形態の漁業が禁止された。[ 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陸軍航空センター・オーキーでの汚染の影響を受けた人々による2件の集団訴訟に対応している。[ 26 ] [ 27 ]国防省は、多くの空港や消防署とともに、オーストラリア全土の18の軍事施設における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、卵における汚染物質の吸収と残留汚染に関する研究も実施している。[ 29 ]
2017年12月、ニュージーランドの環境大臣は、ニュージーランド空軍基地2か所の地下水からPFOSとPFOAの許容濃度を超える濃度が検出されたと発表した。これは、過去にこれらの物質を含む消火用泡が使用されていたことが原因と考えられている。[ 30 ]空軍基地付近の住民には、より詳細な検査が実施さ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、消火用泡を焼却または埋め立てによって処分する計画を立てています。米国では約100万米ガロン（3,800キロリットル）の泡が処分される予定です。AFFFを焼却することによる潜在的な健康リスクについては、EPAと州機関が引き続き調査中です。[ 32 ]
ウィキメディア・コモンズにある消火用泡に関するメディア