在1987年9月16日美國(guó)和其他23個(gè)國(guó)家共同簽署了蒙特利爾議定書(shū)，1990年美國(guó)司法審議通過(guò)的空氣凈化法案采納該協(xié)定書(shū)。這些新法規(guī)的制定，預(yù)示了那些造成同溫(平流)層的臭氧層破壞的消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)產(chǎn)品的逐步停產(chǎn)。同溫層內(nèi)的臭氧層是大氣層中主要的較薄的氣層，主要吸收有害紫外線B放射線。而ODS等化學(xué)藥品主要是含氯和溴化合物，它們都具有一種能毀壞臭氧層的特有能力，稱(chēng)為臭氧消耗潛能值(ODP)。自從哈龍1301問(wèn)世以來(lái)，其ODP大于任何人為的ODS。自1994年哈龍1301停產(chǎn)以來(lái)，已經(jīng)研制出了不少新型的滅火劑，可作為滅火劑的替代物。
   許多新型氣體滅火劑都具有與哈龍1301相似的特性，如低毒、不導(dǎo)電性和“潔凈”，即不留下任何有害殘余物。這些新型“潔凈滅火劑”收錄于NFPA2001((潔凈滅火劑系統(tǒng)》，于1994年**公布。隨后的版本在1996年、2000年和*近的2004年2月出版發(fā)行。
   現(xiàn)今，有人場(chǎng)所**標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)和*初為哈龍1301制定的標(biāo)準(zhǔn)大不一樣了。這些標(biāo)準(zhǔn)已應(yīng)用于各具毒性的13種不同潔凈滅火劑。修改標(biāo)準(zhǔn)是基于科學(xué)的分析方法，把已經(jīng)應(yīng)用于有人場(chǎng)所**標(biāo)準(zhǔn)綜合起來(lái)進(jìn)行修訂。在高度保護(hù)人員**時(shí)，為了達(dá)到消防系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性和成本效益的*佳化，必須了解和正確地應(yīng)用新標(biāo) 準(zhǔn)。如果正確地使用，許多潔凈滅火劑可以**地應(yīng)用于正常有人場(chǎng)所。
1  潔凈滅火劑的毒性
   NFPA2001版包括兩大類(lèi)氣態(tài)潔凈氣體滅火劑：惰性氣體滅火劑和鹵代烴氣體滅火劑。這兩類(lèi)滅火劑所造成的健康風(fēng)險(xiǎn)是完全不同的。使用惰性氣體所造**員健康風(fēng)險(xiǎn)是缺氧。   缺氧是人組織和器官內(nèi)氧含量不足的癥狀。人缺氧可起因于吸入氧氣濃度低的空氣。
   惰性潔凈滅火劑滅火機(jī)理是：滅火劑取代火場(chǎng)的氧氣，使燃燒熄滅。滅火產(chǎn)生的缺氧環(huán)境給人造成了潛在的傷害。這種潛在傷害的程度與在缺氧環(huán)境下氧氣濃度和人呼吸時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)系。人在極低氧氣濃度下(低于8％)停留有潛在致命的危險(xiǎn)。
   有人場(chǎng)所對(duì)鹵烴類(lèi)滅火劑的*主要健康風(fēng)險(xiǎn)是引發(fā)心臟敏感癥狀。心臟敏感癥狀是這樣被定義的：當(dāng)停留在某些高濃度有機(jī)化學(xué)環(huán)境中，人等哺乳動(dòng)物的心臟就會(huì)出現(xiàn)心室額外的或是過(guò)早的收縮癥狀。這種心臟敏感癥狀在腎上腺素分泌時(shí)加劇。心臟敏感癥狀可導(dǎo)致心律不齊、心律失常，甚至是死亡。
   眾所周知，自從19世紀(jì)初期以來(lái)人們就已經(jīng)知道了吸人某些麻醉劑，例如氯仿等可使心臟對(duì)腎上腺素變得特別敏感。目前，Afar知道了其他鹵烴化物也可以造成心臟的敏感癥狀。
   如果人吸入含鹵代烴潔凈滅火劑氣體的空氣，某些鹵代烴氣體會(huì)通過(guò)肺部進(jìn)入人體血液中。人體血液溶解鹵代烴氣體的濃度與吸人空氣中該鹵代烴類(lèi)氣體的濃度和停留的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。如果人員停留的時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，那么該人員血液溶解鹵代烴氣體的濃度達(dá)到平衡。如果血液中濃度(鹵代烴氣體)足夠高時(shí)，心臟就會(huì)因腎上腺素分泌而變得敏感。當(dāng)這種腎上腺刺激到達(dá)一個(gè)較高水平時(shí)，心臟可能會(huì)出現(xiàn)心律不齊、心律失常等癥狀。
   NFPA2001中使用到了兩個(gè)閾值的概念來(lái)幫助定義有人場(chǎng)所**的必要條件。無(wú)毒性反應(yīng)的*高濃度(NOAEL)是在有毒的毒物或生理效應(yīng)不被觀測(cè)出來(lái)的滅火劑*高濃度；有毒性反應(yīng)的*低濃度(LOAEL)是在有毒的毒物或生理效應(yīng)能被觀測(cè)出來(lái)的滅火劑*低濃度。
   對(duì)于惰性潔凈滅火劑來(lái)說(shuō)，NOAEL和LOAEL值是根據(jù)滅火劑設(shè)計(jì)濃度表示且與相應(yīng)的氧濃度有直接關(guān)系。
   對(duì)于鹵代烴滅火劑來(lái)說(shuō)，NOAEL和LOAEL值是根據(jù)滅火劑設(shè)計(jì)濃度表示且與由心臟靈敏癥狀試驗(yàn)測(cè)出的滅火劑濃度有直接關(guān)系。而心臟敏感癥狀試驗(yàn)是遵循DuPont3早期制定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)協(xié)議中的規(guī)定，以試驗(yàn)小獵狗為依據(jù)。
   NFPA2001(2004年版)列出了所有常用潔凈滅火劑的NOAEL和LOAEL值(見(jiàn)表2)。

2  有人場(chǎng)所**標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
   對(duì)于惰性潔凈滅火劑和鹵代烴兩種潔凈滅火劑而言，在正常有人場(chǎng)所和非正常有人場(chǎng)所停留持續(xù)時(shí)間與NOAEL和LOAEL值有直接關(guān)系。在美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(EPA)成立的專(zhuān)家委員會(huì)的協(xié)助下，確定了兩種潔凈滅火劑的NOAEL和LOAEL值和停留時(shí)間之間的特殊關(guān)系。
   NFPA2001早期版本發(fā)表了人停留于惰性潔凈滅火劑的**限制，其內(nèi)容非常簡(jiǎn)單并且頗具限制性(見(jiàn)表3)。

   *后，EPA召集人組織缺氧專(zhuān)家小組委員會(huì)研究NFPA2001涉及的各種惰性潔凈滅火劑產(chǎn)生缺氧環(huán)境給人造成的生理影響。該小組委員會(huì)1995年**舉行會(huì)議并于1997年再次召開(kāi)會(huì)議。該小組委員會(huì)的工作成果被正式列入NFPA技術(shù)委員會(huì)審查通過(guò)的一系列意見(jiàn)中。因此，修訂了標(biāo)準(zhǔn)中的有人場(chǎng)所限制。表4列出了目前有人場(chǎng)所**限制。
   NFPA2001早期版本發(fā)布了有人場(chǎng)所對(duì)于鹵代烴潔凈滅火劑的**限制與惰性潔凈滅火劑的**限制相同。它們都非常簡(jiǎn)單并頗具限制性，表5列出了這些限制。

 

   看一下這些限制是如何應(yīng)用于哈龍1301，恰好說(shuō)明這些標(biāo)準(zhǔn)是如何具有限制性的。哈龍1301NOAEL值為5％，LOAEL值7．5％。在正常有人場(chǎng)所內(nèi)，*常使用的設(shè)計(jì)濃度為5％～6％且對(duì)停留時(shí)間無(wú)限制(見(jiàn)表1)。根據(jù)潔凈滅火劑限制(見(jiàn)表5)，只在非正常有人場(chǎng)所內(nèi)，允許哈龍1301滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)濃度>5％。
   根據(jù)NFPA12A中有人場(chǎng)所規(guī)定，已經(jīng)安裝了許多哈龍1301系統(tǒng)，以提供保護(hù)正常有人場(chǎng)所所需的滅火劑濃度>5％。使用這些系統(tǒng)的30多年經(jīng)驗(yàn)表明：這些系統(tǒng)用于有人場(chǎng)所是**的。這一事實(shí)著重說(shuō)明：需要更多地了解有人場(chǎng)所對(duì)于鹵代烴潔凈滅火劑的**方面的科學(xué)知識(shí)。
1995年，EPA召集心臟防護(hù)專(zhuān)家小組委員會(huì)評(píng)估有關(guān)有人場(chǎng)所對(duì)于鹵代烴滅火劑**方面的科學(xué)。該小組委員會(huì)建議進(jìn)一步開(kāi)展研究以采用基于**的生理(PBPK)模型技術(shù)，建立有人場(chǎng)所對(duì)于鹵代烴潔凈滅火劑**限制的方法。PBPK模型技術(shù)分析了**與人體兩者之間在吸收、分布、代謝和排泄方面的交互作用。PBPK模型方法應(yīng)用于建立有人場(chǎng)所**等級(jí)方面。
   PBPK研究導(dǎo)致了一個(gè)修訂的和校正的PBPK模型方法，以便定量評(píng)估人體短時(shí)間停留于鹵烴潔凈滅火劑場(chǎng)所的情況。往人體模型輸入給定潔凈滅火劑，與犬類(lèi)心臟發(fā)生了3～5次額外跳動(dòng)(定義為滅火劑的LOAEL)期間動(dòng)脈血液中的滅火劑濃度有關(guān)。通過(guò)使用小獵犬進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的心臟敏感測(cè)試，可確定滅火劑的LOAEL值。
   在該試驗(yàn)中，給小獵狗(通常是6只狗)注射腎上腺素(腎上腺素是合成腎上腺素)，其結(jié)果提高了額外心跳的敏感性。注射的腎上腺素劑量大約10倍于狗自身所能生成的量。狗的心臟響應(yīng)通過(guò)心電圖(ECG)連續(xù)紀(jì)錄下來(lái)。
   然后檢測(cè)試驗(yàn)狗，以確定試驗(yàn)時(shí)潔凈滅火劑的濃度。呼入滅火劑與空氣的混合氣體5min后，這些狗接受了第2次腎上腺素注射。這可確定狗吸入的滅火劑濃度是否使心臟敏感。如果有反應(yīng)，ECG將顯示心律失常與腎上腺素注射同時(shí)發(fā)生。如果檢出心律失常，將抽取狗的血液樣品并測(cè)量狗動(dòng)脈血液中的滅火劑濃度。如果未檢出心律失常，應(yīng)在較高的滅火劑濃度條件下重復(fù)上述試驗(yàn)直到出現(xiàn)心律失常時(shí)為止。產(chǎn)生心律失常的*低滅火劑濃度是LOAEL值。未產(chǎn)生心律失常的*高滅火劑濃度是NOAEL值。
   狗停留在潔凈滅火劑場(chǎng)所5min后，把測(cè)其動(dòng)脈血液中潔凈滅火劑的LOAEL值輸入PBPK模型。這值是人在PBPK模型的目標(biāo)值。PBPK模型用于預(yù)測(cè)人在一定濃度潔凈滅火劑場(chǎng)所下，停留多長(zhǎng)時(shí)間，其動(dòng)脈血液才能達(dá)到這目標(biāo)值。此時(shí)的值對(duì)于人停留在該濃度潔凈滅火劑的場(chǎng)所是**的。
   NFPA2001已多次修訂其有人場(chǎng)所**標(biāo)準(zhǔn)，以引入正在開(kāi)發(fā)的PBPK模型的應(yīng)用。2004年版本的**標(biāo)準(zhǔn)列于表6。

    下面介紹的例子有助于說(shuō)明表6中與使用PBPK模型數(shù)據(jù)有關(guān)的規(guī)則。
   建議將鹵代烴潔凈滅火劑X應(yīng)用于設(shè)計(jì)濃度為10％的正常有人場(chǎng)所。該滅火劑的NOAEL值為8％，LOAEL值為9．5％。根據(jù)早先的有人場(chǎng)所**標(biāo)準(zhǔn)，建議的設(shè)計(jì)僅用于非正常有人場(chǎng)所，因?yàn)樵O(shè)計(jì)濃度超過(guò)了LOAEL值。此外，設(shè)計(jì)必須確保在滅火劑排放前，房間內(nèi)人員必須疏散?，F(xiàn)在，讓我們把PBPK模型用于這個(gè)例子。PBPK模型需要在LOAEL濃度為9．5％時(shí)，以測(cè)量出現(xiàn)心律不齊的狗動(dòng)脈血液中滅火劑濃度作為輸入。該值輸人PBPK模型，是作為10％的希望設(shè)計(jì)濃度。PBPK模型計(jì)算人員停留時(shí)間，這個(gè)時(shí)間可允許人體動(dòng)脈血液中滅火劑的濃度與試驗(yàn)狗的輸入值一樣。結(jié)果都是6min。
   在這個(gè)例子中，PBPK模型確定，人員可在10％的滅火劑濃度中停留6min而安然元恙。表6第2行適用于這一情況。這一結(jié)果表明，建議的設(shè)計(jì)可**地用于正常有人場(chǎng)所，不需要專(zhuān)門(mén)的批準(zhǔn)，或提出特殊的應(yīng)用條件。盡管PBPK模型預(yù)測(cè)6min**時(shí)間，但該系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須限制人員停留時(shí)間為5min。
   稍微改動(dòng)一下這個(gè)例子，以說(shuō)明有人場(chǎng)所**標(biāo)準(zhǔn)的其他規(guī)定。假定PBPK確定：人在滅火劑濃度10％的場(chǎng)所內(nèi)僅停留3min是**的。表6第3行適用這種情況。同時(shí)必須滿足附加的條件才能允許推薦的設(shè)計(jì)濃度應(yīng)用于正常有人場(chǎng)所，必須進(jìn)行疏散時(shí)間計(jì)算，以證明有人場(chǎng)所內(nèi)的所有人員能在3min內(nèi)撤離(相當(dāng)于PBPK模型結(jié)果)。此外，必須獲得管理部門(mén)的批準(zhǔn)。
3  附加說(shuō)明
   若干附加說(shuō)明可能是有幫助的。這些標(biāo)準(zhǔn)旨在預(yù)防人員停留在所有潔凈滅火劑的場(chǎng)所內(nèi)。NFPA2001一般要求潔凈滅火劑系統(tǒng)配有預(yù)排放報(bào)警和延時(shí)裝置，以助人員在滅火劑排放之前，從保護(hù)場(chǎng)所內(nèi)及時(shí)疏散。
   表6概括的標(biāo)準(zhǔn)包括了PBPK模型數(shù)據(jù)和不需要PBPK模型數(shù)據(jù)的鹵代烴潔凈滅火劑。該標(biāo)準(zhǔn)意味著：人員無(wú)意中停留在排放后的任何潔凈滅火劑的時(shí)間不會(huì)超過(guò)5min。NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的目的是：潔凈滅火劑系統(tǒng)只能用于人員可在5min內(nèi)能疏散的場(chǎng)所。這適用惰性和鹵代烴潔凈滅火劑系統(tǒng)。NFPA2001(2004年版)新修訂的有人場(chǎng)所對(duì)于潔凈滅火劑**標(biāo)準(zhǔn)是基于科學(xué)與醫(yī)學(xué)專(zhuān)家小組委員會(huì)的意見(jiàn)，并基于廣泛的研究。人們必須了解這些標(biāo)準(zhǔn)并慎重地用于各種潔凈滅火劑滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
    楊偉民張勇編譯自《美國(guó)消防協(xié)會(huì)》
    雜志2004第9期