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，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。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(見表3)。

   *后，EPA召集人組織缺氧專家小組委員會(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(見表1)。根據(jù)潔凈滅火劑限制(見表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，不需要專門的批準(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)專家小組委員會(huì)的意見，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