難燃剤

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2021年7月、カリフォルニアのタンブルウィード火災を封じ込めるために、防火帯に隣接するブラシに難燃剤が空中分散しました。

難燃剤は、延焼を遅らせたり止めたり、火の強さを弱めたりするために使用される物質です。これは通常、燃料の可燃性を低下させたり、燃料の燃焼を遅らせたりする化学反応によって達成されます。[1] [2]難燃剤は、物理的作用または吸熱化学反応によって燃料を冷却する場合もあります。難燃剤は、粉末として、水と混合するために、消火用フォームおよび難燃性ゲルとして利用できます。難燃剤は、物体に塗布するコーティングまたはスプレーとしても利用できます。[3]

難燃剤は一般的に消火活動で使用され、空中または地上から 塗布することができます。

動作原理

一般に、難燃剤は、火を物理的に遮断するか、化学反応を開始して火を止めることにより、材料の可燃性を低減します。

物理的行動

物理的作用によって燃焼プロセスを遅らせることができる いくつかの方法があります:

  • 冷却によるいくつかの化学反応は実際に材料を冷却します。
  • 下にある材料が発火するのを防ぐ保護層を形成することによって。
  • 希釈による:一部の難燃剤は、燃焼中に二酸化炭素を放出します。これにより、炎のラジカルが消えるのに十分なほど希釈される可能性があります。

一般的に使用される難燃性添加剤には、ハンタイトハイドロマグネサイト水酸化アルミニウム、および水酸化マグネシウムの混合物が含まれます。加熱すると、水酸化アルミニウムは脱水して酸化アルミニウム(アルミナ、Al 2 O 3)を形成し、その過程で水蒸気を放出します。この反応は大量のを吸収し、それが組み込まれている材料を冷却します。さらに、アルミナの残留物は、材料の表面に保護層を形成します。ハンタイトハイドロマグネサイトの混合物同様の方法で動作します。それらは吸熱的に分解し、水と二酸化炭素の両方を放出し[4] [5] 、それらが組み込まれている材料に 難燃性[6] [7] [8]を与えます。

化学作用

  • 気相での反応:火炎(すなわち気相)での化学反応は、難燃剤によって中断される可能性があります。一般に、これらの難燃剤は、 HalonPhostrExなどの有機ハロゲン化物ハロアルカン)です。これらのタイプの難燃剤に使用される化学物質は、しばしば有毒です。
  • 固相での反応:一部の難燃剤はポリマーを分解するため、ポリマーが溶けて炎から流れ出します。これにより、一部の材料は特定の可燃性試験に合格することができますが[これは?] 、可燃性のプラスチック液滴の生成によって火災の安全性が本当に改善されるかどうかは不明です。
  • チャーの形成:炭素ベースの燃料の場合、固相難燃剤により、燃料表面に炭素質チャーの層が形成されます。このチャー層は燃焼がはるかに難しく、それ以上の燃焼を防ぎます。[9] [10]
  • 膨張剤:これらのタイプの難燃性材料には、保護チャー層の背後に膨潤を引き起こす化学物質が組み込まれており、はるかに優れた断熱性を提供します。それらはプラスチック添加剤として、そして木造建築物や鉄骨構造を保護するための塗料として利用できます。

を使用します

ポータブル消火器

消火器

クラスAフォームは、2.5ガロン[APW]および[CAFS]消火器の難燃剤として使用され、防火帯を作成することにより、初期のブラシ火災および草の火災を封じ込めます。他の化学難燃剤は、クラスAの材料とクラスBの燃料を不燃性にし、クラスA、クラスB、および一部のクラスDの火災を消火することができます。[要出典] 航空機から投下された難燃性スラリーは、通常、発火を防ぐために山火事の前に適用され、消火剤は消火に使用されます。

表面コーティング

オブジェクトは難燃剤でコーティングされている場合があります。たとえば、クリスマスツリーには遅延剤がスプレーされます。木が乾くと、非常に可燃性になり、火災の危険があります。

鉄骨構造は、火災時に構造要素が弱くなるのを防ぐために、柱と梁の周りに難燃性コーティングが施されています。

米国の寮もこれらの製品の使用を検討しています。[要出典]オンラインニュースレターのCampusFirewatchによると、2000年以降、全国の寮や学外の学生寮で109人が火災で亡くなりました。[いつ?] CampusFirewatchの発行者であるEdComeauは、2000年1月にニュージャージー州のSeton Hall大学で発生した火災により、キャンパスでの火災の危険性に注意が向けられたと述べました。2人の学生が掲示板からバナーに火をつけた後、SetonHall寮の共用エリアが発火しました。火災はすぐに家具に広がり、3人の学生が死亡し、58人が負傷しました。[11]

森林消防

MAFFSを装備した空軍州兵 C-130ヘラクレスは、南カリフォルニアの山火事に難燃剤を投下します
このアリゾナの丘では、赤く染められた難燃剤のラインがはっきりと目立ち、アランブル火災を防いでいます。

初期の難燃剤は水と増粘剤の混合物であり、後にホウ酸塩[12]とリン酸アンモニウムが含まれていました。[要出典]

一般に、難燃剤は、その広がりを抑えるために、航空機から落とされるか、山火事の端の周りで地上要員によって適用されます。これにより、地上要員は消火に取り組む時間を確保できます。ただし、必要に応じて、難燃剤を直接炎に落とし、火を冷やして炎の長さを短くすることもできます。[13]

空中消火

空中消火は、航空機を使用して山火事と戦う方法です。使用される航空機の種類には、固定翼航空機とヘリコプターが含まれます。スモークジャンパーと懸垂下降も空中消火士として分類され、さまざまな固定翼航空機からパラシュートで運ばれるか、ヘリコプターから懸垂下降します。火災と戦うために使用される化学物質には、水、水増強剤、または特別に配合された難燃剤が含まれる場合があります。[14]

テキスタイル

資料

山火事抑制剤

山火事に適用される難燃剤は、通常、水と化学物質の混合物であり、その地域を濡らし、植生を介した火災の進行を化学的に遅らせるように設計されています。通常、アプリケーション領域が空から見えるように色付けされています[15] 。NFPA規格1150に適合する難燃性ゲルベースの難燃剤も使用されています。これらは、従来の赤い難燃剤と区別するために他の色に染められています。ゲルとその染料は、自然に生分解するように設計されています。[16] Phos-Chekは、現在荒野での火災使用が承認されている長期難燃剤のブランドです。[17] 米国連邦の土地での山火事に対する使用が承認されている難燃剤は、米国森林局の認定製品リストに含まれている必要があります。そのリストに追加するには、製品は、国家技術開発プログラムの一部門であるWildland Fire Chemical Systemsによってテストされる必要があります。このプロセスには、最大2年かかる場合があります。[18] Phos-Chekには、Wildfire Home Defenseと呼ばれる消費者向けの難燃性スプレーもあります。これは、塗布直後に効果があり、重水で洗い流されるまで効果があります。これは、家や別棟の周りの燃料ベッドに適用して、各構造物につながる燃料に防火帯を作成するように設計されています。[19]Ember Blocは、別の消費者ベースの難燃性ゲルで、家の外壁や近くの構造物に適用して、山火事の残り火と炎の両方から保護するのに役立ちます。それは、高熱と風の強い条件に耐えるために家の側面にしがみつく独特の能力を持っています。[20]

環境問題

使用される森林難燃剤は一般に無毒であると考えられていますが[21]、生物が大量にさらされると、毒性の低い化合物でさえある程度のリスクを伴います。[22] 消防に使用される難燃剤は、火災時にハロゲン化難燃剤が燃やされたときにダイオキシンフランを放出することにより、魚や野生生物、消防士に有毒である可能性があります[ 24]。生命や財産が直接脅かされない限り禁止されています。[25]米国森林局は、米国の荒野システムに対する難燃剤の影響を調査および監視する統治機関です。[26] [27]

2014年6月に発表された研究によると、海洋細菌は、化学的に同一のポリ臭化ジフェニルエーテル(PBDE)の非合成源を製造する能力を持っています。これらの化学物質は難燃剤として使用されますが、環境に有毒であることが知られています。[28]

潜在的なリスクと健康上の懸念

リスク

ほとんどの化学難燃剤は、ハロンPhostrExなどの有機ハロゲン化物(ハロアルカン)であり、毒性があることが証明されています。1980年代に最も一般的に使用された難燃剤は、ペンタブロモジフェニルエーテルでした。それは潜在的な健康と環境への懸念のために政府によって禁止されました。その後、塩素化トリスクロロアルキルホスフェート、ハロゲン化アリールエステル、テトラブロモフタレートジオールジエステルに置き換えられました。これらは後にEPAの研究により、子供の体内に吸収される可能性のある変異原物質が含まれていることが証明されました。[29]

研究によると、人口のごく一部が難燃剤として使用される化学物質に対してアレルギーを持っている可能性があります。[30]研究によると、難燃性化学物質を小川に直接滴下すると、水中に十分なアンモニア濃度が生じる可能性があり、これは魚や他の水生生物にとって致命的です。[31]量が十分に多ければ、それは人間に致命的な結果をもたらす可能性があります。

健康上の懸念

これらの化学物質への長期暴露は、消防士にガン皮膚病を発症させる可能性があり、環境への潜在的な汚染は別の安全上の懸念となります。[32]これらの化学物質の多くは現在、地球規模の汚染物質として認識されており、内分泌および甲状腺の破壊、免疫毒性生殖毒性、癌、胎児および子供の発育および神経機能への悪影響など、動物およびヒトの健康への悪影響に関連しています。[33]

難燃剤を拡散する最も一般的な方法の1つは、空中消火によるものです。これは、これらの有毒化学物質が土壌や水系を汚染し、人体に侵入する可能性があることを意味します。これは、呼吸器疾患やその他の危険な健康上の懸念など、長期的な健康問題を引き起こす可能性につながります。[34]

もう1つの注目すべき健康上の懸念は、消火泡が標準化された軟水と硬水で有毒であり、水の生き物が感染する可能性があることです。それらが人間によって消費された場合、これらの毒性が人体に移る可能性が非常に高くなります。[35]

も参照してください

参考文献

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  5. ^ Hollingbery、LA; ハルTR(2012)。「ハンタイトとハイドロマグネサイトの天然混合物の熱分解」サーモキミカアクタ528:45–52。土井10.1016 /j.tca.2011.11.002
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外部リンク