胡 彪,劉付永,張 榮,楊國鑫,盧 潔,吳劉鎖
(1. 山西大學(xué) 環(huán)境科學(xué)研究所,山西 太原 030006;2. 北京南瑞怡和環(huán)??萍加邢薰荆本?100091)
泡沫滅火劑是指能夠與水混溶、并可通過機(jī)械方法或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生滅火泡沫的滅火藥劑[1]。1877年,英國科學(xué)家Johnson首次提出可將泡沫用于消防滅火[2];在此基礎(chǔ)上,Gates發(fā)明了帶壓氣體—皂銨聯(lián)用產(chǎn)生機(jī)械滅火泡沫的方法[3];Laurent采用皂素作穩(wěn)泡劑,使碳酸氫鈉溶液和硫酸鋁水溶液反應(yīng)制得化學(xué)滅火泡沫[4]。目前,泡沫滅火劑已成為用量最大的滅火劑,按其組成成分可分為水成膜泡沫(AFFF)、氟蛋白泡沫(FP)、蛋白泡沫(P)等種類[5]。AFFF因具有優(yōu)良的B類火災(zāi)(液體燃料火災(zāi))滅火效能而得到廣泛應(yīng)用,在發(fā)達(dá)國家泡沫滅火劑總儲(chǔ)量中占比達(dá)70%以上,在我國其份額也逐年上升[6]。
氟碳表面活性劑是AFFF中的關(guān)鍵組分,在其生產(chǎn)、使用過程中會(huì)產(chǎn)生全氟辛烷磺酸類物質(zhì)(PFOS)和全氟辛烷羧酸類物質(zhì)(PFOA)[2,4]。2009年,斯德哥爾摩公約將PFOS 列為持久性有機(jī)污染物( POPs),表明PFOS和PFOA的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已得到世界公認(rèn)[7-9]。在PFOS受控形勢(shì)下,眾多學(xué)者致力于研發(fā)環(huán)保型滅火劑[10-13]。我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,并未規(guī)定滅火劑的環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法;各類環(huán)保型滅火劑的環(huán)保性能究竟如何還有待商榷。
本文綜述了國內(nèi)外泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)方法的研究現(xiàn)狀,并對(duì)比分析了中國、美國、歐盟現(xiàn)行泡沫滅火劑標(biāo)準(zhǔn)中的環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法,為我國泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)研究及滅火劑標(biāo)準(zhǔn)的完善提供參考。
常用的泡沫滅火劑有AFFF、FP、P、合成泡沫滅火劑(S)、A類泡沫滅火劑等。在大型石油化工火災(zāi)中,多采用AFFF、FP、P等滅火效能高的滅火劑。如福建古雷“4·6”火災(zāi)中,泡沫滅火劑的用量達(dá)到了1 473 t[14]。泡沫滅火劑由水及其他多種化學(xué)助劑組成,使用后會(huì)進(jìn)入地表水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中,對(duì)人體健康與自然環(huán)境具有潛在危害。
C8類氟碳表面活性劑是AFFF的關(guān)鍵組分,其衍生出的PFOS與PFOA對(duì)植物、水生生物、哺乳動(dòng)物等都具有危害性[7]。MONTAGNOLLI等[15]研究發(fā)現(xiàn),使用AFFF濃縮液處理過的芝麻菜和生菜種子,都不再具有發(fā)芽的能力。QU等[16]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)PFOS質(zhì)量濃度大于10 mg/L時(shí),PFOS溶液會(huì)顯著抑制小麥根與葉的生長;當(dāng)其質(zhì)量濃度達(dá)到200 mg/L時(shí),會(huì)抑制小麥的超氧化物歧化酶(SOD)與過氧化物酶(POD)的活性。FILIPOVIC等[17]通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),廢棄機(jī)場周圍的河流中歐洲鱸魚體內(nèi)的PFOS含量為76.5~370 ng/g,與先前在世界范圍內(nèi)報(bào)道的最高值相當(dāng)。SPACHMO等[18]研究發(fā)現(xiàn),PFOS與PFOA會(huì)導(dǎo)致大西洋鮭魚胚胎發(fā)育異常。SEACAT等[19]指出,一定濃度的PFOS會(huì)導(dǎo)致食蟹猴體重減輕、肝臟肥大、血清總膽固醇降低。ROTANDER等[20]對(duì)澳大利亞AFFF培訓(xùn)機(jī)構(gòu)149名消防員進(jìn)行的AFFF暴露評(píng)估結(jié)果顯示,消防員體內(nèi)PFOS含量與AFFF接觸年限呈正相關(guān);與澳大利亞、加拿大普通人相比,其最高值高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。
FP、P均為蛋白類泡沫滅火劑,其主要組分源自天然蛋白,有機(jī)物含量比AFFF高。包志明[21]檢測(cè)了各類泡沫滅火劑原液的COD,結(jié)果顯示,AFFF的COD為149 001 mg/L,蛋白類的COD為404 582 mg/L。當(dāng)大量蛋白類泡沫滅火劑進(jìn)入水體時(shí),水體中的好氧微生物會(huì)將其分解并消耗大量溶解氧,溶解氧含量大幅下降會(huì)導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化。另外,蛋白質(zhì)中一般含有硫元素,在堿性條件下水解會(huì)生成無機(jī)硫化物和含硫殘基,進(jìn)而產(chǎn)生惡臭味,影響周圍環(huán)境[22]。與P相比,F(xiàn)P中一般還會(huì)加入全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(OBS)以提高滅火性能[23]。黃志修[24]評(píng)估了OBS的持久性、生物累積性與毒性,結(jié)果表明,OBS不具有快速生物降解性,具有生物累積性,對(duì)魚類與蚯蚓具有低毒性,需重視OBS對(duì)環(huán)境的潛在危害。
A類泡沫滅火劑包含了發(fā)泡劑、阻燃劑等成分,適用于撲救A類火災(zāi)(固體燃料火災(zāi))[3]。當(dāng)A類泡沫滅火劑用于撲救森林火、野火等火災(zāi)時(shí),其中的成分可能會(huì)進(jìn)入土壤中,并對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)造成影響。HERNáNDEZ[25]研究了用于撲滅野火的4種滅火泡沫對(duì)土壤生物的影響,結(jié)論指出,滅火泡沫可能會(huì)直接影響土壤性質(zhì)進(jìn)而間接影響土壤生物群落組成。S類為合成類泡沫滅火劑,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《泡沫滅火劑》(GB 15308—2006)[26]對(duì)它的定義為:以表面活性劑的混合物和穩(wěn)定劑為基料制成的泡沫液。S類泡沫滅火劑中可能也含有氟碳表面活性劑,其環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)與AFFF、A類泡沫類似。AFFF與A類泡沫本質(zhì)上也屬于合成類泡沫,但二者用量較大,目前已單獨(dú)分類。
目前,各國研究人員主要關(guān)注AFFF的環(huán)境污染問題,對(duì)其他泡沫滅火劑的關(guān)注還相對(duì)較少。
20世紀(jì)90年代我國相繼出臺(tái)了《抗溶性泡沫滅火劑》(GB 13463—1992)[27]、《泡沫滅火劑通用技術(shù)條件》(GB 15308—1994)[28]和《水成膜泡沫滅火劑》(GB 17427—1998)[29]等標(biāo)準(zhǔn)。2006年,GB 15308—2006發(fā)布,此標(biāo)準(zhǔn)代替了GB 13463—1992、GB 15308—1994、GB 17427—1998,成為我國主要的泡沫滅火劑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。GB 15308—2006規(guī)定了AFFF、FP、S等常用泡沫滅火劑的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法,但不含A類泡沫滅火劑的評(píng)價(jià)方法。2011年,我國根據(jù)A類泡沫滅火劑的特點(diǎn)進(jìn)一步制定了《A類泡沫滅火劑》(GB 27897—2011)[30]。目前,我國現(xiàn)行有效的泡沫滅火劑標(biāo)準(zhǔn)為GB 15308—2006與GB 27897—2011。
GB 15308—2006與GB 27897—2011規(guī)定的各種泡沫滅火劑性能指標(biāo)多達(dá)十余種[26,30]。但這些指標(biāo)只是對(duì)泡沫滅火劑的普通理化性能與滅火性能提出了要求,沒有規(guī)定它的環(huán)保性能。鑒于泡沫滅火劑的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn),亟需完善相關(guān)指標(biāo)體系對(duì)其環(huán)保性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和限定。
目前,國內(nèi)已有學(xué)者對(duì)泡沫滅火劑的環(huán)境影響進(jìn)行了研究。張憲忠等[31-32]使用發(fā)光細(xì)菌法評(píng)估了蛋白類、AFFF與抗溶型AFFF(AFFF/AR)的水生生態(tài)毒性,得出其發(fā)光細(xì)菌毒性強(qiáng)弱為3%(w,下同)FFFP>3% AFFF/AR>6% AFFF>6% AFFF/AR>3% P>3% FP,結(jié)論指出,由于不同廠家的生產(chǎn)配方差異,滅火劑毒性大小與泡沫類型、混合比之間無明顯規(guī)律。劉慧敏等[33]按照《肥料登記急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)要求》(NY 1980—2010)[34]、《急性毒性試驗(yàn)》(GB 15193.3—2003)[35]測(cè)試了各類泡沫滅火劑對(duì)小鼠的經(jīng)口毒性,實(shí)驗(yàn)中小鼠未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象,但表現(xiàn)出明顯的刺激作用,按照《水質(zhì)物質(zhì)對(duì)淡水魚(斑馬魚)急性毒性測(cè)定方法》(GB/T 13267—1991)[36]測(cè)試了各類泡沫滅火劑對(duì)斑馬魚的急性毒性,結(jié)果表明,除成膜氟蛋白泡沫滅火劑(FFFP)外,其余各類型泡沫滅火劑均會(huì)使斑馬魚出現(xiàn)致死現(xiàn)象;且泡沫滅火劑凝固點(diǎn)越低,斑馬魚死亡率越高。畢波等[23,37]研究了OBS型氟蛋白泡沫滅火劑對(duì)普通小球藻、斑馬魚及土壤微生物的影響,結(jié)論指出,OBS型氟蛋白泡沫滅火劑對(duì)普通小球藻、斑馬魚的毒性效應(yīng)與染毒時(shí)間正相關(guān),與斑馬魚相比,小球藻對(duì)氟蛋白泡沫滅火劑的毒性更敏感,OBS與OBS型氟蛋白泡沫滅火劑對(duì)土壤微生物的生長均有抑制作用。
公安部天津消防研究所對(duì)比了《化學(xué)品快速生物降解性二氧化碳產(chǎn)生試驗(yàn)》(GB/T 21856—2008)[38]與《化學(xué)品快速生物降解性呼吸計(jì)量法試驗(yàn)》(GB/T 21801—2008)[39]用于評(píng)估泡沫滅火劑生物降解性的可行性,發(fā)現(xiàn):CO2產(chǎn)生法測(cè)得A類泡沫與AFFF降解率的相對(duì)大小為A類泡沫(80.3%)<AFFF(89.4%);呼吸計(jì)量法測(cè)得的結(jié)果為A類泡沫(90.8%)>AFFF(85.1%)[40];呼吸計(jì)量法測(cè)得各類蛋白泡沫滅火劑的降解率相對(duì)大小為3% FP/AR(95.30%)>3%P/AR(92.08%)>3% FFFP/AR(89.83%)>3% FFFP(87.81%)>3% FP(67.92%)>3%P(64.73%)[41]。公安部天津消防研究所專家認(rèn)為,兩種方法均可用于判斷泡沫滅火劑的生物降解能力。但對(duì)比GB/T 21856—2008與GB/T 21801—2008發(fā)現(xiàn),呼吸計(jì)量法更適用于泡沫滅火劑的生物降解性評(píng)估。在上述測(cè)試方法中,均使用COD代替了物質(zhì)的理論需氧量(ThOD),其降解率實(shí)際是生物需氧量(BOD)與COD的比值。BOURGEOIS等[42]發(fā)現(xiàn),COD不能準(zhǔn)確量化有機(jī)氟化物的有機(jī)碳含量,含氟滅火劑的COD可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其ThOD,造成BOD/COD值有較大誤差;與COD相比,總有機(jī)碳(TOC)、總需氧量(TOD)更能準(zhǔn)確量化物質(zhì)的真實(shí)有機(jī)碳含量;所以,在BOD/COD中可以將COD用TOC或TOD代替。張憲忠等[43]探究了泡沫滅火劑的COD與TOC的相關(guān)性,但未指出BOD/TOC用于泡沫滅火劑生物降解性評(píng)價(jià)的可行性。
目前,國內(nèi)對(duì)泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)方法的研究不多,沒有系統(tǒng)研究各類泡沫滅火劑對(duì)于水體、土壤以及哺乳動(dòng)物的影響。生物毒性研究中所涉及的測(cè)試生物較少,其代表性有待加強(qiáng)。生物降解性研究中側(cè)重于研究所選方法的可行性,對(duì)所選方法準(zhǔn)確性的研究還相對(duì)較少。同時(shí),生物降解性研究中所選方法均耗時(shí)較長(20 d以上),不利于及時(shí)指導(dǎo)泡沫滅火劑意外泄露時(shí)在環(huán)境介質(zhì)中的降解狀態(tài)。
20世紀(jì)20年代,美國“制造風(fēng)險(xiǎn)和特殊危害委員會(huì)”就已制定了相關(guān)的滅火泡沫標(biāo)準(zhǔn)。60年代~80年代末,美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室、海軍部、消防協(xié)會(huì)先后發(fā)布了不同類型的泡沫滅火劑標(biāo)準(zhǔn),如1960年保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了《安全泡沫設(shè)備與液體濃縮物標(biāo)準(zhǔn)》(UL 162 1960)[44];1989年消防協(xié)會(huì)發(fā)布了《用于野火控制的泡沫化學(xué)品標(biāo)準(zhǔn)》(NFPA 298-1989)[45]。經(jīng)過多年發(fā)展,美國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的《安全泡沫設(shè)備與液體濃縮物標(biāo)準(zhǔn)》(UL 162 2018)[46];美國國防部發(fā)布的《淡水與海水用滅火劑-水成膜泡沫(AFFF)液體濃縮物》(MIL-F-24385F)[47];美國消防協(xié)會(huì)發(fā)布的《低中高倍數(shù)泡沫標(biāo)準(zhǔn)》(NFPA 11-2016)[48]、《用于A類燃料火災(zāi)的化學(xué)泡沫標(biāo)準(zhǔn)》(NFPA 1150-2017)[49]。其中,MIL-F-24385F、NFPA 11-2016、NFPA 1150-2017均對(duì)泡沫滅火劑的環(huán)境影響做出了說明。
歐盟在2000年發(fā)布的《滅火劑-泡沫濃縮物》(EN 1568:2000)[50]統(tǒng)一了其各國的泡沫滅火劑評(píng)價(jià)方法,在此之前,歐盟各國均是采用各自的評(píng)價(jià)體系[51]。EN 1568:2000實(shí)際是英國自主制定的第一個(gè)泡沫滅火劑標(biāo)準(zhǔn),其最新版本為《滅火劑-泡沫濃縮物》(EN 1568:2018)[52]。該標(biāo)準(zhǔn)分為4個(gè)部分,分別規(guī)定了用于非水溶性液體火災(zāi)的低、中、高倍數(shù)泡沫滅火劑和用于水溶性液體火災(zāi)的低倍數(shù)泡沫滅火劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)及測(cè)試方法,并規(guī)定了泡沫滅火劑的環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。
國外大多通過研究泡沫滅火劑對(duì)植物的毒性作用來評(píng)價(jià)其環(huán)境影響。MONTAGNOLLI等[15]研究了AFFF對(duì)生菜和芝麻菜生長、發(fā)育的影響,發(fā)現(xiàn)AFFF會(huì)抑制生菜、芝麻菜種子發(fā)芽,且生菜對(duì)AFFF更加敏感,但隨著自然衰減,其毒性作用會(huì)減弱。PANNEERSELVAN等[53]研究顯示,3%Tridol-S 與6%Tridol-S兩種泡沫滅火劑會(huì)導(dǎo)致洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂指數(shù)降低,對(duì)洋蔥根尖細(xì)胞具有遺傳毒性。SONG等[54]探究了在實(shí)驗(yàn)室與田間條件下3種泡沫滅火劑(Forexpan S、Phos Chek-WD881和Silv-ex)對(duì)3種韓國本土植物的種子萌發(fā)及生長的影響,結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)室條件下所選泡沫滅火劑會(huì)降低植物種子的發(fā)芽率,但田間條件下卻不會(huì),所選泡沫滅火劑雖有一定毒性,但它們對(duì)陸生生態(tài)系統(tǒng)中的植物影響較小。
BERNARD等[55]采用經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)發(fā)布的化學(xué)品測(cè)試導(dǎo)則《快速生物降解性:呼吸計(jì)量法試驗(yàn)》(OECD 301F,1992)[56]測(cè)試了S、AFFF、P等7類40種泡沫滅火劑的生物降解率(BOD20/COD),發(fā)現(xiàn)7類泡沫滅火劑生物降解率相對(duì)大小為:S>AFFF>A類> AFFF/AR>FFFP>FP>P;并根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù),總結(jié)了以上幾類泡沫滅火劑的毒性相對(duì)大小為:A類/S>AFFF>AFFF/AR>P>FP>FFFP,可以看出,泡沫滅火劑降解率與其毒性大小呈反比。BOURGEOIS等[42]測(cè)試了4種有機(jī)氟化物、3種含氟泡沫滅火劑的COD與TOC值,結(jié)果顯示,TOC能夠量化有機(jī)氟化物91%的有機(jī)碳含量,COD無法量化PFOA與PFOS的有機(jī)碳含量,常用指標(biāo)BOD/COD可能無法準(zhǔn)確度量含氟泡沫滅火劑的生物降解性能,建議將BOD/TOC用作泡沫滅火劑生物降解性評(píng)價(jià)指標(biāo)。
目前,國外研究者大多研究泡沫滅火劑對(duì)植物生長的影響,這可能和歐美現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中已有動(dòng)物毒性指標(biāo)有關(guān)。另外,國外對(duì)泡沫滅火劑生物降解性的研究并未和國內(nèi)一樣關(guān)注測(cè)試方法的可行性,而是更關(guān)注測(cè)試方法的準(zhǔn)確性。
我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 15308—2006、GB 27897—2011中沒有規(guī)定泡沫滅火劑的環(huán)保性能指標(biāo),僅在其一般要求處提出“泡沫液組分在生產(chǎn)與應(yīng)用過程中,應(yīng)對(duì)環(huán)境無污染,對(duì)生物無明顯毒性”[26,30]。而歐美現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)MIL-F-24385F、 NFPA 11-2016、NFPA 1150-2017、EN 1568:2018均對(duì)泡沫滅火劑的環(huán)保性能做出了規(guī)定與說明。
MIL-F-24385F規(guī)定了美國軍用AFFF的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及相關(guān)測(cè)試方法[47]。其設(shè)定的AFFF環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)中生物毒性指標(biāo)為魚類毒性,生物降解性指標(biāo)為COD、BOD20/COD。規(guī)定魚類毒性采用鳉魚(生活在南北美洲及非洲沼澤溪流中的一種小型魚類)進(jìn)行測(cè)試;COD、BOD20采用水與廢水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)方法進(jìn)行測(cè)試。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)泡沫滅火劑使用溶液混合比的差異對(duì)魚類毒性、COD閾值做出了不同要求,對(duì)BOD20/COD則未做出此要求,統(tǒng)一規(guī)定其最小值應(yīng)為0.65。
NFPA 1150-2017規(guī)定了A類泡沫滅火劑的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及相關(guān)測(cè)試方法[49]。設(shè)定的A類泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為哺乳動(dòng)物毒性、水生生物毒性及生物降解性。哺乳動(dòng)物毒性包括急性經(jīng)口毒性、急性經(jīng)皮毒性、皮膚刺激和眼刺激。水生生物毒性為魚類急性毒性。生物降解性為一定時(shí)間內(nèi)的CO2產(chǎn)生率。各指標(biāo)均采用美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。與MIL-F-24385F不同的是,NFPA 1150-2017在哺乳動(dòng)物毒性方面對(duì)泡沫滅火劑原液和使用溶液做出了不同的限值要求,但未區(qū)分原液與使用溶液的水生生物毒性與生物降解性指標(biāo);NFPA 1150-2017規(guī)定水生生物毒性采用虹鱒魚為測(cè)試對(duì)象,并規(guī)定其最小半數(shù)致死濃度LC50應(yīng)為10 mg/L;生物降解性采用CO2產(chǎn)生法進(jìn)行測(cè)試,并要求42d內(nèi)的生物降解率應(yīng)至少為60%。與MIL-F-24385F相比,NFPA 1150-2017的環(huán)保性能指標(biāo)更全面,測(cè)試方法也更明確。
NFPA 11-2016并未明確規(guī)定泡沫滅火劑的環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法,但其附件E說明了常用泡沫滅火劑排放時(shí)所可能產(chǎn)生的環(huán)境影響[48]。文中指出,滅火泡沫可能通過滅火、消防訓(xùn)練、性能測(cè)試及固定滅火系統(tǒng)釋放等4種方式進(jìn)入污水處理設(shè)施或自然環(huán)境。附件E中根據(jù)各排放方式的特點(diǎn),提出了對(duì)應(yīng)措施:如滅火時(shí)可根據(jù)火災(zāi)發(fā)生處的地勢(shì)特征,采取封閉下水道措施,以防止未經(jīng)處理的滅火泡沫直接流入污水處理廠;或采用便攜式堤防收集滅火泡沫,將其統(tǒng)一處理后再排放;消防訓(xùn)練與性能測(cè)試時(shí)可將所用滅火泡沫統(tǒng)一收集后處理;同時(shí),消防訓(xùn)練時(shí)還需盡量使用不含氟化物的泡沫產(chǎn)品,以減少氟化物在環(huán)境中的排放量;固定滅火系統(tǒng)應(yīng)配備相應(yīng)的泡沫攔截及收集設(shè)施,用于收集釋放的滅火泡沫。收集后的泡沫滅火劑需進(jìn)行預(yù)處理(如燃油分離、稀釋、消泡處理)之后再排至污水處理廠或自然環(huán)境中,以降低其環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。
EN 1568:2018設(shè)定的泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為哺乳動(dòng)物毒性、水生生物毒性、生物降解性以及細(xì)菌活性抑制性[52]。哺乳動(dòng)物毒性為急性經(jīng)口毒性、皮膚刺激/腐蝕性和眼刺激。水生生物毒性為魚類急性毒性、水溞急性毒性和藻類生長抑制性。生物降解性為采用呼吸計(jì)量法測(cè)試所得的降解率,細(xì)菌活性抑制為發(fā)光細(xì)菌活性抑制或活性污泥活性抑制。與美國標(biāo)準(zhǔn)相比,EN 1568:2018的指標(biāo)更全面,更能綜合評(píng)價(jià)泡沫滅火劑的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn),但不足之處在于,EN 1568:2018沒有特別規(guī)定泡沫滅火劑原液與溶液的指標(biāo)限值以及毒性測(cè)試時(shí)的測(cè)試生物,實(shí)際操作時(shí)較為不便。
通過以上介紹可以看出,我國對(duì)泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法的規(guī)定尚處于空白。歐美國家的泡沫滅火劑環(huán)保性能指標(biāo)均包括了生物毒性與生物降解性;歐盟的測(cè)試指標(biāo)相對(duì)全面,更能綜合評(píng)價(jià)泡沫滅火劑的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。歐美國家的指標(biāo)設(shè)計(jì)有可取之處,但也有不足的地方。對(duì)于生物毒性指標(biāo),歐盟現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)全面考慮了可能接觸到泡沫滅火劑的生物,從哺乳動(dòng)物毒性、水生生物毒性、細(xì)菌毒性方面做出了詳細(xì)規(guī)定;美國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)在這方面略有不足,沒有規(guī)定細(xì)菌毒性,水生生物毒性也只規(guī)定了魚類毒性,沒有從食物鏈角度出發(fā)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)中的藻類(生產(chǎn)者)毒性、水溞(初級(jí)消費(fèi)者)毒性做出規(guī)定。對(duì)于生物降解性指標(biāo),歐美現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中所推薦的測(cè)試方法均耗時(shí)較長(20 d以上),不利于及時(shí)指導(dǎo)泡沫滅火劑泄漏時(shí)在環(huán)境介質(zhì)中的降解狀態(tài);同時(shí),二者推薦的測(cè)試方法也只側(cè)重于檢測(cè)泡沫滅火劑在水體中的降解情況,并沒有考慮對(duì)泡沫滅火劑在土壤中的降解情況進(jìn)行檢測(cè)。另一方面,火災(zāi)發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的煙氣已經(jīng)是一種公認(rèn)的污染物,而泡沫滅火劑滅火過程中與燃料接觸時(shí),在受熱條件下可能會(huì)產(chǎn)生毒性較大的氣態(tài)污染物;歐美現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中并沒有考慮泡沫滅火劑滅火過程中與燃料接觸時(shí)所可能產(chǎn)生的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。
在全球?qū)FOS的使用嚴(yán)格限制的形勢(shì)下,各種新型環(huán)保滅火劑層出不窮。美國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)MILF-24385F、NFPA 11-2016、NFPA 1150-2017與歐盟現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)EN 1568:2018均提及了泡沫滅火劑的環(huán)境影響問題,但我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 15308—2006、GB 27897—2011在環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)方面尚處于空白。現(xiàn)為我國泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)體系的建立提出以下建議:
a)借鑒歐美現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定適合我國的泡沫滅火劑生物降解性、生物毒性評(píng)價(jià)指標(biāo)。生物降解性指標(biāo)可采用BOD5/TOC,并同時(shí)考慮其在水體和土壤中的降解性。BOD5的檢測(cè)時(shí)間僅為BOD20的四分之一,這有助于及時(shí)預(yù)知泡沫滅火劑在環(huán)境中的降解情況;而泡沫滅火劑中含有極難降解的物質(zhì)時(shí),TOC更能準(zhǔn)確量化其中的有機(jī)物含量。生物毒性指標(biāo)可參考EN 1568:2018進(jìn)行設(shè)定,即水生生物毒性指標(biāo)為藻類毒性、水溞毒性、魚類毒性;哺乳動(dòng)物毒性指標(biāo)為眼刺激性、皮膚刺激/腐蝕性、經(jīng)口毒性;毒性指標(biāo)受試生物應(yīng)選取本土生物。
b)規(guī)定泡沫滅火劑中的有機(jī)氟含量。從現(xiàn)有研究成果來看,難降解的有機(jī)氟(如PFOS)雖能提高泡沫滅火劑的滅火性能,但同時(shí)也提高了泡沫滅火劑的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。在保證滅火劑滅火性能的前提下,對(duì)其中的有機(jī)氟含量加以限制將有助于降低它對(duì)環(huán)境的污染。若以后的研究證明,泡沫滅火劑中還含有其他類型的高毒、難降解物質(zhì)時(shí),也應(yīng)將這種物質(zhì)的含量納入環(huán)保性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。
c)規(guī)定過期泡沫滅火劑的處理處置方法。泡沫滅火劑過期后其滅火性能會(huì)降低,需要進(jìn)行更換。而過期泡沫滅火劑若隨意處置則會(huì)有一定的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。此項(xiàng)指標(biāo)可作定性要求,用以規(guī)定過期泡沫滅火劑安全、綠色的處理處置方法。
d)探究受熱條件下燃料與泡沫滅火劑共存時(shí)的煙氣生成規(guī)律。燃燒煙氣是一種公認(rèn)的環(huán)境污染物,具有生物毒性。泡沫滅火劑中的某些物質(zhì)可能會(huì)使煙氣毒性明顯增加,探究泡沫滅火劑對(duì)煙氣生成規(guī)律的影響可為管控此類物質(zhì)提供理論依據(jù)。目前,這類指標(biāo)的相關(guān)研究較少,若要將其納入泡沫滅火劑環(huán)保性能評(píng)價(jià)體系還需進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究之后才能確定。