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对FM-200（七氟丙烷）气体灭火药剂及其热分解产物的分析
- 2016-11-26 12:14 来源：|0 流量：1861
FM-200是美国大湖化学公司的注册商品，化学名称是七氟丙烷，我国及世界各地将之广泛应用在消防气体自动灭火系统中，作为哈龙1301的替代品之一，它具有可液态存储、气态释放、灭火速度快、灭火后不留残余物等与哈龙1301系统近似的特性。
在我国FM-200（七氟丙烷）的广泛应用当中，包括灭火设备和药剂生产厂家、研究机构、系统最终用户在内的各个方面，对于它的灭火性能基本上是比较认同的。但是，关于FM-200（七氟丙烷）药剂本身及其热分解产物的研究数据还不多，到底它在灭火及非灭火喷放时，对于人体和设备仪器及周围环境是否安全呢？希望通过下面一些国外相关数据资料的引用，使您能对FM-200有一个更加深入的了解。（以下相关实验中使用的灭火剂均为美国大湖公司的FM-200药剂）
1. 关于药剂
1.1. 对于FM-200药剂本身，全世界的许多研究机构对它进行过测试，这在哈龙1301的替代品甚至所有气体灭火药剂当中是并不多见的现象。以下是一些相关动物的医学试验数据，这些数据是美国大湖化学公司通过试验得出的①。
* 吸入敏感性测试：
在FM-200与氧气混合气中，FM-200浓度为80%，经过4小时单体（包括雌性及雄性）小白鼠暴露测试，没有死亡及呼吸系统问题出现。在测试期间及测试一小时后，所有试验用小白鼠行动表现正常。该试验证明在试验条件下，FM-200在呼吸时无毒性。
* 逆转录酶突变试验： 沙门氏菌族TA98，TA100，TA1535，和TA1537以及埃西氏菌大肠杆菌族WP2uvrA，被用来评估FM-200的诱变性，结果显示FM-200不会导致对回复体菌团的代谢活化或抑制代谢活化的作用。该实验结论是，FM-200不会转化或改变活细胞的遗传物质的结构。
* 染色体畸变试验： 在10%--80%的浓度的FM-200混合空气中暴露24到48小时，没有发现基因畸变和遗传物质的变化。该实验结论是，FM-200不会改变活体细胞遗传物质的结构和数量。
* 10天吸入试验： 连续10天每天6小时使新西兰白兔暴露在1%、2%、5%和10%的FM-200和空气混合气体中，氧气浓度不低于19%。试验后，所有白兔都正常存活下来，然后全部解剖，任何浓度下均未见相关的病理变化。试验组与对比组（正常环境下）的白兔在体重、增重、食物消耗基本相同，解剖后也未见内部的病变产生。该试验证明连续吸入FM-200没有影响。
* 14天吸入试验： 连续14天每天6小时使新西兰白兔暴露在1%、2%、5%、10%的FM-200和空气混合气体中，氧气浓度不低于19%。试验后，所有白兔都正常存活下来，然后全部解剖，任何浓度下均未见相关的病理变化。试验组与对比组（正常环境下）对比后，发现的白兔在体重、增重、食物消耗、临床病理、内脏重量或肉眼可见的解剖学的相关临床影响和变化产生。试验证明暴露在试验条件的FM-200中，不会引起呼吸系统的问题。
* 对鼠类的进一步研究：三组共24种怀孕6-18天的老鼠整体暴露于2%、5%、10.5%的FM-200与空气的混合气体内，氧气浓度不低于19%，另一组老鼠在正常环境内作为对照组。所有动物都正常存活，并按照预定程序部分被解剖。所有浓度下都没有观察到对药物的反应。同时试验组的动物都没有因FM-200引起的体重及增重上的变化。解剖后未发现内脏差异及内部器官在重量上的差异。各浓度下并未对子宫内胎儿产生威胁及影响其生长，并无畸形现象。致命浓度组的动物存活良好，和对照组比较，没有什么差异。由此得出结论，在任何试验浓度下没有中毒现象发生，无影响最高浓度可视为10.5%。在所有试验条件下，包括胎儿在内，没有对动物得骨骼及各种组织产生发育上的影响。
* 对兔类的进一步研究：三组共24种怀孕6-18天的兔子整体暴露于2%、5%、10.5%的FM-200与空气的混合气体内，氧气浓度不低于19%，另一组老鼠在正常环境内作为对照组。试验结果和所得出的结论与上面第6项相同。
* 90天吸入试验：对分别3组（包括12只雌性及12只雄性）的老鼠做同以上6、7项相同程序的连续90天的吸入试验，结果和结论与6、7项相同。
1.2. 大湖公司还对人体做了吸入性试验，参加试验的志愿者包括健康人群、高龄人群、有各种疾病（包括心脏病）的等等各种身体及年龄、性别状况的人群。
将以上各项试验的结果与其它医疗及科研机构的试验结果归纳后，得出的结论显示：在FM-200体积比浓度为9%或低于9%时，对人体无任何影响；高于10.5%浓度时，需要按照相关规定限制在该环境下的人员允许最大停留时间。而一般A类火灾保护区的设计浓度在7%到10%之间，理论上不会高于最低有影响浓度值（LOAEL）10.5%。
但是必须注意的是保护区的实际内容积有可能因为内部装修的改变和保护区内永久性占用体积（密闭或实心物体，如雕塑、密封容器等）的增加而减小，从而导致实际喷放后灭火剂浓度高于设计浓度甚至超过LOAEL值。另外，设计时的药剂残余量过多或保护区尺寸与实际不符也可能会导致实际喷放量接近或超过LOAEL值。因此，合理的设计、及时修改设计和严格按照设计施工安装是保证系统正常、合理运转的先决条件。
1.3. 高浓度时对人体的影响
对于FM-200的可能致死的浓度的研究也有大量相关的试验作为依据，在4小时暴露试验中，FM-200的浓度在80%以下时，没有任何试验体发生死亡的现象，在低于80%的浓度时，对皮肤、眼睛、呼吸系统也没有任何可以观察到的伤害，更长试验周期（30天及90天）的结论也证明FM-200在浓度低于80%时对人体没有在毒性方面的伤害。
1.4. 医疗应用
FM-200药剂还被作为药物助推剂使用在治疗哮喘的药物喷雾器中，多达70个试验案例（包括3例人体试验）表明，FM-200体积比浓度在14%以下时，对人体没有伤害。
1.5. 除了以上对动物及人体的相关试验外，各个方面的使用者根据本身的实际使用需要，也就FM-200对设备及相关物品的影响做了若干试验。
* 对文物、艺术品及类似材质的影响：
2003年2月，大湖公司和Hughes Associates及Qrion Analytical共同就FM-200对下列物品进行了静态暴露实验及喷放冲击试验②，试验品包括：卡纸、带墨迹的纸张、玻璃、有丙稀酸树脂涂层和醇酸树脂涂层的聚苯乙烯、塑料（CD），照相用感光乳液、丙稀酸树脂涂层的玻璃、石材（大理石）、金属（黄铜）、陶瓷（玻璃陶瓷制品）。在静态暴露试验中，所有试验物品被放置在7%浓度的FM-200中60分钟；在冲击试验中，除塑料、石材、金属、陶瓷及聚苯乙烯外的试验品被放置在喷头周围不同的距离处。
试验结论是“在亮背景和暗背景显微镜下，通过Orion分析部门的分析表明，被测物质在表面上与先前并没有视觉上可观察到的不同，在FM-200喷放时，药剂本身没有残余物，空气中及管道内的极少量灰尘会在药剂喷放时附着在试验品表面，但可以轻易的被去处而不留残余物，当物品的设置非常接近喷头时，应该注意对物品的保护，可设置相应的保护措施，一些较敏感的物品放置在正对喷头的位置时，应保持3米左右的距离。”
* 对隐形眼镜的影响
大湖公司和WETLENS眼镜公司（FM-200的用户）共同就FM-200是否会对隐形眼镜造成损伤的问题做了一系列试验③。各类隐形眼镜在浓度为20%的FM-200内保存30分钟后，所有试验品经过测试，在颜色、清晰度和物理特性上都表现的非常稳定。在镜片的直径上只有百分之几毫米的变化，在屈光度上只有百分之几度的变化，根据美国国家标准协会（ANSI）的相关标准，这些变化属于可忽略变化。
以上试验可以得出这样的结论：在20%浓度下暴露30分钟后，FM-200对隐形眼镜不会产生损伤。而通常实际情况下，FM-200释放到保护区内的浓度不会达到20%的浓度，而在集中储存式系统中，放置药剂存储容器的房间内也大多不会安置与气体灭火系统无关的设备、存储贵重或类似于隐形眼镜的敏感物品。该试验条件应该被视为现实条件下机少出现的极端情况。
* 对磁带的影响
根据客户的要求，大湖公司做了FM-200对磁带资料影响的实验④，采用了暴露放置的方案，这是典型的磁带资料存储方式。
资料存储在由计算机部门提供的 60至 90米长的 DAT磁带和 TK-50软片上。第一次实验，将这些磁带和软片放置在浓度为 100%的 FM-200饱和蒸汽中，保持 60分钟。第二次实验，将它们放置在 FM-200浓度为 7%的空气中，保持 60分钟。无论 FM-200的浓度是 7%还是 100%，所有存储的资料全部可读，对资料没有观察到任何的不良影响。
* 对电影胶片的影响：
大湖公司委托Motion Picture Technology公司就FM-200对电影胶片的影响做了一系列试验⑤：
* 饱和FM-200蒸汽暴露试验：电影胶片样本在FM-200 浓度为10%的空气中，室温条件下暴露72 小时。本次实验结束后，所有在此条件下暴露过的样本，没有一个显示出视觉上可观察到的外观及放映图像的变化。之后，样本被放入室温条件下，100%浓度的FM-200 饱和蒸汽中48 小时，试验后同样没有发生任何变化。
* 液态FM-200暴露试验：胶片样品的两面都受到液态的纯FM-200 的喷涂。为了测试受到液态FM-200 冷冻时的反映，胶片样品还要受到热冲击和湿气凝聚的影响。三乙酸醋和多元酯样品（流延胶片）没有外观和可观察到的放映图像上的变化；醋酸丙酸酯（一次彩色成像胶片）样品则出现轻微的卷曲并且有可能收缩。
在测试时，FM-200 气体的浓度大大超过了正常情况下释放时的浓度，这是为了表明FM-200 完全可以用在电影胶片的储存室，因为那里含有三醋酸酯纤维素和聚乙烯对苯二亚甲基，如果储存柯达一次成像胶片，则还应进行更加广泛的测试。
应该注意的是，实际喷放时，FM-200是以极微小的液粒状态从喷头的喷口处释放出来，一旦进入常温（火灾时环境温度升高，有助于汽化）、常压的空气环境中，会迅速汽化，以气态形式喷放到保护区内。以上液态喷涂试验所模拟的状态，在实际气体灭火系统喷放过程中是绝少遇到的情况，可以视为极端试验条件。
1.6. 以上试验说明，FM-200在无火喷放的条件下，不会对被人体、被保护的设备、资料和文物产生不良影响。该无火喷放及浸渍的条件通常可以视为气体灭火系统误动作喷放时的状态。这种情况在实际应用中是有可能发生的，而且是我们在选择灭火剂和进行系统设计时必须要加以考虑的。
