摘要:随着社会经济的发展，火灾的发生及危害性越来越大，火灾的人员伤亡、财产损失及恶劣的社会影响，会对环境造成破坏。在充分了解国内火灾形势的基础上，深入分析火灾中对大气环境、水环境、生态环境、土壤及灭火剂对臭氧层色消防技术的定义，并系统地阐述了现有的绿色灭火剂的相关内容。

关键词:绿色消防；环境污染

火的使用是人类伟大创举之一，然而，火若失去控制，便会危及生命财产和自然资源，酿成灾害。历史上曾发生过一些特大火灾有:1908年美国切尔西城大火，基本摧毁了整个城市；1980年美国27层的米高梅饭店火灾，烧死84人，烧伤679人；1987年5月6日发生于大兴安岭北部的森林大火为例，大火烧了28天，横扫100余km²，烧掉了9个林场，31个林场受害，过火面积130多万km²。大火扑灭后，大兴安岭的森林覆盖率从76%下滑到61.5%，重度与中度火烧的林地生物多样性殆尽，作为松嫩平原与呼伦贝尔大草原的天然水库和天然屏障的大兴安岭生态系统的生态效能大大降低。由此可知，火灾对人类造成了巨大的危害，建筑火灾、城市火灾及工业火灾不仅会造成巨大的人员及财产的损失，还会带来极其恶劣的社会影响。

为减小火灾给人类带来的损失，出现了各种各样的火灾探测器、灭火剂以及阻燃材料等，其中，哈龙灭火剂是价格低廉、效率高、使用最广泛的一种灭火产品，但是在诸多好处的背后却给人类社会的发展带来了极大的隐患，哈龙灭火剂严重的破坏臭氧层，将直接影响到地球上的生态平衡，威胁到人类的生存空间，由此各国实施了淘汰哈龙行动，随着哈龙等一批给环境带来污染的消防产品逐渐退出消防领域，它的空缺就需要用新的无二次污染的高效灭火剂予以替代。环保型消防产品已成为整个世界发展的新潮流。

本论文在国内外研究的基础上，分析消防与环境的关系，全方位的阐述绿色消防技术的由来及特点，说明绿色消防技术应具有洁净、快速、无污染、经济合理的技术，为发展绿色消防技术及产品的开发提供依据，在发展绿色消防技术方面具有重要的指导意义。

一、消防与环境保护的关系

随着社会经济及科学技术的发展，人类环境保护和消防意识的增强，消防与环境保护的关系越来越密切。消防是一门发展比较晚的学科，但随着消防事业的发展，火灾预防工作取得了显著成绩，这减少了火灾对人身和人类财富的破坏。但是由于火灾过程能产生大量的污染物质，能摧毁森林、草原等对维护生态平衡和自然环境起着决定性作用的绿色植物。同时，由于灭火过程也能产生环境污染物，比如灭火剂哈龙的使用，能破坏大气臭氧层，扑救化工产品火灾过程产生的废水，使用的泡沫会污染水体，所以火灾的减少也减轻了火灾扑救过程对环境的污染和破坏，为环境保护做出重要贡献。

随着消防科技的发展，绿色灭火剂及新型灭火器具的开发和应用减少了灭火过程中对环境的污染。例如:哈龙灭火剂的淘汰，新型灭火剂的使用减轻了对大气臭氧层的破坏；绿色阻燃材料的使用最大限度的减少了那些对人类健康、生态环境、对安全有害的原料和工艺的使用，改变了以往以人的安全和环境污染为代价来提高材料的阻燃效果，实现了真正低毒、低烟和无环境污染。

同时，环境保护事业的发展有利于火灾预防工作，最近几年，我国在农村相继推广了秸秆还田、秸秆转化、秸秆气化等无害化处理技术，减少了秸秆焚烧带来的环境问题的同时，也有效的减少了农村火灾事故的发生；城市集中供暖的大量推广在减轻了环境污染的同时，也有效的减少了火灾的发生；再者，环保型涂料油漆胶粘剂的大量使用有效降低了火灾危险性。

二、国内外绿色消防技术研究现状及存在的问题

2.1国内外绿色消防技术研究现状

1992年在巴西里约热内卢召开了“世界环境发展大会”，又被称为“绿色国际会议”，自此人类开始从工业文明的发展模式逐渐向现代生态文明的发展模式转变和过渡。正是在这样的大背景下，产生了“绿色技术”的新概念，应用到消防领域就产生了“绿色消防”的新概念。从此许多国家对消防产业可持续发展和环境保护开展了广泛的研究，并针对现实消防的不同保护对象，开展大量实际火灾危险评估试验，更新标准规范、更新老产品，采用信息技术、替代技术、工程技术等许多高新技术，开发出许多智能型、节能型、环保型的高性能高效率的绿色消防产品，即统称的对生态或环境有益的消防产品，使消防产业的可持续发展出现新的活力和生机。

在绿色阻燃技术方面，辽宁省鞍钢矿山电控厂开发成功新型阻燃PVC硬质塑料管，并通过了技术鉴定。这种刚性可冷弯、阻燃的PVC电缆套管是采用国际先进技术生产的具有高性能的新型产品。其外观为白色，光滑细腻，具有质松、可冷弯、阻燃、耐低温、抗冲击、耐腐蚀、价格低等优点。在施工时尤其是在冬季施工时，用简单工具就可以任意弯曲定型，施工灵活、方便。

2.2我国绿色消防技术研究存在的问题

从可持续发展和保护环境角度来看，同某些发达国家相比，我国在消防技术的研究、消防产品的生产方面仍存在许多急待解决的问题和较大的差距。主要有以下几点。

1)消防企业规模小、数目多、发展不平衡、布局不合理，设备落后、产品品种少，质量差、技术含量低，资源浪费严重、社会经济效益低，缺乏市场竞争力、尤其是国际市场竞争力，不能满足现实消防需要，尤其是高层建筑、森林、交通工具和重大工业等消防的需要；

2)环境保护意识不强、环保型绿色产品少，一些会对环境产生严重污染的产品仍在生产和使用，对产品在防火和灭火应用中对环境的危害和影响缺乏实际研究和对策；

3)在企业管理方面，缺乏严密的组织和严格的法律监督检查机制，致使一些假冒伪劣、落后甚至被淘汰的产品在市场上流动不止，企业竞相压价、相互内耗，干扰和影响市场的健康有序发展等；

4)对消防技术的研究重视程度不够，研制出灭火效率高、投入少、对环境污染小、应用范围广的哈龙产品的替代品较少。在看到我国消防产业发展所取得的巨大成绩的同时，必须对上述这些问题有一个清醒的认识和采取相应的对策。

三、传统灭火过程对环境影响分析

3.1火灾扑救过程中使用的卤代烷灭火剂会破坏大气臭氧层

人类广泛使用的全氯氟烃(CFCs)和全澳氟烃(国际通称Halon，我国称哈龙)含有氯和滨，哈龙分子在大气受到太阳光辐射后分解出氯和溟的自由基，这些化学活性基团与臭氧结合，夺取臭氧分子中的一个氧原子，弓}发破坏性链式反应，使臭氧遭到破坏，从而降低了臭氧浓度造成臭氧空洞。我国消防行业消耗臭氧层物质的消费量占全国消费总量的27.8%，对臭氧层的破坏相当严重。臭氧层耗损对人类健康及其生存环境的主要危害是:大量的紫外线直接辐射地面，导致人类皮肤癌、白内障发病率增高，并抑制人体免疫系统功能；农作物受害减产，影响粮食生产和食品供应；破坏海洋生态系统的食物链，导致生态平衡破坏。哈龙在大气层中存活寿命长达数十年，是破坏臭氧层的主要元凶之一。

3.2火灾扑救过程产生酸性气体污染大气

使用卤代烷作灭火剂破坏大气臭氧层的同时，能产生HCI、HBr、HF等酸性气体，这些气体不但能进入大气成为酸雨发生的因素，而且有很大的腐蚀性和毒性，对火场周围的人和动植物产生危害。

3.3火灾扑救过程会造成水体污染

一般在火灾的扑救过程中会使用大量的水来冷却可燃物或扑灭火，在火场使用过的水会将火灾中产生的大量有害物质带走，进入城市排水系统，最后进入地表径流污染地表水，有的渗入地下污染地下水。特别是在扑救化学物品、放射性物品及其他危害性物品等火灾时，火场使用过的水中含有大量化学物质或者本身遭辐射后具有毒害性、腐蚀性，一旦渗入地下，流入河流，均能造成地表、地下水的污染，破坏土壤，从而影响人体健康和动植物生长发育。

1986年瑞士的贝塞尔圣多日化学品仓库发生火灾爆炸事故，消防人员在灭火中注入了大量水，然而灭火用水与大量化学物质混合在一起流入莱茵河，造成河水严重污染，致使大量鱼类和其他水生动、植物死亡。这一污染事件被列为20世纪80年代以来发生的三大公害事件之一，造成的危害之深是可想而知的。

3.4火灾扑救过程对土壤的影响

火场使用过的带有大量有害物质的水进入土壤，除一部分渗入地下水污染水体，一部分留在了土壤中，对土壤造成污染，而且土壤污染比起水体污染来说更难治理，污染物质能够更长久的停留于土壤中，危害性更大。

四、绿色消防技术

4.1哈龙产品的危害

哈龙灭火系是一些具有不同程度灭火能力的低级烷烃的卤代化合物灭火系的总称。具有灭火快、毒性低以及不污染和损害受灾物品等优点。它的灭火过程是一个化学抑制过程，它破坏燃烧的链式反应，阻止燃料和氧气通过化学反应聚集到一起，所以灭火效率很高。哈龙灭火剂具有良好的储存性能和灭火效能，可用于扑救可燃气体火灾、甲乙丙类液体火灾、可燃固体表面火灾、电气火灾等。

我国于1964年研究成功1211灭火剂，并在20世纪70年代开发出了1211固定灭火系统，80年代开始逐步在计算中心、仓库、实验室、博物馆、图书馆以及交通运输行业广泛使用。但是科研人员后来的研究表明:哈龙灭火剂向大气中弥散的过程中，受温差压差的影响，向上飘移到臭氧层，在臭氧层内，卤代烷受到太阳紫外线的辐射激化和离子的干扰，产生游离的Cl和Br原子，能起到催化剂的作用。Cl和Br原子分别与臭氧结合，产生双原子氧和氯、澳。每个游离的氯滨原子可以破坏高达10万个臭氧分子。而在此过程中，氯和嗅的数量不变。从而不断地消耗掉臭氧，也就破坏了人类的生存环境。

4.2现有的哈龙替代品的种类

目前，哈龙灭火剂的替代研究可分为两大方向:一是以其他灭火系统替代龙灭火系统的应用研究。如以二氧化碳、细水雾灭火系统进行替代；二是开发新型的“洁净气体”灭火剂和相应的灭火系统。在国际上，哈龙替代物(包括气体类、液化气类)大致可划分以下七大类。

4.2.1卤代烃类灭火剂

卤代烃系统是从1990年开始开发的一种较新的灭火系统，主要目的是要替代哈龙灭火系统。在绝大多数情况下，卤代烃类灭火系统的设计要求与哈龙相似，可以直接替换现已使用的哈龙灭火系统中的哈龙灭火剂，应用时可以不改动原哈龙灭火系统的设备(包括贮存容器、管道、阀门等的规格、数量等)，仅仅更换灭火剂。这也是卤代烃类哈龙替代物相比于其他的替代物的优势之一。

4.2.2二氧化碳灭火剂

二氧化碳在通常状态下是无色无味的气体，相对密度为1.529，比空气重，不燃烧也不助燃。将经过压缩液化的二氧化碳灌入钢瓶内，便制成二氧化碳灭火剂。从钢瓶里喷射出来的固体二氧化碳(干冰)温度可达-78.5℃，干冰汽化后，二氧化碳气体覆盖在燃烧区内，除了窒息作用之外，还有一定的冷却作用。二化碳灭火剂的灭火效果逊于卤代烷灭火剂，但价格是卤代烷灭火剂的1/30～1/70。作为工业产品副产品的二氧化碳来源丰富、价格低廉，是目前被广泛使用的气体灭火剂品种之一。由于二氧化碳灭火剂不含水、不导电，所以可以用来扑灭精密仪器和一般电气火灾，以及一些不能用水扑灭的火灾。

但是二氧化碳不宜用来扑灭金属钾、钠、镁、铝等及金属过氧化物(如过氧化钾、过氧化钠)、有机过氧化物、氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐、亚硝酸盐、重铬酸盐等氧化剂的火灾。

4.2.3细水雾灭火技术

虽然细水雾是一种重要的灭火剂，但该产品的技术关键不是水本身，而是将水变成细水雾的设备和细水雾发生的重要参数等。细水雾直径要求是在最小的工作压力下，离喷头lm处的99%的水雾液滴直径小于1μm。细水雾主要以冷却和窒息的方式灭火，其灭火机理为:细水雾被直接喷射进入或被卷吸进入火焰区时，水雾迅速气化成水蒸气时吸收大量的热，使燃料的温度降低，水雾进入火场一方面取代了火焰附近的氧气，另一方面也稀释了易燃蒸汽，使氧含量减少，混合蒸汽浓度降低，燃烧不能进行。

对于A级固体燃烧物，细水雾还有对燃烧物体产生乳化、润湿的作用，另外对未燃物品还有包围被保护区域，预先湿润临近的燃烧物，冷却气体和被保护区域中的其他燃料，阻挡辐射等作用。其灭火过程中能洗去烟中的部分有害物质，减少污染；且灭火剂本身为无污染物质，有利于环境保护。细水雾用水量少，灭火效果较好，但设备结构复杂，技术要求高，造价昂贵，所以在应用方面受到了一些限制。然而因细水雾实际灭火效果较好，受到业内人士的广泛关注，仍是目前发展较快的一种灭火剂。

4.2.4气溶胶灭火技术

气溶胶是液体或固体微粒悬浮于气体分散介质中形成的一种溶胶。气溶胶灭火剂可以分为两种类型:一种是在气溶胶灭火剂释放之前，气体分散介质和分散介质是稳定存在的，气溶胶灭火剂的释放即气体分散液体或固体灭火剂成气溶胶的过程；另一种是气溶胶灭火剂的释放经过了燃烧反应，反应产物既有固体又有气体，气体分散固体颗粒形成气溶胶，也可称为气溶胶发生剂。气溶胶不需要采用耐压容器，因为含能材料本身燃烧时可提供驱动能量；它可以以全淹没的方式灭火；气溶胶灭火颗粒的粒度极小，可以绕过障碍物并在火灾空间有较长的驻留时间；可用于相对封闭空间，而且也可用于开放的空间。气溶胶灭火剂生成的气溶胶中，气体与固体产物的比约为6∶4，其中固体颗粒主要是金属氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐、炭粒以及少量金属碳化物；气体产物主要是少量的CO和CO₂。一般认为，固体颗粒气溶胶同干粉灭火剂一样，是通过若干种机理发挥灭火作用的，如吸热分解的降温作用、气相和固相的化学抑制作用以及惰性气体使局部氧含量下降等。大量的实验表明，气溶胶灭火剂中气溶胶产物的释放速度及固体颗粒尺寸显著影响灭火效率。

4.2.5惰性气体灭火剂

惰性气体灭火剂的灭火原理主要是利用惰性气体来稀释燃烧反应区的氧气的浓度，使得氧气浓度低于燃烧所需的最低浓度，破坏了燃烧三角形中的助燃物环节。惰性灭火剂中最为常见的是烟络尽灭火剂。其无色、无味、无毒、无腐蚀，是一种绿色灭火剂。同其它灭火系统相比，烟烙尽灭火系统具有污染环境，属绿色环保类产品、烟烙尽灭火剂灭火时，不产生任何化学反应、对人体无害、产生化学分解产物及冷凝水，对设备及资料无腐蚀、破坏作用等特点。该系统可广泛应用于电子计算机房，广播通讯机房和电子设备密集场所的电气火灾的扑救，同时也可用于油、气以及图书馆、文物档案库等场所的A、B、c类火灾的扑救。但由于其灭火浓度高，喷射时间长(约605)，灭火速度低于卤代烷灭火剂和其它灭火剂，故而扑灭B类火灾的效果不如扑灭A类火灾的效果好。

4.2.6非挥发性哈龙替代物(NvPS)

NVPS是一种非挥发性的有机化合物，在灭火时能够产生含氢澳氟代烷，会危害地球的臭氧层，其分解产物也无毒。其分解产物中有类似哈龙的化合物产生，不会像哈龙那样在开放性灭火时，大部分(90%)无谓的排入大气造成环境污染。非挥发性哈龙替代物可以用于原油、油漆、涂料、塑料的灭火，可以远距离灭火。偶然泄漏的NVPS不会释放到大气中造成环境污染，也不会造成蒸汽公害，危害人们的健康。使用NVPS灭火用量较少，成本也可以控制，所以NVPS不失为寻求高效、无公害、无环境污染的哈龙替代物的新的研究方向。当然现在其制备、毒性和应用技术等还需要进一步研究。

4.2.7泡沫灭火剂

泡沫灭火剂的灭火原理是利用泡沫将可燃物(多为液体)的表面严密的密封起来，并且在整个密封过程中泡沫不被破坏，从而将氧气和可燃物隔绝开来，使燃烧不能进行，从而达到灭火的目的。泡沫灭火剂主要有以下几种:蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂、抗溶泡沫灭火剂、高倍数泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂。泡沫灭火剂灭火性能主要受到以下几个因素的影响:泡沫发泡倍数、泡沫稳定性与流动性。半个多世纪以来，泡沫灭火剂在不断发展中逐渐形成两大种类，一种是以水解蛋白为基料的蛋白泡沫；另一种是以合成表面活性剂为发泡基的合成泡沫。

五、绿色消防的意义

总之，绿色消防是指消防活动符合环境保护的要求，对公众健康和环境不会造成危害。开展绿色消防，就是要坚持可持续发展战略，即在消防工作中既要考虑当前形势的需要，也要考虑未来社会发展的需要，决不能以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的利益需求。

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