9. ПОПЕРЕДНІ ВИПРОБУВАННЯ
9.1. У попередніх випробуваннях проводять детальний аналіз технічної документації на матеріал, який випробовується. Розглядають рецептуру матеріалу і характеристику компонентів, що входять до його складу, технологію виготовлення, призначення, галузь і умови застосування матеріалу.
9.2. Розробляють сценарії проведення горіння матеріалу в двох режимах: термоокислювального розкладу (тління) та полум'яного горіння.
9.3. Зразки кожного матеріалу піддають дії теплових потоків різної густини, що забезпечує в кожному подальшому досліді підвищення температури випробування зразка на 50° C. При цьому знаходять значення температури випробування матеріалу в режимі термоокислювального розкладу (тління). Воно повинне бути на 50° C нижче за температуру, при якій спостерігається самозаймання зразку (приблизно 450° C).
9.4. Активне полум'яне горіння матеріалу проводять при температурі 750° C (густина падаючого теплового потоку 65 кВт·м-2).
9.5. Встановлюють кількість основних токсичних продуктів горіння в кожному з вказаних режимів. Для оцінки токсикологічної значущості основних токсичних компонентів розраховують сумаційний показник FLD, який використовується у міжнародних документах, який характеризується як сума співвідношень концентрацій токсичних компонентів до їх середньосмертельної концентрації (Додаток 2).
|
|
(1), |
де Ci - концентрація i-го компоненту;
n - кількість основних токсичних компонентів;
CL50 - середньосмертельна концентрація i-го компоненту.
9.6. Одержаний результат обчислення FLD дозволяє визначити орієнтовну наважку матеріалу для проведення основних випробувань.
10. ПРОВЕДЕННЯ ОСНОВНИХ ВИПРОБУВАНЬ
10.1. Матеріали випробовують в одному з двох температурних режимах, сприяючих виділенню більш токсичних сумішей летких речовин:
- <450° C - максимальна температура термоокислювальної деструкції (безполум'яне горіння).
- 750° C - температура активного полум'яного горіння (нижня межа самозаймання оксиду вуглецю (II)).
Критерієм вибору температурного режиму основних випробувань є мінімальне значення відповідного температурного режиму випробування.
10.2. ГОСТ-ом допускається можливість зміни діапазону вимірюваних температур для матеріалів спеціального призначення відповідно до нормативної документації на зразок.
10.3. При проведенні основних випробувань у встановленому режимі знаходять ряд значень залежності токсичної дії продуктів горіння від величини відношення маси зразку до об'єму установки. Для отримання токсичних ефектів нижче і вище за рівень 50 % летальності змінюють розміри та товщину зразків матеріалів.
10.4. Затравку тварин проводять у статичному режимі. В кожному випробуванні використовують не менше 8 білих безпородних мишей масою (20 ± 2) г. Тривалість експозиції складає 30 хв. (В окремих випадках час експозиції може бути змінено в межах 5 - 60 хв.).
10.5. Температура повітря в камері затравки під час експозиції не повинна перевищувати 30° C, а концентрація кисню повинна бути не менше 16 %.
10.6. Передбачають наступний порядок проведення випробування. Нагнітають повітря в надувну прокладку до тиску 0,6 МПа, перевіряють заземлення установки, справність приладів і устаткування, ефективність вентиляції. Подають воду для охолоджування випромінювача, після чого включають його на відповідну напругу. Заслінки перехідних рукавів, клапан продування, дверці камери горіння знаходяться в положенні "зачинено".
10.7. Зразок матеріалу розміщують, а при необхідності закріплюють у вкладиші, що має кімнатну температуру.
10.8. Клітку з тваринами встановлюють в камері затравки, зовнішні дверці якої закривають.
10.9. З моменту виходу електронагрівального випромінювача на стабілізований режим, відкривають заслінки перехідних рукавів і дверці камери горіння. Вкладиш із зразком без затримки поміщають в утримувач зразка, після чого дверці камери горіння швидко закривають. Відзначають час початку експозиції тварин в токсичному середовищі.
10.10. Після досягнення максимальних значень концентрацій CO і CO2 в експозиційній камері заслінки перехідних рукавів зачиняють. Знімають напругу з нагрівального елементу випромінювача. Включають на 2 хв. вентилятор перемішування. Через спеціальні патрубки відбирають проби повітря для хіміко-аналітичних досліджень. Перелік компонентів, що визначають встановлюють в попередніх випробуваннях.
10.11. Після закінчення часу експозиції тварин (30 хв.) відкривають клапан продування, заслінки перехідних рукавів і зовнішні дверці затравочної камери. Установку вентилюють не менше 10 хв. Реєструють кількість загиблих і виживших тварин. При визначенні токсичного ефекту враховують загибель тварин, що наступила під час експозиції, а також протягом подальших 14 діб.
10.12. Визначають масу сухого залишку дослідного зразку та втрату маси зразку, (%).
10.13. Залежно від складу матеріалу при аналізі продуктів горіння визначають кількісний вихід оксиду вуглецю (II), оксиду вуглецю (IV), ціаністого водню, оксидів азоту, альдегідів та інших речовин (Додаток 3 "Токсичні речовини, що виділяються при горінні полімерних матеріалів різної хімічної основи").
10.14. Визначення провідних компонентів проводять згідно з додатком 4 "Методики визначення провідних токсичних компонентів в продуктах горіння матеріалів".
10.15. Одним із спільних (загальних) для всіх полімерних матеріалів продуктів горіння є оксид вуглецю (II), який визначають у всіх випробуваннях.
10.16. Для оцінки внеску оксиду вуглецю (II) в токсичний ефект вимірюють вміст карбоксигемоглобіну в крові тварин, що вижили.
10.17. За наявністю у складі досліджуваного матеріалу атомів сірки вірогідно утворення оксиду сірки (IV), сірковмісних органічних сполук. У цьому випадку визначають сульфгемоглобін у крові тварин, що вижили.
10.18. Якщо до складу матеріалу входять атоми азоту (полімери на основі поліуретанових, нітроцеллюлозних, сечовиних, меламіних смол, каучуків, поліамідів, амінопластів), то при горінні разом з оксидом і діоксидом вуглецю утворюються такі високотоксичні сполуки, як ціаністий водень, акрилонітрил, оксиди азоту, аміак, токсична дія яких виявляється в утворенні метгемоглобіну. В цьому випадку визначають метгемоглобін в крові тварин, що вижили.
10.19. При горінні матеріалів, що містять атоми вуглецю, водню і кисню (наприклад, поліетилен, поліпропілен, поліакрилати, полівінілацетати, полімери на основі фенолалкідних і гліфталевих смол) найвірогіднішими продуктами термодиструкції є: оксид і діоксид вуглецю, альдегіди, ефіри, кислоти.
10.20. Матеріали на основі епоксидних смол виділяють при горінні епіхлоргідрин, ціаністий водень.
10.21. При термічній деструкції і горінні матеріалів на основі полівінілхлориду виділяється хлористий водень, хлоровані вуглеводні, бензол.
11. ІНТЕГРАЛЬНА ОЦІНКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАНЬ
11.1. Оцінка результатів випробувань проводиться розрахунково-експериментальним методом на основі обліку даних санітарно-хімічних і токсикологічних досліджень.
11.2. Одержаний ряд значень залежності летальності від відносної маси матеріалу використовують для розрахунку показника токсичності HCl50, г·м-3, який застосовують для класифікації матеріалів і їх порівняльної оцінки по токсичності продуктів горіння. Розрахунок проводять за допомогою пробіт-аналізу. Приклад розрахунку наведений в Додатку 5 ("Розрахунок , - середньосмертельної концентрації (дози) шкідливої хімічної сполуки методом пробіт-аналізу"). Класифікація матеріалів по класах небезпеки проводиться відповідно до набутого значення , (табл. 2).
11.3. Вміст оксиду вуглецю (II) в камері затравки корелює з рівнем карбоксигемоглобіну (COHb) в крові піддослідних тварин, що також використовують як інформативний показник для з'ясування природи речовин, що викликали токсичний ефект. При вмісті карбоксигемоглобину в крові піддослідних тварин 60 % вважають, що токсичний ефект продуктів горіння обумовлений, в основному, дією оксиду вуглецю. Показник <60 % свідчить, що вклад до смертельного ефекту вносять також інші компоненти.
11.4. Таблиця 2 - Класифікація полімерних матеріалів по критерію токсичності продуктів горіння з урахуванням терміну дії
|
Клас небезпеки |
, г·м-3, при терміні дії, хв. |
|||
|
|
5 |
15 |
30 |
60 |
|
Надзвичайно небезпечні |
<25 |
<17 |
<13 |
<10 |
|
Високо небезпечні |
25 - 70 |
17 - 50 |
13 - 40 |
10 - 30 |
|
Помірно небезпечні:* |
70 - 210 |
50 - 150 |
40 - 120 |
30 - 90 |
|
Помірно небезпечні клас |
|
|
40 - 80 |
|
|
Мало небезпечні |
>210 |
>150 |
>120 |
>90 |
____________* Примітка. Розподіл матеріалів 3-го класу (помірно небезпечні) на два підкласу обумовлено непропорційним по відношенню до прийнятого масштабу величин токсичності діапазону величин у класі 3, що призводить до включення в цей клас матеріалів з принципово відмінними показниками токсичності. Результати розподілу на підкласи носять характер рекомендацій.
11.5. Одержана в результаті інтеграції приватних значень досліджуваних показників інформація використовується для видачі висновку щодо токсичності продуктів горіння, визначення наявності і обмежень вживання конкретних ПМ в приміщеннях з високим ризиком пожежної безпеки.
11.6. Полімерні матеріали, які за токсичністю продуктів горіння відносяться до першого і другого класів небезпеки за ГОСТ 12.1.044-89, не допускаються до застосування в приміщеннях, визначених ДБН В.1.1-7-2002 "Пожежна безпека об'єктів будівництва".
11.7. Матеріали, що відносяться до третього і четвертого класів небезпеки за ГОСТ 12.1.044-89, повинні застосовуватися в обмеженій насиченості і вимагають вживання засобів захисту, наприклад, застосування антипіренів.
11.8. Результати випробувань токсичності продуктів горіння полімерних і синтетичних матеріалів включаються в протокол "Результати визначення показника токсичності продуктів горіння полімерних матеріалів" (Додаток 6).
ЛІТЕРАТУРНІ ДЖЕРЕЛА
1. Health Hazard Evaluations: Issues Related to Occupational Exposure to Fire Fighters 1990 to 2001. - : DHHS (NIOSH) Publications, 2004. - No. 2004 - 115. - 27 p.
2. Gad Sh. C., R. C. Combustion Toxicology, : CRC Press. - 1990. - 203 p.
3. "Статистика 2005. Проведення досліджень статистичних даних про пожежі та наслідки від них в Україні за 2005 р. та прогнозування основних показників статистики пожеж на 2006 р." Київ: НДІ ПБ України. - 2006.
4. Лупанов С. А., Зуева Н. А. Обстановка с пожарами в Российской федерации в 2004 году. //Пожарная безопасность, 2005. - N 1. - С. 124 - 127.
5. Bowes P. C. Smoke and Toxicity Hazards of Plastics in Fire //Ann. Occup. Hyg., 1974. - Vol. 17. - No. 2. - P. 143 - 155.
6. Pauluhn J. A. Retrospective Analysis of Predicted and Observed Smoke Lethal Toxic Potency Values //J. Fire Sciences, 1993. - Vol. 11. - No. 2. - P. 109 - 130.
7. Шафран Л. М., Стяжкин В. М., Разин В. И. К методике гигиенической оценки токсичности продуктов горения полимерных материалов //Гиг. и сан., 1980. - N 5 - С. 44 - 48.
8. Kimmerle G., Prager F. H. The relative Toxicity of Products: Part 1. Plastic and Manmade Fibres: Partll. Polyisocyanate Based Foam Materials. J. Comb. Tox. V. 7. N 2. 1980, p. 42 - 68.
9. Эйтингон А. И. Применение и формализация параметров токсичности для характеристики полимерных материалов в условиях горения // Гиг. и сан., 1982. - N 4. - С. 82 - 84.
10. Шафран Л. М., Пушкина В. А., Гудзенко Т. В. Роль полимерных материалов в распространении нозокомиальных грибковых инфекций //Проблемы медицинской микологии, 2004. - Т. 6. - N 2. - С. 72.
11. Дышиневич Н. Е. Приоритетные направления в обеспечении безопасного применения полимерных материалов в среде обитания человека //Тези доповідей II з'їзду токсикологів України. 12 - 14 жовтня 2004 р. - К., 2004. - С. 115.
12. Шафран Л. М., Тімошина Д. П., Харченко І. О., Леонова Д. І. Токсичність продуктів горіння як основний чинник небезпеки для людини під час пожеж та інших надзвичайних ситуацій. //Безпека життєдіяльності, 2005. - N 6. - С. 21 - 26.
13. Харченко И. А., Тимошина Д. П., Леонова Д. И., Селиваненко Н. Г., Лобуренко А. П. Проблема токсичности продуктов горения полимеров в обеспечении безопасности людей при пожарах //Довкілля и здоров'я, 2005. - N 2. - С. 6 - 12.
14. Берлин А. А. Горение полимеров и полимерные материалы пониженной горючести. //Статьи Соросовского Образовательного журнала в текстовом формате. Химия. - М.,1996 - 8 с.
15. Landrock A. H. Handbook of plastics flammability and combustion toxicology. principles, materials, testing, safety, and smoke inhalation effects. - , N. J.: Noyes Publications, 1983. - 308 p.
16. Иличкин В. С., Фукалова А. А. Токсичность продуктов горения полимерных материалов //Обзорная информация. - М.: ГИЦ, 1987. - 68 с.
17. Toxicity testing of fire effluents.- Technical Report. ISO TR 9122-4.- , 1993. - 14 p.
18. Шафран Л. М., Басалаєва Л. В., Харченко І. О., Тімошина Д. Л., Селіваненко М. Г., Третьяков О. М. Деклараційний патент на корисну модель N 4329 G01N7/06 від 17.01.2005. Бюл. N 1.
19. Методические указания. Определение состава и токсичности продуктов горения синтетических материалов, предназначенных для судостроения и судоремонта. N 410-32-93. - В сб. - Николаев, 1994, 80 с.
20. IEC 695-7-50 Ed. 1.0: Fire hazard testing. Part 7050: Toxicity of fire effluent. Estimation of toxic potency: Apparatus and test method. 1999.
21. ISO 13344:1996 (E). Determination of the lethal toxic potency of fire effluents. - : ISO, Toxicity testing of fire effluents.
22. Майка Е., Палюс Я., Сокаль Е. Определение карбоксигемоглобина в крови с использованием газовой хроматографии //Гиг. труда и профзаболевания.- N 9. - 1981. - С. 47 - 48.
23. Букина Л. П., Ушакова Л. И. Спектрофотометрическое определение карбоксигемоглобина //Судебно-медицинская экспертиза. - N 2. - 1979. - С. 39 - 42.
24. Данилова Л. А., Башарина О. Б., Красникова Е. Н., Литвиненко Л. А. и др. Справочник по лабораторным методам исследования //Под ред. Л. А. Даниловой. - СПб.: Питер, 2003. - 736 с. (Серия "Спутник врача").
