صفحه اصلی
درباره ما
محصولات
وبلاگ
تستهای آزمایشگاهی
گواهینامه ها
تماس با ما
تعریف فوم آتشنشانی زیستی و مقایسه با فومهای شیمیایی متداول
فوم آتشنشانی زیستی به کفهای اطفاء حریقی گفته میشود که بخش عمده ترکیبات فعال آنها منشأ زیستی (گیاهی یا حیوانی) دارند. این فومها برخلاف کفهای سنتزی متداول (مانند AFFF) حاوی سورفکتانتها و پایدارکنندههای برگرفته از منابع تجدیدپذیر (مانند پروتئینهای طبیعی یا پلیمرهای گیاهی) هستند. در نتیجه، فومهای زیستی معمولاً تجزیهپذیر زیستی بوده و پس از استفاده در محیط به سرعت توسط میکروارگانیسمها تخریب میشوند. در مقابل، فومهای شیمیایی متداول نظیر فومهای تشکیلدهنده لایه آبی (AFFF) شامل سورفکتانتهای فلوئوره (PFAS) و ترکیبات سنتزی پایدار هستند که به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر تخریب، به «مواد شیمیایی ابدی» مشهور شدهاند. این ترکیبات (PFAS) در محیط انباشته میشوند و آلایندههای سمی آبهای زیرزمینی به شمار میروند. به طور典例، در فرمولاسیون AFFF بین ۲٪ تا ۱۵٪ مواد پرفلوئوره پایدار وجود دارد که میتواند سالها در طبیعت و بدن انسان باقی بماند. در نتیجه مهمترین تفاوت فوم زیستی با فوم شیمیایی سنتی در ساختار شیمیایی و پیامدهای زیستمحیطی آنهاست: فومهای زیستی عاری از ترکیبات فلوئوره (PFOS, PFOA و غیره) هستند و خطری تحت عنوان آلودگی پایدار در طبیعت ایجاد نمیکنند، در حالی که فومهای سنتی حاوی PFAS به دلیل پایداری بالا و انباشتهشدن در بدن موجودات زنده با مشکلات زیستمحیطی و سلامت همراهند.
تصویر: اجرای فوم آتشنشانی توسط آتشنشانها جهت محافظت از یک سازه (نمونهای از کاربرد فوم در حفاظت از تأسیسات در برابر آتش؛ منبع: خدمات پارکهای ملی آمریکا، ۱۹۸۸)
از منظر عملکردی نیز فومهای زیستی و فومهای شیمیایی تفاوتهایی دارند. فومهای شیمیایی (نظیر AFFF) به خاطر ترکیبات فلوئوره میتوانند به سرعت روی سطوح سوخت پخش شوند و یک لایه نازک فیلممانند ایجاد کنند که جلوی تبخیر سوخت و رسیدن اکسیژن به آن را میگیرد. این ویژگی باعث سرعت اطفاء بالا در فومهای فلوئوردار میشود. در مقابل، فومهای زیستی (مثلاً فومهای پروتئینی) فاقد آن فیلم فلوئوره هستند و کف حاصل از آنها غلیظتر و کمتحرکتر است. به همین علت انتشار و روانشدن فوم زیستی روی سطح مایع قابل اشتعال کندتر صورت میگیرد. هرچند این کندی گسترش میتواند زمان خاموشسازی اولیه را افزایش دهد، اما از سوی دیگر پایداری حرارتی و دوام کف زیستی بیشتر است. حبابهای کف زیستی در برابر حرارت مقاومت بهتری نشان میدهند و لایه کفی ضخیمتری ایجاد میکنند که میتواند زمان طولانیتری از بازگشت شعله جلوگیری کند. به بیان دیگر، فوم پروتئینی زیستی شاید به سرعت AFFF شعله را خفه نکند، اما پس از اطفاء یک پتوی کفی پایدارتر برای ممانعت از شعلهوری مجدد فراهم میآورد. این تفاوت عملکردی، حاصل ساختار و ترکیب شیمیایی متفاوت دو نوع فوم است که در ادامه با جزئیات بیشتری تشریح میشود.
انواع فومهای زیستی گیاهی و حیوانی
فومهای زیستی با توجه به منشأ مواد فعالشان به چند دسته اصلی تقسیم میشوند که شامل انواع گیاهی و حیوانی است. در زیر مهمترین انواع این فومها معرفی شدهاند:
- فوم پروتئینی (Protein Foam): قدیمیترین نوع فوم زیستی که از پروتئینهای طبیعی (عمدتاً حیوانی) تهیه میشود. در گذشته از هیدرولیز ضایعات حیوانی (مانند خون و پسماند کشتارگاه) برای تولید کنسانتره این فومها استفاده میشد. فوم پروتئینی حاصل، کف غلیظ و پایداری ایجاد میکرد که برای اطفاء آتش مایعات قابل اشتعال مناسب بود. هرچند این فومها بوی نامطبوع داشتند و در صورت نگهداری طولانی ممکن بود فاسد و ترش شوند. بعدها برای بهبود کارایی، گونههای ترکیبی مانند فلوئوروپروتئینی (FP) و فلوئوروپروتئینی تشکیلدهنده فیلم (FFFP) ابداع شدند که مقدار کمی سورفکتانت فلوئوره به فرمول پروتئینی اضافه میشد. امروزه با پررنگ شدن معایب PFAS، دوباره توجهها به سمت فومهای پروتئینی کاملاً زیستی و بدون فلوئور جلب شده است. به عنوان مثال، استفاده از پروتئین سویا به جای منابع حیوانی، نسل جدیدی از فومهای پروتئینی زیستی را به وجود آورده است.
- فوم سویا (Soy-Based Foam): فوم سویا نمونهای نوین از فومهای پروتئینی گیاهی است که از پروتئین سویا (آرد یا کنجاله سویا) تولید میشود. شرکتهای نوآور با حمایت صنعت کشاورزی (مثلاً هیئت تولیدکنندگان سویا در آمریکا) این محصول را برای حذف کامل PFAS توسعه دادهاند. SoyFoam™ یک برند تجاری چنین محصولی است که نخستین فوم اطفاء حریق دارای گواهینامه زیستسازگاری در سطح طلایی GreenScreen محسوب میشود. بیش از ۸۴٪ ترکیبات این فوم منشأ زیستی دارند و فاقد هرگونه افزودنی فلوئوره هستند. آزمایشها نشان دادهاند فوم سویا از نظر کارایی اطفاء، معادل فومهای حاوی PFAS عمل میکند، به طوری که در خاموشسازی آتش عملکردی همتراز با کفهای AFFF متداول داشته و هماکنون برخی آتشنشانیهای ایالات متحده آن را جایگزین کردهاند. مزیت دیگر این فوم این است که تولید آن بخشی از مواد جانبی صنعت روغن نباتی (کنجاله سویا) را به مصرف سودمند میرساند و از نظر اقتصادی نیز برای کشاورزی مفید است. فوم سویا تجزیهپذیری بالایی داشته و برای محیطزیست ایمن ارزیابی شده است.
- فوم نشاسته (Starch-Based Foam/Gel): در این دسته از پلیمرهای گیاهی مانند نشاسته ذرت به عنوان جزء پایه استفاده میشود. محصول شاخص این گروه TetraKO است که به شکل پودر عرضه شده و پیش از مصرف با آب مخلوط میشود. کنسانتره TetraKO حاوی حدود ۸۰٪ نشاسته ذرت به همراه پلیمرهای غیرسمّی است. این ترکیب در آب یک محلول غلیظ ژلمانند تشکیل میدهد که مانند آب قابل پمپاژ است ولی پس از پاشش به سطوح میچسبد و یک لایه مرطوب ایجاد میکند. این لایه هنگام حرارت دیدن، بخار آب تولید کرده و با جایگزین کردن اکسیژن با بخار به خاموشکردن آتش کمک میکند. فوم/ژل نشاستهای عمدتاً برای آتشهای کلاس A (چوب، کاغذ، پوشش گیاهی و …)، مخصوصاً در مهار آتشسوزیهای جنگلی و ایمنسازی سازهها در برابر حریق، به کار میرود. آزمایشهای میدانی نشان داده که این محصول در مهار آتش نسبت به آب خالص و حتی کفهای سنتی کلاس A عملکرد بهتری دارد. فوم نشاستهای کاملاً غیرسمّی و تجزیهپذیر بوده و بر خلاف فومهای کلاسیک، اثر نامطلوبی بر خاک و آب باقی نمیگذارد.
- فوم مبتنی بر سورفکتانت زیستی (Bio-surfactant Foam): در این نوع فومها از سورفکتانتهای میکروبی یا گیاهی به جای سورفکتانتهای کاملاً سنتزی استفاده میشود. به عنوان نمونه، رامنولیپید که توسط گونههایی از باکتریها تولید میشود، یک بیوسورفکتانت با قدرت کفکنندگی بالاست. پروژههای تحقیقاتی جدید در حال بررسی استفاده از رامنولیپید در ترکیب فومهای آتشنشانی هستند تا بتوانند خواص مطلوب فومهای فلوئوردار (پایداری و کیفیت کف) را بدون حضور PFAS بازتولید کنند. در یکی از این طرحها، متخصصان شرکت Stepan با همکاری تولیدکنندگان فوم در حال فرمولهکردن یک کنسانتره فوم کلاس B بر پایه رامنولیپید هستند که بتواند الزامات عملکردی را برای آتشسوزیهای سوخت مایع برآورده سازد. رامنولیپیدها به طور طبیعی زیستتخریبپذیر، غیرانباشتی در بافت زنده و کماثر از نظر سمیت هستند. نتایج اولیه نشان داده این مواد قادر به ایجاد کف پرتراکم و پایدار بوده و حتی به عنوان افزودنی تقویتکننده کف در کنار سایر سورفکتانتها عمل میکنند. در آینده ممکن است نسل جدید فومهای اطفاء حریق زیستی با ترکیب بیوسورفکتانتها (مانند رامنولیپید، سوفورولیپید و غیره) تولید شود که عملکردی نزدیک به فومهای حاوی PFAS ولی با سازگاری کامل زیستمحیطی دارند.
عملکرد و کارایی فومهای زیستی در اطفاء آتش کلاسهای A و B
آتش کلاس A شامل مواد جامد معمولی (چوب، کاغذ، پارچه و غیره) است. اطفاء این نوع حریق عمدتاً با خنکسازی و نفوذ آب صورت میگیرد. فومهای زیستی در کلاس A نقش عامل ترکننده را دارند که کشش سطحی آب را کاهش داده و نفوذپذیری آن در مواد سوختنی را افزایش میدهند. برای مثال در اطفاء آتش جنگل یا منازل، اضافهکردن درصد کمی فوم زیستی گیاهی به آب باعث میشود آب بهتر در عمق چوب و خاکستر نفوذ کرده و آتش را در ریشه خاموش کند. همچنین لایه کفی ایجاد شده بر سطح سوختهای جامد تا حدی مانند یک عایق مانع تماس اکسیژن با سطح داغ میشود. فوم SoyFoam به طور خاص به عنوان یک عامل خیسکننده کلاس A نیز عمل میکند و میتواند برای اطفاء مؤثر آتشسوزیهای جنگلی و شهری به کار رود. برخی محصولات جدید مانند فوم نشاستهای (TetraKO) عملکرد خیرهکنندهای در این حوزه نشان دادهاند؛ گزارش شده در آزمونهای میدانی، پوشش ژلمانند TetraKO توانسته است آتش کلاس A را سریعتر از آب و حتی کفهای معمول کلاس A خاموش کند. این امر ناشی از باقیماندن طولانیتر رطوبت و آزادسازی تدریجی بخار آب در اثر حرارت است که هم آتش را خنک و هم خفه میکند.
آتش کلاس B شامل مایعات و گازهای قابل اشتعال (مانند فرآوردههای نفتی، حلالها و الکلها) است. مبارزه با این نوع حریق دشوارتر بوده و نیاز به کفهایی دارد که بتوانند سطح مایع مشتعل را به طور کامل پوشانده، از تبخیر و اشتعال مجدد آن جلوگیری کنند. سالها فومهای AFFF حاوی ترکیبات فلوئوره به دلیل ایجاد فیلم آببند روی سطح هیدروکربنها، بهترین عملکرد را در این زمینه داشتند. اکنون با ظهور فومهای زیستی و فلوئورنشده، سوال مهم این است که آیا این کفها در خاموشکردن آتش کلاس B قابل رقابت هستند یا خیر. بررسیها نشان میدهد عملکرد فومهای زیستی پیشرفته در بسیاری موارد قابل قیاس با فومهای فلوئوردار است. برای مثال، فوم SoyFoam طبق اظهارات سازندگان آن در آزمایشهای استاندارد توانسته آتش مایعات قابل اشتعال را به همان سرعت و اثربخشی فومهای مرسوم اطفاء کند. دهها مرکز آتشنشانی در آمریکا این فوم را به صورت عملی به کار گرفتهاند و کارایی آن در مهار آتش سوانح سوختی تأیید شده است.
با این حال، باید اذعان کرد که ماهیت عملکرد فومهای زیستی در کلاس B با فومهای فلوئوردار تفاوتهایی دارد. فومهای فلوئوردار (مانند AFFF) با ایجاد فیلم نازک روی سطح سوخت، حتی اگر کف زیادی تشکیل نشود باز هم vapour seal ایجاد میکنند و آتش خفه میشود. در مقابل، فومهای زیستی و فلوئورنشده عمدتاً فوم مکانیکی هستند، به این معنا که باید حجم معینی کف پایدار تشکیل دهند تا مانند یک پتوی ضخیم روی سطح سوخت را بپوشانند و آن را خاموش کنند. به عبارت دیگر، سرعت خاموشسازی اولیه فوم زیستی ممکن است اندکی کمتر باشد، زیرا زمان نیاز است تا یک لایه کف کافی شکل بگیرد. در عوض، مقاومت در برابر بازگشت شعله (Burnback) در بسیاری از فومهای زیستی بهتر گزارش شده است. لایه کف پروتئینی به علت غلظت و چسبندگی بیشتر، دیرتر از سطح سوخت کنار میرود و بنابراین سوخت زمان کمتری در معرض اکسیژن قرار میگیرد. در گذشته نیز تجربه شده بود که فومهای پروتئینی سنتی با وجود خاموشسازی کندتر، در نگهداشت ایمنی پس از اطفاء (عدم روشنشدن مجدد آتش) عملکرد خوبی داشتهاند. این ویژگی در محیطهای صنعتی که خطر فوران دوباره حریق وجود دارد بسیار مهم است.
در سالهای اخیر سازمانهای تحقیقاتی و صنعتی، کارایی فومهای فلوئورنشده را تحت شرایط استاندارد ارزیابی کردهاند. نتایج حاکی از آن است که با ترکیب درست سورفکتانتهای هیدروکربنی، پلیمرها و حتی افزودن موادی مثل بیوسورفکتانتها، کفهای زیستی میتوانند به استانداردهای خاموشکنندگی معادل با بهترین فومهای AFFF دست یابند. به عنوان نمونه، در یک آزمایش بزرگ، فرودگاه بینالمللی اسخیپول آمستردام برای جایگزینی فومهای قدیمی، نوعی فوم فلوئورنشده (Solberg RF3x6) را به کار گرفت که توانست تمام الزامات عملکردی مربوط به اطفاء جتسوخت و مقاومت در برابر بازگشت شعله را طبق استانداردهای هوایی برآورده کند. همچنین در ایالات متحده یک نمونه فوم ۳٪ فلوئورنشده موفق به کسب گواهینامه نظامی MIL-SPEC شده و در لیست تجهیزات مورد تأیید وزارت دفاع قرار گرفته است. این اولین بار است که فومی بدون PFAS به فهرست محصولات مجاز نیروهای مسلح آمریکا افزوده میشود و نشاندهنده توان رقابتی این نسل جدید از فومها در سختگیرانهترین آزمونها است.
مزایا و محدودیتهای فنی فومهای زیستی
مزایای فنی: مهمترین مزیت فومهای زیستی، عدم حضور ترکیبات فلوئوره در فرمولاسیون آنهاست. بدین ترتیب مشکلاتی نظیر خورندگی تجهیزات به علت اسیدهای آلی فلوئوره و تولید مواد سمی در حین اطفاء (مانند اسید هیدروفلوئوریک در اثر تجزیه حرارتی PFAS) در این فومها منتفی است. فومهای زیستی عموماً زیستتخریبپذیر هستند و پس از استفاده نیاز به عملیات پاکسازی ویژه (مانند جمعآوری پساب کف) به شدت کاهش مییابد، چرا که کف باقیمانده طی مدت کوتاهی توسط میکروبهای محیط تجزیه میشود. از دید عملیاتی، بسیاری از فومهای زیستی جدید طوری طراحی شدهاند که بدون نیاز به تغییر تجهیزات قابل استفاده باشند. به عنوان مثال SoyFoam را میتوان در همان نسبت اختلاط و از طریق همان نازلها و سیستمهای کفساز فعلی به کار گرفت و این ماده با تمامی تناسبدهندهها، انژکتورها و پمپهای استاندارد سازگار است. همچنین این فوم در غلظت ۳٪ هم برای آتشهای هیدروکربنی کلاس B و هم به عنوان کف ترکننده کلاس A قابل استفاده است که چندمنظوره بودن آن را نشان میدهد. مزیت دیگر فومهای زیستی، پایداری کف در برابر حرارت و مدت زمان طولانیتر تخلیه آب (drainage) است که به ایجاد لایهای بادوامتر بر روی سطح سوخت کمک میکند. برای نمونه، حضور پلیمرهای طبیعی در برخی فومهای فلوئورنشده باعث شده کف حاصله حتی در برابر حلالهای قطبی مانند الکل نیز پایدار بماند و خواص ضدبازگشت شعله تقویت شود. بر اساس مستندات یک تولیدکننده اروپایی، فوم فلوئورنشده آنها به کمک پلیمر ویژه توانسته در آزمونهای استاندارد EN 1568 رتبه 1A (بالاترین رتبه مهار آتش) را هم در آب شیرین و هم آب دریا کسب کند و در برابر شعلهوری مجدد عملکرد عالی نشان دهد.
محدودیتها و چالشها: در کنار مزایا، فومهای زیستی با چند محدودیت فنی نیز روبهرو هستند. نخست آنکه نبود عامل فیلمساز فلوئوره به این معناست که برای خاموشسازی موثر، باید حجم کافی کف فیزیکی تولید و اعمال شود. این امر مستلزم بهکارگیری تجهیزات مناسب (نازلهای کفساز، تناسبدهنده دقیق و امکان هوادهی یا agitation مناسب) است. بر خلاف برخی فومهای سنتزی که میتوان آنها را به صورت محلول تقریبا بدون هوا پاشید و باز هم فیلم مهارکننده تشکیل میشود، فومهای زیستی حتماً باید با هوا مخلوط شده و به شکل کف حجیم درآیند تا کارایی داشته باشند. از این رو در سیستمهای اطفاء خودکار (مانند اسپرینکلرهای کف) ممکن است نیاز باشد نازلها به گونهای طراحی شوند که هواگیری کافی صورت گیرد. هرچند برخی محصولات جدید (مانند Solberg RF3) طوری مهندسی شدهاند که حتی با اسپرینکلرهای غیرهواده فعلی نیز کف موثر تولید کنند و نیاز به اصلاح سختافزاری نباشد. محدودیت دیگر، لزوم تکاندادن و همزدن دورهای کنسانتره فومهای زیستی در انبارداری است. چون این محصولات از مواد آلی تشکیل شدهاند، ممکن است در انبار طولانیمدت دچار تهنشینی یا حتی فساد میکروبی شوند. تولیدکنندگان معمولاً با افزودن پایدارکنندههای طبیعی و نگهدارندهها این مشکل را کاهش میدهند، اما به هر حال عمر مفید انبارداری فومهای زیستی معمولاً کمتر از فومهای سنتزی کاملاً شیمیایی است (مثلاً ۵ تا ۱۰ سال در مقابل ۲۰ سال). در گذشته فومهای پروتئینی حیوانی حتی ظرف مدت کوتاهی دچار بوی بد و فساد میشدند و این یکی از دلایل گرایش به فومهای PFASدار در دهههای اخیر بود. اکنون با استفاده از منابع گیاهی (مانند سویا) و فرمولاسیون بهبودیافته، مشکل فساد و بو تا حد زیادی برطرف شده است، اما همچنان توصیه میشود مخازن کنسانتره فوم زیستی دورهای بازدید و محتویات آنها یکنواخت شود.
نکته فنی دیگر ویسکوزیته برخی فومهای زیستی است. افزودهشدن مواد پلیمری (مثلاً صمغهای گیاهی یا قندهای طبیعی) که برای بهبود پایداری کف استفاده میشوند میتواند غلظت کنسانتره فوم را افزایش دهد. اگر ویسکوزیته محلول کنسانتره بالا باشد، ممکن است جریانیابی آن در پمپها و تناسبدهندهها دشوارتر شود یا در دمای سرد سرعت جریان کاهش یابد. طراحان فوم برای رفع این مسئله دو راهکار اتخاذ کردهاند: یا فرمول را طوری متعادل میکنند که ویسکوزیته کنسانتره در محدوده استاندارد (مثلاً کمتر از 2000 سانتیپواز در ۶۰°F) بماند، یا اینکه نرخ اختلاط را پایینتر در نظر میگیرند (مثلاً فوم ۶٪ را به صورت ۳٪+۳٪ عرضه میکنند) تا حجم حلال بیشتر و مشکل ویسکوزیته کمتر شود. به عنوان نمونه، فومهای نسل جدید AR-SFFF برخی تولیدکنندگان به صورت 1% یا 3% قابل استفادهاند که این خود مزیتی عملیاتی محسوب میشود.
ارزیابی اثرات زیستمحیطی فومهای زیستی
فومهای آتشنشانی زیستی از منظر زیستمحیطی جایگزینهایی بسیار ایمنتر و پاکتر نسبت به کفهای سنتی محسوب میشوند. مهمترین ویژگی مثبت آنها، همانگونه که اشاره شد، فاقد PFAS بودن است. ترکیبات پرفلوئوروآلکیل (PFAS) که در کفهای AFFF و مشابه وجود داشتند، به دلیل پیوندهای کربن-فلوئور پایدارشان در محیط تجمع یافته و دههها باقی میمانند. شواهد علمی پیوند این مواد را با مشکلات جدی سلامتی مانند انواع سرطان، اختلالات تیروئید و آسیبهای سیستم ایمنی نشان داده است. همچنین انباشت PFAS در خاک و آب به سطحی رسیده که در بسیاری کشورها منابع آب آشامیدنی آلوده به این مواد شدهاند. به همین دلیل حذف کامل PFAS از فومهای اطفاء حریق یک ضرورت زیستمحیطی به شمار میرود. فومهای زیستی دقیقاً در همین راستا توسعه یافتهاند: محصولاتی همچون SoyFoam به طور ۱۰۰٪ عاری از PFAS و هرگونه اتم فلوئورینه هستند و در نتیجه پس از استفاده هیچ ترکیب پایدار آلیِ دیرپایی وارد محیط نمیکنند. حتی در صورت نفوذ فوم زیستی به آبهای سطحی یا خاک، به علت پایه طبیعی خود طی مدت کوتاهی توسط باکتریها تجزیه شده و آثارشان پاک میشود. برای مثال، SoyFoam تأییدیه «قابلیت تجزیه سریع» را طبق آزمونهای OECD دریافت کرده و در برنامه BioPreferred وزارت کشاورزی آمریکا، ۸۴٪ زیستبنیان ارزیابی شده است.
از منظر سمیت اکولوژیکی نیز کفهای زیستی وضعیت مناسبتری دارند. ترکیبات پروتئینی، نشاستهای یا بیوسورفکتانتهای مورد استفاده، عموماً سمیت بسیار کمتری برای آبزیان و جانوران دارند. یک تحقیق درباره رامنولیپید به عنوان افزودنی فوم نشان داد این ماده تحریککنندگی و سمّیت اندکی برای موجودات زنده دارد و در بدن موجودات انباشته نمیشود. البته لازم به ذکر است هر مادهای که به مقدار زیاد وارد یک اکوسیستم شود میتواند آثار نامطلوبی داشته باشد. مثلاً تخلیه حجم عظیمی از فوم پروتئینی در یک رودخانه ممکن است به دلیل مصرف اکسیژن طی فرایند تجزیه بیولوژیکی، باعث خفگی آبزیان شود. اما نکته مهم این است که بر خلاف فومهای حاوی فلوئور، هیچ ترکیب پایدار و سمی بلندمدت در فومهای زیستی وجود ندارد که در بافت جانداران تجمع یابد یا وارد زنجیره غذایی شود.
جنبه مثبت دیگر، ایمنی بیشتر برای آتشنشانان است. کفهای قدیمی حاوی PFAS باعث میشدند آتشنشانان حین عملیات و تمرین به طور مداوم در معرض این مواد سرطانزا باشند. بسیاری از آتشنشانان در سالهای اخیر به خاطر آلودگی تجهیزات و لباسهایشان به کفهای فلوئوردار دچار مشکلات سلامتی شدهاند. با گذار به فومهای زیستی، این نگرانی برطرف میشود چرا که ترکیب کف حتی در تماس مکرر با پوست یا استنشاق تصادفی، ضرری مشابه فومهای PFASدار ندارد. از این رو استفاده از فوم زیستی نوعی اقدام پیشگیرانه برای سلامت شاغلین حوزه اطفاء حریق نیز به شمار میرود.
در نهایت، باقیماندههای پس از اطفاء نیز در گزینههای زیستی کمخطرترند. فومهای سنتزی ممکن بود حاوی ترکیبات سیلیکونی، حلالهای آلی پایدار و فلزات سنگین (به عنوان پایدارکننده) باشند. اما در فرمول فومهای زیستی عمدتاً از نمکهای معدنی ساده، قندها، پروتئینها و الکلهای چرب استفاده میشود که پس از عملیات نیاز به مدیریت پسماند ویژه ندارند و مانند زبالههای آلی معمولی قابل تجزیه هستند. مجموع این عوامل سبب شده نهادهای ناظر محیطزیست، فومهای زیستی را به عنوان راهکار اطفاء حریق سبز ترویج کنند.
مقررات و استانداردهای جهانی مرتبط با فومهای زیستی
با افزایش آگاهی از مخاطرات فومهای حاوی PFAS، در سالهای اخیر مجموعهای از مقررات و استانداردهای جدید در سطح جهانی وضع شده که مستقیماً بر تولید و استفاده از فومهای آتشنشانی اثر میگذارند. در این بخش، مهمترین آنها را مرور میکنیم:
- استانداردهای NFPA (انجمن ملی حفاظت در برابر آتش آمریکا): NFPA مجموعهای از استانداردها برای سیستمها و عوامل اطفاء حریق دارد. استاندارد NFPA 11 به فومهای کمانبساط، میانانبساط و پودرفوم اختصاص دارد و مشخصات عملکردی کفهای کلاس B را تعیین میکند. نسخههای اخیر این استاندارد و ضمیمههای آن (نظیر Annex F در NFPA 11) شامل روش آزمون عملکرد فومهای بدون فلوئور نیز هستند. در سال ۲۰۲4 گزارش شد برای اولین بار یک فوم مصنوعی فاقد PFAS توانسته آزمون Annex F در NFPA 11 را با موفقیت پشت سر بگذارد و تأییدیه استفاده در کاربردهای دریایی را به دست آورد. این فوم ۳×۳ (الکلمقاوم) که با نام تجاری Hiller Haven Green یا Solberg Re-Healing شناخته میشود، اکنون تأییدیه سازمان گارد ساحلی آمریکا را نیز دریافت کرده است تا در سامانههای اطفاء کشتیها و سکوها به کار رود. همچنین NFPA 403 (استاندارد خدمات آتشنشانی فرودگاهی) و NFPA 409 (استاندارد آتشپادهای آشیانه هواپیما) در حال بازنگری برای حذف الزام استفاده از کفهای حاوی فلوئور هستند. این تغییرات استانداردی، راه را برای استفاده گسترده از فومهای زیستی در فرودگاهها و صنایع نفت و گاز آمریکا هموار میکند. علاوه بر این، NFPA 18A (استاندارد عوامل ترکننده) نیز شامل ملاحظات زیستمحیطی جدیدی شده و استفاده از عوامل خیسکننده زیستی در اطفاء حریق پوشش گیاهی را توصیه میکند.
- استانداردهای ICAO (سازمان بینالمللی هوانوردی غیرنظامی): ICAO به عنوان نهاد تنظیمگر ایمنی هوانوردی، الزامات سختگیرانهای برای کفهای اطفاء حریق فرودگاهی تعیین کرده است. این الزامات شامل سرعت خاموشسازی میزان معینی از سوخت جت و نیز جلوگیری از بازگشت شعله در زمان مشخص است (که به صورت طبقهبندی سطح A، B، C بیان میشود). تا یک دهه پیش، کسب سطح C ICAO عملاً فقط با فومهای AFFF ممکن بود. اما امروز چندین فوم فلورنشده و زیستی توانستهاند این استاندارد را پاس کنند. به عنوان مثال Solberg RF3 در تستهای ICAO به سطح عملکردی B و C دست یافته است. بسیاری از فرودگاههای پیشرو (از جمله تمامی فرودگاههای چند کشور اروپایی) داوطلبانه به فومهای بدون فلوئور روی آوردهاند و ICAO نیز با صدور بخشنامههایی توصیه کرده است اعضا جهت حفاظت از محیطزیست اطراف فرودگاهها، استفاده از کفهای حاوی PFAS را متوقف کنند. در بریتانیا سازمان هواپیمایی کشوری (CAA) ضربالاجلی تعیین کرد که تا پایان سال ۲۰۲۵ تمام فرودگاهها باید به فومهای ICAO Level B فاقد فلوئور مجهز شوند. این روند در دیگر مناطق نیز در حال گسترش است و انتظار میرود ICAO در الحاقیههای آینده خود، استفاده از فومهای زیستی در خدمات زمینی فرودگاهها را به یک استاندارد تبدیل کند.
- استاندارد اروپا EN 1568: این استاندارد چهار قسمتی اروپایی، روش آزمون و معیار کارایی کفهای اطفاء حریق را تبیین میکند. بخشهای مختلف EN 1568 ویژگیهای فوم در کلاسهای آتش متفاوت (هیدروکربنی یا حلالهای قطبی) و شرایط آب شیرین و آب دریا را میسنجند. کفها پس از آزمایش بر اساس زمان خاموشسازی و زمان مقاومت در برابر بازگشت آتش رتبهبندی میشوند (از 1A به عنوان بهترین تا 3C ضعیفترین). طی سالهای اخیر تعدادی از فومهای زیستی و فلوئورنشده موفق به کسب رتبههای عالی (1A/1A) در این استاندارد شدهاند. برای مثال فومهای سری ECOPOL محصول شرکت BioEx فرانسه در اواسط دهه 2000 میلادی اولین کفهای کاملاً فاقد فلوئور بودند که رتبه 1A را در آزمون EN 1568 بهدست آوردند. به طور کلی وجود استاندارد EN 1568 موجب شده تولیدکنندگان فومهای زیستی برای رقابت با فومهای قدیمی، فرمولهایی ارائه دهند که بتوانند در آزمونهای استاندارد اروپایی سربلند باشند. آخرین ویرایش این استاندارد (EN 1568:2018) همچنین تأکیدات زیستمحیطی دارد و اشاره میکند که فومهای دارای ترکیبات پایدار آلی میتوانند پس از اطفاء مشکلات آلودگی ایجاد کنند. از این رو پذیرش کفهای زیستی در صنعت اروپایی از طریق همین استاندارد تسهیل شده و بسیاری از سازمانهای آتشنشانی صنعتی اروپا اکنون در خرید کف تنها سراغ محصولاتی میروند که طبق EN 1568 فاقد مواد فلوئوره و دارای کارایی مطلوب باشند.
- مقررات EPA (آژانس حفاظت محیطزیست آمریکا): در ایالات متحده، اگرچه هنوز یک ممنوعیت فدرال فراگیر برای فومهای حاوی PFAS اعمال نشده، اما EPA و قانونگذاران گامهای مهمی برداشتهاند. EPA از سال ۲۰۰۶ برنامه کاهش تدریجی PFOS/PFOA در صنایع را اجرا کرد و نتیجه آن شد که تولیدکنندگان عمده تا ۲۰۱۵ بیش از ۹۵٪ این مواد را در محصولاتشان حذف کردند. در حوزه آتشنشانی، کنگره آمریکا در قانون FAA Reauthorization 2018 الزام استفاده از فومهای AFFF در فرودگاهها را لغو کرد و به فرودگاهها اجازه داد از فومهای جایگزین استفاده کنند. وزارت دفاع آمریکا نیز بر اساس قانون 2020 NDAA موظف شد تا اکتبر ۲۰۲۴ تمامی کفهای حاوی PFAS را از تجهیزات خود کنار بگذارد و فقط از فومهای بدون فلوئور استفاده کند. EPA در سالهای اخیر PFASهای اصلی در فومها (مانند PFOS/PFOA) را به لیست مواد خطرناک (CERCLA) افزوده که راه را برای مقررات سختتر بر تولید، ذخیره و دفع فومهای حاوی آن باز میکند. در سطح ایالتی، بیش از نیمی از ایالتهای آمریکا قوانینی وضع کردهاند که استفاده آموزشی/تمرینی از فومهای دارای PFAS را ممنوع میکند و برخی ایالتها (مانند واشنگتن و کالیفرنیا) حتی فروش یا استفاده از این کفها را جز در شرایط اضطراری واقعی قدغن کردهاند. برای نمونه، ایالت ویسکانسین از سال ۲۰۲۰ استفاده از فومهای حاوی PFAS را ممنوع اعلام کرد و تنها برای موارد اطفاء حریق واقعی استثنا قائل شد. این قانون سبب شد آتشنشانیها به سرعت به دنبال جایگزینهایی مانند فوم سویا بروند. مجموعه این اقدامات EPA و ایالتها، سیگنال روشنی به صنعت داده است که دوران فومهای فلوئوردار به پایان خود نزدیک میشود و سرمایهگذاری بر فومهای زیستی آیندهنگرانه است.
- مقررات REACH اتحادیه اروپا: در اتحادیه اروپا مقررات سختگیرانهای تحت چارچوب REACH برای مواد شیمیایی خطرناک وجود دارد. پس از سالها بررسی علمی و مذاکرات، در اکتبر ۲۰۲۵ کمیسیون اروپا مقررهای (EU 2025/1988) را تصویب کرد که استفاده از تمامی PFASها در فومهای آتشنشانی را به طور مرحلهای ممنوع میکند. طبق این قانون، از تاریخ ۲۳ اکتبر ۲۰۳۰ هر گونه کف آتشنشانی که مجموع غلظت PFAS در آن برابر یا بیش از 1 mg/L باشد، ممنوع از فروش و مصرف در بازار اروپا خواهد بود. این عملاً به معنای ممنوعیت کامل فومهای فلوئوردار پس از 2030 است. ضمناً محدودیتهای میانمدت نیز در نظر گرفته شده؛ برای مثال از سال ۲۰۲۶ استفاده از فومهای حاوی PFAS در تمرین و آموزش به هیچ وجه مجاز نیست و حتی خاموشکنندههای دستی حاوی این کفها باید تا آن زمان جمعآوری و حذف شوند. مقررات قبلی نیز در سطح اتحادیه وجود داشت که PFOS را از ۲۰۱۱ و PFOA را از ۲۰۲۰ به طور کامل ممنوع کرده بود. اما مقرره جدید تمام مواد فلوئوره مشابه را (مثلاً PFHxA و غیره) نیز دربرمیگیرد. این تصمیم تاریخی اروپا، تحول بازار جهانی فوم را سرعت بخشیده است. اکنون تولیدکنندگان جهانی که بازار اروپا را هدف دارند، مجبورند فرمولهای خود را عاری از PFAS کنند و در عوض روی فومهای زیستی و پاک سرمایهگذاری نمایند. به عنوان نتیجه، سهم فومهای زیستی در بازار اروپا رو به افزایش گذاشته و انتظار میرود طی چند سال آینده اکثر قریب به اتفاق کفهای مصرفی در صنایع اروپایی از نوع فلوئورنشده و عمدتاً زیستی باشند.
محصولات تجاری و نمونههای موفق فوم زیستی در بازار جهانی
خوشبختانه در پی نیاز صنعت به جایگزینهای ایمنتر، چندین شرکت تخصصی در سراسر جهان خط تولید فومهای آتشنشانی زیستی و بدون فلوئور را راهاندازی کردهاند. در این بخش به برخی برندها و نمونههای موفق اشاره میکنیم:
- BioEx (فرانسه): شرکت BioEx از پیشگامان عرصه فومهای دوستدار محیطزیست است که از اواخر دهه ۱۹۹۰ فعالیت دارد. این شرکت در سال ۲۰۰۲ نخستین فوم کاملاً فاقد فلوئور با نام تجاری ECOPOL را به بازار عرضه کرد. محصولات BioEx شامل طیف وسیعی از کفهای فلوئورنشده برای کاربردهای مختلف است: از فومهای کلاس A (مانند ECOPOL F) گرفته تا کفهای چندمنظوره کلاس B و الکلمقاوم (مانند ECOPOL Premium). یکی از تولیدات ویژه BioEx کف با نام BIO FOAM است که برای کاربرد به صورت انبساط بالا (مانند پر کردن آشیانهها یا فضاهای بسته) طراحی شده و بر پایه سورفکتانتهای طبیعی است. همچنین BioEx فرمولهای فلوئوروپروتئینی جدید ارائه کرده که در آنها پروتئین هیدرولیزشده (مثلاً از منابع گیاهی) به همراه سورفکتانتهای هیدروکربنی ترکیب شده تا جایگزین فومهای FP قدیمی شود. از افتخارات BioEx کسب گواهینامههای معتبر برای محصولاتش است؛ مثلاً کفهای این شرکت اولین فومهای فلوئورنشدهای بودند که مطابق استاندارد دفاعی فرانسه (معروف به استاندارد نظامی MIL) و نیز EN 1568 تأیید شدند. در حال حاضر BioEx تحت مالکیت شرکت آمریکایی Perimeter Solutions (مالک برند Solberg) قرار دارد و فناوریهای آن در سطح جهانی توزیع میشود.
- Solberg/Perimeter Solutions (آمریکا/نروژ): Solberg نام دیرآشنایی در صنعت فوم اطفاء حریق است. این شرکت که اکنون بخشی از کمپانی چندملیتی Perimeter Solutions شده، سالها تأمینکننده فومهای مخصوص صنایع نفتی و فرودگاهی بوده است. Solberg در حدود سال ۲۰۱۰ با معرفی سری Re-Healing™ تحول بزرگی ایجاد کرد؛ Re-Healing اولین خط تجاری فومهای کاملاً فلوئورنشده برای کلاس B بود. طبق منابع صنعت، Solberg Re-Healing عملاً اولین فوم بدون PFAS عرضهشده در بازار جهانی بوده است. این فومها در انواع 3% و 6% (معمولی و الکلمقاوم) تولید شدند و به سرعت توسط کاربران پیشرویی مانند فرودگاه بینالمللی اسخیپول آزمایش و بهکار گرفته شدند. Re-Healing توانست با موفقیت تأییدیههای UL و FM (آزمایشگاههای ایمنی آمریکا) را کسب کند و حتی در کاربردهای خاص نظیر سیستمهای اسپرینکلر بدون هوا نیز عملکرد قابل قبول داشته باشد. Solberg سپس نسل جدیدتری از فومهای زیستی را با نام Versagard™ معرفی کرد که یک کف ۳×۳ چندمنظوره (مناسب هیدروکربن و حلالهای قطبی) است و ویسکوزیته پایینی جهت کاربرد در خودروهای آتشنشانی فرودگاهی دارد. Versagard با ترکیب ابتکاری سورفکتانتهای هیدروکربنی و افزودنیهای پلیمری توانسته در آزمونهای EN 1568 رتبه 1A برای هر دو نوع سوخت (قطبی و غیرقطبی) کسب کند و نیز استاندارد ICAO Level B را پوشش دهد. محصول شاخص دیگر Solberg با نام AVIGARD™ به طور ویژه برای نیروهای هوایی و کاربرد در سوخت جت طراحی شده و از نظر سرعت اطفاء جت A/Jet A1 بهینهسازی شده است. ترکیب نوآورانهای از مواد در Avigard به کار رفته که امکان عملکرد در آب دریا بدون افت کیفیت کف را نیز فراهم کرده است (ویژه عملیات دریایی و سکوها). لازم به ذکر است Perimeter Solutions در سال ۲۰۲3 اولین فوم فلوئورنشده دنیا را وارد لیست محصولات مورد تأیید ارتش آمریکا (QPL) کرد. این فوم ۳٪ که تحت استاندارد جدید نظامی MIL-PRF-32725 تولید شده، اکنون مرجع بسیاری از فرودگاهها و سازمانهای دولتی در آمریکا برای جایگزینی AFFF شده است. چنین موفقیتهایی نام Solberg را به عنوان رهبر فناوری فومهای بدون PFAS تثبیت کرده است. شعار این شرکت “Leading the Conversion to Fluorine-Free” است که نشان میدهد مأموریت خود را پیشگامی در گذار صنعت به فومهای پاک تعریف کردهاند.
- National Foam (آمریکا): کمپانی National Foam از قدیمیترین تولیدکنندگان کف آتشنشانی است که محصولات آن در صنایع و فرودگاههای بسیاری استفاده شده است. این شرکت نیز در واکنش به موج حذف PFAS، سری جدید فومهای خود را با برچسب Green عرضه کرده است. محصول معروف آنها Universal F3 Green نام دارد که یک فوم AR-SFFF (الکلمقاوم فلوئرنشده) با نسبت 1×3٪ است. این کف برای جایگزینی مستقیم با کنسانترههای 3×3٪ AR-AFFF طراحی شده و از نظر گواهیها موفق به اخذ لیست UL162 و تاییدیه FM شده است. Universal F3 Green همچنین اولین کف 1×3 بدون فلوئوری است که در تستهای نوع II و نوع III طبق UL (شبیهساز شرایط پاشش کف روی حوضچه سوخت) پذیرفته شده است (بنابر گزارش مجله IFF در سال 2021). National Foam اعلام کرده که این سری کفهای Synthetic F3 قادرند در تمام سیستمها و نسبتهای طراحیشده برای AFFF قدیمی به کار روند. دیگر شرکتهای باسابقه آمریکای شمالی مانند Angus Fire و Chemguard نیز اکنون کفهای Fluorine-Free در سبد محصولات خود دارند (نمونههای Angus مثل JetFoam RF و Chemguard مثل ECON-F3). این رقابت تجاری باعث شده گزینههای متعدد با برندهای معتبر در بازار جهانی در دسترس مصرفکنندگان باشد.
- سایر برندها و مناطق: در استرالیا و آسیا نیز حرکت به سمت فومهای زیستی مشهود است. شرکتهایی نظیر Deltafire در استرالیا فومهای F3 بومی تولید کردهاند. در آسیا (ژاپن، کره جنوبی) صنایع پتروشیمی در حال ارزیابی فومهای زیستی وارداتی یا داخلی هستند تا مطابق مقررات آینده پیش بروند. در خاورمیانه، هرچند هنوز مقررات الزامآوری وجود ندارد، اما برخی سازمانهای پیشرو (مثلاً صنایع نفتی قطر و امارات) به طور آزمایشی از فومهای بدون فلوئور استفاده کردهاند. در ایران نیز با توجه به محدودیتهای زیستمحیطی و مقررات جهانی، ضرورت دارد که صنایع حساس (پالایشگاهها، پتروشیمیها، فرودگاهها) به فکر تأمین فومهای جایگزین سازگارتر باشند. برخی شرکتهای دانشبنیان داخلی در سالهای اخیر تحقیقاتی روی تولید کف پروتئینی از منابع گیاهی محلی انجام دادهاند که میتواند نویدبخش تولید نمونههای ایرانی این فناوری باشد. به طور خلاصه، اکنون در بازار جهانی فومهای اطفاء حریق، خانواده جدیدی از محصولات سبز پا به پای برندهای قدیمی عرض اندام کردهاند و گذار بزرگی در حال وقوع است.
کاربردهای صنعتی فومهای زیستی
فومهای آتشنشانی زیستی با توجه به ویژگیهای فنی و زیستمحیطی خود، در طیف گستردهای از صنایع و موقعیتها قابلیت استفاده دارند. در این بخش به مهمترین کاربردهای بالقوه و بالفعل آنها میپردازیم:
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: تأسیسات نفتی (پالایشگاهها، مخازن ذخیره، واحدهای فرآیندی) از بزرگترین مصرفکنندگان سنتی فومهای کفساز بودهاند. خطر آتشهای گسترده مایعات قابل اشتعال در این اماکن، نیازمند آمادهبهکاری مقادیر زیاد کف مؤثر است. با ممنوعیت رو به افزایش AFFF، اکنون فومهای زیستی گزینه اصلی برای سیستمهای فوم ثابت مخازن (مانند سیستم بارانی مخازن سقف شناور) و نیز خودروهای آتشنشانی صنعتی شدهاند. آزمایشهای انجامشده توسط گروه بینالمللی LASTFIRE (کنسرسیوم ایمنی مخازن) نشان داده برخی فومهای فلوئورنشده عملکردی قابل قبول در خاموشسازی آتش مخازن بزرگ سوخت دارند و حتی در آزمون دشوار شعلهور ماندن لب مخزن (rim seal fire) نیز موفق بودهاند. از این رو پالایشگاههای مدرن در اروپا و آمریکا شروع به تجهیز انبارهای خود با فومهای زیستی کردهاند. مزیت بزرگ در صنایع نفتی آن است که با حذف PFAS از کف مصرفی، دیگر نگرانی بابت آلودگی خاک و آبهای زیرزمینی اطراف مخازن در اثر تمرینات دورهای یا نشت تصادفی کف وجود نخواهد داشت. در ایران نیز صنایع پتروشیمی در مناطق حساس محیطزیستی (مانند عسلویه در مجاورت دریا) میتوانند با بهکارگیری فومهای زیستی، ریسک آلودگی گسترده محیط پیرامونی را کاهش دهند.
- فرودگاهها و صنایع هوایی: محیط فرودگاهی به دو شکل عمده با فوم اطفاء حریق سر و کار دارد: یکی در خودروهای آتشنشانی امدادی برای حوادث سوانح هوایی، و دیگری در سیستمهای اطفاء آشیانههای هواپیما (اسپرینکلرهای کف). هر دوی این کاربردها سالها وابسته به کفهای AFFF بودند که متأسفانه به آلودگی شدید خاک اطراف باندها و سفرههای آب منجر شد. در پی قوانین جدید (مانند الزام FAA به حذف AFFF)، اکنون فرودگاههای بسیاری گذار به فومهای زیستی را آغاز کردهاند. همانطور که اشاره شد، فرودگاه اسخیپول و همچنین فرودگاههای استرالیا جزو اولینها در این عرصه بودهاند. مطالعات موردی نشان داده در پروژه تعویض کف یک آشیانه بزرگ در آمریکا، هیچ نیاز به تغییر اساسی در نازلها و شبکه لولهکشی نبود و تنها با تعویض کنسانتره به فوم Solberg RF3، سیستم توانست با همان دبی طراحی قبلی عمل کند. این به آن معناست که فومهای جدید واقعاً Drop-in Replacement فومهای قدیمی هستند و هزینه گذار را کاهش میدهند. از منظر ایمنی پرواز نیز آتشنشانیهای فرودگاه گزارش کردهاند که کفهای فلوئورنشده مدرن در حوادث سوخت جت عملکرد مطمئنی داشتهاند و لذا اطمینان عملیاتی حاصل شده است. برای باند فرودگاه که عمدتاً آتش کلاس B کوچک (ریزش سوخت) ممکن است رخ دهد، حتی میتوان از خاموشکنندههای دستی یا دستگاههای فوم پرتابل حاوی فوم زیستی استفاده کرد. شرکت Cross Plains (سازنده SoyFoam) اعلام کرده علاوه بر بستهبندی بشکهای برای استفاده در خودروهای آتشنشانی، کپسولهای خاموشکننده دستی و سیستمهای اسپرینکلر با این فوم را نیز در دست توسعه دارد. این نشان میدهد بازار فرودگاهی به سرعت به سمت یکپارچهسازی با فومهای زیستی در همه سطوح پیش میرود.
- نیروگاهها و تأسیسات انرژی: نیروگاههای برق (به ویژه نیروگاههای گازی و سیکل ترکیبی) دارای ترانسفورماتورها و مبدلهایی با حجم بالای روغن قابل اشتعال هستند. همچنین در بخشهای پشتیبان (مخازن سوخت مایع، دیزلژنراتورها) ریسک آتش کلاس B وجود دارد. کاربرد کفهای آتشنشانی در نیروگاهها بیشتر برای ایجاد حوضچههای فوم در اطراف تجهیزات و جلوگیری از گسترش حریق روغن است. استفاده از فوم زیستی در این بخش دو مزیت دارد: نخست جلوگیری از آلودگی منابع آب اطراف نیروگاه (که معمولاً نزدیک رودخانه یا دریا ساخته میشوند) و دوم حفاظت از کادر فنی نیروگاه که در فضای بسته ممکن است با کف تماس داشته باشند. با توجه به اینکه تخلیه پساب صنعتی نیروگاهها تحت نظارت سختگیرانه محیطزیست است، حذف PFAS از فومهای مصرفی بسیار حائز اهمیت است. طبق مقررات جدید در اروپا، حتی آب تست سالیانه اسپرینکلرها نیز نباید حاوی PFAS باشد، در غیر این صورت به عنوان پسماند خطرناک تلقی میشود. لذا نیروگاهها و صنایع مشابه با جایگزینی فومهای خود به نوع زیستی، از هزینههای سنگین دفع پسماند خطرناک نیز اجتناب میکنند.
- انبارها و مراکز ذخیرهسازی: انبارهای بزرگ کالا به ویژه انبار مواد شیمیایی و قابل اشتعال، اغلب مجهز به سیستم اسپرینکلر یا توپهای کف هستند. این سیستمها در صورت حریق فعال میشوند و مقادیر زیادی کف به محیط انبار پاشیده میشود. در گذشته هرگاه چنین سیستمی فعال میشد، عملیات پاکسازی گستردهای برای جمعآوری کف آلوده به PFAS و دفع آن انجام میگرفت که گاه هزینهای بیش از خسارت آتش داشت. اکنون در انبارهای مدرن در اروپا ترجیح بر این است که از فومهای بدون فلوئور استفاده شود تا در صورت عملکرد سیستم، نگرانی از بابت آلودگی محیطی یا خسارت به محصولات وجود نداشته باشد. برای مثال، انبارهای بزرگ لجستیکی شرکت آمازون در اروپا همگی در سال ۲۰۲2 طی یک برنامه به کفهای فلوئورنشده تجهیز شدند. در ایران نیز میتوان در انبارهای مهم مواد شیمیایی (مثلاً انبارهای گمرکی یا بندری) استفاده از فوم زیستی را مدنظر قرار داد تا از آسیبهای ثانویه به محیطزیست (مثلاً آبهای بندری) جلوگیری شود.
- کشاورزی و محیطهای حساس به آلودگی: یکی از جذابترین زمینههای کاربرد فومهای زیستی، استفاده در محیطهای طبیعی و کشاورزی است. به عنوان نمونه، در آتشسوزیهای گسترده مزارع یا جنگلها، حجم زیادی کف برای ایجاد خطوط آتشبُر و خاموشسازی به کار میرود. اگر این کف حاوی مواد سمی باشد، اکوسیستم خاک و آب منطقه را آلوده میکند. در گذشته مواردی گزارش شده که پس از اطفاء حریق جنگل با کفهای مبتنی بر PFAS، جمعیت ماهیان رودخانههای محلی آسیب دیده یا زمینهای کشاورزی مجاور غیرقابل کشت شدهاند. فومهای زیستی راهحلی ایدهآل برای این شرایطاند، زیرا میتوان بدون دغدغه زیستمحیطی، از حداکثر ظرفیت آنها بهره برد. فومهای پروتئینی و نشاستهای برای مبارزه با آتشسوزیهای جنگلی بسیار موثر ارزیابی شدهاند و پس از بارندگی به سادگی از شاخ و برگ درختان شسته شده و جذب خاک میشوند. حتی ادعا شده بقایای پروتئینی این کفها میتواند به عنوان کود ازت برای خاک عمل کند (گرچه این امر نیاز به مطالعه بیشتر دارد). در کشورهای پیشرفته، سازمانهای محیطزیستی همکاری نزدیکی با آتشنشانیها دارند تا مطمئن شوند مناطق حفاظتشده طبیعی در صورت وقوع حریق با فومی خاموش شوند که به حیات وحش و پوشش گیاهی صدمه نزند. از این رو انتظار میرود کاربرد فومهای زیستی در جنگلبانی و کشاورزی افزایش یابد. در بخش کشاورزی، حتی میتوان برای آتشسوزیهای کوچک (مثل آتش گرفتن تراکتور یا مخزن سوخت) از خاموشکنندههای دستی پرشده با فوم زیستی استفاده کرد تا محصولات و خاک از آلودگی مصون بمانند.
به طور خلاصه، فومهای زیستی اکنون تقریباً در هر جایی که کف آتشنشانی به کار میرود قابل استفاده یا در دسترس هستند؛ از آتشسوزیهای شهری و صنعتی گرفته تا محیطهای طبیعی و حساس. تنوع محصولات (از کپسولهای کوچک تا سیستمهای عظیم مانیتور کف) و سازگاری آنها با تجهیزات موجود، باعث شده این فومها به سرعت مقبولیت پیدا کنند. با تشدید قوانین زیستمحیطی، دامنه این کاربردها روز به روز گستردهتر خواهد شد.
نتیجهگیری و پیشنهادات
نتیجهگیری: فومهای آتشنشانی زیستی به عنوان نسل نوین کفهای اطفاء حریق، توانستهاند ترکیبی ارزشمند از کارایی فنی و سازگاری زیستمحیطی را ارائه دهند. بررسیها نشان میدهد این فومها در خاموشسازی آتشهای کلاس A و B عملکردی قابل قبول و در مواردی همتراز با کفهای سنتی دارند، در حالی که از معایب بزرگ آنها (انتشار مواد سمی و پایدار در محیط) مبرا هستند. با توسعه فناوریهای جدید مانند بیوسورفکتانتها و پلیمرهای طبیعی، شکاف اندک باقیمانده در سرعت عملکرد اولیه نیز روز به روز در حال کاهش است. از سوی دیگر، فشارهای قانونی و افزایش آگاهی اجتماعی موجب شده صنعت به سرعت به سمت پذیرش این محصولات حرکت کند. مقررات منع PFAS در اروپا و آمریکا عملاً یک جهتگیری اجباری برای گذار به فومهای پاک ایجاد کرده است. نمونههای موفق پیادهسازی شده در فرودگاهها، پالایشگاهها و نیروگاهها ثابت کردهاند که جایگزینی فومهای سنتی با نوع زیستی امکانپذیر بوده و حتی بدون اختلال در روند ایمنی انجام شده است.
پیشنهادات: با توجه به مزایا و ضرورتهای مطرحشده، چند پیشنهاد کلیدی برای پیشبرد هرچه بهتر فناوری و بهکارگیری فومهای زیستی ارائه میشود:
- سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه (R&D): دانشگاهها، مراکز پژوهشی و شرکتهای دانشبنیان باید روی فرمولاسیونهای نوآورانه فومهای زیستی کار کنند. ترکیباتی مثل سورفکتانتهای زیستی، پلیمرهای تجدیدپذیر و نانوذرات سازگار میتوانند جهت بهبود خواص کف (مانند افزایش سرعت خاموشکنندگی و پایداری) مورد آزمایش قرار گیرند. همچنین پژوهش در زمینه منابع جدید پروتئینی گیاهی (مثلاً پروتئین نخود، پسماندهای کشاورزی) میتواند مواد اولیه ارزان و بومی برای تولید این فومها فراهم کند.
- بومیسازی و تولید داخلی: با توجه به وجود منابع غنی زیستی در کشور (سویا، ذرت، انواع صمغهای گیاهی)، ایران پتانسیل خوبی برای تولید فومهای زیستی دارد. پیشنهاد میشود یک برنامه ملی برای تولید کف آتشنشانی زیستی ساخت ایران تدوین شود. این برنامه میتواند با همکاری صنایع پتروشیمی (برای تولید سورفکتانتهای پایه)، بخش کشاورزی (تأمین پروتئین و نشاسته) و سازمان آتشنشانی (انجام آزمونهای میدانی) به نتیجه برسد. خودکفایی در این محصول راهبردی علاوه بر مزیت اقتصادی، کشور را از واردات فومهای فلوئوردار (که احتمالاً در آینده نزدیک غیرقانونی خواهند شد) بینیاز میکند.
- اصلاح مقررات و استانداردهای ملی: سازمان استاندارد و سایر مراجع ذیربط (مانند سازمان محیطزیست و آتشنشانی) باید استانداردهای ملی فوم را بهروز کنند تا الزامات زیستمحیطی در آن لحاظ شود. میتوان معیار حداکثر مجاز PFAS را برای کفهای مصرفی تعیین کرد و یک جدول زمانبندی برای منع کامل فومهای آلاینده تنظیم نمود، مشابه اقدام اتحادیه اروپا. همچنین در آییننامههای آتشنشانی (مانند مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان درباره اسپرینکلرها)، تصریح شود که استفاده از فومهای زیستی و فاقد مواد پایدار ترجیح دارد. این تغییرات مقرراتی سیگنال روشنی به مصرفکنندگان و واردکنندگان میدهد که به سمت گزینههای پاک بروند.
- آموزش و فرهنگسازی در صنایع: بسیاری از تصمیمگیران صنعتی ممکن است از وجود جایگزینهای زیستی مطمئن اطلاع نداشته باشند یا نسبت به عملکرد آنها دغدغه داشته باشند. برگزاری کارگاهها، مانورهای اطفاء حریق با فومهای زیستی، و به اشتراکگذاری داستانهای موفق (case studies) میتواند اعتمادسازی کند. به عنوان مثال، نمایش عملی خاموشسازی یک حوضچه سوخت با فوم سویا یا فوم فلوئورنشده داخلی، مدیران ایمنی صنایع را قانع خواهد کرد که زمان خداحافظی با AFFF فرا رسیده است.
- مدیریت پسماند کفهای قدیمی: همزمان با گذار به فومهای زیستی، باید فکری برای جمعآوری و امحای ایمن کنسانترههای قدیمی حاوی PFAS بشود. این مواد نباید به یکباره به محیط رها شوند. تکنیکهای تخریب PFAS (مانند تجزیه حرارتی یا اکسیداسیون پیشرفته) باید به کار گرفته شود و دولت میتواند تسهیلاتی برای شرکتهایی که موجودی فوم خود را تحویل جهت امحاء میدهند در نظر بگیرد. بدین ترتیب گذار سبز به فومهای زیستی، بدون برجاگذاشتن ردپای آلودگی از گذشته، محقق خواهد شد.
در مجموع، فومهای آتشنشانی زیستی نمایانگر تغییر پارادایم در صنعت ایمنی حریق هستند: تلفیق دانش شیمی سبز با فناوری اطفاء حریق. آینده این حوزه متعلق به محصولاتی است که ضمن حفاظت موثر از جان و مال انسانها در برابر آتشسوزی، آسیبی به سیاره ما وارد نکنند. با سیاستگذاری صحیح، حمایت از نوآوری و افزایش آگاهی، میتوان انتظار داشت که در سالهای آتی فومهای زیستی به گزینه پیشفرض و استاندارد صنعت تبدیل شوند و نسل قدیم کفهای آلاینده به تاریخ بپیوندند. کشور ما نیز باید با جدیت در این مسیر گام بردارد تا همگام با استانداردهای جهانی، ایمنی حریق را به شکلی پایدار و مسئولانه تأمین کند.
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.