Фторсодержащие пенообразователи для тушения пожаров: производство, применение, экологические последствия

Обобщена информация о производстве и использовании фторсодержащих пенообразователей, предназначенных для пенного тушения пожаров с участием нефтепродуктов и других легковоспламеняющихся жидкостей, и экологических последствиях. Показано, что использование при их производстве поли- и/или перфторированных соединений привело к появлению в окружающей среде большой группы опасных химических веществ, в том числе перфтороктановой сульфоновой кислоты (ПФОС), пентадекафтороктановой кислоты (ПФОК), перфторгексановой сульфоновой кислоты (ПФГСК). Приведены общие сведения о фторсодержащих пенообразователях, их производителях и маркировках, свойствах, возможных объемах производства и применения в глобальном масштабе. Показано, что применение фторсодержащих пенообразователей при тушении пожаров, а также во время учебных тренировок приводит к непосредственному поступлению ПФОС, ПФОК и других фторсодержащих соединений в окружающую среду. Обсуждаются результаты исследований, выполненных в различных странах ЕС, Норвегии, США, Канаде и Австралии, свидетельствующие о высоких концентрациях ПФОС, ПФОК и других фторсодержащих соединений в подземных и поверхностных водах, а также в почвах. Наиболее высокие уровни загрязнения выявлены в местах применения фторсодержащих пенообразователей. Показана опасность поступления фторсодержащих соединений в организм человека с загрязненной питьевой водой и продуктами питания.

1. Revised Draft. Hazard Assessment of Perfluorooctanoic Acid and its Salts [Electronic resource] / U. S. Environmental Protection Agency Office of Pollution Prevention and Toxics Risk Assessment Division. – 2002. – Mode of access. http://fluoridealert.org/wp-content/pesticides/pfoa.epa.nov.4.2002.pdf

2. Results of Survey on Production and Use of PFOS, PFAS and PFOA, Related Substances аnd Products/Mixtures Containing these Substances [Electronic resource] // OECD Environment, Health and Safety Publications. Series on Risk Management. – 2004. – № 19. – Mode of access: http://www.oecd.org/officialdocuments/publicdisplaydocumentpdf/?cote=env/jm/ mono%282005%291&doclanguage=en. – Date of access: 02.12.2017.

3. Analysis of the risks arising from the industrial use of Perfuorooctanoic acid (PFOA) and Ammonium Perfluorooctanoate (APFO) and from their use in consumer articles. Evaluation of the risk reduction measures for potential restrictions on the manufacture, placing on the market and use of PFOA and APFO: Final Report. 2010 [Electronic resource]. – Mode of access: https://ec.europa.eu/docsroom/documents/13037/attachments/1/translations/en/renditions/pdf. – Date of access: 18.11.2017.

4. Moody, C. A. Determination of Perfluorocarboxylates in Groundwater Impacted by Fire-Fighting Activity / C. A. Moody, J. A. Field // Environmental Science and Technology. – 1999. – Vol. 33, № 16. – P. 2800–2806. https://doi. org/10.1021/es981355+

5. Stockholm Arlanda Airport as a source of per- and polyfluoroalkyl substances to water, sediment and fish / L. Ahrens [et al.] // Chemosphere. – 2015. – № 129. – P. 33–38. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2014.03.136

6. Historical usage of aqueous film forming foam: A case study of the widespread distribution of perfluoroalkyl acids from a military airport to groundwater, lakes, soils and fish / M. Filipovic [et al.] // Chemosphere. – 2015. Vol. 129. – P. 39–45. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2014.09.005

7. Persistence of Perfluoroalkyl Acid Precursors in AFFF-Impacted Groundwater and Soil / E. F. Houtz [et al.] // Environmental Science & Technology. – 2013. – Vol. 47, № 15. – P. 8187–8195. https://doi.org/10.1021/es4018877

8. The structure of the fire fighting foam surfactant Forafac®1157 and its biological and photolytic transformation products/ M. K. Moe [et al.] // Chemosphere. – 2012. – Vol. 89, № 7. – P. 869–875. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.05.012

9. Fate and redistribution of perfluoroalkyl acids through AFFF-impacted groundwater / J. Bräunig [et al.] // Science of the Total Environment. – 2017. – Vol. 596–597. – P. 360–368. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.04.095

10. Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants (POPs). Text and Annexes. – 2009 [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.wipo.int/wipolex/ru/treaties/text.jsp?file_id=194846. – Date of access: 10.11.2017.

11. UNEP/POPS/POPRC. 13/7/Add.2. Доклад Комитета по рассмотрению стойких органических загрязнителей о работе его тринадцатого совещания. Добавление. Оценка регулирования рисков в отношении пентадекафтороктановой кислоты (КАС № 335-67-1, ПФОК, перфтороктановая кислота), ее солей и родственных ПФОК составов [Электронный ресурс] / Комитет по рассмотрению стойких органических загрязнителей. Тринадцатое совещание. Рим, 17-20 октября 2017 года. – Режим доступа: http://chm.pops.int/Portals/0/download.aspx?d=UNEP-POPS-POPRC. 13-7-Add-2.Russian.pdf

12. UNEP/POPS/POPRC. 13/4. Предложение о включении перфторгексановой сульфоновой кислоты (КАС №: 355-46-4, ПФГСК), ее солей и родственных ПФГСК составов в приложения А, В и/или С к Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях. Записка секретариата [Электронный ресурс] / Комитет по рассмотрению стойких органических загрязнителей. Тринадцатое совещание. Рим, 17–20 октября 2017 года. Режим доступа: http:// www.pops.int/TheConvention/POPsReviewCommittee/Meetings/POPRC13/Overview/tabid/5965/ctl/Download/mid/18462/ Default.aspx?id=41&ObjID=24663

13. Исследование коррозионной активности пенообразующих составов для тушения пожаров/ О. Д. Навроцкий [и др.] // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. – 2010. – № 1. – С. 98–105.

14. Лахвич, В.В. Исследование свойств пленкообразующих пенообразователей для тушения горючих жидкостей / В.В. Лахвич, Г.И. Вариков // Вестник Командно-инженер. ин-та МЧС Респ. Беларусь. – 2014. – №1 (19). – С. 73–81.

15. Бочаров, В. В. Пенообразователи для тушения пожаров на основе перфторированных ПАВ. Оценка их биоразлагаемости и возможных методов утилизации / В. В. Бочаров, М. В. Раевская // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2014. – Т.19. – Вып. 5. – С. 1384–1387.

16. Бочаров, В. В. Исследование эколого-гигиенических характеристик пенообразователей для пожаротушения легковоспламеняющихся жидкостей и выбор продуктов с минимальными экологическими рисками для окружающей среды / В. В. Бочаров, М. В. Раевская // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. – 2016. – Т. 37, № 25. – С. 88–93.

17. Инструкция о порядке применения пенообразователей для тушения пожаров [Электронный ресурс]: утв. Постановлением М-ва по чрезвычайным ситуациям Респ. Беларусь, 24.06.2009, № 32. – Режим доступа: http://www.pravo. by/pdf/2009-209/2009-209(043-057).pdf

18. Порядок применения пенообразователей для тушения пожаров. Рекомендации [Электронный ресурс]: утв. МЧС России, 27.08.2007. – Режим доступа: https://penoobrazovateli.ru/primenenie.pdf

19. Perfluoroalkylated acids and related compounds (PFAS) in the Swedish environment: Chemistry, Sources, Exposure [Electronic resource] / U. Järnberg, K. Holmström, B. van Bavel, A. Kärrman. – 2007. – Mode of access: https://www. Diva-portal.org/smash/get/diva2:657980/FULLTEXT01.pdf. – Date of access: 05.12.2016.

20. Sources, Fate and Transport of Perfluorocarboxylates / K. Prevedouros [et al.] // Environmental Science and Technology. – 2006. – Vol.40. – N1.– P. 32–44. https://doi.org/10.1021/es0512475

21. Seow, J. Fire Fighting Foams with Perfluorochemicals – Environmental Review. Final Version [Electronic resource] / J. Seow ; Department of Environment and Conservation Western Australia // Hemmingfire.com. – 2013. – Mode of access: http://www.hemmingfire.com/news/fullstory.php/aid/1713/Fire_Fighting_ Foams_with_Perfluorochemicals. – Date of access: 05.01.2018.

22. Occurrence and use of highly fluorinated substances and alternatives. Report from a government assignment [Electronic resource] / KEMI. Swedish Chemicals Agency. – Arkitektkopia, Stockholm, 2015. – Mode of access: https://www. kemi.se/global/rapporter/2015/report-7-15-occurrence-and-use-of-highly-fluorinated-substances-and-alternatives.pdf. – Date of access: 05.05.2017.

23. Moody, C. A. Perfluorinated surfactants and the environmental implications of their use in fire-fighting foams / C. A. Moody, J. A. Field // Environmental Science and Technology. – 2000. – № 34. – P. 3864–3870. https://doi.org/10.1021/ es991359u

24. FAQs Regarding PFASs Associated with AFFF Use at U. S. Military Sites [Electronic resource] / J. Field, C. Higgins, R. Deeb, J. Conder ; Developed for the Environmental Security Technology Certification Program (ESTCP). – 2017. – Mode of access: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/1044126.pdf. – Date of access: 05.01.2018.

25. Analysis of Test Criteria for Specifying Foam Fire-fighting for Aircraft Rescue and Firefighting: DOT/FAA/ST- 94/04. Final report[Electronic resource]. – 1994. – Mode of access: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a286381.pdf. – Date of access: 20.11.2016.

26. Perfluorooctane Sulphonate. Risk Reduction Strategy and Analysis of Advantages and Drawbacks: Final Report [Electronic resource] / Department for Environment, Food and Rural Affairs and the Environment Agency for England and Wales. – RPA in association with BRE Environment, 2004. – Mode of access:http://docplayer.net/25485180-Rpa-in-association-with-bre-environment-perfluorooctane-sulphonate-risk-reduction-strategy-and-analysis-of-advantages-and-drawbacks.html

27. Estimated Quantities of Aqueous Film Forming Foam (AFFF) in the United States [Electronic resource] / Fire Fighting Foam Coalition. – Arlington, 2004. – Mode of access: http://chm.pops.int/TheConvention/POPsReviewCommittee/ Meetings/POPRC7/POPRC7Followup/Requestsforinformation/RequestsforcommentsbyPOPRC7IWGs/CommentsonPFOS-inopenapplications/tabid/2746/ctl/Download/mid/8994/Default.aspx?id=11&ObjID=14392 – Date of access: 24.11.2016.

28. Place, B. J. Identification of Novel Fluorochemicals in Aqueous Film-Forming Foams (AFFF) Used by the US Military/ B. J. Place, J. A. Field // Environmental Science and Technology. – 2012. – Vol. 46, № 13. – P. 7120–7127. https://doi. org/10.1021/es301465n

29. Теплов, Г. С. Пенное пожаротушение: история и перспективы / Г. С. Теплов // Пожарная безопасность. – 2012. – № 2. – С. 106–119.

30. Тендитный, И. В. Пенообразователь – значит Нижегородский / И. В. Тендитный // Пожарная безопасность. – 2011. – № 5(55). – С. 90–92.

31. Colville, S. Environmental Issues Associated with Defence Use of Aqueous Film Forming Foam (AFFF) [Electronic resource] / S. Colville, N. McCarron; Environmental Stewardship, Environment, Heritage and Risk Branch. – 2003. – Mode of access: http://www.defence.gov.au/FOI/Docs/Disclosures/387_1415_Document.pdf

32. Импортные пенообразователи в России [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.penoobrazovateli.ru/index.php?menu=28. – Дата доступа: 20.11.2016.

33. Pabon, M. J. Fluorinated surfactants: synthesis, properties, effluent treatment / M. J. Pabon, J. M. Corpart // Journal of Fluorine Chemistry. 2002, vol.114, no 2, pp. 149–156. https://doi.org/10.1016/S0022-1139(02)00038-6

34. The Future of Aqueous Film Forming Foam (AFFF): Performance Parameters and Requirements [Electron ic resource] / R. S. Sheinson [et al.]. – Mode of access: https://www.nist.gov/sites/default/files/documents/el/fire_research/ R0201327.pdf. – Date of access: 24.11.2016.

35. UNEP/POPS/POPRC. 3/20/Add.5. Доклад Комитета по рассмотрению стойких органических загрязнителей о работе его третьего совещания. Добавление Оценка регулирования рисков, связанных с перфтороктановым сульфонатом [Электронный ресурс] / Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях. Комитет по рассмотрению стойких органических загрязнителей. Третье совещание. Женева, 19–23 ноября 2007 года. – Режим доступа: https://docplayer.ru/80232799-Sc-unep-pops-poprc-3-20-add-5.html

36. Per- and polyfluorinated substances in the Nordic Countries: Use, occurence and toxicology / S. Posner [et al.]. – Nordic Council of Ministers, 2013. https://doi.org/10.6027/tn2013-542

37. Guidance for the Inventory of Perfluorooctane Sulfonic Acid (PFOS) and related Chemicals under the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants [Electronic resource]. – 2012. – Mode of access: http://chm.pops.int/Portals/0/ download.aspx?d=UNEP-POPS-GUID-NIP-2012-PFOS-Inventory.En.pdf. – Date of access: 12.09.2017.

38. Background document to the Opinion on the Annex XV dossier proposing restrictions on Perfluorooctanoic acid (PFOA), PFOA salts and PFOA-related substances [Electronic resource] / European Chemicals Agency. – 2015. – Mode of access: https://echa.europa.eu/documents/10162/13641/rest_pfoa_draftbd_en.pdf. – Date of access: 20.11.2016.

39. D’Agostino, L. A. Identification of novel fluorinated surfactants in aqueous film forming foams and commercial surfactant concentrates / L. A. D’Agostino, S. A. Mabury // Environmental Science and Technology. – 2014. – Vol. 48, № 1. – P. 121–129. https://doi.org/10.1021/es403729e

40. Chemical Analysis of Selected Fire-Fighting Foams on the Swedish Market 2014 [Electronic resource] / Swedish Chemicals Agency, KEMI. – Stockholm, 2015. – Mode of access: https://www.kemi.se/global/pm/2015/pm-6-15.pdf. – Date of access: 18.11.2017.

41. Per- and polyfluoroalkyl substances in firefighting foam concentrates and water samples collected near sites impacted by the use of these foams / X. Dauchy [et al.] // Chemosphere. – 2017. – Vol. 183. – P. 53–61. https://doi.org/10.1016/j. chemosphere.2017.05.056

42. Study of environmental and human health impacts of firefighting agents. A technical report [Electronic resource] / A. Kärrman [et al.]. – Sweden: Örebro University, 2016. – Mode of access: https://oru.diva-portal.org/smash/get/diva 2:1068268/FULLTEXT01.pdf. – Date of access: 04.11.2017.

43. Organic fluorine content in aqueous film forming foams (AFFFs) and biodegradation of the foam component 6:2 fluorotelomermercaptoalkylamido sulfonate (6:2 FTSAS) / B. Weiner [et al.] // Environmental Chemistry. – 2013. – vol. 10, № 6. – P. 486−493. https://doi.org/10.1071/en13128

44. 6-2 Fluorotelomer alcohol aerobic biodegradation in soil and mixed bacterial culture/ J. Liu // Chemosphere. – 2010. – vol. 78, № 4. – P. 437–444. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2009.10.044

45. UNEP/POPS/POPRC. 12/11/Add.2. Доклад Комитета по рассмотрению стойких органических загрязнителей о работе его двенадцатого совещания. Добавление. Характеристика рисков: пентадекафтороктановая кислота (КАС № 335-67-1, ПФОК, перфтороктановая кислота), ее соли и родственные ПФОК составы [Электронный ресурс] / Комитет по рассмотрению стойких органических загрязнителей. Двенадцатое совещание, Рим, 19–23 сентября 2016 года. – Режим доступа: http://chm.pops.int/Portals/0/download.aspx?d=UNEP-POPS-POPRC. 12-11-Add.2.Russian.docx

46. Estimated Inventory of PFOS-based Aqueous Film Forming Foam (AFFF). 2011 update to the 2004 report entitled “Estimated Quantities of Aqueous Film Forming Foam (AFFF) in the United States” [Electronic resource] / Fire Fighting Foam Coalition, Inc. – Arlington, 2011– Mode of access: http://chm.pops.int/Portals/0/download.aspx?d=UNEP-POPSPOPRC13FU-SUBM-PFOA-FFFC-3-20180112.En.pdf. – Date of access: 20.11.2016.

47. UNEP/POPS/POPRC. 2/17/Add.5. Доклад Комитета по рассмотрению стойких органических загрязнителей о работе на его втором совещании Дополнение. Характеристика рисков по перфтороктановому сульфонату [Электронный ресурс] / Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях. Комитет по рассмотрению стойких органических загрязнителей. Второе совещание. Женева, 6–10 ноября 2006 года.– Режим доступа: http://chm. pops.int/Portals/0/download.aspx?d=UNEP-POPS-POPRC. 2-17-Add.5.Russian.pdf

48. Брусничкин, Г. Д. Обзор рынка пенообразователей для тушения пожаров / Г. Д. Брусничкин, Е. Н. Новожилов // Пожаровзрывобезопасность. – 2004. – № 5. – С. 47–48.

49. Mehtonen, J. Identification of sources and estimation of inputs/impacts on the Baltic Sea, Summary Report Finland [Electronic resource] / J. Mehtonen, P. Munne, M. Verta. – 2012.– Mode of access: http://www.cohiba-project.net/publications/en_GB/publications/_files/87107384988993099/default/FI%20WP4%20National%20report%20FINAL.pdf. – Date of access: 20.11.2017.

50. Monitoring Perfluorinated Surfactants in Biota and Surface Water Samples Following an Accidental Release of Fire-Fighting Foam into Etobicoke Creek / C. A. Moody [et al.] // Environmental Science and Technology. – 2001. – Vol. 36, № 4. – P. 545–551. https://doi.org/10.1021/es011001+

51. Occurrence and persistence of perfluorooctanesulfonate and other perfluorinated surfactants in groundwater at a fire-training area at Wurtsmith Air Force Base, Michigan, USA / C. A. Moody [et al.] // Journal of Environmental Monitoring. – 2003. – Vol. 5, № 2. – P. 341–345. https://doi.org/10.1039/b212497a

52. Detection of Poly- and Perfluoroalkyl Substances (PFASs) in U. S. Drinking Water Linked to Industrial Sites, Military Fire Training Areas, and Wastewater Treatment Plants / C. H. Xindi // Environmental Science and Technology Letters. – 2016. – Vol. 3, N 10. – P. 344–350. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.6b00260

53. A review of contamination of surface-, ground-, and drinking water in Sweden by perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances (PFASs) / S. Banzhaf [et al.] // Ambio. – 2017. – Vol. 46, №3. – P. 335–346. https://doi.org/10.1007/s13280-016-0848-8

54. Perfluoroalkylated substances: PFOA, PFOS and PFOSA. Evaluation of health hazards and proposal of a health based quality criterion for drinking water, soil and ground water: Environmental Project No 1665 [Electronic re source] / The Danish Environmental Protection Agency. – 2015. – Mode of access: http://www2.mst.dk/Udgiv/publications/2015/04/978-87-93283-01-5.pdf. – Date of access: 02.12.2017.

55. Stage 3 Risk Assessment and Remediation Design at Army Aviation Centre Oakey Remediation Action Plan – Perfluorocarbons in Groundwater, Department of Defence[Electronic resource]. – Parsons Brinckerhoff, 2013. – Mode of access: http://www.defence.gov.au/id/_Master/docs/Oakey/0207AACOakey2013EI2-RAP-PFOSGroundwater-PBJun2013.pdf. – Date of access: 04.01.2018.

56. De Solla, S. R. Highly elevated levels of perfluorooctane sulfonate and other perfluorinated acids found in biota and surface water downstream of an international airport / S. R. De Solla, A. O. De Silva, R. J. Letcher // Environment International. – 2012. – Vol. 39, № 1. – P. 19–26. https://doi.org/10.1016/j.envint.2011.09.011

57. LaSalle, J. L. Defence Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) Environmental Management Preliminary Sampling Program: Final Report [Electronic resource] / J. L. LaSalle. – September 2016. – Mode of access: http://www.defence. gov.au/Environment/PFAS/docs/General/PSPReports/PSPTownville.pdf. – Date of access: 07.12.2017.

58. Stage 2C Environmental Site Assessment, Army Aviation Centre Oakey. Executive Summary [Electronic resource] / Department of Defence. – AECOM Australia Pty Ltd., 2016. – Mode of access: http://www.defence.gov.au/id/_Master/docs/ Oakey/0207AACOakeyEI2-2016Stage2C-ESAFullReport.pdf. – Date of access: 04.01.2018.

59. Perfluorinated and Polyfluorinated Compounds in Lake Food Webs from the Canadian High Arctic / G. Lescord [et al.] // Environmental Science and Technology. – 2015. – Vol. 49, № 5. – P. 2694–2702. https://doi.org/10.1021/es5048649

60. Perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorooctanoic acid (PFOA) and their salts Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food chain / European Food Safety Authority (EFSA) // EFSA Journal. – 2008. – Vol. 6, № 7. https:// doi.org/10.2903/j.efsa.2008.653

61. Long-term environmental fate of perfluorinated compounds after accidental release at Toronto airport / E. Awad [et al.] // Environmental Science and Technology. – 2011. – Vol. 45, № 19. – P. 8081–8089. https://doi.org/10.1021/ es2001985

62. Exposure to per- and polyfluoroalkyl substances through the consumption of fish from lakes affected by aqueous film-forming foam emissions – A combined epidemiological and exposure modeling approach. The Saminor 2 Clinical Study / H. Solrunn [et al.] // Environment International. – 2016. – Vol. 94. – P. 272–282. https://doi.org/10.1016/j.envint.2016.05.030

63. Influence of contaminated drinking water on perfluoroalkyl acid levels in human serum – A case study from Uppsala, Sweden / I. Gyllenhammar [et al.] // Environmental Research. – 2015. – № 140. – P. 673–683. https://doi.org/10.1016/j. envres.2015.05.019

64. Identification, Tissue Distribution, and Bioaccumulation Potential of Cyclic Perfluorinated Sulfonic Acids Isomers in an Airport Impacted Ecosystem/ Y. Wang [et al.] // Environ. Sci. Technol. – 2016. – Vol. 50, № 20. – P. 10923−10932. https:// doi.org/10.1021/acs.est.6b01980

65. Directive 2006/122/EC of the European Parliament and of the Council 12.12.2006 amending for the 30th time Council Directive 76/769/EEC on the approximation of the laws, regulations and administrative provisions of the Member States relating to restrictions on the marketing and use of certain dangerous substances and preparations (perfluorooctane sulfonates) [Electronic resource]: Standard EEC/2006/122 / European Union/Commission (EU/EC), December 27, 2006. – Mode of access: https://standards.globalspec.com/std/1606115/eu-ec-eec-2006-122.

66. Environmentally Responsible Use of Fluorinated Fire-Fighting Foam [Electronic resource]. – German Federal Agency, UBA, 2013.– Mode of access: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/fluorinated_ fire-fighting_foams_schaumloeschmittel_engl._version_25.6.2013.pdf. – Date of access: 15.09.2017.

67. Perfluorooctanoic acid (PFOA) – main concerns and regulatory developments in Europe from an environmental point of view / L. Vierke, C. Staude, A. Biegel-Engler, W. Drost, C. Schulte // Environmental Sciences Europe. – 2012. – Vol. 24, № 1. – P. 1–16 https://doi.org/10.1186/2190-4715-24-16