新型灭火剂一溴三氟丙烯的急性吸入对大鼠肺部的影响

江 璐 方晶晶

海军医学研究所 （上海 200433）

工作研究

新型灭火剂一溴三氟丙烯的急性吸入对大鼠肺部的影响

江 璐 方晶晶

海军医学研究所 （上海 200433）

为了研究一溴三氟丙烯对大鼠肺部的影响，将体积分数分别为2.5%、5.0%、7.5%、10.0%、15.0%的一溴三氟丙烯通入实验箱内，对大鼠进行急性染毒实验。染毒结束对大鼠肺部切片进行苏木素-伊红（HE）染色，观察一溴三氟丙烯急性吸入对大鼠肺部的影响。根据染毒气体体积分数的不同，实验组大鼠肺部组织出现不同程度的小血管充血现象和少许灰白色病灶，肺部切片出现不同程度的肺泡壁增厚、破裂，支气管黏膜上皮细胞脱落，炎性细胞浸润，肺泡塌陷等现象。可见急性吸入一溴三氟丙烯的大鼠肺部存在一定的损伤，且体积分数越高损伤越严重。

一溴三氟丙烯 急性吸入 大鼠肺部

一溴三氟丙烯（2-bromo-3,3,3-trifluoropropene，简称BTP）是近年来研制成功的能够替代哈龙的新型灭火剂之一，其相对分子质量为174.95，沸点为33.5℃。一溴三氟丙烯分子结构中含有不饱和双键，在与火焰接触过程中，其分解中间产物可以高效切断燃烧链，因而具有很高的灭火效率，且其释放到空气中后，在氢氧自由基和光的作用下能迅速分解，臭氧消耗潜能值（ODP）为0.0037，对臭氧层不会造成伤害；哈龙在大气中的存活寿命长达数十年，一溴三氟丙烯在大气中的寿命仅为3.2天，因此一溴三氟丙烯被认为是理想的可替代哈龙的新型灭火剂之一，具有广阔的市场前景[1-2]。目前对一溴三氟丙烯毒性的研究并不多，本文对大鼠进行急性吸入毒性实验，以期为一溴三氟丙烯在实际灭火时的安全性提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

GC-9800气相色谱仪，上海科创色谱仪器有限公司；HH-2电子恒温水浴锅，上海乔跃电子有限公司；定制1 m3有机玻璃实验舱（内装小型搅拌风扇）上海庆如仪器设备有限公司；JPB-607型便携式测氧仪，上海海恒机电仪表有限公司；一溴三氟丙烯液体，浙江环新氟材料股份有限公司。

1.2 实验对象

选择上海西普尔-必凯实验动物有限公司的SD大鼠60只，体重18～22 g，雌雄各半。将60只大鼠按数字表法进行随机分组，每组10只，雌雄各半，随机选择一组为对照组，其余为实验组，分别标记为C1，C2，C3，C4，C5组。

1.3 实验配气体积分数

文献显示一溴三氟丙烯的灭火体积分数较低，与哈龙1301接近；美国国家标准与技术研究院（NIST）火灾研究中心发现其最小有害作用体积分数（LOAEL）为4.0%。实验选择的配气体积分数分别为2.5%、5.0%、7.5%、10.0%、15.0%，从而观察比较不同体积分数的一溴三氟丙烯对大鼠肺部的影响。

1.4 实验方法

将锥形瓶置于45℃的恒温水浴锅中，倒入一定体积的一溴三氟丙烯后开始计时，加热分解产生的气体通过连接管进入玻璃实验舱内，并始终开启风扇，保持舱内气体体积分数均匀，使大鼠染毒2 h。

实验开始后，分别在10 min、0.5 h、1 h、1.5 h、2 h时取1 mL气样，稀释100倍后，再取1 mL稀释气体，利用GC-9800气相色谱仪进行检测，从而计算该时间点实验舱内气体的体积分数。

染毒期间，观察大鼠活动状态和死亡时间。染毒结束后，对不同组大鼠（包含对照组）进行肺部组织病理切片检查。

2 实验结果

2.1 染毒期间观察

实验开始数分钟后，大鼠即开始兴奋、不安、躁动，在笼中跳跃，找寻实验舱出口等，而后表现为眯眼、闭眼，相互倚靠，高体积分数实验组还伴有呼吸急促。实验组大鼠均无死亡现象。

2.2 气相色谱检测结果

表1为大鼠染毒实验期间，实验舱内气体体积分数的检测结果，可见染毒期间实验舱内气体体积分数与设定的体积分数较为一致。

表1 实验期间气体体积分数检测结果 %

2.3 大鼠肺部病理检查

实验结束后对大鼠进行解剖，发现对照组大鼠肺部形态均正常，无外观病变和充血等现象。实验组少数大鼠肺部可见灰白色病灶，染毒时配气体积分数高的组别中，大鼠肺部外观肿胀、充血现象较为普遍，C1和C2组配气体积分数较低，大鼠肺部无明显外观肿胀及充血现象。对实验组大鼠肺部中叶取样进行常规苏木素-伊红（HE）染色，显微镜放大200倍、400倍后观察，结果如图1所示。配气体积分数较低的C1，C2组大鼠肺泡壁均不同程度增厚，肺内小血管扩张充血，少数肺泡壁断裂，支气管黏膜上皮细胞部分脱落，C2组充血现象较C1组严重；C3，C4组大鼠肺部支气管内充血，肺泡壁断裂，支气管黏膜上皮细胞部分脱落；C5组肺泡壁增厚及断裂，肺泡塌陷，炎性细胞浸润，充血现象较前几组更为严重。此外，C3，C4，C5组雄性大鼠HE染色充血现象较雌性大鼠严重。可见一溴三氟丙烯对大鼠肺部能够产生一定的影响，且体积分数越高影响越严重[3-4]。

图1 各实验组大鼠肺部HE染色切片

3 讨论

由于哈龙等灭火剂对大气臭氧层破坏严重，因而国际上一直在寻找一种能够替代哈龙的新型灭火剂。一溴三氟丙烯因其良好的灭火性能和环保性而被列为理想的新型灭火剂之一，本文为研究一溴三氟丙烯对大鼠肺部的影响，选择由低到高的五组配气体积分数对大鼠进行染毒实验，发现根据染毒气体体积分数的不同，实验组大鼠肺部组织出现不同程度的病变，如肺泡壁增厚、破裂，支气管黏膜上皮细胞脱落，炎性细胞浸润，肺泡塌陷等，且气体体积分数高的实验组大鼠出现的病理现象更多且严重。实验还发现，雄性大鼠肺部切片充血情况均比雌性大鼠严重，因此认为一溴三氟丙烯对大鼠的肺部存在一定程度的损伤，尤其是对雄性大鼠。建议在使用一溴三氟丙烯时应当穿着防护衣、配戴防护面罩等，以保证人员不会急性吸入高体积分数的一溴三氟丙烯；使用一溴三氟丙烯灭火后，应对灭火场所保持通风，数小时后再入内。

[1]杜建科.新一代哈龙替代灭火剂研究进展 [J].化工新型材料,2013,41(8):19-21.

[2]归小平,杨政.三氟溴代烯烃作为洁净气体灭火剂的应用研究[J].消防科学与技术,2013,32(8):890-893.

[3]宋文华,丁峰,白茹,等.多壁碳纳米管对小鼠肺部急性损伤的研究[J].南开大学学报(自然科学版),2008,41(3): 19-23.

[4]张建全,何志义,柳广南,等.红霉素对被动吸烟所致大鼠肺部炎症的影响 [J].广东医学,2006,27(11): 1655-1656.

Effects of Acute Inhalation of a New Type of Extinguishing Agent 2-Bromo-3,3,3-trifluoropropene on Rat Lung

Jiang Lu Fang Jingjing

In order to study the effects of 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene on the lungs of rats,experiments were conducted on rats exposed to 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene with volume fractions of 2.5%,5%,7.5%,10%and 15%respectively.After the exposure,the lung slices of rats were stained with HE,and the effects of acute inhalation of 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene on the lungs of rats were observed.According to the different volume fractions of toxic gases, the lung tissue of experimental rats showed varying degrees of congestion of small blood vessels and gray lesions.The lung slices showed different degrees of thickening and rupture of the alveolar wall,bronchial mucosa epithelial cell shedding, inflammatory cell infiltration,alveolar collapse and so on.It could be concluded that the acute inhalation of 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene gas had a certain injury to rats lungs,and the higher the gas volume fraction was,the more serious the injury was.

2-Bromo-3,3,3-trifluoropropene;Acute inhalation;Rat lung

R 362

2017年4月

江璐 女 1984年生 本科 实验师 研究方向：舰艇有害气体检测与控制