NFPA 지수(INDEX)

NFPA 지수는 화학물질의 물리적 위험성을 나타내는 여러 지표 중의 하나로 활용되고 있다.

 

 

 

NFPA 지수(INDEX)

 

미국국제화재방제청(National Fire Protection Association)에서는 응급대응 시 물질의 위험성을 규정하기 위한 표준 시스템으로 코드「NFPA 704 : Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response」를 만들었으며, 건강, 화재, 반응 그리고 기타(물반응성, 방사선)위험성에 대하여 등급을 통상 화재다이아몬드(fire diamond)로 불리는 표식(symbol)에 표기하고 있다.

일반적으로 물질안전보건자료에서 「2. 유해․위험성」의 「다. 유해성․위험성 분류기준에 포함되지 않는 기타 유해성․위험성」에 기타 위험성을 제외한 3가지 위험성에 대한 등급(5 등급)을 표시하고 있으며, 통상 NFPA 지수라고 지칭한다.

 

 

NFPA 704 코드

 

<그림> Fire Diamond

 

건강지수(health hazards)

 

건강지수는 화재 및 다른 재해 상황에서 유해물질에 노출되었을 때의 위험성을 설명하는 것이며, 화재의 열 및 폭발의 충격 등에 의한 위해성은 고려대상이 아니다. 그리고 화재진압을 위한 비교적 짧은 시간(수 초에서 한 시간)동안의 급성 노출에 의한 위험성을 나타내는 것으로 본질적인 물질의 물리적 혹은 독성 특성만을 고려하여 등급을 결정하며 접촉(피부), 흡입(호흡기), 섭취(구강)에 의한 급성노출에 기인하는 직/간접적, 일시적/영구적 장애를 야기시킬 수 있는 위험성을 나타낸다. 자세한 등급 및 결정 기준은 <표 1> 과 같다.

 

<표 1> NFPA의 건강지수 등급 및 결정 기준

등급	결정 기준
4	․재해 발생 상황에서 치명(lethal)적인 물질 ․급성 흡입독성 LC50이 1000 ppm 이하인 가스, ․20 ℃ 포화증기농도 ≥ 10 × 급성흡입독성 LC50(≤ 1000 ppm)값 인 액체 ․급성흡입독성 LC50 ≤ 0.5 ㎎/L인 분체 및 미스트 ․급성경피독성 LD50 ≤ 40 ㎎/kg인 물질 ․급성경구독성 LD50 ≤ 5 ㎎/kg인 물질
3	․재해발생시 심각하거나(serious) 영구적인(permanent) 상해(Injury)을 주는 물질 ․급성 흡입독성 1000 ppm < LC50 ≤ 3000 ppm 이하인 가스, ․20 ℃ 포화증기농도가 급성흡입독성 LC50(≤ 3000 ppm)보다 크거나 같은 액체 or Grade 4를 만족하지 않는 액체 ․급성흡입독성 0.5 ㎎/L < LC50 ≤ 2 ㎎/L 인 분체 및 미스트(미스트에 대한 정의) ․급성경피독성 40 ㎎/kg < LD50 ≤ 200 ㎎/kg 인 물질 ․급성경구독성 5 ㎎/kg < LD50 ≤ 50 ㎎/kg 인 물질 ․호흡기(기도) 혹은 눈에 부식성(corrosive)이 있거나, 눈에 비가역적(irreversible) 손상을 주는 물질, 피부에 심각한 자극(irritating)을 주거나 손상시키는 물질
2	․재해발생시 일시적 장애(incapacitation) 및 잔존 상해(Residual injury)를 주는 물질 ․급성 흡입독성 3000 ppm < LC50 ≤ 5000 ppm 이하인 가스, ․20℃ 포화증기농도가 급성흡입독성 LC50(≤ 5000 ppm)의 1/5보다 크거나 같은 액체 or Grade 3,4를 만족하지 않는 액체 ․급성흡입독성 2 ㎎/L < LC50 ≤ 10 ㎎/L 인 분체 및 미스트(미스트에 대한 정의) ․급성경피독성 200 ㎎/kg < LD50 ≤ 1000 ㎎/kg 인 물질 ․급성경구독성 50 ㎎/kg < LD50 ≤ 500 ㎎/kg 인 물질 ․호흡기(기도)에 자극성(irritating) 혹은 눈에 자극적이거나, 가역적 손상(reversible injury)을 주는 물질, 피부에 자극적이거나 민감한 물질
1	․재해발생시 심각한 자극(irritation)을 주는 물질 ․급성 흡입독성 5000 ppm < LC50 ≤ 10000 ppm 이하인 가스 및 증기 ․급성흡입독성 10 ㎎/L < LC50 ≤ 200 ㎎/L 인 분체 및 미스트 ․급성경피독성 1000 ㎎/kg < LD50 ≤ 2000 ㎎/kg 인 물질 ․급성경구독성 500 ㎎/kg < LD50 ≤ 2000 ㎎/kg 인 물질 ․호흡기(기도), 눈, 피부에 약간의 자극이 있는 물질
0	․재해발생시 일상적인 연소물이외에 아무런 위험이 없는 물질 ․급성 흡입독성 LC50 > 10000 ppm 가스 및 증기 ․급성흡입독성 LC50 > 200 ㎎/L 인 분체 및 미스트 ․급성경피독성 LD50 > 2000 ㎎/kg 인 물질 ․급성경구독성 LD50 > 2000 ㎎/kg 인 물질 ․호흡기(기도), 눈, 피부에 자극적이지 않는 물질

 

 

화재지수(flammability hazards)

 

화재지수는 물질의 화재에 대한 민감성을 나타내는 지수로 물질이 특정 조건에서 연소가 발생할 수도 있고, 아닐수도 있기 때문에 물질 자체의 본질적인 특성, 형태 및 조건을 고려하며, 등급 및 결정기준은 <표 2>와 같다.

 

<표 2> NFPA의 화재지수 등급 및 결정 기준

등급	결정 기준
4	․대기압 상온에서 빨리/완전히 증발하거나, 공기중으로 쉽게 확산하여 쉽게 타는 물질 ․인화성 가스, 인화성 극저온(cryogenic) 물질 ․인화점이 22.8 ℃이하이거나 끓는점이 37.8 ℃ 이하인 액체 혹은 가압하의 가스물질 ․공기와 접촉시 순간적으로 발화하는 물질
3	․상온에서 인화될수 있는 액체 및 고체, 상온에서 공기와 위험한 혼합물을 형성해서 쉽게 인화될 수 있는 물질 ․인화점이 22.8 ℃이하면서 끓는점이 37.8 ℃이상인 액체 ․인화점이 22.8 ℃이상이면서 끓는점이 37.8 ℃ 이하인 액체 ․물리적 형태 및 환경조건에 따라서 공기와 폭발성 혼합물을 형성하고 쉽게 공기 중으로 확산되는 물질 ․내재되어 있는 산소에 의해서 격렬하게 빨리 연소하는 물질
2	․가열되거나 비교적 높은 주변온도에서 인화할 수 있는 물질, 일반적인 조건에서는 공기와 위험한 분위기를 형성하지 않으나, 높은 주변온도 및 가열에 의해서 공기와 위험한 분위기를 형성할 수 있는 충분한 증기를 발생시키는 물질 ․인화점이 37.8 ℃ 이상이고 93.4 ℃ 이하인 액체 ․공기와 폭발성 분위기를 형성하지 않으나 빠르게 연소하는 거친 입자(coarse dust)의 고체물질 ․섬유상 혹은 찢어진 형태로 빨리 연소하고 섬광성 화재를 발생하는 고체 물질 (면화, 마, 삼) ․인화성 증기를 발생시키는 고체 및 준고체물질
1	․착화되기전에 가열되야 하는 물질, 착화 / 연소되기 전에 충분한 사전가열이 필요함. ․815.5℃에 노출되었을 때 5분 혹은 그 안에 연소하는 물질 ․인화점이 93.4 ℃이상인 액체, 고체, 준고체물질 ․인화점이 35 ℃이상인 액체로 연소테스트에서 지속적인 연소를 보이지 않는 액체. ․인화점이 35 ℃이상인 액체가 중량비로 85 % 이상 물에 용융(miscible)되어 있거나 혹은 섞여있거나 분산되어 있는 물질 ․끓는점 이상이거나, 상변화를 일으키는 온도 이상에서 COC 인화점 테스트에서 연소점(Fire point)을 보이지 않는 물질 ․일반적으로 연소가능한 물질
0	․연소되지 않는 물질이거나 ․815.5 ℃에서 5분동안 공기중에 노출되었을 때 연소하지 않는 물질

 

 

안정성(반응)지수(instability hazards)

 

NFPA 704에서 규정하는 안정성지수 혹은 반응성지수는 에너지 방출과 관련된 민감도의 결정과 관련된 것으로, 특정 물질들은 자가반응(self-reaction)이나 중합(polymerization)반응에 스스로 빠른 에너지 방출을 발생할 수 있으며, 화재시 사용되는 소화물질(물 혹은 기타물질)과 반응에 의해서 에너지를 방출 할 수 있다. 물안정성 및 열적 안정성에 대한 판정기준은 별도로 규정하고 있다. 이 규격에서 불안정한 물질(unstable materials)이란 순수하거나 상업적으로 생산되는 물질로 온도, 압력, 충격에 의해서 격렬하게 중합, 분해, 응축, 자기반응 혹은 격렬한 화학적 변화를 보이는 물질을 말한다. 그리고 안정한 물질(stable materials)이란 화재 시에 공기, 열, 물에 노출되어도 화학적 조성이 변화되지 않는 물질을 지칭한다. 등급은 현상발생의 용이성(ease), 반응속도(rate) 및 방출되는 에너지양(amount of released energy)에 따라서 <표 3>과 같이 분류 될 수 있다.

 

<표 3> NFPA의 안정성(반응성)지수 등급 및 결정 기준

등급	결정 기준
4	․통상의 온도 압력에서 폭발적으로 분해 혹은 반응하거나 쉽게 폭굉할 수 있는 물질 ․통상의 온도 압력에서 국부적으로 가열 및 기계적 충격에 민감한 물질 ․250 ℃에서 IPD가 1000 W/mL을 초과하는 물질
3	․밀폐된 공간에서 가열하거나 강한 착화원에 의해서 폭발적으로 분해 혹은 반응하거나 폭굉할 수 있는 물질 ․250 ℃에서 IPD가 100 W/mL이상이고 1000 W/mL이하인 물질 ․상승된 온도압력에서 열, 기계적 충격에 민감한 물질 ․열이나 밀폐조건과 관계없이 물과 폭발적(explosively)으로 반응하는 물질
2	․상승된 온도 압력에서 쉽게 격렬한(viloent) 화학적 변화를 야기시키는 물질 ․250 ℃에서 IPD가 10 W/mL이상이고 100 W/mL이하인 물질 ․물과 격렬(viloent)하게 반응하거나 물과 잠재적 폭발혼합물을 형성하는 물질
1	․일반적으로 안정하나 상승된 온도 압력에서 불안정해질 수 있는 물질 ․250 ℃에서 IPD가 0.01 W/mL이상이고 10 W/mL이하인 물질 ․물과 강하게(Vigorous) 반응하는 물질 ․공기, 빛, 습기에 노출되면 변화하거나 분해되는 물질
0	․일반적으로 안정하며, 화재조건에서도 안정한 물질 ․250 ℃에서 IPD가 0.01 W/mL이하인 물질 ․물과 반응하지 않는 물질 ․DSC 시험에서 500 ℃이하에서 발열 peak을 보이지 않는 물질

 

 

<표 3>에서 규정되는 안정성 등급 판정 기준 이외에 앞서 언급된 물과의 반응성이 있는데, 이는 소화를 위하여 사용되는 물이 해당 물질과 혼합되었을 때 의 두 가지 시나리오를 상정하여 판정한다. 즉, 급격하게 열을 발생하거나, 혹은 열과 함께 가스를 발생하는지 여부를 1:1 혼합에 의한 열량을 측정하는 방법으로 결정하는데 그 기준은 <표 4> 와 같다.

 

<표 4> NFPA의 물 반응성(water reactivity) 지수등급 및 결정 기준

등급	혼합 시 발생되는 열량	비고
4		물 반응성에서 4등급은 고려하지 않음.
3	600 ㎈/g 혹은 그 이상	폭발적(explosive) 반응
2	100 ㎈/g 이상 600 ㎈/g 미만	맹렬한(violent) 반응
1	30 ㎈/g 이상 100 ㎈/g 미만	격렬한(vigorous) 반응
0	30 ㎈/g 미만	반응하지 않음.