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【实验室安全管理】化学品吸入风险评估与控制

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如何评估化学品吸入风险以及如何进行有效预防
2018-09-18 09:24
来源:本文来自依拉勃无管过滤系统有限公司。
邓然然
2410

  我们常常会看到实验人员在无任何防护的工作台面,或在无效的万向通风罩、原子抽风罩下进行中小剂量化学品的实验。日积月累,这些长期吸入的少量化学品会严重损害工作人员健康引发疾病,如慢性哮喘、皮肤过敏、肺水肿、癌症...... 为了避免相关的风险,如何做才能获得安全的实验工作环境?

  实验是人类进步的阶梯”,但前提是要在安全的环境下进行实验,不以牺牲安全、健康为代价,你的实验室中也是这种理念吗?作为经验丰富的化学师,您可以根据浓度、刺激性或危化品目录等轻松识别出哪些化学品会对人体产生猝不及防的伤害。于是有选择地在通风柜中进行此类化学品的操作,但一些常规的中小剂量的化学品吸入风险却常常被忽略。

  熟知您操作化学品的PC-TWA

  那么,PC-TWA是什么呢?它是指一些特殊化学品的时间加权平均容许浓度,以时间为权数规定的8h工作日,40h工作周的平均容许接触浓度。PC-TWA值越低,化学品风险越高!

  例如丙酮是300mg/m3,危险性低,而氢氟酸只有2mg/m3,这相当的危险因为在您的实验室中极易达到这么低的浓度。这些PC-TWA由国家卫生部发布,在工作场所是强制性要求的! 因此您及实验室负责人需要清楚的知道这些规定,但是仅仅知道这些还不够!

  因为PC-TWA是针对某一种化学品制定的,对于混合化学物质的吸入限值无法确定,而化学实验室有高达数百种化学品使用。除此之外,PC-TWA不是固定的,一旦安全部门发现某些化学品比预期更危险之后,将会被重新修订,降低公布值。所以,吸入风险在所难免,您应设法吸入浓度远低于PC-TWAs的化学物质——专家说:不超过规定值的 1% 是最安全的保障范围。

  如何才能控制到1%以内

  首先,无论剂量、毒性如何,都要在有效的通风柜内进行操作

  谨记格雷姆扩散定律,根据这则定律,空气分子会撞击有毒气体分子并迅速使其遍布整个实验室空气中。根据不同分子自身的摩尔质量在毫秒为单位时间内分子可移动数米!就像有人打开香水瓶一样,你很快会在附近的房间闻到!香水主要是一种溶剂,因此它本身就会很快扩散遍布整个房间,不需要任何气流的承载。因此,由格雷姆扩散定律推出,避免有害气体分子在您的实验室中扩散的唯一方法是:无论操作的化学品数量多少,都必须将其控制在相应的柜体内。

  不要在工作台面上使用万向抽风罩、吸风臂来来进行化学实验操作的安全防护!万向抽风罩和吸风臂没有密闭的柜体,所以在处理液体化学品时用它来保护自身安全是完全无效的。或许可被用于排烟,因为烟雾是重粒子,移动相对缓慢,但绝对不适用于液体化学品实验产生的有害气体的安全防护。

图1 实验室天花板上方构造图

  液体化学试剂扩散极快,因此很大一部分会被人体吸入,极易超过PC-TWA值,日积月累将危害您的职业健康!所以,在操作液体化学品时,只有含柜体构造的通风柜才有保护人员安全的潜在可能。

  其次,确保所使用的通风柜是真正安全的

  化学品挥发出的有害气体会危害人体的健康,因此无论试剂量大小、毒性高低所有的化学实验都在通风柜中进行。而我们一般认为通风柜只是一个柜体加抽风装置,结构、原理简单不会有什么隐患。所以我们一直认为用了通风柜就是安全的,但事实是我们这样的想法大错特错。

  中国的行业标准JB/T 6412-1999 (外排)和JG/T 385-2012 (无管道)规定:面风速和控制浓度是通风柜的两大安全指标。(面风速针对柜外干扰,控制浓度针对柜内控制)很多人和我一样知道面风速要在0.4-0.6m/s之间,这是为什么呢?根据文丘里效应,人员走动和迅速开关门板都会导致通风柜内气体的泄露。“ 面风速就是在化学品及实验人员之间为抵御外部干扰所制造一个空气屏障,保障柜内气体不因外界干扰而泄露。”而第一次听说的控制浓度又是什么呢?

  控制浓度是指柜内的气体在被外排或过滤前,柜体能够控制该气体而避免其从操作口表面泄露到柜外的能力。因为通风柜内的气体并非如我们想象的那样全被抽走。当大量气体通过狭窄的管道时会产生大量的涡流,破坏气体方向发生泄漏。气流速度愈快,气道越不规则,气体的密度愈大,越容易形成涡流,导致有害气体回流危害人体健康。这也是面风速要控制在0.6m/s内的原因。

  除此之外,外排通风柜的结构并非我们所看到的这样简单,天花板上有我们看不到的复杂的通风系统,大部分实验室天花板上方是这样的,如图1所示。如此复杂,设计、材料、安装各个环节的欠缺都会产生巨大的安全隐患。而在多数人的使用过程中厂家鲜少来进行维护保养。那么作为安全设备通,通风柜是一装永逸的吗?不用像电梯那样定期的维护?当然不是,定期对通风柜进行维护是保证人身安全非常必要的。

  “ 根据标准,通风柜的控制浓度是可以进行检测的。用六氟化硫(SF6)作为示踪气体进行测试,在人体呼吸带处测得的泄露的SF6须≤ 0.5 ppm!” “美国标准ANSI/AIHA Z9.5-2003 中明确规定了这几个环节的控制浓度:出厂时:0.05ppm,现场安装后:0.1ppm,日常使用中:0.1ppm。”

  认识到问题是找到有效解决方案的良好开始。通风柜是化学品操作时将吸入风险降至最低的唯一有效途径。安全刻不容缓,不要再等待实验室新建或搬迁了。始于1968年创新改革后的依拉勃无管道净气型通风柜凭借其宽阔的迎风过滤区域以及较低的排风量形成坚实的空气屏障,使柜内气流运动平稳,不产生涡流。而且安装便捷易维护能够达到较好的控制浓度效果,并能在一天内直接添加使用,为现有实验室创造更加安全洁净的实验环境。为您带来100%的安全保障。

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