2.4 化学品危险及安全使用
2.4.1 化学品危险
化学品危险取决于其物理、化学性质及其与生物体的相互作用。在化学品存储容器与被存放物质不兼容(如把过氧化物放在金属容器中),或者存放条件很恶劣(如高温或可导致容器损坏的条件)等情况下,化学品可能引发危险。宜考虑使用危险性较小的化学品,以代替危险性较大的化学品。
2.4.2 气体的危害与安全使用
①所有压缩和液化气体均具有危险性,危险性包括下列一个或几个方面。
a.压缩状态 突然发生的快速膨胀和从容器中释放气体时巨大的压力,如石油液化气。
b.低温 很多气体,突然释放时,由于会绝热膨胀,变得很冷。以冷冻液体状态贮藏在低温下释放的气体也具有特别低的温度。
c.反应性 由于具有较高密度,很多气体(如氯气、氧气、氨气)从压缩状态下释放时,很容易与某些物质发生反应。
d.易燃性 很多压缩气体是易燃的,需特殊对待,高浓度和高压增加了潜在的危险性。
e.毒性 气体的毒性,如氨气和氯气,随着在空气中浓度的增大而增大。
f.耗氧性 气体释放可取代空气致人窒息而死亡,即使这些气体本身可能是无毒的,如二氧化碳、氦气和氮气即属于此类气体。
g.密度的影响 比空气重的气体,如液化石油气和二氧化碳,在未被稀释(或损耗)的情况下,可能传播很远。
②根据性质,实验室中使用的气体,通常包括以下三类:
a.高压气瓶中的气体,压力大约为14.7MPa(2000psi)或30.0MPa(4325psi),如氧气、氮气、氢气和甲烷属于此类气体;
b.压力瓶中液化或溶解的气体,如液化石油气、丙烷、乙烯、乙炔、氯气、氨气和二氧化硫属于此类气体;
c.压力在100kPa(大约一个大气压)和20MPa之间,置于有夹层的真空容器中的冷冻气体,如冷冻氩气、氦气、液态空气、二氧化碳、氧气、氮气等属于此类气体。
气瓶的贮存和放置建议按GB/T 27476.1和《气瓶安全监察规程》标准及法规要求。
③压缩和液化气体(不包括低温气体)的处理。
a.气体在使用前所接触的物质应与其化学性质相适应。易燃气体的气瓶或管道应接地。
b.当检测氧气系统是否有漏气时,泄漏检测溶液应与氧气相适应;
c.若气体具有腐蚀性或毒性,在使用前应采取足够的预防措施。应急装备应随手可用,如防毒面具、呼吸系统、复苏器和解毒剂,同时还应进行相应的培训。
d.应对气体和管道的通风进行管理。对于其瓶中的易燃性气体,气瓶应垂直放置于通风良好的地方。液化石油气不能在有火源的地方释放。
e.当释放液化气时,应穿防护服,戴绝缘手套,戴眼罩和面罩。取样人员应用甲醇除去取样过程中在阀和接头处的冰。
此外,推荐使用以下措施:
a.乙炔不应接触铜或含铜量高于65%的合金;
b.空的气瓶最好剩余少量正压,以防被水汽或空气污染。空的气瓶应标注“空”,并从工作区移至适当的存放处隔离。
c.对于氟气、氨气、氯气等气体,在处理过程中可能遇到的危险的信息应从供应商处获取,相关要求和建议应便于取阅,同时应参考相关国家规定及标准要求;
d.高浓度有害或可燃气体的使用区域应受到监控。应使用人工系统(如带有手动泵的气体检测管),而带有远程传感器的自动报警系统是首选。在轻质烃类气体和液体的存储区,应使用烃类气体探测器。对于轻质易挥发烃类气体(如甲烷和乙烷),应使用天花板探测器。而对于重质烃(如丙烷和丁烷),应使用地板探测器等。
2.4.3 易燃化学品
(1)易燃化学品分类
①易燃气体;
②易燃液体;
③易燃固体;
④可自燃的物质;
⑤遇水会放出易燃气体的物质。
(2)易燃化学品使用的注意事项
①易燃化学品应存放在通风良好、低温区域,且不应在着火源附近使用,如明火,热表面,电器开关冒出火花附近,或有静电的地方。
②即使在常温下,易燃气体和易然化学品的蒸气也可能被气流携带至实验室各处。蒸气有可能被点燃、着火,使周围物品着火或点燃易燃化学品本身。所以,易燃化学品应在通风良好的地方或通风橱内使用。
③存放易燃化学品的容器不得开口放于实验室或存储区内。化学品取用完应盖紧。
④在使用可自燃化学品(如黄磷、兰尼镍催化剂)前应查询专家有关安全处置程序的建议;连续或大量使用易燃有机溶剂时,考虑到操作的特殊性应充分通风。强制通风在这种情况下非常必要,必要时应使用防爆电子装备。
(3)极易燃液体的预防措施
①工作区域不允许存在明火或其他着火源。
②极易燃物质的加热应使用带有防爆装置的加热罩、水浴、油浴、蒸气或红外线辐射源。
③在此区域使用电器应遵循爆炸危险场所安全及电气安全相关规定。
④自燃点很低的物质要采取特殊的预防措施,例如,二硫化碳可被蒸气管道甚至助听器这类低能耗电子装置点燃。
⑤极易燃物质应在通风橱内操作或在特别构建的专门系统中操作;回流与蒸馏装置不能无人看管,除非有自动切断的安全装置。
⑥工作区内易燃液体存放量不应超过一天操作所需量。剩余化学品应放回适当的存储区。
⑦极易燃液体不能倒入排水孔,除非是为此目的专门设计和建筑的排水沟。该类物质的处理应遵守相关法律法规。
(4)易燃固体
自燃物质,如金属氢化物和金属烷基物应由接受过相关培训的专业人员使用,使用该类物质时应佩戴相应防护装备(如防护服、眼罩等)。
金属粉末,如镁、铝、锌、铁粉末,不能与氧化物接触放置,如不能接触硝酸盐、铝酸盐、高氯酸盐或者氯化物,从而避免形成易爆混合物。
遇水会发生反应放出易燃气体的物质,在使用和存储过程中应避免接触水及避免接触潮湿空气,同时对于该类物质应根据其特性准备干粉灭火器或干燥的黄沙用于灭火,不能使用二氧化碳灭火器。
2.4.4 有毒化学品
当有毒物质为液体或气体形式时,其被人吸入或通过皮肤吸收的危险是显而易见的。
当有毒物为固体形式时,还存在吸入有毒粉尘或吞咽指甲或皮肤上有毒残留物的危险。
处理有毒物质时,应佩戴手套或使用适当的防护装备。更完全的保护措施是使用手套箱或者其他封闭系统。
2.4.5 腐蚀性物质
这类物质通过直接反应可以伤害或破坏物品或人体组织。在《危险化学品名录》中列举了腐蚀性物质。使用该类物质应注意其主要危害为腐蚀性,但同时也应关注其附带的危害,如可燃性、氧化性或毒性。如:一些腐蚀物质同时也是氧化剂,可以氧化存储容器。
2.4.6 高反应活性化学品
化学品,如强氧化剂,甚至是一些常用的试剂都存在危险的高反应活性。
活泼化学品的混合能产生放热反应,产生大量的热。混合化学品产生的热能可引起火花,导致活泼化学品燃烧、释放毒气、着火或爆炸。在使用这些活泼化学品时应格外小心。
彼此反应剧烈的物质不能存放过近。正确的存储条件信息应从生产商或相关法律法规获得。当把高反应活性化学品从一个容器转移至另一容器时,要确保化学品与容器的兼容性,并贴上正确的标签。
化学品应与容器先前所装的物质兼容。如果可能,化学品应尽量转移到干净、烘干的新容器中。
使用高反应活性化学品时,为保护眼睛应佩戴护目镜或面罩。
当分配或处理活泼化学品或清洁其泄漏物时,适当的安全设备应随手可取。地排水、隔离堤和存储间内通风状况均非常重要。
2.4.7 不稳定化学品
无论是自发的还是由于周围环境接触引起,许多易发生强烈反应的化学品都能产生爆炸或火灾,如过氧化物。不稳定的化学品应在容器标识或用警示词语标明,在化学品安全技术说明书也有相应说明。化合物不稳定的信息可以在参考文献中查找。使用不稳定化学品应制订附加的授权、安全使用、储存和安程序。
应处置掉化学实验中剩余的不稳定化学品。可考虑用远程控制装置对剩余的不稳定化学品进行处理。
2.4.8 特殊危险源
(1)溶剂蒸发
易燃有机液体在封闭区内蒸发可能形成易爆混合物。即使是空气中2%的蒸气,如30L的空气中含有2.5mL的乙醚,也足以构成等同于最低爆炸极限的混合物。
(2)着火源
经特殊设计并除去着火源的电冰箱可用来存放易燃化学品。经专家改装,除去着火源的家用电冰箱也可使用。
(3)冷藏室
冷藏室并非绝对的安全,在进入冷藏室或冷藏间存放和使用易燃溶液前应查阅有关的使用说明。
(4)静电
两个表面或液体的相对运动能引起电荷分离,产生静电。下列是静电常见的产生方式:
①泵抽烃类物质;
②带子与滑轮的摩擦;
③未接地的压缩气体管;
④绝缘固体的摇动;
⑤混合两种不相溶的液体,使其中一种从另一种析出;
⑥蒸气、水蒸气和可压缩气体的泄露;
⑦塑料板或表面从金属或非金属物体上分离。
应小心静电荷,相对移动可能产生静电并存储在身体或衣服上。避免使用全合成纤维制成的实验服。首先主要的危险来源于这些电荷所处的易燃的环境,当它的能量释放出来就成为火源。其次是带有静电荷的人,当他装卸物品时,电荷接地也将有危险。工作区域对每一个部分和员工应有充足的低电阻接地线路,以确保安全。如墙上的铜杆、从容器接到墙上或接地的编成麻花状的铜线或接地网等。