现代职业安全 (国家安全生产监督管理总局主编) 2010年7月(月刊)
摘要:笔者根据自身工作经历,对某创业中心化学实验室存在的安全卫生风险进行分析,详细介绍了涉及医药、化工等行业的研发型化学实验室,在危险化学品购买、存储、使用、废弃等过程中的安全卫生风险。为规范创业中心化学实验室的建设和管理,避免安全卫生事故的发生,提供参考。
关键词:化学实验室 安全卫生 风险 分析
前言
说到安全生产,我们都会将目光投向煤矿、危险化学品等高风险的制造型企业,而一些高校及研发型企业的化学实验室常常在高科技、科研等光环下,忽视了安全,导致事故时有发生。目前就笔者所在的长三角地区,为鼓励海外归国人才以及国内高科技人才自主创业,成立了多处微型企业孵化器,主要是培养和扶持医药、微电子等高科技企业。在这些企业中,特别是涉及化学品、医药中间体、生物化学制药的化学实验室,存在着较多的安全风险。笔者根据自身工作经历,对某创业中心孵化器内化学实验室的安全卫生风险进行分析,希望对类似的化学实验室的管理有所借鉴。
一、孵化器创业企业概况:
该孵化器内的创业型企业,一般设有办公区域(一间),研发实验室(化学实验室)一到两间。这些公司的运作模式一般留学归国人员作为技术创新的领头人,并负责开拓市场,有时并不常驻企业,日常事务一般委托管理人员和技术人员负责。孵化器内设有综合性的检测实验室,设置较昂贵的红外、紫外、气相色谱、液相色谱等分析仪器,为创业型企业提供服务。
二、化学实验室概况
孵化器内的的化学实验室面积一般为20平米,两边设有小试(5KG以内)合成通风柜,研发合成反应(500g)通风柜。实验室中间设有化学药品柜及一般操作台,操作台两头作为清洗水池。化学实验室一般还设有冰柜,化学品试剂存放点。
化学实验室主要反应工艺:反应工艺因客户需求而改变,有常规合成、高温合成、超低温合成、低压合成及有机金属合成等,总的来说,除没有条件进行高压合成外,其他的合成反应都有所涉及。
化学实验室使用的化学药品:常规的有机合成溶剂,如正己烷、酒精、丙酮、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯等,常见的酸碱,另外还有一些特别的中间体和有机金属等。
三、化学实验室作业风险
1、危险化学品运输风险
孵化器内的化学实验室主要是在零售店购买化学试剂的,一般商家负责送货上门。化学品送货人员,在运送化学试剂甚至工业包装的危险化学品时,一般都是开着电动车,量多一点才会使用面包车送货。送货人员及车辆根本没有危险化学品运输资格,没经过危险化学品的相关培训,一旦出现交通事故或者危险化学品泄漏后果非常严重,影响道路交通和行人安全。
2、危险化学品存储风险
孵化器内的化学实验室一般设有将危险化学品存储设在实验室里。存储闪点较低的危险化学品,如酒精、丙酮、甲苯、二甲苯、四氢呋喃等,存储总量约30多桶(25L/桶)。危险化学品的存储主要在消防安全存在较大风险:
1.存储地点及防火分区设置不合理:作为存储甲类易燃液体的危险化学品仓库,没有进行单独设立,而与实验室放在一起,仓库内的隔墙未密闭,无法形成有效防火分区,隔板材质达不到防火要求。化学实验室是按照办公楼设计的,这个建筑的消防设施只能满足办公楼最低要求,远远无法满足存储危险化学品甲类仓库的要求。
2防火防爆要求不达标:仓库内无有效通风,易燃气体容易集聚,同时仓库内所有用电器未采用防爆电器,地板为普通地板,易产生火花和静电,从而引发火灾爆炸事故。仓库内没有温度调节设备,在炎热的夏季,低闪点低沸点的危险化学品包装,受热膨胀,极易引发爆炸火灾事故。
3.作业人员操作不当:作业人员取用大桶包装的危险化学品,直接在仓库内取用,取用时直接倒在大烧杯中,无防泄露措施,如操作失误洒在外面,只能任其挥发。同时存储场所未配备化学品技术说明书(MSDS),没有相关危险性说明、健康危害的警示以及紧急事故发生的处理方法,作业人员在也就无法遵照相关注意事项了。
3、实验操作风险
1.合成操作风险
化学实验室在进行合成反应时一般会放在通风柜中进行,但是个人防护和防火防爆措施不到位。特别是进行超低温实验及高活性金属实验时,危险性特别大,容易引起火灾爆炸等事故。超低温合成反应使用液氮作为低温保温剂,液氮取用采用最原始的倾倒,并使用常规保温桶盛放,经常因过保温桶过冷而发生爆裂,引起操作员工冻伤。而有机金属合成一般会使用活性很强的金属锂,由其合成产生活性有机中间丁基锂,这些活性物质极易燃烧,在常温下遇水即燃烧甚至爆炸。笔者了解,孵化器内曾有实验室发生过有机金属反应器爆炸事件,操作员工头部受伤,脸部缝合数十针,在脸上留下了永久性的伤痕。在作业过程中,使用各种有机溶剂,长期吸入这些有毒有害蒸汽,易引起慢性中毒和职业病。
2.薄层层析操作危害
在有机合成反应中,为了便于了解反应的进行状况,实验室通常使用薄层层析的方法分析反应溶液,俗称“点板”和“爬板”;点板就是将原料溶液、反应溶液点在同一张层析板上。爬板就是将点板完成后的层析板放在层析液中。爬板完成还要在紫外灯光照射下查找原料和目标产物相应的暗点,如有必要还需要使用单质碘,将暗点显现出来。
层析操作简单,实用,在化学实验室使用广泛。在层析操作过程是中,将有三类主要的职业卫生的危害。
1)有机层析液的危害:层析液由一组不同极性的有机溶剂组成,根据极性高低大体有以下几种,极性按如下次序递增 :正己烷~石油醚<环己烷<四氯化碳<三氯乙烯<二硫化碳<甲苯<苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙醇<乙醇<甲醇<水<吡啶<乙酸,一般实验室选用其中三到四种常用的,并通过极性相邻的两种溶剂以不同的比例配置混合溶液。在薄层层析过程中,层析液将大量挥发到作业环境,有毒有害的蒸汽被操作员工吸收,引起职业病变。
2)紫外灯的危害
在进行薄层层析实验室,需要长时间使用紫外灯。特别是反应产物的极性不确定,需要多次实验不同的层析液才能确定层析液的最佳比例。长时间使用紫外灯,对操作人员人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害。
3)碘使用的危害
为长期保存薄层层析的实验结果,需要对薄层层析板进行碘熏处理。碘熏过程在一个非密封试剂瓶中进行,容易造成碘蒸汽泄漏,从而引起作业人员碘中毒。
3.旋蒸操作危害
在有机合成完成以后,通常需要将有机溶剂蒸干,析出产品的结晶。化学实验室通常采用旋转蒸馏,为了便于循环水真空泵换水,旋转蒸馏设备就设置在水池旁边,旋蒸过程中,原溶液受热沸腾,溶剂蒸发,大部分冷凝后收集,一小部分被循环水真空泵抽走,溶解在水里或散发到空气中。旋蒸时产生的有机蒸汽,很容易被操作人员大吸入,容易引起不适甚至职业病。
4.其他危害
在其他操作过程中,还有一些操作存在一定的作业风险,可能引起人员伤害和慢性中毒
1) 反应产物的清洗:旋蒸结束后析出的晶体,需要用不溶性的有机溶剂进行清洗,去除结晶体表面附着的原溶剂、原料及其他中间产物。清洗过程有机溶剂挥发。
2) 清洗反应设备:1.健康风险,化学反应结束后需要及时清洗反应设备,烧瓶(三口、四口),冷凝管、蒸馏瓶等,有时为了洗清干净,需要使用有机溶剂进行洗涤,用的最多的就是工业酒精,其他的非极性有机溶剂也会使用,使用时基本不佩戴防护用品,极易刺激呼吸道和皮肤损害。2.安全消防风险:在清洗残留较强活性的物质的设备时,特别是有机锂和锂单质遇水即燃,清洗时安全消防风险极大。
3) 废液收集处理风险:
1. 直接排放式:实验室作业人员有时图方便,就将反应废液直接倒入下水道,不仅对污水的治理带来难度,同时易燃气体集聚在下水道,一旦达到爆炸极限,就很可能发生爆炸。
2. 收集后集中处理:整个实验室就一个塑料桶收集废液,不同种类不同性质的废液,直接收集在一个废液桶内,容易引起意外。
4、 应急设施设置风险
1. 消防设施:孵化器的化学实验室是建在办公楼中,未配备相应的消防器材。
2. 劳动保护设施:孵化器的化学实验室的化学实验室未配备足够和有效的劳动防护用品。
3. 急救药品和设施:化学实验室内缺乏足够和有效的急救药品及洗眼冲淋设施,一旦发生事故无法及时施救,为等待医护人员的到来赢得时间。
5、职业病监控措施风险:
技术人员无入职体检和年度体检,无法有效监控职业病。
四、结语
以上是笔者对某创业中心孵化器的化学实验室进行长期观察后,通过风险评估安全评价的方法对此类化学实验室的安全卫生风险进行识别。对化学实验室的科技工作者以警示,对相关管理部门加强化学实验室的管理提供依据。