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化学实验室安全手册--献给从事化学的人
发布于:2014/8/19 10:45:40           【打印】 【返回】

1化学实验安全通则

实验室要有严格的操作规程,问责制度。所有程度的事故和伤情都应向实验室的管理者和导师汇报。

工作人员要有良好的实验习惯。实验室工作人员应了解实验室内可能发生的危险,并有一定的安全意识。熟悉安全出口、电闸、水开关、紧急装置(灭火器、防火毯等)的位置,紧急装置用法,紧急事件的应对方法,以及化学试剂的存储、运输和废弃流程。

尽量不要在实验室内单独工作。如果必须要在实验室单独工作,或必须在深夜工作,一定要通知其他人,并让他们定期查看的工作状态。

1.1化学试剂的安全使用通则

使用化学试剂前要仔细阅读标签,以及厂家或供应商提供的材料安全数据单(MSDS)。在所有的化学试剂容器上标注名称及危险信息。使用危险化学试剂时,不要超过实验设计量。

使用化学药品前,要确保有合适的防护,并经过专业的训练。确保足够的通风。使用易挥发或有毒物质的实验,必须在通风橱中完成。规范地、有目的地使用危险化学试剂及一切实验设备。加入危险化学试剂前,必须检查设备或容器有无破损。不能使用已损坏的设备。在使用用于个人防护的装备和仪器前,要检查其完整性及功能性。故障的实验设备须标记“暂停使用”,以防其他人在维修完成前误用。

1.2个人防护通则

实验室内避免直接接触任何化学品。确保手部、面部及便服(包括鞋子)不要沾上化学试剂。切勿闻、吸入或品尝危险化学试剂。做完实验后要用香皂和水仔细洗手。禁止在使用危险化学试剂的实验室内吸烟、饮水、进食和化妆。

切勿用嘴吸移液管,应使用洗耳球或其他相关设备。

离开实验室前,将受污染的实验服和手套处理掉。

1.3化学实验室的日常维护与清理

化学实验室要进行日常的维护与清理。保持地板的清洁和干燥。所有过道、走廊和楼梯上都不得有洒落的化学试剂。楼梯和走廊不得用于存放物品。确保所有的工作区域(尤其是工作台上)整洁有序。通往紧急装置、公用设施控制器、安全淋浴、洗眼器和安全出口的通道必须畅通。垃圾必须盛放在专用的容器内,并做上标签。每个工作日结束后,未标记容器中的物质都被视为垃圾。

1.4必须事先评估安全状态的情况

有时,操作者会进行一些不熟悉的实验。如果不能充分认识到潜在的危险,则很容易发生事故。若遇到如下情况,操作者必须停止实验,先评估实验的安全状态:

  • 新的流程,新的实验(即使与曾经做过的实验十分相似,也必须检查安全规程);
  • 改变了或更换了原料组分;
  • 原料的用量大大改变(通常指用量增加200%或以上);
  • 实验中某设备不正常运转,尤其是防护设备(如通风橱);
  • 出现了未预料到的实验现象(如压力增加,反应速率增加,未预料到的副产物),当实验结果与设想的不同时,必须考虑新的现象对安全的影响;
  • 奇怪的气味,实验人员的疾病(都可能与化学试剂的泄露有关);
  • 其他提示安全防护设施出现故障的情况。

如发生上述状况,实验人员必须停止试验,评估这些改变或现象对实验安全的影响,并小心地对实验作出适当的调整。

2实验室的个人防护

必须认真挑选合适的防护服和防护设备,并确保其功能正常。个人防护装置与其他防护装置相比,其功能的达成更需要操作者的正确使用。只要使用危险化学试剂,就必须佩戴实验服、手套、安全眼镜/护目镜和不露脚趾的鞋。其他的防护设备(如防护面罩、特种手套、围裙和防毒面具)视实验的危险程度使用。

值得指出的是,除了使用个人防护装备外,还应考虑其他减少实验过程中的个人损伤的方法:

  • 使用危险性更小的化学试剂和设备取代危险性大的试剂和设备;
  • 减小反应的规模;
  • 将反应装置和操作者隔开;
  • 使用通风设备。

2.1皮肤和身体的防护

个人保护装置(PPE)应该视实验的情况来选择,使用前应确保其处于良好的工作状态(如:手套上没有针孔)。此类防护主要指起防护作用的穿戴。个人防护穿戴应该覆盖所有可能沾染危险化学试剂的身体部分。

实验服的作用是防止人身与污物、化学粉尘接触,并将化学物质的喷溅或洒出造成的危害最小化。即便某些实验中皮肤不会直接接触危险化学试剂,仍需穿上实验服以尽量减少皮肤在实验室内的暴露。实验服的袖口应该盖过便服,并应经常清洗。如果实验服被污染,应该立即脱掉,并且彻底清洗受影响的皮肤表面。

实验室内不应穿短裤、短裙和凉鞋。实验室内只能穿不露脚趾的鞋。

某些特定的实验,或使用某些特定化学物质或操作时,应该穿戴附加的防护服。这些情况包括但不限于致癌物,大量使用的腐蚀性化学试剂、氧化剂、有机试剂等。常见的附加防护穿戴包括围裙、手套、防护面罩、鞋套、套袖、帽子等。

附加防护服不应在实验室外穿戴。

防护服的选择取决于:所需的保护程度,以及可能沾染化学物质的身体面积。

与基础的实验服相比,橡胶围裙、涂覆塑料的工作服、鞋套和套袖可以提供更有效的保护,一旦受到污染,可以提供更长的缓冲时间来脱掉受污染的衣物。

进行高危化学试剂的实验时,必须检查实验服的开口部位是否封好,必要时可以使用胶带。

可以戴帽子来保护头发和头皮免受污染。

2.1.1手套

使用危险化学试剂或可能触碰危险化学试剂时,必须佩戴化学防护手套。手套的选择取决于实验中使用的化学试剂,可能遇到的危险,以及操作的方便性。每次使用前都要检查手套的完整性。

薄层手套(exam-style gloves)是实验室中最常用的手套,每次使用后可以作为普通垃圾处理。强烈建议使用丁腈薄层手套。一般来说,丁腈手套比乳胶手套和塑胶(vinyl)手套的化学耐性都要好。不推荐使用乳胶手套,因其对很多化学物质的耐性不高,且容易引起某些实验者的过敏反应。

在有可能长时间接触危险化学试剂时还应该使用可重复使用的厚手套(utility style reusable gloves)。此类手套在脱下前应该充分清洗,并应定期更换,更换频率取决于使用的频率和接触的化学物质。

常见的手套及其应用范围、优缺点如表2.1所示。

表2.1 实验室内常见手套的应用范围及优、缺点

2.2眼部防护

在所有进行化学实验或有化学物质溅出风险的场所,职工、学生和访客都要进行眼部防护。根据化学物质的物理状态、毒性不同,实验人员须佩戴安全眼镜或护目镜。

安全眼镜(safety glasses)是对眼部最基本的保障,进入实验室至少须佩戴安全眼镜。安全眼镜可以有效地防止固体(粉尘和飞物)进入眼中,但不能有效的阻止飞溅向脸部的化学试剂进入眼中。

当使用大量化学试剂时,或化学试剂有可能飞溅入眼中时,需要佩戴护目镜(goggles)。护目镜在眼部周围阻碍液体进入,可以防止飞溅液体进入眼睛。如有需要,可以佩戴带防护面罩的护目镜。使用高反应活性物质,进行加压反应,或使用大量的腐蚀性、有毒或高温化学试剂时,必须使用带防护面罩的护目镜。

2.3呼吸系统的防护

通过通风系统和呼吸防护装备可以控制可吸入性化学试剂的危险。

化学试剂的标签和MSDS上有该物质的吸入危险性信息和通风要求。当存在潜在的吸入危险,或者化学试剂的标签或MSDS上有如下警告时,必须采取必要的措施才能使用该试剂:

  • “在足够通风条件下使用”;
  • “避免吸入蒸气”;
  • “在通风橱内使用”;
  • “提供局部通风”。

实验室中,通风橱是减少呼吸损害的最主要的手段。通风橱可以确保蒸气和气体从中散逸,保护实验者的呼吸区域免受污染;可以用于放置可能危害实验者呼吸健康的设备和化学试剂;其玻璃门可以有效地阻碍火焰、飞物、化学试剂飞溅、小型内爆和爆炸。耶鲁大学规定,玻璃门开启时,通风橱的气流的面速度应为100 fpm(+/- 20%)(30.48m/min, ±20%)。

使用通风橱时应注意保证所有化学试剂和设备都在通风橱内,距离玻璃门至少6英寸(15厘米)。通风橱不能用于长期存放化学试剂,通风橱内放置的化学试剂越少越好。按照化学试剂的厂家或供应商的特别说明决定实验的通风状况。建议一切使用挥发或高危险的化学试剂的实验都在通风橱中完成。但是,只使用微升量级危险化学试剂的反应可以在实验台上进行。

3化学试剂的订购、运输、存储和使用

3.1化学试剂的订购

使用新的化学试剂之前,使用者必须了解使用、存储及废物处理的方法。MSDS上会标注有使用方法和危险信息。实验室负责人或导师应确认实验室的安全设施是否足以保证安全使用该化学试剂,操作者是否接受了足够的训练。预订量越小越好。

3.2化学试剂的领取和运送

运输时,所有危险试剂的容器都应盛装于二级容器中。二级容器可以二次防漏,并避免颠簸。如果要同时移动多瓶试剂,须将其置于有牢固边缘的手推车上,以防其从车上滑落。使用货梯运送化学药品。

3.3化学试剂的存储

存储化学试剂前仔细阅读其标签和MSDS。MSDS可能提供特殊的存储信息,以及与其他试剂的不相容性。不要按照音序存储液体化学试剂。不要将不相容的试剂相邻存放。定期对实验室内存放的试剂列出清单,并废弃处理老旧或无用的化学试剂。确保所有的容器都明确标识有种类和危险警告。

下列溶剂须分开存储:

  • 固体
    • 氧化剂
    • 易燃固体(磷,镁,锂)
    • 与水反应的固体
    • 其他固体
  • 液体
    • 易燃液体
    • 无机酸
    • 有机酸
    • 腐蚀性液体
    • 氧化剂
  • 气体:
    • 有毒气体
    • 氧化剂
    • 可燃气体

在遵循此存储规则的前提下,将各种试剂按音序摆放。

表3.1给出了常见的化学试剂不相容性。

表3.1 常见化学试剂不相容性

3.4易燃液体的特别操作规程

易燃液体是实验室中最常见的危险化学试剂。它们通常具有高的挥发性(室温下具有较高的饱和蒸汽压),其蒸气与空气以某种比例混合时可以起火燃烧。

易燃液体的分类如表3.2所示。I类试剂又称易燃(Flammable)试剂,三类试剂统称可燃(Combustible)试剂。根据定义,引燃可燃气体蒸气/空气混合物的最低温度(闪点)低于37.8℃(100℉),许多实验室常用溶剂(乙醚,丙酮,甲苯,乙醛)的闪点都在室温以下。

表3.2 易燃液体的分类标准

常见的各类溶剂如表3.3所示。

表3.3 常见可燃液体分类示例

火灾的发生需要满足如下条件:蒸气浓度在物质的燃烧上下限之间(合适的燃料/空气比);氧化气氛,通常是空气;引燃的热源(火源)。三者缺一不可。去掉任意一个条件都可以阻止火灾的发生。

对所有溶剂来说,其蒸汽压随着温度的升高而升高,因此,随着温度的增高,易燃液体变得更加危险。在泄露或受到加热的情况下,易燃液体可能在开放的或封闭的容器、空间(如冰箱内)内形成可燃混合气体。浓的易燃液体蒸气通常比空气重,可以从蒸气源移动较大的一段距离(穿过实验室进入走廊,通过电梯竖井或楼梯流下)。如果蒸气遇到火源,火焰可能逆行至蒸气源。

防止易燃液体起火的策略有:将所有火源移出实验室,其中火源包括明火、热表面、电气设备启动时的火花、静电;使用本地的抽气通风装置(如通风橱)通风,使可燃气体的浓度低于燃烧极限。前者比后者更加困难,因为实验室中有很多的火源无法移除。因此,必须保证实验室内的通风正常。

使用专门的存储容器或安全罐存储易燃液体。建议用易燃物存储柜存储可燃化学物质。如果没有可用的易燃物存储柜,将易燃物放在通风橱或试验台下,如果可能,不要存储在水槽下面。可以短时间内在通风橱内存放可燃液体。但是最好不要在通风橱内长期存储药品,因为可能阻碍通风橱的气流,影响其通风效果。严禁在地面上和实验台上存放可燃液体或其他危险化学试剂。强氧化性和腐蚀性化学试剂不能存放在易燃液体附近。如果不能分柜存储各类化学试剂,则应将不同种类的试剂置于不同的托盘内。存放高腐蚀性或毒性化学物质须使用二级容器。储存易燃物质必须远离火源。避免对存储中的化学试剂加热(尤其是接触明火)或日光直射。腐蚀性液体或危险液体不能存放于视平线之上。

耶鲁大学规定,如非存放在安全罐内,在实验室的易燃试剂专用柜外只能存放不超过10加仑(37.85升)可燃液体。废液包含在这个限制内。无论是否存放在安全罐内,实验室内的易燃试剂专用柜外,I类和II类液体加起来不得超过25加仑(94.64升),I类、II类和III类液体加起来不得超过60加仑(227.12升)。

5加仑(18.93升)以上的可燃液体必须在通风橱或其他通风装置中分配到更小的容器中。将可燃溶剂分配到小的存储容器时,尽量使用金属或塑料的容器,或使用安全罐(避免使用玻璃容器,以防静电)。如果可能发生飞溅,需要佩戴带防护面罩的护目镜。5加仑容器只能存储在易燃物质专用存储柜中。

使用可燃液体时必须穿戴手套、安全眼镜或护目镜、长袖实验服和不露脚趾的鞋。如果转移或操作时,试剂可能飞溅到眼中,则必须佩戴护目镜。使用大量的可燃液体的操作必须在通风橱或其他原位抽气通风装置中进行。确保可燃液体流动过的金属表面或容器要有良好的接地。自由流动的液体可以产生静电,可能引发火花从而点燃溶剂。

使用大量(5加仑,18.93升)可燃液体的操作必须在没有火源的地方进行(包括产生火花的电动机和设备),必须使用不产生火花的工具。不要用明火加热可燃物质。使用如下的热源:蒸气浴、水浴、油浴、加热罩、热空气浴。不要减压蒸馏可燃物质。易燃溶剂不得敞口加热。

处理易燃液体的烘箱必须是专门设计的(无内部火源和/或机械排风口)。确保化学品的自燃温度高于烘箱温度及其内部元件的温度。

3.5高反应活性化学试剂和高能氧化剂特别操作规程

3.5.1高反应活性化学试剂、高能氧化剂简介

高反应活性试剂包括不稳定化合物,可能快速分解的化合物,在某些条件下可以自身或与其他物质发生剧烈不可控反应的化合物,或是在上述反应中放出大量的热、有毒气体或可能引发爆炸的化合物。反应速率随着温度的升高会极具上升。因此,如果反应的热来不及散逸,反应可能加速至难以控制,可能导致人身财产的损伤。

引发高反应活性化学试剂分解、爆炸的因素包括空气、光、热、机械作用(击打、震动、扰动)、水、催化剂等。例如,在光的存在下,氢气和氯气可以发生爆炸式的反应;碱金属(钠、钾、锂等)可以跟水剧烈反应生成氢气。

有机过氧化物是一类极不稳定的化合物,是实验室内常见药品中最危险的物质之一。有机过氧化物属于低能爆炸性物质。有机过氧化物对光、热、震动、火花和其他形式的火源、强氧化剂和强还原剂十分敏感。所有有机过氧化物都是高度易燃的。

3.5.2特别操作规程

进行涉及高反应活性化学试剂或高能氧化剂的操作,首先应检阅参考文献以了解一些特别的安全信息,设计的反应应与导师讨论,将使用量降低到最小,进行放大量反应应格外小心,仔细考虑反应中反应皿尺寸、冷却、加热、搅拌、平衡时反应速率等问题。

不要购买、合成或在实验室储存多余的高反应性化学试剂,要将其与可引发其剧烈反应的物质隔离开。不用的过氧化物应该作为危险垃圾废弃,不能放回原来的容器中。不要独自操作,所有涉及高反应性或爆炸性化学试剂的操作都要在工作日或有同事在场的时候进行。

一切涉及高反应性化学试剂或高能氧化剂的操作都应在通风橱中进行。从以下角度考虑通风橱是否足以完成操作:通风橱的大小是否足够,屏蔽门是否可以完全落下,屏蔽门的材质是否足够坚固。确保反应用的仪器设备完好。反应皿应该从底部架好在三脚架或实验室用千斤顶上。使用防护罩或其他防护装置。如果可能的话最好远程控制反应(包括冷却、加热、搅拌的控制),这些控制应该在通风橱外完成,至少应该在防护罩外完成。

对于震动敏感型化学试剂,操作的时候要轻拿轻放,避免摩擦、碾磨和其他所有形式的碰撞;不要使用带有螺纹盖子或玻璃塞子的玻璃容器,可以使用带有螺纹塞子的聚乙烯瓶子。对于对水敏感的化合物要远离水源。光敏感化学试剂应盛装于不透光的容器。处理高反应活性化学试剂时避免直接光照、明火或其他热源。氧化剂加热时应用玻璃纤维包覆或使用沙浴。反应剩余的试剂应及时处理掉,以防发生危险。

如果高能氧化剂既易挥发,又容易凝结在通风管道内(如高氯酸),必须使用下排风的通风橱。诸如高氯酸一类的无机氧化剂可以跟大部分有机化学试剂剧烈反应。使用大量高氯酸时,必须使用专门设计的下排风通风橱。

使用高反应活性化学试剂和高能氧化剂时需要佩戴如下个人保护装备:长袖实验服、手套、不露脚趾的鞋、安全眼镜/护目镜、足以保护咽喉部的面罩,视反应的规模也可以佩戴全身防护罩。

高反应活性化学试剂和高能氧化剂要放在关闭的柜子中,跟易与其发生反应的化学试剂隔开,须储存在二级容器中。也可以将其放在通风橱下面的柜子里。不要将其存储在视平线之上。不要将其存储在开放的架子上。

尽可能在较低的温度下存放过氧化物或过氧化物前体。如果使用冰箱,要确保其经过特殊设计,可以用来存放易燃物质。

将光敏化学试剂存放在避光容器中。

对水敏感的化学试剂要远离水源。

对于对振动敏感的化学试剂,如无特殊说明,未开封者应该在收货后一年后废弃处理,开封者应在六个月内废弃处理。

3.5.3振动敏感化合物列表

实验室中常见的振动敏感化合物包括(按汉字音序):

  • Hexanite
  • Sodatol
  • 阿弗莱特铝炸药
  • 阿弗莱特镁
  • 阿玛图钠
  • 阿玛托炸药
  • 阿梅那尔(炸药)
  • 铵盐颗粒
  • 草酸汞
  • 单硝基间苯二酚铅
  • 叠氮化铅
  • 叠氮化银
  • 叠氮酸
  • 丁基三硝基苯甲硝胺
  • 多硝基脂肪类化合物
  • 二苦胺
  • 二苦基砜
  • 二硝基苯酚
  • 二硝基苯肼
  • 二硝基酚酯
  • 二硝基甘油
  • 二硝基甲苯
  • 二硝基邻甲酚钠
  • 1,3-二硝基咪唑烷-2-酮
  • 甘露醇六硝酯
  • 甘露醇铅
  • 高氯酸铵
  • 高氯酸硝基
  • 汞的雷酸盐
  • 环三亚甲基三硝胺(黑索今)
  • 环四亚甲基四硝胺(奥克托今)
  • 酒石酸汞
  • 苦氨酸
  • 苦氨酸钠
  • 苦基氟
  • 苦基氯
  • 苦味酸铵
  • 苦味酸铅
  • 苦味酸盐
  • 苦酰胺
  • 雷酸铂
  • 雷酸金
  • 六硝基二苯胺
  • 六硝基均二苯乙二烯
  • 脒基亚硝氨基脒基叉肼
  • 脒基亚硝氨基脒基四氮烯
  • 铅盐
  • 三碘化氮
  • 2,4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪
  • 三氯化氮
  • 三羟甲基乙烷
  • 三硝基苯
  • 三硝基苯甲醚
  • 三硝基苯甲酸
  • 三硝基苯乙醚
  • 三硝基甲酚
  • 三硝基间苯二酚
  • 三硝基间苯三酚
  • 三硝基邻甲酚
  • 三硝基萘
  • 三亚甲基三硝基胺
  • 收敛酸
  • 收敛酸铅
  • 收敛酸银
  • 四氮烯
  • 四氮烯银
  • 四硝基咔唑
  • 四硝酸赤丁四醇酯
  • 特里莫奈特炸药
  • 特里托纳尔炸药
  • 特屈儿混合炸药
  • 硝化多元醇
  • 硝化甘醇
  • 硝化甘油
  • 硝化葡糖苷
  • 硝化缩水甘油
  • 硝化碳水化合物
  • 硝基氨基四唑钾
  • 硝基胍
  • 硝基脲
  • 硝基烷
  • 硝棉胶
  • 硝酸铵
  • 硝酸钠、硝酸钾混合炸药
  • 硝酸脲
  • 一硝基甲苯
  • 乙炔亚铜
  • 乙炔银
  • 银的雷酸盐
  • 有机过氧化物
  • 有机硝酸胺
  • 锗烷
  • 重金属的叠氮化合物
  • 重金属的乙炔化物
3.5.4高能氧化剂列表

实验室中常见的高能氧化剂有(按汉字音序):

  • 次氯酸钙
  • 次氯酸钠
  • 高氯酸
  • 高氯酸铵
  • 高氯酸钾
  • 高氯酸镁
  • 高氯酸钠
  • 高锰酸铵
  • 铬酸酐或铬酸
  • 过氧化钡
  • 过氧化二苯酰
  • 过氧化钾
  • 过氧化钠
  • 过氧化氢
  • 氯酸钙
  • 氯酸钾
  • 氯酸钠
  • 三氟化氯
  • 硝酸
  • 硝酸丙酯
  • 溴素
  • 溴酸钾

3.6过氧化物前体特别操作规程

过氧化物前体在储存过程中可能形成过氧化物,尤其是接触空气后(开启包装后)。过氧化物前体包括:醛类、醚类(尤其是环醚)、包含苄氢原子的化合物、包含烯丙基结构的化合物(大部分烯烃)、乙烯基化合物等。

过氧化物前体共分三类。

I类过氧化物前体多为不饱和化合物,尤其是分子量较低的化合物,它们受过氧化物引发可能发生剧烈而危险的聚合反应。其最大储存期限为12个月。常见的I类过氧化物前体有(按汉字音序排列):

  • 苯乙烯
  • 丙烯腈
  • 丙烯酸
  • 丁二烯
  • 甲基丙烯酸甲酯
  • 氯丁二烯
  • 氯乙烯
  • 偏二氯乙烯
  • 四氟乙烯
  • 乙酸乙烯酯
  • 乙烯基吡啶
  • 乙烯基乙炔

II类过氧化物前体在浓缩过程(蒸馏、蒸发)中过氧化物可能爆炸。最大存储期限为12个月。常见的II类过氧化物前体有(按汉字音序排列):

  • 丙炔
  • 丁二炔
  • 二甘醇二甲醚
  • 二聚环戊二烯
  • 二氧六环
  • 呋喃
  • 甘醇二甲醚
  • 环己烯
  • 环辛烯
  • 甲基环戊烷
  • 甲基异丁基甲酮
  • 四氢呋喃
  • 四氢化萘
  • 乙醚
  • 乙缩醛
  • 乙烯醚
  • 异丙基苯

III类过氧化物前体不经浓缩,过氧化物即可能爆炸。最大存储期限为3个月。常见的III类过氧化物前体有(按汉字音序排列):

  • 氨基化钠
  • 氨基钾
  • 二乙烯基醚
  • 二乙烯基乙炔
  • 金属钾
  • 乙烯叉
  • 异丙醚

过氧化物前体的标签上应标注接收日期、第一次开瓶日期、首次开瓶人的姓名。使用前必须检查是否已经生成过氧化物,并且每季度定期检查(使用过氧化物检测试纸)。检测结果需要标注在容器上。如果存在过氧化物,可能的话需要将其进行处理,否则就做废弃处理。不要蒸馏含有过氧化物的化学试剂。开瓶超过1年的试剂必须废弃处理。

不要用金属刮刀处理过氧化物。与金属接触可能会引发爆炸反应。久置的过氧化物前体试剂不能剧烈震动,以防其中可能存在的过氧化物发生爆炸。

3.7压缩气体特别操作规程

压缩气体具有物理上的危险性和潜在的化学上的危险性,危险程度取决于气体的种类。由于其物理状态(气态),如果在气阀和管道系统泄露,实验室中的该物质的浓度会迅速增加,大大增加了有毒物质泄露和火灾、爆炸的风险。即便是惰性气体(如氮气和氩气)泄露,也可能挤走空间内的氧气。通常气体泄露并没有什么明显的表现。压缩的气体储存了大量的能量(势能),瓶体或气阀破裂的话,钢瓶将可能变成一只火箭或炸弹。

必须明确获悉钢瓶中存储的气体的种类。如果钢瓶上没有字迹清晰地明确标出内容物的名称,不得使用,钢瓶颜色并不可靠,钢瓶帽上的标签也是没意义的,因为钢瓶帽可以互相交换。

包括空瓶在内的所有钢瓶,都应去掉气阀加上保护帽后安全地存储。使用合适的架子、皮带、链条或台子支住钢瓶,使其远离热源,避免日光直射。在实验室内存放尽可能少的钢瓶。

使用或存储压缩气体之前仔细阅读标签及MSDS,了解其危险信息。 

一次在手推车上只能运送一个或两个钢瓶,确保其固定牢固并加上保护帽。不要通过滚动运送钢瓶。

所有压缩气体的远程传送管线应该明确标注气体的种类以及送出气体的实验室。

使用时应装减压阀和压力表。可燃性气瓶(如H2、C2H2)气门螺丝为反丝;不燃性或助燃性气瓶(如N2、O2)为正丝。各种压力表一般不可混用。开启总阀门时,不要将头或身体正对总阀门,防止万一阀门或压力表冲出伤人。使用压缩气体时要确保气阀完好。如果长期不用,主气阀应该关闭。储存气瓶时确保调节阀不受压。在不使用的情况下,保持气阀处于松开状态,注意防止其损坏。不要使用损坏、受污染或其他状态异常的气阀。存放超过10年的气阀应接受检验,否则不能使用。如果需要的话,使用扳手或其他工具取下气阀。不能使用钳子取下气阀或接上调节阀/盘管。

使用测漏液检测是否有气体泄露。在进行维修、调整等可能影响到体系完整性的操作者之后,需要检查调节阀、盘管连接处和管线系统是否有气体泄漏。普通气体可以用肥皂水。如果检测氧气或一氧化二氮钢瓶,需要用专用的测漏液。

如果氧气瓶的高压端加上油或油脂可能发生爆炸。不能润滑氧气阀。

尽可能购买最小量的有毒气体、可燃气体或反应性气体,其钢瓶的存放或使用应在钢瓶专用柜、通风橱或其他抽气通风装置内。

使用尽可能小尺寸的可回收钢瓶。一般来说,不要购买气阀瓶(lecture bottle)。这类钢瓶不能回收,其废弃处理困难且成本高。可以使用小的可重新填装钢瓶。

处理压缩气体时需要佩戴护目镜、手套、长袖实验服和不露脚趾的鞋。

气瓶内的气不可用尽,以防再充气时发生危险。不燃气体留0.05MPa以上的残余压力;可燃性气体应剩余0.2MPa~0.3MPa(约2kg/cm2~3kg/cm2表压);氢气应保留2Mpa。

3.7.1氢气使用的特殊说明

前述规则同样适用于氢气,除此之外还需注意一些特殊事项。氢气的具有一些独特的性质,使用时可能具有潜在的危险。氢气具有极宽的可燃烧范围(下限4%,上限74.5%),与其他气体相比十分容易起火。氢气在膨胀的时候温度会升高。如果氢气瓶气阀开得太快,气流摩擦生成的静电可能引燃氢气。氢气燃烧时火焰不可见。所以在接近疑似的氢气火焰时必须小心。可以使用一张纸来检测氢气是否燃烧。氢气可以使碳钢变脆,因此不能使用铸铁的管道和设备。应使用无缝管。氢气瓶应放在远离实验室的专用小屋内,用紫铜管引入实验室,并安装防止回火的装置。

3.8液氮特别操作规程

液氮是一种超低温液体(-196℃),如溅到皮肤上会引起类似烧伤一样的冻伤,因此使用时应特别注意:液氮罐只用于盛装液氮,不允许盛装其他液体;严防冲击和碰撞;严禁用硬物清除颈管内的冻霜,以免损伤颈管;严禁在容器盖上放置物体和密封颈口。不能用其它塞子代替专用罐盖,更不能使用密封的塞子,以免液氮持续蒸发,而形成的氮气压力增高而导致容器的损坏。

检查容器内液面高度时,应用实用塑料小棒或实心小木棒插入底部,过5~10秒后取出,结霜的长度即是液面高度。

长期存放液氮的房间应开窗通风、换气。

3.9腐蚀性化学试剂特别操作规程

腐蚀性化学试剂主要包括强酸、强碱、脱水剂和氧化剂。这些化合物会损害皮肤和呼吸系统,尤其会损伤眼睛。吸入腐蚀性蒸气或烟雾可以引起剧烈的支气管疼痛。如果皮肤接触了腐蚀性化学试剂,要用水冲洗受污染部位至少15分钟。然后寻求医学援助。

大量使用腐蚀性化学试剂时必须在通风橱内完成,短距离转移时须使用塑料托盘。使用腐蚀性化学试剂须佩戴手套、护目镜、长袖实验服和不露脚趾的鞋。使用大量腐蚀性化学试剂时需要穿橡皮围裙和带防护面罩的护目镜。进行腐蚀性化学试剂实验的附近必须有洗眼器和安全淋浴。实验室中必须有可以吸附洒落的腐蚀性化学试剂的材料。

在腐蚀性化学试剂柜中存放腐蚀性化学试剂。暂时不用的腐蚀性化学试剂容器要放在药品储存处,不能放在实验台上。

从一个实验室向另一个实验室运送腐蚀性化学试剂,或从储藏室向实验室运送腐蚀性化学试剂,要使用化学试剂专用的运送工具。

实验室常见的强碱包括氢氧化钾、氢氧化钠和氨水。氨水对支气管的刺激严重,必须在通风橱内使用。

常见脱水剂包括浓硫酸、氢氧化钠、五氧化二磷和氧化钙。由于这些脱水剂与水混合后会放出大量的热,因此只能将其加入水中,而不能将水加入这些试剂中,以避免剧烈反应和飞溅。

诸如浓过氧化氢(>30%)、高氯酸和铬酸(常用于清洗液)的强氧化剂除了具有很强的腐蚀性,还存在遇有机物和其他易被氧化物质后着火和爆炸的危险。高氯酸尤甚。只有熟悉操作规程的人才可以进行相关操作。

3.10高毒化学试剂特别操作规程

单次或短时间接触急性高毒化学物质即可引发身体的损伤。急性毒性作用可能是强烈的刺激,也可能致病或致死。氢氰酸、光气和二氧化一氮是典型的剧毒品。高毒性物质对成人的经口致死量从一盎司到几滴不等。对大鼠经口LD50量小于50mg/kg体重的固体和不挥发液体,以及小于500mg/kg体重的挥发性液体和气体,即遵循下述特殊操作规程。LD50值可以很好的说明化学试剂的急性毒性。MSDS上会给出大鼠经口LD50数据。MSDS上经口LD50 < 50 mg/kg体重的,记为“高毒”;LD50 > 50 mg/kg体重但< 500 mg/kg体重的,记为“有毒”。

重复接触或长时间接触慢性高毒化学试剂可以引发身体的损伤。这类化学试剂对健康的影响不会立即显现,而可能会在二三十年后显现。慢性高毒物质可能对特定的器官和系统有毒害作用,包括肝毒素、肾毒素、神经毒素、造血系统毒素、肺部组织毒素、致癌物、生殖毒素、突变剂、致畸剂、敏化剂等。

避免通过任何途径接触到这些物质,如果不能避免,则将接触控制在最小的程度。须佩戴手套、不露脚趾的鞋、长袖实验服、安全眼镜/护目镜。如果使用的化学试剂有可能飞溅,可以穿戴不透水的围裙或有袖子、腰带的上下身连在一起的工作服(coverall),以及带有防护面罩的护目镜。如果化学试剂可挥发,或反应过程中可能产生气溶胶,则须在通风橱或其他合适的隔离设施中进行操作。

急性高毒和慢性高毒的化学试剂应存储在专门设计的存储柜,存放在不易破损的一级容器中,外套二级容器,或放置在化学耐性的托盘中承接洒落物。不要在开房的架子或柜台上存放有毒化学物质。

操作完成后用纸巾擦拭工作台表面。用过的纸巾装入塑料袋并密封,当作普通垃圾废弃。

在实验室间运送这些化学试剂时要装入外套容器或使用专门的化学试剂运输工具。

为了防止真空泵受到污染,需要接上HEPA过滤器(high efficiency particulate air filter)。

如果要经常(每周三次或三次以上)或长时间(4-6小时)使用大量的一种或多种有毒化学试剂,需要进行定量或半定量的有毒化学试剂接触量测试。

生育年龄的实验室成员须知晓实验室所有雄性和雌性生殖毒性的化学试剂情况。

怀孕和计划怀孕的女性需要考虑实验室有毒化学物质对妊娠的影响。

3.11汞的特别操作规程

不要让汞直接暴露于空气中,盛汞的容器应在汞面上加盖一层水。装汞的仪器下面一律放置浅瓷盘,防止汞滴散落到桌面上和地面上。一切转移汞的操作,也应在浅瓷盘内进行(盘内装水)。实验前要检查装汞的仪器是否放置稳固。橡皮管或塑料管连接处要缚牢。储汞的容器要用厚壁玻璃器皿或瓷器。用烧杯暂时盛汞,不可多装以防破裂。

3.12实验室化学垃圾的处理

酸性液体和碱性液体,氧化性液体和还原性液体严禁混合。

任何有机废物、含重金属废物、有毒废物严禁倒入下水道。

SOCl2, PCl5, PCl3等绝对不能未经处理就放入废液缸。

干燥用的Na、CaH2等必须及时处理,处理时将Na、CaH2缓慢投入无水乙醇中。禁止久置。

值日生必须每天按时处理当日积存的实验垃圾。

4实验室仪器的安全使用

4.1玻璃器皿的安全使用

应小心使用和存放玻璃器皿。不要使用破损的玻璃器皿。如非使用UV或其他光源的特殊实验,推荐使用硼酸盐玻璃。

需要负压的玻璃器皿(如抽滤瓶)应为专门设计的厚壁器皿。加压和减压设备中使用的玻璃器皿外应具有防护罩,以保护实验者和周边实验设施。负压的玻璃器皿可能发生剧烈的内爆,这种状况可能自发发生(如果器皿破裂或有薄弱区),也可能由于错误的抽气操作引起。使用Dewar瓶和其他的抽真空玻璃器皿时要格外小心,要用安全网罩住或包住,以接住可能发生的向内爆炸时产生的碎片及其装盛的化学试剂。使用加压的玻璃/塑料容器或减压器皿时需要使用如下的个人防护装置:面罩、安全眼镜/护目镜、长袖实验服、不露脚趾的鞋。

玻璃仪器的误操作是实验室中割伤事故最常见的原因。将玻璃管插入橡胶塞或软木塞时必须事先润滑(甘油),并将玻璃管用毛巾包裹,要握住玻璃管根部的地方,离塞子越近越好,以减小玻璃管承受的压力。

将移液管插入移液管助吸器时要格外小心,因为移液管的顶部在压力下可能破裂。

掰断玻璃棒时需要用毛巾包裹。

4.2烘箱的安全使用

烘箱用以干燥玻璃仪器或烘干无腐蚀性、加热不分解的物品。挥发性易燃物或用酒精、丙酮淋洗过的玻璃仪器切勿放入烘箱,以免发生爆炸。不要用烘箱烘烤橡胶垫、聚四氟活塞。玻璃塞、玻璃活塞需要从仪器上取下,以免膨胀速率不同挤破仪器。一般干燥仪器时应先沥干,无水滴下时才放入烘箱,升温加热,将温度控制在100~120℃左右。烘箱里放玻璃仪器时应自上而下依次放入,以免残留的水滴留下使下层已烘热的玻璃仪器炸裂。取出烘干后的仪器时,应用干布垫手,防止烫伤。一般情况下,应先降低温度,再取出仪器。

4.3油浴加热器的安全操作

油浴锅内须加入一条形磁子,以确保加热均匀。当磁子无法转动,说明硅油过稠,需要更换。小心不要将溶剂、药品滴入硅油。如果硅油内杂质过多,需要及时更换。加热时硅油冒烟、冒气泡,则须更换硅油再使用。工作状态异常的加热器需要及时报修或废弃。加热器内部不能进水,以防短路。加热过程中要保证热电偶始终处于油面下。硅油液面须没过电热丝。不能进行长时间无人看护的加热操作。

4.4真空泵的安全操作

使用水泵时,必须预先开启循环冷凝水,以防止水泵内水面过低、温度过高,不能达到预期的真空度,甚至造成泵体的损坏。

如果体系中含有易挥发成分,则必须在体系和油泵之间加入一个冷阱,以防真空油被污染。

必须先放气,再关泵的电源,以防水或真空油倒吸如体系。

4.5激光器的安全操作

激光的英文单词“laser”是“受激辐射光放大”(Light Amplification through Simulated Emission of Radiation)的首字母简写。

激光器是一种光强极强的光源,具有一些与传统光源相差很大的性质。在操作激光相关设备之前必须了解这些独特的性质,操作必须遵守一些特别的安全规程。激光束直接照射在视网膜上可能造成失明。未经控制的激光可能造成严重的灼伤,引燃易燃化学试剂,损坏敏感的光学器件。激光是准直且相干的,激光束的能量很高,即使传播了较长的距离仍然具有危险性。因此,进行激光相关实验时必须满足下列规程:

激光器通电后,供电电源和光度头(optical head)的盖子应该放在正确的位置。如果盖子被移开,内部联动装置将终止激光发光。在正常条件下,激光只会从输出孔中射出。移走盖子将可能造成多余的(不可控的)光源输出。

只有熟悉仪器操作的人才可以接近激光器。

必须对没有经验的和未经训练的人员进行安全警示。

在激光光源附近工作时,不要佩戴高反射率的珠宝、手表等。

尽量使所有激光光束远离视线平面。弯腰时(比如捡拾掉落物品时),最好在经过“光束平面”的时候背对激光光源方向或闭上眼睛。

不要在可燃物质、易燃物质、易爆物质或挥发性物质存在的情况下操作激光器。

不要用光束照射可燃或易燃材料(如木头、纸、油漆等)。

如果激光器处于开启状态,光束又没有被实验或光学体系终止,则需要用激光光度计或其他不反射、不可燃的物体(如专门设计的“束流收集器”)挡住。

向光路中添加或移走光学元件时,要先挡住光束。不要将反光的物体放入光路,散射出的激光的危害同初始光束一样大。

严禁直视激光光束,包括主光束,次级光束和散射光束。不要向激光器的内部看光束。

不要将皮肤暴露在激光光束下,否则会被严重烧伤。

校准光路中一系列光学元件时,最好将激光光强尽可能降低,以减小意外的散射、反射或折射带来的危险。

当激光器处于运行状态,必须贴出警告标志,并限制其他人员的进入。

启动激光前,确保已经通知了室内所有人。

如果可能的话,佩戴合适的防激光护目镜。佩戴此类装备有存在两种危险:首先,这种护目镜使得激光束本身不可见,因此增加了皮肤灼伤的可能性;第二,如果直视光强非常强的激光,防激光护目镜也不能提供足够的保护。

大多数激光系统都连接有快速流动冷水冷凝系统。尽管与激光相比,这种系统的危险非常小,但是仍然不能大意。

大多数激光器的高电压和高电流引发的电击都可能是致命的。

只有有经验的操作人员才可以处理供电电源和光学头。

任何情况下,在诊断或修理故障激光器时都要极度地小心。

5基本实验的安全操作

5.1通则

常压操作,仪器装置中需连有通向大气的装置,不可加热密闭系统,否则会使体系压力增加而爆炸。使用干燥管前要检查干燥管是否通气。

量取液体化学试剂时应将量筒放置于实验台上,慢慢加入液体,不要接近眼睛。

使用乙醚萃取时,应特别注意周围不要有明火。摇荡时,用力要小,时间短,多摇多放气。否则,漏斗蒸气压力过大,液体会冲出造成事故。

避免紫外线直接照射皮肤和眼镜。使用紫外灯时要戴手套,不要长时间看紫外灯。

使用针头过滤器时,不要加压过猛,以防液体溅出或针管破裂。

5.2常压蒸馏安全操作

加热浴的温度一般须比蒸馏物沸点高出30℃为宜。即使蒸馏物的沸点很高,也绝不要将浴温超出40℃。浴温过高会由于蒸馏速率过快,蒸馏瓶和冷凝器上部蒸汽压过大,使大量蒸汽来不及冷凝而逸出,导致产品损失,或突然着火或蒸馏物过热而分解。

蒸馏沸点高于130℃的液体时,一般需用空气冷凝管。若用水冷凝管,由于气体温度较高,冷凝管外套接口处因局部骤然遇冷容易破裂。

应当注意蒸馏装置不能成封闭系统。因为一旦在封闭系统中进行加热蒸馏,随着压力升高,会引起仪器破裂或爆炸。

铁夹不应夹得太紧或太松,以夹住仪器后稍用力仪器能转动为宜,铁夹与玻璃间要垫有橡皮等软物质以防加热膨胀致使仪器破损。

蒸馏乙醚等低沸点有机溶剂时,特别要注意蒸馏速率不要太快,否则冷凝管不能把乙醚全部冷凝下来。应在冷凝管下端带支管的接引管连接一根橡皮管,使其导入流动的水中,以便把挥发的乙醚蒸气带走。因乙醚易燃,乙醚蒸气又比空气重,总是积聚在桌面上不易散去,如遇明火很容易发生着火事故。

5.3溶剂干燥安全操作

试剂的提纯建议参考《实验室化学品纯化手册》(W. L. F. Armarego, Christina Li Lin Chai. Purification of Laboratory Chemicals. Butterworth-Heinemann)。严格按照操作规程进行。

干燥回流装置应一直保持惰性气氛。干燥回流装置在使用前,要检查冷凝水是否打开。

干燥乙醚等低沸点溶剂时要先预蒸,再加入钠丝回流,以防含水过多产生大量氢气。

卤代烃的干燥回流装置不能与其他使用钠丝干燥的装置共用一套尾气管。因为未冷却的卤代烃可能进入钠丝干燥装置,引起剧烈的反应发生爆炸。

5.4减压蒸馏安全操作

在减压蒸馏系统中切勿使用有裂缝的或薄壁的玻璃仪器,尤其不能使用不耐压的平底瓶(如锥形瓶),否则可能发生内向爆炸。

浴温需较蒸馏物沸点高30℃以上。

蒸完后,应先移去加热浴,待蒸馏瓶冷后再慢慢开启安全瓶活塞放气。因有些化合物较易氧化,热时突然放入大量空气会发生爆炸事故!放气后再关泵。

6实验室内常见事故的预防和处理

6.1实验室必备的急救药品

实验室必须储备如下急救药品,并定期检查是否过期,及时更换:

1)绷带、纱布、脱脂棉花、橡皮膏、医用镊子、剪刀等。

2)凡士林、创可贴、玉树油或鞣酸软膏、烫伤油膏及消毒剂等。

3)醋酸溶液(2%)、硼酸溶液(1%)、碳酸氢钠溶液(1%及饱和)、医用酒精、甘油、红汞、龙胆紫等。使用HF的实验室要有葡萄糖酸钙软膏。

6.2实验室用电安全

使用电器时,应防止人体与电器导电部分直接接触。不能用湿的手或手握湿物接触电插头。电源裸露部分应有绝缘装置(例如电线接头处应裹上绝缘

作者:『未知』  来源:『未知』
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