شناخت مواد شیمیایی آزمایشگاهی قابل اشتعال در آزمایشگاه یکی از مهم‌ترین بخش‌های مدیریت ایمنی محیط‌های آزمایشگاهی است. بسیاری از موادی که در آزمایشگاه‌های شیمی، صنایع، دانشگاه‌ها، مراکز تحقیقاتی و واحدهای کنترل کیفیت استفاده می‌شوند، در صورت قرار گرفتن در کنار شعله، جرقه، سطوح داغ یا سایر منابع اشتعال می‌توانند آتش ایجاد کنند.
البته خطر آتش‌سوزی فقط به موادی مانند بنزین یا حلال‌های شناخته‌شده محدود نمی‌شود. برخی حلال‌های آلی، مواد گازی، ترکیبات فرار و حتی بعضی مواد جامد در شرایط خاص می‌توانند خطر قابل توجهی ایجاد کنند. به همین دلیل، هنگام کار با این مواد باید علاوه بر نام ماده، ویژگی‌هایی مانند نقطه اشتعال، دمای خوداشتعالی، فشار بخار و نحوه واکنش آن با سایر مواد نیز مورد توجه قرار گیرد.
در ادامه، با مهم‌ترین گروه‌های مواد قابل اشتعال در آزمایشگاه، نمونه‌های رایج، اصول نگهداری و اشتباهات متداول در استفاده از آنها آشنا می‌شویم.
ماده شیمیایی قابل اشتعال به ماده‌ای گفته می‌شود که می‌تواند در شرایط مشخص آتش بگیرد و در حضور هوا و منبع اشتعال، فرایند احتراق را ادامه دهد. میزان خطر یک ماده به عوامل مختلفی وابسته است و صرفا از روی ظاهر یا نام آن نمی‌توان درباره ایمنی آن قضاوت کرد.
یکی از شاخص‌های مهم برای بررسی این خطر، نقطه اشتعال است. نقطه اشتعال دمایی است که در آن یک مایع می‌تواند بخارات کافی برای ایجاد مخلوط قابل اشتعال با هوا تولید کند.
هرچه یک مایع در دمای محیط آسان‌تر بخار تولید کند، احتمال تشکیل مخلوط قابل اشتعال نیز بیشتر می‌شود. به همین دلیل حلال‌های فرار معمولا در آزمایشگاه‌ها نیازمند توجه ویژه هستند.
مواد قابل اشتعال آزمایشگاهی طیف گسترده‌ای دارند. برخی از نمونه‌های شناخته‌شده عبارت‌اند از:
این فهرست به معنای یکسان بودن میزان خطر همه این مواد نیست. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آنها متفاوت است و شرایط نگهداری و استفاده باید بر اساس اطلاعات ایمنی همان ماده تعیین شود.
اتانول یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی در آزمایشگاه است و در ضدعفونی، آماده‌سازی محلول‌ها و برخی فرایندهای آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اتانول خالص یا محلول‌های با غلظت بالا می‌تواند به‌راحتی آتش بگیرد. بخار آن نیز در حضور منبع اشتعال می‌تواند خطر ایجاد کند.
به همین دلیل نگهداری اتانول باید دور از شعله و منابع تولید جرقه انجام شود و ظروف آن پس از استفاده به درستی بسته شوند.
متانول یک مایع بسیار فرار و قابل اشتعال است که در برخی آزمایشگاه‌های شیمی و فرایندهای صنعتی کاربرد دارد.
علاوه بر خطر آتش‌گیری، متانول ماده‌ای سمی است و تماس یا استنشاق آن می‌تواند پیامدهای جدی داشته باشد. بنابراین کنترل خطر آن فقط به جلوگیری از آتش‌سوزی محدود نمی‌شود.
در زمان کار با متانول باید اطلاعات برگه اطلاعات ایمنی ماده مطالعه شود و از تجهیزات حفاظت فردی مناسب استفاده شود.
ایزوپروپانول یا الکل ایزوپروپیل یکی دیگر از مواد رایج در آزمایشگاه است. این ماده در پاک‌سازی سطوح، آماده‌سازی برخی نمونه‌ها و کاربردهای آزمایشگاهی مختلف استفاده می‌شود.
بخار ایزوپروپانول قابل اشتعال است و نگهداری مقدار زیادی از آن در نزدیکی تجهیزات تولیدکننده گرما یا جرقه می‌تواند خطر ایجاد کند.
استون یکی از حلال‌های رایج در آزمایشگاه است و به دلیل فراریت بالا، باید با دقت نگهداری شود.
استون می‌تواند به‌سرعت تبخیر شود و بخارات آن در شرایط مناسب با هوا مخلوط قابل اشتعال ایجاد کنند. بنابراین استفاده از آن در نزدیکی شعله یا سایر منابع اشتعال باید کاملا کنترل شود.
یکی از اشتباهات رایج، باز گذاشتن ظرف استون روی میز آزمایشگاه است. این کار علاوه بر افزایش تبخیر، مقدار بخار موجود در محیط را نیز بیشتر می‌کند.
اتیل استات یک حلال آلی قابل اشتعال است که در برخی آزمایش‌های شیمیایی، فرایندهای استخراج و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فراریت این ماده باعث می‌شود کنترل تهویه و جلوگیری از ایجاد منابع اشتعال در محل کار اهمیت داشته باشد.
هگزان از حلال‌های آلی قابل اشتعال است و در برخی آزمایش‌های شیمیایی و فرایندهای استخراج مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بخار هگزان می‌تواند در محیط تجمع پیدا کند و در صورت وجود منبع اشتعال خطر آتش‌سوزی ایجاد شود. علاوه بر این، مواجهه طولانی‌مدت با برخی ترکیبات هگزان می‌تواند خطرات بهداشتی داشته باشد.
به همین دلیل استفاده از تهویه مناسب و رعایت دستورالعمل ایمنی ماده ضروری است.
تولوئن یک حلال آلی فرار و قابل اشتعال است که در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف کاربرد دارد.
ظرف تولوئن باید پس از استفاده کاملا بسته شود و محل نگهداری آن از منابع گرما، شعله و جرقه فاصله داشته باشد.
زایلن نیز در گروه حلال‌های آلی قابل اشتعال قرار می‌گیرد و در برخی آزمایشگاه‌ها، صنایع و فرایندهای مرتبط با نمونه‌سازی و شیمی کاربرد دارد.
از آنجا که بخارات مواد فرار می‌توانند در فضای کار پخش شوند، تهویه مناسب و کنترل منابع اشتعال اهمیت ویژه‌ای دارد.
دی‌اتیل اتر از حلال‌های بسیار فرار و قابل اشتعال است و به همین دلیل باید با حساسیت بیشتری نسبت به بسیاری از حلال‌های معمول آزمایشگاهی نگهداری شود.
یکی از نکات مهم درباره اتر، امکان تشکیل پراکسیدهای خطرناک در اثر نگهداری نامناسب و طولانی‌مدت است. بنابراین مدیریت تاریخ دریافت، تاریخ باز شدن و شرایط نگهداری آن اهمیت زیادی دارد.
تتراهیدروفوران یا THF یک حلال آلی قابل اشتعال است که در آزمایشگاه‌های شیمی کاربردهای متعددی دارد.
این ماده نیز مانند برخی اترها می‌تواند در شرایط خاص در اثر نگهداری طولانی‌مدت مستعد تشکیل پراکسیدهای خطرناک شود. بنابراین نباید صرفا برچسب «حلال» را روی آن دید و شرایط نگهداری و تاریخ مصرف را نادیده گرفت.
خطر مواد قابل اشتعال تنها به مایعات محدود نمی‌شود. برخی گازهای مورد استفاده در آزمایشگاه‌ها نیز می‌توانند خطر آتش‌سوزی یا انفجار ایجاد کنند.
از نمونه‌های شناخته‌شده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
گازهای قابل اشتعال باید در سیلندرهای مناسب و مطابق دستورالعمل‌های ایمنی نگهداری شوند. محل قرارگیری سیلندرها نیز باید از منابع حرارتی و سایر عوامل خطرزا دور باشد.
نشت گاز می‌تواند بدون اینکه بلافاصله قابل مشاهده باشد، محیط را در معرض خطر قرار دهد. به همین دلیل بازرسی اتصالات و تجهیزات گازرسانی و استفاده از سیستم تهویه مناسب اهمیت زیادی دارد.
یک نکته مهم در ایمنی آزمایشگاه، تفاوت میان مواد قابل اشتعال و مواد اکسیدکننده است.
ماده قابل اشتعال می‌تواند خود به‌عنوان سوخت در فرایند احتراق شرکت کند، در حالی که ماده اکسیدکننده می‌تواند با تأمین یا تقویت شرایط اکسیداسیون، شدت آتش‌گیری مواد دیگر را افزایش دهد.
به همین دلیل قرار دادن مواد قابل اشتعال در کنار مواد اکسیدکننده می‌تواند خطرناک باشد، حتی اگر خود ماده اکسیدکننده لزوما قابل اشتعال نباشد.
نگهداری صحیح مواد شیمیایی قابل اشتعال یکی از مهم‌ترین بخش‌های کنترل خطر است.
به‌طور کلی باید موارد زیر رعایت شود:
مواد قابل اشتعال باید در محل و کابینت مناسب برای این گروه از مواد نگهداری شوند. استفاده از کمدهای معمولی، قفسه‌های نامناسب یا محل‌های نزدیک به تجهیزات گرمایشی می‌تواند خطر را افزایش دهد.
شعله باز، تجهیزات تولیدکننده جرقه، سطوح بسیار داغ و سایر منابع اشتعال باید از محل نگهداری و استفاده مواد قابل اشتعال دور باشند.
ظرف مواد شیمیایی باید تا حد امکان بسته باقی بماند. باز گذاشتن ظروف باعث افزایش انتشار بخارات و ایجاد شرایط نامناسب در محیط می‌شود.
تمام مواد شیمیایی قابل اشتعال را نباید بدون توجه به سازگاری شیمیایی در یک محل قرار داد. گروه‌بندی مواد باید بر اساس خطر و سازگاری آنها انجام شود.
نگهداری مقدار بیش از نیاز، فضای بیشتری اشغال می‌کند و در صورت وقوع حادثه می‌تواند بار حریق را افزایش دهد. مدیریت موجودی به آزمایشگاه کمک می‌کند فقط مقدار مورد نیاز را در فضای کاری نگهداری کند.
یکی از مهم ترین منابع برای شناخت خطرات یک ماده شیمیایی، برگه اطلاعات ایمنی یا SDS است.
SDS معمولا اطلاعاتی درباره خطرات ماده، اقدامات لازم هنگام آتش‌سوزی، نحوه جابه‌جایی و نگهداری، کنترل مواجهه، تجهیزات حفاظت فردی، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی و اقدامات لازم هنگام نشت یا رها شدن ماده ارائه می‌کند.
بنابراین نمی‌توان صرفا با نگاه کردن به نام ماده درباره نحوه نگهداری آن تصمیم گرفت. برای هر ماده باید SDS مربوط به همان محصول و غلظت بررسی شود.
بخارات برخی مایعات قابل اشتعال می‌توانند در فضای آزمایشگاه منتشر شوند. اگر این بخارات در محیط تجمع پیدا کنند و به یک منبع اشتعال برسند، خطر آتش‌سوزی افزایش می‌یابد.
تهویه مناسب یکی از ابزارهای مهم برای کنترل مواجهه با بخارات شیمیایی است. در فرایندهایی که با مواد فرار کار می‌شود، استفاده صحیح از هود شیمیایی نیز می‌تواند نقش مهمی در کنترل انتشار بخارات داشته باشد.
البته هود شیمیایی جایگزین روش صحیح نگهداری مواد و حذف منابع اشتعال نیست و باید به عنوان بخشی از یک سیستم جامع ایمنی استفاده شود.
برخی حوادث آزمایشگاهی نه به دلیل ناشناخته بودن خطر، بلکه به دلیل رعایت نکردن اصول ساده ایمنی اتفاق می‌افتند.
از اشتباهات رایج می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
واکنش مناسب به نوع ماده، مقدار آن، محل حادثه و تجهیزات ایمنی موجود بستگی دارد. بنابراین یک دستورالعمل یکسان برای تمام حوادث وجود ندارد.
پیش از وقوع حادثه باید مشخص باشد که در آزمایشگاه از چه نوع خاموش کننده‌ای استفاده می شود و برای هر ماده چه روشی در SDS توصیه شده است.
در صورت وقوع آتش سوزی جدی، اولویت با هشدار دادن به افراد، فعال کردن رویه اضطراری آزمایشگاه و تخلیه ایمن محیط است. تلاش برای مهار آتش تنها زمانی باید انجام شود که فرد آموزش لازم را داشته باشد، مسیر خروج امن باشد و تجهیزات مناسب در دسترس قرار داشته باشد.
تمام ظروف مواد شیمیایی باید دارای برچسب واضح و قابل شناسایی باشند. برچسب ناقص یا پاک‌شده می‌تواند در زمان جابه‌جایی، نگهداری یا واکنش اضطراری مشکل ایجاد کند.
برچسب باید اطلاعات لازم برای شناسایی ماده و خطرات آن را مطابق رویه ایمنی آزمایشگاه در اختیار کاربر قرار دهد.
استفاده از ظروف بدون برچسب یا ریختن یک ماده قابل اشتعال در ظرفی که مشخصات آن معلوم نیست، یکی از رفتارهای پرخطر در محیط آزمایشگاهی است.
برای مدیریت بهتر این مواد می‌توان یک چک‌لیست ساده در آزمایشگاه داشت:
مواد شیمیایی قابل اشتعال بخش جدایی ناپذیر بسیاری از آزمایشگاه‌های شیمی، صنعتی، دانشگاهی و تحقیقاتی هستند، اما استفاده از آنها نیازمند مدیریت دقیق خطر است. موادی مانند اتانول، متانول، ایزوپروپانول، استون، اتیل استات، هگزان، تولوئن، زایلن، دی‌اتیل اتر و تتراهیدروفوران از نمونه‌های رایج این گروه محسوب می‌شوند و برخی گازها مانند هیدروژن و متان نیز در شرایط مناسب می‌توانند خطر آتش‌سوزی ایجاد کنند.
نکته مهم این است که میزان خطر مواد مختلف یکسان نیست و نمی‌توان صرفا بر اساس نام ماده درباره نحوه نگهداری یا استفاده از آن تصمیم گرفت. نقطه اشتعال، فراریت، سازگاری شیمیایی، شرایط محیطی، مقدار ماده و دستورالعمل‌های درج شده در SDS همگی باید در نظر گرفته شوند.
یک آزمایشگاه ایمن، علاوه بر داشتن تجهیزات مناسب، به سیستم مشخصی برای شناسایی، برچسب گذاری، نگهداری، مصرف و دفع مواد شیمیایی نیاز دارد. آموزش کارکنان و آماده بودن برای شرایط اضطراری نیز بخش مهم دیگری از این فرایند است.
آخرین مقالات
