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實驗安全千萬條，氣體檢測第一條
發(fā)布時間：2022-12-09
實驗室，即進行實驗的地方，是科學的搖籃，是科學研究的基地，是科技發(fā)展的源泉，在科技發(fā)展中起著非常重要的作用。科研院校實驗室林立，實驗項目眾多，而在實驗室里，實驗儀器和試劑更是數(shù)不勝數(shù)。平日里做實驗，儀器是我們的好幫手，調(diào)配試劑是日常工作。然而，就是這些天天接觸的，每天都被翻來覆去使用的東西，一旦出現(xiàn)狀況，往往會造成極大的損失和傷害。
實驗可以進行很多次，但是生命只有一次。實驗室安全，是每一個實驗室相關人員都必須注意的問題。在實驗室里，即使已經(jīng)操作過成百上千次的儀器和實驗，也不可粗心大意或抱有僥幸心理。因為實驗室里易燃易爆物品眾多，一旦產(chǎn)生安全事故，不僅有可能會傷害自己，更有可能傷害他人。
實驗室安全事故通常分為火災、爆炸、毒害和其他四大類，其中火災與爆炸占了60%以上。
國內(nèi)重大實驗室事故舉例
2011年，北京某大學實驗室，1名研究生在夜間連續(xù)實驗，凌晨時發(fā)現(xiàn)氬氣氣壓降低，該同學曾受過在此情況下不能單獨進入實驗環(huán)境排查問題的培訓，但存在僥幸心理，自行進入氬氣泄露的環(huán)境排查氣路問題，最后導致窒息死亡。氬氣雖然為惰性氣體，無色無味，但在泄露之后也會在無形之中導致人員死亡；
2015年，清華大學化學系某一實驗室發(fā)生爆炸火災事故，據(jù)事后調(diào)查是氫氣泄漏，實驗產(chǎn)生高溫引發(fā)爆炸，一名實驗人員喪生；
2015年4月，江蘇某大學實驗室因甲烷氣體泄漏，沒有察覺，直到達到了爆炸極限，遇火種發(fā)生爆炸事故，造成5人受傷，1人因搶救無效死亡，爆炸現(xiàn)場非常慘烈；
2015年，上海某大學實驗室更換硫化氫氣體鋼瓶時，操作不慎氣體發(fā)生泄露，由于發(fā)現(xiàn)不及時，最后導致現(xiàn)場安裝人員中毒倒地，其他學生欲入室救人，被導師及時制止，未造成更大傷亡 ，待穿戴好防護用具進入時中毒者已死亡；
2018年，北京交通大學一實驗室爆炸，事故造成3人去世；
2022年4月20日，湖南長沙中南大學材料科學與工程學院發(fā)生一起爆燃事故，學院一名博士研究生受傷；
2022年7月21日，中石油石油化工研究院一科研實驗室在開展催化劑實驗過程中發(fā)生事故，造成 1人死亡、3人受傷；
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了解實驗室常見危險氣體
危險化學品管理是實驗室管理的非常重要一環(huán)，稍有不慎就會發(fā)生腐蝕、燙傷、火災以及傷人等事故，甚至是生命危險。實驗室存放著各種各樣的易揮發(fā)性藥品，特別是有機藥品，種類多，濃度高，危害大。
常見的氣體隱患主要有兩種：
1中毒隱患
實驗室尤其是化學實驗室，經(jīng)常會接觸到硫化氫、氨氣、氯氣、甲苯等氣體，如果實驗人員未按規(guī)范操作，極易發(fā)生泄漏中毒事故。
有毒氣體能夠分為刺激性氣體、窒息性氣體、有機化合物、高分子化合物等：
01刺激性氣體是指對眼睛、皮膚和呼吸道有刺激作用的氣體，比方說二氧化硫、光氣等，刺激性毒氣能夠說是比較常見的類型。
02窒息性氣體指的是能夠形成人體缺氧的毒氣，窒息性氣體根據(jù)機理不同又可細分為單純窒息性氣體(氮氣)、血液窒息 性氣體(一氧化碳)和細胞窒息性氣體(氰化氫)，窒息性氣體損害大，很可能導致死亡。
03有機化合物氣體是最為常見的氣體，比方甲醛、甲醇等，此類氣體具有可燃性，也是十分風險的氣體。
04高分子化合物氣體自身并不具有強烈的毒性，但是在加工使用過程中會釋放出游離單體損害人類健康，比方聚四氟乙 烯塑料受高熱分解出四氟乙烯、六氟丙烯、八氟異丁烯，吸入后引起化學性肺炎或肺水腫。
2爆炸隱患
氫氣、甲烷等屬于易燃易爆氣體，實驗室存在的易燃易爆氣體有氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烷、丁烷、天然氣、乙烯、丙烯、乙炔等。如果氣瓶在進實驗室之前或使用之后，接口處沒有關嚴，就會導致氣體泄漏，遇到明火極易產(chǎn)生爆炸。
了解常見有毒有害氣體的性狀，并對有毒有害氣體進行有效管理與防護，是每一位進入實驗室的人員所必備的知識。
1.氯氣
氯氣是一種刺激性和氧化能力極強的黃綠色氣體，在空氣中即便微量存在也能感受到特殊的臭味。氯氣是化學活性較強的氣體，可以與大多數(shù)無機物和有機物直接化合。氯氣在光照下與氫接觸可生成氯化氫，在高溫高壓下與硅接觸可生成四氯化硅。
氯氣有較強的刺激性臭味，當濃度為0.1~0.2ppm就能感到臭味；
當濃度為lppm時就感到有相當?shù)拇碳ば猿粑叮?br />
當濃度為3ppm時則刺激眼、鼻、喉，并引起頭痛；
當濃度為14~21ppm時，在0.5~1h內(nèi)就有生命危險；
當濃度為40~60ppm時短時間即有生命危險；
當濃度為100ppm時1min內(nèi)即有生命危險；
濃度在900ppm以上立即死亡；
2.一氧化碳及煤氣
通過呼吸道進入體內(nèi)，與血液中血紅蛋白和血液外的其它含鐵蛋白結(jié)合，使血色素喪失輸氧能力。
輕度中毒時頭暈、惡心、全身無力；
中等中毒時并發(fā)生意識障礙；
重度中毒時立即陷入昏迷，呼吸停止而死亡。
3.硫化氫
硫化氫，無色可燃性氣體，有惡臭和毒性，具有典型的臭雞蛋氣味。易溶于水，溶于水后成氫疏酸。化學性質(zhì)不穩(wěn)定，在空氣中容易燃燒?？膳c許多金屬離子作用，生成不溶與水或酸的硫化物沉淀，用于分離和鑒定金屬離子等。
硫化氫屬于強烈的神經(jīng)毒物，由于易產(chǎn)生嗅覺疲勞而失去警覺，從而造成急性中毒輕度中毒時頭暈、頭痛、惡心、嘔吐；重度中毒時呼吸短促，突然失去知覺，死亡。
4.二氧化硫
二氧化疏是一種無色有刺激性的氣體，對金屬具有強烈的腐蝕作用。因SO2有窒息性的臭味及較強的刺激性，所以因高濃度氣體中毒死亡的極少。
人類對SO2的嗅覺域在0.5~1.0ppm之間，而當濃度達到50~100pp時，人類尚可耐受0.5一1.0h，但可能出現(xiàn)病害。
SO2主要通過呼吸道吸入人體，其次是通過皮膚和黏膜。對黏膜有強烈的刺激作用，引起結(jié)膜炎、流淚、流涕、咽干、疼痛；重度中毒能產(chǎn)生喉啞、胸痛、吞咽困難、喉頭水腫以至窒息死亡。
5.氮的氧化物（NO/NO2）
通過呼吸道對深部呼吸器官起損害作用，可能發(fā)生各種程度的支氣管炎、肺炎和肺氣腫，嚴重者可致肺壞疽。由于損害神經(jīng)系統(tǒng)，吸入高濃度時迅速窒息死亡。
6.氨氣
可由呼吸道、消化道及皮膚粘膜侵入人體。強烈刺激眼睛，流淚，咳嗽，聲音嘶啞。0.45g/m3接觸30min可危及生命。
7.甲醛
通過呼吸道及皮膚吸收中毒。吸入中毒損害神經(jīng)系統(tǒng)，引起視神經(jīng)疾??；誤服中毒引起惡心、嘔吐，全身青紫，重者很快停止呼吸而死亡。
8.苯及其同系物
主要通過呼吸道和皮膚滲透侵入而中毒。
急性中毒會有沉醉狀，繼而面紅、頭暈、頭痛、嘔吐，甚至肌肉痙攣昏迷而死；慢性中毒損害造血、神經(jīng)系統(tǒng)，鼻腔、牙齦出血，肝、腎受損、全身無力。
實驗室各環(huán)節(jié)
氣體安全防范
通常來說，各大高校是進行科研與實驗的主要陣地，多數(shù)承擔著繁重的科研任務，實驗人員在繁忙的工作之余，就容易忽略實驗室安全管理條例，亦或是抱有僥幸心理，殊不知每一條安全條例都是血與淚的教訓。
2019年5月，教育部印發(fā)《關于加強高校實驗室安全工作的意見》(簡稱《意見》)，要求各高校將實驗室安全工作納入工作考核內(nèi)容，建立安全工作獎懲機制和問責追責機制，完善實驗室安全管理制度，切實增強高校實驗室安全管理能力和水平，保障校園安全穩(wěn)定和師生生命安全。
無論是中毒事故還是爆炸事故，一旦發(fā)生后果將非常嚴重，甚至會造成人員傷亡，帶來巨大的財產(chǎn)損失。因此實驗室、科研單位實驗環(huán)境中涉及有毒有害氣體或可燃性氣體的，都需要安裝氣體檢測報警器。
氣體檢測儀作為一種新型技術下的科技產(chǎn)物，具有鮮明的時代應用特征。了解氣體檢測儀的使用區(qū)域之后，我們就可以將儀器更好地應用于相關領域，這樣一來，人們工作的領域可以更加的安全。
實驗室的氣體監(jiān)測區(qū)域包括：實驗室氣體存放區(qū)域和實驗室氣體作業(yè)區(qū)域。
一.電梯搬運冷卻劑
使用臺車等搬運冷卻劑（液氮等）的氣瓶時，搬運人員有時會使用電梯，容器翻倒等造成冷卻劑（液氮等）從氣瓶泄漏導致電梯內(nèi)缺氧的危險，需要通過儀器測定氧氣濃度以防止缺氧事故。
二.實驗時用于冷卻的干冰
為冷卻實驗中使用的化學品等，會使用干冰（CO2）等，干冰升華為CO2氣體會導致中毒、缺氧的危險，需要通過儀器檢測CO2防止中毒，測定氧氣濃度防止缺氧。
三.半導體研究室
在半導體實驗室中使用電子氣體，改良半導體產(chǎn)品，電子氣體會導致中毒及缺氧的危險，需要通過儀器檢測電子氣體防止中毒及缺氧。
四.實驗室操作
1.氣瓶的使用
有時會在實驗室內(nèi)設置并使用實驗所需的可燃性氣體及毒性氣體的氣瓶，從氣瓶中泄漏的氣體可能會導致爆炸及中毒的危險，需要通過儀器檢測可燃性氣體防止爆以及檢測毒性氣體防止中毒。
2.加熱試驗時燃燒器的使用
加熱試驗的實驗中，有時會以城市燃氣、液化氣、可燃性氣體作為燃料使用燃燒器，從燃燒器泄漏的城市燃氣、液化氣、可燃性氣體導致爆炸的危險，而燃氣的不完全燃燒也會導致CO中毒的危險，通過儀器檢測城市燃氣、液化氣、可燃性氣體防止爆炸，以及檢測CO，防止中毒。
3.使用手套箱的實驗
有時會使用手套箱，將箱體內(nèi)充滿N2等高純度的惰性氣體，之后通過手套操作在空氣中不穩(wěn)定的物質(zhì)等，從手套箱中泄漏的N2導致缺氧的危險，從手套箱內(nèi)操作的有機溶劑中揮發(fā)出的揮發(fā)性有機化合物（VOC）導致中毒的危險，通過儀器測定氧氣濃度防止缺氧，通過檢測VOC防止中毒。
4.使用通風裝置的試驗
通風柜是在本裝置內(nèi)使用有機溶劑時，作業(yè)人員（研究人員等）在作業(yè)中產(chǎn)生的有毒氣體全部排放到室外、確保作業(yè)人員安全的重要位置排氣裝置，通風柜內(nèi)使用的有機溶劑產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物（VOC）導致爆炸及中毒的危險，通過儀器檢測VOC防止爆炸及中毒。
5.廢液放置場周圍的危險性
廢液放置場設置有處理各種有機溶劑廢液的塑料桶和金屬桶，處理有機溶劑廢液時，泄漏、氣化的揮發(fā)性有機化合物（VOC）導致爆炸、中毒及缺氧的危險，通過檢測VOC防止爆炸、中毒及缺氧。
五.研究用分析裝置
① 有機太陽能電池、有機EL、有機晶體管、影印機鼓芯等電荷轉(zhuǎn)移型裝置的材料選擇、管理中，材料的最高占據(jù)分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital : HOMO） 的能級很重要，因此需要測定HOMO級。
此外，使用透明導電氧化物（ITO、FTO、SnO2等）制膜的玻璃板作為顯示器及太陽能電池的電極使用，通過功函數(shù)的變化確認玻璃板表面的污染程度。
②在圖坦卡蒙黃金面具及國家重要文化遺產(chǎn)（佛像、頭盔等）的表面材料的研究中，需要不破壞、不接觸研究對象進行分析。
Model：DF-01是可移動式X射線分析裝置，可以在一點同時使用X射線衍射法和X射線熒光分析法，測定限制移動、搬運的文物及文化遺產(chǎn)等時，可以在現(xiàn)場進行分析。
六.分析裝置使用的氣體
使用分析裝置（氣相色譜分析等）的實驗中，有時會使用干冰、氮氣（含液氮）、氦氣、Ｈ2等。
● 干冰、氮氣（含液氮）、氦氣產(chǎn)生的氣體滯留導致缺氧的危險，通過儀器測定氧氣濃度防止缺氧。
● 作為載氣使用的可燃性氣體（H2等）泄漏導致爆炸的危險，可以通過監(jiān)測可燃性氣體防止爆炸。
《實驗室危險化學品安全管理規(guī)范 DB11/T1191.2-2018》提到：
1使用惰性氣體的實驗室，宜設置氧濃度報警器并與風機聯(lián)鎖
2使用或產(chǎn)生可燃氣體、可燃蒸氣的實驗室，應設置相應的可燃氣體報警器并與風機聯(lián)鎖，風機應為防爆型風機
3使用或產(chǎn)生有毒有害氣體的實驗室，應安裝相應的毒性氣體報警器并與風機聯(lián)鎖
實驗室里的“警戒者”——氣體檢測報警器
在實驗室中作業(yè)時會運用風險化學品，為了避免化學品走漏事端產(chǎn)生，運用氣體檢測儀對實驗室中的氣體進行檢測是十分中要的。理研計器的各個氣體檢測設備在實驗室的各類環(huán)節(jié)中都得以應用，充分保障了人員作業(yè)安全。
01/固定式氣體檢測儀
固定式氣體檢測儀可以持續(xù)監(jiān)控可燃氣體和有毒氣體，在實驗過程中發(fā)生異常情況或者處理事故時，可以對有害氣體或液體(蒸氣)進行檢測。
02/便攜式氣體檢測儀
便攜式氣體檢測儀可以隨身攜帶，對氧氣、可燃氣、一氧化碳和二氧化氮的實時監(jiān)控，也可以對實驗室進行巡回檢測，檢查泄漏情況。
結(jié)語
實驗安全千萬條，氣體檢測第一條。那些不起眼的各種氣體，在平時也許是我們實驗中的好幫手，但是一旦疏忽大意或者操作不當，往往會造成難以挽回的損失。因此在進行實驗操作時，一定要養(yǎng)成良好的實驗習慣，遵守實驗室安全條例。
安全生產(chǎn)是關系人民群眾生命財產(chǎn)安全的大事，是經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的標志。在生產(chǎn)過程中，通過安裝氣體檢測報警裝置，時刻檢測有毒有害氣體泄漏濃度，將風險隱患控制在源頭。
理研計器擁有600多種氣體傳感器和100多種氣體探測器。未來，我們?nèi)詫⒉粩嚅_發(fā)新產(chǎn)品、研發(fā)各項新功能，使得氣體檢測儀在應用上更先進、更適合日新月異的市場環(huán)境，致力于為用戶提供一個最可靠、最準確、最安全的氣體檢測方案。
理研計器必將在未來氣體產(chǎn)業(yè)的生命安全畫卷中，添上濃墨重彩的一筆，守護人們的幸福生活，為生產(chǎn)和生活不斷創(chuàng)造新價值！為用戶選配適合原理的檢測儀，用成熟的工藝完善氣體檢測系統(tǒng)。