第五节 化学实验室的安全知识
关于实验室工作安全有一句俗语:“水、电、门、窗、气、废、药”。这七个字涵盖了实验室工作中使用水、电、气体、试剂、实验过程产生的废物处理和安全防范的关键字眼。
一、实验室用水安全
(1)使用自来水后要及时关闭阀门,尤其突然停水时,要立即关闭阀门,以防来水后跑水。离开实验室之前应再检查自来水阀门是否完全关闭。
(2)实验室发生漏水、浸水,应第一时间关闭水阀。发生水灾或水管爆裂喷水时,首先应切断室内电源,转移仪器防止被水淋湿。如果仪器设备内部已被淋湿,应报请维修人员维护设备。
二、实验室用电安全
实验室用电有十分严格的要求,不能随意。必须注意以下几点:
(1)所有电器必须由专业人员安装,不得任意另拉、另接电线用电。
(2)在使用电器时,先详细阅读有关的说明书及资料,并按照要求去做。
(3)所有电器的用电量应与实验室的供电及用电端口匹配,决不可超负荷运行,以免发生事故。任何情况下发现用电问题(事故)时,首先关闭电源。
(4)如若发生触电事故,应立即使触电者脱离电源,拉下电源或用绝缘物将电源线拔开(注意千万不可徒手去拉触电者,以免抢救者也被电流击倒)。同时,应立即将触电者抬至空气畅通处,如电击伤害较轻,则触电者短时间内可恢复知觉;若电击伤害严重或已停止呼吸,则应立即为触电者解开上衣并做人工呼吸,同时拨打120求救。
三、灭火常识
实验室几种常见的着火原因如下:
(1)一般有机物,特别是有机溶剂,大都容易着火,它们的蒸气或其他可燃性气体、固体粉末等(如氢气、一氧化碳、苯、油蒸气)与空气按一定比例混合后,当有火花时(如点火、电火花、撞击火花)就会引起燃烧或猛烈爆炸。
(2)由于某些化学反应放热而引起燃烧,如金属钠、钾等遇水燃烧甚至爆炸。
(3)有些物品易自燃(如白磷遇空气就自行燃烧),由于保管和使用不善而引起燃烧。
(4)某些化学试剂混合在一起,在一定的条件下会引起燃烧和爆炸(如将红磷与氯酸钾混在一起,磷就会燃烧爆炸)。
万一发生着火,要沉着快速处理。首先要切断热源、电源,把附近的可燃物品移走,再针对燃烧物的性质采取适当的灭火措施。但不可将燃烧物抱着往外跑,因为跑动时空气更流通,会烧得更猛。水是人所共知的常用灭火材料,但在化学实验室的灭火中要慎用。因为大部分易燃的有机溶剂都比水轻,会浮在水面上流动,此时用水灭火,非但不能灭火反而使火势扩大蔓延。有些溶剂与水发生剧烈的反应产生大量的热能引起燃烧加剧甚至爆炸。根据燃烧物质的性质,GB/T 4968—2008将火灾分为A、B、C、D、E、F六类,必须根据不同的火灾原因,选择相应的灭火器材。
A类火灾:指固体物质火灾。这种固体物质通常具有有机物质性质,一般在燃烧时能产生灼热的余烬,如木材、煤、棉、毛、麻、纸张等。扑救A类火灾可选择水型灭火器、泡沫灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、卤代烷灭火器。
B类火灾:指液体或可熔化的固体物质火灾,如煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡等引起的火灾。扑救B类火灾可选择泡沫灭火器(化学泡沫灭火器只限于扑灭非极性溶剂)、干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器。
C类火灾:指气体火灾,如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等引起的火灾。扑救C类火灾可选择干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器等。
D类火灾:指金属火灾,如钾、钠、镁、铝镁合金等引起的火灾。扑救D类火灾可选择粉状石墨灭火器、专用干粉灭火器,也可用干砂或铸铁屑末代替。
E类火灾:指带电火灾,是物体带电燃烧引起的火灾。扑救E类带电火灾可选择干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器等。
F类火灾:指烹饪器具内的烹饪物(如动植物油脂)火灾。扑救F类火灾可选择干粉灭火器。
四、实验室使用压缩气体的安全
使用压缩气(钢瓶)时应注意:
(1)压缩气体钢瓶有明确的外部标志,内容气体与外部标志应一致。
(2)搬运及存放压缩气体钢瓶时,一定要将钢瓶上的安全帽旋紧。
(3)搬运气瓶时,要用特殊的担架或小车,不得将手扶在气门上,以防气门被打开。气瓶直立放置时,要用铁链等进行固定。
(4)开启压缩气体钢瓶的气门开关及减压阀时,旋开速度不能太快,而应逐渐打开,以免气流过急流出,发生危险。
(5)瓶内气体不得用尽,剩余残压一般不应小于数百千帕,否则将导致空气或其他气体进入钢瓶,再次充气时将影响气体的纯度,甚至发生危险。
五、化学实验废液(物)的安全处理
由于化学实验室的实验项目繁多,所使用的试剂与反应后的废物也大不相同,一些毒害物质不能随手倒在水槽中。例如,氰化物的废液若倒入强酸介质中将立即产生剧毒的HCN,因此,一般将含有氰化物的废液倒入碱性亚铁盐溶液中使其转化为亚铁氰化物盐类,再作废液集中处理。又如重铬酸钾标准溶液是常用标准溶液之一,剩余的重铬酸钾溶液应转化为三价铬再作废液处理,决不允许未经处理就倒入下水道。国家标准GB 8978—1996《污水综合排放标准》对第一类污染物(指能在环境或动物体内蓄积,对人体产生长远影响的污染物)的排放浓度作了严格的规定,如表1-6所示。
表1-6 第一类污染物的最高允许排放浓度
1.含汞盐废液的处理
将废液调至pH=8~10,加入过量的硫化钠,使其生成硫化汞沉淀,再加入共沉淀剂硫酸亚铁,生成的硫化铁可吸附溶液中悬浮的硫化汞微粒而生成共沉淀。弃去清液,残渣用焙烧法回收汞,或再制成汞盐。
2.含砷废液的处理
加入氧化钙,调节pH值为8,生成砷酸钙和亚砷酸钙沉淀。或调节pH值为10以上,加入硫化钠与砷反应,生成难溶低毒的硫化物沉淀。
3.含铅、镉废液
用消石灰将pH值调节至8~10,使Pb2+、Cd2+生成Pb(OH)2和Cd(OH)2沉淀,加入硫化亚铁作为共沉淀剂,使之沉淀。
4.含氰废液
用氢氧化钠调节pH值为10以上,加入过量的高锰酸钾(3%)溶液,使CN-氧化分解。如CN-含量高,可加入过量的次氯酸钙和氢氧化钠溶液。
5.含氟废液和含Cr6+废液的处理
在含氟废液中加入石灰生成氟化钙沉淀。
Cr6+一般常用化学还原法,还原剂可用二氧化硫、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠等。如:
3SO2+Na2Cr2O7+H2SO4Cr2(SO4)3+Na2SO4+H2O
铬酸盐被还原后,应使用石灰或氢氧化钠将铬酸盐转化成氢氧化铬从水中沉淀下来再另作处理。
Cr2(SO4)3+3Ca(OH)22Cr(OH)3↓ + 3CaSO4