潘國榮 劉 芬 白顯圣
中學化學實驗室危險化學品的使用與保管
潘國榮 劉 芬 白顯圣
介紹了危險化學品的定義,危險化學品的分類,以及中學常見危險化學品的使用與保存注意事項。提出了實驗室三廢處理方法及幾點建議。
中學化學實驗;危險化學品;使用與管理;危險品報廢;三廢處理
在中學化學實驗教學中,不可避免地要用到一些危險化學品,了解危險化學品的危害性,掌握危險化學品的正確使用方法,理解保存危險化學品的注意事項,嚴格危險化學品的使用規程,牢固樹立安全第一的思想,對于我們搞好化學實驗教學,正確保管危險化學藥品都具有重要的意義。下面就危險化學品的定義與類別、中學化學實驗教學中經常要接觸到的一些危險化學品的使用與保存、三廢處理等做簡要介紹。
《危險化學品安全管理條例》(以下簡稱《條例》) 第3條指出:危險化學品,是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質,對人體、設施、環境具有危害的劇毒化學品和其他化學品[1]。
1.危險化學品的分類
2015版《危險化學品目錄》(以下簡稱《目錄》)將化學品的危害分為物理危險、健康危害以及環境危害三大類[2]。
其中包含:易燃固體、氧化性固體、自燃固體、自熱物質和混合物、自反應物質和混合物、爆炸物、有機過氧化物、金屬腐蝕物、易燃液體、自燃液體、氧化性液體、易燃氣體、氧化性氣體、加壓氣體、氣溶膠(又稱氣霧劑)、遇水放出易燃氣體的物質和混合物、急性毒性、致癌性、生殖毒性、特異性靶器官毒性——一次接觸、特異性靶器官毒性—反復接觸、生殖細胞致突變性、吸入危害、呼吸道或皮膚致敏、皮膚腐蝕/刺激、嚴重眼損傷/眼刺激、危害水生環境(急性危害與長期危害)、危害臭氧層等28個大項和81個小項。
2.劇毒化學品
《目錄》中對劇毒化學品的定義是:具有劇烈急性毒性危害的化學品,包括人工合成的化學品及其混合物和天然毒素,還包括具有急性毒性易造成公共安全危害的化學品。
1.危險化學品的儲存要求
根據《條例》第20條的要求,一是在儲存危險化學品的場所、安全設施與設備上設置明顯的安全警示標志。二是按照行業標準、國家標準或者國家有關規定對安全設備和設施進行經常性的保養與維護,以保證安全設備和設施的正常使用。三是根據所儲存的危險化學品的危險特性與種類,在儲存的場所里安裝攝像頭等監測和監控設施,以及相應的防腐、防潮、通風、防曬、調溫、防雷、防靜電、防火、滅火、防爆、防毒、隔離操作等安全設備和設施。
2.危險化學品的使用安全要求
根據《條例》第28條的要求,一是建立健全使用危險化學品的安全操作規程和安全管理規章制度,以保證危險化學品的安全使用。二是根據危險化學品的危險特性和種類,嚴格規范其使用數量和使用方式。三是嚴格按照有關行政法規和法律的規定以及行業標準、國家標準的要求,使用和處理相關的危險化學品。
3.各類危險化學品使用與保存注意事項
(1)爆炸品[3]
【特性】摩擦、震動、撞擊、碰到火源、高溫能引起強烈的爆炸。
【實例】硝化纖維素、硝化甘油、三硝基甲苯、三硝基苯酚、雷汞、硝酸銨等
【保管與使用時的注意事項】 裝瓶單獨存放在安全處。使用時要避免摩擦、震動、撞擊、接觸火源。為避免造成有危險性的爆炸,實驗中的用量要盡可能少一些。[4]
(2)易燃氣體[5]
【特性】遇明火易燃燒;氣體與空氣的混合物達到爆炸極限范圍,遇明火、火星、電火花均能發生猛烈的爆炸。
【實例】氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔等。
【保管與使用時的注意事項】 點燃時需要驗純,防止與空氣混合;要密封保存,防止外逸。
(3)易燃液體[6]
【特性】易揮發,遇明火易燃燒;蒸氣與空氣的混合物達到爆炸極限范圍,遇明火、火星、電火花均能發生猛烈的爆炸。
【實例】汽油、煤油、戊烷、苯、甲苯、乙苯、甲醇、乙醇、乙醚、煤焦油、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、乙醛、二硫化碳等。
【保管與使用時的注意事項】 要密封(如蓋緊瓶塞)防止傾倒和外溢,存放在陰涼通風的專用櫥中,要遠離火種(包括易產生火花的器物)和氧化劑。
(4)易燃固體
【特性】著火點低,易點燃,其蒸氣或粉塵與空氣混合達一定程度,遇明火或火星、電火花能強烈燃燒或爆炸;跟氧化劑接觸易燃燒或爆炸。
【實例】硝化棉、萘、樟腦、硫黃、紅磷、鎂粉、鋅粉、鋁粉等。
【保管與使用時的注意事項】 跟氧化劑分開存放于陰涼處,遠離火種。
(5)自燃固體
【特性】跟空氣接觸易因緩慢氧化而引起自燃。
【實例】白磷(白磷同時又具急性毒性)。
【保管與使用時的注意事項】 放在盛水的瓶中,白磷全部浸沒在水下,加塞,保存于陰涼處。使用時注意不要與皮膚接觸,防止體溫引起其自燃而造成難以愈合的燒傷。
(6)遇水放出易燃氣體的物質和混合物
【特性】與水劇烈反應,產生可燃性氣體并放出大量熱。
【實例】鉀、鈉、碳化鈣、磷化鈣、硅化鎂、氫化鈉等。
【保管與使用時的注意事項】 放在堅固的密閉容器中,存放于陰涼干燥處。少量鉀、鈉應放在盛有煤油的廣口瓶中,使鉀、鈉全部浸沒在煤油里,加蓋密封存放。
(7)氧化性固體
【特性】與還原劑接觸易發生燃燒或爆炸。
【實例】過氧化鈉、過硫酸鹽、硝酸鹽、高錳酸鹽、重鉻酸鹽、氯酸鹽等。
【保管與使用時的注意事項】 跟酸類、易燃物、還原劑分開,存放于陰涼通風處。使用時要注意其中切勿混入木屑、炭粉、金屬粉、硫、硫化物、磷、油脂、塑料等易燃物。
(8)金屬腐蝕物
【特性】對金屬、衣物、人體等有強腐蝕性。
【實例】鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸,甲酸、乙酸等有機酸,固態強堿或濃堿溶液、液溴、苯酚等。
【保管與使用時的注意事項】 盛于帶蓋(塞)的玻璃或塑料容器中,存放在低溫陰涼處。使用時勿接觸衣服、皮膚,嚴防濺人眼睛中造成失明。
(9)急性毒性
【特性】攝入人體造成致命的毒害。
【實例】氰化鉀、氰化鈉等氰化物,三氧化二砷、硫化砷等砷化物,升汞及其他汞鹽,汞和白磷等均為劇毒品,人體攝入極少量即能中毒致死??扇苄曰蛩崛苄灾亟饘冫}以及苯胺、硝基苯等也為毒品。
【保管與使用時的注意事項】 劇毒品必須鎖在固定的鐵櫥中,專人保管,購進和支用都要有明白無誤的記錄,一般毒品也要妥善保管。使用時要嚴防攝入和接觸身體。
(10)吸入危害
【特性】吸入人體會引起毒性危險。
【實例】氨氣、氯氣、二氧化氮等氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氟化氫、氯化氫等。
【保管與使用時的注意事項】 要密封保存,防止外逸。使用時,最好在通風櫥內進行,防止吸入。
1.藥品分柜陳列
在化學實驗室的藥品室中,化學藥品通常是分柜陳列的。一般按照硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、強氧化劑、氧化物、鹵化物、硫化物、有機物、單質、堿類、酸類、指示劑等分類裝柜。一些藥品的種類和數量比較少時,可以與其他類相互沒有影響的藥品分邊合柜陳列。如強氧化劑與氧化物、鹵化物與硫化物、單質與指示劑分邊合柜陳列等。
2.藥品柜的排列
在中學實驗室里,有機物大多數是易燃物品,最好放在靠門的第一個柜子里,萬一著火,方便滅火。單質中的紅磷、硫粉、鎂條、鎂粉、鋁粉等也是易燃物品,最好放在靠門對面的第一個柜子里。但是,這兩個柜子之間要有足夠的距離,以防止火災蔓延。
強氧化劑與硝酸鹽含有易爆品,最好放在藥品室中靠墻的里面,這兩個柜子之間要保持一定的距離,以免相互影響。
強氧化劑柜或硝酸鹽柜跟有機物柜或單質柜之間最好用危險性相對小的碳酸鹽柜、磷酸鹽柜、硫酸鹽柜、鹵化物柜、硫化物柜、堿類柜、指示劑柜等隔離起來。
3.特殊危險化學品的陳列
在中學實驗室里,對于具有強烈腐蝕性、易燃易爆、劇毒等特殊危險化學品必須專柜陳列。如氰化物、金屬鉀、金屬鈉、白(黃)磷、電石(碳化鈣)、濃硫酸等必須放在同時具備鑰匙和密碼的鐵制保險柜里,一人保管密碼,一人保管鑰匙,兩人同在才能開啟。
對于濃硝酸、濃鹽酸、液溴等具有強烈揮發性的腐蝕性藥品,會對鐵制保險柜產生嚴重腐蝕,應放在非金屬制品的柜子里,同時實行雙鎖制,一個人只能保管一把鎖的鑰匙,只有兩人同時到場才能開啟。
1.危險化學品管理
在中學化學實驗室里,要加強對危險化學品的監控管理。對危險化學品的庫存、領用要及時記錄。嚴格管控危險化學品的使用數量和使用方式,若發現危險化學品誤用、丟失或者被盜時,必須及時向當地公安部門報告。
2.危險化學品報廢辦法
在中學實驗室里一些長期不使用的危險化學品特別是“劇毒化學品”必須及時清理,先將各品種進行具體稱量(帶瓶毛重)并列出品種與數量清單,再通過公安部門與相關環保部門的回收公司聯系,進行有償回收銷毀,并將整個過程書面記錄存檔備忘[7]。
3.實驗室三廢處理[5,8,9]
(1)廢氣處理
【燃燒法】對于能夠燃燒的氣體,可以使用這個方法將其轉化為非危險化學品。例如一氧化碳燃燒轉化為二氧化碳。
【液體吸收法】根據氣體性質利用酸性溶液、堿性溶液、氧化劑溶液或有機溶劑等吸收氣體。如用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫、氮的氧化物、氯氣、氯化氫等。
【固體吸附法】利用活性炭、硅藻土、分子篩等固體物質吸附廢氣中污染物,從而使其分離出來。這種方法主要用于凈化廢氣中低濃度的污染物。
(2)廢液處理
【酸堿中和法】此法適宜于酸含量小于3%~5%的酸性廢液或堿含量小于1%~3%的堿性廢液。酸性廢液用廢堿液或碳酸鈉、氫氧化鈣溶液中和;堿性廢液用稀廢酸液中和。中和的混合液的pH≈7且含鹽量<5%即可排放。
【氧化還原法】利用氧化還原反應,可以使廢液中的氧化性或者還原性的有害物質轉化成無害的新物質或者容易分離出去的新形態物質。如含氰廢液先加氫氧化鈉使pH>10,再加入漂白粉、次氯酸鈉溶液或者過量的3%高錳酸鉀溶液,使CN-被氧化分解。
【化學沉淀法】此法適宜于除去廢液中的重金屬(鋅、鎘、汞、鎳鉻、鉛、銅等)離子、堿土金屬(鈣、鎂等)離子以及一些非金屬(砷、硫、氟、硼等)。根據所含離子組合選擇氫氧化物共沉淀法或者硫化物共沉淀法。
【萃取法】此法適宜于除去廢液中的一些有機污染物。如含酚廢水可以用二甲苯做萃取劑萃取酚,以消除污染等。
此外,廢液的處理還有多種方法,不再列舉。
(3)廢渣的處理
【掩埋法】無毒廢渣可以直接掩埋,掩埋地點要有記錄。有毒廢渣必須先進行化學處理后再深埋在遠離居民生活區的指定地點,以防止毒物溶于地下水中污染水源。
【焚燒法】對于不能自然降解的有毒廢棄物,應該集中到焚燒爐中進行焚燒處理,再進行掩埋。
1.有關化學藥品保管室
化學藥品保管室最好放在一樓,室內保持足夠大的空間,防止藥品柜之間太擁擠。不要讓太陽直接照射在藥品柜上。安裝換氣扇,保持室內空氣流通。安裝監控器、安裝鐵門,防止危險化學品被盜,及時發現保管室里的異常情況,能夠及時處理。
2.藥品保存數量
在中學化學實驗室里,我們要根據教師和學生的人數確定保管化學藥品的數量。藥品的種類盡量全面,以確保學生實驗和教師研究使用。藥品的保存數量足夠一個學年使用就行了,每個學期可以統計補充一次。先用舊藥品,后用新藥品,及時補充新藥品。這樣可以使藥品常用常新而不變質,效果好。
現在購買化學藥品已經是很方便的事情,對于易燃易爆的化學藥品,中學化學實驗室的條件有限,沒有必要去保存很多。這樣出現事故的概率就少了,萬一出現,事故也就變小了。
3.實驗教學中危險藥品的使用
在實驗教學過程中,要通過實驗改進或者創新實驗設計,盡量避免使用易燃易爆、有毒、強腐蝕性的危險藥品。
在實驗過程中要用到危險藥品時,必須做好安全預案,知道危險性在哪里?如何防止事故發生?師生都要嚴格按照操作規程辦事,盡量減少危險藥品的使用量,以避免安全事故發生。
[1] 危險化學品安全管理條例[EB/OL].http://wenku. baidu.com/view/e8c24224192e45361066f5e9. html?re=view.
[2] 安全監管總局等十部門公告(2015年第5號):危險化學品目錄(2015版)國家安全監管總局[EB/OL]. http://www.chinasafety.gov.cn/newpage/Contents/ Channel_4188/2015/0309/247041/content_247041. htm.
[3] 劉立新.中學化學實驗教學研究[M].鄭州:鄭州大學出版社,2011.
[4] 解 讀《 危 險 化 學 品 目 錄》[EB/OL].http:// wenku.baidu.com/link?url=LNlE2uTj3-WHeEY5Elpo9EsgJ7LFAJ0x-7E9XFtYBhuVne3oTN ZmgqweMppshh_0HmXya1ypRAuLOOhqVNcOu0ql 2q4rDKIBszzFgn-HOnq.
[5] 鮑正榮.中學化學新課程實驗技術[M].北京:科學出版社,2012.
[6] 劉勝強.中學化學實驗實用手冊[M].西安:陜西師范大學出版社,2006.
[7] 吳臻,胡建明.中小學實驗室安全防護與化學危險品管理[J].教學儀器與實驗,2010,26(4):6-7.
[8] 朱汝葵.現代中學化學實驗教學方法論[M].北京:科學出版社,2015.
[9] 毛紅艷.化學實驗員簡明手冊·實驗室基礎篇[M].北京:中國紡織出版社,2007.
潘國榮,本科,中教高級。貴州省雷山縣第三中學,557199
劉芬,本科,中教高級。貴州省雷山民族中學,557199
白顯圣,本科,中教高級。貴州省雷山縣第三中學,557199