混合物毒性等級的分類方法及選型

傅蒙(西安延鼎工程設(shè)計有限公司，陜西 西安 710061)

1 混合物的毒性檢測標(biāo)準(zhǔn)分級分類

在當(dāng)前的實(shí)際工程項(xiàng)目中，純物質(zhì)的毒性等級在化學(xué)品安全技術(shù)說明書中明確規(guī)定。因此，對于研究這方面的物質(zhì)毒性的判定是可通過查閱得到。然而，混合物的毒性等級評估比純物質(zhì)的毒性等級則較為復(fù)雜，因?yàn)槠渲芯唧w涉及到結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)和毒理檢測的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。在當(dāng)前的實(shí)際工程項(xiàng)目中，識別混合物毒性等級的分類方法具體有二：全球化學(xué)品統(tǒng)一分類和標(biāo)簽制度、職業(yè)性接觸毒物危害程度分級。

全球化學(xué)品分類及標(biāo)記全球協(xié)調(diào)制度是基于在全球范圍內(nèi)統(tǒng)一對于混合物毒性等級的認(rèn)識，提高對于混合物的毒性等級的防護(hù)，以此把國際間貿(mào)易的成本盡可能降低，實(shí)現(xiàn)低貨幣高貿(mào)易成交率的現(xiàn)象。基于此，我國以全球化學(xué)品統(tǒng)一分類和標(biāo)簽制度為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)立發(fā)布了《各類監(jiān)控化學(xué)品名錄》等。

《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》是由我國衛(wèi)生部根據(jù)工作場所導(dǎo)致的病型危害、有毒作業(yè)毒害范圍程度、建設(shè)項(xiàng)目所導(dǎo)致的病型危害這三個方面的特點(diǎn)分級分類，如今業(yè)已成為鑒定職業(yè)病等危害等級的重要依據(jù)。此外，有關(guān)于《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等均依照《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》的規(guī)定制定。

眾所周知，部分化學(xué)品內(nèi)的混合物毒性檢測標(biāo)準(zhǔn)有據(jù)可查，然而，為什么不能全然運(yùn)用于實(shí)踐操作中，反而需要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐結(jié)果來最終確定特定混合物的毒性分級分類和選型呢？這是因?yàn)樵诨み^程常出現(xiàn)的量變和質(zhì)變相互運(yùn)動的緣故。也就是我們常說的“非線性”。具體來說，如果我們假設(shè)化工的整體微縮出來，以呈線性來定義，那么化學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作者在室內(nèi)所計算出的各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)，所涉危害說明等就可以直接運(yùn)用在大型施工工程之中。

2 以具體事例解析

2.1 以與毒性分級有關(guān)的壓力容器為例

壓力容器的設(shè)計需要綜合考量毒性的等級，根據(jù)化學(xué)介質(zhì)的毒性等級識別壓力容器的相關(guān)技術(shù)要求。比如化學(xué)介質(zhì)的毒性，按照危害范圍和毒害程度，分別被界定為極度、高度以及中度者三個等級。在這其中，以定量定性的方式對化學(xué)混合物的毒性進(jìn)行分類分級[1]。通過對這三個等級的把握，能夠確定壓力容器是處在哪一分類項(xiàng)目之下、需要什么標(biāo)準(zhǔn)的致密性、需要什么程度的密封性等。為了更加精準(zhǔn)判別，我國對壓力容器的安全技術(shù)也做了相應(yīng)規(guī)定，其中既考慮到介質(zhì)本身的危害程度和容器在實(shí)際運(yùn)作使用中的情況，同時也考慮容器自身可承受的重力閾值，將壓力容器規(guī)定分為三個等級，即第一、第二以及第三類壓力容器。

2.2 全球化學(xué)品分類及標(biāo)記全球協(xié)調(diào)制度

各國對于化學(xué)品的毒性程度分類分級并不統(tǒng)一，所以筆者主要采用了歐盟以及世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)。世界衛(wèi)生組織主要將毒性分為劇毒、高度毒性、中度毒性、輕度毒性。歐盟主要講毒性分為劇毒、有毒、有害。相較而言，同樣是西方國家的加拿大的某一實(shí)驗(yàn)室將毒性分類更顯具體：極度性、高度性、中毒性、輕度性這四個等級以及實(shí)際無毒和相對無害這兩個額外指標(biāo)。

2.3 職業(yè)性接觸毒物危害程度分級

《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》是我國比較通用的各類社會職業(yè)中對于接觸性有毒物質(zhì)的危害程度分級的主要依據(jù)，其中具體分為極度、高度、中度和輕度這四個危害程度等級。

通常認(rèn)為，工人在實(shí)踐操作中接觸到工業(yè)產(chǎn)品等有關(guān)于工業(yè)領(lǐng)域的物質(zhì)所引起的職業(yè)病等視作職業(yè)性接觸毒物。由于這些存在能夠經(jīng)由人體皮膚、呼吸道等方式進(jìn)入人體引起病變，從而造成身體健康危害。

2.4 混合物毒物危害程度分級

在《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》中對于混合物的分級問題并沒有具體舉例說明。既如此，可推定《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》中對于混合物的分級問題的指標(biāo)應(yīng)是與單一化學(xué)介質(zhì)相同或是與LC50和LD50的可能性極大。

不過，LC50和LD50的判別標(biāo)準(zhǔn)只適用于部分的混合物毒性識別，但是急性毒性試驗(yàn)周期長、費(fèi)用高等問題，要對此進(jìn)行整體全面考察檢驗(yàn)并不可行。既然通過這樣的渠道難以得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，筆者認(rèn)為可試行某高級工程師在《混合氣體毒物危害程度分級的探討》中所提出的以混合物中各組濃度為基點(diǎn)的LC50的推算方法：

在公式(1)中，如果混合物的毒性大，則ξi的閾值也應(yīng)偏向大。ξi是可以從公式中的實(shí)際求解中得到的。通過公式(1)取得LC50的取值。

3 以某輕烴深加工項(xiàng)目火炬氣為例

3.1 全球化學(xué)品分類及標(biāo)記全球協(xié)調(diào)制度分類

在火災(zāi)工況中，按照ASME標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的C4+球罐所排放的火炬氣具體包含有丙烷、丁二烯等氣體。而LC50則是能夠通過查閱相關(guān)規(guī)定明確在具體部分中急性吸入后又半數(shù)甚至半數(shù)以上致死率的濃度值。由于當(dāng)前缺少對于該火炬氣的實(shí)際毒性檢測數(shù)據(jù)，因此只能按照已有的毒性監(jiān)測數(shù)據(jù)對此進(jìn)行推演。故而可以通過加和性公式計算該火炬氣的急性毒性閾值。其中主要運(yùn)用到架橋原則。架橋原則系用已知的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測算未知實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的混合物的危害程度。

3.2 職業(yè)性接觸毒物危害程度分級

根據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》的毒性等級規(guī)定，可以根據(jù)各指標(biāo)做產(chǎn)生的最終職業(yè)性接觸毒物危害程度的大小來對權(quán)重指數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的賦值。以火炬氣中的甲苯為例，根據(jù)MSDS確定的各項(xiàng)指數(shù)的危害程度所計算出的危害程度數(shù)值為47，根據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》的規(guī)定，甲苯屬于中度(Ⅲ級)危害的物質(zhì)。根據(jù)《壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，一般混合物的界定可以按照混合物中危害程度最大的分項(xiàng)指數(shù)物質(zhì)確定該介質(zhì)的類別，故該混合物系屬中度危害的一欄[2]。

4 綜合探討混合物的毒性的等級計算和選型

根據(jù)化工行業(yè)的實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論，有關(guān)于混合物毒性的檢測方式主要采用了CA和LA。CA具體是指濃度加和，也就是上文所提到的濃度加和公示的主要代表式。LA具體是指獨(dú)立作用，這二者具體適用場景單一，即沒有毒性在相互作用的混合物。不過，業(yè)界對于CA和LA二者間所測算出來的數(shù)據(jù)十分懷疑。為了能夠精準(zhǔn)的進(jìn)行混合物的毒性等級分類，測算毒性的閾值，覃禮堂、劉樹深、莫凌云在《S02-076混合物毒性預(yù)測新模型建立和驗(yàn)證》中基于CA和LA模型，利用一元線性回歸方式等渠道，構(gòu)建出的LCA模型和LIA模型。通過驗(yàn)證，得出了LCA和LIA都具備著較之精準(zhǔn)的內(nèi)部預(yù)測力度。故有關(guān)于不能從相關(guān)規(guī)定中得出準(zhǔn)確結(jié)論的相關(guān)混合物，為了判斷它們的毒性閾值，得出該混合物的毒性等級，則可按照所需要求值的相關(guān)指數(shù)搭建LCA模型和LIA模型得出具體閾值，從而達(dá)成判定混合物毒性等級，并對此進(jìn)行相關(guān)分類的和選型的目的。

從上文中的分析中，可以得出石油化工行業(yè)中所涉及到的毒性物質(zhì)多是各種物質(zhì)糅合而成的，鮮少有單一的化合物。加上對于混合物的毒性閾值和等級分類，除卻已經(jīng)被明示公布出來的，很少會有能夠眾所周知的物質(zhì)毒性閾值。所以，有關(guān)混合物的毒性，鮮少有人知曉。根據(jù)上文所提出相關(guān)混合物毒性的檢測公式或數(shù)據(jù)提供等，可能還需要業(yè)界人士對此進(jìn)行相應(yīng)的計算和實(shí)驗(yàn)，以便加深確認(rèn)該數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確定，為混合物毒性檢測領(lǐng)域提供更加科學(xué)有效的計算方式。

在混合物毒性分級中，除卻了本文具體提到過的如何取得LC50的取值以外，還應(yīng)該對于中毒的急性病發(fā)狀況、慢性病發(fā)狀況等有關(guān)發(fā)病具體分項(xiàng)的有關(guān)探討和分析。要將此類分項(xiàng)融合進(jìn)混合物毒性的綜合考量中，提高混合物的毒性預(yù)測的精準(zhǔn)值。

在相應(yīng)的計算之中，要特別注意權(quán)重因子的作用。如果沒有對此加以考量，并且對于取得LC50的取值恰好處在毒性分級指標(biāo)分界的位置上，則建議向上抬高一級，加大后續(xù)取值的可能性，確保對于混合物的研究盡可能地使其處于安全范圍以內(nèi)。

當(dāng)實(shí)際檢測混合物的毒性時，出現(xiàn)了多種毒物混合的情況，鑒于研究員不能精準(zhǔn)判別其中各物質(zhì)間是否會出現(xiàn)聯(lián)合作用的條件下，除卻上文所提到過的計算方式以外，還需要綜合考慮其他的相關(guān)影響條件及其指數(shù)，全面考慮可能出現(xiàn)的所有情況，完成混合物毒性檢測的整體性。科技經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，人們對于化工領(lǐng)域內(nèi)的混合物方方面面的安全性能要求有了進(jìn)一步的提高。高速的社會運(yùn)轉(zhuǎn)中，如何在重負(fù)荷的高壓環(huán)境內(nèi)對混合物安全性的計算、檢測等方面進(jìn)行改善，成為整個社會的要求。

5 結(jié)語

化工領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)于化工介質(zhì)的物理知識、化學(xué)理論、選材用料、檢測設(shè)計等結(jié)合著人類生命安全健康的討論被不斷修整改進(jìn)，在這些或許微不可觀的物質(zhì)上雜糅了多少代化學(xué)研究員的心血和智慧。他們背負(fù)著人類的生命健康、經(jīng)濟(jì)的要求和社會的期許前行著。化工事故里，一個普遍的人體生命健康可承受的最大峰值是多少親人的眼淚換來的數(shù)據(jù)。同理，在“混合物的毒性危害參數(shù)”相關(guān)課題的分析中，需要引用和參考的那些看似雜亂但卻細(xì)微的眾多數(shù)據(jù)，是匯聚了無數(shù)化工科學(xué)和工程技術(shù)人員的探索，值得社會充分尊重和重視。提高化工設(shè)備和生產(chǎn)的安全性對“建設(shè)平安中國、和諧社會”具有重要現(xiàn)實(shí)意義，更需要深入地關(guān)注和研究。一方面是安全性能評級的提高，另一方面，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的社會中，對于化工領(lǐng)域內(nèi)混合物的毒性等級分類和選型也具備著不可忽視的重要性。