چیدمان و نگهداری مواد شیمیایی در آزمایشگاه

چیدمان استاندارد مواد شیمیایی در آزمایشگاه و اهمیت ایمنی در نگهداری آنها

آزمایشگاه‌ها محیط‌هایی حساس هستند که انواع مختلفی از مواد شیمیایی در آن‌ها نگهداری می‌شود. برخی از این مواد ممکن است با یکدیگر ناسازگار باشند و ترکیب آن‌ها می‌تواند منجر به آتش‌سوزی، انفجار، یا انتشار گازهای سمی شود. برای جلوگیری از وقوع چنین حوادثی، آگاهی از روش‌های صحیح نگهداری و ذخیره‌سازی مواد شیمیایی، یکی از اصول کلیدی ایمنی در آزمایشگاه‌ها است. در این مقاله، به بررسی اصول نگهداری مواد شیمیایی، اشتباهات رایج در این زمینه، و نمونه‌هایی از حوادث ناشی از عدم رعایت این اصول پرداخته می‌شود.

اهمیت رعایت نکات ایمنی در آزمایشگاه

طبق گزارش هیئت تحقیقات ایمنی و خطر مواد شیمیایی آمریکا (U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board)، در بازه زمانی 2001 تا 2018 میلادی، بیش از 262 حادثه شیمیایی در آزمایشگاه‌ها رخ داده است. این حوادث منجر به جراحت 490 نفر و مرگ 10 نفر از پرسنل شده است. نکته مهم این است که تقریباً تمام این حوادث، با رعایت نکات ایمنی قابل پیشگیری بودند. در ادامه، به برخی از نمونه‌های حوادث ناشی از نگهداری نادرست مواد شیمیایی پرداخته شده است.

نمونه‌هایی از حوادث ناشی از نگهداری نامناسب مواد شیمیایی

1. انفجار ناشی از نگهداری نادرست یک حلال اکسیدکننده

یکی از اصول اولیه در نگهداری مواد شیمیایی، جدا نگه داشتن مواد اکسیدکننده از مواد آلی و قابل اشتعال است. اسید نیتریک، یک ماده اکسیدکننده قوی است که در صورت تماس با مواد آلی، واکنش گرمازایی ایجاد کرده و مقادیر زیادی گاز و گرما آزاد می‌کند.

در یک آزمایشگاه، کابینتی که مخصوص نگهداری مواد خورنده بود، منفجر شد. خوشبختانه در زمان وقوع حادثه، هیچ فردی در نزدیکی محل انفجار حضور نداشت. بررسی‌ها نشان داد که علت انفجار، نگهداری همزمان اسید نیتریک (اکسنده قوی) و یک حلال آلی در کابینتی دربسته بوده است. فشار گازهای تولید شده به‌تدریج افزایش یافته و در نهایت، باعث انفجار شده است.

✅ راهکار ایمن:

• اسید نیتریک و سایر مواد اکسیدکننده باید جدا از مواد آلی و قابل اشتعال نگهداری شوند.

• ظروف حاوی این مواد باید در محیطی دارای تهویه مناسب نگهداری شده و از نگهداری در محیط‌های بسته بدون خروجی مناسب خودداری شود.

• هنگام کار با این مواد، باید از لباس‌های محافظ، دستکش‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی، و عینک ایمنی استفاده شود.

2. انفجار ناشی از مخلوط شدن ضایعات اسید نیتریک و متانول

یکی دیگر از اشتباهات رایج در آزمایشگاه‌ها، عدم توجه به سازگاری مواد هنگام دفع پسماندهای شیمیایی است. اگر ظروف زباله شیمیایی حاوی باقیمانده مواد ناسازگار باشند، واکنش‌های خطرناکی ممکن است رخ دهد.

در یک حادثه مستند، یکی از کاربران آزمایشگاه در حال کار با کامپیوتر بود که بطری حاوی ضایعات مواد شیمیایی ناگهان منفجر شد. در این حادثه:

• مقدار زیادی اسید نیتریک و خرده‌شیشه در فضای آزمایشگاه پخش شد.

• بررسی‌ها نشان داد که حدود 2 لیتر اسید نیتریک در ظرفی ریخته شده بود که پیش‌تر حاوی متانول بوده است.

• واکنش این دو ماده، منجر به تولید دی‌اکسید کربن و گازهای دیگر شده که با افزایش فشار، در نهایت ظرف را منفجر کرده است.

✅ راهکار ایمن:

• ظروف زباله شیمیایی باید برچسب‌گذاری دقیق داشته باشند و مواد ناسازگار نباید در یک ظرف ریخته شوند.

• هنگام دفع پسماندها، باید از ظروف مخصوص و مقاوم به واکنش‌های شیمیایی استفاده شود.

• آزمایشگاه‌ها باید سیستمی برای مدیریت و تفکیک زباله‌های شیمیایی بر اساس ناسازگاری مواد داشته باشند.

ویژگی‌های استاندارد محل نگهداری مواد شیمیایی

برای جلوگیری از بروز حوادث ناشی از ترکیب ناخواسته مواد، رعایت اصول صحیح نگهداری بسیار مهم است. محل ذخیره‌سازی مواد شیمیایی باید ویژگی‌های زیر را داشته باشد:

1. تفکیک و دسته‌بندی مواد شیمیایی

   • مواد ناسازگار باید در کابینت‌های جداگانه نگهداری شوند.

   • برای تفکیک بهتر، می‌توان از پارتیشن‌بندی، قفسه‌بندی مقاوم به مواد شیمیایی، یا تجهیزات مهارکننده استفاده کرد.

2. استفاده از کابینت‌های مخصوص

   • مواد قابل اشتعال باید در کابینت‌های ضدحریق ذخیره شوند.

   • مواد خورنده مانند اسیدها و بازها باید در کابینت‌های مقاوم در برابر خوردگی قرار بگیرند.

   • مواد تحت فشار و گازهای فشرده باید در مناطق دارای تهویه مناسب و دور از منابع گرما ذخیره شوند.

3. برچسب‌گذاری و شناسایی مناسب

   • تمام ظروف حاوی مواد شیمیایی باید دارای برچسب واضح شامل نام ماده، تاریخ ورود به آزمایشگاه، ویژگی‌های ایمنی و ناسازگاری‌ها باشند.

   • در آزمایشگاه‌هایی که از مواد مختلف استفاده می‌شود، وجود سیستم مدیریت اطلاعات مواد شیمیایی (Chemical Inventory System) ضروری است.

4. تهویه مناسب و سیستم هشداردهنده

   • محل نگهداری مواد شیمیایی باید دارای سیستم تهویه مناسب برای حذف بخارات سمی باشد.

   • نصب سنسورهای شیمیایی و هشداردهنده‌های نشت مواد خطرناک در آزمایشگاه‌ها توصیه می‌شود.

ویژگی‌های یک مکان مناسب برای ذخیره‌سازی مواد شیمیایی

ذخیره‌سازی ایمن و استاندارد مواد شیمیایی، یکی از مهم‌ترین اقداماتی است که در آزمایشگاه‌ها باید رعایت شود. یک محل مناسب برای نگهداری مواد شیمیایی باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:

1. سرپوشیده و ایمن بودن مکان نگهداری:

   • محل ذخیره‌سازی مواد شیمیایی باید به دور از مناطق پررفت‌وآمد و بدون دسترسی افراد غیرمجاز باشد.

   • درب‌های این مکان باید مقاوم به حریق و دارای قفل ایمن باشند تا از دسترسی غیرمجاز و خطرات احتمالی جلوگیری شود.

2. استفاده از سطوح غیرقابل نفوذ:

   • ظروف حاوی مواد شیمیایی باید روی سطوح غیرقابل نفوذ قرار بگیرند (مانند سطوحی که با اپوکسی یا پلی‌اتیلن پوشیده شده‌اند) تا از نشت احتمالی و واکنش‌های ناخواسته جلوگیری شود.

3. تهویه مناسب:

   • محوطه نگهداری باید دارای سیستم تهویه قوی باشد تا از تجمع بخارات سمی و گازهای خطرناک جلوگیری کند.

   • برای مواد فرار و بخارات سمی، از هودهای شیمیایی یا سیستم‌های تصفیه هوا استفاده شود.

4. دسترسی به تجهیزات ایمنی:

   • در فاصله نزدیک به محل ذخیره‌سازی مواد شیمیایی باید دوش ایمنی و ایستگاه شست‌وشوی چشم وجود داشته باشد تا در صورت تماس تصادفی با مواد خطرناک، اقدامات فوری انجام شود.

   • تجهیزات مناسب برای مهار آتش (مانند کپسول‌های آتش‌نشانی مخصوص حریق‌های شیمیایی) در دسترس باشد.

   • وجود سیستم اعلام و اطفای حریق خودکار در آزمایشگاه‌ها، مخصوصاً در مکان‌هایی که مواد قابل اشتعال نگهداری می‌شوند، الزامی است.

5. محدودیت در خوردن، آشامیدن و سیگار کشیدن:

   • در مکان‌های ذخیره مواد شیمیایی، مصرف مواد غذایی، نوشیدنی و سیگار کشیدن به طور جدی ممنوع باشد.

   • علائم هشداردهنده در مکان‌های در معرض دید نصب شوند.

6. تفکیک مواد شیمیایی ناسازگار:

   • مواد ناسازگار باید در قفسه‌ها و کابینت‌های جداگانه نگهداری شوند.

   • مواد قابل اشتعال باید در محیط‌هایی دور از گرما، منابع جرقه و تجهیزات الکتریکی ذخیره شوند.

   • ارتفاع ظروف حاوی مواد شیمیایی نباید بیش از سه متر باشد.

   • تعداد گالن‌های روی هم چیده شده نباید بیش از سه عدد باشد و بهتر است از پالت‌های جداکننده استفاده شود.

اهمیت تفکیک و نگهداری صحیح مواد شیمیایی

نگهداری صحیح مواد شیمیایی اهمیت زیادی دارد، زیرا برخی از این مواد:

• ذاتاً ناپایدار هستند و با مواد دیگر واکنش می‌دهند.

• در صورت عدم رعایت استانداردهای ایمنی، باعث آتش‌سوزی یا انفجار می‌شوند.

• ممکن است در صورت نشت، اثرات مخربی بر سلامت افراد و محیط‌زیست داشته باشند.

نوع تحقیقات هر آزمایشگاه و مواد شیمیایی مورد استفاده در آن، روش‌های نگهداری را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

• به عنوان مثال، مواد شیمیایی مصرفی در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی با مواد مورد استفاده در آزمایشگاه‌های تولیدی کاملاً متفاوت هستند.

• مواد شیمیایی مورد استفاده در آزمایشگاه‌های سنتز و شیمی آلی، نیاز به شرایط نگهداری خاصی دارند.

• به همین دلیل، نوع و مقدار پسماندهای شیمیایی در هر آزمایشگاه متفاوت است.

✅ آموزش پرسنل آزمایشگاه برای تشخیص مواد ناسازگار و نحوه صحیح تفکیک آن‌ها، یکی از الزامات ایمنی است.

مشخص کردن مواد شیمیایی ناسازگار و تفکیک صحیح آن‌ها

یکی از دلایل اصلی واکنش‌های شیمیایی خطرناک در آزمایشگاه‌ها، عدم تفکیک مناسب مواد ناسازگار است.

• مخلوط شدن مواد ناسازگار معمولاً بر اثر نشت ظروف نگهداری رخ می‌دهد و می‌تواند واکنش‌های گرمازا، تولید گازهای سمی، یا حتی انفجار را به همراه داشته باشد.

• برخی مواد شیمیایی هنگام ترکیب شدن، گرما و فشار زیادی تولید می‌کنند و ممکن است باعث انفجار شوند. این مواد باید در ظروف جداگانه و در محیط‌های متفاوت نگهداری شوند.

✅ راهکار: استفاده از سیستم مدیریت اطلاعات مواد شیمیایی (Chemical Inventory System) برای نظارت بر مکان و وضعیت مواد ذخیره شده.

نگهداری مواد بر اساس سازگاری شیمیایی

شرکت‌های تولیدکننده مواد شیمیایی، معمولاً برگه اطلاعات ایمنی مواد (SDS) را همراه با محصول ارائه می‌دهند. این برگه‌ها شامل اطلاعاتی درباره ویژگی‌های شیمیایی، ناسازگاری‌های احتمالی، و دستورالعمل‌های ایمنی هستند.

برای دسته‌بندی مواد شیمیایی، می‌توان از ماتریس‌های ناسازگاری مواد شیمیایی استفاده کرد. در این جدول‌ها، مواد شیمیایی بر اساس خطرات عمومی طبقه‌بندی می‌شوند. برخی از گروه‌های اصلی عبارتند از:

1. مایعات اشتعال‌پذیر (و اسیدهای آلی)

2. مواد جامد اشتعال‌پذیر

3. اسیدهای معدنی (مانند سولفوریک اسید و نیتریک اسید)

4. مواد قلیایی سوزاننده (مانند سدیم هیدروکسید و پتاسیم هیدروکسید)

5. مواد اکسیدکننده (مانند پرمنگنات پتاسیم و پراکسید هیدروژن)

6. اسید پرکلریک (که واکنش‌های شدیدی ایجاد می‌کند و باید در کابینت‌های مقاوم در برابر آتش نگهداری شود)

7. گازهای فشرده (مانند نیتروژن، اکسیژن و پروپان)

✅ رعایت دسته‌بندی صحیح، احتمال بروز واکنش‌های ناخواسته را به حداقل می‌رساند.

لیست ناسازگاری مواد شیمیایی

در ادامه جدولی از مواد شیمیایی ناسازگار آورده شده است که ترکیب آن‌ها با یکدیگر ممکن است باعث ایجاد واکنش‌های خطرناک شود. شناخت این ترکیبات به کاهش احتمال بروز حوادث کمک می‌کند.

راهنمای ذخیره‌سازی ایمن مواد شیمیایی در آزمایشگاه

1. تفکیک بر اساس گروه‌های سازگار
مواد شیمیایی باید بر اساس ماهیت فیزیکی و شیمیایی خود در گروه‌های جداگانه قرار گیرند. مواد آلی و غیرآلی باید از هم تفکیک شوند و ناسازگاری‌های خاص آن‌ها رعایت شود.

2. استفاده از کابینت‌های ایمنی و قفسه‌های مخصوص

• مایعات قابل اشتعال را در کابینت‌های مخصوص مواد قابل اشتعال ذخیره کنید.

• مواد شیمیایی بودار و سمی را در کابینت‌های دارای تهویه مناسب قرار دهید.

• قفسه‌های نگهداری مواد شیمیایی باید از جنس مقاوم در برابر خوردگی باشند.

3. نشانه‌گذاری دقیق ظروف و قفسه‌ها
تمامی ظروف حاوی مواد شیمیایی باید دارای برچسب مشخص باشند که شامل نام ماده، تاریخ انقضا، خطرات مرتبط و شرایط نگهداری است.

4. ایمنی در برابر زلزله و حوادث غیرمترقبه
در مناطق زلزله‌خیز، قفسه‌ها باید دارای لبه‌های ایمنی باشند و به دیوار محکم پیچ شوند. همچنین استفاده از قفسه‌های ضد لرزش برای جلوگیری از سقوط مواد شیمیایی توصیه می‌شود.

5. پیشگیری از واکنش‌های خطرناک

• مواد ناسازگار را روی یک قفسه قرار ندهید، حتی اگر در ظروف بسته‌بندی شده باشند.

• مواد شیمیایی را روی میز یا زیر هود نگه ندارید مگر در صورت نیاز فوری به استفاده.

• از ذخیره‌سازی مواد بر اساس حروف الفبا خودداری کنید و فقط بر اساس گروه‌های شیمیایی آن‌ها را دسته‌بندی نمایید.

6. اقدامات ایمنی هنگام استفاده از مواد شیمیایی

• از تجهیزات حفاظتی مانند دستکش، عینک ایمنی و ماسک استفاده کنید.

• قبل از استفاده از مواد شیمیایی، برگه اطلاعات ایمنی (SDS) آن‌ها را مطالعه کنید.

• مواد شیمیایی را دور از منابع حرارتی و تابش مستقیم نور خورشید نگه دارید.

جمع‌بندی

این راهنما به منظور افزایش ایمنی در ذخیره‌سازی مواد شیمیایی و پیشگیری از واکنش‌های خطرناک تدوین شده است. رعایت نکات مطرح‌شده نه‌تنها به کاهش ریسک‌های ایمنی کمک می‌کند، بلکه از بروز حوادث زیان‌بار نیز جلوگیری می‌کند. در صورت وجود هرگونه ابهام، با متخصصان ایمنی و بهداشت مشورت کنید.