استفاده ایمن از حلال‌های قابل اشتعال در آزمایشگاه
یکی از اتفاقاتی که به صورت دائمی سعی می‌کنیم از آن جلوگیری کنیم، آتش‌سوزی در آزمایشگاه است. اما متأسفانه، این اتفاق بسیار رایج است و حتی موارد کوچک می‌تواند صدمات چشم‌گیری ایجاد کرده و نه تنها آزمایشگاهی که در آن آتش‌سوزی رخ داده بلکه به آزمایشگاه‌های مجاور نیز صدمه بزند. آتش‌سوزی‌های بزرگ هم می‌تواند ویران‌کننده باشد و نه تنها آن آزمایشگاه، بلکه در بعضی اوقات کل ساختمان را از بین ببرد. بنابراین، هر وقت نیاز به استفاده از حلال‌های قابل اشتعال داریم، باید توجه بیشتری داشته باشیم.
حلال‌های قابل اشتعال حلال‌هایی هستند که به راحتی آتش گرفته و می‌سوزند. در اینجا، بیشتر به مایعات قابل اشتعال خواهیم پرداخت زیرا شایع‌ترین خطر آتش‌سوزی در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی معمول، مایعات قابل اشتعال یا بخار تولید شده توسط آن‌ها است. همچنین، موارد خطرساز آزمایشگاهی، عمدتا بر اثر استفاده و ذخیره‌سازی مایعات اشتعال‌پذیر اتفاق می‌افتد.
اگر به آموزش‌های ایمنی در مورد استفاده از حلال‌های اشتعال‌پذیر و مثلث آتش رجوع کنیم، باید سه شرط وجود داشته باشد تا آتش‌سوزی رخ دهد: فضای اکسید‌کننده (معمولاً هوا)، منشا احتراق و مقداری گاز یا بخار اشتعال‌پذیر با غلظتی در محدوده اشتعال‌پذیری آن. در صورت عدم وجود هر یک از این موارد، آتش‌سوزی رخ نخواهد داد. کنترل بخارات و گازهای اشتعال‌پذیر و از بین بردن منشا احتراق بهترین راه‌ها برای کاهش خطر آتش‌سوزی هستند، زیرا هوا تقریباً همیشه وجود دارد.
مواد قابل اشتعال و قابل احتراق - خصوصیات فیزیکی مختلف
در ابتدا چند مفهوم مهم وجود دارد که باید آن‌ها را درک کنیم. مورد اول تفاوت بین مواد قابل اشتعال و قابل احتراق است. این تمایز بر اساس نقطه اشتعال است - یعنی کمترین دمایی که در آن بخار قابل اشتعال به اندازه کافی وجود خواهد داشت تا در هنگام استفاده از منبع احتراق، احتراق اتفاق بی افتد. مایعات قابل اشتعال خطرناک‌تر هستند، زیرا دارای نقطه اشتعال زیر 100 درجه فارنهایت (37.8 درجه سانتی‌گراد) هستند. مایعات قابل احتراق دارای نقاط اشتعالی بین 100 تا 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتی‌گراد) هستند. یکی دیگر از اصطلاحات فشار بخار است. هر مایعی دارای فشار بخار است که تابعی از دمای آن مایع است و با افزایش دما، فشار بخار افزایش می‌یابد. با افزایش فشار بخار، غلظت بخار مایع قابل اشتعال در هوا افزایش می‌یابد. بنابراین دما غلظت بخار در مایع قابل اشتعال در هوا را تعیین می‌کند. غلظت مشخصی از بخار در هوا برای حفظ احتراق لازم است، و این غلظت برای هر مایع قابل اشتعال متفاوت است.
مفهوم مهم بعدی محدوده اشتعال‌پذیری است - محدوده بین حد بالا و پایین اشتعال‌پذیری. محدوده اشتعال‌پذیری به صورت درصد حجمی در هوا بیان می‌شود. غلظت‌های بالاتر از بیشینه حد اشتعال‌پذیری (UFL) برای سوختن بیش از حد غنی هستند (بخار بیش از حد زیاد) و غلظت‌های کمتر از کمینه حد اشتعال‌پذیری (LFL) برای سوختن بیش از حد کم هستند (بخار کافی نیست). خطرناک‌ترین مواد آن‌هایی هستند که کمترین نقطه اشتعال و وسیع‌ترین محدوده اشتعال‌پذیری را دارند.
کد NFPA 30، که مروط به مایعات قابل اشتعال و قابل احتراق انجمن ملی حفاظت از آتش (NFPA) است، یک منبع عالی برای معرفی و خطرات این مواد است. اگر به جزییات علاقه‌مند هستید، NFPA 30، مواد اشتعال‌پذیر را به عنوان کلاس I طبقه‌بندی کرده و آن‌ها در دسته‌های IA، IB و IC تقسیم‌بندی می‌کند، در حالی که مواد قابل احتراق به عنوان دسته های II ، IIA و IIB طبقه‌بندی می شوند، که همه بر اساس نقاط اشتعال و نقاط جوش قرار هستند. NFPA 30 همچنین خطر آتش‌سوزی مواد قابل اشتعال و قابل احتراق را بر اساس نقطه اشتعال در مقیاس 0 تا 4 درجه‌بندی می‌کند. این دسته‌بندی به شما کمک می‌کند تا به سرعت خطر احتمالی یک ماده را ارزیابی کنید. در این دسته‌بندی مواد با درجه صفر کم‌خطرترین مواد هستند و سوزانده نخواهند شد. درجه 1 به مواد دارای نقاط اشتعال بالای 200 درجه فارنهایت داده می‌شود و نشان می‌دهد که این مواد برای سوختن باید از قبل گرم شوند، در حالی که مواد با اشتعال‌پذیری بالا با نقاط اشتعال زیر 73 درجه فارنهایت دارای درجه 4 و بسیار قابل اشتعال و خطرناک هستند.
دستورالعمل‌های مهم برای ذخیره مواد قابل اشتعال و قابل احتراق
مسئله‌ای که بیشتر از همه با آن مواجه هستیم، داشتن حلال‌هایی با اشتعال‌پذیری بسیار بالا در آزمایشگاه است. مبحث NFPA 45، حفاظت از آتش در آزمایشگاه‌هایی که از مواد شیمیایی استفاده می‌کنند، اولین مرجعی است که به آن رجوع می‌کنیم، زیرا دستورالعمل‌های جهانی برای ذخیره‌سازی ایمن در آن ارائه شده است. حداکثر مقدار مواد قابل اشتعال و قابل احتراق که می توانند در آزمایشگاه ذخیره شوند در NFPA 45 ثبت شده است. فصل چهارم NFPA 45 آزمایشگاه‌ها را بر اساس میزان مواد قابل اشتعال و قابل احتراق در آزمایشگاه، از لحاظ خطر آتش‌سوزی به چهار دسته طبقه‌بندی می‌کند، که عبارتند از کلاس A (خطر آتش‌سوزی زیاد) ، کلاس B (متوسط) ، کلاس C (کم) و کلاس D (کم‌خطرترین). نمونه‌های کلاس D، آزمایشگاه‌های آموزشی دبیرستان‌ها است، در حالی که آزمایشگاه‌های سطح پیش‌دانشگاهی معمولاً در کلاس C دسته‌بندی میشوند. آزمایشگاه‌های کلاس A مجازاند تا 10 گالن (38 لیتر) مایع قابل اشتعال کلاس I به ازای هر 100 فوت‌مربع یا در مجموع 20 گالن (76 لیتر) مایع قابل اشتعال و قابل احتراق کلاس I ، II و III نگهداری کنند. این مقادیر را می‌توان با استفاده از ظرف‌‌های ایمن یا کابینت‌های نگهدارنده ایمن، تا دو برابر، یعنی تا 20 گالن مایع کلاس I و 40 گالن (150 لیتر) از مایعات کلاس I، II و III، افزایش داد.
NFPA 45 همچنین به حداکثر ظرفیت برای انواع ظروف مختلف ذخیره‌سازی هم اشاره می‌کند. به عنوان مثال، برای مایعات قابل اشتعال Class IA، بزرگترین ظرف مجاز یک پینت (500 میلی‌لیتر) برای شیشه، یک گالن (4 لیتر) برای فلز و پلاستیک یا پلی‌اتیلن مورد تایید و 2.6 گالن (10 لیتر) برای ظروف ایمن است. ذخیره مایعات قابل اشتعال و قابل احتراق در آزمایشگاه‌ها یا انبارها، همواره کاری پرخطر است، اما با این وجود، با توجه به کلاس خطر مواد، بزرگترین اندازه ظرف و کل مقادیر نگهداری، می‌توان این خطر را به حداقل رساند. علاوه بر این، در ادامه چند دستورالعمل کلی برای ذخیره‌سازی ایمن مواد قابل اشتعال و قابل احتراق آورده شده است:
· در صورت امکان این مواد را با مواد غیرقابل اشتعال جایگزین کنید.
· در محل کار از علایم مناسب، به عنوان مثال، "استعمال دخانیات ممنوع" و غیره استفاده کنید.
· مایعات قابل اشتعال را در کابینت‌های تأیید شده، یخچال‌های ضدانفجار و ظروف ایمنی ذخیره کنید.
· محیط را از تمامی منابع احتراق پاک کنید.
· مایعات قابل اشتعال را با احتیاط زیاد انتقال دهید.
· ظروف بزرگ و سنگین مایعات را در قفسه‌های بالا یا در کابینت‌های بلند نگهداری نکنید. یک قانون پیشنهادی این است که آن‌ها را در کابینت‌هایی در ارتفاع سطح شانه یا پایین‌تر نگهداری کنید.
· بطری‌ها را روی زمین نگهداری نکنید، مگر این که در نوع خاصی از ظروف نگهداری ثانویه باشند.
· حلال‌های قابل اشتعال یا قابل احتراق را در نزدیکی منابع گرما یا در نور مستقیم خورشید ذخیره نکنید.
رعایت این موارد می تواند به ایمنی بیشتر آزمایشگاه ها کمک شایانی کند.