在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,靜電可能導(dǎo)致的危險(xiǎn)主要包括以下幾個(gè)方面:
### 一、火災(zāi)和爆炸
靜電的最大危害在于可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸。當(dāng)靜電積累到一定程度時(shí),一旦接觸到導(dǎo)體就可能產(chǎn)生放電現(xiàn)象,這種放電可能產(chǎn)生足夠的能量來(lái)點(diǎn)燃可燃物、可燃蒸氣或易燃液體,從而引發(fā)火災(zāi)或爆炸。特別是在處理易燃易爆物質(zhì)時(shí),靜電的危害更為顯著。例如,在攪拌鎂粉和磷酸的過(guò)程中,金屬摩擦產(chǎn)生的靜電火花就可能點(diǎn)燃?xì)錃?、甲烷等可燃?xì)怏w,導(dǎo)致爆炸。
### 二、電擊傷害
雖然靜電的電擊能量通常較小,不會(huì)直接致人死亡,但電擊可能引發(fā)墜落、摔倒等二次事故,從而對(duì)實(shí)驗(yàn)人員造成傷害。此外,電擊還可能對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備造成損壞,影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。
### 三、實(shí)驗(yàn)誤差和設(shè)備損壞
靜電還可能干擾電子設(shè)備的正常運(yùn)行,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差。同時(shí),靜電也可能會(huì)損壞電子設(shè)備或精密儀器的內(nèi)部電路,造成設(shè)備故障或損壞。
### 四、安全隱患和事故風(fēng)險(xiǎn)
靜電的積累還可能形成潛在的安全隱患,增加事故的風(fēng)險(xiǎn)。特別是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室這種對(duì)安全要求極高的場(chǎng)所,靜電的危害不容忽視。
容器如罐、瓶等或由絕緣材料制成的輔助工具在某些情況下確實(shí)獲得了用于可燃溶劑的制造商批準(zhǔn),但操作員必須意識(shí)到這一危險(xiǎn),并必須嚴(yán)格遵守制造商的規(guī)定和使用條件(例如“禁止干擦”、“僅按規(guī)定使用”等)。
為了防止靜電放電,絕緣材料表面在可燃蒸氣同時(shí)存在的情況下不得通過(guò)摩擦、擦拭或類似過(guò)程充電。建議使用導(dǎo)電或泄漏材料,因?yàn)檫@些材料在接地時(shí)可以安全地釋放其電荷。因此,靜電放電的前提條件,即帶電的絕緣材料表面,并不存在。
在實(shí)驗(yàn)室中觀察到的第三種放電類型是滑動(dòng)尖端靜電放電。它主要發(fā)生在設(shè)備內(nèi)部和絕緣材料表面,當(dāng)同時(shí)發(fā)生所謂的“強(qiáng)電荷生成過(guò)程”時(shí)。這些條件例如在絕緣管中滿足,通過(guò)這些管道以高速度輸送氣溶膠或固體顆粒。
一個(gè)受到影響的管道,在其中發(fā)生了滑動(dòng)尖端靜電放電,通常會(huì)在其表面留下幾厘米長(zhǎng)的深色痕跡,并在中心處有濃度,由于放電的擊穿,管壁發(fā)生了穿孔?;瑒?dòng)尖端靜電放電的能量足以點(diǎn)燃任何類型的燃料-空氣混合物。由于產(chǎn)生這種放電類型所需的多個(gè)條件,因此發(fā)生的概率相對(duì)較低。在有疑問(wèn)的情況下,建議咨詢專家意見(jiàn)。
由于滑動(dòng)尖端靜電放電僅發(fā)生在絕緣材料表面,因此在這里使用導(dǎo)電或泄漏的運(yùn)輸或輸送系統(tǒng)也是一種適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施。靜電及其點(diǎn)燃危險(xiǎn)是一個(gè)非常復(fù)雜的話題。
對(duì)所謂的防爆區(qū)域(即被定義為防爆相關(guān)的區(qū)域,因?yàn)樵谶@些區(qū)域可燃?xì)夥崭l繁且范圍更大)中部件和組件的要求規(guī)定得很好。但在空氣交換量高且溶劑量較少的區(qū)域(未被定義為防爆區(qū)),也必須確保在排放點(diǎn)或開(kāi)放處理溶劑的區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)靜電點(diǎn)燃源。
在該區(qū)域發(fā)生的靜電放電必然會(huì)導(dǎo)致混合物的點(diǎn)燃,最壞的情況下會(huì)導(dǎo)致容器的爆炸。這種排放應(yīng)首先避免,例如通過(guò)使用合適的過(guò)濾系統(tǒng)。如果這不可能,則必須確保在溶劑排放點(diǎn)或開(kāi)放處理這些物質(zhì)的區(qū)域(例如廢溶劑收集點(diǎn))不會(huì)產(chǎn)生靜電危險(xiǎn)。
為此,不僅需要采取本文中描述的溶劑系統(tǒng)保護(hù)措施,還需要采取進(jìn)一步措施,例如通過(guò)導(dǎo)電地面和合適的鞋子確保人員的接地。對(duì)上述防爆區(qū)域的靜電要求在各國(guó)的規(guī)定不同。
為了防范靜電帶來(lái)的危險(xiǎn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)采取以下措施:
1. **保持適宜的濕度**:控制實(shí)驗(yàn)室的濕度有助于減少靜電的產(chǎn)生。一般來(lái)說(shuō),靜電防護(hù)區(qū)相對(duì)環(huán)境濕度應(yīng)控制在40%以上。
2. **接地與泄漏**:采用接地法或泄漏法來(lái)消除靜電。接地法主要用來(lái)消除導(dǎo)電體上的靜電,而泄漏法則通過(guò)增濕劑或使用抗靜電添加劑來(lái)促使靜電電荷從絕緣體上自行消除。
3. **抑制電荷產(chǎn)生**:盡可能減少物體之間的摩擦或分離作用,以降低靜電的產(chǎn)生。例如,在液體、氣體輸送或塑料擠壓等實(shí)驗(yàn)中,可降低操作速度,避免使用容易帶電的絕緣物。
4. **使用除靜電器**:在需要的情況下,可使用除靜電器來(lái)積極消除帶有的靜電。
5. **安全操作規(guī)范**:實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)遵守安全操作規(guī)范,如工作時(shí)盡量不搞可使人帶電的活動(dòng),合理使用規(guī)定的勞動(dòng)防護(hù)用品,避免急性動(dòng)作等。
綜上所述,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的靜電可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸、電擊傷害、實(shí)驗(yàn)誤差和設(shè)備損壞等多種危險(xiǎn)。為了保障實(shí)驗(yàn)人員的安全和實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行,應(yīng)采取有效的措施來(lái)防范靜電的危害。