低溫材料的安全使用和處理

低溫材料用于jue大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室，特別是濕實(shí)驗(yàn)室。每天在佛羅里達(dá)大學(xué)，我們收到裝有干冰的貨物，用液氮保存樣品，用冷阱或浴清除雜質(zhì)，并保持我們的設(shè)備在受控的內(nèi)部環(huán)境中冷卻。與實(shí)驗(yàn)室中的大多數(shù)事情一樣，如果我們認(rèn)識(shí)到危險(xiǎn)并努力控制它們，所有這些都可以安全地完成。如果我們成為騎士或放松，事情可能會(huì)非常錯(cuò)誤。不幸的是，有記錄的情況下，使用冷凍劑的事件導(dǎo)致嚴(yán)重的傷害和死亡。一些例子是：

化學(xué)品泄漏

一名實(shí)驗(yàn)室助理死亡，另有四人在愛丁堡一家醫(yī)院的化學(xué)品泄漏中受傷。助手在液氮溢出地下室后死亡。1

冷凍管爆炸

當(dāng)解凍時(shí)cryotube爆炸時(shí)，大學(xué)研究者在一只眼睛中盲目。可能的原因是在儲(chǔ)存期間通過小裂紋進(jìn)入管的液氮的快速膨脹。用于解凍冷凍管和處理低溫液體的合適的個(gè)人防護(hù)設(shè)備包括面罩，厚手套，帶扣實(shí)驗(yàn)室外套，褲子或長裙。在加熱時(shí)，冷凍管應(yīng)保存在重的，有圍墻的容器中或安全防護(hù)罩后面。2

N 2爆炸

一個(gè)大學(xué)的研究人員報(bào)告說，一瓶潛在的傳染性物質(zhì)在從液氮中移出時(shí)“爆炸”。正如你可能已經(jīng)猜到的，“爆炸”發(fā)生在液體N2泄漏到小瓶中并在從冷卻中移出時(shí)膨脹。這對(duì)于熱密封的玻璃安瓿來說是相當(dāng)普遍的問題，因?yàn)殡y以獲得沒有微孔的**熔融玻璃。2

當(dāng)我們研究文獻(xiàn)時(shí)，對(duì)于物質(zhì)何時(shí)變成低溫材料有不同的意見。對(duì)于我們的討論，我們將沸點(diǎn)低于-75℃的材料視為低溫（以便包括干冰）。3

低溫原理類似于其他大類化學(xué)品，因?yàn)槲覀兛梢詫⑦@些問題分為生理危害和物理危害。與實(shí)驗(yàn)室中的其他危險(xiǎn)化學(xué)品一樣，不用說應(yīng)該閱讀和理解安全數(shù)據(jù)表，并且應(yīng)制定標(biāo)準(zhǔn)操作程序并將其包括在您的化學(xué)衛(wèi)生計(jì)劃中。

生理危害

在生理危險(xiǎn)類別中，我們將危害分為兩個(gè)主要部分：那些損害直接接觸的組織和可能導(dǎo)致窒息的組織。

直接聯(lián)系

我們這些年紀(jì)大，在青年時(shí)期在陽光下度過很多時(shí)間的人都非常熟悉我們?cè)L問皮膚科醫(yī)生時(shí)液氮的影響。快速，可控的液氮噴霧凍結(jié)和殺死組織在很短的時(shí)間。意外飛濺或與這些非常冷的材料接觸也具有相同的效果。因此，**條規(guī)則是：保護(hù)你的皮膚和眼睛。

當(dāng)您接近低溫液體或使用**近從低溫中取出的樣品時(shí)，始終佩戴安全眼鏡。此外，如果正在灌注低溫液體，或者如果冷凍劑的開口容器可能沸騰和飛濺，則還佩戴全面罩。為了減少在將低溫液體從一個(gè)容器輸送到另一個(gè)容器時(shí)的飛濺量，總是緩慢地開始并且允許蒸發(fā)在填充接收容器之前冷卻接收容器。在蒸發(fā)和液體沸騰已經(jīng)減少之后，以正常速率填充容器。2

低溫材料像其他液體一樣自由流動(dòng)，因此會(huì)濺出和溢出。重要的是佩戴防液手套，以防止濺出的液體被吸收并凍結(jié)皮膚。

窒息

低溫液體含有大量的潛在氣體體積。例如，當(dāng)蒸發(fā)時(shí)，一單位體積的液氮將膨脹以產(chǎn)生幾乎700單位體積的氣體。這引起了氧置換的關(guān)注。正常空氣含有19.5體積％的氧氣。人們可以開始感覺到缺氧的影響約為18％，突然死亡可能發(fā)生在約6％。泄漏或容器破裂可能相當(dāng)快地導(dǎo)致氧缺乏的氣氛，特別是在通風(fēng)差的小房間（例如，電梯或冷室）中。例如，美G工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(huì)報(bào)告的一項(xiàng)調(diào)查摘要說：“**近在校園里，使用一個(gè)步入式冰箱來存儲(chǔ)干冰。干冰儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)干冰儲(chǔ)存柜中，但是儲(chǔ)物柜已經(jīng)放置在冷箱中以進(jìn)一步降低干冰損失的速率。當(dāng)然，干冰在其升華時(shí)釋放出二氧化碳（CO 2）氣體，使得冰箱的CO 2水平達(dá)到12,000份/百萬（ppm）！相比之下，室外空氣中只含有約400ppm CO 2，和OSHA對(duì)CO容許接觸限值2是5000萬分之一。“ 3我們強(qiáng)烈建議開發(fā)所有冷凍劑的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)木唧w程序。使得冰箱的CO 2水平達(dá)到 12,000ppm （ppm）！相比之下，室外空氣中只含有約400ppm CO 2，和OSHA對(duì)CO容許接觸限值2是5000萬分之一。“ 3我們強(qiáng)烈建議開發(fā)所有冷凍劑的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)木唧w程序。使得冰箱的CO 2水平達(dá)到 12,000ppm （ppm）！相比之下，室外空氣中只含有約400ppm CO 2，和OSHA對(duì)CO容許接觸限值2是5000萬分之一。“ 3我們強(qiáng)烈建議開發(fā)所有冷凍劑的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)木唧w程序。

物理危害

在物理危險(xiǎn)類別中，我們可以將危險(xiǎn)分組為具有壓力累積的爆炸風(fēng)險(xiǎn)的那些和具有化學(xué)反應(yīng)的爆炸風(fēng)險(xiǎn)的那些。

爆炸 - 壓力

如上所述，由液相的蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體體積非常大（例如，當(dāng)蒸發(fā)時(shí)液氮膨脹幾乎700倍）。如果這種相變發(fā)生在不能容納施加的壓力的容器中，則其可能顯著失效。聽到實(shí)驗(yàn)室制冷凍管從倉庫中取出時(shí)爆炸的情況并不罕見。液氮可通過不完全密封進(jìn)入冷凍管，并在解凍時(shí)膨脹，同時(shí)轉(zhuǎn)化為氣相。使用專門設(shè)計(jì)用于低溫存儲(chǔ)的管，并將其放置在厚壁容器中或安全護(hù)罩后面，同時(shí)解凍。管也被設(shè)計(jì)為處于氣相，并且不浸沒在儲(chǔ)存杜瓦瓶中的液氮中。過量填充杜瓦瓶可能導(dǎo)致樣品管儲(chǔ)存在液相中，

爆炸 - 化學(xué)

具有低于液氧的沸點(diǎn)的低溫流體，例如氮，能夠從大氣中冷凝和積聚氧。如果不相容的材料（例如**常見的有機(jī)化合物）與氧氣接觸，可能會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)，例如快速燃燒或爆炸。這可能發(fā)生在用于冷凝低沸點(diǎn)液體的未覆蓋的氮阱中或開放的杜瓦瓶中。這就是為什么重要的是保持杜瓦瓶用松套帽蓋。這防止空氣和水分進(jìn)入容器，但允許壓力逸出。

在這里，我們剛剛刮傷了與冷凍劑相關(guān)的危險(xiǎn)和控制的表面。熟悉這些材料在實(shí)驗(yàn)室可能導(dǎo)致自滿，但是如果不加以控制，這些危險(xiǎn)可能導(dǎo)致嚴(yán)重的傷害。任何人處理或使用低溫液體必須具備足夠的知識(shí)，特定材料的性能和安全處理實(shí)踐。4具體理解應(yīng)包括：

• 作為液體，固體或氣體的冷凍劑的性質(zhì)
• 與該冷凍劑相容的材料（例如，必須與材料的溫度和壓力相容）
• 所需的防護(hù)設(shè)備及其正確使用
• 了解所使用的設(shè)備，包括其安全裝置
• 緊急程序，包括急救和治療