低溫材料的安全使用和處理

低溫材料用于jue大多數(shù)實驗室，特別是濕實驗室。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。與實驗室中的大多數(shù)事情一樣，如果我們認(rèn)識到危險并努力控制它們，所有這些都可以安全地完成。如果我們成為騎士或放松，事情可能會非常錯誤。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

一名實驗室助理死亡，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cryotube爆炸時，大學(xué)研究者在一只眼睛中盲目。可能的原因是在儲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人防護(hù)設(shè)備包括面罩，厚手套，帶扣實驗室外套，褲子或長裙。在加熱時，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

一個大學(xué)的研究人員報告說，一瓶潛在的傳染性物質(zhì)在從液氮中移出時“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膨脹。這對于熱密封的玻璃安瓿來說是相當(dāng)普遍的問題，因為難以獲得沒有微孔的**熔融玻璃。2

當(dāng)我們研究文獻(xiàn)時，對于物質(zhì)何時變成低溫材料有不同的意見。對于我們的討論，我們將沸點低于-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，因為我們可以將這些問題分為生理危害和物理危害。與實驗室中的其他危險化學(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)生計劃中。

生理危害

在生理危險類別中，我們將危害分為兩個主要部分：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，在青年時期在陽光下度過很多時間的人都非常熟悉我們訪問皮膚科醫(yī)生時液氮的影響。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，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容器輸送到另一個容器時的飛濺量，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，因此會濺出和溢出。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，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)會報告的一項調(diào)查摘要說：“**近在校園里，使用一個步入式冰箱來存儲干冰。干冰儲存在標(biāo)準(zhǔn)干冰儲存柜中，但是儲物柜已經(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CO容許接觸限值2是5000萬分之一。“ 3我們強烈建議開發(fā)所有冷凍劑的儲存和運輸?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CO容許接觸限值2是5000萬分之一。“ 3我們強烈建議開發(fā)所有冷凍劑的儲存和運輸?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CO容許接觸限值2是5000萬分之一。“ 3我們強烈建議開發(fā)所有冷凍劑的儲存和運輸?shù)木唧w程序。

物理危害

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

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。聽到實驗室制冷凍管從倉庫中取出時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，并在解凍時膨脹，同時轉(zhuǎn)化為氣相。使用專門設(shè)計用于低溫存儲的管，并將其放置在厚壁容器中或安全護(hù)罩后面，同時解凍。管也被設(shè)計為處于氣相，并且不浸沒在儲存杜瓦瓶中的液氮中。過量填充杜瓦瓶可能導(dǎo)致樣品管儲存在液相中，

爆炸 - 化學(xué)

具有低于液氧的沸點的低溫流體，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**常見的有機化合物）與氧氣接觸，可能會發(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)的危險和控制的表面。熟悉這些材料在實驗室可能導(dǎo)致自滿，但是如果不加以控制，這些危險可能導(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，特定材料的性能和安全處理實踐。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