实验室化学安全：危险化学品废物的特性

2023-10-28 理论教育版权反馈

【摘要】：同理，也可按照危险化学品的具体细分对各类危险化学品废物进行细分类。另外，气体的相对密度、扩散性、压缩性和膨胀性等性质以及临界状态参数等也都决定其危险的程度。第3类易燃液态危险化学品废物都属于液态可燃化学品，评定液态可燃化学品燃烧爆炸危险的主要指标是闪点和爆炸极限。另外，液体的其他性能如自燃点、饱和蒸气压、相对密度、流动扩散性、沸点、膨胀性和带电性等也决定其危险的程度。

危险化学品废物本质上是危险化学品，所以危险化学品废物的分类也可依据1992年发布的国家标准《常用危险化学品的分类及标志》（GB 13690—92）按常用危险化学品主要危险特性将其分为8类：第1类，爆炸性危险化学品废物；第2类，压缩气体和液化气体危险化学品废物；第3类，易燃液态危险化学品废物；第4类，易燃固态、自燃和遇湿易燃危险化学品废物；第5类，氧化剂和有机过氧化物危险化学品废物；第6类，有毒危险化学品废物；第7类，放射性危险化学品废物；第8类，腐蚀性危险化学品废物。同理，也可按照危险化学品的具体细分对各类危险化学品废物进行细分类。

危险化学品废物具有易燃、易爆、毒害、腐蚀、放射性等其中一种或几种危险特性，其中爆炸性、腐蚀性和放射性已在第一节中做了详细介绍，本节仅补充易燃性和毒害性两方面的内容。

（一）易燃性

燃烧危险性是危险化学品废物的重要特征之一。化学品的燃烧危险性影响因素较多，其中，可燃化学品、点火源和助燃物是燃烧危险性的三要素，这里仅对此做一概述。

1.可燃化学品

通常来说，可燃化学品在燃烧三要素中是作为可燃物存在的。

化学品根据其性质可分为可燃化学品、难燃化学品和不可燃化学品三类。凡是能与空气、氧气和其他氧化剂发生剧烈氧化反应的化学品，都称为可燃化学品。它的种类繁多，按其状态不同可分为气态、液态和固态三类。

（1）气态可燃化学品。第2类压缩气体和液化气体危险化学品废物中的易燃气体都属于气态可燃化学品。

爆炸极限和自燃点是评定气态可燃化学品燃烧危险性的主要指标。

爆炸极限是指易燃和可燃气体与空气混合并达到一定浓度时，遇到火源就会发生燃烧或爆炸。这个遇火源能够发生燃烧或爆炸的浓度范围，叫作爆炸极限，通常用可燃气体在空气中的体积分数表示。气体的爆炸极限范围越宽，即爆炸下限越低，爆炸上限越高，其燃烧爆炸危险性越大。

使可燃物质发生自燃的最低温度，就是该物质的自燃点。气体的自燃点越低，其火灾爆炸危险性越大。可燃气体的自燃点不是固定不变的数值，而是受压力、容器直径、催化剂等因素的影响。

另外，气体的相对密度、扩散性、压缩性和膨胀性等性质以及临界状态参数等也都决定其危险的程度。如相对密度比空气大的可燃气体沿着地面扩散，并易窜入沟渠在厂房死角处长时间聚集不散，遇火源易发生燃烧或爆炸。另外，气体在压力和温度的作用下，容易改变其体积，受压时体积减小，受热时体积膨胀，所以盛装压缩气体或液化气体的容器如受高温、日晒等作用，气体会急剧膨胀，产生很大压力。当压力超过容器的极限强度时，就会引起容器的胀裂或爆炸。

（2）液态可燃化学品。第3类易燃液态危险化学品废物都属于液态可燃化学品，评定液态可燃化学品燃烧爆炸危险的主要指标是闪点和爆炸极限。

闪点是指液体表面挥发的蒸气与空气混合后，当接触火焰时，能产生闪燃的最低温度。闪点是判断可燃性液体危险程度的有代表性的参数之一。液体的闪点越低，越易着火，火灾危险性越大。

易燃与可燃液体的蒸气和气体一样，在空气中达到一定浓度，遇火源能发生爆炸。液体的爆炸极限有两种表示方法，一是爆炸浓度极限，二是爆炸温度极限。

另外，液体的其他性能如自燃点、饱和蒸气压、相对密度、流动扩散性、沸点、膨胀性和带电性等也决定其危险的程度。如可燃液体的沸点越低，相对密度越小，则蒸发速度越快，闪点也越低，容易与空气形成爆炸性混合物。另外，大部分易燃和可燃液体的电阻率在1010～1015Ω·cm范围内，容易积聚静电，它们在灌注、运输、喷溅和流动过程中，有可能因摩擦产生静电放电而引起火灾和爆炸。

（3）固态可燃化学品。第4类易燃固态、自燃和遇湿易燃危险化学品废物都属于固态可燃化学品，固态可燃化学品的燃烧爆炸危险性主要决定于固体的熔点、燃点、自燃点、比表面积及热分解性等。

固体物质燃烧一般在汽化状态下进行，因此熔点低的固体物质容易蒸发或汽化，燃点较低，燃烧速度较快。许多熔点低的易燃固体还有闪燃现象。

由于固态可燃化学品组成中分子间隔小，密度大，受热时蓄热条件好，所以其自燃点一般低于可燃液体和气体的自燃点，同样的固体物质，单位体积的表面积越大，其危险性就越大。例如，铝、硫等的粉末容易燃烧，就是由于氧化表面增大的结果；而粉状固态可燃化学品悬浮在空气中还有爆炸危险。

另外，许多化合物的分子中含有容易游离的氧原子或含有不稳定的单体，受热后极易分解并产生大量的气体，放出分解热，从而引起燃烧和爆炸，如硝基化合物、硝酸酯、高氯酸盐、过氧化物等。物质的受热分解温度越低，其燃烧危险性越大。

2.点火源

在燃烧爆炸性环境中，当存在具备一定点火能量的火源时，就可能引起燃爆危险。各种燃爆性混合物都有一个最低点火能量，它是指能引起可燃性混合物发生燃爆的最小火源所具有的能量。它也是可燃性物质燃烧爆炸危险性的一项重要的性能参数，最小点火能越小，物质的火灾爆炸危险性越大，表3-4是常见物质的最小点火能数据。

表3-4　可燃气体和蒸气在空气中的最小点火能

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常见的点火源主要包括明火、电火花、静电和雷电、高温表面、冲击摩擦、化学反应热及自燃发热、热辐射、光照等。

3.助燃物

助燃物质是支持燃烧的物质，一般指氧或氧化剂，主要指空气中的氧。大部分燃烧需要至少15%的氧才能燃烧，如果氧超过21%，可能引起更剧烈的燃烧和爆炸。除空气中存在的氧以外，氧源还有用于焊接和切割操作的氧气瓶、为生产过程供氧的管道和加热时能放出氧气的氧化剂等。

（二）毒害性

有毒危险化学品废物的毒性在第一节已介绍了许多，这里仅补充有毒危险化学品废物对微生物的毒害性。

1.无机化学品

卤素化学品对微生物具有极大的毒性影响，其影响与水中含有的阳离子、有机物悬浮固体及黏土有关。各种卤素离子的延滞微生物活动的浓度：F-为0.1mg/L（pH=4.0～4.5）；Cl-为0.2mg/L；Br-为4mg/L（pH=4.0～5.0）；I-为5mg/L（pH≤6.5）。

重金属离子对生物有剧毒，但某些微量重金属可促进微生物活动。一些重金属离子的延滞或停止微生物活动的浓度：Hg2+为1mg/L；Cr6+为5mg/L；Cu2+为25mg/L；Ag+为35mg/L；Zn2+为10mg/L；Cd2+为15mg/L；Ce2+为70mg/L。重金属离子的生物毒性也可能受阴离子种类的影响。

金属原子序数越大，其离子的毒性越大，且毒性的大小随所含阴离子与阳离子的组合情况而有不同。

当水中含有一种以上的卤素或重金属离子时，其生物毒性可能会发生协同作用或拮抗作用，即其混合毒性可能大于其单独存在时的毒性之和，也可能小于其单独存在时的毒性之和。

2.有机化合物

很多有机化合物对微生物的活动有害。(www.chuimin.cn)

季铵类、氰化物、酚类、醇类、酮类、醛类及有机酸等均可影响微生物活动，其影响大小与自身浓度及pH值、碱度及微生物的种类有关。除酮类外，化合物越复杂，其生物毒性越大。

有机氯可释放出氯胺（如NH2Cl、NHCl2和NCl3），氯胺浓度超过3mg/L且pH=6.0～8.0时，会对微生物活动产生抑制作用。

酚类的毒性与pH值和温度有关，在高温度及低pH值时毒性较大。酚的浓度超过100mg/L时，对微生物活动有抑制作用；超过500mg/L时，对微生物活动有长期抑制作用。

很多酚的衍生物和化合物对微生物有毒性作用。甲酚的微生物活动延滞浓度为50mg/L，乙汞基硫代水杨酸钠的微生物活动延滞浓度为100mg/L。苯甲酸、水杨酸、甲苯、二甲苯、卤代酚类、取代酚类、硝基酚、苯磺酸盐和芳香醇等浓度较大时均对微生物产生毒性作用。

很多酮类对微生物的新陈代谢有高度的毒性，如丙酮10mg/L和丁酮20mg/L都有杀菌能力。

一些醛类，如甲醛200mg/L、乙醛20mg/L、丙醛30mg/L等，均对微生物有毒。

很多有机酸，如醋酸2000mg/L、乳酸200mg/L、丙酸300mg/L、草酸1000mg/L等，都会延滞或抑制微生物的活动。

醇类，如甲醇1000mg/L、乙醇1000mg/L、丁醇300mg/L、苯甲醇500mg/L等，都会延滞或抑制微生物的活动。

氰化物浓度超过10mg/L，即对微生物活动产生延滞作用。

很多季铵类化物，如它们的卤化物或硫酸盐，对微生物的毒性颇大。烷基二甲基硫酸苄铵5.0mg/L、氯化鲸蜡吡啶4mg/L和溴化鲸蜡三甲铵5.0mg/L等，都会延滞或抑制微生物的活动。其抑制作用随pH值的不同而变化，一般而言，pH值越低，季铵类化合物对微生物的抑制作用越小。当pH值为3时，很多季铵类化合物对微生物无抑制作用。

很多胺类化合物的生物毒性很大，如丙胺的生物抑制浓度为300mg/L、丁胺为500mg/L、苄胺为100mg/L、苯胺为200mg/L。

3.抗生素

某些抗生素，当其浓度到达一定值时，可使微生物活动延滞或完全抑制。

（三）不相容性

不同类的危险化学品废物混合在一起有可能发生化学反应。当两种或两种以上危险化学品废物混合后发生化学反应，导致不利后果并对环境和人类健康造成潜在威胁时，一般认为这些废物彼此不相容。不相容的危险化学品废物混合后，可能导致的不利后果主要包括：

（1）大量放热，在一定条件下可能会引起火灾，甚至爆炸（如碱金属、金属粉末等）；

（2）产生有毒气体（如砷、氰化氢、硫化氢等）；

（3）产生易燃气体（如氢气、乙炔等）；

（4）废物中重金属的毒性化合物的再溶出（如螯合物）。危险化学品废物的转移、临时存放、处理处置等，均要特别注意不同类危险化学品废物之间的不相容性，严禁不相容的危险化学品废物同车混装、混运，禁止不相容的危险化学品废物同地存放，不相容的危险化学品废物不得同地处理处置。

危险化学品废物的临时存放有严格要求，其储存量及储存安排应满足表3-5，同时还应特别注意以下几点：

（1）遇火、遇热、遇潮能引起燃烧、爆炸或发生化学反应，产生有毒气体的危险化学品废物不得在露天或在潮湿、积水的建筑物中储存；

（2）受日光照射能发生化学反应引起燃烧、爆炸、分解、化合或能产生有毒气体的危险化学品应储存在一级建筑物中，其包装应采取避光措施；

（3）爆炸物品不准和其他类物品同储，必须单独隔离限量储存，仓库不准建在城镇，还应与周围建筑、交通干道、输电线路保持一定安全距离；

（4）压缩气体和液化气体必须与爆炸物品、氧化剂、易燃物品、自燃物品、腐蚀性物品隔离储存，易燃气体不得与助燃气体、剧毒气体同储，氧气不得与油脂混合储存，盛装液化气体的容器属压力容器的，必须有压力表、安全阀、紧急切断装置，并定期检查，不得超装；

（5）易燃液体、遇湿易燃物品、易燃固体不得与氧化剂混合储存，具有还原性的氧化剂应单独存放；

（6）有毒物品应储存在阴凉、通风、干燥的场所，不要露天存放，不要接近酸类物质；

（7）腐蚀性物品，包装必须严密，不允许泄漏，严禁与液化气体和其他物品共存。危险化学品废物临时存放禁忌物配存如表3-6所示。

表3-5　储存类别及储存要求

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表3-6　危险化学品废物

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续表

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①除硝酸盐（如硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵等）与硝酸、发烟硝酸可以配存外，其他情况均不得配存；
②无机氧化剂不得与松软的粉状可燃物（如煤粉、焦粉、炭黑、锯末等）配存；
③饮食品、粮食、饲料、药品、食用油脂及活动物不得与贴毒品标志及有恶臭易使食品污染熏味的物；
④饮食品、粮食、饲料、药品、食用油脂与普通货物条件储存的化工原料、化学试剂、非食用药剂。
注：1.△表示可以配存，堆放时至少隔离2m。
2.×表示可以不配存。
3.无配存符号表示可以配存。

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