化工设计中如何确定介质的毒性危害程度

马连强 陈 萍 中国寰球工程公司 北京 100029

化工设计中如何确定介质的毒性危害程度

马连强＊陈 萍 中国寰球工程公司 北京 100029

介绍有关介质毒性危害程度的标准规范及在化工设计中的应用,探讨混合介质毒性危害程度的分级原则。

毒性 危害程度 职业性接触毒物 化工设计 标准规范

石油化工企业涉及的化学介质种类繁多,来源广泛,如原料、辅助材料、成品、半成品、副产品、废弃物等,且大多数化学介质都有一定程度的毒性危害。为了保障生产工人的身体健康、预防职业病,国家制定了一系列标准规范。在化工设计中准确确定介质的毒性危害程度是选择适用的工艺方案、正确划定压力容器和压力管道的类别、合理设置有毒气体报警仪的前提条件,因此,正确运用这些标准规范、准确确定介质的毒性危害程度至关重要。

1 相关的基本定义

1.1 毒物的毒性

毒物的毒性是毒物固有的属性,是指毒物对人体产生有害作用的能力[1]。

1.2 毒物的危害程度

毒物的危害程度是指毒物在生产和使用条件下对人体产生损害的可能性,它取决于该毒物的毒性及在生产和使用中的接触方式、接触时间、接触量和防护设备的良好程度等因素[1]。

1.3 职业性接触毒物

职业性接触毒物是指工人在生产中接触以原料、成品、半成品、中间体、反应副产物和杂质等形式存在,并在操作时可经呼吸道、皮肤或经口进入人体而对健康产生危害的物质[2]。

1.4 有毒作业

有毒作业是指职工在存在职业性接触毒物的工作地点从事生产和劳动的作业[1]。

2 相关的标准规范

相关的标准规范有:①《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044-85;②《化工行业职业性接触毒物危害程度分级》HG 24001-96;③《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》HG 20660-2000;④《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH 3063-1999。

2.1 GB 5044-85

《职业性接触毒物危害程度分级》的编制目的是为毒害种类多、危害程度不一的有毒作业提供分级标准,以便按照轻重缓急的原则,对不同的职业危害,采取不同的措施。根据该标准,职业性接触毒物危害程度分为4级,即极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害[2]。

职业性接触毒物危害程度应从三个方面来考虑:①毒物的毒性;②有毒作业地点因该毒物的“跑、冒、滴、漏”可能出现的劳动条件状况;③中毒后的可治愈程度[3]。

根据以上三个方面的内容,该标准规定的分级原则是:以毒物的急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度六项指标综合分析,全面权衡,以多数指标的归属定出危害程度的级别,但对某些特殊毒物,可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别[2]。在六项指标中,急性毒性和最高容许浓度反映了毒物的毒性,毒物的毒性越大,则其危害性也越大;急性中毒发病状况和慢性中毒患病状况反映了劳动条件和防护效果,说明了企业在这方面的治理情况和采用先进技术的程度;慢性中毒后果和致癌性反映了工人在中毒后的可治愈性和不可治愈性,说明了毒物给工人的身体健康带来的影响[3]。

从该标准可以看出,职业性接触毒物的危害程度不仅取决于毒物本身的固有属性,还与有毒作业地点的劳动条件状况有关,因此在使用该标准的表2“职业性接触毒物危害程度分级及其行业举例”时应注意行业是否一致或相近。当行业不一致时,该标准规定:①对接触同一毒物的其他行业(表2中未列出的)的危害程度,可依据车间空气中毒物浓度、中毒患病率、接触时间的长短划定级别;②凡车间空气中毒物浓度经常达到《工业企业设计卫生标准》中所规定的最高容许浓度值,而其患病率或症状发生率低于本分级标准中相应的值,可降低一级[2]。

2.2 HG 24001-96

《化工行业职业性接触毒物危害程度分级》针对化工行业的特点,按照《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044-85的分级原则和依据,对104种化工行业常见的职业性接触毒物危害程度做了分级,是GB 5044-85在化工行业的细化。在该标准中,对于肯定的人类致癌物,不论其他五项指标如何,一概定为极度危害(I级)[4]。

2.3 HG 20660-2000

《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》的编制目的:①在执行《压力容器安全技术监察规程》时,根据介质的毒性和易燃性确定压力容器的类别;②根据介质的毒性和易燃性确定对压力容器致密性和密封性的技术要求。

根据该标准规定,压力容器中化学介质毒性危害程度分为3级,即极度危害、高度危害和中度危害[5]。

压力容器中化学介质的毒性危害程度是以GB 5044的六项分级标准为基础,结合压力容器行业的特点,主要根据介质的固有属性(急性毒性、最高容许浓度和致癌性)进行分类的。

用于确定压力容器的类别时,主要考虑事故性大量泄出而造成的危害,因此以急性毒性和最高容许浓度两项指标为主,并考虑其它指标的归属、综合分析、全面衡量后进行分类。

用于确定压力容器的致密性和密封性技术要求时,不仅要考虑事故性大量泄出而造成的危害,更要考虑经常性的少量泄漏引起的慢性危害,其中尤以致癌性最为突出,因此以急性毒性、最高容许浓度和致癌性三项指标为主,并考虑其它指标的归属,综合分析、全面衡量后进行分类。

例如,氯乙烯、α-萘胺、苯、四氯化碳、邻甲苯胺等数种介质,用于确定压力容器的类别时,列入“中等危害”这一栏中,而这几种介质都是确认的人体致癌物或可疑致癌物,为此,对容器密封性技术要求,应升级为“极度危害”或“高度危害”化学介质[5]。

该标准的适用对象是压力容器,用来对容器定级和确定相对致密性技术要求,与GB 5044-85的适用对象和用途有所区别,因此分类定级原则也有区别,某些介质的分类归属也有些不同。例如,根据GB 5044-85,苯在“含苯粘合剂的生产和使用(制皮鞋)”行业中是极度危害介质,因为在这个行业中生产工人直接接触苯,为保护生产工人,苯划分为极度危害介质;在压力容器行业中苯的操作情况与之有着极大的区别,根据HG 20660-2000,在压力容器定级时按中度危害考虑,在确定相对致密性技术要求时,考虑到致癌性按高度危害考虑。

2.4 SH 3063-1999

《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》适用于石油化工企业泄漏的可燃气体和有毒气体的检测报警设计,是为保障石油化工企业的生产安全和/或人身安全,检测泄漏的可燃气体或有毒气体的浓度并及时报警以预防火灾与爆炸和/或人身事故的发生而制定。根据该规范,硫化氢、氰化氢、氯气、一氧化碳、丙烯腈、环氧乙烷和氯乙烯等7种有毒气体需要设置有毒气体检测报警仪[6]。

3 相关标准规范

3.1 压力容器类别的划分

根据《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发[1999]154号,在划分压力容器类别和致密性技术要求时,介质毒性程度应根据《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》HG 20660-2000确定[7]。

3.2 压力管道类别、级别的划分

根据《压力容器压力管道设计许可规则》TSG R1001-2008,在划分压力管道类别、级别时,介质毒性程度应根据《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044-85确定[8]。

3.3 有毒气体检测报警系统的设计

有毒气体报警仪应根据《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH 3063 -1999设置[6]。

4 混合介质毒性危害程度

4.1 压力容器类别

《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发[1999]154号附件一规定:“压力容器中的介质为混合物质时,应以介质的组分并按上述毒性程度或易燃介质的划分原则,由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门提供介质毒性程度或是否属于易燃介质的依据,无法提供依据时,按毒性危害程度或爆炸危险程度最高的介质确定”[7]。《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》HG 20660-2000第3.0.6部分规定:“使用中涉及多种化学介质时,应按介质组分中毒性危害或爆炸危险程度最大的介质考虑;当某一危险性物质在介质中含量极少时,应按其危险程度及其含量综合考虑,按照该标准的分类原则,由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门决定类别”[5]。由此可见,对于混合介质的毒性危害程度,上述两个标准都没有给出可操作性的方法。笔者认为:在划分压力容器类别时,主要以急性毒性和最高容许浓度两项指标为主确定介质的毒性危害程度,因此可以采用混合介质各组分急性毒性或最高容许浓度加权平均的方法确定混合介质的毒性危害程度。陈萍、万克西提出了混合物毒性危害程度以急性毒性(LC50或LD50)为指标并给出了推算混合物LC50的计算公式[9]。

4.2 压力管道类别和级别

《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044 -85第4.3部分规定:“接触多种毒物时,以产生危害程度最大的毒物的级别为准”[2]。因此,确定压力管道中混合介质的毒性危害程度时,应按GB 5044-85规定的分级原则和分级依据确定混合介质中各组分的毒性危害程度,并按毒性危害程度最大的介质确定混合物的毒性危害程度。

5 建议

(1)建议有关部门明确划分混合介质毒性危害程度的具有可操作性的方法。

(2)建议以混合介质各组分急性毒性或最高容许浓度加权平均的方法确定混合介质的毒性危害程度。

6 结语

(1)化工设计中用于确定介质毒性危害程度的标准规范适用对象和用途有所区别,使用者应根据适用对象和用途选择相应的标准规范。

(2)《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044-85的适用对象是从事有毒作业的生产工人,用途是为有毒作业提供分级标准;而压力容器和压力管道的操作条件相近,因此,划分压力管道类别、级别时,介质毒性程度根据《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》HG 20660-2000确定更合理。

1 《安全科学技术百科全书》编委会.安全科学技术百科全书[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2003.

2 GB 5044-85,职业性接触毒物危害程度分级[S].

3 傅慰祖.HGJ43-91《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》编制的主要依据-毒性部份[J] .化工设备与管道,1991,28(6):46-50.

4 HG 24001-96,化工行业职业性接触毒物危害程度分级[S].

5 HG 20660-2000,压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类[S].

6 SH 3063-1999,石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范[S].

7 国家质量技术监督局.压力容器安全技术监察规程[M].北京:中国劳动社会保障出版社,1999.

8 TSG R1001-2008,压力容器压力管道设计许可规则[S].

9 陈 萍,万克西.混合气体毒物危害程度分级的探讨[J].化工设计,2009,19(1):45-47.

＊马连强:工程师。2004年毕业于大连理工大学化学工程专业获硕士学位。一直从事化工工艺系统设计工作。联系电话:(010) 64457547,E-mail:malianqiang@hqcec.com。

2009-08-04)