化工安全培训课件PPT教学课件化工安全生产技术1.ppt

化工安全生产技术,a. 前言,中国在崛起，已经成为全球经济、技术、管理的重要引擎之一。整个中国就象一部巨大的机器，日夜不停地轰鸣，源源不断地向世界各国输出着“中国制造”。 然而，在繁荣和全球仰慕的景气景象的背后，却是国家、社会、企业、民众等方方面面的沉重付出：一是生命与健康的损失，二是环境和生态的破坏，三是社会形态的变迁与破坏。,a. 前言,每年伤亡事故上的损失相当于gdp增幅的1/5，有13万个家庭承受着由于事故而失去亲人的痛苦。 中国的酸雨是世界上最严重的，中国境内的大河没有一条是干净的，饮用水的85%都是难以达到饮用标准的。 经济景气一定要以生命健康和环境破坏为代价？,安全,人,从,囚,与,人,口,follow; oppose,follow obey oppose,谗毁之言,是否全面？,a. 课程设置动机,学校专业特色：特色鲜明的多科性大学，以大化工为背景 社会需求：要求明确，对化工生产过程管理、化工安全生产技术、化工生产安全管理的工程技术力量的需求越来越迫切。 人才培养需要：工程、工艺类对管理生疏，虽然可在实践中学习，但进入角色慢，现代企业要求人人都能做管理。,b. 课程简介,课程根据化学工业的主要危险：火灾爆炸、有毒有害等特点，着重介绍毒理学、工业卫生、火灾、爆炸、毒物泄漏扩散、防火防爆设计、紧急泄压设备及设计、危险辨识、风险评价、事故调查及典型事故案例分析等。 对化工过程安全问题进行深入浅出的论述，提供了大量的实验数据；基础理论与工程实践结合紧密。 考试权重：平时40%；文献综述/演练20%；课末考试/大作业 40%。,c. 课程环节,课堂教学、实践教学与应急响应模型、系统及应用。 课堂教学分为三部分，第一部分（前三章）4学时，介绍安全科学与技术的一般性知识、学科架构； 第二部分（第四至第九章），20学时，介绍化工生产过程中的专业性危险性分析与处理；包括：泄漏源模型、有毒物质泄漏及扩散模型、火灾和爆炸、防火防爆设计、静电、泄压系统与泄压量计算；,c. 课程环节,第三部分（第十至第十二章），4学时，侧重安全技术与方法，包括：危险辩识、风险评价、事故调查等； 实践教学，2学时，包括事故案例分析与事故调查； 应急响应模型、系统及应用主要介绍目前国际上应用广泛的应急响应大气扩散模型、应急系统，并以实例来描述应急响应系统的化学事故应急处理过程。,d. 教材与参考书,教 材：daniel a. crowl, joseph f. louvar，chemical process safety fundamentals with applications；蒋军成，潘旭海译,化工过程安全原理及应用北京：化学工业出版社，2006 参 考 书： 1 隋鹏程，陈宝智，隋旭. 安全原理. 北京：化学工业出版社，2005 2 徐德蜀. 安全科学与工程导论. 北京：化学工业出版社，2004 3 蔡凤英，谈宗山，孟赫，蔡仁良. 化工安全工程. 北京：科学出版社，2001,d. 教材与参考书,4 崔克清，张礼敬，陶刚. 安全工程与科学导论. 北京：化学工业出版社，2004 5 罗云等著. 安全经济学. 北京：化学工业出版社，2004 6 金龙哲，宋存义. 安全科学技术. 北京：化学工业出版社，2004 7 吴穹，许开立. 安全管理学. 北京：煤炭工业出版社，2002,【去第1讲】,hurry up now! dont wait for the boom ! prepare now ! 参加各种防火、防爆、防灾讲座！ 掌握各种灭火、去爆、消灾知识！ 开展化工安全、安全管理、应急决策等领域的研究,【第1讲引出】,第一章：绪论&前言,一、引述：“安全”：术语，总体概念： 徐德蜀p108 页概念 化工安全技术 二、学科结构与关联学科 安全科学技术体系结构设想,徐德蜀. 1985年中国安全科学技术的学科体系已形成,2. 安全工程学或工业安全工程学的体系,3. 安全科学技术体系框架,刘潜等: 四个层次,四大类,4、安全科学技术基础学科及其下层三级学科,三级 三级 三级 三级 三级,5、安全科学技术基础学科及其下层三级学科,2009年：安全科学技术在国标gbt13745-92学科分类与代码中己有自己的一级学科位置，并由5个二级学科和27个三级学科组成。 （1）安全科学技术基础学科(代码：620.10)：研究安全基础理论并揭示安全的本质和运动规律的学科知识体系。包括灾害学、灾害物理学、灾害毒理学等三级学科。 （2）安全学(代码：620.20)：研究人的身心存在状态的运动及其变化规律、安全的本质及运动变化规律,建立起安全、高效的自组织的人机系统，形成保障人们自身安全健康的思维方法和知识体系，包括安全人机学、安全管理学、安全系统学、安全教育学、安全法学等三级学科。,5、安全科学技术基础学科及其下层三级学科,（3）安全工程(代码：620.30)：它是研究人类在生产、生活、生存活动中，在防御各种灾害过程中所采用的，以保证人的身心健康和生命安全及减少物质财富损失为目的的安全技术理论及专业技术手段的综合学科。包括消防工程、爆炸安全工程、安全设备工程等三级学科 。 （4）职业卫生工程(代码：620.40)：它是研究劳动条件对劳动者健康的影响以及研究改革劳动条件的一门学科，其首要任务是识别、评价、控制不良的劳动条件,保护劳动者的健康，它是劳动医学、劳动卫生与职业病学、预防医学等与工程技术的交叉与综合性科学。包括防尘工程、防毒工程、生产噪声与振动控制、辐射防护技术、个体防护等三级学科。,5、安全科学技术基础学科及其下层三级学科,（5）安全管理工程(代码：620.50)：它是以管理科学的基本原理为基础，结合现代管理工程的新内容，吸收传统管理的成功经验，采用现代科学技术方法，实行教育、法制、经济、技术及行政等安全管理手段.其目的是调节人与其所处环境中相应的物质条件（设备、工具、产品、材料）之间的关系，达到和谐、安全、高效，以实现生产、生活及社会活动正常运转，从而保护活动者及公众的身心安全健康。包括安全信息工程、风险评价与失效分析、工业灾害控制等三级学科。,6、安全科学与工程学科的综合性,1）安全科学跨学科门类上的综合性 安全科学跨越国家规定的十个学科门类(见（82）学位办学011号文“关于征求对高等学校和科研机构授予博士和硕士学位的学科、专业目录（草案）意见的通知”) 中的九个，即：医学（劳动卫生与职业病学、卫生工程学、卫生化学、核武器损伤与防护学、化学武器损伤学与防护学等）；工学(安全技术与工程、安全人机工程、安全管理工程、消防工程)；管理学（安全管理学）；法学（安全法学）；教育学（安全教育学）；经济学（安全经济学）；哲学（安全哲学）；历史学（安全史学）；文学（安全文学、安全文化）。由此可见它的综合程度。,6、安全科学与工程的综合性,2）安全科学的横断性特征所体现的综合性 人类自诞生以来，通过自身的活动，在获取安全、管理生存物质的同时，防范危害自身安全的不利因素。 围绕前者发展起来的科学，在一定意义上可统称为“生产科学”,这类科学至今已形成门类繁多、交叉渗透的科学群落，如：机械学、建筑学、水利学、生物学、天文学、采矿学、地学、土壤学、物理学和化学等。 围绕着后者形成的科学，可统称为“安全科学”，如：环境科学、灾害科学、预防医学、安全科学等。 前者每门学科都有它自身的安全工程技术，若按行业研究其安全问题的话，那么安全科学将是一个巨大的科学群。因此，只能将各行各业、各纵向学科中有关安全的共性抽出来，进行横向学科综合,形成安全社会学、安全人体学、安全设备学、安全系统学。,6、安全科学与工程的综合性,3）安全生产基本法律体现出的综合性 “安全科学”是学科科学名称，是从学术上来讲的，它在实践应用时，体现在具体工作中称作“安全生产”。2002年11日1日起实施的中华人民共和国安全生产法共七章97条，它作为我国安全生产的基本法律，具有丰富的法律内涵，体现了安全科学在工作层面上的综合性特征，其主要内容集中体现在它所确定的七项基本法律制度中。 （1）安全生产监督管理制度：主要阐述安全管理、安全生产监督管理体制； （2）生产经营单位安全保障制度：主要讲生产经营单位的安全生产条件和安全保障制度； （3）生产经营单位负责人安全责任制：主要讲生产经营单位主要负责人和其它负责人、安全生产管理人员的资质及其在安全生产工作中的主要职责 ；,6、安全科学与工程的综合性,3）安全生产基本法律体现出的综合性 （4)从业人员安全生产权利义务制度：主要讲生产经营单位的从业人员在生产经营活动中的基本权利义务，以及应当承担的法律责任； (5)安全中介服务制度：主要讲从事安全评价、评估、检测、检验、咨询服务等工作的安全中介机构和安全专业技术人员的法律地位、任务和责任。 (6)安全生产责任追究制度：主要讲安全生产的责任主体、安全生产责任的确定和责任形式、追究安全责任的机关、依据、程序和安全生产法律责任。 (7)事故应急和处理制度：这项制度包括事故应急预案的制定、事故应急体系的建立、事故报告、调查处理的原则和程序、事故责任的追究、事故信息的发布等。,三、安全工程发展过程：安全问题伴随着社会生产而产生和发展,隋代医学家巢元应所著病源诸候论：进古井深洞，先放羽毛，看其是否转动 北方地区依然在用 明 宋应星天工开物提到采煤时防止瓦斯中毒的方法 18世纪中叶，工业化过程中安全事故不断。19世纪初，英、法、比利时等国相继颁布了安全法令：英国1802年纺织厂和其他工厂学徒健康风险保护法；1870年比利时矿场检查法案及公众危害防止法案等,三、安全管理发展过程：安全问题伴随着社会生产而产生和发展,20世纪后，工业发展速度加快，环境污染和重大工业事故不断，如： 1984年美国联合碳化公司在印度博帕尔农药厂事故 1986年1月28日，挑战者爆炸 1986年4月26日，切尔诺贝利核电站事故 1929年：海因里希工业事故预防 1970年代：职业安全卫生法规，设立了相应的执法机关和研究机构，加大了安全卫生教育力度，高校开设安全类专业、理论等 1990年代：可持续发展，提出了职业安全卫生管理体系（ohsms）,三、安全管理发展过程：安全问题伴随着社会生产而产生和发展,表1 安全管理哲学的发展进程：历史学角度,四、安全工程与管理的意义与作用,安全工程与管理在事故控制中起极其重要的作用，3个方面： 对事故分析可知，绝大多数事故发生有各种原因，但85%左右与管理紧密相关；即若改进安全管理，就可以有效地控制85%左右的事故原因。 “安全第一”已成为共识，但对于一个企业来说，安全不是也不可能是第一位的。经济效益、企业发展、完成生产任务等永远是第一位的。安全之所以处于特殊的地位，是由于其与效益的关系象“水与舟”的关系，只有良好的安全管理才能保证良好的工作效率，只有减少事故的发生才能保证经济效益。,四、安全管理的意义与作用,安全管理在事故控制中起极其重要的作用，3个方面： 从控制事故的效果讲，安全管理举足轻重。当今大多数企业之间设备安全水平差异有限，而事故率却大小有异，主要问题是管理问题。,安全管理（safety management） ：以安全为目的，进行有关决策、计划、组织和控制方面的活动。,四、安全管理的意义与作用,国务院山西屯兰煤矿矿难调查组2009年2月24日上午公布事故原因初步调查结果。调查组副组长、安监总局副局长赵铁锤：事故反映出4个问题： 通风管理不到位 瓦斯治理不彻底 现场管理不严格 安全措施不落实 主要问题是管理问题，尤其是安全管理问题。,四、安全管理的意义与作用,安全问题实质上主要是管理问题！,新华网上海2010年11月19日（记者杨金志）记者从上海警方获悉，经对遇难者遗骸的dna检测，上海“1115”特别重大火灾事故遇难人数上升到58人，其中男性22人，女性36人。,五、安全计划（safety planning）,一个成功的安全计划图1.2需要考虑 系统 态度 基础 经验 时间 人员（安全工程师）,建国以来，探索新的管理原则和方法， 引进了国外一些先进的安全管理理论、方法，并积极研究适合中国国情的安全管理模式，探索和推广了一系列的安全 管理方法，如鞍钢公司的“0123安全管理模式”；中海油“五想五不干”,国外 国内,0：死亡事故为零 1：一把手为核心的安全责任制 2：标准化作业、标准化班组建设 3：全员教育、全线管理和全面预防,一想安全风险，不清楚不干；二想安全措施，不完善不干；三想安全工具，未配备不干；四想安全环境，不合格不干；五想安全技能，不具备不干,五、安全计划（safety planning）,良好的安全计划：辨识并且消除已经存在的危险因素。 优异的安全计划：具有防止危险因素存在的管理体系。 通常使用的管理体系，直接面向消除已经存在的危险，包括安全监察、安全审核、危险辨识技术、检查表和技术知识的正确应用。 补充当前应急响应系统的有关内容。,安全管理体制等级方面存在一定的缺陷，使我国的安全管理工作仍大大落后于发达国家。 例： 有毒物的阈限值 疏散救生的时间标准：6分钟? 建筑物的设计规范等方法,国外 国内,六、工程守则,安全工程师们为减少损失和为公司的雇员提供安全放心的环境而负责。安全工程师们对自己、同事、家庭、社会以及工程师职业负责。美国化学工程师协会（aiche）编写的工程师职业道德标准中有叙述。见表1.1。,表1.1 aiche工程师职业道德标准,七、事故和损失统计,事故和损失统计是安全计划效果的重要度量。 多种统计方法可用来描述事故和损失。但尚无一种方法可用来度量所有的内容。主要介绍三种方法： osha事故发生率美国政府职业安全与健康部门 重大事故率（far）英国化工领域 死亡率，或者每人每年死亡不依赖于暴露时间 这三种方法都统计了在某一确定的时期内,固定工人人数发生事故和灾害的数量。,七、事故和损失统计,far方法：108小时，1000名工人，日工作8小时，250天/年，50年。 几个例子：例1-1，1-2，1-3，1-4 表1-3，各行业典型事故统计 表1-4，日常非工业行为的死亡统计,(1-3) (1-4),七、事故和损失统计,表1-3 个行业的典型事故统计,七、事故和损失统计,表1-4 日常非工业行为的死亡统计,七、事故和损失统计,表1-4 日常非工业行为的死亡统计(续),化学工程是安全的，为何对化工厂的安全予以更多关注？,really plausible a thing !,so weird a thing !,七、事故和损失统计,重点说明图1-3、表1-5、图1-4，强调： 图1-3：损失预防中，财产损失和生产损失必须考虑。事故发生的原因在事故发生以前是可以预见的。 安全是一项投资：具有一个安全工作的最优点，度或平衡的问题。,七、事故和损失统计,重点说明图1-3、表1-5、图1-4,图1-3 事故金字塔,七、事故和损失统计,重点说明图1-3、 表1-5、 图1-48,表1-5 所有的事故死亡统计,七、事故和损失统计,技术观点：安全设施上花费过多资金，解决简单的问题可能给整个系统带来过度的复杂性，并因此引发出新的安全问题。 表1-5的认识：事故性死亡原因的认识非常重要。 管理者将安全工作重点放在员工伤亡的根本原因上，那么对死亡发生方式的分析很有帮助。图1-4中的数据表明，安全计划需要包括对员工进行培训，防止由于交通、袭击、机械伤害、化学暴露及火灾爆炸的伤害。,八、可接受风险（acceptable risk）,每一个化工过程都存在一定程度的风险，不可能完全消除风险。 设计阶段，设计人员须确定所存在的风险是否可接受。即：在该环境下遇到的风险比不在该环境下遇到的风险大吗？ 安全工程是指必须在安全投入限度内，尽一切努力减少风险。 任何情况下，工程师们不应该设计他知道将会导致人员受到伤亡或危害的工艺过程。,九、公众感知（public awareness）,一般大众对于接受风险的概念有困惑。主要障碍在于可接受风险的强制性特点。 化学品危害的公众调查结果，见图1-5。调查题目：“化学品是利大于害，还是害大于利，或者利害各半？”，结果：28%认为利大于害，29%认为害大于利，38%认为利害各半。但总体上：害的略多。 例1-5：六种非常有益的化工产品：青霉素、汽油、橡胶、纸、塑料、混凝土。,十、事故过程特征,化工事故遵循着典型的模式。为预测日后可能发生的事故类型，研究这些模式非常重要。表1-6是三种化工事故的类型,表1-6 三种化工事故类型,十、事故过程特征,化工厂事故概貌,图1-6 烃化工厂事故损失类型30年数据汇总,图1-7 大型烃化工厂事故损失原因30年数据汇总,十、事故过程特征,图1-8 导致最大损失的硬件,十、事故过程特征,图1-9 过去30年中陆地事故损失分布（30年中海上事故7次）,十、事故过程特征,十、事故过程特征,事故遵循：三个步骤 示意性例子：工人绊倒；科学界“蝴蝶效应”butterfly effect 三步骤：开始（incipiency，initiation）引发事故的事件 发展(evolution, development)使事故持续或扩展的事件、因素 结束 (conclusion, cease)使事故终止或有规模上减小的事件、因素,安全工程：消除开始事件，利用终止事件取代发展步骤，达到安全目的。表1-7,十、事故过程特征,表1-7 控制事故过程,十、事故过程特征,表1-8 事故案例的定义,十一、本质安全inherently safer chemical process,当前学术界、工业企业界的追求和热点领域 本质安全，也是内在安全、本身安全，依靠化学和物理学原理、方法来预防事故，而非依靠控制系统，互锁、冗长而特殊的操作程序来预防事故。 本质安全的工厂容许有过失，其通常具有最大的成本效率。 不需要复杂的安全连锁系统和详细程序的工艺过程，是简单的，操作起来很容易，同时比较可靠 设备小型化，在不太苛刻的温度和压力下操作，需要更少的资金投入和操作维护费用。,十一、本质安全inherently safer chemical process,过程的安全依赖于多层次的保护：过程设计特征、控制系统、联锁、安全切断系统、保护系统、警报和应急反应计划。 本质安全是所有保护层次的一部分，尤其直接面向过程设计特征。 预防事故的最好方法就是增加过程设计特征来防止危险情形。本质安全的工厂更能容忍操作人员的失误和不正常的情况出现。 工艺过程开发早期，最有效、可能提高过程的本质安全性。,十一、本质安全inherently safer chemical process,本质安全过程设计主要方法有：强化,代替,减弱、影响的限制，简化/容错。 四个词语推荐描述本质安全：最小化（强化）、代替、缓和（减弱和限制影响）、简化（简化和容错） 表1-9为化学工业中使用的本质安全技术类型。具体描述见教材14页15页。,第二章 毒物学,前言：化学物质（品）危害方式 a、b：释放形式 c：释放后果 c1：毒物作用毒物侵入生物组织的途径 （释放后） 从生物组织内去除毒物的途径 毒物对生物组织的影响 组织或减少毒物侵入生物组织的 方法（工业卫生）,【第2讲引出】,a： 容器破裂、破坏 b： 化学物质泄漏、释放、扩散、传播 c2：燃烧、爆炸,图2.0 容器破裂释放扩散、传播危害,毒物：16世纪初，早期的毒性研究者帕拉修斯（paracelsus）提出：“所有的物质都是有毒的，没有无毒的物质。恰当的剂量区分了毒物和药物。” 毒物学的基本命题：没有无害的物质，只有使用物质的有害方式。如：水，无毒害，但过量饮用，对生物体有害，改变电解质离子平衡，使大脑过度充水。 毒物：不接触不起作用。,实例：中医学的配伍： (1)磷钙相克 目前人们经常采用的牛奶加汉堡包或三明治配膳就十分不恰当。因为牛奶里含有大量的钙，而瘦肉里则含磷，这两种营养素不能同时吸收，医学界称之为磷钙相克。 (2)草酸与钙相克 豆腐不宜与菠菜同吃，是因为菠菜中含有草酸较多，易与豆腐中的钙结合成不溶性钙盐，不能为人体吸收。又如含钙丰富的海带、发菜不宜与花菜、厚皮菜等同吃，因后者含草酸较多，两者混合食用则使钙的吸收率大幅度下降。,实例：中医学的配伍： (3)纤维素与锌相克 牡蚜等海生软体动物含锌非常丰富，不宜与蚕豆、玉米制品或黑面包同吃，因后者是高纤维食品，两者同吃能使锌的吸收减少65%100%。 (4)纤维素、草酸与铁相克 动物肝类、蛋黄、大豆等均含有丰富的铁质，皆不能与含纤维素多的芹菜、萝h、甘薯同吃，也不宜与含草酸多的蔬菜如菠菜同吃。,实例：中医学的配伍：,同食会胀破肚皮。 同食会中毒。 同食会影响营养成分的吸收。 同食会中毒。 同食会伤胃。 同食会引起中毒。 同食伤元气。 豆腐含钙，小葱中含一定量草酸，二者共食，结合成草酸钙，不易吸收。 维生素c丰富的食品搭配合吃，就会把维生素c破坏殆尽。,what will happen to u ?,毒性：化学或物理药剂的毒性是描述它对生物组织影响的一种特性。 中毒危险：是指来自有毒物质运输、使用过程中的其他物理因素导致的生物体在有毒物质环境中的暴露，而对生物组织造成损害的可能性。 毒物的性质不能改变，但可适当地应用工业卫生技术，使毒害物质的毒性危害减少。,2.1 毒物侵入生物组织的方式,毒物侵入生物体进入血流，最后被消除，或被输送到目标器官，损害在目标器官处表现出来。 误解：损害发生在毒物大量聚集的器官。（错误） 如铅大部分贮存在骨骼中，但损害却发生在多种器官处，某些农药为触杀类，透过皮肤毛孔可进入机体发生危害。,2.1 毒物侵入生物组织的方式,表2-1 毒物侵入途径和控制方法,2.1 毒物侵入生物组织的方式,正确应用表2-1第三栏的工业卫生技术，所有这些侵入途径是能得到控制的。 四种侵入途径中，吸入和皮肤吸收对企业来说最重要。 吸入容易通过直接测量空气中的浓度来量化。侵入通常是暴露于蒸汽中，但微小的固体和液滴也能造成危害。 注射、吸入和皮肤吸收通常导致毒物直接进入血液。经食入而进入人体的毒物通常在胆囊中改变或排泄。 通过注射或皮肤吸收侵入的毒物难以测量和量化。某些毒物能够被皮肤快速吸收。,2.1 毒物侵入生物组织的方式,图2-1 毒物在血液中的浓度与不同暴露方式的关系,2.2 毒物从生物体中去除 （removal of hazardous from organs）,毒物通过以下途径被除去或失去活性 排泄：经肾脏、肝脏、肺或其他器官 解毒：经生物转化经化学物质转变为危害小的物质 贮存：贮存在脂肪组织中,2.3 毒物对生物体的影响,表2-2 生物体对毒物的各种影响,2.4 毒物学研究, 目的是量化可疑毒物对目标生物体的作用 确定毒物 目标或试验生物体 被监测的效果或反应 剂量范围 试验时期,2.5 剂量与反应的关系,生物体对相同剂量的毒物有不同的反应。这些差异由年龄、性别、体重、饮食、健康及其他因素造成的。 剂量与反应的数学表达：正态分布。,（2-1）,式中：x为反应（程度）；为标准偏差；为平均值。 f(x)为个人经历表现反应的概率,图2-2：人暴露于毒物中的生物反应的正态分布（高斯分布）,（2-2）,（2-3）,式中：n为数据点个数，2为方差。 平均值决定了曲线关于x轴的位置，标准偏差决定曲线的形状。 图2-2中， -1x1内个数为68%； -2x2内个数为95.5%。,图2-3=0下标准偏差对正态分布的影响,2.5 反应-剂量曲线模型,各种暴露都可绘制反应-剂量曲线，包括热暴露、压力暴露、辐射暴露、冲击暴露和噪声暴露。 有很多方法来描述反应-剂量曲线。对单一的暴露，概率法尤其适合，它提供了相当于反应-剂量曲线的线性方程。,（2-4）,式中：p：概率； y：概率变量。 p-y关系如图2-9所示,2.6 反应-剂量曲线模型,图2-9 百分比和概率间的关系,2.6 反应-剂量曲线模型,表2-4 百分比与概率的转换,2.7 相对毒性,表2-6 毒性程度的hodge-sterner表,2.7 相对毒性,相对毒性 有毒物质可对各自的ld、ed、td曲线对相对毒性进行比较 有毒物a、b：a的反应-剂量曲线位于b的左侧，则a的毒性大于b，即a的毒性更大。,图2-13 不同毒性物质相对毒性,（1）p点以上，a物质比b物质毒性大； （2）p点以下，b物质比a物质毒性大,2.8阈限值（threshold limit value，tlv）,极限剂量：反应-剂量曲线上的最小值。低于该剂量，身体能解毒，不会造成可察觉的影响。 美国政府工业卫生联合会（acgzh）针对大量化学品建立了极限剂量，作为阈限值（tlvs）。tlvs指空气中的浓度低于该值时，在整个生命周期内工人都不会受到任何副作用。 tlvs包括：tlv-twa，tlv-stel和tlv-c,2.8阈限值（threshold limit value，tlv）,表2-7 阈限值的定义,2.8阈限值（threshold limit value，tlv）,osha定义了自己的极限剂量，即允许暴露水平(pel)。pel与tlv-twa值很接近，但其数据不多。 idlh：毒物对生命和健康立即产生危害的量。在任何环境下，都应该避免暴露于此水平或更高水平的浓度下。 tlv以10-6（每百万体积分之一）、mg/m3(每立方米空气中蒸气量，mg)来表示。对于粉尘，用mg/m3或mppcf(每立方英尺空气中百万个颗粒)表示。 表2-8 给出多种化学物质的tlv和pel值。,论题：2-30,第三章 工业卫生,目的 工业界和社会一直致力于减少由事故造成的人员伤亡和环境破坏。 本章对相关法律和条例来描述，并据此介绍工业卫生。 工业卫生：一门致力于对引起疾病和伤害的职业环境进行辨识、评价和控制的学科。 工业卫生工作者：对工业卫生工程的辨识、控制选择和工作场所的一起检测负责。,工作范围：典型工程是检测空气中有毒蒸汽浓度、通过通风来减少空气中有毒蒸汽的浓度、选择正确的个人防护用具来防止人员暴露、制定危险性物质的操作程序，以及检测和减少噪声、热、辐射及其他物理因素，确保人员不暴露在危险环境中。 三个阶段： 辨识：确定工作场所暴露的存在或可能性。 评价：确定暴露量。 控制：应用适当技术将工作场所的暴露减少到可接受水平。,3.1 政府法规,法律法规：法律法规是保护人类和环境的主要工具。 美国：国会立法；政府机构；如环境保护（epa）、osha实施； 中国：人大立法；政府机构 英国：议会（上、下院）home office 制定法律 美国： 步骤1：国会议员提出议案，获准后，议案法律；步骤2：两院批准了该提案总统，批准合成法律；步骤3：法律条文出版。,3.1 政府法规,制定法规 法律制定后，要付诸实施。 法律通常不包括需要遵循的详细内容；需要政府组织，包括epa。 osha制定法规、标准、司法解释。 制定法规的步骤 中国如何制定 1：被授权的组织或机构决定何时需要法规。这些组织进行研究、规划和制定法规。包括征求公众意见（物权法）。 2：法规制定后，作为最终准则张贴在政府记事簿中，同时刊印在政府法规汇编中，成为法典。,3.1 政府法规,1936年前 1936年1970年 1970年，颁布了一项涉及健康与安全的法律各自职责 1970年，oshact osha：管理、执行oshact中的职责 niosh：研究和技术服务，提高对工人健康的保护。,表3-1 部分法律（usc）和法规（cfr）； 表3-2（权限） 图3-1：法规数量 表3-3：与化工过程有关的联邦立法,3.1 政府法规,表3-1 部分法律（usc）和法规（cfr）,表3-2 osha的重要执行权限,3.1 政府法规,图3-1：法规数量,3.1 政府法规,表3-3：与化工过程有关的联邦立法,3.1 政府法规,表3-3：与化工过程有关的联邦立法,3.1 政府法规,oshact的含义、说明和应用随标准的颁布继续发展。特别是在化工企业，这些标准将继续对增强与员工及周围公众和健康相关的过程设计和过程条件起作用。 政府法规仍将是化工过程安全实践的重要部分结合表3-3,3.1 政府法规,osha职责过程安全管理（process safety management）：（保护近距离场所的人员） bhopal事故后发展起来以防止类似事故再次发生 标准由14个主要部分：员工参与、过程安全信息、过程危险分析、操作程序、培训、承包人、开启前的安全监察、机械完整性、高温作业许可证、变更的管理、事故调查、应急计划和反应、审查和行业秘密。 （具体描述见p4445页）,3.1 政府法规,epa：风险管理计划(risk management plan) 1996年6月20日：epa发布了风险管理计划（rmp）。该法规是对bhopal事故的响应。若切实执行，将减少事故的次数和等级。 目的：减少有毒和可燃物质事故形释放的次数和数量，与psm相似，但用于保护远距离场所的人和环境。 应用：对使用受控高毒危险化学品的量超过规定的极限量时，就要使用rmp。rmp服务于区段安全（区段安全可能有多个过程），而psm覆盖了区段的每个过程。,3.1 政府法规,epa 4个组成部分 危险评价 预防计划：14个部分，见表3-4 psm与rmp比较 应急响应程序 保存现场，向各级政府机构递交事故文档,3.1 政府法规,表3-4 psm和rmp预防计划的对比,3.2 工业卫生：辨识,工业卫生工作者的主要责任之一是辨识和解决工厂内的潜在健康问题。 化工工程技术十分复杂，这项任务需要工业卫生工作者、过程设计人员、操作人员、实验室工作人员和管理者的共同努力。 工业卫生（尤其是辨识）必须成为化学家、工程师和管理者教育过程的一部分。 化工厂涉及大量危险化学品，为保证安全操作，需要关注制度、技能、责任心和技术细节。,3.2 工业卫生：辨识,辨识需要对化工过程、操作条件和操作程序进行彻底研究。 信息来源：过程设计描述、操作指南、安全检查、设备卖方的描述、化学品供应商提供的信息和操作人员提供的信息。 辨识的质量：是所使用的信息资源数量和所提问题质量的函数。 辨识过程中，整理和合并（归纳和总结）所得到的信息对于辨识有多种暴露的组合效应所引起的新的潜在危险很有必要。,表3-5：潜在危害辨识p47页 表3-6：对健康辨识有用的数据p48页 第11章：具体描述事故风险评价,表3-5 潜在危害的辨识,表3-6 对健康辨识有用的数据,3.2 工业卫生：辨识,3.2 工业卫生：辨识,物质安全数据表materials safety database of substance 涉及有毒化学品的工业卫生研究中，所使用的最重要的参考资料之一是物质安全数据表（msds）。 图3.2为一例子，包括10部分：表头、特性、企业名称、危害因素/特性信息、物理/化学特性、火灾爆炸危险数据、反应性数据、健康危害数据、安全操作和使用预防措施、控制措施。 msds可从 化学品生产商；商业渠道；化工厂内的图书资料得到 工业卫生工作者或安全专业人员必须说明化学品的物理性质和毒物学性质，以便确定与该物质有关的危害。这些性质也被用来正确的制定控制和操作这些化学品的方案。 例3-1,3.2 工业卫生：辨识,例3-1 实验室存放有氯化钠、甲苯、盐酸、苯酚、氢氧化钠、苯和醚。辨识实验室存在的危险。,3.2 工业卫生：辨识,例3-1 实验室存放有氯化钠、甲苯、盐酸、苯酚、氢氧化钠、苯和醚。辨识实验室存在的危险。,3.2 工业卫生：辨识,例3-1 实验室存放有氯化钠、甲苯、盐酸、苯酚、氢氧化钠、苯和醚。辨识实验室存在的危险。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,评价阶段同样要研究各种类型的已经存在的控制方法及其效果。,评价阶段：目的是确定员工暴露在有毒物质中的范围和浓度，以及工作环境的物理危害程度。,评价研究过程中，须考虑大量和少量泄漏和可能性 第4章：泄漏源模型、泄放量确定设备失效 第5章：泄漏后如何影响 第6章：泄漏后会否爆炸？/第7章：防火防爆设计 第2章：效果评估 第8章：泄压（设备安全）/第9章：泄压量计算,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,为确定现有控制措施的有效性，通过取样分析来确定人员是否可能暴露于有害的环境中。 若问题明显，须立即对控制措施进行补充；得到暴露数据后，应将实际的暴露水平与可接受的职业健康标准，如tlvs、pels或idlh浓度进行比较；继而辨识需要采取相应控制措施的潜在性危害。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,6个方面的评价 通过检测对易挥发性毒物的暴露进行评价 人员暴露于粉尘的评价 人员暴露于噪声中的评价 员工暴露于有毒蒸汽中的评价 估算液体的蒸发速率 进行容器灌装操作员工的暴露估算,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 通过检测对易挥发性毒物的暴露进行评价, twa：时间加权平均，对连续浓度数据c(t),（3-1）, 实际过程中，得到的是不同间隔的样本，假设：浓度ci在ti时间内固定不变（或是平均值）, 若工作区存在多种物质，可假设毒物效应是叠加的（除非有其他相反的信息）。具有不同tlv-twas的多种毒物的联合暴露，有：,（3-2）,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,n：毒物总数，ci为化学物质i相对于其他毒物的浓度，（tlv-twa）i 为化学物质i的tlv-twa值 若（3-3）值超过1，人员暴露过度。,（3-3）,若混合物的毒物浓度之和超过该值，人员暴露过度。 例3-2；例3-3,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,解：由式(3-4)，有,混合物的整体浓度为：,员工暴露过度！,也可由式(3-3)：,大于1，员工暴露过度！,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,解：由式(3-2)，有,由于甲苯的tlv值为10010-6，员工暴露过度！,需要采取适宜的控制方法。根据暴露的暂时性，所有 员工均应该佩戴适当的呼吸器。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 人员暴露于粉尘的评价, 粉尘对肺的危害,评价方法：浓度单位不使用10-6，而使用mg/m3和ppcf（每立方英尺多少百万个颗粒）等，与爆炸性蒸汽的评价计算方法相同。,例3-5,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,例3-5 确定含有下列颗粒的混合均匀粉尘的tlv,解：由式(3-4)，有,当实际颗粒数超过6.8mppcf时，就需要专门的 控制措施。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 人员暴露于噪声的评价,噪声是化工厂常见的问题。要由工业卫生工作者进行评价。 噪声等级以分贝（db）来度量，用于比较两种声音的强度，一种声音强度为i，一种声音强度为i0，则强度等级差别：,噪声强度,对于单声源，允许噪声暴露水平见表3-8,一种声音强度是另一种声音的10倍，强度等级为10db,绝对声音等级（绝对分贝db）通过建立参考强度来定义，为方便，听觉阈值没有0db，表3-7为不同类型日常活动的db a等级。,（3-5）,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 人员暴露于噪声的评价,表3-7 不同类型日常活动的声音强度等级,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 人员暴露于噪声的评价,表3-8允许的噪声暴露,例3-6：噪声等级,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,例3-6 确定以下噪声等级是否允许？无控制措施,解：由式(3-3)，有,结果大于1，因此暴露过度。该环境下的员工需要 佩戴听觉保护器。由于长期暴露于噪声下，应该 采取降噪的措施。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 人员暴露于有毒蒸气中的评价,确定有毒蒸汽中的暴露，最好的方法是直接测量蒸汽浓度。对于封闭空间、敞口容器上方、灌装容器的封闭场所和溢出的区域，需要估算蒸汽的浓度。,对照图3-3，假设：c为封闭空间中挥发蒸汽的浓度（质量/体积）；v为封闭空间体积；qv为空气的体积流量流动速率（体积/时间），k为非理想混合系数(无因次数)，qm为挥发性物质的挥发速率（质量/时间).,非理想混合系数k反映了封闭空间未被完全充满的情形：k值一般在0.10.5之间变化；对理想混合，k=1,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,图3-3：封闭空间内挥发性蒸汽的质量平衡,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,进行质量平衡： 封闭空间内挥发物质的总量=vc 封闭空间内挥发物质的质量增加量,封闭空间内挥发物质的质量挥发率=,挥发物质离开封闭空间的质量速率=,守恒关系： 质量增加=质量流入-质量流出，有,（3-6）,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,在稳定状态下，质量增加量为零，可得到：,（3-7）,应用理想气体定律，将（3-7）转变为以10-6为浓度单位的形式，以m代表质量，代表密度，下标v和b分别表示易挥发物质和其他气体，有：,（3-8）,将式（3-7）代入（3-8）得到：,（3-9）,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,式（3-9）包含几个重要假设,已知源项qm和空气流动速率qv下，式（3-9）用来确定封闭空间内易挥发物质的平均浓度（10-6）。 可应用于以下暴露类型：操作人员位于易挥发液体的液池附近，操作人员位于敞口贮罐附近和操作人员位于敞开的易挥发液体的容器附近。,式子得到的浓度是封闭空间内的平均浓度。局部条件可能导致较高的浓度；位于敞口容器正上方的操作人员可能暴露于较高浓度中。 稳定状态的条件是假设的。,例3-7,3.3 工业卫生：评价（步骤2）,解：由式(3-9)，有,由于k在0.10.5之间，实际浓度预计在(18.994.310-6之间变化，应该对实际情形采样，确定真实浓度没有超过tlv。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 估算液体的蒸发速率,饱和蒸汽压高的液体蒸发的快 蒸发速率（质量/时间）是饱和蒸汽压的函数,a. 静止空气中可表示为,（3-10）,：为液体在该温度下纯液体的饱和蒸汽压；,：液体上方静止空气中的蒸汽分压。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 估算液体的蒸发速率,考虑到动力学因素，有：,(3-11),式中：m：易挥发物质分子量；,：挥发速率（质量/时间）；,：面积a的传质系数（长度/时间）；rg为理想气体常数；,：液体的热力学温度,对大多数情况，,，（3-11）可简化为,(3-12),3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 估算液体的蒸发速率,式(3-12)可以估算敞口容器或溢出液体的蒸发速率,式(3-12)转化为ppm，有：,（3-15）,（3-13）,大多数情况下,，（3-13）可简化为：,（3-14）,气体的传质系数可估算如下：,式中a为常数，d为气相扩散系数,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 估算液体的蒸发速率,可与参考物质的传质系数k0比较确定所研究物质的传质系数k,（3-16）,（3-17）,（3-18）,k水=0.83cm/s,气相扩散系数可由物质的分子量m估算,通常以水作为参照物，,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 容器罐装操作员的暴露估算,图3-4 充装容器时的蒸发和置换,对于正充装溶液的容器，易挥发物质的散发来自两方面： 液体的蒸发,式（3-14） 位于蒸汽空间的蒸汽被进入容器的液体所置换 净挥发率为二者之和,（3-19）,液体,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 容器罐装操作员的暴露估算,为挥发源；可由式（3-12）计算。,为置换源。可通过假设蒸汽完全被挥发物饱和来确定（不饱和后面再介绍）,设：vc 为容器的体积，,为容器的恒定充装速率（时间-1）,容器中被置换出来的蒸汽的体积速率(体积/时间),挥发蒸汽的密度，则,为置换出的挥发性物质的质量速率（质量/时间）。,tl 为容器和液体的热力学温度，,psat 为挥发液体的饱和蒸汽压；,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 容器罐装操作员的暴露估算,由理想气体定律：,(3-20) (3-21),（3-22）,对容器中的蒸汽未被挥发物饱和的情况，引入修正系数,值： 对容器从上部充装，液体冲到容器底部， =1； 对液面下充装(由深入到贮罐底部的管道)，=0.5。,3.3 工业卫生：评价（步骤2）, 容器罐装操作员的暴露估算,通过式（3-19），将式（3-12）和（3-22）联立后得：,（3-23）,（3-24）,注：许多实际情况，蒸发项ka比置换项小的多，可忽略不计。 例3-9 ：铁路槽车进行倾倒式充装,3.4 工业卫生：控制（第三步）,对潜在的健康危害便是和评价后，下步就必须规划和采用合适的控制技术措施采用能够减少工作场所暴露的技术：,表中主要类型：密封、局部通风、稀释通风、湿法、良好的日常管理、个体防护。 设计控制方法是重要而创造性的工作。设计过程中要注意确保新设计的控制技术达到其应有的控制效果，且新的控制技术本身不产生新的危害。（有时新技术甚至比原来更危险，如婴儿奶瓶采用双酚a，溶解后导致婴儿痴呆；不粘锅特佛龙涂层）,化工厂使用的控制技术类型见表3-9。,3.4 工业卫生：控制（第三步）,两种主要的控制技术：环境（量）控制，个人防护。 表3-9中前五项为环境控制：目的通过降低环境中的有毒物质的浓度来减少暴露。 第六项为个人防护：通过在工人和工作场所的环境之间设置（保护性）屏障来阻止或减少暴露。有关设备为个人防护设备，典型设备见表3-10（不含呼吸器），表3-11（呼吸器）,3.4 工业卫生：控制（第三步）,控制技术描述 呼吸器：应用于以下情况。 a：暂时性的，直到执行正式的控制方法； b：作为紧急设备，确保工人在事故发生时的安全； c：作为最后手段，在环境控制技术不能提供紧急保护的情况下使用。 呼吸器类型见表3-11，包括类型、品牌、应用条件等。 d：呼吸器通常会影响工人的技能发挥；因错误的使用和/或损坏，呼吸器可能达不到所需的保护要求。 e：osha和niosm建立了呼吸器使用标准，包括：,3.4 工业卫生：控制（第三步）,3.4 工业卫生：控制（第三步）,通风：对于通过空气传播的有毒物质的环境控制的最常用方法。,3.4 工业卫生：控制（第三步）,不利：运行需要费用、能量、维护等。 组成：风扇和输送（送风）管道组成。 布置：使(所有）工作场所均处于负压在所有工作场所输送管道中，确保工作场所的空气以抽吸口进入排风系统而排出。,方式：局部通风和稀释通风。 a：局部通风：最常用的是通风橱 b：稀释通风：对需要在开放区域空间内使用