بخشی از مقاله
چکیده:
در این مقاله انواع خطرات مربوط به مواد شیمیایی دستهبندی و نحوه مقابله با ریسکهای ناشی از آن، با دو رویکرد مورد بررسی قرار گرفته است. در حالت کلی خطرات مواد شیمیایی در دو دسته خطرات فیزیکی و خطرات سلامتی - بهداشتی - دستهبندی گردیده و نحوه مقابله باریسکهای خطرات شیمیایی با دو رویکرد ایمنی فرایند و مدیریت ایمنی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در رویکرد ایمنی فرایند از لایههای حفاظتی مستقل به عنوان یکی از روشهای ارزیابی و کنترل ریسک استفاده شده است. در ادامه، فاجعه بوپال با دو رویکرد فوق، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش برای تحلیل حوادث و پیشگیری از رخدادهای مشابه در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی استفاده میگردد.
واژه های کلیدی: خطرات مواد شیمیایی، خطرات فیزیکی، خطرات سلامتی، لایههای حفاظتی مستقل - IPL -
مقدمه
گسترش روز افزون کشف، تولید و کاربرد حدود 650,000ماده شیمیایی، هرچند راحتی و رفاه را برای بشریت به ارمغان آورده است، اما عدم کاربرد صحیح این مواد چه به صورت خام یا واسطهای یا محصولات نهایی، علاوه بر آلودگی محیط- زیست، موجب خطرات جانی و مالی فراوان گردیده است. خطراتی از مواد شیمیایی که ایمنی محیط فیزیکی را از طریق حریق، انفجار و واکنش پذیری، تهدید مینمایند، خطرات فیزیکی نامیده میشوند. اما آن دسته از خطرات مواد شیمیایی که سلامت جانداران را تهدید مینمایند، خطرات سلامتی نامیده میشوند. ضروری است مقابله با این خطرات، با دو رویکرد مدیریت ایمنی و ایمنی فرایند مورد بررسی قرار گیرند. [1] دستهبندی خطرات مواد شیمیایی
الف- خطرات فیزیکی - Physical hazard -
الف-1 حریق
مواد قابل اشتعال : - Flammable - مواد قابل احتراق - جامد،مایع یا گاز - که به آسانی مشتعل شده و به سرعت میسوزند،مانند متان، اتان و .... [2] مواد قابل احتراق : - Combustible - به طور کلی، سوختن یک ماده در هوا و تحت شرایط معمول دما و فشار محیط را قابلیت احتراق گویند، مانند نفت کوره و....[2] مواد پیروفوریک : - Pyrophoric - مواد شیمیایی که در دمای 54/5 درجه سانتیگراد و در تماس با اکسیژن یا هوا، به خودی خود، به شدت واکنش داده و مشتعل میگردند. این نوع مواد، باید تحت اتمسفر خنثی نگهداری شوند. مانند سدیم و...[2] مواد اکسید کننده : - Oxidizer - هر مادهای که به سهولت، اکسیژن یا گازهای اکسید کننده دیگر، آزاد میکند یا برای آغاز و یا تقویت احتراق، به سهولت واکنش داده و تخریب میگردد، مانند بنزیل پروکساید و ... [2]
الف-2 انفجار
مواد انفجاری : - Explosive - هر نوع ماده شیمیایی، ترکیب یا وسیلهای که کارکرد اصلی آن انفجار و منفجر شدن باشد مانند اسید پیکریک و.... [2]
الف-3 واکنش پذیری
مواد واکنشپذیر : - Reactive material - مادهای که قادر یا متمایل به واکنش شیمیایی با مواد دیگر باشد؛ همچنین مادهای که در دما و فشار معمول محیطی و یا دما و فشار بالا، به آسانی و به صورت خودبخود، قادر به انفجار، واکنش انفجاری یا تلاشی انفجاری باشد. مانند پروکسایدها و.... [2]مواد ناپایدار : - Unstable - مادهای که حالت خالص یا فرم تجاری آن، به شدت پلیمریزه، تجزیه یا تغلیظ میگردد؛ ماده-ای که به خودیخود، وارد واکنش میگردد. مانند استیل-پروکساید و... [2]مواد حساس به آب : - Water-reactive - مادهای که در اثر واکنش با آب، تولید گاز قابل اشتعال یا گاز مضر سلامتی نماید. مانند کلسیم کارباید و ... [2]گازهای تحت فشار : - Compressed Gas - یک گاز یا مخلوطی از گازها که فشار مطلق آنها در ظرف محتوی ماده، در دمای 21 درجه سانتیگراد، بیش از psi 40 و یا فشار مطلق آنها، در دمای 54 درجه سانتیگراد، بیش از psi 140 گردد. یا مایعی که فشار بخار آن در دمای 37/8 درجه سانتیگراد بیشتر از 40 psi باشد. مانند هلیم و.... [3]
ب-خطرات سلامتی - health hazard -
مواد خورنده : - Corrosive - مواد شیمیایی که با فعل و انفعالات شیمیایی، باعث تخریب مشهود و یا تغییرات برگشت ناپذیر در بافت سلولهای زنده میگردد. مانند اسید سولفوریک و .... [2]مواد حساسیتزا : - Sensitizer - مواد شیمیایی که باعث بروز واکنش آلرژیک در بدن تعداد قابل توجهی از انسانها و حیواناتی که به صورت مکرر در معرض آن قرار گرفتهاند، میشود. مانند فرمالدئید و ... [1]مواد شیمایی سرطانزا : - Carcinogen - مواد شیمیایی که در لیست مواد سرطانزای یکی از سه سازمان آژانس بین المللی تحقیقات سرطان - IARC - ، برنامه ملی سمشناسی - NTP - و اداره ایمنی و بهداشت حرفهای - OSHA - قرار گرفتهاند. مانند آزبست و... [1]
مواد محرک یا التهاب آور : - Irritant - مواد غیرخورندهای که با واکنش شیمیایی متاثر از میزان و مدت زمان مواجهه، باعث اثرات برگشتپذیر التهابی روی بافتهای موجود زنده می-گردد. مانند کلر و ... [1]مواد سمی : - Toxic - ماده شیمیایی که میانگین غلظت کشنده - LC50 - آن در هوا، بیشتر از 200 ppm حجمی و کمتر از ppm 2000 حجمی گاز یا بخار آن باشد؛ همچنین مادهای که تنفس پیوسته مقدار بیشتر از 2 میلیگرم بر لیتر و کمتر از 20 میلیگرم بر لیتر میست، فیوم یا غبارات آن به مدت یک ساعت یا کمتر، منجر به مرگ موش آزمایشگاهی 200 الی 300 گرمی، در کمتر از یک ساعت گردد. مانند فنل و... [2]
مواد بسیار سمی : - Highly toxic gas - ماده شیمیایی که میانگین غلظت کشنده - LC50 - آن در هوا 200 ppm حجمی یا کمتر گاز یا بخار آن باشد؛ همچنین مادهای که تنفس پیوسته 2 میلیگرم بر لیتر یا کمتر میست، فیوم یا غبارات آن، به مدت یک ساعت یا کمتر، منجر به مرگ موش آزمایشگاهی 200 الی 300 گرمی، در کمتر از یک ساعت گردد. مانند سدیم سیانید و... [2]تاثیر بر روی اندامهای هدف : - Target organ effects - مواد شیمیایی که بر روی اندامها و سیستمهای خاصی از بدن تاثیر میگذارند. اثرات سمی مواد شیمیایی که دورتر از محل تماس یا محل ورود مواد به بدن ظاهر میگردد؛ مثلاً آرسنیک روی خون، سیستم عصبی، کبد، کلیهها و پوست اثر میگذارد و یا بنزن، روی مغز استخوان تاثیر میگذارد. [1]
رویکرد ایمنی فرایند - process safety -
لایههای حفاظتی مستقل - - Independent Protection Layers
برای مقابله با ریسکهای ناشی از خطرات فوق، روش لایه-های حفاظتی مستقل - IPL - به عنوان یکی از روشهای کنترل ریسک مطرح گردیده است. لایههای حفاظتی مستقل به سیستم یا دستورالعملی اطلاق میگردد که توانایی پیشگیری از سناریوی خطرناک به پیامدهای ناخواسته را دارا باشد، بطوریکه از رویداد آغازگر یا عاملی که سبب بروز سناریو گردیده است، مستقل باشد. مهمترین ویژگی لایه حفاظتی مستقل و وجه تمایز آن با دیگر سیستمهای حفاظتی این است که میزان موثر بودن و مستقل بودن آن قابل تشخیص و اندازهگیری است. [4]
روش تجزیه تحلیل لایههای حفاظتی - Layers of protection Analysis -
LOPA، یک روش نیمه کمی برای ارزیابی ریسکهای فرایندی بر اساس لایههای حفاظتی مستقل که در مقابل مخاطرات در نظر گرفته میشوند، میباشد. در این روش لایه-های مستقل حفاظتی، شناسایی میگردند و سپس کفایت و توانایی لایهها در برابر شرایط خطرناک، مورد ارزیابی قرار می-گیرد. لایههای حفاظتی مستقل سیستمهای ابزاری هستند که از توسعه سناریوی خطرناک به سمت پیامدهای ناخواسته پیشگیری به عمل میآورند. به واسطه مستقل بودن لایهها از یکدیگر، در صورت وقوع خطا در هر یک از لایهها، لایههای بیرونیتر می-توانند از بروز پیامد ناخواسته جلوگیری به عمل آورند. البته برخی از لایهها نیز ممکن است بعد از وقوع پیامد برای تخفیف اثرات ناشی از پیامد وارد عمل گردند. [5]
این لایههای حفاظتی بطور خلاصه به این شرح است: اولین و سادهترین گام برای کنترل ریسک، طراحی ذاتاً ایمن فرایند - inherent safe design - است. در صورت عدم توانایی این لایه در حفاظت از خطر، لایه حفاظتی مستقل دوم مطرح میگردد. این لایه، تجهیزات و کنترلهایی هستند که همواره فرایند را مورد پایش و کنترل قرار داده و موجب جلوگیری از وقوع حادثه یا کاهش اثرات آن میگردد. لایه حفاظتی مستقل سوم، سیستمهای هشداردهنده حیاتی، کنترل سیستم نظارتی و کنترلهای دستی - غیراتوماتیک - است. لایه چهارم شامل سیستمهای ابزاردقیق ایمنی - Safety Instrument - Systems و سیستمهای توقف اضطراری - Emergency - Shutdown Systems است.
لایه حفاظتی پنجم شامل حفاظت فیزیکی - شیرهای ایمنی و اطمینان و همچنین دایکها یعنی دیوارههای حفاظتی - است. اگر این لایهها نیز توانایی جلوگیری از وقوع حادثه را نداشته باشند یا اینکه نتوانند اثرات آن را تاحد مشخصی کاهش دهند، کنترل ریسک وارد مرحله واکنش اضطراری کارخانه - لایه حفاظتی ششم - میشود. بالاخره اگر اثرات حادثه، محیط خارج از حریم تحت کنترل را متاثر سازد، باید طرح واکنش اضطراری جامعه - لایه حفاظتی هفتم - برنامه-ریزی شود تا جلوی صدمات و خسارات بیشتر گرفته شود. [6]
مطالعه موردی حادثه بوپال
در دسامبر 1984، بخارات ناشی از نشت گاز سمی متیل ایزوسیانات - MIC - ، بر فراز شهر بوپال هند، وخیمترین حادثه صنعتی جهان را رقم زد. در این حادثه، گاز سمی از کارخانه حشرهکشسازی شرکت آمریکایی یونایتد کارباید نشت کرده و چندین هزار کشته و بیمار برجای گذاشت. عامل اصلی واقعه، نفوذ آب به داخل مخزن MIC بنا به دلایل نامشخص و آغاز یک واکنش زنجیرهای و در نتیجه افزایش دما وفشار مخزن بود که باعث باز شدن شیر اطمینان و پخش بخار MIC در فضا
