ارزیابی خطرات مواد شیمیایی

 

ارزیابی خطرات مواد شیمیایی

دکتر ایرج محمدفام و دکتر كتایون ورشوساز

 

1- مقدمه

رشد و توسعه روزافزون علوم و صنایع، سیر تكاملی تكنولوژی و كشف و به‌كارگیری هزاران نوع تركیب شیمیایی در صنایع، در عین اینكه بسیاری از نیازهای جوامع بشری را در ابعاد مختلف تامین نموده است، عوارض سوء و پیامدهای مصیبت بار آن منجر به تخریب منابع اقتصادی، ‌انسانی و زیست محیطی در قالب انفجار و آتش‌سوزی یا نشت و پراكنده شدن مواد گشته است. برای نمونه می‌توان به حوادثی نظیر Pasadena(USA) (ماده شیمیایی درگیر: ایزوبوتان، 23 كشته، 103 مجروح و بیش از 623500000 دلار خسارت اقتصادی)، Fllixborough(UK) (ماده شیمیایی: سیكلو هگزان، 28 كشته، 104 مجروح و بیش از 635900000 دلار خسارت اقتصادی)، Beek(Holland) (ماده شیمیایی: پروپیلن، 14 كشته و بیش از 114700000 دلار خسارت اقتصادی) و بوپال در هندوستان(اعتقاد بر این است كه تعداد تلفات این حادثه در نهایت بیش از تعداد تلفات انسانی در طول جنگ جهانی دوم خواهد بود) اشاره كرد.

به منظور مقابله با خطرات یاد شده و كسب اطمینان از اینكه كلیه ریسك‌های موجود شناسایی شده و واكنش‌های لازم در برابر آنها پیش‌بینی شده است، استفاده از اصول و تكنیك‌های ارزیابی خطرات مواد شیمیایی امری اجتناب ناپذیر است.

انسان از قرن‌ها پیش با بعضی خصوصیات مواد شیمیایی آشنا بوده و از این اطلاعات محدود در راستای اهداف مختلف استفاده كرده است. برخی از گازهای سمی مانندCO2 ، CO و همچنین SO2از مدتها قبل شناخته شده و سمومی از تركیبات جیوه و ارسنیك(سوبلیمه و مرگ موش) از صدها سال قبل مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود این به‌جرات می‌توان گفت تنها از نیمه دوم قرن بیستم بود كه در نتیجه پژوهش‌های علمی گسترده، دهها عنصر جدید، صدها ماده معدنی و هزاران تركیب آلی در اختیار انسان قرار گرفت. كاربرد مواد جدید در كنار اینكه منافع بیشماری برای نسل بشر بدنبال آورد، به همان نسبت او را درگیر معضلات جدیدتر ساخت. در كنار كاربردهای غیر انسانی مواد شیمیایی به‌صورت گازهای جنگی،‌ بروز حوادث متعدد شیمیایی یكی از مهمترین پیامدهای سوء كاربرد این مواد محسوب می شود كه نه تنها باعث تحمیل خسارات اقتصادی و زیست محیطی شدید بر جوامع انسانی می گردد، بلكه امنیت مردم را نیز در گستره محلی، منطقه ای، ملی و حتی بین المللی به‌شدت تهدید می‌نماید.

 

2- خطرات مواد شیمیایی

خطرات مواد شیمیایی را می‌توان در دو سطح خرد و كلان مورد بررسی قرار داد. خطرات خرد شامل مواردی می‌شود كه در آن حوادث مرتبط با مواد شیمیایی، سلامتی و اقتصاد تعداد محدودی از افراد را تحت تاثیر قرار داده و قادر است منجر به خسارات اقتصادی كوچك، آلودگی‌هایی زیست‌محیطی محدود و موارد مشابه گردد. اما خطرات كلان شامل آن دسته حوادث مرتبط با مواد شیمیایی می‌گردد كه هر چند احتمال وقوع آنها كمتر از حوادث دسته قبلی است، ولی با توجه به گستره تلفات و خسارات، می‌توان آنها را در طبقه حوادث فاجعه‌بار قرار داد.

خطرات كلان مواد شیمیایی در دو دسته كلی جای می‌گیرند:

الف) نشت مواد شیمیایی قابل اشتعال و تركیب آنها با هوا و تشكیل یك توده ابر قابل اشتعال كه در اثر تماس با منبع جرقه منجر به آتش‌سوزی یا انفجار در تاسیسات می‌شود و احتمالا محل‌های پر جمعیت را در معرض خطر قرار می‌دهند(خطرات ایمنی).

اینگونه خطرات كه می‌تواند به شكل انفجار و آتش سوزی وسیع ظاهر شود، محدوده جغرافیایی خاصی ندارد و كشور ما نیز شاهد اینگونه حوادث در صنایع،‌انبارهای ذخیره مواد شیمیایی، جایگاه‌های سوخت و غیره بوده است. گفتنی است برای مثال انفجار ناشی از گاز در یك مخزن 50 تنی پروپان می‌تواند حداقل سبب آسیب و جراحات سوختگی درجه 3 در فاصله 200 متری و ایجاد تاول شدید در فواصل 400 متری گردد. در جدول 1 مثال‌هایی از اینگونه حوادث ارایه شده است:

 

جدول شماره1 : مثالهایی از حوادث بزرگ شیمیایی در جهان

ردیف

محل

ماده درگیر

سال وقوع

تعداد كشته

1

2

3

4

5

6

Nudwigshafen, آلمان

Pernis, هلند

Flixbrorough, انگلستان

Pasadena,TX, آمریكا

San Carlos, اسپانیا

Mexico city, مكزیك

اتیل اتر

مواد نفتی

سیكلو هگزان

ایزو بوتان

پروپیلن

پروپان

1948

1968

1974

1989

1978

1984

209

85

104

103

211

500

 

ب) نشت مواد شیمیایی در اشكال مختلف كه آسیب پذیری در مقابل این خطر شامل انسانها و محیط زیست می‌شود(خطرات بهداشتی).

اثرات مواد شیمیایی سمی بر روی افراد شامل اثرات كوتاه مدت و بلند مدت است كه با یكدیگر متفاوت می‌باشند. نگهداری و مصرف مواد شیمیایی به مقدار زیاد همواره این خطر را به همراه دارد كه در صورت رها شدن آن همراه با جریان هوا منتشر شده و تا شعاع چند صد متری اطراف محل حادثه، افرادی را كه قادر به فرار از محوطه نشده در معرض خطر مرگ یا مسمومیت قرار می‌دهد.

بررسی حوادث شیمیایی در برخی كشورها نشان می‌دهد كه در میان مواد، گازهای شناخته شده‌ای نظیر كلر و آمونیاك به‌علت استفاده فراوان، تاریخچه طولانی از نظر ایجاد حوادث بزرگ داشته‌اند. گاز كلر در غلظت 10 تا  ppm20 در عرض 30 دقیقه باعث ایجاد مسمومیت شده و در غلظت های 100 تا ppm 150 در عرض 5 تا 10 دقیقه سبب مرگ انسان‌ها می‌شود. با این حساب در شرایط عادی اگر 10 تن كلر در هوا منتشر شود، در محدوده 2 كیلومتری از منبع غلظتی برابر ppm 140 و در محدوده 5 كیلومتری غلظتی در حدود ppm 15 ایجاد خواهد كرد.

 

3- ارزیابی خطرات بهداشتی

ماهیت خطرات امروزی به‌صورتی است كه دیگر همانند سابق نمی‌توان منتظر بروز حادثه‌ای شد كه با درس گرقتن از آن به ارایه راهكارهای پیشگیرنده در مورد حوادث آتی پرداخت. به‌عبارت دیگر توسعه و گسترش تكنولوژی‌های پیچیده در كنار استفاده از مواد فوق العاده خطرناك، باعث شده است كه فلسفه ایمنی در یك چرخش آشكار از رویكرد واكنشی (After the Fact ) به یك رویكرد پویا و پیشگیرانه (Before the Fact) بپردازد كه رویكرد اخیر بر اساس شناسایی و كنترل خطر قبل از تبدیل به حادثه است.

به‌طور كلی پنج مرحله لازم برای ارزیابی اثرات بهداشتی ناشی از آزاد شدن مواد شیمیایی به شرح زیر است:

  • بررسی خصوصیات مواد شیمیایی مورد نظر
  • بررسی شدت انتشار
  • تعیین سمیت مواد شیمیایی
  • تخمین میزان مواجهه  افراد در تماس با مواد شیمیایی
  • تعیین ریسك

 

3-1 بررسی خصوصیات مواد شیمیایی مورد نظر

اولین گام در بررسی اثرات بهداشتی انتشار مواد شیمیایی، تعیین خصوصیات فیزیكی مواد شیمیایی مورد نظر می‌باشد كه اطلاعات به‌دست آمده از این مرحله می‌تواند نحوه رفتار مواد شیمیایی را تحت شرایط خاص تعیین كند. خصوصیات فیزیكی شامل حالت فیزیكی، فشار بخار، دانسیته بخار، حلالیت، نقطه ذوب و جوش، محصولات ناشی از تجزیه، پتانسیل احتراق و قابلیت اشتعال آن است كه هر كدام كاربردهای خاص خود را دارا می‌باشد.

 

3-2 بررسی شدت انتشار

در این مرحله مقادیر مواد رها شده برآورد می‌شود. برای تعیین نرخ آزاد شدن مواد شیمیایی می‌توان از پروتكل‌های موجود در راهنمای اداره حمل و نقل آمریكا1 (DOT) و یا سازمان حفاظت از محیط زیست آمریكا2 (EPA) استفاده كرد.

در این مرحله یكی دیگر از موارد مهم توجه به خصوصیات دموگرافیك افراد تحت تاثیر است كه در این میان كودكان، پیرمردان، بیماران و در نتیجه محل تجمع آنها نظیر مدارس، بیمارستان‌ها، خانه سالمندان و موارد مشابه از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است.

علاوه بر این توجه به شرایط اتمسفری نیز حائز اهمیت است. به‌عنوان مثال در تعیین غلظت آلودگی‌ها در نقاط مختلف، سرعت و جهت بادها نقش برجسته ای را ایفا می‌كند.

 

 3-3 تعیین سمیت مواد شیمیایی

سومین مرحله ارزیابی، تعیین سمیت مواد شیمیایی مورد نظر می‌باشد. منظور از سمیت، توانایی یك ماده در ایجاد اثرات سوء‌ بهداشتی بر روی موجود زنده است كه در این امر علاوه بر نوع ماده، راه‌های ورود به بدن،‌ شكل فیزیكی، ابعاد، ‌مدت مواجهه و غیره نیز دخالت دارند.

برای برآورد سمیت مواد می‌توان از شاخص‌هایی نظیر  IDLH, LD50, LC50 و موارد مشابه استفاده كرد.

 

3-4 تخمین میزان مواجهه افراد در تماس با مواد شیمیایی

چهارمین مرحله ارزیابی تخمین میزان مواجهه افراد است. مواجهه می‌تواند به دو شكل حاد و مزمن رخ دهد كه در حوادث مربوط به انتشار مواد شیمیایی، مواجهه‌های حاد از اهمیت بیشتری برخوردارند. مواجهه در هر دو حالت بر اساس غلظت ماده شیمیایی در هوا و حالت مواجهه تعیین می‌شود.

«سطح اهمیت» خود ماده شیمیایی نیز یك فاكتور مهم در تعیین مواجهه است. سطح اهمیت، غلظتی از یك ماده فوق‌العاده خطرناك در هوا است كه در غلظت‌های بالاتر از آن، در یك مواجهه آنی یا بسیار كوتاه احتمال آسیب‌های بسیار شدید یا حتی مرگ وجود دارد. در حال حاضر هیچ قاعده كلی برای محاسبه سطح اهمیت وجود ندارد و محقق می‌تواند آن را بر اساس یك پایه دلخواه بدست آورد. برای مثال سطح اهمیت می‌تواند یك‌صدم LD50برای یك ماده شیمیایی خاص در نظر گرفته شود.

 

3-5 تعیین ریسك

مرحله پایانی برآورد عملی از اثرات بهداشتی برروی افراد تحت تاثیر است. یك روش معمول در این مرحله مقایسه میزان غلظت مواد شیمیایی در حوادث با سطح اهمیت مواد می‌باشد. مثلا درصورتی‌كه غلظت بالاتر از میزان سطح اهمیت مواد باشد، مقررات سازمان‌های مسوول به‌منظور تخلیه اضطراری محل اجرا می‌گردد.

یك روش اختصاصی‌تر، بدست آوردن دوز دریافتی افراد در محل آلوده است. این دوز خود در ارتباط با راه ورود ماده شیمیایی به بدن است. برای مثال در صورتی‌كه ورود از طریق استنشاق باشد می‌توان از فرمول زیر استفاده كرد:

IEX: مواجهه استنشاقی تخمینی(میلیگرم/ كیلوگرم روز)

d: مدت زمان رویداد(ساعت/رویداد)

i: نرخ متوسط استنشاق فرد در معرض(مترمكعب/ساعت)

c: غلظت هوای آلوده(میلی گرم/مترمكعب)

BW: وزن بدن(كیلوگرم)

f: فراوانی مواجهه(رویداد بر طول عمر)

پاسخ فرد به دوز دریافتی را می‌توان از مقایسه نتایج بدست آمده با اطلاعات موجود از منحنی‌های دوز-پاسخ مواد شیمیایی مورد نظر بدست آورد.

باید توجه داشت كه هدف روش فوق تخمین اثرات بهداشتی یك ماده شیمیایی قبل از آزاد شدن آن بوده، به‌طوری‌كه از نتایج بدست آمده از بررسی ریسك می‌توان برای طرحریزی پیشگیرنده استفاده كرد.

 

مرجع:

1.  U.S. Environmental Protection Agency, Superfund Exposure Assessment Manual, 122. 1998.

2.  Harris. R. G. and Joseph J.C, Risk Assessment and Risk Management for the Chemical Process Industry, New York, Van Nostrand Reinhold. 1991.

 


 

1. US Department of Transportation

2. US Environmental Protection Agency.

خبرنامه

اطلاعات تماسی

تلفن : ۰۲۱۲۲۹۲۴۹۸۷

ایمیل :‌ info [@] safetymmesage [dot] com

درباره پیام ایمنی

فعاليت سايت پیام ایمنی از سال 1382 همزمان با انتشار نشریه پیام ایمنی آغاز گرديد. هدف ما از طراحی اين سايت، ايجاد مرجعی کامل و كارآمد از موضوعات ایمنی، بهداشت، محیط‏ زیست و آتش‏ نشانی، به منظور رفع نياز محققين و علاقمندان در كشور است.


طراحی سایت و طراحی گرافیک توسط استودیو طراحی حاشیه