Inleiding en kenmerken van sommige gewone gassen en giftige gevaarlijke gassen Deel 2

19. Zwavelhexafluoride (SF₆)

SF₆ is een kleurloos, geurloos, niet-toxisch, niet-ontvlambaar gas. Het is chemisch stabiel met een hoge thermische stabiliteit. Het heeft uitstekende isolerende eigenschappen, met een boogdovende capaciteit die ongeveer 100 keer die van lucht is.

Blootstellingslimieten: Op de werkplek is de PC-TWA voor SF₆ 6000 mg/m³. Onder standaardomstandigheden (0°C, 101,325 kPa) is 1 mg/m³ ≈ 0,133 ppm, dus 6000 mg/m³ ≈ 798 ppm. Dit betekent dat onder normale arbeidsomstandigheden de langdurige blootstellingsconcentraties onder deze limiet moeten worden gehouden om de gezondheid van werknemers te beschermen.

Toepassingen: Voornamelijk in de energiesector, veel gebruikt in elektrische apparatuur zoals hoogspanningsschakelaars, transformatoren en meettransformatoren als isolerend en boogdovend medium. Het wordt ook gebruikt bij metaalsmelten en de productie van elektronische zuiver silicium als beschermgas.

20. Ozon (O₃)

Ozon heeft sterke oxiderende eigenschappen en irriteert de menselijke luchtwegen en ogen. Inademing van hoge concentraties ozon veroorzaakt hoesten, ademhalingsmoeilijkheden, pijn op de borst, enz. Langdurige blootstelling kan leiden tot verminderde longfunctie en toename van luchtwegaandoeningen. Het heeft ook nadelige effecten op de plantengroei, zoals schade aan bladeren en aantasting van de fotosynthese.

In de atmosfeer wordt ozon voornamelijk gegenereerd door fotochemische reacties van stikstofoxiden en vluchtige organische stoffen onder invloed van zonlicht. In drukke stedelijke verkeersgebieden en industriële clusters reageren NOx uit voertuiguitlaatgassen en VOS uit industriële processen, waardoor gemakkelijk ozonvervuiling ontstaat. Bovendien produceren sommige elektrische apparaten, zoals kopieerapparaten en laserprinters, tijdens bedrijf kleine hoeveelheden ozon.

21. Formaldehyde (CH₂O)

Ook bekend als methanal, is het een kleurloos gas met een penetrante geur die de ogen en neus irriteert. Het komt voornamelijk uit bouwmaterialen, meubelproductie, cosmetica, enz. Langdurige blootstelling kan kanker veroorzaken.

Blootstellingslimieten:

• Binnenomgeving: Volgens China's GB/T 18883-2002 is de limiet voor formaldehydeconcentratie binnenshuis 0,1 mg/m³ (ongeveer 0,08 ppm). Volgens het Ministerie van Huisvesting en Stedelijke en Landelijke Ontwikkeling, na sterke ventilatie en 1 uur afdichting in een nieuw gerenoveerd huis, wordt een formaldehyde-uitstoot van ≤ 0,1 mg/m³ (ongeveer 0,07 ppm) als standaard beschouwd.

• Werkplek: De ACGIH-grenswaarde voor formaldehyde is 2 ppm, wat betekent dat bij deze concentratie bijna alle werknemers dag na dag herhaaldelijk kunnen worden blootgesteld zonder nadelige gevolgen.

• Aanbeveling voor gevoelige groepen: Voor zwangere vrouwen, kinderen en andere minder weerbare personen moet de formaldehydeconcentratie binnenshuis onder de 0,06 mg/m³ (ongeveer 0,05 ppm) liggen.

22. Benzeen (C₆H₆)

Benzeen is een kleurloze, transparante vloeistof met een speciale aromatische geur, die gemakkelijk vervluchtigt tot een giftig gas. Het komt voornamelijk uit petrochemie, oplosmiddelen, kunststofproductie, enz. Langdurige blootstelling beïnvloedt het beenmerg, wat leidt tot aplastische anemie en zelfs een verhoogd risico op leukemie.

Blootstellingslimieten: Volgens de 1e wijziging van GBZ 2.1-2019 is de PC-TWA voor benzeen 3 mg/m³ en de PC-STEL 6 mg/m³. Omgezet is PC-TWA ≈ 0,95 ppm, PC-STEL ≈ 1,9 ppm.

23. Fosgeen (COCl₂)

Fosgeen is een kleurloos gas met een geur van beschimmeld hooi of rotte appels. Het komt voor bij de productie van fosgeen, verbranding bij hoge temperatuur van gechloreerde koolwaterstoffen, organische synthese met fosgeen, en de productie van kleurstoffen, pesticiden, farmaceutica, enz. Het veroorzaakt voornamelijk irritatie van het ademhalingsslijmvlies, en ernstige gevallen kunnen leiden tot bronchospasmen, chemische ontsteking, longoedeem en verstikking.

Blootstellingslimieten: Volgens GBZ 2.1-2007 is de MAC voor fosgeen 0,5 mg/m³ (ongeveer 0,29 ppm).

24. Waterstofcyanide (HCN)

HCN is een zeer giftig gas met een bittere amandelgeur. Het wordt veel gebruikt in de chemische productie, metaalraffinage en kunststofproductie. Het remt de cellulaire ademhaling, veroorzaakt hoofdpijn, ademhalingsfalen en kan fataal zijn in ernstige gevallen.

Blootstellingslimieten: MAC is 0,3 mg/m³ (ongeveer 0,11 ppm); voor werkzaamheden in besloten ruimtes is de TWA-limiet 5 ppm en de kortetermijnblootstellingslimiet 10 ppm.

25. Silaan (SiH₄)

Silaan is een giftig, brandbaar gas dat spontaan kan ontbranden in lucht, waarbij siliciumdioxide en water als verbrandingsproducten ontstaan. Het irriteert sterk de luchtwegen, ogen en huid. Inademing van hoge concentraties veroorzaakt hoofdpijn, duizeligheid, misselijkheid, ademhalingsmoeilijkheden en in ernstige gevallen longoedeem en chemische longontsteking.

In de fotovoltaïsche industrie is silaan een belangrijk gas, voornamelijk gebruikt in chemische dampafzettingsprocessen (CVD) voor de productie van halfgeleiders en zonnecellen, zoals het bereiden van dunne polysiliciumlagen.

26. Fosfine (PH₃)

Fosfine (nogmaals, zie ook #17) – De tekst geeft aanvullende details. Het is een zeer giftig gas met een knoflookachtige geur, dat de ademhalings- en zenuwstelsels aantast. Inademing veroorzaakt hoesten, ademhalingsmoeilijkheden, duizeligheid en vermoeidheid. Hoge concentraties veroorzaken ernstige vergiftiging zoals longoedeem, convulsies en de dood.

Bij de productie van fotovoltaïsche cellen wordt fosfine gebruikt in doteringsprocessen, met name voor het bereiden van N-type halfgeleidermaterialen.

Blootstellingslimieten:

• PC-TWA: 0,3 mg/m³ (ongeveer 0,22 ppm)

• PC-STEL: 0,6 mg/m³ (ongeveer 0,44 ppm)

• IDLH: 200 ppm (onmiddellijk gevaarlijk voor leven en gezondheid).

27. Chloor (Cl₂)

Chloor is een zeer giftig gas met een sterke, irriterende geur. Het irriteert ernstig de luchtwegen, ogen en huid. Inademing veroorzaakt hoesten, ademhalingsmoeilijkheden, beklemming op de borst en prikkende ogen. Hoge concentraties kunnen leiden tot longoedeem en ademhalingsfalen.

In de fotovoltaïsche industrie kan chloor worden gebruikt in sommige reinigings- en etsprocessen, bijvoorbeeld voor het verwijderen van onzuiverheden uit siliciumwafers of als oxidatiemiddel.

Blootstellingslimieten: Volgens GBZ2.1-2007 is de MAC voor chloor 1 mg/m³ (ongeveer 0,315 ppm).

28. Waterstofchloride (HCl)

HCl is een zuurgas met een penetrante geur, sterk irriterend voor de luchtwegen en ogen. Inademing van hoge concentraties veroorzaakt hoesten, keelpijn, ademhalingsmoeilijkheden en in ernstige gevallen chemische longontsteking en longoedeem.

Bij de productie van fotovoltaïsche cellen kan HCl worden geproduceerd tijdens etsprocessen met chloorhoudende reagentia. Bijvoorbeeld, wanneer zoutzuur reageert met andere stoffen om specifieke materiaal lagen van siliciumwafers te verwijderen, is een van de bijproducten HCl-gas.

Blootstellingslimieten: Volgens GBZ 2.1-2007 is de MAC voor HCl 7,5 mg/m³ (ongeveer 4,5 ppm).

29. Waterstoffluoride (HF)

HF is een zeer giftig gas dat de luchtwegen, ogen en huid sterk aantast. Het bindt zich aan calcium en magnesium in het lichaam, wat fysiologische afwijkingen veroorzaakt zoals hypocalciëmie. Inademing van hoge concentraties veroorzaakt hoesten, ademhalingsmoeilijkheden, pijn op de borst, en huidcontact veroorzaakt ernstige brandwonden.

In de fotovoltaïsche industrie is fluorwaterstofzuur een veelgebruikt chemisch reagens voor het reinigen en etsen van siliciumwafers om onzuiverheden zoals siliciumdioxide te verwijderen. Tijdens gebruik vervluchtigt HF om giftig waterstoffluoridegas te produceren.

Blootstellingslimieten: Volgens GBZ 2.1-2019 is de MAC voor HF (als F) 2 mg/m³ (ongeveer 1,19 ppm).

30. Koolstofdisulfide (CS₂)

CS₂ is een gif dat zenuwen en bloedvaten beschadigt. Langdurige blootstelling aan lage concentraties veroorzaakt neurasthenisch syndroom en disfunctie van het autonome zenuwstelsel. Inademing van hoge concentraties leidt tot acute vergiftiging, met symptomen zoals hoofdpijn, duizeligheid, misselijkheid, braken en in ernstige gevallen bewusteloosheid en ademhalingsfalen.

Het komt voornamelijk uit de chemische productie, bijvoorbeeld bij de productie van viscosevezels wordt CS₂ gebruikt om cellulose op te lossen. Het wordt ook gebruikt om koolstoftetrachloride, versnellers voor rubbervulcanisatie, enz. te produceren. Tijdens deze processen kan CS₂ in de lucht vrijkomen door apparatuitlekken of onjuiste bediening.

Beroepsmatige blootstellingslimieten: PC-TWA: 5 mg/m³, PC-STEL: 10 mg/m³. Onder standaardomstandigheden is 1 ppm ≈ 4,1 mg/m³, dus PC-TWA ≈ 1,22 ppm, PC-STEL ≈ 2,44 ppm.

31. Vinylchloride (C₂H₃Cl)

Vinylchloride is een kankerverwekkende stof; langdurige blootstelling verhoogt het risico op leverkanker en andere kankers. Het beschadigt ook het centrale zenuwstelsel en de lever, wat leidt tot duizeligheid, slaperigheid, misselijkheid en in ernstige gevallen coma en de dood.

Het is een belangrijk monomeer voor de productie van polyvinylchloride (PVC) kunststof. In de chemische productie wordt vinylchloride gesynthetiseerd door de additiereactie van acetyleen en waterstofchloride. In PVC-fabrieken, als apparatuurafdichtingen slecht zijn of er lekken optreden tijdens transport/opslag, komt vinylchloride in de lucht vrij.

Beroepsmatige blootstellingslimieten: PC-TWA: 10 mg/m³. Onder standaardomstandigheden is 1 ppm ≈ 4,1 mg/m³, dus PC-TWA ≈ 2,44 ppm.

32. Chloordioxide (ClO₂)

ClO₂ is een sterk oxidatiemiddel dat de luchtwegen, ogen en huid irriteert. Inademing van hoge concentraties veroorzaakt hoesten, piepende ademhaling, ademhalingsmoeilijkheden en in ernstige gevallen longoedeem. De toxiciteit is iets lager dan die van chloor, maar vereist nog steeds zorgvuldige hantering.

Het wordt voornamelijk gebruikt bij waterbehandeling, pulpbleken en andere industriële processen. Bij desinfectie van drinkwater wordt het gebruikt om bacteriën en virussen te doden. In de papierindustrie wordt het gebruikt om houtpulp te bleken. Bij onjuiste hantering, zoals apparatuitlekken of beschadigde containers, kan ClO₂ in de lucht vrijkomen.

Blootstellingslimieten: PC-TWA: 0,3 mg/m³, PC-STEL: 0,8 mg/m³. Onder standaardomstandigheden is 1 ppm ≈ 4,1 mg/m³, dus PC-TWA ≈ 0,073 ppm, PC-STEL ≈ 0,195 ppm.

33. Waterstofselenide (H₂Se)

H₂Se is een zeer giftig gas, giftiger dan waterstofsulfide. Het irriteert de luchtwegen, veroorzaakt hoesten en ademhalingsmoeilijkheden. Eenmaal in het lichaam beschadigt het meerdere organen, met name de lever, nieren en het zenuwstelsel, en kan het fataal zijn.

Het kan ontstaan tijdens de verwerking van metaalseleniden, zoals cadmiumselenide of zinkselenide, in zure omgevingen. In de elektronica-industrie wordt seleen gebruikt in foto-elektrische cellen en gelijkrichters, en H₂Se kan tijdens de verwerking worden geproduceerd.

Blootstellingslimieten: TWA: 0,15 mg/m³ (ongeveer 0,036 ppm), STEL: 0,3 mg/m³ (ongeveer 0,073 ppm).

34. Vluchtige Organische Stoffen (VOS)

De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) definieert VOS als organische verbindingen met een kookpunt tussen 50-260°C bij kamertemperatuur. Deze verbindingen zijn vluchtig en kunnen bij kamertemperatuur en druk als gasvormige moleculen in de lucht voorkomen.

• Chemische Industrie: Veel organische oplosmiddelen die worden gebruikt in productie-, opslag- en toepassingsprocessen, geven VOS af. Bijvoorbeeld, de productie van verf en coatings gebruikt grote hoeveelheden oplosmiddelen zoals tolueen, xyleen, enz., die vervluchtigen tijdens mengen, opslag en toepassing.

• Drukkerij-industrie: Oplosmiddelen in inkten zijn ook een belangrijke bron van VOS, die vrijkomen naarmate de inkt droogt.

• Petrochemische Industrie: Raffinaderijen en petrochemische productie genereren grote hoeveelheden VOS, waaronder lichte koolwaterstoffen uit de raffinage van ruwe olie en tussenproducten uit diverse chemische producten.

• Elektronica-industrie: Reinigingsprocessen gebruiken organische oplosmiddelen (bijv. trichloorethyleen, isopropanol) die na het reinigen van printplaten en andere apparatuur vervluchtigen.

• Binnendecoratie: Een belangrijke bron van VOS in het dagelijks leven. Bouwmaterialen (bijv. plaatmateriaal met ureum-formaldehydeharsen, isolatie, behang) en meubels (verf, coatings, lijmen) geven diverse VOS af. Formaldehyde kan bijvoorbeeld jarenlang continu vrijkomen uit nieuwe houtproducten en meubeloppervlakken.

• Dagelijkse huishoudelijke producten: Reinigingsmiddelen, cosmetica (sommige lotions, parfums met vluchtige componenten zoals ethanol) en interieurmaterialen van auto's (stoelen, plastic dashboardonderdelen) geven VOS af tijdens gebruik.

• Uitlaatgassen van voertuigen: Bevatten diverse VOS, zoals koolwaterstoffen, afkomstig van onvolledige verbranding en verdampingsuitstoot uit brandstofsystemen.

Blootstellingslimieten:

• Binnenomgeving: GB/T 18883-2022 stelt een TVOC-limiet van 0,6 mg/m³. GB 50325-2020 stelt voor klasse I civiele gebouwen (woningen, ziekenhuizen, scholen, etc.) een TVOC-limiet van 0,45 mg/m³; klasse II (kantoren, winkels, hotels, etc.) een TVOC-limiet van 0,5 mg/m³.

• Omgevingslucht: Algemene gebieden: dagelijkse gemiddelde VOS-limiet 0,3 mg/m³, uurgemiddelde 0,2 mg/m³; Belangrijke gebieden: dagelijkse gemiddelde 0,2 mg/m³, uurgemiddelde 0,1 mg/m³.

• Industriële productieomgeving: GB 16297-1996 specificeert maximale toegestane emissieconcentraties en -snelheden voor benzeen, tolueen, xyleen, enz. Bijvoorbeeld, maximale emissieconcentratie benzeen: 17 mg/m³ (bestaande bronnen) en 12 mg/m³ (nieuwe bronnen); tolueen: 60 mg/m³ (bestaande) en 40 mg/m³ (nieuwe).

Samenvattend zijn deze giftige en gevaarlijke gassen wijdverbreid in de industrie, transport, dagelijks leven en andere gebieden, en vormen ze ernstige bedreigingen voor de menselijke gezondheid en het milieu. Het begrijpen van hun kenmerken en gevaren helpt bij het nemen van effectieve preventie- en controlemaatregelen.