자료출처 : http://mirae.kwangwon.ac.kr

실험실 안전 수칙

1. 실험실의 안전

화학실험을 하는데 근본적으로 위험을 완벽하게 피할 수는 없다.

그러나 화학적 혹은 물리적 성질의 지식을 잘 적용하고, 실험실의 기본안전수칙을 잘 이해하며 훈련을 하여 위험을 줄일 수 있다. 다음 장에서는 특히 초심자나 경험이 부족한 사람이 충분히 배울 수 있는 규칙을 다루기 쉽게 소개한다.

화학실험을 하는데 접할 수 있는 대표적으로 근본적인 위험은

  • 유독성, 가연성 혹은 폭발성 물질

  • 높은 온도와 압력

  • 전기 등이다.

    실험실에서의 특별한 사고는

    중독; 가연성가스, 증기 혹은 물질을 다룰 때 화재와 폭발, 뜨거운 물질, 액체의 가열, 산과 알칼리 접촉, 압력용기의 폭발, 전류의 변화 등으로써, 사고예방에 정신을 집중시키는 것은 근본적인 규칙이다.

    부주의 , 태만, 혹은 경솔하지 말라.

    1.1. 실험실 안전의 기본 규칙

    다음과 같이 기본 규칙을 적용함으로서 화학실험과 장비에 위험을 보다 적게 할 수 있다.

    자격 있는 사람만이 위험한 시약과 장비를 취급한다.

  • 보호안경, 보호장갑 그리고 보호 복을 필수적으로 착용하여야 한다.

  • 실험실의 환기 ; 위험한 가스 혹은 증기(fume)가 퍼질 수 있는 장소는 효과적인 배연설비(fumehood)를 설치한다.

  • 화학약품이 눈에 들어가거나 피부에 점막이 접촉 되서는 안 된다.

  • 눈이 오염되면 물이나 세척병으로 충분히 세척하고 누워 있어야 한다.

  • 액체가 묻거나 위험한 물질이 피부에 묻으면 즉시 마른천이나 티슈(tissue)로 닦고 오염된 곳에 물을 뿌려주며 세척은 더운물과 비누로 충분히 한다.

  • 부식물질에 의복이 오염되면 즉시 벗어야 한다.

    1.2. 화학약품의 취급

    많은 화학약품들은 유독함으로 건강에 해롭고 부식성, 자극성, 가연성이며 혹은 취급시 화재(highly flammable)의 위험성이 잠재 되여 있다.

    사용 : 위험한 화학약품은 깨지기 쉬운 용기이면 5ℓ를 초과하지 않는 용기에 보관한다. 단 불을 끄는 재료와 불연재료, 흡습성을 갖춘 용기와 같이 특별히 보호된 장치는 제외한다.

    이 책에서는 특별한 위험물을 <그림1>과 같이 표시한다.

    운송 : 깨지기 쉬운 용기는 좁게 운반하지 말고 또한 밑을 받혀준다. 먼 곳으로 용기를 운반 할 때에는 양동이, 바구니 혹은 나무상자로 안전하게 하여야 한다. 냉각된 방에서 용기를 이동할 때 농축수의 빠져나감에 유의해야한다.

    보관 : 일반적으로 실험실 약품은 서늘하고 건조한 상태에서 보관한다.

    많은 양의 위험한 물질은 실험실에 보관하면 안되고 규정에 따라 건축된 약품 보관소에 저장해야한다. 폭발성과 가연성물질은 늘 따로 따로 보관하여야 하며 특별히 차가운 곳에 보관하는 것은 다음과 같다.

  • 압력용기 안의 가연성 가스

  • 불안정한 보관 상태에서 쉽게 비점에 도달할 수 있는 액체

    아세톤, 디메틸에테르, 펜탄, 핵산, 석유에테르, 이황화탄소 그리고 디클로로메탄.

    유 독 물, 가 연 물, 폭 발 물, 부 식 물

    가능하면 장금장치가 있는 방이나 벽장에 보관하여야 하는 것은 아래와 같다.

  • 용기에 특별 위험표시를 하는 물질 요소

    시안화물, 수은과 그 화합물, 비소와 그 화합물, 알칼리금속, 탈륨 화합물, 우라늄 화합물, 인, 살충제

    보관소에 충분히 환기를 하여야 하는 것은 다음과 같다.

  • 부식성 증기를 발생시키는 약품을 예로 들면

    불화수소산, 브롬, 질 산, 염 산, 암모니아용액

    다른 물질과 반드시 분리 시켜야 할 물질 (table 1) :

    Table 1: 다른 물질로부터 분리 시켜야 할 화학물질

    활성탄 산화제, 차아염소산, 칼슘

    알칼리 금속 물, 이산화탄소, 염소작용

    탄화수소, 할로겐

    암모니아 가스 수은, 할로겐

    질산 암모늄 산, 분말금속, 황

    가연성액체, 고은분말 유기물질

    염소산염 암모니아염, 산, 금속분말 유기물질

    산화크롬(VI) 가연성 액체

    구리 아세틸렌, 과산화수소

    시 안 염 산

    가연성 액체 산화제,니트로암모니움

    산화크롬(VI), 질산

    과산화나트륨, 할로겐

    불화 수소산 암모니아

    과산화 수소 금속과 금속염, 유기화합물

    수 은 이세틸렌, 암모니아

    진 한 질 산 아세트산, 산화크롬(VI)

    황화수소, 가연성 액체와 가스

    옥 살 산 은 , 수은

    과 염 소 산 알콜, 종이, 나무, 초산

    비스무스와 그 합금

    인 황, 염소

    과망간산칼륨 글리세린, 에틸글리콜, 황산

    은 아세틸렌, 옥살산, 타타르산

    암모니아화합물

    과산화나트륨 가연성액체

    진 한 황 산 염화칼륨, 과염소산칼륨

    과망간산칼륨

    1.3. 화재의 위험과 화재예방

    화재의 발생을 만족 시켜주는 조건은 다음과 같다.

  • 가연성물질 (고체, 기체, 연기)

  • 산소, 공기 (약 21% 산소)

  • 점화원 (불길, 스파크, 방열체 혹은 가열금속)

    점 화 원 가 연 물

    산 소

    가연성 액체는 인화점 이상으로 온도를 높이면 연소되고 발화온도 이상으로 가열되면 연기가 발생된다. 이 양쪽 값은 물질에 따라 다르다. 가연성 액체의 인화점은 특정한 조건에서 액체 위에 생기는 공기와 증기의 혼합물의 가장 낮은 온도이며 외부요인에 의해서 점화될수 있다. 점화온도는 가연성 물질이 저절로 점화되는 정상 압력과 잘 정리된 실험조건에서 가장 낮은 온도이다.

    인화점과 발화온도의 값은 참고문헌에서 쉽게 찾을 수 있으며 (참고문헌 참조) 인화점이 21 ℃ 미만인 물질은 특별한 가연물에 포함시킨다.

  • 물과 혼합 할 수 없는 것

    휘발유, 벤젠, 디에틸에테르, 이황화탄소, 초산에틸, 톨루엔;

  • 물과 혼합 할 수 있는 것.

    메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 피리딘, 아세톤, 테트라하이드로 푸후탄.

  • 인화점 21∼55 ℃ 사이의 액체

    부탄올, 부틸아세테이트, 크로로벤젠, 아밀알콜, 무수초산, 크실렌.

  • 인화점 55∼100 ℃ 사이의 액체

    디클로로벤젠, 크레졸, 가열용 오일, 니트로벤젠, 페놀, 파라핀 오일.

    공기와 가연물질의 혼합물은 모든 조성에서 다 발화될 수 없다. 발화할 수 있는 혼합물은 부피분율(%) 혹은 g/㎥로 표시되는 폭발 상한치로 부터 하한치로 구별된다. (문헌참조)

    화재 예방에 대한 규칙

  • 50㎖ 이상의 비화성 액체를 가열하는 동안 특별한 주의가 필요하다.

  • 인화성 증기가 퍼지는 것은 예방되어야 하며, 증기는 대개 공기보다 무겁고 짧은 시간에 수미터나 퍼진다. 점화의 공급원(분젠버너, 가열판, 가열멘틀)은 증기로부터 없애거나 멀리 떨어진 곳에 이동해야 한다.

  • 정전 전하는 불꽃방전을 통해 불이 일어날 수 있다. 부전도액(아세톤, 에테르, 이황화탄소, 톨루엔)을 유리 혹은 플라스틱 용기에 넣는 동안, 전기가 발생될 수 있다. 그러므로 만약 용기 바닥까지 이르는 적당한 깔대기의 사용이 가능하다면, 액체가 막 떨어지는 것을 피하여 천천히 주입시킨다. 전도성 용기들은 접지 되어야 하며, 이것은 또한 전도성 혹은 비전도성 용기나 장비에도 적용된다.

  • 가스의 발화는 불꽃(빛, 열)에 의해 일어날 수 있다. 이처럼 쉽게 발화되는 액체는 냉각된 상태에 보관해야 한다.

  • 진공증류시 모세관이나 끓임쪽을 사용하여 증류시 펌핑을 피하여야 한다.

    보호장비와 소방기구

  • 비상구는 분명히 표시되어 있어야 하고 장애요인이 없어야 하며 적어도 한 두개의 비상구는 이용이 가능하여야 한다.

  • 경보기는 설치되어야 하고 비상 사태시 신고할 전화번호를 전화기 근처에 분명히 표시해 둔다.

  • 적어도 각 실험실마다 안전세척기(safety shower)가 준비되어야 한다.

  • 방화용 담요는 쉽게 이용할 수 있어야 한다.

  • 모래를 담은 양동이를 사용한다.

  • 휴대용 이산화탄소 소화기 혹은 여러 종류의 간이소화기(CO2분말소화기)는 쉽게 접근할 수 있는 곳에 비치한다.

    규칙적인 소화 훈련.

  • 경보기를 포함하여 모든 화재 예방장비 들은 적색으로 표시한다.

    화재시 소화활동 절차

  • 상처를 입은 사람들은 화재지역으로 부터 이동시킨다.

  • 옷에 불이 붙은 사람은 바닥에 준비된 불끄는 담요로 즉시 싸거나, 이산화탄소 소화기를 사용하거나(얼굴은 피하고) 실험실 샤워로 처치해야한다.

  • 화재경보기를 작동시킨다.

  • 가능하면 가연성 물질이나 가스용기를 안전한 곳으로 이동시킨다.

  • 메인 밸브를 잠가 가스공급을 중단시킨다.

  • 전기설비와 관련된 화재의 경우에는 가능하다면 소화활동을 하기 전에 스위치를 내려 전기 공급을 중단한다.

  • 소화활동을 하되 진화에 희망이 없을 때는 건물을 비운다.

    실험실에서 화재시 소화활동

    대부분 실험실 화재에 있어서 이산화탄소 혹은 Halon R 소화기로서 충분하다. 이런 소화기들은 잔재가 남지 않고 공간을 오염시키지도 않으며 민감한 실험장치를 손상시키지도 않으며 화학적으로 중성이며, 그리고 전기설비에도 이용된다. 이산화탄소로 화재를 성공적으로 진화한 후에는 화재장소를 질식의 위험으로부터 벗어나도록 즉시 환기 시켜야 한다. 알칼리물질 혹은 리듐, 알루미늄 수소화물과 관계된 화재는 어떠한 일이 있어도 물이나 Halon R을 사용해서는 안된다. 이런 경우의 화재 발생시는 분말결합제의 사용을 권하며 이산화탄소 혹은 분말소화기들은 인화성 액체의 화재시 사용된다.

    1.4. 전기

    화학실험실에 널리 보급된 전기장치 이용시 관계되는 위험 원인에 대하여 많은 주위를 해야한다. 전류가 흐르는 장비에 사람의 몸이 접촉되었을 때 심한 화상을 입을 수 있다. 뿐만 아니라 심장 박동이 충격을 받아 리듬을 잃을 수 있다. 인체에 해를 끼친 정도는 인체에 통한 전기량이 결정적인 요인이다.

    그래서 50 V 이하의 전위에서도 전기를 통하는 바닥이나 손에 물기가 있으면 그 상황에서도 센 전류가 생기기 때문에 위험해 질 수 있다.

    다음은 전기장치에 접촉되어 발생된 위험 상황을 예를 들어 설명하였다:

    사람 신체의 평균 전기저항은 1300Ω이다. 예로 손과 발에 220 V의 전위상태에서 접촉 될 때 약 170mA의 전류가 흐른다. 몇초이내에 사망을 야기 시킬 수 있다. 이들 사실은 교류(A.C)에 해당된다. 직류의 경우에 있어서는 비교적 작은 전위가 신체상에서 전해작용이 일어나기 때문에 생명에 치명적이 될 수 있어 특별히 주의해야만 한다.

    전기 작업시 준수해야 할 규칙

  • 50V 이상의 전위를 가지는 모든 장치는 다량의 전류가 흐르는 것으로 설비 및 보수시 국가 검정 자격을 갖춘 전문가들이 설치 및 보수를 하여야 한다.

  • 소켓, 플러그, 전선 그리고 장비는 사용전 절연검사를 하여야 한다.

  • 각각의 장소에 공급된 전기는 쉽게 접근할 수 있는 곳에 위치한 전원스위치를 통해서 쉽게 차단 될 수 있어야 한다.

  • 모든 장치들은 퓨우즈를 가진 접지된 것이어야 한다. 또한 이들은 때때로 검사를 받아야 한다.

    1.5. 응급 조치

    여기서 또 한가지 중요한 점은 어떤 상황에서라도 실제적인 응급조치는 꼭 필요하며 비전문가에 의해서 의료처치가 대신 이뤄지는 것이 아니라 의사의 전문적인 진료의 전단계인 비상상태이다.

    응급조치를 위해 실험실에서 갖추어야할 장비

  • 응급치료에 대한 챠트(wall chart)

  • 비상사태시 의사나 병원의 전화번호, 주소.

  • 응급 치료용 상자 (구급상자)

  • 눈 세척병

    절 차

    부식액에 의한 화상 : 피부중 화상을 입은 부분들은 철저히 물로 씻어준다.

    브롬에 의한 화상 : 파라핀 오일이나 에탄올로 씻는다.

    불화수소산에 의한 화상 : 2% 암모니아 용액이나 묽은 중탄산나트륨용액으로 씻는다.

    요오드에 의한 화상 : 1% 티오황산나트륨용액으로 씻는다.

    눈 화상 : 화상 입은 눈을 양손으로 넓게 벌려 약 10분 동안 물로 씻는다. 씻는 동안 눈방울을 사방으로 돌려야 한다.

    벤 상처 : 화상으로 인한 상처 부위는 만지거나 닦지 말고 무균의(살균된)물질(plaster, bandage)로 감싸준다.

    화상 : 화상을 입은 부분을 찬물로 씻으면서 15분 정도 유지한다. 화상을 입은 부분은 계속해서 무균의 상태를 유지하고 가능한 한 얼굴부위를 제외한 다른 화상을 입은 부분을 붕대로 감싸준다. 인에 의해 화상을 입을 경우에는 중탄산나트륨 용액으로 세척한다.

    중독 : 독극물에 의한 경우에 있어서 만약 의식이 있다면 구토를 시키거나 정제로된 활성탄소를 먹이는 것도 가능하고 남은 독극물이나 토해낸 물질은 검사를 위해서 가능한 보관해야 한다. 환자를 눕힌다.

    의식이 없을 경우

  • 여러분 옆에 환자를 눕힌다.

  • 머리를 뒤로 돌려 얼굴이 바닥쪽으로 향하게 한다.

  • 맥박과 호흡을 주시한다.

    만약 호흡을 중단한 경우 : 무엇보다 먼저 입과 코로 20회 정도 인공호흡을 한다. 약 30초 동안 대기하다 다시 정상적으로 인공호흡을 계속한다.

  • 경험과 상황에 따라 필요시 심장마사지를 실시한다. 이러한 조치들은 의사가 도착할 때까지 계속해야 한다.

    1.6. 실험실의 독성 폐기물질 처리

    사람에게 위험한 독성 폐기물을 철저히 제거하기 위하여 다음과 같은 방법으로 수집한다.

  • 폐기물질 처리는 경험이 있는 사람이나 전문단체에 의해 처리되어야만 한다.

  • 어떠한 상황에서도 시안화 화합물들은 일반 배수구를 통하여 세척하거나 버려서는 안 된다. 예로 철염과 함께 반응을 시켜야한다.

  • 폐기물들은 독성이나 가연성 가스를 생성할 수 있으며 또한 물과 반응하는 (나트륨, 칼륨, 탄화칼슘, 인 ) 것은 다음 폐기를 위해서 내화성 용기에 수집한다.

  • 가연성 액체들은 어떤 상황에서도 배수구에 버리지 말고 수집해야 하며 염소가 치환된 탄화수소는 분리수집 되야 한다.

  • 중금속을 포함하는 용액들은 배수구로 직접 버려서는 안되며 분말로 된 산화마그네슘과 대리석의 비가 1:1인 혼합물로 걸러서 실험실에서 처리해야 한다. 이러한 혼합물은 폴리에틸렌 병을 자른 것(broad shallow coum)에 저장할 수 있으며 싱크대 위의 편리한 위치에다 놓을 수 있다.

  • 산과 알칼리 물질들은 공장에서 대형으로 중화시키거나 혹은 적절한 용기에서 작은 양을 중화시킨다. 이 과정은 pH-시험지 혹은 pH-미터로 중화상태를 검사할 수 있다.

     

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