#本连载翻译于美国化学学会联合理事会 - 化学品安全委员会印刷的关于研究型化学实验室的安全指导书籍。它是大学一年级和二年级学生最好的实践指导书#

       化学药品是化学家用来完成其工作的工具。当你阅读这一章时，你将开始了解什么是化学危害。危害是危险或伤害的潜在来源。如果化学危害未被发现，就会发生导致人身伤害和/或财产损失的意外事件。风险是意外事故发生的可能性、发生后果的严重程度和接触危险的频率的综合。一种化学物质可能具有固有的危险，这一事实并不意味着我们不能在实验室中使用它。然而，不受控制的危害会带来更大的风险，这很危险。有趣的是，化学制品有用性往往是其过程中的使用风险性，因此化学家必须通过RAMP的原理来学习如何安全地使用具有重大内在危险的化学制品。所以，虽然很多化学品都有危害，但大多数在我们日常生活中正常使用并不会带来风险，因为我们已经学会了如何识别危害并将其风险最小化。

       如果你主动和一位化学家谈论化学危害，很可能你会听到至少一个故事，是关于某个场合，那个人必须处理由化学使用造成的危险情况。所有的化学品都有其固有的危险，如果处理不当就会造成危害。化学家使用许多方法来减少或控制与化学药品有关的风险。为了学习如何正确处理化学品，你必须首先能够识别和明白存在的危险。

       若一个事件被认为是有史以来最严重的工业事故(基于生命损失和苦难)，那就说明如果灾害得不到妥善管理可能会发生什么。1984年12月，在印度博帕尔的一个非作业农药厂的大水箱中储存了40吨水反应化学物质甲基异氰酸酯(MIC)。当水箱漏水时，发生了剧烈的反应，一股有毒气体从周围的社区中释放出来。灾后，据估计有3800人立即死亡，1.5万人随后死亡，50万人受伤。这种长期影响至今仍困扰着博帕尔人民1。水是万能的溶剂，是地球上生命的基础，没有水我们就无法生存。然而，在博帕尔发生的情况下，水与水反应物MIC混合，产生了灾难。

       2012年在美国实施的全球化学品分类和标签协调体系(GHS)，现在被用来定义在美国生产或销售的每种化学品的物理、健康和环境危害。GHS危险等级系统的开发有多种原因。其中最重要的是通过提高已知信息的质量和使向工人通报化学危险的方式标准化，减少工作场所中化学品带来的危险。制造商或进口商有责任查明和通报其生产或销售的每种化学品的危害。使用者(你)有责任了解标签及安全数据表(SDS)所载的资料。

       美国化学学会(American Chemical Society)下属的化学文摘服务处(CAS)注册的化学物质超过1.26亿种，而且这个数字每年都在显著增加2。美国国家毒理学计划是一个评估化学制剂对健康影响的机构。根据该计划，在美国登记使用的化学制剂有8万多种，而且每年还会增加2000多种3。

       在使用的化学品中，只有很小一部分被评估了其潜在的危害4。我们在日常生活中接触到的化学消费品中，消费者使用水平上对健康构成危害的相对较少。然而，如果不采取措施将暴露的风险降至最低，那么在实验室中使用经过部分评估的纯化学品的工人的危险可能更大。

       尽管这一数字并不成比例，但它表明，尽管已知的化学物质有数百万种，但我们在日常生活中接触的化学物质却非常少，而且很少有人对人类面临的风险进行过全面评估。打个比方，假设一个24英尺高4英尺深的圆形游泳池包含13600加仑的水这代表了已知的1.26亿化学物质。在这一体积中，8加仑代表商业用途的8万种化学品。只有大约8汤匙或1/ 2杯的整个池容量可以代表300种经过安全测试的化学品！

       每一种新注册的物质都有一个独特的CAS登记号，每一种物质都有其自身的危险特征。如果你打算在实验室中使用化学品时防止事故发生，那么你需要开始了解并明白你将使用的化学品的危险特性。在你的入门和有机化学实验室里，你会接触到几十种或更多的化学物质。你怎么能知道这么多不同化学物质的危险特性呢? 答案是:分类。所有化学制品的危险特性可以分为几个类别：

       让我们来看看化学危害的四大类:毒性、可燃性、腐蚀性和反应性。有些化学物质只有一种方式是有害的，有些则不止一种。化学实验室中使用的许多化学品至少在其中一种方式上是危险的，但是危险的程度是不同的——它可以是大的，小的，或者介于两者之间。例如，比较汽油和酒精的物理危害，可燃性。两者都是易燃液体，但汽油的危险性要大得多。汽油比酒精更容易点燃，更容易剧烈燃烧或爆炸，但我们每天都安全地使用汽油。从这一点上，你们应该明白，我们能够而且确实知道如何安全地处理即便是危险的化学品。

暴露

       人们早就知道，接触任何数量足够的物质都可能是致命的。16世纪，军医兼炼金术帕拉塞尔苏斯(Paracelsus)写道:“什么东西不是毒药? 一切事物都是毒药，没有什么西是没有毒的。只有剂量才能使一种东西不是毒药。”这意味着你接触的化学物质的剂量(或量)将决定你所面临的毒性作用。

       虽然任何物质都有可能对使用它的人造成伤害，但物质与每个人的生理反应之间存在着复杂的关系。研究一种物质对生物体和生态系统的不良影响的研究被称为毒理学。

       作为一个生物体,当一种化学物质进入你的身体时，有许多因素决定你将如何反应。包括诸如化学如何进入你的身体(称为进入途径)，物质的量(剂量)和你接触的时长(时间)，毒物的物理状态(形式)和许多其他因素,如暴露人的性别、生殖周期的阶段，年龄，生活方式，以前的敏感，影响器官，过敏因素和个人的遗传性格-仅列举一些。这些因素都会影响暴露的严重程度。

       毒性作用可以是直接的或延迟的，可逆的或不可逆的，局部的或全身的。毒性作用有轻微的和可逆的：例如，一次吸入乙酸乙酯蒸汽引起的头痛(吸入新鲜空气后就会消失)，也有严重的和不可逆的：例如，孕期过度接触尼古丁导致的出生缺陷，或过度接触甲醛导致的癌症。

       除了过敏反应，暴露于化学物质的毒性作用取决于暴露的严重程度(请记住Paracelsus)。一般来说，接触的范围越大或频率越高，后果就越严重。因此，你可以减少甚至避免伤害保持最低限度的接触。

       现在，让我们仔细看看上面提到的一些因素，它们决定了暴露在化学物质中会对你产生怎样的负面影响。

进入/暴露途径

       一种化学物质进入人体的方式，称为进入/暴露途径(ROE)，通常决定了暴露的其他因素。此外，重要的是要知道一种化学物质是如何进入你的身体，以保护自己免受暴露，因为你的风险可以通过消除或尽量减少每一种暴露途径来降低。

       化学物质进入人体有四种方式:

       吸入：一种化学物质通过呼吸通过呼吸道进入人体。这种物质可以以蒸汽、气体、烟雾、薄雾或灰尘的形式存在。这被认为是化学实验室中最常见的ROE。

       摄入：一种化学物质通过口腔进入消化道。人们不太可能在实验室里故意摄入化学物质，而且有基本的规则防止在实验室里意外摄入化学物质。通过这一途径接触到的化学物质可以通过吃东西、嚼口香糖、涂化妆品、或者在实验室吸烟(这个问题已经不像以前那么严重了)，或者在实验室工作后不洗手就吃午饭。这种ROE是通过禁止在实验室中吃喝来消除的。

       吸收：当一种化学物质与皮肤接触时，皮肤可能会吸收这种化学物质。化学蒸汽的吸收也可以通过眼睛和粘膜发生。

       注入：化学物质通过被尖锐污染的物体在皮肤上造成的伤口进入人体。可能的情况包括对受污染的碎玻璃烧杯边缘锋利的部分处理不当，或误用锋利的物体，如小刀或皮下注射针。

剂量

       对于化学品，剂量定义为一次接受的毒物量。剂量通常以每体重的量来报告，例如毫克每公斤(mg/ kg)；对体重进行标准化，以便与其他剂量报告进行比较。但剂量可能以其他方式报告其他暴露途径。例如，皮肤或真皮剂量通常以每皮肤表面积的数量报告，例如毫克每平方厘米(mg/ cm2)。气载剂量通常是指在一个给定的时间内，报道的数量单位体积的空气(浓度),如微克每升(µg / L),毫克每立方米(mg / m3)，或每百万分之一(ppm)。

接触的时间和频率

       毒物对健康的影响可以通过接触时间和作用的开始来描述。

       急性暴露的特点是在24小时或更短的时间内用一剂或多剂迅速吸收有毒物质。通常情况下，所产生的影响是突然发生的，并且是局部的，它可能是痛苦的，严重的，甚至是致命的。通常，一次接触高浓度环境（见本章末尾“未来:毒理学和监管条款”中“致命剂量”的定义）

       急性暴露的影响往往是可逆的。例如，如果你吸入一种有毒物质，你立即感到呼吸困难，但当你离开房间呼吸新鲜空气时，你的呼吸恢复正常，这将被描述为急性暴露，导致急性效应。然而，如果有毒物质进入你的血液并导致另一个器官的全身效应，这种效应可能不会立即显现。在这种情况下，急性暴露可能有延迟效应或慢性(长期)效应。

       慢性暴露的特征是反复暴露，通常是低剂量，持续时间以月或年为单位。暴露的影响可能不会立即显现(潜伏性的)，而且通常是不可逆转的。

       药代动力学是研究人体如何处理所接触到的物质。一旦这种物质进入人体，它将经历一个明确的过程：吸收、分布、代谢和排泄(称为ADME)。吸收的速度和地点、物质分布到什么器官、如何(或不)代谢(转化为其他物质)、形成什么代谢产物以及排出的速度都将影响该物质对该个体的毒性。

已知能引起毒性作用的化学物质

       当两种(或两种以上)化学物质结合在一起产生的不利影响大于预期时，就会产生协同效应。协同作用的一个例子是暴露在酒精和氯化溶剂中：酒精增加了氯化溶剂的毒性。相反的情况也有可能：一种有毒物质可以减少另一种物质的作用，产生拮抗作用。有几种对抗机制。对抗作用的一个例子是使用乙醇作为甲醇摄入的解毒剂。甲醇的代谢物是有毒的，但由于乙醇是优先代谢的，所以可以排出甲醇。

       过敏原是产生免疫反应的物质，你可能在实验室里遇到它们。过敏原可引起呼吸道哮喘反应或接触性皮炎(湿疹)反应。不是每个人都对过敏原敏感。如果一种化学物质在大量人群中引起过敏反应，它就被称为敏化剂。对毒葛的反应是过敏反应。化学实验室中常见的致敏化学品有镍、硫及其化合物、水杨酸盐(阿司匹林和冬青)、福尔马林(甲醛)和乳胶(目前使用较少)。如果你知道或怀疑你可能对实验室使用的化学物质过敏，告诉你的导师——这也是你来实验室之前应该阅读实验程序的另一个原因。

       催泪剂是一种化学物质，由于其对泪腺的深远影响，会导致眼睛大量流泪。如果你切过洋葱，你可能对其中一种物质(1-亚砜丙烷)很熟悉。流泪是一种试图稀释刺激性物质的生物反应。除了最严重的情况外，在所有情况下，催泪剂的作用不会对眼睛造成永久性损伤。如果一种化学品是催泪剂，则应在标签上和SDS中注明。护目镜并不一定能阻止蒸汽引发反应，你只能在实验室的通风柜中使用这些物质。玻璃器皿在取出放入洗涤槽之前，应先在通风柜内冲洗干净。你应该在实验室工作结束时洗手，但当你一直在使用这些化学物质时，洗手尤其重要，要确保这些化学物质不会接触眼睛。

       有机溶剂能渗透完整皮肤，易吸入。因此，它们除了具有可燃性危害外，还具有健康危害。许多有机溶剂可以穿透完整的皮肤，当挥发性足够强时很容易被吸入。因此，除了这些溶剂造成的可燃性危害外，它们还对健康造成危害。当与皮肤接触时，大多数有机溶剂会导致皮肤干燥和开裂。所有有机溶剂的蒸气都是有毒的，有的比其他的有毒。过度接触有机溶剂蒸汽的典型症状和体征包括头痛、头晕、说话含糊不清、呼吸或心率变化、无意识，以及极少的死亡。受有机溶剂影响的典型靶器官是中枢神经系统、肝脏和肾脏。避免皮肤接触这些液体。使用有机溶剂的工作应在实验室的通风罩中进行，以使吸入的空气中的蒸气保持在可接受的水平。必须仔细选择手套，以确保它们具有充分的保护作用。

       重金属有许多已知的毒理作用。你可能还会遇到汞。从破损的热量表(如果你的实验室仍然使用水银热量表)或用于测量化学实验室的压力的压力计泄漏出来的元素汞。由于汞的危害，越来越多的学术实验室正在用更安全的替代品取代含汞设备。汞是一种累积的神经毒性物质。暴露可以通过皮肤吸收和吸入蒸汽引起。当水银溢出时，会形成难以控制的水滴，其中一些小到肉眼无法看到。泄漏的水银必须立即由经过适当培训的人员使用专门设备和检测方法进行彻底清理。如果你的水银温度计坏了或看到温度计坏了，立即通知你的老师。

       窒息剂是一种能使身体缺氧的物质。一种简单的窒息剂(如氮气)会将空气中的氧气置换或稀释到与生命不相容的水平。化学窒息剂(如一氧化碳)或阻止人体使用空气中的氧气，或破坏人体的氧气输送。

参考
 

1. Broughton,E. The Bhopal Disaster and Its Aftermath: A Review. Environ. Health. 2005, 4,6. http://dx.doi.org/10.1186/1476-069X-4-6

2. ChemicalSubstances – CAS REGISTRY. A Division of the American Chemical Society. www.cas.org/content/chemical-substances(accessed March 6, 2017).

3. AboutNTP, National Toxicology Program, U.S. Department of Health and Human Services.http://ntp.niehs.nih.gov/about/index.html  (accessed  March 6,  2017).

4. Fischetti M. The GreatChemical Unknown: A Graphical View of Limited Lab Testing. Scientific American,Nov 1, 2010.