Arbo & chemie: Gevaarlijke stoffen en hun opslag

Neem als voorbeeld een medewerker van een verzinkerij, een staalfabriek of een accurecyclingbedrijf. Deze groep werknemers wordt blootgesteld aan lood, een zeer giftig zwaar metaal dat gemakkelijk door de bloedbaan wordt vervoerd en zich daarom ophoopt in de cellen van organen zoals de nieren, de hersenen en de botten. Eenmaal daar kan het cellen beschadigen en hun werking verstoren, onder meer doordat het ionen verdringt die het lichaam nodig heeft, zoals calcium of zink. Klinkt beangstigend, nietwaar? Bij gifstoffen is het extra belangrijk om ingestie (via het spijsverteringskanaal) en inhalatie (via de ademhalingswegen) te voorkomen.

Het belangrijkste mechanisme waarmee gifstoffen op het menselijk lichaam inwerken, is beschadiging van celstructuren, verstoring van de werking van enzymen en het blokkeren of stimuleren van receptoren. Een gifstof kan dus specifieke processen binnen een cel verstoren of de communicatie tussen cellen.

Brandbare stoffen zijn materialen die onder de juiste omstandigheden kunnen verbranden, dat wil zeggen in aanwezigheid van een oxidator en een ontstekingsbron, of nadat de omstandigheden voor zelfontbranding zijn bereikt. Bij verbranding vindt een chemische reactie plaats die doorgaans gepaard gaat met het vrijkomen van warmte en vaak ook van licht. De term „licht ontvlambaar” duidt op een grotere gevoeligheid van een stof voor ontsteking. In de praktijk betekent dit dat relatief kleine prikkels, zoals een vonk, voldoende kunnen zijn om haar te laten ontbranden.

Bij een typisch verbrandingsproces zijn drie elementen nodig (de zogenaamde branddriehoek): een brandbaar materiaal, een oxidator en een ontstekingsbron. Onder normale omstandigheden is de zuurstof uit de lucht meestal de oxidator. Sommige chemische stoffen kunnen de verbranding echter versterken of heftige reacties mogelijk maken, ook wanneer de toevoer van zuurstof uit de omgeving beperkt is.

Bij het plannen van de opslag van stoffen die in een bedrijf worden gebruikt, moeten we denken aan omstandigheden zoals temperatuur, zonlicht en vochtigheid. Sommige stoffen worden gevaarlijk zodra de grenswaarden voor opslag worden overschreden. Er zijn ook stoffen die gevaarlijk worden in aanwezigheid van een andere stof waarmee ze bijvoorbeeld sterk reageren. Daarom moeten we bij het opstellen van opslagregels zulke combinaties vermijden. In de volgende secties kijken we naar de meest beschreven gevaarlijke combinaties.

Misschien hebt u weleens gehoord van een keukentruc om aangebrande resten uit een koekenpan te verwijderen. Eerst strooit u baksoda (natriumwaterstofcarbonaat) op de aangebrande plek en vervolgens druppelt u er citroensap op. Het effect is direct zichtbaar: het mengsel begint te schuimen en een beetje te spetteren, en het aangebrande materiaal wordt weggevreten. U kunt het met één haal van een schuurspons verwijderen. Zelfs op deze kleine, huishoudelijke schaal is de combinatie van een zuur en een base een nogal spectaculair proces.

Een zuur-basereactie is in de scheikunde een proces waarbij zouten ontstaan als gevolg van de wederzijdse neutralisatie van een zuur en een base. „Neutralisatie” klinkt misschien mild, maar de reactie kan zeer heftig verlopen en een grote hoeveelheid energie in de vorm van warmte vrijmaken. Daardoor warmt zo’n mengsel van stoffen sterk op en kan het zelfs gaan koken en bijtende vloeistof wegspatten.

Hoe weet ik wat een zuur is en wat een base?

Onder het pictogram op het etiket vindt u het signaalwoord: „Gevaar” of „Waarschuwing”. Zoek naar sleutelwoorden in de beschrijving. Zuren hebben het woord „zuur” in hun naam, bijv. zwavelzuur, zoutzuur, azijnzuur. Stoffen met een basische (alkalische) reactie hebben in hun naam vaak het woord hydroxide, of bij huishoudelijke chemicaliën een naam als „soda-base” of „natronloog”, bijv. natriumhydroxide, soda-base, natronloog. Bij twijfel is het het best om online na te gaan of een stof een base is voordat we besluiten haar naast een zuur op te slaan.

De branddriehoek is een begrip dat het waard is te begrijpen wanneer we nadenken over brandbeveiliging. Hij beschrijft drie elementen die samen een brand veroorzaken: een materiaal dat kan branden, een oxidator die de verbrandingsreactie versterkt en een ontstekingsbron. Wanneer we oxidatoren en brandbare materialen samen opslaan, ontbreekt alleen nog het laatste element en kan zelfs één vonk volstaan om brand te veroorzaken.

Tot de groep van oxiderende stoffen behoren onder meer waterstofperoxide, ammoniumnitraat en salpeterzuur. Brandbare materialen kunnen in verschillende aggregatietoestanden voorkomen: vast (zoals polyethyleen), vloeibaar (bijv. aceton) of gasvormig (bijv. waterstof). Veel oxidatoren zijn zelf niet brandbaar, maar dat mag onze waakzaamheid niet sussen. Oxidatoren hoeven niet te branden om de ontwikkeling van een brand met andere stoffen te versterken.

Laten we een voorbeeld van een uiterst gevaarlijke combinatie bekijken. Naast een bedrieglijk gelijkende naam hebben zuurstof en acetyleen een zeer hoge explosiviteit gemeen. Zuurstof is de basisoxidator, terwijl acetyleen een zeer licht ontvlambaar gas is. In combinatie met zuurstof bereikt het een van de hoogste temperaturen van alle brandbare gassen, die kan oplopen tot wel 3300°C. Beide gassen zijn onzichtbaar, maar technisch acetyleen heeft een scherpe, onaangename geur, waardoor u het bij een lek kunt ruiken. Bij een lek van beide stoffen tegelijk verspreidt een brand of explosie zich razendsnel en ontstaat tegelijkertijd een drukgolf.

De basis is het scheiden van stoffen die bij contact een gevaarlijke reactie zouden kunnen veroorzaken. Oxidatoren moeten op minimaal 6 meter afstand van brandbare materialen of stoffen worden bewaard. Alle gasflessen moeten rechtop worden opgeslagen en tegen omvallen worden beveiligd. Ze moeten ook worden gesorteerd op soort gas en worden verdeeld in lege en volle flessen.

Zuren en basen moeten worden gescheiden waar contact tussen beide tot een heftige reactie kan leiden. De juiste plaatsing van chemicaliën moet voortvloeien uit de informatie in de veiligheidsinformatiebladen en uit een beoordeling van de opslagomstandigheden. Afhankelijk van het type en de hoeveelheid opgeslagen producten kunnen speciale kasten, afgebakende zones of aparte ruimtes nodig zijn.

Om vloeibare chemische stoffen zoals zuren of basen veilig op te slaan, moeten we ze gescheiden houden. Elke stof moet zich in een goed afgesloten verpakking bevinden, bij voorkeur de originele of een daarvoor bestemde, die bestand is tegen de werking ervan. Denk eraan dat chemicaliën nooit in drankflessen mogen worden overgegoten. Als een stof zich in een daarvoor bestemde verpakking bevindt, zorg dan voor een juiste etikettering die ons laat weten met welke stof we te maken hebben en welke gevaren die met zich meebrengt. Het is belangrijk dat elke stof een eigen, actueel veiligheidsinformatieblad heeft!

Een kast moet aan een aantal voorwaarden voldoen om er gevaarlijke stoffen op de juiste manier in te kunnen opslaan. Er is een goed werkende mechanische ventilatie vereist die standaard 3–6 luchtverversingen per uur levert. De ondergrond moet ondoorlaatbaar zijn voor vloeistoffen. Kasten voor het opslaan van chemicaliën moeten zijn afgestemd op het soort opgeslagen chemicaliën. Voor het opslaan van brandbare materialen en oxidatoren worden speciale brandwerende kasten gebruikt. Onder de kast moet een lekbak staan, eveneens afgestemd op de eigenschappen van de chemische stof. De bak moet een inhoud hebben van ten minste 110% van het volume van de grootste daarin opgeslagen verpakking of ten minste 25% van het volume van de kast. Zo voorkomen we bij een lek dat de opvangbak overloopt.

Stop allereerst het werk en beoordeel de situatie vanaf een veilige afstand. Waarschuw personen in de buurt, beperk de toegang tot het getroffen gebied en stel vast welke stof er zojuist is gelekt. Het etiket op de verpakking en het veiligheidsinformatieblad (SDS) helpen daarbij, met name rubriek 6, waarin staat wat u moet doen bij onopzettelijke vrijkomen. Als er risico bestaat op vergiftiging, brand, explosie of het ontstaan van een gevaarlijke atmosfeer, begeef u dan naar een veilige plek, waarschuw anderen en roep de juiste hulpdiensten op. Betreed de dampwolk niet en onderneem geen reddingsacties zonder de juiste training en uitrusting.

Een klein lek mag alleen zelf worden opgeruimd als de stof is geïdentificeerd, het gevaar is beoordeeld en de medewerker de juiste training heeft gekregen en is uitgerust met persoonlijke beschermingsmiddelen en een set voor het opruimen van lekkages.

Voor het opruimen van lekken worden speciale materialen gebruikt: sorptiemiddelen (absorbentia). Een sorptiemiddel is een materiaal dat is bedoeld om gemorste vloeistof op te nemen of te binden, zodat deze daarna gemakkelijk van het oppervlak kan worden verzameld en veilig kan worden verwijderd. Denk eraan dat het belangrijk is om het juiste sorptiemiddel voor de situatie te kiezen.

Niet elk sorptiemiddel is geschikt voor elk product. Een geel of rood sorptiemiddel is bedoeld voor gevaarlijke stoffen zoals zuren, basen en bijtende stoffen. Een blauw of wit sorptiemiddel neemt hydrofobe stoffen op, dat wil zeggen olie, ruwe aardolie en aardolieproducten. Een grijs sorptiemiddel is universeel, bedoeld voor mildere chemicaliën, en neemt vloeistoffen op waterbasis op, evenals oliën en koelmiddelen.

Een juiste opslag van chemische stoffen en voorbereiding op een mogelijk lek beperken het risico, maar elimineren het niet volledig. Een medewerker kan nog steeds worden blootgesteld aan contact met een gevaarlijke stof tijdens het transport, het doseren of het uitvoeren van dagelijkse werkzaamheden. Daarom bekijken we in het volgende deel van de reeks Arbo & chemie de persoonlijke beschermingsmiddelen en gaan we na waarom de juiste keuze ervan altijd moet voortvloeien uit het soort gevaar waarmee we te maken hebben.