Sicherheit im Labor

1. Die Laborgeräte

1.1 Bezeichnung der Laborgeräte sowie deren Verwendung

Vergleiche Skript: "Chemiepraktikum für Mikrosystemtechniker",Versuch 1, Abbildungen 1-1 und 1-2

2. Grundlagen der Arbeitssicherheit

2.1 Literatur

Buch: Chemietechnik S. 434 - 443; Verlag Europa Lehrmittel;ISBN 3-8085-7044-X
Buch: Umgang mit Gefahrstoffen im Hochschulbereich; TRGS 451 S. 1 -17; Verlagsgesellschaft Weinmann
Informationsheft: Regeln für Sicherheit und Gesundheitsschutz beim Umgang mit Gefahrstoffen im Hochschulbereich; GUV 19.17; Bundesverbandder Unfallkassen

3. Arbeitsschutz-Organisationen

3.1 Berufsgenossenschaft, Bundesverband der Unfallkassen

Die Berufsgenossenschaften sind Träger der gesetzlichenUnfallversicherung. Sie sind Körperschaften des öffentlichenRechtes. Nur die Unternehmen zahlen Beiträge ein, in Abhängigkeitvon der Gefährdungshöhe des Unternehmens und der Anzahl der Mitarbeiter.Aufgaben der Berufsgenossenschaften sind Belehrung, Unfallvermeidung, Rehabilitation,Aufklärung. Die Arbeitgeber und Arbeitnehmer zum Einhalten der Unfallverhütungsvorschriftenanzuhalten.

3.2 Gewerbeaufsicht

Die Gewerbeaufsicht ist eine staatliche Behörde. Sie hilft unter anderem,bei der Mitgestaltung neuer Industrieanlagen. Überwacht arbeitsgerechteBedingungen durch Vorschriften und Verordnungen.

4. Betriebsunfall, Wegeunfall, Berufserkrankung

Siehe Unfallverhütungsvorschrift 1, Allgemeine Vorschriften(VBG 1).

5. Verhalten im Chemielabor

a) Information

• Unterrichten Sie Ihren Platznachbarn von Ihrem Vorhaben
• Saubere Beschriftung der Gläser

b) Ordnung, Sauberkeit, Anwesenheit

• Gas zu, Wasserhähne abgesperrt, Stromzufuhr?
• Ist der Gashaupthahn zu?
• Anwesenheit bei laufendem Versuch

c) Abfüllen und Transport

• Schutzbrille und Handschuhe beim Arbeiten mit gefährlichen Substanzen

d) Reinigen

• Keine gefährlichen Rückstände zurücklassen!

e) Umgang mit Glasstopfen

• Einsaugen muß unmöglich sein (Vakuum)
Wichtig: Bei Glasflaschen mit stark basischem Inhalt verwendetman Kunststoffstopfen.
Lösen von festsitzenden Stopfen:
• Klopfen an Tischkante;
• vorsichtiges, rasches Erwärmen des Flaschenhalses;
• in warmes Wasser geben.

f) Speisen und Getränke

• Im Labor nichts Essen und Trinken!

g) Rauchen

• Im Labor nicht Rauchen!

6. Gesundheitsschädliche Chemikalien

6.1 Arbeit mit ätzenden Stoffen

Schutzbrille tragen!

Ätzende Wirkung auf Haut, Schleimhäute, oberflächlicheReizung.

Folgen:
tiefergreifende Zerstörung der Haut, Augen und darunter liegendesGewebe (abhängig von der Konzentration, Temperatur und der Einwirkzeit).Die ätzende Wirkung von LAUGEN ist höher als die von SÄUREN.

Definition ätzend:
Substanz, die auf Haut, Augen oder Schleimhäute schädigendoder zerstörend (quellend, losend, schrumpfend) wirkt. Flüssigkeiten sind am gefährlichsten direkt, feste und gasförmige Stoffe bedürfen einer gewissen Einwirkzeit.

Beispiele für ätzende Stoffe:
Säuren, Laugen, Salze, Halogene, Alkalimetalle.
Feststoffe: NaOH, KOH, P₂O₅, Phenol
Flüssigkeiten: HCl, H₂SO₄, HNO₃,NaOH, Br₂, H₂O₂
Gase: Cl₂, HCl, HF, SO₂, NH₃, nitroseGase

Schutzmaßnahmen:
Schutzbrille, Atemschutzmaske, Schutzhandschuhe, Schutzschürze. Bei Verätzung: Die verätzten Körperteile müssen sofort mit viel Wasser abgespült werden. Bei schwerwiegendenVerätzungen muß der Verunglückte sofort zum Arzt gebrachtwerden.

6.2 Giftige und gesundheitsschädigende Stoffe

Man unterscheidet:

giftige Feststoffe und Stäube

giftige Flüssigkeiten

giftige Gase und Dämpfe

Aufnahme der Giftstoffe in den Körper durch:

den Mund

die Haut

Einatmen

6.2.1 Stoffe, die durch die Haut in den Körper gelangen

Vorbeugung:

genaue Kennzeichnung der Stoffe

peinliche Sauberkeit (Hände waschen)

keine Speisen im Labor

Gefahren: Aufnahme durch die Haut ins Blut. Daraus können Leberschäden und andere Organschäden folgen. Der Haut wird Fett entzogen; es entstehen rissige Hände und Entzündungen.

6.2.2 Gase und Dämpfe

Gefahren:

Erstickungsgefahr

Vergiftungsgefahr

Brand- und Explosionsgefahr

Problem: farb- und geruchlose Gase

a) Erstickungsgefahr

Luft: Gasgemisch 4 Teile Stickstoff und 1 Teil Sauerstoff. Zum Atmen benötigen wir einen Volumenanteil von 17% O₂. Wie kommtes zu einer Verminderung des O₂-Gehaltes in der Luft? Gase und Dämpfe sind meist schwerer als Luft. Sie sammeln sich an den tiefsten Stellen; somit wird Luft verdrängt (z.B. Gärkeller CO₂).
Folglich: Lebensgefahr, wenn man in Gruben, Schächte ...absteigt. Bei O₂-Mangel nützt auch keine Schutzmaske, es darf nur mit Atemschutzgeräten gearbeitet werden.

b) Atemgifte

Literatur: MAK-Ordner, Gefahrstoffe im Hochschulbereich

Beispiele für giftige Gase:

CO: größere Affinität zu Hämoglobin als O₂

H₂S: Geruch nach faulen Eiern, Nervengift

Definition MAK-Wert:

Der MAK-Wert (maximale Arbeitsplatzkonzentration) ist die höchstzulässige Konzentration eines Arbeitsstoffes als Gas Dampf oder Schwebstoff in der Luft am Arbeitsplatz, die nach dem gegenwärtigen Stand der Kenntnis auch bei wiederholter und langfristiger, in der Regel täglich 8 stündiger Exposition, jedoch bei Einhaltung einer durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 Stunden im allgemeinen die Gesundheit der Beschäftigten und deren Nachkommen nicht beeinträchtigt und diese nicht unangemessen belästigt. In der Regel wird der MAK-Wert als Durchschnittswert über Zeiträume bis zu einem Arbeitstag oder einer Arbeitsschicht integriert.
Können für bestimmte Stoffe keine MAK-Werte aufgestellt werden, da die Wirkung auf den menschlichen Organismus noch nicht mengenmäßig bestimmbar ist, so tritt anstelle des MAK-Wertes die technische Richtkonzentration= TRK-Wert.

7. Brand- und Explosionsgefahr

a) Flammpunkt

Die niedrigste Temperatur in °C, bei der sich aus der zu prüfendenFlüssigkeit bei 1013 mbar Dämpfe in solcher Menge entwickeln, daß sich mit der über der Flüssigkeit befindlichen Luft gerade ein entflammbares Gemisch ergibt.

Beispiel: Ethanol +12°C, Benzin <-20°C, Essigester -4°C, Methanol +11°C

Das Dampf-Luftgemisch kann dann durch eine Zündquelle (Flamme, Funken) gezündet werden. Das Gemisch erlischt abernach Entfernen der Zündquelle wieder.

b) Brennpunkt

Temperatur, bei der sich soviel Dämpfe entwickeln, daß die Verbrennung nach Entfernung der Zündquelle selbständig fortschreitet.

c) Zündtemperatur

Niedrigste Temperatur, bei der sich ein zündwilliges Brennstoff-Luft-Gemisch an einer heißen Oberfläche von selbst entzündet.

d) Zündbereich

Begrenzt durch die obere und untere Zündgrenze, gibt den Konzentrationsbereicheines brennbaren Gases oder Dampfes in Luft an, innerhalb dessen die durcheine äußere Zündquelle eingeleitete Verbrennung selbständigfortschreitet. Unterhalb der unteren Zündgrenze ist das Gemisch zubrennstoffarm, um die Verbrennung zu unterhalten, oberhalb der oberen Zündgrenzeist es zu brennstoffreich und kann nur mit weiterer Luftzufuhr brennen.Je tiefer die untere Zündgrenze eines brennbaren Stoffes liegt, destogeringere Mengen reichen aus, um mit Luft eine fortschreitende Verbrennungzu ermöglichen.

7.1 Brand - Verpuffung - Explosion

7.2 Brand- und Explosionsverhütung

7.3 Gefahrklasse

Brennbare Lösemittel hat man in Gefahrklassen eingeteilt.

Gefahrklasse A:

Lösungsmittel, die sich nicht mit Wasser mischen; diese können somit mit Wasser auch nicht gelöscht werden, Löschmittel CO₂-Löscher, Pulverlöscher.

Nach der Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VbF) umfaßt die Gefahrklasse A alle Stoffe mit einem Flammpunkt unter 100°C, wenn diese Stoffe selbst oder nur ihre brennbaren, flüssigen Anteile, nicht oder nur teilweise mit Wasser mischbar sind.

Nach dem Gefährlichkeitsgrad unterteilt man die Gefahrklasse A weiter in:

Gefahrklasse A I: Stoffe mit einem Flammpunkt unter 21°C, z.B.: Benzin, Benzol, Toluol, Ether, Schwefelkohlenstoff, ...

Gefahrklasse A II: Stoffe mit einem Flammpunkt von 21°C bis55°C, z. B.: Testbenzin, Amylalkohol ...

Gefahrklasse A III: Stoffe mit einem Flammpunkt von 55°C bis100°C, z. B.: Anilin, Heizöl, Kresol, Nitrobenzol, Phenol ...

Gefahrklasse B:

In jedem Verhältnis mit Wasser mischbar; Löschmittel Wasser

Die Gefahrklasse B umfaßt alle Stoffe mit einem Flammpunkt unter 21°C, wenn diese Stoffe selbst oder nur ihre brennbaren, füssigen Anteile in jedem Verhältnis mit Wasser msichbar sind. Z.B.: Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Aceton ... .

Flüssigkeiten der Gefahrklassen A sind also gefährlicher als die der Gefahrklasse B, weil sie nicht mit Wasser gelöscht werden können. Würde man mit Wasser löschen, würde sich, da diese Flüssigkeiten (meist) auf dem Wasser schwimmen, der Brand nur noch vergrößern. Hier müssen Schaumlöscher oder Pulverlöscher verwendet werden. Flüssigkeiten der Gefahrklasse B dagegen können mit Wasser gelöscht werden und sind deshalb ungefährlicher als die Flüssigkeiten der Gefahrklasse A.

7.4 Brandklassen und Feuerlöschmittel

8. Kennzeichnung von Rohrleitungen nach dem Durchflußstoff

 

Durchflußstoff	Gruppe	Farbe des Schildes	Farbe der Schrift
Wasser	1	grün RAL 6010	weiß
Dampf	2	rot   RAL 3003	weiß
Luft	3	blau RAL 5009	weiß
Brennbare Gase	4	gelb RAL 1012	schwarz
Nichtbrennbare Gase	5	gelb RAL 10023	schwarz
Säuren	6	orange RAL 2000	schwarz
Laugen	7	violett  RAL 4001	weiß
Brennbare Flüssigkeiten	8	braun   RAL 8001	weiß
Nichtbrennbare Flüssigkeiten	9	braun   RAL 8001	weiß
Vakuum	0	grau     RAL 7002	schwarz

Beispiele

9. Gefahren durch Druck

Druck ist die auf die Flächeneinheit wirkende Kraft, d. h.

Druck = Kraft / Fläche

p = F / A

In der Technik wird der Druck in N/m² oder in bar gemessen.

1 bar = 100000 N/m²

Herrscht ein Druck von 10 bar, dann bedeutet dies, daß eine Kraft von 1000000 N auf eine Fläche von 1 m² wirkt.

Betrachten wir nun den Druck, der durch eingeschlossene Flüssigkeiten oder Gase verursacht wird. Da sich Flüssigkeiten und Gase bei Einwirkung von Druck verschieden verhalten, ist auch die damit verbundene Gefahr verschieden.

Flüssigkeiten lassen sich nicht komprimieren. Entlastet man Flüssigkeiten vom Druck, behalten sie ihr ursprüngliches Volumen. Platzt ein unter Druck stehender Flüssigkeitsbehälter, läuft nur die Flüssigkeitaus. Es entsteht kein weiterer Schaden.Im Gegensatz dazu ist der Umgang mit Gasen, die unter Druck stehen, wesentlich gefährlicher, denn Gase lassen sich komprimieren. Platzt ein unter Druck stehender Gasbehälter,dehnt sich das unter Druck stehende Gas schlagartig aus. Der Behälter explodiert! Stücke des berstenden Behälters werden weggeschleudert. Diese Stücke und die entstehende Druckwelle können schwerste Unfälle und Zerstörungen zur Folge haben.
Aus vorgenannten Gründen darf die Druckprüfung von Behältern nur mit Flüssigkeiten (Wasser) vorgenommen werden. Bei der Druckprüfung ist darauf zu achten, daß alle Hohlräume wie Stutzen usw. auch mit Wasser gefüllt sind.

Öffnen von Druckbehältern

Besondere Gefahr besteht beim Öffnen von Druckbehältern. Wie öffnet man einen Druckbehälter vorschriftsmäßig? Zuerst muß der Behälter drucklos gemacht werden (Manometer beobachten!). Auch danach ist Vorsicht geboten, denn ein Manometer, das keinen Druckanzeigt, ist noch keine Garantie dafür, daß der Behälter wirklich drucklos ist! Danach werden am Deckel die der Arbeitsstelle gegenüberliegendenSchrauben gelöst, aber nicht entfernt! Dann sind alle übrigenSchrauben zu lösen. Nun wird der Deckel leicht angehoben, damit etwanoch vorhandener Druck entweichen kann (die Dichtung könnte kleben!). Erst dann werden alle Schrauben entfernt und der Deckel kann geöffnet werden.

Druckbehälter

Alle Druckbehälter müssen mit Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck versehen sein. Dazu zählen Sicherheitsventile und Reißscheiben.Auf dem Manometer muß durch eine rote Marke der höchstzulässige Betriebsdruck kenntlich gemacht sein.
Welche Behälter dürfen unter Druck gesetzt werden? Es dürfen nur solche Behälter unter Druck gesetzt werden, die als Druckbehälter zugelassen sind. Dies ist am Typenschild des Behälters erkennbar.
Der auf dem Typenschild angegebene Höchstdruck darf auf keinen Fall überschritten werden. Jeder Druckbehälter muß ein nicht absperrbares Sicherheitsventil besitzen. Dieses darf nicht unbrauchbargemacht und nicht verstellt werden. Sicherheitsventile sind deshalb verplombt.Ist die Plombe beschädigt, müssen diese Geräte sofort ausgetauscht werden. Alle Öffnungen (Mannloch) und Anschlüsse müssen mit der vorgesehenen Anzahl Schrauben verschlossen werden, die auch die entsprechende Stärke besitzen müssen. Besonders vorsichtig zubehandeln sind ortsbewegliche Druckbehälter für verdichtet und verflüssigte Gase, die Druckgasflaschen. Wegen ihrer Form werden sie auch "Bomben" genannt. Druckgasflaschen besitzen kein Sicherheitsventil.
Um Verwechslungen auszuschließen, sind die Druckgasflaschen gekennzeichnet.Die Kennfarben für Druckgasflaschen sind folgende:
 

Inhalt	Kennfarbe
Acetylen	gelb
Sauerstoff	blau
Stickstoff	grün
Wasserstoff	rot
alle anderen nicht brennbaren Gase	grau

Als weitere Sicherheitsvorkehrung ist bei allen Druckgasflaschen, die brennbare Gase enthalten, das Anschlußgewinde ein Linksgewinde. Flaschen mit nicht brennbaren Gasen haben Rechtsgewinde. Acetylenflaschen haben einen besonderen Anschluß (Bügelanschluß), um Verwechslungen zu vermeiden.

Die Abfüllung verdichteter Gase erfolgt nach Druck. Die Abfüllung verflüssigter Gase erfolgt nach Gewicht. Druckgasflaschen müssen in regelmäßigen Zeitabständen geprüft werden. Bei nicht korrodierend wirkenden Gasen muß dieamtliche Prüfung alle 5 Jahre, bei korrodierend wirkenden Gasen alle 2 Jahre erfolgen.

Arbeiten mit Druckgasflaschen

Folgende Gesichtspunkte sind für das sichere Arbeiten mit Druckgasflaschen unbedingt zu beachten:

Gefüllte Druckgasflaschen sind vor starken Temperaturschwankungen (Sonnenstrahlung, scharfer Frost) zu schützen.

Druckgasflaschen müssen gegen Umfallen gesichert werden (Anketten).

Der Transport darf nur mit aufgeschraubter Kappe erfolgen.

Zum Transport sollen Flaschenwagen verwendet werden.

Die Gasentnahme aus Druckgasflaschen darf nur über Druckminderventile (Reduzierstationen) bzw. Nadelventile erfolgen.

Druckgasflaschen müssen folgende Beschriftung (eingeschlagene Buchstaben) tragen:

Name des Eigentümers

Behälternummer

Gasart (in Worten)

Leergewicht in kg

Prüfdruck in bar

Tag der letzten Prüfung

Zusätzlich bei verflüssigten Gasen: Füllgewicht in kg, bei verdichteten Gasen: Rauminhalt und zulässiger Fülldruck.

10. Gefahren durch den elektrischen Strom

Siehe Merkblatt Sicherer Umgang mit elektrischem Strom Teil1 und Teil 2

11. Sicherheitszeichen nach DIN 4844 und der Unfallverhütungsvorschrift1.4

Verbotszeichen

Diese sind immer rund und bestehen aus einem weißen Feld mit roter Umrandung. Für die Darstellung des Verbotes werden schwarze Symboleverwendet.

Beispiele:

Gebotszeichen

Auch Gebotszeichen sind immer rund, sie enthalten auf blauem Grund einweißes Symbol.

Beispiele:

Warnzeichen

Warnzeichen bestehen aus einem gelben, nach oben weisenden Dreieck mitschwarzem Rand, die darin erscheinenden Symbole warnen vor Gefahren, die nicht unmittelbar erkannt werden können. Diese Symbole sind zum Teil die gleichen, die auch zur Kennzeichnung von gefährlichen Arbeitsstoffen verwendet werden.

Beispiele:

Rettungszeichen

Rettungszeichen sind quadratisch oder rechteckig. Auf grünem Felderscheint ein weißes Symbol. Sie dienen zur Kennzeichnung von Rettungswegen, Notausgängen und Einrichtungen zur Ersten Hilfe. Manche dieser Zeichen leuchten bei Dunkelheit nach.

Beispiele:
 

	Erste Hilfe		Hinweis auf Erste Hilfe
	Augendusche

 

Brandschutzzeichen

Sie bestehen aus meist roten Symbolen auf weißem Grund und weisenauf Feuerlöscheinrichtungen hin.

Beispiele:
 

	Brandmelder		Feuerlöschgerät
	Hinweis auf Feuerlöschgeräte/-einrichtungen

Explosionsgefahr

Das Zeichen für Explosionsgefahr befindet sich an explosionsgefährdeten Gebäuden oder Bereichen. In diesen ist das Rauchen und der Umgang mit offenen Flammen verboten, Feuerzeuge und Streichhölzer dürfen nicht mitgeführt werden. Schweißarbeiten dürfen nur mit der schriftlichen Genehmigung des Betriebsführers unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen durchgeführt werden.

Weitere Literatur und Web-Seiten:

• Chemietechnik, S. 73 und S. 434-443, Europa-Verlag, 1992, ISBN: 3-8085-7044-X
• Gefahrstoffbeauftragter der Hochschule
• Berufsgenossenschaftder Chemie - Merkblätter M-Reihe
• Berufsgenossenschaftder Chemie - Merkblätter T-Reihe
• GIT Verlag GmbH - GIT Sicherheit+ Management