高校化學實驗中石棉的使用、防護及替代概況*

殷 馨，謝梁羿群，趙鵬杰，胡朕濤，寧沁宇，吳隆涵，王海文

(華東理工大學化學與分子工程學院，上海 200237)

石棉因其優秀的耐高溫、耐腐蝕等特性很早就受到人們的青睞，但隨著人們對它的了解逐漸深入，石棉的種種缺點也引起了人們的重視，當前國際上的許多國家已經著力開始在高校實驗室中減少石棉的用量并在尋求其代替品[1]。然而在我國的高校中，石棉的使用仍非常廣泛。例如加熱時常用的石棉網，石棉布等，其作為一種具有優良特性的工業產品，在目前仍然有巨大的市場需求。但是石棉是一種致癌物質，對人體的危害很大，因此，努力解決石棉的防護問題和找到合適的替代品已刻不容緩。本文主要針對中國高校中石棉的使用情況、危害、常見的替代品和改進、防護措施做出詳細分析。

1 高校中石棉的使用情況

我國高校化學實驗中最常見的石棉制品就是——石棉網。石棉網是由鐵絲網做支架，將棉布在石棉水中浸泡后蓋在上面晾干而得到的。由于它的價格很低，容易得到，因此常用于高校實驗的加熱反應中。石棉網中石棉成分主要為溫石棉，當其受熱溫度較高時，其中大量的微小石棉纖維就會逸出，被實驗者吸入肺內并且污染空氣。

在我國的高中化學教材上過氧化氫加熱制氧氣，加熱濃鹽酸制氯氣等實驗中均需進行加熱處理，處理方法通常是將石棉網和酒精燈配套使用進行加熱。而大學化學實驗室內更是普遍用燃氣燈對石棉網進行加熱，溫度達1000 ℃以上。石棉網在高溫下長期使用，易脫水變脆，長期使用這類石棉網，會對師生的健康造成危害，更重要的是，在實驗教學中并未向師生普及石棉網的危害性，造成廢棄石棉網被隨意丟棄的現象。在2014年1月8日，香港大學在一次樓宇例行檢查時，發現黃克兢樓1～3層和6～8層的電機房地面上發現了含有石棉的廢料，這就是對石棉危害性認識不夠的體現。

2 高校中大量使用石棉的潛在危害

石棉是一種被廣泛應用于建材防火板的硅酸鹽類礦物產品。它具有高抗張強度、電絕緣性、良好的耐火性與可紡性，不易燃燒，故被廣泛應用。石棉分布范圍廣、種類繁多，例如直閃石石棉、溫石棉和水鎂石石棉等[2]。

石棉到底有沒有毒，答案是肯定的。但值得注意的是，石棉的所有部分里有毒害作用的就是其中極其細小的纖維。實驗室中，研究人員若長期使用石棉進行加熱操作，其中的細小纖維就很容易逸出到空氣中，有些還可能隨著呼吸進入人體，附著在肺部，嚴重時引發炎癥[3]。常見疾病有：胸膜間皮瘤、石棉肺等，雖然這些疾病潛伏期很長，早期難以發覺，但發病時癥狀嚴重，有時可引發肺癌[4]。

大多數有關石棉疾病的病例是在從事石棉作業的工人中發現的，極少有報道稱實驗人員因接觸石棉而患病，但高校中普遍使用石棉的潛在危害不容小覷。近日，66歲的經濟學家Michael Anyadike-Danes博士就起訴了劍橋大學，聲稱學院與大學主干道相連的唯一一條走廊讓他患上了皮間瘤，而他年輕時就每天被迫穿行在這條“塵土飛揚，到處都是破碎的石棉”的走廊里，承受著其對肺部的損害。而且，依據病理學、毒理學的大量實驗結果可以得知：溫石棉和它的部分人工替代品有致癌性,且已被證實，此外，這部分人工替代品的致癌性并不比溫石棉低多少;其致癌機制大概有這主要的幾種:對自由基和細胞因子介導的損害、對致癌基因的刺激并使其活化以及使抑癌基因失去活性等[5]。而國內各大高校實驗室中使用最廣泛的就是溫石棉。但同時，接觸石棉并不意味著絕對會受到毒害，只要將石棉粉塵濃度控制得較低，就不會對體健康造成嚴重的損害。

此外，高校師生由于缺乏相關的安全防范意識，石棉網部分脫落或用舊之后就直接被當做普通垃圾丟棄，但由于其中仍含有大量細小的石棉纖維，一些種類的還具有高毒性，當其彌散進大氣中或進入水體，極易使環境受到污染。

3 高校內前景較好的石棉替代品

為了師生的健康考慮，各大高校應該盡早替換掉基礎實驗室中的石棉制品，可以通過使用相對安全無毒害的石棉代替品及加強安全防護措施等方式來降低石棉的危害。接下面本文將介紹一些較適合在高校內推廣使用的石棉替代品。

3.1 玻璃棉

玻璃棉是將玻璃熔融后進行纖維化，通過加入粘合劑固化加工而制成的，玻璃棉作為一種新型無機非金屬物質，具有耐高溫和腐蝕、密度低、保溫性能優良、吸聲性高、硬度小易變形及防潮性好等性能，廣受人們的青睞。其應用領域極廣，逐步深入到船只建造、石油化工、冶金、建筑、航空航天等產業中。實驗室常用的相關材料為離心玻璃棉，呈白色絮狀，外表類似于棉花，用處很廣泛，如在離子交換實驗中，在交換柱底部填充玻璃棉起到過濾效果；以及在高溫煅燒樣品時，利用玻璃棉的高溫耐受性和柔軟可塑性作為外包裹物等，是目前實驗室里最為常見的一種石棉代替品。但目前市場價格大概為9000～10000元/t，價格較為高昂[6]。

3.2 陶瓷纖維

陶瓷纖維棉是以氧化鋁粉、黏土熟料為原材料，在電爐中高溫熔融成流體，后用甩絲機甩成纖維狀再經集棉而得到的。該物質絕熱能力極強，并且耐腐蝕、密度低、隔音效果好，目前在新材料的建造、電子產業等領域中運用廣泛。

在實驗室中常用到的為陶瓷纖維布和陶瓷纖維棉，均是利用其優越的耐高溫性，代替石棉用以進行加熱，焙燒等，如：使用管式爐加熱樣品粉末時，在管口放一團陶瓷纖維，能夠很好地起到疏導熱氣流的作用；此外，還可用于各種工業設備和電器元件的防火。

3.3 其他替代品

由于石棉網主要是利用其中耐高溫的石棉夾層，因此可考慮使用一些耐熱性也很好的氧化物，例如氧化鋁和一些過渡金屬氧化物做夾層，也可有效替代石棉進行許多加熱實驗；還可用電熱鍋和恒溫磁力攪拌器搭配截點式溫度計代替燃氣燈和石棉網的傳統組合[7]。從而逐漸降低石棉在實驗中的使用量。

4 針對高校中使用石棉的建議

4.1 建議改進措施

(1)由于石棉及其部分代替品的致癌機理大體上還是相似的，因此只要當空氣中的纖維濃度達到一定高度時，就會對使用者的肺部產生損害，所以，降低空氣中石棉纖維濃度才是根本改進措施。提倡我國初、高中和大學基礎化學實驗教學實驗室購買電熱碗或恒溫磁力攪拌器代替酒精燈和石棉網，盡量避免使用石棉網做實驗，提高高校實驗室的實驗環境安全系數。

(2)無論是平時的學習生活，還是在使用石棉進行實驗前，定期地、廣泛地對學生進行關于石棉危害性及個人防護的知識普及尤為重要。此外，高校應該定期組織師生去體檢，特別要注意定期做胸透，以便及時地檢查師生的健康情況。而且，在全國高校化學實驗室里，應該做到“一人一罩”，即保證每個實驗人員在操作時都有防塵口罩，做好足夠的防護措施。

(3)無論新的、廢棄的石棉都要指定專人進行收集、整理，進行一定的安全處理，拆下石棉包裝時、還有進行包裝時，都應該在通風環境下進行濕法作業，特別是用舊了的石棉及其代替品不可作為普通垃圾亂丟，需放在密封容器內后進行妥善處理(主要是填埋清除處理)；實驗室內，若發現有使用時間較長，損壞嚴重的石棉網，應及時替換掉[8]。

(4)建議石棉制品廠在原材料預處理時加大對原棉的篩選力度，提高石棉的平均生產質量。對于不按環保部門要求生產石棉的小作坊，或者生產工藝不規范、不合格的工廠應立即叫停，為規范市場和改善生態環境做出貢獻。

4.2 建議的防護措施

盡管在實驗室中單純接觸石棉基本不會對身體造成重大危害，但為了安全起見，也必須做好足夠的防護措施。對于石棉防護，大致可通過以下三種途徑：

(1)加強實驗環境的安全防護。這是最基本也是最優先的防護措施，當進行與石棉有關的實驗操作時，務必確保通風，不易在封閉環境中進行，因為通風環境下，石棉粉塵濃度會大大降低，才可減小對人體的損害。

(2)濕法作業。打開石棉包裝或接觸石棉物品時可通過預先將石棉材料潤濕，或者向空氣中噴灑水霧，降低粉塵產生量，間接降低對人體的損害。

(3)個體防護。這也是保護我們不受傷害的最重要的、最后一道防御力量，如果條件允許，盡量穿著防護服、防塵面具或防塵口罩加防護眼罩進行實驗。如果沒有這些專業的防護道具，可以戴防護眼鏡、質量較好的防塵口罩(內置活性炭)以及最基本的橡膠手套進行操作，一樣可以起到防護效果[9]。此外，應盡量避免石棉網在加熱的過程中局部過熱，還有避免外力破壞石棉網以防其中的石棉纖維逸出到空氣中。

5 結 語

盡管國內外普遍認同石棉及其相關產品對人體有極大危害，但這更多是相對于從事石棉制造和生產、經常暴露在石棉纖維下的專業工作人員而言，如果只是在實驗室內進行少量地接觸石棉的操作，那么短暫的接觸時間及較低的粉塵濃度，并不會對我們的健康造成嚴重的危害[10]。不過，這并不代表我們可以掉以輕心，盡快在全國各大高校實驗室內進行全面的石棉替換工作，才是減少石棉危害的徹底解決辦法。