Richtlinie der ETH Zürich zum Umgang mit tiefkalt verflüssigten Gasen ( Kryo-Gase ) und Trockeneis

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1 Richtlinie der ETH Zürich zum Umgang mit tiefkalt verflüssigten Gasen ( Kryo-Gase ) und Trockeneis Wichtig: Zum Thema Druckgasflaschen existiert ein separates Dokument. Inhaltsverzeichnis 1 Kryo-Gase und Trockeneis- Das Wichtigste in Kürze Allgemeines Transport Lagerung Im Labor Einleitung Gesetzliche Grundlagen Meldepflicht, Risikobeurteilung und -minimierung Meldepflicht und Risikobeurteilung Risikominimierung Gasüberwachung und Alarmierung Gasüberwachung Alarmierung/Verhalten im Alarmierungsfall Transport Lagerung Service und Unterhalt Kennzeichnung Umgang mit Kryo-Gasen und Trockeneis, Arbeitsregeln Allgemeine Arbeitsregeln Arbeiten ausserhalb von Gebäudeöffnungszeiten Alleine arbeiten Sicherheitsdatenblätter (MSDS) Audits... 6 Kontakt: Laborsicherheit, Chemische Sicherheit, Biosicherheit: Ines Raabe (ines-raabe@ethz.ch) Arbeitssicherheit, Strahlenschutz, Laborsicherheit: Roger Scherrer (roger-scherrer@ethz.ch) Im HCI-Gebäude: lab-safety@chem.ethz.ch Gefahrgut-Beauftragter: Martin Frei martin-frei@ethz.ch Persönliche Schutzausrüstung, Kennzeichnung: Hansjörg Strübin (hansjoerg-struebin@ethz.ch) Seite 1 von 6

2 1 Kryo-Gase und Trockeneis- Das Wichtigste in Kürze 1.1 Allgemeines Gefahren: Erfrierung / Kälteverbrennung Erstickung Materialschäden Brand, Explosion Aufbau von Druck / bersten von Behältern Je nach Raumgrösse, Art und Menge des Gases kann eine Gasüberwachung nötig sein 1.2 Transport Nur im Warenlift oder im Treppenhaus (nie im Personenlift in Begleitung von Personen!) Nur in geeigneten Gefässen Nur mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung 1.3 Lagerung Nicht in Durchgängen oder in Fluchtwegen Nur an ausreichend belüfteten Orten Keine übermässige Lagerhaltung am Verbrauchsort 1.4 Im Labor Immer geeignete persönliche Schutzausrüstung tragen Ringe, Armreifen, Armbanduhren etc. sind vor der Arbeit abzulegen Extrem vorsichtig arbeiten Nur geeignete Behälter verwenden Nicht isolierte Teile und Leitungen nie mit blossen Händen berühren Keine gefährlichen Arbeiten alleine oder ausserhalb der Gebäudeöffnungszeiten durchführen Nur in ausreichend belüfteten Räumen arbeiten Seite 2 von 6

3 2 Einleitung Tiefkalt verflüssigte Gase ( Kryo-Gase wie beispielsweise flüssiger Stickstoff oder flüssiges Helium) und Trockeneis werden als Kühlmittel häufig in Laboratorien der ETH Zürich verwendet. Die meisten dieser Gase sind farb-, geruch- und geschmacklos beim Verdampfen. Obwohl die meisten tiefkalt verflüssigten Gase chemisch inert sind, bergen sie auch Gefahren: Kälteverbrennung / Erfrierung: Durch die extreme Kälte wird menschliches Gewebe sehr schnell geschädigt. Materialschädigung: Durch die tiefen Temperaturen verändern sich Materialeigenschaften. Metalle werden in der Regel viel härter, andere Materialien wie Gummi, Plastik, Stahl werden spröde und können zerbrechen. Berstgefahr: Beim Verdampfen expandiert das Gas enorm (siehe Tabelle 1). Aus einem Liter flüssigem Stickstoff entstehen fast 700 Liter Gas! Geschieht die Expansion in geschlossenen Behältern, führt dies zu einem starken Druckanstieg und u.u. zum bersten des Behälters. Erstickungsgefahr: Die Verdampfung grösserer Mengen Kryo-Gas (ausser Sauerstoff) in einem geschlossenen Raum verdrängt den Sauerstoff in der Atemluft, was zu Erstickungsgefahr führen kann. Brand- und Explosionsgefahr: Sauerstoff ist brandfördernd; Wasserstoff kann beim Verdampfen mit der Luft explosionsfähige Mischungen ergeben. Tabelle 1: Eigenschaften einiger tiefkalter Gase. [a] Sublimationstemperatur. Siedepunkt Gasmenge pro 1L Flüssigkeit Stickstoff Sauerstoff Argon Wasserstoff Helium Kohlendioxid N2 O2 Ar H2 He CO2-196 C -182 C -185 C -252 C -269 C [a] -78 C 691 L 853 L 839 L 845 L 749 L 632 L Diese Gasrichtlinie soll das sichere Arbeiten mit tiefkalt verflüssigten Gasen an der ETH Zürich ermöglichen. 3 Gesetzliche Grundlagen Folgende Dokumente bilden die gesetzliche Grundlagen für den Umgang mit tiefkalt verflüssigten Gasen: Verordnung über die Verhütung von Unfällen und Berufskrankheiten (VUV) Bundesgesetz über die Unfallversicherung (UVG) mit Artikel 82 EKAS-Richtlinie 330A.2 Kryo-Behälter - Ortsbewegliche, vakuum-isolierte Behälter mit einem Fassungsraum von nicht mehr als 1000 Liter (SN EN 1251) Füllen und Gebrauch von ortsbeweglichen Kryobehältern mit einem Fassungsvermögen bis zu 1000 Liter für tiefkalt verflüssigte, nicht brennbare Gase (RG553, SVS) Gesetzlich ist folgendes geregelt: Die Zusammensetzung der Luft am Arbeitsplatz darf die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht gefährden. Andernfalls ist für natürliche oder künstliche Lüftung am Arbeitsplatz zu sorgen; nötigenfalls müssen weitere technische Massnahmen ergriffen werden. Der Sauerstoffgehalt der Atemluft soll im Normalfall zwischen Vol.-% liegen und darf 18% nicht unterschreiten. Seite 3 von 6

4 4 Meldepflicht, Risikobeurteilung und -minimierung 4.1 Meldepflicht und Risikobeurteilung Geplante Neubauten, Umbauten, Änderungen von Gasvernetzungen von Tanks mit tiefkalt verflüssigten Gasen, resp. deren Verarbeitung muss der gemeldet werden, damit eine Risikobeurteilung vorgenommen werden kann. Das Gleiche gilt für das Aufstellen von ortsbeweglichen Tanks / Dewar- Gefässen in geschlossenen Räumen. Erst nach Erstellung dieser Risikobeurteilung darf mit den Umsetzungen begonnen werden. In den Räumen, wo Gasvernetzungen installiert, resp. Gase verarbeitet werden, müssen deren Verarbeitungsprozesse klar definiert und beschrieben sein. Zur Beurteilung der Risiken bei der Verwendung und Lagerung von tiefkalt verflüssigten Gasen wird folgendes angenommen ( worst case ): Die Freisetzung des Gases erfolgt schlagartig Der Inhalt des grössten Behälters verdampft vollständig Das Gas verteilt sich gleichmässig im Raum Die künstliche Lüftung wird nicht berücksichtigt 4.2 Risikominimierung Um Gefahren effektiv zu beseitigen, bzw. Das Restrisiko zu minimieren, unabhängig ob es um Gase handelt oder nicht, wird gemäss dem S T O P - Prinzip vorgegangen. Die Wirksamkeit von Massnahmen nimmt dabei von oben nach unten ab. S Substitution 1. Priorität T Technische Massnahmen 2. Priorität O Organisatorische Massnahmen 3. Priorität P Persönliche Massnahmen 4. Priorität Erstickung von Personen wird nicht akzeptiert. Es muss die Sauerstoffverdrängung beim Verdampfen des Gases berücksichtig werden. Fällt der Sauerstoffgehalt der Atemluft (er beträgt normalerweise etwa 21%) auf unter 18%, hat dies bereits Auswirkungen auf die Gesundheit, z.b. Bewusstseinstrübung, mangelnde Leistungsfähigkeit. Bei einem Gehalt von 10% tritt der Tod durch Ersticken bereits nach wenigen Atemzügen ein. Die Zusammensetzung der Luft am Arbeitsplatz darf die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht gefährden. Andernfalls ist für natürliche oder künstliche Lüftung am Arbeitsplatz zu sorgen; nötigenfalls müssen weitere technische Massnahmen ergriffen werden. 5 Gasüberwachung und Alarmierung 5.1 Gasüberwachung Besteht die Gefahr, dass bei einer Havarie des grössten Kryobehälters im Raum die Sauerstoff- Konzentration unter den zulässigen Grenzwert von 19% fällt, ist eine Sauerstoffüberwachung der Luft notwendig. Die Gasüberwachung ist an das Gebäudeleitsystem anzuschliessen. Ausnahmen müssen von der genehmigt werden. 5.2 Alarmierung/Verhalten im Alarmierungsfall Bei Unterschreitung des Grenzwertes erfolgt vor Ort die Alarmierung, gleichzeitig wird auch automatisch die Alarmzentrale der ETH (AZ) alarmiert (Voralarm: 19% nur visueller Alarm; Hauptalarm 18%, visueller und akustischer Alarm). Die Nutzer müssen im Alarmfall das Labor unverzüglich verlassen und die Türen schliessen. Es ist zu erwarten, dass durch die effiziente Lüftung (5-6-facher Luftwechsel pro Stunde) ein Wiederanstieg der Sauerstoffkonzentration innert Minuten bis einer Stunde auf oberhalb der Grenzwerte führt. Sobald ein sicherer Wert erreicht wird, schaltet sich der akustische Alarm automatisch aus. Der optische Alarm kann erst nach Quittierung beim Steuerkasten ausgeschaltet werden. Seite 4 von 6

5 Für die umliegenden Labors und Büros werden Informationen verteilt, was bei einem Alarm zu beachten ist (Solange der Alarm andauert, ist das Betreten des Raums ohne umluftunabhängigen Atemschutz verboten!). Entsprechende Alarmierungsblätter für das Verhalten und Vorgehen im Alarmierungs- und Ereignisfall werden von den Laborverantwortlichen erstellt mit vorgegebenen Formularen und sind der -Administration einzureichen. Die Arbeitsgruppe trägt die Verantwortung, dass im Falle von Veränderungen die Alarmblätter umgehend aktualisiert werden. In begründeten Ausnahmefällen kann auf die Aufschaltung des Alarms auf das Leitsystem nach Rücksprache mit der verzichtet werden. 6 Transport Für den Transport und die Lagerung von tiefkalt verflüssigten Gasen werden oft mobile Kryobehälter eingesetzt. Dies sind sowohl verschliessbare, für inneren Überdruck geeignete Druckgasbehälter (geschlossene Systeme) wie auch offene, drucklos betriebene Dewargefässe (offene Systeme). Beide dürfen nicht in Personenaufzügen zusammen mit Personen transportiert werden, sondern es sind Warenlifte (grosse Behälter) oder Treppenhäuser (kleine Behälter) zu benützen. Offene Behälter sind so zu transportieren, dass sie nicht umfallen oder herabfallen können; fahrbahre Behälter müssen kippsicher sein. Bei offenen Behältern darf ein Deckel nur lose aufgelegt werden. Für den externen Transport (öffentliche Strasse) müssen die ADR/SDR-Richtlinien beachtet werden. 7 Lagerung In Durchgängen, Durchfahrten, Fluren oder Treppenhäuser (Fluchtwege) ist das Lagern von Dewars und Druckgasbehältern nicht gestattet. Lagerräume müssen ausreichend belüftet sein. Lager, Tankanlagen und Abfüllstationen im Freien sind durch geeignete Massnahmen wie Umzäunungen gegen unbefugten Zugriff zu schützen. Es dürfen am Verbrauchsort (z.b. in Laboratorien oder Werkstätten) nur die Mengen an tiefkalt verflüssigten Gasen vorhanden sein, die für den Betrieb notwendig sind (keine Lagerhaltung). Es ist sicherzustellen, dass eine genügende Lüftung entsprechend den Mengen und Risiken der verwendeten Gasen vorhanden ist. 8 Service und Unterhalt Für alle Gasinstallationen (Tankanlagen, gesamte Gasvernetzung inkl. der Reduzierventile, Gasmodule/Absperrventile in den Mediensäulen) müssen Serviceverträge abgeschlossen werden. Die Service- Intervalle werden jeweils durch die Hersteller der Installationen bzw. Hersteller der Komponenten bestimmt (gemäss Betriebsanweisungen). Die Finanzierung und Weiterführung der Serviceverträge ist Sache der Arbeitsgruppe bzw. des Instituts. 9 Kennzeichnung Räume, in denen tiefkalt verflüssigte Gase gelagert werden, sowie Tankanlagen müssen entsprechend gekennzeichnet werden (gelbes Dreiecks-Symbol Gefahr durch Kälte ). Kann in einem Raum durch diese Gase Erstickungsgefahr bestehen, ist dies ebenfalls zu kennzeichnen. Seite 5 von 6

6 10 Umgang mit Kryo-Gasen und Trockeneis, Arbeitsregeln 10.1 Allgemeine Arbeitsregeln ACHTUNG: Tiefkalt verflüssigte Gase befinden sich bei Normaldruck i.a. im Siedezustand. Beim Umfüllen in Gefässe, welche noch Raumtemperatur haben, nimmt das Sieden extrem heftig zu! Um die Bildung von Eis, das Einkondensieren von Sauerstoff sowie die Bildung von Überdruck zu vermeiden, dürfen tiefkalt verflüssigte Gase nur in speziell dafür ausgelegten Behältern gelagert werden. Haushalts-Thermoskannen dürfen für tiefkalt verflüssigte Gase nicht verwendet werden. Beim Arbeiten mit tiefkalt verflüssigten Gasen, insbesondere beim Um-/Abfüllen, ist immer die entsprechende persönliche Schutzausrüstung zu tragen: saubere, trockene, nicht eng anliegende Kleidung aus Naturfasern (Arme und Beine vollständig bedeckt). Offene Taschen, umgekrempelte Ärmel oder Hosenbeine vermeiden geschlossene Schuhe gut isolierende Handschuhe, nach Möglichkeit mit Stulpen oder Manschetten Gesichtsschutz (Schutzbrille, Face-Shield) Ringe, Armreifen, Armbanduhren etc. sind vor der Arbeit abzulegen. Das Arbeiten mit tiefkalt verflüssigten Gasen (speziell das Umfüllen) muss extrem vorsichtig geschehen Beim Umfüllen muss immer eine Person anwesend sein, der Behälter darf beim Abfüllen nicht unbeobachtet bleiben. Die Lagerung von und das Arbeiten mit tiefkalt verflüssigten Gasen in Kellerräumen ist nur erlaubt, wenn diese über eine genügende künstliche Lüftung verfügen. Nicht-isolierte Leitungen oder Behälter, in denen sich tiefkalt verflüssigte Gase befinden, dürfen niemals mit blossen Händen berührt werden. Tiefkalt verflüssigter Sauerstoff gehört nicht in offene Gefässe 10.2 Arbeiten ausserhalb von Gebäudeöffnungszeiten Gefährliche Arbeiten ausserhalb der Gebäudeöffnungszeiten (nachts, am Wochenende und an Feiertagen) sind nicht gestattet, d. h. es dürfen keine Experimente mit gefährlichen Gasen zu diesen Zeiten durchgeführt werden. Muss von diesen Vorgaben abgewichen werden, ist zwingend vorher die zu kontaktieren (Kontakt siehe 1. Seite), und die Risikobeurteilung den neuen Gegebenheiten angepasst werden Alleine arbeiten Das alleine arbeiten ist bei gefährlichen Tätigkeiten nicht gestattet. Detailliertere Informationen hierzu sind auf dem Merkblatt Alleine Arbeiten auf der Homepage der zu finden. ( 11 Sicherheitsdatenblätter (MSDS) Von allen verwendeten Gasen sind die Sicherheitsdatenblätter aufzubewahren und die darin enthaltenen Richtlinien zu beachten. 12 Audits / Kontrollen Die kann (unangekündigte oder angekündigte) Inspektionen bei den einzelnen Instituten bzw. Arbeitsgruppen durchführen, um stichprobenartig die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften zu überprüfen. Seite 6 von 6