高校化学实验中石棉的使用、防护及替代概况*

殷 馨，谢梁羿群，赵鹏杰，胡朕涛，宁沁宇，吴隆涵，王海文

(华东理工大学化学与分子工程学院，上海 200237)

石棉因其优秀的耐高温、耐腐蚀等特性很早就受到人们的青睐，但随着人们对它的了解逐渐深入，石棉的种种缺点也引起了人们的重视，当前国际上的许多国家已经着力开始在高校实验室中减少石棉的用量并在寻求其代替品[1]。然而在我国的高校中，石棉的使用仍非常广泛。例如加热时常用的石棉网，石棉布等，其作为一种具有优良特性的工业产品，在目前仍然有巨大的市场需求。但是石棉是一种致癌物质，对人体的危害很大，因此，努力解决石棉的防护问题和找到合适的替代品已刻不容缓。本文主要针对中国高校中石棉的使用情况、危害、常见的替代品和改进、防护措施做出详细分析。

1 高校中石棉的使用情况

我国高校化学实验中最常见的石棉制品就是——石棉网。石棉网是由铁丝网做支架，将棉布在石棉水中浸泡后盖在上面晾干而得到的。由于它的价格很低，容易得到，因此常用于高校实验的加热反应中。石棉网中石棉成分主要为温石棉，当其受热温度较高时，其中大量的微小石棉纤维就会逸出，被实验者吸入肺内并且污染空气。

在我国的高中化学教材上过氧化氢加热制氧气，加热浓盐酸制氯气等实验中均需进行加热处理，处理方法通常是将石棉网和酒精灯配套使用进行加热。而大学化学实验室内更是普遍用燃气灯对石棉网进行加热，温度达1000 ℃以上。石棉网在高温下长期使用，易脱水变脆，长期使用这类石棉网，会对师生的健康造成危害，更重要的是，在实验教学中并未向师生普及石棉网的危害性，造成废弃石棉网被随意丢弃的现象。在2014年1月8日，香港大学在一次楼宇例行检查时，发现黄克兢楼1～3层和6～8层的电机房地面上发现了含有石棉的废料，这就是对石棉危害性认识不够的体现。

2 高校中大量使用石棉的潜在危害

石棉是一种被广泛应用于建材防火板的硅酸盐类矿物产品。它具有高抗张强度、电绝缘性、良好的耐火性与可纺性，不易燃烧，故被广泛应用。石棉分布范围广、种类繁多，例如直闪石石棉、温石棉和水镁石石棉等[2]。

石棉到底有没有毒，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极其细小的纤维。实验室中，研究人员若长期使用石棉进行加热操作，其中的细小纤维就很容易逸出到空气中，有些还可能随着呼吸进入人体，附着在肺部，严重时引发炎症[3]。常见疾病有：胸膜间皮瘤、石棉肺等，虽然这些疾病潜伏期很长，早期难以发觉，但发病时症状严重，有时可引发肺癌[4]。

大多数有关石棉疾病的病例是在从事石棉作业的工人中发现的，极少有报道称实验人员因接触石棉而患病，但高校中普遍使用石棉的潜在危害不容小觑。近日，66岁的经济学家Michael Anyadike-Danes博士就起诉了剑桥大学，声称学院与大学主干道相连的唯一一条走廊让他患上了皮间瘤，而他年轻时就每天被迫穿行在这条“尘土飞扬，到处都是破碎的石棉”的走廊里，承受着其对肺部的损害。而且，依据病理学、毒理学的大量实验结果可以得知：温石棉和它的部分人工替代品有致癌性,且已被证实，此外，这部分人工替代品的致癌性并不比温石棉低多少;其致癌机制大概有这主要的几种:对自由基和细胞因子介导的损害、对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]。而国内各大高校实验室中使用最广泛的就是温石棉。但同时，接触石棉并不意味着绝对会受到毒害，只要将石棉粉尘浓度控制得较低，就不会对体健康造成严重的损害。

此外，高校师生由于缺乏相关的安全防范意识，石棉网部分脱落或用旧之后就直接被当做普通垃圾丢弃，但由于其中仍含有大量细小的石棉纤维，一些种类的还具有高毒性，当其弥散进大气中或进入水体，极易使环境受到污染。

3 高校内前景较好的石棉替代品

为了师生的健康考虑，各大高校应该尽早替换掉基础实验室中的石棉制品，可以通过使用相对安全无毒害的石棉代替品及加强安全防护措施等方式来降低石棉的危害。接下面本文将介绍一些较适合在高校内推广使用的石棉替代品。

3.1 玻璃棉

玻璃棉是将玻璃熔融后进行纤维化，通过加入粘合剂固化加工而制成的，玻璃棉作为一种新型无机非金属物质，具有耐高温和腐蚀、密度低、保温性能优良、吸声性高、硬度小易变形及防潮性好等性能，广受人们的青睐。其应用领域极广，逐步深入到船只建造、石油化工、冶金、建筑、航空航天等产业中。实验室常用的相关材料为离心玻璃棉，呈白色絮状，外表类似于棉花，用处很广泛，如在离子交换实验中，在交换柱底部填充玻璃棉起到过滤效果；以及在高温煅烧样品时，利用玻璃棉的高温耐受性和柔软可塑性作为外包裹物等，是目前实验室里最为常见的一种石棉代替品。但目前市场价格大概为9000～10000元/t，价格较为高昂[6]。

3.2 陶瓷纤维

陶瓷纤维棉是以氧化铝粉、黏土熟料为原材料，在电炉中高温熔融成流体，后用甩丝机甩成纤维状再经集棉而得到的。该物质绝热能力极强，并且耐腐蚀、密度低、隔音效果好，目前在新材料的建造、电子产业等领域中运用广泛。

在实验室中常用到的为陶瓷纤维布和陶瓷纤维棉，均是利用其优越的耐高温性，代替石棉用以进行加热，焙烧等，如：使用管式炉加热样品粉末时，在管口放一团陶瓷纤维，能够很好地起到疏导热气流的作用；此外，还可用于各种工业设备和电器元件的防火。

3.3 其他替代品

由于石棉网主要是利用其中耐高温的石棉夹层，因此可考虑使用一些耐热性也很好的氧化物，例如氧化铝和一些过渡金属氧化物做夹层，也可有效替代石棉进行许多加热实验；还可用电热锅和恒温磁力搅拌器搭配截点式温度计代替燃气灯和石棉网的传统组合[7]。从而逐渐降低石棉在实验中的使用量。

4 针对高校中使用石棉的建议

4.1 建议改进措施

(1)由于石棉及其部分代替品的致癌机理大体上还是相似的，因此只要当空气中的纤维浓度达到一定高度时，就会对使用者的肺部产生损害，所以，降低空气中石棉纤维浓度才是根本改进措施。提倡我国初、高中和大学基础化学实验教学实验室购买电热碗或恒温磁力搅拌器代替酒精灯和石棉网，尽量避免使用石棉网做实验，提高高校实验室的实验环境安全系数。

(2)无论是平时的学习生活，还是在使用石棉进行实验前，定期地、广泛地对学生进行关于石棉危害性及个人防护的知识普及尤为重要。此外，高校应该定期组织师生去体检，特别要注意定期做胸透，以便及时地检查师生的健康情况。而且，在全国高校化学实验室里，应该做到“一人一罩”，即保证每个实验人员在操作时都有防尘口罩，做好足够的防护措施。

(3)无论新的、废弃的石棉都要指定专人进行收集、整理，进行一定的安全处理，拆下石棉包装时、还有进行包装时，都应该在通风环境下进行湿法作业，特别是用旧了的石棉及其代替品不可作为普通垃圾乱丢，需放在密封容器内后进行妥善处理(主要是填埋清除处理)；实验室内，若发现有使用时间较长，损坏严重的石棉网，应及时替换掉[8]。

(4)建议石棉制品厂在原材料预处理时加大对原棉的筛选力度，提高石棉的平均生产质量。对于不按环保部门要求生产石棉的小作坊，或者生产工艺不规范、不合格的工厂应立即叫停，为规范市场和改善生态环境做出贡献。

4.2 建议的防护措施

尽管在实验室中单纯接触石棉基本不会对身体造成重大危害，但为了安全起见，也必须做好足够的防护措施。对于石棉防护，大致可通过以下三种途径：

(1)加强实验环境的安全防护。这是最基本也是最优先的防护措施，当进行与石棉有关的实验操作时，务必确保通风，不易在封闭环境中进行，因为通风环境下，石棉粉尘浓度会大大降低，才可减小对人体的损害。

(2)湿法作业。打开石棉包装或接触石棉物品时可通过预先将石棉材料润湿，或者向空气中喷洒水雾，降低粉尘产生量，间接降低对人体的损害。

(3)个体防护。这也是保护我们不受伤害的最重要的、最后一道防御力量，如果条件允许，尽量穿着防护服、防尘面具或防尘口罩加防护眼罩进行实验。如果没有这些专业的防护道具，可以戴防护眼镜、质量较好的防尘口罩(内置活性炭)以及最基本的橡胶手套进行操作，一样可以起到防护效果[9]。此外，应尽量避免石棉网在加热的过程中局部过热，还有避免外力破坏石棉网以防其中的石棉纤维逸出到空气中。

5 结 语

尽管国内外普遍认同石棉及其相关产品对人体有极大危害，但这更多是相对于从事石棉制造和生产、经常暴露在石棉纤维下的专业工作人员而言，如果只是在实验室内进行少量地接触石棉的操作，那么短暂的接触时间及较低的粉尘浓度，并不会对我们的健康造成严重的危害[10]。不过，这并不代表我们可以掉以轻心，尽快在全国各大高校实验室内进行全面的石棉替换工作，才是减少石棉危害的彻底解决办法。