เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจาก บทความเรื่อง "Transition Metals vs. Concentrated Peracetic Acid. A Case Study on Safety." (https://envirotech.com/wp-content/uploads/2015/12/Mishandled-PAA.pdf) และเหตุการณ์เดียวกันนี้ก็ได้รับการกล่าวไว้ใน "VERSATILE AND VEXING. The Many Uses and Hazards of Peracetic Acid" (https://synergist.aiha.org/201612-peracetic-acid-uses-and-hazards)
ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (Hydrogen peroxide H2O2) เป็นสารออกซิไดซ์ที่นำมาใช้ในการฆ่าเชื้อบนพื้นผิวต่าง ๆ ที่ไม่ต้องการให้มีสารตกค้างที่อาจก่อให้เกิดอันตรายหรือการปนเปื้อนกับสิ่งที่มาสัมผัสกับพื้นผิวภายหลัง แต่สำหรับเชื้อบางชนิดนั้น ความสามารถในการฆ่าเชื้อของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์กลับไม่เพียงพอ จำเป็นต้องใช้สารฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า และตัวที่นำมานิยมใช้กับก็คือกรดเปอร์อะซีติก (Peracetic acid H3CC(O)OOH)
กรดเปอร์อะซิติกเตรียมได้จากปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกรดอะซีติก (Acetic acid H3CC(O)OH) โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้คือกรดเปอร์อะซีติกและน้ำ เนื่องจากกรดอะซีติกเป็นสารอินทรีย์ที่เราใช้บริโภคกันในชีวิตประจำวัน (กรดที่อยู่ในน้ำส้มสายชู) การตกค้าง (ถ้ามี) ของกรดอะซีติกบนพื้นผิวที่มีการสัมผัสกับอาหารหรือวัตถุดิบสำหรับปรุงอาหารเองจึงเป็นสิ่งที่ยอมรับได้
แต่กรดเปอร์อะซีติกเป็นกรดที่ไม่เสถียร ที่จำหน่ายกันจึงอยู่ในรูปของสารละลายที่ภาวะสมดุลระหว่าง ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, กรดอะซีติก, กรดเปอร์อะซีติก และน้ำ เนื่องจากน้ำเป็นตัวทำให้กรดเปอร์อะซีติกสลายตัว สารละลายที่จำหน่ายกันจึงมีความเข้มข้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกรดอะซีติกที่สูง (รวมกันแล้วอยู่ประมาณ 1 ใน 3 ของส่วนผสมทั้งหมด ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นกรดเปอร์อะซีติกที่ต้องการ)
เหตุการณ์ที่เกิดบรรยายไว้ในรูปที่ ๑ ข้างบน เริ่มจากมีการนำเอา dip tube ที่เป็น galvanized steel (ที่บ้านเราเรียกเหล็กชุบสังกะสี) มาติดตั้งเข้ากับถังบรรจุกรดเปอร์อะซีติก แล้วก็วางถังในแนวนอนเพื่อให้พร้อมสำหรับการใช้งานหลังวันหยุดสุดสัปดาห์
ความหมายของ dip tube คือท่อที่จุ่มลงไปในของเหลว ที่อาจใช้เพื่อการเติมสารอื่นลงไปใต้ผิวของเหลวหรือทำการสูบเอาของเหลวขึ้นมา ส่วนหน่วยแกลลอน (gallon) มีด้วยกันสองหน่วย หน่วยแรกคือ Imperial gallon ที่ 1 แกลลอนเท่ากับ 4.546 ลิตร หน่วยที่สองคือ US gallon ที่ 1 แกลลอนเท่ากับ 3.7854 ลิตร ดังนั้นเวลาเห็นหน่วย gallon ที่ไม่มีการะบุว่าเป็นแบบไหน ก็ต้องดูด้วยว่าเอกสารนั้นใครจัดทำหรือผู้เขียนเป็นใคร ในที่นี้ถังขนาด 55 gallon ที่ถ้าเทียบเป็นลิตรโดยคิดว่าเป็น US gallon แล้วก็จะเท่ากับ 208 ลิตรก็คือถังขนาดถังน้ำมันขนาด 200 ลิตร แต่ในเหตุการณ์นี้ควรจะเป็นถังพลาสติก (และควรเป็น HDPE ด้วย) โดยรูบนฝาถังเรียกว่า bung hole และฝาปิดรูเรียกว่า bung
ในช่วงระหว่างวันหยุดสุดสัปดาห์ ถังเกิดการระเบิด ทำให้ของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในรั่วไหลออกมา สาเหตุที่ทำให้ถังเกิดการระเบิดเกิดจากกรดที่อยู่ในถัง (ทั้งกรดอะซีติกและกรดเปอร์อะซีติก) กัดกร่อนเนื้อเหล็ก เกิดเป็นไอออน Fe2+ ละลายในสารละลาย และไอออนเหล็กตัวนี้ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวเกิดแก๊สออกซิเจน และเมื่อแก๊สออกซิเจนสะสมในถังมากขึ้น ความดันในถังก็สูงขึ้นจนถังทนไม่ได้ ถังก็ระเบิด
โลหะบางชนิดสามารถทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัว (ผลิตภัณฑ์ที่เกิดคือน้ำและแก๊สออกซิเจน) โดยที่เนื้อโลหะไม่ถูกกัดกร่อน (คือเป็นปฏิกิริยาที่เกิดบนพื้นผิวโลหะ ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๓ และ ๔) แต่ไอออนบวกของโลหะทรานซิชันก็เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไปเร่งการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้ดีเช่นกัน และเร่งได้ดีด้วย
รูปที่ ๔ การสลายตัวของสารละลาย H2O2 เจือจาง เมื่อสัมผัสกับโลหะทองแดง จะเห็นฟองแก๊สออกซิเจนเกาะบนผิวท่อทองแดงและหลุดลอยออกมา
ปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์คายความร้อนออกมา และความร้อนที่คายออกมาก็จะเร่งให้อัตราการสลายตัวเพิ่มสูงขึ้น ดังนั้นสิ่งที่เห็นว่าเกิดช้าในช่วงแรกอาจกลายเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเร็วมากจนไม่สามารถควบคุมได้ก็ได้ การออกแบบถังเก็บไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (โดยเฉพาะที่มีความเข้มข้นสูง) จึงต้องคำนึงถึงการมีระบบระบายแก๊สออกซิเจนที่เกิดขึ้นออกไป และถ้าเป็นการออกแบบการทำงานและ/หรือกระบวนการผลิต ยังต้องคำนึงถึงโอกาสที่จะมีสิ่งปนเปื้อนที่สามารถเร่งการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ หลุดรอดหรือเกิดขึ้นในระบบได้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น