กลิ่นกับอันตรายของสารเคมี MO Memoir : Wednesday 14 June 2566

สัปดาห์ที่แล้วมีข้อความทักเข้ามาจากนิสิตฝึกงาน เรื่องกลิ่นของตัวทำละลายที่ใช้ในกระบวนการผลิต ดังที่แสดงในรูปข้างบน

"กลิ่น" บอกให้เรารู้ว่ามีสารเคมีบางชนิดปะปนอยู่ในอากาศที่หายใจเข้าไป กลิ่นมีทั้งกลิ่นที่พึงปราถนาและกลิ่นที่ไม่พึงปราถนา และเราก็มีการใช้งานกลิ่นทั้งสองแบบ

การใช้สารเคมีที่ให้กลิ่นแบบพึงปราถนาก็เพื่อให้เกิดความรู้สึกที่ดีต่อผู้ที่ได้รับกลิ่นนั้น การใช้สารเคมีที่ให้กลิ่นแบบไม่พึงปราถนาก็เพื่อเป็นสัญญาณเตือน ที่ใกล้ตัวเรามากที่สุดเห็นจะได้แก่กลิ่นของสารประกอบกำมะถันที่ผสมเข้าไปในแก๊สหุงต้ม สารพวกนี้มีกลิ่นแรง ที่ระดับความเข้มข้นที่ต่ำมากที่ยังไม่ทำอันตรายต่อร่างกายคน ก็สามารถทำให้คนรู้สึกรำคาญได้

ดังนั้น "กลิ่นแรง" หรือ "กลิ่นไม่แรง" จึงไม่เกี่ยวข้องกับความเป็นพิษของสารเคมี เพราะสารเคมีที่เป็นพิษหลายตัวเช่นแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO carbon monoxide) ก็เป็นแก๊สที่ไม่มีกลิ่น

ความเป็นพิษของสารดูได้จากค่า LC₅₀ หรือ LD₅₀ (LC ย่อมาจาก Lethal Concentration ส่วน LD ย่อมาจาก Lethal Dose) ซึ่งเป็นค่าที่บอกปริมาณที่สัตว์ทดลองได้รับต่อน้ำหนักตัว 1 kg แล้วทำให้สัตว์ทดลองตาย 50% กล่าวคือถ้าเอาสัตว์ทดลองมา 10 ตัว แล้วให้ทุกตัวได้รับสารในปริมาณที่เท่ากัน ปริมาณสารที่ทำให้สัตว์ทดลองตาย 5 ตัวก็คือค่านี้ ดังนั้นค่านี้ยิ่งน้อยก็แสดงว่าสารนั้นมีความเป็นพิษสูง คือได้รับในปริมาณไม่มากก็ทำให้เสียชีวิตได้ แต่การเปรียบเทียบต้องดูชนิดสัตว์ที่ใช้ทดลองด้วย ใช้สัตว์ทดลองต่างชนิดกันก็ให้ผลไม่หมือนกัน (หนูพวก mouse, rat และ guinea pig ก็ให้ผลที่ไม่เหมือนกัน ส่วนสามชนิดนี้ต่างกันอย่างไรก็ค้นดูเอาเองก็แล้วกัน)

การได้รับสารพิษเข้าสู่ร่างกายอาจเป็น การกิน, การซึมผ่านผิวหนัง หรือการสูดดมเข้าไป สารพิษที่เป็นของแข็งที่ไม่ระเหิดถ้าจะได้รับก็จะผ่านทางการกินเป็นหลัก สารพิษที่เป็นของเหลวอาจได้รับด้วยการกินและซึมผ่านผิวหนัง (ถ้าหกรดผิว) หรือถ้าเป็นพวกที่ระเหยเป็นไอได้ง่าย ก็มีโอกาสจะได้รับจากการสูดดมเข้าไปอีก ดังนั้นการพิจารณาโอกาสที่ผู้ปฏิบัติงานจะได้รับสารพิษจึงควรพิจารณาให้รอบด้าน ของเหลวสองชนิดที่มีค่า LD₅₀ (ที่วัดจากการกิน) แตกต่างกัน ตัวที่มีค่า LD₅₀ สูง อาจมีโอกาสที่จะก่อให้เกิดอันตรายมากกว่าถ้าหากมันระเหยกลายเป็นไอได้ง่ายกว่า และในสถานที่ทำงานนั้นไม่มีการระบายอากาศหรือการป้องกันไอระเหยที่ดีพอ

การเปรียบเทียบอันตรายเนื่องจากไอระเหยของสารจะต้องดูทั้งค่าความเข้มข้นและระยะเวลาที่ได้รับ ปรกติก็จะมีการรายงานค่าความเข้มข้นที่ทำให้เกิดอันตรายได้ทันที ค่าความเข้มข้นที่สามารถอยู่ได้ในระยะเวลาสั้น ๆ และค่าความเข้มข้นที่อยู่ได้ในระยะเวลาต่อเนื่องเป็นเวลานาน และค่าที่รายงานกันก็แตกต่างกันไปตามแหล่งที่มา ดังนั้นการเปรียบเทียบความเป็นพิษของสารจึงควรต้องพิจารณาค่าจากแหล่งที่มาหลาย ๆ แหล่ง ในบางแหล่งที่มีการรวบรวมข้อมูลจากที่ต่าง ๆ เอาไว้ (เช่นใน wikipedia) ก็จะบอกค่าที่ต่ำที่สุดเอาไว้ด้วย

ในกรณีของของเหลวที่ระเหยได้ยังมีปัจจัยเรื่องความไวไฟของสารที่ควรต้องนำพิจารณาด้วย ค่าความไวไฟของสารตรงนี้ดูได้จากอุณหภูมิจุดวาบไฟ (flash point), ค่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง (autoignition temperature) และช่วงความเข้มข้นในอากาศที่ทำให้เกิดระเบิดได้ (explosive limit)

จากที่เล่ามาก็คงหวังว่าคงจะพิจารณาเองแล้วได้ว่าระหว่าง toluene, metyl ethhyl ketone (MEK), acetone และ ethyl acetate นั้น สารไหนมีอันตรายมากกว่ากัน

ส่วนที่ว่ามันสามารถนำไปใช้เป็นตัวทำละลายแทนกันได้หรือไม่นั้นมันเป็นอีกเรื่องหนึ่ง เพราะมันมีเรื่องของรูปร่างโมเลกุล, ความเป็นขั้วของโมเลกุลตัวทำละลายและตัวถูกละลาย, ความเฉื่อยในการทำปฏิกิริยา (กับส่วนผสมที่มันต้องละลาย และพื้นผิวที่มันจะไปสัมผัส), ความหนืดที่ส่งผลต่อการแทรกซึมเข้าไปในช่องว่าง เข้ามาเกี่ยวข้องอีก