若您已阅读我们之前的《工作场所化学品安全》系列博客 您应该已得出两个重要结论：-
- 《隐形杀手》揭示了许多化学物质具有比危害性防护更隐蔽的威胁特性；工人存在实际风险——在毫无察觉的情况下遭受污染……有时甚至要等到数年乃至数十年后出现严重健康问题时才意识到……而届时自然为时已晚。
- “渗透测试数据并非你所想”的研究表明，当前渗透测试数据的实际应用——即用户普遍采用的“突破点”指标来判定防护服是否安全可穿戴——实际上完全无法体现其安全性。若将该指标作为安全依据，可能导致用户误以为已获得化学防护，而实际情况却是持续性污染已然存在。
将这两个结论结合起来，危险性便显而易见：化学物质的污染可能不被察觉，却可能极其危险；而当前评估防护服是否能抵御化学物质的方法被广泛滥用，导致穿着者可能在自以为安全时正遭受污染。
这是需要理解的重要信息——但并不能解决安全经理如何有效保护员工危害性防护 的问题。认识到测试突破值并非危害性防护 的安全使用时长，仍留下"我能安全多长时间？"的疑问。作为我们化学安全工作三部曲博客的最终篇，本文将通过以下要点解答此问题：
- 渗透与渗透的区别及其对防护的重要性
- 如何计算化学防护服的安全使用时间。
- 并发症：温度与 蒸发
- EN 14325:2018 解决方案
- 化学防护服健康与安全计划
- “Permasure®”解决方案
渗透与渗透：差异及其对耐化学品服装的重要性
渗透与渗透的后果相同：化学物质挑战屏障，部分化学物质最终会到达屏障的另一侧。然而，两者在过程中的关键差异对理解化学防护服及安全穿着时长具有重要影响。下方短视频展示了其本质区别。
渗透（PENETRATION）是宏观层面的过程，化学物质通过非面料结构中的孔洞或间隙物理穿透；而渗透（PERMEATION）则是发生在微观层面的过程，化学物质分子在材料分子间直接穿行。 渗透过程无需依赖屏障结构中的孔隙，可穿透"固态"屏障*。两者关键差异及影响如下表所示：-
| 渗透 | 渗透 |
| 发生在宏观层面：液体通过屏障结构中的孔洞或间隙 | 发生在微观分子层面：液体的分子穿过屏障分子的间隙。 |
| 仅当存在孔洞或缝隙供液体通过时才会发生 | 即使结构中没有孔洞或间隙，渗透现象仍会发生。渗透将通过“固体”*屏障发生。 |
| 可以预防。只要存在“坚固”且完好的屏障，就不会发生穿透。 | 无法阻止。即使存在“坚固”屏障，渗透也必然发生。问题在于何时发生以及速度多快？化学防护面料 永久阻止渗透，只能延缓并减缓渗透速度。 |
| 处理液体的视觉量。渗透测试（EN 6530——用于评估6型防护服）主要为视觉评估。
因此，渗透性对那些在相对较大体积下具有危害性的化学品更为重要——例如油漆或弱清洁剂（在大剂量下可能有害），以及仅具有灼伤风险的酸类物质。 |
处理极微量的化学物质——以“微克”为计量单位。微克： 微克是百万分之一克（0.000,001克），因此是极其微小的计量单位。渗透测试（EN 6529标准——用于评估1至4类防护服）以每分钟微克为单位测量渗透速率。
因此，渗透现象对那些即使在极微量下也会对健康造成影响的化学物质具有重要意义。 |
防护 这些差异防护 理解化学防护 要点如下：-
- 化学面料 无法阻止渗透。它只能延缓或减缓渗透过程。渗透终将发生，关键在于何时发生以及渗透程度如何？
- 由于渗透涉及的体积极小，因此仅适用于微量即具危害性的化学物质。对于仅会导致皮肤灼伤的化学物质（如酸类），渗透作用意义有限——几微克的酸量不足以造成显著灼伤。换言之，正如我们在《隐形杀手》博客中探讨的那样，渗透作用真正关乎的是那些具有长期健康影响的化学物质。
如何计算耐化学品防护服的安全使用时间
需要哪些信息？
鉴于渗透终将发生，为了解化学防护服的安全穿着时长，我们需要明确：随时间推移可能渗透的化学物质总量，以及该量是否具有危害性——换言之，防护服在何种渗透量可能造成危害之前仍可安全穿着？
要回答这个问题，需要两条信息：-
- 随着时间推移，会有多少化学物质渗透——即“渗透体积”？
- 需要多少量的化学物质才会造成危害——这就是它的“毒性阈值”？
显然，有了这两个数字，评估就变得非常简单：-
- 若渗透体积超过毒性阈值，则您处于危险之中；这意味着已超过临界点，可能有过量化学物质渗透并造成危害。
- 若体积渗透量为 少于 毒性限值，那么你就是 SAFE; 目前尚未达到化学物质渗透量足以造成伤害的程度。
如何计算渗透体积
好消息是，计算渗透体积只需简单的数学求和；坏消息是，执行该求和所需的信息难以获取。不过，你仍只需两项信息：
- 该化学物质穿透面料料的渗透速率
- 与化学品可能的接触时长。换言之，防护服暴露于化学品的时间有多长？即暴露时间。
将这两者相乘，即可得到随时间推移渗透的总体积，即累计体积。因此，若渗透速率为每分钟2微克，暴露时间为30分钟，则计算如下：
- 2 × 30 = 60
- 累计体积为60微克，即30分钟后将有60微克化学物质渗透至面料。
实际操作中渗透速率通常以每平方厘米表面积的微克数（µg/min/cm²）为单位测量，因此还需乘以受污染面积才能得出总体积。但由于化学物质的皮肤毒性限值通常以每平方厘米的微克数表示，在本简易假设示例中该单位可视为相抵消。
并发症：温度与蒸发
要是事情真有那么简单就好了。可惜——虽然可以预见，毕竟生活从来不会那么简单——事情总会变得复杂。首先是温度问题。其次是化学物质的沸点，进而决定它是否会汽化，以及汽化程度如何？
温度的复杂性
温度之所以重要，主要是因为化学物质渗透面料 的速度面料 随温度升高面料 加快。因此在20℃时，相同时间内渗透屏障的化学物质量将多于10℃时的渗透量。根据非常粗略的经验法则，面料温度每升高10度，渗透速率可能增加一倍。
渗透测试（依据EN 6529标准）在标准温度23°C下进行。（这是因为测试旨在比较面料 ，若未在标准控温环境下测试，结果将无法相互比较）。 因此，若渗透率测试结果用于计算渗透体积，则需考虑工作环境温度的影响。
预测化学防护服面料 |
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随时间推移的变化将受到多种因素影响，不仅包括环境的温度，还涉及辐射热源的存在（例如阳光！）、工人的体温及工作强度。甚至穿着者的个体生理特征也会影响其产生的热能总量——剧烈活动产生的热能更多，产生的温度也高于静止状态。 任何关于防护服温度的预测都应考虑这些影响因素。最佳做法是计算不同温度下的渗透体积，从而全面掌握安全穿着时长。 |
预测或监测化学防护服在使用过程中的温度并非精确科学。在穿戴前使用红外线测温仪扫描防护服的温度可提供一个基准值，但无论此时防护服的温度如何，在执行任务期间其温度必然会发生变化。总而言之，任何渗透体积的计算都应考虑面料 温度面料 对渗透速率的影响。然而更复杂的是，温度还会影响化学物质的蒸发过程。
复杂化 蒸发
每种液体都有一个沸点，超过该温度后，液体将停止液态状态并转化为蒸汽。蒸汽的行为与液体不同，根据化学性质的不同，其行为可能更类似于漂浮在大气中的粉尘，随气流流动。氨就是一种极易气化的化学物质的典型例子，其沸点为-33°C，因此在常温下呈蒸汽状态。
当穿着者活动时，防护服内的空气会持续流动。这种流动会迫使空气通过防护服的开口进出，这种现象被称为"风箱效应"。对于采用密封接缝和前开式扣合的化学防护服，该效应通常仅限于与其他个人防护装备（如面罩、手套和靴子）的连接处。 其结果是更多化学蒸气可能接触到防护面料 更容易通过任何潜在开口被吸入防护服内部。
任何涉及危险化学品的健康与安全风险评估，均应考虑该化学品产生蒸汽的倾向性——此类蒸汽极易渗入防护服内部。某些情况下，这可能意味着需要防护 气密防护 1型防护服。
在温度和蒸发等复杂因素的影响下，上述渗透体积的计算相对简单：-
困难在于确定特定化学物质对某种面料 渗透速率面料 评估温度和蒸发对该计算的影响。渗透测试可作为参考依据，其能显示渗透速率——但需注意测试仅在23°C条件下进行，因此需进行相应调整。
如何确定该化学品的毒性限值？
除了随时间变化的化学物质渗透体积外，我们还需要了解其毒性以进行比较。 "毒性限值"通常定义为可能对人体造成伤害的化学物质含量、体积或质量，通常以每平方厘米表面积为单位。不同化学物质的毒性水平各异：有些毒性极强，微量即可致害；有些毒性相对较低，需较大剂量才会造成危害。
显然，对于任何特定化学物质而言，“造成伤害所需的剂量”取决于多种因素，包括受污染者的生理状况；例如，我只能饮用相对适量的啤酒，其（所幸多为短暂的！）有害影响便会显现。 另一方面，我有些朋友能轻松喝光中等规模酒吧的全部酒水，却几乎不显醉态。毒性最极端的例子当属化学战剂，其微量即可致数百甚至数千人死亡。要确定非常具体的毒性阈值实属困难。不过，对于大多数化学品，已识别出三种累积毒性（即随时间渗透的体积）的普遍等级：
| 名称 | 毒性等级 |
| “极度有毒” （或高毒性） | 20微克/平方厘米 |
| “有毒” （或中等毒性） | 75微克/平方厘米 |
| “其他化学品” （或低毒性） | 150微克/平方厘米 |
术语“极度有毒”、“有毒”和“其他化学品”源自EN 14325:2018标准中引入的累积渗透表。其限值依据欧盟法规EC 1272:2008（见下文）所定义的标准确定。
特定化学品的皮肤毒性限值及已知危害详情，通常可从制造商提供的化学品安全数据表中获取。两个可靠的权威来源如下：-
欧洲化学品管理局（ECHA）：https://echa.europa.eu/
美国疾病控制与预防中心 IOSH 化学危害性防护指南： https://www.cdc.gov/niosh/npg/
欧洲法规1272:2008不仅涵盖化学品标签与安全操作规程，还依据上述三个等级规定了危害数据与毒性限值。事实上，正是这些数据构成了2018版EN 14325渗透分类表的依据来源。
EN 14325:2018 解决方案
2018年修订的该标准引入了渗透阻力的新分类体系，这在一定程度上解答了"我能安全使用多久？"的问题。
什么是标准EN 14325？许多人并未意识到该标准 尽管它对所有防护服都至关重要。这种困惑源于该标准既非产品标准也非测试标准（尽管包含某些具体测试方法） EN 14325 主要是一项“参考标准”，它引用了其他测试标准中描述的测试方法，并为这些测试结果的分类提供表格。防护服装产品标准（如 EN 14605）参照该标准获取面料 性能的分类表格，包括耐磨性、抗撕裂性、缝线强度、抗穿透性和抗渗透性等指标，这些性能的详细要求均在 EN 14325 中规定。 |
此新分类如下表所示：-
新系统包含三类分类，依据渗透化学物质的体积或质量，并参照上述三种毒性等级——每平方厘米20微克、75微克和150微克。
使用此表格时，用户需先确定所用化学品对应的毒性等级面料 进行分类。渗透测试可用于测定"累计渗透质量"（或"渗透体积"）达到该毒性等级所需的时间。因此，这种新分类体系与本博客所述方法相同，均基于渗透体积与化学毒性的对比评估。
例如，苯是一种"剧毒"化学品，其皮肤毒性为20微克/平方厘米。 防护服附带的苯“4级”标识表明，达到20微克/平方厘米的累积质量所需时间在120分钟至240分钟之间，可理解为“防护服的最大安全穿着时间为240分钟”。
这一定义虽有实用价值，且较现有分类体系中被误解的"突破"时间（详见我们之前的博客 《渗透测试数据并非你所想》）至少有所进步，但未能考虑温度和蒸发的影响，因此存在局限性。使用时需谨慎考量这些影响因素，因为其依据的渗透测试是在23°C条件下进行的。
结论：化学防护服健康与安全计划
在了解了通过渗透体积和化学毒性计算安全使用时间的基本方法，以及计算过程中应考虑的问题后，那么如何将这些内容融入安全经理制定的有效防护计划中呢？一个简明的健康与安全计划至少应包含以下要素：
- 理解化学
- 污染会立即或短期内产生什么影响——如果有的话？
- 污染会产生哪些长期影响——如果有的话？
- 它的沸点是多少？（是否容易汽化，需要气密防护？）
- 其皮肤毒性限值是多少？（请参照欧盟法规EC 1272/2008或类似来源）
- 计算随时间推移的渗透体积，同时考虑温度变化及可能发生的蒸发现象，且该温度在任务执行期间可能发生变化（很可能升高）。
- 根据渗透体积和化学毒性限值，采用 本博客所述的计算方法评估安全佩戴时间。
- 理解可能接触化学品的性质，据此选择符合1至6类化学防护服标准的服装设计与构造。（该选择应基于相对危害程度；例如若化学品毒性极高，即使是6类喷雾也可能需要气密防护服）
- 考虑任务本身中可能影响服装选择和安全作业时长的任何因素（例如：锋利边缘；攀爬或匍匐等高强度动作等）。
- 考虑环境中可能影响服装选择和任务安全持续时间的任何因素（例如：温暖环境；光照强度；其他危害性防护 ）。
- 考虑其他任何必需的个人防护装备，以及包括化学防护服在内的不同防护装备如何协同工作。
在健康与安全计划中采用本文所述的安全穿着时间计算方法的优势在于：能够根据防护 作业环境的差异，针对不同化学防护服与常用化学品建立安全穿着时间表。 对于任何希望危害性防护 工作场所实施更严格危害性防护 管理措施的安全主管而言，这都将成为极具价值的工具（需明确指出：相较于当前普遍采用的渗透测试"突破点"方法——该方法存在根本性缺陷——此法更为科学）。下表为苯防护服的安全使用时长示例：
这样的表格可作为管理苯的简易健康与安全计划的基础；
- 对即时危害性防护 认知危害性防护 指示针对（本例中）皮肤或眼部接触大量污染物所需采取的任何补救措施。
- 基于不同防护服与化学品温度条件下达到规定毒性限值的可能时间所计算的安全穿着时长，将有助于有效选择合适的防护服，并全面管理作业任务，确保毒性限值不被突破。
此类化学品危害安全计划可作为安全与现场管理人员规划任务时的快速参考指南，为其提供防护服安全保护工人的有效时长信息，从而促进化学品危害性防护管理的安全性和规范性。
值得注意的是，这并不必然意味着个人防护装备成本的增加。相反，由于它能更准确地提供特定防护服的安全使用时长信息，安全管理者得以防护 ——为作业配备最适宜的化学防护服，而非"为求稳妥"而提供更昂贵的选项。最终结果可能是个人防护装备成本的降低。
此类方法危害性防护 管理提供了更有效的解决方案。危害性防护 信息危害性防护 若有！）触手可及。然而正如我们所见，尽管计算随时间推移的渗透体积及相应安全佩戴时长较为简单，但实现这一目标的挑战在于获取信息——尤其是不同温度下的渗透速率。 若能正确记录渗透测试数据，可从中获取相关信息，但即便如此仍无法解决温度与蒸发效应的影响，因此仍需依赖假设和估算。
而这正是Permasure®解决方案大显身手之处。
Permasure®解决方案
上表所示苯的安全使用时间数据，仅用几分钟便通过Permasure®生成。
由英国一家大型防护面料制造商开发，并与英国政府国防部合作研发防护 战场化学防护 ，Permasure®是一款免费智能手机应用程序，其功能包括：-
- 通过采用成熟的分子建模技术，可省去耗时的测试环节。
- 精确预测不同温度下的渗透速率，从而能够计算渗透体积。
- 包含4000余种化学品的危害信息及毒性限值（依据欧盟法规1272）
- 采用简易操作界面，输入防护服类型、化学品及防护服温度、暴露时间，并从4000余种化学品中进行选择。
- 在数秒内完成雷克兰 Chem 雷克兰 防护服的安全穿着时间评估计算， ChemMax 4 Plus 和Interceptor
简而言之，Permasure®是一款免费应用程序，能够在数秒内为超过4000种化学品精确计算本博客所述的安全防护时长……从而解决了安全管理人员面临的难题：他们希望引入基于安全防护时长的危害性防护 管理体系危害性防护 苦于无法获取所需的基础信息危害性防护
