如果您阅读过我们之前关于工作场所化学品安全的博客，您将得出两个主要结论：-
- “隐形杀手” 表明，许多化学品具有使其比其他危害性防护更具隐蔽性的特性；工人存在在不知情的情况下受到污染的真正风险……并且可能要到严重的健康问题出现后（有时是数年甚至数十年后）才会意识到……到那时，当然为时已晚。
- “渗透测试数据并非你所想”表明，目前渗透测试数据的使用——全球用户普遍使用的“突破”来表示服装可以安全穿着——实际上根本没有表明这一点。 这样使用可能意味着用户认为他们受到了化学物质的防护，而事实上，经常性的污染可能是一种现实。
将这两个结论放在一起，危险显而易见；化学品污染可能不会被注意到，但可能极其危险；并且目前评估防护服是否能防护化学品的方法被广泛误用，因此，当穿着者认为自己是安全的时候，可能正在受到污染。
理解这些信息很重要，但这并不能解决安全管理人员希望有效地保护其员工免受工作场所化学危害性的防护的问题。了解测试穿透时间不是安全穿着时间，这引出了一个问题：“我安全多久？”作为我们工作场所化学安全博客三部曲的最后一部分，将通过研究以下几点来解决这个问题：-
- 渗透和穿透之间的区别以及为什么它对化学防护很重要
- 如何计算化学防护服的安全穿着时间。
- 复杂情况：温度和 汽化
- EN 14325:2018解决方案
- 化学防护服的健康与安全计划
- Permasure®"解决方案
渗透与穿透：差异以及它对耐化学品服装的重要性
渗透和穿透的结果是相同的；化学物质挑战屏障，并且一些化学物质最终出现在屏障的另一侧。 但是，在此过程中存在关键差异，这些差异对于理解化学防护服和安全穿着时间具有重要意义。 下面的短片显示了本质区别。
虽然渗透是一种宏观层面的过程，其中化学物质通过非阻隔面料结构中的孔或间隙物理性地通过，但渗透是在微观层面发生的过程，其中化学物质的分子在材料本身的分子之间通过。阻隔层的结构中不需要孔或间隙。渗透将通过“固体”阻隔层*发生。下表显示了主要差异和后果：-
| 渗透 | 渗透率 |
| 发生在宏观层面：液体通过屏障结构中的孔或缝隙。 | 发生在微观、分子层面：液体的分子在屏障的分子之间通过。 |
| 只有在有孔或缝隙供液体通过的情况下才会发生。 | 即使结构中没有孔或缝隙，也会发生。渗透将通过一个 "固体 "*屏障发生 |
| 可以预防。只要有一个 "坚实 "的、未受破坏的屏障，就不会发生渗透。 | 无法阻止。即使有“坚固的”屏障，渗透仍然会发生。问题是什么时候以及速度有多快？化学防护服面料不能无限期地阻止渗透，只能延迟和减缓它。 |
| 处理液体的视觉数量。渗透测试（EN 6530 - 用于评估6类服装）主要是视觉评估。
因此，对于那些在相对大量的情况下有害的化学品来说，渗透性更有意义--如油漆或弱的清洁液，在更多的情况下可能是有害的，或只有引起灼伤的危险的酸。 |
处理非常少量的化学品——以“微克”为单位测量（“µg"。 一微克是一百万分之一克（0.000,001克），所以是一个极小的量度）。渗透测试（EN 6529 - 用于评估服装类型1至4）以每分钟微克为单位测量渗透率。
因此，渗透作用与那些在非常小的体积内对健康有影响的化学品有关。 |
从理解化学防护的角度来看，这些差异的结论是：-
- 化学防护服阻隔面料不能阻止渗透。它只能延迟或减缓它。渗透在某个时候会发生。问题在于何时以及多少？
- 由于渗透作用涉及的体积很小，它只与小体积的危险化学品有关。渗透作用对诸如酸类的化学品的重要性是有限的，因为这些化学品的唯一影响是皮肤灼伤；几微克的酸不会导致很大的灼伤。换句话说，正如我们在 "隐藏的杀手"博客中所考虑的那样，只有那些对健康有长期影响的化学品，其渗透性才是重要的。
如何计算耐化学品服装的安全穿着时间
需要什么信息？
鉴于渗透在某个时候会发生，为了了解化学防护服可以安全穿着多长时间，我们需要知道随着时间的推移，有多少化学物质可能会渗透，以及该量是否有害，或者换句话说，在渗透的量可能造成危害之前，防护服可以穿着多长时间？
回答这个问题需要两个方面的信息：-
- 随着时间的推移，有多少化学物质会渗透——即“渗透量”？
- 需要多少化学物质才会造成伤害——即“毒性限值”？
显然，有了这两个数字，就可以进行非常简单的评估：----。
- 如果渗透量大于毒性限值，那么您就是不安全的；您已经超过了可能渗透足够化学物质造成伤害的点。
- 如果渗透量为 少于 如果你是在 "毒性限度 "内，那么你就是 安全；您尚未达到可能因化学物质渗透而造成伤害的程度。
如何计算渗透的体积
好消息是，计算渗透体积是一个简单的数学总和；坏消息是，执行该总和所需的信息很难获得。然而，你同样只需要两方面的信息： --
- 化学物质通过面料的“渗透率”
- 与化学物质接触的可能时长。换句话说，防护服暴露于化学物质中的时间有多长？暴露时间。
将这两者相乘，就可以得到一段时间内的总渗透量或累积量。因此，如果渗透率是每分钟2微克，暴露时间是30分钟，那么计算结果是：-
- 2 x 30 = 60
- 累积体积为 60 微克，或者在 30 分钟后，将有 60 微克的化学物质渗透过该面料。
在实践中，渗透率也会被测量为每平方厘米的表面积（微克/分钟/平方厘米），所以我们还需要乘以污染的面积，以获得全部的体积。然而，由于化学品的皮肤毒性极限通常是以微克/厘米2为单位测量的，因此在这个简单的假设性说明中，这一点被取消了。
并发症。温度和汽化
如果事情真有这么简单就好了。不幸的是，正如生活从来都不是那么简单一样，总会出现一些复杂情况。首先是温度。其次是化学物质的沸点，以及因此而产生的任何汽化，如果是，会有多少？
温度的复杂化
温度非常重要，主要是因为化学物质渗透过面料的速度可能会随着温度的升高而增加。因此，在20oC的温度下，相同时间内渗透过屏障的化学物质会比在10oC的温度下更多。根据一个非常粗略的经验法则，面料温度每升高10度，渗透速率可能会翻倍。
渗透测试（根据 en 6529）在标准 23oC 下进行。（这是因为测试的目的是比较面料性能，因此如果测试不是在标准、受控温度下进行，则结果将不具有可比性）。因此，如果渗透测试是用于渗透量计算的渗透率的来源，则需要考虑工作环境中的温度影响。
预测化学防护服面料温度 |
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随时间的变化将受到各种因素的影响，不仅包括环境的环境温度，还包括任何辐射热源（例如太阳！）的存在、劳动者的体温和工作速率。即使是穿着者的个体生理机能也会影响他们产生多少热能；剧烈的活动会比静止的活动产生更多的热能和更高的温度。 对防护服温度的任何预测都应考虑这些影响因素。良好的做法是计算各种温度下的渗透量，以提供安全穿戴时间的全面情况。 |
预测或监测使用中化学防护服的温度不是一门精确的科学。在使用前使用红外温度计扫描仪测量防护服的温度将提供一个起点，但无论当时防护服的温度如何，在执行任务期间它都不可避免地会发生变化。总之，在计算渗透体积时，应考虑面料 的温度及其对渗透率的影响。然而，使问题更加复杂的是，温度也会影响化学品的汽化。
复杂的 汽化
每种液体都有一个沸点，超过这个沸点，它将不再是液体，而变成蒸汽。蒸汽的行为与液体不同，根据化学品的性质，其行为可能更像漂浮在大气中的灰尘，随气流流动。一个容易汽化的极端例子是氨，它的沸点为-33oC，所以在正常温度下是蒸汽。
当穿着者移动时，化学防护服内的空气会不断移动。结果是空气被迫进出防护服的开口，这被称为“风箱效应”，并且在具有密封接缝和前部紧固件的化学防护服的情况下，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。结果是更多的化学蒸汽可能与防护服面料接触，并且蒸汽将更有可能通过任何潜在的可用开口被吸入防护服。
任何引用危险化学品的健康与安全风险评估都应考虑化学品产生蒸汽的趋势，因为蒸汽更容易进入防护服内部。在某些情况下，这可能意味着需要气密性防护和Type 1类防护服。
根据温度和汽化的复杂情况，上述渗透量的计算相对简单：-
困难在于了解特定化学品对特定化学防护服面料的渗透率，并评估温度和汽化对计算的影响。一种来源可能是渗透测试，它可以指示渗透率——但请记住，测试仅在23oC下进行，因此需要进行调整。
您如何知道化学品的毒性限值？
除了化学物质随时间的渗透量外，我们还需要了解其毒性，以便进行比较。“毒性限值”通常可以定义为可能对人体造成伤害的化学物质的量、体积或质量，通常以每平方厘米（cm2）的表面积来定义。化学物质的毒性水平各不相同；有些毒性很高，只需要少量就会造成伤害；另一些毒性相对较低，需要更多才会造成伤害。
显然，对于任何给定的化学品，“引起伤害所需的量”将取决于多种因素，包括受污染者的生理机能；例如，我只能喝相对适量的啤酒，之后其（值得庆幸的是，大多是短期的！）有害影响才会显现出来。另一方面，我有些朋友可以轻松地喝完中型酒吧的所有酒水，而几乎没有出现口齿不清的情况。高毒性的最极端例子是化学战剂，即使是极少量的化学战剂也能杀死数百甚至数千人。很难确定非常具体的毒性限制。但是，对于大多数化学品，确定了三个累积毒性的一般水平——随时间推移的渗透量：-
| 名称 | 毒性等级 |
| "极毒"（或高毒）。 | 20µg/cm2 |
| "有毒"（或中等毒性）。 | 75µg/cm2 |
| "其他化学品"（或低毒性）。 | 150µg/cm2 |
术语 "非常有毒"、"有毒 "和 "其他化学品 "是EN 14325:2018中引入的累积渗透表中使用的术语。它们的限值取自欧盟法规1272:2008中的定义（见下文）。
特定化学品的皮肤毒性限制以及已知的危害详细信息通常可以从制造商提供的化学品安全数据表中获得。以下是两个良好且权威的来源：-
欧洲化学品管理局，简称“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/
涵盖化学品处理时的标签和安全预防措施的欧洲法规 1272: 2008 也包含基于上述三个级别的危害数据和毒性限制。 事实上，正是这些为 en 14325 2018 年版本中的渗透分类表提供了来源。
EN 14325:2018解决方案
该标准的2018年更新版引入了一个新的抗渗透分类，这在一定程度上回答了 "我的安全期有多长 "的问题。
什么是EN 14325标准？许多人不承认这一标准 尽管它对所有防护服都至关重要。这种混淆源于这样一个事实：它既不是一个产品标准，也不是一个测试标准（尽管它确实包含一些具体的测试方法）。 EN 14325 主要是一个“参考标准”；它引用了其他测试标准中描述的测试方法，并提供了对这些测试结果进行分类的表格。防护服产品标准（如 EN 14605）参考它来获取面料物理性能（如耐磨性和抗撕裂性、接缝强度、渗透和渗透阻力）的分类表，所有这些都在 EN 14325 中详细说明。 |
这种新的分类方法如下表所示
新系统包括三个分类，这些分类基于渗透的化学物质的体积或质量，并根据上述三个毒性级别（每平方厘米 20µg、75µg 和 150µg）进行分类。
此表的用户首先需要确定哪种毒性级别适用于所使用的化学品，以此来对化学防护服面料进行分类。渗透测试可用于指示“累积渗透质量”（或“渗透体积”）达到该毒性级别需要多长时间。因此，这种新的分类是基于渗透体积与化学品毒性的相同比较，如本博客中所述。
例如，苯是一种“剧毒”化学物质，其皮肤毒性为20µg/cm2。防护服随附的信息表明苯的“4级”将表明达到20µg/cm2的累积质量的时间在120分钟到240分钟之间，这可以解释为“防护服的最大安全穿着时间为240分钟”。
这很有用，至少比现有分类所使用的被误解的 "突破 "时间前进了一步，在我们之前的博客 "渗透测试数据不是你想的那样 "中也看到了这一点 ，但是没有考虑到温度和汽化的影响，所以有局限性。如果使用，必须注意考虑这些影响，因为它所依据的渗透试验是在23℃下进行的。
结论：化学防护服的健康与安全计划
在了解了使用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时应考虑的问题之后，我们需要了解的是，如何将其纳入安全管理人员的有效化学品防护规划中？但如何将其纳入安全管理人员的有效化学防护计划中呢？一个简单的健康和安全计划至少应包括*以下内容
- 了解化学品
- 污染的直接或短期影响是什么--如果有的话？
- 污染的长期影响是什么--如果有的话？
- 它的沸点是多少？（是否容易汽化并需要气密性防护？）
- 它的皮肤毒性极限是多少？ (参考EC条例1272:2008或类似资料)
- 在考虑到温度和可能的汽化，以及在任务期间温度可能变化（可能增加）的情况下，计算出随时间变化的渗透量。
- 评估安全穿着时间，方法是使用本博客中描述的计算方法，基于渗透量和化学品毒性限值。
- 了解可能与化学品接触的性质，以便根据化学品防护服的 1 至 6 类选择服装设计和结构（这应取决于相对的危险性；例如，如果化学品毒性很高，6 类喷雾甚至可能需要气密服）。
- 考虑任务本身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，锋利的边缘；紧张的运动，如攀爬或爬行等）。
- 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，温暖的环境；光线水平；其他危害性防护 等）。
- 考虑也需要的任何其他个人防护装备 以及包括化学防护服在内的不同个人防护装备将如何协同工作
使用此处描述的计算安全穿着时间的方法作为您的健康和安全计划的一部分的优势在于，可以针对不同化学防护服，根据需要防护的不同条件以及可能执行的任务，制定针对常用化学品安全穿着时间表。对于希望应用更严格的方法来管理和防护工作场所化学品危害性防护的任何安全管理人员来说，这可能是一个非常有用的工具（并且，要明确的是，鉴于目前对渗透测试“突破”的常见使用是完全错误的，因此这是一种更正确的方法）。苯的示例表格如下所示：-
像这样的表格可以构成管理苯的简单健康和安全计划的基础。
- 了解直接的危害性防护 ，可以表明对（在这种情况下）皮肤或眼睛接触大量污染所需的任何补救行动
- 基于在一定范围的防护服和化学品温度下达到定义的毒性极限的可能时间的安全穿着时间，将能够有效地选择合适的服装并全面管理任务，以确保不违反毒性极限。
像这样的安全化学品危害计划可以作为安全和现场管理人员规划任务的快速参考指南，并要求提供关于现有防护服能在多长时间内安全保护工人的信息，从而有助于对化学品危害性防护进行更安全、更授权的管理。
值得注意的是，这并不一定意味着PPE成本的增加。相反，因为它提供了关于特定防护服可以安全穿着多长时间的更准确信息，它允许安全管理人员通过针对该工作选择最佳的化学防护服来更有效地实现防护目标，而不必提供更昂贵的选择“只是为了安全起见”。结果可能是PPE成本的降低。
这种方法预示着一种更有效的管理工作场所化学危害性防护的解决方案。关于化学危害性防护的信息（如果存在！）很容易获得。然而，正如我们所看到的，虽然计算识别随时间推移的渗透量以及随之而来的安全穿着时间很简单，但实现这一目标的关键在于寻找信息——尤其是不同温度下的渗透率。如果记录了正确的信息，可以从渗透测试中获得信息，但即使这样也无法解决温度和汽化的影响，因此需要假设和估计。
而这正是Permasure®解决方案发挥其作用的地方。
Permasure®解决方案
上面的苯的安全磨损时间表是用Permasure®在短短几分钟内生成的。
Permasure® 由英国一家主要的防护面料制造商开发，并与英国政府国防部合作，旨在开发针对战场化学战剂的防护。Permasure® 是一款免费使用的智能手机应用程序，具有以下功能：-
- 通过使用成熟的分子模型，免除了耗时的测试。
- 准确地预测不同温度下的渗透率，能够计算出渗透的体积
- 包括超过4000种化学品的危险信息和毒性限制（基于欧盟第1272号法规）。
- 使用简单易用的界面输入防护服类型、化学品和防护服温度、暴露时间，并从4000多种化学品中进行选择
- 在几秒钟内执行Lakeland化学防护服ChemMax3、ChemMax 4 Plus和Interceptor Plus的安全穿着时间评估计算
简而言之，Permasure® 是一款免费使用的应用程序，可在几秒钟内精确计算出本博客中描述的 4000 多种化学品的安全使用时间......从而解决了安全管理人员希望引入使用安全使用时间的系统来管理工作场所中的化学品危害性防护 ，但发现难以获得所需基本信息的难题。
