Bảo vệ cơ quan hô hấp trong môi trường có nồng độ H2S cực đại

Thứ Sáu, 01/12/2023, 01:50(GMT +7)

Hydrogen sulfide (H2S) đặt ra một nguy cơ đặc biệt cao đối với người lao động làm việc trong các ngành công nghiệp, điển hình là ngành dầu mỏ và khí đốt tự nhiên. Các mỏ dầu giàu lưu huỳnh và H2S có thể gây ô nhiễm môi trường xung quanh, gây nên các vấn đề về sức khỏe và thậm chí có thể dẫn tới tử vong. Theo báo cáo của Cục thống kê lao động Hoa Kỳ (Bureau of Labor Statistics), trong giai đoạn từ năm 2003 tới năm 2012, đã có 64 trường hợp tai nạn nghề nghiệp gây tử vong có liên quan tới H2S.

Trong khi các hướng dẫn và tiêu chuẩn của Viện An toàn vệ sinh lao động quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH), Cơ quan An toàn vệ sinh lao động (OSHA), và Liên hiệp vệ sinh viên công nghiệp Mỹ (ACGIH) được xây dựng nhằm bảo vệ người lao động khỏi chất khí độc hại này cũng như những nguy cơ khác tại nơi làm việc, việc hoàn chỉnh chúng bằng các biện pháp an toàn bổ sung và các phương tiện bảo vệ cá nhân phù hợp cũng rất quan trọng. Điều này đặc biệt thiết yếu khi người lao động ở trong môi trường độc hại, như trong các vỉa dầu có chứa khí chua (khí có nồng độ H₂S cao). Do đó, bên cạnh việc áp dụng các biện pháp công nghiệp cơ bản, các công ty cần tự đánh giá và thử nghiệm rủi ro. Hoạt động này sẽ giúp đảm bảo an toàn tốt nhất cho người lao động của họ thông qua những công cụ thích hợp và thông qua hoạt động huấn luyện đào tạo, đồng nghĩa với việc giảm thiểu nguy cơ tiếp xúc với H₂S.

Nhận dạng rủi ro tại nơi làm việc và xác định biện pháp bảo vệ phù hợp

Khi xác định biện pháp giúp giảm thiểu tác động do tiếp xúc với H₂S, điều quan trọng là phải nhận diện được nguồn gốc của các rủi ro tiềm tàng tại nơi làm việc. Theo Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ, 90% H₂S được tạo thành trong tự nhiên, tại các lớp trầm tích dầu thô và khí tự nhiên hay những khu vực nước đọng, như trong các đầm lầy. H₂S là sản phẩm của quá trình phân hủy hữu cơ. 10% H₂S còn lại là từ các nguồn nhân tạo, như trong công nghiệp dầu mỏ và khí đốt, công nghiệp hóa chất, công nghiệp giấy và bột giấy.

Hiểm họa từ H₂S có thể đe dọa tính mạng con người và tùy thuộc vào nồng độ tiếp xúc. Ví dụ:

13 ppm: Đối với H₂S, đây là ngưỡng phát hiện mùi.

* 10 – 100 ppm: Kích ứng mắt và họng và gây đau đầu sau 1 giờ tiếp xúc. Nếu tiếp tục tiếp xúc với H₂S trong thời gian lâu hơn, người lao động có thể có triệu chứng buồn nôn, chóng mặt, ho và nôn.

* 700 – 1000 ppm: H₂S có thể gây bất tỉnh và ngất xỉu ngay lập tức trong vong một đến hai nhịp thở. Mức nồng độ này có thể gây tử vong nếu người lao động không được nhanh chóng đưa khỏi khu vực tiếp xúc.

* 1000 – 2000 ppm: Gần như tử vong ngay lập tức.

* 45.000 – 450.000 ppm: Mức nồng độ này có thể gây nổ.

Do những nguy cơ về sức khỏe gây ra bởi H₂S, điều cấp thiết là phải lựa chọn được một phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp có thể cung cấp mức độ bảo vệ phù hợp căn cứ trên điều kiện môi trường làm việc và những tiêu chuẩn, hướng dẫn liên quan – vốn khác nhau trên toàn thế giới. Ví dụ, nếu khu vực làm việc được đặt tại Mỹ, phải áp dụng các quy định của OSHA, và việc lựa chọn phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp cũng sẽ dựa trên Nồng độ sử dụng tối đa (maximum use concentration – MUC). Chỉ số này được tính toán bằng cách nhân Hệ số bảo vệ quy định (assigned protection factor – APF) với Giới hạn tiếp xúc khuyến cáo (recommended exposure limit – REL). Giá trị APF đối với một loại phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp nhất định có thể tra trong tiêu chuẩn 29 CFR 1910.134 của OSHA, và các giới hạn tiếp xúc có thể tra trong Hướng dẫn bỏ túi về các nguy cơ do hóa chất (Pocket Guide to Chemical Hazards) của NIOSH.

Khi sử dụng công thức này cho các tính toán tiếp xúc với H₂S, các loại phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp tương ứng với nồng độ H₂S cụ thể được đề xuất như sau:

* Nồng độ 0 – 10 ppm: Thấp hơn giới hạn tiếp xúc đề nghị (REL), không cần sử dụng phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp.

* Nồng độ 10 – 100 ppm: Sử dụng thiết bị bảo vệ cơ quan hô hấp kiểu lọc khí PAPR (Powered Air-Purifying Respirator), kiểu mặt nạ kín Full Face Mask Cartridge, hoặc mặt nạ kín có kèm bình dưỡng khí SCBA (Self-Contained Breathing Apparatuses).

* Nồng độ 100 – 1000 ppm: Sử dụng SCBA hoặc mặt nạ cấp khí ở chế độ áp suất dương.

Bên cạnh đó, người lao động cũng nên tự đánh giá rủi ro hoặc sử dụng một bảng đánh giá hay tiêu chuẩn đã được công nhận, như sử dụng Logic lựa chọn thiết bị bảo vệ cơ quan hô hấp (Respirator Selection Logic¹) của NIOSH được trình bày sau đây:

* Khái quát các điều kiện sử dụng, bao gồm việc xác định chất (các chất) gây ô nhiễm;

* Các đặc tính vật lý, hóa học và độc học của chất (các chất) gây ô nhiễm;

* Giới hạn tiếp xúc khuyến cáo của NIOSH, giới hạn tiếp xúc cho phép (PEL) của OSHA, giá trị ngưỡng giới hạn (TVL) của ACGIH, hay các giới hạn tiếp xúc nghề nghiệp hiện hành khác;

* Nồng độ dự kiến của mỗi nguy cơ đối với cơ quan hô hấp;

* Nồng độ gây nguy hiểm ngay lập tức tới tính mạng hoặc sức khỏe (IDLH);

* Nồng độ ôxy hay nồng độ ôxy dự kiến;

* Khả năng gây kích ứng mắt; và

* Các yếu tố môi trường, như sự có mặt của dầu dưới dạng sol khí (oil aerosols).

Bằng việc sử dụng các bước đánh giá ban đầu này, các doanh nghiệp sẽ thấy họ đang đi đúng hướng trong việc xác định loại phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp tối ưu nhất cho khu vực làm việc của doanh nghiệp mình.

Phải làm gì nếu người lao động có khả năng tiếp xúc với H₂S ở nồng độ lớn hơn 100,000 ppm?

Trong một số trường hợp khi đang tiến hành khoan hoặc trong quá trình can thiệp vào các giếng dầu/khí sản lượng thấp, có thể xảy ra sự thoát khí H₂S với nồng độ lớn hơn 100,000 ppm. Bởi vậy đối với các doanh nghiệp, thực hiện đánh giá rủi ro nhằm xác định mức nồng độ tiếp xúc có thể là rất quan trọng. Nếu kết quả đánh giá rủi ro cho thấy người lao động có thể phải tiếp xúc với nồng độ H₂S vượt quá 100,000 ppm, làm cách nào để chắc chắn rằng họ được bảo vệ, trong điều kiện các hướng dẫn hiện tại chỉ khuyến cáo ở mức 100,000 ppm?

Một số nhà sản xuất đã thực hiện các thử nghiệm bổ sung đối với thiết bị bảo vệ cơ quan hô hấp của họ nhằm xác định liệu chúng có còn tác dụng bảo vệ ở mức nồng độ cao hơn. Nếu các nhà sản xuất có tiến hành các thử nghiệm này, đảm bảo rằng quá trình thử nghiệm phải được dựa trên một Chỉ số bảo hộ lao động mô phỏng (Simulated Workplace Protection Factor – SWPF). Nếu các phương tiện bảo hộ này chỉ được thử nghiệm với các sol khí, chúng sẽ không đại diện cho các đặc tính phân tử của một chất khí và sẽ không được sử dụng để đánh giá khả năng bảo vệ chống H₂S.

SWPF bao gồm:

“Một nghiên cứu, được thực hiện trong điều kiện được kiểm soát trong phòng thí nghiệm và trong đó việc lấy mẫu Co (nồng độ của một chất ô nhiễm không khí, ví dụ, các chất độc hại bên ngoài thiết bị bảo vệ cơ quan hô hấp) và Ci (nồng độ bên trong thiết bị) được tiến hành khi người sử dụng thiết bị bảo vệ cơ quan hô hấp đang thực hiện một tổ hợp bài tập được chỉ định sẵn. Phòng thí nghiệm được sử dụng để kiểm soát rất nhiều biến số khác nhau khi nghiên cứu thực tế tại nơi làm việc, còn các bài tập là nhằm mô phỏng hoạt động công việc của người sử dụng thiết bị bảo vệ cơ quan hô hấp”.

Để mô phỏng những thách thức cụ thể về an toàn xảy ra trong quá trình tiếp xúc với H₂S, có thể cân nhắc sử dụng sulfur hexafluoride (SF₆), do khí này có tính chất tương tự H₂S. Ví dụ, một thử nghiệm của bên thứ ba được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm sử dụng SF₆ để đo giá trị SWPF cho mặt nạ của một công ty hàng đầu về giải pháp an toàn. Sử dụng 5 dáng đầu được thiết kế dựa trên hơn 3000 bản scan 3D các dáng đầu khác nhau, 6 bài tập thử nghiệm đã được thực hiện nhằm mô phỏng một trường hợp thoát hiểm. Mặt nạ SCBA đã được thử nghiệm theo các tiêu chuẩn công nghiệp hiện hành, trong đó yêu cầu hệ số APF bằng 10.000, cũng như tiêu chuẩn ISO RPD mới sẽ được ban hành trong năm 2016. Kết quả, hệ số bảo vệ của các mẫu mặt nạ được thử nghiệm đều nằm trong khoảng trung bình tối thiểu 150.000 và trung bình tối đa 524.000, với giá trị hệ số bảo vệ thấp nhất bằng 100.000. Quay trở lại công thức MUC ở trên (MUC = APF x REL), điều này có nghĩa là mặt nạ SCBA có khả năng bảo vệ ở nồng độ H₂S cao hơn nhiều so với nồng độ quy định trong các tiêu chuẩn công nghiệp.

Cần chú ý rằng những thử nghiệp này đều không thể thay thế các tiêu chuẩn và hướng dẫn của OSHA, tuy nhiên vẫn nên sử dụng chúng để đảm bảo trong trường hợp nồng độ H₂S cao vượt mức dự đoán, người lao động được bảo vệ cho tới khi họ đến được khu vực an toàn. Nếu điều này trở thành một phần trong hoạt động hay quy trình đánh giá rủi ro của doanh nghiệp, đảm bảo rằng doanh nghiệp nhận được kết quả thử nghiệm của nhà sản xuất để làm căn cứ.