5. Om substitution

5.1 Lov om arbejdsmiljø

I denne lov står følgende: §49c. Arbejdsministeren kan fastsætte regler om, at et stof eller materiale, der kan være farligt eller i øvrigt forringer sikkerhe den eller sundhed, ikke må anvendes, hvis det kan erstattes af et ufarligt, mindre farligt eller mindre generende stof eller ma teriale.

Stk. 2. Arbejdsministeren kan fastsætte regler om, at stoffer og materialer, der kan være farlige for eller i øvrigt forringer sik kerheden eller sundhed, ikke må anvendes til bestemte formål eller inden for særlige områder, før arbejdstilsynets tilladelse eller godkendelse forligger.

Dette har arbejdsministeren fastsat regler om i "Bekendtgørelsen om stoffer og materialer".

5.2 Hvorfor substitueres der ikke på skolerne?

Der må være nogle hindringer, for at det ikke sker, det kunne være følgende:

• kollegaer siger "det plejer vi" og bakker ikke op
• økonomi - der skæres ned og spares
• tidspres - manglende tid til at eksperimentere
• manglende viden om mulige alternativer
• svært at sammenligne og vurdere alternativer
• resultaternes sammenlignelighed med tidligere resultater
• en selv

5.2.1 "Det plejer vi".

Det argument kan være svært at trænge igennem, men vi må hver især stå inde for at det vi gør, er det rigtige pædagogisk og det rigtige sikkerhedsmæssigt i forhold til lovgivningen.

Eleverne er udsat for øvelsen én gang i deres studietid, mens lærerne og laboranten skal udsættes for det utallige gange; med forskellige hold, under forberedelse, oprydning og opvask.

5.2.2 Økonomi og tidspres

Når et farligt kemikalie substitueres til et mindre farligt, bliver kemikaliet ofte også billigere, så økonomisk burde det ikke være et problem.

Men med hensyn til tid til at eksperimentere, er det naturligvis svært. Men da alle der underviser i kemi har en stor kemisk vi den at trække på, kan det ofte bedømmes bag skrivebordet om en substitution er realistisk. En stor del af arbejdet ved substi tution er at få en god idé og det kan jo lade sig gøre mange ste der; ved skrivebordet, i haven etc.

Det er meget vigtigt ved substitution ikke at låse sig fast på en løsning med det samme. Her er et eksempel: Et laboratorium har brug for helt vandfri glasvarer til organisk syntese, hidtil har de derfor skyllet glasvarerne i acetone uden for stinkskabet, da der ofte ikke var plads i stinkskabet.

Hvis substitutionsprocessen forløber på den måde, at der kun tænkes på at substituere acetone med et mindre farligt kemika lie, udelukkes der mange andre mulige løsninger på problemet.

Spørg i stedet:

Hvorfor bruges acetone? For at fjerne vandet

Hvordan kan vi gøre det?

• mere tørt glasudstyr
• engangsudstyr
• sprit
• viskestykker
• opvaskemaskine
• varm luft
• trykluft

Laboratoriet valgte at bruge trykluft, der på mange måder er et bedre alternativ.

Eksemplet er meget illustrativt, da det ofte kan svare sig at ændre processen, i stedet for at lave en kemikaliesubstitution.

5.2.3 Manglende viden om mulige alternativer

Det kan der måske rådes lidt bod på i det følgende.

Det en god idé ved udarbejdelse af nye øvelsesvejledninger, at spørge sig selv:

Hvorfor laver vi øvelsen?
Hvilket princip skal illustreres ?

Hvordan kan princippet ellers vises?
Kunne det foregå med hus holdningskemikalier/materialer?

Men i stedet kunne det jo være at metoden skulle ændres lidt.

Der arbejdes mange steder med en ny teknik: mikroskala forsøg. Idéerne til forsøg stammer fra en ny bog "Experiments in miniature". med 60 mikroskala eksperimenter fra syrebase forsøg til organisk syntese (se bilag 3).

Andre mikroskalaforsøg er omtalt i LMFK-bladet nr. 3 1997, her er øvelserne hentet fra Skolelaboratoriet - Kjemi, Oslo Universitet, se litteraturlisten for yderligere information.

Fordele:

• en hel klasse arbejder med samme kemikaliemængde, som et enkelt hold gør nu
• eksponeringen fra stofferne er meget mindre
• risiko for brand er reduceret
• mindre kemikalieaffaldsmængde
• billigere udstyr
• elevernes opmærksomhed skærpes, da der arbejdes med små kemikaliemængder.
• kan nå flere forsøg, da opvarmning og afkøling går hurtigt.

Ulemper:

• nyt udstyr skal anskaffes
• visse teknikker falder bort, f.eks. brug af skilletragt
• omstilling af kemilærerne
• et yderligere abstraktionsniveau for eleverne

5.2.4 Svært at sammenligne og vurdere alternativer

Der er tre metoder, der umiddelbart er tilgængelige

• sammenligning af mærkningen i flg. "Listen over farlige stoffer"
• grænseværdi listen.
• MAL - koden på stoffet.

"Listen over farlige stoffer" bør være tilgængelig i ethvert laboratorium, så mærkningen kan findes og sammenlignes for flere stoffer. Men der skal træffes et valg om hvilke typer faremærkede kemikalier eleverne må arbejde med på hvilke niveauer.

Alle stoffer fra R 40 og fremad i R - sætningerne, der angiver langtidseffekter burde vi nok kunne undgå på Kemi C og B, så kan der måske dispenseres på Proces og levnedsmiddel.

Alle R 45 stofferne kan vi ikke arbejde med, hvis de er i kon centrationer over 0,1 w/w%, da det kræver foranstaltninger, der er svære at lave i et undervisningslaboratorium (se kapitel 4).

Et andet alternativ er at slå op i grænseværdilisten, hvis alterna tiverne står opført her. En meget brugt substitution er at er statte hexan med heptan.

• Pentan GV = 500 ppm Damptryk = 69 kPa
• Hexan GV = 25 ppm Damptryk = 20 kPa
• Heptan GV = 200 ppm Damptryk = 6,1 kPa
• Octan GV = 200 ppm Damptryk = 1,9 kPa

Her er det meget vigtigt at finde de tilhørende damptryk, da det udfra GV ville være bedst at bruge pentan, men den har en meget stor flygtighed i forhold til heptan eller octan, og er der for ikke et godt alternativ. Derimod kan heptan og octan bruges; tænk på om der eventuelt kunne bruges en vegetabilsk olie, som upolært opløsningsmiddel i stedet.

Stoffernes damptryk kan ofte findes i leverandørbrugsanvisninger, eller i "Handbook of chemistry and physics". Da damptrykket ikke altid er til at finde, er der netop blevet udvik let et program til at beregne damptrykket udfra den kemiske formel. "Model for beregning af stoffers damptryk ud fra stoffernes kemiske struktur" fra Arbejdsmiljøfondet. Selve beregningsprogrammet kan fås, som shareware hos timlindjensen@amf.dk Når damptrykket er fundet kan det omregnes til ppm: Mætningskoncentrationen af stoffet i luften i ppm = (damp trykket i kPa / 101,3)*1000000 Herefter kan VHR, Vapour Hazard Ratio, udregnes :

VHR = Mætningskoncentrationen af stoffet i luften i ppm / GV i ppm

• VHR < 1 kan grænseværdien ikke overskrides
• VHR > 1 kan grænseværdien overskides

MAL (Måleteknisk Arbejdshygiejnisk Luftbehov), denne metode tager hensyn til stoffets flygtighed, idet der beregnes på baggrund af stoffets damptryk. MAL-koderne kan ret enkelt beregnes, når man følger beregningerne i "Bekendtgørelsen for fastsættelse af kodenumre", idet stofferne deles ind i nogle grove klasser.

Uanset hvilken af metoderne der bruges, skal der tages en principbeslutning om, hvor grænsen går for, hvad eleverne må arbejde med på hvilke niveauer. Udfra hvad anser vi for for svarligt over for os selv og andre der færdes i laboratoriet.

5.2.5 Resultaternes sammenlignelighed med tidligere resultater

Det vigtigste for os er ikke et resultat med mange betydende cifres nøjagtighed. Vi må kunne gå på kompromis, for et bedre arbejdsmiljø, og så bruge målingerne, som sammenlignings værdier, hvis det ikke kan lade sig gøre at få det nøjagtige tal frem.

Vi må lære eleverne, at stille spørgsmål ved metoden i forhold til arbejdsmiljøet og den nøjagtighed, der er påkrævet i den giv ne situation. På den måde bliver eleverne i stand til stille spørgsmål videre frem i uddannelsessystemet og på arbejds pladserne.

5.2.6 En selv

Ja, det er jo det vanskeligste, men prøv at pirre din egen nysgerrighed med et Hvorfor sådan? og derpå et Hvordan kunne man mon?, så er du sikkert allerede langt inde i nogle kemiske over vejelser, hvis du tænker på den øvelse, der lige nu irriterer dig mest sikkerhedsmæssigt.

Prøv med nogle kolleger fra andre skoler at samles og udveksle idéer i en studiegruppe, eller opret en diskussionsklub på Inter nettet om emnet.

5.3 Succes substitutioner

I en lille bog fra Arbejdsmiljøfondet (se litteraturlisten) er samlet 162 eksempler på substitutioner foretaget i virksomheder.

Vi kan ikke direkte bruge ret mange af dem, da det ofte handler om rensemidler og køle-smøremidler, men bogens tekst er god til at få inspiration af. I de fleste af disse substitutioner er stattes et upolært opløsningsmiddel med et polært opløsnings middel. Det vil vi yderst sjældent kunne gøre i vores øvelses vejledninger.

Substitutioner fra vores verden:

• methylenchlorid kan substitueres med pentan eller isooctan.
• hexan med heptan
• kaliumdichromat med kaliumpermanganat

Dette er kemikaliesubstitutioner, men ofte kan der metode substitueres, her er et eksempel: For at vise dannelse af nitrøse gasser bruges ofte en reaktion med kobber og salpetersyre, men det kan også vises ved at stil le et tændt fyrfadslys i bunden af et bægerglas med en smule vand, tilsat en syre/baseindikator og lægge et urglas på klem over bægerglasset. Efter et stykke tid vil indikatoren slå om på grund af salpetersyre dannelsen. Udover at være en god kemikalie- og metode-substitution vindes der også pædagogisk idet eleverne nu bedre vil kunne huske, hvornår nitrøse gasser op står.

Hvert år modtager vi øvelsesvejledninger fra lærere, som vi skal være censorer hos, vi udveksler øvelsesvejledninger ved faggruppemøder så på den måde kan vi få udbygget vort sortiment af substitutioner.

Denne side indgår i publikationen "Vejledning om kemikaliehåndtering på htx" som kapitel 5 af 11
© Undervisningsministeriet 2000