नाइट्रोजन रिसाव विषैली गैस दुर्घटना से अलग ढंग से शुरू होता है
अर्धचालक क्लीनरूम में नाइट्रोजन का उपयोग प्रक्रिया उपकरण की पर्जिंग, पाइपिंग सुखाने, ऑक्सीकरण रोकने और निर्वात प्रणाली के सहारे सहित अनेक उद्देश्यों के लिए किया जाता है। सामान्य अवस्था में नाइट्रोजन हवा का लगभग 78% होती है और सामान्य कार्य दशाओं में इसे शरीर को सीधे विषाक्त करने वाले पदार्थ के बजाय ऑक्सीजन को विस्थापित करने वाली साधारण श्वासावरोधक गैस माना जाता है। इसलिए रिसाव शुरू होने पर आंखों में जलन या गले में दर्द जैसी विषाक्त चेतावनियां नहीं आतीं। नाइट्रोजन स्वयं रंगहीन और गंधहीन है और मनुष्य इसे गंध से नहीं पहचान सकता।
जोखिम का मूल यह है कि बढ़ी हुई सांद्रता वाली नाइट्रोजन उसी स्थान की हवा को पतला करके ऑक्सीजन का आंशिक दबाव घटाती है। सामान्य हवा में ऑक्सीजन की सांद्रता लगभग 20.9% है। अतिरिक्त नाइट्रोजन प्रवेश करने पर, भले ही ऑक्सीजन का उपभोग न हुआ हो, पूरे स्थान में ऑक्सीजन का अनुपात घट जाता है। अमेरिकी OSHA 19.5% से कम ऑक्सीजन सांद्रता को ऑक्सीजन-अभावी वातावरण परिभाषित करता है। इस मानक को सुरक्षा और खतरे के बीच पूर्ण शारीरिक सीमा के बजाय अतिरिक्त सुरक्षा उपायों की आवश्यकता वाली नियंत्रण रेखा के रूप में समझना चाहिए। वास्तविक प्रभाव ऊंचाई, कार्य तीव्रता, स्वास्थ्य स्थिति और रिसाव की गति के अनुसार बदल सकता है।
अमेरिकी केमिकल सेफ्टी बोर्ड (CSB) का नाइट्रोजन श्वासावरोध दुर्घटना सुरक्षा बुलेटिनचेतावनी देता है कि नाइट्रोजन को मानव इंद्रियों से नहीं पहचाना जा सकता और ऑक्सीजन बहुत कम होने पर कर्मचारी को असामान्यता पहचानने या स्वयं बाहर निकलने का अवसर नहीं मिल सकता। गंध न होना या कर्मचारी का ठीक पहले तक बात कर रहा होना सुरक्षा का प्रमाण नहीं है।
यह बिना लक्षण जैसा दिखकर अचानक बेहोशी क्यों ला सकता है
हाइपोक्सिया के आरंभिक संकेत सिरदर्द, चक्कर, निर्णय क्षमता में कमी, समन्वय क्षमता में कमी और थकान जैसे अस्पष्ट हो सकते हैं। समस्या यह है कि ये परिवर्तन सबसे पहले खतरे का आकलन करने और उससे बचने वाले मस्तिष्क कार्यों को कमजोर करते हैं। कर्मचारी इसे साधारण थकान समझ सकता है या असामान्यता जान लेने पर भी वाल्व बंद कर फिर निकलने का गलत निर्णय ले सकता है। रिसाव की मात्रा बड़ी हो या स्थानीय ऑक्सीजन सांद्रता तेजी से घटे, तो स्पष्ट पूर्वचेतावनी के बिना चेतना खो सकती है।
केवल सांस फूलने की अनुभूति पर निर्भर रहना भी खतरनाक है। श्वसन को तीव्रता से उत्तेजित करने वाले महत्वपूर्ण संकेतों में से एक रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का बढ़ना है, किंतु नाइट्रोजन से पतली हुई हवा में विषाक्त उत्तेजना या विशिष्ट गंध नहीं होती और कार्बन डाइऑक्साइड तुरंत बहुत अधिक नहीं बढ़ सकती। इस बीच ऑक्सीजन की आपूर्ति तीव्रता से घट सकती है। अतः “बिना लक्षण” का अर्थ यह नहीं है कि शरीर में कोई परिवर्तन नहीं होता, बल्कि यह है कि व्यक्ति को भरोसेमंद चेतावनी महसूस होने से पहले निर्णय क्षमता की हानि और मूर्छा आ सकती है।
OSHA तकनीकी सूचना बुलेटिनबताता है कि 8–10% ऑक्सीजन पर व्यक्ति बिना चेतावनी चेतना खो सकता है और स्वयं की रक्षा करना कठिन हो सकता है, तथा इससे कम सांद्रता में सेकंडों से मिनटों के भीतर घातक परिणाम हो सकते हैं। ये आंकड़े व्यक्ति और स्थितियों के अनुसार बदलने वाली दुर्घटना-रोकथाम सीमाएं हैं; इन्हें स्थल पर अनुमत समय की गणना के लिए उपयोग नहीं करना चाहिए। अलार्म बजे या ऑक्सीजन की कमी का संदेह हो तो तुरंत निकल जाएं।
क्लीनरूम की तेज हवा सुरक्षा की गारंटी क्यों नहीं देती
क्लीनरूम छत के फिल्टर, फैन फिल्टर यूनिट और रिटर्न प्लेनम के माध्यम से बड़ी मात्रा में हवा का परिसंचरण करता है। कर्मचारी हवा महसूस करें और कणों के मान स्थिर हों, तो यह मान लेना आसान है कि गैस भी शीघ्र हट जाएगी। किंतु स्वच्छता और ऑक्सीजन सुरक्षा एक ही संकेतक नहीं हैं। अमेरिकी लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी (LBNL) का क्लीनरूम अनुसंधानबताता है कि कम कण सांद्रता बनाए रखने के लिए हवा को उच्च दर पर फिल्टर के माध्यम से पुनर्चक्रित किया जाता है। पुनर्चक्रण वह प्रवाह है जिसमें कणों को फिल्टर कर हवा फिर भेजी जाती है; इसका अर्थ यह नहीं कि पूरी प्रवाह दर ताजी बाहरी हवा से बदली जाती है। नाइट्रोजन HEPA फिल्टर में नहीं रुकती।
इसलिए परिसंचारी हवा तेज होने पर भी, यदि बाहरी हवा का प्रवेश और दूषित हवा का निष्कासन पर्याप्त न हो, तो रिसी हुई नाइट्रोजन प्रणाली के साथ फिर लौट सकती है। उलटे, वायु प्रवाह नाइट्रोजन को व्यापक रूप से मिला कर एक बिंदु का रिसाव बड़े कार्य क्षेत्र तक पहुंचा सकता है। उपकरण के पीछे, सबफैब कनेक्शन, फर्श के उद्घाटन, गैस कैबिनेट के आसपास और डक्ट के ब्लाइंड स्पॉट जैसे अपूर्ण मिश्रण वाले स्थानों में स्थानीय कम-ऑक्सीजन क्षेत्र बन सकते हैं। LBNL का ऑक्सीजन-अभाव जोखिम विश्लेषण मार्गदर्शनभी बताता है कि स्थान पूर्णतः मिश्रित है या नहीं, इसे धुआं परीक्षण आदि से वास्तविक वायु गति देख कर सत्यापित करना चाहिए।
क्लीनरूम का धनात्मक दबाव भी आसानी से गलत समझा जाता है। यह दरवाजों या दरारों से बाहरी कणों के प्रवेश को घटाने के लिए दबाव संबंध है। प्रक्रिया नाइट्रोजन पाइप टूटने पर ऑक्सीजन सांद्रता बनी रहेगी, इसकी गारंटी नहीं है। सामान्य संचालन के वेंटिलेशन परिवर्तन भी, जब तक आपात रिसाव दर, रिसाव अवधि, स्वचालित बंद होने की देरी और रिटर्न एयर अनुपात को साथ न देखें, सीमित अर्थ रखते हैं। केवल फैन संचालन संकेतक से सुरक्षा का निर्णय नहीं करना चाहिए।
दुर्घटनाएं पाइप से अधिक प्रणाली की सीमाओं पर बड़ी होती हैं
नाइट्रोजन दुर्घटना परिदृश्य केवल बड़ी पाइप के फटने तक सीमित नहीं हैं। क्विक कनेक्टर का अलग होना, रेगुलेटर·वाल्व·होज का नुकसान, रखरखाव के दौरान गलत आइसोलेशन, पर्ज निकास का कमरे में उत्सर्जन, दबाव-राहत उपकरण का अनुचित टर्मिनेशन, या तरल नाइट्रोजन पात्र का गिरना अथवा अति-भरना भी कारण हो सकते हैं। तरल नाइट्रोजन वाष्पित होने पर आयतन में लगभग 700 गुना बढ़ सकती है, इसलिए अपेक्षाकृत छोटा तरल रिसाव भी बहुत गैस उत्पन्न कर सकता है। आरंभ में ठंडी नाइट्रोजन वाष्प आसपास की हवा से भारी होकर नीचे बह सकती है, पर गर्म होने पर हवा में अच्छी तरह मिल जाती है। इसलिए डिटेक्टर की स्थिति इस सरल नियम से तय नहीं करनी चाहिए कि नाइट्रोजन हमेशा ऊपर जाती है या केवल फर्श पर जमती है।
जोखिम मूल्यांकन में कम से कम निम्न बातों की साथ-साथ गणना और स्थल पर पुष्टि करनी चाहिए।
अधिकतम भंडारित मात्रा और आपूर्ति दबाव, तथा यथार्थवादी अधिकतम रिसाव दर
कक्ष का प्रभावी आयतन और उपकरण, प्लेनम, सबफैब आदि के जुड़े आयतन
बाहरी हवा और निकास हवा की मात्रा, पुनर्चक्रण अनुपात और आपात निकास का वास्तविक प्रदर्शन
रिसाव स्रोत से कर्मचारी के श्वसन क्षेत्र और निकास तक वायु प्रवाह पथ
बिजली कटना, डैम्पर बंद होना, फैन रुकना और नियंत्रण बिजली खोना जैसी समवर्ती विफलताएं
रात्रि में अकेले काम, रखरखाव और प्रवेश द्वार बंद होने जैसी असामान्य संचालन स्थितियां
अमेरिकी ऊर्जा विभाग की ऑक्सीजन-अभाव दुर्घटनाओं पर संचालन अनुभव रिपोर्ट उस मामले का परिचय देती है जिसमें नाइट्रोजन पर्जिंग के दौरान आपूर्ति-वायु डैम्पर बंद था और पूरक हवा नहीं थी। इसका अर्थ है कि डिजाइन वेंटिलेशन मात्रा पर्याप्त होने के दस्तावेज से अधिक महत्वपूर्ण यह निगरानी करना है कि दुर्घटना के क्षण में डैम्पर और फैन वास्तव में किस अवस्था में थे।
ऑक्सीजन अलार्म में संख्या से अधिक स्थान-निर्धारण का तर्क महत्वपूर्ण है
हर बिंदु पर नाइट्रोजन को सीधे मापने के बजाय, मनुष्य के लिए आवश्यक ऑक्सीजन कम हो रही है या नहीं इसकी निरंतर निगरानी सामान्य है। स्थिर ऑक्सीजन सेंसर औसत मान देखने के लिए सुविधाजनक दीवार पर लगाने वाला उपकरण नहीं है। रिसाव स्रोत, वायु प्रवाह, ठहरने के क्षेत्र, प्रवेश मार्ग और ऊंचाई के अनुसार सांद्रता अंतर को ध्यान में रखकर उन स्थानों का चयन करना चाहिए जहां ऑक्सीजन कमी पहले होगी और जहां लोग उजागर होंगे। बड़े स्थान या अनेक पार्टिशन और उपकरण वाले क्षेत्र का प्रतिनिधित्व एक सेंसर नहीं कर सकता। बदले उपकरण विन्यास और वायु मात्रा भी पुनर्मूल्यांकन के विषय हैं।
ऑक्सीजन-अभावी वातावरण पर EIGA मार्गदर्शन जोखिम मूल्यांकन से स्थिर या व्यक्तिगत ऑक्सीजन विश्लेषकों का स्थान तय करने की अपेक्षा करता है। LBNL का गैस डिटेक्शन डिजाइन मार्गदर्शन कहता है कि नमूना बिंदु संभावित रिसाव बिंदु के ठीक पास या निकासी वाले एनक्लोजर के प्रवाह पथ में रखें, गैस आपूर्ति स्थानों, उपयोग कक्षों और गलियारों में श्रव्य·दृश्य अलार्म दें, और उपयोग कक्ष के बाहर सांद्रता प्रदर्शन पैनल रखें। अलार्म ऐसा नहीं होना चाहिए जो कमरे के कर्मचारी के गिरने के बाद ही सुनाई दे; प्रवेश करने वाला व्यक्ति भी दरवाजे के बाहर से स्थिति जान सके।
व्यवहार में निम्न परतों को साथ डिजाइन करना अधिक सुरक्षित है।
भंडारित मात्रा और दबाव घटाएं तथा अप्रयुक्त शाखाओं को भौतिक रूप से अलग करें।
पर्ज·सुरक्षा वाल्व·वैक्यूम पंप निकास को बंद पाइपिंग से बाहर के सुरक्षित बिंदु तक ले जाएं।
स्थानीय निकास और बाहरी वायु पूरकता सुनिश्चित करें, तथा वायु मात्रा की कमी की निगरानी करें।
कम-ऑक्सीजन अलार्म को स्वचालित गैस बंद करने और आपात निकास से इंटरलॉक करें, किंतु विफलता पर प्रणाली सुरक्षित अवस्था में जाए।
स्थिर सेंसर के ब्लाइंड स्पॉट को व्यक्तिगत ऑक्सीजन अलार्म से पूरक करें।
अलार्म सेटपॉइंट, विलंब समय, बैटरी·आपात बिजली, अंशांकन और बम्प टेस्ट चक्र का दस्तावेजीकरण करें।
अलार्म 1 बार स्थापना से समाप्त होने वाला उपकरण नहीं है। उम्र और प्रदूषण से सेंसर की संवेदनशीलता बदल सकती है, और क्लीनरूम सफाई एजेंटों या प्रक्रिया वातावरण का प्रदर्शन पर प्रभाव भी निर्माता के निर्देश से जांचना चाहिए। नियमित अंशांकन, कार्य-परीक्षण, अलार्म संप्रेषण परीक्षण और शटऑफ वाल्व व आपात निकास के वास्तविक इंटरलॉक परीक्षण तक करने पर ही पता चलता है कि सुरक्षा परतें कार्यरत हैं।
शिफ्ट कार्य और रखरखाव में अलार्म प्रणाली की जांच कैसे करें
अर्धचालक उपकरणों में सामान्य उत्पादन की अपेक्षा सेटअप, निवारक रखरखाव, पाइपिंग विस्तार और उपकरण स्थानांतरण के समय सीमाएं बदलती हैं। अस्थायी होज जुड़ सकते हैं, इंटरलॉक परीक्षण मोड में बदल सकते हैं, या पार्टिशन व उपकरण वायु प्रवाह रोक सकते हैं। इसलिए परिवर्तन प्रबंधन में नाइट्रोजन उपयोग के साथ नए रिसाव बिंदु, निकास टर्मिनेशन, सेंसर दृश्यता, निकासी मार्ग और आपात शटऑफ स्थान भी शामिल होना चाहिए। निर्माण के बाद केवल आरेख न देखें; वास्तविक वायु प्रवाह और अलार्म संप्रेषण पथ फिर से जांचें।
शिफ्ट हैंडओवर में निष्क्रिय सेंसर, बायपास किए गए इंटरलॉक, जारी पर्जिंग, वेंटिलेशन असामान्यता और पोर्टेबल अलार्म की उधार स्थिति स्पष्ट लिखें। अलार्म बार-बार आने के कारण सेटपॉइंट घटाना या विलंब समय बढ़ाना जोखिम के कारण को छिपा सकता है। जो घटना झूठे अलार्म जैसी लगे, उसमें भी वेंटिलेशन और गैस आपूर्ति रिकॉर्ड के साथ जांचें कि सेंसर खराब था या वास्तव में क्षणिक स्थानीय ऑक्सीजन कमी हुई थी। कारण की पुष्टि से पहले निगरानी न हटाएं।
प्रशिक्षण केवल अलार्म की आवाज सुनाने पर समाप्त नहीं होता। कर्मचारियों को जानना चाहिए कि कौन सा रंग और ध्वनि कम ऑक्सीजन दर्शाते हैं, निकटतम निकास कहां है और बाहरी आपात शटऑफ कौन चलाता है। नियंत्रण कक्ष अलार्म स्थान और संबंधित आपूर्ति शाखा पहचान सके तथा स्थल प्रवेश रोक सके। नियमित मॉक ड्रिल में अलार्म पहचान से निकासी पूर्ण होने, कर्मियों की गणना, बचाव दल को बुलाने, सुरक्षा पुष्टि और पुनःसंचालन स्वीकृति तक समय मापें और चूक दर्ज करें।
अलार्म बजने पर बचावकर्ता दूसरा पीड़ित क्यों बन सकता है
कम-ऑक्सीजन स्थान में गिरा सहकर्मी बाहर से आघात या विषाक्त संपर्क के संकेत के बिना दिख सकता है। बस कुछ कदम अंदर जाकर खींच लाने की इच्छा होती है, लेकिन वही वायुमंडल सांस में लेने वाला बचावकर्ता और तेजी से गिर सकता है। वास्तविक नाइट्रोजन श्वासावरोध दुर्घटनाओं में बार-बार ऐसे मामले होते हैं जिनमें सहकर्मी को बचाने के लिए सुरक्षात्मक उपकरण बिना अंदर गए लोग भी मर गए।
अलार्म के समय मूल कार्रवाई वाल्व खोजने के लिए अंदर जाना नहीं, बल्कि जोखिम क्षेत्र से तत्काल निकलना, प्रवेश नियंत्रित करना और प्रशिक्षित आपात प्रतिक्रिया दल को बुलाना है। बाहर से संचालित आपात शटऑफ हो तो निर्धारित प्रक्रिया के अनुसार उपयोग करें। वेंटिलेशन शुरू हो जाने पर भी सुरक्षा पुष्टि से पहले पुनः प्रवेश न करें। पोर्टेबल उपकरण से केवल दरवाजे पर एक बिंदु मापकर स्थान सामान्य मानना भी खतरनाक है। वायु प्रवाह और ऊंचाई के अनुसार सांद्रता ढाल हो सकती है, इसलिए योग्य व्यक्ति को रिमोट सैंपलिंग या उपयुक्त प्रक्रिया से कई स्थानों की जांच करनी चाहिए।
ऑक्सीजन-अभावी वातावरण में प्रवेश के लिए एयर-प्यूरिफाइंग रेस्पिरेटर या धूल मास्क सहायक नहीं होते। ये उपकरण हवा के प्रदूषक छानते हैं; अनुपस्थित ऑक्सीजन उत्पन्न नहीं करते। NIOSH का आपूर्ति-वायु श्वसन सुरक्षा उपकरण मार्गदर्शन के अनुसार तत्काल जीवन-जोखिम वाले वातावरण में प्रवेश और बचाव के लिए स्वतंत्र श्वसन-वायु देने वाला उपयुक्त धनात्मक-दाब स्व-निहित श्वसन उपकरण अथवा नियम-अनुरूप आपूर्ति-वायु उपकरण, प्रशिक्षित बचाव दल, पर्यवेक्षक, संचार और वापसी योजना आवश्यक है। आपात पलायन उपकरण को बचाव प्रवेश के लिए बदलकर उपयोग नहीं करना चाहिए।
चेतावनी-विहीन जोखिमों का उत्तर मापन और स्वचालन है
क्लीनरूम नाइट्रोजन सुरक्षा का प्रारंभ इस तथ्य से होता है कि नाइट्रोजन तीखी गंध वाली गैस नहीं है। कर्मचारी को कोई गंध न आए, HVAC फैन चल रहे हों और कण मान सामान्य हों, तब भी ऑक्सीजन कम हो सकती है। इसलिए सुरक्षा की पुष्टि इंद्रियों या स्वच्छता सूचक से नहीं, बल्कि ऑक्सीजन सांद्रता, वास्तविक बाहरी-वायु·निकास स्थिति और गैस शटऑफ स्थिति से करनी चाहिए।
स्थल की अंतिम जांच का प्रश्न सरल है: सबसे खराब यथार्थवादी रिसाव में कौन सा स्थान पहले 19.5% से नीचे जाता है, क्या सेंसर उस स्थान की निगरानी करता है, क्या दरवाजे के बाहर व्यक्ति अलार्म समझ सकता है, क्या गैस अपने-आप रुकती और आपात निकास चलता है, तथा क्या प्रशिक्षण और उपकरण तैयार हैं ताकि कोई भी गिरे व्यक्ति को बचाने नंगे शरीर अंदर न जाए? जब इन प्रश्नों का उत्तर मापन मान और परीक्षण अभिलेखों से दिया जा सके, तभी साफ क्लीनरूम वास्तव में सुरक्षित कार्यस्थल बनता है।