گاز اکسیژن طبی چیست؟ الزامات تولید و خلوص سنجی گاز

گاز اکسیژن چیست؟

اکسیژن یک گاز بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه است که نقش بسیار حیاتی در فرآیندهای زیستی، به ویژه تنفس سلولی، ایفا می‌کند. فرمول گاز اکسیژن (O₂) می باشد.این گاز دو اتمی در شرایط استاندارد (دمای ۰ درجه سانتی‌گراد و فشار ۱ اتمسفر) به صورت گازی پایدار بوده و چگالی گاز اکسیژن تقریباً ۱.۴۲۹ گرم بر لیتر است که از هوا سنگین‌تر است.در زمینه پزشکی، اکسیژن طبی برای درمان بیمارانی که دچار هیپوکسی و کاهش اکسیژن بافتی هستند، استفاده می‌شود و  وجود ناخالصی‌هایی نظیر مونوکسید کربن، دی‌اکسید کربن، رطوبت و بوهای غیرطبیعی می‌تواند سلامت بیماران را به خطر انداخته و اثرگذاری درمان را کاهش دهد، بنابراین کنترل دقیق خلوص و کیفیت اکسیژن ضروری است.

روش های اندازه گیری خلوص گاز اکسیژن

اندازه گیری خلوص گاز اکسیژن باید به یکی از روش های زیر اندازه گیری می شود:

• روش شیمیایی
• روش دستگاهی

روش شیمیایی

اندازه‌گیری خلوص گاز اکسیژن به روش شیمیایی بر اساس استاندارد ۳۲۴۰، یک روش برای تعیین ناخالصی‌های موجود در گاز اکسیژن با خلوص بالا است. در استاندارد ۳۲۴۰، شرایط محیط، دمای گاز، و فشار نیز باید کنترل شود تا نتایج دقیق‌تری حاصل شود. رعایت این استاندارد برای تضمین ایمنی و کیفیت در کاربردهای حیاتی گاز اکسیژن الزامی است.

روش کار به این صورت است که ابتدا گاز اکسیژن با دبی مشخص از محلول ساخته شده عبور داده می شود. سپس مس ناخالصی های اکسیژن را جذب کرده و در پایان، خلوص اکسیژن به‌صورت درصد گزارش شده و خلوص گاز با کسر مجموع ناخالصی‌ها از ۱۰۰٪ تعیین می‌شود. این روش نیاز به تجهیزات ساده اما دقیق دارد و معمولاً در آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش دستگاهی

در این روش خلوص گاز اکسیژن با استفاده از دستگاه های آنالایزر اکسیژن، اندازه گیری می شود.

در روش دستگاهی، برای تعیین خلوص گاز اکسیژن معمولاً از دستگاه‌هایی با اصول عملکرد متفاوت استفاده می‌شود. یکی از متداول‌ترین تجهیزات، آنالایزرهای الکترروشیمیایی هستند که از طریق یک سلول الکتروشیمیایی میزان اکسیژن موجود در نمونه را اندازه‌گیری می‌کنند. این دستگاه‌ها برای پایش مداوم درصد خلوص اکسیژن در خطوط تولید بسیار کاربردی هستند. علاوه بر آن، کروماتوگرافی گازی (GC) نیز یکی از روش‌های استاندارد و دقیق برای تفکیک و شناسایی ناخالصی‌های گاز است  GC با استفاده از ستون‌های مخصوص و آشکارسازهایی مانند FID یا TCD می‌تواند مقادیر جزئی گازهایی نظیر CO، CO₂ و هیدروکربن‌ها را در اکسیژن طبی تشخیص دهد.

کلیه مراحل نمونه‌برداری، انتقال نمونه و آنالیز باید تحت شرایط کاملاً ایزوله و عاری از آلودگی انجام شود تا نتایج معتبر و قابل اتکا باشند.

ویژگی های گاز اکسیژن برای مصارف پزشکی

طبق استاندارد ملی ایران به شماره ۳۲۴۰ ، مقدار حداقل خلوص حجمی گاز اکسیژن خالص باید ۹۹ درصد باشد و خلوص گاز اکسیژن به‌طور مستقیم بر عملکرد سیستم‌های حیاتی مانند دستگاه‌های تنفس تأثیر می‌گذارد.

اکسیژن طبی باید کاملاً بی‌بو باشد. وجود هرگونه بوی غیرطبیعی نشانه‌ای از آلودگی با مواد آلی فرّار، روغن‌های صنعتی است. این ترکیبات می‌توانند مجاری تنفسی بیماران را تحریک کرده و در افرادی با بیماری‌های آسم، COPD یا آلرژی‌های تنفسی، واکنش‌های التهابی شدیدی به‌همراه داشته باشند. لذا، در استاندارد ۳۲۴۰ صراحتاً قید شده که اکسیژن طبی باید فاقد هرگونه بو باشد.

اگرچه CO₂ به‌صورت طبیعی در هوای بازدم انسان وجود دارد، اما وجود آن در اکسیژن طبی به‌عنوان یک ناخالصی غیرمجاز تلقی می‌شود. افزایش CO₂ در هوای تنفسی بیماران ممکن است منجر به افزایش اسیدیته خون (اسیدوز تنفسی) شود که در افراد دارای بیماری‌های زمینه‌ای ریوی یا نارسایی کلیوی می‌تواند خطرناک باشد. از سوی دیگر، در نوزادان نارس یا بیماران در بخش مراقبت‌های ویژه، افزایش حتی خفیف CO₂ ممکن است به اختلالات نورولوژیک و تنفسی منجر گردد. به همین دلیل، استاندارد ۳۲۴۰ مقدار حداکثری مجاز CO₂ را ۳۰۰ ppm تعیین کرده است.

منوکسید کربن از جمله گازهای بسیار سمی است که حتی در مقادیر بسیار اندک نیز می‌تواند برای بیماران خطر جدی ایجاد کند. این گاز میل ترکیبی بسیار بالایی با هموگلوبین دارد، به‌طوری‌که قدرت اتصال آن به هموگلوبین حدود ۲۵۰ برابر بیشتر از اکسیژن است. نتیجه این پیوند، تشکیل کربوکسی‌هموگلوبین است که مانع از انتقال مؤثر اکسیژن در جریان خون می‌شود. در بیماران تنفسی، قلبی یا دارای نقص عملکردی سیستم عصبی، وجود CO در اکسیژن طبی می‌تواند به تشدید هیپوکسی، سردرد، سرگیجه، و در موارد شدید، مرگ منجر شود. به همین دلیل، طبق استاندارد ۳۲۴۰ ، حداکثر غلظت مجاز CO در گاز اکسیژن طبی برابر ۵ ppm تعیین شده است.

وجود رطوبت در گاز اکسیژن طبی می‌تواند مشکلات متعددی را ایجاد کند. نخست آن‌که رطوبت محیطی مناسب برای رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها فراهم می‌کند؛ اگر رطوبت در کپسول‌ها یا لوله‌های انتقال باقی بماند، احتمال آلودگی ثانویه و بروز عفونت‌های تنفسی در بیماران به‌شدت افزایش می‌یابد. دوم، در تجهیزات تأمین‌کننده اکسیژن مانند ونتیلاتورها، رطوبت می‌تواند باعث کندانس و اختلال عملکرد شود. همچنین، وجود بخار آب در شرایط فشار و دمای خاص ممکن است به یخ‌زدگی و انسداد جریان گاز منجر شود. بر همین اساس، حداکثر مجاز رطوبت در اکسیژن طبی طبق استاندارد ملی ایران ۶۷ ppm تعیین شده است.

رنگ آمیزی ظرف بسته بندی و نشانه گذاری گاز اکسیژن

ظروف بسته‌بندی گازهای طبی، به‌ویژه سیلندر (کپسول) اکسیژن ، باید دارای سیستم رنگ‌آمیزی و نشانه‌گذاری مشخص و استانداردی باشند تا خطر اشتباه در مصرف یا جابجایی آن‌ها به صفر برسد.

رنگ آمیزی

بر اساس استاندارد۳۰۴(سیلندرهای گاز طبی برای مصارف پزشکی-نشانه گذاری برای تشخیص محتوای سیلندر) بدنه سیلندر اکسیژن طبی باید به رنگ سفید باشد. این رنگ اختصاصی برای گاز اکسیژن بوده و به منظور تمایز آن از سایر گازهای طبی یا صنعتی به کار می‌رود. رنگ سفید نشانه‌ای از اکسیژن با کاربرد پزشکی است و نباید با رنگ‌های مورد استفاده برای اکسیژن صنعتی یا دیگر گازها (مثل نیتروژن یا دی‌اکسیدکربن) اشتباه گرفته شود.

نشانه گذاری

روی بدنه یا بخش فوقانی سیلندر باید برچسبی حاوی اطلاعات زیر به صورت دائمی، خوانا و پاک‌نشدنی نصب شده باشد:

۱- نام گاز (اکسیژن طبی) و فرمول شیمیایی (o2)

۲- نام مالک/دارنده سیلندر

برچسب هشداری

مطابق با استاندارد۸۲۴۰ (سیلندرهای گاز-برچسب های هشداری) هدف از استفاده برچسب های هشداری بر روی سیلندرهای گاز،تسهیل شناسایی هرسیلندر و محتویات آن و آگاه سازی خطرات عمده همراه با محتویات سیلندر می باشد.همچنین این برچسب ها می تواند سایر اطلاعات ضروری از جمله نام و فرمول شیمیایی گاز و دستورالعمل های تکمیلی و اقدامات هشداری را ارائه دهد.

برچسب های هشداری باید به گونه ای طراحی، نصب و حفظ شوند که به وضوح قابل رویت و خوانا باشد.

بر روی هر برچسب هشداری سیلندرهای گاز اکسیژن طبی باید خلوص،حجم،فشار گاز،نام و نشانی تولید کننده، تاریخ تولید و انقضاء قابلیت مصرف نیز نوشته شود.

نکات ایمنی برای سیلندر های گاز اکسیژن

گاز اکسیژن طبی اگرچه به‌خودی‌خود ماده‌ای غیرقابل اشتعال است، اما به شدت واکنش‌پذیر بوده و می‌تواند قابلیت احتراق مواد دیگر را افزایش دهد. به همین دلیل، حمل، جابجایی و انبارش سیلندرهای حاوی این گاز، نیازمند رعایت اصول دقیق ایمنی است تا از بروز خطراتی مانند آتش‌سوزی، نشت، یا ترکیدن سیلندر جلوگیری شود.

ایمنی در جابجایی سیلندرهای اکسیژن

• همیشه سیلندرها را به حالت ایستاده حمل کنید و از خواباندن یا غلتاندن آن‌ها روی زمین جداً خودداری نمایید.
• برای جابجایی از چرخ‌دستی مخصوص سیلندرهای گاز استفاده کنید و از گرفتن سیلندر از شیر یا رگولاتور آن خودداری شود، زیرا ممکن است باعث شکستگی یا نشتی شود.
• در هنگام جابجایی، شیر سیلندر باید کاملاً بسته و درپوش محافظ شیر در جای خود محکم باشد.
• سیلندرها نباید به‌تنهایی رها شوند؛ در صورت لزوم، آن‌ها را با زنجیر یا بست به دیوار مهار کنید.
• هنگام جابجایی از ضربه زدن، پرت کردن یا تماس با سطوح تیز و زبر جلوگیری شود.

شیر سیلندر گاز اکسیژن

– شیر سیلندر باید در تمامی شرایط )سیلندر پر یا خالی(  به صورت بسته باشد. مگر اینکه سیلندر درحال استفاده باشد.

– مسیر خروجی گاز هنگام باز کردن شیر سیلندر نباید به سمت کارکنان حاضر در محل باشد.

– شیر باید به‌صورت منظم بازرسی شود تا از نبود نشتی، ترک یا خرابی در قطعات اطمینان حاصل شود.

– باز و بسته کردن شیر باید به‌آرامی و بدون اعمال فشار بیش از حد انجام شود. باز کردن سریع باعث آسیب به رگولاتور و پرتاب گاز می‌شود.

نگهداری و انبارش گاز اکسیژن

سیلندرهای حاوی گاز اکسیژن طبی از جمله تجهیزات پرریسک در مراکز درمانی، بیمارستان‌ها و شرکت‌های تولید و توزیع گازهای پزشکی هستند. به‌دلیل ویژگی‌های شدیداً اکسیدکننده اکسیژن، رعایت اصول دقیق نگهداری و انبارش آن‌ها برای پیشگیری از خطرات جدی مانند آتش‌سوزی، انفجار ضروری است.

انبار سیلندرهای اکسیژن باید دارای تهویه طبیعی یا مکانیکی کافی باشد تا از تجمع گاز در صورت نشتی جلوگیری شود.

در شعاع حداقل ۵ متر از سیلندرهای اکسیژن، هیچ نوع ماده‌ قابل اشتعال (مانند کاغذ، الکل، روغن، گریس، سوخت یا مواد شیمیایی واکنش‌پذیر) نباید وجود داشته باشد..

سیلندرها نباید در معرض نور خورشید یا منابع حرارتی قرار گیرند.

سیلندرهای پر باید از سیلندرهای خالی به‌وضوح تفکیک شوند و محل نگهداری آن‌ها مشخص و نشانه‌گذاری شده باشد.

سیلندرها نباید روی یکدیگر یا در کنار سیلندرهای گازهای ناسازگار (مثل گازهای قابل اشتعال) نگهداری شوند.

حمل ونقل گاز اکسیژن

• قبل از بارگیری سیلندرها، باید اطمینان حاصل شود که شیر سیلندر بسته و درپوش محافظ شیر (کلاهک) به‌درستی نصب شده است.
• استفاده از واشر مناسب بین رگلاتور و شیر الزامی است تا از نشت گاز جلوگیری شود.
• نصب علائم هشداردهنده مانند “مواد اکسیدکننده”، “گاز فشرده” روی بدنه خودروی حمل سیلندرها الزامی است.
• استفاده از چرخ‌دستی‌های مخصوص حمل سیلندر (با زنجیر ایمنی) توصیه می‌شود.
• سیلندر نباید به هیچ وجه کشیده شود یا غلت داده شود؛ باید همواره به‌صورت عمودی و کنترل‌شده جابجا شود
• برخورد با اشیای سخت یا پرتاب شدن سیلندر حتی از ارتفاع کم، می‌تواند منجر به شکستن شیر و انفجار گردد.

نتیجه گیری

در این مقاله، اهمیت پایش دقیق خلوص گاز اکسیژن طبی بر اساس استاندارد ملی ایران شماره ۳۲۴۰ مورد بررسی قرار گرفت. وجود هرگونه ناخالصی در اکسیژن مصرفی بیماران می‌تواند منجر به پیامدهای جدی بالینی شود. به همین دلیل، حداقل خلوص تعیین‌شده ۹۹٪ حجمی تنها زمانی معتبر است که مقادیر ناخالصی‌هایی چون CO، CO₂، رطوبت، بو و ترکیبات اکسیدکننده در محدوده‌های مجاز نگه داشته شوند.

در طول متن، آثار فیزیولوژیکی و مخاطرات هر یک از این ناخالصی‌ها توضیح داده شد تا روشن شود که کنترل آن‌ها صرفاً یک الزام فنی نیست، بلکه ضرورتی برای تضمین سلامت بیمار است همچنین تفاوت‌های میان اکسیژن صنعتی و گاز اکسیژن پزشکی در فرآیند تولید، کنترل کیفی و مصارف بالینی باید به‌روشنی شناخته و رعایت شود.

در نهایت، الزامات حمل‌ونقل سیلندرهای اکسیژن طبی نیز به‌عنوان بخش مکمل ایمنی مورد توجه قرار گرفت. رعایت اصول حمل‌ونقل از مرحله شارژ کردن تا تحویل نهایی، نقش مهمی در حفظ کیفیت گاز و جلوگیری از آلودگی یا خطرات فیزیکی دارد.

بنابراین، تضمین کیفیت اکسیژن طبی یک فرایند چندمرحله‌ای است که از تولید گاز اکسیژن آغاز شده و تا مصرف ادامه دارد. بی‌توجهی به هر یک از این مراحل، می‌تواند نه‌تنها کیفیت درمان بلکه جان بیماران را به خطر بیندازد.