Eine App warnt: Wird aus diesen Chemikalien ein explosives Gemisch?

Ungeeignet gemischte Chemikalien verursachen jedes Jahr eine große Anzahl von Bränden, Explosionen und Verletzungen in Labors, Unternehmen und Wohnungen.

Das amerikanische Center for Disease Control schätzt, dass allein 4.500 Verletzungen pro Jahr durch die Mischung inkompatibler Chemikalien zur Poolreinigung verursacht werden. Die Hälfte davon würde in Privathaushalten auftreten. Aber auch in Labors und Fabriken, in denen die Arbeiter geschult werden, kommt es zu Verwechslungen und Unfällen – oft nachdem Chemikalien versehentlich in einem Abfallbehälter vermischt wurden.

Ein neues Open-Source-Computerprogramm namens ChemStor, das von Ingenieuren der Universität von Kalifornien (UC), Riverside, entwickelt wurde, kann diese gefährlichen Situationen verhindern. Es teilt den Benutzern mit, welches Mischen von Chemikalien unsicher ist.

ChemStor findet den sichersten Weg, um reaktive Chemikalien zu lagern und zu entsorgen

Die Arbeit der Ingenieure der UC Riverside wurde am 22. Januar 2020 im Journal of Chemical Information and Modeling veröffentlicht. ChemStor schöpft aus einer Bibliothek der Umweltschutzbehörde mit 9.800 Chemikalien, die in Reaktivitätsgruppen organisiert sind. Es erstellt ein Diagramm der chemischen Wechselwirkung auf der Grundlage der Reaktivitätsgruppen und berechnet eine kleinste Anzahl von Farben, die das Diagramm einfärben – damit keine zwei Chemikalien, die miteinander wechselwirken können, die gleiche Farbe haben.

Anschließend ordnet ChemStor alle Chemikalien jeder Farbe einem möglichen Lager- oder Abfallbehälter zu (nachdem bestätigt wurde, dass genügend Platz vorhanden ist). Chemikalien mit der gleichen Farbe können ohne gefährliche Reaktion zusammen gelagert werden, während Chemikalien mit unterschiedlichen Farben dies nicht können.

Wenn zwei oder mehr Chemikalien im selben Schrank kombiniert oder einem Abfallbehälter hinzugefügt werden können, ohne dass möglicherweise gefährliche Kombinationen von Chemikalien entstehen, stellt ChemStor fest, dass die Konfiguration sicher ist. ChemStor zeigt auch an, wenn keine sichere Lagerungs- oder Entsorgungskonfiguration gefunden werden kann.

Das Programm verwendet eine Strategie aus der Informatik. In diesem System werden die Ressourcen nach einer Regel eingefärbt und organisiert, die besagt, dass benachbarte Datenpunkte oder Knoten, die sich eine Kante teilen, nicht auch eine Farbe teilen können.

„Wir färben einen Graphen so ein, dass keine zwei Knoten, die sich eine Kante teilen, die gleiche Farbe haben“, sagte der Erstautor Jason Ott, ein Doktorand der Informatik, der die Forschung leitete. „Die Idee stammt von Karten“, erklärte Co-Autor William Grover, ein Assistenzprofessor für Biotechnik am Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering. „Auf einer Karte der USA zum Beispiel teilen sich keine zwei benachbarten Staaten eine Farbe, wodurch sie leicht zu unterscheiden sind.“

Nach Laborbrand: Sicherheitsnetz für strenge Lagerprotokolle

Grover, der während seiner Zeit als Student einen zerstörerischen Laborbrand erlebte, der durch unverträgliche Chemikalien verursacht wurde, sagte, er nehme die Bedrohung sehr ernst.

Ich bin für die Sicherheit der Menschen in meinem Labor verantwortlich, und ChemStor wäre wie ein Sicherheitsnetz unter unseren bereits strengen Lagerungsprotokollen.“

Die Funktionalität von ChemStor ist derzeit nur auf eine Befehlszeilenschnittstelle beschränkt, bei der der Benutzer die Art der Chemikalien und die Menge des Speicherplatzes manuell in einen Computer eingibt.

Aktualisierungen sind geplant. ChemStor soll benutzerfreundlicher werden. Es soll auch eine Smartphone-Anwendung entstehen, die die Kamera benutzt, um Informationen über Chemikalien und Speicheroptionen zu sammeln, sowie mit digitalen Sprachassistenten interagieren kann. (CU/ts)