基于風(fēng)險分級管控的高校實驗室安全管理體系構(gòu)建

鐘 珊，張 燕

(1.武漢理工大學(xué) 教務(wù)處，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué) 安全科學(xué)與應(yīng)急管理學(xué)院，湖北 武漢 430070)

高校實驗室是我國高校師生的實驗教學(xué)及科研重地，目前很多高校的實驗教學(xué)、科研活動都是在實驗室內(nèi)開展。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，國家對高校教育科研的財政投入在逐年增加，我國高校實驗室的數(shù)量逐年增加，規(guī)模也逐年擴(kuò)大。根據(jù)中國教育科學(xué)研究院統(tǒng)計，僅教育部直屬的高校就擁有4 000多個實驗室[1]。實驗室為高校開展實驗及科研活動提供平臺的同時，也給高校師生帶來了極大的安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計，1997—2016年我國高校實驗室發(fā)生112起典型事故，導(dǎo)致12人死亡、84人受傷，事故類型主要集中于火災(zāi)或爆炸性事故[2-3]，分別占總事故的52%和29%，其他依次為中毒、觸電、機(jī)械事故。高校實驗室安全事故頻發(fā)，不僅威脅著廣大師生的人身安全，還嚴(yán)重影響了我國高校在國內(nèi)外的聲譽(yù)，因此構(gòu)建科學(xué)合理的高校實驗室技術(shù)安全管理體系是非常重要和必要的。

1 國內(nèi)高校實驗室安全事故的主要因素

當(dāng)前高校實驗室安全隱患不斷增加，與以下5個因素息息相關(guān)：①我國高等教育規(guī)模的擴(kuò)大，導(dǎo)致實驗室承擔(dān)的實驗教學(xué)與科研任務(wù)陡增。自1999年高校擴(kuò)招以來，我國高等教育逐漸由“精英教育”向“大眾教育”快速過渡，高等教育規(guī)模擴(kuò)大幾倍甚至十幾倍[4-5]。高等院校在校生規(guī)模的擴(kuò)大極大提高了高校實驗室使用頻次，實驗室儀器設(shè)備使用者或操作者的流動性也大幅增加，給實驗室安全管理提出了更高的要求。②隨著國家科研投入的逐年增加，導(dǎo)致高校實驗室危險化學(xué)品、易燃易爆物品、壓力容器等的數(shù)量、種類也在逐年增加。目前綜合性大學(xué)學(xué)科建設(shè)愈來愈齊全，高校實驗室安全不確定因素也在逐年增加。③開放共享機(jī)制實驗室致使實驗人次明顯增加，實驗室開放時間延長且不確定，致使實驗室的安全管理難度加大。為了整合高校實驗室資源，實現(xiàn)實驗室資源利用的最大化，越來越多的高校采取了共享機(jī)制的實驗室管理模式。但實驗室資源共享平臺全天候開放，大型儀器信息公開內(nèi)外預(yù)約[6]，造成實驗室儀器的操作人員流動性增大，大大增加了高校實驗室安全的管理難度。④高校實驗室安全設(shè)施和經(jīng)費(fèi)投入嚴(yán)重不足[7-10]。許多高校往往只關(guān)注實驗室的科研成果和經(jīng)濟(jì)收益，在實驗室財政投入上存在著急功近利的現(xiàn)象，導(dǎo)致實驗室財政投入重點(diǎn)在設(shè)備儀器本身，而對于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、更新?lián)Q代及消防防護(hù)應(yīng)急等相關(guān)配套設(shè)施的投入嚴(yán)重不足。⑤高校實驗室實驗人員安全意識淡薄。高校實驗室實驗人員大致可分為實驗室技術(shù)人員、專業(yè)教師及在校學(xué)生3類。很多學(xué)生和專業(yè)老師在進(jìn)入實驗室前未進(jìn)行專業(yè)的實驗安全培訓(xùn)，再加上參與實驗的學(xué)生群體流動性比較大，給高校實驗室安全技術(shù)培訓(xùn)帶來了一定的難度。2013—2018近6年間所發(fā)生的典型高校實驗室事故如表1所示。

表1 2013—2018年高校實驗室典型事故案例

2 高校實驗室安全“雙重預(yù)防機(jī)制”體系的構(gòu)建

“風(fēng)險分級管控”和“隱患排查治理”是目前企業(yè)安全生產(chǎn)的兩道防火墻。“風(fēng)險分級管控”和“隱患排查治理”雙重預(yù)防機(jī)制體系愈來愈成熟和完善，已開創(chuàng)性地運(yùn)用于很多高危行業(yè)，如礦山、堤壩的安全監(jiān)管。鑒于國內(nèi)高校實驗室安全監(jiān)管還停留在傳統(tǒng)單一的隱患排查階段，且隱患治理不及時，導(dǎo)致國內(nèi)高校實驗室安全事故頻發(fā)，因此國內(nèi)高校尤其是研究型大學(xué)實驗室的安全監(jiān)管應(yīng)與“風(fēng)險分級管控、隱患排查治理”的雙重預(yù)防機(jī)制相結(jié)合，將高校實驗室安全管控的關(guān)口移至實驗室風(fēng)險點(diǎn)分級管控上，以保障高校實驗室工作安全有序開展。

為此，高校需成立專業(yè)的實驗室風(fēng)險評估機(jī)構(gòu)，評估機(jī)構(gòu)內(nèi)成員需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，具備危險源辨識、風(fēng)險評估及職業(yè)健康評估的能力。評估機(jī)構(gòu)成員根據(jù)各自實驗室功能和特點(diǎn)制定科學(xué)的實驗室風(fēng)險評估方案，結(jié)合高校實驗室功能特點(diǎn)和危險性，將高校實驗室劃分為物的不安全狀態(tài)、人的不安全行為、安全管理3方面進(jìn)行識別。在科學(xué)評估的基礎(chǔ)上，將實驗室風(fēng)險等級由高到低依次劃分重大風(fēng)險、較大風(fēng)險、一般風(fēng)險、低風(fēng)險，并通過紅、橙、黃、藍(lán)4個顏色標(biāo)識，繪制高校實驗室風(fēng)險空間分布圖，從而制定相應(yīng)的實驗室分級管控措施?；凇半p重預(yù)防機(jī)制”的高校實驗室安全技術(shù)管理體系框架如圖1所示，“雙重預(yù)防機(jī)制”中第一道防線與第二道防線在時間上存在先后關(guān)系，第一道防線主要是從源頭上系統(tǒng)識別風(fēng)險、管控風(fēng)險，把各種風(fēng)險控制在可承受范圍之內(nèi)，杜絕或減少事故發(fā)生概率；第二道防線主要是排查風(fēng)險管控過程中出現(xiàn)的缺失、漏洞，將隱患消滅在事故發(fā)生之前。第二道防線中的基本隱患排查依據(jù)近年來實驗室發(fā)生安全事故的主要類型來劃分，而專業(yè)隱患排查主要依據(jù)高校內(nèi)部各專業(yè)實驗室特點(diǎn)進(jìn)行劃分，實現(xiàn)高校實驗室風(fēng)險辨識、風(fēng)險評估、風(fēng)險分級管控、隱患排查、整改與復(fù)查的閉環(huán)式安全管理[11]。

圖1 高校實驗室安全“雙重預(yù)防機(jī)制”體系框架圖

2.1 高校實驗室風(fēng)險點(diǎn)的辨識

所謂風(fēng)險點(diǎn)，是伴隨風(fēng)險的設(shè)施、設(shè)備、場所、區(qū)域、部位，或是伴隨風(fēng)險的實驗操作行為，或者是以上兩者的組合。實驗室風(fēng)險點(diǎn)應(yīng)當(dāng)遵循“大小適中、便于分類、功能獨(dú)立、易于管理、范圍清晰”的原則準(zhǔn)確予以劃分，才能在物的不安全狀態(tài)、人的不安全行為、安全管理3方面準(zhǔn)確評估。因此對于高校實驗室來說，某個設(shè)備可視為風(fēng)險點(diǎn)，某個存儲危險化學(xué)品的櫥柜可視為風(fēng)險點(diǎn)，某個實驗操作也可視為風(fēng)險點(diǎn)。尤其對于重大風(fēng)險的實驗操作，應(yīng)及時識別并制止，提高實驗室操作的準(zhǔn)入門檻[12]。準(zhǔn)確辨識高校實驗室的風(fēng)險點(diǎn)，全面編制實驗室風(fēng)險點(diǎn)清單是開展高校實驗室安全風(fēng)險評估工作的第一要務(wù)，也是科學(xué)評估實驗室安全風(fēng)險的基礎(chǔ)。

2.2 風(fēng)險評估模型的選擇

所謂風(fēng)險，是指事故發(fā)生的可能性與嚴(yán)重性的組合。因此，實驗室風(fēng)險等級應(yīng)既能反映出發(fā)生安全事故的概率，又能反映出發(fā)生事故的嚴(yán)重程度。目前，企業(yè)安全生產(chǎn)常用的風(fēng)險評估方法有風(fēng)險矩陣分析法(LS)、作業(yè)條件危險性分析法(LEC)等。但高校實驗不同于企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，其具有時間上的間斷性，操作上的靈活性，針對不同類型的風(fēng)險點(diǎn)，應(yīng)選用適宜的風(fēng)險評估模型，甚至需要在原有風(fēng)險評估模型的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。

以實驗操作為例，高校實驗操作靈活多變、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多樣，在對實驗操作風(fēng)險評估時，宜選用作業(yè)條件危險性分析法(LEC)[13]。以2014年香港科技大學(xué)化學(xué)實驗室事故為例，某同學(xué)在該化學(xué)實驗室試驗過程中不慎被氫氟酸噴到，由于當(dāng)時實驗室沒有配備緊急噴淋裝置，導(dǎo)致該同學(xué)死亡。可見對實驗操作來說，實驗室的作業(yè)條件對實驗操作的風(fēng)險起到至關(guān)重要的作用，可以使風(fēng)險迅速升級。LEC法從3個方面對事故風(fēng)險進(jìn)行評估，分別是發(fā)生事故的可能性、人體暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度、發(fā)生事故產(chǎn)生的嚴(yán)重程度。

D=L×E×C

(1)

式中：D為危險性分值；L為發(fā)生事故的可能性；E為人體暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度；C為事故產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。L、E、C賦值分別如表2～表4所示，風(fēng)險評級判斷D如表5所示。

表2 事故或危險事件發(fā)生的可能性分?jǐn)?shù)值L

表3 暴露于危險環(huán)境中的分?jǐn)?shù)值E

2.3 基于LEC與FTA模型的實驗操作風(fēng)險評估與案例分析

2018年12月26日，北京交通大學(xué)市政與環(huán)境工程實驗室發(fā)生爆炸，事故造成3名學(xué)生死亡。事故的直接誘因是在使用攪拌機(jī)對鎂粉和磷酸攪拌時產(chǎn)生氫氣，氫氣恰巧被攪拌機(jī)轉(zhuǎn)軸處因摩擦產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃而發(fā)生爆炸。此爆炸又引起周邊鎂粉發(fā)生粉塵爆炸，屬于典型的二次事故。在該事故中，使用攪拌機(jī)對鎂粉和磷酸攪拌這個實驗操作本身就是一個風(fēng)險點(diǎn)，開展實驗前應(yīng)對此次實驗操作展開風(fēng)險評估。鎂粉與磷酸的攪拌可能發(fā)生的后果就是產(chǎn)生氫氣的爆炸。又由于實驗室內(nèi)大量鎂粉的存在，致使實驗操作風(fēng)險升級，屬于危險作業(yè)條件下實驗操作。因此對于此次實驗操作風(fēng)險評估，宜選用LEC法。由于本次實驗操作，從事故發(fā)生的可能性來說屬于相當(dāng)可能，由于大量鎂粉長期儲存在實驗室，暴露于危險作業(yè)條件下的頻繁程度屬于逐日在工作時間內(nèi)暴露，一旦發(fā)生事故則會造成數(shù)人死亡。因此針對本次危險作業(yè)條件下的實驗操作，L、E、C的賦值應(yīng)分別選為1、6、40。由式(1)可得，風(fēng)險評級D為240。

表4 事故后果分?jǐn)?shù)值C

表5 危險等級D

由表5可知，此次在儲存大量鎂粉的實驗室內(nèi)實施的攪拌機(jī)攪拌鎂粉與磷酸的操作行為的危險分?jǐn)?shù)介于160～320之間，屬于高度危險。對應(yīng)整改措施是立即整改，只有實驗室作業(yè)條件整改后才可進(jìn)行實驗操作,以提高實驗室安全準(zhǔn)入門檻。在今后的實驗室安全管理中，建議根據(jù)實驗操作危險等級建立健全實驗室安全準(zhǔn)入制度[14]。

為進(jìn)一步分析該事故發(fā)生的原因，筆者采用FTA模型進(jìn)行分析，實驗室爆炸事故樹如圖2所示，通過實驗室爆炸事故樹計算出最小徑集，求解出保證頂上事件不發(fā)生的最小基本事件組合有6個：{X1}，{X2}，{X4}，{X5}，{X6}，{X8，X9}。最小徑集表示了系統(tǒng)的安全性，也可以找到確保系統(tǒng)安全的最佳方案，從該事故樹的最小徑集可以了解到，要使頂上事件不發(fā)生的整改措施有合理儲存實驗室危險化學(xué)品、加強(qiáng)實驗室的安全管理、控制實驗中鎂粉的用量、提高實驗人員的實驗技能和安全意識以及改進(jìn)試驗設(shè)備防治靜電和火花等。

2.4 高校實驗室隱患分類排查

高校實驗室隱患排查采用基本排查和專業(yè)排查兩種形式，基本排查包括防火隱患排查、防爆隱患排查、防電擊隱患排查、防機(jī)械傷害隱患排查、職業(yè)衛(wèi)生排查、防毒排查等(見圖1)。專業(yè)排查是根據(jù)高校專業(yè)或行業(yè)排查實驗室隱患，如化學(xué)專業(yè)實驗室、材料專業(yè)實驗室、環(huán)境專業(yè)實驗室、生物專業(yè)實驗室、機(jī)械專業(yè)實驗室等。然后根據(jù)不同區(qū)域和部位，分級分類編制高校實驗室《隱患排查清單》，明確檢查內(nèi)容、檢查區(qū)域、檢查周期及檢查要求等要素，定期開展隱患排查。高校實驗室隱患排查系統(tǒng)模式如圖3所示，在隱患排查中應(yīng)做到分工明確，責(zé)任到人，明確隱患排查單位主體責(zé)任，并建立健全隱患排查追責(zé)制度，對隱患整改不到位的責(zé)任單位要追究責(zé)任。

3 高校實驗室風(fēng)險隱患的管控治理

高校實驗室風(fēng)險隱患可在技術(shù)、管理、教育培訓(xùn)等方面加以管控。在技術(shù)上，實驗室的選址與建設(shè)應(yīng)綜合考慮功能和周邊環(huán)境等因素，對實驗室空間進(jìn)行合理布局，如易燃易爆品應(yīng)遠(yuǎn)離熱源與嚴(yán)禁明火，易燃易爆有毒化學(xué)品分類存放，放射性設(shè)備專門分區(qū)。在管理上，制定健全的安全管理機(jī)構(gòu)、規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，優(yōu)化高校實驗室安全管理監(jiān)督機(jī)制和獎懲機(jī)制。在教育培訓(xùn)上，高校應(yīng)定期開展實驗室安全教育，強(qiáng)化師生和實驗人員安全意識，學(xué)生、實驗室人員、專業(yè)教師都要經(jīng)過嚴(yán)格的安全教育培訓(xùn)后方可進(jìn)入實驗室開展工作。

加強(qiáng)校園安全文化和實驗室安全文化建設(shè)，讓“我要安全”的安全意識深入到師生內(nèi)心深處。安全文化分為物的安全文化、安全管理文化、安全觀念文化3層。安全觀念不僅是安全管理的核心驅(qū)動力，還是安全文化的核心和靈魂[15]，在不斷改進(jìn)更新實驗室技術(shù)及設(shè)備的同時，完善實驗室準(zhǔn)入制度、實驗室培訓(xùn)制度、實驗室應(yīng)急演練制度、實驗室“三廢”處理監(jiān)督制度等相關(guān)管理規(guī)定，在高校實驗室管理中建立起“安全第一、預(yù)防為主”的安全觀念。

4 應(yīng)急組織與職業(yè)健康體系構(gòu)建

4.1 應(yīng)急組織體系構(gòu)建

由于高校管理體系龐大復(fù)雜，因此針對不同類型和等級的風(fēng)險和隱患，在建立相應(yīng)等級的風(fēng)險隱患技術(shù)管理體系的同時，還應(yīng)建立相應(yīng)等級的應(yīng)急組織體系。高校實驗室安全事故應(yīng)急組織體系可分為校級、院級及現(xiàn)場3級應(yīng)急組織體系，并編制相應(yīng)等級的應(yīng)急預(yù)案，定期開展演練。對于校級應(yīng)急組織體系，不僅需要負(fù)責(zé)實驗室安全的校領(lǐng)導(dǎo)、院領(lǐng)導(dǎo)親自統(tǒng)帥指揮，還應(yīng)從保衛(wèi)處、校醫(yī)院、財務(wù)處、國有資產(chǎn)處等相關(guān)部門抽調(diào)專人[16]，以確保在實驗室事故發(fā)生后，學(xué)校能在第一時間組織到足夠的人力、物力、財力等應(yīng)急保障資源。為提高實驗室應(yīng)急響應(yīng)效率，實驗室應(yīng)急預(yù)案應(yīng)分工明確，責(zé)任到人，建立健全接警、報告和記錄整理程序，應(yīng)急響應(yīng)后勤保障程序，主要負(fù)責(zé)人的應(yīng)急響應(yīng)程序，應(yīng)急狀態(tài)解除程序等。明確指出責(zé)任單位或責(zé)任人該如何救、怎樣救、用什么資源來救。應(yīng)急救援人員到達(dá)現(xiàn)場后，實驗室管理人員應(yīng)積極配合應(yīng)急救援人員的工作，為事故后的應(yīng)急救援提供數(shù)據(jù)和信息，將實驗室安全事故的損失和影響降到最低限度。

4.2 職業(yè)健康體系構(gòu)建

實驗室安全不僅包含避免傷害事故的發(fā)生，還包含實驗室實驗人員的身體健康，因此實現(xiàn)實驗室安全，高校還應(yīng)加強(qiáng)實驗人員職業(yè)健康體系的構(gòu)建，預(yù)防職業(yè)病的發(fā)生。采用防塵、防毒、減震降噪、防暑、防濕、防非電離及電離輻射等衛(wèi)生工程技術(shù)措施，減少職業(yè)病危害因素的接觸，或者降低工作場所職業(yè)病危害因素的濃度或強(qiáng)度[17]。如化學(xué)、材料、環(huán)境類實驗室在實驗過程中會產(chǎn)生有毒有害氣體，實驗人員如果經(jīng)常接觸有毒有害化學(xué)品可能產(chǎn)生職業(yè)病，因此這些類型實驗室在加強(qiáng)個體防護(hù)的同時，還應(yīng)加強(qiáng)職業(yè)病防治培訓(xùn)，提高實驗人員的職業(yè)健康意識；同時還應(yīng)加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)排毒措施，將有害物質(zhì)集中處理或及時排出實驗室。在實驗原料選取時應(yīng)本著以無毒代替低毒，低毒代替高毒的原則，從源頭上控制有害因素。此外，實驗設(shè)備還應(yīng)盡可能密閉化，對于易燃易爆品的實驗，在加強(qiáng)實驗人員個體防護(hù)的同時，還應(yīng)盡可能采取遠(yuǎn)距離操作，降低實驗室有害因素對人體的傷害。對于長期處于有害因素中的實驗人員，如經(jīng)常接觸電磁輻射的專業(yè)實驗員，還應(yīng)定期對他們開展職業(yè)健康診斷。在必要的情況下，高校還應(yīng)配備實驗室的輔助用室，以降低有毒物質(zhì)污染衣物、皮膚的程度。高校工會組織依照《中華人民共和國職業(yè)病防治法》應(yīng)對高校職業(yè)病防治工作進(jìn)行監(jiān)督，維護(hù)長期處于有害因素中的實驗人員的合法權(quán)益。

5 結(jié)論

為了長期有效減少和預(yù)防高校實驗室安全問題，筆者構(gòu)建基于“風(fēng)險分級管控，隱患排查治理”雙重預(yù)防機(jī)制的高校實驗室安全管理體系。從源頭上識別評估風(fēng)險，將各種風(fēng)險尤其是重大風(fēng)險控制在可控范圍之內(nèi)，將實驗室安全管理的關(guān)口前移至風(fēng)險分級，從而將實驗室各種隱患排消滅在事故發(fā)生之前。同時，還應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)急組織體系和職業(yè)健康體系構(gòu)建，實現(xiàn)對實驗室的組織、制度、技術(shù)、人員、防護(hù)、應(yīng)急、職業(yè)健康等方面的有效管控。研究證明了“風(fēng)險分級管控，隱患排查治理”的雙重預(yù)防機(jī)制對于提高高校實驗室安全管理水平是切實可行的，能顯著降低和有效預(yù)防高校實驗室的安全問題，有助于營造“平安校園”的氛圍。