實(shí)驗(yàn)室事故分析及實(shí)驗(yàn)室管理改革建議

張歡，宋乃建，張洪利，曹強(qiáng)

(渭南師范學(xué)院 化學(xué)與材料學(xué)院，陜西 渭南 714099)

0 引言

實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代高校的心臟。高校實(shí)驗(yàn)室作為教學(xué)、科研的重要基地，不僅是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯I(yè)技能的重要場(chǎng)所，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、科研素質(zhì)的重要基地[1]。同時(shí)，在高校創(chuàng)建“雙一流建設(shè)”中起著舉足輕重的作用[2]。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是高校發(fā)展的關(guān)鍵，然而實(shí)驗(yàn)室安全事故時(shí)有發(fā)生。實(shí)驗(yàn)室事故的安全因素和原因有很多[3-4]：實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品、儀器設(shè)備和壓力容器是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室安全事故的主要危險(xiǎn)因素；儀器設(shè)備和試劑的使用是事故發(fā)生的主要環(huán)節(jié)；違反操作規(guī)程或操作不當(dāng)、疏忽和電線短路是發(fā)生事故的重要原因[5]，但少有文章分析實(shí)驗(yàn)室安全事故的時(shí)空特征。本文對(duì)國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室事故的特點(diǎn)(包括事故的類型、事故發(fā)生的時(shí)間)進(jìn)行了研究，并分析了主要事故現(xiàn)象的可能原因，最后指出了實(shí)驗(yàn)室安全制度改革的幾個(gè)重點(diǎn)方向。

1 實(shí)驗(yàn)室發(fā)生的安全事故

1.1 實(shí)驗(yàn)室事故統(tǒng)計(jì)

高校實(shí)驗(yàn)室是教學(xué)與科研活動(dòng)的重要場(chǎng)所[6-7]。通過廣泛搜集、多地核實(shí)的方法，對(duì)2002—2022年高校學(xué)生實(shí)驗(yàn)室的重大安全事故案例進(jìn)行了收集和整理，如表1所示。收集案例時(shí)，在百度、搜狗、谷歌、知網(wǎng)等網(wǎng)站上收集了公開、真實(shí)、可核實(shí)的實(shí)驗(yàn)室安全事故案例。2010年以后，在高校所發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室事故總數(shù)顯著降低，但事故仍會(huì)時(shí)有發(fā)生[8-10]。高校安全事故時(shí)有發(fā)生的一個(gè)原因就是產(chǎn)學(xué)研有效的結(jié)合，企業(yè)的大部分研發(fā)工作由高校完成，高校的科研工作需要教師和學(xué)生共同完成。因此，高校的實(shí)驗(yàn)室事故與高校科研活動(dòng)密切相關(guān)。由表1的數(shù)據(jù)可得，火災(zāi)和爆炸事故占總數(shù)的80%。

表1 高校實(shí)驗(yàn)室事故匯總(2002—2022年)

1.2 實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生的時(shí)間段

高校、科研院所實(shí)驗(yàn)室事故的發(fā)生月份具有一定的規(guī)律性，分析了高校、研究所實(shí)驗(yàn)室安全事故在不同月份的分布情況，研究結(jié)果有助于安全管理部門在不同時(shí)期采取合理的安全防控策略。分析表明，高校實(shí)驗(yàn)室事故主要發(fā)生在3—6月和11—12月。寒假期間老師和學(xué)生都將實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備好，3—6月正是做實(shí)驗(yàn)的高峰期，一些畢業(yè)生也會(huì)選擇在這個(gè)時(shí)間段對(duì)自己的畢業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善補(bǔ)充。另一方面，國(guó)內(nèi)高校教師的研究項(xiàng)目通常在12月結(jié)束。相關(guān)師生往往抓緊最后的時(shí)間安排更多的實(shí)驗(yàn)，沖刺項(xiàng)目的結(jié)題。這種情況下，高校應(yīng)該更加重視年終實(shí)驗(yàn)室安全問題。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)得學(xué)院和研究所實(shí)驗(yàn)室安全事故每周發(fā)生的天數(shù)分布圖如圖1所示?？梢姡咝?shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生的時(shí)間段具有顯著特征。高校實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生在周二周三的概率比較高，均達(dá)到20%以上。此外，周日的事故率仍然很高，達(dá)到16%。這主要是因?yàn)閷W(xué)生一般在周一準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，周二周三有很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正式啟動(dòng)。經(jīng)過一周的工作，學(xué)生一般會(huì)選擇在周六處于休息狀態(tài)，周日研究生還會(huì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)工作。此外，在此期間，實(shí)驗(yàn)室安全管理人員相對(duì)較少，因此高校安全事故的比例仍然較高。

圖1 高校實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生時(shí)間分布圖

1.3 事故原因的分布

由第1.1部分內(nèi)容可知，爆炸和火災(zāi)是實(shí)驗(yàn)室事故中最常見的后果。引起爆炸的原因是：(1)違反操作規(guī)程使用設(shè)備、壓力容器(如高壓氣瓶)而導(dǎo)致爆炸；(2)設(shè)備存在故障或缺陷，造成易燃易爆物品泄漏，遇火花而引起爆炸； (3)對(duì)易燃易爆物品處理不當(dāng)，導(dǎo)致燃燒爆炸；(4)危險(xiǎn)化學(xué)品的不正常使用，如加料過快、加料過多、反應(yīng)溫度、壓力失控等引起爆炸；(5)強(qiáng)氧化劑與性質(zhì)有抵觸的物質(zhì)混存能發(fā)生分解，引起燃燒和爆炸；(6) 氫氣、乙炔等危險(xiǎn)氣體的泄漏，當(dāng)其濃度達(dá)到爆炸極限時(shí)，往往會(huì)引起爆炸。另外，鈉、鎂、鋰、氫化鈉等試劑沒有按照材料安全數(shù)據(jù)表(MSDS)的要求使用，導(dǎo)致這些試劑遇水發(fā)生爆炸事故。

引起火災(zāi)的原因有：(1)明火加熱設(shè)備引起火災(zāi)，如實(shí)驗(yàn)室里常使用煤氣燈、酒精燈(酒精噴燈)、電烘箱、電爐、電烙鐵等加熱設(shè)備和器具，增大了實(shí)驗(yàn)室的火災(zāi)危險(xiǎn)性；(2)違反操作規(guī)程引起火災(zāi)，如化學(xué)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常進(jìn)行的蒸餾、回流、萃取、重結(jié)晶等操作，往往危險(xiǎn)性較大；(3)易燃易爆危險(xiǎn)品引起火災(zāi)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，各種危險(xiǎn)化學(xué)品使用極為普遍；(4)忘記關(guān)電源，致使設(shè)備或電器通電時(shí)間過長(zhǎng)、溫度過高導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

2 基于事故統(tǒng)計(jì)分析的建議

2.1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)，整合各類實(shí)驗(yàn)室安全信息

從實(shí)驗(yàn)室安全事故的分析可以看出，安全事故的數(shù)量往往與危險(xiǎn)化學(xué)品的使用、設(shè)備等因素有關(guān)。但研究生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、師生使用設(shè)備情況、科研項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、危險(xiǎn)化學(xué)品采購、儲(chǔ)存、使用、廢物處理等相關(guān)信息往往由不同部門管理，很多信息不完整、不及時(shí)，更談不上對(duì)這些信息的整合、聯(lián)動(dòng)、分析，無法做到“事先研判”。

因此，學(xué)生實(shí)驗(yàn)室管理員可以加大化學(xué)品、特種設(shè)備、用電量、無人值機(jī)情況、項(xiàng)目情況等信息化建設(shè)，建立統(tǒng)一的信息收集、整合、分析平臺(tái)，從各方面收集信息，確保信息的完整性、及時(shí)性、共通性，以提高實(shí)驗(yàn)安全性。另一方面，需要將各種信息進(jìn)行整合和鏈接，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，包括實(shí)驗(yàn)室人員、化學(xué)品、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等要素。因此，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室安全信息的交互，開展實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)態(tài)分級(jí)管理迫在眉睫。

2.2 深入開展安全教育，改革實(shí)驗(yàn)室安全教育

從學(xué)生實(shí)驗(yàn)室安全事故案例分析可以看出，很多嚴(yán)重事故主要是由“人”造成的，如實(shí)驗(yàn)室人員安全意識(shí)淡薄、缺乏化學(xué)品專業(yè)知識(shí)、缺乏設(shè)備安全操作知識(shí)、不遵守相關(guān)管理規(guī)定等。而且，安全相關(guān)知識(shí)涉及面廣，高校除了對(duì)師生進(jìn)行安全義務(wù)培訓(xùn)外，還需要開設(shè)安全義務(wù)課程，豐富安全教學(xué)的內(nèi)容和形式，最終目的是提高師生的主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣和自律能力。同時(shí)，開展專門的安全講座、操作演練、安全考試和安全競(jìng)賽。此外，可以通過安全宣講會(huì)、展板、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、視頻、公眾號(hào)等媒體，積極宣傳實(shí)驗(yàn)室管理要求、安全知識(shí)等方面，提高安全教育的興趣，提高實(shí)驗(yàn)人員參與安全工作的積極性，提高師生的安全意識(shí)、安全知識(shí)和安全技能。

2.3 建立專業(yè)團(tuán)隊(duì)，提高管理專業(yè)性

從實(shí)驗(yàn)室事故案例可看出，排查隱患和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的過程需具有高度專業(yè)性的人員。然而，目前對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中隱患的排查不夠?qū)I(yè)性和針對(duì)性，耗時(shí)費(fèi)力，缺乏專業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中，往往由于對(duì)隱患的排查很膚淺，較難發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)，也很難進(jìn)行專業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和給出深入的整改意見，這就難以做好“事中控制”。

因此，有必要加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍和專業(yè)安全管理隊(duì)伍的建設(shè)，健全專業(yè)安全管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度。在標(biāo)準(zhǔn)和制度的基礎(chǔ)上，不斷完善標(biāo)準(zhǔn)化、精簡(jiǎn)、易于操作的工藝管理程序。在程序上進(jìn)行合理的權(quán)限配置、評(píng)估分析、建議、過程監(jiān)督、違規(guī)管理，提高安全過程監(jiān)督的科學(xué)性、高效性和可執(zhí)行性。

3 結(jié)語

文章分析了2002—2022年中國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室安全事故，結(jié)果表明，爆炸和火災(zāi)時(shí)實(shí)驗(yàn)室事故中最常見的后果，院校實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生月份和周幾具有的一定規(guī)律性。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)，整合各類實(shí)驗(yàn)室安全信息，深入開展安全教育，改革實(shí)驗(yàn)室安全教育，建立專業(yè)團(tuán)隊(duì)，提高管理專業(yè)性，切實(shí)提高高校實(shí)驗(yàn)室安全管理與建設(shè)水平，為新時(shí)代高水平大學(xué)建設(shè)、人才培養(yǎng)和師生的生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。