构筑火灾风险预警指标 排除化学实验室安全隐患

徐烜峰， 王能东， 程五一， 吕明泉

(1.北京大学 化学与分子工程学院，北京100871; 2.中国地质大学 工程技术学院,北京 100083)



构筑火灾风险预警指标 排除化学实验室安全隐患

徐烜峰1， 王能东1， 程五一2， 吕明泉2

(1.北京大学 化学与分子工程学院，北京100871; 2.中国地质大学 工程技术学院,北京 100083)

随着近年来实验室火灾爆炸事故愈见于报端，化学实验室安全也受到人们越来越多的关注。防患于未然一直是实验室安全管理工作者不懈努力的目标。针对目前高校化学实验室存在的问题，本文具体分析容易引起实验室火灾的危险有害因素。随后从第一线安全管理人员角度出发，建立适合实际工作需要的高等院校化学类实验室火灾风险的预警指标和安全检查表，并总结了安全检查中的经验，这些措施得到了良好的效果，相信能提高了实验室安全管理水平，并为高校建立和完善安全检查体系提供借鉴。

化学实验室； 火灾风险指标； 安全管理； 安全检查

0 引 言

在社会生活中，火灾是威胁公共安全，危害人们生命财产的灾害之一。随着生产力的发展，社会财富日益增加，火灾损失上升及火灾危害范围扩大的总趋势是客观规律[1]。

根据国家统计局数据，近几年，我国每年发生火灾数12万～15万，死亡1 000多人，伤数百人，造成直接经济损失约20亿元[2](见表1)。

1 高校化学实验室面临的问题

高校化学实验室作为一个人员和设备资产相对集中的场所,在教学、科研中发挥着不可或缺的作用，重视和加强实验室的安全防火非常必要。否则，如因安全上的疏忽而导致火灾，往往会使国家财产遭受严重损失，并影响教学和科研的正常开展，更对师生健康乃至生命造成重大威胁,这样的教训国内外已不鲜见。如1998年7月6日晚上，美国加利福尼亚州立大学化学系某有机合成实验室发生火灾，几个实验室被完全烧毁[3]；2013年12月4日下午，俄罗斯首都莫斯科市的门捷列夫化工大学实验室发生火灾，过火面积约40 m2，造成2人受伤。

表1 2008～2012年中国火灾起数、损失和伤亡数

国内多所高校实验室于2015年1月底至2月初，先后发生多起火灾，虽未造成重大财产损失和人身伤亡，但教训深刻，给实验室安全管理工作敲响了警钟：1月31日晚，四川大学望江校区化学实验室发生火灾。2月2日下午，南京理工大学新化楼四至五楼实验室内烟道失火，过火面积约20 m2，燃烧物质为实验室的反应装置(含导热油)和楼顶的排烟设备。2月3日上午，福州大学至诚学院科学楼二楼阳台外立面的电缆突然起火，火势迅速沿着电缆线逐层往上蔓延，一直烧至该大楼的15层(顶楼)。消防部门立即调集12部消防车，50余名消防官兵到场扑救大火，经过近30 min有效处置，明火被扑灭。

化学实验室因使用易燃、易爆的危险化学品数量大、种类多、实验条件复杂，火灾危险性最大，因此，应把化学实验室作为实验室防火工作的重点。虽然从存储量上分析，多数高校或科研院所的化学实验室达不到我国现行的危险化学品重大危险源辨识标准[4]，也无法归属到火灾危险场根据危险程度不同所划分的21区、22区和23区。但是在密闭容器内或者一定狭小空间条件下，某个局部就是一个微型的生产过程，若甲类乙类(储存物品的火灾危险性根据储存物品的性质及其数量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类)存储物品超量，在遇到引火源时，极易燃烧爆炸。比如低闪点的丙酮和环己烷(见表2)，极易燃，其蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物，遇明火或高热极易燃烧爆炸，与氧化剂能发生强烈反应，其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃[5]，若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。又如石油醚在高速冲击、流动、激荡后可因产生静电火花放电引起燃烧爆炸；四氢呋喃在接触空气或光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。

表2 常见有机溶剂闭杯闪点 ℃

2 易引起化学实验室火灾的危险有害因素

笔者对化学类实验室中易引起火灾风险的危险有害因素进行了具体的分析，并且从第一线安全管理人员视角出发，建立适合实际工作需要的安全检查表，对进一步做好实验室安全检查具有一定的借鉴作用。

目前国内一些专家学者已经在影响实验室火灾风险主要因素的研究上做了不少有益的探索，大多数沿用美国道化学公司的层次分析法，如钱伟等通过量化和权重的比较，提供了一种定量分析方法[6]；贾海林等利用模糊层次分析法,构建了模糊一致判断矩阵[7]；李燕捷绘制了实验室火灾事故发生因果建构图[8]等等，这些都有利于学校等管理部门加强实验室安全管理。但在实际安全管理中，如何将影响火灾风险的主要因素归纳总结成一系列概念明确、边界清晰、便于把握的指标，并把这些指标按照其内在的联系及隶属关系组织起来，构造出可评价的指标体系，是每一位一线安全管理人员需要考虑的问题[9]。笔者认为将美国道化学公司的层次分析法、事故树分析法、防火安全检查评分表等评价方法综合起来，形成PDCA戴明循环，系统安全工程才能持续不断改进和完善。

根据事故致因4M要素理论[10]以及国标1386-2009《生产过程危险和有害因素分类与代码》，将危险源分为4类：人的不安全行为(A)、物的不安全状态(B)、环境不良(C)和管理欠缺(D)。下面尝试从这四个方面入手建立化学类实验室的火灾风险预警指标。

A1.所有实验室工作人员(本科生和研究生等)是否进行过消防安全的教育、培训及演练？能否正确使用灭火器?

A2.实验人员在进行实验时，身体状况是否异常？实验者心理是否正常？有没有存在加班超负荷极限从事危险性实验从而导致操作失误的情况？

A3.是否在有危险性实验过程中离开的行为？是否有人违反操作规程进行实验？(如未报备案擅自进行无人照看的加温、加压和密闭加热的过夜实验)

A4.是否存在实验室吸烟的行为？实验室是否使用明火？

B1.实验室内的石油醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醚等易燃易爆化学危险品的存量是否合理？是否有序摆放并分类存储？

B2.实验仪器设备如烘箱、马弗炉等是否完好？是否存在控制器件失灵的情况？

B3.供电线路敷设年限？线路有无老化破损情况？实验室的电路是否存在短路、过载的情况？

B4.火灾报警系统是否完好？烟感器、温感器是否全覆盖？灭火器是否在有效期内？灭火器、消防栓分布状况如何？所放置的灭火器是否能正确扑灭各类火灾？消防给水设施状态是否正常？

B5.疏散广播系统是否正常？消防疏散通道是否畅通？应急指示灯是否正常？是否设立了防火分区？明显位置是否设置了安全疏散指示图？

B6.是否存在用普通电冰箱存放易燃易爆危险品情况？

B7.室内是否有可燃高压钢瓶？所有钢瓶是否固定？

B8.人员密度是否合理，室内物品整洁度如何？

C1.实验室的通风、散热条件是否符合规定，能否及时排出挥发性溶剂(防止蒸气浓度超过爆炸极限，遇到电火花引起爆炸、着火)？

C2.气象和时间因素：在暑假的高温天气，发生火灾事故的风险较高。工作日白天、工作日晚上、假期白天、假期晚上，发生火灾的风险也是不一样的。

C3.发生火灾后，最近的消防分队响应时间？消防车道达标率？

D1.是否有专门负责实验室安全的部门定期对消防安全进行检查？

D2.是否有义务消防队？有无培训？配备的设施是否齐全并完好有效？

D3.是否有消防和突发事件应急预案？是否每年进行演习？

D4.是否建立了完善的实验室安全管理制度？

此外考虑学科特点以及时间段因素：相对于高分子及有机实验，理论、计算、分析、测试工作的学科发生火灾的风险则较低。而假期中午和晚上化学楼内人比较少，人员比较疲劳，容易发生事故。可以借鉴事件树分析(ETA)方法作层次结构图，使实验室管理人员对可能发生火灾的因素有一个系统、全面的认识，从而加强消防安全管理、杜绝火灾的发生[8,11-12]。

3 检查并排除火灾隐患

检查消除火灾隐患的能力是消防安全四个能力建设重要一环，是贯彻落实公安部第61号令《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》和《高等学校消防安全管理规定》 的基本措施之一。安全检查是安全管理最具体、最直接、最有效的形式之一,还能起到推广先进经验和传递安全文化的作用。美国、日本和英国等高校都有定期或不定期的安全检查。在国内北京理工大学获得了工业和信息化部对“建立高校实验室安全检查规范”的课题支持，通过该课题的研究，将建立适用于高校实验室特点的实验室安全检查表，以系统、规范地确立对高校实验室安全检查的具体条目内容。此外李德才先生提出的排查“四法”也对实际工作有借鉴意义。

北京大学化学学院也根据自身的特点和实际情况，每年都组织由学院安全员牵头，学院综合安全管理委员会成员组成的检查组多次对每个实验室逐项检查，明确检查细则和要求，将上述因素分成几个科目，每个科目由2名成员负责，由安全员统一制定表格，示例见表3(B1～B3项因素)。其他院校或者科研院所的实验室可以参考此预警体系,根据自身特点调整因素,得到适合本单位的消防安全细化预警指标，制定出可操作性强、适合自身特点的安全检查表，以促进安全检查工作的顺利开展。

表3 实验室安全检查示例表

在多年的安全检查工作中，我们积累了一些经验，介绍如下：

(1) 要加强安全检查的力度，定期安全检查，假期之前一般要进行安全检查工作，尤其是寒暑假前，像上面发生的几起事故均发生在春节放假之前，说明人们的安全意识有所松懈。要特别注意春节期间，实验室建筑外围烟花爆竹燃放影响安全，应认真清理好堆放在楼道、阳台等公共部位的一切杂物、废液和废弃化学试剂。假期要安排能在第一时间赶到现场的安全值班人，不让火灾扩大，造成更大后果。

(2) 安全无小事，检查不能流于形式，走马观花，应该尽可能地将工作具体化。

(3) 在从事科研的化学实验室，由于长期以来形成的“重科研轻安全”风气难以改变，加之各课题组研究领域独立，涉及的安全知识繁多，难以像基础化学实验室一样集中管理，状况不容乐观。检查过程中碰到最大的问题是某些课题组配合度不高，个别研究生重视程度不够，安全意识淡薄。检查工作如果能够取得导师的配合，往往效果会更明显！可以尝试组织学生进行实验室安全检查, 让学生学会发现实验室安全隐患及处理隐患的方法。

研究生是实验室工作的主体，应该定期加强安全教育。学生在过完一个假期，会出现安全意识降低、思想上松懈的情况。开学初，最好对研究生进行一次安全回炉教育：主要内容是出现过的安全问题或者检查中发现的典型事件。

(4) 进行不定期的专项检查：如消防设施、钢瓶等。实验室使用的气体大都是高压钢瓶灌装。如果对气体使用管理不当,会造成爆炸和人员伤亡恶性事故：如2015年4月5日清明节假期中午，位于徐州的中国矿业大学化工学院一实验室发生储气钢瓶爆炸事故，致4人受伤，1人抢救无效死亡。要做好气体钢瓶标志、合理连接气体管路、及时检漏、定期检查气体管路,气体钢瓶应固定(柜子或铁链等),助燃和易燃易爆气体不能混放在一起,应及时清理废旧气体钢瓶。

(5) 科学研究是对未知领域的探索，化学实验室里难免会发生一些突发性的意外事故。但是，有些事故却是可以预见和避免的。如果对可以预知的风险不采取防范措施，最终导致发生意外，就属于责任事故。一线安全管理人员要尽职尽责，避免发生责任事故。

(6) 实验室的显眼位置应张贴火警、急救电话号码及实验室管理人员和单位安全负责人电话号码。

(7) 不整改等于没有检查。对于检查中发现的问题应及时督促解决，落实整改措施，并做好记录；需总结检查中出现的普遍、明显问题，并在全单位通报。对难以解决的隐患问题应上报院综合管理委员会，并协助消除安全隐患。

对于检查结果汇总统计，如果80%的指标符合要求，则风险预警低；60%符合消防要求，该实验室为中等风险(临界)；如果30%符合消防要求，则风险高(危险)，必须立即整改! 检查结果与学生的奖学金评定挂钩，并适当扣除当事人下学期的助研费；此外对学术小组组长的年终绩效也会有负面影响。

近年来，学院综合安全管理委员会每年都会按照上述风险预警指标进行4次全院安全大检查，由于科研规模的不断扩大以及隐患具有动态性，每次能查出约70条各类安全隐患，能在检查中立刻解决的问题当场排除隐患；不能当场解决的做好登记交给各系所的实验室主任，由其跟进；如果需要学院配合解决的重大安全隐患，学院安全员会做好记录，及时督促整改。这些检查记录均作为档案留存，以备上级主管部门检查。在全院师生的共同努力下，学院这几年均未发生重大安全责任事故，保障了教学和科研等各项工作的顺利进行，学院的安全管理工作得到上级主管部门和同行的认可，学院多次被评为校安全工作先进集体。

4 结 语

生命只有一次，健康不可逆。高校化学实验室安全管理是一项细致复杂的工作，在日常管理中落实“以人为本，安全第一、预防为主”的方针，牢固树立安全责任意识，警钟应该长鸣！海因里西法则揭示了事故发生的规律，防止重大事故的发生必须减少和消除无伤害事故，要重视事故的苗头和未遂事故，否则终会酿成大祸。中国古代曲突徙薪的故事也告诉我们,要善于发现生活中存在的种种隐患并及时采取措施,才能防患于未然,立于不败之地。正如古人说的那样：“祸患可销于未萌”，“祸患常积于忽微”，只有从思想、组织、措施、责任心等方面下功夫，思想上高度重视，组织上统一指挥、统一领导、措施得力，人人有高度的责任心，建立一个以最合理的费用支出获取最大的安全保障，并经过危险评价，确定可接受的风险，将危险降低至可容许的程度，减少实验过程中发生灾害的风险，确保师生员工的健康和安全。

[1] 于晓晨.危险源理论的建筑防火安全评估[D].西安:西安科技大学，2006.

[2] http://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=co

[3] Stanley H. Pine. Fire, Water, and Soot—A Cautionary Tale[J]. J Chem Educ,2000, 77(5):547-550.

[4] GB 18218—2009(危险化学品重大危险源辨识)[S].

[5] Bell Charles E Jr. Organic Chemistry Laboratory with Qualitative Analysis: Standard and Microscale Experiments[S].3rd edition. 2001(p5)

[6] 钱 伟,胡玉娟.高校理化实验室火灾风险的AHP法评估[J].实验室科学,2011,14(2):185-189.

[7] 贾海林,余明高,崔志恒.基于模糊层次分析法的高校实验室火灾危险性评价[J].实验室研究和探索,2010,29(2):173-176.

[8] 李燕捷.高等院校实验室火灾事故因果建构图分析[J].实验技术与管理,2012,29(11):200-202.

[9] 景 绒,吴立志,董希琳,等.城市居住区火灾风险评价[J].消防技术与产品信息,2005(2):5-8.

[10] 罗 云. 现代安全管理[M]. 2版. 北京：化学工业出版社，2009.

[11] 程五一,王贵和,吕建国编著.系统可靠性理论[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.

[12] 尤立明,周同岭,张 集,等.事故树分析在高等学校实验室消防安全管理中的应用[J].实验技术与管理，2008,25(6):168-170.

Building Fire Risk Early-warning Index, Eliminating Potential Safety Hazard for Chemistry Laboratory

XUXuan-feng1,WANGNeng-dong1,CHENGWu-yi2,LÜMing-quan2

(1. College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China； 2. School of Engineering and Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China)

As more and more laboratory fire and explosion accidents reported by the newspapers in recent years, laboratory safety is gaining more and more attention．Enhancing preventive measures has been the target for which laboratory safety management workers strive unremitting．Aimed at the safety issues in current management of chemistry laboratories in colleges and universities，this paper analyzed the danger and harmful factors, which cause laboratory fire easily. Then the fire risk warning indicators and safety checklists for chemistry laboratory in colleges were established from the perspective of the first line of security management This paper sums up experience of inspection work which achieved good results. The authors believe it would be helpful for improving the level of laboratory safety management and will provide useful reference for colleges and universities to establish or complete the check system of work-safety．

chemistry laboratory； fire risk index； safety management； safety check

2015-07-28

徐烜峰(1980-)，男，浙江江山人，本科，工程师，基础实验教学中心安全员，研究方向为化学实验室管理和技术。

Tel.:13691077828，010-62754077；E-mail：xuan@pku.edu.cn

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1006-7167(2016)05-0300-04