材料改性实验室EHS管理体系建设

王 奇, 刘 勐, 杨文崧

(1. 大连理工大学 物理学院, 辽宁 大连 116023； 2. 大连理工大学 国家示范性微电子学院, 辽宁 大连 116023； 3. 大连理工大学 实验室与设备管理处, 辽宁 大连 116023)

材料改性实验室EHS管理体系建设

王 奇1, 刘 勐2, 杨文崧3

(1. 大连理工大学 物理学院, 辽宁 大连 116023； 2. 大连理工大学 国家示范性微电子学院, 辽宁 大连 116023； 3. 大连理工大学 实验室与设备管理处, 辽宁 大连 116023)

分析了材料改性实验室建立EHS管理体系的必要性,列举了主要的危险因素。从个体防护装备、电气设备防护、消防、化学品管理等方面介绍了主要事故防治措施。从EHS管理机构设置、EHS方针与考核指标、风险识别和评价、程序文件的策划和建立、管理体系检查和评审等方面讨论了材料改性实验室EHS管理体系的建设。

材料改性实验室； EHS管理； 实验室安全

实验室是高校不可或缺的重要组成部分,其建设和管理是一个系统工程,而安全管理更是整个实验室工作的重中之重[1-2]。EHS(environment环境、health健康、safety安全)是目前世界上流行的、先进的安全管理体系,它是环境体系与职业健康安全体系的有机结合。建立和推行EHS管理体系的目的是加深对实验室危险因素的了解和认识、保护环境,改进教师、学生工作环境的安全性。国外高校十分重视EHS管理,其安全理念已经成为许多著名高校的核心价值观之一[3-4]。

国内的部分高校已经关注到EHS管理的先进性和重要性[5-6],目前有数所大学逐步开展了实验室的EHS管理模式的研究与探索,主要集中在化学、医药等学科的实验室。周玉宇等[7]分析了基于EHS模式的高校实验室安全管理体系的构建,包括组织机构、宣传教育、风险评估、监督检查等。董颖等[8]分析了在我国进行高校实验室EHS立法的可行性。罗妮娜等[9]探讨了以EHS管理体系构建高校危险化学品安全管理长效机制。

材料制备与改性实验室是材料科学研究、知识创新、技术发明的主要场所,是学生熟悉和了解材料制造、设备和工艺的场地,也是增强学生工程实践能力,培养学生的动手能力和创新意识的重要课堂。随着近年来同类实验室规模不断扩大、数量逐渐增多,出现的安全问题也显得比较严峻。为此,陈田等[10]介绍了实验室中纳米颗粒带来的职业风险管理问题,李灵均等[11]探讨了开放式材料化学实验室安全建设,陈赵扬等[12]探究了强化产学研化学实验室安全管理的对策,但目前尚缺少探索材料科学或者相近学科实验室EHS管理体系建设方面的研究文章。

我校三束材料改性教育部重点实验室依托于等离子体物理国家重点学科、材料科学与工程辽宁省重点学科,重点发展载能束材料加工产业化新技术与先进等离子体源技术,研究载能粒子作用下的材料表面、界面问题及相关材料制备与改性工艺。基于三束材料改性重点实验室多年积累的实验室安全管理经验,本文从安全、健康和环保的角度讨论高校材料制备与改性实验室管理中存在的主要问题,以及引入EHS文化的必要性与意义,并讨论了实验室EHS管理标准化文件的构建方法。

1 材料改性实验室开展EHS管理的必要性

材料制备与改性科学研究实验涉及的学科、专业种类繁多,包括材料、物理、电学、机械、化学等常见学科与专业,并且经常跨学科、跨专业开展工作,物理环境因素、化学环境因素、机械环境因素交织更增加了危险因素的不确定性与危害性,稍有不慎极易酿成安全事故。所以,开展EHS管理是非常必要的。总体来讲,材料改性及相关实验室的危险源主要有以下几类:

(1) 电气事故。实验室用电是EHS管理的重要内容,材料改性实验室有大量的通用电气设备、高电压、高频率工艺及检测设备,如离子注入、磁控溅射、强流电子束等,易发生电气事故,包括触电、静电事故、射频电磁场危害、电气线路和设备故障等。电气事故往往不易察觉,且事发突然,严重的电气事故不仅会导致重大的经济损失,甚至可能造成人员伤亡。因此,实验室师生了解用电常识并掌握电气事故的特点,对实验室设施及师生自身的安全具有十分重大的意义。

(2) 火灾与消防。 实验室的火灾事故具有一定的普遍性,是材料改性实验室EHS管理中的重要一环。发生火灾常见原因有:管理不到位,导致违反消防管理制度的现象发生；配电不合理,电气设备超负荷所引起的电路故障和电路老化等原因；易燃易爆化学品储存使用不当；灭火器材配置不到位或者缺乏维护导致火灾处理不及时；安全人员培训不到位导致不能及时处置事故而造成火灾扩大等。做好消防管理和消防宣传,是一项必要、长久、一刻不能懈怠的工作。另外,消防管理的知识性、社会性很强,有必要全面普及消防法规和消防科技知识,提高火灾预防与扑救能力,有效预防和减少火灾的危害。

(3) 化学品。材料改性加工制造及科学实验中涉及到许多液态和气态化学材料,比如甲烷、硅烷、氯气、硝酸、硫酸等。有些化学药品易燃、易爆,或者具有腐蚀性、毒害性,或是具有致癌性,事故轻者损伤皮肤,重者烧伤皮肤,损伤眼睛和呼吸道,甚至损伤人的内脏和神经等。酿成这类事故的主要原因一般是违反操作规程、配置使用不当、管理不善和设备设施老化等。另外,化学物品使用后产生的实验废弃物如果不加以有效处理,有可能产生环境问题,比如废气造成大气污染；废液直接排放可能对土壤和地下水资源造成污染；废弃物的不当处置则可能造成环境污染,严重者则有可能伤及无辜。

2 材料改性实验室安全事故控制与防治

2.1 实验室个体防护装备

实验室个体防护装备是EHS管理中人文关怀最主要的体现之一,其配备不是简单的购买装备,而是要依次做好以下4个方面的工作:第一，识别危险因素、评估危害程度、选择适用装备、培训使用方法。需要识别的危险因素通常包括危险化学品、强辐射与放射装置、机械设备、高(低)温物质、环境因素等；第二，评估危害程度即是否对人体产生危害,不同个体的危害程度如何,通过工程和管理控制是否可以消除等；第三，培训使用方法，即什么时候需要、需要什么样的、如何正确使用与维护、如何正确储存等；第四，按防护作用部位可将防护装备分为眼睛和面部防护、呼吸防护、头部防护、听力防护、手部防护、足部防护、躯体防护等。

2.2 电气设备防护

保证实验室工作人员及电气系统的安全、仪器设备的正常运转,需要树立安全用电意识,掌握安全用电的知识与技能。对电气设备的防护不但要建立正确合理的使用环境 ,而且要培养准确适当的危险意识和安全意识。第一，良好的绝缘、屏护措施、漏电保护是设备和线路正常运行的必要条件,也是最重要的触电事故防止措施；第二，做到接地与接零、选用防爆电气设备、保障隔离和间距、保持良好的通风可以有效防止电气火灾和爆炸事故；第三，根据现场特点,采用不同结构和材料的屏蔽装置改善高频设备的工艺结构和配置,能够降低现场的电磁场强度；第四，静电防护措施主要有接地、增湿、化学防静电以及安装静电消除器等；第五，如事故不可避免,第一时间进行现场急救等应急措施十分关键。

2.3 消防安全措施与防范

保证实验室教职员工和学生的消防安全,是EHS管理的重要环节。为了有效地预防火灾,一定要做好以下几方面的工作:第一，学校管理层要高度重视消防工作,要正确处理消防安全与科研教学工作的关系,从思想上意识到做好消防工作的重要性；第二，开展形式多样的消防宣传教育与演习,提高师生消防安全意识和责任心,使其掌握防火、灭火、逃生的常识；第三，加强消防安全管理,建立和健全各项消防安全管理制度,落实消防安全责任制,做到每个实验设备都有专人负责消防安全,并开展定期和不定期的安全检查；第四，逐步解决历史遗留问题,对于老旧建筑耐火等级低、电气线路老化、消防基础设施缺乏等火灾隐患,要制定可行的计划，及时加以整改。

2.4 化学品控制与安全措施

对于化学品的危险控制,必须详细了解每一化学品的性质、相容性等,进行归类并将化学试剂等进行标志。要将师生接触、操作、使用化学品的危险程度降到最低,为师生提供各种培训并做好记录。同时,做好实验室化学品的存储工作,并尽可能少留存。化学品储存必须遵守4个主要原则:第一，坚持对化学品储存的管理；第二，容器贴标签；第三，根据相容性分开储存；第四提供合适的储存空间和容器。此外,化学品废弃物的处置需要把化学废弃物品减少到最低限度,标志存放的废弃物品；实验室废弃物品的堆放时间要严格控制并定期处理；对于不明废弃物品应当和EHS管理办公室联系并寻求帮助。

3 材料改性实验室EHS管理体系

建立材料改性实验室的EHS管理体系,对防范安全隐患、遏制事故的发生是非常必要的。它应具有相应的组织机构、健全的安全管理体制、安全教育培训的制度、安全技术和安全条件,并且要根据实验室设备、材料、学科特点建立相应的检查和评审制度。

3.1 组建EHS管理机构

建立并实施实验室EHS管理体系的第一步,就是需要建立专门的EHS管理机构,成立由实验室主管领导负责的安全管理委员会。这个组织机构主要以实验室安全主管部门负责人和实验室教学、科研、实验主管负责人为核心,主要负责实验室环境、健康和安全事务的日常管理和监督执行。图1为材料改性实验室EHS管理的组织结构示意图,从图中可以看出,体系采取逐层责任制,各管理模块的负责人对所负责的项目负责。

图1 材料改性实验室EHS管理组织结构图

3.2 建立EHS方针、考核指标、管理方案

EHS方针是EHS管理体系中一个重要的组成部分,是针对实验室的全部环境、职业健康和安全行为的原则与意图的声明。该方针着重体现出高校材料改性实验室在环境、职业健康安全保护方面的总方向和基本承诺,确定了实验室环境、职业健康安全管理方面总的指导方向和行动准则,并为建立更加具体的EHS目标提供一个整体的框架。EHS管理体系的考核指标是可以量化控制的指标,主要是针对重要的环境因素、重大的危险因素或者其他因素而制定的具有明确量化要求的指标。实验室的管理方案是指为了实现EHS管理体系的考核指标而确定的具体方案,必须与实验室的EHS管理体系方针相一致。最后,应该针对实验室确定的每一个目标制定一个或几个管理方案以确保考核指标的实现。

3.3 对实验室进行风险识别和评价

对潜在危险进行风险识别和评价是EHS管理系统的基础,也是安全管理体系建立、推行和实施过程中的重点和难点。一般来讲只要在实验室内存在教学科研实验活动就会有危险源,比如触电、机械伤害等。危险辨识需要把我们所有能够认识到的潜在危险源都找出来,而风险评价就是在安全的教学科研实验活动中对风险大小进行评估,这是EHS管理体系建立和实施的一项基本工作,主要是为了整个实验室的EHS管理体系中的风险控制做准备。危险源的辨识应以材料改性实验室内对健康和安全产生影响的所有活动为依据,从物、人、环境条件3方面入手,不仅要考虑相关法律法规及有关规定和标准的执行情况,同时要对实验室内的教学科研实验活动的现在和将来的正常、异常和紧急情况进行综合考虑。

3.4EHS管理程序文件的策划、建立和实施

材料改性实验室EHS管理体系的程序文件应包括相应的操作和管理规程以及记录表格等。编制的程序文件要求系统化、科学化、可操作性强。编制形成的文件一般以实验室制度、规定、操作规程、注意事项和手册等形式体现。编制程序文件时,必须有相关的教学科研实验技术人员的参与,这样才能较好地保证所编制的程序文件的可操作性。材料改性实验室的EHS管理文件主要包含“材料改性实验室安全手册”“材料改性实验室消防安全管理制度”“材料改性实验室紧急避险措施”“材料改性实验室化学品管理制度”以及“材料改性实验室‘三废’管理办法”等。

3.5 EHS管理体系检查和评审制度

在EHS管理体系的运行中,须对体系进行定期检查、定期评审,以加强相关人员的责任意识,并要求根据EHS管理体系的实际运行情况对体系进行必要的改进。定期评审可以分为内部评审和管理评审,实验室可以定期按照EHS管理体系文件的要求开展自查,出现问题及时总结和汇报并上报EHS安全管理委员会,同时要定期对相关文件进行可行性检查,对不适应性文件应立即进行变更或废止,变更文件要及时、变更版本要进行公示。

4 结语

将EHS管理体系引入高校的实验室日常建设与管理非常必要。以材料改性实验室为例,分类列举了实验室主要危险因素,介绍了主要事故防治措施,并讨论了EHS管理体系具体建设步骤。鉴于材料改性实验室的学科专业与实验设备的普适性,希望能够为其他高校的材料、物理、机械、电子或者相关实验室开展EHS管理体系建设提供有益的参考。

References)

[1] 杨红,云霞. 高校实验室在人才培养中的地位与作用[J]. 实验技术与管理,2011,28(7):288-289.

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[3] 黎莹,胡谷平,蔡涛,等. 借鉴美国主流高校EHS体系 建设我国的实验室安全文化[J]. 大学化学,2015,30(2):15-21.

[4] 余阳.密歇根州立大学实验室安全管理调研及借鉴[J]. 实验室研究与探索,2016,35(6):147-151.

[5] 高惠玲. 引入EHS管理系统评价要素 加速高校实验室安全管理规范化进程[J].中国现代教育装备,2011(9):43-45.

[6] 霍培,王立松. 实验室EHS安全管理体系探析[J].职业教育研究,2015(10):52-55.

[7] 周玉宇,李琰,徐石海. 基于EHS模式的高校实验室安全管理体系构建[J]. 实验室科学,2014,17(3):193-196.

[8] 董颖, 张焱, 顾从英. 高校实验室EHS立法的必要性和可行性刍议[J]. 实验室研究与探索,2015,34(10):282-286.

[9] 罗妮娜,李峰,李文辰. 以EHS管理体系构建高校危险化学品安全管理长效机制 [J]. 浙江化工,2014,45(4):39-42.

[10] 陈田,甄森,贾光. 纳米颗粒的职业风险管理[J]. 中华预防医学杂志,2010(9):828-830.

[11] 李灵均,陈召勇,朱华丽,等. 开放式材料化学实验室安全建设[J].管理科学,2015(18):186-187.

[12] 陈赵扬,毛信表,朱英红,等. 材料制备产学研实验室的安全控制与管理 [J].实验技术与管理,2013,30(9):192-198.

Construction of EHS management system for material modification laboratory

Wang Qi1, Liu Meng2, Yang Wensong3

(1. School of Physics, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China; 2. National Demonstration School of Microelectronics, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China; 3. Department of Laboratory and Equipment Management, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China)

The necessity of establishing the EHS (environment, health and safety) management system for the material modification laboratory is analyzed, and the main risk factors are listed. The protection measures for the main accidents are introduced from the following aspects: personal protective equipment, electrical equipment protection, fire protection, chemicals management, etc. The construction of the EHS management system for the material modification laboratory is discussed from the following aspects:EHS management setting, EHS guideline and evaluation indicators, risk identification and evaluation, planning and drafting of program documents, inspection and evaluation of the management system, etc.

material modification laboratory； EHS management; laboratory safety

G482；X913

: A

: 1002-4956(2017)09-0230-03

10.16791/j.cnki.sjg.2017.09.059

2017-03-06修改日期:2017-05-23

国家自然科学基金项目(11405022)；大连市高层次人才创新支持计划项目(2015RQ050)

王奇(1982―),男,河北邯郸,博士,工程师,主要从事低温等离子体及谱学技术研究.

E-mail:wang@dlut.edu.cn