文/本刊记者 许欢
第三届中国实验室管理与检测技术国际论坛上,北京化工研究院研究员尹洧和清华大学化工系实验室安全管理专家杨睿,结合多年安全管理的实践经验,用若干真实案例讲述了实验室安全管理的重要性。
上世纪80年代,上海炼油厂发生了一起安全事故。当时兰州大学和上海炼油厂在共同研发无灰添加剂。事发当天,领导要来检查工作,需要将中试车间打扫干净。因此前发生过事故,需要用无灰添加剂来清理,但这种物质如凡士林般黏稠,极其容易粘在物件上形成污迹,只有汽油能够溶解,因此便以汽油为溶剂,去掉黏在各处的污迹。
当时,本已用完现场已有的100公斤汽油用于清理,但现场指挥觉得没清理干净,于是又从外面用电瓶车拉来一桶300公斤汽油清理,致使室内汽油浓度达到爆炸极限。就在司机打火电瓶车要往外走时,打出的火花点燃了空气中蔓延的气态汽油,现场顿时一片火海。这场大火造成14人死亡,40人受伤的严重后果。
这是尹洧亲身经历的一次安全事故。他坦言,其实事故发生前他曾有过担心,并提出用沙土清理,但现场指挥觉得那样清理不彻底,所以没采纳。那时他只是实习生,并不能左右领导的决定,只好先退到离现场有一定距离的地方,才幸免于难,但还是烧伤了腿部。他认为这次事故主要是,炼油厂使用大量汽油擦洗地面,致使室内汽油浓度达到爆炸极限,当非防爆电瓶车启动时,电火花引爆汽油气体发生爆炸事故。
有报道统计,在100起典型实验室事故中:爆炸事故占44%,火灾事故占42%,中毒事故占6%,电击事故占1%,其他事故占7%。统计结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素。仪器设备、试剂的使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化,是导致事故的重要原因。
在统计的100起事故中,有80%系因危险化学品而引发燃烧、爆炸事故。从数量看,易燃液体气体引起事故最多,其次是固体、腐蚀性物质、氧化性物质和有机过氧化物,这五类危险品引起的事故占危险化学品事故总数的88.75%。从危险化学品事故造成的死亡和受伤人数看,气体引起的伤亡人数占事故总伤亡人数的90.5%,其次是易燃液体事故,占6.1%。
而毒性物质事故造成的人员伤亡最严重。典型毒性气体物质如液氨、液氯、一氧化碳、光气等,中毒人数占到受伤总人数的80%左右。尤其光气这种物质,有点接近烂苹果的味道,福州一家研究机构的两位农民工,在罐装光气泄漏以后,闻到了烂苹果的味道,还特意近前闻了闻,人当时就倒下了。尹洧认为,这类安全事故与有毒物质的理化特性和伤害机理密切相关。
此外,实验室安全事故主要还发生在化学试剂的使用、储存、废弃物处理和实验室仪器设备使用4个环节。其中试剂使用环节事故最多,伤亡人数也最多,分别占事故总伤亡人数的42%和83%;试剂储存环节次之,分别占事故总伤亡人数的22%和10%;仪器设备使用过程发生的安全事故占总事故数的21%,造成人员伤亡人数占总伤亡人员6%。
总的来看,60%以上的安全事故在实验过程中发生。因此,实验室应重点加强使用和储存环节管理。实验室化学试剂、原料、实验产物等应分类存储,严禁混存。储存遇水放出易燃气体的物质,必须防潮、防水。氧化剂存储应注意与还原剂隔离,尤其要与有机易燃物隔离。同时,使用化学试剂应在熟悉其理化性质及危险特性的前提下使用,才能减少实验室安全事故的发生。
2015年,北京市质量技术监督局出台了《实验室危险化学品安全管理规范》,规定了实验室危险化学品安全管理的人员、制度、设施设备,使用管理、储存、废弃化学品处置和应急要求。尹洧表示,对于需要低温储存的易燃易爆化学品,应该放在专用防爆冰箱里;腐蚀性化学品应该单独放在耐腐蚀材料储存柜或者容器当中;爆炸品和剧毒化学品应该单独放在储存柜里。
化学品储藏物一定要用具有防爆等级的,而且电器不防爆也不行,有的实验室灯虽然防爆,但开关却不防爆,还有些化学品实验室比较小,有人在里办公还开电风扇,电风扇又是不防爆的,所以这些配套设施都得防爆才能保证安全。另外,规范里提出,每间实验室存放的危险化学品总量不应超过100升或者100公斤;易燃易爆化学品存放总量不应该超过50升或者50公斤,且单一包装容器不应大于20升或者20公斤。
建筑的门按规范要求也要向外开,因为实验室一旦发生爆炸,门如果向里开,有限的空间就存在压力,要泄压就得把门往外推。但教育部门认为这个标准规范不适宜学校,因为学校走廊学生比较多,门如朝外开,会挡住学生出行,也有一定道理。但对一般实验室而言,工作人员不会太多,走廊也不会有多少人,所以实验室的门还是应向外开,一旦爆炸推开门,立刻能把人疏散到安全地带。
另外,废弃化学品在环保中作为危险化学品,需要按照危险化学品来进行处置。其实在70年代大家都不太富裕的时候,实验室就经常把乙醇、硫酸、盐酸这些大于2500毫升的瓶子送给大家拿回家去用,因为硫酸、盐酸、乙醇都是水溶性的,清洗后可以作为容器使用。但现在企业会把这些容器作为危险化学品处理,并按公斤计算,企业的负担更重了。
杨睿结合高校实验室安全管理中的实践经验,谈了高校实验室安全管理这些年的变化。她表示,高校实验室安全管理的出发点,是为给教学科研提供健康安全的环境,也是学生受教育的过程。希望学生在离开学校以后,能够成为具有社会责任感的人,把公众的安全健康和福祉放在首位。
在高校安全管理中,教授本身对安全意识的淡漠是最主要问题。在他们看来,多年都是这样过来的,也没出什么问题。导师都不把安全问题当回事,学生自然更不当回事,这使得高校安全隐患长期得不到整改。海因里希安全法则认为,当一个企业有300起隐患或违章,很可能要发生29起轻伤或故障,另外还有一起重伤、死亡事故。法则强调两点:一是事故发生是量的积累结果;二是再好的制度,再完美的规章,在实际操作中也无法取代人的自身素质和责任心。
事实上,安全管理往往给工作带来麻烦,为了避免麻烦,很多人经常钻空子,而制度永远滞后且存在漏洞,因此人的素质和责任心非常重要,核心问题在于人。而实验室安全隐患得不到整改的主要原因是:一是不知道怎么改,检查时给了一堆不合格,却没有人告知该怎么办;二是一些老旧建筑并不适合做实验,比如实验室通风不好,做实验时又有挥发性物质,就必然会导致周围环境出现隐患。
所采用的办法是,给教授们宣传安全政策,强调他是安全第一责任人,如果不重视实验室安全,出了问题导致学生受伤甚至危及生命,作为导师是有责任的;对于学生要采用多层次不间断的安全教育,实验室的安全隐患要明确给出整改指点,而且作为安全管理人员,不光要管理还要帮忙,帮忙到各方争取资源,逐步改善外部实验环境。
杨睿强调,其实示范作用非常重要。大多数时候,教授已经习惯了实验室的现状,无论实验室状况差到什么程度。比如和国外进行项目合作,国外教授在参观实验室时,对实验室的条件很震惊,但却很客气地说:“真不能想象,你们在如此恶劣的环境下,居然还做出这么优秀的研究成果。”潜台词是,这个成果是否靠得住。
所以,要争取资金做实验室改造,再请大家参观学习,当某个实验室变得高端大气上档次时,旁边实验室的教授就会非常有压力,靠这样一点点带动起来,使得整个状况得到改善。具体做法主要有:一是要定规矩,要有法可依、有章可循,但也可以根据自身情况制定规章制度,这是软件建设;二是要有投入,硬件要能达标,还要有一支强大且专业的队伍,保证所有制度的落实及硬件设施的改善,不断地检查、督促、整改、提高。
除了专业化队伍建设,还要有能力给学生做关于安全培训的细致讲解。现在采用的是三级安全培训。一级是全校基础安全培训,包括安全、消防、用电等;二级是系里关于实验细节的安全培训;三级是安全培训的全面覆盖。目前,实验室准入面临的主要问题是:实验室从事实验研究的人员非常杂,进入实验室的人有本科生、研究生、博士后、访问学者、合同制科研人员、企业外协科研人员,还有和外校联合培养的学生。
很多人的安全培训覆盖不到,风险比较大,尤其是企业人员或外校联合培养的学生,但又不能把这些人漏在体系之外,如果出了问题,学校也要对其负责。所以采用的办法是,对导师提出明确要求,让导师给所带人员发放安全教育手册,并登录学校安全考核网站参加考试,通过后,发放所去实验室的安全告知书。本人还需要填安全分析报告并签字,再发放实验室准入证,才可以合法开展实验研究。
对于提高实验室安全管理效率及效果,杨睿认为,可以根据危险品多少和等级进行分类,重点管理。因为高校实验室数量非常庞大,精力不够。以清华大学为例:把200间实验室按照危险级别可分ABCD四类,重点管理危险程度比较高的AB类80间实验室,这样管理强度就变小了。如果办公室出事故,最多是着火,但化学实验室发生爆炸造成的危害相当严重,管理难度并一样。
此外,气瓶的管理也至关重要,尤其是数量控制。2015年时,清华化工系气瓶数量500多个,现在全系气瓶数量180多个。因气瓶也是危险源,如果数量过多,危险性指数便上升。数量减量下来后,危险程度就大幅度下降。在清华大学目前所做的国家重点实验室项目中,主要采用集中供气和集约化供气结合的方式,原来有138个气瓶,因遵循气瓶总数减半的原则,在一用一备的情况下减少到49个气瓶,并且每层楼都有气瓶状态监控,因是一用一备,当一个气瓶压力不足,会自动切换到另一个气瓶,同时报警调换。
“现在管理实验室要做的事情越来越多,要求也越来越高,很多时候都很被动,单靠事后采取一些补救措施,为时已晚。如果能把安全管理前置,实现风险预测,就能避免很多安全事故发生,这就需要实验室安全管理的信息化建设。”杨睿坦言,实验室信息化建设是将来不得不走的路。在实际操作中,现实情况远比想象中复杂得多,有点不堪重负。况且我们现在获取实验准入的人数已超过上千人,如果不通过信息化管理,便无法得知这些人安全做得好不好,还存在哪些问题。
但这确实是庞大的工程,目前还在进行中。首先是在线监测系统,通过系统来实现对危化品和气瓶的管理监测,主要是在实验室布置很多监测探头,再把需要监测的物品贴上物联网标签,比如当危险化学品和气瓶放在一起距离过近,或者气瓶异常移动时,就会报警。以此来降低实验室风险。
再有,把系统做到移动终端上,在安全检查时,实时上传存在的安全隐患,有图有真相,把此类信息提交并抄送给相关实验室责任人,提醒其整改,并且在下次检查时,针对上次出现的问题给出提示,如不整改便提出警告。另外,所有这些还会自动纳入到实验室管理统计数据系统,进入到数据库。如果某些实验室出现问题较多,整改态度较差,都可以视为风险实验室,要加大检查频度,确保它不出问题。
在线安全培训中,我们还会把仪器操作规章制度,以及教学课件视频放在服务器里,登录产生账号之后,任何人都可以随时把资料调出来学习,提高学习自主性。而且还能知道学习者在线时间,考核其学习效果。另外,实验室准入考核流程也移到了网上,所有材料网上都有提示;所有审批环节也在网上,所有操作都能留痕,教授如果不负责任,便能看到,这在一定程度上起到了监督作用;而准入到期后如果不赶快更新,门禁卡就会失效进不了实验室。这样所有系统全部联动,就能通过信息化提高安全管理效率,做到精准管理。
杨睿还谈了她在实验室安全管理中的体会与思考。在她看来,安全管理人员和师生之间不是对立的,也不是在玩猫捉老鼠的游戏。安全管理人员要真诚地为师生服务,查找实验过程中的隐患,使其能安全开展各项工作。处罚不是目的,真要处罚就意味着要出事故,做实验室信息化系统,也是要把所有工作前置,不给事故任何机会。
关于管理制度的制定和实施,杨睿觉得,规定非常好制定,但细则极其难出。如果规定没有跟它配套的实施细则,这个规定便是一纸空文。所以在做系统之前,先是梳理工作流程,包括需要用到的数据以及前后之间的关联。只有把这些想好,才能做得完备。总之,规定要合理可行,能被管理者接受,才能保证规定真正落地。