基于风险评估的环境类实验室安全体系的建设

刘婷婷, 倪 敏, 袁 砚, 潘 杨

(苏州科技大学 环境科学与工程学院, 江苏省环境科学与工程重点实验室, 江苏 苏州 215009)

环境类实验室作为高校实验室重要的组成部分,是环境类创新型高素质人才的培养基地,是进行相关教学和科研的重要场所[1-2]。实验室安全一直是学校安全工作的重中之重。由于对安全防范的疏忽以及对突发事件应急处理能力的缺失,造成实验室发生火灾、爆炸、中毒、机电伤人等各类事故,会给国家、学校、家庭及个人造成严重的损失。实验室中小小的疏忽以及细微防范措施的缺失,都可能造成悲剧的发生。本着“安全第一、预防为主”的思想,做好风险防控,消除安全隐患,避免各级安全事故的发生,显得尤其重要[3-4]。目前已颁布的《中华人民共和国突发事件应对法》(中华人民共和国主席令第69号,2007),《危险化学品安全管理条例》(国务院令第591号,2011),《关于深入推进环境应急预案规范化管理工作的通知》(苏环办(2012)221号)等各级文件对企业等使用经营场所的危险化学品安全风险、水电气安全风险等方面的管理提出了要求,但针对高校实验室的安全风险管理并没有明确的规定和具体的实施标准。我院实验室管理部门结合环境科学与工程类实验室的具体情况,经过实践和探索,首次对实验室中化学药品的储存和使用,仪器设备的使用等存在的风险进行了识别和评估,并依据评估结果,编写了针对环境类实验室的应急预案,为实验室人员处理突发事件提供了指导并为健全实验室管理制度,完善安全建设作出了积极贡献。

1 环境类实验室特点

相较于机械、电子、材料等实验室而言,环境类实验室所涉及内容更宽更广,通常包含有生物微生物、监测与分析、流体力学、水污染控制、大气污染控制、固废污染控制、噪声污染控制、环境物理、暖通、大型仪器设备测试中心等不同方向[1-2,5]。在实验过程中所用到的药品材料,仪器设备等种类多且复杂,对实验室条件的要求更加苛刻。首先，种类繁多的化学药品和生物样品需要储存和管理。据统计,在环境类实验室中,常用的硫酸、盐酸、高锰酸钾、丙酮等易制毒、易制爆的药品可达数十种,乙醇、甲醇、氯化钠、碳酸氢钠等普通药品高达百种,多数实验室中还有乙炔、氮气、氢气、氧气等气体,与企业类场所相比,所涉及的药品总体的储存量并不大，但是种类更多,这些药品在储存和使用的过程中存在的风险隐患容易被忽视。其次,实验室仪器设备种类多,且易受药品腐蚀污染。倘若使用和维护不当,不仅会造成仪器设备等国有资产的损失,同时还为实验室的整体安全埋下了隐患[6]。最后,环境类实验通常准备时间较长,过程较为复杂,实验中通常涉及水、电、加热、加压等具有一定危险性的实验条件,教师和学生接触这些风险源的概率较大,倘若对风险的预估和防范工作不到位,对突发事件的应急处理能力欠缺,将大大增加实验室人员在实验中的危险系数[7-8]。

2 环境类实验室风险的识别及评估

研究实验室中安全风险问题对保障实验室人员安全和财产安全有重大意义。其中通过对风险的识别和评估,可以提前发现导致事故发生的风险因素,有针对性地做好预防、预测、预警和预报工作,有效降低实验室风险。本文以苏州科技大学环境科学与工程学院实验室为例,对实验室化学品储存和使用单元及实验过程中设备单元进行风险识别和评估。

对于环境类实验室,实验过程中涉及的物质及储存试剂和样品的药品柜和仓库是引起危险化学品事故、公共卫生事故、实验室燃烧爆炸事故的重要风险源[9]。

依据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T 169—2004)之附录A1,《重大危险源辨识》(GB 18218—2014)和《职业性接触毒物危害程度分析》(GB 50844—85)等相关规范和标准,对运输、储运物质的有毒有害性、易燃易爆性进行识别。物质危险性判定标准见表1 。

表1 物质危险性标准

注：①凡符合有毒物质判定标准序号1、2的物质属于剧毒物质；符合有毒物质判定标准序号3的物质属于一般毒物。②凡符合表中易燃物质和爆炸性物质标准的物质,均视为具有火灾、爆炸危险物质。

依据上述规范和标准对环境类实验中各种化学品毒性进行分级,结合对该类实验室危险化学品的毒理性质分析,确定环境类实验过程中所涉及的物质风险识别范围为：盐酸、硫酸、甲苯、丙酮、三氯甲烷、乙醚、二氯甲烷、苯酚、硝酸铅、过氧乙酸AB、甲醇、乙腈、四氯化碳、正己烷、重铬酸钾、乙炔、二甲苯、硫酸铵、异丙醇、液化石油气等。

依据《危险化学品重大危险源辨识》(GB 18218—2014)与《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T 169—2004)中识别重大危险源的依据和方法：凡生产、加工、运输、使用或贮存危险性物质,且危险性物质的数量等于或超过临界量的功能单元,定为重大危险源。识别结果如表2所示。

表2 环境类实验室危险化学品重大危险源辨识一览表

(1)

式中：q1,q2,…，qn——每种危险化学品实际存在量,单位t；

Q1,Q2,…，Qn——与各种危险化学品相对应的临界量,单位t。

通过计算,本项目q/Q为0.050 347<1,不构成重大危险源。根据《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218—2014),环境类实验室中危险物质通常不构成重大危险源,但存在的风险仍不可忽视。

此外,环境类实验室涉及的交叉学科较多,实验方法复杂,仪器设备多达上百种,容易存在设备故障运行、运行时产生高温、实验人员不按流程进行操作等问题。实验设备配备的装有乙炔、氢气、液化石油气等危险物质的钢瓶等压力容器,倘若管理不当,易引起实验室的燃烧、爆炸等事故。另外部分教师和学生安全概念模糊,安全防范意识及理念淡薄,应变能力不足,如遇突发状况,有可能会因没有及时采取正确的应急措施导致严重的后果[10-11]。

3 环境类实验室安全工作措施

3.1 对危险化学品的安全管理

基于对风险物质识别的结果,实验室管理部门针对环境实验室中化学药品种类繁多但总存储量不大的特点,采取针对性措施,加大了对危险化学品使用的管理力度：(1)危险化学品库房。学院化学品库房对易制毒易制爆的化学品实现统一购买、入库、随用随还,台账清晰准确；对强酸强碱强腐蚀性化学品实现各实验室统一入柜、分类存放、张贴安全警示标志；对普通药品和试剂,实现标签清晰、固液分类存放；(2)实验室消防系统。学院化学品库房及各实验室均有黄砂和干粉灭火器等应急物资,以备发生药品泄漏或燃烧时应急使用；针对有毒有害药品使用,设有专门的预处理室,内设6台通风柜,实验中使用到易挥发具有刺激性或有毒有害物质均在此进行操作；(3)实验室分类。学院实验室中生物微生物实验室使用的有毒有害药品较多,特别是涉及基因DNA的相关实验,学院将该实验室与普通实验室分开,并加强通风；(4)配备急救箱和喷淋装置。分析监测实验室使用的易挥发且具有刺激性或腐蚀性的物质较多,实验室内均配有防护镜、急救箱、洗眼器、喷淋装置等；(5)张贴明显标识。在涉及危险化学品使用的实验室均在醒目处张贴有安全周知卡、高温警示标志等,让教师和学生等实验室实验人员能够较为清楚地了解相关危险物质的物理化学特性及毒性、使用前应做的防护、出现突发状况时应采取的应急措施；(6)废弃物收集和储存回收。对于在实验过程中产生的“三废”物质,学院在每个实验室均设有固定的废液收集区,配备统一的按照酸液、碱液、有机废液、无机废液等分类的废液桶,废气确保达标排放,固体废弃物实现统一回收,危险废物委托有资质单位定期收集处置。

3.2 对实验设备的安全管理

对于实验设备类存在的风险问题,实验室管理部门提高了应急消防能力、压力容器防护能力和突发事件应急处理能力：(1)实验室配备有相应的消防栓和灭火器的前提下,在分析测试中心等存放有多种仪器设备的实验室中放置沙桶、喷淋装置和监控设备等；(2)压力容器大部分存放于钢瓶柜中,钢瓶柜内有可固定钢瓶位置的装置,且具有对钢瓶气体泄漏及时报警的功能,同时钢瓶柜具有通风功能以提高局部排气,保护钢瓶不受柜外可能火灾的影响以及保护周围物体免受柜内火灾的影响等。部分实验室装有乙炔、氮气钢瓶柜,个别实验室的液化石油气钢瓶有烟雾报警装置及喷淋装置,由于此钢瓶主要为教学实验期间使用,使用时间短,故采用短期租用气瓶的方式,并安装了监控装置；(3)在每个钢瓶和特种设备上都建有相应的安全卡片,一方面是做好钢瓶和特种设备进入实验室时的登记,另一方面有助于使用者及时判定钢瓶和特种设备的状态和注意事项,避免危险的发生；(4)对于实验室中一些运转时可产生高温高压的设备,在设备周围除了张贴醒目的警告标志以外,还张贴各个仪器的操作规程和注意事项,以此来降低使用者因操作不当或疏忽引发的安全事故；(5)为了提高实验人员在实验过程中遇到突发事件的应急处理能力,实验室管理部门编制了针对环境科学与工程学院实验室的安全事故应急预案,作为指导性的文件规范我院环境与安全应急的相关程序及处理办法。

4 环境类实验室安全管理体系的完善

与其他类实验室相同,环境类实验室安全体系的内涵和范畴应朝着多元化和规范化发展,安全体系的建设应当朝着更具有针对性和高效性的方向进行。当前,有些高校安全操作规程不明确,安全标志不清晰,安全责任人落实不到位,突发性事故事件应急预案不健全等导致实验室的管理浮于表面,远远达不到环境类实验室安全管理规定的基本要求,存在较大的安全隐患[12-13]。学院实验室管理部门为了能够有效完善以预防为主的管理体系,首次分析梳理了环境实验室涉及风险的物质及设备,对存在的风险进行评估,有针对性地采取完善措施。如图1所示,学院实验室管理部门首先对风险源进行识别,对风险进行评估,依据评估结果,在软硬环境建设方面进行有针对性的完善。

图1 环境科学与工程实验室安全管理体系

4.1 加强安全管理软环境建设

(1) 针对风险物质可能引起的事故制定了符合学院实情的应急预案,使得全体成员有明确的参考标准,提高全员的应急能力；

(2) 建设与时俱进的信息化管理平台,进一步健全安全、环保、消防制度,这是对突发事件的预防和应急处理的基础保障；

(3) 进一步加强安全教育,丰富安全教育形式,使安全意识深入化、安全管理常态化；

(4) 完善实验室人员的培训制度,对危化品、危险废弃物及仪器注意事项进行明确的指导。

4.2 完善实验室的硬环境建设

(1) 建立专门的、专人管理的、分类清晰、环境稳定的实验室化学品仓库,实施严格的药品进出管理制度,实现危险化学品的安全周知卡及相关设备的操作规程上墙,实现从风险物质的源头进行预防；

(2) 完善应急喷淋、防火沙、钢瓶柜,通风系统、报警系统、指示标志和警示标志等设施,有效预防火灾等各类事故的发生。

软环境与硬环境的建设相辅相成,相得益彰。学院管理部门根据实际措施取得的成果反馈,可以对安全体系进一步总结和完善。学院管理部门还应拥有具有较强的领导力,在完善实验室安全建设方面,提供较强的人员和经费支持,优化实验室管理团队,创建较好的实验室管理部门,为实验室的进一步发展提供较好的支撑条件。校级实验室管理部门要做好对院级实验室的管理和监督工作,使得制度和措施能够顺利实施,院级要定期向校级管理部门汇报进展,共同推动实验室建设,完善实验室安全管理。这是环境类实验室进步的方向,也是其他各类实验室管理体系不断完善的目标[14-15]。