李海斌,金 杰
(安徽建筑大学材料与化学工程学院,安徽合肥230601)
高校化工实验室中设备多,试剂耗材多,水电气等危险因素多,加上进出人员众多,安全隐患大,给安全管理带来压力。仅2018年就有多所高校发生实验室安全事故。本文从设备、试剂与耗材、水电气、规章制度四个方面,在实验室安全管理工作中作了一些思考,希望对实验室管理者和使用者有所帮助,减少事故的发生。
化工属工科专业,除基础化学实验课程外,还设置了化工原理实验和化工专业实验;另外,各高校根据自身专业优势,还开设一些特色实验课程。实验课程种类多,配备的实验设备种类和数量也多。实验设备的有效管理,不仅是正常教学的保障,也是实验安全的保证。
实验设备的正确使用,是保证教学安全的首要因素。化工类实验往往需要高温条件。实验时,使用者必须按照设备说明操作,这不仅能保证设备使用寿命,更是教学安全的保证。比如,专业实验中的一氧化碳变换实验、乙苯脱氢制苯乙烯实验,都需要较高温度。为了获得不同温度下的转化率数据,少数人可能会超温测试数据,这不仅可能会导致催化剂失效,还有可能因高热而导致设备起火。
化工类实验往往也需要较高压力。比如化工原理实验中的传热实验,常用小型锅炉提供水蒸气,此时的压力上限不宜设置太高,一般低于0.5 MPa 为宜。相比工业锅炉,虽然实验室教学设备的压力已经较低,但危险性仍然不可忽视:一是教学用的锅炉易忽视年检,存在安全隐患;二是实验过程中,人员贴近设备,一旦发生事故,伤害较大。
目前,很多高校的化工实验设备都是一学年只使用一个较短时段,本年度的实验批次完成后,往往闲置到下一级学生实验课,设备使用频率过低。大多实验设备中的控制系统,包括实验操作电脑,都有较多的电子元件,这些电子元件不怕使用,就怕长期不用,若设备闲置一年,再启用时,可能无法正常运行,也可能因电子元件失灵而导致事故。我们化工专业的设备,不仅面向化工原理实验、化工专业实验,也面向大学生科技创新和化工毕业论文使用,以此提高设备的使用频率;部分实验设备,如果大创和毕业论文实验没有使用,负责老师也会定期开启设备进行维护。我校建立化工专业时,2006年购置的第一批设备,目前仍然可以正常使用,这与平时良好的设备维护是分不开的。
相比化学专业,化工专业实验使用的试剂种类相对较少,这本是一个有利的安全因素,但恰恰因为这一点,很多人忽视了化工专业的试剂管理,而且,比如化工原理实验中的精馏实验和萃取实验,虽然使用的试剂种类只有工业酒精和煤油,但数量较大,安全隐患较为严重。我校采取了以下一些安全措施,起到了较好的作用。
目前化工专业所用试剂和耗材实行分类存放原则。耗材存放于耗材库,试剂存放于化学品库房。库房配备了多个试剂柜,同时按照化学品存储的原则,也实现了化学品的分类存储,有力地保证了化学品的安全。
目前建设有耗材库和化学品库房。由于化学品库房始建较早,条件不够完善,统一使用木质试剂柜,并有被腐蚀现象。2015年,采用功能较全、耐腐蚀性较高的试剂柜更换了全部老旧试剂柜,并增加了通风系统、温控系统、泄漏报警系统、喷淋系统等安全设备,并有专门的安全管理老师负责试剂的分类、编码摆放和库房的维护。库房实行定期检查制度,保证库存环境适宜,做到防火、防尘、防潮、防盗、无泄漏,安全系统正常运行。
由于库房中的耗材种类、试剂种类多,数量、规格等不一致,加上领用人较多,所以管理要求较高。目前两个库房都实行出入库签字制度和电子台账登记制度。库房中每一件耗材或每一瓶试剂都有唯一的编码,并登记在账,建立产品信息档案,比如进库日期、库存量、规格型号、保质期、购买渠道、接收人、领用人、领用数量、用途、领用日期等。确保每件耗材、每瓶试剂可追溯和使用安全。
由于实验废弃物的毒性、易燃、易爆或腐蚀性,其管理也同等重要。目前建有废弃物收集暂存柜,并配有通风系统、自动报警和灭火系统,统一收集实验中的试剂废液和有毒固体废弃物,待达到一定数量后,统一由专门机构处理。不仅保证了试剂使用最后一道关口的安全,同时也保护了环境。
化工实验室离不开水电气,水电气的安全使用和管理,是化工实验室的一项重要工作。使用前和使用中要做到安全检查,使用后,最后离开实验室时,一定要逐项检查,做到水、电、气、窗、门的关闭。
化工实验室中离不开用水,只有少数作为反应、稀释、萃取等操作使用,绝大多数用于冷凝或者加热,其中用于冷凝比例更大。用水时,一是要注意自来水的突然停水,如果看不见水流,建议每隔三五分钟间歇性打开水龙头观察自来水是否正常。有些高校临时检修供水系统时并不提前告知就突然停水,这会使正在用水的实验存在很大危险性。笔者在进行水蒸气- 空气传热实验教学过程中,曾经遇到过在没有通知的情况下突然停水,如果不是间歇性查看供水情况发现了危险因素,锅炉缺水时将会发生严重后果。二是要做好水路改造,不要在容易磕碰处安装水管和水龙头,防止磕碰后水管爆裂和水龙头损坏。同时,出水的地沟也要定期检查,保证排水通畅。
电是化工实验室一个较大的危险因素,不仅实验设备需要用电,照明、辅助设施等都需要用电,因此,电路安全十分重要。照明用电和动力用电需要分开;设备用电插孔,尽量固定于墙上或地插,减少接线板的使用;较大功率的设备,需要单独铺设一条线路,防止设备启停时对其他设备造成不利影响;照明用电选用防爆灯;无论是动力用电还是照明用电,电源开关选用防爆开关;用电设备在停止使用后,要拔掉插头,尤其是长时间不用的设备;对于突然断电会带来严重后果的设备,增加UPS 电源。
化工实验所用气体钢瓶较多,比如氢气、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、乙炔等。原则上,这些气体钢瓶应该按照规定存放于单独的气瓶间,但多数高校的建筑在设计时并没有考虑到房间的具体用途,因而没有预留气瓶间。我校化工原理实验室、化工专业实验室共有五大间,目前没有专门的气瓶间。为了弥补这方面的缺陷,提高实验用气安全性,目前所有气瓶分类置于实验室墙角,并固定于墙上,标注气体名称,标注有效期限,远离火源、高热、阳光直射,气体通过墙上铺设的气体管道,通过各末端的减压阀等装置送往需要用气的设备,减少了钢瓶使用数。对于超过使用期限的钢瓶要及时报废,对于少量残存不用的气体也要及时处理,尽量减少实验室的气瓶数目、储气数量。
安全无小事。安全事故的发生,人们往往归咎于特殊情况的发生,却忽略了平时安全管理的不到位。做好安全管理,相关安全制度是保障。首先要建立相关安全管理制度,安全管理员、教师、学生有制度可依,才能增强安全意识。
有了安全制度、安全手册等,并不代表教师和学生真正了解安全知识,还需要定期进行安全教育培训。化工专业每学期由安全管理员对化工专业所有教师进行一次安全宣讲,重点介绍实验室的危险有害因素和安全隐患等。学生进入实验室前,化学实验中心会有一次安全教育和考核,不合格者不能进入实验室。
有了安全知识,也并不代表教师和学生掌握了安全操作和紧急避险方法。每年,我校都会请消防部门来进行消防演习,教师和学生以现场观察、亲身体验等方式参与其中,学习紧急避险和灭火等操作知识。
再好的安全管理,也不能保证危险的完全清除。因此要有一套应急预案,使得事故发生时、发生后,当事者或者救援者有预案可依,不至于手忙脚乱而操作失误或拖延救援实践。实验室要配备防护镜、手套、实验服等安全工具,还要配备灭火器、洗眼器等安全辅助设备,第一时间降低损失和伤害程度。