基于风险分级管控的高校实验室安全管理体系构建

钟 珊，张 燕

(1.武汉理工大学 教务处，湖北 武汉 430070；2.武汉理工大学 安全科学与应急管理学院，湖北 武汉 430070)

高校实验室是我国高校师生的实验教学及科研重地，目前很多高校的实验教学、科研活动都是在实验室内开展。随着我国经济水平的提高，国家对高校教育科研的财政投入在逐年增加，我国高校实验室的数量逐年增加，规模也逐年扩大。根据中国教育科学研究院统计，仅教育部直属的高校就拥有4 000多个实验室[1]。实验室为高校开展实验及科研活动提供平台的同时，也给高校师生带来了极大的安全隐患。据不完全统计，1997—2016年我国高校实验室发生112起典型事故，导致12人死亡、84人受伤，事故类型主要集中于火灾或爆炸性事故[2-3]，分别占总事故的52%和29%，其他依次为中毒、触电、机械事故。高校实验室安全事故频发，不仅威胁着广大师生的人身安全，还严重影响了我国高校在国内外的声誉，因此构建科学合理的高校实验室技术安全管理体系是非常重要和必要的。

1 国内高校实验室安全事故的主要因素

当前高校实验室安全隐患不断增加，与以下5个因素息息相关：①我国高等教育规模的扩大，导致实验室承担的实验教学与科研任务陡增。自1999年高校扩招以来，我国高等教育逐渐由“精英教育”向“大众教育”快速过渡，高等教育规模扩大几倍甚至十几倍[4-5]。高等院校在校生规模的扩大极大提高了高校实验室使用频次，实验室仪器设备使用者或操作者的流动性也大幅增加，给实验室安全管理提出了更高的要求。②随着国家科研投入的逐年增加，导致高校实验室危险化学品、易燃易爆物品、压力容器等的数量、种类也在逐年增加。目前综合性大学学科建设愈来愈齐全，高校实验室安全不确定因素也在逐年增加。③开放共享机制实验室致使实验人次明显增加，实验室开放时间延长且不确定，致使实验室的安全管理难度加大。为了整合高校实验室资源，实现实验室资源利用的最大化，越来越多的高校采取了共享机制的实验室管理模式。但实验室资源共享平台全天候开放，大型仪器信息公开内外预约[6]，造成实验室仪器的操作人员流动性增大，大大增加了高校实验室安全的管理难度。④高校实验室安全设施和经费投入严重不足[7-10]。许多高校往往只关注实验室的科研成果和经济收益，在实验室财政投入上存在着急功近利的现象，导致实验室财政投入重点在设备仪器本身，而对于设备的维护保养、更新换代及消防防护应急等相关配套设施的投入严重不足。⑤高校实验室实验人员安全意识淡薄。高校实验室实验人员大致可分为实验室技术人员、专业教师及在校学生3类。很多学生和专业老师在进入实验室前未进行专业的实验安全培训，再加上参与实验的学生群体流动性比较大，给高校实验室安全技术培训带来了一定的难度。2013—2018近6年间所发生的典型高校实验室事故如表1所示。

表1 2013—2018年高校实验室典型事故案例

2 高校实验室安全“双重预防机制”体系的构建

“风险分级管控”和“隐患排查治理”是目前企业安全生产的两道防火墙。“风险分级管控”和“隐患排查治理”双重预防机制体系愈来愈成熟和完善，已开创性地运用于很多高危行业，如矿山、堤坝的安全监管。鉴于国内高校实验室安全监管还停留在传统单一的隐患排查阶段，且隐患治理不及时，导致国内高校实验室安全事故频发，因此国内高校尤其是研究型大学实验室的安全监管应与“风险分级管控、隐患排查治理”的双重预防机制相结合，将高校实验室安全管控的关口移至实验室风险点分级管控上，以保障高校实验室工作安全有序开展。

为此，高校需成立专业的实验室风险评估机构，评估机构内成员需要经过专业培训，具备危险源辨识、风险评估及职业健康评估的能力。评估机构成员根据各自实验室功能和特点制定科学的实验室风险评估方案，结合高校实验室功能特点和危险性，将高校实验室划分为物的不安全状态、人的不安全行为、安全管理3方面进行识别。在科学评估的基础上，将实验室风险等级由高到低依次划分重大风险、较大风险、一般风险、低风险，并通过红、橙、黄、蓝4个颜色标识，绘制高校实验室风险空间分布图，从而制定相应的实验室分级管控措施。基于“双重预防机制”的高校实验室安全技术管理体系框架如图1所示，“双重预防机制”中第一道防线与第二道防线在时间上存在先后关系，第一道防线主要是从源头上系统识别风险、管控风险，把各种风险控制在可承受范围之内，杜绝或减少事故发生概率；第二道防线主要是排查风险管控过程中出现的缺失、漏洞，将隐患消灭在事故发生之前。第二道防线中的基本隐患排查依据近年来实验室发生安全事故的主要类型来划分，而专业隐患排查主要依据高校内部各专业实验室特点进行划分，实现高校实验室风险辨识、风险评估、风险分级管控、隐患排查、整改与复查的闭环式安全管理[11]。

图1 高校实验室安全“双重预防机制”体系框架图

2.1 高校实验室风险点的辨识

所谓风险点，是伴随风险的设施、设备、场所、区域、部位，或是伴随风险的实验操作行为，或者是以上两者的组合。实验室风险点应当遵循“大小适中、便于分类、功能独立、易于管理、范围清晰”的原则准确予以划分，才能在物的不安全状态、人的不安全行为、安全管理3方面准确评估。因此对于高校实验室来说，某个设备可视为风险点，某个存储危险化学品的橱柜可视为风险点，某个实验操作也可视为风险点。尤其对于重大风险的实验操作，应及时识别并制止，提高实验室操作的准入门槛[12]。准确辨识高校实验室的风险点，全面编制实验室风险点清单是开展高校实验室安全风险评估工作的第一要务，也是科学评估实验室安全风险的基础。

2.2 风险评估模型的选择

所谓风险，是指事故发生的可能性与严重性的组合。因此，实验室风险等级应既能反映出发生安全事故的概率，又能反映出发生事故的严重程度。目前，企业安全生产常用的风险评估方法有风险矩阵分析法(LS)、作业条件危险性分析法(LEC)等。但高校实验不同于企业大规模生产，其具有时间上的间断性，操作上的灵活性，针对不同类型的风险点，应选用适宜的风险评估模型，甚至需要在原有风险评估模型的基础上加以改进。

以实验操作为例，高校实验操作灵活多变、作业环境复杂多样，在对实验操作风险评估时，宜选用作业条件危险性分析法(LEC)[13]。以2014年香港科技大学化学实验室事故为例，某同学在该化学实验室试验过程中不慎被氢氟酸喷到，由于当时实验室没有配备紧急喷淋装置，导致该同学死亡。可见对实验操作来说，实验室的作业条件对实验操作的风险起到至关重要的作用，可以使风险迅速升级。LEC法从3个方面对事故风险进行评估，分别是发生事故的可能性、人体暴露于危险环境中的频繁程度、发生事故产生的严重程度。

D=L×E×C

(1)

式中：D为危险性分值；L为发生事故的可能性；E为人体暴露于危险环境中的频繁程度；C为事故产生的严重后果。L、E、C赋值分别如表2～表4所示，风险评级判断D如表5所示。

表2 事故或危险事件发生的可能性分数值L

表3 暴露于危险环境中的分数值E

2.3 基于LEC与FTA模型的实验操作风险评估与案例分析

2018年12月26日，北京交通大学市政与环境工程实验室发生爆炸，事故造成3名学生死亡。事故的直接诱因是在使用搅拌机对镁粉和磷酸搅拌时产生氢气，氢气恰巧被搅拌机转轴处因摩擦产生的火花点燃而发生爆炸。此爆炸又引起周边镁粉发生粉尘爆炸，属于典型的二次事故。在该事故中，使用搅拌机对镁粉和磷酸搅拌这个实验操作本身就是一个风险点，开展实验前应对此次实验操作展开风险评估。镁粉与磷酸的搅拌可能发生的后果就是产生氢气的爆炸。又由于实验室内大量镁粉的存在，致使实验操作风险升级，属于危险作业条件下实验操作。因此对于此次实验操作风险评估，宜选用LEC法。由于本次实验操作，从事故发生的可能性来说属于相当可能，由于大量镁粉长期储存在实验室，暴露于危险作业条件下的频繁程度属于逐日在工作时间内暴露，一旦发生事故则会造成数人死亡。因此针对本次危险作业条件下的实验操作，L、E、C的赋值应分别选为1、6、40。由式(1)可得，风险评级D为240。

表4 事故后果分数值C

表5 危险等级D

由表5可知，此次在储存大量镁粉的实验室内实施的搅拌机搅拌镁粉与磷酸的操作行为的危险分数介于160～320之间，属于高度危险。对应整改措施是立即整改，只有实验室作业条件整改后才可进行实验操作,以提高实验室安全准入门槛。在今后的实验室安全管理中，建议根据实验操作危险等级建立健全实验室安全准入制度[14]。

为进一步分析该事故发生的原因，笔者采用FTA模型进行分析，实验室爆炸事故树如图2所示，通过实验室爆炸事故树计算出最小径集，求解出保证顶上事件不发生的最小基本事件组合有6个：{X1}，{X2}，{X4}，{X5}，{X6}，{X8，X9}。最小径集表示了系统的安全性，也可以找到确保系统安全的最佳方案，从该事故树的最小径集可以了解到，要使顶上事件不发生的整改措施有合理储存实验室危险化学品、加强实验室的安全管理、控制实验中镁粉的用量、提高实验人员的实验技能和安全意识以及改进试验设备防治静电和火花等。

2.4 高校实验室隐患分类排查

高校实验室隐患排查采用基本排查和专业排查两种形式，基本排查包括防火隐患排查、防爆隐患排查、防电击隐患排查、防机械伤害隐患排查、职业卫生排查、防毒排查等(见图1)。专业排查是根据高校专业或行业排查实验室隐患，如化学专业实验室、材料专业实验室、环境专业实验室、生物专业实验室、机械专业实验室等。然后根据不同区域和部位，分级分类编制高校实验室《隐患排查清单》，明确检查内容、检查区域、检查周期及检查要求等要素，定期开展隐患排查。高校实验室隐患排查系统模式如图3所示，在隐患排查中应做到分工明确，责任到人，明确隐患排查单位主体责任，并建立健全隐患排查追责制度，对隐患整改不到位的责任单位要追究责任。

3 高校实验室风险隐患的管控治理

高校实验室风险隐患可在技术、管理、教育培训等方面加以管控。在技术上，实验室的选址与建设应综合考虑功能和周边环境等因素，对实验室空间进行合理布局，如易燃易爆品应远离热源与严禁明火，易燃易爆有毒化学品分类存放，放射性设备专门分区。在管理上，制定健全的安全管理机构、规章制度和标准操作规程，优化高校实验室安全管理监督机制和奖惩机制。在教育培训上，高校应定期开展实验室安全教育，强化师生和实验人员安全意识，学生、实验室人员、专业教师都要经过严格的安全教育培训后方可进入实验室开展工作。

加强校园安全文化和实验室安全文化建设，让“我要安全”的安全意识深入到师生内心深处。安全文化分为物的安全文化、安全管理文化、安全观念文化3层。安全观念不仅是安全管理的核心驱动力，还是安全文化的核心和灵魂[15]，在不断改进更新实验室技术及设备的同时，完善实验室准入制度、实验室培训制度、实验室应急演练制度、实验室“三废”处理监督制度等相关管理规定，在高校实验室管理中建立起“安全第一、预防为主”的安全观念。

4 应急组织与职业健康体系构建

4.1 应急组织体系构建

由于高校管理体系庞大复杂，因此针对不同类型和等级的风险和隐患，在建立相应等级的风险隐患技术管理体系的同时，还应建立相应等级的应急组织体系。高校实验室安全事故应急组织体系可分为校级、院级及现场3级应急组织体系，并编制相应等级的应急预案，定期开展演练。对于校级应急组织体系，不仅需要负责实验室安全的校领导、院领导亲自统帅指挥，还应从保卫处、校医院、财务处、国有资产处等相关部门抽调专人[16]，以确保在实验室事故发生后，学校能在第一时间组织到足够的人力、物力、财力等应急保障资源。为提高实验室应急响应效率，实验室应急预案应分工明确，责任到人，建立健全接警、报告和记录整理程序，应急响应后勤保障程序，主要负责人的应急响应程序，应急状态解除程序等。明确指出责任单位或责任人该如何救、怎样救、用什么资源来救。应急救援人员到达现场后，实验室管理人员应积极配合应急救援人员的工作，为事故后的应急救援提供数据和信息，将实验室安全事故的损失和影响降到最低限度。

4.2 职业健康体系构建

实验室安全不仅包含避免伤害事故的发生，还包含实验室实验人员的身体健康，因此实现实验室安全，高校还应加强实验人员职业健康体系的构建，预防职业病的发生。采用防尘、防毒、减震降噪、防暑、防湿、防非电离及电离辐射等卫生工程技术措施，减少职业病危害因素的接触，或者降低工作场所职业病危害因素的浓度或强度[17]。如化学、材料、环境类实验室在实验过程中会产生有毒有害气体，实验人员如果经常接触有毒有害化学品可能产生职业病，因此这些类型实验室在加强个体防护的同时，还应加强职业病防治培训，提高实验人员的职业健康意识；同时还应加强室内通风排毒措施，将有害物质集中处理或及时排出实验室。在实验原料选取时应本着以无毒代替低毒，低毒代替高毒的原则，从源头上控制有害因素。此外，实验设备还应尽可能密闭化，对于易燃易爆品的实验，在加强实验人员个体防护的同时，还应尽可能采取远距离操作，降低实验室有害因素对人体的伤害。对于长期处于有害因素中的实验人员，如经常接触电磁辐射的专业实验员，还应定期对他们开展职业健康诊断。在必要的情况下，高校还应配备实验室的辅助用室，以降低有毒物质污染衣物、皮肤的程度。高校工会组织依照《中华人民共和国职业病防治法》应对高校职业病防治工作进行监督，维护长期处于有害因素中的实验人员的合法权益。

5 结论

为了长期有效减少和预防高校实验室安全问题，笔者构建基于“风险分级管控，隐患排查治理”双重预防机制的高校实验室安全管理体系。从源头上识别评估风险，将各种风险尤其是重大风险控制在可控范围之内，将实验室安全管理的关口前移至风险分级，从而将实验室各种隐患排消灭在事故发生之前。同时，还应加强应急组织体系和职业健康体系构建，实现对实验室的组织、制度、技术、人员、防护、应急、职业健康等方面的有效管控。研究证明了“风险分级管控，隐患排查治理”的双重预防机制对于提高高校实验室安全管理水平是切实可行的，能显著降低和有效预防高校实验室的安全问题，有助于营造“平安校园”的氛围。