基于PDCA 循环的能源动力类实验室安全风险评估体系构建

李小平，解方喜，陈雪梅，白蕾蕾

（1.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林 长春 130025；2.吉林大学 汽车工程学院，吉林 长春 130025）

安全风险评估在我国工程类院校实验室尚处于初级探索阶段，安全风险的管控主要依赖于常规的安全检查，对实验室及在实验室开展的活动（实验室的建设及课题研究等）缺乏项目实施前的安全风险评估制度。近年来，全国各高校安全事故频发，表明仅依靠实验室操作规程、制度、环境以及设备等常规安全检查是很难达到有效管控实验室安全风险的[1]。因此，为有效规避各项任务在实施过程中的安全风险，在实验室开展各项任务之前，分解任务，对任务的每一部分进行有针对性的风险评估，及时预判任务实施过程中可能出现的潜在安全风险，并制定相应的预防机制和管控措施，建立一套“事前预防，管控结合”的主动式实验室安全风险评估体系，以代替“事后追责”的被动式管理制度，对于实验室的安全管理工作有一定的参考意义。

1 基于PDCA 循环的实验室安全风险评估模型

PDCA 循环是由美国专家戴明根据事件的反馈原理提出的一种管理方法，所以称“戴明环”，被广泛应用于各行各业的质量管理领域，用于提高质量管理过程[2-3]。其中包括4 个阶段：P(Plan)—规划，D（Do)—体系构建，C（Check)—检查评估，A（Action)—总结处理。实验室的安全管理过程按照PDCA 循环周而复始地运转，总结每一个循环的成功经验并予以标准化形成规范及制度[4]；分析事故原因，吸取教训；对于本循环未解决的或新发生的问题，提交至下一轮PDCA 循环中解决[5]，从而促进实验室安全风险评估体系不断完善。

目前，实验室安全风险评估，大多是学校在实验室检查过程中发现了重大安全隐患，检查对照所开展项目或实验是否做过安全风险评估、潜在的安全风险有哪些，发现问题后才被动地去做一个风险评估，评估大多也仅仅针对检查发现的几处安全隐患。这种风险评估一方面是被动地针对发现的安全隐患，只能解决发现的几个问题，不全面；另一方面，这种风险评估没有持续改进的可能性，只是点对点的评估。因此，将PDCA 循环理念借鉴到能源动力类实验室安全风险评估体系的构建工作流程，对实验室安全管理过程进行分解，分析实验室安全风险产生的因素，提出相对应的解决方案，检查实施效果并总结经验，以便促进实验室风险评估体系不断完善，提高实验室安全管理水平。

2 PDCA 循环在能源动力类实验室安全风险评估体系构建中的应用

2.1 分析现状，制定实验室安全管理规划（Plan）

实验室安全管理涉及的范围较广泛，就能源动力类实验室而言，实验室存放着大量的化学试剂，涉及有毒化学品、易制毒化学品、易燃易爆危险品等，还有高温、高速、高压仪器设备，特种设备等[6]，包括实验室的材料和设备（危化品、特种设备）、环境管理制度，活动人员以及管理制度等，任何一个环节的疏忽都有可能导致安全风险产生。通过分析，将实验室安全风险产生的原因大致归为管理制度、材料设备、环境设施以及人员素质4 个方面[7]，结合能源动力类实验室的实际情况，利用图1 对这4 个方面进行分析。

图1 实验室安全风险因素

2.1.1 管理制度分析

管理制度更新速度慢，制度不完善，没有及时跟进实验室的实际安全情况；实验室安全管理制度只是宏观的，没有针对本学科制订具体的、可操作性强的、适合专业特点的制度，同时缺少对教师和学生进行安全培训教育的制度；没有相应的风险评估体系，没有应急预案和应急演练，只是日常的检查，发现问题，整改问题；对于新增加的设备，部分设备没有操作规程和日常维护保养制度；有的安全制度责任不明确，导致相互推脱，没有执行或者落实不到位[8]。

2.1.2 材料与设备分析

随着行业发展，能源动力类学科正面临从传统石化能源向可持续发展的绿色能源过渡阶段，同时动力装置也随之变化。就能源来说，之前只有传统的石化燃料：汽油/柴油。现在增加了生物质能，氢气/氨气燃料，大阳能，甲醇，天然气等新型燃料。汽油/柴油由于比较常见且使用时间较长久，对其物理化学性质及危险风险及预防措施有一套相对成熟的管控体系，长期来在实验室很少发生因为油而引起的安全事故。而随着新能源的研究，实验室增加了如硫酸，氨气，氢气、醇类、烷类、醚类等危化品及易燃易爆品；同时学科在新的方向开展新项目，有很多是涉危项目，如氢/氨燃料动力试验，电池试验，电机试验等，开展这些实验新增了高速运转，高压设备和高压气瓶等特种设备；这大大增加了实验室安全风险。

2.1.3 环境设施分析

在这些实验的开展过程中，氢气/氨气、醚类、天燃气、甲醇等燃料的泄漏、挥发，硫酸的配制等可能会对人和环境造成伤害或污染，因此对实验室的环境通风、报警联动等环境施设提出了新的要求。有的课题组甚至把燃料电池的实验平台搭建在操作室，造成操作室空间不足，堵塞消防通道，影响其他设备的正常使用。气瓶放置实验间内，没有集中供气管路，不能实现人瓶分离；同时高压和大用电设备对实验室的动力电容量提出了更高的要求，因此要求部分实验间需要升压增容。

2.1.4 人员素质分析

人员素质主要包括人员的安全意识、专业安全知识、安全责任感、行为习惯以及心理素质。实验室主要活动群体是研究生和老师，部分老师或研究生主观认识存在一个误区，认为可以在实验室开展任何研究项目，且以研究课题技术前沿，不确定是否存在危险作为逃避安全责任的理由。另外部分研究生及老师对于新开展的实验项目及所需的物料、设备也都是初次接触，对其相关的安全知识相对薄弱；部分研究生认为自己在实验室时间比较久也没出现什么安全事故，思想麻痹大意，安全意识下降。同时还有部分研究生认为自己只是做完1 次实验就不做了，不爱护仪器设备及实验室环境，对实验室的物品乱拿乱放。部分研究生还有在实验室吃零食、穿拖鞋短裤等不良习惯[9]。同时应该特别关注研究生心理健康情况，特别是对部分有丙酮、甲醇等易制毒和剧毒危险品的课题组的研究生。

2.2 以规划任务为基础，构建实验室安全风险评估体系（Do）

在实验室安全管理的过程中，安全隐患层出不穷，很大一部分安全事故是由各种看似细微的风险因素导致的，所以安全管理不能掉以轻心，需强调分类分级的精细化管理。以规划任务为基础，分析任务实施过程中可能存在的安全隐患，针对具体的安全隐患，分析产生该隐患的原因以及安全风险等级，并制定相应的应急预案和预防措施。在安全管理和防范体系方面保证实验室安全运行，也是实验室安全风险评估体系的核心宗旨。

2.2.1 完善制度建设，强化制度落实

在实验室安全管理过程中，制度先行。根据“谁使用、谁负责，谁主管、谁负责”的原则，落实责任人，明确职责范围及相应责任，强化制度落实与责任主体的安全意识[10]。根据学校和学院的安全管理制度，结合能源动力类实验室自身特点，制定适合各自特点的管理制度及办法、操作规程、实施细则等文件，包括实验项目风险评估制度、操作规程、应急预案、安全教育培训制度、安全员制度及准入制度等。开展规划项目，分解项目过程，对人员、事物的管理制度和要求如何落实到位，分析实施过程中可能出现的管理漏洞，更新及完善管理制度，做到“凡事有人负责，凡事有章可循”。

2.2.2 规范危险化学品和设备管理，加强防护措施

能源动力类实验室的重点危险源有危险化学品和气瓶两大类。参照国家《危险化学品安全管理条例》《气瓶使用安全管理规范》以及《吉林大学剧毒化学品使用、保管、处置管理规定》和《吉林大学实验室气瓶管理规范》，对危险化学品和气瓶的采购、运输、储存管理、使用、处理等必须实行全流程跟踪管理，建立台账，配备专业技术防范设施和防护装备。对于项目涉及的初次接触的危险化学品，相关课题组对其实验过程的潜在危险进行安全风险评估，对涉及危险化学品的师生做好相关危险化学品的安全知识培训，使师生知其危险性、会防护、懂应急处理，方可实施相关危险化学品的实验项目活动[11]。同时能源动力类实验室涉及高速运转及高压设备，以及气瓶、悬挂式起重机（天车）、叉车等特种设备，按照学校和学院的仪器管理办法，特种设备由专人负责，根据设备操作规程进行维护、保养及维修，保证其安全可靠地运行。对于具有危险性的设备，必须做好严密的安全防范措施。对于电气设备，精密贵重仪器、大功率设备等电器必须有安全接地保护措施，对于损坏、无法维修或无维修价值、超期服役的设备，特别是有安全隐患的设备应及时报废。对于特种设备，要求操作人员必须通过专门培训，参加特种设备安全监督管理部门组织的考试，取得《特种设备作业人员证》，持证上岗，且操作时必须采取相应的安全防护措施[12]。

2.2.3 加强环境建设，提升保障能力

实验室环境也是实验室安全保障的重要因素，因此在规划项目开展之前，首先对实验场所进行安全风险评估（以氢气/氨燃料动力实验室为例）。能源动力类实验室大多以内燃机为动力装置，以汽油/柴油为燃料开展相关实验，燃料改为氢气/氨气燃料，首先实验室燃料供给系统是否满足，有无专用的氢气/氨气气体管路，传统燃油实验室的通风系统是否合适，有无氢气/氨气气体泄漏报警联防系统，氢/氨泄漏对环境及人体的危害有防护设施，实验室的电器要求是否达到氢气/氨气燃料的防爆级别以及实验室的消防设施是否满足气体消防要求等。这些都需要在开放氢气/氨气实验之前对实验室环境做安全风险评估。只有确保实验室环境符合实验项目要求，同时做好预防措施和应急预案，使实验室环境安全风险达到可防、可控，才能开展相关实验项目。

2.2.4 加强安全文化宣传和教育，提高人员安全素质

实验室人员的素质是影响实验室安全最重要的安全因素之一，因此加强对人员素质的安全风险评估更为重要。不是所有学生或老师都能随意进入实验室参加任何实验、操作任何设备。以开展氢气/氨气动力性能测试实验为例，首先应该评估参与实验的研究生和老师是否获得实验室准入资格，是否了解实验室安全管理制度和参加相关安全知识的培训，是否熟悉实验所用设备的操作规程、实验的正确步骤，是否了解实验所用氢气/氨气燃料的危险性及在实验过程中的潜在危险，是否知道氢/氨燃料如何检漏，以及发生泄漏如何做好设备和人员的防护，遇到紧急情况是否会应急处理，是否进行过应急演练，以及是否具有健康的心理素质等。为了提高实验室活动人员的素质，对人员的素质培养是保障实验室安全的必要环节。可以通过实验室安全准入教育、安全课程、安全知识专题讲座和竞赛，全面提升实验室活动人员的安全知识水平，强化安全意识和安全责任感；同时还应该加强对实验室人员安全技能（如应急处理、逃生等）、设备使用技能及操作技能的培训，不断提高实验室人员的安全综合素质和自身防护能力。

2.3 检查反馈，评估实施成效（Check）

实验室安全管理过程中，各项活动均要考虑管理制度、材料和设备、环境设施以及人员素质等因素产生的风险并进行评估，这4 种因素也相互影响，紧密相联。因此，为确保实验室安全风险评估制度得到有效实施，需要对实验室安全风险管理过程和结果进行全面分析，设置评价目标或制定考核标准，动态评估实施成效。

（1）对管理制度的风险评估成效设置评价目标：凡事有章可循，凡事有人负责，凡事有据可查。在检查项目实施的过程中，各项活动是否符合实验室相关的管理办法和制度，各项工作是否有专人负责落实执行，所有规章制度的制定实施是否有可查证的依据。同时可以横向与其他高校、纵向与其他院系对比评估管理制度的合理性和完善程度。

（2）对材料和设备的风险评估设置评价目标和考核标准相结合的方式。对材料（包括危险化学品、气体燃料）是否按照相关法律法规采购、管理、储存、使用及废弃物处理等可以设置评价目标,如：“五双一证（双人保管、双把锁、双人发放、双人领用、双本帐，采购商家要有经营资质证书）”、全生命周期闭环跟踪等。对于特种设备制定考核标准，操作人员必须参加特种设备安全监督管理部门组织的考核，取得《特种设备作业人员证》后，方可持证上岗。

（3）对环境设施的风险评估主要依据消防安全要求，结合实验室开展项目及燃料性质，评估消防器材及设备是否齐全、是否符合实验室要求；安全防范设备是否完备，其他设施条件是否符合实验要求，以达到开展实验项目的安全要求为评价目标[13]。

（4）对实验室人员素质的安全风险评估主要以考核评估方式进行。首先，实验室人员需要通过实验室准入制度的安全考核和心理健康测评，其次考察其对实验设备操作流程的熟悉程度，参加相关安全培训及应急演练次数、对安全知识的掌握程度，自身的行为习惯及自我防护意识等。

整体实验室的安全风险评估实施成效既可以通过对具体风险因素设置目标，从不同侧重点评价安全风险评估体系的建设成效，也可以通过实验室平时的安全事故及检查过程中发现的安全隐患数量进行整体成效评价。同时可以借助学校实验室年度评估“埃德伯格”奖、“红旗实验室”“党员示范岗”等评选活动评价实验室风险评估成效。

2.4 总结处理，闭环防控（Action）

针对实验室安全检查中发现的问题，通过单位微信和钉钉公共信息平台，推送安全检查通报、整改通知书，并形成整改报告，督促相关负责人了解实验室安全情况并及时整改，对整改要求的每一条做到“发现一个，整改一个”，杜绝安全问题没有得到整改而继续开展实验、同样的安全隐患再次出现。总结经验与教训，肯定PDCA 循环中实行的有效做法和防范措施，在日后加强、巩固并尽可能实现标准化管理，形成规范并培训相关人员。同时分析失败的原因，按整改要求按时整改完成相关安全隐患，不能按时整改的、未解决的安全隐患以及整改过程中产生的新安全风险转入下一轮循环进行解决。进行闭环防控，随着循环次数的不断增加，必然会促进实验室安全管理工作水平持续提升，以及实验室安全风险评估体系的不断完善。

3 结语

高校实验室安全管理工作因实验室人员、实验方法、实验室功能以及材料和设备等复杂多变，因此实验室安全管理是一项动态化、复杂化的工作，而实验室风险评估体系是提升高校实验室科学管理水平的有效措施[14]。结合能源动力类实验室的特色，开展实验室安全风险评估研究，分解实验室项目风险，基于PDCA 循环理论，从管理制度、材料和设备、环境设施、人员素质等4大风险因素梳理了能源动力类实验室安全管理中存在的问题，针对风险因素提出了安全风险评估项目；通过检查反馈，评价实验室安全风险评估体系的成效，实行安全风险过程控制，最后通过总结并进行处理，将新发生的问题和未完成的整改进入下一轮循环进行风险评估，进行闭环防控，从而使实验室安全风险评估体系持续改进、不断完善。