高校实验室危险化学品安全现状及准入教育的必要性研究*

韦佳敏，傅 瑜，叶招莲，王 青

(1.江苏理工学院化学与环境工程学院，江苏 常州 213001；2.常州大学材料科学与工程学院，江苏 常州 213100)

1 高校实验室安全现状

实验室安全是高校实验室工作中最重要的内容之一。随着高校实验室规模的逐渐扩大、实验室种类的日益增多和实验室人员(包括教师、学生和工程实验技术人员)数量的飞速增加，实验室安全工作的重要性也日益凸显。近几年来，国内高校对实验室安全的重视程度不断提高，经费和资源投入力度不断加大，实验室管理制度日趋完善，实验室安全的总体状况同过去相比有了一定的进步。但是，实验室安全仍然存在较多问题。

近年来，高校实验室安全事故时有发生，造成比较严重的人员伤亡和国家财产损失。2008—2018年期间高校实验室共发生安全事故14543起，死亡29人，这其中化学实验室发生事故的比例最高，主要包括包括火灾、爆炸、毒害、生物感染、腐蚀等[1-2]。因此，针对高校化学实验室危险化学品种类多、安全隐患分布广、危险源隐蔽和人员相对集中、安全风险具有累加效应等客观特点，教育部印发了《关于加强高校实验室安全工作的意见》(教技函〔2019〕36 号)。根据教育部组织的“飞行检查”结果得知，实验室危险化学品的存放、实验室气体管理，以及化学废弃物管理等存在的安全隐患占比最重。

2 实验室常见风险源

2.1 危险化学品存放问题

危险化学品根据2018版《危险化学品名录》分为八大类共计2828种，分别是爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体和遇湿易燃品、氧化剂和有机过氧化物、毒害品和感染性物品、放射性物品、腐蚀品等[3]。因此,根据不同的危险化学品性质，需要正确的存放。常见的存放问题有以下几类：

1)危险化学品存储柜问题。易制爆危险化学品的存放处于失控状态或易制爆危险化学品储存柜不合格——易制爆危险化学品专用储存柜须使用金属箱体结构，采用两套锁具，其中必须至少有一套锁具为B级防盗锁，且锁具结构设计符合GA/T73《机械防盗锁》标准要求。

2)锁具隐患。易制爆危险化学品存取完成后柜门不锁且门虚掩——存取都需要保证双人双锁。

3)储存不当问题。易燃液体存放位置不合适，甚至瓶口敞开，部分易燃液体见表1——低闪点有机试剂需存放在专用防爆冰箱。

表1 易燃液体

4)存储量问题。易燃液体存放量过大，具有安全隐患——50 m2房间内易燃易爆化学品总量不应超过 50 kg，单一容器不应大于 20 kg。

5)不明试剂问题。实验室内使用饮料瓶、容量瓶等存放不明液体，瓶身无任何标签——使用其他试剂瓶存放试剂时，必须把原标签撕掉，并张贴新的标签，注明试剂名称/代号，使用人/负责人、日期等信息。

6)配伍禁忌问题。同一个试剂柜同时存放了不同种类的危险化学品，甚至氧化剂还原剂混放。常见配伍禁忌见表2。如氧化剂、还原剂不可混放，遇水易爆炸品需单独存放，易燃有机试剂与强氧化剂不可混放，强还原剂与强酸类不可混放等。

表2 常见配伍禁忌

7)试剂台账问题。台账或清单与试剂柜内存放试剂种类、数量不符，且易制毒易制爆试剂无使用记录。

2.2 气体安全问题

1)气瓶存放隐患。可燃气体瓶与氧气混放，与热源距离较近——①氧气瓶、可燃性气瓶与明火距离应不小于 10 m，不能达到时，应有可靠的隔热防护措施，并不得小于 5 m；②易燃气体与氧气钢瓶不得混放。

2)气体管路输送隐患。钢瓶采用塑料软管，易老化、破损、脱落，气体管路走向无正确的标识。

3)气瓶固定隐患。气瓶无固定或无有效固定——①气瓶的存放须阴凉、干燥，并且需要有效固定，按规定定期作技术检验、耐压试验；②搬运、存放、使用完毕需要盖上安全帽。

4)气瓶减压阀隐患。氧气瓶错误的使用了氮气减压阀——高压气瓶的减压器要专瓶专用，氧气瓶减压阀及其专用工具严禁与油类接触。

5)气体报警装置隐患。在具有不同气体钢瓶的房间，气体泄漏报警器采用同一类型，安装同一高度——气体泄漏报警器的安装高度需要考虑不同气体的比重。

2.3 化学废弃物安全

1)废液存放区无废液标识，无警戒线，无防漏托盘，未分类存放；

2)实验室垃圾桶通常是塑料材质，若残留的试剂与擦拭纸上的试剂发生化学反应易导致火灾不可控，应使用金属带盖专用防火垃圾桶。

3 安全事故分析

查看众多高校事故发生原因可知，危险化学品管理不善、实验风险评估不足及人为不当操作等占主要因素，其中约有90%的实验室安全事故是人为造成。

海因里希法则[4](Heinrich’s Law)根据工业事故的发生将其分为：遗传及社会环境、人的缺点、人的不安全行为和物的不安全状态、事故的发生、事故造成的伤害等五个模块，并将他们讲述成一个具有连锁效应的因果过程，其中任一个因素忽视而发生倒塌，必定会形成一个连锁反应，最终导致事故的发生和严重的后果。想要中断导致事故连锁反应的发生，最有效的方式之一便是从人的角度出发，移除“人的不安全行为”和“物的不安全状态”这一块“骨牌”，从而消除多米诺骨牌效应，中断事故的发生和人员的伤亡(图1)。

图1 消除事故发生的措施

法则还指出，“当一个企业有300起隐患或违章，非常可能要发生29起轻伤或故障，另外还有一起重伤、死亡事故”，这也称为“事故金字塔法则”(300∶29∶1 法则)。由此可见，事故是各种安全隐患积累到一定程度时发生的，事故的发生有其偶然性，也有其必然性。

3.1 从人的不安全行为分析

安全意识往往对人的习惯及行为起着决定性的影响。实验室操作和管理人员安全意识淡薄，缺乏必要的安全知识，把实验室的行为当成儿戏，对事故的严重后果没有丝毫概念，往往是导致事故的发生根本原因[5]。

3.1.1 安全意识淡薄

淡薄的安全意识不仅仅包括对不了解某些行为可能导致的后果，也包括对一些操作可能导致危险的置若罔闻。例如，在2010年6月21日，宁波某大学一应用海洋生物技术教育部重点实验室发生大火，事故原因竟然是2名粗心的学生做完实验后，忘记关闭电路导致火灾。无独有偶，2010年5月26日，昆明某大学莲花校区矿业大楼六楼电化学综合测试室，两个学生用电磁炉融化石蜡，而在中途都离开了无人看管实验，从而导致了火灾的发生。2014年12月4日中午，常州某大学一间实验室内突然传来一声巨响，并冒出大量黑烟。事后查明，爆炸系实验室 10 L 玻璃瓶中的氯代叔丁烷在蒸馏过程中发生，事发前曾有人员在实验室内做实验，后没有关闭实验就离开去吃饭，导致了爆炸的发生。2016年9月21日，上海某大学化学化工与生物工程学院一实验室在用高锰酸钾和浓硫酸做实验时发生爆炸，事故导致两名学生眼睛重伤，其中一人永久性失明，事故原因一是违规操作导致，二是没有按照规范穿戴防护设备，导致了严重的后果。

3.1.2 缺乏必要的安全知识

调查发现很多实验室事故主要是由于违规操作导致的，而“违规操作”不仅仅是淡薄的安全意识，更多的是缺乏必要的安全知识，最终造成了非常严重的后果。例如，2018年12月26日，北京某大学市政环境工程学生在2号楼环境工程实验室，进行垃圾渗滤液污水处理实验期间发生爆炸，事故造成3名学生死亡。经查明：在使用搅拌机对镁粉和磷酸搅拌、反应过程中，学生为防止物料溅出，用衣服遮挡住了料斗，而后料斗内产生的氢气被搅拌机转轴处金属摩擦、碰撞产生的火花引发镁粉粉尘云爆炸，爆炸引起周边大量镁粉和其他可燃物燃烧。2020年9月22日，常州某小学教师在科学课《热空气和冷空气》上演示热气球实验，使用酒精灯时由于错误的操作，导致了酒精闪燃，蹿出的火苗瞬间使得4名学生不同程度的严重烧伤。虽然这起事故看起来并不是高校实验室事故，但是这起事故的主导者是接受过高校实验室安全教育的对象，可见高校期间养成的实验习惯和科研素养对学生影响深远。2021年7月27日，湖南某大学药学院一学生称实验室在清理此前毕业生遗留在烧瓶内的未知白色固体，一博士生用水冲洗时发生炸裂。炸裂产生的玻璃碎片刺穿该生手臂动脉血管，经与实验室负责老师沟通，导致炸裂的未知白色固体可能是NaH或者CaH2，遇水发生剧烈反应而炸裂。

类似的事件还有：“冰箱炸弹”——将使用完的有机试剂敞口放置在冰箱中，即使瓶盖扭得很紧，低温也往往会导致瓶壳收缩，使得有机气体持续挥发，当有机气体达到临界浓度，被冰箱压缩机启动时的电火花引爆。“液氮炮弹”——用玻璃、扣盖离心管装样品，放入液氮罐，取出时管壁性质已经改变，承受不住膨胀的气体压力，或本身快速升温时压力不均，发生爆炸。“防爆厨门”——使用危险化学品或比较活泼的物质时往往需要在防爆橱橱内操作，而防爆厨门的使用非常重要，必须下拉至安全高度，充分发挥厨门的保护作用。“火上浇油”——实验时，试剂滴落到油浴中，因油浴中的油未及时更换，而裸露的加热电热丝或其他原因引燃了油浴中的有机物，从而导致事故的发生。

以上事故的发生都是缺乏必要的安全知识引起的，加强安全知识学习完全可以减轻或者消除事故的严重后果。

3.1.3 实验室管理不当

实验室负责人对实验室管理的忽视往往也会导致事故的发生。例如，2011年10月10日，湖南某大学化工学院实验楼四楼突发火灾，直接财产损失近43万元，但幸未造成人员伤亡。据调查，化工学院对危险化学药剂管理不善，没有对未使用完的药剂进行严格管理，多名学生证实西侧操作台南侧存在漏水现象，而实验室内存放有三氯氧磷、金属钠等遇水自燃物品。2017年5月，南京某大学资环学院存放在危化品安全柜内部的乙醚突然发生爆炸，该事故是由于管理人员未按照使用说明书及培训要求将进风口及排风口打开进行通风，柜体没有静电接地，且瓶盖未拧紧，导致挥发性气体在柜内聚集到一定浓度遇到静电从而发生爆炸。

因此为了更好地预防实验室安全事故的发生，实验室安全准入教育不仅需要考虑进入者，也需要针对实验室管理者，将因管理失误可能引发的安全事故隐患扼杀在摇篮里。

4 实验室安全准入教育培训

危险化学品种类多、危险性大，一旦发生意外事故，若缺乏有效应对，极易造成严重损害。实验室安全准入制度是实验室安全管理工作中的一个重要部分[6-7]，是提高师生安全防护知识和技能最直接的办法。

4.1 实验室准入教育培训的迫切性

4.1.1 对师生的准入教育

实验室安全准入教育的出发点就是全面了解实验室安全问题和安全常识，掌握学校在实验室安全方面的管理要求和规章制度，进而提高师生的安全理念、安全意识和安全素质，减少人的不安全行为和事故发生概率，保障师生的生命财产安全。为了保障实验室安全，必须对实验室危险源有足够的认知，而学生作为实验室工作的主体，提高其安全素质是降低安全隐患的关键。2021年，东南大学在调查1571名本校学生后发现，总的合格人数仅有584人，合格率为37.17%。其中，安全通识调查按内容分为7个类别分别统计，得分最高的内容是水电安全，其次是消防安全，特种设备安全和危化品安全普遍得分很低[8]。由此可知，因为水电安全是接受最多的安全教育，普遍认知能力最强。得分最低的特种设备安全和危化品安全类别不完全是学生自身的问题，也与学校没有提供足够的实验室安全准入教育有较大的关系，所以对学生在实验室主要风险源方面的认识和教育培训有待进一步提高。

4.1.2 实验室管理者的准入教育

由于教学和科研工作的需要，高校化学、生物、材料等众多学科的实验室会经常使用危险化学品，而且所涉及危化品种类繁多。再加上实验室分布广泛，加大了管理难度，导致在危化品过程管理方面暴露出较多问题和安全隐患，容易发生安全事故，这就给实验室安全管理工作带来很大挑战。因此，高校实验室管理人员更应该加强实验室安全教育学习力度，提升风险点评估能力，努力排除安全隐患，在客观分析自身实验室安全管理体系存在问题的基础上，培养人的安全行为，确保物料使用安全，以进一步完善实验室安全管理体系，提升实验室安全管理科学化水平。

4.2 实验室安全考试制度的不足

目前,实验室准入考试制度是大部分高校实现提升进入者安全意识的手段，起到了非常重要的作用，直接提升了师生的安全意识、对实验室风险源的判别及危险发生时的处理能力。但根据教育部组织的“飞行检查”结果发现不足的是，很多高校的实验室准入考试题库更新不及时，存在着题目相对较老甚至相关性较低等不足。因此，需要根据专业特点，动态更新实验室准入考试题库，并呼吁实验室管理人员对通过实验室准入考试的学生根据各个实验室特点以及风险源进行相关培训。因为安全认知是一个知识不断积累的过程，提高安全意识和行为的统一性，养成良好习惯，努力杜绝安全事故的发生，才能构建安全、健康、和谐的校园环境。

5 结论

本文通过对全国高校实验室现有的安全现状剖析，主要针对实验室危险化学品的存放、实验室气体以及化学废弃物管理的一些误区进行解读，旨在提高对于危险化学品风险源的认识，从而正确的进行储存、使用及管理。根据部分事故案例以及实验室风险点通病进行分析和推广，期望加强教师的实验室安全技能和学生的实验室安全认知能力，提升实验室安全管理工作水平。同时，从实验室准入教育角度出发，动态更新实验室准入考试试题库，同步增强师生对于风险源的认知能力和安全意识，减少安全隐患，降低事故发生的可能性，不断推动高校实验室安全工作的发展。