過程安全管理在化工實驗室中的應用

劉 義, 古家磊, 王世浩, 孟亦飛, 趙東風

(1. 中國石油大學(華東) 化學工程學院, 山東 青島 266580；2. 中國石油大學 (華東) 機電工程學院, 山東 青島 266580)

過程安全管理在化工實驗室中的應用

劉 義, 古家磊2, 王世浩2, 孟亦飛1, 趙東風1

(1. 中國石油大學(華東) 化學工程學院, 山東 青島 266580；2. 中國石油大學 (華東) 機電工程學院, 山東 青島 266580)

通過總結和分析高校化工實驗室事故,提出了包含過程安全信息、危害識別和風險分析、設備完好性、操作規程、培訓和應急管理的實驗室過程安全管理體系,并詳細闡述了該體系在化工實驗室中的應用。實驗室過程安全管理體系對加強化工實驗室安全管理、提高學生和教師安全意識和預防實驗室事故有著重要的意義。

過程安全管理； 化工實驗室； 實驗室安全事故

化工實驗室作為高校實驗室的重要組成部分,是化工專業教學和科學研究的重要基地,在培養學生的創新和實踐能力上具有重要作用,同時也是出高水平成果的重要場所[1-3]。在實際教學和科學研究過程中,高等學校化工實驗室不可避免地使用一些涉及高溫、高壓、有毒、有害和輻射等危險特性的實驗儀器或藥品,使得化工實驗室危險性顯著高于其他專業[4]。近幾年來化工實驗室事故時有發生,且高校實驗室事故發生率比企業實驗室要高10～20倍[5-6]。針對高校化工實驗室安全管理現狀,引入能及時消除安全隱患、預防事故、構建安全長效機制的實驗室安全管理體系,對化工實驗室安全管理具有重要的現實意義。

1 化工實驗室安全管理現狀分析

通過分析2001—2016年100多起實驗室事故發生的原因,總結了化工實驗室事故原因(見表1)[7-8]。

表1 事故原因分析

表1(續)

2 過程安全管理體系分析

1992年,美國勞工部職業衛生安全監察局(OSHA)頒布了《高度危險化學品過程安全管理條例》。隨后過程安全管理以其良好的效果逐漸被眾多企業接受。1996年,韓國參考美國OSHA的過程安全管理法規頒布了韓國的過程安全管理體系。2010年,國家安全監管總局也參照美國的過程安全管理體系發布了《化工企業過程安全管理實施導則》(AQ/T 3034—2010)。過程安全管理是以風險管理和系統管理為基礎的管理體系,主要用于化工過程的分析,涉及工藝、設備、儀表、電氣等多個系統,其目的是預防重大事故的發生。過程安全管理體系作為國際上先進的用于預防和控制事故的方法,在應對由于缺乏系統管理、危險認識不足、人員能力不夠、忽視事故調查、應急效率低等問題時有積極的作用,過程安全管理體系的優勢與化工實驗室安全管理目標十分契合,因此將過程安全管理融入化工實驗室安全管理具有可行性。

通過深入分析化工實驗室事故的原因,將導致事故發生的直接原因總結為5類問題:風險評價體系不健全、操作不規范、設備管理方法不當、培訓不到位、應急管理效率低。通過對比《化工企業過程安全管理實施導則》(AQ/T 3034—2010)中的12要素[9],選擇了過程安全信息要素、危害識別和風險分析要素、設施完好性要素、操作規程要素、培訓要素和應急預案要素,同時結合化工實驗室中十分重要的危險化學品管理,建立了以過程安全管理為基礎的化工實驗室安全管理體系(見圖1)。

圖1 以過程安全管理為基礎的化工實驗室安全管理體系

3 實驗室風險評價體系

實驗室風險評價旨在辨識實驗室中的各類危險源,依據可能發生的事故,提出控制措施,用以確保實驗室財產不受損失、人員不受傷害、環境不受污染。本文以過程安全信息要素、危害識別和風險分析要素為核心建立實驗室風險評價體系(見圖2)。

圖2 實驗室風險評價流程

在進行風險評價之前首先要確定評價對象,評價對象可以是單個實驗的實驗過程，也可以是整個實驗室的風險評價。小組成員的選擇應包括熟悉實驗室具體情況的管理人員、實驗人員、熟悉實驗操作流程的高年級研究生以及懂得相關評價知識的人員。對象與人員確定之后,根據過程安全信息要素和危害識別和風險分析要素的具體內容繼續進行評價。

4 要素分析

4.1 過程安全信息要素

過程安全信息要素的主要內容是建立一份詳細的過程安全信息文檔,其主要功能是幫助實驗人員了解工藝危害識別。過程安全信息應該包括實驗涉及到的所有危險化學品的危害信息、實驗過程中的技術信息、實驗涉及的儀器設備信息等內容[10](見表2)。

表2 過程安全信息表

4.2 危害識別和風險分析要素

危害識別和風險分析的主要內容是通過一系列整體的、系統性的方法來識別、評價、控制風險。對于實驗過程中的危害和風險分析,首先依據危害識別信息要素的結果,對實驗過程中涉及的物質、設備、技術信息進行綜合性分析,辨識危險要素及危險源,具體實施過程中可參照《生產過程危險和有害因素分類與代碼》(GB/TI3861—2009),并充分調研國內外發生的各種實驗室事故,做到詳細全面。分析方法建議使用相對簡單有效的安全檢查表法和風險矩陣法等定性評價方法,其中安全檢查表的編制團隊應由與實驗室相關的管理人員、科研人員、實驗室負責人員和安全相關專業人員組成,安全檢查表的辨識內容應包括人員、設備、設施、物料、操作、環境以及管理和組織等方面。

依據危害識別和風險分析,充分從人、物、環、管理4個方面進行危害辨識對于預防實驗室事故具有積極意義。從實驗本身的風險來說,有助于了解實驗危害,增強對風險的認識,從而自主地選擇和佩戴個人防護用具。如經過風險分析實驗過程會產生有毒氣體,實驗人員因親自參與了危害識別,更了解危害,從而促使其自主佩戴防護措施,降低事故的發生。風險辨別的過程中還要考慮人的不安全行為,對危險的藥品和實驗標注鮮明的標簽,依次降低人為失誤的風險。

4.3 設備完好性要素

設備完好性是對設備全生命周期進行管理的要素,包含設備的安裝、使用、維護、修理、檢驗、變更、報廢等各個環節的管理。實驗室的設備管理,應以過程安全管理中設備完好性的管理要點為基礎,其要點應包括:

(1) 由熟悉設備的專業人員安裝及制定書面的維護程序,從而有效地延長設備的使用壽命,同時增加其安全性。

(2) 在實驗室中,針對于如高壓、有毒、輻射等高危險性的實驗裝置,要定期進行檢測和可靠性分析,確保裝置的安全性,降低事故的風險。實驗室設備如發生損壞和功能性故障,應停止使用并貼上醒目的標簽,并及時請專業人員進行維修,最終確認合格方可繼續使用。如確定設備報廢,應對報廢的實驗裝置、場所進行危害辨識和風險評估,控制風險后再進行報廢和拆除。

(3) 當不熟悉實驗設備的人員初次進行實驗時,應有專業人員或有經驗的人員陪伴確保實驗設備處于安全的狀態。針對使用人員應進行充分的維修和使用培訓,有助于應對實驗中可能出現的問題,也使實驗人員更加了解實驗裝置進而增加實驗的安全性。

4.4 操作規程要素

對于高校化工實驗室來說,一份標準的操作規程應包含有開機、正常操作、臨時操作、應急操作、臨時停機和緊急停機6種狀況操作步驟,尤其是后三者對于突發的實驗狀況具有非常重要的意義。實驗室操作規程也應包含實驗正常進行時的工藝參數,以及出現偏差時的補救措施等。實驗室作為科技的前沿陣地,是推陳出新的基地,所以相同的實驗器材可能會隨著學術前沿的變化,而改變固有的實驗模式、操作規程等。因此,管理人員應定期同實驗人員進行溝通交流,確認操作規程的實用性和有效性。

4.5 應急管理要素

應急管理是指有效控制各類突發事故或災害,正確有序地處置緊急情況,將人員傷害和損失降到最低程度[11-12]。當前多數實驗室具有校院2級應急預案,但缺乏具體的化工實驗室事故應急預案,也缺少必要的應急演練[3]。

(1) 高校化工實驗室須建立應對各種事故的應急預案,如易揮發或易燃物品溢出事故處理程序、化學藥品與人體大面積接觸事故處理、火災情況緊急處理、氣瓶泄漏應急處置、化學燒傷第一時間救治等。應急預案要避免空洞化,應依據具體情況建立詳細的、具體化的應急措施,同時要明確應急人員,確保事故發生后可以及時進行應急救援。

(2) 對應急人員進行急救措施的培訓,在遇到突發事故的時候,可以及時處理,減少實驗過程中的人員傷害。此外,要定期開展應急預案演練,這樣不僅可以檢驗應急預案的有效性,也可以使實驗室操作人員熟知并能嫻熟運用應急措施,保證做到快速、準確、有序處理,進而減少財產損失和人員傷亡[12]。

4.6 培訓要素

培訓對于加強實驗室安全管理、預防實驗室事故具有非常重要的實際意義,是實驗室安全管理的重點要素。培訓的目的是使實驗人員充分了解實驗室存在的危險有害因素及其風險大小、規范儀器和設備操作,促使實驗人員學習實驗室安全管理條例,增強實驗人員的安全意識。高校化工實驗室的培訓應從對象、內容、方式等多方面考慮,以確保培訓的時效性。

(1) 培訓的對象應包含實驗室管理人員、科研人員、授課教師、臨時雇傭員工和學生。

(2) 培訓內容應包括實驗室存在的各種危險有害因素、設備和儀器的操作規程、實驗室安全管理條例、實驗室設備管理制度以及各種突發情況應急處置,同時依據不同的實驗進行有針對性的培訓,如具有火災風險的實驗,滅火器的使用培訓不能省略；具有大分貝噪聲的實驗,則應包括聽力保護的培訓。

(3) 培訓方式可以通過課堂講授、實踐指導等多種形式,開辦實驗室安全知識競賽等類似活動也有助于實驗室安全知識的掌握。在快速發展的信息時代,安全教育也應與時俱進,如制作一款專為宣傳實驗室安全的APP，相信也會有良好的效果。為保證培訓的效果,所有參加培訓的人員必須通過考核才能進入實驗室。

5 結語

本文通過分析國內高校化工實驗室事故的原因,提出建立以過程安全信息要素、危害識別和風險分析要素為基礎的風險評價體系,同設備完好性、操作規程、應急管理和培訓相結合的簡化版實驗室安全管理體系,目的是為化工實驗室安全提供堅實的理論基礎和依據,也為減少因實驗室事故而導致的人員傷亡、財產損失以及環境污染提供保障。目前高校實驗室在安全管理方面面臨著嚴峻的挑戰,都在尋找高效的管理模式,而過程安全管理體系可為化工實驗室以及其他高風險實驗室提供簡單、準確、全面和高效的管理手段和方法。

References)

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[12] 呂雙慶. 實驗室常見事故預防與應急處理[J]. 石油化工安全環保技術,2016,32(1):32-34.

Application of process safety management in chemical engineering laboratory

Liu Yi1, Gu Jialei2, Wang Shihao2, Meng Yifei1, Zhao Dongfeng1

(1. College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China; 2. College of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China)

Through the summary and analysis of the chemical engineering laboratory accidents in colleges and universities, the laboratory process safety management system which includes the process safety information, hazard identification and risk analysis, equipment readiness, operating procedures, training and emergency management is put forward. The application of this system to the chemical engineering laboratory is elaborated in detail. The laboratory process safety management system plays an important role in strengthening the safety management of the chemical engineering laboratory, improving the safety awareness of students and teachers, and preventing laboratory accidents.

process safety management； chemical engineering laboratory； laboratory safety accident

2017-05-20修改日期2017-07-07

國家安全生產監督管理總局化工安全復合型人才培養試點項目(M1604003)； 國家安全生產監督管理總局化學工程領域化工安全方向復合型高級人才培養示范項目(2016-15)；2017年山東省研究生教育質量提升計劃建設項目

劉義(1977-),男,山東青島,博士,副教授,主要從事化工安全教學和科研工作.

E-mail：lyi77@163.com

10.16791/j.cnki.sjg.2017.12.065

G474

B

1002-4956(2017)12-0268-04