高校實驗室危化品安全預警評價體系設計及應用

潘 越, 吳林根

(南京林業大學 實驗室與基地建設管理處, 江蘇 南京 210037)

高校實驗室既是培養高素質科研人才的重要基地,也是各類新技術、新科技的發源地。高校實驗室的安全穩定是實驗教學和科學研究順利進行的前提[1]。近年來,隨著實驗室數目的增多及實驗室開放力度增強,實驗室安全問題日益凸顯,其中化學類實驗室的安全隱患越來越引起大家的注意。據統計,由危化品引起的安全事故占實驗室安全事故的80%[2]。在多數化學實驗中,實驗的全過程都可能接觸各種有毒有害、易燃易爆或腐蝕性的危險化學品,這些都可能對實驗人員的健康和安全產生威脅,甚至發生火災、爆炸等安全事故。如2015年北京某大學化學實驗室爆炸致一名博士生死亡，2013年上海某大學發生劇毒品投毒事件,造成一名研究生死亡。

高校化學類實驗室存在的安全隱患多樣,例如危化品種類多、防護設施存在缺陷、安全制度不完善、實驗人員違章操作、安全專業知識缺乏等[3]。不同實驗室的危化品管理情況各不相同,危險程度也各不相同。在此情況下,化學類實驗室的安全管理存在很多難點,因此,設計一套綜合考慮實驗室危化品特性、作業環境、實驗人員等因素,且定量、定性相結合的危化品安全預警評價體系,將會對化學類實驗室的管理帶來很大的幫助[4]。本研究旨在對實驗室危化品存在的安全隱患因素進行定性和定量分析,通過計算得出不同實驗室危化品的危險程度并構建安全預警體系,指導相關實驗人員正確評估實驗室危化品的安全狀況,進而提出相應的改進和管理措施,最終達到避免安全事故發生的目的。

1 高校危化學品安全預警評價體系構建方法

目前現有的安全預警評價方法往往在理論上反映較好,但多數都需要進行復雜繁瑣的計算,實踐性不強[5-7]。因此,在構建安全預警評價體系時,不僅要考慮評價體系的科學性和合理性,還需要采用便捷的數據采集方式和簡單易懂的計算方法。只有堅持可操作性原則,安全評價工作才能落到實處,從而保障實驗人員的安全,避免事故的發生。

本研究構建實驗室危化品安全預警體系的方法如下(見圖1)：

第一,圍繞危化品的物質特性、實驗室環境、安全管理、操作人員的安全素質等環節,結合中毒、火災、爆炸、腐蝕及燒燙傷等易發事故,分析實驗室危化品存在的安全隱患,進行危險因素辨識和分析。

第二,結合國內外危化品安全評價的法律法規,對各危險因素可能產生的后果和概率,進行風險評價,確定危險因素。

第三,根據現有符合實驗室實際的危化品安全管理評價方法,結合實驗室消防措施和安全管理等多方面因素,確定各指標因子的權重分配,從而對實驗室危化品進行危險預警評價,得出一個實驗室危化品安全預警評價模型。

圖1 危化品安全預警評價體系建立步驟流程圖

2 高校實驗室危化品安全影響因素分析及風險因子確定

建立危化品安全預警評價體系,首先要對實驗室危險化學品進行合理的危險性分析,篩選出影響實驗室危化品安全的主要因素。本研究根據近5年我校實驗室危化品安全隱患情況,并結合實驗室管理、實驗室技術人員的工作和管理經驗及相關參考文獻[8-10],科學地選取了易量化、易監測的安全預警指標,主要分為實驗室化學品特性、實驗人員、環境情況、管理情況4個因素(見圖2)。

(1) 危化品特性。高校實驗室化學品具有種類繁多、成分復雜的特點,危化品的危險因素主要分為易燃、易爆、毒性等幾類,實驗室危化品是否合理存放、分類存放是危化品管理的重點。此外,實驗室存放危化品的數量多少也對實驗室危化品的危害性強弱有較大的影響。

(2) 實驗人員。結合多數實驗室安全事故案例可知,多數實驗室安全事故是因人員導致的[2]。對實驗室危化品人員情況的評價主要包括如下因素：操作違紀情況、操作技能及安全知識達標情況以及實驗室人員身體健康情況。

(3) 環境情況。一個實驗室的環境對實驗室內危化品的安全也存在很大的影響[11]。影響實驗室危化品安全情況的因素主要有實驗室現場布置、防護設備設置、消防通道設置等。

(4) 管理情況。事故致因理論認為,管理因素是安全事故發生的根本原因。大量實驗室事故的發生就是因為管理不善導致的[12-13]。對實驗室危化品管理情況的評價主要包括規章制度的制定、制度執行情況、安全培訓教育情況和應急預案完善性。

圖2 實驗室危化品安全影響因素

3 高校實驗室危化品安全預警評價體系構建

實驗室危化品安全問題影響因素復雜且范圍廣泛,安全預警模型要能科學、真實地反應危化品安全情況,就需要建立合理的安全預警體系。本研究選取了化學品特性、實驗人員、環境情況、管理情況4大類安全預警指標,根據高校實驗室管理層、實驗技術人員、專家學者的知識經驗,結合我校近5年危化品安全檢查通報中各類安全隱患出現的概率, 并查閱相關參考文獻[2,8-9,14],確定了不同安全預警指標的權重系數,構建了實驗室危化品安全預警評價體系。

3.1 確定安全預警指標的權重系數

參考近5年我校學實驗室安全通報記錄中各類安全隱患因素出現的情況(見圖3)及相關參考文獻中不同因素導致實驗室安全事故出現的情況(見圖4),結合相關工作人員及專家經驗,確定了不同安全預警指標的權重系數。

圖3 2013—2018南京林業大學實驗室安全檢查記錄中各類安全問題出現比例

圖4 文獻統計不同原因實驗室安全事故比例

根據圖3、圖4可知,各類安全影響因素中,人員因素和環境因素是導致實驗室安全事故的主要原因,而實驗室存在的安全隱患中危化品隨意放置、人員違規操作、實驗室環境雜亂、未按要求執行規章制度等安全隱患出現次數較多。根據圖3、圖4的數據,結合經驗得出各安全預警指標的權重系數(見圖5)。

3.2 實驗室危化品安全預警分數計算

本研究分析了12種實驗室危化品安全預警指標因素,設每種安全預警指標分數警限為0～10分,則各安全預警指標情況實際得分乘以各安全預警指標權重系數后相加,即為某實驗室危化品安全預警分數。公式如下：

∑安全預警指標情況得分×安全預警指標的權重系數

圖5 各安全預警指標的權重系數

3.3 實驗室危化品安全預警警級劃分

設立安全預警警級可以更加形象地提示實驗室危化品危險情況。根據實驗室危化品安全預警的實際情況和需求,本研究將預警警級分4個級別,4個級別分別設置4種顏色信號,10分為滿分,0～2.5分為無警,2.6～5分為輕警,5.1～7.5分為中警,7.6～10分為重警(見表1)。

表1 預警警級顏色信號及對應分數

4 實驗室危化品安全預警評價體系的應用

根據上文構建的實驗室危化品安全預警評價體系,對我校某實驗室危化品倉庫進行安全預警評價。該實驗室危化品倉庫位于我校東側,存放危化品5 000余瓶,存放種類有100余種,主要危化品包括硫酸、硝酸、丙酮等。

本研究選取6名經驗較好的實驗室管理技術人員作為專家組成評價小組,根據該實驗室危化品倉庫的具體情況對該實驗室危化品各指標進行評價(0～10分,分數越高危險情況越嚴重),評價結果見表2。

表2 危化品倉庫各評價指標的分數

表2(續)

根據上文的安全預警指標權重系數對該實驗室危化品倉庫的安全預警總分數進行計算：

0×0.1+8×0.03+2×0.2+2×0.05+0×0.05+2×0.02+2×0.05+2×0.1+1×0.02+3×0.02+2×0.02+0×0.02=1.2

由上述計算結果對照表1可知,該實驗室危化品倉庫安全預警警級為無警,預警等級為綠色,即該實驗室危化品倉庫總體安全運行狀態良好。

5 結語

本文系統地研究了影響實驗室危化品的安全因素,對實驗室危化品的安全影響因素進行了詳細的分析和篩選,建立了實驗室危化品安全預警評價體系,對實驗室危化品的安全管理具有一定意義。本研究依然存在部分不足,高校實驗室危化品情況復雜多樣,現階段各高校及相關機構單位對實驗室危化品的安全預警并沒有一個統一的規范和標準。今后,應加大對定量指標評價標準方面研究的關注,并使用實時采集數據和軟件系統計算、分析相結合的手段,構成一個實時監測、更加科學客觀的智能型安全預警體系。