改進lec 法評估化學類實驗室安全風險

趙雨霄 ,馬慶 ,石琳

（1.北京科技大學資產(chǎn)管理處,北京 100083；2.北京科技大學材料科學與工程學院,北京 100083）

化學試劑在化學類實驗中因其易燃、易腐蝕、易反應的特點，使化驗實驗室面臨越來越復雜的挑戰(zhàn)和風險。面對實驗過程中存在的各種風險隱患，特別是在不可預測的反應合成類實驗，實驗人員常常會遇到較大的不可預見性[1]。在實驗操作中不遵守安全制度，安全操作不規(guī)范，其后果可能導致人身傷害與財產(chǎn)損失，甚至嚴重危及生命。所以，風險識別是通過識別危險源的存在，以及確定危險源的特征來實現(xiàn)的。識別風險時，應確定范圍、識別方法和識別途徑。利用lec 法，明確實驗室風險源，確定風險等級，提出控制措施，防止和控制實驗室風險，以保證實驗室安全[2]。

1 化學類實驗室特點

高校里化學實驗室，是學生活動的密集場所，它既承擔著實驗、實習、教學、科研的重任，又具有較高的危險性[3]。實驗室大量使用危險化學品，增加了使用風險，因此要有效地評估和預防風險，必須充分了解實驗室的特性。化學實驗室主要有以下特點。

1.1 種類繁多

由于實驗室內(nèi)化學試劑種類較多，所需各種儀器和溫度環(huán)境也不相同，因此復雜的實驗項目增加了風險的存在。

1.2 污染性強

使用化學試劑危險性質(zhì)不一，增加了實驗的風險性。一旦實驗產(chǎn)生的危險廢物處理不當，會造成環(huán)境污染，破壞生態(tài)平衡。

1.3 產(chǎn)生有害物質(zhì)

一些實驗室對溫度和壓力有特殊的要求，這就需要為實驗創(chuàng)造特殊的環(huán)境和條件。在如此條件下，實驗中產(chǎn)生了大量的有害物質(zhì)。

1.4 實驗人員不安全

高校實驗室需要承擔人數(shù)較多的師生進行實驗，而且不同的實驗會在同一個實驗室進行，實驗層次高低不同也會增加風險的存在[3]。

1.5 實驗室體系不完善

實驗室缺乏完善的安全制度體系，現(xiàn)有的安全規(guī)章制度未掛在實驗室的顯著位置，也存在不執(zhí)行的情況，導致實驗室的運行，往往與安全制度要求不符。

2 基于改進lec 法化學類實驗室安全評估

2.1 改進lec 法化學類實驗室安全評估

基于化學類實驗室特點，提出了改進lec 法化學類實驗室安全評估方法[4]。風險等級分析通常采用lec 法，它是一種半定量的安全評估方法，用來評估操作人員在具有潛在危險的環(huán)境作業(yè)時，存在的風險和危害是否符合規(guī)范標準[5]。根據(jù)長期積累的經(jīng)驗，在專家意見和實際情況下對危險源進行分類評估。

在安全風險評估表中比較三個變量l、e、c，按照表1 中的方法進行分配。

表1 基于改進lec 法安全風險性評估

結(jié)合表1，計算風險值，公式為：

結(jié)合公式（1），計算風險值，判斷事故風險等級[6]，如表2 所示。

表2 事故風險等級

由表2 可知：事故風險可劃分為5 個等級，分別是極高危險等級、高度危險等級、中等危險等級、一般危險等級、不危險等級[7,8]。依據(jù)這5 個等級，對化學類實驗室安全評估。

2.2 作業(yè)情況下確定實例實驗室風險評估

依據(jù)上述確定的事故風險5 個等級，將評估實驗室安全風險的來源劃分成三類，分別是：可能存在的危險或事故、危險環(huán)境下暴露的頻率、發(fā)生事故后可能產(chǎn)生的后果。在這三類風險來源支持下，對實際作業(yè)情況下的實驗項目風險等級進行評估[9]。

模擬實驗室為化學類教學實驗室，是主要開展原子吸收光譜法測定元素含量的分析化學實驗室，實驗主要使用原子吸收儀、乙炔、分析天平、分光光度計等實驗設(shè)備。

2.2.1 l 取值

實驗期間，需開原子吸收儀吸收原子，儀器運行所需的火焰一般是2600 K 空氣中的乙炔火焰[10]。乙炔氣瓶中，氣體受到壓力、溫度等外部因素的影響，一旦超過了氣瓶的爆炸極限(體積比)2.1%～80%，就會發(fā)生大爆炸。另外，乙炔氣瓶如果存放不當，發(fā)生腐蝕泄漏也會導致爆炸。所以除了日常維護時要注意儀器是否正常，還要注意零件的細節(jié)，如燃燒器和易堵塞件[11]，做到定期清洗，避免因縫口堵塞引起爆炸。

2.2.2 e 取值

設(shè)計一個年級的兩個班級大約60 人，參與分析天平實驗室、分光光度計實驗室及其他原子吸收實驗室項目，同一樓層分布著不同實驗室。設(shè)接觸危險環(huán)境的時間間隔為一周一次，所以e=B[12,13]。

2.2.3 c 取值

乙炔屬于易燃易爆危險化學品，一旦著火，燃燒溫度高，輻射熱大，有發(fā)生劇烈爆炸的危險，嚴重威脅人和建筑物安全，造成無法估量的后果，所以c=C[14]。

2.2.4 風險評估

通過上述的l、e、c 取值，可計算作業(yè)情況下確定實例實驗室風險評估結(jié)果，如下所示：

若公式（2）計算結(jié)果在50～300 之間，均屬危險級，應立即采取預防措施；若計算結(jié)果大于300，應立即停止實驗；若計算結(jié)果小于30，則可放心實驗。

3 控制措施

3.1 強化風險管理意識

結(jié)合實驗室的現(xiàn)狀和特點，要使實驗人員充分了解風險，從實驗室安全準入開始，在整個實驗過程中都要以規(guī)避風險為基礎(chǔ)[15]。根據(jù)實驗內(nèi)容的變化，通過定期的開展實驗室安全風險分析，提高實驗人員的風險分析能力和安全管理水平，并通過有效的評估方法，著重對實驗室危險源進行風險管理，改善實驗室整體風險防范能力。

3.2 建立風險預警管理體系

化學類實驗室要建立健全風險預警管理體系，既要保證實驗室危險源得到有效控制，又要保證實驗人員具備安全操作與應急處置能力。定期開展實驗室安全培訓與應急演練，特別是危險性大的危險源，使實驗人員有能力識別風險，發(fā)現(xiàn)隱患，并采取措施消除。有明確的實驗人員安全責任，清晰的危險源管理要求，從而全面提高整個檢測實驗室的風險管理能力[16]。

系統(tǒng)是指幾種有關(guān)事物或某種意識之間相互聯(lián)系而組成的整體，是機制的具體表現(xiàn)。高職高專實驗室的安全管理體系主要涉及以下三個方面：組織機構(gòu)系統(tǒng)、監(jiān)督管理系統(tǒng)、運行保障系統(tǒng)[17]。三個方面是一個相互聯(lián)系的有機整體，不能忽略一個方面，也不能忽略另一個方面，必須齊抓共管，相互配合，共同推動，做好實驗室安全管理(見圖1)。

圖1

4 實驗分析

為了驗證本文方法在改進lec 法評估化學類實驗室安全風險的應用性能，進行了一次實驗分析。對2000～2018 年我國高校化學類實驗室發(fā)生的71 起事故進行統(tǒng)計和分析，內(nèi)容包括：事故類型、情況、原因、后果等。表2 顯示了2000～2018 年高校化學類實驗室事故的統(tǒng)計結(jié)果。71 起事故共造成9 人死亡，78 人受傷，其中物質(zhì)危險引發(fā)的37 起事故，占52.1%；工藝危險性引發(fā)26 起事故，占33.8%(有的事故是由物質(zhì)、工藝、設(shè)備危險性中的兩種引起)。從事故原因分析，化驗室事故主要是由于其固有危險性所致，受試驗過程中所涉及的原料、半成品、產(chǎn)品的數(shù)量、性質(zhì)、工藝條件的要求以及實驗設(shè)備的影響。

圖2 化工類實驗室事故統(tǒng)計分析

測試化學類實驗室安全風險的評估誤差，得到誤差松弛誤差散點圖如圖3 所示。

圖3 評估誤差松弛誤差散點圖

分析圖3 得知：用本文方法進行化學類實驗室安全風險評估的誤差較小，提高了風險評估的性能。

4 結(jié)束語

實驗室作為實驗研發(fā)的基地，教學科研、風險評估防范等都得到了越來越多的重視。隨著高校實驗儀器、化學試劑的不斷增多，應加強實驗室的安全管理，在實驗之前，應對實驗人員進行不安全行為識別的教育和培訓。對不安全狀態(tài)下的危險源應調(diào)整和維護以滿足使用要求。在實驗室教學中，既要保證實驗的順利進行，又要注意實驗的安全性，減少安全事故帶來的危害。