科研實驗室安全風險分析及事故預防方法研究

摘 要 科研實驗室安全是與科研人員及廣大師生的身心健康密切相關、但容易被忽視的重要工作。過去十幾年，科研實驗室安全事故時有發生，造成人員傷亡和財產損失，沖擊人民群眾的安全感?；趯Σ糠种卮髮嶒炇野踩鹿实恼{查分析，從科研實驗室的運行特點出發，結合十多年科學研究的切身體會，從人、設備、制度、技術等方面系統分析高等學校及科研院所實驗室的安全風險點，提出相應的事故預防方法，最終從通用型安全風險、差異化的安全風險分階段及分級處置、安全事故預演和事故善后處理等四個層面闡述高等學校等實驗室所有方的安全風險管理具體內涵，旨在為科研實驗室的安全運行管理及安全工作建設提供思路和方法。

關鍵詞 科研實驗室；安全風險；事故預防；風險管理

中圖分類號：G647 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）17-0-04

0 引言

近年來，隨著我國科技實力的增強，科學研究型實驗室（以下簡稱科研實驗室）在產出越來越多先進成果的同時，一些重大安全事故時有發生，給個人、家庭、社會和國家都造成巨大損失。2001—2020年，媒體公開報道的全國高校實驗室安全事故便高達113起，共造成99人次傷亡。田志剛等[1]

分析發現，重大危害事故（如火災、爆炸）占比80%，化學類事故比例接近50%，因違反安全操作規程等直接原因導致的事故更是高達62%。由此足見實驗室安全工作開展的必要性。

高等學校及科研院所的實驗室作為實驗教學、科學研究的重要場所，具有設備儀器和材料種類數量多與分布密度大、試驗或實驗頻率高、參與人員不確定性強等特點，導致安全隱患多、風險高，且因素復雜，給實驗室安全運行以及參與人員的生命安全帶來巨大的挑戰[2]。表1列舉了部分科研實驗室安全事故的基本信息（整理自媒體報道，不再一一標注來源），其中爆炸為重大事故的主要形式和原因。爆炸具有瞬時性、不可控性和難以預料性，這也是其往往導致重大、惡性后果的根本原因。國外也時有類似的實驗室安全事故發生，例如：2011年，美國耶魯大學某學生在操作車床時意外導致頭發被車床絞纏而窒息死亡；2018年，美國賓夕法尼亞州埃克斯頓Frontage實驗室因氰化鉀暴露而致人死亡；2018年，印度某青年研究員在實驗室高壓氫氣瓶爆炸中喪生；等等。

國務院安委會辦公室曾召開高等學校實驗室安全管理工作會議并指出，近年來高校實驗室安全事故時有發生，造成人員傷亡，沖擊人民群眾和廣大師生的安全感，暴露出我國高校實驗室管理存在的安全責任不落實、管理制度不健全、危險物品安全管理不到位、實驗人員違規操作、相關部門安全監督存在薄弱環節等問題[3]。本文將從科研實驗室的運行特點出發，分析實驗室安全事故的風險點，并提出相應的事故預防和處置方法。

1 實驗室安全風險因素分析

1.1 實驗用地資源有限而導致的安全風險因素

筆者在調研中發現，許多高?；蚩蒲袡C構的實驗室（尤其是年代較久的）由于科研用地規劃不足或不合理，導致一些實驗場所占地面積過小，進而實驗室所有者不得不在極其有限的空間內布置較多種類和數量的實驗設備，設備間距較小，布局稠密，同時衍生出其他問題，如物料倉庫與試驗場所混用、辦公區域與實驗區域交叉等。筆者還發現，對于一些土地緊張的區域，存在實驗室周圍其他無關建筑或設備圍堵嚴重的現象。

實驗用地資源緊張會直接導致實驗場所中設備、物料、實驗操作等安全距離余量的下降，從而增加安全事故發生的風險，也存在放大潛在安全事故后果的風險，一旦發生爆炸（燃），可能會引發連鎖反應和次生事故災害。因此，實驗用地資源有限是導致實驗室安全風險的主要因素之一，且在現實中因土地資源緊張等客觀因素難以克服和處理。

1.2 極端或非常規探索性試驗的潛在風險

人們對于未知世界的探索過程本身具有一定的風險性，這種風險主要來源于未知。科研實驗室是科研成果產出之地，且近年來，高負荷研究任務和考核壓力幾乎是從事科學研究人員所面臨的共性問題。從試驗或實驗的角度來看，常規的、安全風險低的實驗往往實驗結果較為明確，比較容易獲得或已經被充分研究，而非常規的尤其是探索性的、極端工況的試驗則結果難以預料，或難以獲得或未被研究而更具有探索價值，這也是人類社會進步和發展的必經之路。所謂極端或惡劣工況或非常規工況一般包括高/低溫、高壓、極短時間、高速度、高能量、高密度/濃度、高活性、高毒性、強輻射、強擴散性等，分布于不同學科和研究方向，一般常見于化學、物理、生物等學科，以及諸如能源利用、化學品研制與開發、生物制品開發等研究方向。因此，科研試驗過程中的不確定性、測試條件的極端性是造成相關實驗室安全風險的另一因素。

1.3 安全管理體系落后或缺失

筆者在統計調查近些年科研實驗室安全事故過程中發現，雖然大部分實驗室已經建立一定的安全管理體系，如實驗室安全責任人制度、安全培訓制度、常態化排查和抽查制度等，但在實際實施過程中存在安全責任落實不到位、管理制度不健全、危險物品管理不善、實驗人員違規操作、安全監管存在薄弱環節等問題。安全管理系統或體系實際包含復雜的內涵，包括人、設備、制度，安全管理體系的落后或缺失是實驗室安全事故發生或惡化發展的重要因素之一。

1.4 安全教育與人格教育缺失

安全教育和人格教育是高等教育中不可或缺的一部分，但安全教育現狀并不樂觀，表現為：1）教育者和參與者對安全教育的重視度不夠；2）安全教育內容匱乏、形式單一，缺乏尋根究底和自省自查；3）在思想上，安全意識淡薄，僥幸心理普遍。人格教育更是缺失嚴重，具體表現為學生對自我及他人的生命、健康和財產安全缺乏敬畏之心，對未知或危險情形缺乏防范意識和危機意識，過分或急于追求功利性結果，或美化犧牲精神。從根源上講，安全事故來源于參與人，參與人未能接受充分的安全教育和人格教育，從而缺失防患于未然、居安思危的安全意識，最終將導致安全事故風險的擴大。

2 事故預防方法

基于前文實驗室安全風險因素的概括分析，安全事故的預防與處置應基于具體因素從根源上展開。筆者認為，作為實驗室的所有方，高等學校及科研院所應從制度、意識、管理、技術四個層面開展安全事故預防和處置工作。

2.1 強化并建立第一責任主體制度

根據國務院安委會辦公室關于高等學校實驗室安全管理工作會議精神，教育部《關于加強高校實驗室安全工作的意見》[4]以及部分省市關于高校安全管理的相關規定，無一例外地將高等學校及科研院所本身作為實驗室安全責任的第一主體，這在現實中既具備可行性，亦具備合理性。因為在現實中，受“經濟人”思維[5]的影響，實驗室所有方在某種程度上仍然以自身利益最大化為目標，極易出現“無事不理”的局面，實際表現為壓縮實驗室運行過程中的安全管理支出、消極對待事故發生以后的善后事宜等，而這種局面將導致實驗室的使用方最終成為受害方。Kong等[6]通過對近年來發生的高校實驗室安全事故進行分析發現，實驗室安全管理和人員管理是事故發生的主要原因。因此，強化建立第一責任主體制度有利于敦促實驗室所有方制定切實有效的安全管理制度并負起監管責任。

具體而言，要確保該責任主體制度的建立：1）建立全面的、先進的安全管理制度體系以適應日益復雜和龐大的安全監管任務；2）參考分權制衡理念建立“對立面”監督措施[7]；3）明確實驗室安全支出成本，使得實驗室所有方認識到實驗室安全運行是最大地節省成本，有助于長期利益最大化。

2.2 將風險識別作為科研任務之一

毋庸置疑，科學研究因其未知性而伴隨著較大的安全風險，但這并不代表對此只能聽之任之。事實上，應將試驗探索過程中的安全風險識別和預判作為科研任務之一，并通過強制性手段（如行政命令）或激勵性手段自上而下地推行。例如，科研項目設置一定比例的安全風險專用資金，用于支付科研安全保障措施，或作為科研項目安全順利開展的獎勵資金。那么，如何才能準確全面地識別科研過程中的安全風險呢？前文提到，非常規的、探索性的、極端工況下的試驗，其潛在的安全事故具有一定的學科依賴性和研究內容依賴性，因此可通過專家介入的方式對安全風險進行預判：1）通過計算機仿真的方法預測試驗結果和過程參數，進而識別潛在風險；2）對于相同或相近學科的實驗研究，通過成立安全專家委員會對各個研究方向和具體研究對象進行論證，提前規避安全風險或制定應對措施。

2.3 實施先進的安全質量管理體系

無論應對哪種類型的安全事故，先進的安全質量管理體系都必不可少。實驗室安全質量管理應包括人、設備和制度三個方面：在人的方面，提高實驗室責任主體人及其代理人的管理水平和責任意識，加強實驗室使用人的安全教育與人格教育，強化其自我保護意識；在設備方面，進行積極預算，設置專項資金保障先進安全設備的引進，如監控、監測系統，防呆防錯系統，智能管理及運行系統等；在制度方面，應確保自上而下安全管理體系的嚴格執行，完善實驗室準入制度，完善各類設備儀器的安全操作規程，完善實驗物料管理及領用制度等。例如，2018年廣東省教育廳頒布《高等學校實驗室安全建設與管理暫行規定》[8]中，提到“五雙管理”：雙人收發、雙人記賬、雙人雙鎖、雙人領取、雙人使用。

2.4 實驗室安全技術

在實驗室安全事故發生后進行反思、追責、溯源分析雖然必要，但對于安全事故的預防作用存在一定的局限性[9]，每年發生的實驗室安全事故頻次大致保持穩定的事實就從側面印證了這一點。除了上述的制度、意識、管理因素外，科研型實驗室安全穩定運行也需要先進的實驗室安全技術的保障。這里的技術既包括具體的實驗手段、方法、材料，也包括用于監測、檢測、預警的軟硬件系統、控制策略、算法等。筆者認為實驗室安全技術可以從本征安全[10]、主動安全、被動安全三個層面開展，并總結于表2中。本征安全指的是預防性的保護技術，即充分考慮實驗過程本身的特性，從設計、實施、制造的角度根本性提高安全水平。主動安全則著眼于實驗和過程本身，通過檢測過程狀態參數的偏離及時進行干預和防護，如是否違反安全操作規程，關鍵參數是否偏離正常范圍等。被動安全側重補救，當事故發生以后或處于發生的初始階段，通過某種方式將已發生災害降至最小或防止次生災害發生。

3 實驗室安全風險管理

基于前文中對于實驗室安全風險因素的分析以及安全事故預防方法的討論，筆者認為高等學校等實驗室所有方應從四個層面進行安全風險管理。

3.1 通用型安全風險管理

具體包括防火、防爆、防盜、防水、防毒害、防擴散等常見的用于應對火災、爆炸、用電事故、偷盜及非法使用、水災、污染物釋放和擴散等安全事故。其中，火災、水災、用電事故等具有普遍性，在各類型、各學科領域實驗室中屬于共性問題；爆炸、生物安全事故、毒害事故等也具有一定的普遍性，如常見的爆炸事故多發生在有易燃易爆物品、壓力容器以及極端工況測試的實驗室，而常規的生物安全及毒害事故，多發生于具有生化研究內容的實驗室。

3.2 基于學科和研究內容的安全風險分階段及分級管理

組建實驗室安全管理委員會，聘請與該學科和研究內容相關的行業專家參與實驗室安全管理，通過組織研討會、設置安全風險識別研究課題、推行計算機仿真技術等方式，對那些存在于非常規的、探索性的、極端工況下的試驗過程中的，且難以預料、一旦發生后果嚴重的安全風險提早進行識別，并制定應對措施。

3.3 安全事故預演及事故災害管控

通過對各種類型的安全事故進行模擬、預演，從實驗室安全設計的角度查漏補缺，克服在實驗室建設、設備空間布局、實驗物料存放、實驗人員避險與逃生等方面的設計缺陷。

3.4 事故發生后應進行積極善后，履行相應的法律義務

高等學校等實驗室所有方應充分意識到自身在實驗室安全事故中的第一主體責任地位，對于無法避免或已然發生的安全事故應積極善后，切實履行相應的法律義務，從而盡可能降低安全事故的影響，避免事故發生后衍生其他責任風險、社會影響風險和行政風險。

4 結束語

近年來，實驗室安全事故造成的傷亡事件持續發生，教訓慘痛，引人深思。本文基于對部分科研實驗室發生的重大安全事故的調查分析，從科研實驗室的運行特點出發，結合筆者多年科學研究及實驗的切身體會，著重分析科研實驗室的安全風險點，提出了相應的事故預防方法，從四個層面闡述高等學校等實驗室所有方的安全風險管理內容?？傮w來看，實驗室的安全運行離不開第一責任主體的引領和多方參與共建的努力，整體涵蓋制度、意識、管理、技術等因素。其中實驗室所有方應充分發揮監督與引導作用，積極承擔主體責任；管理方應嚴格執行有效的安全管理體系；使用方應樹立牢固的安全意識與責任意識。科研道路漫漫且修遠，吾輩須上下且安全而求索。

5 參考文獻

[1] 田志剛，郭子萌，佟瑞鵬.基于致因機理的高校實驗室安全事故分析與危機管理探索[J].實驗技術與管理，2021，38（6）：265-268，286.

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[10] 張景林，蔡天富.對安全系統運行機制的探討：安全系統本征與結構[J].中國安全科學學報，2006（5）：16-21.

[11] 吳重光.危險與可操作性分析（HAZOP）應用指南[M].北京：中國石化出版社，2012：280.

*項目來源：國家自然科學基金項目“基于激光光熱動態微泡的多模診療方法研究”（基金編號：No.62005325）；貴州省科技計劃項目“激光響應型多模態、多功能、抗腫瘤耐藥性的診療一體化探針的研制”（基金編號：黔科合基礎-ZK〔2021〕一般324）；遵義醫科大學博士科研啟動項目“克服鼻咽癌腫瘤耐藥性的激光響應型納米動態探針的研制”（基金編號：F-ZH-005）；遵義醫科大學珠海校區教改項目“基于醫、教、研三位一體的“新醫工融合”：《醫學影像成像系統》課程的新型教學與科學研究模式探索”（基金編號：ZH202212B）。

作者簡介：王思琪，通信作者，博士，副教授；呂志慧，講師；陳昆濤，教授、主任醫師。