唐繼壘
(重慶博騰制藥科技股份有限公司,重慶 401221)
化學實驗室,包括企事業(yè)單位及高校的實驗室和分析室,以及具有研發(fā)、科研、技術(shù)改進及檢驗等功能的場所,是科技發(fā)展及生產(chǎn)制造的重要組成部分?;瘜W實驗室往往具有與危險化學品從業(yè)單位相似的風險,主要危險源為各種危險化學品,工藝失控及高壓高溫設(shè)備。近年來,以人為本的安全理念升溫,實驗室的安全問題也漸漸受到重視,但目前各實驗室管理參差不齊、無統(tǒng)一標準,亟需一套統(tǒng)一的安全管理體系標準以提升實驗室的整體安全管理水平。
由于化學反應(yīng)需要,化學實驗室往往會使用大量的化學品,其中包括一些易燃、易爆、腐蝕性、有毒等危險化學品,如果管理或操作不慎,則會導致火災(zāi)及爆炸、人員被腐蝕性燒傷,或人員中毒等安全事故[1]。2017年3月28日,中國一重點大學實驗室突發(fā)煙霧報警并發(fā)生爆炸,致一名學生手被炸傷;2016年1月31日,重慶一家醫(yī)藥企業(yè)發(fā)生燃燒事故,致1人死亡;2015年12月18日,另一重點大學實驗室發(fā)生火災(zāi),導致一名博士后死亡[2]。這些人員傷亡的實驗室事故均是由危險化學品管理或操作不善導致,可見危險化學品是實驗室的主要風險源,也是安全工作的重難點。
化學反應(yīng)往往伴隨著高溫高壓、放熱、釋放氣體等過程,如果對于化學反應(yīng)的機理及性質(zhì)不清楚,或?qū)Ψ磻?yīng)時的溫度、加料速度等控制不當,將造成反應(yīng)加快進而引發(fā)失控的超溫超壓,可引發(fā)泄漏,如可燃物質(zhì)遇到實驗室的酒精燈、不防爆電器等點火源,可引發(fā)更惡性的燃爆事故。另外一些化學反應(yīng)本身溫度控制條件苛刻,如硝化反應(yīng)、重氮反應(yīng)、格氏反應(yīng)等,更進一步增加了反應(yīng)失控的可能性。
設(shè)備設(shè)施方面,一些化學反應(yīng)會使用到高壓反應(yīng)釜,如氫化反應(yīng),甚至有的化學反應(yīng)的工藝壓力高達5.0MPa,如設(shè)備或操作失誤,會引發(fā)后果嚴重的爆炸事故。實驗室中,壓縮氣體和液化氣體一般儲存于鋼瓶,如壓縮氮氣、氨氣、乙炔、氫氣等,此類高風險氣體往往沒有按照?;S進行合理地管線布局、安裝及連結(jié),很多情況往往是人工搬運及操作,存在較大的泄漏進而引發(fā)次生事故的風險。其他方面,實驗室內(nèi)部水、電、氣線路鋪設(shè)不符合實驗要求,或者因經(jīng)常施工改造修改線路,容易引起電器短路,從而產(chǎn)生火花,引發(fā)火災(zāi),或者引起觸電事故,造成人員傷亡[3]。
國家將危險化學品生產(chǎn)、使用、經(jīng)營或儲存的單位(簡稱危化品從業(yè)單位)納入高風險及重點監(jiān)管范圍內(nèi),執(zhí)行危險化學品從業(yè)單位安全生產(chǎn)標準化的強制要求,其整合了安全生產(chǎn)領(lǐng)域的大量法律、法規(guī)及標準的要求,所有危險化學品單位均參照此標準進行安全生產(chǎn)管理,安全監(jiān)管部門也參照此標準對從業(yè)單位進行監(jiān)管。
化學實驗室往往歸屬于科研類單位,其危險化學品使用的總量還不足以達到危險化學品生產(chǎn)、儲存或使用的單位的判定標準。目前,國家還沒有針對化學實驗室的統(tǒng)一安全標準,這主要存在兩點問題:(1)實驗室在安全技術(shù)及管理方面游刃空間較大,適用規(guī)范不統(tǒng)一;(2)政府部門監(jiān)管沒有可參照的整合標準,難以有效地監(jiān)管。
無可執(zhí)行的標準,導致化學實驗室從設(shè)計開始就參差不齊,對于危險化學品建設(shè)項目,有建設(shè)項目“三同時”監(jiān)督管理辦法,要求安全設(shè)施必須與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用,在建設(shè)項目的各個階級均會進行安全評估及論證,以達到合適的安全控制要求。然而,化學實驗室缺乏安全設(shè)施“三同時”管控,導致一些實驗室在設(shè)計階段缺乏安全設(shè)施方面的考慮,如總體布局不合理,試劑倉庫布置在各個實驗室的樓層中;試劑倉庫防火及防爆缺乏考慮,危險反應(yīng)區(qū)域的防爆、防火及防毒缺乏考慮;氣體管道穿過人員辦公室,布局缺陷;無通風防毒防塵設(shè)施等問題。
由于無統(tǒng)一標準,除了安全設(shè)施方面,安全管理也難以把握尺度,如化學實驗室是否需執(zhí)行危險作業(yè)許可制度,是否需按照?;窂臉I(yè)單位的要求進行安全檢查,是否進行工藝變更的安全評估管理等。對于一些安全管理較成熟的單位,如跨國企業(yè)或大型國企,其已建立實驗室的內(nèi)部安全標準,而其他的大多數(shù)實驗室,安全管理處于起步階段,有待制定合理的標準并納入監(jiān)管。
早前,我國各個企業(yè)、學校及科研機構(gòu)實驗室的安全管理與發(fā)達國家相比差距較大[4],在2010年前后開始進一步重視并提速安全管理的建設(shè)。然而,由于沒有前一點要求的強制標準,目前各個化學實驗室仍然缺乏安全方面的專業(yè)人員,有大量的單位甚至沒有專職的安全管理人員。現(xiàn)代化的安全管理是一個包含科學及管理學的管理舞臺,而成熟的安全管理人員在其中扮演非常重要的角色,對于實驗室的安全管理有舉足輕重的作用。
當下,為了提升化學實驗室的安全管理,統(tǒng)一安全管理標準是重要舉措,將安全管理及理念融入到實驗室的設(shè)計、施工、使用的各個環(huán)節(jié)中。幾乎所有化學實驗室的特點都是工藝變化較快,缺少安全數(shù)據(jù),工作節(jié)奏較快并要求盡快出結(jié)果或數(shù)據(jù),而實驗室導致人員傷亡的?;?、工藝和設(shè)備設(shè)施危險源也是大量客觀存在的,結(jié)合這些特點,在制定實驗室安全管理標準時,應(yīng)時刻融入風險管控的理念,即達到風險管控的目的,又不至于過度設(shè)計及管理,致使實驗室不必要的成本增加,效率降低。
化學實驗室的主要危險因素與危險化學品從業(yè)單位的相似,推薦參考危險化學品從業(yè)單位的相關(guān)安全體系標準,可減少從零建立標準所需要的研究及論證時間。《重慶市危險化學品從業(yè)單位安全生產(chǎn)標準化及監(jiān)督檢查一體化工作指南(試行)》是重慶于2017年發(fā)布并于2018年對危險化學品從業(yè)單位開展的一體化試點工作,依照新制定的標準《重慶市危險化學品從業(yè)單位安全生產(chǎn)標準化等級評定細則及監(jiān)督檢查清單(試行)》執(zhí)行,該標準同樣整合了安全方面的法律、法規(guī)及標準,著重關(guān)注生產(chǎn)現(xiàn)場的安全設(shè)施及安全要求的執(zhí)行及落實情況,減少了文件要求的占比,符合化學實驗室安全管理體系的基本理念,見表1。
表1 《重慶市危險化學品從業(yè)單位安全生產(chǎn)標準化等級評定細則及監(jiān)督檢查清單(試行)》基本要素及分值占比節(jié)選
針對化學實驗室的安全體系標準,可以此標準為骨架,并作適當?shù)暮喕靶薷?,逐步用于化學實驗室的安全體系建設(shè)及監(jiān)管。以下重點談?wù)撔枰喕蛐薷牡闹饕獌?nèi)容(完全不適用的內(nèi)容不納入討論范圍,如儲罐相關(guān)要求)。
(1)選址和總平面布置;建、構(gòu)筑物。由于實驗室的危險化學品用量較少,企業(yè)內(nèi)間距及周邊間距宜執(zhí)行GB 50016-2014建筑設(shè)計防火規(guī)范。危化品(試劑)倉庫及危險工藝實驗室(包括氫化反應(yīng),批量20公斤以上的反應(yīng)區(qū)域)應(yīng)按照建筑防火的要求,至少該區(qū)域的耐火等級不低于二級,散發(fā)較空氣重的可燃氣體、可燃蒸汽的區(qū)域和有粉塵、纖維爆炸危險的區(qū)域應(yīng)采用不發(fā)火花的地面。
危險工藝應(yīng)考慮設(shè)置在相對安全,對周邊影響較小的位置。
(2)工藝與設(shè)備?;瘜W實驗室的特點決定了其工藝及化學品時常改變,為了達到風險管控又不影響效率的目的,對于新工藝及變更的工藝應(yīng)進行分級評估,如未使用易爆、自燃、高毒、劇毒、特殊氣體、強氧化劑及其他化學品性質(zhì)不穩(wěn)定的化學品,不進行高能放熱、高壓反應(yīng)或其他特殊反應(yīng),應(yīng)簡化評估流程,由有一定經(jīng)驗的實驗人員進行評估并制定安全措施即可;超出以上范圍,應(yīng)由實驗室資深技術(shù)人員及安全管理人員共同進行技術(shù)評估,并由實驗負責人批準。
在實際操作上,可采用檢查表的方式問問題,防止考慮遺漏,如是否使用了劇毒化學品,是否批量在20公斤以上,如兩者同時滿足,說明風險較高,可采取簡化的HAZOP(Hazard and operability studies,危險與可操作性分析)方法或類似方法對特殊工藝進行評估。
對于一些設(shè)計專用于高風險反應(yīng)的設(shè)備,應(yīng)參考安監(jiān)總管三〔2014〕116號和安監(jiān)總管三〔2016〕62號強制設(shè)置安全設(shè)施或附件,如安全閥、氮氣惰化系統(tǒng)等,并設(shè)定必要的安全聯(lián)鎖。
(3)電氣、防雷防靜電、視頻監(jiān)控與泄漏報警。應(yīng)劃分為爆炸危險區(qū)域并設(shè)置防靜電措施的部位,實驗室使用或儲存化學品量較大的區(qū)域,涉及使用及儲存可燃氣體的區(qū)域,可能會產(chǎn)生大量可燃粉塵的區(qū)域。視頻監(jiān)控應(yīng)覆蓋這些區(qū)域,可燃氣體、有毒氣體檢測報警系統(tǒng)至少應(yīng)覆蓋以上區(qū)域。
(4)職業(yè)危害控制與預(yù)防。實驗室常用的職業(yè)衛(wèi)生防護工程措施是通風櫥和萬向排風罩,應(yīng)根據(jù)實驗室布局及使用的化學品在設(shè)計時一并考慮。對于一些劇毒或高活性化學品,宜采用負壓手套箱進行防護。每間實驗室宜設(shè)置獨立的洗眼淋洗器。實驗室的勞動防護用品宜采用廣譜防護化學品的型號,包括防護面罩及防護手套,并且應(yīng)明確規(guī)定哪些操作應(yīng)佩戴何種防護用品。
(5)作業(yè)環(huán)境和文明生產(chǎn)。實驗室建筑物頂應(yīng)按要求設(shè)置風向標。實驗室的固定管道,如氮氣、氫氣、導熱油等管道應(yīng)參照?;髽I(yè)的標準設(shè)置管道標識。實驗室門口、高毒實驗室、禁火區(qū)域應(yīng)按要求設(shè)置相應(yīng)的標識。
特殊作業(yè)許可方面,包括動火作業(yè),受限空間作業(yè),實驗室應(yīng)評估危險區(qū)域,應(yīng)包括但不僅限于化學品(試劑)倉庫,化學反應(yīng)區(qū)域,三廢收集及儲存區(qū)域,這些區(qū)域納入危險作業(yè)管理,辦理作業(yè)票后方可進行特殊作業(yè)。
(6)機構(gòu)和職責。實驗室需建立并落實主體責任制,履行“一崗雙責”。由于化學實驗室危險性較大,依照《安全生產(chǎn)法》,超過300人的實驗室至少應(yīng)配備專職安全管理人員,未超過的至少應(yīng)配備兼職安全管理人員。專職或兼職安全管理人員應(yīng)是化工、安全等相關(guān)專業(yè),或具有化工、安全工作經(jīng)驗的人員擔任。
(7)安全管理制度和操作規(guī)程。實驗室的安全管理制度及操作規(guī)程不應(yīng)求多,但是必須有操作性,應(yīng)覆蓋以下部位:對于實驗室的一些高風險區(qū)域及工藝,如化學品倉庫、氣瓶儲存及使用區(qū)域、高壓反應(yīng)區(qū)域等,可采用工作危害分析及檢查表的方式進行評估,并制定包含安全要求的操作規(guī)范或制度。風險相對較低的區(qū)域及操作,可制定總體的安全操作注意事項。
(8)檔案管理。隱患整改往往是很多實驗室的薄弱點,實驗室應(yīng)根據(jù)風險大小,建立不同區(qū)域的隱患排查計劃,包括參與人員、頻次、檢查標準等,隱患整改可參照此標準的要求進行。
特別注意,實驗室應(yīng)建立危險化學品清單及兼容性存放規(guī)則,以此指導化學品的使用及存放。實驗室的化學品種類繁多,不兼容的化學品切勿混存,如氧化劑與易燃物,酸類與堿類,遇水反應(yīng)物質(zhì)與水等。
依照化學實驗室的特點及風險,以《重慶市危險化學品從業(yè)單位安全生產(chǎn)標準化等級評定細則及監(jiān)督檢查清單(試行)》作為主要體系框架,可逐步建立化學實驗室安全管理體系標準,上文雖提出了簡化及修改的思路,但實驗室安全管理體系標準還需要安全生產(chǎn)領(lǐng)域的專家進一步討論及論證,并在實際管理及監(jiān)管中不斷優(yōu)化,以形成成熟的化學實驗室安全管理體系標準,最終目的是為推動實驗室安全管理,做到有法可依,有標準可執(zhí)行,進一步確保安全生產(chǎn)。