鐘 珊，張 燕

(1.武漢理工大學 教務處，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學 安全科學與應急管理學院，湖北 武漢 430070)

高校實驗室是我國高校師生的實驗教學及科研重地，目前很多高校的實驗教學、科研活動都是在實驗室內(nèi)開展。隨著我國經(jīng)濟水平的提高，國家對高校教育科研的財政投入在逐年增加，我國高校實驗室的數(shù)量逐年增加，規(guī)模也逐年擴大。根據(jù)中國教育科學研究院統(tǒng)計，僅教育部直屬的高校就擁有4 000多個實驗室[1]。實驗室為高校開展實驗及科研活動提供平臺的同時，也給高校師生帶來了極大的安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計，1997—2016年我國高校實驗室發(fā)生112起典型事故，導致12人死亡、84人受傷，事故類型主要集中于火災或爆炸性事故[2-3]，分別占總事故的52%和29%，其他依次為中毒、觸電、機械事故。高校實驗室安全事故頻發(fā)，不僅威脅著廣大師生的人身安全，還嚴重影響了我國高校在國內(nèi)外的聲譽，因此構建科學合理的高校實驗室技術安全管理體系是非常重要和必要的。

1 國內(nèi)高校實驗室安全事故的主要因素

當前高校實驗室安全隱患不斷增加，與以下5個因素息息相關：①我國高等教育規(guī)模的擴大，導致實驗室承擔的實驗教學與科研任務陡增。自1999年高校擴招以來，我國高等教育逐漸由“精英教育”向“大眾教育”快速過渡，高等教育規(guī)模擴大幾倍甚至十幾倍[4-5]。高等院校在校生規(guī)模的擴大極大提高了高校實驗室使用頻次，實驗室儀器設備使用者或操作者的流動性也大幅增加，給實驗室安全管理提出了更高的要求。②隨著國家科研投入的逐年增加，導致高校實驗室危險化學品、易燃易爆物品、壓力容器等的數(shù)量、種類也在逐年增加。目前綜合性大學學科建設愈來愈齊全，高校實驗室安全不確定因素也在逐年增加。③開放共享機制實驗室致使實驗人次明顯增加，實驗室開放時間延長且不確定，致使實驗室的安全管理難度加大。為了整合高校實驗室資源，實現(xiàn)實驗室資源利用的最大化，越來越多的高校采取了共享機制的實驗室管理模式。但實驗室資源共享平臺全天候開放，大型儀器信息公開內(nèi)外預約[6]，造成實驗室儀器的操作人員流動性增大，大大增加了高校實驗室安全的管理難度。④高校實驗室安全設施和經(jīng)費投入嚴重不足[7-10]。許多高校往往只關注實驗室的科研成果和經(jīng)濟收益，在實驗室財政投入上存在著急功近利的現(xiàn)象，導致實驗室財政投入重點在設備儀器本身，而對于設備的維護保養(yǎng)、更新?lián)Q代及消防防護應急等相關配套設施的投入嚴重不足。⑤高校實驗室實驗人員安全意識淡薄。高校實驗室實驗人員大致可分為實驗室技術人員、專業(yè)教師及在校學生3類。很多學生和專業(yè)老師在進入實驗室前未進行專業(yè)的實驗安全培訓，再加上參與實驗的學生群體流動性比較大，給高校實驗室安全技術培訓帶來了一定的難度。2013—2018近6年間所發(fā)生的典型高校實驗室事故如表1所示。

表1 2013—2018年高校實驗室典型事故案例

2 高校實驗室安全“雙重預防機制”體系的構建

“風險分級管控”和“隱患排查治理”是目前企業(yè)安全生產(chǎn)的兩道防火墻。“風險分級管控”和“隱患排查治理”雙重預防機制體系愈來愈成熟和完善，已開創(chuàng)性地運用于很多高危行業(yè)，如礦山、堤壩的安全監(jiān)管。鑒于國內(nèi)高校實驗室安全監(jiān)管還停留在傳統(tǒng)單一的隱患排查階段，且隱患治理不及時，導致國內(nèi)高校實驗室安全事故頻發(fā)，因此國內(nèi)高校尤其是研究型大學實驗室的安全監(jiān)管應與“風險分級管控、隱患排查治理”的雙重預防機制相結合，將高校實驗室安全管控的關口移至實驗室風險點分級管控上，以保障高校實驗室工作安全有序開展。

為此，高校需成立專業(yè)的實驗室風險評估機構，評估機構內(nèi)成員需要經(jīng)過專業(yè)培訓，具備危險源辨識、風險評估及職業(yè)健康評估的能力。評估機構成員根據(jù)各自實驗室功能和特點制定科學的實驗室風險評估方案，結合高校實驗室功能特點和危險性，將高校實驗室劃分為物的不安全狀態(tài)、人的不安全行為、安全管理3方面進行識別。在科學評估的基礎上，將實驗室風險等級由高到低依次劃分重大風險、較大風險、一般風險、低風險，并通過紅、橙、黃、藍4個顏色標識，繪制高校實驗室風險空間分布圖，從而制定相應的實驗室分級管控措施?；凇半p重預防機制”的高校實驗室安全技術管理體系框架如圖1所示，“雙重預防機制”中第一道防線與第二道防線在時間上存在先后關系，第一道防線主要是從源頭上系統(tǒng)識別風險、管控風險，把各種風險控制在可承受范圍之內(nèi)，杜絕或減少事故發(fā)生概率；第二道防線主要是排查風險管控過程中出現(xiàn)的缺失、漏洞，將隱患消滅在事故發(fā)生之前。第二道防線中的基本隱患排查依據(jù)近年來實驗室發(fā)生安全事故的主要類型來劃分，而專業(yè)隱患排查主要依據(jù)高校內(nèi)部各專業(yè)實驗室特點進行劃分，實現(xiàn)高校實驗室風險辨識、風險評估、風險分級管控、隱患排查、整改與復查的閉環(huán)式安全管理[11]。

圖1 高校實驗室安全“雙重預防機制”體系框架圖

2.1 高校實驗室風險點的辨識

所謂風險點，是伴隨風險的設施、設備、場所、區(qū)域、部位，或是伴隨風險的實驗操作行為，或者是以上兩者的組合。實驗室風險點應當遵循“大小適中、便于分類、功能獨立、易于管理、范圍清晰”的原則準確予以劃分，才能在物的不安全狀態(tài)、人的不安全行為、安全管理3方面準確評估。因此對于高校實驗室來說，某個設備可視為風險點，某個存儲危險化學品的櫥柜可視為風險點，某個實驗操作也可視為風險點。尤其對于重大風險的實驗操作，應及時識別并制止，提高實驗室操作的準入門檻[12]。準確辨識高校實驗室的風險點，全面編制實驗室風險點清單是開展高校實驗室安全風險評估工作的第一要務，也是科學評估實驗室安全風險的基礎。

2.2 風險評估模型的選擇

所謂風險，是指事故發(fā)生的可能性與嚴重性的組合。因此，實驗室風險等級應既能反映出發(fā)生安全事故的概率，又能反映出發(fā)生事故的嚴重程度。目前，企業(yè)安全生產(chǎn)常用的風險評估方法有風險矩陣分析法(LS)、作業(yè)條件危險性分析法(LEC)等。但高校實驗不同于企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，其具有時間上的間斷性，操作上的靈活性，針對不同類型的風險點，應選用適宜的風險評估模型，甚至需要在原有風險評估模型的基礎上加以改進。

以實驗操作為例，高校實驗操作靈活多變、作業(yè)環(huán)境復雜多樣，在對實驗操作風險評估時，宜選用作業(yè)條件危險性分析法(LEC)[13]。以2014年香港科技大學化學實驗室事故為例，某同學在該化學實驗室試驗過程中不慎被氫氟酸噴到，由于當時實驗室沒有配備緊急噴淋裝置，導致該同學死亡?？梢妼嶒灢僮鱽碚f，實驗室的作業(yè)條件對實驗操作的風險起到至關重要的作用，可以使風險迅速升級。LEC法從3個方面對事故風險進行評估，分別是發(fā)生事故的可能性、人體暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度、發(fā)生事故產(chǎn)生的嚴重程度。

D=L×E×C

(1)

式中：D為危險性分值；L為發(fā)生事故的可能性；E為人體暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度；C為事故產(chǎn)生的嚴重后果。L、E、C賦值分別如表2～表4所示，風險評級判斷D如表5所示。

表2 事故或危險事件發(fā)生的可能性分數(shù)值L

表3 暴露于危險環(huán)境中的分數(shù)值E

2.3 基于LEC與FTA模型的實驗操作風險評估與案例分析

2018年12月26日，北京交通大學市政與環(huán)境工程實驗室發(fā)生爆炸，事故造成3名學生死亡。事故的直接誘因是在使用攪拌機對鎂粉和磷酸攪拌時產(chǎn)生氫氣，氫氣恰巧被攪拌機轉軸處因摩擦產(chǎn)生的火花點燃而發(fā)生爆炸。此爆炸又引起周邊鎂粉發(fā)生粉塵爆炸，屬于典型的二次事故。在該事故中，使用攪拌機對鎂粉和磷酸攪拌這個實驗操作本身就是一個風險點，開展實驗前應對此次實驗操作展開風險評估。鎂粉與磷酸的攪拌可能發(fā)生的后果就是產(chǎn)生氫氣的爆炸。又由于實驗室內(nèi)大量鎂粉的存在，致使實驗操作風險升級，屬于危險作業(yè)條件下實驗操作。因此對于此次實驗操作風險評估，宜選用LEC法。由于本次實驗操作，從事故發(fā)生的可能性來說屬于相當可能，由于大量鎂粉長期儲存在實驗室，暴露于危險作業(yè)條件下的頻繁程度屬于逐日在工作時間內(nèi)暴露，一旦發(fā)生事故則會造成數(shù)人死亡。因此針對本次危險作業(yè)條件下的實驗操作，L、E、C的賦值應分別選為1、6、40。由式(1)可得，風險評級D為240。

表4 事故后果分數(shù)值C

表5 危險等級D

由表5可知，此次在儲存大量鎂粉的實驗室內(nèi)實施的攪拌機攪拌鎂粉與磷酸的操作行為的危險分數(shù)介于160～320之間，屬于高度危險。對應整改措施是立即整改，只有實驗室作業(yè)條件整改后才可進行實驗操作,以提高實驗室安全準入門檻。在今后的實驗室安全管理中，建議根據(jù)實驗操作危險等級建立健全實驗室安全準入制度[14]。

為進一步分析該事故發(fā)生的原因，筆者采用FTA模型進行分析，實驗室爆炸事故樹如圖2所示，通過實驗室爆炸事故樹計算出最小徑集，求解出保證頂上事件不發(fā)生的最小基本事件組合有6個：{X1}，{X2}，{X4}，{X5}，{X6}，{X8，X9}。最小徑集表示了系統(tǒng)的安全性，也可以找到確保系統(tǒng)安全的最佳方案，從該事故樹的最小徑集可以了解到，要使頂上事件不發(fā)生的整改措施有合理儲存實驗室危險化學品、加強實驗室的安全管理、控制實驗中鎂粉的用量、提高實驗人員的實驗技能和安全意識以及改進試驗設備防治靜電和火花等。

2.4 高校實驗室隱患分類排查

高校實驗室隱患排查采用基本排查和專業(yè)排查兩種形式，基本排查包括防火隱患排查、防爆隱患排查、防電擊隱患排查、防機械傷害隱患排查、職業(yè)衛(wèi)生排查、防毒排查等(見圖1)。專業(yè)排查是根據(jù)高校專業(yè)或行業(yè)排查實驗室隱患，如化學專業(yè)實驗室、材料專業(yè)實驗室、環(huán)境專業(yè)實驗室、生物專業(yè)實驗室、機械專業(yè)實驗室等。然后根據(jù)不同區(qū)域和部位，分級分類編制高校實驗室《隱患排查清單》，明確檢查內(nèi)容、檢查區(qū)域、檢查周期及檢查要求等要素，定期開展隱患排查。高校實驗室隱患排查系統(tǒng)模式如圖3所示，在隱患排查中應做到分工明確，責任到人，明確隱患排查單位主體責任，并建立健全隱患排查追責制度，對隱患整改不到位的責任單位要追究責任。

3 高校實驗室風險隱患的管控治理

高校實驗室風險隱患可在技術、管理、教育培訓等方面加以管控。在技術上，實驗室的選址與建設應綜合考慮功能和周邊環(huán)境等因素，對實驗室空間進行合理布局，如易燃易爆品應遠離熱源與嚴禁明火，易燃易爆有毒化學品分類存放，放射性設備專門分區(qū)。在管理上，制定健全的安全管理機構、規(guī)章制度和標準操作規(guī)程，優(yōu)化高校實驗室安全管理監(jiān)督機制和獎懲機制。在教育培訓上，高校應定期開展實驗室安全教育，強化師生和實驗人員安全意識，學生、實驗室人員、專業(yè)教師都要經(jīng)過嚴格的安全教育培訓后方可進入實驗室開展工作。

加強校園安全文化和實驗室安全文化建設，讓“我要安全”的安全意識深入到師生內(nèi)心深處。安全文化分為物的安全文化、安全管理文化、安全觀念文化3層。安全觀念不僅是安全管理的核心驅動力，還是安全文化的核心和靈魂[15]，在不斷改進更新實驗室技術及設備的同時，完善實驗室準入制度、實驗室培訓制度、實驗室應急演練制度、實驗室“三廢”處理監(jiān)督制度等相關管理規(guī)定，在高校實驗室管理中建立起“安全第一、預防為主”的安全觀念。

4 應急組織與職業(yè)健康體系構建

4.1 應急組織體系構建

由于高校管理體系龐大復雜，因此針對不同類型和等級的風險和隱患，在建立相應等級的風險隱患技術管理體系的同時，還應建立相應等級的應急組織體系。高校實驗室安全事故應急組織體系可分為校級、院級及現(xiàn)場3級應急組織體系，并編制相應等級的應急預案，定期開展演練。對于校級應急組織體系，不僅需要負責實驗室安全的校領導、院領導親自統(tǒng)帥指揮，還應從保衛(wèi)處、校醫(yī)院、財務處、國有資產(chǎn)處等相關部門抽調(diào)專人[16]，以確保在實驗室事故發(fā)生后，學校能在第一時間組織到足夠的人力、物力、財力等應急保障資源。為提高實驗室應急響應效率，實驗室應急預案應分工明確，責任到人，建立健全接警、報告和記錄整理程序，應急響應后勤保障程序，主要負責人的應急響應程序，應急狀態(tài)解除程序等。明確指出責任單位或責任人該如何救、怎樣救、用什么資源來救。應急救援人員到達現(xiàn)場后，實驗室管理人員應積極配合應急救援人員的工作，為事故后的應急救援提供數(shù)據(jù)和信息，將實驗室安全事故的損失和影響降到最低限度。

4.2 職業(yè)健康體系構建

實驗室安全不僅包含避免傷害事故的發(fā)生，還包含實驗室實驗人員的身體健康，因此實現(xiàn)實驗室安全，高校還應加強實驗人員職業(yè)健康體系的構建，預防職業(yè)病的發(fā)生。采用防塵、防毒、減震降噪、防暑、防濕、防非電離及電離輻射等衛(wèi)生工程技術措施，減少職業(yè)病危害因素的接觸，或者降低工作場所職業(yè)病危害因素的濃度或強度[17]。如化學、材料、環(huán)境類實驗室在實驗過程中會產(chǎn)生有毒有害氣體，實驗人員如果經(jīng)常接觸有毒有害化學品可能產(chǎn)生職業(yè)病，因此這些類型實驗室在加強個體防護的同時，還應加強職業(yè)病防治培訓，提高實驗人員的職業(yè)健康意識；同時還應加強室內(nèi)通風排毒措施，將有害物質集中處理或及時排出實驗室。在實驗原料選取時應本著以無毒代替低毒，低毒代替高毒的原則，從源頭上控制有害因素。此外，實驗設備還應盡可能密閉化，對于易燃易爆品的實驗，在加強實驗人員個體防護的同時，還應盡可能采取遠距離操作，降低實驗室有害因素對人體的傷害。對于長期處于有害因素中的實驗人員，如經(jīng)常接觸電磁輻射的專業(yè)實驗員，還應定期對他們開展職業(yè)健康診斷。在必要的情況下，高校還應配備實驗室的輔助用室，以降低有毒物質污染衣物、皮膚的程度。高校工會組織依照《中華人民共和國職業(yè)病防治法》應對高校職業(yè)病防治工作進行監(jiān)督，維護長期處于有害因素中的實驗人員的合法權益。

5 結論

為了長期有效減少和預防高校實驗室安全問題，筆者構建基于“風險分級管控，隱患排查治理”雙重預防機制的高校實驗室安全管理體系。從源頭上識別評估風險，將各種風險尤其是重大風險控制在可控范圍之內(nèi)，將實驗室安全管理的關口前移至風險分級，從而將實驗室各種隱患排消滅在事故發(fā)生之前。同時，還應加強應急組織體系和職業(yè)健康體系構建，實現(xiàn)對實驗室的組織、制度、技術、人員、防護、應急、職業(yè)健康等方面的有效管控。研究證明了“風險分級管控，隱患排查治理”的雙重預防機制對于提高高校實驗室安全管理水平是切實可行的，能顯著降低和有效預防高校實驗室的安全問題，有助于營造“平安校園”的氛圍。