馬達(dá)開工程師 尹 洧高級(jí)工程師

(1.北京中晟環(huán)科環(huán)保科技有限公司，北京 100041；2.北京市化學(xué)工業(yè)研究院，北京 100084)

0 引言

實(shí)驗(yàn)室工作內(nèi)容主要為教學(xué)、科研、小試、分析化驗(yàn)和產(chǎn)品檢驗(yàn)等，其特點(diǎn)是使用的化學(xué)品種類多，數(shù)量相對(duì)較少，儀器設(shè)備較多(包括前處理及污染治理設(shè)備)，有時(shí)還涉及到氣體鋼瓶(如氫氣、乙炔等)，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，若管理不善就有可能發(fā)生實(shí)驗(yàn)室安全事故，據(jù)中國教育科學(xué)研究院統(tǒng)計(jì)，目前我國75所教育部直屬高校擁有實(shí)驗(yàn)室4 029個(gè)，開展實(shí)驗(yàn)數(shù)量14萬個(gè)，累計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間400多萬小時(shí)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室還涉及到合成、聚合、裂化、加氫等多種類型的化學(xué)反應(yīng)，各類實(shí)驗(yàn)過程中也會(huì)涉及到一些危險(xiǎn)設(shè)備，如高壓反應(yīng)釜、壓力滅菌器、輻射源或輻射裝置等。有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)室還需使用劇毒、易制毒化學(xué)品等高風(fēng)險(xiǎn)物品，科研人員與危險(xiǎn)化學(xué)品和高風(fēng)險(xiǎn)儀器設(shè)備高頻率接觸，若不注意的話，就有可能引發(fā)灼傷、火災(zāi)、爆炸、中毒等各種事故。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)管理勢(shì)在必行。

1 實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理

危險(xiǎn)化學(xué)品的使用和儲(chǔ)存是實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)的主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)。北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、林芝市質(zhì)量協(xié)會(huì)發(fā)布的《實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理規(guī)范》都規(guī)定了實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理在人員、制度、設(shè)施設(shè)備、使用管理、儲(chǔ)存、廢棄化學(xué)品處置和應(yīng)急管理等方面的要求。2018年，北京市又在原規(guī)范基礎(chǔ)上分為2個(gè)部分：第1部分：工業(yè)企業(yè)，第2部分：普通高等學(xué)校。

對(duì)比2015年版，針對(duì)工業(yè)企業(yè)的新版第1部分中，作了一些變動(dòng)，刪除“術(shù)語和定義”，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)室專(兼)職安全員主要職責(zé)的規(guī)定，明確對(duì)外來實(shí)習(xí)和短期工作人員培訓(xùn)的重點(diǎn)和應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，增加對(duì)氣瓶和管線安全管理制度的要求，明確對(duì)不同類型廢氣的處理方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)室洗眼器和淋洗器的設(shè)置提出要求，增加對(duì)氣瓶標(biāo)志的管理要求，對(duì)樣品管理時(shí)記錄內(nèi)容及留樣的要求，對(duì)通風(fēng)柜通風(fēng)系統(tǒng)維護(hù)的要求，氣瓶存放時(shí)的要求，增加安全檢查內(nèi)容，增加危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存時(shí)無須適用隔離要求的條件要求，修改實(shí)驗(yàn)室內(nèi)單一包裝容器大小，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上易燃液體存放限量的規(guī)定及危險(xiǎn)化學(xué)品的其他儲(chǔ)存要求。

針對(duì)普通高等學(xué)校的新版第2部分，由北京石油化工學(xué)院、北京市安全生產(chǎn)工程技術(shù)研究院等單位起草，由北京市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局和北京市教育委員會(huì)組織實(shí)施。結(jié)合高等學(xué)校特點(diǎn)，普通高等學(xué)校需要有職能部門具體負(fù)責(zé)本校危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理的規(guī)劃、制度建設(shè)、日常管理和培訓(xùn)考核等工作；涉及使用危險(xiǎn)化學(xué)品的二級(jí)院系(或單位)需有相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)或?qū)Ｂ毴藛T來負(fù)責(zé)本部門危險(xiǎn)化學(xué)品的安全管理工作，各實(shí)驗(yàn)室需有專職或兼職人員負(fù)責(zé)危險(xiǎn)化學(xué)品的日常管理工作。從制度方面來說，普通高等學(xué)校和有關(guān)二級(jí)院系(或單位)應(yīng)制定實(shí)驗(yàn)室的安全管理制度、編制相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和設(shè)備的安全操作規(guī)程。

2 實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)過程可能涉及各種物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，有許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是不可控制的，會(huì)出現(xiàn)極大的未知性和突發(fā)性，特別是物理、化學(xué)等專業(yè)性實(shí)驗(yàn)，涉及到一些危險(xiǎn)因素，發(fā)生突發(fā)事件的可能性比較大，也有可能引發(fā)嚴(yán)重事故。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法使用理論數(shù)據(jù)和人為實(shí)踐數(shù)據(jù)相結(jié)合方式，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。但這種評(píng)估會(huì)出現(xiàn)一定偏差，最終導(dǎo)致理論數(shù)據(jù)與實(shí)踐數(shù)據(jù)相違現(xiàn)象。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尚無具體標(biāo)準(zhǔn)，原環(huán)境保護(hù)部出臺(tái)過《企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)方法》，此風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)方法基于矩陣法，以風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量與臨界量比值(

Q

)、生產(chǎn)工藝過程與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制水平(

M

)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體敏感程度(

E

)構(gòu)成企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)矩陣表，通過計(jì)算來確定企業(yè)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(共分為一般環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、較大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)3個(gè)等級(jí))。但用此標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的最大儲(chǔ)存量基本上都在1t以下，除少數(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大的物質(zhì)臨界量在0.25t和0.5t(這些物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室的儲(chǔ)量均被嚴(yán)格管控，儲(chǔ)存量遠(yuǎn)在臨界量之下)之外，大多數(shù)風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的臨界量都在1t以上，故絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室涉氣和涉水風(fēng)險(xiǎn)

Q

計(jì)算值都小于1，可以直接判斷為一般環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)于同為一般風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)室來說，其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)程度還是有差別的，但應(yīng)用此標(biāo)準(zhǔn)就難以體現(xiàn)出來。

目前實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估常用方法有矩陣法、量規(guī)法(Gauge Method)、風(fēng)險(xiǎn)樹法、層次分析法、LEC法(作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法)、大數(shù)據(jù)法等，可以根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室具體情況選擇適當(dāng)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

(1)風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，指按照實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后果的嚴(yán)重程度，將風(fēng)險(xiǎn)繪制在矩陣圖中，以矩陣的方式對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研判。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，采取相應(yīng)控制措施。

矩陣法中的風(fēng)險(xiǎn)矩陣為管理者提供了可視化的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)識(shí)別工具。此方法在應(yīng)用中需要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)重要性等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性、后果嚴(yán)重程度等做出主觀判斷，可能影響使用的準(zhǔn)確性。

另外10例患者均接受MRI掃描診斷，使用超導(dǎo)型MR掃描診斷儀，頸部線圈總共有8道，釓雙胺作為MRI掃描對(duì)比劑，0.1mmol/kg的釓雙胺總藥物劑量為2.0ml/s，從患者的肘正中靜脈處注入。

(2)量規(guī)評(píng)價(jià)法，是通過評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行評(píng)分，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)估量規(guī)時(shí)，針對(duì)影響實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)的各因素及各因素在實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)中的具體體現(xiàn)和作用，列出評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行描述，從而設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估量表。使用量規(guī)評(píng)價(jià)法對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)估時(shí)，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地了解實(shí)驗(yàn)室的安全狀況，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果找出存在的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，研究應(yīng)對(duì)方案。量規(guī)評(píng)價(jià)法的優(yōu)點(diǎn)是評(píng)價(jià)主體范圍廣、可操作性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是過于靈活，不同的評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響比較大。

(3)風(fēng)險(xiǎn)樹法，是以圖解的形式將實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)按層次予以分解，最后找到實(shí)驗(yàn)室所承受風(fēng)險(xiǎn)的具體形態(tài)。再通過頭腦風(fēng)暴法收集實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)收集到的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分類整理，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)樹將其形象化地表示出來，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)樹的最小風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行評(píng)估，取平均值作為最終得分，再對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因子權(quán)重進(jìn)行評(píng)估，其中各個(gè)專家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因子的權(quán)重評(píng)分要使得占其上一層父因子的權(quán)重之和為1，然后取其平均值作為最終權(quán)重，最終得出實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估值，進(jìn)而對(duì)得出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值進(jìn)行等級(jí)劃分。風(fēng)險(xiǎn)樹可以很好地描述一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)或加工過程，有助于發(fā)現(xiàn)內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)?？梢杂糜诳疾煜到y(tǒng)變化的敏感性，確定系統(tǒng)中哪些部分對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響最大。但是要掌握該技術(shù)并使用其進(jìn)行研究需要大量時(shí)間。

(4)層次分析法，是以數(shù)字形式進(jìn)行處理與表達(dá)，將決策者的主觀判斷進(jìn)行量化處理，把復(fù)雜問題層次化和簡(jiǎn)單化，并利用層次分析細(xì)節(jié)，通過定量數(shù)據(jù)為決策者提供依據(jù)，這是一種能夠處理不易量化問題的評(píng)估方法。層析分析法是把需要決策的問題看成一個(gè)大系統(tǒng)，它是由若干個(gè)影響因素組合而成，且影響因素相互之間存在著關(guān)聯(lián)與制約，根據(jù)這些因素與因素之間的隸屬關(guān)系可以組成一個(gè)層析結(jié)構(gòu)，再通過相關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算，將這些因素層次進(jìn)行排序，最后將排序的結(jié)論作為決策依據(jù)。

采用事故樹—層析分析法對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，是綜合采用2種方法進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的范例。層次分析法把研究對(duì)象作為一個(gè)系統(tǒng)分析，可用于對(duì)無結(jié)構(gòu)特性及多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多時(shí)期等系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。簡(jiǎn)潔實(shí)用容易讓決策者掌握，所需定量數(shù)據(jù)信息較少。其缺點(diǎn)是不能為決策提供新方案，定量數(shù)據(jù)較少，定性成分多，結(jié)果不易令人信服，當(dāng)指標(biāo)過多時(shí)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大，權(quán)重難以確定，特征值和特征向量的精確求法比較復(fù)雜。

(5)LEC法，是利用與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的3個(gè)因素(

L

、

E

和

C

，分別代表事故發(fā)生的可能性、暴露在危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度和事故造成的嚴(yán)重程度)之積(

D=L

×

E

×

C

，

D

表示危險(xiǎn)性)來評(píng)價(jià)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的大小。在LEC法評(píng)估中，乘積

D

值表明危險(xiǎn)性的大小，當(dāng)

D

值越大，說明系統(tǒng)危險(xiǎn)性越大，當(dāng)

D

值大到一定程度時(shí)，就需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避、優(yōu)化和轉(zhuǎn)移等風(fēng)險(xiǎn)處理，直至將風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整到允許范圍內(nèi)。LEC法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、實(shí)用、適用范圍廣。其缺點(diǎn)為易受分析人員主觀影響較大。

(6)基于大數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，是利用大數(shù)據(jù)的堆積性進(jìn)行數(shù)據(jù)填充，使用過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)躍遷性采用肯特指數(shù)法(Kent Index)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。通過模擬使用環(huán)境進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法的有效性，結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的評(píng)估方法可對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行高精度的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。采用大數(shù)據(jù)法能夠更好地評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)中的不確定性和未知性，海量數(shù)據(jù)在決策過程中可以起到數(shù)據(jù)參考和信息參評(píng)的作用，將預(yù)先已知的事件用數(shù)據(jù)形式進(jìn)行概率和條件的轉(zhuǎn)換，通過改進(jìn)評(píng)估方法對(duì)整體框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)入大數(shù)據(jù)，對(duì)肯特指數(shù)法進(jìn)行改進(jìn)，通過建立實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，來實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。大數(shù)據(jù)法的實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，如下圖。

圖 大數(shù)據(jù)法實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程Fig. Risk assessment process of big data method for laboratory

通過大數(shù)據(jù)引入和肯特指數(shù)優(yōu)化，就能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。首先對(duì)硬性指標(biāo)、非控指標(biāo)和人為指標(biāo)這3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)。其中硬性指標(biāo)是由實(shí)驗(yàn)室自身配備得出的，與評(píng)估流程及方法無關(guān)，非控指標(biāo)在計(jì)算中是一個(gè)集合量，由突發(fā)事件形成。在大量數(shù)據(jù)的堆砌下，通過體系數(shù)據(jù)的變化，可能性數(shù)據(jù)變化可以說明該方法在適用度上具有較高的有效性。精度較高，耗時(shí)短是該方法的最大優(yōu)勢(shì)。但是對(duì)評(píng)估人員的要求較高，需要專業(yè)人員評(píng)估。

3 結(jié)論

在進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)分析過程中，危險(xiǎn)化學(xué)品的使用和儲(chǔ)存都會(huì)存在一定風(fēng)險(xiǎn)。不同實(shí)驗(yàn)室存在的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患類型不同，因此，需要對(duì)各類實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，制定出有針對(duì)性的預(yù)防措施和應(yīng)急預(yù)案，降低實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)。可根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的具體情況選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。通過比較幾種常用評(píng)估方法可以看出：

(1)矩陣法、量規(guī)法和LEC法都具有簡(jiǎn)單、易掌握、運(yùn)用靈活的特點(diǎn)，但是這幾種方法最大的缺點(diǎn)是在評(píng)估過程中主觀判斷多，影響評(píng)估結(jié)果。

(2)風(fēng)險(xiǎn)樹法和層次分析法略復(fù)雜，在使用中的優(yōu)點(diǎn)也更明顯，風(fēng)險(xiǎn)樹法利于發(fā)現(xiàn)內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)，層次分析法可以做出詳細(xì)的系統(tǒng)分析，但風(fēng)險(xiǎn)樹法不易掌握，層次法提不出新的方案，定性多于定量。

(3)基于大數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，雖然對(duì)評(píng)估人員的要求較高，但是其嚴(yán)格的評(píng)估流程、基于大數(shù)據(jù)的量化結(jié)果，實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估更高效精準(zhǔn)。未來的實(shí)驗(yàn)室評(píng)估可以推廣使用，可以采用第三方評(píng)估機(jī)構(gòu)介入、專業(yè)人員評(píng)估的方式，評(píng)估結(jié)果更客觀、公正。