王滿意， 寧 信， 虞俊超， 楊曉峰， 孫 騫， 渠 暉

（南開大學(xué)實驗室設(shè)備處，天津 300071）

0 引 言

實驗氣體是高校教學(xué)、科研工作中必不可少的實驗材料，其中許多具有易燃、易爆、有毒等危險特性。高校實驗室使用氫氣、乙炔、甲烷、一氧化碳、氨氣、硫化氫等危險氣體，存在使用品種多、數(shù)量大，分布分散、使用頻繁等特點，加之很多高校師生對安全風(fēng)險認(rèn)知不足，實驗室硬件條件欠缺，易引發(fā)實驗室安全事故，造成生命財產(chǎn)損失，影響正常的教學(xué)和科研［1-3］。

實驗氣體安全管理是高校實驗室安全管理的重點之一，尤其是易燃?xì)怏w和有毒氣體的安全管理，更是實驗室安全管理工作的重中之重。易燃、有毒等危險氣體一旦泄漏、燃爆，將造成非常嚴(yán)重的事故危害。據(jù)統(tǒng)計，2001～2016年全國高校107起實驗室安全事故中，火災(zāi)爆炸占比86.92%，事故傷亡人數(shù)占比22%［4］；而這其中實驗氣體事故為21起，占事故總量的19.63%。據(jù)高玉坤等［5］對1996～2016年期間高校發(fā)生的52起實驗室氣瓶事故統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，爆炸事故45起，占比86.5%，且其中絕大多數(shù)為化學(xué)爆炸；其后果嚴(yán)重，近70%的氣瓶事故會造成3人以下死亡或10人以下重傷的嚴(yán)重后果，還有約17%的氣瓶事故由于連鎖反應(yīng)會導(dǎo)致重大人員傷亡和嚴(yán)重財產(chǎn)損失，其中，只造成財產(chǎn)損失的氣瓶事故不足15%。

危險氣體本身特性（見表1～4）帶來的安全風(fēng)險，可通過替代、減少等方式，降低其風(fēng)險；儲存方式、使用方法帶來的安全隱患，可通過改進(jìn)管理方式，提升危險氣體安全管理水平，使其逐漸降低或消除，有效避免高校實驗室安全事故的發(fā)生。

表1 高校常用低壓液化氣體危險特性表［6-7］

1 高校危險氣體管理存在的問題

1.1 氣體供應(yīng)商管理相關(guān)問題

（1）運輸車輛問題。氣體供應(yīng)商對安全重視不夠，存在使用普通車輛運輸危險氣體鋼瓶的現(xiàn)象。

（2）送貨安全問題。氣體鋼瓶卸貨后送至實驗室途中，不使用鋼瓶車，采用轉(zhuǎn)動或者滾動鋼瓶等方式；送貨過程中不配備鋼瓶帽、膠圈等必備安全附件。

表2 高校常用高壓液化氣體危險特性表［6-7］

表3 高校常用壓縮氣體危險特性表［6-7］

表4 高校常用溶解氣體危險特性表［6-7］

（3）鋼瓶質(zhì)量問題。氣體鋼瓶老舊、漆色不全、缺少標(biāo)識，存在缺少安全檢驗等現(xiàn)象。

（4）送貨人員問題。送貨人員安全意識差，卸下的氣體鋼瓶隨意擺放在實驗樓前、電梯口等位置。

1.2 高校管理相關(guān)問題

（1）規(guī)劃設(shè)計缺位。實驗室設(shè)計階段，缺少對用途、功能的充分論證，未提前規(guī)劃設(shè)計危險氣體安全存儲空間。

（2）管理制度缺位。缺少實驗氣體安全管理制度，學(xué)校、學(xué)院、實驗室對危險氣體的安全管理責(zé)任不夠明晰。

（3）采購管理缺位。缺少危險氣體采購論證、審核、備案機(jī)制；危險氣體存量底數(shù)不清、位置不明、安全管理情況不了解。

（4）管理要求不明。缺少對使用危險氣體的實驗室在硬件條件、安全培訓(xùn)、應(yīng)急管理等方面的明確要求。

（5）專項培訓(xùn)和演練缺位。缺少高質(zhì)量的實驗氣體安全專項培訓(xùn)及應(yīng)急演練。

（6）氣體供應(yīng)商管理缺位。對氣體供應(yīng)商的監(jiān)管處于真空狀態(tài)，導(dǎo)致氣體鋼瓶質(zhì)量參差不齊，鋼瓶運輸、送貨隱患突出，送氣服務(wù)、氣體質(zhì)量無法保障。

1.3 實驗室管理相關(guān)問題

（1）安全知識有所欠缺。缺少有針對性、實用性強的安全培訓(xùn)；師生安全管理、規(guī)范使用、應(yīng)急處置知識欠缺；缺少針對所使用危險氣體的專項應(yīng)急預(yù)案；很多使用危險氣體的師生，既不了解危險氣體危險特性、注意事項，也不了解緊急情況下如何處置。

（2）安全意識仍需提高。安全管理人員對危險氣體的危險特性認(rèn)知不足，危險氣體使用安全未引起足夠重視；師生根據(jù)實驗需求，在不具備使用條件情況下，隨意采購、隨意儲存現(xiàn)象普遍；甚至存在危險氣體超量儲存、易燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w混放的現(xiàn)象；亦有使用頻率非常低但長期在室內(nèi)儲存危險氣體的情況。

（3）必要硬件條件欠缺。使用危險氣體房間未對開關(guān)、燈具等進(jìn)行防爆改造，缺少鋼瓶柜、監(jiān)測報警、除靜電裝置等必備硬件條件。

（4）氣體管路不夠規(guī)范。危險氣體管路隨意連接，材質(zhì)不符合要求，連接混亂，標(biāo)識不清。

（5）日常管理有待加強。危險氣體使用過程缺少正確、簡潔、實用的操作規(guī)程，未按要求定期檢驗是否漏氣。

2 規(guī)范高校危險氣體安全管理

危險氣體管理和使用相關(guān)問題，給高校實驗室安全管理帶來了極大的安全風(fēng)險。高校應(yīng)從以下方面加強危險氣體全生命周期安全管理，避免危險氣體安全事故的發(fā)生（見表5）。

表5 危險氣體全生命周期安全分級管理要求

2.1 學(xué)校頂層設(shè)計，完善制度建設(shè)

（1）做好規(guī)劃設(shè)計，預(yù)留存儲空間。實驗室樓宇設(shè)計或?qū)嶒炇腋脑鞎r，應(yīng)提前做好規(guī)劃、設(shè)計，提前預(yù)留危險氣體存儲空間，做好存儲空間安全設(shè)計。例如：氣體存儲空間位置布局，儲存房間不裝吊頂，安裝防爆燈具、防爆柜、防爆風(fēng)機(jī)等。

（2）完善規(guī)章制度，規(guī)范危險氣體準(zhǔn)入。高校應(yīng)針對危險氣體和鋼瓶管理，制定專項管理辦法。在教師申請項目時，增加安全評價環(huán)節(jié)，論證危險氣體使用的必要性，以及現(xiàn)有條件是否可滿足安全實驗要求；規(guī)范危險氣體采購，對于以前未使用危險氣體或半年內(nèi)未使用危險氣體的實驗室，須經(jīng)學(xué)院實驗室安全委員會批準(zhǔn)，報學(xué)校管理部門備案。

（3）確保經(jīng)費投入，改造現(xiàn)有條件。對于目前使用危險氣體，但安全條件不達(dá)標(biāo)的實驗室，可由學(xué)校、學(xué)院、實驗室按比例出資，對使用危險氣體的實驗室進(jìn)行提升改造，完善硬件條件配備，規(guī)范氣體使用、儲存。

（4）列入重點危險源，加強安全管理。高校應(yīng)將危險氣體列入重點危險源風(fēng)險管控機(jī)制，摸清危險氣體存量、存儲位置、負(fù)責(zé)人、聯(lián)系方式、硬件條件等信息，可使用實驗室氣瓶檢查表定期開展危險氣體專項檢查，及時發(fā)現(xiàn)、排除安全隱患，做好安全管理［8］。

（5）開展專業(yè)培訓(xùn)，提升安全意識。高校應(yīng)通過微視頻、現(xiàn)場講座等方式，加強危險氣體安全宣傳、培訓(xùn)，不斷提升師生安全意識，使其充分了解危險氣體的危險特性、安全管理要求、使用注意事項、規(guī)范使用方法、突發(fā)事件應(yīng)急處置措施等。

（6）組織招標(biāo)遴選，規(guī)范供應(yīng)服務(wù)。在改進(jìn)氣體鋼瓶管理方面，清華大學(xué)、浙江大學(xué)、南開大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校嘗試“定點采購管理”“實驗氣體及鋼瓶維保服務(wù)招標(biāo)”等方式，有效改善了氣體鋼瓶的安全運輸、鋼瓶檢驗、鋼瓶安全附件配備、供氣服務(wù)，既滿足高校實驗室教學(xué)科研多樣性的需求，又規(guī)范了氣體鋼瓶管理，這在實驗氣體規(guī)范管理方面是一個切實可行的探索和進(jìn)步［9-12］。

招標(biāo)遴選時可要求氣體供應(yīng)商提供鋼瓶，學(xué)校只采購實驗氣體，不采購鋼瓶；氣體供應(yīng)商必須使用危險化學(xué)品運輸車輛運輸危險氣體，且須加強送貨人員安全培訓(xùn)，確保送氣過程安全；氣體供應(yīng)商須按期完成氣體鋼瓶質(zhì)量檢驗，學(xué)校不定時抽檢；氣體供應(yīng)商須確保鋼瓶漆色完好、字跡清晰、安全附件配備齊全，并確保實驗氣體壓力、純度達(dá)標(biāo)。高?？赏ㄟ^定期招標(biāo)遴選，逐漸淘汰安全管理不到位、鋼瓶質(zhì)量差、服務(wù)態(tài)度差、氣體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的氣體供應(yīng)商，不斷引入優(yōu)質(zhì)氣體供應(yīng)商，確保高校氣體鋼瓶安全。

（7）建設(shè)預(yù)警系統(tǒng)，提升應(yīng)處速度。通過互聯(lián)網(wǎng)＋方式，建立實驗氣體監(jiān)測預(yù)警、緊急關(guān)閉、排風(fēng)聯(lián)動系統(tǒng)，使人為監(jiān)管變?yōu)樽詣涌刂?，由人員應(yīng)急處置變?yōu)橄到y(tǒng)控制。系統(tǒng)的應(yīng)用將大大縮短應(yīng)急處置的反應(yīng)時間，確保在第一時間及時處置危險，將安全隱患降至最低限度。

2.2 學(xué)院統(tǒng)籌安排，完善管理

（1）統(tǒng)籌安排，資源共享。相同學(xué)科在研究內(nèi)容、科研方向等方面具有相似性。學(xué)院可根據(jù)學(xué)科特點，對使用危險氣體的實驗室進(jìn)行統(tǒng)籌安排，針對共用的危險氣體建立集中供氣系統(tǒng)［13-14］?？稍O(shè)置調(diào)壓閥、壓力表、開關(guān)閥、過濾器，以保證氣體的純度要求和平穩(wěn)的壓力輸送，滿足不同儀器設(shè)備和實驗需求。建立集中規(guī)范的易燃?xì)怏w、易爆氣體、毒性氣體等相關(guān)的氣體實驗室，可有效促進(jìn)氣體鋼瓶的合理使用和安全管理［15］，不但可減少危險氣體的總體存量，還可避免重復(fù)設(shè)置危險氣體暫存間，節(jié)省實驗室空間，減少重大危險源，降低安全隱患。

（2）安全準(zhǔn)入，加強監(jiān)管。根據(jù)學(xué)校管理制度，對擬使用危險氣體的實驗室進(jìn)行實地調(diào)研，根據(jù)實驗室人員培訓(xùn)、硬件配備及日常管理情況，確認(rèn)該實驗室是否具備使用危險氣體的客觀條件。對符合條件的實驗室，由學(xué)院批準(zhǔn)危險氣體采購申請；否則，駁回申請，待實驗室人員完成培訓(xùn)，硬件條件配備到位后，再批準(zhǔn)危險氣體采購申請。

（3）完善管理，監(jiān)測預(yù)警。學(xué)院應(yīng)將危險氣體作為重大危險源，可通過監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、實驗室監(jiān)控等，對氣體使用情況進(jìn)行監(jiān)測。將使用危險氣體的實驗室作為實驗室安全檢查重點，檢查內(nèi)容應(yīng)包括：危險氣體是否使用規(guī)范，氣體鋼瓶是否符合要求、安全附件是否配備齊全、氣體管路是否整齊規(guī)范、氣體管路標(biāo)識是否清晰正確、是否定期檢驗漏氣等；檢查實驗室是否有危險氣體操作規(guī)程；檢查使用人員是否經(jīng)過培訓(xùn)，是否了解正確使用方式，是否清楚如何應(yīng)急處置等［16］。

2.3 實驗室提升本質(zhì)安全

（1）替代或減少，提升本質(zhì)安全。實驗室在使用危險氣體前，應(yīng)論證是否必須使用危險氣體，以及是否存在可行替代方案，如：是否可使用混合氣體替代純氣，是否可使用小瓶替代大瓶，是否可使用氫氣發(fā)生器替代氫氣鋼瓶。經(jīng)過充分論證后，盡量減少危險氣體的使用，或降低危險氣體的存儲量，提升實驗室環(huán)境安全水平。

（2）完善硬件條件，確保使用安全。如果條件允許，危險氣體應(yīng)盡量布置在臨近的氣瓶暫存間中，通過氣路連接到實驗室進(jìn)行使用。如空間限制，確實無法放在臨近實驗室的，應(yīng)嚴(yán)格限定危險氣體存量，每個實驗室最多放置1瓶。

實驗室配備危險氣體前，應(yīng)根據(jù)使用危險氣體的危險特性，完善必備硬件條件，如防爆燈具改造，除靜電裝置，配備氣瓶柜，監(jiān)測報警、防爆通風(fēng)等，要求更高的實驗室，可安裝氣體監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，配備應(yīng)急鎖閉、聯(lián)動排風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備，確保發(fā)生泄漏情況下，能夠在第一時間排風(fēng)聯(lián)動，緊急處置。

（3）落實規(guī)范培訓(xùn)，加強應(yīng)急演練。使用危險氣體的實驗室必須制定正確、簡潔實用的操作規(guī)程，并對使用人員開展培訓(xùn)，保證使用人員充分了解危險氣體的危險特性、注意事項、應(yīng)急處置措施。應(yīng)針對危險氣體制定應(yīng)急預(yù)案，并定期開展演練。

（4）落實日常管理，做好鋼瓶管理。師生在接收氣體鋼瓶時，應(yīng)嚴(yán)格檢查鋼瓶漆色、標(biāo)識是否正確清晰，鋼瓶箍、膠圈、手輪等安全附件是否配備齊全，檢查合格后方可接收。使用時，應(yīng)檢查鋼瓶總閥、減壓表接口、管路接口是否漏氣。氣體鋼瓶應(yīng)避免存放在陽光直射位置，且應(yīng)遠(yuǎn)離加熱設(shè)備、危險化學(xué)品等，并做好固定。危險氣體管路應(yīng)選擇恰當(dāng)材質(zhì)，布線整齊、標(biāo)識準(zhǔn)確清晰；危險氣體一般應(yīng)避免軟管連接，應(yīng)盡量減少卡扣式連接。對于氫氣、乙炔等易燃危險氣體還應(yīng)配備防回火裝置、止逆閥等。

（5）及時清退，消除危險源。因科研方向改變、科研項目終結(jié)、實驗方法改變等原因，不再使用危險氣體，應(yīng)及時清退，避免氣體鋼瓶長期在實驗室存儲。

3 結(jié) 語

危險氣體安全管理是關(guān)系到師生生命安全的大事，高?？赏ㄟ^事先規(guī)劃、預(yù)留空間，提前審批、限制準(zhǔn)入，確保投入、提升硬件，加強培訓(xùn)、定期演練，統(tǒng)籌安排、分配共享，重點監(jiān)管、加強檢查，廢棄空瓶、及時清理等方式不斷提升危險氣體安全管理水平；也可通過建設(shè)實驗氣體安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等方式，不斷提升管理和應(yīng)急處置水平；并通過招標(biāo)遴選方式，不斷規(guī)范實驗氣體供應(yīng)和氣體鋼瓶維保服務(wù)。

通過層層壓實學(xué)校、學(xué)院、實驗室的安全管理責(zé)任，切實做好危險氣體使用、儲存、清理全生命周期安全管理，不斷提升學(xué)校實驗氣體安全管理水平，促進(jìn)校園教學(xué)、科研工作健康、穩(wěn)定發(fā)展。