李嬌，馮紅艷，金谷，朱平平,＊

1中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，合肥 230026

2中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，合肥230026

2019年初，教育部印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全檢查工作的通知》(教高廳〔2019〕1號)、《關(guān)于加強(qiáng)高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全工作的意見》(教技函〔2019〕36號，以下簡稱“意見”)中提出高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室所面臨的重大安全問題，并從安全體系、風(fēng)險評估、應(yīng)急制度、保障制度和獎懲機(jī)制等多個方面給出了相關(guān)安全工作的重要指導(dǎo)性意見?，F(xiàn)階段教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全問題已開始逐步受到更多的關(guān)注和重視，希望通過各方的努力，全力推動其向著規(guī)范化、科學(xué)化的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。

高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室是高?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可缺少的組成部分，也是高校科研人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)保障，但由于教學(xué)實(shí)驗(yàn)多為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，每年參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)眾多(本校實(shí)驗(yàn)人數(shù)近2900人次)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多，安全隱患日益凸顯，高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)安全工作直接關(guān)系師生的生命安全，也是保證學(xué)校和社會的安全穩(wěn)定的關(guān)鍵所在。

近年來，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家級化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(以下簡稱“中心”)積極響應(yīng)國家關(guān)于高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全工作的政策，陸續(xù)開展了安全課堂(化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全知識MOOC)和安全活動(講座及直播)以全面提升師生的安全防護(hù)意識，并進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室安全軟件(化學(xué)藥品信息化管理系統(tǒng))和硬件條件(消防設(shè)施、應(yīng)急用品等)，規(guī)范安全責(zé)任體系，為學(xué)校和社會的安全穩(wěn)定、師生的生命安全提供了有效的保障[1]。

然而，隨著實(shí)驗(yàn)室安全工作的不斷推進(jìn)和深化，眾多“隱身”的安全問題逐一浮出水面，其中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)小型試劑暫存庫(以下簡稱“試劑庫”)的安全共性問題尤為突出，主要概括為?；菲贩N多、數(shù)量多、分布廣、危險源多、技術(shù)缺陷和管理體系不夠完善等，極易發(fā)生火災(zāi)、爆炸、毒害和生物安全等重大安全事故，化學(xué)小型試劑庫是最容易發(fā)生安全事故的“高風(fēng)險區(qū)”，應(yīng)倍加重視。

依據(jù)國家相關(guān)法規(guī)《危險化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》(國務(wù)院令[2011]第591號)、《常用危險化學(xué)品存儲通則》(GB15603)、《化學(xué)品分類和危險性公示通則》(GB13690)和《倉庫防火安全管理規(guī)則》(公安部令第6號)中對危險化學(xué)品管理和實(shí)驗(yàn)室安全建設(shè)管理的相關(guān)要求和規(guī)定，中心結(jié)合本科基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，在符合相關(guān)法律法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求前提下對試劑庫進(jìn)行全面的安全環(huán)境改造，進(jìn)一步加強(qiáng)安全、科學(xué)、規(guī)范的?；饭芾?。

1 基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室試劑庫存在的問題

基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室分布于我校主校區(qū)環(huán)境與資源樓的3-7樓東樓，建造年限7年。實(shí)驗(yàn)室的整體布局側(cè)重于實(shí)用性和適用性[2]，試劑庫并未加以合理規(guī)劃，目前存在較大的安全隱患，以分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為例，其試劑庫存在以下五個方面的問題。

1.1 選址不合理

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室原試劑庫面積約為10平米，位于6樓東側(cè)樓層配電間的外隔間，存放有幾十種易燃易爆?；?，極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，見表1。

表1 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室部分易燃易爆類?；贩N類及數(shù)量

1.2 整體配置不符安全規(guī)范

原有試劑庫屬于普通房間，配置的是普通板材柜用于試劑存放，不適合存放?；罚辉噭鞄扉T為木門，無耐火隔熱性；地面為瓷磚，未做防腐蝕處理；輸電線路、電氣設(shè)備和照明設(shè)施不具備防爆性能；未安裝氣體檢測和報警裝置；無防靜電裝置等。試劑庫的這些配置均不符合試劑庫建設(shè)相關(guān)法律、法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，安全無小事，亟需解決[3]。

1.3 消防器材、安全標(biāo)識不全

除樓棟本身配套的基礎(chǔ)消防設(shè)施，目前試劑庫內(nèi)僅配備了2瓶干粉滅火器和消防沙，現(xiàn)階段主要問題在于缺少必要的專業(yè)消防器材、安全逃生器材和消防安全標(biāo)識，安全維護(hù)管理滯后現(xiàn)象具有普遍性，存在諸多安全危險隱患。

1.4 ?；穬Υ娌划?dāng)

危化品儲存受溫度、濕度等環(huán)境因素影響較大，因?yàn)槎鄶?shù)?；肥軣岷髸懦鲆欢ǖ臒崃浚绻噭╅g通風(fēng)不暢，熱量長時間積聚，將會使室內(nèi)溫度升高，極易發(fā)生自燃事故。目前，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的?；穬Υ娴膬蓚€關(guān)鍵問題就是環(huán)境問題和?；肺捶诸惔鎯栴}，同時試劑間也缺少應(yīng)有的安全標(biāo)志和危險化學(xué)品周知卡，遠(yuǎn)達(dá)不到化學(xué)試劑存儲安全管理的標(biāo)準(zhǔn)。

1.5 缺乏應(yīng)急用品和應(yīng)急救援人員

近兩年增設(shè)的應(yīng)急用品柜，內(nèi)置個人應(yīng)急防護(hù)用品，但是總體種類不全、數(shù)量不足。同時，缺乏專業(yè)應(yīng)急救援人員，如遇突發(fā)狀況(如化學(xué)品泄漏、自燃等)，可能會耽誤救援進(jìn)程，錯失最佳救援時機(jī)，輕則造成經(jīng)濟(jì)損失，重則會造成人身傷亡事故，須予以重視。

2 重新選址

目前分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室已無閑置房間可以改造為試劑庫。因此，經(jīng)安全性及實(shí)用性方面的考慮，我們將原配劑間(約26平米)一分為二，一半空間改造為新試劑庫，另行購置智能?；穬Υ婀?3臺，易燃易爆品、易制毒品、有毒品)及酸堿PP柜(4臺)以達(dá)到危化品分類存儲的標(biāo)準(zhǔn)要求。另一半則保留配劑間原有基本功能，對實(shí)驗(yàn)臺、水路進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計，在原面積減少一半的情況下，合理布局，達(dá)到空間利用最大化。原試劑庫規(guī)劃為耗材倉庫，增添多層儲物架用于存放分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的玻璃儀器及實(shí)驗(yàn)耗材，見圖1。經(jīng)重新選址和規(guī)劃設(shè)計，大大提高了實(shí)驗(yàn)室空間利用率。

圖1 試劑庫改造前(左)和改造后(右)

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與改造

高?；瘜W(xué)試劑庫的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計主要依據(jù)危化品的特性和建筑本身特點(diǎn)為基石[4]，主要參考國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016-2014)[5]。經(jīng)多方調(diào)研和討論，確定分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室試劑庫改造從以下幾個方面入手：防火防爆改造、吊頂改造、地面防腐改造，見圖2。

圖2 改造后試劑庫的電氣及消防設(shè)施

3.1 安全門改造

根據(jù)相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)，甲、乙、丙類庫區(qū)的庫門應(yīng)具有防火、防靜電、防腐、防盜等功能[6,7]。試劑庫采用完全隔熱防火門(A類)鋼制防火門，在規(guī)定的時間內(nèi)能同時滿足耐火隔熱性和耐火完整性的要求，具有防火、抑制火勢蔓延、煙氣擴(kuò)散和保護(hù)人員安全撤離和疏散的特殊功能，同時可減少實(shí)驗(yàn)室財產(chǎn)損失[3,8]。

3.2 吊頂改造

試劑庫的改造拆除了原有房間吊頂。試劑庫不宜做吊頂，因?yàn)榈蹴敳牧隙鄶?shù)具有可燃性，而且吊頂上方空間的離散的氣體難以疏散，極易造成安全事故。

3.3 地面防腐蝕改造

危險化學(xué)品庫的地面應(yīng)防潮、堅(jiān)韌、耐磨、平整、易于清理，不產(chǎn)生火花。腐蝕性危險化學(xué)品儲存庫房的地面、裙線需要進(jìn)行防腐處理[9]。試劑庫采用環(huán)氧自流平地坪+PVC地膠墊，該地坪具有耐磨、耐腐蝕性好、無毒不助燃的特點(diǎn)，在其上鋪以PVC地膠墊，防火阻燃(防火指標(biāo)可達(dá)Bf1級)、防水防潮、不會出現(xiàn)瓷磚縫隙堆積污垢、粉塵的現(xiàn)象，易于清潔維護(hù)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求和實(shí)際使用需求。

4 電氣改造

試劑庫電氣設(shè)備與系統(tǒng)應(yīng)具備供電、報警、探測、控制等功能[10]。依據(jù)國家和電氣行業(yè)規(guī)范，試劑庫改造主要從電源配電箱、防爆線路、防爆電器、防爆照明、監(jiān)控系統(tǒng)、防靜電和警報系統(tǒng)等多方面進(jìn)行，見圖2。

4.1 電源配電箱

普通配電箱存在以下安全隱患：配電箱用可燃材料制作；箱內(nèi)電氣設(shè)備可能發(fā)生熔體爆斷或鏈接不良，使金屬熔化或產(chǎn)生火花；導(dǎo)線因年久老化造成短路等，易發(fā)生爆炸事故。同時，若環(huán)境內(nèi)揮發(fā)性氣體達(dá)到一定濃度，遇明火也有可能發(fā)生爆炸[11]，基于此，試劑庫安裝一臺防爆空調(diào)專用的小型專用防爆配電箱，其他線路均接入另一房間(新配劑間)的專用防爆配電箱內(nèi)。

4.2 防爆線路

化學(xué)試劑庫的輸配電線路應(yīng)具備高防爆性能。良好的絕緣可以保證線路的安全運(yùn)行，是防止電氣事故的一項(xiàng)重要措施[12]。試劑庫采用防爆鍍鋅鋼管結(jié)合防爆軟管包裹輸配電線路，保障線路的絕緣性，以達(dá)到防火防爆效果。

4.3 防爆電器

試劑庫在改造中使用了防爆空調(diào)(空調(diào)內(nèi)機(jī)機(jī)芯獨(dú)立出來單獨(dú)做防爆處理，防止發(fā)生爆炸時空調(diào)會立即停止工作發(fā)生火災(zāi))、防爆攝像頭、防爆控制箱、防爆開關(guān)與防爆插座、防爆行程開關(guān)(置于門框處，實(shí)現(xiàn)防爆燈的電路切換，即開門時燈自動打開，門關(guān)時燈自動關(guān)閉)、防爆指示燈和防爆蜂鳴器。這些防爆電器具有防爆外殼(多數(shù)材質(zhì)為鑄造鋁合金或鋼板焊接)，既能承受內(nèi)部爆炸性氣體環(huán)境而形成的爆炸壓力，也能阻止內(nèi)部的爆炸性混合物向外殼周圍傳播[13]。

4.4 防爆照明

普通照明燈具在工作時會產(chǎn)生電火花或形成熾熱的表面，在一定濃度的易燃易爆氣體環(huán)境中，極易發(fā)生爆炸事故，因此，在試劑庫中應(yīng)安裝防爆照明設(shè)施。試劑庫防爆照明改造使用4個防爆熒光燈和1個防爆應(yīng)急燈。防爆燈的鎮(zhèn)流器、開關(guān)采用防爆元件，外殼為增安型結(jié)構(gòu)，玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂成型，具有強(qiáng)度高、抗沖擊、防水、防塵、防腐、防靜電等優(yōu)點(diǎn)。防爆應(yīng)急燈為高亮度LED燈，配備高能鋰電池，正常供電自動充電，停電或事故自動轉(zhuǎn)換為電池組電源，自動開啟應(yīng)急照明，照明時長不少于6小時。此外，防爆應(yīng)急燈附帶安全出口標(biāo)識，便于緊急情況下逃生使用。

4.5 防靜電、防雷

試劑庫門口配置了金屬靜電釋放柱，相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員在進(jìn)入試劑庫之前用手觸摸此扶手以消除身體上的靜電。由于人們穿著人造面料的衣服是很普遍的，此種面料容易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，通常積聚在人體內(nèi)。靜電危害中最嚴(yán)重的靜電放電可引起可燃物的起火和爆炸，靜電電量雖然不大，但因其電壓很高而容易發(fā)生放電，產(chǎn)生靜電火花，能量釋放易于引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。因此，在存儲易燃易爆化學(xué)品的試劑庫,須使用靜電釋放柱將人體本身所積聚的靜電電荷泄掉，降低瞬間人體靜電釋放能量，避免靜電放電引起的火災(zāi)爆炸事故。

此外，試劑庫位于新主樓內(nèi)，因此防雷方面則按原有樓棟防雷方案。

4.6 監(jiān)控系統(tǒng)

(1) VOC監(jiān)控系統(tǒng)。

有機(jī)揮發(fā)物(VOC)會傷害人的肝臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，甚至可能致癌，對人體健康有巨大影響，因此要預(yù)防或控制VOC的危害，依賴于高效準(zhǔn)確的VOC檢測系統(tǒng)。因此，試劑庫改造中應(yīng)用VOC監(jiān)測設(shè)備以對VOC濃度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。當(dāng)濃度超出限定范圍時，總控制系統(tǒng)立即自動啟動排風(fēng)系統(tǒng)，以降低整體氣體濃度；當(dāng)濃度恢復(fù)正常范圍后，自動關(guān)閉排風(fēng)系統(tǒng)。

(2)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。

多數(shù)試劑對存儲環(huán)境的溫濕度有嚴(yán)格的要求，因此，實(shí)現(xiàn)對溫濕度的實(shí)時監(jiān)測是保證庫內(nèi)穩(wěn)定存儲環(huán)境的重要一環(huán)。當(dāng)庫內(nèi)溫濕度超出限定范圍時，總控制系統(tǒng)立即自動啟動空調(diào)和排風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)直至溫濕度值恢復(fù)到正常范圍，繼而自動關(guān)閉系統(tǒng)。

(3)視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)。

試劑庫改造增設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)配備了高靈敏、高分辨防爆攝像頭并具備夜視功能。圖像保存時間在實(shí)時錄像情況下為30天，可隨時回放試劑庫出入人員的時間和行動軌跡等信息，便于自查自糾。

4.7 監(jiān)測報警系統(tǒng)

整體控制系統(tǒng)達(dá)到一定參數(shù)即可觸發(fā)聲光報警器，報警警示。具體參數(shù)設(shè)置如下：濕度超過95%溫度超出35 °C或VOC濃度超過46.9 mg·m-3(25 ppm，按分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室試劑間內(nèi)VOC主要為乙醇計算)，三項(xiàng)滿足其一，即觸發(fā)報警。

5 消防設(shè)施配置

化學(xué)試劑庫所需配備的消防設(shè)施應(yīng)包括自動噴水與滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、水噴霧自動滅火系統(tǒng)等，還需配備滅火器、滅火毯、消防沙等滅火器材。

根據(jù)試劑庫面積及安裝高度，配置了2套懸掛式ABC干粉自動滅火裝置。此裝置在噴淋頭的噴嘴處部位裝有感溫玻璃球，正常情況下，玻璃球的上端頂住噴嘴處的密封片。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到68 °C時玻璃球爆破，密封片自動跌落，滅火器內(nèi)部壓力將干粉向噴淋頭處噴灑，進(jìn)行滅火，其滅火速度較一般的手提式滅火器快很多，適用于火災(zāi)初期階段的局部火災(zāi)。當(dāng)庫內(nèi)溫度超過35 °C時，將啟動溫濕度報警系統(tǒng)，溫度升到68 °C時將自動啟動干粉滅火系統(tǒng)，且對設(shè)備電氣、化學(xué)品不會產(chǎn)生二次危害[12-15]。

此外，試劑庫配備了手提式二氧化碳滅火器、干粉滅火器、滅火毯(玻璃纖維)、消防沙桶(撲滅油制品及易燃性化學(xué)品)等消防滅火器材。

不同的火災(zāi)類型起火原因不同，需使用不同的滅火器，如選擇錯誤不僅滅火效果不好，甚至可能會導(dǎo)致火勢加劇，后果不堪設(shè)想。滅火器配備應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的安全綜合情況選用適合的滅火器類型，具體參考如表2。消防沙主要起到覆蓋滅火的作用，也可用于泄漏物質(zhì)的吸附和阻截作用。滅火毯是能起到隔離熱源及火焰的作用，亦可披覆在身上為逃生所用。

表2 滅火器的選擇

6 應(yīng)急救援

實(shí)驗(yàn)室是高校教學(xué)和科研工作中安全事故頻發(fā)的要害部位，管理稍有不慎，就可能引起人身傷亡事故并對社會造成不良影響。2019年初，教育部下發(fā)的通知《教育部要求進(jìn)一步加強(qiáng)高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全檢查工作》中明確了應(yīng)急救援工作在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全工作中的關(guān)鍵作用，全面提升安全應(yīng)急能力建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急，并強(qiáng)調(diào)關(guān)于推進(jìn)應(yīng)急人員、物資和經(jīng)費(fèi)保障工作。高校應(yīng)急救援能力的提升，能夠有效預(yù)防、及時控制和妥善處理各類突發(fā)事故，將事故造成的傷害降低到最低限度，確保生命和財產(chǎn)安全，維護(hù)實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定。

6.1 應(yīng)急用品配置

應(yīng)急用品是應(yīng)急救援的有力武器和重要保障，對應(yīng)急救援的成敗起著至關(guān)重要的作用。試劑庫的改造中配置了專業(yè)化的應(yīng)急用品，見表3。

表3 應(yīng)急救援用品一覽表

6.2 應(yīng)急救援隊(duì)伍建設(shè)

專業(yè)應(yīng)急救援人員，能根據(jù)現(xiàn)場的各種突發(fā)狀況及時做出正確的應(yīng)急決策，再使用合適的應(yīng)急用品進(jìn)行處理，可以最大限度地避免、減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，能有效保護(hù)環(huán)境和社會穩(wěn)定。目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的應(yīng)急救援隊(duì)伍處于建設(shè)已初具雛形階段(人員、硬件)，下一步計劃在應(yīng)急理論知識培訓(xùn)、配套教材編撰、應(yīng)急預(yù)案編制、應(yīng)急演練規(guī)劃及實(shí)施等幾個方面入手，進(jìn)一步提升應(yīng)急救援人員的應(yīng)急能力，使應(yīng)急救援工作更為科學(xué)化、體系化、標(biāo)準(zhǔn)化，為高校教學(xué)科研保駕護(hù)航。

7 結(jié)語

在嚴(yán)格遵循國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計的前提下，高?；瘜W(xué)小型試劑庫的改造方案需要結(jié)合所在樓棟原有建筑結(jié)構(gòu)、消防安全配套等實(shí)際情況來進(jìn)行綜合性分析和設(shè)計。雖然試劑庫改造的總體量較小(約12 m2)，但麻雀雖小五臟俱全，我們在建筑結(jié)構(gòu)、電氣、消防安全、應(yīng)急救援等方面都進(jìn)行了全面改造，并結(jié)合智能化安全控制系統(tǒng)，加強(qiáng)安全防范與控制，將安全風(fēng)險降到最低程度，確保高校師生安全和校園穩(wěn)定。