朱良琪，韓 超，郭風(fēng)巧，馬雯爽，宋陸陽，郝 天

(中國城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100037)

中國化學(xué)品安全協(xié)會于2019年發(fā)布了《化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室安全管理規(guī)范》(T/CCSAS 005—2019)[1]，對化學(xué)品、人員、設(shè)備、環(huán)境、設(shè)施、個(gè)體防護(hù)裝備等提出安全管理要求，指導(dǎo)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室正確開展安全管理工作，降低實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生率。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)作為現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)[2]中檢測揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物指標(biāo)的主要設(shè)備，使用頻繁且涉及的試劑耗材、輔助設(shè)備較多(包括固相萃取儀、冷卻循環(huán)水機(jī)、真空泵、萃取振蕩器等)，在使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)隨之增加。本文結(jié)合日常應(yīng)用GC-MS開展試驗(yàn)工作的經(jīng)驗(yàn)，對其試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)前處理、儀器運(yùn)行和關(guān)機(jī)維護(hù)4個(gè)階段的危險(xiǎn)源進(jìn)行識別，采用LEC(likelihood，exposure，consequence)評價(jià)法對其危險(xiǎn)源進(jìn)行半定量評價(jià)，并對安全隱患提出了相應(yīng)的整改措施，以降低發(fā)生危險(xiǎn)事故的可能性，保障儀器設(shè)備的高效與安全。

1 GC-MS危險(xiǎn)源識別

危險(xiǎn)源是指可能導(dǎo)致人員傷害或疾病、物質(zhì)財(cái)產(chǎn)損失、工作環(huán)境破壞或這些情況組合的根源或狀態(tài)因素[3]。危險(xiǎn)源識別的常見方法有“調(diào)查法”“對照法”“分析法”“經(jīng)驗(yàn)法”等，通常是在試驗(yàn)過程中篩選出存在的安全隱患的過程[4]。GC-MS在試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)前處理、儀器運(yùn)行和關(guān)機(jī)維護(hù)4個(gè)階段都存在一定的安全隱患，當(dāng)隱患暴露時(shí)會產(chǎn)生如損壞、觸電、火災(zāi)、爆炸、燙傷、中毒等危險(xiǎn)。因此，對GC-MS進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識和危險(xiǎn)性評價(jià)是保證使用人員安全及儀器設(shè)備安全使用的根本，也是保證實(shí)驗(yàn)室正常安全運(yùn)行的重要方面之一[5]，本研究將結(jié)合“調(diào)查法”和“經(jīng)驗(yàn)法”，從設(shè)備(包括前處理輔助設(shè)備)、人、環(huán)境、試劑耗材等方面對GC-MS使用過程中的危險(xiǎn)源進(jìn)行識別。GC-MS試驗(yàn)流程如圖1所示，GC-MS危險(xiǎn)源分類識別如表1所示。

圖1 GC-MS試驗(yàn)流程圖Fig.1 Flow Chart of GC-MS Experiment

表1 GC-MS危險(xiǎn)源分類識別Tab.1 Classification and Identification of Hazardous Sources of GC-MS

2 基于LEC法的實(shí)驗(yàn)室檢測儀器設(shè)備危險(xiǎn)因素評價(jià)

目前，國內(nèi)外對于危險(xiǎn)評價(jià)的方法有定性法和定量法，其中定性法常見的有矩陣法、事故樹分析法等，定量分析法有美國道化學(xué)公司(DOW) 法、單元危險(xiǎn)性快速排序法、火災(zāi)、爆炸數(shù)學(xué)模型計(jì)算法及LEC 法等[5]。本研究將采用LEC法對城鎮(zhèn)供水檢測實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備危險(xiǎn)性進(jìn)行定量研究。

2.1 LEC評價(jià)法

LEC評價(jià)法[6](由美國安全專家K.J.格雷厄姆和K.F.金尼提出)是對具有潛在危險(xiǎn)性作業(yè)環(huán)境中的危險(xiǎn)源進(jìn)行半定量的安全評價(jià)方法，評價(jià)作業(yè)人員在具有潛在危險(xiǎn)性環(huán)境中作業(yè)時(shí)的危險(xiǎn)性、危害性[7]，用D值來表示。可通過從發(fā)生事故或危險(xiǎn)的可能性(L)、暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻次(E)、發(fā)生事故可能產(chǎn)生的后果(C)3個(gè)方面評價(jià)危險(xiǎn)源，系統(tǒng)危險(xiǎn)率與以上3種因數(shù)指標(biāo)相關(guān)，可用式(1)來定量判斷危險(xiǎn)程度，確定危險(xiǎn)等級[8]，作業(yè)條件危險(xiǎn)性評價(jià)表如表2所示。

D=L×E×C

(1)

表2 LEC賦值及含義Tab.2 LEC Assignment and Meaning

2.2 危險(xiǎn)等級劃分

根據(jù)錢建明等[9]的研究，對LEC法的危險(xiǎn)評定準(zhǔn)則通過比例法進(jìn)行調(diào)整，得到的危險(xiǎn)程度和相應(yīng)的危險(xiǎn)等級如表3所示。

表3 危險(xiǎn)等級Tab.3 Levels of Danger

2.3 GC-MS檢測全流程危險(xiǎn)性評價(jià)

根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和曾經(jīng)發(fā)生的事故案例，依據(jù)《化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室安全管理規(guī)范》(T/CCSAS 005—2019)和檢測實(shí)驗(yàn)室安全系列標(biāo)準(zhǔn)(第1～第6部分)，以GC-MS為例，對辨識出的危險(xiǎn)源進(jìn)行危險(xiǎn)性分析，給出L、E、C賦值，進(jìn)行D值計(jì)算，并計(jì)算出試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)前處理、儀器運(yùn)行和關(guān)機(jī)維護(hù)4個(gè)階段的綜合D值，根據(jù)表3，劃分出危險(xiǎn)等級。計(jì)算結(jié)果如表4所示。

3 儀器設(shè)備安全管理對策

根據(jù)表4中GC-MS檢測在試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)前處理、儀器運(yùn)行和關(guān)機(jī)維護(hù)4個(gè)階段危險(xiǎn)評價(jià)綜合D值可知：儀器運(yùn)行階段>樣品前處理階段>關(guān)機(jī)維護(hù)階段>試驗(yàn)準(zhǔn)備階段。儀器運(yùn)行階段的危險(xiǎn)性綜合D值最大，其安全隱患也最多。樣品前處理階段會涉及到前處理設(shè)備的使用，包括固相萃取儀、分液漏斗振蕩器、氮吹設(shè)備等小型輔助性設(shè)備，操作過程相對復(fù)雜，所帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)也較大。而關(guān)機(jī)維護(hù)階段和試驗(yàn)前準(zhǔn)備階段主要涉及到操作人員對試驗(yàn)環(huán)境的把握和儀器的日常維護(hù)，其涉及的安全風(fēng)險(xiǎn)相對也較低。因此，在日常的使用中，不同階段的安全風(fēng)險(xiǎn)存在一定的差異，結(jié)合危險(xiǎn)源的識別和危險(xiǎn)性綜合D值的排序，對不同試驗(yàn)階段安全管理提出了以下的管理對策。

表4 GC-MS檢測全流程危險(xiǎn)評價(jià)Tab.4 Hazard Evaluation of Whole Process of GC-MS Detection

3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備階段

試驗(yàn)準(zhǔn)備階段的危險(xiǎn)主要由環(huán)境和壓縮氣瓶組成，易導(dǎo)致設(shè)備故障、爆炸、氣體泄漏等事故。因此，在氣瓶管理過程中要有專人對壓縮氣瓶的全過程監(jiān)管，定期對氣瓶的“服役期”、狀態(tài)、漏氣情況等進(jìn)行雙人巡檢并設(shè)置明顯的警示標(biāo)識。同時(shí)，在氣瓶間設(shè)置可燃或有毒氣體泄露報(bào)警裝置、氧含量報(bào)警裝置，并與通風(fēng)設(shè)施聯(lián)動，保證氣體泄露時(shí)通風(fēng)效果達(dá)到最佳狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)還應(yīng)增加溫度、濕度監(jiān)測設(shè)備，及時(shí)調(diào)整至儀器運(yùn)行時(shí)的要求，避免損壞設(shè)備。試驗(yàn)涉及加熱動作時(shí)，要在試驗(yàn)區(qū)張貼安全警示標(biāo)識明確作業(yè)危險(xiǎn)，儀器的加熱部位安裝隔離裝置，避免人員直接接觸引起燙傷。

3.2 試驗(yàn)前處理階段

試驗(yàn)前處理階段的危險(xiǎn)主要發(fā)生在萃取過程，比如未在排風(fēng)狀態(tài)下操作或振蕩器未固定好，導(dǎo)致有害氣體、揮發(fā)性有機(jī)物溢出，造成中毒危險(xiǎn)。因此，在前處理階段，首先需要檢查前處理設(shè)備(萃取振蕩器、氮吹設(shè)備)狀態(tài)是否完好、是否滿足試驗(yàn)要求、樣品固定是否牢固、分液漏斗塞是否塞緊等。其次，對于具有有害氣體和揮發(fā)性有機(jī)物溢出的前處理試驗(yàn)，試驗(yàn)員必須戴專業(yè)防毒面具和口罩，同時(shí)必須在通風(fēng)櫥內(nèi)或萬向排風(fēng)下操作，減少試驗(yàn)員和有害氣體的直接接觸。

3.3 儀器運(yùn)行階段

儀器運(yùn)行階段的危險(xiǎn)來源于實(shí)驗(yàn)室布局不合理、設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行或長時(shí)間處于斷電狀態(tài)、試驗(yàn)過程中涉及使用加熱/有害氣體/易燃有毒溶劑等，存在設(shè)備故障、火災(zāi)、中毒的危險(xiǎn)。因此，在實(shí)驗(yàn)室前期的設(shè)計(jì)時(shí)，要合理規(guī)劃設(shè)備放置的位置，保障試驗(yàn)空間，同時(shí)將真空泵、循環(huán)水機(jī)等噪聲過大的設(shè)備與檢測人員所在場所分區(qū)放置，并做好隔音處理。要定期對儀器設(shè)備各單元內(nèi)部元件的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查和優(yōu)化，各動作參數(shù)進(jìn)行核對校準(zhǔn)，并檢查各易損件是否完好，同時(shí)檢查UPS電源工作是否正常以備不時(shí)之需。

3.4 關(guān)機(jī)維護(hù)階段

在關(guān)機(jī)維護(hù)階段的危險(xiǎn)主要來自于設(shè)備維護(hù)過程中，未能及時(shí)更換真空泵的泵油或清洗進(jìn)樣系統(tǒng)等而導(dǎo)致的設(shè)備故障，以及更換設(shè)備配件過程中(例如進(jìn)樣針)，易扎傷手指，造成人員的刺傷危險(xiǎn)。因此，對實(shí)驗(yàn)室的儀器操作人員要進(jìn)行專業(yè)的技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、操作規(guī)程以及維護(hù)保養(yǎng)方法，定期對儀器進(jìn)行全方位的維護(hù)管理，降低儀器設(shè)備的故障，延遲使用壽命。另外，儀器采購前期論證需要關(guān)注調(diào)研該設(shè)備的安全性、可能存在的設(shè)計(jì)缺陷和安全隱患，通過用戶真實(shí)使用體驗(yàn)和行業(yè)同類產(chǎn)品的橫向?qū)Ρ葋泶_認(rèn)采購方案，避免在使用過程中造成人員的刺傷。

另外，在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段、樣品的前處理階段、儀器的運(yùn)行階段、關(guān)機(jī)維護(hù)階段的人為因素都會影響對儀器危險(xiǎn)性的評價(jià)，其貫穿于整個(gè)試驗(yàn)過程中。人為因素導(dǎo)致的危險(xiǎn)性主要的原因包括儀器操作人員缺乏系統(tǒng)專業(yè)的培訓(xùn)、未嚴(yán)格按照規(guī)范操作、缺乏檢測人員、一人多崗、缺乏專門的監(jiān)督機(jī)制等。因此，對于儀器操作人員，在上崗前必須經(jīng)過專業(yè)技能培訓(xùn)，考核合格后持證上崗；試驗(yàn)人員要嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)用書進(jìn)行試驗(yàn)操作，要“五懂”和“三會”，懂性能、懂原理、懂方法、懂結(jié)構(gòu)、懂用途，會操作、會保養(yǎng)、會排除故障。實(shí)驗(yàn)室要加大對專業(yè)性人才的引進(jìn)，提升實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)技術(shù)和工作效率。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室管理體系中要配備專人對實(shí)驗(yàn)室大型儀器操作過程進(jìn)行監(jiān)督管理，確保檢測各環(huán)節(jié)安全有保障。

4 結(jié)論

本研究應(yīng)用LEC綜合評價(jià)法對GC-MS在使用過程中的危險(xiǎn)性進(jìn)行科學(xué)評估，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室安全管理要素，從“人”“機(jī)”“環(huán)”3個(gè)層面，得出試驗(yàn)不同階段危險(xiǎn)性D值，可以幫助試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段、樣品的前處理階段、儀器的運(yùn)行階段、關(guān)機(jī)維護(hù)階段可能存在的安全隱患，并針對存在的安全隱患提出了相應(yīng)的整改措施，從而降低GC-MS在使用過程中發(fā)生危險(xiǎn)事故的可能性。

同時(shí)，LEC綜合評價(jià)法是一種危險(xiǎn)性評價(jià)的半定量方法，該法簡單易行，危險(xiǎn)程度的級別劃分比較清楚、醒目，也可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室其他大型儀器設(shè)備的危險(xiǎn)性評價(jià)。但該方法也存在一定的局限性，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定3個(gè)因素的分值及劃分危險(xiǎn)程度等級。因此，在對其他大型儀器設(shè)備做危險(xiǎn)性評價(jià)應(yīng)用時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、具體情況對該評價(jià)方法作適當(dāng)修正。