應(yīng)用本質(zhì)安全原理 加強化學類實驗室安全預(yù)防管理

李志華， 吳阿清， 陳 濤， 林恩水

（中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所質(zhì)量安全處，福建福州 350002）

應(yīng)用本質(zhì)安全原理 加強化學類實驗室安全預(yù)防管理

李志華， 吳阿清， 陳 濤， 林恩水

（中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所質(zhì)量安全處，福建福州 350002）

我國的安全生產(chǎn)管理堅持安全第一、預(yù)防為主的方針，強調(diào)了預(yù)防在安全管理工作中居于主要地位。本文根據(jù)近期化學類實驗室所發(fā)生的事故類型及特點，分析了此類實驗室中存在的主要危險有害因素，繼而應(yīng)用本質(zhì)安全的原理提出了若干管理措施。本質(zhì)安全理論強調(diào)通過減少危險有害因素來加強安全管理，通過加強對危險化學品、化學實驗過程和設(shè)備三個方面的本質(zhì)安全管理，來構(gòu)建和完善化學類實驗室安全管理體系，可以更加有效地預(yù)防安全事故的發(fā)生。

本質(zhì)安全;化學類實驗室;預(yù)防;安全管理

0 引言

化學類實驗室是高校和科研院所科研和教學工作中使用危險化學品的重要場所，也是相應(yīng)單位安全管理中的重點部位。在危險化學品使用過程即化學實驗過程中，粗心大意或忽視安全操作，違反操作規(guī)程，就有可能發(fā)生燃燒、爆炸、中毒等安全事故，導致財產(chǎn)損失、人身傷亡并對社會及環(huán)境造成一定的危害。更可怕的是，由于化學類實驗室危險因素多，一旦發(fā)生事故容易引起連鎖反應(yīng)，發(fā)生更大的事故，進而造成更大的危害［1-5］。

當前我國安全生產(chǎn)管理堅持安全第一、預(yù)防為主的方針。安全工作以預(yù)防為主，而如何有效地預(yù)防化學類實驗室安全事故特別是重大安全事故的發(fā)生，是安全管理工作的一個重要課題［5-8］。

本質(zhì)安全理論強調(diào)基于事物自身的特性和規(guī)律，通過消除或減少工藝、設(shè)備中存在的危險物質(zhì)或危險操作的數(shù)量，來避免危險。從一定意義上講，本質(zhì)安全理論強調(diào)的是從預(yù)防上解決安全問題而不是事后對安全事故加以控制［9-11］。如何在發(fā)生失誤或故障后不會造成安全事故，是本質(zhì)安全的一個重要內(nèi)容，也是化學類實驗室安全管理的重要內(nèi)容之一［12-13］。

1 化學類實驗室危險有害因素分析

根據(jù)近年來國內(nèi)外化學類實驗室發(fā)生安全事故的類型［7-8］，大體劃分為如下危險有害因素:

(1)火災(zāi)和爆炸因素。發(fā)生火災(zāi)和爆炸要求有三個要素:點火源、可燃性物質(zhì)和助燃性物質(zhì)，爆炸可以通俗地理解為劇烈的燃燒?；瘜W類實驗室一般保存有一定數(shù)量的危險化學品(如易燃有機溶劑，可燃氣體，化學活性物質(zhì)、遇濕自燃物質(zhì)等)或其它易燃物質(zhì)(如塑料、紙箱等)，可以作為可燃性物質(zhì);而電力設(shè)備故障、化學反應(yīng)熱、靜電等都可能作為點火源;空氣、氧氣、氧化性化學物質(zhì)等則可以作為助燃性物質(zhì)支持燃燒或爆炸。化學反應(yīng)很多是劇烈的放熱反應(yīng)，同時伴隨著釋放氣體的現(xiàn)象，如果失控或活性物質(zhì)處理不當，易引起火災(zāi)或爆炸等。壓力容器故障，如高壓氣體鋼瓶損壞或高壓反應(yīng)器失控等也會造成物理性的爆炸，其損害同樣不可忽視。

(2)中毒因素?；瘜W類實驗室有毒物質(zhì)種類繁多，存在形式多樣。其中，劇毒品因其毒性大，失控后后果非常嚴重，應(yīng)該嚴格按照規(guī)定管理;有毒氣體如一氧化碳、氮氧化合物等，如果使用不慎發(fā)生泄露，可能會造成群體中毒事故;普通有毒物質(zhì)，也應(yīng)加強管理，杜絕流出實驗室。

(3)環(huán)境污染因素。一般來說，有毒有害化學物質(zhì)未經(jīng)有效無害化處理即排入環(huán)境中，無論是氣體，液體還是固體，都會造成環(huán)境污染，成為污染源。

(4)化學灼傷、燙傷、凍傷。實驗人員皮膚不慎接觸濃酸、濃堿等腐蝕性物質(zhì)，就會發(fā)生化學傷害，造成灼傷。同樣，如不慎接觸高溫物體或低溫物質(zhì)(如液氮等)，也會造成燙傷或凍傷?；瘜W反應(yīng)過程的失控，如化學品濺到到身體，也會造成傷害，這種傷害往往比較復(fù)雜，既可能包括中毒，也可能包括化學灼傷等。

(5)觸電和機械傷害因素?；瘜W類實驗室有很多電器設(shè)備，既包括常見的冰箱、加熱器、攪拌器、真空泵等，也包括一些大型合成、分析儀器，自制儀器等。這些設(shè)備如發(fā)生故障，經(jīng)常會引起電力事故或者觸電事故。化學類實驗室有時需要壓片機壓片，玻璃管切割，橡膠塞打孔等操作，如果實驗人員動作不熟練或注意力不集中導致操作失誤，會造成手等身體部位受傷，導致機械傷害。

2 化學類實驗室危險有害因素管理對策

通過上面的危險有害因素分析我們可以看出，化學類實驗室存在的危險源種類繁多，形式多樣。運用本質(zhì)安全的原理和方法來加強化學類實驗室安全管理是減少安全隱患，預(yù)防安全事故的一條重要途徑。本質(zhì)安全理論的基本原理和方法要點一般有:最小化原則，替代原則，緩和原則和簡化原則［9-11］。運用本質(zhì)安全原理來減少安全隱患是安全工作實現(xiàn)“預(yù)防為主”管理的最重要體現(xiàn)。

2.1 加強危險化學品的管理

化學類實驗室最主要的危險源就是危險化學品，因此加強危險化學品的管理是化學類實驗室安全管理的重中之重。

(1)減少存放量。本質(zhì)安全強調(diào)最小化原則，即減少危險物質(zhì)庫存量。在正?；瘜W實驗狀態(tài)下，化學類實驗室危險化學品的存放數(shù)量為當日使用量的1-2倍。需要特別注意的是，化學類實驗室應(yīng)盡量減少氣體鋼瓶的存放數(shù)量，一般不存放備用氣體鋼瓶。普通化學類實驗室不能存放劇毒品。化學品存放數(shù)量減少后，相應(yīng)的冰箱、容器、試劑柜等也可以減少數(shù)量，從而減少安全隱患并且節(jié)約空間。

(2)加強存放物品的安全管理。實驗室存放的化學品(含氣體鋼瓶)等要分類存放，確保通風;化學性質(zhì)相抵觸的化學品或氣體鋼瓶要分開隔離存放，避免氧化劑與有機物接觸。金屬鈉、鉀等活潑物質(zhì)要保存在煤油中，并確保液面淹沒金屬，且需定期檢查。一般來說，容易燃燒爆炸的物質(zhì)應(yīng)當存放在鐵皮柜中，且保持通風。酸、堿等腐蝕性化學品應(yīng)當單獨放置于牢固的地方，可直接放置在地板上，確保穩(wěn)固和不被碰到，并張貼明顯標識。

2.2 加強化學實驗全過程的安全管理

化學實驗過程往往伴隨著劇烈發(fā)熱、發(fā)光、產(chǎn)生氣體等現(xiàn)象，控制不好，容易造成噴泄、燃燒、爆炸等事故，對實驗人員造成傷害;如不能及時有效處理，還會引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，造成更大的災(zāi)害和損失，后果不堪設(shè)想。從本質(zhì)安全的原理出發(fā)，可以從以下方面加強管理:

(1)實驗前的安全設(shè)計。在進行一個化學實驗之前，要對反應(yīng)物的種類、數(shù)量、反應(yīng)原理、反應(yīng)條件、步驟、所用設(shè)備等進行設(shè)計，在實驗記錄本上詳細地寫出擬進行反應(yīng)的各個控制細節(jié)。除此之外，要特別注意調(diào)研所用反應(yīng)物、溶劑等物質(zhì)的物理化學性質(zhì)，詳細了解它們的反應(yīng)活性、燃燒和爆炸參數(shù)、熔點、沸點、揮發(fā)性等，做到心中有數(shù)。進行實驗設(shè)計時，在能達到實驗?zāi)康牡那疤嵯拢鶕?jù)最小化原則盡量減少實驗中反應(yīng)物的使用數(shù)量，從而減少發(fā)生事故的可能性，降低發(fā)生事故后造成的損害;同樣道理，也應(yīng)根據(jù)替代性原則，盡量應(yīng)用安全的或危險性小的化學品或反應(yīng)類型來替代或置換危險性大的化學品或反應(yīng)類型。反應(yīng)過程的設(shè)計，應(yīng)當盡可能采取溫和反應(yīng)條件，采用危險化學品的最小危害形態(tài)進行反應(yīng)，如避免使用高溫高壓等難控制條件，采用溶液反應(yīng)而不是純物質(zhì)直接反應(yīng)、稀溶液反應(yīng)而不是濃溶液反應(yīng)等方式減少反應(yīng)過程的危險因素。還應(yīng)注意實驗設(shè)備的選擇，選擇質(zhì)量可靠、經(jīng)過校驗的設(shè)備進行反應(yīng)，在實驗前，對所選擇的設(shè)備、器皿等仔細檢查，確保能正常使用。

(2)實驗過程中安全管理和防護。在實驗過程中，應(yīng)當加強對危險有害因素的識別、監(jiān)控和預(yù)警。一方面應(yīng)當根據(jù)實驗性質(zhì)和危險因素情況，在通風櫥或其它有相應(yīng)防護設(shè)備的地方進行實驗，確保通風和周邊環(huán)境安全;要采取監(jiān)控預(yù)警設(shè)備(如高壓、高溫報警及聯(lián)動控制裝置等)和人員值班的方式控制實驗過程的進行，適時調(diào)整實驗條件以確保溫度、壓力、實驗現(xiàn)象等符合預(yù)先設(shè)計。另一方面，實驗人員要根據(jù)實驗內(nèi)容穿戴好眼鏡、手套、口罩、防護服等勞動防護用品，以免發(fā)生意外時造成傷害。在實驗過程中，采用高科技監(jiān)控預(yù)警及其聯(lián)動控制裝置往往能有效地提前發(fā)現(xiàn)危險因素的發(fā)生發(fā)展情況，及時采取切斷電源、降低溫度、泄壓等處理方式，避免惡性事故的發(fā)生。但是也不能因為采取了監(jiān)控預(yù)警裝置而忽視實驗人員的檢查和監(jiān)控，在很多化學實驗中，人員的現(xiàn)場監(jiān)控和第一時間處理依然是最重要的。

(3)實驗后安全處理?；瘜W實驗后往往產(chǎn)生一些非目標產(chǎn)物的化學物質(zhì)(或稱為廢棄物)，如溶劑、殘渣、副產(chǎn)物等，如不能有效地進行無害化處理，就會危害我們的生活環(huán)境，造成環(huán)境事故。對于液體和固體廢棄物，應(yīng)當分類收集后委托有資質(zhì)的廢物處理公司進行專業(yè)的無害化處理。而對于有毒的氣體廢棄物，不得直接排入大氣中，應(yīng)進行充分的吸附、中和等操作，確保反應(yīng)完全。如對于含有硫化氫的廢氣，經(jīng)過多道的濃堿液洗滌后，基本上可以實現(xiàn)完全反應(yīng)。

2.3 加強設(shè)備的安全管理

化學類實驗室的設(shè)備一般有電器設(shè)備、通風櫥柜、玻璃器皿、反應(yīng)設(shè)備、溫控設(shè)備、分析儀器、特種設(shè)備等，平時應(yīng)對這些設(shè)備加強安全管理，確保設(shè)備處于安全的放置狀態(tài)和正常的使用狀態(tài)。

(1)電冰箱。普通電冰箱內(nèi)放置敞口易燃易爆有機溶劑，容易引發(fā)爆炸事故，因此，對此要嚴格控制;如果需要存放易燃易爆有機溶劑，應(yīng)放置在防爆冰箱內(nèi)。很多實驗人員對這一點注意程度不夠，往往把敞口或封口不嚴的有機溶劑容器放置于冰箱中，存在較大的安全隱患。

(2)鋼瓶。氣體鋼瓶的管理是全方位的，從購買驗收到保管和使用，都要嚴格按照相關(guān)的操作規(guī)程進行管理，不能馬虎大意［14-15］。購買驗收時，要注意檢查氣瓶的顏色、字樣及其他標記是否與所訂氣體相符合，瓶體是否變形，是否遭受嚴重腐蝕，瓶閥是否泄露，受損，氧氣瓶或氧化性氣瓶在瓶體和瓶閥上是否沾染油脂等;還要注意其年檢是否符合要求。

在保管時，要注意由專人負責;要特別注意防范泄露、碰撞和周邊火災(zāi)引發(fā)的爆炸?？掌亢蛯嵠糠珠_存放，并做出明顯標志;瓶內(nèi)氣體相互接觸能引起燃燒、爆炸、產(chǎn)生毒物的氣瓶，應(yīng)分室存放，如氫氣鋼瓶與液氯鋼瓶、氫氣鋼瓶與氧氣鋼瓶、液氯鋼瓶與液氨鋼瓶等，均不得同室混放;控制溫度、濕度，不得暴曬;應(yīng)保持通風;限期儲存的鋼瓶要明確標注存放日期等。

在使用氣體鋼瓶時，一般應(yīng)立放，并使用鐵鏈固定;氣路連接處應(yīng)結(jié)實完好，防止工作時脫開引起事故;開啟閥門時，應(yīng)站在氣壓表的一側(cè)，不準將頭或身體對準氣體總閥，以防沖出;瓶內(nèi)氣體不能用盡，必須留有剩余壓力;氣瓶周圍10米內(nèi)，不得進行有明火或產(chǎn)生火花的操作;使用氧化性氣體鋼瓶時，操作者應(yīng)仔細檢查自己的雙手、手套、工具、減壓器，瓶閥等無沾染油脂，氣路的所有連接處不得采用可燃性材料。

(3)高壓容器。高壓反應(yīng)容器在使用前應(yīng)認真進行檢查，平時注意按照規(guī)程進行維護和保養(yǎng)。發(fā)現(xiàn)問題后及時處理或修理，不能圖省事，嫌麻煩。一定要注意加強對附屬報警監(jiān)控裝置的檢查和維護，確保功能正常。

除上述三個方面外，實驗室安全管理還應(yīng)在健全事故應(yīng)急救援體系上下功夫［16］。完善事故應(yīng)急處理處置的硬件設(shè)施，定期進行安全教育培訓和應(yīng)急救援演練，提高實驗人員的安全意識和技能，著力營造安全文化氛圍。

3 結(jié)語

運用本質(zhì)安全的原理來指導化學類實驗室的安全管理工作，可以充分體現(xiàn)“安全第一，預(yù)防為主”的方針。運用本質(zhì)安全的原理，可以更加有效地加強對化學類實驗室中危險有害因素的管理，加強對化學反應(yīng)危害性的控制，減少安全隱患，預(yù)防安全事故的發(fā)生。

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Strengthening the Safety Management in Chemical Laboratory Using Inherent Safety Principle

LI Zhi-hua，WU A-qing，CHEN Tao，LIN En-shui
(Fujian Institute of Research on the Structure of Matter，Chinese Academy of Sciences，F(xiàn)uzhou，350002)

For the administration of production safety，the guidelines of“safety first，focus on prevention”shall be observed，so prevention should be the main task in the safety management.In this paper，we have analyzed the main risk and harmful potential factors in chemical laboratory based on the accidents happened recently，and then proposed some management measures under the guidance of the principle of inherent safety.The principle of inherent safety emphasized that we could strengthen safety management effectively by reducing the risk and harmful factors.The chemical laboratory safety management system could be built and improved by strengthening the management of the dangerous chemicals，chemical experiments and equipments，to prevent safety accident more effectively.This paper would provide some beneficial reference on the safety management of chemical laboratory for the universities and scientific research institutes.

Inherent safety;Chemical laboratory;Prevention;Safety management

X 931

A

1006－7167(2014)05－0283－04

2013－08－15

李志華(1976－)，男，山東菏澤人，博士，副研究員，質(zhì)量安全處副處長，研究方向:物理化學，?；钒踩芾?。

Tel.:0591-83798714;E-mail:zhuali@fjirsm.ac.cn