量化風(fēng)險(xiǎn) 源頭控制

文·圖/陳朝陽

量化風(fēng)險(xiǎn) 源頭控制

文·圖/陳朝陽

在鋰離子電池工廠建立專家隊(duì)伍，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)量化風(fēng)險(xiǎn)，利用工程技術(shù)進(jìn)行源頭控制，將職業(yè)衛(wèi)生因素控制到無害化程度，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)18年零職業(yè)病的成果。

新能源科技有限公司（Amperex Technology Limited，以下簡稱“ATL公司”）創(chuàng)建于1999年，是鋰離子電池的生產(chǎn)者和創(chuàng)新者，以提供高質(zhì)量可充電式鋰離子電池的電芯、封裝和系統(tǒng)整合方案為發(fā)展方向。

在鋰電池生產(chǎn)車間，粉塵、化學(xué)毒物及噪聲是三大職業(yè)病危害因素，ATL公司通過分析檢測，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)量化風(fēng)險(xiǎn)，并使用工程技術(shù)進(jìn)行源頭控制，將生產(chǎn)現(xiàn)場的職業(yè)病危害因素控制到無害化程度，保證了公司連續(xù)18年無職業(yè)病發(fā)生。

建造“EHS安全屋”

2003年，ATL公司開始以安全屋文化建設(shè)模型為依據(jù)組建EHS部門。安全屋文化建設(shè)模型具有整體、兼容的特點(diǎn)，包括底部基礎(chǔ)、三大支柱及屋頂三部分，見圖1。

底部基礎(chǔ)由領(lǐng)導(dǎo)支持、專業(yè)組織2個(gè)模塊構(gòu)成，將如何指導(dǎo)行為、如何讓決定發(fā)揮作用作為根本。在ATL公司，EHS部門擁有極高的地位，向全員下發(fā)的郵件內(nèi)容一周后自動(dòng)升級(jí)為公司內(nèi)部的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)文件，對于安全工作不到位的員工，除追究當(dāng)事人責(zé)任外，還要扣除其主管經(jīng)理的獎(jiǎng)金，這些“特權(quán)”均來自于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的支持。另外，ATL公司的EHS部門內(nèi)還有1名國家機(jī)械安全防火防爆小組專家和3名廣東省安全生產(chǎn)協(xié)會(huì)專家組成的專業(yè)組織進(jìn)行技術(shù)支持。

三大支柱分別為技術(shù)、體系及全員參與。技術(shù)支柱包括設(shè)備本質(zhì)安全性、使用先進(jìn)安全的技術(shù)、公司對安全投入的有力保障；體系支柱是指要擁有專業(yè)團(tuán)隊(duì)、優(yōu)化安全流程及思考，團(tuán)隊(duì)在2004年發(fā)明的用水滅鋰離子電池火災(zāi)方法，降溫速度達(dá)到618 ℃/s，比其他滅火劑降溫快10倍以上，正在準(zhǔn)備寫入國標(biāo)條款；全員參與支柱要求鼓勵(lì)全體員工參與到安全工作中。

圖1 EHS安全屋模型

屋頂部分是由企業(yè)安全文化的基礎(chǔ)特征構(gòu)成，體現(xiàn)了安全文化外部展現(xiàn)部分，對于ATL公司來說，“科學(xué)創(chuàng)造安全”就是企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全發(fā)展的宗旨。

圖2 鋰離子電池生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場

控制粉塵濃度

鋰離子電池在生產(chǎn)中采用的原材料大多是固體粉料，粉塵的吸入會(huì)對員工的職業(yè)健康產(chǎn)生危害，ATL公司采用更容易收集的粉料，并通過工程防護(hù)措施將粉塵濃度控制到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。（作業(yè)現(xiàn)場見圖2）

鋰離子電池生產(chǎn)中用到的鈷酸鋰、石墨等粉料密度是空氣密度的1 000倍以上，更容易沉降，在排放口6 m處測試粉塵濃度就能夠達(dá)到室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

在工程控制措施方面，ATL公司通過濕法生產(chǎn)、密封泵送、使用移動(dòng)除塵器等方式進(jìn)行除塵。ATL公司員工發(fā)現(xiàn)，由于其生產(chǎn)工藝的特殊性，每次加料時(shí)間僅需要20 min，但運(yùn)行時(shí)間卻需要10 h，因此，只需要在加料時(shí)做移動(dòng)除塵就可以保障生產(chǎn)車間粉塵濃度不超過職業(yè)接觸限值（OEL）。

在去除粉塵殘留時(shí)，ATL公司對風(fēng)道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，控制風(fēng)速不低于0.5 m/s，并做局部密封和多級(jí)密封等措施。以石墨粉塵為例，通過公司多次的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)車間的石墨粉塵濃度為0.07 mg/m3，僅是GBZ 2.1-2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分：化學(xué)有害因素》規(guī)定的4 mg/m3的2%，而在美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(huì)AIHA的標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)工作場所職業(yè)接觸限值為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2%左右時(shí)，就可以視為可忽略風(fēng)險(xiǎn)。

選擇無害物料

鋰離子電池用到的正極粉料如鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鋰鎳鈷錳， 負(fù)極粉末如石墨、炭黑，粘結(jié)劑如SBR膠顆粒、PVDF膠顆粒、食用糖精等原材料，經(jīng)查閱文獻(xiàn)，并送相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測證明，全部為沒有急性毒性的原材料，且這些固體粉料不和水反應(yīng)、不溶于水或酸雨，不會(huì)因?yàn)橛鏊龆拘?，有非常好的本質(zhì)安全性。

ATL公司對于原料采購的要求也十分嚴(yán)格，由于很多物質(zhì)貼出的MSDS（化學(xué)品安全技術(shù)說明書）可能有誤，因此，每次新品種的物料采購回來后，EHS部門都要求到專業(yè)的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，獲得真實(shí)的檢測數(shù)據(jù)。

N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶劑是一種電解液溶劑，在鋰電池生產(chǎn)中被廣泛使用，其中含有的LiPF6有一定毒性，但由于其在溶劑中溶解濃度有限，經(jīng)計(jì)算可得其半數(shù)致死量（LD50）為7 250 mg/kg，后經(jīng)廣東省進(jìn)出口檢疫檢測局食品檢測中心測試LD50值為7 230 mg/kg，在電解液溶劑中表現(xiàn)為實(shí)際無毒性物質(zhì)，預(yù)測誤差不到1%，證明了模型正確，可以使用。曾有供應(yīng)商推銷一種新型電解液溶劑取代NMP溶劑，成本可以降低30%，但是經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，其急性毒性較大，因此公司沒有引入作為量產(chǎn)物料，以保證量產(chǎn)物料無毒（急性毒性）的實(shí)踐。

在化學(xué)品管理方面，ATL公司應(yīng)用AIHA打分法，即健康風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo) K=f（H，EI）。其中，H 為危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，可用H=max(LD50等級(jí)，OEL等級(jí)，刺激性等級(jí)，致癌性等級(jí))計(jì)算。EI為暴露指標(biāo)，可用 EI=DI×QI×CI×FI計(jì) 算（DI為擴(kuò)散指數(shù)，QI為每天用量指數(shù)，CI為現(xiàn)場控制指數(shù)，F(xiàn)I為接觸頻繁指數(shù)），EI、DI、QI、CI、FI都可以通過查表獲得數(shù)據(jù)。由三個(gè)公式可以計(jì)算出健康風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)K，并據(jù)此化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，ATL公司共使用微小風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的化學(xué)品13種、低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的化學(xué)品8種。

圖3 輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)對比圖

控制輻射到公眾照射標(biāo)準(zhǔn)

鋰離子電池在生產(chǎn)中需用到X射線反射裝置來檢測電池極片對位情況，為降低射線對員工身體健康的危害，ATL公司選擇有豁免證書的裝置。據(jù)GB 18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，在正常運(yùn)行操作條件下，在距設(shè)備的任何可達(dá)表面0.1 m處所引起的周圍劑量當(dāng)量率或定向劑量當(dāng)量率不超過1μSv/h或所產(chǎn)生輻射的最大能量不大于5 keV時(shí)，經(jīng)審管部門認(rèn)可后可以被豁免。

測試涂膜膜片厚度時(shí)還需要用到β射線放射元素，ATL公司在部分設(shè)備上花費(fèi)1萬多元增加鉛板，吸收射線，改造設(shè)備達(dá)到公眾照射水平，用專業(yè)檢測數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，量化殘余風(fēng)險(xiǎn)到可忽略程度。

圖3中清晰顯示出生產(chǎn)車間的輻射值已達(dá)到公眾照射水平，低于環(huán)境本地輻射，遠(yuǎn)小于職業(yè)接觸限值OEL=20 mSv/a，有足夠的安全余量。

軟硬交叉降低噪聲

在攪拌、沖切崗位，噪聲危害較大。ATL公司通過調(diào)研，歸納出兩種降低噪聲的模型，一種為波長匹配模型，即用波長的一定尺寸構(gòu)造凸凹結(jié)構(gòu)來降低噪聲，其降低值通常在5 db(A)以下；第二種為能量消耗模型，在建筑物常用雙層玻璃夾膠，其降低值通常在20 db(A)左右。

由于第二種模型的降低值較為明顯，ATL公司對其進(jìn)行了重點(diǎn)驗(yàn)證。該模型原理類似于鋼球碰軟球，再軟球碰鋼球，按照能量急劇消耗的機(jī)理，特地制作了多層硬軟交叉的噪聲隔離罩，硬物質(zhì)選用結(jié)實(shí)的紙箱，軟物質(zhì)選用柔軟的被子，測試效果較好，推廣至生產(chǎn)現(xiàn)場可知，雙層玻璃夾軟膠比單層隔音棉效果好很多。

依據(jù)第二種模型原理，對設(shè)備的部件采取工程措施降低噪聲，通過用消音器材質(zhì)改變降低噪聲，設(shè)備局部多層軟硬疊合結(jié)構(gòu)隔離噪聲，設(shè)立隔音的值班室等措施，將大部分的噪聲控制至公眾接受水平，少量噪聲值為80～85 db（A）的設(shè)備，規(guī)定員工佩戴勞防用品工作。EHS部門還正在調(diào)研用聲學(xué)照相機(jī)來拍攝噪聲分布的可能性，希望未來可以像熱像儀照片定位熱分布一樣，精準(zhǔn)定位噪聲發(fā)出部位。

編輯 畢文婷