水產(chǎn)學(xué)院國家級實驗教學(xué)示范中心化學(xué)試劑庫改造

謝 妙，李俊輝，龐歡瑛

（廣東海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院 實驗教學(xué)中心，廣東 湛江 524088）

高校老舊試劑庫安全隱患較多，近年來發(fā)生數(shù)起化學(xué)試劑庫爆炸的案例，造成財產(chǎn)和生命損失。根據(jù)《危險化學(xué)品安全管理條例》中對危險化學(xué)品管理的規(guī)定以及廣東省教育廳《廣東省教育廳關(guān)于高等學(xué)校實驗室安全建設(shè)與管理規(guī)定（修訂）》中對實驗室安全建設(shè)管理的相關(guān)規(guī)定等文件的要求，我校水產(chǎn)學(xué)院實驗教學(xué)中心（以下簡稱“中心”）結(jié)合中心試劑庫的實際情況對試劑庫的建筑結(jié)構(gòu)、電氣安全、消防安全進行改造，使實驗教學(xué)中心對化學(xué)試劑庫的管理符合相關(guān)法律法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，做到?；钒踩⒖茖W(xué)、規(guī)范管理。

1 中心化學(xué)試劑庫

中心化學(xué)試劑庫建造于20 世紀90 年代，坐西朝東，由2 間庫房組成，占地面積約41 m2，屬于小型化學(xué)試劑庫中轉(zhuǎn)站。試劑庫中存放大量試劑、種類繁多，還存有不少危險化學(xué)品，其中有冰醋酸、甲醛等一類揮發(fā)性、刺激性試劑和乙醇、甲醇等易燃試劑，并以甲醛、乙醇兩種試劑存量最大。此外，試劑庫年久失修，由于建筑結(jié)構(gòu)不合理、電氣設(shè)計不完善，以及排氣防曬、防潮防靜電、監(jiān)測報警系統(tǒng)等的缺失而存在安全隱患。

1.1 建筑結(jié)構(gòu)不合理

化學(xué)試劑庫位于水產(chǎn)學(xué)院實驗教學(xué)樓的3 樓中心位置，與其他實驗室分隔開來，屬于普通的實驗室改造為小型的化學(xué)試劑庫中轉(zhuǎn)站。由于試劑庫屬于普通實驗室改造而成，墻體和窗戶沒有做防爆防潮處理，地面沒有進行防腐處理，試劑庫庫門也為普通的庫門，西面窗戶受夕照影響很大，不符合化學(xué)試劑存儲環(huán)境的規(guī)范要求。

1.2 化學(xué)試劑分類存儲不規(guī)范

化學(xué)試劑庫中化學(xué)試劑種類繁多，其中不乏易燃、有毒、腐蝕性的危化品。由于長期以來缺乏存放危化品的專業(yè)設(shè)備，除了易燃品配有專用化學(xué)試劑防爆柜外，許多化學(xué)藥品仍舊存放在簡易的鐵架臺上或者擱置在地面上，且分類不是很明確，不符合化學(xué)試劑存儲安全管理的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 電氣安全設(shè)備配置不完善

高?；瘜W(xué)試劑庫對電氣安全要求很高，尤其是在電氣設(shè)備的防爆、防靜電、防腐、安全技術(shù)防范上有著專業(yè)的要求。中心化學(xué)試劑庫在電氣安全上僅使用了防爆燈這類防爆照明器材和普通的監(jiān)控攝像頭，但在防靜電、線纜防腐，溫濕度、VOC 和火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)配置上還存在不足，需要進一步加強改造。

1.4 消防安全設(shè)備不全

中心試劑庫在消防安全設(shè)備上也存在不足，目前僅配備了普通的干粉滅火器，缺乏火災(zāi)報警裝置和自動滅火裝置以及其他的專業(yè)消防器材，個人防護設(shè)備種類也不夠全，不符合高校試劑庫對消防安全的規(guī)定要求。因此實驗教學(xué)中心對化學(xué)試劑庫的建筑結(jié)構(gòu)、電氣安全、消防安全三方面進行改造，以期符合相關(guān)法律、法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.5 氣候影響較大

中心試劑庫地處亞熱帶地區(qū)，全年酷暑無冬，雷雨臺風(fēng)天氣較多。受氣候影響，試劑庫內(nèi)常年氣溫較高，濕度大，墻壁和窗臺發(fā)霉嚴重。雷雨臺風(fēng)天氣來臨時，雨水可能經(jīng)室內(nèi)的排水管道倒灌和窗臺縫隙漏水進入室內(nèi)，不利于化學(xué)試劑的存儲。

2 建筑結(jié)構(gòu)的改造

高校試劑庫建筑和結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)針對?；返奶攸c和科研教學(xué)的特殊性進行設(shè)計[1]，具備功能全面、安全可靠、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)點。老舊試劑庫的建筑結(jié)構(gòu)改造應(yīng)從以下幾方面入手：

（1）區(qū)域劃分。將試劑庫按照功能區(qū)域進行重新劃分，根據(jù)試劑的性質(zhì)、消防安全性合理分區(qū)存放，科學(xué)、合理、規(guī)范地管理貯存各種試劑。

（2）防火防爆改造。很多化學(xué)品屬于易燃易爆品，老舊試劑庫除了配備大量消防器材外，還應(yīng)對門、窗、墻體進行防火防爆防水改造。

（3）地面防腐蝕改造。試劑庫中很多試劑如乙酸、甲酸屬于腐蝕性藥品，應(yīng)對地面進行防腐處理。試劑庫建筑結(jié)構(gòu)的改造參考的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[2]、《易燃易爆性商品儲藏養(yǎng)護技術(shù)條件》[3]。

圖1 試劑庫功能區(qū)域平面圖（單位：mm）

2.1 功能區(qū)域的重新規(guī)劃

中心試劑庫原有316 和317 兩間庫房，占地面積分別為17.9 m2和23 m2，主要用作普通實驗器材收發(fā)室和小型化學(xué)試劑中轉(zhuǎn)室?，F(xiàn)將316 庫房改為試劑中轉(zhuǎn)室，并將內(nèi)部劃分為公共輔助區(qū)和試劑收領(lǐng)區(qū)，317庫房改為化學(xué)試劑中轉(zhuǎn)存儲室。由于317 庫房北墻處設(shè)有排水排污管道且無法移除，因此改造中將317 庫門封閉且在離北墻1 m 處重新封墻，消除排水排污系統(tǒng)帶來的漏水隱患，杜絕因漏水而引發(fā)的潮濕。316和317 庫房之間的墻體打通并在墻體中間安裝防盜防爆庫門，改造的試劑庫功能區(qū)域如圖1 所示。

2.1.1 試劑中轉(zhuǎn)室

庫房316 室改造為試劑中轉(zhuǎn)室，分為試劑收領(lǐng)區(qū)和公共輔助區(qū)。試劑收領(lǐng)區(qū)配置了PP（聚丙烯）工作臺、凈氣型稱量柜和器皿柜。PP 工作臺材質(zhì)為耐腐蝕性強的聚丙烯材料，耐腐蝕性強，且具備漏液收集功能。PP 工作臺還配置了臺式單口洗眼器。通常來說，腐蝕性液體相對有毒粉塵、氣體對人體的危害程度更大，而洗眼器是有害液體濺到人眼后最快速、最有效的急救裝置[4-5]。凈氣型稱量柜配備了防爆VOC、溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)、換氣過濾系統(tǒng)，可避免操作者在實驗中吸入一些有毒有害的、可致病或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)，高效凈化通風(fēng)柜及實驗室內(nèi)的空氣，為實驗室人員提供安全防護。

在公共輔助區(qū)配置了PP 推車、應(yīng)急器材柜、滅火器和沙桶。PP 推車也使用了耐腐蝕性強的聚丙烯材質(zhì)，可高效、安全地將試劑轉(zhuǎn)運。應(yīng)急器材柜可用于存放呼吸器、小體積PP 等應(yīng)急器材。滅火器和沙桶可用于撲滅不同類型的火。

2.1.2 化學(xué)試劑存儲室

嚴格來說，所有的化學(xué)試劑都具有一定的危險性。根據(jù)各種危險化學(xué)試劑的性質(zhì)可以分為5 類，即易燃易爆品、有毒有害品、強腐蝕品、強氧化劑和其他試劑[6]。對易發(fā)生接觸反應(yīng)的試劑，如強酸類和強堿類、強氧化劑和還原劑、有機試劑和無機試劑，應(yīng)采取物理空間隔離。中心試劑庫的化學(xué)試劑主要分為4 類：乙醇和甲醇類的易燃品、甲醛類的有毒有害品，乙酸和甲酸類的腐蝕品、氯化鈉和硫酸鎂等其他類無機試劑。因此在改造317 庫房時，將試劑存儲室分為4 個區(qū)域，配置了有易燃品存放柜的易燃品存儲區(qū)、有智能凈氣型易燃品毒害品存放柜的有毒有害品存儲區(qū)以及有PP 四開門藥品柜和其他無機試劑存儲區(qū)。PP 四開門藥品柜主體材料為耐腐蝕的聚丙烯，適用于普通腐蝕品以及其他無機試劑的存儲。易燃品存放柜和智能凈氣型易燃品毒害品存放柜的柜體均通過15 min耐火燃燒測試，后者還配備了通風(fēng)過濾系統(tǒng)和電子鎖機械鎖雙鎖系統(tǒng)，適用于有毒有害品以及揮發(fā)性易燃品的存儲。

2.2 防火防爆的改造

此前中心試劑庫的門、窗均按照普通實驗室的要求設(shè)計，不符合試劑庫的安全要求。此外，中心試劑庫坐西朝東，西面窗戶易受夕照的影響，導(dǎo)致室內(nèi)氣溫升高，不利于易燃品的存儲。因此對中心試劑庫的門、窗、墻體進行改造，使之符合安全要求。

2.2.1 防爆門的改造

根據(jù)《危險化學(xué)品倉庫建設(shè)及存儲安全規(guī)范》的規(guī)定[7]，甲、乙、丙類庫區(qū)的庫門應(yīng)具有防火、防雷、防靜電、防腐、防盜等功能，由單一或復(fù)合材料制成[8]。中心試劑庫在庫門改造中使用了防火防盜門，該防火防盜門具有以下特點：屬于甲級防火門，具有一定耐火性和阻止火勢蔓延和煙氣擴散的作用，可在一定時間內(nèi)阻止火勢的蔓延，確保人員疏散；配備符合GA/T73標(biāo)準(zhǔn)的B 級機械防盜鎖，且防破壞時間超過30 min。

2.2.2 窗戶防爆遮陽改造

中心試劑庫泄爆方式采用了側(cè)向泄爆，以側(cè)窗作為泄爆口，門不宜作為泄爆口。側(cè)窗應(yīng)采用鋼化玻璃一類的安全玻璃，以防在爆炸時產(chǎn)生尖銳碎片傷人，普通玻璃不宜作為泄爆窗玻璃的材料[9]。此外為了消除夕照的影響，還應(yīng)進行遮陽改造。在中心試劑庫改造中使用了鋁合金材質(zhì)的遮陽材料，并在原來的玻璃上貼上防爆玻璃膜以達到遮陽防爆改造的要求。

2.2.3 墻體防爆防水改造

中心試劑庫墻體防爆改造使用了墻體防爆排氣扇，并鏟除發(fā)霉的墻面，涂上防水涂層做防水處理。防爆排氣扇使用304 不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)設(shè)防火止回閥，當(dāng)環(huán)境溫度超過70 ℃熔斷絲斷裂，補風(fēng)口自動關(guān)閉切斷氣流，防止火災(zāi)蔓延。排氣扇的過濾材料也采用了耐熱阻燃的特殊塑料材料。

2.3 地面防腐蝕改造

化學(xué)試劑庫地面面層應(yīng)平整、耐磨、防潮、堅實、易于清掃，不產(chǎn)生火花。存儲具有腐蝕性的一類危險化學(xué)品的試劑庫的地面和踢腳應(yīng)做防腐處理[9]。中心試劑庫地面改造使用了環(huán)氧樹脂地膠材料，該材料具有良好的防腐蝕性能。為了避免試劑庫中可能產(chǎn)生的空氣比重大的可燃性氣體接觸地面，試劑庫地面還做了不發(fā)光的處理。

3 電氣安全改造

化學(xué)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]。中心化學(xué)試劑庫存有腐蝕品、易燃品，這要求試劑庫電氣設(shè)備應(yīng)具備防爆、防雷、防火、防腐蝕的特點。由于中心試劑庫是非獨立試劑庫，避雷方案為所在建筑原有的避雷方案，因此不再贅述。中心試劑庫在改造中重點對防爆照明、防爆電器、防靜電、智能監(jiān)控系統(tǒng)進行改造，以符合試劑庫對電氣安全的要求。中心化學(xué)試劑庫電氣安全改造的設(shè)計主要參考國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備通用要求》[11]、《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2 部分：隔爆型“d”保護的設(shè)備》[12]、《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第3 部分：增安型“e”》[13]、《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備第1 部分：通用要求》[14]。

3.1 防爆照明的改造

普通照明燈具工作時容易產(chǎn)生電火花和熾熱的表面，當(dāng)試劑庫中可燃氣體達到一定濃度時有引發(fā)爆炸的危險[15]。此外，試劑庫中的乙酸、甲酸也容易產(chǎn)生腐蝕性氣體，因此試劑庫的照明燈具應(yīng)兼具防爆、防腐的特點，還應(yīng)具備應(yīng)急照明功能，燈具蓄電池的工作時間應(yīng)不少于0.5 h[16]。中心試劑庫防爆照明改造所用防爆燈具防護等級和防腐等級分別為IP65、WF2，應(yīng)急照明時間為1.5 h。

3.2 防爆電器的改造

中心試劑庫存儲的化學(xué)試劑特性決定了試劑庫內(nèi)電氣設(shè)備和配備的電路線應(yīng)具備防爆的性能。防爆型電氣設(shè)備應(yīng)具備防爆外殼，能承受由于電火花或高溫引爆內(nèi)部爆炸性混合氣體而形成的爆炸壓力而不破損，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點又分為隔爆型、增安型、充油型等防爆電器設(shè)備[16]。防爆型電氣設(shè)備的安裝及施工標(biāo)準(zhǔn)有：《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15 部分：危險場所電氣安裝》[15]和《單元式空氣調(diào)節(jié)機》[18]。中心試劑庫在改造中使用了隔爆型的防爆空調(diào)、鋁合金高壓鑄造成型的防爆開關(guān)與防爆插座，并使用鍍鋅焊接鋼管布線。

3.3 防靜電的改造

靜電電壓較高，容易產(chǎn)生電火花引爆爆炸性混合氣體或引燃其他易燃性物品從而形成安全隱患，因此試劑庫需要做好防靜電措施。常用的消除靜電的措施是將容易產(chǎn)生靜電的設(shè)備通過接地引線與地下接地網(wǎng)連接，將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地。中心試劑庫采用了純銅靜電消除帶方法消除靜電，靜電消除帶沿內(nèi)墻下沿以及試劑中轉(zhuǎn)庫地面中線布線，供儀器設(shè)備接入。

3.4 智能監(jiān)控系統(tǒng)的改造

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多配備先進的傳感器的智能監(jiān)控設(shè)備也被用于安全技術(shù)防范系統(tǒng)的改造，以便能夠盡早發(fā)現(xiàn)化學(xué)試劑中的安全隱患，并可以通過遠程控制將風(fēng)險降到最低。

中心試劑庫的智能監(jiān)控系統(tǒng)的改造主要包括了溫濕度和VOC 監(jiān)測系統(tǒng)、氣體探測報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的改造。

3.4.1 溫濕度和VOC 監(jiān)測系統(tǒng)

化學(xué)試劑庫中藥品眾多，而多數(shù)試劑對存儲溫度、濕度有嚴格的要求。易揮發(fā)的有機化學(xué)試劑容易造成試劑庫空氣污染，危害工作人員的身體健康。因此對試劑庫內(nèi)環(huán)境的溫濕度以及VOC（揮發(fā)性有機物）進行監(jiān)測并與通風(fēng)設(shè)備關(guān)聯(lián)，保證試劑庫存儲環(huán)境穩(wěn)定。中心試劑庫改造使用了溫濕度、VOC 監(jiān)測一體設(shè)備，對存儲環(huán)境溫濕度以及VOC 濃度及污染級別進行全方位的實時監(jiān)測。當(dāng)室內(nèi)空氣污染超出限定范圍時可自動啟動排風(fēng)系統(tǒng)，同時具備時間控制功能，可按時段自動啟動排風(fēng)系統(tǒng)并具有遠程監(jiān)控端口，可使用筆記本或手機客戶端隨時監(jiān)控。此外，該系統(tǒng)還與七氟丙烷自動滅火裝置相關(guān)聯(lián)，當(dāng)內(nèi)部環(huán)境溫度升到68 ℃時將自動開啟滅火裝置。

3.4.2 氣體探測報警系統(tǒng)

化學(xué)試劑庫中不乏揮發(fā)性易燃易爆的試劑，當(dāng)空氣中易燃易爆氣體達到一定濃度時容易發(fā)生危險，因此需要在試劑庫中安裝氣體探測報警裝置。在中心試劑庫改造中使用了氣體探測報警裝置，并根據(jù)試劑存儲的實際情況使用了乙醇氣體探頭。該系統(tǒng)含有多個探測點，只要有一個點監(jiān)測到氣體泄漏，風(fēng)扇會自動啟動排風(fēng)，同時聯(lián)動室內(nèi)、室外的防爆聲光報警器。

3.4.3 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

化學(xué)試劑庫應(yīng)配備視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以便隨時查看試劑庫異常情況。中心試劑庫改造中使用了智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)并與學(xué)校監(jiān)控中心連接，該系統(tǒng)配備了高清攝像頭并具備夜視功能。該系統(tǒng)配有了大容量的硬盤，可存儲一個月的監(jiān)控視頻，并支持與手機遠程連接，隨時在線回放，有效地記錄了試劑庫出入人員的時間、地點等相關(guān)信息。

4 消防安全的改造

化學(xué)試劑庫中根據(jù)試劑種類特性、存儲規(guī)模存放足夠的消防器材和設(shè)備，合理安排各類消防器材的數(shù)量和位置，并定期進行巡查[17]。化學(xué)試劑庫的消防設(shè)施主要包括自動滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防栓系統(tǒng)等，還配備了滅火器、沙桶、滅火毯等消防滅火器材。

中心試劑庫消防安全改造主要包括了自動滅火系統(tǒng)的改造、探測報警系統(tǒng)的改造、消防器材的改造。自動滅火裝置使用了6 套七氟丙烷滅火裝置，每套滅火裝置由罐體、感溫玻璃噴頭、壓力表、吊環(huán)等部件組成，覆蓋總面積可達54 m2。當(dāng)內(nèi)部高溫時將啟動VOC、溫濕度報警系統(tǒng)，溫度升到68 ℃時將自動啟動七氟丙烷滅火系統(tǒng)，且對設(shè)備電氣、化學(xué)品不會產(chǎn)生二次危害。探測報警系統(tǒng)為電氣安全改造中所述的溫濕度、VOC 監(jiān)測系統(tǒng)和氣體探測報警系統(tǒng)，此處不再贅述。此外，在試劑收領(lǐng)間還配備了適用于多種火災(zāi)的二氧化碳滅火器、適用于于撲滅初起火或用于逃生的滅火毯、適用于撲滅油制品及易燃性化學(xué)品的沙桶等消防滅火器材，室外配備了消防栓系統(tǒng)。試劑庫的電路布局及七氟丙烷布局如圖2 所示。

圖2 試劑庫電路布局及七氟丙烷布局圖

5 結(jié)語

高校老舊化學(xué)試劑庫的改造過程復(fù)雜，耗時較長。通常老舊試劑庫改造過程包括功能區(qū)域重新劃分、建筑結(jié)構(gòu)的防爆改造、電氣安全的改造、監(jiān)控報警系統(tǒng)的改造、消防安全的改造等，以達到化學(xué)試劑庫建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求。更為主要的是老舊化學(xué)試劑庫的改造須嚴格參照國家和地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以便使改造后的試劑庫更加規(guī)范、安全。