材料物理實(shí)驗(yàn)室的安全風(fēng)險(xiǎn)防范措施探討

胡永金 陳 杰 周曉紅 吳云沛 呂東燕

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院理學(xué)院，湖北 十堰 442002）

0 引言

材料物理專業(yè)屬于物理學(xué)和材料學(xué)的交叉學(xué)科，兩大學(xué)科都是實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，因此，對(duì)于培養(yǎng)材料物理類專業(yè)應(yīng)用型人才而言，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)踐教學(xué)過程尤其重要[1]。 材料物理實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的重要場所，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新思維的基本活動(dòng)環(huán)境。材料物理實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所涉及的實(shí)踐類課程有專業(yè)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和課外創(chuàng)新活動(dòng)， 研究的對(duì)象有材料的結(jié)構(gòu)、制備、成型、測試、后加工等。隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的飛躍發(fā)展，越來越多的高、精、尖設(shè)備進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)室。 在實(shí)驗(yàn)室開放的過程中，材料物理實(shí)驗(yàn)方法和手段千差萬別，大都沒有固定的實(shí)驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn)，人多事雜，人員活動(dòng)范圍大，安全隱患多元，稍有不慎就有可能引發(fā)安全事故，導(dǎo)致儀器損壞乃至人員傷亡，這給實(shí)驗(yàn)室的安全管理帶來了極大的挑戰(zhàn)[2]。

1 安全風(fēng)險(xiǎn)來源因素

1.1 實(shí)驗(yàn)室場地和儀器設(shè)備布局不合理， 儀器眾多繁雜

實(shí)驗(yàn)室場地使用初期，空間范圍較大，可操作余地也很大，在投入使用時(shí)主要考慮使用的方便，儀器設(shè)備存在隨機(jī)擺放的現(xiàn)象，缺乏遠(yuǎn)期的合理化統(tǒng)籌布局。 同時(shí)，一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備本身也較笨重，如通風(fēng)柜、手套箱、電爐子、壓片機(jī)等，擠占實(shí)驗(yàn)室大量空間，后期難以挪動(dòng)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)新設(shè)備不斷引進(jìn)后，場地空間捉襟見肘， 新老設(shè)備混搭使用且兼容性就很差，工作時(shí)互相干擾，故障頻出，發(fā)生機(jī)械事故、漏水、漏電、漏氣的可能性很大。 材料物理實(shí)驗(yàn)室儀器種類龐雜、數(shù)量眾多，涉及如固相燒結(jié)、液相混合、化學(xué)反應(yīng)、真空技術(shù)、旋轉(zhuǎn)噴涂等不同方法的制備儀器，有如電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)性能方面的測試儀器，也有一些環(huán)境和場地要求極高的大型儀器，還有一些功能不一的輔助器材和設(shè)備。 這些設(shè)備大小不一、操作方法和注意事項(xiàng)千差萬別，管理困難，稍有不慎，就有可能導(dǎo)致不可預(yù)測的安全事故發(fā)生。

1.2 安全風(fēng)險(xiǎn)隱患點(diǎn)多，安全監(jiān)管難以落實(shí)

隨著材料領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)不斷出現(xiàn)，新儀器不斷引進(jìn)， 實(shí)驗(yàn)室的安全隱患問題就會(huì)存在于機(jī)械加工、儀器用電、化學(xué)藥品的使用與管理、高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)、易燃易爆氣體、激光、“三廢處理”等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)當(dāng)中。例如，用固相法制備一種半導(dǎo)體薄膜材料，首先按照配方配料，藥品混合，用球磨機(jī)球磨若干個(gè)小時(shí)，接著用馬弗爐在通氣氛的情況下燒結(jié)24 h，冷卻后進(jìn)行球磨，球磨后再燒結(jié)若干小時(shí)，冷卻壓片后，加上電極，最后來測量樣品的性能。 這個(gè)普通的教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目流程非常長，過程復(fù)雜，任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都存在安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，安全監(jiān)管確實(shí)存在很大的困難。

1.3 和實(shí)驗(yàn)室打交道的人員專業(yè)化程度不高

隨著高校的門檻越來越高，專職管理崗位越來越緊缺，大部分管理職責(zé)都是教師在兼職管理，但是老師本身的教學(xué)、科研任務(wù)也很繁重，難以抽出更多的時(shí)間和精力來管理實(shí)驗(yàn)室[3]。 而進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的大學(xué)生在高中階段很少接受實(shí)驗(yàn)方法和技能的訓(xùn)練，到了大學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)還跟不上來，如缺乏基本的儀器操作訓(xùn)練和安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)安全事故的風(fēng)險(xiǎn)極高。負(fù)責(zé)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和管理實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)人員，他們的專業(yè)背景也是千差萬別，有的沒有材料類專業(yè)出身的教育背景，上崗之后也缺乏嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)技能和安全培訓(xùn)。

1.4 傳統(tǒng)“人防”力量存在著局限性，難以真正地發(fā)揮安全防護(hù)作用

“人防” 就是要求進(jìn)入實(shí)驗(yàn)的人員必須熟悉實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境布局，掌握儀器操作規(guī)程，熟悉實(shí)驗(yàn)室安全用電、安全防護(hù)、化學(xué)藥品的使用知識(shí)，學(xué)習(xí)并掌握實(shí)驗(yàn)室常見傷害的緊急救護(hù)方法[4]。但是，在紛繁復(fù)雜的各種儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)過程面前，單純的個(gè)人即使是對(duì)安全防護(hù)做好了充分的準(zhǔn)備，但是防護(hù)力量還是非常有限的。因?yàn)?，人的分辨能力總是存在著局限性，很多潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)憑經(jīng)驗(yàn)和肉眼是感知不出來的。受資金和條件的限制， 很多實(shí)驗(yàn)室并沒有采用安全門禁、電聲光傳感器報(bào)警系統(tǒng)、 無死角的視頻監(jiān)控系統(tǒng)等“技防”手段來預(yù)防安全事故的發(fā)生。

1.5 實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任不清晰，責(zé)、權(quán)、利不對(duì)稱

在目前的情況下，實(shí)驗(yàn)室的日程管理和安全責(zé)任主要由實(shí)驗(yàn)室主任和實(shí)驗(yàn)人員來負(fù)責(zé)，其他的實(shí)驗(yàn)者主要就是在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)或各種科技創(chuàng)新活動(dòng)。結(jié)果就是管理人員不進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，僅是單純的實(shí)驗(yàn)室管理， 但實(shí)驗(yàn)者則要完成主要的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的細(xì)節(jié)管理沒有過多的關(guān)注，這就導(dǎo)致萬一出現(xiàn)事故時(shí)安全責(zé)任劃分不清。

2 安全管理措施

（1）材料物理實(shí)驗(yàn)室的功能設(shè)置和儀器使用必須有遠(yuǎn)期的科學(xué)規(guī)劃，遵循科學(xué)的布局原則，如通用型儀器和高精尖的科研設(shè)備分開，新設(shè)備和老設(shè)備分開使用，大型儀器設(shè)備放置在低樓層，干濕環(huán)境要求不同的儀器必須分開，制備實(shí)驗(yàn)室、性能測試實(shí)驗(yàn)室與加工實(shí)驗(yàn)室等盡量分開設(shè)置，使用環(huán)境要求相同的儀器放在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。通過科學(xué)的規(guī)劃解決了儀器設(shè)備混搭混用的安全隱患問題，還解決了交叉使用過程中安全管理責(zé)任不清晰的問題。

（2）深層次地挖掘現(xiàn)有材料物理實(shí)驗(yàn)室的各種安全隱患點(diǎn)，實(shí)行一隱患一對(duì)策，一人一攬子負(fù)責(zé)到底的制度，切實(shí)讓安全責(zé)任落地生根，這具有十分重要的意義[5]。對(duì)于存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)室或項(xiàng)目，必須集體研討，制定出科學(xué)合理的且切實(shí)可行的儀器使用方法和實(shí)驗(yàn)步驟。 教師按要求先行操作和調(diào)試到位，再來培訓(xùn)學(xué)生，必要時(shí)可以開設(shè)一定課時(shí)的安全教育課程。

（3）實(shí)驗(yàn)室作為安全責(zé)任重地，必須加大人力管理投入，配備專職的實(shí)驗(yàn)人員。 專職實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)該有材料物理，或材料化學(xué)，或物理化學(xué)等學(xué)科背景，真心熱愛實(shí)驗(yàn)室工作，管理部門也應(yīng)該打通實(shí)驗(yàn)人員的職業(yè)上升通道，提升其工作動(dòng)力和熱情。 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全教育和使用方法培訓(xùn)，萬一出現(xiàn)問題有科學(xué)的應(yīng)急處理措施。

（4）為了徹底避免安全事故的發(fā)生，必須發(fā)揮“技防+人防”結(jié)合的組合威力，具體措施就是在實(shí)驗(yàn)室的重點(diǎn)位置安裝電聲光傳感器， 一旦檢測到室內(nèi)溫度、電流、煙霧監(jiān)測數(shù)據(jù)異常，就會(huì)觸發(fā)聲光報(bào)警器，實(shí)驗(yàn)室管理人員第一時(shí)間內(nèi)趕到現(xiàn)場能夠采取應(yīng)急處理措施。 視頻監(jiān)控設(shè)備能夠24 h 不間斷地監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的活動(dòng)情況，實(shí)驗(yàn)室管理人員隨時(shí)隨地都可以抽查實(shí)驗(yàn)室的人員活動(dòng)和設(shè)備使用情況。

（5）實(shí)驗(yàn)室常規(guī)管理和安全防范工作是日常工作的重要組成部分，所以在實(shí)驗(yàn)里取得的任何科研成果也應(yīng)該充分考慮實(shí)驗(yàn)室管理人員的貢獻(xiàn)。在進(jìn)行科研成果分配和獎(jiǎng)勵(lì)的時(shí)候，也應(yīng)該考慮實(shí)驗(yàn)室管理人員臺(tái)前幕后所做的貢獻(xiàn)。當(dāng)科研人員和實(shí)驗(yàn)室管理人員共享科研成果的時(shí)候，大家的積極性就能夠真正激發(fā)出來，實(shí)驗(yàn)安全才有保障。

3 結(jié)語

論文所述的材料物理實(shí)驗(yàn)室的安全風(fēng)險(xiǎn)來源和管理措施具有一定的代表性，但是每個(gè)學(xué)校類似的實(shí)驗(yàn)室都會(huì)有自己的設(shè)置特征和管理模式，設(shè)備和實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)來源情況也不盡相同。 所以，安全管理措施能否落地生效還需要同校情相結(jié)合，爭取得到學(xué)校各個(gè)部門的大力支持，共同為建設(shè)安全校園保駕護(hù)航。