改進(jìn)lec 法評估化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)

趙雨霄 ,馬慶 ,石琳

（1.北京科技大學(xué)資產(chǎn)管理處,北京 100083；2.北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京 100083）

化學(xué)試劑在化學(xué)類實(shí)驗(yàn)中因其易燃、易腐蝕、易反應(yīng)的特點(diǎn)，使化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室面臨越來越復(fù)雜的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。面對實(shí)驗(yàn)過程中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)隱患，特別是在不可預(yù)測的反應(yīng)合成類實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)人員常常會(huì)遇到較大的不可預(yù)見性[1]。在實(shí)驗(yàn)操作中不遵守安全制度，安全操作不規(guī)范，其后果可能導(dǎo)致人身傷害與財(cái)產(chǎn)損失，甚至嚴(yán)重危及生命。所以，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是通過識(shí)別危險(xiǎn)源的存在，以及確定危險(xiǎn)源的特征來實(shí)現(xiàn)的。識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)確定范圍、識(shí)別方法和識(shí)別途徑。利用lec 法，明確實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)源，確定風(fēng)險(xiǎn)等級，提出控制措施，防止和控制實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)，以保證實(shí)驗(yàn)室安全[2]。

1 化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)

高校里化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是學(xué)生活動(dòng)的密集場所，它既承擔(dān)著實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、教學(xué)、科研的重任，又具有較高的危險(xiǎn)性[3]。實(shí)驗(yàn)室大量使用危險(xiǎn)化學(xué)品，增加了使用風(fēng)險(xiǎn)，因此要有效地評估和預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)，必須充分了解實(shí)驗(yàn)室的特性?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室主要有以下特點(diǎn)。

1.1 種類繁多

由于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)化學(xué)試劑種類較多，所需各種儀器和溫度環(huán)境也不相同，因此復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增加了風(fēng)險(xiǎn)的存在。

1.2 污染性強(qiáng)

使用化學(xué)試劑危險(xiǎn)性質(zhì)不一，增加了實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)性。一旦實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物處理不當(dāng)，會(huì)造成環(huán)境污染，破壞生態(tài)平衡。

1.3 產(chǎn)生有害物質(zhì)

一些實(shí)驗(yàn)室對溫度和壓力有特殊的要求，這就需要為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造特殊的環(huán)境和條件。在如此條件下，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了大量的有害物質(zhì)。

1.4 實(shí)驗(yàn)人員不安全

高校實(shí)驗(yàn)室需要承擔(dān)人數(shù)較多的師生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而且不同的實(shí)驗(yàn)會(huì)在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)層次高低不同也會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)的存在[3]。

1.5 實(shí)驗(yàn)室體系不完善

實(shí)驗(yàn)室缺乏完善的安全制度體系，現(xiàn)有的安全規(guī)章制度未掛在實(shí)驗(yàn)室的顯著位置，也存在不執(zhí)行的情況，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行，往往與安全制度要求不符。

2 基于改進(jìn)lec 法化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全評估

2.1 改進(jìn)lec 法化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全評估

基于化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)，提出了改進(jìn)lec 法化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全評估方法[4]。風(fēng)險(xiǎn)等級分析通常采用lec 法，它是一種半定量的安全評估方法，用來評估操作人員在具有潛在危險(xiǎn)的環(huán)境作業(yè)時(shí)，存在的風(fēng)險(xiǎn)和危害是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[5]。根據(jù)長期積累的經(jīng)驗(yàn)，在專家意見和實(shí)際情況下對危險(xiǎn)源進(jìn)行分類評估。

在安全風(fēng)險(xiǎn)評估表中比較三個(gè)變量l、e、c，按照表1 中的方法進(jìn)行分配。

表1 基于改進(jìn)lec 法安全風(fēng)險(xiǎn)性評估

結(jié)合表1，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值，公式為：

結(jié)合公式（1），計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值，判斷事故風(fēng)險(xiǎn)等級[6]，如表2 所示。

表2 事故風(fēng)險(xiǎn)等級

由表2 可知：事故風(fēng)險(xiǎn)可劃分為5 個(gè)等級，分別是極高危險(xiǎn)等級、高度危險(xiǎn)等級、中等危險(xiǎn)等級、一般危險(xiǎn)等級、不危險(xiǎn)等級[7,8]。依據(jù)這5 個(gè)等級，對化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全評估。

2.2 作業(yè)情況下確定實(shí)例實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評估

依據(jù)上述確定的事故風(fēng)險(xiǎn)5 個(gè)等級，將評估實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)的來源劃分成三類，分別是：可能存在的危險(xiǎn)或事故、危險(xiǎn)環(huán)境下暴露的頻率、發(fā)生事故后可能產(chǎn)生的后果。在這三類風(fēng)險(xiǎn)來源支持下，對實(shí)際作業(yè)情況下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等級進(jìn)行評估[9]。

模擬實(shí)驗(yàn)室為化學(xué)類教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是主要開展原子吸收光譜法測定元素含量的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)主要使用原子吸收儀、乙炔、分析天平、分光光度計(jì)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

2.2.1 l 取值

實(shí)驗(yàn)期間，需開原子吸收儀吸收原子，儀器運(yùn)行所需的火焰一般是2600 K 空氣中的乙炔火焰[10]。乙炔氣瓶中，氣體受到壓力、溫度等外部因素的影響，一旦超過了氣瓶的爆炸極限(體積比)2.1%～80%，就會(huì)發(fā)生大爆炸。另外，乙炔氣瓶如果存放不當(dāng)，發(fā)生腐蝕泄漏也會(huì)導(dǎo)致爆炸。所以除了日常維護(hù)時(shí)要注意儀器是否正常，還要注意零件的細(xì)節(jié)，如燃燒器和易堵塞件[11]，做到定期清洗，避免因縫口堵塞引起爆炸。

2.2.2 e 取值

設(shè)計(jì)一個(gè)年級的兩個(gè)班級大約60 人，參與分析天平實(shí)驗(yàn)室、分光光度計(jì)實(shí)驗(yàn)室及其他原子吸收實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，同一樓層分布著不同實(shí)驗(yàn)室。設(shè)接觸危險(xiǎn)環(huán)境的時(shí)間間隔為一周一次，所以e=B[12,13]。

2.2.3 c 取值

乙炔屬于易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品，一旦著火，燃燒溫度高，輻射熱大，有發(fā)生劇烈爆炸的危險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅人和建筑物安全，造成無法估量的后果，所以c=C[14]。

2.2.4 風(fēng)險(xiǎn)評估

通過上述的l、e、c 取值，可計(jì)算作業(yè)情況下確定實(shí)例實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，如下所示：

若公式（2）計(jì)算結(jié)果在50～300 之間，均屬危險(xiǎn)級，應(yīng)立即采取預(yù)防措施；若計(jì)算結(jié)果大于300，應(yīng)立即停止實(shí)驗(yàn)；若計(jì)算結(jié)果小于30，則可放心實(shí)驗(yàn)。

3 控制措施

3.1 強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)

結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，要使實(shí)驗(yàn)人員充分了解風(fēng)險(xiǎn)，從實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入開始，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中都要以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)為基礎(chǔ)[15]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的變化，通過定期的開展實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)分析，提高實(shí)驗(yàn)人員的風(fēng)險(xiǎn)分析能力和安全管理水平，并通過有效的評估方法，著重對實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)源進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，改善實(shí)驗(yàn)室整體風(fēng)險(xiǎn)防范能力。

3.2 建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警管理體系

化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室要建立健全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警管理體系，既要保證實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)源得到有效控制，又要保證實(shí)驗(yàn)人員具備安全操作與應(yīng)急處置能力。定期開展實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)與應(yīng)急演練，特別是危險(xiǎn)性大的危險(xiǎn)源，使實(shí)驗(yàn)人員有能力識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)現(xiàn)隱患，并采取措施消除。有明確的實(shí)驗(yàn)人員安全責(zé)任，清晰的危險(xiǎn)源管理要求，從而全面提高整個(gè)檢測實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)管理能力[16]。

系統(tǒng)是指幾種有關(guān)事物或某種意識(shí)之間相互聯(lián)系而組成的整體，是機(jī)制的具體表現(xiàn)。高職高專實(shí)驗(yàn)室的安全管理體系主要涉及以下三個(gè)方面：組織機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、監(jiān)督管理系統(tǒng)、運(yùn)行保障系統(tǒng)[17]。三個(gè)方面是一個(gè)相互聯(lián)系的有機(jī)整體，不能忽略一個(gè)方面，也不能忽略另一個(gè)方面，必須齊抓共管，相互配合，共同推動(dòng)，做好實(shí)驗(yàn)室安全管理(見圖1)。

圖1

4 實(shí)驗(yàn)分析

為了驗(yàn)證本文方法在改進(jìn)lec 法評估化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用性能，進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)分析。對2000～2018 年我國高?；瘜W(xué)類實(shí)驗(yàn)室發(fā)生的71 起事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，內(nèi)容包括：事故類型、情況、原因、后果等。表2 顯示了2000～2018 年高?；瘜W(xué)類實(shí)驗(yàn)室事故的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。71 起事故共造成9 人死亡，78 人受傷，其中物質(zhì)危險(xiǎn)引發(fā)的37 起事故，占52.1%；工藝危險(xiǎn)性引發(fā)26 起事故，占33.8%(有的事故是由物質(zhì)、工藝、設(shè)備危險(xiǎn)性中的兩種引起)。從事故原因分析，化驗(yàn)室事故主要是由于其固有危險(xiǎn)性所致，受試驗(yàn)過程中所涉及的原料、半成品、產(chǎn)品的數(shù)量、性質(zhì)、工藝條件的要求以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的影響。

圖2 化工類實(shí)驗(yàn)室事故統(tǒng)計(jì)分析

測試化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)的評估誤差，得到誤差松弛誤差散點(diǎn)圖如圖3 所示。

圖3 評估誤差松弛誤差散點(diǎn)圖

分析圖3 得知：用本文方法進(jìn)行化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)評估的誤差較小，提高了風(fēng)險(xiǎn)評估的性能。

4 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)研發(fā)的基地，教學(xué)科研、風(fēng)險(xiǎn)評估防范等都得到了越來越多的重視。隨著高校實(shí)驗(yàn)儀器、化學(xué)試劑的不斷增多，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的安全管理，在實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)對實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行不安全行為識(shí)別的教育和培訓(xùn)。對不安全狀態(tài)下的危險(xiǎn)源應(yīng)調(diào)整和維護(hù)以滿足使用要求。在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中，既要保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，又要注意實(shí)驗(yàn)的安全性，減少安全事故帶來的危害。