王滿意, 寧 信, 虞俊超, 楊曉峰, 孫 騫, 渠 暉
(南開大學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備處,天津 300071)
實(shí)驗(yàn)氣體是高校教學(xué)、科研工作中必不可少的實(shí)驗(yàn)材料,其中許多具有易燃、易爆、有毒等危險特性。高校實(shí)驗(yàn)室使用氫氣、乙炔、甲烷、一氧化碳、氨氣、硫化氫等危險氣體,存在使用品種多、數(shù)量大,分布分散、使用頻繁等特點(diǎn),加之很多高校師生對安全風(fēng)險認(rèn)知不足,實(shí)驗(yàn)室硬件條件欠缺,易引發(fā)實(shí)驗(yàn)室安全事故,造成生命財產(chǎn)損失,影響正常的教學(xué)和科研[1-3]。
實(shí)驗(yàn)氣體安全管理是高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的重點(diǎn)之一,尤其是易燃?xì)怏w和有毒氣體的安全管理,更是實(shí)驗(yàn)室安全管理工作的重中之重。易燃、有毒等危險氣體一旦泄漏、燃爆,將造成非常嚴(yán)重的事故危害。據(jù)統(tǒng)計,2001~2016年全國高校107起實(shí)驗(yàn)室安全事故中,火災(zāi)爆炸占比86.92%,事故傷亡人數(shù)占比22%[4];而這其中實(shí)驗(yàn)氣體事故為21起,占事故總量的19.63%。據(jù)高玉坤等[5]對1996~2016年期間高校發(fā)生的52起實(shí)驗(yàn)室氣瓶事故統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),爆炸事故45起,占比86.5%,且其中絕大多數(shù)為化學(xué)爆炸;其后果嚴(yán)重,近70%的氣瓶事故會造成3人以下死亡或10人以下重傷的嚴(yán)重后果,還有約17%的氣瓶事故由于連鎖反應(yīng)會導(dǎo)致重大人員傷亡和嚴(yán)重財產(chǎn)損失,其中,只造成財產(chǎn)損失的氣瓶事故不足15%。
危險氣體本身特性(見表1~4)帶來的安全風(fēng)險,可通過替代、減少等方式,降低其風(fēng)險;儲存方式、使用方法帶來的安全隱患,可通過改進(jìn)管理方式,提升危險氣體安全管理水平,使其逐漸降低或消除,有效避免高校實(shí)驗(yàn)室安全事故的發(fā)生。
表1 高校常用低壓液化氣體危險特性表[6-7]
(1)運(yùn)輸車輛問題。氣體供應(yīng)商對安全重視不夠,存在使用普通車輛運(yùn)輸危險氣體鋼瓶的現(xiàn)象。
(2)送貨安全問題。氣體鋼瓶卸貨后送至實(shí)驗(yàn)室途中,不使用鋼瓶車,采用轉(zhuǎn)動或者滾動鋼瓶等方式;送貨過程中不配備鋼瓶帽、膠圈等必備安全附件。
表2 高校常用高壓液化氣體危險特性表[6-7]
表3 高校常用壓縮氣體危險特性表[6-7]
表4 高校常用溶解氣體危險特性表[6-7]
(3)鋼瓶質(zhì)量問題。氣體鋼瓶老舊、漆色不全、缺少標(biāo)識,存在缺少安全檢驗(yàn)等現(xiàn)象。
(4)送貨人員問題。送貨人員安全意識差,卸下的氣體鋼瓶隨意擺放在實(shí)驗(yàn)樓前、電梯口等位置。
(1)規(guī)劃設(shè)計缺位。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計階段,缺少對用途、功能的充分論證,未提前規(guī)劃設(shè)計危險氣體安全存儲空間。
(2)管理制度缺位。缺少實(shí)驗(yàn)氣體安全管理制度,學(xué)校、學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室對危險氣體的安全管理責(zé)任不夠明晰。
(3)采購管理缺位。缺少危險氣體采購論證、審核、備案機(jī)制;危險氣體存量底數(shù)不清、位置不明、安全管理情況不了解。
(4)管理要求不明。缺少對使用危險氣體的實(shí)驗(yàn)室在硬件條件、安全培訓(xùn)、應(yīng)急管理等方面的明確要求。
(5)專項(xiàng)培訓(xùn)和演練缺位。缺少高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)氣體安全專項(xiàng)培訓(xùn)及應(yīng)急演練。
(6)氣體供應(yīng)商管理缺位。對氣體供應(yīng)商的監(jiān)管處于真空狀態(tài),導(dǎo)致氣體鋼瓶質(zhì)量參差不齊,鋼瓶運(yùn)輸、送貨隱患突出,送氣服務(wù)、氣體質(zhì)量無法保障。
(1)安全知識有所欠缺。缺少有針對性、實(shí)用性強(qiáng)的安全培訓(xùn);師生安全管理、規(guī)范使用、應(yīng)急處置知識欠缺;缺少針對所使用危險氣體的專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案;很多使用危險氣體的師生,既不了解危險氣體危險特性、注意事項(xiàng),也不了解緊急情況下如何處置。
(2)安全意識仍需提高。安全管理人員對危險氣體的危險特性認(rèn)知不足,危險氣體使用安全未引起足夠重視;師生根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求,在不具備使用條件情況下,隨意采購、隨意儲存現(xiàn)象普遍;甚至存在危險氣體超量儲存、易燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w混放的現(xiàn)象;亦有使用頻率非常低但長期在室內(nèi)儲存危險氣體的情況。
(3)必要硬件條件欠缺。使用危險氣體房間未對開關(guān)、燈具等進(jìn)行防爆改造,缺少鋼瓶柜、監(jiān)測報警、除靜電裝置等必備硬件條件。
(4)氣體管路不夠規(guī)范。危險氣體管路隨意連接,材質(zhì)不符合要求,連接混亂,標(biāo)識不清。
(5)日常管理有待加強(qiáng)。危險氣體使用過程缺少正確、簡潔、實(shí)用的操作規(guī)程,未按要求定期檢驗(yàn)是否漏氣。
危險氣體管理和使用相關(guān)問題,給高校實(shí)驗(yàn)室安全管理帶來了極大的安全風(fēng)險。高校應(yīng)從以下方面加強(qiáng)危險氣體全生命周期安全管理,避免危險氣體安全事故的發(fā)生(見表5)。
表5 危險氣體全生命周期安全分級管理要求
(1)做好規(guī)劃設(shè)計,預(yù)留存儲空間。實(shí)驗(yàn)室樓宇設(shè)計或?qū)嶒?yàn)室改造時,應(yīng)提前做好規(guī)劃、設(shè)計,提前預(yù)留危險氣體存儲空間,做好存儲空間安全設(shè)計。例如:氣體存儲空間位置布局,儲存房間不裝吊頂,安裝防爆燈具、防爆柜、防爆風(fēng)機(jī)等。
(2)完善規(guī)章制度,規(guī)范危險氣體準(zhǔn)入。高校應(yīng)針對危險氣體和鋼瓶管理,制定專項(xiàng)管理辦法。在教師申請項(xiàng)目時,增加安全評價環(huán)節(jié),論證危險氣體使用的必要性,以及現(xiàn)有條件是否可滿足安全實(shí)驗(yàn)要求;規(guī)范危險氣體采購,對于以前未使用危險氣體或半年內(nèi)未使用危險氣體的實(shí)驗(yàn)室,須經(jīng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室安全委員會批準(zhǔn),報學(xué)校管理部門備案。
(3)確保經(jīng)費(fèi)投入,改造現(xiàn)有條件。對于目前使用危險氣體,但安全條件不達(dá)標(biāo)的實(shí)驗(yàn)室,可由學(xué)校、學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室按比例出資,對使用危險氣體的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行提升改造,完善硬件條件配備,規(guī)范氣體使用、儲存。
(4)列入重點(diǎn)危險源,加強(qiáng)安全管理。高校應(yīng)將危險氣體列入重點(diǎn)危險源風(fēng)險管控機(jī)制,摸清危險氣體存量、存儲位置、負(fù)責(zé)人、聯(lián)系方式、硬件條件等信息,可使用實(shí)驗(yàn)室氣瓶檢查表定期開展危險氣體專項(xiàng)檢查,及時發(fā)現(xiàn)、排除安全隱患,做好安全管理[8]。
(5)開展專業(yè)培訓(xùn),提升安全意識。高校應(yīng)通過微視頻、現(xiàn)場講座等方式,加強(qiáng)危險氣體安全宣傳、培訓(xùn),不斷提升師生安全意識,使其充分了解危險氣體的危險特性、安全管理要求、使用注意事項(xiàng)、規(guī)范使用方法、突發(fā)事件應(yīng)急處置措施等。
(6)組織招標(biāo)遴選,規(guī)范供應(yīng)服務(wù)。在改進(jìn)氣體鋼瓶管理方面,清華大學(xué)、浙江大學(xué)、南開大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校嘗試“定點(diǎn)采購管理”“實(shí)驗(yàn)氣體及鋼瓶維保服務(wù)招標(biāo)”等方式,有效改善了氣體鋼瓶的安全運(yùn)輸、鋼瓶檢驗(yàn)、鋼瓶安全附件配備、供氣服務(wù),既滿足高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)科研多樣性的需求,又規(guī)范了氣體鋼瓶管理,這在實(shí)驗(yàn)氣體規(guī)范管理方面是一個切實(shí)可行的探索和進(jìn)步[9-12]。
招標(biāo)遴選時可要求氣體供應(yīng)商提供鋼瓶,學(xué)校只采購實(shí)驗(yàn)氣體,不采購鋼瓶;氣體供應(yīng)商必須使用危險化學(xué)品運(yùn)輸車輛運(yùn)輸危險氣體,且須加強(qiáng)送貨人員安全培訓(xùn),確保送氣過程安全;氣體供應(yīng)商須按期完成氣體鋼瓶質(zhì)量檢驗(yàn),學(xué)校不定時抽檢;氣體供應(yīng)商須確保鋼瓶漆色完好、字跡清晰、安全附件配備齊全,并確保實(shí)驗(yàn)氣體壓力、純度達(dá)標(biāo)。高??赏ㄟ^定期招標(biāo)遴選,逐漸淘汰安全管理不到位、鋼瓶質(zhì)量差、服務(wù)態(tài)度差、氣體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的氣體供應(yīng)商,不斷引入優(yōu)質(zhì)氣體供應(yīng)商,確保高校氣體鋼瓶安全。
(7)建設(shè)預(yù)警系統(tǒng),提升應(yīng)處速度。通過互聯(lián)網(wǎng)+方式,建立實(shí)驗(yàn)氣體監(jiān)測預(yù)警、緊急關(guān)閉、排風(fēng)聯(lián)動系統(tǒng),使人為監(jiān)管變?yōu)樽詣涌刂?,由人員應(yīng)急處置變?yōu)橄到y(tǒng)控制。系統(tǒng)的應(yīng)用將大大縮短應(yīng)急處置的反應(yīng)時間,確保在第一時間及時處置危險,將安全隱患降至最低限度。
(1)統(tǒng)籌安排,資源共享。相同學(xué)科在研究內(nèi)容、科研方向等方面具有相似性。學(xué)院可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn),對使用危險氣體的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)籌安排,針對共用的危險氣體建立集中供氣系統(tǒng)[13-14]??稍O(shè)置調(diào)壓閥、壓力表、開關(guān)閥、過濾器,以保證氣體的純度要求和平穩(wěn)的壓力輸送,滿足不同儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)需求。建立集中規(guī)范的易燃?xì)怏w、易爆氣體、毒性氣體等相關(guān)的氣體實(shí)驗(yàn)室,可有效促進(jìn)氣體鋼瓶的合理使用和安全管理[15],不但可減少危險氣體的總體存量,還可避免重復(fù)設(shè)置危險氣體暫存間,節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間,減少重大危險源,降低安全隱患。
(2)安全準(zhǔn)入,加強(qiáng)監(jiān)管。根據(jù)學(xué)校管理制度,對擬使用危險氣體的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室人員培訓(xùn)、硬件配備及日常管理情況,確認(rèn)該實(shí)驗(yàn)室是否具備使用危險氣體的客觀條件。對符合條件的實(shí)驗(yàn)室,由學(xué)院批準(zhǔn)危險氣體采購申請;否則,駁回申請,待實(shí)驗(yàn)室人員完成培訓(xùn),硬件條件配備到位后,再批準(zhǔn)危險氣體采購申請。
(3)完善管理,監(jiān)測預(yù)警。學(xué)院應(yīng)將危險氣體作為重大危險源,可通過監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控等,對氣體使用情況進(jìn)行監(jiān)測。將使用危險氣體的實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)室安全檢查重點(diǎn),檢查內(nèi)容應(yīng)包括:危險氣體是否使用規(guī)范,氣體鋼瓶是否符合要求、安全附件是否配備齊全、氣體管路是否整齊規(guī)范、氣體管路標(biāo)識是否清晰正確、是否定期檢驗(yàn)漏氣等;檢查實(shí)驗(yàn)室是否有危險氣體操作規(guī)程;檢查使用人員是否經(jīng)過培訓(xùn),是否了解正確使用方式,是否清楚如何應(yīng)急處置等[16]。
(1)替代或減少,提升本質(zhì)安全。實(shí)驗(yàn)室在使用危險氣體前,應(yīng)論證是否必須使用危險氣體,以及是否存在可行替代方案,如:是否可使用混合氣體替代純氣,是否可使用小瓶替代大瓶,是否可使用氫氣發(fā)生器替代氫氣鋼瓶。經(jīng)過充分論證后,盡量減少危險氣體的使用,或降低危險氣體的存儲量,提升實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全水平。
(2)完善硬件條件,確保使用安全。如果條件允許,危險氣體應(yīng)盡量布置在臨近的氣瓶暫存間中,通過氣路連接到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行使用。如空間限制,確實(shí)無法放在臨近實(shí)驗(yàn)室的,應(yīng)嚴(yán)格限定危險氣體存量,每個實(shí)驗(yàn)室最多放置1瓶。
實(shí)驗(yàn)室配備危險氣體前,應(yīng)根據(jù)使用危險氣體的危險特性,完善必備硬件條件,如防爆燈具改造,除靜電裝置,配備氣瓶柜,監(jiān)測報警、防爆通風(fēng)等,要求更高的實(shí)驗(yàn)室,可安裝氣體監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),配備應(yīng)急鎖閉、聯(lián)動排風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備,確保發(fā)生泄漏情況下,能夠在第一時間排風(fēng)聯(lián)動,緊急處置。
(3)落實(shí)規(guī)范培訓(xùn),加強(qiáng)應(yīng)急演練。使用危險氣體的實(shí)驗(yàn)室必須制定正確、簡潔實(shí)用的操作規(guī)程,并對使用人員開展培訓(xùn),保證使用人員充分了解危險氣體的危險特性、注意事項(xiàng)、應(yīng)急處置措施。應(yīng)針對危險氣體制定應(yīng)急預(yù)案,并定期開展演練。
(4)落實(shí)日常管理,做好鋼瓶管理。師生在接收氣體鋼瓶時,應(yīng)嚴(yán)格檢查鋼瓶漆色、標(biāo)識是否正確清晰,鋼瓶箍、膠圈、手輪等安全附件是否配備齊全,檢查合格后方可接收。使用時,應(yīng)檢查鋼瓶總閥、減壓表接口、管路接口是否漏氣。氣體鋼瓶應(yīng)避免存放在陽光直射位置,且應(yīng)遠(yuǎn)離加熱設(shè)備、危險化學(xué)品等,并做好固定。危險氣體管路應(yīng)選擇恰當(dāng)材質(zhì),布線整齊、標(biāo)識準(zhǔn)確清晰;危險氣體一般應(yīng)避免軟管連接,應(yīng)盡量減少卡扣式連接。對于氫氣、乙炔等易燃危險氣體還應(yīng)配備防回火裝置、止逆閥等。
(5)及時清退,消除危險源。因科研方向改變、科研項(xiàng)目終結(jié)、實(shí)驗(yàn)方法改變等原因,不再使用危險氣體,應(yīng)及時清退,避免氣體鋼瓶長期在實(shí)驗(yàn)室存儲。
危險氣體安全管理是關(guān)系到師生生命安全的大事,高校可通過事先規(guī)劃、預(yù)留空間,提前審批、限制準(zhǔn)入,確保投入、提升硬件,加強(qiáng)培訓(xùn)、定期演練,統(tǒng)籌安排、分配共享,重點(diǎn)監(jiān)管、加強(qiáng)檢查,廢棄空瓶、及時清理等方式不斷提升危險氣體安全管理水平;也可通過建設(shè)實(shí)驗(yàn)氣體安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等方式,不斷提升管理和應(yīng)急處置水平;并通過招標(biāo)遴選方式,不斷規(guī)范實(shí)驗(yàn)氣體供應(yīng)和氣體鋼瓶維保服務(wù)。
通過層層壓實(shí)學(xué)校、學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室的安全管理責(zé)任,切實(shí)做好危險氣體使用、儲存、清理全生命周期安全管理,不斷提升學(xué)校實(shí)驗(yàn)氣體安全管理水平,促進(jìn)校園教學(xué)、科研工作健康、穩(wěn)定發(fā)展。