才德
(北京理工大學(xué)機電學(xué)院,北京 100081)
2021年10月24日,“南京消防”微博發(fā)布消息稱:15時54分南京消防119接到報警,南京航空航天大學(xué)將軍路校區(qū)一實驗室發(fā)生爆燃,造成2死9傷。這是繼2018年北京交通大學(xué)“12·26”較大爆炸事故造成3死后,又一起有死傷的高校爆炸事故。實際上盡管我國高校實驗安全管理水平提升較快,但仍面對較大的挑戰(zhàn)[1]。本文依據(jù)美國麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)安全文件對導(dǎo)師責(zé)任的規(guī)定,分析美國高校兩起實驗安全事故中,導(dǎo)師在落實實驗安全責(zé)任上存在的具體問題。當(dāng)實驗出現(xiàn)安全風(fēng)險失控時,本文還討論了實驗操作研究生如何采取措施自我保護,避免受到事故傷害的問題。
有兩起美國高校實驗事故值得國內(nèi)引以為戒。一起是2008年加州大學(xué)洛杉磯分校( University of California, Los Angeles,UCLA)實驗室火災(zāi)事故[2]。2008年12月29日UCLA大學(xué)化學(xué)助教Sheharbano Sangji在分子科學(xué)大樓四層實驗室的一個通風(fēng)櫥內(nèi)處理tBuLi(tert-butyllithium,tBuLi,叔丁基鋰,一種接觸空氣就會燃燒的高度易燃的危險化學(xué)品),在用塑料針管注射器轉(zhuǎn)移試劑時,柱塞從腔體里被錯誤拔出,注射器里的tBuLi泄漏出來并在空氣中自燃,一瓶與實驗無關(guān)、敞口的己烷(易燃液體)被她碰倒,泄漏的可燃試劑灑在她衣服并燃燒。事發(fā)時Sangji沒使用恰當(dāng)?shù)膫€人防護裝備(Personal Protective Equipment,PPE),最終導(dǎo)致她燒傷過重,死在醫(yī)院。加州職業(yè)安全與健康管理部門(the California Division of Occupational Safety and Health,Cal/OSHA)出 具事故調(diào)查報告[3]。
第二起是2016年夏威夷大學(xué)(the University of Hawaii at Manoa,UH)的爆炸事故。2016年3月16日,在UH太平洋科技大樓,夏威夷自然能源所的博士后Thea Ekins-Coward在制備氫氧混合氣體(包括55%氫氣,38%的氧氣和7%的二氧化碳),用于培養(yǎng)細菌。三種氣體在用于存儲空氣的49 L鋼制氣罐中混合,成為可燃爆炸性氣體。根據(jù)加州大學(xué)實驗室安全中心(the University of California Center for Laboratory Safety,UCCLS)的調(diào)查報告[4-5],由于博士后身體和氣罐都沒接地,她操作時也沒戴防靜電手套,當(dāng)她按壓容器的數(shù)字氣壓計開關(guān)鍵時發(fā)生靜電釋放,引爆氫氧混合氣體。由于沒采用個人防護用品PPE(personal protective equipment)等必要安全措施,博士后在爆炸中失去手臂,臉部燒傷,并暫時失去聽覺。這兩起事故都存在導(dǎo)師實驗安全責(zé)任未有效落實的問題,下面將逐一分析說明。
美國MIT的化學(xué)安全文件“化學(xué)衛(wèi)生計劃”(Chemical Hygiene Plan)對導(dǎo)師的安全責(zé)任做了18條規(guī)定,這些規(guī)定可供國內(nèi)高校借鑒,本文依據(jù)這些規(guī)定分析美國兩起事故中導(dǎo)師安全責(zé)任落實不足的問題。
MIT導(dǎo)師責(zé)任規(guī)定的條款B要求:導(dǎo)師有權(quán)采取任何必要的措施以確保實驗室安全運行。這規(guī)定了導(dǎo)師對實驗室安全運行具有主要權(quán)力和主要責(zé)任。這兩起實驗事故都說明導(dǎo)師沒有采取必要措施確保實驗室內(nèi)開展實驗的安全,確保安全的責(zé)任沒有效落實。
MIT的條款C規(guī)定導(dǎo)師要對其實驗室范圍的所有化學(xué)品進行評估,確保建立必要措施,保證危險化學(xué)品的安全使用、儲存和處置。在實驗使用危險化學(xué)品前,導(dǎo)師要確保辨識危險源,評估風(fēng)險。
1)UCLA事故調(diào)查報告指出,導(dǎo)師Patrick Harran確認,在讓受害人Sangji使用危險化學(xué)品試劑tBuLi實驗前,沒和她討論過tBuLi,也沒問過她是否熟悉tBuLi。實驗前沒有做正式的危險源辨識和風(fēng)險分析,并形成文件。
2)在UH事故中,項目申請時是采用氧氣、氫氣、二氧化碳按比例分別輸入反應(yīng)器的實驗方案,但導(dǎo)師后來改為將三種氣體按比例預(yù)先混合,存儲在一個專用存儲空氣而不適合存儲氫氣的容器中供實驗使用,這就產(chǎn)生了新的危險源:壓縮的混合爆炸性氣體。事故報告指出,在事發(fā)前課題組例會上,受害博士后曾詢問導(dǎo)師:是否應(yīng)考慮氫氣、氧氣混合的爆炸可能性,應(yīng)采取什么PPE,是否寫書面的實驗標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程(Standard Operating Procedure,SOP),是否進行風(fēng)險評估等。但導(dǎo)師沒有書面回復(fù)和解決這些安全問題。沒有書面證據(jù)表明課題組在實驗前對混合爆炸性氣體進行了危險源辨識和風(fēng)險評估。
在處理危險物質(zhì)或執(zhí)行危險操作時,SOP在保證安全實驗行為上起到關(guān)鍵作用。MIT條款C的第1子條款規(guī)定,對潛在危險的化學(xué)品、設(shè)備或工藝準(zhǔn)備要制定實驗室專用的SOP。
1)UCLA事故調(diào)查組確認,導(dǎo)師沒有按要求制訂和執(zhí)行實驗SOP來處理危險化學(xué)品tBuLi。導(dǎo)師承認處理空氣敏感性試劑的AL-134(Aldrich Technical Bulletin AL-134)標(biāo)準(zhǔn)僅被當(dāng)作“一般”參考,而沒要求在實驗中執(zhí)行。在用注射器轉(zhuǎn)移類似tBuLi的試劑時,AL-134標(biāo)準(zhǔn)建議:所用注射器容積要為打算抽取試劑容積的兩倍,禁止重復(fù)使用一個注射器進行多次試劑轉(zhuǎn)移,以避免被污染的注射器出現(xiàn)注射針管鎖死情況。而Sangji使用60 mL塑料針管注射器轉(zhuǎn)移50 mL的tBuLi,并違規(guī)重復(fù)使用同一注射器。在缺乏SOP指導(dǎo)下,Sangji的實驗操作違反了AL-134標(biāo)準(zhǔn)。
2)UH事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn),實驗中違規(guī)使用存儲空氣的容器存儲氫氣。在處理混合爆炸性氣體時,操作員和存儲混合氣體的容器都沒接地,操作員也沒戴防靜電手套,最終導(dǎo)致靜電釋放,引爆混合氣體。這些不安全行為都是沒有制定和執(zhí)行SOP導(dǎo)致的。
危險源控制通常采用分層逐級控制的方法。在底層控制中,個人防護裝備(PPE)對保護操作員起到關(guān)鍵作用。MIT條款C的第2子條款要求導(dǎo)師必須提供安全處理化學(xué)品所需的個人防護設(shè)備。
1)UCLA事故調(diào)查組確認,導(dǎo)師既沒提供、也沒要求Sangji使用恰當(dāng)?shù)腜PE。在處理高度易燃的危險化學(xué)品tBuLi時,導(dǎo)師提供的是棉質(zhì)實驗服(a cotton lab coat),而不是防火實驗服。事發(fā)時,Sangji也根本沒穿實驗服,沒戴護眼裝備,沒采用恰當(dāng)?shù)腜PE保護自己。
2)UH事故調(diào)查確認,針對爆炸性氣體導(dǎo)師沒為實驗操作員設(shè)置安全防護屏障。在操作高度可燃氣體時,博士后沒穿防火實驗服。針對可能的靜電釋放,博士后也沒有全程佩戴防靜電手套,沒使用恰當(dāng)?shù)腜PE進行防護。
未遂事故是未計劃或非預(yù)期的事件,它沒有導(dǎo)致傷害、疾病或其他性質(zhì)的損害,但卻具有導(dǎo)致這些損害的可能性,只是本該發(fā)生卻沒發(fā)生。MIT的條款N規(guī)定,調(diào)查所有化學(xué)事故和未遂事故,確定事故原因,采取適當(dāng)?shù)募m正措施以防止類似事故發(fā)生。
1)調(diào)查組發(fā)現(xiàn),UCLA以前發(fā)生的兩起事故也都是由于操作研究生沒使用恰當(dāng)?shù)腜PE而被燒傷。如果UCLA能有效處理這兩起事故,就能糾正實驗操作員不使用PPE的問題,Sangji也就能使用必要的PPE,避免被燒傷致死了。
2)UH事故調(diào)查組也發(fā)現(xiàn),爆炸事故前一天發(fā)生了一次未遂事故。事發(fā)前一天,在容積更小、但數(shù)字氣壓計和事故中是同型號的不銹鋼容器中儲存了混合爆炸性氣體。當(dāng)博士后按數(shù)字氣壓計開關(guān)鍵時聽到容器內(nèi)混合氣體發(fā)出爆裂聲,同時氣壓值瞬間下降,打開容器時能聞到燒焦氣味。她將這一未遂事故報告了導(dǎo)師,但導(dǎo)師未分析事故原因并采取糾正措施進行整改,只建議她不要再用出事的容器,且沒上報學(xué)校。如果導(dǎo)師能有效分析該未遂事故,就有可能發(fā)現(xiàn)靜電釋放引燃爆炸性氣體的事故原因并予以消除,從而避免第二天同樣的事故再次發(fā)生,但這個糾錯機會被導(dǎo)師錯過了。
除了以上問題,導(dǎo)師在確保針對實驗的有效培訓(xùn)、確保制定和實施應(yīng)急響應(yīng)程序、確保實驗風(fēng)險被有效監(jiān)督等方面也存在安全責(zé)任落實不到位的問題。高校如何有效落實導(dǎo)師對所管轄實驗室的實驗安全責(zé)任是一個亟待解決的重要問題。
上面分析指出,高校導(dǎo)師未有效負起實驗安全責(zé)任是導(dǎo)致事故發(fā)生的一個重要原因。在導(dǎo)師責(zé)任不落實時,實驗操作研究生能否通過采取必要措施使自己避免受事故傷害呢?
UH事故中,在事發(fā)前課題組例會上,受害博士后已明確向?qū)熖岢霰孀R危險源、風(fēng)險評估、使用PPE、制定和執(zhí)行書面SOP等要求,但導(dǎo)師未予回應(yīng)。但博士后在實驗前是清楚爆炸性混合氣體危險源未進行辨識和風(fēng)險評估,實驗缺乏SOP和必要的PPE,實驗風(fēng)險處于失控狀態(tài)。假如她能將該安全問題向?qū)W院或?qū)W校上報,在問題解決前拒絕冒險實驗,就有可能制止事故發(fā)生,使她免于受害。
實際上,職業(yè)健康安全管理體系標(biāo)準(zhǔn)(IOS45001)條款“7.3 意識”的f子條款明確規(guī)定:工作人員應(yīng)知道使自己從急迫且嚴(yán)重危及自身生命和健康的工作狀況中解脫出來所需的能力,并知道采取什么措施來保護自己免遭由此產(chǎn)生的不當(dāng)后果。根據(jù)這一條款,當(dāng)實驗操作研究生發(fā)現(xiàn)實驗安全風(fēng)險失控,自己生命安全受到嚴(yán)重威脅時,要主動終止實驗,將危險情況上報,避免事故發(fā)生在自己身上。在事故發(fā)生前,學(xué)生在實驗前和實驗中都有機會避免發(fā)生事故,保護自己。
1)實驗前,學(xué)生需獲取必要的實驗安全信息,包括危險源辨識、風(fēng)險評估和風(fēng)控方案。針對實驗的危險源須對學(xué)生進行有效培訓(xùn),正確理解和掌握SOP。針對可能的緊急情況,學(xué)生應(yīng)能有效執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案。實驗前還要為學(xué)生提供恰當(dāng)?shù)腜PE。所以,如果學(xué)生發(fā)現(xiàn),實驗前沒有進行危險源辨識及風(fēng)險評估,沒有制定書面的SOP,沒提供針對實驗危險源的培訓(xùn),沒有應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案及其培訓(xùn),沒有提供必要的PPE,學(xué)生都應(yīng)將問題上報,在問題未解決前拒絕冒險開展實驗。
2)在實驗過程中,實驗安全負責(zé)人應(yīng)監(jiān)督實驗,學(xué)生應(yīng)做好實驗記錄,嚴(yán)格執(zhí)行SOP。如發(fā)生緊急情況,要執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案,并及時上報。如果學(xué)生發(fā)現(xiàn):涉及危險源的實驗缺乏安全負責(zé)人監(jiān)督,不清楚實驗的記錄要求,實驗操作沒有遵守SOP,或者發(fā)生了安全緊急情況,這都表明實驗風(fēng)險可能失控,學(xué)生應(yīng)終止實驗,上報并解決發(fā)現(xiàn)的安全問題。
3)需要強調(diào)的是,按照程序?qū)W生應(yīng)首先將安全問題上報給指派自己開展實驗的導(dǎo)師,但導(dǎo)師可能不予解決,仍強迫學(xué)生冒險實驗。如果發(fā)生這種情況,學(xué)生需進一步上報學(xué)院負責(zé)實驗安全的副院長,如問題仍未解決則需上報學(xué)校負責(zé)實驗安全的實驗設(shè)備處或校領(lǐng)導(dǎo)。在實驗風(fēng)險失控問題解決之前,學(xué)生切不可冒險開展實驗,否則有可能在實驗事故中受傷,甚至死亡,這個風(fēng)險學(xué)生一定要盡力規(guī)避。
針對高校實驗安全事故頻發(fā),造成較多死傷的情況,本文依據(jù)美國麻省理工學(xué)院安全文件對導(dǎo)師責(zé)任的規(guī)定,分析兩起美國高校實驗安全事故中導(dǎo)師落實實驗安全責(zé)任存在的不足,主要包括:實驗前沒辨識危險源,沒做風(fēng)險評估;沒有針對實驗危險源制定和使用書面標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程;沒有確保提供和使用恰當(dāng)?shù)膫€人防護裝備;沒有正確處理已有事故或未遂事故,以避免事故重演等。糾正這些責(zé)任不落實的問題可以有效減少事故的發(fā)生。依據(jù)職業(yè)健康安全管理體系標(biāo)準(zhǔn)(IOS 45001)相關(guān)條款,本文討論了實驗操作研究生如何在實驗前、實驗過程中及時發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險失控的情況,通過暫停實驗、上報解決安全問題來避免發(fā)生實驗事故,實現(xiàn)自我保護。