交叉學科實驗室危險化學品安全管理的探索與實踐

湯靜芳，王 潔

（東華大學a.紡織科技創(chuàng)新中心；b.保衛(wèi)處，上海 200051）

0 引言

高校實驗室是教師實驗教學和科學研究的載體，也是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力和拓展綜合素質(zhì)的重要基地，更是高?！半p一流”建設的重要保障［1-3］。

學科交叉融合是全球科學研究領域廣泛關注的問題，更是高校高質(zhì)量發(fā)展的大勢所趨。我國交叉學科研究發(fā)展時間短，涉及多學科交叉的實驗室正處于不斷建設與發(fā)展階段，作為交叉學科實驗室常見的危險化學品（簡稱?；罚┐蠖嗑哂斜ā⒁兹?、毒害、腐蝕等特性［5］，這不僅容易造成環(huán)境污染，甚至帶來生命財產(chǎn)損失，因此，充分辨識交叉學科實驗室?；返氖褂矛F(xiàn)狀和安全隱患，并加以有效防控，是開放共享、多交叉學科實驗室的安全運行管理所面臨的挑戰(zhàn)。

本文通過借鑒能量意外釋放理論［6］，分析交叉學科實驗室?；钒踩芾淼默F(xiàn)狀挑戰(zhàn)及安全隱患，從控制化學品能量意外釋放并運用數(shù)學思維方法設置能量安全屏障著手，關口前移、以查促改、夯實成效，實現(xiàn)織密交叉學科實驗室安全管理一張網(wǎng)。

1 交叉學科實驗室危險化學品使用現(xiàn)狀分析

1.1 交叉學科實驗室功能繁雜

交叉學科實驗室建設力度和開放程度日益提升［7］，以紡織科技創(chuàng)新中心（簡稱“中心”）為例，該研究中心的研究方向涉及高性能纖維、功能纖維、生物基纖維、先端紡織加工、生態(tài)綠色染整、能原材料等領域，實驗室功能涉及化學、物理檢測、生物醫(yī)用和材料加工等多個學科，實驗人員來自紡織、材料、化學化工與生物醫(yī)用等多個學院以及項目合作單位等（見圖1），形成了來源廣、多層次、多種類的交叉學科平臺。

圖1 實驗室人員準入情況

作為一個功能繁雜的交叉學科研究平臺，各種科學研究涉及化學品較多。通過追蹤“中心”實驗室化學品庫存量月報情況，全年總計上報化學品庫存量月報統(tǒng)計表264 份，涉及化學品（含氣瓶）貯存的實驗室占實驗室總數(shù)的67%，根據(jù)《GB13690—2009 化學品分類和危險性公示通則》對化學品危險特性進行分類，發(fā)現(xiàn)涉及?；贩N類較多，主要包括易燃液體、易燃固體、遇濕易燃?；?、氧化性?；?、腐蝕性危化品、壓縮空氣和液化氣體等［8］。

1.2 危險化學品貯存量大

近年來，各類高校投入大量資金用于實驗室建設，以提升教學科研水平［9］。交叉學科實驗室是科研產(chǎn)出的前沿陣地，使用的?；菲贩N多，使用頻繁，出于采購周期、費用、使用方便、不影響科研進度等諸多因素的考慮，實驗室通常貯存一定數(shù)量的?；芬詡溆?，隨著教師研究方向改變出現(xiàn)?；肺醇皶r使用而殘存、學生更替造成庫存不清、以及重復采購，久而久之，導致實驗室?；烦霈F(xiàn)超量貯存或長期閑置。

通過定期盤點“中心”實驗室?；房値齑媪?，發(fā)現(xiàn)易制爆、易燃?；穾齑婵偭块L期保持較高水平（見圖2）。造成?；房傎A存量大的主要原因是為滿足多學科、多層次實驗研究所需而造成的。

圖2 易爆、易燃危化品庫存月報統(tǒng)計

2 交叉學科實驗室危險化學品使用安全隱患

2.1 危險化學品的不安全狀態(tài)

通過對交叉學科實驗室?；啡粘９芾砬闆r分析，危化品的不安全狀態(tài)主要體現(xiàn)在化學品的貯存場所及日常保養(yǎng)兩方面（見表1）。因危化品貯存場所限制和日常保養(yǎng)不當，危化品固液混放、酸堿混放等貯存不規(guī)范，容易出現(xiàn)潮解、結(jié)塊、變色、松蓋、破損甚至反應等危險現(xiàn)象［10］，導致影響實驗效果，造成物料浪費，嚴重時發(fā)生安全事故，從而危害師生安全。例如，2018年12 月北京交通大學實驗室爆炸事故，學生在進行垃圾滲濾液污水處理科研試驗時，使用攪拌機對鎂粉和磷粉攪拌，反應過程中，料斗內(nèi)產(chǎn)生的氫氣被攪拌機轉(zhuǎn)軸處金屬摩擦碰撞產(chǎn)生的火花點燃發(fā)生爆炸，繼而引發(fā)鎂粉粉塵云爆炸，并引起現(xiàn)場貯存的鎂粉和其他可燃物燃燒。該事故存在實驗室違法購買、貯存危險化學品的安全隱患，試驗區(qū)域有大量易燃易爆的鎂粉與其他易燃物同室貯存，且未隔絕火源熱源等，從而增大了?；焚A存的安全風險。

表1 ?；返牟话踩珷顟B(tài)

2.2 實驗人員的不安全行為

交叉學科實驗室因?qū)嶒炄藛T來源廣，人的不安全行為尤為突出，主要包括?；饭芾碇贫葓?zhí)行不到位，安全意識參差不齊、?；钒踩R儲備不足、安全管理人員能力有限等方面。①交叉學科實驗室存在人員安全意識不高且通常沒有接受專業(yè)的操作訓練，不了解專業(yè)的化學品使用安全知識的現(xiàn)象，造成?；穼嶒灢僮鞑划敗⑽匆?guī)范使用?；返葥p害人身健康的安全隱患。②?；肺窗才艑Ｈ斯芾砩踔林苯佑蓪W生管理，從而導致?；焚A存狀況不清，管理松散，安全責任落實不到位。

3 交叉學科實驗室危險化學品安全管理探索

3.1 建立危險化學品能量意外釋放模型

能量意外釋放理論認為，能量或有害物質(zhì)是導致事故發(fā)生的根源所在，能量或有害物質(zhì)失去控制而意外釋放是致使事故發(fā)生的根本原因。交叉學科實驗室?；肥褂矛F(xiàn)狀和暴露出的安全隱患都有可能因屏蔽失效，能量意外釋放，導致?；钒踩鹿?。結(jié)合前述使用現(xiàn)狀及安全隱患分析，建立模型（見圖3）。

圖3 ?；纺芰恳馔忉尫拍Ｐ?/p>

3.2 運用數(shù)學思維建立防護屏障

基于危險化學品能量意外釋放模型，既要做到有效辨識?；纺芰坎⒃O置相應屏障進行防控，同時還要辨識并修補防控屏障存在的缺陷或者漏洞，以使其發(fā)揮應有的防控作用。可運用數(shù)學思維做好?；钒踩芾怼凹訙p乘除”，建立能量安全屏障，并防止屏蔽失效。

3.2.1 “加”法原則，構(gòu)建1 +X+Y危化品管理體系

建立了“1 +X+Y”分層責任管理體系，增加組織體系保障（見圖4）。

圖4 1 +X+Y?；饭芾眢w系

1 表示交叉學科實驗平臺實驗室安全工作小組，X表示平臺各實驗室安全責任人，Y 表示各實驗室危化品管理專人。依據(jù)“誰管理、誰負責，誰使用、誰負責”的原則，由交叉學科實驗平臺主要負責人、教授代表、安全員組成實驗室安全工作小組，負責統(tǒng)籌管理實驗室危化品安全；涉化學實驗室安全責任人負責所轄實驗室危化品常規(guī)管理；?；饭芾韺Ｈ素撠熚；啡粘９芾?。通過1 +X+Y?；饭芾眢w系，厘清了?；啡粘９芾砉ぷ?，層層壓實了管理責任。

3.2.2 “減”法原則，儲備危化品安全知識減少盲點

人的安全素質(zhì)有助于保障人的安全行為，減少安全隱患，提升安全素質(zhì)需要從安全知識的宣傳、安全技能的學習和安全意識的培養(yǎng)等多方面入手［11］。開展危化品安全多層次教育培訓與演練（見圖5），從組織者多層次、內(nèi)容多層次、教育形式多層次等3 個方面著手，充分考慮交叉學科平臺人員的知識儲備、科研項目以及平臺實驗室場景的個性差異，有針對性地進行?；穼ｍ椗嘤?，做到因人因地因事而異，并以“安全小課堂+實景演練”的模式為主，既提高了實驗人員?；钒踩R儲備，又充分調(diào)動了?；钒踩芾淼淖灾鞣e極性。

圖5 多層次教育培訓與演練

3.2.3 “乘”法原則，倍增技防措施和信息化建設

基于化學品安全技術說明書（MSDS），熟悉?；返陌踩匦?，做到?；钒踩A存和使用［12-13］，加強?；钒踩挤来胧┖托畔⒒ㄔO（見表2），加強?；返陌踩珷顟B(tài)保障。按照GB 50016 的要求，修建專門的危化品倉庫，滿足易燃類、劇毒類、強腐蝕性類、易爆類、強氧化性類、強還原性類、特殊有機試劑類、鋼瓶類等危險化學品單獨存放的要求［14］。在沒有?；穫}庫或?qū)嶒炇覂?nèi)臨時貯存時，應將?；焚A存于?；穼９?，分類分區(qū)貯存，減少因貯存相互反應引起的?；钒踩鹿省?/p>

表2 ?；芳挤来胧┘靶畔⒒ㄔO項目

同時，基于現(xiàn)代化信息手段，部分高校及院系如東華大學、華東理工大學、同濟大學環(huán)境科學與工程學院等正積極開發(fā)實驗室安全管理平臺，逐步實現(xiàn)?；焚A存量、用量情況“一室一臺賬”線上動態(tài)管理和“一瓶一碼，掃碼可用、聯(lián)防聯(lián)控，溯源管理”，確保?；穾齑尜~物相符、賬賬相符，防止超量貯存。

3.2.4 “除”法原則，執(zhí)行雙重預防機制消除事故隱患

雙重預防機制是指建立風險管控和隱患排查治理體系，以安全風險辨識和管控為基礎，從源頭上系統(tǒng)辨識?；钒踩L險、分級管控風險，努力把風險控制在可接受范圍內(nèi)，消除事故隱患；同時，以隱患排查和治理為手段，認真排查實驗室?；凤L險管控過程中出現(xiàn)的缺失、漏洞和風險控制失效環(huán)節(jié)，堅決把隱患消滅在事故發(fā)生之前。

以“中心”為例，對?；钒踩珯z查提出了常態(tài)化、精細化要求，落實安全檢查整改閉環(huán)管理，從以下5 個方面執(zhí)行雙重預防機制：查制度，各項規(guī)章制度作為實施實驗室安全管理的基礎和重要保障［15］，包括危化品安全管理制度的制訂與完善、執(zhí)行與落實情況；查隱患，貫穿?；凡少彙霂臁A存—使用—廢棄全生命過程存在的安全隱患；查措施，配置危化品安全貯存措施、個人防護措施、應急救援措施等；查教育，危化品安全知識掌握情況、安全管理要求是否清晰、實驗流程是否正確等；查落實，經(jīng)常檢查安全管理制度是否有效執(zhí)行，各項安全防控措施是否配置齊全，發(fā)現(xiàn)隱患是否即查即改等。對檢查情況及時反饋，即查即改或限期整改，整改情況進行跟蹤復查，形成閉環(huán)管理［16］。在雙重預防機制下，有效落實規(guī)范采購、入庫登記、分類貯存、安全使用和廢棄的全流程管理。

4 結(jié)語

總之，面對不同學科相互交叉、融合、滲透而帶來的交叉學科實驗室危化品安全管理挑戰(zhàn)，必須秉持“安全第一、預防為主”的精神，重視?；返淖陨砟芰亢桶踩珷顟B(tài)，強調(diào)管理應與人自身的素質(zhì)和責任心相結(jié)合，通過借助?；纺芰恳馔忉尫拍Ｐ?，運用數(shù)學思維設置安全屏障，做好?；钒踩芾怼凹訙p乘除”，從而有效防止?；钒踩鹿实陌l(fā)生，切實保障?；返陌踩褂煤腿藛T生命財產(chǎn)安全。雖然，隨著交叉學科實驗室的發(fā)展，一個更加開放、多元、綜合、智能、網(wǎng)絡化的安全管理系統(tǒng)也將產(chǎn)生，但管理好危化品依然是交叉學科實驗室安全之重。