高校化學實驗室火災爆炸事故分析及對策

李倩雯，許蘭娟

(濱州學院 化工與安全學院，山東 濱州 256600 )

伴隨著我國強力推進科教興國戰略，以及急速發展的高等事業，實驗室的數量在不斷的增加規模隨之增大，實驗人員的隨機性與流動性也在逐漸擴大，各類實驗中或多或少的會接觸到危險儀器設備，長期與危險儀器設備相處，稍有失慎便會造成災難事故。縱觀我國目前部分地方高校的化學實驗室安全管理現狀，仍存在“嘴上說的勤，手上做不到”的局面[1]。因此對化學實驗室的危險有害因素辨識，通過事故樹進行定性分析，針對化學實驗室人員流動性大、隨機性強的特點，總結出化學實驗室火災爆炸事故的對策措施，保障人員安全。

1 化學實驗室主要危險有害因素分析

1.1 人的不安全行為

(1)實驗過程操作不慎。(2)不熟悉藥品性質或實驗操作流程。(3)實驗過程未正確佩戴防護用具。(4)為及時遏止他人的錯誤操作行為。(5)未及時除去安全隱患。(6)在實驗室嬉戲打鬧。(7)在實驗室吸煙，或者明火加熱食物。(8)私自將易燃易爆品等帶進實驗室。(9)實驗廢棄物未正確處理。(10)實驗操作人員不會正確使用消防器材。

1.2 物的不安全狀態

(1)實驗室的部分藥品本身存在有危險性。(2)實驗室可能存放易燃易爆物品。(3)電氣線路老化、私拉亂接電線等。(4)實驗室儀器設備及其防護用具裝置老化或者損壞[2]。(5)實驗室使用大范圍的明火操作。(6)實驗人員使用特種設備前沒有參加相應培訓，未持證上崗。(7)實驗室滅火器數量不足，或者損壞無法正常使用。(8)插排或者其他帶電設備放在水池旁邊。(9)未及時更換標簽被腐蝕試劑瓶。(10)都要安裝遮攔和明顯的警示標志在有觸電危險的地方。

1.3 環境因素

(1)實驗室消防通道寬度是否合適。(2)可能有雜物堆積在消防通道。(3)實驗室的溫度、濕度、噪聲、振動、亮度和通風情況是否符合實驗標準。

1.4 管理缺陷

(1)實驗室未張貼危險警示標志。(2)實驗室安全管理制度不周密，運行機制不順暢[3]。(3)實驗前是否進行實驗操作安全知識培訓考核[3]。(4)實驗室的是否制訂應急預案，記錄并保存完整。(5)實驗室責任制度是否落實到個人。

1.5 實驗室危險源辨識

參照《企業職工傷亡事故分類》(GB6441- 86)[4]，可初步確定化學實驗室可能會發生的事故類型有：火災、觸電、灼燙、中毒和窒息、鍋爐爆炸、其它傷害。但在這其中火災爆炸事故危害程度較大，發生率最高，因此著重對可能造成火災爆炸的危險有害因素進行分析。

2 火災爆炸事故分析

2.1 確定事故樹的頂上事件

化學實驗室可能存放各種易燃易爆化學品,它們如果在使用和管理過程中稍有不慎就有可能發生化學實驗室的火災爆炸事故。與此同時化學實驗中難免會有加壓或者減壓操作,比如在密閉容器中進行加熱操作，導致能量釋放也可能是實驗室發生火災爆炸事故原因之一。確定頂上事件為“火災爆炸事故”[5],圖1是化學實驗室火災爆炸事故樹。

圖1 化學實驗室火災爆炸事故樹

表1 圖1中字母所代表的事故名稱

2.2 求事故樹最小割集、最小徑集

(1)用布爾代數法求最小割集，由圖1可得出該事故樹的結構函數：

T =M1+M2+M3

=M4+X7+M5+M6+M7+M8

=(X1+X2+X3+X4+X5+X6)+X7+(X8+X9+X10+X11+X12)+(X13+X14)+(X15*X16*X17)+(X18+X19+X20+X21)

綜上計算得,圖1事故樹的最小割集是：

{X1}{X2}{X3}{X4}{X5}{X6}{X7}{X8}{X9}{X10}{X11}{X12}{X13}{X14}{X15,X16,X17}{X18}{X19}{X20}{X21}

(2)求最小徑集：

T =M1*M2*M3

=(M4*X7)*(M5*M6)*(M7*M8) =(X1*X2*X3*X4*X5*X6)*X7*(X8*X9*X10*X11*X12)*(X13*X14)*(X15+X16+X17)*(X18*X19*X20*X21)

綜上計算得,圖1事故樹的最小徑集是：

{X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X15,X18,X19,X20,X21}

{X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X16,X18,X19,X20,X21}

{X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X17,X18,X19,X20,X21}

2.3 結構重要度

在最小徑集的基本事件中：X15,X16,X17都只出現了1次，其它基本事件均出現了3次。所以，該事故樹的結構重要度排序為：I

X1=IX2=IX3=IX4=IX5=IX6=IX7=IX8=IX9=IX10=IX11=IX12=IX13=IX14=TX18=IX19=IX20=IX21>IX15=IX16=IX17

根據最小割集中所得的基本事件可以得出[6]，化學實驗室火災爆炸事故發生的路徑：電氣故障(接觸不良、設備短路、設備漏電、設備過載、產生電弧、蹦出電火花)，安全管理設施不完善(安全檢查不及時、安全監管不嚴謹、安全教育不貫徹、安全設施不完備、缺少事故應急預案、缺少防護工具、實驗室布局不合理)，人員的違規操作(未佩戴防護用具且安全意識薄弱同時培訓不合格、高溫加熱設備、能量意外釋放、化學反應反應熱、明火操作)；由最小徑集分析得預防事故：只要控制最小徑集的3個基本事件其中1個不在化學實驗室中出現，那么就可以保證頂上事件不會發生，所以就不會出現事故[7]；由結構重要度排序分析可得出在實驗室火災爆炸事故中電氣線路發生故障和對頂上事件的影響因素更大,所以要規范化學實驗室的電氣線路設置及用電要求和對實驗操作者的安全培訓教育，對實驗過程應嚴格要求和規范。

3 實驗室火災爆炸事故對策

3.1 操作防火

(1)實驗者都應合理配戴防護服、全防護眼鏡、防護手套等個人防護用品。(2)只要有產生火災危險的實驗,必須遵守相關操作指南中的指導,并應安排在專門的防火設備中進行。(3)實驗過程中盡量避免明火操作，多采取水浴，油浴加熱等。(4)如果儲物柜內溫度過高，實驗前先將需使用的試劑瓶冷卻。(5)實驗中的帶電作業應由兩人以上完成操作，使用的電熱儀器不能沒有絕緣墊或絕緣板。(6)實驗前應檢查儀器設備是否完整無損壞，無誤后，方可開始操作。(7)藥品使用完應及時密封放回原處。

3.2 儀器防爆

(1)正確使用加熱儀器設備。(2)按照安全操作規程小心謹慎的使用高壓氣瓶[8]。(3)實驗室內不能存在沒有絕緣皮包裹的電線。(4)合死或者斷開閘刀的開關，防止易燃物因接觸不好而蹦出的火花點燃發生火災。(5)電器設備及電線應一直保持干燥,不能被水或者其他液體浸濕,防止因設備短路[9]，或漏電。(6)不得擅自檢查維修故障或損壞的帶電設備，應先立即斷電，后請專業人員檢修。(7)實驗室需要定期檢驗維修各實驗設備的功能，并建立常規記錄檔案[10]。

3.3 建立健全化學實驗室安全管理制度

(1)易燃易爆品化學試劑應集中存放在化學品庫，實驗結束后將剩余藥品放回化學品庫，并做好相應的記錄，實驗室不得存放易燃易爆品。(2)危險化學品管理應從采購到廢棄物處理形成完整的管理流程。(3)必須在有陽光照射的房間內安裝遮光窗簾,一些怕光和遇熱分解易蒸發的物品不應放在陽光照射到的。(4)禁止在有易燃易爆品的位置旁使用明火或散熱設備。(5)實驗過程中使用性質不明確的試劑或材料時，應先取少量進行試驗，同時做好安全措施。(6)實驗中如果進行有害蒸氣產生情況時,為了防止對人體造成傷害應在通風櫥內進行,操作人員需配戴好防護用品及防護用具。(7)實驗室內禁止吸煙，禁止加熱食物，禁止把實驗器材當做食用工具。(8)定期考核安全教育知識培訓的情況。(9)實驗室應配置相應數量和種類的滅火器[11]，并保證位置明顯，無阻擋。(10)建立健全實驗室實驗操作規程和防火責任制度。(11)確保實驗室的感溫感煙警報器可及時發出警報[12]。(12)學校應加強對消防設施的投入[11]，并定期組織消防演練。

4 結論

本文通過對高校化學實驗室存在的危險有害因素進行分析，得出火災爆炸事故發生率高，危害較大，并著重對火災爆炸事故進行了定性分析，針對分析出的實驗室發生火災爆炸事故的途徑以及發生的概率大小，提出了從操作防火，儀器防爆，以及建立健全化學實驗室安全管理制度三個方面，以減少化學實驗室火災爆炸事故的發生的概率和頻率，降低因火災爆炸而造成的實驗人員傷亡及校園財產損失。