高校實驗室危險化學品安全現狀及準入教育的必要性研究*

韋佳敏，傅 瑜，葉招蓮，王 青

(1.江蘇理工學院化學與環境工程學院，江蘇 常州 213001；2.常州大學材料科學與工程學院，江蘇 常州 213100)

1 高校實驗室安全現狀

實驗室安全是高校實驗室工作中最重要的內容之一。隨著高校實驗室規模的逐漸擴大、實驗室種類的日益增多和實驗室人員(包括教師、學生和工程實驗技術人員)數量的飛速增加，實驗室安全工作的重要性也日益凸顯。近幾年來，國內高校對實驗室安全的重視程度不斷提高，經費和資源投入力度不斷加大，實驗室管理制度日趨完善，實驗室安全的總體狀況同過去相比有了一定的進步。但是，實驗室安全仍然存在較多問題。

近年來，高校實驗室安全事故時有發生，造成比較嚴重的人員傷亡和國家財產損失。2008—2018年期間高校實驗室共發生安全事故14543起，死亡29人，這其中化學實驗室發生事故的比例最高，主要包括包括火災、爆炸、毒害、生物感染、腐蝕等[1-2]。因此，針對高?；瘜W實驗室危險化學品種類多、安全隱患分布廣、危險源隱蔽和人員相對集中、安全風險具有累加效應等客觀特點，教育部印發了《關于加強高校實驗室安全工作的意見》(教技函〔2019〕36 號)。根據教育部組織的“飛行檢查”結果得知，實驗室危險化學品的存放、實驗室氣體管理，以及化學廢棄物管理等存在的安全隱患占比最重。

2 實驗室常見風險源

2.1 危險化學品存放問題

危險化學品根據2018版《危險化學品名錄》分為八大類共計2828種，分別是爆炸品、壓縮氣體和液化氣體、易燃液體、易燃固體和遇濕易燃品、氧化劑和有機過氧化物、毒害品和感染性物品、放射性物品、腐蝕品等[3]。因此,根據不同的危險化學品性質，需要正確的存放。常見的存放問題有以下幾類：

1)危險化學品存儲柜問題。易制爆危險化學品的存放處于失控狀態或易制爆危險化學品儲存柜不合格——易制爆危險化學品專用儲存柜須使用金屬箱體結構，采用兩套鎖具，其中必須至少有一套鎖具為B級防盜鎖，且鎖具結構設計符合GA/T73《機械防盜鎖》標準要求。

2)鎖具隱患。易制爆危險化學品存取完成后柜門不鎖且門虛掩——存取都需要保證雙人雙鎖。

3)儲存不當問題。易燃液體存放位置不合適，甚至瓶口敞開，部分易燃液體見表1——低閃點有機試劑需存放在專用防爆冰箱。

表1 易燃液體

4)存儲量問題。易燃液體存放量過大，具有安全隱患——50 m2房間內易燃易爆化學品總量不應超過 50 kg，單一容器不應大于 20 kg。

5)不明試劑問題。實驗室內使用飲料瓶、容量瓶等存放不明液體，瓶身無任何標簽——使用其他試劑瓶存放試劑時，必須把原標簽撕掉，并張貼新的標簽，注明試劑名稱/代號，使用人/負責人、日期等信息。

6)配伍禁忌問題。同一個試劑柜同時存放了不同種類的危險化學品，甚至氧化劑還原劑混放。常見配伍禁忌見表2。如氧化劑、還原劑不可混放，遇水易爆炸品需單獨存放，易燃有機試劑與強氧化劑不可混放，強還原劑與強酸類不可混放等。

表2 常見配伍禁忌

7)試劑臺賬問題。臺賬或清單與試劑柜內存放試劑種類、數量不符，且易制毒易制爆試劑無使用記錄。

2.2 氣體安全問題

1)氣瓶存放隱患?？扇細怏w瓶與氧氣混放，與熱源距離較近——①氧氣瓶、可燃性氣瓶與明火距離應不小于 10 m，不能達到時，應有可靠的隔熱防護措施，并不得小于 5 m；②易燃氣體與氧氣鋼瓶不得混放。

2)氣體管路輸送隱患。鋼瓶采用塑料軟管，易老化、破損、脫落，氣體管路走向無正確的標識。

3)氣瓶固定隱患。氣瓶無固定或無有效固定——①氣瓶的存放須陰涼、干燥，并且需要有效固定，按規定定期作技術檢驗、耐壓試驗；②搬運、存放、使用完畢需要蓋上安全帽。

4)氣瓶減壓閥隱患。氧氣瓶錯誤的使用了氮氣減壓閥——高壓氣瓶的減壓器要專瓶專用，氧氣瓶減壓閥及其專用工具嚴禁與油類接觸。

5)氣體報警裝置隱患。在具有不同氣體鋼瓶的房間，氣體泄漏報警器采用同一類型，安裝同一高度——氣體泄漏報警器的安裝高度需要考慮不同氣體的比重。

2.3 化學廢棄物安全

1)廢液存放區無廢液標識，無警戒線，無防漏托盤，未分類存放；

2)實驗室垃圾桶通常是塑料材質，若殘留的試劑與擦拭紙上的試劑發生化學反應易導致火災不可控，應使用金屬帶蓋專用防火垃圾桶。

3 安全事故分析

查看眾多高校事故發生原因可知，危險化學品管理不善、實驗風險評估不足及人為不當操作等占主要因素，其中約有90%的實驗室安全事故是人為造成。

海因里希法則[4](Heinrich’s Law)根據工業事故的發生將其分為：遺傳及社會環境、人的缺點、人的不安全行為和物的不安全狀態、事故的發生、事故造成的傷害等五個模塊，并將他們講述成一個具有連鎖效應的因果過程，其中任一個因素忽視而發生倒塌，必定會形成一個連鎖反應，最終導致事故的發生和嚴重的后果。想要中斷導致事故連鎖反應的發生，最有效的方式之一便是從人的角度出發，移除“人的不安全行為”和“物的不安全狀態”這一塊“骨牌”，從而消除多米諾骨牌效應，中斷事故的發生和人員的傷亡(圖1)。

圖1 消除事故發生的措施

法則還指出，“當一個企業有300起隱患或違章，非?？赡芤l生29起輕傷或故障，另外還有一起重傷、死亡事故”，這也稱為“事故金字塔法則”(300∶29∶1 法則)。由此可見，事故是各種安全隱患積累到一定程度時發生的，事故的發生有其偶然性，也有其必然性。

3.1 從人的不安全行為分析

安全意識往往對人的習慣及行為起著決定性的影響。實驗室操作和管理人員安全意識淡薄，缺乏必要的安全知識，把實驗室的行為當成兒戲，對事故的嚴重后果沒有絲毫概念，往往是導致事故的發生根本原因[5]。

3.1.1 安全意識淡薄

淡薄的安全意識不僅僅包括對不了解某些行為可能導致的后果，也包括對一些操作可能導致危險的置若罔聞。例如，在2010年6月21日，寧波某大學一應用海洋生物技術教育部重點實驗室發生大火，事故原因竟然是2名粗心的學生做完實驗后，忘記關閉電路導致火災。無獨有偶，2010年5月26日，昆明某大學蓮花校區礦業大樓六樓電化學綜合測試室，兩個學生用電磁爐融化石蠟，而在中途都離開了無人看管實驗，從而導致了火災的發生。2014年12月4日中午，常州某大學一間實驗室內突然傳來一聲巨響，并冒出大量黑煙。事后查明，爆炸系實驗室 10 L 玻璃瓶中的氯代叔丁烷在蒸餾過程中發生，事發前曾有人員在實驗室內做實驗，后沒有關閉實驗就離開去吃飯，導致了爆炸的發生。2016年9月21日，上海某大學化學化工與生物工程學院一實驗室在用高錳酸鉀和濃硫酸做實驗時發生爆炸，事故導致兩名學生眼睛重傷，其中一人永久性失明，事故原因一是違規操作導致，二是沒有按照規范穿戴防護設備，導致了嚴重的后果。

3.1.2 缺乏必要的安全知識

調查發現很多實驗室事故主要是由于違規操作導致的，而“違規操作”不僅僅是淡薄的安全意識，更多的是缺乏必要的安全知識，最終造成了非常嚴重的后果。例如，2018年12月26日，北京某大學市政環境工程學生在2號樓環境工程實驗室，進行垃圾滲濾液污水處理實驗期間發生爆炸，事故造成3名學生死亡。經查明：在使用攪拌機對鎂粉和磷酸攪拌、反應過程中，學生為防止物料濺出，用衣服遮擋住了料斗，而后料斗內產生的氫氣被攪拌機轉軸處金屬摩擦、碰撞產生的火花引發鎂粉粉塵云爆炸，爆炸引起周邊大量鎂粉和其他可燃物燃燒。2020年9月22日，常州某小學教師在科學課《熱空氣和冷空氣》上演示熱氣球實驗，使用酒精燈時由于錯誤的操作，導致了酒精閃燃，躥出的火苗瞬間使得4名學生不同程度的嚴重燒傷。雖然這起事故看起來并不是高校實驗室事故，但是這起事故的主導者是接受過高校實驗室安全教育的對象，可見高校期間養成的實驗習慣和科研素養對學生影響深遠。2021年7月27日，湖南某大學藥學院一學生稱實驗室在清理此前畢業生遺留在燒瓶內的未知白色固體，一博士生用水沖洗時發生炸裂。炸裂產生的玻璃碎片刺穿該生手臂動脈血管，經與實驗室負責老師溝通，導致炸裂的未知白色固體可能是NaH或者CaH2，遇水發生劇烈反應而炸裂。

類似的事件還有：“冰箱炸彈”——將使用完的有機試劑敞口放置在冰箱中，即使瓶蓋扭得很緊，低溫也往往會導致瓶殼收縮，使得有機氣體持續揮發，當有機氣體達到臨界濃度，被冰箱壓縮機啟動時的電火花引爆?！耙旱趶棥薄貌ＡА⒖凵w離心管裝樣品，放入液氮罐，取出時管壁性質已經改變，承受不住膨脹的氣體壓力，或本身快速升溫時壓力不均，發生爆炸?！胺辣瑥N門”——使用危險化學品或比較活潑的物質時往往需要在防爆櫥櫥內操作，而防爆廚門的使用非常重要，必須下拉至安全高度，充分發揮廚門的保護作用。“火上澆油”——實驗時，試劑滴落到油浴中，因油浴中的油未及時更換，而裸露的加熱電熱絲或其他原因引燃了油浴中的有機物，從而導致事故的發生。

以上事故的發生都是缺乏必要的安全知識引起的，加強安全知識學習完全可以減輕或者消除事故的嚴重后果。

3.1.3 實驗室管理不當

實驗室負責人對實驗室管理的忽視往往也會導致事故的發生。例如，2011年10月10日，湖南某大學化工學院實驗樓四樓突發火災，直接財產損失近43萬元，但幸未造成人員傷亡。據調查，化工學院對危險化學藥劑管理不善，沒有對未使用完的藥劑進行嚴格管理，多名學生證實西側操作臺南側存在漏水現象，而實驗室內存放有三氯氧磷、金屬鈉等遇水自燃物品。2017年5月，南京某大學資環學院存放在?；钒踩駜炔康囊颐淹蝗话l生爆炸，該事故是由于管理人員未按照使用說明書及培訓要求將進風口及排風口打開進行通風，柜體沒有靜電接地，且瓶蓋未擰緊，導致揮發性氣體在柜內聚集到一定濃度遇到靜電從而發生爆炸。

因此為了更好地預防實驗室安全事故的發生，實驗室安全準入教育不僅需要考慮進入者，也需要針對實驗室管理者，將因管理失誤可能引發的安全事故隱患扼殺在搖籃里。

4 實驗室安全準入教育培訓

危險化學品種類多、危險性大，一旦發生意外事故，若缺乏有效應對，極易造成嚴重損害。實驗室安全準入制度是實驗室安全管理工作中的一個重要部分[6-7]，是提高師生安全防護知識和技能最直接的辦法。

4.1 實驗室準入教育培訓的迫切性

4.1.1 對師生的準入教育

實驗室安全準入教育的出發點就是全面了解實驗室安全問題和安全常識，掌握學校在實驗室安全方面的管理要求和規章制度，進而提高師生的安全理念、安全意識和安全素質，減少人的不安全行為和事故發生概率，保障師生的生命財產安全。為了保障實驗室安全，必須對實驗室危險源有足夠的認知，而學生作為實驗室工作的主體，提高其安全素質是降低安全隱患的關鍵。2021年，東南大學在調查1571名本校學生后發現，總的合格人數僅有584人，合格率為37.17%。其中，安全通識調查按內容分為7個類別分別統計，得分最高的內容是水電安全，其次是消防安全，特種設備安全和危化品安全普遍得分很低[8]。由此可知，因為水電安全是接受最多的安全教育，普遍認知能力最強。得分最低的特種設備安全和?；钒踩悇e不完全是學生自身的問題，也與學校沒有提供足夠的實驗室安全準入教育有較大的關系，所以對學生在實驗室主要風險源方面的認識和教育培訓有待進一步提高。

4.1.2 實驗室管理者的準入教育

由于教學和科研工作的需要，高?；瘜W、生物、材料等眾多學科的實驗室會經常使用危險化學品，而且所涉及?；贩N類繁多。再加上實驗室分布廣泛，加大了管理難度，導致在?；愤^程管理方面暴露出較多問題和安全隱患，容易發生安全事故，這就給實驗室安全管理工作帶來很大挑戰。因此，高校實驗室管理人員更應該加強實驗室安全教育學習力度，提升風險點評估能力，努力排除安全隱患，在客觀分析自身實驗室安全管理體系存在問題的基礎上，培養人的安全行為，確保物料使用安全，以進一步完善實驗室安全管理體系，提升實驗室安全管理科學化水平。

4.2 實驗室安全考試制度的不足

目前,實驗室準入考試制度是大部分高校實現提升進入者安全意識的手段，起到了非常重要的作用，直接提升了師生的安全意識、對實驗室風險源的判別及危險發生時的處理能力。但根據教育部組織的“飛行檢查”結果發現不足的是，很多高校的實驗室準入考試題庫更新不及時，存在著題目相對較老甚至相關性較低等不足。因此，需要根據專業特點，動態更新實驗室準入考試題庫，并呼吁實驗室管理人員對通過實驗室準入考試的學生根據各個實驗室特點以及風險源進行相關培訓。因為安全認知是一個知識不斷積累的過程，提高安全意識和行為的統一性，養成良好習慣，努力杜絕安全事故的發生，才能構建安全、健康、和諧的校園環境。

5 結論

本文通過對全國高校實驗室現有的安全現狀剖析，主要針對實驗室危險化學品的存放、實驗室氣體以及化學廢棄物管理的一些誤區進行解讀，旨在提高對于危險化學品風險源的認識，從而正確的進行儲存、使用及管理。根據部分事故案例以及實驗室風險點通病進行分析和推廣，期望加強教師的實驗室安全技能和學生的實驗室安全認知能力，提升實驗室安全管理工作水平。同時，從實驗室準入教育角度出發，動態更新實驗室準入考試試題庫，同步增強師生對于風險源的認知能力和安全意識，減少安全隱患，降低事故發生的可能性，不斷推動高校實驗室安全工作的發展。