交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理的探索與實(shí)踐

湯靜芳，王 潔

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

0 引言

高校實(shí)驗(yàn)室是教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究的載體，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和拓展綜合素質(zhì)的重要基地，更是高校“雙一流”建設(shè)的重要保障［1-3］。

學(xué)科交叉融合是全球科學(xué)研究領(lǐng)域廣泛關(guān)注的問(wèn)題，更是高校高質(zhì)量發(fā)展的大勢(shì)所趨。我國(guó)交叉學(xué)科研究發(fā)展時(shí)間短，涉及多學(xué)科交叉的實(shí)驗(yàn)室正處于不斷建設(shè)與發(fā)展階段，作為交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的危險(xiǎn)化學(xué)品（簡(jiǎn)稱危化品）大多具有爆炸、易燃、毒害、腐蝕等特性［5］，這不僅容易造成環(huán)境污染，甚至帶來(lái)生命財(cái)產(chǎn)損失，因此，充分辨識(shí)交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危化品的使用現(xiàn)狀和安全隱患，并加以有效防控，是開(kāi)放共享、多交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行管理所面臨的挑戰(zhàn)。

本文通過(guò)借鑒能量意外釋放理論［6］，分析交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危化品安全管理的現(xiàn)狀挑戰(zhàn)及安全隱患，從控制化學(xué)品能量意外釋放并運(yùn)用數(shù)學(xué)思維方法設(shè)置能量安全屏障著手，關(guān)口前移、以查促改、夯實(shí)成效，實(shí)現(xiàn)織密交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室安全管理一張網(wǎng)。

1 交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品使用現(xiàn)狀分析

1.1 交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室功能繁雜

交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度和開(kāi)放程度日益提升［7］，以紡織科技創(chuàng)新中心（簡(jiǎn)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(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)室功能涉及化學(xué)、物理檢測(cè)、生物醫(yī)用和材料加工等多個(gè)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)人員來(lái)自紡織、材料、化學(xué)化工與生物醫(yī)用等多個(gè)學(xué)院以及項(xiàng)目合作單位等（見(jiàn)圖1），形成了來(lái)源廣、多層次、多種類的交叉學(xué)科平臺(tái)。

圖1 實(shí)驗(yàn)室人員準(zhǔn)入情況

作為一個(gè)功能繁雜的交叉學(xué)科研究平臺(tái)，各種科學(xué)研究涉及化學(xué)品較多。通過(guò)追蹤“中心”實(shí)驗(yàn)室化學(xué)品庫(kù)存量月報(bào)情況，全年總計(jì)上報(bào)化學(xué)品庫(kù)存量月報(bào)統(tǒng)計(jì)表264 份，涉及化學(xué)品（含氣瓶）貯存的實(shí)驗(yàn)室占實(shí)驗(yàn)室總數(shù)的67%，根據(jù)《GB13690—2009 化學(xué)品分類和危險(xiǎn)性公示通則》對(duì)化學(xué)品危險(xiǎn)特性進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)涉及危化品種類較多，主要包括易燃液體、易燃固體、遇濕易燃危化品、氧化性危化品、腐蝕性危化品、壓縮空氣和液化氣體等［8］。

1.2 危險(xiǎn)化學(xué)品貯存量大

近年來(lái)，各類高校投入大量資金用于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，以提升教學(xué)科研水平［9］。交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室是科研產(chǎn)出的前沿陣地，使用的危化品品種多，使用頻繁，出于采購(gòu)周期、費(fèi)用、使用方便、不影響科研進(jìn)度等諸多因素的考慮，實(shí)驗(yàn)室通常貯存一定數(shù)量的危化品以備用，隨著教師研究方向改變出現(xiàn)危化品未及時(shí)使用而殘存、學(xué)生更替造成庫(kù)存不清、以及重復(fù)采購(gòu)，久而久之，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室危化品出現(xiàn)超量貯存或長(zhǎng)期閑置。

通過(guò)定期盤點(diǎn)“中心”實(shí)驗(yàn)室危化品總庫(kù)存量，發(fā)現(xiàn)易制爆、易燃危化品庫(kù)存總量長(zhǎng)期保持較高水平（見(jiàn)圖2）。造成危化品總貯存量大的主要原因是為滿足多學(xué)科、多層次實(shí)驗(yàn)研究所需而造成的。

圖2 易爆、易燃危化品庫(kù)存月報(bào)統(tǒng)計(jì)

2 交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品使用安全隱患

2.1 危險(xiǎn)化學(xué)品的不安全狀態(tài)

通過(guò)對(duì)交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危化品日常管理情況分析，危化品的不安全狀態(tài)主要體現(xiàn)在化學(xué)品的貯存場(chǎng)所及日常保養(yǎng)兩方面（見(jiàn)表1）。因危化品貯存場(chǎng)所限制和日常保養(yǎng)不當(dāng)，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(yīng)等危險(xiǎn)現(xiàn)象［10］，導(dǎo)致影響實(shí)驗(yàn)效果，造成物料浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)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(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事故，學(xué)生在進(jìn)行垃圾滲濾液污水處理科研試驗(yàn)時(shí)，使用攪拌機(jī)對(duì)鎂粉和磷粉攪拌，反應(yīng)過(guò)程中，料斗內(nèi)產(chǎn)生的氫氣被攪拌機(jī)轉(zhuǎn)軸處金屬摩擦碰撞產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃發(fā)生爆炸，繼而引發(fā)鎂粉粉塵云爆炸，并引起現(xiàn)場(chǎng)貯存的鎂粉和其他可燃物燃燒。該事故存在實(shí)驗(yàn)室違法購(gòu)買、貯存危險(xiǎn)化學(xué)品的安全隱患，試驗(yàn)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，從而增大了危化品貯存的安全風(fēng)險(xiǎn)。

表1 危化品的不安全狀態(tài)

2.2 實(shí)驗(yàn)人員的不安全行為

交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室因?qū)嶒?yàn)人員來(lái)源廣，人的不安全行為尤為突出，主要包括危化品管理制度執(zhí)行不到位，安全意識(shí)參差不齊、危化品安全知識(shí)儲(chǔ)備不足、安全管理人員能力有限等方面。①交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室存在人員安全意識(shí)不高且通常沒(méi)有接受專業(yè)的操作訓(xùn)練，不了解專業(yè)的化學(xué)品使用安全知識(shí)的現(xiàn)象，造成危化品實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)、未規(guī)范使用危化品等損害人身健康的安全隱患。②危化品未安排專人管理甚至直接由學(xué)生管理，從而導(dǎo)致危化品貯存狀況不清，管理松散，安全責(zé)任落實(shí)不到位。

3 交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理探索

3.1 建立危險(xiǎn)化學(xué)品能量意外釋放模型

能量意外釋放理論認(rèn)為，能量或有害物質(zhì)是導(dǎo)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(xué)科實(shí)驗(yàn)室危化品使用現(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(dǎo)致危化品安全事故。結(jié)合前述使用現(xiàn)狀及安全隱患分析，建立模型（見(jiàn)圖3）。

圖3 危化品能量意外釋放模型

3.2 運(yùn)用數(shù)學(xué)思維建立防護(hù)屏障

基于危險(xiǎn)化學(xué)品能量意外釋放模型，既要做到有效辨識(shí)危化品能量并設(shè)置相應(yīng)屏障進(jìn)行防控，同時(shí)還要辨識(shí)并修補(bǔ)防控屏障存在的缺陷或者漏洞，以使其發(fā)揮應(yīng)有的防控作用。可運(yùn)用數(shù)學(xué)思維做好危化品安全管理“加減乘除”，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(zé)任管理體系，增加組織體系保障（見(jiàn)圖4）。

圖4 1 +X+Y危化品管理體系

1 表示交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室安全工作小組，X表示平臺(tái)各實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任人，Y 表示各實(shí)驗(yàn)室危化品管理專人。依據(jù)“誰(shuí)管理、誰(shuí)負(fù)責(zé)，誰(shuí)使用、誰(shuí)負(fù)責(zé)”的原則，由交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要負(fù)責(zé)人、教授代表、安全員組成實(shí)驗(yàn)室安全工作小組，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌管理實(shí)驗(yàn)室危化品安全；涉化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任人負(fù)責(zé)所轄實(shí)驗(yàn)室危化品常規(guī)管理；危化品管理專人負(fù)責(zé)危化品日常管理。通過(guò)1 +X+Y危化品管理體系，厘清了危化品日常管理工作，層層壓實(shí)了管理責(zé)任。

3.2.2 “減”法原則，儲(chǔ)備危化品安全知識(shí)減少盲點(diǎn)

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(shí)的宣傳、安全技能的學(xué)習(xí)和安全意識(shí)的培養(yǎng)等多方面入手［11］。開(kāi)展危化品安全多層次教育培訓(xùn)與演練（見(jiàn)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(gè)方面著手，充分考慮交叉學(xué)科平臺(tái)人員的知識(shí)儲(chǔ)備、科研項(xiàng)目以及平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景的個(gè)性差異，有針對(duì)性地進(jìn)行危化品專項(xiàng)培訓(xùn)，做到因人因地因事而異，并以“安全小課堂+實(shí)景演練”的模式為主，既提高了實(shí)驗(yàn)人員危化品安全知識(shí)儲(chǔ)備，又充分調(diào)動(dòng)了危化品安全管理的自主積極性。

圖5 多層次教育培訓(xùn)與演練

3.2.3 “乘”法原則，倍增技防措施和信息化建設(shè)

基于化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)（MSDS），熟悉危化品的安全特性，做到危化品安全貯存和使用［12-13］，加強(qiáng)危化品安全技防措施和信息化建設(shè)（見(jiàn)表2），加強(qiáng)危化品的安全狀態(tài)保障。按照GB 50016 的要求，修建專門的危化品倉(cāng)庫(kù)，滿足易燃類、劇毒類、強(qiáng)腐蝕性類、易爆類、強(qiáng)氧化性類、強(qiáng)還原性類、特殊有機(jī)試劑類、鋼瓶類等危險(xiǎn)化學(xué)品單獨(dú)存放的要求［14］。在沒(méi)有危化品倉(cāng)庫(kù)或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)臨時(shí)貯存時(shí)，應(yīng)將危化品貯存于危化品專柜，分類分區(qū)貯存，減少因貯存相互反應(yīng)引起的危化品安全事故。

表2 危化品技防措施及信息化建設(shè)項(xiàng)目

同時(shí)，基于現(xiàn)代化信息手段，部分高校及院系如東華大學(xué)、華東理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院等正積極開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室安全管理平臺(tái)，逐步實(shí)現(xiàn)危化品貯存量、用量情況“一室一臺(tái)賬”線上動(dòng)態(tài)管理和“一瓶一碼，掃碼可用、聯(lián)防聯(lián)控，溯源管理”，確保危化品庫(kù)存賬物相符、賬賬相符，防止超量貯存。

3.2.4 “除”法原則，執(zhí)行雙重預(yù)防機(jī)制消除事故隱患

雙重預(yù)防機(jī)制是指建立風(fēng)險(xiǎn)管控和隱患排查治理體系，以安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和管控為基礎(chǔ)，從源頭上系統(tǒng)辨識(shí)危化品安全風(fēng)險(xiǎn)、分級(jí)管控風(fēng)險(xiǎn)，努力把風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受范圍內(nèi)，消除事故隱患；同時(shí)，以隱患排查和治理為手段，認(rèn)真排查實(shí)驗(yàn)室危化品風(fēng)險(xiǎn)管控過(guò)程中出現(xiàn)的缺失、漏洞和風(fēng)險(xiǎn)控制失效環(huán)節(jié)，堅(jiān)決把隱患消滅在事故發(fā)生之前。

以“中心”為例，對(duì)危化品安全檢查提出了常態(tài)化、精細(xì)化要求，落實(shí)安全檢查整改閉環(huán)管理，從以下5 個(gè)方面執(zhí)行雙重預(yù)防機(jī)制：查制度，各項(xiàng)規(guī)章制度作為實(shí)施實(shí)驗(yàn)室安全管理的基礎(chǔ)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(shí)情況；查隱患，貫穿危化品采購(gòu)—入庫(kù)—貯存—使用—廢棄全生命過(guò)程存在的安全隱患；查措施，配置危化品安全貯存措施、個(gè)人防護(hù)措施、應(yīng)急救援措施等；查教育，危化品安全知識(shí)掌握情況、安全管理要求是否清晰、實(shí)驗(yàn)流程是否正確等；查落實(shí)，經(jīng)常檢查安全管理制度是否有效執(zhí)行，各項(xiàng)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(duì)檢查情況及時(shí)反饋，即查即改或限期整改，整改情況進(jìn)行跟蹤復(fù)查，形成閉環(huán)管理［16］。在雙重預(yù)防機(jī)制下，有效落實(shí)規(guī)范采購(gòu)、入庫(kù)登記、分類貯存、安全使用和廢棄的全流程管理。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，面對(duì)不同學(xué)科相互交叉、融合、滲透而帶來(lái)的交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室危化品安全管理挑戰(zhàn)，必須秉持“安全第一、預(yù)防為主”的精神，重視危化品的自身能量和安全狀態(tài)，強(qiáng)調(diào)管理應(yīng)與人自身的素質(zhì)和責(zé)任心相結(jié)合，通過(guò)借助危化品能量意外釋放模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)思維設(shè)置安全屏障，做好危化品安全管理“加減乘除”，從而有效防止危化品安全事故的發(fā)生，切實(shí)保障危化品的安全使用和人員生命財(cái)產(chǎn)安全。雖然，隨著交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，一個(gè)更加開(kāi)放、多元、綜合、智能、網(wǎng)絡(luò)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(xué)科實(shí)驗(yàn)室安全之重。