實驗室事故分析及實驗室管理改革建議

張歡，宋乃建，張洪利，曹強

(渭南師范學院 化學與材料學院，陜西 渭南 714099)

0 引言

實驗室是現代高校的心臟。高校實驗室作為教學、科研的重要基地，不僅是培養學生實驗能力和專業技能的重要場所，也是培養學生創新能力、科研素質的重要基地[1]。同時，在高校創建“雙一流建設”中起著舉足輕重的作用[2]。實驗室建設是高校發展的關鍵，然而實驗室安全事故時有發生。實驗室事故的安全因素和原因有很多[3-4]：實驗室危險化學品、儀器設備和壓力容器是導致實驗室安全事故的主要危險因素；儀器設備和試劑的使用是事故發生的主要環節；違反操作規程或操作不當、疏忽和電線短路是發生事故的重要原因[5]，但少有文章分析實驗室安全事故的時空特征。本文對國內高校實驗室事故的特點(包括事故的類型、事故發生的時間)進行了研究，并分析了主要事故現象的可能原因，最后指出了實驗室安全制度改革的幾個重點方向。

1 實驗室發生的安全事故

1.1 實驗室事故統計

高校實驗室是教學與科研活動的重要場所[6-7]。通過廣泛搜集、多地核實的方法，對2002—2022年高校學生實驗室的重大安全事故案例進行了收集和整理，如表1所示。收集案例時，在百度、搜狗、谷歌、知網等網站上收集了公開、真實、可核實的實驗室安全事故案例。2010年以后，在高校所發生的實驗室事故總數顯著降低，但事故仍會時有發生[8-10]。高校安全事故時有發生的一個原因就是產學研有效的結合，企業的大部分研發工作由高校完成，高校的科研工作需要教師和學生共同完成。因此，高校的實驗室事故與高校科研活動密切相關。由表1的數據可得，火災和爆炸事故占總數的80%。

表1 高校實驗室事故匯總(2002—2022年)

1.2 實驗室事故發生的時間段

高校、科研院所實驗室事故的發生月份具有一定的規律性，分析了高校、研究所實驗室安全事故在不同月份的分布情況，研究結果有助于安全管理部門在不同時期采取合理的安全防控策略。分析表明，高校實驗室事故主要發生在3—6月和11—12月。寒假期間老師和學生都將實驗方案準備好，3—6月正是做實驗的高峰期，一些畢業生也會選擇在這個時間段對自己的畢業實驗進行完善補充。另一方面，國內高校教師的研究項目通常在12月結束。相關師生往往抓緊最后的時間安排更多的實驗，沖刺項目的結題。這種情況下，高校應該更加重視年終實驗室安全問題。

根據表1中的數據得學院和研究所實驗室安全事故每周發生的天數分布圖如圖1所示。可見，高校實驗室安全事故發生的時間段具有顯著特征。高校實驗室安全事故發生在周二周三的概率比較高，均達到20%以上。此外，周日的事故率仍然很高，達到16%。這主要是因為學生一般在周一準備實驗，周二周三有很多實驗項目正式啟動。經過一周的工作，學生一般會選擇在周六處于休息狀態，周日研究生還會在實驗室進行一些實驗工作。此外，在此期間，實驗室安全管理人員相對較少，因此高校安全事故的比例仍然較高。

圖1 高校實驗室安全事故發生時間分布圖

1.3 事故原因的分布

由第1.1部分內容可知，爆炸和火災是實驗室事故中最常見的后果。引起爆炸的原因是：(1)違反操作規程使用設備、壓力容器(如高壓氣瓶)而導致爆炸；(2)設備存在故障或缺陷，造成易燃易爆物品泄漏，遇火花而引起爆炸； (3)對易燃易爆物品處理不當，導致燃燒爆炸；(4)危險化學品的不正常使用，如加料過快、加料過多、反應溫度、壓力失控等引起爆炸；(5)強氧化劑與性質有抵觸的物質混存能發生分解，引起燃燒和爆炸；(6) 氫氣、乙炔等危險氣體的泄漏，當其濃度達到爆炸極限時，往往會引起爆炸。另外，鈉、鎂、鋰、氫化鈉等試劑沒有按照材料安全數據表(MSDS)的要求使用，導致這些試劑遇水發生爆炸事故。

引起火災的原因有：(1)明火加熱設備引起火災，如實驗室里常使用煤氣燈、酒精燈(酒精噴燈)、電烘箱、電爐、電烙鐵等加熱設備和器具，增大了實驗室的火災危險性；(2)違反操作規程引起火災，如化學實驗室經常進行的蒸餾、回流、萃取、重結晶等操作，往往危險性較大；(3)易燃易爆危險品引起火災。在化學實驗中，各種危險化學品使用極為普遍；(4)忘記關電源，致使設備或電器通電時間過長、溫度過高導致火災的發生。

2 基于事故統計分析的建議

2.1 加強實驗室信息化建設，整合各類實驗室安全信息

從實驗室安全事故的分析可以看出，安全事故的數量往往與危險化學品的使用、設備等因素有關。但研究生實驗項目、師生使用設備情況、科研項目風險評估、危險化學品采購、儲存、使用、廢物處理等相關信息往往由不同部門管理，很多信息不完整、不及時，更談不上對這些信息的整合、聯動、分析，無法做到“事先研判”。

因此，學生實驗室管理員可以加大化學品、特種設備、用電量、無人值機情況、項目情況等信息化建設，建立統一的信息收集、整合、分析平臺，從各方面收集信息，確保信息的完整性、及時性、共通性，以提高實驗安全性。另一方面，需要將各種信息進行整合和鏈接，對每個實驗室進行全面的風險評估，包括實驗室人員、化學品、實驗項目等要素。因此，實現實驗室安全信息的交互，開展實驗室的動態分級管理迫在眉睫。

2.2 深入開展安全教育，改革實驗室安全教育

從學生實驗室安全事故案例分析可以看出，很多嚴重事故主要是由“人”造成的，如實驗室人員安全意識淡薄、缺乏化學品專業知識、缺乏設備安全操作知識、不遵守相關管理規定等。而且，安全相關知識涉及面廣，高校除了對師生進行安全義務培訓外，還需要開設安全義務課程，豐富安全教學的內容和形式，最終目的是提高師生的主動學習興趣和自律能力。同時，開展專門的安全講座、操作演練、安全考試和安全競賽。此外，可以通過安全宣講會、展板、虛擬現實(VR)、視頻、公眾號等媒體，積極宣傳實驗室管理要求、安全知識等方面，提高安全教育的興趣，提高實驗人員參與安全工作的積極性，提高師生的安全意識、安全知識和安全技能。

2.3 建立專業團隊，提高管理專業性

從實驗室事故案例可看出，排查隱患和評估風險的過程需具有高度專業性的人員。然而，目前對實驗過程中隱患的排查不夠專業性和針對性，耗時費力，缺乏專業的風險評估。因此，在實驗過程中，往往由于對隱患的排查很膚淺，較難發現潛在的危險，也很難進行專業的風險評估和給出深入的整改意見，這就難以做好“事中控制”。

因此，有必要加強專業技術隊伍和專業安全管理隊伍的建設，健全專業安全管理技術標準和管理制度。在標準和制度的基礎上，不斷完善標準化、精簡、易于操作的工藝管理程序。在程序上進行合理的權限配置、評估分析、建議、過程監督、違規管理，提高安全過程監督的科學性、高效性和可執行性。

3 結語

文章分析了2002—2022年中國內高校實驗室安全事故，結果表明，爆炸和火災時實驗室事故中最常見的后果，院校實驗室事故發生月份和周幾具有的一定規律性。加強實驗室信息化建設，整合各類實驗室安全信息，深入開展安全教育，改革實驗室安全教育，建立專業團隊，提高管理專業性，切實提高高校實驗室安全管理與建設水平，為新時代高水平大學建設、人才培養和師生的生命財產安全保駕護航。