高校实验室危险源辨识及安全探究

田志平

摘要：本文以危险源概念为切入点，阐述实验室危险源辨识概念、辨识思路、辨识方法及程序、辨识内容等，并对辨识出的危险源如何进行风险管控提出了相应对策措施及建议。

关键词：实验室安全；危险源辨识；风险管控

    近年来，高校实验室安全事故频发，影响着高校正常的教学和科研秩序，引发全社会广泛关注。仅2021年，全国高校就发生多起实验室安全事故，例如：2021年3月31日，中国科学院化学研究所发生实验室安全事故，1名研究生当场死亡；2021年4月4日，广西大学物理学院大楼突发火灾。着火点位于广西大学物理学院新楼9楼，翻滚的浓烟在几百米外也清晰可见；2021年7月27日，中山大学药学院一实验室发生爆炸，1名博士生手臂动脉血管破裂……高校实验室事故不仅扰乱了学校正常的教学、科研秩序，更重要的是造成了人员伤亡、财产损失和社会恐慌。

    我校是全国知名“双一流”高校，教学和科研任务繁重。我校实验室有如下特点：①专业涉及面广、实验项目种类多，各实验室使用的大小仪器、药品、试剂、环境设施等也各不相同。②使用种类繁多的化学药品、易制毒试剂、易制爆试剂、精神麻醉药品、剧毒品等。③部分实验需在高温高压或者超低温、强磁、真空、微波辐射、高电压和高转速等特殊环境和条件下进行。④实验过程中，会产生多种有害物质；仪器设备在运行中也存在诸如光、电、射线、高压气体和各种电磁辐射等。⑤通过实验再现和验证各种科学现象和科研设想，具有不确定性和不可预见性。⑥人员进出流动性大、层次差别大等。

    以上种种因素的存在，决定着围绕实验室开展的各项工作中，稍有疏忽就有可能导致火灾、爆炸、毒害、辐射等安全事故。因此，如何运用安全系统工程的原理和方法，对高校实验室危险源进行全面、科学的辨识，并将实验室安全风险控制在可接受范围内，是高校“平安、绿色、生态、和谐”校园建设的重要组成部分。

    本文以危险源概念为切入点，阐述实验室危险源辨识概念、辨识思路、辨识方法及程序、辨识步骤，并对辨识出的危险源如何进行隐患排查和风险管控提出对策及建议。

1.危险源

    1.1危险源概念

    危险源是指可能导致人员伤害或疾病、物质财产损失、工作环境破坏或这些情况组合的根源或状态因素。它的实质是具有潜在危险的源点或部位，是爆发事故的源头。

    1.2危险源要素

    危险源由三个要素构成：潜在危险性、存在条件和触发因素。

    危险源的潜在危险性是指一旦触发事故，可能带来的危害程度或损失大小。危险源的存在条件是指危险源所处的物理、化学状态和约束条件状态。例如，物质的压力、温度、化学稳定性，盛装压力容器的坚固性，周围环境障碍物等情况。触发因素是危险源转化为事故的外因，每一类型的危险源都有相应的敏感触发因素。如易燃、易爆物质，热能、静电、摩擦、震动都是其敏感的触发因素，又如压力容器，压力升高是其敏感触发因素。因此，一定的危险源总是与相应的触发因素相关联。在触发因素的作用下，危险源会转化为危险状态，继而转化为事故。

2.危险源辨识

    2.1危险源辨识概念

    危险源辨识就是识别危险源并确定其特性的过程。因此，危险源辨识不但包括对危险源的识别，还必须对其性质加以判断。

    2.2危险源辨识思路

    危险源辨识的思路就是要识别危险源有没有？有的话，危险源是什么，存在于哪个地方？接着要确定其特性，即确定危险源状态是好是坏，若一旦失控会诱发何种事故，什么人什么物会受到伤害？也就是说，对装置和活动我们要辨识“三种时态”、“三种状态”、“四个因素”（如图1所示）。

图1 危险源辨识思路

    在进行危险源辨识时，我们应注意：危险源具有相对的独立性，如一套装置、一项活动等，至少包含一类能量或危险有害物质，并且危险源的风险应是需要管控的。低风险的设备、装置、区域可忽略，如办公活动、电脑等可以不进行危险源辨识；对于同类型的装置、设备能否一并识别，我们也不能一概而论“合并同类项”，如不同型号的压力容器，应考虑不同的位置、类型和危险程度，分别进行危险源辨识。

    2.3危险源辨识方法及程序

    国内外已经开发出的危险源辨识方法有几十种之多，如安全检查表分析、预先危险性分析、危险和操作性研究、故障类型和影响分析、事件树分析、故障树分析、作业条件危险性评价法等。

针对高校实验室特点，本文推荐使用安全检查表分析、预先危险性分析进行高校实验室危险源辨识，以下分别对上述2种方法进行介绍。

    （1） 安全检查表分析(Safety Checklist，缩写SCL）

    安全检查表分析（SCL）是依据相关的标准、规范，对工程、系统中已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。SCL适用于工程、系统的各个阶段，是系统安全工程的一种最基础、最简便、广泛应用的系统危险性评价方法。

    目前高校实验室检查主要是依据《高等学校实验室安全检查项目表》（2021）、《科研建筑设计标准》（JGJ 91-2019）开展，因此可依据以上标准、国内外实验室事故案例、本单位的经验、系统安全分析确定的危险部位及防范措施、研究成果等列出相应的安全检查表对实验室危险源进行辨识。以下列出常见的安全检查表样式供参考（见表1所示）。

表1 高校实验室安全检查表样式示例

    在开展危险源辨识时，可针对实验室工作内容对安全检查表样式和内容作出适当调整。

    （2）预先危险性分析（Preliminary Hazard Analysis, 缩写PHA）

预先危险性分析（PHA）是在每项生产活动之前，对系统存在危险类别、出现条件、事故后果等进行概略分析，尽可能评价出潜在的危险性。预先危险性分析程序如图2所示。

图2 预先危险性分析程序

    为了评判危险、有害因素的危害等级以及它们对系统破坏性的影响大小，预先危险性分析法给出了各类危险性的划分标准。该法将危险性划分为4个等级（见表2所示）。

表2 预先危险性分析危险性等级划分

    以下列出常用的预先危险性分析表格样式供参考（见表3所示）。

表3 高校实验室预先危险性分析表格样式示例

    2.4危险源辨识内容

    实验室导致事故发生的原因可分为四类：人的不安全行为、物的不安全状态、环境因素、管理缺陷。其中，人的不安全行为和物的不安全状态是导致事故发生的两个主要原因。调查显示：约50%研究人员在实验室受到过伤害; 30%以上研究人员曾目睹过至少一次实验室的“重大”事故 （Nature, 2013, 493, 9-10）。

    为进一步提升实验室师生安全意识，提高预防事故和应急处置能力，2020年，我校着力推进科研实验室危险源辨识工作。各院系科研实验室依据要求针对各自科研实验专业特点，参照《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T 13861-2009）从人、物、环境、管理4个因素入手，“自下而上”开展危险源辨识。此次危险源辨识就实验室存在的、可能导致事故的物品/设备/活动找出危险因素，列出可能导致的对应事故类别，提出针对这些危险有害因素应采取的安全控制措施，并给出在出现安全事故时应采取的应急措施。

    （1）人的因素

    在高校实验室发生的教学和科研的实践活动中，人是一切行为的主体。人的因素是实验室安全的最主要因素。从事实验室工作的主体对象包括学生、科研人员和实验技术人员。除了科研人员和实验技术人员相对固定外，学生流动性强，人员在实验过程中的不安全行为是造成危险源事故发生的重要原因。不安全行为既包括心理、生理性因素，如：健康状况异常、情绪异常等。此外，还包括一些违章、违规操作等行为性因素，如：独自一人操作加热、蒸馏、搅拌或是开展上述实验时无人值守等。

    例如某实验室，一博士研究生使用高压灭菌器对培养液进行灭菌操作。在完成灭菌作业、灭菌器腔内压力降为零后，该生开盖取出培养液玻璃瓶过程中，瓶子突然爆裂，导致研究生面部被玻璃片划伤，左眼视网膜、双手及胸部多处被蒸汽灼伤。后查明该起事故原因为：该生在对培养液进行灭菌操作过程中，培养液未按要求随灭菌器自然冷却，而是违规强制排汽冷却，在取出培养液玻璃瓶时瓶体开裂，出现培养液爆沸现象，导致人体被玻璃碎片划伤和蒸汽灼伤。该起事故属“人的不安全行为”引发。

    因此，在日常的实验室工作中，应加大安全培训力度、加强安全检查和隐患整改，保证实验室行为规范化、标准化，尽可能避免实验中的不安全行为。

    （2）物的因素

    实验室中人行为主体支配的一切要素都可以归为物的范畴，主要包括机械、设备、设施和物料等。物的因素中包括物理性、化学性、生物性因素，如：设备设施、工具、附件缺陷；爆炸品、有毒品、腐蚀品；致病微生物、传染性媒介物、致害动物等。

    例如某实验室，一硕士研究生使用油浴锅制备光纤材料，制备过程需要设备连续运行48小时。当晚22:00左右，学生在确认设备工作正常、材料制备过程稳定后离开实验室。深夜00:30，该楼消防监控系统捕获该实验室有烟雾并报警，安全值班员迅速断开实验室电源，随后用灭火器、水对局部阴燃点及烟雾进行处理，有效阻止了事故进一步扩大。后查明该起事故原因为：油浴锅连续运行48小时过程中，因线路故障导致其控制程序失常，油温失控致硅油超温阴燃所致。该起事故因“物的不安全状态”引发。

    因此，在实验过程中，要选择与实验匹配的设备设施，加强防护，增加安全标识；长时间运行的设备，在使用前应检查线路是否完好正常；设备有夜间工作无人值守情况存在时，应安装监控报警装置，将风险降到可以接受的范围内。

    （3）环境因素

    实验室环境因素主要指室内环境，包括作业场所狭窄、布局不合理、温湿度、光照、通风等情况。如不少实验室存在物品摆放无序、随意、在实验室饮食、安全通道堵塞、实验场所和办公场所共用等。上述种种不合理因素叠加在一起，一旦有诱因，就会如同多米诺骨牌一样，引发较大的安全事故。

    （4）管理因素

    实验室安全不仅依赖于硬件设备设施，还依赖于规范的管理。要保障实验室安全，必须建立实验室安全管理的长效机制，组建实验室安全管理机构，配备实验室安全管理人员，建立健全实验室安全责任体系，制定规范的实验室管理工作制度和安全操作规程，并将上述工作落到实处。

3.结束语

    “管住风险，才能管住安全”，实验室安全管理是一个对实验室风险进行管理的过程，实验室的行为主体是学生和老师，对学生而言，注重的是素养和技能的训练提高，对老师而言，有时面临的是未知领域的探索。实验活动专业性较强，对操作规范化要求程度高。高校实验室安全管理、风险管控和事故预防涉及到人、物、环境、管理4个方面，用科学的方法开展全面的实验室危险源辨识，列出危险源清单并采取相应的安全对策措施，可以有效预防实验室安全事故，保障高校教学和科研顺利开展！

参考文献

1 吴宗之，等.危险评价方法及其应用.北京：北京气象出版社.2000

2 周国泰.危险化学品安全技术全书.北京：化学工业出版社，1997

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4 国家安全生产监督管理总局.安全评价.北京：煤炭工业出版社，2005

5 汪元辉主编.安全系统工程.天津：天津大学出版社，1999

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7 韩佳彤，等.基于LEC法的化工类高校实验室危险源辨识.辽宁化工，2019年第9期

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9 高慧玲，等.基于危险源辨识和风险评价的高校实验室安全管理.实验技术与管理，2018年第8期

10 生产过程危险和有害因素分类与代码 GB/T 13861-2009

11 科研建筑设计标准 JGJ 91-2019