基于風險評估的環境類實驗室安全體系的建設

劉婷婷, 倪 敏, 袁 硯, 潘 楊

(蘇州科技大學 環境科學與工程學院, 江蘇省環境科學與工程重點實驗室, 江蘇 蘇州 215009)

環境類實驗室作為高校實驗室重要的組成部分,是環境類創新型高素質人才的培養基地,是進行相關教學和科研的重要場所[1-2]。實驗室安全一直是學校安全工作的重中之重。由于對安全防范的疏忽以及對突發事件應急處理能力的缺失,造成實驗室發生火災、爆炸、中毒、機電傷人等各類事故,會給國家、學校、家庭及個人造成嚴重的損失。實驗室中小小的疏忽以及細微防范措施的缺失,都可能造成悲劇的發生。本著“安全第一、預防為主”的思想,做好風險防控,消除安全隱患,避免各級安全事故的發生,顯得尤其重要[3-4]。目前已頒布的《中華人民共和國突發事件應對法》(中華人民共和國主席令第69號,2007),《危險化學品安全管理條例》(國務院令第591號,2011),《關于深入推進環境應急預案規范化管理工作的通知》(蘇環辦(2012)221號)等各級文件對企業等使用經營場所的危險化學品安全風險、水電氣安全風險等方面的管理提出了要求,但針對高校實驗室的安全風險管理并沒有明確的規定和具體的實施標準。我院實驗室管理部門結合環境科學與工程類實驗室的具體情況,經過實踐和探索,首次對實驗室中化學藥品的儲存和使用,儀器設備的使用等存在的風險進行了識別和評估,并依據評估結果,編寫了針對環境類實驗室的應急預案,為實驗室人員處理突發事件提供了指導并為健全實驗室管理制度,完善安全建設作出了積極貢獻。

1 環境類實驗室特點

相較于機械、電子、材料等實驗室而言,環境類實驗室所涉及內容更寬更廣,通常包含有生物微生物、監測與分析、流體力學、水污染控制、大氣污染控制、固廢污染控制、噪聲污染控制、環境物理、暖通、大型儀器設備測試中心等不同方向[1-2,5]。在實驗過程中所用到的藥品材料,儀器設備等種類多且復雜,對實驗室條件的要求更加苛刻。首先，種類繁多的化學藥品和生物樣品需要儲存和管理。據統計,在環境類實驗室中,常用的硫酸、鹽酸、高錳酸鉀、丙酮等易制毒、易制爆的藥品可達數十種,乙醇、甲醇、氯化鈉、碳酸氫鈉等普通藥品高達百種,多數實驗室中還有乙炔、氮氣、氫氣、氧氣等氣體,與企業類場所相比,所涉及的藥品總體的儲存量并不大，但是種類更多,這些藥品在儲存和使用的過程中存在的風險隱患容易被忽視。其次,實驗室儀器設備種類多,且易受藥品腐蝕污染。倘若使用和維護不當,不僅會造成儀器設備等國有資產的損失,同時還為實驗室的整體安全埋下了隱患[6]。最后,環境類實驗通常準備時間較長,過程較為復雜,實驗中通常涉及水、電、加熱、加壓等具有一定危險性的實驗條件,教師和學生接觸這些風險源的概率較大,倘若對風險的預估和防范工作不到位,對突發事件的應急處理能力欠缺,將大大增加實驗室人員在實驗中的危險系數[7-8]。

2 環境類實驗室風險的識別及評估

研究實驗室中安全風險問題對保障實驗室人員安全和財產安全有重大意義。其中通過對風險的識別和評估,可以提前發現導致事故發生的風險因素,有針對性地做好預防、預測、預警和預報工作,有效降低實驗室風險。本文以蘇州科技大學環境科學與工程學院實驗室為例,對實驗室化學品儲存和使用單元及實驗過程中設備單元進行風險識別和評估。

對于環境類實驗室,實驗過程中涉及的物質及儲存試劑和樣品的藥品柜和倉庫是引起危險化學品事故、公共衛生事故、實驗室燃燒爆炸事故的重要風險源[9]。

依據《建設項目環境風險評價技術導則》(HJ/T 169—2004)之附錄A1,《重大危險源辨識》(GB 18218—2014)和《職業性接觸毒物危害程度分析》(GB 50844—85)等相關規范和標準,對運輸、儲運物質的有毒有害性、易燃易爆性進行識別。物質危險性判定標準見表1 。

表1 物質危險性標準

注：①凡符合有毒物質判定標準序號1、2的物質屬于劇毒物質；符合有毒物質判定標準序號3的物質屬于一般毒物。②凡符合表中易燃物質和爆炸性物質標準的物質,均視為具有火災、爆炸危險物質。

依據上述規范和標準對環境類實驗中各種化學品毒性進行分級,結合對該類實驗室危險化學品的毒理性質分析,確定環境類實驗過程中所涉及的物質風險識別范圍為：鹽酸、硫酸、甲苯、丙酮、三氯甲烷、乙醚、二氯甲烷、苯酚、硝酸鉛、過氧乙酸AB、甲醇、乙腈、四氯化碳、正己烷、重鉻酸鉀、乙炔、二甲苯、硫酸銨、異丙醇、液化石油氣等。

依據《危險化學品重大危險源辨識》(GB 18218—2014)與《建設項目環境風險評價技術導則》(HJ/T 169—2004)中識別重大危險源的依據和方法：凡生產、加工、運輸、使用或貯存危險性物質,且危險性物質的數量等于或超過臨界量的功能單元,定為重大危險源。識別結果如表2所示。

表2 環境類實驗室危險化學品重大危險源辨識一覽表

(1)

式中：q1,q2,…，qn——每種危險化學品實際存在量,單位t；

Q1,Q2,…，Qn——與各種危險化學品相對應的臨界量,單位t。

通過計算,本項目q/Q為0.050 347<1,不構成重大危險源。根據《危險化學品重大危險源辨識》(GB18218—2014),環境類實驗室中危險物質通常不構成重大危險源,但存在的風險仍不可忽視。

此外,環境類實驗室涉及的交叉學科較多,實驗方法復雜,儀器設備多達上百種,容易存在設備故障運行、運行時產生高溫、實驗人員不按流程進行操作等問題。實驗設備配備的裝有乙炔、氫氣、液化石油氣等危險物質的鋼瓶等壓力容器,倘若管理不當,易引起實驗室的燃燒、爆炸等事故。另外部分教師和學生安全概念模糊,安全防范意識及理念淡薄,應變能力不足,如遇突發狀況,有可能會因沒有及時采取正確的應急措施導致嚴重的后果[10-11]。

3 環境類實驗室安全工作措施

3.1 對危險化學品的安全管理

基于對風險物質識別的結果,實驗室管理部門針對環境實驗室中化學藥品種類繁多但總存儲量不大的特點,采取針對性措施,加大了對危險化學品使用的管理力度：(1)危險化學品庫房。學院化學品庫房對易制毒易制爆的化學品實現統一購買、入庫、隨用隨還,臺賬清晰準確；對強酸強堿強腐蝕性化學品實現各實驗室統一入柜、分類存放、張貼安全警示標志；對普通藥品和試劑,實現標簽清晰、固液分類存放；(2)實驗室消防系統。學院化學品庫房及各實驗室均有黃砂和干粉滅火器等應急物資,以備發生藥品泄漏或燃燒時應急使用；針對有毒有害藥品使用,設有專門的預處理室,內設6臺通風柜,實驗中使用到易揮發具有刺激性或有毒有害物質均在此進行操作；(3)實驗室分類。學院實驗室中生物微生物實驗室使用的有毒有害藥品較多,特別是涉及基因DNA的相關實驗,學院將該實驗室與普通實驗室分開,并加強通風；(4)配備急救箱和噴淋裝置。分析監測實驗室使用的易揮發且具有刺激性或腐蝕性的物質較多,實驗室內均配有防護鏡、急救箱、洗眼器、噴淋裝置等；(5)張貼明顯標識。在涉及危險化學品使用的實驗室均在醒目處張貼有安全周知卡、高溫警示標志等,讓教師和學生等實驗室實驗人員能夠較為清楚地了解相關危險物質的物理化學特性及毒性、使用前應做的防護、出現突發狀況時應采取的應急措施；(6)廢棄物收集和儲存回收。對于在實驗過程中產生的“三廢”物質,學院在每個實驗室均設有固定的廢液收集區,配備統一的按照酸液、堿液、有機廢液、無機廢液等分類的廢液桶,廢氣確保達標排放,固體廢棄物實現統一回收,危險廢物委托有資質單位定期收集處置。

3.2 對實驗設備的安全管理

對于實驗設備類存在的風險問題,實驗室管理部門提高了應急消防能力、壓力容器防護能力和突發事件應急處理能力：(1)實驗室配備有相應的消防栓和滅火器的前提下,在分析測試中心等存放有多種儀器設備的實驗室中放置沙桶、噴淋裝置和監控設備等；(2)壓力容器大部分存放于鋼瓶柜中,鋼瓶柜內有可固定鋼瓶位置的裝置,且具有對鋼瓶氣體泄漏及時報警的功能,同時鋼瓶柜具有通風功能以提高局部排氣,保護鋼瓶不受柜外可能火災的影響以及保護周圍物體免受柜內火災的影響等。部分實驗室裝有乙炔、氮氣鋼瓶柜,個別實驗室的液化石油氣鋼瓶有煙霧報警裝置及噴淋裝置,由于此鋼瓶主要為教學實驗期間使用,使用時間短,故采用短期租用氣瓶的方式,并安裝了監控裝置；(3)在每個鋼瓶和特種設備上都建有相應的安全卡片,一方面是做好鋼瓶和特種設備進入實驗室時的登記,另一方面有助于使用者及時判定鋼瓶和特種設備的狀態和注意事項,避免危險的發生；(4)對于實驗室中一些運轉時可產生高溫高壓的設備,在設備周圍除了張貼醒目的警告標志以外,還張貼各個儀器的操作規程和注意事項,以此來降低使用者因操作不當或疏忽引發的安全事故；(5)為了提高實驗人員在實驗過程中遇到突發事件的應急處理能力,實驗室管理部門編制了針對環境科學與工程學院實驗室的安全事故應急預案,作為指導性的文件規范我院環境與安全應急的相關程序及處理辦法。

4 環境類實驗室安全管理體系的完善

與其他類實驗室相同,環境類實驗室安全體系的內涵和范疇應朝著多元化和規范化發展,安全體系的建設應當朝著更具有針對性和高效性的方向進行。當前,有些高校安全操作規程不明確,安全標志不清晰,安全責任人落實不到位,突發性事故事件應急預案不健全等導致實驗室的管理浮于表面,遠遠達不到環境類實驗室安全管理規定的基本要求,存在較大的安全隱患[12-13]。學院實驗室管理部門為了能夠有效完善以預防為主的管理體系,首次分析梳理了環境實驗室涉及風險的物質及設備,對存在的風險進行評估,有針對性地采取完善措施。如圖1所示,學院實驗室管理部門首先對風險源進行識別,對風險進行評估,依據評估結果,在軟硬環境建設方面進行有針對性的完善。

圖1 環境科學與工程實驗室安全管理體系

4.1 加強安全管理軟環境建設

(1) 針對風險物質可能引起的事故制定了符合學院實情的應急預案,使得全體成員有明確的參考標準,提高全員的應急能力；

(2) 建設與時俱進的信息化管理平臺,進一步健全安全、環保、消防制度,這是對突發事件的預防和應急處理的基礎保障；

(3) 進一步加強安全教育,豐富安全教育形式,使安全意識深入化、安全管理常態化；

(4) 完善實驗室人員的培訓制度,對?；?、危險廢棄物及儀器注意事項進行明確的指導。

4.2 完善實驗室的硬環境建設

(1) 建立專門的、專人管理的、分類清晰、環境穩定的實驗室化學品倉庫,實施嚴格的藥品進出管理制度,實現危險化學品的安全周知卡及相關設備的操作規程上墻,實現從風險物質的源頭進行預防；

(2) 完善應急噴淋、防火沙、鋼瓶柜,通風系統、報警系統、指示標志和警示標志等設施,有效預防火災等各類事故的發生。

軟環境與硬環境的建設相輔相成,相得益彰。學院管理部門根據實際措施取得的成果反饋,可以對安全體系進一步總結和完善。學院管理部門還應擁有具有較強的領導力,在完善實驗室安全建設方面,提供較強的人員和經費支持,優化實驗室管理團隊,創建較好的實驗室管理部門,為實驗室的進一步發展提供較好的支撐條件。校級實驗室管理部門要做好對院級實驗室的管理和監督工作,使得制度和措施能夠順利實施,院級要定期向校級管理部門匯報進展,共同推動實驗室建設,完善實驗室安全管理。這是環境類實驗室進步的方向,也是其他各類實驗室管理體系不斷完善的目標[14-15]。