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第一节
高校实验室常见事故类型及原因分析

海因里希法则(Heinrich's Law)说明,在机械生产过程中,每发生330起意外事件,就有300件未产生人员伤害,29件造成人员轻伤,1件导致人员重伤或死亡。对于不同的生产过程、不同类型的事故,上述比例关系不一定完全相同,但这个统计规律说明在进行同一项活动中,无数次意外事件,必然导致重大伤亡事故的发生。要防止重大事故的发生必须减少和消除无伤害事故,要重视事故的苗头和未遂事故,否则终会酿成大祸。任何事故的发生,都是一个由量变到质变的过程,实验室安全管理工作就是要遏制不利因素的量变发展,防止其质变,而要实现这一目的的关键是要能及时发现事故的苗头和隐患,以便“对症下药”,防患于未然。

一、高校实验室安全事故的主要类型

(一)火灾性事故

火灾性事故的发生具有普遍性,几乎所有的实验室都可能发生。其主要类型及直接诱因有以下几点。

第一,电气火灾占实验室火灾的大多数。过载、短路、设备过热及违规操作是这类火灾发生的主要诱因。电气火花如电气设备各种开关、保险丝、电线接头等处在接通或断开电源时的电火花或送电过程中接触不良处的电火花;电动机等设备运转时产生的电弧,过电流引起的导线或保险丝物理爆炸火花;各种电气设备在开、关和短路时所产生的火花等。如与易燃气体或液体接触,极易发生火灾。实验后插座不拔或不关闭总电源有时也会酿成火灾。插头与插座虚接,可产生温度高达3000℃的电弧,烤焦插座和电线,如果周围有可燃物如堆放的纸张,就可引发火灾。实验完毕忘记关闭电源,致使设备或电器通电时间过长,温度过高,引起着火。供电线路老化超负荷运行,导致线路发热,极易引起着火。

第二,化学品火灾主要是由于化学品使用或储存不当引起的。由于许多化学品具有易燃、易爆性,一旦发生火灾,火势迅猛,难以控制,危害性大。例如,钠的化学性质很活泼,易自燃,遇水剧烈反应,量大时发生爆炸。实验室用金属钠,需要保存在液状石蜡中。注意瓶子要密封,在阴凉处保存。活泼金属的取用存放一定要按照要求进行,切不可随意存放。

第三,操作不慎或违规吸烟使火源接触易燃物导致的火灾等。例如,加热酒精灯、电炉时,实验人员一定不能中途离开,否则一旦物料溢出或烧干极易引发火灾。

(二)爆炸性事故

爆炸是指物质在一定外界因素的激发下,瞬间产生激烈的体积变化并释放出大量的能量和气体的一种现象。爆炸性事故多发生在具有易燃易爆化学品或存有压力容器的实验室,主要类型有可燃气体爆炸、化学品爆炸、活泼金属爆炸、高压容器爆炸、粉尘爆炸等。酿成这类事故的主要原因有以下几点。

第一,爆炸性物品受热或撞击、摩擦等,或因操作不当引燃易燃物品,进而导致爆炸。

第二,设备老化、存在故障或设计缺陷,造成易燃易爆物品泄漏,遇火花而引起爆炸。比如,在进行硝化反应时,因为硝化反应是剧烈的放热反应,要有良好的冷却和搅拌,不得中途停水、断电及搅拌系统发生故障。要有严格的温度控制系统及报警系统,遇有超温或搅拌故障,能自动报警并自动停止加料。反应物料不得有油类、醋酐、甘油、醇类等有机杂质,含水也不能过高,否则易与酸反应,发生燃烧爆炸。甘油硝化器应采用铅制的,盛装容器和管道均应用橡胶制品,管道上不得使用金属开关,其搅拌轴上应备有小槽以防油落入硝化器中。硝化设备和管道应保持良好的气密性,以防硝化物料溅到蒸气管道等高温物体表面上引起燃烧或爆炸。设备和管道不应有使物料长期滞留的死角。

第三,不相容性物质混合导致爆炸。例如,在实验室化学反应中,常因为实验人员观察不到反应现象,或不了解物质的反应特性,而使用过量的反应物质或不正确的实验方法进行实验,导致火灾、失控爆炸、不相容反应危害等。

第四,高压高能气瓶装置操作不当或不合格发生物理爆炸事故。

第五,生产工艺、设备或系统不完善,反应容器内形成爆炸性混合物,导致危险化学品爆炸。此外,有些气态反应的原料混合气,其原料配比处在爆炸极限范围之内而具有爆炸性。例如,某大学实验室利用绝热卡计进行过氧化丁酮失控反应测试实验时,因事先未知实验样品所产生的温度与压力变化幅度,使用过高样品测试浓度,实验物质瞬间释放大量反应热,引起压力急速骤升,内部压力迅速累积,导致仪器压力表失控,测试罐炸开,造成仪器破损。

第六,易燃易爆化学品以及其残余物存放或处置不当,造成泄漏引发爆炸。

第七,密闭容器或狭小空间内进行化学反应,反应突然增加压力造成反应失控引起火灾爆炸、泄漏等爆炸事故。许多化学反应如硝化、碳化、氧化、氯化、聚合等反应都是放热量较大的反应。在反应容器内进行反应时,若正常的反应过程失控,反应热蓄积,反应体系的温度随之升高,反应速度加快,体系内压力增大,当内压急剧上升超过容器的耐压能力时,容器破裂,高压物料从破裂处喷出。由于温度的升高,反应物料还可能发生分解、燃烧,引发反应失控火灾爆炸事故。

第八,用普通冰箱存放闪点低的有机试剂引发冰箱爆炸。由于实验需要,高校实验室的实验人员经常将一些萃取或透析中使用的有机试剂(闪点较低)放入冰箱内保存,如乙醚萃取残余液,石油醚、丙酮、苯、丁烷气等,但是由于普通冰箱一般都是非防爆电器,电源自动切换,控制元件的触点上会闪发出电火花,当冰箱内温度在零度左右时,冰箱内存放的闪点低于零度的物质,随着时间的推移在冰箱内会释放出一些可燃气体,这些气体与空气混合形成爆炸性混合气体,被冰箱压缩机启动时的电火花引爆,发生爆炸起火,造成重大安全事故和巨大财产损失。即便实验人员将试剂瓶瓶盖拧得很紧,但是低温也往往会导致瓶壳收缩、气阀松动甚至瓶壳破裂,挥发出的可燃气体与空气混合形成爆炸性混合物充斥在冰箱内,遇到温控开关(或其他控制开关)启闭发生的电火花极易爆炸。所以,千万不可随便将有机试剂存放在普通冰箱内。如果要存放这类试剂,一定要放置在防爆冰箱内储存。

第九,强氧化性、强酸性、低温着火物质使用不当引起爆炸。强氧化性物质因加热、撞击而分解,放出氧气与可燃性物质发生剧烈燃烧,如高锰酸钾类、过氧化物等;强酸性物质与有机物或还原性之类物质混合,发生作用而发热,如高氯酸、氯磺酸等;低温着火性物质在较低温度下着火而燃烧迅猛,如黄磷、金属粉末等。

(三)毒害性事故

毒害性事故主要表现在以下几方面。

第一,实验人员使用有毒试剂时,疏于防护或违规操作造成的急性或慢性中毒。比如,实验人员违反操作规程,将食物带进有毒物的实验室,食物沾染有毒物质后误食中毒。

第二,实验人员操作失误造成的中毒。比如,实验人员在配制或使用有毒试剂时,没有按要求在通风柜中操作,造成人体皮肤吸收有毒物质,引起慢性中毒事故。

第三,实验室设备设施老化,存在故障或缺陷,造成有毒物质泄漏或有毒气体排放不畅,酿成中毒。

第四,实验室排风不利引起的有毒气体中毒。

第五,实验室管理人员管理不善,引起有毒物质的外流造成的污染或被犯罪分子用于投毒引发的毒害事故等。

第六,实验人员环保观念淡漠,随意排放实验废液、废气及固体废弃物造成的环境污染等。

第七,有毒物质流失处理不当。如水银温度计破碎后,水银掉在地上会形成许多汞珠,如果不及时收集,就会很快挥发到空气中。水银蒸气具有很大的毒性,通过人的呼吸道可以进入神经系统,使人中毒,如果不小心碰到皮肤上也能进入人体,危害人体健康。

(四)细菌或病毒感染事故

感染性事故多发生在生物或医药学实验室,主要有细菌或病毒感染、传染事故,外源生物或转基因生物违规释放对生物多样性、生态环境及人体健康产生潜在危害等。这类事故一旦发生,对人类健康及生活环境将产生极大的危害。引发这类事故的主要原因是实验人员的疏忽、仪器设备老化故障以及实验人员对实验废弃物处理不当等。

(五)机械电气伤人事故

机械电气伤人事故多发生在有高速旋转或冲击运动的机械实验室,或需要带电作业的电气实验室和一些有高温产生的实验室。事故表现和直接原因是:第一,实验人员操作不当或缺少防护,造成挤压、甩脱和碰撞伤人;第二,实验人员违反操作规程或因设备设施老化而存在故障和缺陷,造成漏电触电和电弧火花伤人;第三,实验人员使用不当造成高温气体、液体对人的伤害;第四,实验人员钻孔或磨削时用力不均匀,意外触摸转动的砂轮片和钻头,致使铁屑飞出伤人,造成伤害事故。

(六)压力气瓶类事故

压力气瓶类事故主要表现在:第一,压力气瓶遇高温或强烈碰撞引起爆炸;第二,易燃气体在空气中泄漏达到一定浓度时遇明火发生爆炸;第三,有毒气体泄漏造成中毒和环境污染。

(七)放射源辐射类事故

放射源辐射类事故主要表现在:第一,短时间大剂量的射线照射导致实验人员机体的病变;第二,长时间小剂量的射线照射可能引起实验人员机体的病变;第三,大量吸入放射性物质,可能导致的人体中毒;第四,实验人员不在规定的实验区内操作放射性同位素;第五,违规操作放射性同位素,如不戴手套、头胸部不做防护、乱扔乱放放射性物品、实验结束后未即刻清洗、发生污染后不报告等。

(八)其他人身伤害类事故

其他人身伤害类事故主要是由于实验过程实验人员操作不当,进而引发的火灾、爆炸事故。比如实验人员化学药品配制、使用不当,处理废液不当,违反实验室操作规程引起爆炸或者液体飞溅使人体受到的伤害事故;实验人员不注意或不清楚化学药品反应特性而导致的爆炸事故;实验人员用错药品引起的事故,这类事故大多是在实验人员没有防备的情况下发生的,因此其后果是十分严重的。实验室也经常发现有些学生将配好的试剂或用剩的试剂装瓶后不贴标签,或标签字迹不清楚,所配浓度不标明,时间长了因为忘记而搞错试剂,从而引发安全事故。

二、高校实验室安全事故原因分析

实验室安全工作要始终坚持“安全第一,预防为主”的基本原则,采取切实有效的措施,健全实验室安全管理制度和操作规章,完善管理队伍建设,提升管理水平,改善硬件设施条件,消除实验室环境中物的不安全因素,加强实验人员的安全教育工作,消除人的不安全行为。

(一)硬件方面

1.实验室房屋资源短缺和安全环境设施规划设计、维修保养等问题

实验室使用空间狭小,过度拥挤,往往造成实验室人和物的混乱秩序,或危险品试剂的混放,从而导致乱中出错,引发安全事故。有些简陋实验室内存放大量贵重设备,导致设备的安全操作距离不够,达不到仪器使用维护要求。尤其是一些使用教学用房或办公用房进行简单改造的实验室,存在严重的水、电、通风设施等方面的安全隐患。

2.实验室化学试剂储存不规范

学校缺少专门的化学试剂库,在实验室内存放大量低闪点易燃化学试剂;各类危险化学品与化学性质相抵触或灭火方式不同的禁忌物混合存储。比如,化学试剂中的强氧化剂和强还原剂、强酸性物质与有机物或还原性等物质混放等。

3.实验室水电气设施质量问题

水管、下水道、电线与插座等存在质量问题或老化问题。如电器功率负荷达不到实验室使用要求,很可能造成实验室电路超负荷运转,引发火灾;下水道排放不畅,或排污设施不符合要求,容易引发水灾。

4.实验室设施不健全

实验室缺乏必要的通风设施,环保设施不能满足要求。一些会产生有毒气体的实验室临时采用排气扇通风,一些废水没有进行处理就直接排放;缺乏应急保障系统,一些重要实验设备使用中突然停电、停水,造成设备损坏甚至报废;安全设施和个人防护器材配备不完善,发生烧伤、烫伤等意外事故,不能及时施救。

5.实验室“三废”处理问题

由于实验室经费紧张,一些实验室缺乏“三废”(废渣、废液、废气)的处理设施和回收处理设备,实验人员违规随手乱倒废液、废渣。实验排放物中有剧毒的(致畸形、致癌)污染物和酸碱化合物,这些排放出来的废液、废渣污染物,长时间积累后就会对周边环境(水环境、大气环境、土壤环境和生态环境)和人体健康产生危害。

6.消防设施配备不足

由于消防设施陈旧老化不能正常使用,灭火器或消火栓没有定期检查或更换,存在较多的消防隐患。

(二)软件方面

1.实验室安全基础工作薄弱

实验室安全基础工作薄弱,反映在实验室安全规章制度建设及落实,实验室安全监管制度建设与落实,实验室安全信息网络宣传工作,实验室安全隐患检查与风险辨识及评估,实验室安全事故应急预案建立,实验室安全管理方式方法研究以及实验室安全技术措施制定和实施等方面。

2.实验安全教育意识淡薄

实验安全教育意识淡薄,反映在学生或员工安全知识欠缺,学校安全教育培训工作开展不足。许多学生或员工因缺乏足够的安全意识和认识,造成实验操作时表现出麻痹性、错误性、随意性的行为,这些都留下了实验安全隐患。

3.实验人员的安全素质

实验人员的安全素质,反映在安全法制观念、安全意识以及对安全知识的了解、技能的掌握和运用等方面。实验人员的安全素质不高,难于发现安全隐患或者可能引发安全隐患。

4.学校及学院领导对安全工作不够重视

学校及学院领导对安全工作的系统性建设没有足够的规划,对于如何搞好实验室安全工作往往多从消防着手和检查,而忽视造成实验室安全事故的隐患及危险源,忽视对学生开展系统的安全培训教育工作;长期以来不做实验室的安全评估工作,发生安全问题时,缺乏针对性的实验室安全应急预案;学校安全设施和安全教育经费投入不足。

分析以上实验室事故发生原因,主要是实验室中从事教学科研的师生和实验室工作人员安全意识淡薄,缺乏安全知识或技能,不遵守操作规程,不正确、不规范操作,不当的个人防护,不良实验习惯行为等因素。此外,也有实验室管理本身存在漏洞、实验室规划不合理和缺乏应急设施等因素。事故的发生不仅仅在于它的起因,许多事故的发生往往与人的行为有密切联系。据英国健康保护机构统计,安全事故中90%是人为因素导致的。从根本上来说,人的不安全因素在于实验室相关人员的安全观念不强、安全意识淡薄。

安全是教育事业不断发展、学生成长成才的基本保障,是干好一切工作的前提和基础。高校要认真贯彻落实习近平总书记等中央领导同志的重要指示批示精神,提高政治站位,强化底线思维和红线意识,坚持“人民至上,生命至上”的理念,牢固树立安全第一的思想,坚决克服麻痹思想和侥幸心理。高校实验室安全管理是一项需要长期坚持、不能懈怠的工作,目前的实验室工作中还存在一些难点需要突破。例如,条件保障实验室技术安全工作是一项政策性和专业性都非常强的工作,虽然高校已经开始重视,但要实现顺利开展的条件还有很大的差距,包括组织保障、人员保障、经费保障等。学校负责人对实验室安全工作中存在的诸多亟待解决的问题要高度重视,保持警醒,即知即改、立行立改,真抓实干,全力确保高校实验室安全工作紧起来、严起来、实起来、好起来,以实而又实、细而又细的态度和作风,扎实做好实验室安全各项工作,保障广大师生人身安全,切实维护高校安全稳定。 EKMhQnPOulPXVugRyqWDqXIDE5ZKmuUa9mjM6zvTgN44FL1MLkiKs2mqhPmSMgyr

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