構筑火災風險預警指標 排除化學實驗室安全隱患

徐烜峰， 王能東， 程五一， 呂明泉

(1.北京大學 化學與分子工程學院，北京100871; 2.中國地質大學 工程技術學院,北京 100083)

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構筑火災風險預警指標 排除化學實驗室安全隱患

徐烜峰1， 王能東1， 程五一2， 呂明泉2

(1.北京大學 化學與分子工程學院，北京100871; 2.中國地質大學 工程技術學院,北京 100083)

隨著近年來實驗室火災爆炸事故愈見于報端，化學實驗室安全也受到人們越來越多的關注。防患于未然一直是實驗室安全管理工作者不懈努力的目標。針對目前高?；瘜W實驗室存在的問題，本文具體分析容易引起實驗室火災的危險有害因素。隨后從第一線安全管理人員角度出發，建立適合實際工作需要的高等院?；瘜W類實驗室火災風險的預警指標和安全檢查表，并總結了安全檢查中的經驗，這些措施得到了良好的效果，相信能提高了實驗室安全管理水平，并為高校建立和完善安全檢查體系提供借鑒。

化學實驗室； 火災風險指標； 安全管理； 安全檢查

0 引 言

在社會生活中，火災是威脅公共安全，危害人們生命財產的災害之一。隨著生產力的發展，社會財富日益增加，火災損失上升及火災危害范圍擴大的總趨勢是客觀規律[1]。

根據國家統計局數據，近幾年，我國每年發生火災數12萬～15萬，死亡1 000多人，傷數百人，造成直接經濟損失約20億元[2](見表1)。

1 高?；瘜W實驗室面臨的問題

高?；瘜W實驗室作為一個人員和設備資產相對集中的場所,在教學、科研中發揮著不可或缺的作用，重視和加強實驗室的安全防火非常必要。否則，如因安全上的疏忽而導致火災，往往會使國家財產遭受嚴重損失，并影響教學和科研的正常開展，更對師生健康乃至生命造成重大威脅,這樣的教訓國內外已不鮮見。如1998年7月6日晚上，美國加利福尼亞州立大學化學系某有機合成實驗室發生火災，幾個實驗室被完全燒毀[3]；2013年12月4日下午，俄羅斯首都莫斯科市的門捷列夫化工大學實驗室發生火災，過火面積約40 m2，造成2人受傷。

表1 2008～2012年中國火災起數、損失和傷亡數

國內多所高校實驗室于2015年1月底至2月初，先后發生多起火災，雖未造成重大財產損失和人身傷亡，但教訓深刻，給實驗室安全管理工作敲響了警鐘：1月31日晚，四川大學望江校區化學實驗室發生火災。2月2日下午，南京理工大學新化樓四至五樓實驗室內煙道失火，過火面積約20 m2，燃燒物質為實驗室的反應裝置(含導熱油)和樓頂的排煙設備。2月3日上午，福州大學至誠學院科學樓二樓陽臺外立面的電纜突然起火，火勢迅速沿著電纜線逐層往上蔓延，一直燒至該大樓的15層(頂樓)。消防部門立即調集12部消防車，50余名消防官兵到場撲救大火，經過近30 min有效處置，明火被撲滅。

化學實驗室因使用易燃、易爆的危險化學品數量大、種類多、實驗條件復雜，火災危險性最大，因此，應把化學實驗室作為實驗室防火工作的重點。雖然從存儲量上分析，多數高?；蚩蒲性核幕瘜W實驗室達不到我國現行的危險化學品重大危險源辨識標準[4]，也無法歸屬到火災危險場根據危險程度不同所劃分的21區、22區和23區。但是在密閉容器內或者一定狹小空間條件下，某個局部就是一個微型的生產過程，若甲類乙類(儲存物品的火災危險性根據儲存物品的性質及其數量等因素，分為甲、乙、丙、丁、戊類)存儲物品超量，在遇到引火源時，極易燃燒爆炸。比如低閃點的丙酮和環己烷(見表2)，極易燃，其蒸氣與空氣混合，能形成爆炸性混合物，遇明火或高熱極易燃燒爆炸，與氧化劑能發生強烈反應，其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃[5]，若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。又如石油醚在高速沖擊、流動、激蕩后可因產生靜電火花放電引起燃燒爆炸；四氫呋喃在接觸空氣或光照條件下可生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。

表2 常見有機溶劑閉杯閃點 ℃

2 易引起化學實驗室火災的危險有害因素

筆者對化學類實驗室中易引起火災風險的危險有害因素進行了具體的分析，并且從第一線安全管理人員視角出發，建立適合實際工作需要的安全檢查表，對進一步做好實驗室安全檢查具有一定的借鑒作用。

目前國內一些專家學者已經在影響實驗室火災風險主要因素的研究上做了不少有益的探索，大多數沿用美國道化學公司的層次分析法，如錢偉等通過量化和權重的比較，提供了一種定量分析方法[6]；賈海林等利用模糊層次分析法,構建了模糊一致判斷矩陣[7]；李燕捷繪制了實驗室火災事故發生因果建構圖[8]等等，這些都有利于學校等管理部門加強實驗室安全管理。但在實際安全管理中，如何將影響火災風險的主要因素歸納總結成一系列概念明確、邊界清晰、便于把握的指標，并把這些指標按照其內在的聯系及隸屬關系組織起來，構造出可評價的指標體系，是每一位一線安全管理人員需要考慮的問題[9]。筆者認為將美國道化學公司的層次分析法、事故樹分析法、防火安全檢查評分表等評價方法綜合起來，形成PDCA戴明循環，系統安全工程才能持續不斷改進和完善。

根據事故致因4M要素理論[10]以及國標1386-2009《生產過程危險和有害因素分類與代碼》，將危險源分為4類：人的不安全行為(A)、物的不安全狀態(B)、環境不良(C)和管理欠缺(D)。下面嘗試從這四個方面入手建立化學類實驗室的火災風險預警指標。

A1.所有實驗室工作人員(本科生和研究生等)是否進行過消防安全的教育、培訓及演練？能否正確使用滅火器?

A2.實驗人員在進行實驗時，身體狀況是否異常？實驗者心理是否正常？有沒有存在加班超負荷極限從事危險性實驗從而導致操作失誤的情況？

A3.是否在有危險性實驗過程中離開的行為？是否有人違反操作規程進行實驗？(如未報備案擅自進行無人照看的加溫、加壓和密閉加熱的過夜實驗)

A4.是否存在實驗室吸煙的行為？實驗室是否使用明火？

B1.實驗室內的石油醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醚等易燃易爆化學危險品的存量是否合理？是否有序擺放并分類存儲？

B2.實驗儀器設備如烘箱、馬弗爐等是否完好？是否存在控制器件失靈的情況？

B3.供電線路敷設年限？線路有無老化破損情況？實驗室的電路是否存在短路、過載的情況？

B4.火災報警系統是否完好？煙感器、溫感器是否全覆蓋？滅火器是否在有效期內？滅火器、消防栓分布狀況如何？所放置的滅火器是否能正確撲滅各類火災？消防給水設施狀態是否正常？

B5.疏散廣播系統是否正常？消防疏散通道是否暢通？應急指示燈是否正常？是否設立了防火分區？明顯位置是否設置了安全疏散指示圖？

B6.是否存在用普通電冰箱存放易燃易爆危險品情況？

B7.室內是否有可燃高壓鋼瓶？所有鋼瓶是否固定？

B8.人員密度是否合理，室內物品整潔度如何？

C1.實驗室的通風、散熱條件是否符合規定，能否及時排出揮發性溶劑(防止蒸氣濃度超過爆炸極限，遇到電火花引起爆炸、著火)？

C2.氣象和時間因素：在暑假的高溫天氣，發生火災事故的風險較高。工作日白天、工作日晚上、假期白天、假期晚上，發生火災的風險也是不一樣的。

C3.發生火災后，最近的消防分隊響應時間？消防車道達標率？

D1.是否有專門負責實驗室安全的部門定期對消防安全進行檢查？

D2.是否有義務消防隊？有無培訓？配備的設施是否齊全并完好有效？

D3.是否有消防和突發事件應急預案？是否每年進行演習？

D4.是否建立了完善的實驗室安全管理制度？

此外考慮學科特點以及時間段因素：相對于高分子及有機實驗，理論、計算、分析、測試工作的學科發生火災的風險則較低。而假期中午和晚上化學樓內人比較少，人員比較疲勞，容易發生事故?？梢越梃b事件樹分析(ETA)方法作層次結構圖，使實驗室管理人員對可能發生火災的因素有一個系統、全面的認識，從而加強消防安全管理、杜絕火災的發生[8,11-12]。

3 檢查并排除火災隱患

檢查消除火災隱患的能力是消防安全四個能力建設重要一環，是貫徹落實公安部第61號令《機關、團體、企業、事業單位消防安全管理規定》和《高等學校消防安全管理規定》 的基本措施之一。安全檢查是安全管理最具體、最直接、最有效的形式之一,還能起到推廣先進經驗和傳遞安全文化的作用。美國、日本和英國等高校都有定期或不定期的安全檢查。在國內北京理工大學獲得了工業和信息化部對“建立高校實驗室安全檢查規范”的課題支持，通過該課題的研究，將建立適用于高校實驗室特點的實驗室安全檢查表，以系統、規范地確立對高校實驗室安全檢查的具體條目內容。此外李德才先生提出的排查“四法”也對實際工作有借鑒意義。

北京大學化學學院也根據自身的特點和實際情況，每年都組織由學院安全員牽頭，學院綜合安全管理委員會成員組成的檢查組多次對每個實驗室逐項檢查，明確檢查細則和要求，將上述因素分成幾個科目，每個科目由2名成員負責，由安全員統一制定表格，示例見表3(B1～B3項因素)。其他院?；蛘呖蒲性核膶嶒炇铱梢詤⒖即祟A警體系,根據自身特點調整因素,得到適合本單位的消防安全細化預警指標，制定出可操作性強、適合自身特點的安全檢查表，以促進安全檢查工作的順利開展。

表3 實驗室安全檢查示例表

在多年的安全檢查工作中，我們積累了一些經驗，介紹如下：

(1) 要加強安全檢查的力度，定期安全檢查，假期之前一般要進行安全檢查工作，尤其是寒暑假前，像上面發生的幾起事故均發生在春節放假之前，說明人們的安全意識有所松懈。要特別注意春節期間，實驗室建筑外圍煙花爆竹燃放影響安全，應認真清理好堆放在樓道、陽臺等公共部位的一切雜物、廢液和廢棄化學試劑。假期要安排能在第一時間趕到現場的安全值班人，不讓火災擴大，造成更大后果。

(2) 安全無小事，檢查不能流于形式，走馬觀花，應該盡可能地將工作具體化。

(3) 在從事科研的化學實驗室，由于長期以來形成的“重科研輕安全”風氣難以改變，加之各課題組研究領域獨立，涉及的安全知識繁多，難以像基礎化學實驗室一樣集中管理，狀況不容樂觀。檢查過程中碰到最大的問題是某些課題組配合度不高，個別研究生重視程度不夠，安全意識淡薄。檢查工作如果能夠取得導師的配合，往往效果會更明顯！可以嘗試組織學生進行實驗室安全檢查, 讓學生學會發現實驗室安全隱患及處理隱患的方法。

研究生是實驗室工作的主體，應該定期加強安全教育。學生在過完一個假期，會出現安全意識降低、思想上松懈的情況。開學初，最好對研究生進行一次安全回爐教育：主要內容是出現過的安全問題或者檢查中發現的典型事件。

(4) 進行不定期的專項檢查：如消防設施、鋼瓶等。實驗室使用的氣體大都是高壓鋼瓶灌裝。如果對氣體使用管理不當,會造成爆炸和人員傷亡惡性事故：如2015年4月5日清明節假期中午，位于徐州的中國礦業大學化工學院一實驗室發生儲氣鋼瓶爆炸事故，致4人受傷，1人搶救無效死亡。要做好氣體鋼瓶標志、合理連接氣體管路、及時檢漏、定期檢查氣體管路,氣體鋼瓶應固定(柜子或鐵鏈等),助燃和易燃易爆氣體不能混放在一起,應及時清理廢舊氣體鋼瓶。

(5) 科學研究是對未知領域的探索，化學實驗室里難免會發生一些突發性的意外事故。但是，有些事故卻是可以預見和避免的。如果對可以預知的風險不采取防范措施，最終導致發生意外，就屬于責任事故。一線安全管理人員要盡職盡責，避免發生責任事故。

(6) 實驗室的顯眼位置應張貼火警、急救電話號碼及實驗室管理人員和單位安全負責人電話號碼。

(7) 不整改等于沒有檢查。對于檢查中發現的問題應及時督促解決，落實整改措施，并做好記錄；需總結檢查中出現的普遍、明顯問題，并在全單位通報。對難以解決的隱患問題應上報院綜合管理委員會，并協助消除安全隱患。

對于檢查結果匯總統計，如果80%的指標符合要求，則風險預警低；60%符合消防要求，該實驗室為中等風險(臨界)；如果30%符合消防要求，則風險高(危險)，必須立即整改! 檢查結果與學生的獎學金評定掛鉤，并適當扣除當事人下學期的助研費；此外對學術小組組長的年終績效也會有負面影響。

近年來，學院綜合安全管理委員會每年都會按照上述風險預警指標進行4次全院安全大檢查，由于科研規模的不斷擴大以及隱患具有動態性，每次能查出約70條各類安全隱患，能在檢查中立刻解決的問題當場排除隱患；不能當場解決的做好登記交給各系所的實驗室主任，由其跟進；如果需要學院配合解決的重大安全隱患，學院安全員會做好記錄，及時督促整改。這些檢查記錄均作為檔案留存，以備上級主管部門檢查。在全院師生的共同努力下，學院這幾年均未發生重大安全責任事故，保障了教學和科研等各項工作的順利進行，學院的安全管理工作得到上級主管部門和同行的認可，學院多次被評為校安全工作先進集體。

4 結 語

生命只有一次，健康不可逆。高?；瘜W實驗室安全管理是一項細致復雜的工作，在日常管理中落實“以人為本，安全第一、預防為主”的方針，牢固樹立安全責任意識，警鐘應該長鳴！海因里西法則揭示了事故發生的規律，防止重大事故的發生必須減少和消除無傷害事故，要重視事故的苗頭和未遂事故，否則終會釀成大禍。中國古代曲突徙薪的故事也告訴我們,要善于發現生活中存在的種種隱患并及時采取措施,才能防患于未然,立于不敗之地。正如古人說的那樣：“禍患可銷于未萌”，“禍患常積于忽微”，只有從思想、組織、措施、責任心等方面下功夫，思想上高度重視，組織上統一指揮、統一領導、措施得力，人人有高度的責任心，建立一個以最合理的費用支出獲取最大的安全保障，并經過危險評價，確定可接受的風險，將危險降低至可容許的程度，減少實驗過程中發生災害的風險，確保師生員工的健康和安全。

[1] 于曉晨.危險源理論的建筑防火安全評估[D].西安:西安科技大學，2006.

[2] http://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=co

[3] Stanley H. Pine. Fire, Water, and Soot—A Cautionary Tale[J]. J Chem Educ,2000, 77(5):547-550.

[4] GB 18218—2009(危險化學品重大危險源辨識)[S].

[5] Bell Charles E Jr. Organic Chemistry Laboratory with Qualitative Analysis: Standard and Microscale Experiments[S].3rd edition. 2001(p5)

[6] 錢 偉,胡玉娟.高校理化實驗室火災風險的AHP法評估[J].實驗室科學,2011,14(2):185-189.

[7] 賈海林,余明高,崔志恒.基于模糊層次分析法的高校實驗室火災危險性評價[J].實驗室研究和探索,2010,29(2):173-176.

[8] 李燕捷.高等院校實驗室火災事故因果建構圖分析[J].實驗技術與管理,2012,29(11):200-202.

[9] 景 絨,吳立志,董希琳,等.城市居住區火災風險評價[J].消防技術與產品信息,2005(2):5-8.

[10] 羅 云. 現代安全管理[M]. 2版. 北京：化學工業出版社，2009.

[11] 程五一,王貴和,呂建國編著.系統可靠性理論[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2010.

[12] 尤立明,周同嶺,張 集,等.事故樹分析在高等學校實驗室消防安全管理中的應用[J].實驗技術與管理，2008,25(6):168-170.

Building Fire Risk Early-warning Index, Eliminating Potential Safety Hazard for Chemistry Laboratory

XUXuan-feng1,WANGNeng-dong1,CHENGWu-yi2,LüMing-quan2

(1. College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China； 2. School of Engineering and Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China)

As more and more laboratory fire and explosion accidents reported by the newspapers in recent years, laboratory safety is gaining more and more attention．Enhancing preventive measures has been the target for which laboratory safety management workers strive unremitting．Aimed at the safety issues in current management of chemistry laboratories in colleges and universities，this paper analyzed the danger and harmful factors, which cause laboratory fire easily. Then the fire risk warning indicators and safety checklists for chemistry laboratory in colleges were established from the perspective of the first line of security management This paper sums up experience of inspection work which achieved good results. The authors believe it would be helpful for improving the level of laboratory safety management and will provide useful reference for colleges and universities to establish or complete the check system of work-safety．

chemistry laboratory； fire risk index； safety management； safety check

2015-07-28

徐烜峰(1980-)，男，浙江江山人，本科，工程師，基礎實驗教學中心安全員，研究方向為化學實驗室管理和技術。

Tel.:13691077828，010-62754077；E-mail：xuan@pku.edu.cn

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1006-7167(2016)05-0300-04