2001年以來100起實驗室事故分析

該實驗室是開展實驗教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生實踐技能和綜合素質(zhì)的主要場所。據(jù)教育部2008—2009學(xué)年普通本科高等學(xué)校實驗室信息統(tǒng)計數(shù)據(jù),我國1129所普通本科高等學(xué)校共有實驗室26479個,實驗室面積為2601.5萬m2,教學(xué)科研儀器設(shè)備1271.6萬臺件,總值達(dá)13627892.59萬元,其中,僅75所教育部直屬高校目前就擁有4029個實驗室,進(jìn)行了400多萬小時、近14萬個實驗。然而,實驗室安全事故也時有發(fā)生。例如:2009年,某大學(xué)化學(xué)系教師誤將本應(yīng)接入307實驗室的CO氣體通入211室的輸氣管,導(dǎo)致女博士于某CO中毒死亡;2010年,東北某大學(xué)師生在實驗中使用了未經(jīng)檢疫的山羊,導(dǎo)致27名學(xué)生和1名教師陸續(xù)確診感染布魯氏菌病;2013年,上海某大學(xué)劇毒化學(xué)危險品投毒事件,造成一名研究生中毒死亡。實驗室事故不僅打亂了學(xué)校正常的教學(xué)、科研秩序,更重要的是造成了國家財產(chǎn)損失和人員傷亡。本文通過對100起典型實驗室事故案例的統(tǒng)計分析,可以更清楚地認(rèn)識事故發(fā)生的特點(diǎn)和規(guī)律,為實驗室事故預(yù)防提供依據(jù)。1事故概況分析1.1典型案例的案例研究本文統(tǒng)計的100起實驗室事故是2001—2013年6月全國高等院校、科研院所以及包含有物質(zhì)提取、提純、分離、化學(xué)反應(yīng)過程的企業(yè)實驗室發(fā)生的典型事故,其中高等院校71起、科研院所11起、企業(yè)實驗室18起。100起實驗室事故共造成8人死亡,593人受傷或中毒(包括28個病菌感染者)(見表1)。1.2試驗劑量和事故情況100起實驗室安全事故的主要類型有火災(zāi)、爆炸、中毒、電擊和其他安全事故。統(tǒng)計結(jié)果表明,各類事故中,火災(zāi)事故、爆炸事故(包括儀器設(shè)備爆炸和化學(xué)試劑爆炸)數(shù)較多(見圖1);中毒事故只有6起,但造成人員傷亡最多,分別占事故傷、亡總數(shù)的80.4%和37.5%?；馂?zāi)、爆炸、中毒是實驗室安全事故的主要類型,這與實驗室使用種類繁多的易燃、易爆、有毒化學(xué)藥品以及有些實驗需要在高溫、高壓、超低溫、強(qiáng)磁、真空、輻射、微波或高轉(zhuǎn)速等特殊條件下進(jìn)行密切相關(guān),操作不慎或稍有疏忽,就可能發(fā)生著火、爆炸、化學(xué)灼傷和中毒事故。1.3實驗室安全事故實驗室中不僅使用的危險化學(xué)品存放部位多、使用量大、涉及面廣、接觸人員多［３］,而且還需要大量使用壓力容器、反應(yīng)容器、電器設(shè)備、儀器儀表以及空調(diào)機(jī)、加熱設(shè)備、電爐等,因而實驗室安全事故的危險因素不盡相同。1.3.1事故類型和事故后果在100起事故中,有80起因危險化學(xué)品引發(fā)的燃燒、爆炸事故。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB6944—2012《危險貨物分類和品名編號》關(guān)于危險物品的分類,對引起事故的危險物品進(jìn)行分析,結(jié)果如圖2所示。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果看,具有以下特點(diǎn):(1)就安全事故數(shù)而言,易燃液體和氣體引起的事故最多,其次是固體(包括易燃固體、易自燃固體和遇水放出易燃?xì)怏w的固體)引起的事故、腐蝕性物質(zhì)事故、氧化性物質(zhì)和有機(jī)過氧化物,這5類危險品引起事故71起,占危險化學(xué)品事故總數(shù)的88.75%,爆炸品事故相對較少。(2)從實驗室危險化學(xué)品事故造成死亡和受傷(包括中毒)人數(shù)來看,在傷亡的527人中,氣體引起的事故傷亡人數(shù)占事故總傷亡人數(shù)的90.5%,其次是易燃液體事故,占事故總傷亡人數(shù)的6.1%,這兩類事故的傷亡人數(shù)占總傷亡人數(shù)的96.6%,爆炸品事故、易燃固體、腐蝕性物質(zhì)和過氧化物事故造成的人員傷亡只占3.9%。(3)毒性物質(zhì)事故造成的人員傷亡最嚴(yán)重。從事故后果上看,典型毒性氣體物質(zhì)如液氨、液氯、光氣、一氧化碳等造成的人員傷亡最嚴(yán)重,死亡的8人中有2人分別因光氣和一氧化碳中毒死亡;中毒人數(shù)占到受傷總?cè)藬?shù)80%左右。這顯然與有毒物質(zhì)的理化特性和傷害機(jī)理密切相關(guān)。1.3.2實驗設(shè)備爆炸事故情況在100起事故中,因?qū)嶒瀮x器、設(shè)備和壓力容器引起的燃燒、爆炸事故共20起,造成66人傷亡,其中裝置爆炸事故8起,占40%;實驗設(shè)備爆炸事故8起,占40%;氣瓶爆炸或泄漏燃燒事故4起,占20%。8起實驗設(shè)備爆炸事故涉及的設(shè)備分別是:色譜儀(2起)、冰箱(2起)、高溫熔爐(1起)、厭氧箱(1起)、烘干機(jī)(2起)。因此,在日常管理中,應(yīng)加強(qiáng)電器、線路、設(shè)備、壓力容器及儀器等的日常保養(yǎng)和維護(hù),發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)備存在的問題、故障應(yīng)及時解決。2事故發(fā)生的聯(lián)系和事故原因的分析2.1試劑儲存環(huán)節(jié)安全事故從100起實驗室事故統(tǒng)計可以看出,實驗室安全事故主要發(fā)生在化學(xué)試劑的使用和儲存、廢棄物處理和實驗儀器設(shè)備使用4個環(huán)節(jié)(見圖3和圖4)。統(tǒng)計表明試劑使用環(huán)節(jié)事故最多,傷亡人數(shù)也最多,分別占總事故數(shù)和總傷亡人數(shù)的42%和83%;試劑儲存環(huán)節(jié)的事故次之,分別占總事故數(shù)和總傷亡人數(shù)的22%和10%;儀器設(shè)備使用過程中發(fā)生的安全事故占總事故數(shù)的21%,造成的人員傷亡占總傷亡人數(shù)的6%,廢棄物處理事故沒有人員傷亡。從這些數(shù)據(jù)不難看出,60%以上的實驗室安全事故是在實驗過程中發(fā)生的。因此,實驗室應(yīng)加強(qiáng)危險化學(xué)品的安全管理,重點(diǎn)是加強(qiáng)使用和儲存環(huán)節(jié)的管理。實驗室化學(xué)試劑、原料、實驗產(chǎn)物等應(yīng)分類存儲,嚴(yán)禁混存。儲存遇水放出易燃?xì)怏w的物質(zhì)必須防潮、防水。氧化劑的存儲應(yīng)注意與還原劑隔離,尤其要與有機(jī)易燃物隔離。同時,使用化學(xué)試劑應(yīng)在熟悉其理化性質(zhì)及危險特性的前提下使用,這樣才能減少實驗室安全事故的發(fā)生。2.2人員傷亡是事故類型分類,對于事故原因,按照操作不慎、違反操作規(guī)程及實驗設(shè)施不健全等10個方面原因進(jìn)行分析(見表2)。統(tǒng)計結(jié)果表明:就事故數(shù)而言,因違反操作規(guī)程或誤操作引發(fā)的事故最多,占事故總起數(shù)的27%;以下依次是設(shè)備老化、故障或缺陷,線路老化或短路,操作不當(dāng),分別占事故總數(shù)的15%、14%和12%。上述4種原因發(fā)生的事故約占事故總數(shù)的68%。造成人員傷亡最多的也是這4種原因,其中因違反操作規(guī)程和操作不當(dāng)造成的人員傷亡就接近80%。這一結(jié)果與實際數(shù)據(jù)會有很大的偏差,因為這里所用的案例樣本并不是完全隨機(jī)選取的,而是偏向于選取事故影響大、后果較嚴(yán)重的典型案例。但這一統(tǒng)計結(jié)論至少說明,因違反操作規(guī)程、操作不當(dāng)引發(fā)的事故相對較多,造成人員傷亡的概率也就比較大,所以實驗過程中的安全應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。3試劑存儲方式或使用條件不適宜造成安全事故。存儲綜合前面的統(tǒng)計分析,將實驗室的安全管理問題歸為3類:(1)實驗室管理機(jī)制不健全、不完善、執(zhí)行力度不夠引發(fā)的安全問題,例如實驗室管理、準(zhǔn)備、流程等制度不夠完善,執(zhí)行不嚴(yán)格;(2)實驗用試劑存儲方式帶來的安全問題,例如危險化學(xué)品、生物制劑等本身具有的易燃、易爆性、毒性、腐蝕性、感染性等,會因存儲位置或存儲條件不符合要求引起安全事故;(3)由非專門建筑改建的實驗室、與其他建筑用房共處的聯(lián)體實驗室、不具備專業(yè)隔離條件的普通實驗室,都會因為不能滿足實驗的基本安全要求或極限要求而出現(xiàn)安全問題［５］。因此,實驗室安全管理應(yīng)著重在完善安全管理機(jī)制［６］、加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)、加大實驗室建設(shè)和安全設(shè)施投入、制訂事故應(yīng)急預(yù)案等方面采取措施。3.1加強(qiáng)實驗室崗位責(zé)任制建設(shè),落實安全責(zé)任安全管理是實驗室管理的一項重要內(nèi)容,安全管理制度是實驗室安全管理必不可少的［７］。為了保證實驗室安全,必須建立和完善相應(yīng)的安全管理制度,如“危險化學(xué)品安全管理辦法”、“崗位安全責(zé)任制度”、“特種儀器設(shè)備使用、維修及保養(yǎng)管理規(guī)定”、“壓力氣瓶安全使用管理規(guī)定”、“劇毒品管理辦法”和“危險化學(xué)品廢棄物處理規(guī)定”等。在各項安全制度中,崗位責(zé)任制的建設(shè)尤為重要。實驗室主任、實驗室工作人員要有明確的崗位分工及責(zé)任,這樣實驗人員在實驗室中才能有章可循。必須切實抓好制度的落實和執(zhí)行,很多時候?qū)嶒炇沂鹿实陌l(fā)生不是因為制度的不完善,而是執(zhí)行得不夠好。因此,在建立健全規(guī)章制度同時,要加大對安全管理的監(jiān)督、檢查力度,確保各項安全措施落到實處。3.2安全標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用實驗室安全標(biāo)準(zhǔn)化、制度化建設(shè)是實驗室安全的基礎(chǔ)性工作,主要包括實驗室的安全管理標(biāo)準(zhǔn)化、安全條件標(biāo)準(zhǔn)化、安全操作標(biāo)準(zhǔn)化和安全教育制度化4個方面。通過標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),制定出以實驗室運(yùn)行安全為目標(biāo)的詳細(xì)、可操作的管理標(biāo)準(zhǔn),制定出高檔儀器設(shè)備和單個實驗的規(guī)范操作程序,保證實驗室安全設(shè)施齊全、完好,實現(xiàn)實驗的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化操作,從而減少實驗室安全事故。3.3提取實驗室建設(shè)的重要性,將其納入高校辦學(xué)總體規(guī)劃。將其直接推動實驗室管理和規(guī)范化,納入高校辦學(xué)的總體規(guī)劃。將其直接推動實驗室建設(shè),將其直接推動實驗室管理和建設(shè)。將實驗室據(jù)教育部2010年相關(guān)統(tǒng)計,實驗室、實習(xí)場所及附屬用房是教育部直屬高校校舍面積中缺額最多的,約占總?cè)鳖~的26%,缺額面積近350萬m2。應(yīng)充分認(rèn)識實驗室建設(shè)的重要性,將其納入高校辦學(xué)的總體規(guī)劃,從而有效推動實驗室管理和基本建設(shè)的專業(yè)化和規(guī)范化。要完善實驗室建筑的功能設(shè)計、保證安全設(shè)施的投入,消防設(shè)施要符合防火、防爆的要求。3.4豐富教育培訓(xùn)內(nèi)容安全教育是預(yù)防安全事故的基礎(chǔ)性工作,應(yīng)將其納入正常的教學(xué)工作之中。安全教育培訓(xùn)重點(diǎn)應(yīng)放在2個方面:一是教育培訓(xùn)內(nèi)容的多樣化,可以是相關(guān)法律法規(guī)、安全制度、操作規(guī)程以及緊急自救常識等,當(dāng)然也應(yīng)突出針對性;二是教育培訓(xùn)應(yīng)全方位、多層次地進(jìn)行,不能局限于某個學(xué)科、某個實驗室,也不能只對實驗管理人員進(jìn)行培訓(xùn),而是應(yīng)對領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生、輔助人員等進(jìn)行全面的實驗室安全教育,而且實驗教育培訓(xùn)應(yīng)制度化和常態(tài)化地進(jìn)行。3.5實驗室廢水處理廢棄物的處理是實驗室安全管理中最容易被忽視的環(huán)節(jié)。盡管實驗室產(chǎn)生的廢棄物在數(shù)量上要比工業(yè)廢棄物少得多,但其種類多、成分復(fù)雜,如果不妥善處理,仍然會對環(huán)境和人體健康造成危害。特別是芳烴類物質(zhì),其自然降解速度慢,對環(huán)境危害時間長。然而,目前我國僅有少數(shù)實驗室有“三廢”處理設(shè)施,對于實驗所產(chǎn)生的廢棄物,很多高校仍然只能簡單地處理甚至直接排放,由此造成的環(huán)境污染已不容忽視。早在2004年,國家環(huán)境保護(hù)總局就發(fā)出“關(guān)于加強(qiáng)實驗室類污染環(huán)境監(jiān)管的通知”,將實驗室的污染納入環(huán)境監(jiān)管范圍,規(guī)定從2005年1月1日起,實驗室、化驗室、試驗場要按照污染源進(jìn)行管理。因此,高校應(yīng)將實驗室廢棄物的處置作為實驗室安全管理的重點(diǎn)環(huán)節(jié)來抓,制定切實可行的廢棄物處置標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范實驗室廢棄物的排放。3.6實驗室突發(fā)事故實驗室應(yīng)急預(yù)案的編制目前,以實驗室管理規(guī)定代替應(yīng)急預(yù)案,應(yīng)急預(yù)案的建設(shè)不規(guī)范、缺乏演練的現(xiàn)象仍然普遍存在。實驗室應(yīng)急預(yù)案是應(yīng)對實驗室突發(fā)事故的指導(dǎo)文件,應(yīng)針對不同類型的實驗室編制特定事故類別的專項應(yīng)急預(yù)案,并有針對性地進(jìn)行應(yīng)急演練。演練項目不能局限于火災(zāi)事故的演練,還應(yīng)包括應(yīng)對有毒有害物質(zhì)泄漏、氣體泄漏、爆炸等事故的演練,提高師生在遇到不同災(zāi)害事故時的自我保護(hù)能力和應(yīng)對危機(jī)的能力。4實驗室安全管理方面實驗室安全問題是一個風(fēng)險的問題。而實驗作為實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)