安全事故的發(fā)生無外乎三點原因:人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和管理缺陷。對于化學實驗室和化學品倉庫而言,物的不安全狀態(tài)無法避免,安全工作的重點集中在規(guī)范人員操作、提高安全意識、加強日常管理之上。
鉻天青(北京大學應用化學系碩士研究生)
8月12日深夜,天津市濱海新區(qū)一處化學品倉庫發(fā)生爆炸,截至《賽先生》發(fā)稿時,事故已致50人死亡,700余人受傷。與一般火災相比,化學品火災具有危害途經(jīng)多、持續(xù)時間長、波及范圍大等特點。同時由于化學品本身及其燃燒(包括不完全燃燒)產(chǎn)物大多具有較強的毒害性和腐蝕性,部分化學品(活潑金屬等)無法使用常規(guī)手段撲滅,化學品一旦發(fā)生火災,撲救難度很大。
化學實驗室由于儲存有大量易燃、易爆和有毒化學品,面臨著類似的安全風險。加之化學實驗過程中使用的各類電氣設備常處在高溫、高壓狀態(tài),因而發(fā)生火災的概率要高于一般的實驗室。正因為如此,高;瘜W實驗室一直都是消防安全重點單位。一旦接到實驗室的報警電話,消防局就如臨大敵,不敢掉以輕心。
筆者作為化學實驗室的一名科研人員,經(jīng)歷過數(shù)起大大小小的安全事故。盡管實驗室的事故規(guī)模與后果并不足以和天津濱海新區(qū)爆炸事故相提并論,但起因或有某些相似之處。安全事故的發(fā)生無外乎三點原因:人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和管理缺陷。對于化學實驗室和化學品倉庫而言,物的不安全狀態(tài)無法避免,安全工作的重點集中在規(guī)范人員操作、提高安全意識、加強日常管理之上。
基于這樣的考慮,化學院的所有學生和教職工都必須在參加安全培訓并考核合格后才能夠進入實驗室。然而這些培訓并不能達到理想中的效果。在培訓結束后的短時間內(nèi),大家可能會嚴格的遵守規(guī)章制度,但時間稍長,人心倦怠,也就沒有人當回事了,畢竟嚴格的規(guī)范操作會帶來某些不便。比如說清洗試管,如果要求潔凈度很高,那么要用洗衣粉洗過后自來水沖三遍,蒸餾水涮一遍,丙酮涮一遍,但很少有人遵照執(zhí)行。
所有的教訓都是血與淚換來的。2008年12月,加州大學洛杉磯分校(UCLA)研究助理Sheharbano Sangji在實驗室取用丁基鋰的過程中,因注射器活塞滑脫,導致藥品暴露在空氣中發(fā)生自燃。
驚慌失措的Sangji又不慎將一瓶敞口的己烷碰倒,溶劑灑出著火,引燃了她的衣服。盡管實驗室中有緊急淋浴裝置,但Sangji卻沒有去使用它滅火,她尖叫著在實驗室中來回奔跑。同實驗室的博士后Weifeng Chen想要用一件實驗服去撲滅她身上的火,但當實驗服也著火后,他不得不將實驗服丟掉,開始從旁邊的水槽中取水向癱坐在地板上的Sangji潑去。
鄰實驗室另一名博士后聽到Sangji的尖叫跑來查看情況,在看到Sangji身上著火后他迅速返回自己實驗室撥打了911。兩點五十四分警局接到報警,七分鐘后醫(yī)護人員趕到,三點零六分火勢撲滅。
Sangji由于全身大面積燒傷被送往醫(yī)院緊急救治,但由于傷情過于嚴重,18天后醫(yī)治無效去世,年僅23歲。Sangji所在實驗室的導師Harran也成為美國首個因實驗室事故而面臨刑事指控的有機化學家。他需要向Sangji接受治療的燒傷病房支付1萬美元,并在5年的時間內(nèi)履行以下條款才可能避免牢獄之災:設置實驗室安全培訓課程作為其所教授的有機化學課的一部分;告知即將入學的UCLA新生實驗室安全的重要性;在醫(yī)院進行800個小時的與教學無關的社區(qū)服務。
未按照規(guī)定穿戴實驗服、手套、口罩和防護眼鏡的實驗人員 作者供圖
本科時,有次課程實驗要用到鈉絲進行除水。因為鈉性質(zhì)活潑,表面已經(jīng)被氧化,所以使用前需要將表皮切除。一位同學將切下來的鈉皮隨意丟到水池中,在一聲巨響過后,實驗室彌漫著濃濃的白煙,久久沒能散去。這次小事故也能反映出隱藏在此類事件背后的共同問題——違規(guī)操作(隨意丟棄實驗藥品)加上管理漏洞(實驗室未能保持良好通風)。
常在河邊走,哪能不濕鞋。畢業(yè)設計所在課題組有次失火就是因為麻痹大意造成的。實驗室所用油浴鍋中的礦物油燃點較高,極少出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象。于是很多人為了節(jié)約時間,會在晚上使用油浴鍋進行控溫反應,這樣第二天到實驗室后就可以直接去處理產(chǎn)品。但這種行為違反了學院規(guī)定,因為消防守則中明確規(guī)定了“人走電斷”,不允許加熱設備單獨過夜。油浴鍋開啟加熱后無人看管,由于控溫失效,加熱持續(xù)進行,最終導致礦物油著火。所幸周圍并無可燃物,最終只是燒壞了一張實驗臺。
某實驗室被撲滅的油浴鍋 作者供圖
實驗人員不可能像驚弓之鳥一樣對一丁點風吹草動都保持警惕,實驗過程中,他們的注意力會集中到實驗目標上。加上長時間實驗會消耗大量體力,人在疲倦的情況下,認知能力下降,極易出現(xiàn)操作失誤的情況。正是因為人為因素的存在,實驗室中小型事故時有發(fā)生。
2006—2010年我國危險化學品事故原因 吳宗之,張圣柱,張悅,石超,劉寧,楊國梁. 2006—2010年我國危險化學品事故統(tǒng)計分析研究[J]. 中國安全生產(chǎn)科學技術,2011,07:5-9.
防災重于救災,盡管小事故難以避免,但大型事故是可以通過管理和技術手段扼殺在搖籃里的。技術上可以安裝各類消防設施,不同類型的火災報警器復合使用以第一時間發(fā)現(xiàn)火情,各種型號的滅火器以應對不同類型的小型火災,緊急淋浴器可以保證實驗人員衣物著火后迅速將火撲滅,A級防火卷簾防止火勢的蔓延,消防電梯和消防通道保證人員的緊急疏散和救援,水幕排煙系統(tǒng)保證在火災發(fā)生時人員不會出現(xiàn)窒息狀況。
管理上則可以通過制定和實施嚴格的規(guī)章制度避免人為失誤。例如,取用危險等級較高的化學藥品時需要有其他人員陪同;不準夜間單獨在實驗室進行實驗;藥品分類儲存,易燃易爆藥品遠離熱源,儀器設備定期檢修等。
對于實驗室人員而言,提高安全意識、遵守規(guī)章制度、了解常見事故處置方法是保證人身安全的基本要求。佩戴防護眼鏡,根據(jù)實驗選擇合適的手套,穿實驗服(進行放射化學操作時穿鉛衣),穿長褲和不露腳面的鞋子,長發(fā)束起(耶魯大學天文物理專業(yè)女生米歇爾就因頭發(fā)纏入車床而窒息致死)等都是自我保護的基本手段。而一旦發(fā)生事故,大家應保持冷靜,及時進行自救或者尋求救援。以人身著火為例,著火后切勿奔跑,就近利用水源淋水或者選擇臥倒?jié)L動身體壓滅火焰。
化學實驗室就是這樣一個充滿了危險的地方,空間狹小、人員密集,面臨各種安全隱患。除了常見的火災、爆炸事故外,還可能面臨化學試劑腐蝕毒害,放射性照射,電氣設備漏電,玻璃制品破碎割傷等大小事故。但只要保持安全意識,養(yǎng)成良好安全習慣,我們就能在安全中享受化學帶來的樂趣。生命不可兒戲,不要等到事故發(fā)生追悔莫及。
近年來國內(nèi)高校實驗室事故不完全統(tǒng)計:
1、2015年4月5日,中國礦業(yè)大學南湖校區(qū)化工學院實驗室發(fā)生儲氣鋼瓶爆燃事故,5人受傷,其中1人搶救無效死亡,1人重傷截肢;
2、2013年4月30日,南京理工大學一個廢棄的實驗室突發(fā)爆炸,造成施工人員1死3傷。事發(fā)實驗室曾用于炸藥實驗,施工人員切分鐵廢料時發(fā)生爆炸;
3、2011年12月7日,南開大學一化學實驗時發(fā)生了爆炸,一女生手部嚴重受傷;
4、2011年4月14日,四川大學江安校區(qū)第一實驗樓B座103化工學院一實驗室三名學生在做常壓流化床包衣實驗過程中,實驗物料意外發(fā)生爆炸,3名學生受傷;
5、2010年6月8日,天津師范大學明理樓5樓的化學實驗室發(fā)生爆炸,3名學生受傷。
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