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清华实验室爆炸校园危化物品安全管理不容小觑

《科技生活》周刊||热度 ( )

  化学实验室也是燃烧以及爆炸事故多发的“灾区”之一

  文/贾 敏

  12月18日上午10点多,清华大学何添楼一实验室发生爆炸事件,一博士后不幸身亡。在爆炸点附近的学生都能感到因爆炸声带来的地面震感。24日,北京市公安局海淀分局对外宣布,清华大学爆炸事故是由于实验所用氢气瓶意外爆炸、起火,导致该博士后腿伤身亡。这次爆炸事故的发生为高校实验室安全问题再次敲响警钟。

  高校实验室存储大量化学药品

  “化学实验室由于储存大量易燃、易爆及有毒化学物品,面临着较大的安全隐患,加之化学实验过程中的各类电器设备经常处于高温、高压状态,因此发生火灾以及爆炸事故的频率自然明显高于一般实验室”,北京工商大学化学与环境学院副教授孙宇梅告诉记者。

  化学实验室之中的有机化合物都具有容易燃烧和爆炸的特性,危险化学制剂有其不同的临界温度、临界压力及临界浓度。举例而言,如若某化学物质在空气之中的浓度超过其临界值,此时,若恰巧有火源配合,就很容易引发爆炸事故。比如在浙江的粉尘爆炸事件中,空气中的粉尘浓度超过特定界限就是引发爆炸的“元凶”之一。危险化学制剂有其不同的临界温度、临界压力及临界浓度。

  北京化工大学副教授金鑫举例说,“诸如醚等化学制剂若是被蒸馏或加热的时间过长,温度过高,就有引发爆炸事故的可能性。这不排除是人为操作失误引发的事故。”金鑫说。

  尽管做出了这样的推测,但是,两位专家同时表示,化学物质种类千差万别,导致爆炸的原因错综复杂,也难以排除“意外”发生的可能性,毕竟,只有在现场进行细致地勘察,才能确定此次爆炸事故的“元凶”。

  防患未然,完善安全管理体系

  金鑫强调,化学系的学生以及公众不必因此而“谈‘化’色变”。只要做好防范工作,依然可以安心享受化学实验的乐趣。

  孙宇梅认为,出现意外事故,“人”的因素最重要。“对于任何一个从事化学研究的人而言,都必须对每一种化学试剂的性质有深刻的理解,并且保证规范的操作方法;另外,在进行化学实验过程中,不应当仅仅将注意力集中在实验目标上,还应对自身的安全加以考量,摒弃麻痹大意以及侥幸心理,才能将安全隐患降到最低。”孙宇梅作如是观。

  金鑫从另一个侧面提出了建议,他认为,清华大学实验室爆炸事故可以作为深入分析我国高校实验室整体安全管理的一次机会。“实验室发生爆炸,我们的第一反应是将其归为违规操作,而除此之外,也还可能存在其他附加因素。”他呼吁,在组织管理层面,高校应充分重视相关实验室管理人员的安全建议并付诸行动;相关部门最好对所有高校实验室发生的事故(包括未遂事件)进行跟踪分析、记录和总结,据此进一步改善安全制度,制定更好的规范及执行措施;此外,高校还应当在相关机构的指导下,对化学实验室进行易燃易爆风险的全面评估,以助学生降低实验危险。

  最大限度减少或避免重大事故

  “防灾重于救灾。”这是两位专家达成的共识。尽管小事故难以避免,但导致人员伤亡的大型事故却可以通过合理的管理及技术手段被扼杀于“摇篮”中。在技术层面上,实验操作人员在遇到可能出现危险的实验时,可将化学用品的用量控制在较低的范围内,防止出现杀伤力较大的事故;还可安装各类消防设施,不同类型的火灾报警器复合使用有利于帮助实验人员第一时间发现火情;各种型号的灭火器可以应对不同类型的火灾;A级防火帘的布设也有助于防止火势的迅速蔓延。

  管理上可通过制定和实施严格的规章制度避免人为失误,例如,在取用危险等级较高的化学药品时需要他人陪同;化学制剂应当分类储存,易燃易爆物体需要被放置在远离热源的地点,仪器设备要定期检修和维护等。

  “这些方案都应提前加以考虑。毕竟生命不可儿戏,不要等到事故发生时再追悔莫及。”孙宇梅说。

  TIPS:近年国内高校实验室事故不完全统计

  2015年4月5日,中国矿业大学南湖校区化工学院实验室发生储气钢瓶爆燃事故,5人受伤,其中1人抢救无效死亡,1人重伤截肢。

  2013年4月30日,南京理工大学一个废弃的实验室突发爆炸,造成施工人员1死3伤。事发实验室曾用于炸药实验,施工人员切分铁废料时发生爆炸。

  2011年12月7日,南开大学一化学实验室发生了爆炸,一女生手部严重受伤。

  2011年4月14日,四川大学江安校区第一实验楼B座103化工学院一实验室三名学生在做常压流化床包衣实验过程中,实验物料意外发生爆炸,3名学生受伤。

  2010年6月8日,天津师范大学明理楼5楼的化学实验室发生爆炸,3名学生受伤。

  2009年7月3日,浙江大学化学系催化研究所内两名正做实验的教师误将本应接入307实验室的一氧化碳气体接至通向211室的输气管,导致211室一人身亡。

 

  化学实验室,警惕、警惕、再警惕!

  文/王鑫(北京大学应用化学系硕士研究生)

  与一般火灾相比,化学品火灾具有危害途经多、持续时间长、波及范围大等特点。同时由于化学品本身及其燃烧产物大多具有较强的毒害性和腐蚀性,部分化学品无法使用常规手段扑灭,化学品一旦发生火灾,扑救难度很大。

  作为化学实验室的一名科研人员,经历过数起大大小小的安全事故。尽管实验室的事故规模与后果并不足以和天津滨海新区爆炸事故相提并论,但起因或有某些相似之处。安全事故的发生无外乎三点原因:人的不安全行为、物的不安全状态和管理缺陷。对于化学实验室和化学品仓库而言,物的不安全状态无法避免,安全工作的重点集中在规范人员操作、提高安全意识、加强日常管理之上。

  基于这样的考虑,化学院的所有学生和教职工都必须在参加安全培训并考核合格后才能够进入实验室。然而这些培训并不能达到理想中的效果。在培训结束后的短时间内,大家可能会严格地遵守规章制度,但时间稍长,人心倦怠,也就没有人当回事了,毕竟严格的规范操作会带来某些不便。比如说清洗试管,如果要求洁净度很高,那么要用洗衣粉洗过后自来水冲三遍,蒸馏水涮一遍,丙酮涮一遍,但很少有人遵照执行。

  所有的教训都是血与泪换来的。2008年 12月,加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究助理 Sheharbano Sangji在实验室取用叔丁基锂的过程中,因注射器活塞滑脱,导致药品暴露在空气中发生自燃。


(台湾台大地质所发生火警,傍晚台大农化所实验室浓度高达98%的冰醋酸意外打破,消防队员穿上B 级防护衣,推着储污桶进入实验室清理洒落满地的冰醋酸。)

  惊慌失措的 Sangji又不慎将一瓶敞口的己烷碰倒,溶剂洒出着火,引燃了她的衣服。尽管实验室中有紧急淋浴装置,但 Sangji却没有去使用它灭火,她尖叫着在实验室中来回奔跑。同实验室的博士后 Weifeng Chen想要用一件实验服去扑灭她身上的火,但当实验服也着火后,他不得不将实验服丢掉,开始从旁边的水槽中取水向瘫坐在地板上的Sangji泼去。

  邻实验室另一名博士后听到 Sangji的尖叫跑来查看情况,在看到 Sangji身上着火后他迅速返回自己实验室拨打了911。两点五十四分警局接到报警,七分钟后医护人员赶到,三点零六分火势扑灭。

  Sangji由于全身大面积烧伤被送往医院紧急救治,但由于伤情过于严重, 18天后医治无效去世,年仅 23岁。Sangji所在实验室的导师 Harran也成为美国首个因实验室事故而面临刑事指控的有机化学家。他需要向 Sangji接受治疗的烧伤病房支付 1万美元,并在 5年的时间内履行以下条款才可能避免牢狱之灾:设置实验室安全培训课程作为其所教授的有机化学课的一部分 ;告知即将入学的 UCLA新生实验室安全的重要性 ;在医院进行 800个小时的与教学无关的社区服务。

  本科时,有次课程实验要用到钠丝进行除水。因为钠性质活泼,表面已经被氧化,所以使用前需要将表皮切除。一位同学将切下来的钠皮随意丢到水池中,在一声巨响过后,实验室弥漫着浓浓的白烟,久久没能散去。这次小事故也能反映出隐藏在此类事件背后的共同问题——违规操作加上管理漏洞。

  常在河边走,哪能不湿鞋。毕业设计所在课题组有次失火就是因为麻痹大意造成的。实验室所用油浴锅中的矿物油燃点较高,极少出现燃烧现象。于是很多人为了节约时间,会在晚上使用油浴锅进行控温反应,这样第二天到实验室后就可以直接去处理产品。但这种行为违反了学院规定,因为消防守则中明确规定了“人走电断”,不允许加热设备单独过夜。油浴锅开启加热后无人看管,由于控温失效,加热持续进行,最终导致矿物油着火。所幸周围并无可燃物,最终只是烧坏了一张实验台。

  实验人员不可能像惊弓之鸟一样对一丁点风吹草动都保持警惕,实验过程中,他们的注意力会集中到实验目标上。加上长时间实验会消耗大量体力,人在疲倦的情况下,认知能力下降,极易出现操作失误的情况。正是因为人为因素的存在,实验室中小型事故时有发生。

  防灾重于救灾,尽管小事故难以避免,但大型事故是可以通过管理和技术手段扼杀在摇篮里的。技术上可以安装各类消防设施,不同类型的火灾报警器复合使用以第一时间发现火情,各种型号的灭火器以应对不同类型的小型火灾,紧急淋浴器可以保证实验人员衣物着火后迅速将火扑灭, A级防火卷帘防止火势的蔓延,消防电梯和消防通道保证人员的紧急疏散和救援,水幕排烟系统保证在火灾发生时人员不会出现窒息状况。管理上则可以通过制定和实施严格的规章制度避免人为失误。例如,取用危险等级较高的化学药品时需要有其他人员陪同 ;不准夜间单独在实验室进行实验 ;药品分类储存,易燃易爆药品远离热源,仪器设备定期检修等。

  对于实验室人员而言,提高安全意识、遵守规章制度、了解常见事故处置方法是保证人身安全的基本要求。佩戴防护眼镜,根据实验选择合适的手套,穿实验服 (进行放射化学操作时穿铅衣 ),穿长裤和不露脚面的鞋子,长发束起等都是自我保护的基本手段。而一旦发生事故,大家应保持冷静,及时进行自救或者寻求救援。以人身着火为例,着火后切勿奔跑,就近利用水源淋水或者选择卧倒滚动身体压灭火焰。

  化学实验室就是这样一个充满了危险的地方,空间狭小、人员密集,面临各种安全隐患。除了常见的火灾、爆炸事故外,还可能面临化学试剂腐蚀毒害,放射性照射,电气设备漏电,玻璃制品破碎割伤等大小事故。但只要保持安全意识,养成良好安全习惯,我们就能在安全中享受化学带来的乐趣。生命不可儿戏,不要等到事故发生追悔莫及。■

  (本文摘自“赛先生”微信公众号)

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