过程安全管理在化工实验室中的应用

刘 义, 古家磊, 王世浩, 孟亦飞, 赵东风

(1. 中国石油大学(华东) 化学工程学院, 山东 青岛 266580；2. 中国石油大学 (华东) 机电工程学院, 山东 青岛 266580)

过程安全管理在化工实验室中的应用

刘 义, 古家磊2, 王世浩2, 孟亦飞1, 赵东风1

(1. 中国石油大学(华东) 化学工程学院, 山东 青岛 266580；2. 中国石油大学 (华东) 机电工程学院, 山东 青岛 266580)

通过总结和分析高校化工实验室事故,提出了包含过程安全信息、危害识别和风险分析、设备完好性、操作规程、培训和应急管理的实验室过程安全管理体系,并详细阐述了该体系在化工实验室中的应用。实验室过程安全管理体系对加强化工实验室安全管理、提高学生和教师安全意识和预防实验室事故有着重要的意义。

过程安全管理； 化工实验室； 实验室安全事故

化工实验室作为高校实验室的重要组成部分,是化工专业教学和科学研究的重要基地,在培养学生的创新和实践能力上具有重要作用,同时也是出高水平成果的重要场所[1-3]。在实际教学和科学研究过程中,高等学校化工实验室不可避免地使用一些涉及高温、高压、有毒、有害和辐射等危险特性的实验仪器或药品,使得化工实验室危险性显著高于其他专业[4]。近几年来化工实验室事故时有发生,且高校实验室事故发生率比企业实验室要高10～20倍[5-6]。针对高校化工实验室安全管理现状,引入能及时消除安全隐患、预防事故、构建安全长效机制的实验室安全管理体系,对化工实验室安全管理具有重要的现实意义。

1 化工实验室安全管理现状分析

通过分析2001—2016年100多起实验室事故发生的原因,总结了化工实验室事故原因(见表1)[7-8]。

表1 事故原因分析

表1(续)

2 过程安全管理体系分析

1992年,美国劳工部职业卫生安全监察局(OSHA)颁布了《高度危险化学品过程安全管理条例》。随后过程安全管理以其良好的效果逐渐被众多企业接受。1996年,韩国参考美国OSHA的过程安全管理法规颁布了韩国的过程安全管理体系。2010年,国家安全监管总局也参照美国的过程安全管理体系发布了《化工企业过程安全管理实施导则》(AQ/T 3034—2010)。过程安全管理是以风险管理和系统管理为基础的管理体系,主要用于化工过程的分析,涉及工艺、设备、仪表、电气等多个系统,其目的是预防重大事故的发生。过程安全管理体系作为国际上先进的用于预防和控制事故的方法,在应对由于缺乏系统管理、危险认识不足、人员能力不够、忽视事故调查、应急效率低等问题时有积极的作用,过程安全管理体系的优势与化工实验室安全管理目标十分契合,因此将过程安全管理融入化工实验室安全管理具有可行性。

通过深入分析化工实验室事故的原因,将导致事故发生的直接原因总结为5类问题:风险评价体系不健全、操作不规范、设备管理方法不当、培训不到位、应急管理效率低。通过对比《化工企业过程安全管理实施导则》(AQ/T 3034—2010)中的12要素[9],选择了过程安全信息要素、危害识别和风险分析要素、设施完好性要素、操作规程要素、培训要素和应急预案要素,同时结合化工实验室中十分重要的危险化学品管理,建立了以过程安全管理为基础的化工实验室安全管理体系(见图1)。

图1 以过程安全管理为基础的化工实验室安全管理体系

3 实验室风险评价体系

实验室风险评价旨在辨识实验室中的各类危险源,依据可能发生的事故,提出控制措施,用以确保实验室财产不受损失、人员不受伤害、环境不受污染。本文以过程安全信息要素、危害识别和风险分析要素为核心建立实验室风险评价体系(见图2)。

图2 实验室风险评价流程

在进行风险评价之前首先要确定评价对象,评价对象可以是单个实验的实验过程，也可以是整个实验室的风险评价。小组成员的选择应包括熟悉实验室具体情况的管理人员、实验人员、熟悉实验操作流程的高年级研究生以及懂得相关评价知识的人员。对象与人员确定之后,根据过程安全信息要素和危害识别和风险分析要素的具体内容继续进行评价。

4 要素分析

4.1 过程安全信息要素

过程安全信息要素的主要内容是建立一份详细的过程安全信息文档,其主要功能是帮助实验人员了解工艺危害识别。过程安全信息应该包括实验涉及到的所有危险化学品的危害信息、实验过程中的技术信息、实验涉及的仪器设备信息等内容[10](见表2)。

表2 过程安全信息表

4.2 危害识别和风险分析要素

危害识别和风险分析的主要内容是通过一系列整体的、系统性的方法来识别、评价、控制风险。对于实验过程中的危害和风险分析,首先依据危害识别信息要素的结果,对实验过程中涉及的物质、设备、技术信息进行综合性分析,辨识危险要素及危险源,具体实施过程中可参照《生产过程危险和有害因素分类与代码》(GB/TI3861—2009),并充分调研国内外发生的各种实验室事故,做到详细全面。分析方法建议使用相对简单有效的安全检查表法和风险矩阵法等定性评价方法,其中安全检查表的编制团队应由与实验室相关的管理人员、科研人员、实验室负责人员和安全相关专业人员组成,安全检查表的辨识内容应包括人员、设备、设施、物料、操作、环境以及管理和组织等方面。

依据危害识别和风险分析,充分从人、物、环、管理4个方面进行危害辨识对于预防实验室事故具有积极意义。从实验本身的风险来说,有助于了解实验危害,增强对风险的认识,从而自主地选择和佩戴个人防护用具。如经过风险分析实验过程会产生有毒气体,实验人员因亲自参与了危害识别,更了解危害,从而促使其自主佩戴防护措施,降低事故的发生。风险辨别的过程中还要考虑人的不安全行为,对危险的药品和实验标注鲜明的标签,依次降低人为失误的风险。

4.3 设备完好性要素

设备完好性是对设备全生命周期进行管理的要素,包含设备的安装、使用、维护、修理、检验、变更、报废等各个环节的管理。实验室的设备管理,应以过程安全管理中设备完好性的管理要点为基础,其要点应包括:

(1) 由熟悉设备的专业人员安装及制定书面的维护程序,从而有效地延长设备的使用寿命,同时增加其安全性。

(2) 在实验室中,针对于如高压、有毒、辐射等高危险性的实验装置,要定期进行检测和可靠性分析,确保装置的安全性,降低事故的风险。实验室设备如发生损坏和功能性故障,应停止使用并贴上醒目的标签,并及时请专业人员进行维修,最终确认合格方可继续使用。如确定设备报废,应对报废的实验装置、场所进行危害辨识和风险评估,控制风险后再进行报废和拆除。

(3) 当不熟悉实验设备的人员初次进行实验时,应有专业人员或有经验的人员陪伴确保实验设备处于安全的状态。针对使用人员应进行充分的维修和使用培训,有助于应对实验中可能出现的问题,也使实验人员更加了解实验装置进而增加实验的安全性。

4.4 操作规程要素

对于高校化工实验室来说,一份标准的操作规程应包含有开机、正常操作、临时操作、应急操作、临时停机和紧急停机6种状况操作步骤,尤其是后三者对于突发的实验状况具有非常重要的意义。实验室操作规程也应包含实验正常进行时的工艺参数,以及出现偏差时的补救措施等。实验室作为科技的前沿阵地,是推陈出新的基地,所以相同的实验器材可能会随着学术前沿的变化,而改变固有的实验模式、操作规程等。因此,管理人员应定期同实验人员进行沟通交流,确认操作规程的实用性和有效性。

4.5 应急管理要素

应急管理是指有效控制各类突发事故或灾害,正确有序地处置紧急情况,将人员伤害和损失降到最低程度[11-12]。当前多数实验室具有校院2级应急预案,但缺乏具体的化工实验室事故应急预案,也缺少必要的应急演练[3]。

(1) 高校化工实验室须建立应对各种事故的应急预案,如易挥发或易燃物品溢出事故处理程序、化学药品与人体大面积接触事故处理、火灾情况紧急处理、气瓶泄漏应急处置、化学烧伤第一时间救治等。应急预案要避免空洞化,应依据具体情况建立详细的、具体化的应急措施,同时要明确应急人员,确保事故发生后可以及时进行应急救援。

(2) 对应急人员进行急救措施的培训,在遇到突发事故的时候,可以及时处理,减少实验过程中的人员伤害。此外,要定期开展应急预案演练,这样不仅可以检验应急预案的有效性,也可以使实验室操作人员熟知并能娴熟运用应急措施,保证做到快速、准确、有序处理,进而减少财产损失和人员伤亡[12]。

4.6 培训要素

培训对于加强实验室安全管理、预防实验室事故具有非常重要的实际意义,是实验室安全管理的重点要素。培训的目的是使实验人员充分了解实验室存在的危险有害因素及其风险大小、规范仪器和设备操作,促使实验人员学习实验室安全管理条例,增强实验人员的安全意识。高校化工实验室的培训应从对象、内容、方式等多方面考虑,以确保培训的时效性。

(1) 培训的对象应包含实验室管理人员、科研人员、授课教师、临时雇佣员工和学生。

(2) 培训内容应包括实验室存在的各种危险有害因素、设备和仪器的操作规程、实验室安全管理条例、实验室设备管理制度以及各种突发情况应急处置,同时依据不同的实验进行有针对性的培训,如具有火灾风险的实验,灭火器的使用培训不能省略；具有大分贝噪声的实验,则应包括听力保护的培训。

(3) 培训方式可以通过课堂讲授、实践指导等多种形式,开办实验室安全知识竞赛等类似活动也有助于实验室安全知识的掌握。在快速发展的信息时代,安全教育也应与时俱进,如制作一款专为宣传实验室安全的APP，相信也会有良好的效果。为保证培训的效果,所有参加培训的人员必须通过考核才能进入实验室。

5 结语

本文通过分析国内高校化工实验室事故的原因,提出建立以过程安全信息要素、危害识别和风险分析要素为基础的风险评价体系,同设备完好性、操作规程、应急管理和培训相结合的简化版实验室安全管理体系,目的是为化工实验室安全提供坚实的理论基础和依据,也为减少因实验室事故而导致的人员伤亡、财产损失以及环境污染提供保障。目前高校实验室在安全管理方面面临着严峻的挑战,都在寻找高效的管理模式,而过程安全管理体系可为化工实验室以及其他高风险实验室提供简单、准确、全面和高效的管理手段和方法。

References)

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[12] 吕双庆. 实验室常见事故预防与应急处理[J]. 石油化工安全环保技术,2016,32(1):32-34.

Application of process safety management in chemical engineering laboratory

Liu Yi1, Gu Jialei2, Wang Shihao2, Meng Yifei1, Zhao Dongfeng1

(1. College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China; 2. College of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China)

Through the summary and analysis of the chemical engineering laboratory accidents in colleges and universities, the laboratory process safety management system which includes the process safety information, hazard identification and risk analysis, equipment readiness, operating procedures, training and emergency management is put forward. The application of this system to the chemical engineering laboratory is elaborated in detail. The laboratory process safety management system plays an important role in strengthening the safety management of the chemical engineering laboratory, improving the safety awareness of students and teachers, and preventing laboratory accidents.

process safety management； chemical engineering laboratory； laboratory safety accident

2017-05-20修改日期2017-07-07

国家安全生产监督管理总局化工安全复合型人才培养试点项目(M1604003)； 国家安全生产监督管理总局化学工程领域化工安全方向复合型高级人才培养示范项目(2016-15)；2017年山东省研究生教育质量提升计划建设项目

刘义(1977-),男,山东青岛,博士,副教授,主要从事化工安全教学和科研工作.

E-mail：lyi77@163.com

10.16791/j.cnki.sjg.2017.12.065

G474

B

1002-4956(2017)12-0268-04