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高校 实验室 常见事故分析及若干安全管理对策建议

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  1. 高校实验室常见事故分析及若干安全管理对策建议 汇报人:沈斐敏 教授

  2. 2009年10月23日下午,北京理工大学5号教学楼901微生物实验室,两名学生正在跟两名调试工程师学习刚买回来不久的实验仪器——厌氧培养箱的操作技巧,另外一名老师也在做自己的实验。突然,一声巨响,厌氧培养箱在调试过程中发生气体爆炸,约40平方米的实验室内,几乎所有的玻璃器皿均被震碎,西侧的玻璃门窗也被震坏,满地玻璃碎片。实验室内5人均被飞溅的玻璃碎片划伤,鲜血直流。万幸的是,5人均无生命危险。2009年10月23日下午,北京理工大学5号教学楼901微生物实验室,两名学生正在跟两名调试工程师学习刚买回来不久的实验仪器——厌氧培养箱的操作技巧,另外一名老师也在做自己的实验。突然,一声巨响,厌氧培养箱在调试过程中发生气体爆炸,约40平方米的实验室内,几乎所有的玻璃器皿均被震碎,西侧的玻璃门窗也被震坏,满地玻璃碎片。实验室内5人均被飞溅的玻璃碎片划伤,鲜血直流。万幸的是,5人均无生命危险。 2009年9月27日下午,清华大学焊接馆刚刚发生了另外一起爆炸事故。当天下午,三名博士生在实验室利用高温熔炼炉进行实验时,炉子发生爆炸,实验室的门窗被炸飞,在气浪冲击下,震飞的木门和窗户还砸中门口一辆黑色宝来轿车的右侧玻璃。由于三名博士躲避及时,才避免了这场飞来横祸。与前两起事故的当事人相比,发生在云南大学的一起实验室爆炸事故中的受害人就没有这么幸运了。 一、事故案例

  3. 2008年7月11日上午,该校一名临近毕业的博士生在北院云南省微生物研究所5楼510实验室做实验,不料发生化学爆炸,该名博士生被严重炸伤,面部最大的伤口达到4cm×3cm,而且深到面部骨头,左手手掌出现损伤,只留下拇指胸部还有多处伤口。 2005年初南京某高校电工电子实验室在教学实验过程中,由于师生操作不当,一名学生触电身亡; 2006年12月四川某大学综合实验楼化学气相实验室由于实验人员操作不当导致氢气瓶发生爆炸,造成一名教师死亡,一名研究生重伤,一名研究生轻伤;2007年1月成都某大学理化学院03级学生在化学实验中心实验室做毕业论文实验过程中,由于操作不当引起过氧化物爆炸,造成一名本科生重伤;

  4. 2008年3月中旬,南京某高校教学实验楼突发大火,持续燃烧2个多小时,约30个房间被烧毁,包括约10个实验室,虽然师生逃生及时没造成人员伤亡,但其中一间资料室中老教授收集了10多年的学术资料付之一炬,实验室的资料、设备全部被毁,尤其是电脑里面有很多独一无二的资料没有备份,其中还有研究生的论文等,多年的心血被大火毁于一旦,损失无法估量。

  5. 金属钠燃烧事故 2004年3月某高校化学实验室王某将1升工业乙醇倒入放在水槽中的塑料盆,然后将金属钠皮用剪刀剪成小块,放入盆中。开始时反应较慢,不久盆内温度升高,反应激烈。当事人即拉下通风柜,把剪刀随手放在水槽边。这时水槽边的废溶剂桶外壳突然着火,并迅速引燃了水槽中的乙醇。当事人立刻将燃烧的废溶剂桶拿到走廊上,同时用灭火器扑救水槽中燃烧的乙醇。此时走廊上火势也逐渐扩大,直至引燃了四扇门框。

  6. 误操作事故 2007年8月9日晚8时许,某高校实验室李某在准备处理一瓶四氢呋喃时,没有仔细核对,误将一瓶硝基甲烷当作四氢呋喃投到氢氧化钠中。约过了一分钟,试剂瓶中冒出了白烟。李某立即将通风橱玻璃门拉下,此时瓶口的烟变成黑色泡沫状液体。李某叫来同实验室的一名博后请教解决方法,即发生了爆炸,玻璃碎片将二人的手臂割伤。

  7. 2003年1月19日,中山大学地球与环境科学学院实验室发生化学原料爆炸,该实验室堆放着很多研究用的化学原料,爆炸可能是因电线短路引起的。 上述案例表明,在我们高校实验室活动中,一不注意,就有可能发生事故。

  8. 事故:人们在实现其目的行动过程中,突然发生了与人的意志相违背的,迫使其有目的行动暂时或永久停止的事件。 二、事故发生的基本模型(事故致因理论)

  9. (一)、事故的特征 偶然性、潜伏性、因果性、规律性、预测性 事故概论 • 事故是一个随机事件。 • 偶然性的背后,也存在着必然的规律性。实际上由于事故的因果性,决定他具有规律性。 • 在安全事故管理中,认识事故的规律是很重要的。 1、事故的偶然性 • 2、事故的潜伏性:任何活动都存在着发生事故的危险。 • 启示人们必须注意事故潜在的危险。 事故的潜伏性也决定了事故的预测性。 3、预测性:就是人们根据以往积累的经验和知识,通过研究构思出 “预测模型” 。经对“预测模型”的计算,得知事故的潜在危险。

  10. 4、因果性 事故的因果性:是某一现象作为另一现象发生的根据的两种现象的关连性。 必然引起别的现象的事件叫作原因,而由原因所引起的别的现象就是结果。 因果关系实质上是各种现象相互依存与制约的关系。因果关系具有继承性(或称非单一性),即第一阶段的结果往往是第二阶段的原因。

  11. 多因致因型 因果连锁型

  12. 启示:在制定预防措施时,应尽最大努力掌握造成事故的直接和间接原因,启示:在制定预防措施时,应尽最大努力掌握造成事故的直接和间接原因, 深入剖析其根源,以防事故发生。

  13. 事故基本特征之间的关系图

  14. 事故致因理论(事故发生的基本模型) 指用于阐明事故的成因、始末过程和后果的理论(模型) 事故模式的意义:对于人们认识事故的本质,指导事故调查、事故分析、事故预防及事故责任者的处理有着重要的作用。

  15. 事故致因理论基本结构

  16. 管理失误为主因的模型

  17. 指导意义 要想事故不发生,则应杜绝“不安全状态”、“管理失误”和“人的不安全行为”的发生。 假定“物的不安全状态”已经存在,但若管理不失误,则就可以避免隐患的出现,这样,就可杜绝事故的发生。 在事故的分析与预防时,应注意重视“物的不安全状态”。

  18. 事故因果连锁论(骨牌论) 海因里希认为,人的不安全行为、物的不安全状态是事故的直接原因,企业事故预防工作的中心就是消除人的不安全行为和物的不安全状态。

  19. 事故因果连锁论(骨牌论) A 社会环境和管理欠缺 B 个人的欠缺 C 人的不安全行为和物的 不安全状态 D 事故 E 人身伤亡

  20. 事故因果连锁论(骨牌论)

  21. 能量意外释放论事故模型示意图

  22. 能量意外释放理论 • 直接原因:造成事故发生的直接原因是有害物质与能量的意外释放。 • 间接原因:不安全行为与不安全状态 • 不安全行为:指的是造成直接原因发生的人为错误。 • 不安全状态:指的是造成直接原因发生的物质和环境条件。 人与物两因素可互为因果。有时是设备的不安全状态导致人的不安全行为,而人的不安全行为又会促进设备出现不安全状态。 在间接原因的两大因素中,人的不安全行为占绝对的地位 。因为一般的能量范畴都是由人来控制的 。

  23. 对能量意外释放论事故模型的解释: 基本原因事件:导致间接原因发生的事件。 基本原因:不良的管理、个人因素、环境因素。 指导作用 • 能量意外释放论阐明了伤害事故发生的物理本质; • 指明了防止伤害事故就是防止能量意外释放事故,防止人体接触能量。 • 根据这种理论,人们要经常注意生产过程中能量流动、转换,以及不同形式能量的相互作用,防止发生能量的意外逸出或释放。

  24. (1)防护、警示装置缺乏或有缺陷:①无防护。例如无防护罩,无安全保险装置,无报警装置,无安全标志,无护栏;电气设备未接地,绝缘不良等。②防护不当。例如防护罩未在适当位置,防护装置调整不当,电气装置带电部分裸露。(2)设备、仪器有缺陷,结构不符合安全要求,安全间距不够(3)强度不够:机械强度不够,绝缘强度不够(4)设备在非正常状态下运行:带“病”运转,超负荷运转。(5)维修、调正不良:设备失修,地基不平,保养不当,设备失灵,未能调到正确标准。(6)个人防护用品用具缺少或存在缺陷。(7)实验场所环境不良:照度不足、光线不够,或因作业场所烟雾弥漫而视线不清,或光线过强以致刺目;通风不良;作业场所狭窄,不符合安全距离要求,场地杂乱,物品堆放不整齐;安全门、安全通道堵塞或不合要求;地面不平或易滑。(8)交通线路的配置不安全,工序设计或配置不合理。 不安全状态

  25. 主要表现为火灾、毒灾、爆炸、设备损坏及机械伤人等多种形式: 1.实验室火灾事故 实验室火灾事故是实验室事故中发生频率最高、最常见的安全事故。 火源 火灾的条件 可燃物 一定浓度的氧气 三、实验室安全事故的表现形式:

  26. 可能导致火源发生的“不安全状态”: 供电线路老化;超负荷运行;保险装置不合格;违章烧电热器具(插板);使用电器设备后忘记关掉电源;实验操作不当;是乱扔烟头;点蜡烛、卧床吸烟其他明火等。

  27. 实验场所材料(设备)存放(布局)不当;实验用的易燃易爆药品、气体的存放不合理(如存在着仓库建设不合理或面积过小不利于分类存放和管理的现象,有的高校甚至将易燃易爆危险品放在教学楼内,将试剂库兼作实验室。如上海华东化工学院高分子材料实验室使用一台200立升雪花牌电冰箱贮存低沸点的易燃化学药品。其中有一种药品丁二烯,其沸点为-4℃,而冰箱冷藏室的温度一般为5~10℃,在此环境内试剂蒸发速度快,而容器又不够密封,使易燃蒸气在冰箱内与空气组成了爆炸性混合物。当冰箱内温度控制开关启动时产生火花而导致发生剧烈爆炸)。实验场所材料(设备)存放(布局)不当;实验用的易燃易爆药品、气体的存放不合理(如存在着仓库建设不合理或面积过小不利于分类存放和管理的现象,有的高校甚至将易燃易爆危险品放在教学楼内,将试剂库兼作实验室。如上海华东化工学院高分子材料实验室使用一台200立升雪花牌电冰箱贮存低沸点的易燃化学药品。其中有一种药品丁二烯,其沸点为-4℃,而冰箱冷藏室的温度一般为5~10℃,在此环境内试剂蒸发速度快,而容器又不够密封,使易燃蒸气在冰箱内与空气组成了爆炸性混合物。当冰箱内温度控制开关启动时产生火花而导致发生剧烈爆炸)。 人的不安全行为:危险操作;未经许可就进行操作;错误的运行设备;无视安全,忽视警告地操作;人为地使安全装置失效;向同事发出错误的警告或进行错误的防护;不适当地使用个人防护设备;不正确放置设备或物体;采取不正确的作业姿势和选择不适当的工作位置等。 可能导致与火源接触的可燃物存在的“不安全状态”:

  28. 三、实验室安全事故的表现形式: 主要表现为火灾、毒灾、爆炸、设备损坏及机械伤人等多种形式: ‘ 1.实验室火灾事故 实验室火灾事故是实验室事故中发生频率最高、最常见的安全事故。 造成高校实验室火灾事故发生的直接原因通常有以下几种:一是供电线路老化或超负荷运行,导致电流线路发热引起火灾;二是使用电器设备后忘记关掉电源,致使电器长时间处于通电状态,温度过高而引起火灾;三是实验操作不当或实验场所材料(设备)布局不当,导致火源与易燃物接触,或者是乱扔烟头等导致火灾的发生;四是易自燃的化学药品(如白磷等)储存或使用不当导致火灾的发生;五是其它原因导致火灾的发生,如实验过程中不小心碰倒酒精、汽油等易燃物引发火灾等。 2.实验室爆炸性事故 实验室爆炸性事故也是高校实验室的常发性事故。

  29. 爆炸性事故多发生在具有易燃易爆物品和压力容器的实验室。爆炸性事故多发生在具有易燃易爆物品和压力容器的实验室。 造成这类事故发生的直接原因主要有以下几种:一是违反操作规程,引燃易燃物品而引起爆炸事故的发生;二是实验设备老化,存在故障或缺陷,造成易燃易爆物品泄漏,遇火花导致爆炸的发生;三是实验器材通气管阻塞,设备无法正常运转而导致爆炸的发生;四是易爆物储存不合规而引起的爆炸等。 3.实验室毒害性事故 实验室毒害性事故是也是高校实验室常发安全事故之一,大多发生在具有化学药品和有毒物质的化工实验室。造成毒害性事故发生的直接原因通常有以下几种:一是违反实验操作规则,随便乱放毒品,甚至将食物带进有毒实验室,造成误食中毒或食物被毒物污染腐蚀;二是实验设备老化或存在故障,或者由于爆炸等原因造成有毒物质泄漏或有毒气体无法正常排放,导致毒害性事故的发生;三是实验室管理不善,造成有毒物品散落或流失,引起环境污染或毒害事故的发生;四是废水排放管线受阻或失修,造成有毒废水未经处理流出,引起环境污染而导致毒害性事故的发生等。

  30. 4.实验室机械伤害事故 实验室机械伤害事故大多发生在有高速运转或冲击运动的机械实验室,或带电作业的电气实验室等。 造成实验室机构伤害事故发生的主要原因有:一是实验操作不恰当或缺少保护操作,当设备在高速运转时,可能造成设备挤压、脱落、碰撞而导致伤人事故的发生;二是违反实验操作规则或因设备老化而造成漏电、触电、电弧火花伤人;三是实验设备使用不当造成高温气体或液体外喷或外溢伤人等。 5.实验室设备损坏事故 实验室设备损坏性事故大多发生在用电加热、存在机械高速运转等实验室。 造成这些事故的直接原因主要有:一是由于电路故障或雷击造成突然停电,致使被加热的介质不能按要求恢复原状而造成设备损坏;二是高速运动的设备因不慎操作而发生碰撞或挤压,导致设备受损等。

  31. 6.设备被盗事故 实验室设备或技术被盗事故也是实验室安全常发事件,不仅造成了财产损失,影响了实验室的正常运转,甚至有可能造成核心技术的外溢。 造成这些事故发生的主要原因是: 实验室分布广、人员流动大,看管理难度大。实验室管理稍有不慎,犯罪分子就可能将贵重设备盗走。

  32. 1. 师生安全意识淡薄 从出现安全事故的原因分析,最直接的是实验室人员的不安全行为。不安全行为是指人的因素,如麻痹大意,实验时没做好充分准备,不遵守操作规程,疏于防范等。导致不安全行为的主要原因都是主观上的,从根本上讲,就是安全意识淡薄。安全意识淡薄的根源在于安全教育的欠缺。对大量事故原因的分析表明,各行各业中60%以上的事故都是由于组织者和操作者缺乏安全意识所引起的。安全检查中发现,师生在实验室中从事教学、科研活动,安全意识不强是一个较大的隐患。实验室环境脏乱差,电源及接线不规范甚至设备线泡在水中,实验中不遵照操作规程执行或不能按规定佩带安全防护用品,脱岗、串岗等现象普遍存在。实验室中存在的这些问题,有的老师、学生是没意识到,而有的教师、学生根本就是不在乎。 四、高校实验室安全管理中常见的问题

  33. 此外,许多学生在实验过程中操作不规范,甚至违反操作规程,极易引起实验事故。比如,向试管中旋入橡胶塞时,握持不当或用力不均造成划伤;向酒精灯中添加酒精时未熄灭酒精灯,引起着火;氢气钢瓶使用后忘记关掉阀门导致氢气长时间泄漏;随意摆放易挥发性有毒药品而导致中毒等等,这样的事例屡见不鲜。导致安全事故出现的一些行为,往往都是在常识上应该注意的行为,这一点应该引起足够的重视。此外,许多学生在实验过程中操作不规范,甚至违反操作规程,极易引起实验事故。比如,向试管中旋入橡胶塞时,握持不当或用力不均造成划伤;向酒精灯中添加酒精时未熄灭酒精灯,引起着火;氢气钢瓶使用后忘记关掉阀门导致氢气长时间泄漏;随意摆放易挥发性有毒药品而导致中毒等等,这样的事例屡见不鲜。导致安全事故出现的一些行为,往往都是在常识上应该注意的行为,这一点应该引起足够的重视。

  34. 2、安全生产法律法规贯彻执行不到位 国家有安全生产法律法规,高校有安全规章制度,实验室有安全工作守则及安全操作规程,标志着对实验室安全的规范化管理。但有些师生认为这是一种枷锁,给工作带来了不便,以至安全生产责任制不能具体落实到岗位,违反操作规程的现象时有发生,例如废水废液不按规定排放,在不符合条件的实验室从事危险性试验等,为实验室安全带来一定的安全隐患。

  35. 一些年代久远的建筑,经过长期风吹雨打日晒,除本身陈旧外,其附设的电气线路、给排水管网都已经老化,而且由于设计之初规范要求低,没有附设消防设施、安全指示标识、应急照明设备等,特别是对于采用木梁、木椽的大屋顶结构的房屋,不安全的设备设施的确带来了火灾隐患,另外,新的实验用房虽然按照现代建筑设计规范配备一些年代久远的建筑,经过长期风吹雨打日晒,除本身陈旧外,其附设的电气线路、给排水管网都已经老化,而且由于设计之初规范要求低,没有附设消防设施、安全指示标识、应急照明设备等,特别是对于采用木梁、木椽的大屋顶结构的房屋,不安全的设备设施的确带来了火灾隐患,另外,新的实验用房虽然按照现代建筑设计规范配备 了全套的消防设施,但是,长期不落实维保也使许多消防设施存在故障,一旦遭遇紧急情况就很难立即派上用场。 3、供电线路与设施存在隐患

  36. 4、特种设备及大型仪器设备没规范日常管理维护4、特种设备及大型仪器设备没规范日常管理维护 国家对特种设备和特种作业人员的安全管理做出了详细的规定,特种设备要登记注册、定期检验检测,特种作业人员要经过专门的培训持证上岗。遵照此管理办法,实验室中的行车、各种气瓶、压力容器等要及时检测,作业人员不能无证操作。实验室的大型仪器设备要有专人管理,建立专门的使用台帐,出现问题要立即报修,确保设备正常使用。目前,由于实验队伍建设的不到位导致各种设备管理不规范,甚至个别特种设备不能注册使用,个别人员无证操作等,都是潜在的安全隐患。

  37. 5、不注意危险化学品的规范存储使用及污水处理5、不注意危险化学品的规范存储使用及污水处理 化学实验室存在的共性问题是化学试剂登记造册管理不严,存放比较杂乱,品种多且有多瓶存放的现象,易导致使用不完而失效的问题;危险化学品使用中,有的师生在实验室中违规存放易燃易爆危险化学品,不按规定收集、回收废旧残渣、残液 等,有的师生为了方便,直接把带有污染物的工作服、手套等扔进垃圾桶,把废水排人下水管道。

  38. 1 、明确管理职能,落实安全责任 在安全管理的职责分配方面,按照“谁主管,谁负责”、“管教学、科研、生产必须管安全”的原则,校长是学校安全第一责任人,全面负责学校的安全管理;各院(系)院长(主任)是本院(系)安全第一责任人,负责本院(系)的安全管理;各院系可设主管安全保卫工作岗位,协助院长(系主任)的安全工作;各实验室主任是本实验室安全第一责任人,负责本实验室的安全管理。在建立安全责任制的基础上,还必须建立安全事故责任追究制。事故发生后要及时追究责任人和单位负责人的责任。要将实验室的安全责任层层落实,分级签定安全责任状,树立从上到下、安全事故人人有责的观念。 各部(处)、院(系)、直(附)属单位的负责人在布置工作时必须做到把安全管理工作与其他工作同计划、同布置、同检查、同总结、同奖惩。特别是学院(系)的实验室安全管理工作任务较重,因此更要贯彻落实安全教学科研生产责任制,层层负责,层层落实,做到事事有人管,避免出现管理的空档。 五、加强实验室安全管理的若干对策建议

  39. 2、提高师生员工的安全意识 安全目标的实现与多种因素有关,其中最重要的当属人的因素。学校的安全程度与师生员工的安全意识高低、能否自觉遵章守纪等直接关联,因此,应该把安全教育与培养人的安全素养放在首位。理论上讲高校人员文化程度及自身素质相对较高,应该自觉履行维护校园及广大师生安全的职责,但是由于安全工作是一项长期的、持久的工作,容易产生麻痹心理,同时由于安全文化素质参差不齐,部分人安全意识薄弱、安全技能不过硬等,违规违纪,引发了校园安全事故,因此开展各种形式的安全教育与培训是提高师生安全意识的有效途径。

  40. 教师上岗前要进行三级安全教育;对涉及易燃易爆教学科研(实验)试验的教师要定期进行培训;对学生,在其进入实验室前就要进行安全教育,让学生熟悉实验环境、了解实验操作规程、实验流程,掌握所接触的化学药品、实验设备的性质和性能,这也是学生毕业设计前不可缺少的一个环节。另外,还可以通过“安全生产月”活动、安全环保知识竞赛活动、安全知识答卷活动、消防演习活动等增加师生的安全环保知识,提高安全生产意识,保障教学科研顺利进行。教师上岗前要进行三级安全教育;对涉及易燃易爆教学科研(实验)试验的教师要定期进行培训;对学生,在其进入实验室前就要进行安全教育,让学生熟悉实验环境、了解实验操作规程、实验流程,掌握所接触的化学药品、实验设备的性质和性能,这也是学生毕业设计前不可缺少的一个环节。另外,还可以通过“安全生产月”活动、安全环保知识竞赛活动、安全知识答卷活动、消防演习活动等增加师生的安全环保知识,提高安全生产意识,保障教学科研顺利进行。

  41. 3、注重安全检查,及时消除隐患 学校安全工作是一项经常性的工作,它的持久性很容易使人产生松懈情绪。在日常教学科研活动中,预防性安全检查与监督是必要的,通过检查能及时发现并纠正操作者的不安全行为,消除物的不安全状态。对涉危涉爆危险物品的专项检查要经常进行,并配以安全制度的宣传教育,使师生充分认识到遵守实验室各项规章制度的重要性。高校规章制度明确规定,实验室中禁止超量存放涉危涉爆危险物品。一般有涉危专业的高校,都设有专用化学药品库或危险品暂存库,由专门的保管员管理,教师在使用时随时领取,严禁教师把危险物品私藏于实验室中。涉危科研试验的现场监督检查也是非常重要的。不仅课题组设在现场的安全员要进行自查,院(系)的专(兼)职安全员也要不定时到现场巡视,而且学校技安管理部门也要进行抽查。主要检查是否违规操作、用药是否超量、安全防护措施是否到位等。

  42. 高校实验室安全工作的关键在于规范实验操作,高校实验室安全工作最基础的是要大力加强安全标准化实验室建设。安全标准化实验室建设可以借鉴ISO质量保证体系模式,着重从以下三方面展开:一是实验室安全运行组织管理标准化。制订以实验室安全运行为目标的各项详细的、可操作的管理标准,并在管理中严格贯彻和执行;二是实验室安全条件标准化。主要是保证实验室房屋及水电汽等管线设施的规范和完善,实验室设备的完好,实验室现场布置的合理通畅和整洁卫生,实验室安全标志齐全且较为醒目,实验室安全防护设施与报警装置齐全可靠,安全事故抢救设施齐全,并以此作为实验室建设和检查的依据;三是实验室安全操作标准化,针对各实验室的每个实验制订操作程序和运作标准,实现实验窒操作的标准化。 4、规范实验操作,加强安全标准化建设

  43. 各位 鸣谢 煤矿事故隐患辨识及控制系统研究 工作报告