廖冬梅, 翟 顯, 楊旭升
(武漢大學(xué)a.動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院;b.實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處,武漢430072)
實(shí)驗(yàn)室是高校開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究的重要平臺(tái);實(shí)驗(yàn)室安全管理是保證高校師生安全、提高教學(xué)和科研環(huán)節(jié)的安全性和可靠性、消除傷亡事故的系統(tǒng)工程,是勞動(dòng)保護(hù)工作的重要組成部分。針對(duì)“北京交大實(shí)驗(yàn)室爆炸”等安全事故頻發(fā)的現(xiàn)狀[1],培養(yǎng)師生的安全科學(xué)素養(yǎng),建設(shè)實(shí)驗(yàn)室安全文化,提升安全管理水平,創(chuàng)建安全長(zhǎng)效機(jī)制勢(shì)在必行。
根據(jù)安全文化學(xué)的內(nèi)涵[2],實(shí)驗(yàn)室安全文化應(yīng)以保障實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行和發(fā)展為目標(biāo),是實(shí)驗(yàn)室?guī)熒陌踩珒r(jià)值觀與安全行為規(guī)范的集合,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室體系對(duì)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)四要素(制度、環(huán)境、設(shè)備和成員)施加影響;其概念框架見(jiàn)圖1。實(shí)驗(yàn)室安全文化是高校師生學(xué)術(shù)生活和思政教育的一部分。
圖1 實(shí)驗(yàn)室安全文化的概念框架示意圖
“安全科學(xué)與工程”自20 世紀(jì)70 年代引入我國(guó)后,在核電、電力、交通、礦山、石油化工、建筑、信息等各個(gè)行業(yè)得以運(yùn)用和發(fā)展[3];但其相關(guān)理論目前在我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的應(yīng)用還是空白區(qū)。針對(duì)新時(shí)期高校實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的危害因素特點(diǎn),將安全科學(xué)理論引入實(shí)驗(yàn)室安全文化建設(shè)和思政教育,理論指導(dǎo)實(shí)踐,全面提升個(gè)體和組織的安全價(jià)值觀與安全行為規(guī)范,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
與生產(chǎn)企業(yè)相比,高校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材單個(gè)量少但種類(lèi)繁多,不僅有易碎玻璃器皿、易燃易爆危化品、毒害性和感染性病原微生物和動(dòng)植物,還有大量高溫、低溫、高壓、真空、高速旋轉(zhuǎn)和輻射類(lèi)的高風(fēng)險(xiǎn)儀器設(shè)備。隨著“雙一流”建設(shè)開(kāi)展和科研經(jīng)費(fèi)逐年增加,高校相繼購(gòu)進(jìn)各種貴重、精密、先進(jìn)的儀器,對(duì)使用者的業(yè)務(wù)水平和安全意識(shí)提出了更高要求。
據(jù)統(tǒng)計(jì),80%以上的高校實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生在研究生身上[4]。與本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)相比,研究生實(shí)驗(yàn)通常具有實(shí)驗(yàn)條件更危險(xiǎn)(如頻繁使用高溫高壓高轉(zhuǎn)速設(shè)備和?;罚?、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容更復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的未知因素更多、時(shí)間緊工作量大、學(xué)生大多獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)工作、跨多個(gè)實(shí)驗(yàn)室完成課題、學(xué)科交叉流動(dòng)性大、新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用,操作不熟練等特點(diǎn);因此潛在的實(shí)驗(yàn)室安全問(wèn)題較突出,安全事故隱患嚴(yán)重。
高校實(shí)驗(yàn)室一般是由為數(shù)不多的教師(研究生導(dǎo)師)、教師團(tuán)隊(duì)和若干研究生構(gòu)成,專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和管理人員的定崗定編人數(shù)和占比均很少。教授們常常忙于教學(xué)、爭(zhēng)取科研項(xiàng)目、參加學(xué)術(shù)交流等活動(dòng),對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全管理往往不夠重視或投入精力不足;不少年輕教師本身就缺乏安全管理能力和經(jīng)驗(yàn),無(wú)法識(shí)別各種安全隱患。作為研究生實(shí)驗(yàn)室的生力軍和主力軍,研究生雖身處最高層次的教育階段,但他們的安全意識(shí)、責(zé)任感普遍淡薄,實(shí)驗(yàn)技能不足,不認(rèn)真遵守實(shí)驗(yàn)原理和安全操作規(guī)程,缺乏必要的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和監(jiān)督,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室事故風(fēng)險(xiǎn)增大,損失嚴(yán)重,引起教育界的廣泛關(guān)注[5-6]。
在安全科學(xué)的視角下,應(yīng)用事故法則、未遂事故和安全隱患、事故致因理論、危險(xiǎn)源分類(lèi)和控制、6S 管理、事故樹(shù)分析、個(gè)體防護(hù)、安全人性的“X-Y理論”等理論對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全事故案例和安全管理存在的問(wèn)題進(jìn)行深度分析與研究,通過(guò)安全宣傳教育、安全監(jiān)督檢查和安全規(guī)章制度等各種手段措施,推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室安全文化和思政教育的協(xié)同發(fā)展。
分析某高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)生安全事故案例[7]:碩士生李某在博士生王某的帶領(lǐng)下操作滾齒機(jī)加工齒輪。王某腳下踉蹌一下,沒(méi)在意;李某欲站到腳踏板上查看工件情況,突然腳下一滑失去平衡,右手碰到旋轉(zhuǎn)的滾刀上,手指當(dāng)即被銑掉兩截。
(1)事故法則的應(yīng)用。應(yīng)用海因里希事故法則對(duì)以上案例進(jìn)行分析,如圖2 所示。
圖2 滾齒機(jī)傷手的事故法則分析
此案例分析向?qū)W生揭示了一個(gè)十分重要的安全價(jià)值觀:要預(yù)防死亡及重傷害事故,必須逐級(jí)清除輕微傷事故、未遂事故和安全隱患;即在事故發(fā)生之前,抓住時(shí)機(jī)及時(shí)消除無(wú)數(shù)次人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)。由于物的不安全狀態(tài)的產(chǎn)生也是由于人的缺點(diǎn)或錯(cuò)誤造成,所以人的不安全行為是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。培養(yǎng)人高度的安全防范意識(shí)和敏銳的隱患預(yù)見(jiàn)能力,并在安全價(jià)值觀指導(dǎo)下養(yǎng)成良好的安全行為規(guī)范,是實(shí)驗(yàn)室安全文化建設(shè)和思政教育的重點(diǎn)。
(2)危險(xiǎn)源分類(lèi)。在此案例中,高速運(yùn)轉(zhuǎn)的滾齒機(jī)屬于第1 類(lèi)危險(xiǎn)源,是事故發(fā)生的能量載體,決定事故后果的嚴(yán)重程度。機(jī)油泄漏、不清理油污、不停機(jī)操作、滑倒屬于第2 類(lèi)危險(xiǎn)源,是事故發(fā)生的觸發(fā)外因,決定事故發(fā)生的可能性。設(shè)備維護(hù)不善、不認(rèn)真檢查實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)安全狀況、不遵守安全操作規(guī)程等屬于第3類(lèi)危險(xiǎn)源,也就是人的安全理念、知識(shí)和安全行為習(xí)慣的缺失,是事故發(fā)生的充分條件,也是最大危險(xiǎn)源。
(3)6S管理制度。針對(duì)此類(lèi)案例發(fā)生的原因,在高校實(shí)驗(yàn)室引入6S 安全管理制度[8],即開(kāi)展整理(Seiri)、整頓(Seiton)、清掃(Seiso)、清潔(Seiketsu)、素養(yǎng)(Shitsuke)和安全(Security)等6 項(xiàng)活動(dòng),它們之間的關(guān)系見(jiàn)圖3。6S 管理通過(guò)規(guī)范實(shí)驗(yàn)環(huán)境、設(shè)備耗材,營(yíng)造安全衛(wèi)生、協(xié)調(diào)有序的實(shí)驗(yàn)條件,消除發(fā)生安全事故的根源,培養(yǎng)學(xué)生良好的安全行為習(xí)慣,提升安全文化水平。
圖3 6S之間的關(guān)系
研究實(shí)踐表明,開(kāi)展6S 容易,但長(zhǎng)時(shí)間維持必須依靠人素養(yǎng)的提升;所以人是最關(guān)鍵的因素。根據(jù)安全人性的“X-Y理論”[9],對(duì)違反相關(guān)制度并造成不良后果者,將視情節(jié)處以警告、批評(píng)、書(shū)面檢查,乃至停止實(shí)驗(yàn)等處理;最終目的是通過(guò)安全監(jiān)督檢查,使學(xué)生能自覺(jué)養(yǎng)成良好的安全行為習(xí)慣,從“被動(dòng)要求”變?yōu)椤爸鲃?dòng)執(zhí)行”;激發(fā)他們對(duì)生命健康和實(shí)驗(yàn)室責(zé)任的擔(dān)當(dāng)意識(shí)和使命感,這也是思政教育所倡導(dǎo)的方向。
近年來(lái),高校實(shí)驗(yàn)室屢次發(fā)生儲(chǔ)存易揮發(fā)或易分解試劑的冰箱爆炸事故[10]。由于易燃易爆氣體與空氣混合物的最小引爆能量都很小,如二硫化碳為0. 015 mJ(V =6. 52%)、乙醚0. 49 mJ(V =3. 37%)、苯0. 55 mJ(V =2. 71%)、丙酮1. 15 mJ(V =4. 87%)[11];冰箱內(nèi)部的機(jī)械溫控器、照明燈、風(fēng)扇等設(shè)施啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的微小電火花即有可能引爆它們;而冰箱里放置的化學(xué)試劑會(huì)增加爆炸產(chǎn)生的破壞力。同時(shí),由于冰箱處于近似密封狀態(tài),減壓條件差,因而一旦發(fā)生爆炸,它的威力比空間爆炸大得多,可能造成嚴(yán)重破壞。
2.2.1 事故樹(shù)的應(yīng)用
應(yīng)用事故樹(shù)[12]研究冰箱爆炸,從頂上事件“實(shí)驗(yàn)室冰箱電火花爆炸”入手,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室安全管理實(shí)際,繪制事故樹(shù)如圖4 所示。
圖4 實(shí)驗(yàn)室冰箱電火花爆炸的事故樹(shù)分析
布爾代數(shù)表達(dá)式如下:
上述方程式展開(kāi)共有12 項(xiàng),且均為最小割集;根據(jù)最小割集結(jié)構(gòu)重要度判斷原則,以I(Xi)表示結(jié)構(gòu)重要度,排序如下:
2.2.2 風(fēng)險(xiǎn)控制措施
結(jié)合冰箱的工作特點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展,可以確定風(fēng)險(xiǎn)控制措施的優(yōu)先順序依次為消除電火花(普通冰箱進(jìn)行防爆改造、購(gòu)買(mǎi)防爆冰箱)、密封試劑、改善通風(fēng)等。
(1)防爆電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)與化學(xué)防爆冰箱。要求實(shí)驗(yàn)室?guī)熒鷮W(xué)習(xí)GB3836-2010《爆炸性環(huán)境》,掌握防爆術(shù)語(yǔ)和定義、爆炸性場(chǎng)所危險(xiǎn)性劃分、設(shè)備防爆方法、爆炸性氣體類(lèi)別、氣體溫度組別、設(shè)備保護(hù)級(jí)別等;識(shí)別防爆標(biāo)志如Ex d ibmb IIB T4 的含義[13],并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況,選擇防爆等級(jí)合適的各類(lèi)電氣設(shè)備。
購(gòu)買(mǎi)實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)用化學(xué)防爆冰箱。壓縮機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)采用澆封或隔爆技術(shù)處理,為保護(hù)壓縮機(jī)不致?lián)p壞,采用延時(shí)型防爆固態(tài)繼電器和過(guò)載保護(hù)及熱保護(hù)器件,部分控制電器采用隔爆處理;溫控器作為一個(gè)無(wú)源開(kāi)關(guān)與防爆有源光耦固態(tài)繼電器組成本質(zhì)安全型溫度自動(dòng)控制系統(tǒng);儲(chǔ)存腔內(nèi)沒(méi)有任何線路,不會(huì)產(chǎn)生電火花;為了防止靜電所帶來(lái)的危害,冰箱內(nèi)腔噴涂導(dǎo)電漆,消除靜電效應(yīng)。
(2)密封試劑。易揮發(fā)或易分解試劑一定要絕對(duì)密封,平穩(wěn)放置,防滴灑和泄漏;并經(jīng)常進(jìn)行清理;必要時(shí)可以考慮用惰性氣體封存。存放強(qiáng)酸強(qiáng)堿以及腐蝕性的物品時(shí)必須選擇耐腐蝕的容器,并且存放于托盤(pán)內(nèi),以免器皿被腐蝕后藥品外泄。
(3)改善通風(fēng)。首先盡量改善冰箱內(nèi)通風(fēng)不良的現(xiàn)象,間隔一定時(shí)間需要打開(kāi)冰箱門(mén)換氣,使箱體內(nèi)的可燃蒸氣及時(shí)散發(fā)。特別是在發(fā)生停電事件后,冰箱內(nèi)溫度升高,易導(dǎo)致試劑揮發(fā)加速;此時(shí)要及時(shí)切斷冰箱電源,把門(mén)敞開(kāi),盡量通風(fēng)散發(fā),檢査無(wú)危險(xiǎn)后,再重啟冰箱。
通過(guò)事故樹(shù)分析,學(xué)生能理解爆炸發(fā)生的三要素,全面了解冰箱爆炸的基本原因,能從人因、物因和環(huán)境管控3 個(gè)方面制定并主動(dòng)執(zhí)行防爆措施與安全規(guī)定,豐富了實(shí)驗(yàn)室?guī)熒陌踩茖W(xué)知識(shí)。
對(duì)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)和分析后,應(yīng)努力控制危險(xiǎn)源以消除和減少風(fēng)險(xiǎn)。危險(xiǎn)源控制層級(jí)遵照如圖5 所示的金字塔優(yōu)先順序[14]。第1 優(yōu)先級(jí)適用的設(shè)計(jì)手段在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面取決于實(shí)驗(yàn)室的固有條件,常用于新建實(shí)驗(yàn)大樓的規(guī)劃階段和老舊實(shí)驗(yàn)室的改造環(huán)節(jié);因此在安全教育中,我們重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)第2 優(yōu)先級(jí)中的個(gè)體防護(hù)裝備和第3 優(yōu)先級(jí)中的安全標(biāo)志。
圖5 危險(xiǎn)源控制層級(jí)的優(yōu)先順序
(1)個(gè)體防護(hù)裝備。個(gè)體防護(hù)裝備(Personal Protective Equipment,PPE)是在實(shí)驗(yàn)中工作人員為防御物理、化學(xué)、生物等外界危害因素所穿戴、配備和使用的各種防護(hù)用品的總稱(chēng)。在危險(xiǎn)源不能消除,若發(fā)生事故可能危及人身安全的情況下,必須使用PPE;它是保護(hù)人身安全的最后一道防線。但PPE 不能消除第1、2 類(lèi)危險(xiǎn)源,只是一道阻止有害物進(jìn)入人體的屏障;因此PPE不能被視為控制危險(xiǎn)源的主要手段,而只能作為一種輔助性措施。
實(shí)驗(yàn)室PPE主要涉及勞動(dòng)防護(hù)和衛(wèi)生防護(hù)兩個(gè)方面;按照防護(hù)部位不同,它又可分為頭部、呼吸、眼面部、聽(tīng)力、手部、足部和軀體等七大類(lèi)防護(hù)裝備[15]。針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室多次發(fā)生“作業(yè)不戴工作帽,長(zhǎng)辮被絞頭皮”“不戴護(hù)目鏡,眼睛被酸堿灼傷” 等安全事故[16],本文推薦的PPE選用程序如圖6 所示。
(2)安全標(biāo)識(shí)。安全標(biāo)識(shí)通過(guò)形狀、顏色、簡(jiǎn)單文字及其組合引起人們對(duì)危險(xiǎn)源的注意,進(jìn)一步使師生產(chǎn)生遵從行為(即安全動(dòng)作),最終實(shí)現(xiàn)事故預(yù)防的目的[17];但不能取代安全操作規(guī)程和PPE等防護(hù)措施。
安全標(biāo)識(shí)在實(shí)驗(yàn)室安全和思政教育中發(fā)揮著舉足輕重作用。從樓梯口張貼各類(lèi)消防流程標(biāo)識(shí),實(shí)驗(yàn)室房門(mén)、冰箱上設(shè)有明確的安全與環(huán)保警示標(biāo)識(shí)或告示,常見(jiàn)危險(xiǎn)、劇毒、有輻射化學(xué)品的分類(lèi)標(biāo)簽到各種儀器設(shè)備使用的注意事項(xiàng)等,這些安全標(biāo)識(shí)的規(guī)范化使用是最直觀、最快捷、有效的風(fēng)險(xiǎn)提示方法和手段。
圖6 個(gè)體防護(hù)裝備選用程序
2.4.1 安全人性的“X-Y理論”
在王秉提出的安全人性“X-Y 理論”中[9],假設(shè)組織中存在兩種極端成員,分別為:
(1)事故傾向型。消極安全人性,強(qiáng)調(diào)人的安全人性弱點(diǎn),為“X理論”。
(2)安全傾向型。積極安全人性,強(qiáng)調(diào)人的安全人性?xún)?yōu)點(diǎn),為“Y理論”。
“X-Y理論”認(rèn)為,在通常情況下該絕對(duì)化的假設(shè)是不存在的,組織內(nèi)的絕大多數(shù)成員應(yīng)該處于兩種假設(shè)之間;并提出安全人性正態(tài)分布模型,如圖7 中的曲線I所示。該模型提出了組織安全管理的兩種重要途徑,即“X理論”假設(shè)下的處罰淘汰手段(安全監(jiān)督檢查)和“Y理論”假設(shè)下的宣傳典型手段(安全宣傳教育)。在模型中,通過(guò)對(duì)“Y 理論”安全傾向型成員為組織安全的努力行為進(jìn)行尊重、宣傳、獎(jiǎng)勵(lì)等激勵(lì)活動(dòng),會(huì)促使越來(lái)越多的成員認(rèn)可并主動(dòng)接受組織的安全價(jià)值觀、理念和行為準(zhǔn)則等,進(jìn)而使成員自發(fā)采取有利于組織安全的行為,這時(shí)模型會(huì)向右發(fā)生移動(dòng)(見(jiàn)圖7 中的曲線II),實(shí)現(xiàn)了積極安全人性“正態(tài)分布”的最大值,突出了組織安全文化的牽引作用[2]。
圖7 安全人性正態(tài)分布模型
2.4.2 實(shí)驗(yàn)室安全文化的牽引作用
在實(shí)際安全管理工作中,實(shí)驗(yàn)室管理部門(mén)可聯(lián)合學(xué)校團(tuán)委,在學(xué)生中開(kāi)展安全技能、安全知識(shí)競(jìng)賽、安全演講、安全辯論賽等安全文化活動(dòng),獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)勝者。用實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)支持學(xué)生建立并自主管理實(shí)驗(yàn)室安全文化QQ群和微信群,開(kāi)辟實(shí)驗(yàn)安全交流討論區(qū),建設(shè)最新實(shí)驗(yàn)室安全事故通報(bào)與分析、設(shè)備安全操作規(guī)程、化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)(MSDS)、個(gè)體防護(hù)設(shè)備選擇、不同廢棄物處理方法和途徑等專(zhuān)欄和內(nèi)容。鼓勵(lì)學(xué)生參加安全評(píng)價(jià)師或注冊(cè)安全工程師考試,并利用所學(xué)知識(shí)編制實(shí)驗(yàn)室安全檢查表及安全評(píng)價(jià)體系、實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)源辨識(shí)及安全防范方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案等。這些舉措使學(xué)生重新認(rèn)識(shí)所處的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和生活環(huán)境的“安全問(wèn)題”,促進(jìn)學(xué)生把安全價(jià)值觀與安全行為規(guī)范貫徹和拓展到科研、家庭和社會(huì)生活中去,培育“敬畏生命、落實(shí)責(zé)任、嚴(yán)守制度”的處世態(tài)度,推進(jìn)安全和思政教育的協(xié)同發(fā)展。
憑借實(shí)驗(yàn)室安全文化的牽引作用,使越來(lái)越多的師生逐漸從關(guān)注個(gè)人安全到關(guān)注整個(gè)實(shí)驗(yàn)室體系的安全,進(jìn)而使個(gè)體與組織之間形成了一個(gè)“命運(yùn)共同體”。實(shí)驗(yàn)室成員會(huì)主動(dòng)發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,充分展示其自主保安價(jià)值,主動(dòng)為組織安全貢獻(xiàn)自己的努力,呈現(xiàn)出安全人性的“Y理論”假設(shè)。
文化內(nèi)化于心,作用于行動(dòng),養(yǎng)成于習(xí)慣。作為教育人,培養(yǎng)人的高等院校,希望能將更多的安全科學(xué)理論引入實(shí)驗(yàn)室安全管理,通過(guò)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室安全文化,充分發(fā)揮文化的“軟管理”作用來(lái)激發(fā)師生內(nèi)心“敬畏生命、遵守規(guī)范、責(zé)任擔(dān)當(dāng)”的情感和動(dòng)力,踐行“課程思政”育人理念,將“要我安全”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙踩?,主?dòng)遵守安全管理制度,自覺(jué)消除安全隱患,全面提高實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的安全性。