基于PDCA 循環(huán)的能源動力類實驗室安全風險評估體系構建

李小平，解方喜，陳雪梅，白蕾蕾

（1.吉林大學 汽車仿真與控制國家重點實驗室，吉林 長春 130025；2.吉林大學 汽車工程學院，吉林 長春 130025）

安全風險評估在我國工程類院校實驗室尚處于初級探索階段，安全風險的管控主要依賴于常規(guī)的安全檢查，對實驗室及在實驗室開展的活動（實驗室的建設及課題研究等）缺乏項目實施前的安全風險評估制度。近年來，全國各高校安全事故頻發(fā)，表明僅依靠實驗室操作規(guī)程、制度、環(huán)境以及設備等常規(guī)安全檢查是很難達到有效管控實驗室安全風險的[1]。因此，為有效規(guī)避各項任務在實施過程中的安全風險，在實驗室開展各項任務之前，分解任務，對任務的每一部分進行有針對性的風險評估，及時預判任務實施過程中可能出現(xiàn)的潛在安全風險，并制定相應的預防機制和管控措施，建立一套“事前預防，管控結合”的主動式實驗室安全風險評估體系，以代替“事后追責”的被動式管理制度，對于實驗室的安全管理工作有一定的參考意義。

1 基于PDCA 循環(huán)的實驗室安全風險評估模型

PDCA 循環(huán)是由美國專家戴明根據事件的反饋原理提出的一種管理方法，所以稱“戴明環(huán)”，被廣泛應用于各行各業(yè)的質量管理領域，用于提高質量管理過程[2-3]。其中包括4 個階段：P(Plan)—規(guī)劃，D（Do)—體系構建，C（Check)—檢查評估，A（Action)—總結處理。實驗室的安全管理過程按照PDCA 循環(huán)周而復始地運轉，總結每一個循環(huán)的成功經驗并予以標準化形成規(guī)范及制度[4]；分析事故原因，吸取教訓；對于本循環(huán)未解決的或新發(fā)生的問題，提交至下一輪PDCA 循環(huán)中解決[5]，從而促進實驗室安全風險評估體系不斷完善。

目前，實驗室安全風險評估，大多是學校在實驗室檢查過程中發(fā)現(xiàn)了重大安全隱患，檢查對照所開展項目或實驗是否做過安全風險評估、潛在的安全風險有哪些，發(fā)現(xiàn)問題后才被動地去做一個風險評估，評估大多也僅僅針對檢查發(fā)現(xiàn)的幾處安全隱患。這種風險評估一方面是被動地針對發(fā)現(xiàn)的安全隱患，只能解決發(fā)現(xiàn)的幾個問題，不全面；另一方面，這種風險評估沒有持續(xù)改進的可能性，只是點對點的評估。因此，將PDCA 循環(huán)理念借鑒到能源動力類實驗室安全風險評估體系的構建工作流程，對實驗室安全管理過程進行分解，分析實驗室安全風險產生的因素，提出相對應的解決方案，檢查實施效果并總結經驗，以便促進實驗室風險評估體系不斷完善，提高實驗室安全管理水平。

2 PDCA 循環(huán)在能源動力類實驗室安全風險評估體系構建中的應用

2.1 分析現(xiàn)狀，制定實驗室安全管理規(guī)劃（Plan）

實驗室安全管理涉及的范圍較廣泛，就能源動力類實驗室而言，實驗室存放著大量的化學試劑，涉及有毒化學品、易制毒化學品、易燃易爆危險品等，還有高溫、高速、高壓儀器設備，特種設備等[6]，包括實驗室的材料和設備（?；?、特種設備）、環(huán)境管理制度，活動人員以及管理制度等，任何一個環(huán)節(jié)的疏忽都有可能導致安全風險產生。通過分析，將實驗室安全風險產生的原因大致歸為管理制度、材料設備、環(huán)境設施以及人員素質4 個方面[7]，結合能源動力類實驗室的實際情況，利用圖1 對這4 個方面進行分析。

圖1 實驗室安全風險因素

2.1.1 管理制度分析

管理制度更新速度慢，制度不完善，沒有及時跟進實驗室的實際安全情況；實驗室安全管理制度只是宏觀的，沒有針對本學科制訂具體的、可操作性強的、適合專業(yè)特點的制度，同時缺少對教師和學生進行安全培訓教育的制度；沒有相應的風險評估體系，沒有應急預案和應急演練，只是日常的檢查，發(fā)現(xiàn)問題，整改問題；對于新增加的設備，部分設備沒有操作規(guī)程和日常維護保養(yǎng)制度；有的安全制度責任不明確，導致相互推脫，沒有執(zhí)行或者落實不到位[8]。

2.1.2 材料與設備分析

隨著行業(yè)發(fā)展，能源動力類學科正面臨從傳統(tǒng)石化能源向可持續(xù)發(fā)展的綠色能源過渡階段，同時動力裝置也隨之變化。就能源來說，之前只有傳統(tǒng)的石化燃料：汽油/柴油?，F(xiàn)在增加了生物質能，氫氣/氨氣燃料，大陽能，甲醇，天然氣等新型燃料。汽油/柴油由于比較常見且使用時間較長久，對其物理化學性質及危險風險及預防措施有一套相對成熟的管控體系，長期來在實驗室很少發(fā)生因為油而引起的安全事故。而隨著新能源的研究，實驗室增加了如硫酸，氨氣，氫氣、醇類、烷類、醚類等?；芳耙兹家妆?；同時學科在新的方向開展新項目，有很多是涉危項目，如氫/氨燃料動力試驗，電池試驗，電機試驗等，開展這些實驗新增了高速運轉，高壓設備和高壓氣瓶等特種設備；這大大增加了實驗室安全風險。

2.1.3 環(huán)境設施分析

在這些實驗的開展過程中，氫氣/氨氣、醚類、天燃氣、甲醇等燃料的泄漏、揮發(fā)，硫酸的配制等可能會對人和環(huán)境造成傷害或污染，因此對實驗室的環(huán)境通風、報警聯(lián)動等環(huán)境施設提出了新的要求。有的課題組甚至把燃料電池的實驗平臺搭建在操作室，造成操作室空間不足，堵塞消防通道，影響其他設備的正常使用。氣瓶放置實驗間內，沒有集中供氣管路，不能實現(xiàn)人瓶分離；同時高壓和大用電設備對實驗室的動力電容量提出了更高的要求，因此要求部分實驗間需要升壓增容。

2.1.4 人員素質分析

人員素質主要包括人員的安全意識、專業(yè)安全知識、安全責任感、行為習慣以及心理素質。實驗室主要活動群體是研究生和老師，部分老師或研究生主觀認識存在一個誤區(qū)，認為可以在實驗室開展任何研究項目，且以研究課題技術前沿，不確定是否存在危險作為逃避安全責任的理由。另外部分研究生及老師對于新開展的實驗項目及所需的物料、設備也都是初次接觸，對其相關的安全知識相對薄弱；部分研究生認為自己在實驗室時間比較久也沒出現(xiàn)什么安全事故，思想麻痹大意，安全意識下降。同時還有部分研究生認為自己只是做完1 次實驗就不做了，不愛護儀器設備及實驗室環(huán)境，對實驗室的物品亂拿亂放。部分研究生還有在實驗室吃零食、穿拖鞋短褲等不良習慣[9]。同時應該特別關注研究生心理健康情況，特別是對部分有丙酮、甲醇等易制毒和劇毒危險品的課題組的研究生。

2.2 以規(guī)劃任務為基礎，構建實驗室安全風險評估體系（Do）

在實驗室安全管理的過程中，安全隱患層出不窮，很大一部分安全事故是由各種看似細微的風險因素導致的，所以安全管理不能掉以輕心，需強調分類分級的精細化管理。以規(guī)劃任務為基礎，分析任務實施過程中可能存在的安全隱患，針對具體的安全隱患，分析產生該隱患的原因以及安全風險等級，并制定相應的應急預案和預防措施。在安全管理和防范體系方面保證實驗室安全運行，也是實驗室安全風險評估體系的核心宗旨。

2.2.1 完善制度建設，強化制度落實

在實驗室安全管理過程中，制度先行。根據“誰使用、誰負責，誰主管、誰負責”的原則，落實責任人，明確職責范圍及相應責任，強化制度落實與責任主體的安全意識[10]。根據學校和學院的安全管理制度，結合能源動力類實驗室自身特點，制定適合各自特點的管理制度及辦法、操作規(guī)程、實施細則等文件，包括實驗項目風險評估制度、操作規(guī)程、應急預案、安全教育培訓制度、安全員制度及準入制度等。開展規(guī)劃項目，分解項目過程，對人員、事物的管理制度和要求如何落實到位，分析實施過程中可能出現(xiàn)的管理漏洞，更新及完善管理制度，做到“凡事有人負責，凡事有章可循”。

2.2.2 規(guī)范危險化學品和設備管理，加強防護措施

能源動力類實驗室的重點危險源有危險化學品和氣瓶兩大類。參照國家《危險化學品安全管理條例》《氣瓶使用安全管理規(guī)范》以及《吉林大學劇毒化學品使用、保管、處置管理規(guī)定》和《吉林大學實驗室氣瓶管理規(guī)范》，對危險化學品和氣瓶的采購、運輸、儲存管理、使用、處理等必須實行全流程跟蹤管理，建立臺賬，配備專業(yè)技術防范設施和防護裝備。對于項目涉及的初次接觸的危險化學品，相關課題組對其實驗過程的潛在危險進行安全風險評估，對涉及危險化學品的師生做好相關危險化學品的安全知識培訓，使師生知其危險性、會防護、懂應急處理，方可實施相關危險化學品的實驗項目活動[11]。同時能源動力類實驗室涉及高速運轉及高壓設備，以及氣瓶、懸掛式起重機（天車）、叉車等特種設備，按照學校和學院的儀器管理辦法，特種設備由專人負責，根據設備操作規(guī)程進行維護、保養(yǎng)及維修，保證其安全可靠地運行。對于具有危險性的設備，必須做好嚴密的安全防范措施。對于電氣設備，精密貴重儀器、大功率設備等電器必須有安全接地保護措施，對于損壞、無法維修或無維修價值、超期服役的設備，特別是有安全隱患的設備應及時報廢。對于特種設備，要求操作人員必須通過專門培訓，參加特種設備安全監(jiān)督管理部門組織的考試，取得《特種設備作業(yè)人員證》，持證上崗，且操作時必須采取相應的安全防護措施[12]。

2.2.3 加強環(huán)境建設，提升保障能力

實驗室環(huán)境也是實驗室安全保障的重要因素，因此在規(guī)劃項目開展之前，首先對實驗場所進行安全風險評估（以氫氣/氨燃料動力實驗室為例）。能源動力類實驗室大多以內燃機為動力裝置，以汽油/柴油為燃料開展相關實驗，燃料改為氫氣/氨氣燃料，首先實驗室燃料供給系統(tǒng)是否滿足，有無專用的氫氣/氨氣氣體管路，傳統(tǒng)燃油實驗室的通風系統(tǒng)是否合適，有無氫氣/氨氣氣體泄漏報警聯(lián)防系統(tǒng)，氫/氨泄漏對環(huán)境及人體的危害有防護設施，實驗室的電器要求是否達到氫氣/氨氣燃料的防爆級別以及實驗室的消防設施是否滿足氣體消防要求等。這些都需要在開放氫氣/氨氣實驗之前對實驗室環(huán)境做安全風險評估。只有確保實驗室環(huán)境符合實驗項目要求，同時做好預防措施和應急預案，使實驗室環(huán)境安全風險達到可防、可控，才能開展相關實驗項目。

2.2.4 加強安全文化宣傳和教育，提高人員安全素質

實驗室人員的素質是影響實驗室安全最重要的安全因素之一，因此加強對人員素質的安全風險評估更為重要。不是所有學生或老師都能隨意進入實驗室參加任何實驗、操作任何設備。以開展氫氣/氨氣動力性能測試實驗為例，首先應該評估參與實驗的研究生和老師是否獲得實驗室準入資格，是否了解實驗室安全管理制度和參加相關安全知識的培訓，是否熟悉實驗所用設備的操作規(guī)程、實驗的正確步驟，是否了解實驗所用氫氣/氨氣燃料的危險性及在實驗過程中的潛在危險，是否知道氫/氨燃料如何檢漏，以及發(fā)生泄漏如何做好設備和人員的防護，遇到緊急情況是否會應急處理，是否進行過應急演練，以及是否具有健康的心理素質等。為了提高實驗室活動人員的素質，對人員的素質培養(yǎng)是保障實驗室安全的必要環(huán)節(jié)。可以通過實驗室安全準入教育、安全課程、安全知識專題講座和競賽，全面提升實驗室活動人員的安全知識水平，強化安全意識和安全責任感；同時還應該加強對實驗室人員安全技能（如應急處理、逃生等）、設備使用技能及操作技能的培訓，不斷提高實驗室人員的安全綜合素質和自身防護能力。

2.3 檢查反饋，評估實施成效（Check）

實驗室安全管理過程中，各項活動均要考慮管理制度、材料和設備、環(huán)境設施以及人員素質等因素產生的風險并進行評估，這4 種因素也相互影響，緊密相聯(lián)。因此，為確保實驗室安全風險評估制度得到有效實施，需要對實驗室安全風險管理過程和結果進行全面分析，設置評價目標或制定考核標準，動態(tài)評估實施成效。

（1）對管理制度的風險評估成效設置評價目標：凡事有章可循，凡事有人負責，凡事有據可查。在檢查項目實施的過程中，各項活動是否符合實驗室相關的管理辦法和制度，各項工作是否有專人負責落實執(zhí)行，所有規(guī)章制度的制定實施是否有可查證的依據。同時可以橫向與其他高校、縱向與其他院系對比評估管理制度的合理性和完善程度。

（2）對材料和設備的風險評估設置評價目標和考核標準相結合的方式。對材料（包括危險化學品、氣體燃料）是否按照相關法律法規(guī)采購、管理、儲存、使用及廢棄物處理等可以設置評價目標,如：“五雙一證（雙人保管、雙把鎖、雙人發(fā)放、雙人領用、雙本帳，采購商家要有經營資質證書）”、全生命周期閉環(huán)跟蹤等。對于特種設備制定考核標準，操作人員必須參加特種設備安全監(jiān)督管理部門組織的考核，取得《特種設備作業(yè)人員證》后，方可持證上崗。

（3）對環(huán)境設施的風險評估主要依據消防安全要求，結合實驗室開展項目及燃料性質，評估消防器材及設備是否齊全、是否符合實驗室要求；安全防范設備是否完備，其他設施條件是否符合實驗要求，以達到開展實驗項目的安全要求為評價目標[13]。

（4）對實驗室人員素質的安全風險評估主要以考核評估方式進行。首先，實驗室人員需要通過實驗室準入制度的安全考核和心理健康測評，其次考察其對實驗設備操作流程的熟悉程度，參加相關安全培訓及應急演練次數、對安全知識的掌握程度，自身的行為習慣及自我防護意識等。

整體實驗室的安全風險評估實施成效既可以通過對具體風險因素設置目標，從不同側重點評價安全風險評估體系的建設成效，也可以通過實驗室平時的安全事故及檢查過程中發(fā)現(xiàn)的安全隱患數量進行整體成效評價。同時可以借助學校實驗室年度評估“埃德伯格”獎、“紅旗實驗室”“黨員示范崗”等評選活動評價實驗室風險評估成效。

2.4 總結處理，閉環(huán)防控（Action）

針對實驗室安全檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，通過單位微信和釘釘公共信息平臺，推送安全檢查通報、整改通知書，并形成整改報告，督促相關負責人了解實驗室安全情況并及時整改，對整改要求的每一條做到“發(fā)現(xiàn)一個，整改一個”，杜絕安全問題沒有得到整改而繼續(xù)開展實驗、同樣的安全隱患再次出現(xiàn)?？偨Y經驗與教訓，肯定PDCA 循環(huán)中實行的有效做法和防范措施，在日后加強、鞏固并盡可能實現(xiàn)標準化管理，形成規(guī)范并培訓相關人員。同時分析失敗的原因，按整改要求按時整改完成相關安全隱患，不能按時整改的、未解決的安全隱患以及整改過程中產生的新安全風險轉入下一輪循環(huán)進行解決。進行閉環(huán)防控，隨著循環(huán)次數的不斷增加，必然會促進實驗室安全管理工作水平持續(xù)提升，以及實驗室安全風險評估體系的不斷完善。

3 結語

高校實驗室安全管理工作因實驗室人員、實驗方法、實驗室功能以及材料和設備等復雜多變，因此實驗室安全管理是一項動態(tài)化、復雜化的工作，而實驗室風險評估體系是提升高校實驗室科學管理水平的有效措施[14]。結合能源動力類實驗室的特色，開展實驗室安全風險評估研究，分解實驗室項目風險，基于PDCA 循環(huán)理論，從管理制度、材料和設備、環(huán)境設施、人員素質等4大風險因素梳理了能源動力類實驗室安全管理中存在的問題，針對風險因素提出了安全風險評估項目；通過檢查反饋，評價實驗室安全風險評估體系的成效，實行安全風險過程控制，最后通過總結并進行處理，將新發(fā)生的問題和未完成的整改進入下一輪循環(huán)進行風險評估，進行閉環(huán)防控，從而使實驗室安全風險評估體系持續(xù)改進、不斷完善。