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CSB典型事故案例分析—美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事故給我們的啟示 期號：TS139 2016-06-29 實(shí)驗(yàn)室、爆炸、安全管理、美國化學(xué)品安全與危害調(diào)查委員會(CSB) 本文結(jié)合美國化學(xué)品安全與危害調(diào)查委員會對美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事故的分析，結(jié)合國內(nèi)高校及工廠實(shí)驗(yàn)室情況，從實(shí)驗(yàn)室危害辨識、風(fēng)險分析、實(shí)驗(yàn)室安全管理、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急管理方面存在的不足，并提出改進(jìn)措施。 1. 介紹 相對于工業(yè)領(lǐng)域的安全生產(chǎn)事故，高校、工廠實(shí)驗(yàn)室的安全事故往往不容易得到人們的關(guān)注，然而實(shí)驗(yàn)室向來被認(rèn)為是校園中的危險區(qū)域，常被比喻為炸藥庫、生化武器庫、毒藥間等，稍有不慎將會造成生命財產(chǎn)的重大損失。 本文根據(jù)美國化學(xué)品安全與危害調(diào)查委員會(CSB-Chemical Safety Board)對美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事故的調(diào)查研究，結(jié)合國內(nèi)高校、工廠實(shí)驗(yàn)室情況，從實(shí)驗(yàn)室危害辨識及風(fēng)險分析、實(shí)驗(yàn)室安全管理、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急管理方面存在的不足，并提出改進(jìn)措施，希望藉此提高高校、工廠實(shí)驗(yàn)室安全，避免事故的再次發(fā)生。 2. 美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事故經(jīng)過 2010年1月7日，美國德克薩斯州理工大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)系實(shí)驗(yàn)室發(fā)生了爆炸，爆炸導(dǎo)致1名畢業(yè)生失去了3根手指，手和臉部被燒傷，一只眼睛被化學(xué)物質(zhì)燒傷。 美國德州理工大學(xué)有11個院系，在校人數(shù)超過31500人，其中化學(xué)與生物系有140名畢業(yè)生和研究生，225名在讀學(xué)生，26名教師和19名職員。 美國德州理工大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)系1名5年級學(xué)生與1名1年級學(xué)生進(jìn)行合成高氯酸肼鎳衍生物(NPH)課題實(shí)驗(yàn)，通常為了表征新合成的高氯酸肼鎳衍生物(NPH)物質(zhì)活性需要進(jìn)行示差掃描熱量分析、落錘沖擊性、熱重分析等試驗(yàn)，而每次合成實(shí)驗(yàn)得到的反應(yīng)物一般在50-300mg，為了避免多次合成，兩名學(xué)生在沒有咨詢首席研究員的情況下，擅自放大合成實(shí)驗(yàn)規(guī)模，一次性得到了10gNPH。在實(shí)驗(yàn)過程中，兩名學(xué)生發(fā)現(xiàn)少量的NPH與水和乙烷作用下，不會發(fā)生燃燒和爆炸反應(yīng)，因此他們基于經(jīng)驗(yàn)判斷，更大量的NPH的危害性與少量的NPH是一樣的。在放大合成實(shí)驗(yàn)后，5年級學(xué)生發(fā)現(xiàn)，NPH產(chǎn)品呈塊狀，為了得到規(guī)格一致的NPH顆粒，他將合成得到的一半產(chǎn)品，約5g轉(zhuǎn)移至研缽中，加入乙烷，并使用攪拌棒輕輕攪拌分離塊狀產(chǎn)品。在最初分離塊狀產(chǎn)品過程，這名研究生佩戴有護(hù)目鏡，但在完成分離試驗(yàn)后，脫下護(hù)目鏡并走開，等再次回到水泥器皿時，沒有再次佩戴上護(hù)目鏡情況下又再一次對樣品進(jìn)行了攪拌，此時，爆炸發(fā)生了，爆炸造成這名學(xué)生失去三根手指，手與臉也造成不同程度的燒傷，一只眼睛受傷。
3.美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸原因分析 對于大多數(shù)事故，往往在調(diào)查的過程中過多關(guān)注與個人行為和決定對事故發(fā)展的影響，但是現(xiàn)代事故致因理論認(rèn)為，事故并不是設(shè)備的單一故障或者一個人的某一不安全行為，而是多個失效或者缺陷出現(xiàn)導(dǎo)致的（摘自CCPS，2003，p89-90）。這一事故致因理論可以用JamesReason的“瑞士奶酪模型”進(jìn)行闡釋，見圖2，瑞士奶酪模型(SwissCheese Model)是曼徹斯特大學(xué)教授James Reason在其著名的心理學(xué)專著《Humanerror》一書中提出的概念模型，通過國際民航組織的推薦成為航空事故調(diào)查與分析的理論模型之一。根據(jù)奶酪模型，有許多的保護(hù)層來避免事故的發(fā)生，每一層奶酪就代表一層保護(hù)層，每一層奶酪上的“孔”表示每一層保護(hù)層都有失效的可能性，如果多個保護(hù)層同時失效（每一層奶酪上的孔貫穿），事故就會發(fā)生。
當(dāng)CSB在進(jìn)行事故調(diào)查時，就是根據(jù)奶酪模型的理論，找出各個保護(hù)層。同時CSB在調(diào)查過程中不僅調(diào)查事故的直接原因，而且要研究事故背后的組織、公司等層面可能存在的問題。 CSB根據(jù)物證、現(xiàn)場情況，采訪證人，CSB認(rèn)為美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸原因有： （1）美國德州理工大學(xué)研究工作中，對物質(zhì)本身危害性沒有得到有效評估和控制； （2）美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理程序只是沿用OSHA（美國職業(yè)安全與衛(wèi)生署）《實(shí)驗(yàn)室危害化學(xué)品工作場所暴露標(biāo)準(zhǔn)》，而此標(biāo)準(zhǔn)旨在處理危害化學(xué)品暴露環(huán)境中對身體健康危害，而沒有關(guān)注化學(xué)品物質(zhì)危害； （3）沒有現(xiàn)行針對研究實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的綜合危害評估指南； （4）美國德州理工大學(xué)以前發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室不安全事故，本可以從中得到預(yù)防事故再次發(fā)生的經(jīng)驗(yàn)，但沒有得到書面記錄、追蹤、并在校園內(nèi)進(jìn)行正式的交流； （5）截止本次爆炸事件發(fā)生時，研究捐款資助機(jī)構(gòu)、美國本土安全局（DHS），對研究工作沒有提供任何具體安全要求，以致失去了對安全進(jìn)行影響的機(jī)會； （6）美國德州理工大學(xué)首席研究員（PI），院系以及大學(xué)在安全職責(zé)和安全監(jiān)督方面存在不足。
4.美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事故給我們的啟示 在我們審視美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事件的同時，有必要回頭看看國內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室及工廠實(shí)驗(yàn)室的形勢，國內(nèi)也時常有大學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)生各類安全事故見諸各類媒體報道中，過去兩年，就有北京師范大學(xué)化學(xué)樓實(shí)驗(yàn)室起火，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室爆炸，工廠實(shí)驗(yàn)室也經(jīng)常出現(xiàn)人員中毒、爆炸的類似事故。 相對于工業(yè)領(lǐng)域的安全生產(chǎn)事故，大學(xué)或者工廠實(shí)驗(yàn)室的安全事故往往不容易得到人們的關(guān)注，然而大學(xué)實(shí)驗(yàn)室向來被認(rèn)為是校園中的危險區(qū)域，常被比喻為炸藥庫、生化武器庫、毒藥間等，稍有不慎將會造成生命財產(chǎn)的重大損失。 美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事件暴露出高校實(shí)驗(yàn)室管理方面的很多問題，帶給我們很多的教訓(xùn)和啟示，特別是回頭看看國內(nèi)高校及工廠實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀，更是令我們陷入深思，本文借鑒美國德州理工實(shí)驗(yàn)室爆炸事件的教訓(xùn)和啟示，希望能給國內(nèi)高校及工廠實(shí)驗(yàn)室安全帶來一些啟示。 4. 1 實(shí)驗(yàn)室危害辨識及風(fēng)險分析 4.1.1實(shí)驗(yàn)室危害辨識 不同實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的目的，存放的物品不同，有毒有害因素會不一樣，所在日常的實(shí)驗(yàn)室安全管理中需要根據(jù)國家的響應(yīng)規(guī)定，對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的有毒有害物質(zhì)，高溫、有毒、粉塵等有毒有害因素進(jìn)行識別。 4.1.2實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險分析 實(shí)驗(yàn)室往往會開展一些物質(zhì)反應(yīng)、合成等實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的流程，實(shí)驗(yàn)中涉及的反應(yīng)、降溫等操作往往也存在著風(fēng)險，所以在實(shí)驗(yàn)前，需要運(yùn)用諸如HAZOP、事故樹、安全檢查表等風(fēng)險分析的方法對實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行風(fēng)險分析，并根據(jù)風(fēng)險分析的結(jié)果采取相應(yīng)的安全措施。如實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)溫度高、壓力高等的保護(hù)措施，實(shí)驗(yàn)尾氣的處理方式等。 4.2 實(shí)驗(yàn)室事故調(diào)查 美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事件后，CSB對整個事件進(jìn)行了系統(tǒng)、并從管理、法律法規(guī)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查與分析，國內(nèi)高?；蚬S實(shí)驗(yàn)室在爆炸事件發(fā)生后，更容易將事故調(diào)查的重點(diǎn)放在直接導(dǎo)致事故發(fā)生的直接責(zé)任人與直接行為上，而沒有更深層次探究導(dǎo)致事故發(fā)生的諸多層次上的組織漏洞，最終導(dǎo)致事故調(diào)查報告結(jié)果只能“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”，治標(biāo)不治本。在事故調(diào)查完成后需要根據(jù)事故調(diào)查的結(jié)果對管理層面、技術(shù)層面、設(shè)備設(shè)施層面存在的問題進(jìn)行整改。并對其它類似事故案例進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)研究，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。 4.3.實(shí)驗(yàn)室安全管理 4.3.1 安全管理規(guī)定規(guī)章 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定詳盡的安全管理規(guī)定，對實(shí)驗(yàn)室用電、用氣、操作、三廢處理等方面做出明確規(guī)定，目前在實(shí)驗(yàn)室管理制度方面存在的問題有：
國內(nèi)高校有關(guān)的安全管理制度，范圍要涵蓋危險化學(xué)品的使用、儲存、處置；安全防護(hù)措施使用和變更管理等內(nèi)容，在制定過程中要與所有的實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行溝通交流，獲得職工的認(rèn)可，使得制定出來的規(guī)定規(guī)章更具有實(shí)用性；定期或根據(jù)實(shí)際變化情況，適時對規(guī)定規(guī)章進(jìn)行更新，保持文件的時效性。 實(shí)驗(yàn)室管理制度應(yīng)涵蓋通風(fēng)櫥、氣瓶、玻璃器皿、加熱爐、廢棄化學(xué)品的處置等的正確使用、安全注意事項(xiàng)等進(jìn)行明確規(guī)定。 4.3.2 實(shí)驗(yàn)室日常記錄管理 實(shí)驗(yàn)過程記錄、化學(xué)品使用，入庫記錄、實(shí)驗(yàn)室會議記錄等文件是實(shí)驗(yàn)室日常管理的重要文件，但是在一些實(shí)驗(yàn)室這些記錄缺失或者不規(guī)范，無法對實(shí)驗(yàn)過程、化學(xué)品的使用進(jìn)行跟蹤，容易出現(xiàn)混亂進(jìn)而帶來安全問題。同時若發(fā)生意外時也無法進(jìn)行調(diào)查和追蹤。 4.3.3 安全培訓(xùn) 美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸事故中，學(xué)生只接受了助教級別的安全培訓(xùn)，且培訓(xùn)內(nèi)容單一，使得學(xué)生對物質(zhì)的危險性認(rèn)識不足，在個人防護(hù)用品的使用上也存在不足。在實(shí)驗(yàn)室需要針對人員進(jìn)行化學(xué)品的MSDS，實(shí)驗(yàn)室個人防護(hù)用品的使用、應(yīng)急措施等內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn)，并對培訓(xùn)效果進(jìn)行考核。 4.3.4 安全防護(hù) 與美國德州理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究生根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況自行決定佩戴PPE一樣，國內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室學(xué)生存在同樣問題，一方面安全防護(hù)措施不足，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一般只配備有安全護(hù)目鏡、防護(hù)手套、通風(fēng)櫥等最基本的防護(hù)措施，另一方面學(xué)生自行決定佩戴PPE，甚至“赤手空拳”作實(shí)驗(yàn)。 因此國內(nèi)高校有必要根據(jù)每個實(shí)驗(yàn)室具體情況，除了配備基本的PPE外，還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室涉及的具體危害因素，配齊各類安全防護(hù)措施，另外需要加強(qiáng)安全防護(hù)措施使用規(guī)定，使安全防護(hù)措施的使用得到實(shí)際執(zhí)行，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。 4.4.實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急管理 4.4.1 安實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急設(shè)備管理 實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)急設(shè)備一般包括滅火器、呼吸器具、洗眼器及噴淋設(shè)施等，應(yīng)急設(shè)備的選型、布置位置、數(shù)量等應(yīng)滿足相應(yīng)法律法規(guī)的要求，且定期對應(yīng)急設(shè)施進(jìn)行測試。對應(yīng)急設(shè)備的使用對實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行培訓(xùn)。如眼睛接觸化學(xué)品后應(yīng)迅速用洗眼器沖眼至少20分鐘。在沖洗期間轉(zhuǎn)動眼球和保持上下眼斂分開，然后就醫(yī)；皮膚接觸化學(xué)品后應(yīng)沖洗皮膚接觸處，脫去污染衣服和鞋子，用大量水沖洗至少20分鐘。尋求醫(yī)療幫助。 4.4.2 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急演練和事故報告管理 實(shí)驗(yàn)室發(fā)生應(yīng)急情況(例如火災(zāi)，嚴(yán)重的化學(xué)品泄漏或醫(yī)療緊急情況等)后應(yīng)立即按照已經(jīng)制定好并經(jīng)過審批和及時更新的”應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案“進(jìn)行響應(yīng)，按照應(yīng)急預(yù)案采取相應(yīng)的措施。在日常的實(shí)驗(yàn)操作過程中定期組織人員對應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行演練，并對應(yīng)急演練的情況進(jìn)行總結(jié)。在發(fā)生泄漏時，按照應(yīng)急預(yù)案的內(nèi)容進(jìn)行呼叫，在應(yīng)急呼叫期間應(yīng)提供報告人的姓名、事故位置、傷亡情況等信息。 5. 結(jié)論 高校及工廠實(shí)驗(yàn)室安全不僅僅是實(shí)驗(yàn)室人員與研究員的責(zé)任，更多是管理機(jī)構(gòu)在各個層面上從實(shí)驗(yàn)室危害辨識及風(fēng)險分析、實(shí)驗(yàn)室安全管理、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急管理方面做好相關(guān)的安全管理，才能從根本上杜絕高校及工廠實(shí)驗(yàn)室事故的發(fā)生。 [1] CSB CASE STUDY, Texas Tech University LaboratoryExplosion, No. 2010-05-I-TX。 [2] Reason, James (2000-03-18). 'Human error: modelsand management'. British Medical Journal 320 (7237): 768–770.doi:10.1136/bmj.320.7237.768. PMC 1117770. PMID 10720363。 [3] Rasmussen, Jens (1997). 'Risk management in adynamic society: A modelling problem'. Safety Science 27 (2–3): 183–213.doi:10.1016/S0925-7535(97)00052-0。 [4]《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理?xiàng)l例》，國務(wù)院令[2007]第493號。 |
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