高校化工类实验室风险辨识评价方法研究

实验技术与管理第37卷第12期 2020年12月

Vol.37 No. 12

Dec. 2020

DOI: 10.16791/j.cnki.sjg.2020.12.064

CN11-2034/T

Experimental Technology and Management

实验室环境健康与安全

高校化工类实验室风险辨识评价方法研究

刘义、刘尚志2，赵东风\\戚萌1，路帅\\孟亦飞1

(1.中国石油大学（华东）

2.中国石油大学（华东）

266580;

机电工程学院，山东青岛 266580 )

化学工程学院，山东青岛

摘要：针对化丁.类实验室风险认识不足、安全管理不够到位等问题，提出了化工类实验室风险评价方法。 基于实验室事故统计分析，从物质、工艺和设备5个方面辨识评价化.T.类实验室固有风险，建立了化工类实 验室风险评价指标体系，包括3个一级指标和10个二级指标，并根据危险性大小将化工类实验室分为A、B、

C、D共4个等级：构建化T

安全事故的发生。

类实验室风险分级体系，能更加有针对性地进行实验室安全管理，预防实验室

关键词：化T.类实验室；风险评价；实验室安全；风险分级管控中图分类号：X921;

G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)12-0288-04

Research on risk identification and evaluation method of

chemical laboratory in colleges and universities

LIU Yi1, LIU Shangzhi2, ZHAO Dongfeng1, QI Meng

1, LU Shuai1, MENG Yifei1

(1.College of Chemical Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China;

2. College of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China)view of the problems such as insufficient risk awareness and inadequate safety management in university chemical laboratories, a risk evaluation method for chemical laboratories is proposed. Based on the statistical analysis of laboratory accidents, the inherent risks of chemical laboratories are identified and evaluated from the three aspects of material, process and equipment. A risk evaluation index system for chemical laboratories is established, including three primary indicators and ten secondary indicators. According to the magnitude of the hazard, the chemical laboratories are divided into four levels: A, B, C, and D. The construction of chemical laboratory risk classification system can be more targeted for laboratory safety management and prevent laboratory accidents.Key words: chemical laboratory; risk assessment; laboratory safety; risk classification control近年来，环境、材料、新能源等学科及研究领域 的大力发展，使得化工类实验室数量及种类大幅度增 加。化工类实验室涉及的危险化学品种类多，并且危 险化学品具有复杂的属性和多变的化学反应过程，一 旦管控措施出现问题，很容易发生实验室安全事故〜3]。

收稿日期：2020-04-04

基金项目：教育部新丁.科专业改革类项目“化T.安全丨:程专业复合 型高级工程人才培养的探索与实践”；山东省专业学位 研究生教学案例库建设项目（SDYAL17024 )资助

作者简介：刘义（1977—),男，河北沧州，博十，副教授，化学

工程学院副院长，主管实验室安全环保T:作，主要从事

化工安全教学与科研T.作，

Abstract: In

化T.类实验室危险源的存在是安全风险和事故发

生的根源[4]。根据教育部科技司开展的2015—2017年 高校实验室安全督查发现，实验室存在危险源不明确 的问题，实验人员难以对危险源进行有效辨识，特别 是化T类实验室安全状况不够理想，安全管理缺乏针 对性、系统性和科学性[5]。因此，有效辨识化工类实 验室危险源，量化评价实验室风险，构建化工类实验 室风险分级体系，更有针对性地进行实验室安全管理， 对于预防实验室安全事故具有一定的实际意义。

1实验室风险评价研究现状

目前，实验室风险评价最为广泛的方法是安全检

E-mail: *************.cn

刘义，等：高校化工类实验室风险辨识评价方法研究289

查表。浙江大学冯建跃等[6]研究设计了《高校实验室 安全检查项目表》，教育部科技司依据此安全检查表 开展高等学校实验室安全督查。南京理工大学路贵斌 等[7]在分析化学实验室危险因素的基础上，建立了化 学实验室安全检查指标体系，中南财经政法大学曹艳 晓等[8]采用层次分析法和模糊综合评价方法，定量评 价实验室安全管理现状扬州大学王国田等[9]基于大 数据处理，应用XGBoost算法开展实验室风险评价， 定量分析实验室风险特征及权重。尽管上述学者针对 实验室风险评价提供了评估方法，但都存在一■定短板, 其原因是安全检查表与数学模型方法容易受主观因素 影响，而大数据算法的可操作性和可靠性又较低。

针对上述问题，本文提出了化丁类实验室本质安 全风险评价的方法。该方法的实质是基于本质安全因 子量化评价风险，其在石化企业中的应用有效地预防 了事故的发生。本文将其应用到高校化工类实验室， 从物质、工艺和设备危险性三个方面量化评价化工类 实验室固有风险，构建实验室风险分级体系，减少人 员主观性，更加注重可操作性，从而有针对性地进行 实验室安全管理。

26起事故，占36.6%;设备危险性引发24起事故， 占33.8% (有的事故是由物质、工艺、设备危险性中 的两种导致的，所以3项事故的总数超过了 7丨起）。 根据事故原因分析，化工类实验室事故主要由其固有 的危险性导致，并受实验过程中的原料、半成品、产 物的数量和性质、T.艺条件的苛刻程度及实验设备的 影响。

2.2化工类实验室风险评价指标体系

基于事故统计分析，借鉴石油化工领域本质安全 指标评价体系[I(M2]，有针对性地建立了化工类实验室 风险评价指标体系，共包括3个一级指标，10个二级 指标，如图2所示，它能够全面地反映化工类实验室 客观存在的危险因素。

(1 )

物质危险性。物质危险性是指物质本身具有

的危险特性，是导致化工类实验室事故的根本原因。 物质危险性指标主要考虑了可燃性、爆炸性、腐蚀性、 毒性和存放量5个二级指标。

(2 )设备危险性。实验设备是化工类实验室的主

要危险源。化学实验室仪器设备具有以下特点：仪器 设备多，并且很多设备全天候保持高功率和高真空状 态；高压气瓶、压力容器多；高温设备如熔融设备一

般作为公共设备使用；部分设备有噪音、振动和强X 射线辐射。设备危险性主要考虑了设备类型指标，设 备类型不同其潜在危险性大小不同。

(3 ) T艺危险性。化丁类实验室不仅使用种类繁 多的易燃、易爆、有毒化学品，有些实验需要在高温、 高压等工艺下进行，甚至有些实验涉及国家重点监管 的危险化工工艺。基于化工类实验室事故原因分析， 工艺危险性主要考虑了工艺类型、操作温度、操作压

含4个二级指标。力和反应束

2.3 化工;类实验室风险评价方法

为建Jt化工类实验室风险量化考核方法，本文借

厂.领域本质安全指标评价的思路，结合危险

度评价方艺 (G

B

2化工类实验室安全风险评价

2.1化工类实验室事故统计分析

通过查阅文献、相关事故报告、搜索引擎、浏览 高校网站和微博搜索等途径，收集分析了 2000—2018 年我国高校化工类实验室发生的71起事故，包括事故 类型、事故叙述、涉及物质、事故原因、事故后果等。 2000—2018年高校化T.类实验室事故统计分析如图1 所示。71起事故共造成9人死亡，78人受伤，其中物

i引发37起事故，占52.1%;工艺危险性引发

s

2劫

鋰H歧

____________37®

46 人

事故次数

■受伤人数 ■死亡人数

Wr3 0

人

,26起15人

依据《石油化丁•企业设计防火标准》

B

5016 0-2018 )、《建筑设计防火规范》（G

a

50016-

BZ

24起

2018 )、 识业性接触毒物危害程度分级》（G

2010 )、

230-

S险货物分类和品名编号》（G

B

B

6944-2012 )

，

20 .

40

.

601

80

七学品重大危险源辨识》（G18218-2018 )

K

规范，建立了如表1所示的化T.类实验室等国家标ilS ?风险评价3

2000—2018年高校化工类实验室事故统计分析

化工类实验室风险评价指标体系

物质危险性

设备危险性

~T~

工艺危险性

工艺类型

操作温度

操作压力

反应培

—

可燃性

,-------------1--------------1—

腐蚀性

毒性

存放量

爆炸性设备类型

图2化工类实验室风险评价指标体系

290实验技术与管理

表1

一级指标

二级指标

参数

化工类实验室风险评价表

分数

评价结果

危险源描述存在哪些可燃 性物质及可燃 性等级存在哪些爆炸性物质及爆炸 危险度存在哪些毒性 物质及THI存在哪些腐蚀 性物质及腐蚀 性等级

1分

物质类别

2分3分

乙类可燃气体、甲B、 乙A类可燃液体、乙类固体

4分

甲类可燃气体、液 态烃类、甲类固体

可燃性

丙B可燃液体、 乙B可燃液体、

丙类固体丙A可燃液体

爆炸性

物质

危险性毒性

EH0THI腐蚀性

等级

0腐蚀性一级腐蚀品—•级腐蚀品三级腐蚀品

存放量S0涉及国家重点监

管的危险化工工艺的实验、产生剧毒品实验

所有危险化学 品的存放量

工艺类型

工艺类型

涉及危险工艺类型

工艺操作危险性温度

操作压力反应焓

操作温度 范围

70-250 °C,

操作温度在 闪点以下

0〜0.05 MPa 或 0_5〜2.5 MPa

1 000 °c 以上，

操作温度在闪点以下； 作温度在闪点以下；

操作温度在闪点

(2 ) 250 °C以下，操 (2 ) 250〜1000。。，操

以上

作温度在闪点以上。作温度在闪点以上。

2.5〜5 MPa

5〜20 MPa

20〜100 MPa

(

1

) 250-1 000

°C,

(1 ) 1 000 °c以上，操

涉及哪些实验

及操作温度

操作压力 范围反应焓

涉及哪些实验 及操作压力涉及的化学反 应及反应焓

200〜600 J/g6 00〜1 200 J/g1 200〜3 000 J/g>3 000 J/g

设备设备

危险性类型

设备类型

仪器仪表类设 备、电子类 设备、玻璃 容器等

噪音设备、 机电类设备、 冰箱

非有毒易燃易爆气体

有毒气体钢瓶、

钢瓶、高转动设备、

易燃易爆气体钢

大功率加热设备、24 h

瓶、反应釜、压力

不断电设备、大型

容器、特种设备

仪器设备、激光设备

实验室存在 哪些设备

其中E

UEL

H

为爆炸危险度，E

ELBZ

H

=(U

EL

-LEL)/L

EL

，

评分危险程度实验室等级

表2化工类实验室风险等级

为爆炸上限，L

为G

n

GB

为爆炸下限。THI (toxicant

1分轻度危险

2分中度危险

3分高度危险

4分极度危险

hazardous index )230-2010中规定的毒物危害

，qn 为每种危 n

指数。S为

Ql

18218-2018中规定的辨识指标，S=ql/

,其中 ql, q2，…

l

A级B级C级D级

+q2/Q2+…+qn/Q

险化学品的实际存在量，Q，Q

2

,…，Q为每种危

3化工类实验室风险分级管理措施

险化学品相对应的临界量。1 一4分代表危险性等级， 分值越高越危险，1分表示轻度危险，2分表示中度危 险，3分表示重度危险，4分表示极度危险。危险源描 述一栏介绍了实验室具体存在哪些危险源，便于实验 人员提前做好安全预防和风险管控工作。

化工类实验室危险性等级由可燃性、爆炸性、毒

性等1〇个评价指标共同确定，根据最大隶属度原则，

10

3.1建立化工类实验室风险分级管理制度

全面地评估高校化工类实验室风险，确定实验室 的危险性等级。根据分级负责、重点监管的基本原则，

建立化工类实验室风险分级管理制度。C级和D级实 验室由校级主管部门负责管理，B级实验室由院级主 管部门负责管理，A级实验室由课题组负责管理。每 个实验室设置安全负责人，明确责任，落实到人。3.2建立化工类实验室安全检查制度

建立化工类实验室安全检查制度，对于危险性等 级高的实验室重点监管，加强检查频次。C级以上实

个评价指标中的最高分即为化工类实验室风险评

价得分，根据得分将化工类实验室风险等级分成A、

B

、C、D等4个等级（见表2)。

刘义，等：卨校化丁类实验宰风险辨识评价7/法研究291

验室每天检查一•次，B级实验室每周检查一■次，A级 实验室每月检查一■次，重点加强对实验室危险W素、 安全管控措施、应急预案的检查，对于检查结果不满 足安全要求的，不予进行实验。整改完成之后，可申 请复查，复查结果满足要求之后才可开展实验研究 3.3建立化工类实验室安全准入和教育培训制度

高校化工类实验室操作人员多数为学生，大部分 是第一次进人实验室，缺乏对实验室风险的认知，应 建立实验室安全准人和教育培训制度根据实验室危 险性等级，建立“校级一院级一课题组”三级安全教 育培训制度。对于C级和D级实验室，由学校负责安 全教育培训，须接受课题组、学院和学校三级培训；B级实验室由学院负责，须接受课题组和学院培训；

A

级实验室由课题组负责，须接受课题组培训实验

人员经培训考试合格后，方可进人实验室进行实验。 3.4加强危险源分级管理

(1 ) A

级、B级化T.类实验室危险源管理根据

危险源辨识结果，从物质危险性、工艺危险性和设备 危险性三个方面加强对化工类实验室危险源的管理： 化工类实验室涉及的危险化学品种类多，危险M性复 杂。实验室安全负责人应定期对实验室存放的危险化 学品的种类和数S进行普查，填写普查清单，明确危 险化学品的可燃性、爆炸性、毒性和腐蚀性等危险属 性。实验人员在进行实验之前，提前明确实验条件， 包括实验涉及的物质、反应原理、反应类型、反应焓、 操作温度、操作压力等。实验人员还要预先检查实验 中使用的设备，对于破损老化、保护装置失效的设备， 及时更换、修复和保养，严禁设备带“病”上岗。

(2 )C级和D级化工类实验室危险源管理重点 加强C级以上化工类实验室危险源的管理，如易燃易 爆物质、毒性物质和腐浊性物质的管理，实验室安全 负责人应该加强通风，分类存放，贴好统一的标签； 民用爆炸品、剧毒品和易制毒品实行专人负责管理， 规范领取、使用、处置记录；实验室空间较小，不得 存放过多的危险化学品，基本控制在一周的用M以内； 对于危险性高的实验和国家重点监管的危险工艺，实 验人员应提前进行应急演练，明确实验过程中可能遇 到的问题，提前制定应急处置措施；对于持续加热实 验，严禁实验人员离开现场，并加强实验过程的现场 监管；有毒气体、易燃易爆气体钢瓶的存放应分室存 放，防止暴晒，实瓶与空瓶也应该分开存放每次使 用前实验人员应预先检查钢瓶的安全阀、压力表等保

护装置的有效性；特种设备应定期进行检验，操作人 员持证上岗4

结语

本文基于事故原因分析.从物质危险件、T.艺危 险性和设备危险性三个方面出发，建立了化T类实验 室风险评价指标体系，提出了适用于高校化T.类实验 室的风险评价方法，并基于风险评价等级提出了化T_ 类实验室风险分级管理措施通过该评价方法的应用， 将有助于实验人员明确化T.类实验室危险源，从事故 发生根源制定安全预防措施，加强高校化I:类实验室 风险分级管控，减少高校化T:类实验室安全事故:，参考文献（References)

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