廖冬梅， 翟 顯， 楊旭升

（武漢大學(xué)a．動力與機械學(xué)院；b．實驗室與設(shè)備管理處，武漢430072）

0 引 言

實驗室是高校開展實驗教學(xué)和科學(xué)研究的重要平臺；實驗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，是勞動保護(hù)工作的重要組成部分。針對“北京交大實驗室爆炸”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)實驗室安全文化，提升安全管理水平，創(chuàng)建安全長效機制勢在必行。

根據(jù)安全文化學(xué)的內(nèi)涵［2］，實驗室安全文化應(yīng)以保障實驗室安全運行和發(fā)展為目標(biāo)，是實驗室?guī)熒陌踩珒r值觀與安全行為規(guī)范的集合，通過實驗室體系對實驗室系統(tǒng)四要素（制度、環(huán)境、設(shè)備和成員）施加影響；其概念框架見圖1。實驗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 實驗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 年代引入我國后，在核電、電力、交通、礦山、石油化工、建筑、信息等各個行業(yè)得以運用和發(fā)展［3］；但其相關(guān)理論目前在我國高校實驗室安全管理的應(yīng)用還是空白區(qū)。針對新時期高校實驗室系統(tǒng)的危害因素特點，將安全科學(xué)理論引入實驗室安全文化建設(shè)和思政教育，理論指導(dǎo)實踐，全面提升個體和組織的安全價值觀與安全行為規(guī)范，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

1 高校實驗室系統(tǒng)的危害因素分析

1.1 實驗器材種類繁多

與生產(chǎn)企業(yè)相比，高校實驗室的實驗器材單個量少但種類繁多，不僅有易碎玻璃器皿、易燃易爆?；?、毒害性和感染性病原微生物和動植物，還有大量高溫、低溫、高壓、真空、高速旋轉(zhuǎn)和輻射類的高風(fēng)險儀器設(shè)備。隨著“雙一流”建設(shè)開展和科研經(jīng)費逐年增加，高校相繼購進(jìn)各種貴重、精密、先進(jìn)的儀器，對使用者的業(yè)務(wù)水平和安全意識提出了更高要求。

1.2 實驗室環(huán)境與條件復(fù)雜

據(jù)統(tǒng)計，80%以上的高校實驗室安全事故發(fā)生在研究生身上［4］。與本科教學(xué)實驗相比，研究生實驗通常具有實驗條件更危險（如頻繁使用高溫高壓高轉(zhuǎn)速設(shè)備和?；罚?、實驗項目和內(nèi)容更復(fù)雜、實驗過程的未知因素更多、時間緊工作量大、學(xué)生大多獨立開展實驗工作、跨多個實驗室完成課題、學(xué)科交叉流動性大、新的實驗技術(shù)現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，操作不熟練等特點；因此潛在的實驗室安全問題較突出，安全事故隱患嚴(yán)重。

1.3 實驗室成員流動性大

高校實驗室一般是由為數(shù)不多的教師（研究生導(dǎo)師）、教師團(tuán)隊和若干研究生構(gòu)成，專職實驗技術(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)、爭取科研項目、參加學(xué)術(shù)交流等活動，對實驗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，無法識別各種安全隱患。作為研究生實驗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、責(zé)任感普遍淡薄，實驗技能不足，不認(rèn)真遵守實驗原理和安全操作規(guī)程，缺乏必要的現(xiàn)場指導(dǎo)和監(jiān)督，導(dǎo)致實驗室事故風(fēng)險增大，損失嚴(yán)重，引起教育界的廣泛關(guān)注［5-6］。

2 安全科學(xué)在實驗室安全文化中的應(yīng)用

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、危險源分類和控制、6S 管理、事故樹分析、個體防護(hù)、安全人性的“X-Y理論”等理論對實驗室安全事故案例和安全管理存在的問題進(jìn)行深度分析與研究，通過安全宣傳教育、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)實驗室安全文化和思政教育的協(xié)同發(fā)展。

2.1 事故法則、危險源分類、6S管理等理論應(yīng)用

分析某高校實驗室發(fā)生安全事故案例［7］：碩士生李某在博士生王某的帶領(lǐng)下操作滾齒機加工齒輪。王某腳下踉蹌一下，沒在意；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以上案例進(jìn)行分析，如圖2 所示。

圖2 滾齒機傷手的事故法則分析

此案例分析向?qū)W生揭示了一個十分重要的安全價值觀：要預(yù)防死亡及重傷害事故，必須逐級清除輕微傷事故、未遂事故和安全隱患；即在事故發(fā)生之前，抓住時機及時消除無數(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或錯誤造成，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和敏銳的隱患預(yù)見能力，并在安全價值觀指導(dǎo)下養(yǎng)成良好的安全行為規(guī)范，是實驗室安全文化建設(shè)和思政教育的重點。

（2）危險源分類。在此案例中，高速運轉(zhuǎn)的滾齒機屬于第1 類危險源，是事故發(fā)生的能量載體，決定事故后果的嚴(yán)重程度。機油泄漏、不清理油污、不停機操作、滑倒屬于第2 類危險源，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)真檢查實驗現(xiàn)場安全狀況、不遵守安全操作規(guī)程等屬于第3類危險源，也就是人的安全理念、知識和安全行為習(xí)慣的缺失，是事故發(fā)生的充分條件，也是最大危險源。

（3）6S管理制度。針對此類案例發(fā)生的原因，在高校實驗室引入6S 安全管理制度［8］，即開展整理（Seiri）、整頓（Seiton）、清掃（Seiso）、清潔（Seiketsu）、素養(yǎng)（Shitsuke）和安全（Security）等6 項活動，它們之間的關(guān)系見圖3。6S 管理通過規(guī)范實驗環(huán)境、設(shè)備耗材，營造安全衛(wèi)生、協(xié)調(diào)有序的實驗條件，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

研究實踐表明，開展6S 容易，但長時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、書面檢查，乃至停止實驗等處理；最終目的是通過安全監(jiān)督檢查，使學(xué)生能自覺養(yǎng)成良好的安全行為習(xí)慣，從“被動要求”變?yōu)椤爸鲃訄?zhí)行”；激發(fā)他們對生命健康和實驗室責(zé)任的擔(dān)當(dāng)意識和使命感，這也是思政教育所倡導(dǎo)的方向。

2.2 應(yīng)用事故樹分析設(shè)備故障，提升實驗設(shè)備安全

近年來，高校實驗室屢次發(fā)生儲存易揮發(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)部的機械溫控器、照明燈、風(fēng)扇等設(shè)施啟動時產(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)試劑會增加爆炸產(chǎn)生的破壞力。同時，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 事故樹的應(yīng)用

應(yīng)用事故樹［12］研究冰箱爆炸，從頂上事件“實驗室冰箱電火花爆炸”入手，結(jié)合實驗室安全管理實際，繪制事故樹如圖4 所示。

圖4 實驗室冰箱電火花爆炸的事故樹分析

布爾代數(shù)表達(dá)式如下：

上述方程式展開共有12 項，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)險控制措施

結(jié)合冰箱的工作特點和技術(shù)發(fā)展，可以確定風(fēng)險控制措施的優(yōu)先順序依次為消除電火花（普通冰箱進(jìn)行防爆改造、購買防爆冰箱）、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。要求實驗室?guī)熒鷮W(xué)習(xí)GB3836-2010《爆炸性環(huán)境》，掌握防爆術(shù)語和定義、爆炸性場所危險性劃分、設(shè)備防爆方法、爆炸性氣體類別、氣體溫度組別、設(shè)備保護(hù)級別等；識別防爆標(biāo)志如Ex d ibmb IIB T4 的含義［13］，并能根據(jù)實驗室實際情況，選擇防爆等級合適的各類電氣設(shè)備。

購買實驗室專用化學(xué)防爆冰箱。壓縮機、冷凝風(fēng)機采用澆封或隔爆技術(shù)處理，為保護(hù)壓縮機不致?lián)p壞，采用延時型防爆固態(tài)繼電器和過載保護(hù)及熱保護(hù)器件，部分控制電器采用隔爆處理；溫控器作為一個無源開關(guān)與防爆有源光耦固態(tài)繼電器組成本質(zhì)安全型溫度自動控制系統(tǒng)；儲存腔內(nèi)沒有任何線路，不會產(chǎn)生電火花；為了防止靜電所帶來的危害，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；必要時可以考慮用惰性氣體封存。存放強酸強堿以及腐蝕性的物品時必須選擇耐腐蝕的容器，并且存放于托盤內(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，間隔一定時間需要打開冰箱門換氣，使箱體內(nèi)的可燃蒸氣及時散發(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；此時要及時切斷冰箱電源，把門敞開，盡量通風(fēng)散發(fā)，檢査無危險后，再重啟冰箱。

通過事故樹分析，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 個方面制定并主動執(zhí)行防爆措施與安全規(guī)定，豐富了實驗室?guī)熒陌踩茖W(xué)知識。

2.3 理解危險源控制層級，掌握危險源控制技術(shù)

對實驗室系統(tǒng)進(jìn)行危險源辨識和分析后，應(yīng)努力控制危險源以消除和減少風(fēng)險。危險源控制層級遵照如圖5 所示的金字塔優(yōu)先順序［14］。第1 優(yōu)先級適用的設(shè)計手段在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面取決于實驗室的固有條件，常用于新建實驗大樓的規(guī)劃階段和老舊實驗室的改造環(huán)節(jié)；因此在安全教育中，我們重點強調(diào)第2 優(yōu)先級中的個體防護(hù)裝備和第3 優(yōu)先級中的安全標(biāo)志。

圖5 危險源控制層級的優(yōu)先順序

（1）個體防護(hù)裝備。個體防護(hù)裝備（Personal Protective Equipment，PPE）是在實驗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。在危險源不能消除，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 類危險源，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源的主要手段，而只能作為一種輔助性措施。

實驗室PPE主要涉及勞動防護(hù)和衛(wèi)生防護(hù)兩個方面；按照防護(hù)部位不同，它又可分為頭部、呼吸、眼面部、聽力、手部、足部和軀體等七大類防護(hù)裝備［15］。針對高校實驗室多次發(fā)生“作業(yè)不戴工作帽，長辮被絞頭皮”“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。安全標(biāo)識通過形狀、顏色、簡單文字及其組合引起人們對危險源的注意，進(jìn)一步使師生產(chǎn)生遵從行為（即安全動作），最終實現(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)識在實驗室安全和思政教育中發(fā)揮著舉足輕重作用。從樓梯口張貼各類消防流程標(biāo)識，實驗室房門、冰箱上設(shè)有明確的安全與環(huán)保警示標(biāo)識或告示，常見危險、劇毒、有輻射化學(xué)品的分類標(biāo)簽到各種儀器設(shè)備使用的注意事項等，這些安全標(biāo)識的規(guī)范化使用是最直觀、最快捷、有效的風(fēng)險提示方法和手段。

圖6 個體防護(hù)裝備選用程序

2.4 應(yīng)用安全人性的“X-Y 理論”，發(fā)揮實驗室安全文化的牽引作用

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，強調(diào)人的安全人性弱點，為“X理論”。

（2）安全傾向型。積極安全人性，強調(diào)人的安全人性優(yōu)點，為“Y理論”。

“X-Y理論”認(rèn)為，在通常情況下該絕對化的假設(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，通過對“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、獎勵等激勵活動，會促使越來越多的成員認(rèn)可并主動接受組織的安全價值觀、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，這時模型會向右發(fā)生移動（見圖7 中的曲線II），實現(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 實驗室安全文化的牽引作用

在實際安全管理工作中，實驗室管理部門可聯(lián)合學(xué)校團(tuán)委，在學(xué)生中開展安全技能、安全知識競賽、安全演講、安全辯論賽等安全文化活動，獎勵優(yōu)勝者。用實驗室建設(shè)經(jīng)費支持學(xué)生建立并自主管理實驗室安全文化QQ群和微信群，開辟實驗安全交流討論區(qū)，建設(shè)最新實驗室安全事故通報與分析、設(shè)備安全操作規(guī)程、化學(xué)品安全技術(shù)說明書（MSDS）、個體防護(hù)設(shè)備選擇、不同廢棄物處理方法和途徑等專欄和內(nèi)容。鼓勵學(xué)生參加安全評價師或注冊安全工程師考試，并利用所學(xué)知識編制實驗室安全檢查表及安全評價體系、實驗室危險源辨識及安全防范方案設(shè)計、實驗室突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案等。這些舉措使學(xué)生重新認(rèn)識所處的學(xué)習(xí)、實驗、實踐和生活環(huán)境的“安全問題”，促進(jìn)學(xué)生把安全價值觀與安全行為規(guī)范貫徹和拓展到科研、家庭和社會生活中去，培育“敬畏生命、落實責(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。

憑借實驗室安全文化的牽引作用，使越來越多的師生逐漸從關(guān)注個人安全到關(guān)注整個實驗室體系的安全，進(jìn)而使個體與組織之間形成了一個“命運共同體”。實驗室成員會主動發(fā)揮其主觀能動性，充分展示其自主保安價值，主動為組織安全貢獻(xiàn)自己的努力，呈現(xiàn)出安全人性的“Y理論”假設(shè)。

3 結(jié)語與展望

文化內(nèi)化于心，作用于行動，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)理論引入實驗室安全管理，通過建設(shè)實驗室安全文化，充分發(fā)揮文化的“軟管理”作用來激發(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?，主動遵守安全管理制度，自覺消除安全隱患，全面提高實驗室系統(tǒng)的安全性。