实验室危险分级管控及安全水平评估研究*

张福蕾

(1.中石化安全工程研究院有限公司, 山东青岛 266104 2.中石化管理体系认证(青岛)有限公司, 山东青岛 266071)

0 前言

当前,高校和科研院所实验室安全的分级管控模糊,实验室管理人员无法充分掌握实验室的安全管理水平,只能凭借经验来处理实验室安全问题,实验室安全事故的多发造成了严重的社会影响[1-6]。

一些学者对实验室的危险分级进行了研究,并提出了安全管理的措施和评估方法。徐文,等[7]按照危险源类别将高校实验室分为辐射、生物、化学、机电、特种设备、电子、其他等7类,将实验室分为一级(高危险)、二级(较高危险)、三级(中危险)、四级(一般危险)等4个等级。申建军,等[8]结合高校实验室的实际情况,确定了风险等级和风险控制措施,利用风险分级管控体系告知实验人员实验室的风险情况。张建功,等[9]从风险的过程安全管理角度,对加氢技术实验室从设计、评价、施工、运行、处置5个阶段梳理出35项风险点,形成全过程管控鱼骨图,实现过程清晰、风险可控的安全管理方法。虞惠霞[10]提出了检测/校准实验室在策划、执行、有效性评价等3个环节进行风险应对的6种方式,并分析了实验室活动中的风险与机遇。刘龙飞,等[11]基于模糊综合分析的方法建立实验室评价模型,模型包含6个一级指标和14个二级指标。上述研究存在实验室安全管理评估客观性不足、缺乏系统性管理等问题。

本文针对实验室涉及的危险特征,建立实验室危险分级和管控标准,利用系统性思维构建实验室安全管理要素评估框架,结合安全技术保护措施评估,确定实验室安全水平,使管理人员充分掌握实验室的安全状况。

1 实验室危险分级及管控

1.1 危险分级

实验室危险涉及的主要因素有危险化学品的化学因素、实验设备高压、触电、放射性等物理因素、生物因素以及实验过程高温高压爆炸等方面,对实验时使用、存放或反应过程产生的危险因素进行实验室危险分级。依据《化学品分类和危险性公示通则》《固定式压力容器安全技术监察规程》《实验室生物安全通用要求》等标准规范,结合每类因素的危险程度,对危险因素的危险值进行赋分,见表1。

表1 实验室危险因素类别及危险值

根据实验室存在的某一类危险因素的最高危险值对实验室危险进行分级,即级别取决于实验室是否达到了某一类危险因素的最高值。实验室危险分为4级,其中一级实验室危险程度最低,四级实验室最高。实验室危险的级别、适用条件和分级标准见表2。

表2 实验室危险分级标准

1.2 危险分级管控

根据实验室危险分级和不同级别实验室所用化学品、设备等因素的危险性,确定实验室安全分级管控的要求,实验室分级管控措施见表3。

表3 实验室分级管控措施

2 实验室安全水平评估框架

通过定期对实验室安全风险管控的充分性和有效性进行评估,发现和解决实验室安全问题,才能持续改进实验室安全。实验室安全水平评估框架包括管理评估和安全技术保护措施评估,二者之间相互独立又相互影响,通过计算管理要素的评估分值,结合实验室安全技术保护措施的评估结果,最后利用评估矩阵确定实验室安全水平。

2.1 管理评估内容

基于风险的原则,按照策划、实施、评估、改进(PDCA)的系统性思维,通过系统梳理实验室人员、设备、化学品、环境、管理等方面的风险特征,重点考虑实验室组织和人员职责、实验仪器设备、化学品储存和使用、实验安全操作、实验风险分析、应急准备和响应等关键因素,梳理管理因素的评估架构,包括7个一级要素和35个二级要素,管理评估要素内容见表4。

表4 管理评估要素和要点

2.2 安全技术保护措施评估内容

针对实验室现场安全技术保护措施的完整性和可靠性开展评估,按照保护层设置理念,安全技术保护措施包括安全布局、设备安全、运行安全、泄漏监测、工程防护和消防与应急等6大评估项,安全技术保护措施评估涵盖的内容见表5。

表5 安全技术保护措施评估涵盖内容

3 实验室安全水平评估

3.1 管理要素评估

针对实验室安全管理的35个评估指标,确定每一个要素需要评估的内容,制定管理要素评估问题表,由专家组给出实验室评估问题的得分,评估分值的取值范围为0～100分,利用公式(1)对评估分值进行处理。

单个管理要素得分为:

(1)

式中:Ti——第i个要素的得分,i=1,2,…,n;

Sj——第i个要素第j个评估问题的实际得分;

j——第i个要素评估问题的数量,j=1,2,…,m。

单个管理要素得分的评估权重为:

(2)

式中:ti——第i个要素得分的评估权重;

(3)

则管理要素评估的最终得分T:

(4)

将管理要素评估分值划分为8段(表6)。

表6 管理要素评估分值划分

3.2 安全技术保护措施评估

安全技术保护措施评估满分为100分,其中安全布局15分、设备安全20分、运行安全20分、泄漏监测10分、工程防护20分、消防与应急15分。专家组根据安全技术保护措施评估表中的评估要点对实验室进行现场评估,打分区间为0～100分,并利用公式(5)对分值进行处理。

单个评估项的得分为:

(5)

式中:Wl——安全技术保护措施第l个评估项的得分,l=1,2,…,6;

Vk——第l个评估项第k个评估要点的实际得分;

k——第l个评估项的评估要点数量,k=1,2,…,u。

安全技术保护措施评估的最终得分为:

W=0.15W1+0.2W2+0.2W3+0.1W4+0.2W5+0.15W6

(6)

安全技术保护措施评估分值划分为8段,评估分值划分见表7。

表7 安全技术保护措施评估分值划分

3.3 安全管理水平确定

根据管理要素评估和安全技术保护措施评估得到的分值段号,按照图1所示的评估矩阵确定实验室安全管理水平。

图1 实验室安全管理水平评估矩阵

不同危险级别实验室的安全管理水平评估结果的颜色分区见表8。四级实验室安全管理水平“差”的区域为“红区”和“橙区”,而其他3类实验室“差”的区域仅为“红区”,四级实验室比其他3类实验室的区域大;四级和三级实验室安全管理水平“好”的区域只有“紫区”,而二级和一级实验室“好”的区域有“蓝区”和“紫区”。实验室的危险级别越高,对安全管理的要求越严格。

表8 实验室安全管理水平评估结果

4 结语

a) 考虑化学品危害性、设备压力、放射性、生物等因素,将实验室危险分为4级,制定不同级别的管控措施。以PDCA的系统性思维,设计实验室安全水平的评估框架,包括管理评估和安全技术保护措施评估,管理评估包含7个一级要素和35个二级要素,安全技术保护措施评估包含6个评估项。

b) 采用管理要素评估和安全技术保护措施评估相结合的方法对实验室安全水平进行评估,将评估结果应用到评估矩阵中,最终得出实验室的安全管理水平。将该方法应用到高校和科研院所的实验室安全水平评估中,可以充分评价实验室的安全状况,发现实验室安全的薄弱环节和改进方向,协助实验人员清楚本实验室的安全水平,促进实验室安全的持续提升。