基于层次分析法的高校化工实验室不安全行为研究

谢 恬，王冯云，冯祥瑞，胡路路，张洪铭*

（1.江苏海洋大学 教务处，江苏 连云港；2.江苏海洋大学 环境与化学工程学院，江苏 连云港；3.连云港实验学校，江苏 连云港）

高校化工实验室是化学化工类专业大学生实习实践过程不可或缺的教学和科研场所。然而化工类实验室内不仅具有大量易爆易燃、放射性、腐蚀性、剧毒等特性的危险物质，还涉及到各类高温高压反应容器、三相电气设备和储罐钢瓶等各类特种设备，给实验室安全带来了众多不确定性因素。近年来，我国高校实验室安全事故频繁发生，已引起了各级教育管理部门和高校的高度重视，遏制高校实验室安全事故发生势在必行[1，2]。依据轨迹交叉理论可知，实验室安全事故的发生往往是因为危险物质的不安全状态与实验人员的不安全行为在时空过程发生轨迹交叉而导致，因此，有效地识别与评估实验室各类不安全行为，防范和阻止实验室不安全行为的发生是防止实验室安全事故的途径之一。

近年来，国内外学者针对实验室不安全行为方面展开了丰富而卓有成效的研究[3，4]。阳富强等[5]提出通过数据分析、节点定位和策略实现三个步骤的靶向干预方法来管控实验室不安全行为。李士明等[6]希望通过制度遵从角度提升实验人员的安全素质和优化实验环境来提高实验室安全行为水平。韩杨等[7]基于“2-4”模型来揭示实验室不安全行为原因并给出了对策措施。以上这些研究从管理方法和制度方面对实验室不安全行为的改善起到了很好的作用，然而对实验室不安全行为的影响因素及其评估方面关注不多。鉴于此，笔者拟通过引入层次分析法这一风险评估方法对高校化工类实验室不安全行为及其影响因素进行风险分析评价，通过构建风险评价模型，找出影响高校化工实验室不安全行为的主要影响因素，以期为预防和减少高校化工类实验室安全事故提供参考。

1 高校化工实验室不安全行为分析

1.1 高校化工实验室不安全行为分类

高校化工实验室中的不安全行为主要可以分为三类，分别为：实验前的准备与检查行为不合理、实验中的操作与防护行为不合理和实验后的收尾和清理行为不合理。

1.1.1 实验前的准备与检查行为不合理

实验前的不安全行为有不按规定穿着服装、不按照规定随意摆放物品、私下购买危化品并带入实验室使用、不按规定拿取实验室药剂、不按规定私自向学校登记申请危化品、不按规定合理摆放危化品材料或仪器设备、未按照规定进行实验前的检查工作、没有及时发现和消除安全隐患、实验前没有进行与安全相关的培训、实验前未了解学习实验相关知识就开始实验等。

1.1.2 实验中的操作与防护行为不合理

实验中的不安全行为有实验过程中开小差、实验过程中吃东西、实验过程中玩手机、实验过程中聚众聊天、实验过程中长时间脱岗、直接口鼻嗅闻尝化学试剂、未按照规定采取防护措施、不按照流程进行操作、实验台缺少实验人员、为了图方便而故意忽略可能引起事故的危险因素、没有正确处理外泄的危化品、不按照规定随意使用仪器等。

1.1.3 实验后的收尾和清理行为不合理

实验后的不安全行为有不按照规定处理危化品废液、实验结束后不将设备仪器关闭并归位、实验后不按照规定进行实验环境卫生打扫、特殊危化品不按照规定处理、仪器实验后不按照规定清理等。

1.2 高校化工实验室不安全行为的影响因素

高校化工实验室不安全行为的影响因素主要分为三个方面，分别为组织因素、个人因素和环境因素，表1 为具体影响因素的识别表。

表1 影响因素识别表

2 基于层次分析法对高校化工实验室不安全行为影响因素风险分析

2.1 层次分析法简介

层次分析法（The analytic hierarchy process）简称AHP，是美国匹兹堡大学运筹学家托马斯塞蒂提出的。它是一种应用网络系统理论和多目标综合评价方法，提出的一种层次权重决策分析方法。

层次分析法将问题分为多种组成部分，然后根据组分间的联系，将各部分按不同的等级进行综合，形成了一个多层次的解析结构模型，该模型分为最高层、中间层和最低层，最高层是决策的目的以及要解决的问题，中间层为考量因素、决策依据；最低层是决策时的备选方案。

在决定各个层面上各个因素的权重时，若只是一个定性的结论，就很难得到别人的认可。为此，Saaty 等学者提出了一致矩阵法，即不将全部因素放在一起进行对比，而是两两进行对比；在这一点上，我们将使用相对标度来降低各要素之间的对比难度，以达到更高的精度。

判断矩阵元素aij的比例标度见表2。

2.2 高校化工实验室不安全行为风险评估指标构建

由上文对高校化工实验室不安全行为的影响因素分析，根据客观性、通用性和适用性原则，建立了高校化学实验室不安全行为风险评估模型，如图1 所示。

图1 高校化工实验室不安全行为风险评估指标

2.3 基于层次分析的权重计算

本文以某高校化工实验室为例，采用层次分析法评估不安全行为影响因素的风险，以确定不安全行为影响因素的风险等级。评价指标体系的标准和方案层面的评分矩阵是通过问卷星分发给相关专家的调查问卷来确定。

运用层次分析法来解决实际问题的关键是建立判断矩阵，具体步骤分为两步，首先根据判断矩阵元素aij的比例标度表，将准则层的各准则因素进行两两比较，建立判断矩阵，然后根据判断矩阵建立矩阵A[8]。

式中，aij=1/aji，矩阵A 构成判断矩阵。

采用的权重向量ω 的计算方法是算术平均法，由于判断矩阵A 中的各列能够近似地反映权值的分配情况，所以可以使用所有列向量的算术平均值来估算权重值，即

计算步骤：

（1） 将判断矩阵A 的元素按列归一化，即求

（2） 将归一化后的各列相加。

（3） 将相加的向量除以n 即可得到权重向量[9]。

依据上述步骤和专家评分结果，分别得到组织因素指标权重、个人因素指标权重和环境因素指标权重，分别如表3、表4、表5 所示。

表3 组织因素（B1）指标权重

表4 个人因素（B2）指标权重

表5 环境因素（B3）指标权重

得到判断矩阵A 权重值，如表6 所示。

表6 高校实验室不安全行为影响因素指标权重

2.4 归一性检验

把权重值ω 作为判断矩阵A 的特征向量，并计算出矩阵A 的最大特征根λ。

若结果符合CR＜0.1，即代表矩阵A 的不一致程度在容许范围内，若不符合，那么就需要对矩阵A 进行调整。

（1） 组织因素

一致性检验通过。

（2） 个人因素

2.5 高校实验室不安全行为评估结果及建议措施

基于层次分析法对高校实验室不安全行为进行评估，针对高校实验室不安全行为影响因素的三个方面（组织方面、个人方面、环境方面）构造矩阵进行计算权重值，如图2 所示。得出以下结果：

图2 各影响因素权重分布图

（1） 对不安全行为影响因素进行危险程度评定，组织因素中的实验室安全检查，个人因素中的安全习惯、安全知识和安全意识，以及环境因素中的安全设施，对高校实验室不安全行为的影响程度较高，综合准则层的权重分布可知：其中实验习惯的影响程度为最高级。

（2） 环境因素中的环境卫生，组织因素中的实验室安全教育培训，个人因素中的生理状况、情绪因素的影响程度为中等。

（3） 组织因素中的实验室安全责任体系和实验室安全管理制度，个人因素中的安全心理，环境因素中的仪器材料、安全物资保障的影响程度为一般。

（4） 综上，影响程度最高的是实验习惯，最低的是安全物资保障。

针对以上评估结果，对于高校化工实验室中常出现的不安全行为，应采取以下措施：

（1） 实验人员进入实验室进行实验，应将手机等电子设备单独放置，远离实验台，尽量减少实验过程中实验人员玩手机开小差的不安全行为。

（2） 高校实验室应进行定期的安全培训以及实验前的教学讲解，以提高实验人员的安全意识，培养实验人员良好的实验习惯，尽量减少不符合要求的防护操作以及实验操作。

（3） 定期组织实验相关的安全知识考试，要求所有参与实验的人员都要具备一定的安全知识，并且能够有基本的应对突发事件的能力，避免实验中出现气体泄漏或液体倾倒引发事故等。

（4） 明确实验室责任制度，确保责任落实到位，参与实验的人员应签订安全责任书，防止实验人员因责任意识浅薄而忽视安全隐患。

3 结论

实验室是高校培养人才的基地，应该坚持以人为本、生命至上的原则防范实验室安全事故发生。本文基于层次分析法对高校化工实验室不安全行为进行风险分析与评估，通过总结归纳高校化工实验室不安全行为影响因素，建立风险评估模型，计算并对比各影响因素下的权重值发现，组织因素中的实验室安全检查，个人因素中的安全习惯、安全知识和安全意识以及环境因素中的安全设施对高校实验室不安全行为的影响程度较高。为了减少高校实验室中不安全行为引起事故的可能性，对于可能影响或导致不安全行为的潜在因素，需要尽早发现、及时处理，通过不断落实相关责任，完善相关的规章制度，并且定期的做宣传教育等行为，尽量减少实验室中可能导致不安全行为的因素。提升对高校实验室不安全行为影响因素的重视程度，有助于我们更好地进行高校实验室安全管理，为高校教学、科研提供更加安全的实验环境。