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（爆炸現(xiàn)場畫面 來自網(wǎng)絡(luò)） | 編者按 | 2015年12月18日上午，清華大學(xué)一化學(xué)實(shí)驗室發(fā)生爆炸事故，一名80后孟姓博士后實(shí)驗人員不幸遇難。據(jù)多家媒體報道，遇難者來自安徽蕭縣的一個農(nóng)村家庭，事故發(fā)生前晚還與同學(xué)一起看球賽。引發(fā)爆炸的危險品可能為叔丁基鋰。目前事故原因還在進(jìn)一步調(diào)查中。 遇難者英年早逝，令人扼腕嘆息。類似的悲劇該如何避免？高?；瘜W(xué)實(shí)驗室安全應(yīng)如何保障？ 一項對2001年至2013年中國100起典型實(shí)驗室事故的研究表明，火災(zāi)和爆炸是實(shí)驗室事故的主要類型，實(shí)驗室中的危險化學(xué)品、儀器設(shè)備和壓力容器是引發(fā)實(shí)驗室安全事故的主要危險因素，儀器設(shè)備、試劑使用環(huán)境是事故發(fā)生的主要環(huán)節(jié)，違反操作規(guī)程或操作不當(dāng)、疏忽大意以及電線短路、老化是導(dǎo)致事故的重要原因。 事故發(fā)生當(dāng)晚，《知識分子》讀者群組織了一場“高?；瘜W(xué)實(shí)驗室安全”的在線訪談，邀請身處化學(xué)實(shí)驗一線的武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授袁荃、北京大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系碩士研究生王鑫分享他們對化學(xué)實(shí)驗室安全問題的看法。本文據(jù)訪談實(shí)錄整理。 愿警鐘長鳴！ 整理 | 王國磊、彭雯、張林峰 知識分子讀者俱樂部首場在線分享 高?；瘜W(xué)實(shí)驗室安全 主講人：袁荃（武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師） 嘉賓：王鑫（北京大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系碩士研究生） 時間：2015年12月18日19：00-20：30 袁荃：化學(xué)實(shí)驗存在許多潛在危險 非常感謝給我這樣的機(jī)會和大家交流。我從事的是化學(xué)的研究與教學(xué)工作，我們第一時間得知了今天發(fā)生在清華的事故。 上午發(fā)生的這場事故，據(jù)了解，是由于一個博士后在實(shí)驗操作過程中使用了叔丁基鋰，可能由于叔丁基鋰掉在地上，引發(fā)事故。叔丁基鋰是一種危險的化學(xué)試劑，按照要求應(yīng)該是兩個人來操作，一個人做很危險。由此可見，化學(xué)實(shí)驗存在許多潛在危險。
正好今天上午，教育部實(shí)驗安全管理部門來武漢大學(xué)考察我們的實(shí)驗室安全。此前兩周，我們也進(jìn)行自查，加強(qiáng)了對實(shí)驗室安全的要求。 關(guān)于實(shí)驗室安全，可以分為化學(xué)品安全、生物安全、輻射安全、激光安全、特種設(shè)備安全、實(shí)驗廢棄物處置安全，以及常見事故的處理等類別。實(shí)驗室安全教育在這些方面都有非常詳細(xì)嚴(yán)格的規(guī)定和說明。 在化學(xué)品安全方面，國家對申請購買危險化學(xué)品的管理非常嚴(yán)格，劇毒化學(xué)品的購買需要公安機(jī)關(guān)審批。對實(shí)驗室來說，更重要的是化學(xué)品的安全儲存。武漢大學(xué)為化學(xué)院的每一個實(shí)驗室都配備了專門儲存危險品和劇毒化學(xué)品的儲藏柜，雙人雙鎖，對儲藏安全規(guī)格要求非常高。 化學(xué)實(shí)驗室儀器設(shè)備的管理也是很嚴(yán)格的，每一臺儀器設(shè)備都應(yīng)注明負(fù)責(zé)人與其聯(lián)系電話，并且必備臺賬，包括設(shè)備使用記錄情況，要注明使用者，使用時間，使用時發(fā)現(xiàn)什么問題等。 實(shí)驗室安全管理制度方面，我們有對校級實(shí)驗室的安全管理的制度要求，在學(xué)院層面也有相關(guān)的規(guī)章制度，我們會進(jìn)行安全教育培訓(xùn)和實(shí)驗室安全考試，還有實(shí)驗室環(huán)境管理，包括衛(wèi)生環(huán)境，以及學(xué)校相關(guān)場所的安全保障、安全設(shè)施和應(yīng)急設(shè)施等。還有通風(fēng)系統(tǒng)，用電用水基礎(chǔ)安全、化學(xué)試劑存放、劇毒品管理、氣體管理、遺棄物的管理，都有嚴(yán)格要求。 我曾在美國佛羅里達(dá)大學(xué)從事博士后研究，從這期間的經(jīng)驗來看，國外在這方面更加完善。他們要求每一個剛剛進(jìn)入實(shí)驗室的人員，在初期都不能做實(shí)驗，而是需要進(jìn)行安全培訓(xùn)，合格后才能開展工作。 就我自己的實(shí)驗室而言，因為我們是分析化學(xué)實(shí)驗室，相對有機(jī)實(shí)驗室來說危險操作較少，但依然要保持警鐘長鳴的狀態(tài)。我們實(shí)驗室也發(fā)生過小型事故，我每次都會詳細(xì)記錄在案，并在每學(xué)期伊始、學(xué)期中期和學(xué)期末召開組會重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，將事故的發(fā)生過程、發(fā)生的原因以及可能的危害給每位同學(xué)重復(fù)講述很多遍。 對我們實(shí)驗室的小型事故，我記得非常清楚。有一次，我的學(xué)生在處理結(jié)塊的藥品時，試圖用工具把藥品弄碎，因為操作上的不慎，一小塊藥品濺到了脖子上。由于藥品的強(qiáng)腐蝕性，皮膚出現(xiàn)燒灼感，立即沖洗后才沒有大礙。 還有一次，我自己對實(shí)驗室進(jìn)行巡視時，發(fā)現(xiàn)烘箱在冒煙。烘箱一般裝有水熱釜的反應(yīng)裝置，有一定的溫度。我立馬關(guān)掉烘箱。溫度降到室溫后打開一看，發(fā)現(xiàn)學(xué)生把墊片裝反了，水熱釜泄露，由于反應(yīng)溫度有120度，導(dǎo)致冒煙。 這兩起事故，我都讓相關(guān)學(xué)生做了詳細(xì)記錄，包括時間地點(diǎn)人物和照片，每個學(xué)期都會在實(shí)驗室組反復(fù)講述這些事故，就是為了防止學(xué)生再次發(fā)生錯誤操作。 我的經(jīng)驗是，要時刻保持警鐘長鳴的狀態(tài)，反復(fù)多次地強(qiáng)調(diào)實(shí)驗室安全教育。學(xué)生大多年輕不成熟，他們沒有經(jīng)驗，很難想象小的危險和事故所能帶來的巨大危險，需要我們不斷地提醒和教育。平時的安全教育工作要做得非常非常到位才能有杜絕安全隱患的可能性。 這次清華實(shí)驗室的事故也是一個非常慘痛的教訓(xùn)，我們未來會編入實(shí)驗室安全教育的PPT中，給新進(jìn)組的成員灌輸實(shí)驗安全的重要性，防患于未然。以上是我基于自己的經(jīng)歷和感受做的一個總結(jié)。 部分提問與回答 在化學(xué)實(shí)驗室如何“保命”？ Q1（Larry）：高?；蚩蒲袡C(jī)構(gòu)化學(xué)實(shí)驗室的選址有無關(guān)于安全距離的統(tǒng)一規(guī)定？ 王鑫：一般而言，大部分化學(xué)實(shí)驗的選址并無特殊的要求，但類似北京大學(xué)應(yīng)化系的放射化學(xué)實(shí)驗室會選擇人群密集度相對較低的地方，方便管理及事故處置。另外化學(xué)實(shí)驗室相關(guān)的藥品儲存庫建筑要求比較高，一般是地下或者半地下結(jié)構(gòu)。從我去過的一些院校來講，化學(xué)院一般可以保證獨(dú)門獨(dú)棟，不和其他實(shí)驗室混在一起。 Q2（Larry）：各大學(xué)化學(xué)實(shí)驗室都與普通實(shí)驗室、辦公室、教室會混用一樓嗎？ 王鑫：據(jù)我所知，目前大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗室和學(xué)生休息室以及教師們的辦公室都是在一起的。因為不可能頻繁地進(jìn)出門禁，而且距離過遠(yuǎn)不利于對實(shí)驗室狀況的實(shí)時掌控。除非做的課題很特殊，不然一般都是在一起的，但是實(shí)驗大樓里面是沒有教室的。除實(shí)驗教學(xué)以外，其他教學(xué)活動都不在實(shí)驗樓進(jìn)行。 Q3（Larry）：事故是否可能產(chǎn)生威脅公眾安全的次生危險品？ 王鑫：有這種可能，但風(fēng)險極小，畢竟化學(xué)實(shí)驗室并不是化工廠，實(shí)驗室火災(zāi)所能燃燒的化學(xué)品是極其有限的。為了避免這一點(diǎn)風(fēng)險就把實(shí)驗室遷走是不合算的。 Q4（小齊）：我國消防部門對相關(guān)化學(xué)實(shí)驗事故應(yīng)對的專業(yè)性如何？高校實(shí)驗室需要在消防部門備案嗎？ 王鑫：所有高校的化學(xué)實(shí)驗室都是消防安全重點(diǎn)單位，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時一般都會出動數(shù)臺消防車進(jìn)行處置。但目前來看，專業(yè)性仍有待加強(qiáng)，畢竟我國現(xiàn)有的消防制度仍然不是以職業(yè)的消防人員為主。 Q5（孟得耳）：8月天津化學(xué)品爆炸發(fā)生大火，今天又出這樣事故，需要反思哪些問題并盡快做好防范？ 王鑫：相比于天津爆炸事故中的漏洞，高校實(shí)驗室的安全管理已經(jīng)很嚴(yán)格，定期的安全檢查已成慣例。目前來說還有很多漏洞，一方面檢查人員流于形式，另一方面實(shí)驗人員在長期的實(shí)驗過程中也會逐漸麻痹大意。這類事故只要有人參與其中，就不可避免會出事，但一些常規(guī)事故還是可以通過規(guī)范管理來避免的，至少做到避免人員傷亡還不算太難。 另外，我個人對這次事故的感受是，學(xué)校除了基本的保險之外，最好還是要給學(xué)生購買其他意外保險，畢竟比其他人所面臨的風(fēng)險高得多。 袁荃：同意王鑫的看法，高校實(shí)驗室的管理已經(jīng)很嚴(yán)格了，天津大火主要在于管理失職。對王鑫提到的購買意外保險，我很肯定，高校需要有這方面的考慮。來我們實(shí)驗室聯(lián)合培養(yǎng)的同學(xué)，我們?yōu)槠滟徺I意外保險。 Q6（江英偉）：實(shí)驗操作，尤其是危險反應(yīng)的操作規(guī)范，是否會反復(fù)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練？ 王鑫：就我的經(jīng)驗而言，初次接觸危險操作時會首先向高年級同學(xué)學(xué)習(xí)，并在其監(jiān)督下能獨(dú)立完成后才可以獨(dú)自進(jìn)行相關(guān)操作。 以我現(xiàn)在進(jìn)行的放射化學(xué)實(shí)驗為例，在實(shí)驗初期，需要首先進(jìn)行冷實(shí)驗（不添加放射性同位素），把整個實(shí)驗流程操作熟悉之后才能夠進(jìn)行真正的操作。 危險實(shí)驗是需要反復(fù)訓(xùn)練以避免操作失誤造成事故。比較危險的化學(xué)品在使用時需要有人陪同并做好預(yù)防措施。以叔丁基鋰來為例，此前已經(jīng)有很多事故都是由于它造成的。我們平時實(shí)驗所穿的白色實(shí)驗服為化纖制品，不能起到防火作用。如果實(shí)驗室有條件，一般是需要使用防火的玻璃纖維類實(shí)驗服的。 袁荃：關(guān)于操作規(guī)范，我認(rèn)為這一塊做得還不夠?；瘜W(xué)實(shí)驗具有一定的經(jīng)驗性，都是老帶新，我們分析化學(xué)實(shí)驗室操作方面不多，都是老生告訴新生注意事項、操作規(guī)范。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗室會要求更多、更高。 Q7（孟得耳）：對高校實(shí)驗室使用的化學(xué)用品，學(xué)校有無相關(guān)使用要求？實(shí)驗室化學(xué)品安全對人員裝備穿戴有沒有什么要求？有沒有相關(guān)負(fù)責(zé)人監(jiān)督使用是否符合要求？ 王鑫：化學(xué)品根據(jù)自身特性會分成不同的品類，易燃易爆有毒等，對于一般危險性的化學(xué)品學(xué)院不統(tǒng)一進(jìn)行管理，由各個課題組自己負(fù)責(zé)。但對于高危性的化學(xué)品，如疊氮化物等會統(tǒng)一進(jìn)行管理，要求使用時兩人共同領(lǐng)取，使用完成后立即歸還。 對一些易爆高毒的試劑，學(xué)校管理是很嚴(yán)格的，需要他人陪同領(lǐng)取，使用完畢后歸還。 在裝備穿戴方面，需要穿實(shí)驗服、戴口罩和防護(hù)眼鏡，特殊實(shí)驗時還應(yīng)注意手套的材質(zhì)（國外有教師因為手套材質(zhì)的問題導(dǎo)致試劑滲入皮膚中毒身亡）。對于安全裝備的穿戴，并無專人監(jiān)督，一切靠自覺，畢竟老師們精力有限，不可能盯住所有的細(xì)節(jié)。 另外對于試劑的管理，目前比較混亂的一點(diǎn)是，有些實(shí)驗室未有電子目錄，導(dǎo)致實(shí)際重復(fù)購買。 最危險的是有些實(shí)驗室違規(guī)儲存大量易燃試劑，這很容易導(dǎo)致火災(zāi)蔓延。 實(shí)驗室安全的根本是以人為本，不管最終損失多少儀器設(shè)備，最終都要以保證實(shí)驗人員的生命安全為第一要義，所以在入學(xué)或者入職之后進(jìn)行的第一項工作就是安全教育。學(xué)院會組織大家進(jìn)行學(xué)習(xí)，講解一些基本的安全常識和操作規(guī)范，帶領(lǐng)大家熟悉緊急逃生通道和應(yīng)急設(shè)備，練習(xí)使用基本的消防器材并進(jìn)行實(shí)地安全演習(xí)。由于每個實(shí)驗室的情況并不相同，在基礎(chǔ)安全知識培訓(xùn)完成后，應(yīng)由各個課題組熟悉本實(shí)驗的相關(guān)情況。 Q8（張學(xué)梅）：安全教育是每位學(xué)化學(xué)的同學(xué)進(jìn)實(shí)驗室前的第一節(jié)課，也是導(dǎo)師們經(jīng)常強(qiáng)調(diào)的，但確實(shí)化學(xué)實(shí)驗特殊，危險機(jī)率大。一是時間長了學(xué)生麻弊了；二是有些學(xué)生理論指導(dǎo)欠缺所致；三是有些實(shí)驗危險性預(yù)估不到。 王鑫：說到底就是制度問題導(dǎo)致的不專業(yè)。至于為何化學(xué)實(shí)驗室事故多發(fā)，除了張學(xué)梅提到的幾點(diǎn)，還有一些是資金不到位、管理欠缺導(dǎo)致的。譬如說為省錢不買防爆冰箱。即便是風(fēng)險管控到位了，有時候安全問題也難以避免，因為實(shí)驗人員也會出現(xiàn)各種狀況，有時候狀態(tài)不太好或者過于疲勞就會導(dǎo)致操作失誤。 Q9（Ostofisher）：能不能介紹一下參加化學(xué)實(shí)驗學(xué)生的保險保障情況？ 王鑫：學(xué)校情況不同，保障也不同，似乎我現(xiàn)在和其他人員一樣只有基本保險，除此之外每年會發(fā)放一定數(shù)額的保健費(fèi)作為工作補(bǔ)貼。 袁荃：學(xué)校的保險體系不是很完善，有醫(yī)療保險，學(xué)校沒有為學(xué)生購買意外保險，這一塊需要學(xué)生自己購買商業(yè)保險。 Q10（Larry）：叔丁基鋰會否與水或其他物質(zhì)產(chǎn)生危險反應(yīng)？ 王鑫：叔丁基鋰的危險性正在于和水反應(yīng)，另外由于是液體狀態(tài)，所以燃燒過程更加劇烈，大量液體灑出后，火團(tuán)會到處飄。 Q11（張學(xué)梅）：我感覺很多實(shí)驗室學(xué)生的人均面積小，致使一個通風(fēng)櫥架很多反應(yīng)。請問袁老師，您認(rèn)為這是高校實(shí)驗室的普遍現(xiàn)象嗎？國外情況如何？有人均面積要求嗎？ 袁荃：國內(nèi)國外都差不多，麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、加州大學(xué)等都存在這個問題，在大城市，實(shí)驗室面積都不大。國內(nèi)還有的問題是，招生規(guī)模大、面積有限、學(xué)生太多、實(shí)驗室人均面積更小等，但學(xué)校又不可能劃出更多的地供給化學(xué)蓋實(shí)驗樓。 延伸閱讀 1. 叔丁基鋰是什么 叔丁基鋰，分子式C4H9LI ，分子量64.05，是一種有機(jī)鋰化合物，是有機(jī)合成中的超強(qiáng)堿。這意味著它可以脫去很多氫碳酸（包括苯）中的氫。叔丁基鋰常常被用于有機(jī)合成、脫溴、羰基化合物的烷基化和質(zhì)子酸性更弱的烴類底物脫質(zhì)子鋰化反應(yīng)，此外，它還是市售鋰試劑中最強(qiáng)的烷基鋰試劑，其pKa超過53。
叔丁基鋰高度易燃，可在空氣中自燃（即能在不高于54.55°C的空氣中自發(fā)燃燒）。任何不妥當(dāng)?shù)牟僮鞫紭O容易引發(fā)安全事故。例如，在此次清華安全事故之前，2008年12月29日，UCLA Patrick Harran組一位年輕的女研究助理在把一個瓶子里的叔丁基鋰抽入注射器時，活塞滑出了針筒。這種化學(xué)制劑遇空氣立即著火，而這位女研究助理當(dāng)時并沒有穿防護(hù)衣，結(jié)果全身遭到大面積燒傷。雖經(jīng)醫(yī)院全力搶救，但仍于2009年1月16日不治身亡。 3. 叔丁基鋰燃燒事故的預(yù)防和處理 首先，最重要地，實(shí)驗室應(yīng)對此類危險實(shí)驗品進(jìn)行定期排查，實(shí)驗者必須牢記實(shí)驗注意事項，不能違規(guī)操作。叔丁基鋰在儲存時必須以干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)，使用時也必須非常小心。 其次，進(jìn)行實(shí)驗前，穿戴好護(hù)目鏡、防腐手套等安全裝備是很必要的。進(jìn)行實(shí)驗時，對叔丁基鋰的操作應(yīng)在無水無氧條件下進(jìn)行。為防止與水和氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，空氣隔絕技術(shù)（Air-free techniques）在相關(guān)實(shí)驗中尤為重要。此外，由于反應(yīng)特別快，會在短時間內(nèi)積累大量熱量，因此一定要控制反應(yīng)在低溫下進(jìn)行。 叔丁基鋰一旦著火，應(yīng)使用干粉滅火器撲滅，千萬不可使用含水或氯代烷烴的滅火器。 |
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