CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示(2016-06期)

CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我

们的启示

唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司

何琛2 上海于睿商务咨询有限公司

关键词:实验室、爆炸、安全管理、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)

摘要

本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对美国德州理工大学实验室爆炸事故的分析，结合国内高校及工厂实验室情况，从实验室危害辨识、风险分析、实验室安全管理、实验室应急管理方面存在的不足，并提出改进措施。

1.介绍

相对于工业领域的安全生产事故，高校、工厂实验室的安全事故往往不容易得到人们的关注，然而实验室向来被认为是校园中的危险区域，常被比喻为炸药库、生化武器库、毒药间等，稍有不慎将会造成生命财产的重大损失。

本文根据美国化学品安全与危害调查委员会(CSB- Chemical Safety Board)对美国德州理工大学实验室爆炸事故的调查研究，结合国内高校、工厂实验室情况，从实验室危害辨识及风险分析、实验室安全管理、实验室应急管理方面存在的不足，并提出改进措施，希望藉此提高高校、工厂实验室安全，避免事故的再次发生。

2. 美国德州理工大学实验室爆炸事故经过

2010年1月7日，美国德克萨斯州理工大学化学与生物化学系实验室发生了爆炸，爆炸导致1名毕业生失去了3根手指，手和脸部被烧伤，一只眼睛被化学物质烧伤。

美国德州理工大学有11个院系，在校人数超过31500人，其中化学与生物系有140名毕业生和研究生，225名在读学生，26名教师和19名职员。

美国德州理工大学化学与生物化学系1名5年级学生与1名1年级学生进行合成高氯酸肼镍衍生

物(NPH)课题实验，通常为了表征新合成的高氯酸肼镍衍生物(NPH)物质活性需要进行示差扫描热量分析、落锤冲击性、热重分析等试验，而每次合成实验得到的反应物一般在50-300mg，为了避免多次合成，两名学生在没有咨询首席研究员的情况下，擅自放大合成实验规模，一次性得到了10gNPH。在实验过程中，两名学生发现少量的NPH与水和乙烷作用下，不会发生燃烧和爆炸反应，因此他们基于经验判断，更大量的NPH的危害性与少量的NPH是一样的。在放大合成实验后，5年级学生发现，NPH产品呈块状，为了得到规格一致的NPH颗粒，他将合成得到的一半产品，约5g转移至研钵中，加入乙烷，并使用搅拌棒轻轻搅拌分离块状产品。在最初分离块状产品过程，这名研究生佩戴有护目镜，但在完成分离试验后，脱下护目镜并走开，等再次回到水泥器皿时，没有再次佩戴上护目镜情况下又再一次对样品进行了搅拌，此时，爆炸发生了，爆炸造成这名学生失去三根手指，手与脸也造成不同程度的烧伤，一只眼睛受伤。

图1：爆炸事故发生后实验台损毁图

3. 美国德州理工大学实验室爆炸原因分析

对于大多数事故，往往在调查的过程中过多关注与个人行为和决定对事故发展的影响，但是现代事故致因理论认为，事故并不是设备的单一故障或者一个人的某一不安全行为，而是多个失效或者缺陷出现导致的（摘自CCPS，2003，p89-90）。这一事故致因理论可以用James Reason 的“瑞士奶酪模型”进行阐释，见图2，瑞士奶酪模型(Swiss Cheese Model)是曼彻斯特大学教授James Reason在其著名的心理学专著《Human error》一书中提出的概念模型，通过国际民航组织的推荐成为航空事故调查与分析的理论模型之一。根据奶酪模型，有许多的保护层来避免

事故的发生，每一层奶酪就代表一层保护层，每一层奶酪上的“孔”表示每一层保护层都有失效的可能性，如果多个保护层同时失效（每一层奶酪上的孔贯穿），事故就会发生。

图2：CSB根据德州理工大学事故的奶酪模型

当CSB在进行事故调查时，就是根据奶酪模型的理论，找出各个保护层。同时CSB在调查过程中不仅调查事故的直接原因，而且要研究事故背后的组织、公司等层面可能存在的问题。

CSB根据物证、现场情况，采访证人，CSB认为美国德州理工大学实验室爆炸原因有：

（1）美国德州理工大学研究工作中，对物质本身危害性没有得到有效评估和控制；

（2）美国德州理工大学实验室安全管理程序只是沿用OSHA（美国职业安全与卫生署）《实验室危害化学品工作场所暴露标准》，而此标准旨在处理危害化学品暴露环境中对身体健康危害，而没有关注化学品物质危害；

（3）没有现行针对研究实验室环境的综合危害评估指南；

（4）美国德州理工大学以前发生的实验室不安全事故，本可以从中得到预防事故再次发生的经验，但没有得到书面记录、追踪、并在校园内进行正式的交流；

（5）截止本次爆炸事件发生时，研究捐款资助机构、美国本土安全局（DHS），对研究工作没有提供任何具体安全要求，以致失去了对安全进行影响的机会；

（6）美国德州理工大学首席研究员（PI），院系以及大学在安全职责和安全监督方面存在不足。

图3：CSB对美国德州理工大学实验室爆炸事故调查分析图

4. 美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示

在我们审视美国德州理工大学实验室爆炸事件的同时，有必要回头看看国内高校实验室及工厂实验室的形势，国内也时常有大学实验室发生各类安全事故见诸各类媒体报道中，过去两年，就有北京师范大学化学楼实验室起火，常州工程职业技术学院实验室爆炸，工厂实验室也经常出现人员中毒、爆炸的类似事故。

相对于工业领域的安全生产事故，大学或者工厂实验室的安全事故往往不容易得到人们的关注，然而大学实验室向来被认为是校园中的危险区域，常被比喻为炸药库、生化武器库、毒药间等，稍有不慎将会造成生命财产的重大损失。

美国德州理工大学实验室爆炸事件暴露出高校实验室管理方面的很多问题，带给我们很多的教训和启示，特别是回头看看国内高校及工厂实验室的现状，更是令我们陷入深思，本文借鉴美国德州理工实验室爆炸事件的教训和启示，希望能给国内高校及工厂实验室安全带来一些启示。