实验室化学品HSE管理

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时间 2021-12-01 02:38:16

实验室化学品HSE管理-1

前一篇我们分享了实验室HSE体系管理的一些基础概念，本篇开始，我们分享实验室化学品的HSE管理。从实验室开始购买化学品到化学品作为废弃物报废这一整个流程，人员都在接触化学品并且暴露于化学品风险中。所以，实验室化学品的HSE管理需要考虑化学品在实验室从引入到报废这一完整的化学品生命周期阶段。第一部分从以下几个方面分享实验室化学品管理需要关注的一些HSE内容：

1. 什么叫化学品；

2. 怎样管理化学品；

3. 实验室化学品的采购管理；

4. 实验室化学品的运输管理；

5. 实验室化学品的储存管理；

6. 实验室化学品的使用管理；

7. 实验室化学品的废弃管理；

8. 实验室化学品的应急管理。

一、什么叫化学品

我们现行知识体系下对于化学品的理解，是一种科学范畴下的理解，比如：我们身上的衣服，穿的鞋子，吃的东西等都可以叫做“化学品”。但是，如果基于这一理解，那么，我们实际中对于化学品的管理就会陷入一个“复杂”的无解怪圈。例如，监管范畴内的化学品，购买是有特殊要求，使用是有特殊要求，储存也是有特殊要求的，我们日常的衣服、鞋子等等，你会在平时穿戴时还要佩戴PPE吗?你会在储存时还要防火防爆防静电吗?你会在平时穿衣时还需要佩戴呼吸器吗?这显然是不会的。但是，刚才举例的这些都是对于化学品的基本管理要求，这就造成了矛盾。怎么办?

为了对化学品的范围进行统一和全球化管理的一致性，联合国GHS对化学品的范围进行了定义和统一，我们通常所说的需要进行化学品管理的化学品与GHS中对于“化学品适用”中的化学品定义一致。GHS适用于纯化学物质，他们的稀释溶液和化学物质的混合物……定义界定的“物品”不属于这一制度的范围(相关内容引用自紫皮书中的对应部分)。所以，我们通常所说的需要进行化学品管理的化学品是指：纯化学物质、他们的稀释溶液和化学物质的混合物。实验室中的化学品往往与实验有关，所以是实验需要用到的各种纯化学物质、他们的稀释溶液和化学物质的混合物。

二、怎样管理化学品

化学品的管理，一定要基于化学品的危害和风险(关于如何识别实验室的危害，可以参考本系列第一篇(LAB-HSE（1）一实验室HSE隐患的认知)。实际上在国内，化学品的管理大方向上分为两个方面，这两个方面虽然基本一致但有些部分有区别，必须要分开来说明。一个方面是化学品本身的危害是什么，比如易燃易爆化学品需要怎么管，酸碱类腐蚀性化学品需要怎么管，自分解或自反应或自放热类化学品该怎么管等。另一个方面是法规维度，即针对某些特别的化学品，在法规维度需要怎么管理。虽然这些法规要求与化学品本身的危害并无太大直接关联。这类化学品具有代表性的就是易制毒类化学品、易制爆类化学品、剧毒化学品、民用爆炸品等。

基于化学品的危害和风险，化学品的管理过程，实际也是一个PDCA循环的过程即“危害识别——风险评估——风险控制——有效性验证——管理评审——再危害识别……”的这么一个过程。根据化学品生命周期阶段的不同，化学品的管理，在不同的阶段又会有不同的侧重点，下面将一一分析。

三、实验室化学品的采购管理

采购管理是实验室化学品管理阶段的初始阶段，实验室化学品的HSE管理从采购端就要开始介入。原因有两个：一个是国家对于危险化学品在采购端(从供应商来讲是销售端)就有一系列的法规要求需要遵守;第二个是对于化学品引入后的后续管理，也需要采购端的一些支持才能被良好的实行。对于采购阶段，化学品的管理会面临以下问题：

1、需要购买哪些化学品？

2、如何购买、购买有什么特别要求吗？

3、购买时及购买后需要注意些什么？

先解决这三个问题需要做好以下几个工作。

1、统计需要购买的化学品种类及数量。

该过程可以通过建立一个化学品清单的方式进行(化学品清单的模板可以参考附件1）附件1：化学品清单模板.xlsx建立清单的过程相当于对化学品进行系统的危害识别的过程。这不仅可以帮助我们系统识别我们到底需要哪些化学品、化学品各自所属种类，从而可以知晓这些化学品该对接哪些政府部门、会有什么管理要求;还可以帮助我们识别化学品分别有哪些危害，和谁反应，储存哪里，储存要求等，为我们后续良好管理打下一个坚实的基础。化学品清单不仅在采购端需要，在后续的管理环节中也同样会需要用到。

附件1

2、向供应商索取SDS。

化学品统计完成后，就会面临下一个环节，购买时及购买后需要注意些什么。需要注意些什么的前提是购买人员必须了解为什么要注意这些，于是，会引出一系列问题：

化学品的危害是什么?
是不是混合物?
有哪些禁忌?
可以运输吗?如果可以，运输方式是什么?
包装有要求吗?
可以混装吗?
可以倾倒吗？等等。

这一系列问题都必须了解和清晰，只有了解和清晰才能够正确的进行采购和管理。而这些信息都来源一个东西：SDS，化学品安全技术数据表。

SDS是为化学品提供有关安全、健康和环境保护方面的各种信息，及有关化学品的基本知识、防护措施和紧急情况下的应对措施。其列出化学品的16项信息，主要用于工作场所以及专家参照安全技术说明书决定不同情况下的保护措施。安全技术说明书是化学品信息的广泛来源，当确定如何控制接触风险时，SDS可作为获取接触极限值建议、法规控制和其它有用数据等信息的参考文件。它总共包括16个方面内容：

1. 化学品及企业标识

2. 危险性概述

3. 组成和成分信息

4. 急救措施

5. 消防措施

6. 泄露应急处理

7. 操作处置和储存

8. 接触控制和个人防护用品（PPE）

9. 物理和化学特性

10. 稳定性/反应性

11. 毒理学信息

12. 生态学信息

13. 废弃处置

14. 运输信息

15. 法规信息

16. 其它信息

所以，在采购阶段必须获得化学品的SDS，否则，化学品的所有一切管理将无从谈起。

实验室化学品HSE管理-2

前一部分我们说到了实验室化学品的采购管理，本部分给大家说说实验室化学品的运输和储存管理。

一、实验室化学品的运输管理

此处说的运输指的是实验室单位内的化学品转移。实验室内部的化学品转移，需要考虑的HSE管理实质其实就一个：如何方便快捷的转移化学品又不受化学品伤害。这一实质，意味着转移环节，需要管理的HSE方面有以下：

1. 在便捷、高效的满足日常转移需求之外，又能使人员肢体少接触到化学品;

2. 转移过程需消除或最小化化学品意外掉落、破损等造成的化学品泄漏风险;

3. 需要人员用手接触化学品的转移，需要有人员肢体保护措施;

4. 如何避免同时转移多种化学品时造成的可能互相影响。

这些问题最好的解决方式就是通过辅助工具来转移而不是直接用手。以下是一些参考的方法：

1. 高效、安全转移：化学品转运工具。

图4.1 化学品转运工具

图4.2 化学品转运篮

图4.3 化学品转运箱

2. 人员接触安全：个人防护用品。

图4.4 反串围裙

图4.5 面屏+手套+防护服

图4.6 全身式防护服+电动送风式呼吸器

二、实验室化学品的储存管理

实验室化学品的储存，目前面临的痛点主要是这么几个：

1. 储存在哪

基于现在实验室的设计，安全、消防设计这面先天性的不足这里不谈，几乎所有的实验室是没有给专门设计储存空间的。那么，那么多实验需要的化学品全放在实验台面上显然是放不下的。用的时候去库房取，用完之后再还回库房，这从实际操作中显然也是不现实的。那么，该怎么储存，储存在哪里?

2. 如何储存

基于化学品自身危害的不同和法规要求的不同，易燃易爆类化学品需要储存在通风、无火源同时消防满足耐火要求的地方;酸碱类化学品需要防止相互反应;剧毒、易制爆类等化学品又需要储存在强度足够、可以防盗的储存设施内，同时又需要双人双锁和视频监控。那么，如果某化学品即是易燃易爆类又同时是剧毒类该如何储存?某化学品既是易制爆类又是酸碱类化学品又该如何储存?

3. 如何存取

通常的化学品该如何存取?易制爆、剧毒类国家需要精确管控的化学品又该如何存取?易燃易爆类化学品该如何存取?如何防止取错、拿错?

4. 储存的状态如何

国内大多数的实验室化学品管理现状是：

不知道实验室到底有多少种化学品;
不知道实验室存了多少化学品;
不知道实验室化学品存了多久;
不知道实验室化学品哪些是无主的或者遗留的;
不知道实验室化学品怎么交接，和谁交接;
不知道实验室哪些化学品已经反应了、反应了多久;
甚至不知道实验室哪些化学品已经过期了……

怎么办?

针对储存管理的问题，对应的管理要求和解决思路如下：

1. 化学品尽可能全部集中储存在实验室的一个专用房间内，不要分散储存，该房间内通排风良好、消防系统完善、具有二次防泄漏措施;如果是易制爆和剧毒类，不仅要单独房间，而且还要满足双人双锁、视频监控、防盗等要求。

图5.1实验室防爆设计&改造

2. 化学品储存时满足相似相容原理，互相反应的要隔离储存;易燃易爆类要有防静电措施，自反应类要有状态监控等。

这里其实隐含一个问题，鉴于国内实验室现状，国内绝大多数实验室都是不满足消防等级要求的，那么，如何实现实验室尽可能小空间多储存化学品，同时又能满足一定的消防保护要求，满足耐腐蚀要求、互相隔离要求、防静电、二次防泄漏同时双人双锁、防盗等要求呢?

专用的化学品储存柜是目前通用的解决方案

图5.2室内化学品储存柜

图5.3室内化学品试剂柜

图5.4室外化学品储存柜

3. 存取时需要佩戴规定的个人防护用品，同时需要有存取记录。对于易制毒、易制爆、剧毒类等国家明确管控的化学品，存取记录还需要记录完整的化学品流向、数量、以及取用人等。

4. 每种化学品都需有对应的化学品标签，防止拿错、用错;每个储存柜或者储存单元内，最好都张贴该单元内的化学品清单，以便于管理。

图5.5化学品柜标签

图5.6化学品标签

5. 按照供应链管理思路管理化学品。“储存状态如何”部分所列的所有问题简而言之是量的问题和状态的问题。将量和状态管理起来，就能避免这类问题，从而预防化学品事故的发生。解决量和状态最好的办法就是把化学品当成一种生产产品，把其按照供应链管理的思路管理起来。从化学品购买开始，建立一系列的信息，包括但不限于采购量、采购种类、化学品库存量、库存时间、库存状态、库存管理人、是否报废、如何报废、报废量等，基于供应链运营管理的思路和方法，通过供应链管理，实现：

监控到每种化学品的实际存量，防止超量购买;
合理的进行计划性采购和预防采购、防止过量采购;
及时避免化学品过期、合理优化成本；
监控到每一种化学品的储存状态，防止状态失控发生反应事故等。

现阶段的简洁做法是通过excel等类似工具进行化学品的供应链管理，优点是方便、快捷，易于上手，可以立即解决当下的问题;缺点是无法实现动态管理、实时管理，而且需要专人负责该块工作，繁琐且人工统计和盘库等极容易出错。更好的解决方案当然是化学品信息管理系统。

图5.7化学品信息管理系统示例

图5.8化学品管理信息系统原理

实验室化学品HSE管理-3

前一部分我们谈了实验室化学品的运输和储存管理，本部分接着谈谈实验室化学品的使用和废弃管理。

一、实验室化学品的使用管理

实验室化学品的使用，其整体管理思路依然是：使用阶段危害有哪些、风险多大?针对这些风险该怎么管理?这涉及到具体的管理方面包括：

1. 如何确保化学品取、用过程化学品危害不会侵入人体。

防止化学品危害侵入人体首先要明确一个概念，是只要侵入人体就有害吗?有没有量的界限?每种化学品的侵害量相同吗?业内有句话叫做“物皆无毒，剂量决定毒性”。所以，防止化学品危害侵入人体需要做好两个方面的管理：一，确保环境中存在的剂量越少越好;二，确保进入人体的剂量越少越好。这两个方面主要采取的管理思路是：一，采用控制措施的层级选择法：优选消除，是否可以使用无毒或无害的化学品进行实验操作;次选替代，是否可以用低毒代替高毒，无害代替有害进行实验操作;再选工程控制，比如通过通排风、局部通风等措施降低化学品的挥发剂量;第四选行政管理，比如通过建立实验安全操作规程、通过目视化提示管理等告知危害。二，使用个人防护用品来防止化学品接触人体。

基于实验室自身功用的特殊性，消除或者替代绝大多数时候不适用，那么最优先考虑的控制措施一定是工程控制。通过通排风措施来降低实验室内有害物质的剂量是通常的思路。下图是一些具体的实践分享。

图6.1通排风整体设计思路

图6.2通排风案例1

图6.3局部通风案例-万向罩

图6.4通排风案例-通风橱

2.如何确保化学品的使用操作是安全的。

化学品在使用操作过程中最大的作用是进行化学实验。这里面又分为两个维度，一，易燃易爆类化学品怎么管以及化学反应怎么管。

对于易燃易爆类化学品，基本管理思路是：

①对易燃易爆类化学品的储存、使用、报废等完整环节的各个阶段进行爆炸和火灾风险评估，形成风险结论;根据风险结论对缺失环节进行对应完善;

具体的做法涉及到一些专门的防爆知识，这里只做简单分享：

第一步，对于需要使用或操作的化学品，需要判断其爆炸特性;因为化学品的繁多性，尤其是很多中间产物、混合物的多样性，仅从目视或者原始物料特性并不能判断中间产物或者混合物的特性，必须对其爆炸特性进行判断，判断的方式是做爆炸性测试(基本以粉类化学品为主)。

第二步，测试结果证明其为确实的可爆性化学品后，对其日常存在区域(储存、使用、操作、收集、报废等)进行爆炸危险区域划分，划分的目的是为了防爆预防;有些人可能会问，为什么要划分，直接全部防爆预防不就完了?这是因为第一，全部防爆预防在现实中意味着很多行为是不能存在的，这与客观需求矛盾(比如，可能预防措施之一区域内不能有人，但是区域内有人可能是必然条件);第二，防爆预防意味着成本的增加，即资源的增加，但现实中资源一定是有限的，所以如何将有限的资源最有效使用，是必须要考虑的客观现实。

第三步，在爆炸区域内，进行点火源识别，以为后续的预防措施打基础。

第四步，根据第二步和第三步的信息，针对性的采取控制措施和进行管理。

②编制使用操作规程或实验操作规程，规范实验操作，尤其是一些禁止操作的事项;

③进行定期培训教育，最好是形成定期培训、实验室HSE可视化提醒、实验室“班前会”、实验前“安全会”以及实验后总结会这一整套体系。

图6.5实验室可视化看板&实验前安全会

对于化学反应，基本管理思路是：

①反应前进行反应危害评估，确保该反应的一系列流程完整完成，各个环节均是可控的;反应危害评估的模板可以参考附件2附件2：反应危害评估模板.xlsx

②编制使用操作规程或实验操作规程，规范实验操作，尤其是一些禁止操作的事项;每个实验都一定要有清晰的实验操作规程和安全操作指导，每个实验人员均需按照操作规程进行操作防止“随意”操作造成事故;附件3是一个推荐的实验安全操作指导模板附件3：实验安全操作指导模板.xlsx

③定期培训和训练每个实验室人员的应急处理能力。

图6.6消防灭火演练

图6.7化学品泄漏演习

二、实验室化学品的废弃管理

很多废弃的化学品不代表其改变了化学品的性质，所以废弃的化学品可能依然是“化学品”，依然要按照化学品的管理思路来进行管理。除此之外，由于实验室实验一定会有化学反应，所以化学品的废弃产物可能会有三种形态：即气态、液态和固态，所以实验室化学品的废弃需要管理的HSE方面有以下：

1、实验室废气的管理。

1.1 实验室应当定期对实验室产生的废气(如：挥发性有机物)进行系统识别，识别应当包括其成分、产生点、可能的量、排放点等，以便尽可能全面的对其进行收集和处理，达标后排放。该识别应当定期进行并在实验室设计之初就进行，因为设计之初如果考虑到了废气的处理总比运营后再进行改造要成本、高效的多。附件4是一个供参考的废气排放清单附件4：废气排放清单模板.xlsx

1.2 实验室挥发性化学品的操作应当尽可能在通风橱或局部抽风环境下进行，以尽可能减少对于化学品挥发气向周边环境的散逸。

1.3 实验室的废气应当采取有效处理措施确保达标排放。

1.4 实验室废气的吸收、处理装置以及通排风装置要根据实际情况采取防爆设计。

1.5 通风橱、局部排风等设施，要满足抽风的风速要求，确保挥发性气体和粉尘能够被有效捕集。

2、实验室废液的管理。

实验室的废液均会对水体造成污染或者可能由于其含有的成分会对污水站造成影响，“杀死”污水站里的微生物从而造成污水站的废水超标排放。除此之外，如果废液未经妥善处理还可能会形成“二次反应”(想想看为什么?)，造成反应危害。所以，实验室废液的管理应当遵循以下：

2.1 实验室应当尽可能将所有废液定义为危废进行处理或者制定废液准入清单，只有满足排放要求的废液才能被允许通过下水道、水池等渠道排放。

2.2 实验室的所有废液应当尽可能进行酸碱中和后再行处置。

2.3 实验室的废液在未处置前、暂存在实验室指定地点时，应当加盖并且张贴危险废弃物标识。

2.4 实验室废液的储存不应过满，应根据容器的最大溶剂至少留有一定余量防止满溢。

2.5 实验室废液的储存地点应当有二次防泄漏措施。

图7.1实验室废液的二次防漏

图7.2实验室废液的分类管理&废液标签

3、实验室化学品废弃物的管理。

实验室化学品废弃物大多属于危险废弃物，应当按照危险废弃物的要求进行管理。不属于危险废弃物的也应当按照废弃物管理要求进行分类暂存。

3.1 实验室化学品废弃物应当进行分类暂存，暂存区域或容器上应当张贴对应废弃物标识。

3.2 危险废弃物应当暂存在实验室危废仓库并分类储存。

3.3 危废储存容器应当密闭。

3.4 危险废弃物储存仓库或者设施应当防风、防雨、防扬撒、防渗漏，因为很多危险废弃物依然等效于易燃易爆化学品，所以需要储存此类危险废弃物的还要具备相应消防和防爆要求。

由于国家对于化学品仓库和危险废弃物仓库的管控流程极为复杂而且很多实验室没有足够的空地建造危化品库或废弃物仓库，这成为了大多数实验室机构或院所的一个极大痛点。君源LAB-HSE为这一痛点带来了政府认可的解决方案——户外危险废弃物储存仓库(户外危险品库，可见本文之前内容)

图7.3是认可的标准的危险废弃物储存仓库，具有无需施工、符合法规、成本低廉、性价比高等优点，深受广大实验室和企业欢迎。

图7.3室外废弃物储存柜

实验室化学品HSE管理-4

一、实验室化学品的应急响应管理

实验室化学品的应急响应管理已经是化学品管理的最后一道防线。它的意义在于如何使发生的事故的后果最小化。无论我们前端预防多么完美，总会有我们意想不到的意外发生从而产生事故。所以，一旦事故发生了，我们如何积极应对和处理、减量化事故的危害后果也是很重要的一个环节，这属于应急响应方面的内容。应急响应的成功与否与事故的前端预防管理息息相关，简单说应急响应管理的成功取决于应急准备的充分。基于响应源于准备的原则，应急响应的管理又分为这么几个方面：

1、首先需要明确哪些情况需要应急响应

需要应急响应的情形是事先决定的并不是事故发生后才临时决定是否需要应急响应。同时，并不是所有的情况均需要应急响应，因为时间和资源一定是不够的，效率也是不足的。只有那些对于实验室的后果影响是不可接受的情形才是需要应急响应的。这些情形的判定是在实验室的风险评估阶段就定义好的。

图8.1为君源在某高校进行HSE风险评估工作的一个分享。

图8.1高校HSE风险评估

2、应急响应的日常准备有哪些。

应急响应的日常准备包括实验室前期规划设计，中期物资设施准备、人员准备，日常应急设施的维护保养、有效验证以及后期的定期演练等。

2.1 实验室规划设计准备。

实验室规划设计请详见本管理系列第二篇 (LAB-HSE（2）—实验室布局设计的HSE管理)，规划设计是后期运营良好的保证。举个例子，起火了最需要的东西是什么?灭火器啊。如果设计中没有规划灭火器，那么在真正着火时岂不是想用都用不了?就是这个道理。图片8.2~8.5是实验室规划设计需要考虑的一些方面举例。