阳富强， 杨文家， 余龙星

（福州大学环境与安全工程学院，福州 350116）

0 引言

高校实验室是大学进行科学研究及人才培养的重要基地，也是提高学生创新实践能力的有效载体［1-2］。随着高校招生规模的不断扩大，实验室数量逐年增多［3］，相应的安全管理工作面临着新的挑战。近10 年来，我国高校实验室已发生多起安全事故，引起社会的广泛关注［4］。例如，2022 年4 月20 日长沙某高校学生实验过程中发生铝粉爆炸，造成1 名博士研究生重伤；2021 年10 月，南京某高校化工实验室因实验原料使用不当发生爆燃事故致2 人死亡、9 人受伤。为保障高校师生的生命财产，维护高校和社会的稳定，对高校实验室安全风险控制方法进行研究具有重要意义。

当前，针对高校实验室安全管理和风险控制领域，许多学者进行了深入研究。付净等［5］以“2-4”模型为基础，研究高校实验室事故的多发环节；阳富强等［6］基于人因分析和分类系统（HFACS）模型，从多层次分析实验室事故致因的具体表现形式；李倩［7］提出了以行为安全管理（BBS）模型在组织行为和个人行为的双重管理下提高科研人员的安全意识进行安全管理。然而，这些研究方法无法从系统的角度解释实验室事故的演化路径和过程，不能有效揭示各个事件之间的关联性和引发事故的底层事件。事故演化网络通过分析大量的案例，使事故与风险因素间通过事故链相连形成风险网络［8］，结合不同风险因子间的逻辑关系，构建一个系统的网络，使动态分析更加具有实效性、针对性，并达到安全防控的效果。

鉴于此，本文运用事故案例分析法识别引起高校实验室存在的风险因素，提取事故链，明确风险演化过程［9］，进一步构建事故演化网络模型。以期为实验室安全管理提供新的思路和针对性对策。

1 高校实验室安全网络构建

1.1 高校实验室安全事故收集

为构建高校实验室安全事故案例库，从公开发表的实验室事故主题类文献和政府机构发布的事故调查报告中收集案例。每个案例包括事故发生过程、事故发生原因以及处理结果等基本信息。据统计，2001 ～2021 年间全国高校实验室发生了126 起实验室安全事故，共造成20 人死亡、107 人受伤［10］；事故类型主要涉及火灾事故、爆炸事故、中毒事故、机械伤害事故、触电事故和其他事故［11］。不同类型实验室事故分布如图1 所示，可见火灾爆炸事故类型最为突出。

图1 2001 ～2021年全国高校126起实验室事故类型分析

1.2 实验室安全事故风险因素建立和事故链提取

基于系统工程理论分析126 起事故案例，从人、物、管理、环境、技术方法5 个方面找出导致事故发生的基本事件、中间事件和衍生事故。根据各个事件的相互作用关系将事故原因分类归总，构建实验室安全事故演化网络。结合相关高校实验室事故调查报告，共识别和总结出6 类风险因素和27 种风险因子，如表1 所示。

表1 实验室安全事故风险体系

在对各个案例进行分析时，按照时间的先后顺序提出危险因子，将各个风险因子依次连接，最终形成事故链，实现对事故网络的演化过程。以2018 年“北京交通大学12.26 爆炸事故［12］”为例，详细阐述各个危险因子的辨识和不同危险因子组成事故链的提取过程。根据表2 的事故经过和原因，可分析得出一条事故链：实验人员未进行安全培训，实验时误操作使得安全防护失效而造成人员伤亡。通过这一事故链可提取出安全培训未组织或组织不到位（M4）、违章操作（H3）、安全防护失效（C4）这些风险因子。将这些风险因子按照出现的先后顺序可以构建一个完整的事故链：M4→H3→C4→A2→A1。从“北京交通大学12.26爆炸事故”中，共识别出10 个风险因子和2 个风险事故，4 条事故链，如表2 所示。同时，本文按照同样的方法确定了其余的事故链。

表2 北京交通大学12.26 爆炸事故具体信息及事故链

1.3 实验室安全事故风险演化

在同一个风险事故中，多条事故链均含有的共同风险点可将不同的事故链融合到一个全局的关联网络中［13］。以表2 事故链提取与编码的（1）、（2）、（3）为例，可将不同的风险点进行融合，把每一条单独的事故链融入整个事故网络中，整个过程如图2 所示。

图2 事故链融合示意

基于复杂网络理论，运用Pajek 建立实验室事故风险关联网络。将上述的6 类风险事故、27 种风险因子抽象为节点，而这些节点间的演化关系可进一步抽象为网络节点间的有向连线。最终可以输出为33 个节点，119 条两边构成的有向无权网络。图3 所示为实验室事故风险因子关联网络，其绿色节点代表风险事故，黄色节点代表风险因子。

图3 实验室事故风险关联网络

2 事故网络分析及防控对策

2.1 基于出入度的风险分析与防控

事故演化网络中，入度是指直接引发该事件的上游事件的数目。入度越大表明能造成该事件的上游事件多，在一定程度上该事件更容易发生。出度则是指该事件能够导致的下游事件的数目，出度越大表明该事件的衍生事故多，对事故演化网络发展影响大。由于一部分节点的出入度数量较少，所以取各类风险因子中总出入度在前50%的风险因子共14 个，如表3所示。

表3 实验室安全事故演化网络出入度

在统计的各类风险点中安全制度不健全（M3）和安全意识不足（H1）的出度都较高，分别为11 和10。因此，将这两个出度高的风险因子消除可以有效预防实验室安全事故的发生。在风险因子中，仪器受损（C5）的入度最高为5 个，表明诱发该风险的因子最多，受其他风险的影响程度高，消除这一风险因子难度很大。综上，为消除或抑制该风险事故的发生更应提高工作人员的安全意识和健全安全制度。

2.2 子网节点数和支链数的风险分析

事件的子网节点数和事件包含的支链数一定程度上代表事件的危险程度［14］。在事故演化网络中，各个风险因子的子网节点数和支链数如表4 所示。基于对实验室事故演化网络各个风险因子的子网节点数和支链数进行分析，安全意识不足、安全制度不健全这两个风险因子的子网节点数和支链数相对其他风险因子都较高。子网节点数越多，表示这类事故一旦发生则更容易造成其他衍生事故，并且大多是危险性较高的事故［15］。支链数则表示更多的危险路径，在消除或抑制事故发生中控制这两个风险因子发挥着重要的作用。属于人为风险因子和管理风险因子的子网节点数和支链数往往较高，表明在事故演化的过程中这两类因素与其他因素联系紧密。特别是人员安全意识不足、实验室制度不健全这两个危险因子，有着最多的连接节点并对其他节点施加间接影响力。因此，人为因素和管理因素是影响高校实验室安全系统的根源所在。

表4 实验室安全事故演化网络各风险因子的子网节点数和支链数

2.3 事故风险防控对策

综合以上分析并结合高校实际，需要重点对关键节点进行防控，截断事故链，降低或阻止事故风险发生。在此，从节点重要度出发，提出了高校实验室风险控制对策。

（1）针对实验人员安全意识不足，应树立“安全第一，预防为主，防治结合”的思想。定期开展安全教育培训，结合近期发生的事故案例和国家颁布的法律法规以案说法增强师生的能动性。通过建立实验室安全管理条例，并设立奖惩制度，鼓励每个师生员工遵守安全规章制度，参与实验室安全管理。

（2）针对安全制度不健全，应建立实验室安全责任制度与管理制度。根据管理层级设定责任，明确各部门实验室安全责任，使操作者有章可循、有据可查，实现安全责任制度与管理制度协同化，从而形成纵向到底、横向到边、各负其责的安全管理网络。

（3）针对监督管理不到位、安全隐患未排查等问题，应设立高校实验室安全管理办公室，成立安全检查小组，结合实验室特点制定详细的检查方案，找出具体问题。可以实行每日排查制度，将结果上报到实验室安全管理办公室，由安全专职管理人员进行隐患排查。

3 结语

（1）根据统计结果，引发高校实验室安全事故的原因可概括为：人的因素、物的因素、技术方法因素、管理因素和环境因素5 个方面，共包含27 个危险因子。针对这些危险因子应完善实验室安全责任制度，实行全员参与的监督机制，构建系统的安全管理体系。

（2）建立了一个33 个节点和116 条边组成的事故演化网络。基于风险因子的出入度、子网节点数和支链数，确定出人员安全意识不足、安全制度不健全是影响最大的风险因子，因此高校实验室安全系统中应加强对这两个风险因子的有效控制。

（3）出入度分析、子网节点数和支链数分析均表明，人的因素和管理因素是导致高校实验室风险事故发生的重要原因，控制和减少广大师生的不安全行为并加强管理制度建设和落实是降低实验室事故发生的最有效途径。