高校实验室,离地狱只有一步

作者:路迟,编辑:莫奈,题图来自:IC photo

10月24日15时54分,南京航空航天大学将军路校区的材料科学与技术学院材料实验室发生爆燃事故,造成2人死亡,9人受伤。据通报,事故原因正在调查中。

高校实验室,离地狱只有一步

10月24日,@南京消防在微博通报称南京航空航天大学将军路校区一实验室发生爆燃

这已是今年公开报道的第4起高校实验室安全事故。

2021年3月31日,中国科学院化学研究所发生反应釜高温高压爆炸事故,一名研究生当场死亡;

2021年7月13日,南方科技大学一实验室发生火灾,一位实验人员被烧伤;

2021年7月27日 中山大学药学院实验室发生爆炸,一名博士生的手臂动脉被当场刺穿……

由国家自然科学基金项目资助发表的《高校实验室安全事故行为原因分析及解决对策》,对国内2010年至2015年间发生的46起高校实验室安全事故进行分析发现,高校实验室安全事故发生地通常集中在化学、生物、电气、医学实验室,以及危险化学品库房;事故类型主要有火灾、爆炸、中毒、感染、腐蚀灼伤5类,其中,火灾、爆炸事故占事故总数的91%。

南航大爆燃事件已造成悲剧,我们则找了几位曾在实验室里与危险、死神擦边而过的生化环材专业学生,谈谈他们经历过的惊险与思考。

1. “意外”到“事故”的距离

“就差一点。”

“还好只有……”

在实验室里与危险擦肩而过的人常用这样的句式进行讲述,即便没有遇到过如南航那般剧烈的爆炸惨状,但回想起来,很多时候从“意外”到“幸存”,仅仅是在操作、用量、器备等方面的毫厘之差。

高中时期,因为一部邓稼先的纪录片,严敏爱上了科研工作,大学考上武汉理工大学的复合材料专业,但直到大四下学期,为了做毕业设计,她才开始第一次真正走进实验室。

对本科生而言,大部分的风险都来自于细琐的环节。“最危险的是气瓶”,严敏说,里面都是压缩气体,一旦位置稍有倒错,瓶阀就会因气压差而松掉,气体变成液体跑出来,“如果撞到肯定会死人的”。

她亲眼见过同学因为热量估算误差,使得三口烧瓶因为冷热不均而爆炸,自己也有过浓硫酸差点滴穿防护服酿成灾难的擦边时刻。

上海一所985高校的化学系研究生张乾曾有一次忘了拔掉老式高温管式炉的电源插头,手指刚触碰到管式炉外壳,就被一股电流贯至全身,伴随着胳膊剧烈颤抖,张乾感到半个身子瞬间麻木。

不幸中的万幸是,当时的电压不高(380V),而且实验室的漏电保护开关与楼层空气开关都做出了及时反应,同时关闭,最后只导致了整个楼层全部停电,张乾也只是头晕了十来分钟。

本科毕业后,张乾去了巴黎综合大学继续读研,周末独自去实验室加班,一次上叔丁基锂(t-BuLi)的时候,注射器里的试剂遇到空气,忽然又起了火,好在,通风橱“很给力”,有机气体浓度很低,操作经验足够的张乾也没有惊慌失措,最终没有引发爆炸。

高校实验室,离地狱只有一步

注射器只把叔丁基锂推出一点,接触到空气后就会迅速在注射器针头燃烧(图源:高中化学徐老师)

“小意外事故那可太多了”,湖南大学化工本科、京都大学研究生的陈深如是说,陈深的专业几乎是与各种药品打交道,“伴药如伴虎”。比如,锂试剂遇到空气就会燃烧。去年念研二时,陈深就有一次不慎将硝酸滴到了腿上,约1平方厘米左右的皮肤被烧伤了,至今仍有明显疤痕。

他算相当幸运的,与他同期实验的同学有人身上留下了20-30厘米的烧伤疤痕。

还有一次,陈深把冷柜里拿出来的磷放在常温里,只待了几秒钟就和空气里的水分接触产生爆炸,盖子炸飞了。

还好剂量不多,反应时间也不多,否则可能就是整个瓶子被炸碎了。“长期在那个环境里,就怕有一天忽然爆炸了,什么都没了。”

不过,如果说爆炸、烧伤都是实验室重疾,更多看不见的隐患,是长期浸淫在化学药剂里对人体健康的影响。常用的有机溶液如甲苯、乙醇、丙酮等等都对人体有着不同程度的危害,长期与它们待在一块儿,陈深有相熟的同学在读研后长了肿瘤,也有体检后发现白细胞急遽减少的个例。

在香港一所高校念生物系的马楠,也曾在实验室留下过一些关于疼痛的回忆。

有一次,他没戴手套的手不小心触碰到了220V电压的电线,虽然电闸已关闭,“零线断开,但火线还连着”。顷刻间,近200斤重的马楠整个人被弹开,好在,200伏电压其实并不算威力很大,最后只是手上留下两个红点。

高校实验室,离地狱只有一步

实验室爆炸事故(图源:上海有机所事故案例分析)

但如果不是200V而是更高的数字,后果就不可想象。

不过,和不少同专业的学生比起来,马楠认为自己算是很幸运的,最大程度的伤也不过是留下疤痕。念研究生期间,他也亲眼见过化学实验室泄露的情况,他不在那个实验楼内,只记得看见“一层楼的人全部疏散了”。

求学六年期间,微小的“意外”不断累聚加码,督促马楠越来越小心,直至毕业后,他进入一家医药公司工作,不再直接接触实验室。

一些意外本身与实验无关,但的确是实验室留下的“阴影”。两年前的冬天,马楠正在学校实验室做实验,玻璃窗户没有防爆膜,由于热胀冷缩的缘故瞬间炸开了,玻璃碎片飞出来,在他手背上划开两条痕迹,至今仍然明显可见。

还有一次,虽然操作流程都没出差错,但在脱手套的时候,含银离子的试剂滴到腕部,把两三厘米左右长的皮肤腐蚀掉,痕迹至今明显。

不少伤害的发生都在毫厘之间,不是人员操作不规范,也不是器材设备问题,但偏偏就是那么一秒钟、一毫米的疏忽,让死神擦肩而过。

2. 潜伏的危险

危险大多数时候都随时潜伏在实验室内。

本科毕业后,严敏考上了华南理工大学的高分子材料专业就读研究生,二年级时,有次做合成材料的实验,实验者只能一边加热一边通过水冷却蒸汽,不巧的是,一位师弟不小心将废物倒进了水槽里,堵住了排水口,冷凝水流出来了。冷凝管会从夜到日一直通水,夜晚楼道有人值班,五点左右,保安发现水漫到了走廊里。

如果再晚一点发现,后果可能是惨烈的。

“其实做实验最好是人在旁边,但有的时候实验进行会很久,需要过夜,人熬不住。”

实验室总是充满埋伏。

还有一次,严敏在清理实验室废旧物的时候,不知道碰到了什么东西,一根针头刺破了手指,即便戴着手套,但也惶恐不已,“不知道针头粘过什么药品,我很害怕”,情急之下也没想得起挤血水。还好,最终没有发现异常,但那份未知的恐惧,严敏至今牢记。

“大多数实验事故都是可以避免的。”接受采访的多位采访对象都肯定了这一说法。马认为,“如果严格按照实验操作规范,器材严格遵循使用年限,意外是完全可以规避的。”

但“人终究不是机器”,用张乾的话来说,要求百分百精准是一种理想状态。

比如说,大多数化学实验,尤其是“涉及有机挥发物、有毒物品等试剂”的操作,按照规定一定要在通风橱做,马楠表示,但有的学生为了图方便、省时间,随便找个实验室就做了。

高校实验室,离地狱只有一步

论文《100起实验室安全事故统计分析及对策研究》

通风橱,名义上“通风”,但其实是一个与外界空气并不互通的流体机械,通风机是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的机械,相对于实验室是负压状态,通风橱内排出的空气都是经过高效过滤器过滤的。

张乾就曾在实验楼的通风橱里做有机实验时,一场火灾忽然从楼下烧起来,燃烧物顺着通风橱的通风管道,蔓延到楼顶的抽风机,将两个抽风机引燃烧毁了。“当时就看到了滚滚黑烟,完全不知道之后会不会发生爆炸。”

高校实验室,离地狱只有一步

2015年,清华大学化学系何添楼实验室发生爆炸(图源:北京校园)

好在,经过消防人员的控制,最终没有酿成大灾。

那次意外过后,每个实验室都配备了一次性火灾呼吸面具与防火毯或灭火沙。

不同学校对实验室的要求和防护各有不同,以严敏的本科学校为例,在校期间,偶尔会有老师来检查实验室的设备、安全状况,不合格的会扣克实验室的经费。

学院每个月还会安排安全讲座,“但我们都没怎么听进去”,严敏略歉疚地苦笑,主要是因为本科阶段对真正的风险缺乏直观认知。

高校实验室,离地狱只有一步

100起实验室安全事故原因分析报告显示,占比最多的为违反操作规程、操作不当或使用不当(图源:豆丁网)

“我们是学生,也没在工厂生产过”,对于很多操作层面的细节认知,严敏和不少同辈们,依然要靠经验的累积去加固。

专业经验、安全意识、实验室设施的完密程度,包括瞬间与运气,诸多元素共同影响着一项实验的安全性,其中任何一项出纰漏,都可能造成意外的发生。

但外界看到的仅仅是一个结果,而未必能注意且理解个中细节。

比如,这次南航爆炸案发生在周六,舆论曾一度传出些唏嘘:为什么那几个学生要在周六做实验?

高校实验室,离地狱只有一步

南京航空航天大学实验室发生爆炸(图源:四川观察)

实际上,对生化环材的学生而言,周末做实验大多都是家常便饭。严敏提到,一来,是“周末人少,清净。”二来,不少生化环材专业的实验研究强度都不低,就严敏自己而言,研究生期间,她每天几乎都是从早上8点到晚上10点泡在实验室里,周一到周六无休,虽然家就在省内,却很少在节假日回家。

同样是一个周六,陈深正待在巴黎学校的实验室里,一个中国学生独自在他楼上的另一个实验室做氧化反应,“他把氧气的量算错了”,忽然一声爆炸,后来陈深得知,那位学生的耳朵被炸伤,听力也受损了。

清华大学化学工程系本科生林川在大四时,也经常每天做实验到凌晨两三点,只因为“实验室没人,可以独占旋转蒸发仪和气质联用”。

有一次,凌晨一两点左右,他在实验室卸80℃的高压釜,表头在手里忽然炸了,一瞬间零件四飞,好在他“运气爆表”,除了溶剂弄脏白大褂之外,“居然没受伤也没丧命”。更庆幸的是,“没耽误太多时间”。

“本科到现在学了八年化学,总结出一点体会:做化学实验不出事故,不是因为实验做得细,而是因为实验做得少。”张乾说。

3. 高校之外的经验偏差

2019年6月,教育部印发了一份《关于加强高校实验室安全工作的意见》,明确指出,高校实验室体量大、种类多、安全隐患分布广,包括危险化学品、生物、易制毒制爆材料等,重大危险源和人员相对集中,安全风险具有累加效应。

高校实验室,离地狱只有一步

2019年6月,教育部印发了一份《关于加强高校实验室安全工作的意见》

陈深认为,不管是在高校还是企业,对实验安全最重要的两大保障,分别是“危险品存放管理”和“操作流程的严格规范”。

毕业后,陈深进入日本一家化工企业就职,每次要开一个新实验,第一步要先画出流程图,把可能存在危险的地方一五一十列出来,应对措施也要列出来,整合成一份报告呈上审批。批准后才开始搭建实验装置,各级上司来检查、反复确认安全预防设备,做实验的人数也不能少于2人。

陈深依然需要常跟药剂打交道,比如“危险的氧气”,每次使用都要详细列出“用多少、什么时候用、留下多少,什么时候还、对接人是谁”向上报告。拆卸实验装置的时候还是要报告,全程算下来“走过程、走报告至少占据整个实验的三分之二。”

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实验室使用记录表格

“学校实验室进行的实验往往是风险未知的实验,都具有潜在的安全事故发生的可能性。”华南理工大学高分子材料专业一个测试实验室的管理员叶兴告诉勿以类拒,比如高分子材料专业,所用仪器均为高温仪器,做管理员的两年时间,叶兴遇见过最频繁的事故就是烫伤烧伤。

“相较之下,很多企业进行实验生产往往都经过安全测试的,发生危险的可能性相对小很多。”叶星认为。

不过,即便如此,学校与企业的对比或许对大多数学生意义不大。一名985材料科学与工程学院的本科学生向记者诉苦道:“体制内进不了,体制外人才供给过剩内卷,工作时间不用进行控制,996对于我们来说很常见。”

仍然有“生化环材”专业学生在试图逃离“天坑”,或因为实验,或因为专业前途,转行者里仍然有不少待业人士。

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豆瓣上的“生化环材自救小组”里有许多关于“退学”和“转专业”的帖子

“我好像也没那么喜欢实验”。严敏在研究生二年级的暑假开始找工作的时候忽然意识到,她不太想整天泡在实验室,便有意识地奔着其他工作去了,后来找到了一个产品经理的实习,但时逢疫情来袭,待在家的日子,严敏开始慢慢学起了插画。

稀里糊涂地毕业后,她专程腾出一年学画画,每天从早晨一直画到晚上,目前成为了一个插画师。

如果你听过她的专业经历,也许会觉得励志——如此毅力,没泡过几年实验室,还真未必达得到。

(文中人名均为化名)

作者:路迟,编辑:莫奈

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