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摘要：在化学类实验室发生的各类安全事故中，气体引发事故所造成的伤亡人数占比较大。气体使用或保存不当时，可能引发火灾、爆炸、中毒、窒息及灼伤等事故，造成人员伤亡、财产损失及环境破坏。加强气体的安全管理来预防事故发生至关重要。实验室应从购买、验收、保存、使用、维护、保养等各流程加强对气体压力容器的安全管理。使用气体时，则要完善技术措施，安装气体泄漏报警系统，对管路及反应系统等定期检漏；采用系统的安全检查表法全面检查气体使用的各个方面。通过采用技术措施和管理措施，来预防气体安全事故的发生。
关键词：气体；安全事故；化学类实验室；事故预防
引言
化学类实验室事故近年来屡有发生，不仅带来了财产损失和环境污染，有些事故还造成了人员受伤甚至死亡。如2018年底，北京市某高校发生气体及金属粉尘爆炸燃烧事故，导致3名研究生当场死亡；2015年年底，北京市某高校化学实验室氢气瓶爆炸，导致一名实验人员当场死亡。加强与规范化学类实验室安全管理一直是高等院校、科研院所及企业等的管理重点和难点。我国安全生产管理强调预防为主，对于化学类实验室安全管理来讲，也要从预防层面加强相关工作，切实采取技术及管理措施，杜绝事故的发生。
按照事故原因分析，化学类实验室事故大多和危化品有关，由其引发的火灾和爆炸事故占化学实验室事故总数的60%以上，而易燃气体和加压气体所引发的火灾爆炸事故则占危化品所引发火灾爆炸事故的31%左右。而从造成受伤和死亡的人数来看，气体引发事故的伤亡人数占总伤亡人数的90%左右，这可能和气体的扩散性有关。因此，加强气体及相关方面的安全管理，对于化学类实验室安全事故预防至关重要。
一、实验室气体危险性分析
化学类实验室往往使用或存在各类气体，一般可分为压缩气体，液化气体，溶解气体，冷冻液化气体以及化学物质蒸气等，其既可能是纯净物，也可能是混合物。按照容器特点，气体可以分为瓶装气体，管道气体，反应生成的气体等。按照气体介质的危险性，又可以分为易燃气体，氧化性气体，压力下气体，毒性气体等，部分气体具有一种或多种上述危险性。下面根据不同的分类方式分析气体的危险性。
1.按照气体物理化学性质分类
化学实验室气体一般属于危险化学品。危险化学品具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等化学性质，危险气体则既可能具有这些危险化学性质，还可能具有高压，低压，高温，低温等损害人体健康的物理性质。气体使用不当时，会造成火灾、爆炸、中毒、窒息、灼伤等事故。按照气体的物理化学性质尤其是毒性特点，气体可以简单分为易燃气体，有毒气体，氧化性气体，腐蚀性气体和惰性气体等，有些气体兼具有多种危险性质。
1.1有毒气体危险性分析
实验室内有毒气体一般指容许浓度在200 mg/m 3(空气中)以下的气体或气溶胶，大体上分为气体、蒸气、雾、烟和气溶胶尘等。根据HG 20660-2016《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》，压力容器介质的毒性程度分为I~IV级：
1..1.1 I级（极度危害）如光气、氰化氢、氯甲醚等化学物质，其最高容许浓度<0.1 mg/m 3。
1.1.2 II级（高度危害）如甲醛、苯胺、氟化氢、环氧乙烷、氯等化学物质，其最高容许浓度为0.1~1.0mg/m 3。
1.1.3 III级（中度危害）如二氧化硫、硫化氢、硫酸、氨、乙炔等化学物质，其最高容许浓度为1.0~10 mg/m 3。
1.1.4 IV级（轻度危害）无明显急、慢性中毒和致癌性，其最高容许浓度>10 mg/m3。
有毒气体特别是高毒气体发生泄漏时，如不能及时发现或处置，则会造成人员中毒甚至死亡，如有毒气体大面积扩散，则可能导致事故后果更加严重，甚至发生群死群伤。
1.2惰性气体危险性分析
惰性气体是指反应活性较低，化学性质惰性的气体。实验室常用的惰性气体既包括氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，也包括氮气、二氧化碳等化学性质比较稳定的气体。惰性气体对人的主要危害是泄漏到空气中时，导致空气中氧气含量降低引起窒息及中毒，造成人员伤亡。在受限空间使用氮气置换空气用于灭火或防止爆炸时，如事后未用空气置换完全，人员进入时有可能发生窒息事故，当空气中氧气浓度低于10%时，窒息几乎在瞬间发生。
另外惰性气体的“惰性”是相对的，当碰到活性物质，或者环境条件发生改变时，其也可能参与反应甚至是剧烈反应，造成危险。如金属钛、锂、镁等在一定条件下可与氮气反应，甚至发生燃烧。
2.按照气体来源分析
化学类实验室气体根据其来源可以分为：气瓶气体，其它压力容器气体，化学反应产生的气体，液化气体等。除了气体本身的危险性以外，气体容器或相关的化学反应也具有一定的危险性，对此实验人员应有清醒的认识。
2.1气瓶危险性分析
化学类实验室中气瓶各种各样，从结构形式上说，有无缝钢瓶，也有焊接及其它钢瓶；从瓶体材质上分，有钢质气瓶，也有锰合金气瓶或其它复合材料气瓶；从工作压力来分，有高压气瓶(≥8 Mpa)，也有低压气瓶（<8 Mpa）；从气瓶容积来分，普通化学实验室中较常见的是小容积气瓶（≤12 L）和中容积气瓶（12 L~100 L）。气瓶受到损坏或腐蚀时，承压能力下降，可能会发生爆炸。阀门受损或故障时，也可能发生漏气，漏气后则可能发生火灾、爆炸、中毒及窒息等事故。
2.2其他压力容器及管道危险性分析
除气瓶外，化学类实验室内经常使用的压力容器有反应釜、反应器等，另外还经常使用压力管道。压力容器及管道维护不到位或受到损害，容易发生火灾爆炸及漏气事故。压力管道若发生漏气，又可能导致火灾、爆炸、中毒及窒息等事故。
二、压力容器及管道安全管理对策
1.压力容器和管道使用及保存
气瓶等压力容器在使用及保存过程中，要特别注意预防倾倒，受损和泄漏。在实验室内使用气瓶时，一般应放在气瓶柜内或采取其它防倾倒措施。采取固定措施时，一般固定在钢瓶的中部附近，不能仅仅固定在下部，更不能直接固定阀门。气瓶等应放在干燥、通风处，杜绝潮湿、雨淋及接触腐蚀性物质，防止慢性受损；气瓶等应远离非固定物体，以免遭受机械性损伤；气瓶等应远离明火、高温物体、日光照射处、易燃易爆处等，以免受到高温及火灾等安全事故的影响。高压管道可能较长，其沿途经过处应注意防止因日晒、雨淋、机械力等受到损害。
2.带压反应系统使用及维护
对于带压的反应釜、反应器等，在使用时应注意控制反应压力在设计压力范围内，根据理想气体状态方程（pV=nRT），造成反应压力增大的原因可能有：温度升高，体积减少，物质的量增多。因此应该从以下方面采取预防措施：严格控制反应温度，防止飞温；注意观察及选择合适反应容器及相关器具，防止堵塞造成体积变小；合理控制反应物数量或反应速度，防止气态物质超过设计的数量。除此之外，还应关注预防压力表头堵塞。当反应系统不使用时，应按照标准定期进行维护，确保其承压能力达到要求。
结束语：对化学类实验室气体的风险情况按照气体的物理化学性质及其来源进行了分析，提出了明确需要预防的事故类型。提出从购买、验收、保存、使用、维护等各个环节加强对压力容器及压力管道安全管理的若干措施。提出了建立气体泄漏报警系统，采用安全检查表法来全面加强气体泄漏方面安全管理工作，并列出了实验室常用的若干气体泄漏检查方法。
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