据南京消防、南京航空航天大学微博发布情况通报：2021 年 10 月 24 日 15 时 52 分，南京航空航天大学将军路校区材料科学与技术学院材料实验室发生爆燃，引发火情。当地消防救援站第一时间到达现场进行处置，及时扑灭明火。学校第一时间将 11 名受伤人员送往医院救治，其中 2 人经抢救无效死亡。具体原因正在调查中。
据《新京报》报道，爆燃实验室是位于三楼的粉末冶金实验室，爆燃原因或与镁铝粉爆燃有关。据天目新闻报道，有目击者称在现场共听到了 3 次爆炸声。（南京消防，南京航空航天大学，新京报，天目新闻）
科研不易，安全第一。实验室常见的爆炸源究竟有哪些？如何做好实验室安全消防呢？
高校实验室科研过程中经常使用各种化学药品和仪器设备，会遇到有高低温、高低压的的实验条件和高电压、高频和带有辐射源的仪器设备，再加上培训不足，人员流动过大，因此实验室成为是安全事故的高发区。非营利组织安全机构的James Kaufmans指出：实验室发生事故的概率比工厂高100倍。据统计，其中98%的实验室安全事故属于人为因素, 人为因素包括不安全行为和不安全环境。不安全行为：主要由下列问题引起的，不正确的安全态度、缺乏必要的安全知识和及技术、不恰当的生理和不恰当环境和设备引起的行为；不安全环境：是指实验场所中，工作环境、设备设施等对人产生的危险因素。世界著名安全管理专家Herbert William Heinrich将伤亡事故从起源至发生过程划分为五个因素：社会环境、人为过失、不安全动作、意外事件、伤亡。假如第一块“骨牌”倾倒，就会一个接着一个全部倾倒，从而导致伤亡事故。如果控制处于中心地位的不安全动作的“骨牌”，则后续动作无效，使倾倒系列中断，则事故不会发生，故预防工作的中心就是消除人的不安全行为和物的不安全状态。事故虽然由不安全行为和不安全环境引起的，但两者乃由危险源控制不足所引起，根本原因是管理不善、不重视安全、缺乏安全意识和决心。公安消防部队的李志红统计了2001年到2013年间发生在实验室的100起典型事故发现, 实验室最常见事故是的爆炸和火灾，主要由易燃气体和液体引起。易燃气体、易燃固体、腐蚀性物质事故、氧化性物质和有机过氧化物等5类危险品引起的事故共71起。因此，了解和预防爆炸是实验室安全的重中之重。爆炸通常可以可分为物理性爆炸和化学性爆炸。物理性爆炸：物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸；化学性爆炸：由于物质发生极迅速的化学反应，产生高温、高压而引起的爆炸。实验室易发生物理性爆炸的仪器：高压气瓶、水热反应釜和管式炉等。某高校李某在进行实验时，往玻璃封管内加入氨水20mL，硫酸亚铁1g ，原料4g，加热温度160℃。当事人在观察油浴温度时，封管突然发生爆炸，整个反应体系被完全炸碎。当事人额头受伤，幸亏当时戴防护眼睛，才使双眼没有受到伤害。事故分析：实验室常用的耐高压封管建议安全使用压力一般不超过6个大气压，而26%浓度的氨水（实验室常用的氨水浓度29%左右）在110℃的饱和c就达到10个大气压以上。实验时没有计算氨水饱和蒸汽压。2004年，清华大学逸夫科技楼水热反应釜爆炸事故。事故分析：水热反应绝对禁止使用马弗炉，马弗炉最高使用温度都是700℃以上，弗炉的热电偶是电位差计的原理，很多是以室温作为零点补偿，在低温使用时显示温度和实际使用温度并不一致，实验室的马弗炉往往没有定期校正，造成温度误差更大，有可能显示温度和实际温度相差几十度。几十度的温差不仅会造成做的水热反应没有任何科学价值，还会造成危险。水热反应应该使用专用防爆烘箱。1、尽量选有气压表和减压阀的水热反应釜在专用防爆烘箱中进行。当使用简易反应釜时，应该考虑不同的情况。使用聚四氟乙烯内衬，最高使用温度≤230℃，长时间使用温度≤200℃，体系压力≤3Mpa，升降温速率≤5℃/min 。当使用PPL对位聚苯内衬，最高使用温度≤280℃，长时间使用温度≤250℃，体系压力≤3Mpa，升降温速率：≤5℃/min3、水热反应时，物料填充度不要超过80%。物料填充度主要是考虑溶液受热膨胀时体积的变化，减少物料填充度并不会明显减低反应时体系的压力，故不能减少物料填充度而提高反应温度。并且反应体系压力要依照反应体系根据克拉帕隆-克劳休斯方程计算反应气压，最大压力不超过3Mpa。4.考虑到内衬老化，烘箱显示温度和实际温度的差异，和未知反应等因素，体系实际使用温度预留部分安全值，一般建议值在20℃以上。使用管式炉时：当两端堵住加热时，气腔内的气体因为受热膨胀。理想气体定律：PV=NRT，当加热为1000℃时，腔内的气压为三个大气压以上，而管式炉本身不耐压，因此发生爆炸。密闭的反应体系非常容易产生高压而造成爆炸，在设计密闭的反应体系的试验时，要考虑反应会不会产生大量的热，反应物体积变化等种种因素。如配制溶液时，错将水往浓硫酸里倒，或者配制浓的氢氧化钠时未等冷却就将瓶塞塞住摇动都会发生爆炸。减压蒸馏时，若使用平底烧瓶或锥瓶做蒸馏瓶或接收瓶，因其平底处不能承受较大的负压而发生爆炸。支链爆炸：由于存在支化反应，即一个自由基的反应产生许多个自由基，如H2+O2的反应，消耗一个H又产生3个H，H的数目将以指数地增加，引起的爆炸。乙烯、乙炔、苯、乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯、一氧化碳、水煤气和氨气等可燃性气体与空气混合至爆炸极限，一旦有一热源诱发，极易发生支链爆炸；热爆炸：当一放热反应在无法散热情况下进行时，反应热将使系统温度剧烈上升，而温度又使反应速率按指数规律上升。这种循环很快，使反应在短时间内放出大置热而发生爆炸。过氧化物、高氯酸盐、叠氮铅、乙炔铜、三硝基甲苯等易爆物质，受震或受热可能发生热爆炸。2015年4月5日12时40分许，在中国矿业大学化工学院实验室发生一起气瓶爆炸死亡事故，造成1人死亡，4人受伤。直接经济损失约200万元人民币。事故分析：气瓶装有甲烷、氧气、氮气的混合气体，气瓶内甲烷含量达到爆炸极限范围，开启气瓶阀门时，气流快速流出引起的摩擦热能或静电，导致瓶内气体反应爆炸，是事故发生直接原因。实验人员在实验时操作不当，是导致事故发生间接原因。2015年12月18日清华某博后进行催化加氢实验，氢气钢瓶爆炸造成一名实验人员死亡钢瓶原长度大概一米，爆炸后只剩上半部大概40公分。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，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。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（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；2006年，某同学将多次合成的产物（多氮化合物）装瓶保存，在装瓶过程中有一小块产物粘在瓶口，当事人用不锈钢拨下粘在瓶口的产物时发生爆炸，当事人眼角膜、脸和手被割伤，耳膜受到巨大的爆炸声震伤。事故分析：不锈钢勺与多氮化合物撞击引爆化合物，该化合物为易爆高危药品。而类似的事故在上海有机所1年前就发生过。- 气瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源的地方，易燃气体气瓶与明火距离不小于5米；氢气瓶最好隔离；易燃气体气瓶和助燃气体相隔10米以上。
- 氧气瓶严禁油污，注意输气管无油污，有油污容易爆炸。乙炔不能使用铜管，否则会生产乙炔铜，容易爆炸。
- 气瓶内气体不可用尽，以防空气倒灌，如氢气罐被空气倒灌，生成混合易炸混合气体。一般要预留0.05 MPa 以上，最好是0.2MPa 以上，如果不小心用完，严禁在实验室存储。
- 开启气门时应站在气压表的一侧，不准将头或身体对准气瓶总阀，以防万一阀门或气压表冲出伤人。
- 可燃气体与空气混合，当两者比例达到爆炸极限时，受到热源(如电火花)的诱发，就会引起爆炸。
- 使用可燃性气体时，要防止气体逸出，室内通风要良好。
- 操作大量可燃性气体时，严禁同时使用明火，还要防止发生电火花及其它撞击火花。
- 有些药品如叠氮铝、乙炔银、乙炔铜、高氯酸盐、过氧化物等受震和受热都易引起爆炸，使用要特别小心。
【编者按】文章转自：锂电前沿&材料匠&科研圈&湖南消防。本文仅为作者观点，不代表新威智能立场。如有侵权，请联系删除。