科學人/曾有全村撤離打算…強震大火燒毀科研心血 東華校長分析實驗室防災關鍵
重點提要
1. 花蓮大地震引發東華大學理工一館大火,化學系的實驗設備、多年研究資料因此燒毀,科研與教學嚴重受阻。這次複合性災害,凸顯了科研實驗室的防災問題。
2. 實驗室的建造與設置,建築設計與消防設施都應符合法規,安全防護裝備要能運作正常,危險化學藥品更應依規定儲存、造冊列管。落實管理、定期演習,以防萬一。
3. 實驗室發生意外災害,可能使研究人員受傷、設備與資料損毀,甚至研究工作因此中斷。科學界應發揮合作精神,互相支援,協助受災的同仁度過此一難關。
2024年4月3日早上7時58分,劇烈的搖晃撼動台灣全島。這起規模7.2的地震震央在花蓮,屬於極淺層地震,劇烈的地動加速度讓太魯閣及和平等山區多處發生嚴重山崩,巨大土石伴隨滾滾煙塵漫向村莊及鐵公路,花蓮對外交通瞬間中斷,市區多棟房屋嚴重毀損甚或傾倒。
這一整天,全台灣都在關切搶救倒塌大樓與受困山區的民眾,但下午3點多,花蓮市民在一長串地震(餘震)警報中收到一則較為特殊的訊息:「火災濃煙,請民眾緊閉門窗,避免外出,如有不適請盡速前往醫院。」原來,東華大學在地震後不久便發生大火,已經延燒了七個多小時。失火的是東華大學理工一館,實驗室的化學物質燃燒後產生的氣味,遠在10多公里外都能聞到;但因實驗室內有禁水性化學物質,無法以水或泡沫灌救,缺乏適當消防設備再加上交通中斷,大火直到隔天清晨5點才完全撲滅。這一次地震與引發的大火,燒出了實驗室的防災問題。
地震難測、水火無情
東華大學理工一館是化學系、物理系、材料系及應用數學系所在,這一座口字形建築最初失火的是西側B棟的物理系與東側D棟的化學系。甫於今年1月就任的東華大學校長徐輝明指出,實驗室管理員在地震後檢查即發現實驗室天花板冒出火舌,火勢在封閉管道間流竄難以掌握,校方立即通報消防隊,並逐一確認實驗室中人員都已疏散。B棟物理系以水先行滅火,D棟化學實驗室內存放的化學藥品助長火勢,但因存有禁水性化學物質,礙於花蓮沒有特殊化學消防車,消防人員只能以乾粉滅火,幾乎用上了全校所有的乾粉滅火器。然而火勢猛烈,再加上內部有許多大型氮氣鋼瓶,火場持續傳出巨大爆炸聲,十分緊張。大火由四樓向下延燒,最後化學藥品燃燒殆盡,才以水線灌救,直到清晨5點才完全撲滅。
這次火災造成化學系所在的D棟大樓幾乎全毀。而火勢較早撲滅的物理系與應用數學系也因為滅火時噴灑大量的水,造成貴重儀器或資料毀損。物理系教授鄭嘉良表示,滅火時噴灑的水以及燃燒產生的煙灰,對精密儀器是極大的危害。例如光學儀器、質譜儀以及光學量測使用的真空腔等都覆上了灰,有待恢復供電後請專業廠商仔細清理。鄭嘉良說:「學校育成中心挪出空間讓我們使用,但空間仍有限,而大型儀器的清潔、搬運與調校都需要人力與高額花費。災後數十日,實驗室仍然百廢待興,不知從何著手!」他估計大約有一年無法進行實驗。
這場火災的損失初估約五億元,除了建築物本身、教師多年來以研究計畫陸續添購、建置的研究設備,師生花費心力與大量時間累積的研究資料也是灰飛煙滅。鄭嘉良表示,20年來他的實驗室設置的儀器價值約上億元,不可能全部重新購買,但自己還算幸運,實驗室沒有使用桌上型電腦,學生們的資料都存在隨身攜帶的筆電,因此實驗數據得以保全,但有些實驗室的資料「真的就這麼都沒了!」
這場大火的確切原因尚待詳細調查,但是強震、花蓮沒有特殊化學消防車,再加上交通中斷以致外縣市馳援困難,都使災情加劇。這次的複合型災害,值得學術單位與政府機關重新檢視各類實驗室安全,以因應無法預期的天災。徐輝明說:「災害已經發生,我們只能面對,而藉由這次的經驗,我們希望能夠對未來做出更完善的準備。」
防災準備,就是為了意外
檢視整場救災過程,徐輝明表示:「環保局化學災害小組與消防隊依照標準作業流程,從人員疏散、火場隔離及降溫,到周遭環境的空氣品質監測,都有一定規範。」聯防小組持續在下風30公尺處監測空氣品質,其中一氧化碳與揮發性有機物(VOC)濃度分別為11ppm及1ppm,仍在正常範圍。徐輝明相當肯定整起火災的搶救過程,正確的隔離措施使火勢不致擴大至校園其他區域。他描述當時的緊張局勢:「有一度我們做最壞的打算,準備全校甚至全村撤離。」
毒性物質發生火災時,有其標準作業流程與專責處理單位,環保署「毒性及關注化學物質危害預防及應變計畫作業辦法」針對特定毒性化學物質的運作與所有人,規定需詳列各項化學物品數量與儲存地點,因此東華大學能迅速提供化學藥品清單及存放位置給消防隊,進行正確的消防措施而非冒然灌救。而花蓮縣因為權衡經費與使用率等現實考量,未採購特殊化學消防車,凸顯了災害的風險管理問題。
鄭嘉良指出,花蓮位在地震頻繁的區域,平時就比較注重防震,例如物品的固定,他的光學桌除了原本既有的避震構造,還加了類似筏式建築原理的地震保護裝置,「但是這次地震真的太大,災損實難避免。而化學火災卻沒有特殊化學消防車,這是需要改進的地方。除此之外,平時我們也應確切列管實驗器材與藥品,落實防災演練。」慈濟科技大學教授陳清漂曾任教於東華大學化學系,他解釋,既有規範其實足以防範實驗室各項災害,但遇到震度較大的地震,還是可能發生意外。環保署這個作業辦法最難落實的是「運作與貯存設施規範」,他認為:「一般化學相關系所配置給每位教師一定的實驗室空間,然而隨著時間久遠、研究設備和人員增加,實驗室空間卻不會增加,因此大多難以符合安全規範。」
火災後多日,徐輝明走進理工一館火災現場,仍能聞到殘留的化學藥品氣味。火災後的復原與重建工作,估計經費約需20億元,分為建築、儀器與研究三個部份。徐輝明解釋,化學系災後現場因有化學藥品殘留,須先經特殊處理,校方委請南科環境技術公司協助清理化學廢棄物,之後再拆除大樓。為爭取時效,將同時在異地重建,且為避免發生災害時影響擴大,未來化學系將會是一棟獨立的建築。
本身專長為土木工程的徐輝明表示:「校內的大樓建築皆符合現行建築法規的耐震設計,這是足夠的,因此在這次強震中校內建築皆未受損。」新建的化學系建築,除了和原本大樓一樣符合最新耐震法規,樓高將只有兩層樓,以避免地震發生時高樓層劇烈搖晃。在「毒性及關注化學物質危害預防及應變計畫作業辦法」中規範了相關藥品置放樓層高度不得高於六公尺,陳清漂指出,這應是考慮搬遷藥品和器材的安全,地震時樓層越高搖晃越大,物品越容易掉落;且樓層過高,救災也較為困難。
關於新的理工館建築內部,徐輝明詳細解說:各實驗室之間將採取區塊式隔離,並且皆使用防火隔熱建材,空調系統也是採各實驗室分離,萬一發生火警不致延燒;管線採明管設計,不設管道間,可清楚掌握狀;各種化學儀器與藥品存放,都將以適合的方式加固。
由於化學實驗室的危險性和挑戰性很高,陳清漂指出,安全注意事項更必須嚴格落實。他舉例,如果實驗室空間充足,高危險反應實驗最好與一般實驗室分開,例如高壓反應或高爆炸性反應,可移至頂樓並配置防護牆的實驗室進行;若使用揮發性藥品或溶劑,應在排煙櫃中進行。
在藥品儲存方面,陳清漂更提醒,液體藥品應放在藥品櫃最下層,禁水性和高爆炸性物質專櫃分開儲存,腐蝕性藥品專櫃儲存並置於排煙櫃下方或附近。高壓鋼瓶需用鐵鍊或皮帶固定於牆邊或使用專用固定架。實驗台上的儀器通常接著電源,當地震將之震落到地上,可能導致電線短路而起火,或因有溶劑掉落、傾倒而引起火災,因此實驗台上的儀器應適當固定或以圍欄固定,避免滑脫、掉落。
再站起來
東華大學理工一館多間實驗室的儀器都嚴重損毀,因項目繁多且所需金額龐大,校方正積極向各方爭取經費,目前國家科學委員會(國科會)與教育部皆提供補助方案,有待行政流程進行,而且都還需要時間。東華大學也向社會大眾募款,目標是補齊實驗室原有設備。然而研究如何延續?實驗成果是老師與學生累積的心血,火災剛發生時,還有教授與學生極力想衝進火場搶救研究設備與實驗資料。徐輝明表示:「研究延續方面,我們很感謝中央研究院及多所大學都熱心主動提供實驗室、教室與宿舍等空間協助。」雖然目前所有教師都獲得相關實驗室的支援,但是研究進度難免受到影響。
曾任國科會物理學門召集人的鄭嘉良指出,國科會計畫原本就能展延,審查計畫則會針對特殊情況(例如育嬰假)斟酌研究成果,例如原本參酌過去五年研究計畫成果,可能改為參酌過去七年的成果,較受影響的會是新進的年輕老師。鄭嘉良說:「我們系上的共識是,經費優先給年輕老師使用。」
相較於對研究的影響,鄭嘉良更憂心學習的氛圍:「物理系與化學系除了本科的課程,還負責理工學院基礎課程的教學。目前採用線上教學,但跟實際上課與實驗還是不同。」系上老師盡力克服線上教學的局限,還有老師把實驗用的小器材寄給學生,讓學生可以線上跟著操作。目前化學系持續招生,物理系面對即將到來的新生,也必須盡快重生。鄭嘉良認為,所謂的恢復並不是完全回到原來的樣子,而是尋求解決之道。「唉聲歎氣不是過日子的方法,我們要當樂觀的榜樣。」在此動盪混亂之際,他原本主辦的國際研討會也將如期舉行。
「面對天災,接受損失、快速彌補也是一種學習,對於我們和學生來說都是。」徐輝明校長自信表示:「東華大學是具備韌性的大學,位在規模7.2強震中心,建築物沒有倒塌且全校師生平安。我們也證明了台灣耐震建築的科技,絕對是世界標準。」
地震無法預期,但我們面對災害的預防措施與災後應變能力也一直在進步,藉由這次東華大學的經驗,進一步檢視實驗室防災,做好預防與準備,才能保護研究設備與人員安全,還有研究者日積月累的科學成果。
(本文出自2024.06.01《科學人》網站,未經同意禁止轉載。)
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