化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安全管理的研究與探索

侯曉霞， 王春燕， 郁 清， 許波連， 丁維平

(南京大學(xué)介觀化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210023)

0 引言

高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，也是國家組織高水平基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究、聚集和培養(yǎng)優(yōu)秀科學(xué)家、開展學(xué)術(shù)交流的重要基地［1］。其種類繁多，從橫向上看涵蓋了工程和材料科學(xué)、數(shù)理科學(xué)、地學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)和化學(xué)等學(xué)科，從縱向上看主要包括校級(jí)、省部級(jí)和國家級(jí)等。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是具有相對(duì)獨(dú)立性的科研實(shí)體，受科技部和教育部定期評(píng)估，優(yōu)勝劣汰，其目標(biāo)是獲取創(chuàng)新成果和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因此，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的安全管理至關(guān)重要，關(guān)系到創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和創(chuàng)新性研究的發(fā)展。

化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室作為一種特殊化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，其特點(diǎn)是人員復(fù)雜、流動(dòng)性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)備的藥品量多，易發(fā)生事故。與普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室相比，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有較多貴重精密儀器，儀器操作開放，實(shí)驗(yàn)人員不固定，安全管理難度更大，因此重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的安全管理一直是高校的重點(diǎn)。

近幾年來，高?；瘜W(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安全事故頻發(fā)，氣體爆炸、火災(zāi)和藥品中毒等，不僅造成財(cái)產(chǎn)損失，還對(duì)師生安全產(chǎn)生巨大威脅［2］。雖然各個(gè)實(shí)驗(yàn)室都出臺(tái)了相關(guān)安全管理規(guī)章制度，也組織了安全培訓(xùn)，加強(qiáng)了師生安全意識(shí)，但是隨著時(shí)代發(fā)展和科技進(jìn)步其中一些已不符合當(dāng)前實(shí)際需求，亟待改進(jìn)。本文從化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安全事故的主要內(nèi)容出發(fā)，分析了安全事故誘因，并結(jié)合所在重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的具體情況從安全意識(shí)、安全制度、硬件建設(shè)和軟件管理4大方面提出了具體安全管理措施。

1 化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安全管理主要內(nèi)容

1.1 儀器安全

由于科研需要，化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通常采購了大量貴重精密的大型儀器。介觀化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立于2003年，現(xiàn)有各種大型儀器數(shù)10臺(tái)，其種類繁多，涉及光學(xué)、熱力學(xué)、電磁輻射類等?，F(xiàn)代化學(xué)研究的多學(xué)科交叉性強(qiáng)，很多化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還有生物、物理等方面儀器，例如流式細(xì)胞儀、小動(dòng)物成像儀和免疫分析儀等。這些大型儀器現(xiàn)代化程度高，對(duì)環(huán)境和操作都有一定要求。環(huán)境要求包括溫度、濕度和噪音等，部分儀器例如電鏡等對(duì)電離輻射和磁場也有要求。很多實(shí)驗(yàn)室由于硬件條件不達(dá)標(biāo)維護(hù)不到位，儀器常年曝露在較高濕度和溫度中，極易使儀器零部件損壞甚至儀器報(bào)廢造成巨大財(cái)產(chǎn)損失。

儀器安全包括日常維護(hù)和平時(shí)使用，為了提高大型儀器的使用效率，大部分重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室儀器都對(duì)外開放，儀器使用量大，儀器操作并不由專人負(fù)責(zé)。而大型儀器由于其專業(yè)性和靈敏性對(duì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)條件設(shè)定以及實(shí)驗(yàn)操作都有嚴(yán)格規(guī)定，部分學(xué)生由于疏忽或操作不規(guī)范，極易造成儀器損壞并帶來經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 藥品安全

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，離不開實(shí)驗(yàn)操作，在實(shí)驗(yàn)過程中常常需要用到很多有毒有害的化學(xué)藥品?；瘜W(xué)藥品從采購、運(yùn)輸、保存、使用到處理過程都可能產(chǎn)生安全事故，例如震驚世人的2013年復(fù)旦大學(xué)林森浩投毒事件，就是有毒化學(xué)藥品N-二甲基亞硝胺管理不當(dāng)被帶出實(shí)驗(yàn)室造成的。根據(jù)調(diào)查，藥品使用不當(dāng)是造成實(shí)驗(yàn)室安全事故最主要的因素［3］。

1.3 水電氣安全

化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)貴重儀器較多，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)水電氣配置也帶來一定挑戰(zhàn)。多數(shù)儀器使用功率較高，如果實(shí)驗(yàn)室內(nèi)電路老化輕則發(fā)生短路損壞儀器，重則發(fā)生火災(zāi)威脅師生安全。還有一些大型儀器在使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量需要不斷用水冷卻，一旦發(fā)生停水或漏水，也會(huì)引發(fā)安全事故。除了水電外，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣體使用也需注意。常用氣體有氮?dú)?、氦氣、二氧化碳、氫氣和氧氣等，這些氣體通常儲(chǔ)存在鋼瓶中。對(duì)于氮?dú)獾榷栊詺怏w，保管和使用都較為方便，但是對(duì)于氫氣等可燃性氣體，在使用和保存時(shí)都需格外注意，2015年清華大學(xué)一博士后在使用氫氣做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，因氫氣鋼瓶意外爆炸導(dǎo)致死亡，令人惋惜。

2 安全管理措施

2.1 提高師生安全意識(shí)

意識(shí)決定行為，提高師生安全意識(shí)，是安全管理的內(nèi)在因素，也是核心。高校為了加強(qiáng)師生安全意識(shí)，開展了豐富多彩的活動(dòng)，包括定期舉行安全消防演習(xí)，對(duì)新入學(xué)的學(xué)生進(jìn)行安全教育，實(shí)行實(shí)驗(yàn)室考核準(zhǔn)入制度等［4］。但是大部分安全教育和考核都流于形式，在新生剛?cè)雽W(xué)時(shí)統(tǒng)一進(jìn)行安全教育宣講，再統(tǒng)一安排考試或者學(xué)生自行網(wǎng)上考核。由于缺少有效監(jiān)督和長期反復(fù)考核，很多學(xué)生剛?cè)雽W(xué)時(shí)有良好的安全意識(shí)，等到高年級(jí)需要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室從事科研工作時(shí)往往早已淡忘。因此安全教育不能一次性，需要根據(jù)實(shí)際情況，分級(jí)分批多次教育。在新入學(xué)時(shí)可對(duì)全體學(xué)生進(jìn)行初次安全教育，強(qiáng)調(diào)基本安全規(guī)范，在學(xué)生心中埋下安全教育的種子;當(dāng)高年級(jí)需要進(jìn)入各個(gè)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，由各個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別結(jié)合具體情況進(jìn)行有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)室安全教育;在學(xué)生需要進(jìn)行某個(gè)特定實(shí)驗(yàn)或者操作某個(gè)大型儀器時(shí)，由專人進(jìn)行專業(yè)安全教育。我院新生入學(xué)時(shí)參加統(tǒng)一安全教育，通過網(wǎng)上安全系統(tǒng)考核后才能開通門禁權(quán)限進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室;每學(xué)期開學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室會(huì)對(duì)需要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全教育，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范;當(dāng)學(xué)生需要操作特定大型儀器時(shí)，需向儀器管理員提出培訓(xùn)要求，待管理員培訓(xùn)并考核通過后才能獲得賬號(hào)并操作儀器。這些措施保證了學(xué)生能夠接受到連續(xù)、有針對(duì)性并層層遞進(jìn)的安全教育，全方位完善學(xué)生安全意識(shí)。

除了安全教育，營造良好安全文化氛圍也有助于提高安全意識(shí)。實(shí)驗(yàn)室可設(shè)置安全教育宣傳欄，張貼安全指南和安全事故教育海報(bào)，在樓梯口、電梯內(nèi)張貼相應(yīng)宣傳標(biāo)語，例如不能戴手套按電梯等;組織安全文化月活動(dòng)，開展安全知識(shí)競賽以及消防演習(xí);定期進(jìn)行安全考核，對(duì)考核不通過的學(xué)生取消其門禁卡和儀器操作權(quán)限等。

2.2 制定切實(shí)可行的安全制度

安全制度是指導(dǎo)學(xué)生安全操作的具體指南，是安全管理的外在標(biāo)準(zhǔn)。

(1)實(shí)行分層安全管理。目前多數(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)行3級(jí)安全制度，即學(xué)校-學(xué)院-導(dǎo)師分層管理［5］。安全制度應(yīng)確保橫向到邊、縱向到底，明確責(zé)任到人，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)公開。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室安全工作涉及國資處、科技處和保衛(wèi)處等;學(xué)院設(shè)有實(shí)驗(yàn)室安全小組，學(xué)習(xí)密歇根州立大學(xué)、MIT等國外高校設(shè)立的EHS系統(tǒng)任命了安全代表(DSR)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室也有相應(yīng)安全責(zé)任人和安全負(fù)責(zé)人(CHO)［6-7］;實(shí)驗(yàn)室建立了相應(yīng)儀器管理、安全和衛(wèi)生管理制度，并在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室門上張貼了實(shí)驗(yàn)室安全信息(見圖1)，列出了安全責(zé)任人、安全負(fù)責(zé)人、負(fù)責(zé)人手機(jī)號(hào)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各項(xiàng)危險(xiǎn)因素以及校內(nèi)門衛(wèi)和急救等電話，確保學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前能通過安全信息了解到需要注意的事項(xiàng)做好防護(hù)，在遇到突發(fā)狀況時(shí)也能第一時(shí)間聯(lián)系到相關(guān)人員進(jìn)行處理。

圖1 實(shí)驗(yàn)室安全信息

(2)制定儀器操作細(xì)則。為了保障大型儀器安全，針對(duì)不同儀器應(yīng)制定相應(yīng)安全細(xì)則。安全細(xì)則切忌空泛和理論化，應(yīng)注重實(shí)踐性，針對(duì)學(xué)生操作可能出現(xiàn)的問題提出切實(shí)可行的解決方法，例如儀器電壓不正常時(shí)首先應(yīng)當(dāng)查看哪個(gè)部分。在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前需對(duì)其進(jìn)行安全操作培訓(xùn)，在掌握各項(xiàng)細(xì)則后才能上崗操作儀器。受實(shí)驗(yàn)員待遇和發(fā)展及高校招聘名額等限制，很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的儀器管理人員都是年輕講師或副教授等兼任，專業(yè)化程度不高。由于年輕教師工作繁忙、科研壓力大，只能投入很少精力在儀器管理上，導(dǎo)致儀器管理、維護(hù)和培訓(xùn)不到位，容易引發(fā)安全事故。我院所有實(shí)驗(yàn)員均為專任儀器管理人員，經(jīng)培訓(xùn)考核后專門負(fù)責(zé)特定儀器管理，學(xué)生需要操作儀器時(shí)，需通過實(shí)驗(yàn)員培訓(xùn)和考核方能上崗，保障了大型儀器的操作安全。

(3)確保藥品安全管理。對(duì)于藥品安全管理也應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)管理制度，確保藥品安全。管理藥品時(shí)首先應(yīng)明確各類藥品的?；贩诸?，從藥品采購開始根據(jù)分類要求進(jìn)行運(yùn)輸、保管和使用。不同藥品分類存放，并由專人管理，對(duì)于劇毒藥品應(yīng)按照管理原則多人審批方能使用。制備的藥品要貼好標(biāo)簽，注明成分、制備人、日期和有效期等。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配有不同廢液回收裝置，廢棄藥品尋找專業(yè)有資質(zhì)的公司及時(shí)進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不存放大量藥品，并于寒暑假等定期清查，對(duì)于失效、過期藥品及時(shí)處理。

2.3 加強(qiáng)硬件建設(shè)

硬件建設(shè)是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)硬件設(shè)施條件，是安全管理的外在保障。實(shí)驗(yàn)室在規(guī)劃建造時(shí)，就應(yīng)考慮安全管理問題，把安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和審核作為建設(shè)的必要條件［8］?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室需要配備符合條件的危險(xiǎn)品倉庫，集中管理和存放各類藥品及實(shí)驗(yàn)耗材。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況安排布局，設(shè)計(jì)好空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)以及報(bào)警系統(tǒng)等，安裝通風(fēng)櫥，配置除濕機(jī)，某些儀器需要特殊條件，例如細(xì)胞房、X射線衍射房等，也應(yīng)提前設(shè)計(jì)。盡量把需要條件類似的儀器放在一起，比如光學(xué)類儀器等，減少空間浪費(fèi)的同時(shí)方便管理。

為了確保儀器和消防安全，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)還應(yīng)安裝門禁和警報(bào)系統(tǒng)，門禁權(quán)限對(duì)特定人員有條件開放。配備相應(yīng)消防設(shè)施，包括不同類型的滅火器、滅火毯、滅火沙等;配備醫(yī)藥急救箱和基本藥品;每個(gè)樓層配備足夠數(shù)量的噴淋系統(tǒng)，并做好相應(yīng)標(biāo)識(shí)。

對(duì)于需要使用氣體的儀器，需在儀器旁預(yù)留空間放鋼瓶柜，所有鋼瓶都鎖在柜中確保安全。采購的氣體鋼瓶應(yīng)放置在專門的鋼瓶房中，助燃?xì)怏w如氧氣等，應(yīng)和可燃?xì)怏w如氫氣等放置在不同的房中，鋼瓶房內(nèi)電燈做好防靜電處理防止產(chǎn)生電火花在氣體泄漏時(shí)引發(fā)爆炸。對(duì)于部分惰性氣體，如氮?dú)獾?，?shí)驗(yàn)室內(nèi)也可考慮預(yù)先安置氣體管路，集中供氣，既能節(jié)省鋼瓶空間又安全方便。

2.4 完備軟件管理

軟件系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室的軟件建設(shè)情況，是安全管理的內(nèi)在軟實(shí)力。隨著科技進(jìn)步，越來越多的軟件系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)室安全管理中。

(1)安全培訓(xùn)與考核系統(tǒng)。很多高校針對(duì)化學(xué)類學(xué)生實(shí)施安全培訓(xùn)和考核，過去以集中課堂傳授為主［9］，近幾年，北京大學(xué)等越來越多的高校建立了實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)與考核系統(tǒng)［10-11］。學(xué)生可自由安排時(shí)間登錄系統(tǒng)進(jìn)行安全知識(shí)學(xué)習(xí)，然后在系統(tǒng)內(nèi)考核，考核通過后才能有權(quán)限進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。中國石油大學(xué)還順應(yīng)發(fā)展，開發(fā)了基于微信客戶端的安全培訓(xùn)與考核系統(tǒng)，更加方便學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行安全知識(shí)學(xué)習(xí)［12］。

(2)門禁系統(tǒng)。學(xué)生通過考核后才有權(quán)限進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此實(shí)驗(yàn)室的門禁系統(tǒng)至關(guān)重要。目前國內(nèi)絕大多數(shù)院校都采取了電子門禁系統(tǒng)，將門禁權(quán)限與校園卡綁定，部分實(shí)驗(yàn)室還安裝了更加安全的指紋門禁系統(tǒng)。

(3)大型儀器信息化管理系統(tǒng)。化學(xué)類重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)大型儀器較多，為了方便管理針對(duì)儀器管理也應(yīng)有相應(yīng)系統(tǒng)［13］。介觀化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目前使用的是學(xué)校統(tǒng)一的大型儀器管理系統(tǒng)，從儀器采購開始就需要在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行錄入相關(guān)信息，明確重要指標(biāo)參數(shù)、存放地點(diǎn)以及管理人員等，儀器使用過程中發(fā)生維修導(dǎo)致的增值、零部件更換等也要在報(bào)銷前錄入系統(tǒng)。有了這一系統(tǒng)，所有大型儀器的狀態(tài)和參數(shù)等都能實(shí)時(shí)在線查找，方便學(xué)生隨時(shí)可直接聯(lián)系到具體負(fù)責(zé)人，促進(jìn)了大型儀器的共享開放。

除了全校集中管理，為了方便實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部大型儀器的日常使用和管理，實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了自己的局域大型儀器信息化管理系統(tǒng)［14］。該系統(tǒng)把實(shí)驗(yàn)室內(nèi)大型儀器集合在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上培訓(xùn)、考核、預(yù)約、統(tǒng)計(jì)機(jī)時(shí)及收費(fèi)等功能集合。它的應(yīng)用大大節(jié)省了儀器管理人力，實(shí)驗(yàn)員只需要在系統(tǒng)上接受培訓(xùn)和考核申請，授權(quán)通過考核的賬號(hào)使用儀器的資格，按照網(wǎng)上申請的使用時(shí)間安排實(shí)驗(yàn)，避免了儀器使用時(shí)間集中或空閑造成浪費(fèi)，提高了大型儀器使用效率。

(4)藥品管理系統(tǒng)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各類化學(xué)藥品種類繁多，很多化學(xué)藥品都有毒性，若儲(chǔ)存或使用不當(dāng)容易造成污染，為了方便管理，藥品管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生［15］。該系統(tǒng)對(duì)全院藥品采購進(jìn)行統(tǒng)一管理，可隨時(shí)查看每個(gè)實(shí)驗(yàn)室藥品種類、采購日期、數(shù)量等，避免過度采購重復(fù)樣品造成浪費(fèi)，也可及時(shí)監(jiān)控過期藥品，消除安全隱患。

(5)儀器監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)大型儀器為了方便使用和避免不必要開關(guān)機(jī)造成損壞通常24 h開機(jī)，在節(jié)假日或夜晚無人監(jiān)管時(shí)儀器可能出現(xiàn)異常情況，針對(duì)此情況部分院校開發(fā)了儀器監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)［16］。多數(shù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)都安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，但是監(jiān)控在發(fā)生緊急情況時(shí)無法向管理員發(fā)出警報(bào)，更多起到監(jiān)督和事后調(diào)查的作用。多功能監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)將遠(yuǎn)程監(jiān)控和蜂鳴器警報(bào)系統(tǒng)結(jié)合，能夠?qū)崟r(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度、濕度、儀器狀態(tài)等，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，安全負(fù)責(zé)人可在線遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)情況并通過監(jiān)控系統(tǒng)記錄。這一系統(tǒng)的誕生彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)無人值守時(shí)的安全空白，實(shí)現(xiàn)24 h遠(yuǎn)程安全管理。

3 結(jié)語

安全管理一直是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的重中之重，安全無小事，從安全意識(shí)、安全制度、到硬件建設(shè)和軟件管理，每一項(xiàng)都是重點(diǎn)。除了從根本思想上提高安全意識(shí)，并制定合適完備的安全制度外，現(xiàn)代化的安全管理應(yīng)更加注意借助于科技進(jìn)步，尤其是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)步，得益于各種新型硬件和軟件系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)室安全管理必將更上一層臺(tái)階。