UNC大學生物實驗室安全管理的經驗及啟示

周立石， 顧 兵

（徐州醫(yī)科大學科學技術處，江蘇徐州221004）

0 引 言

隨著高校辦學規(guī)模的不斷擴大和科研任務的日益增強，高校實驗室的廢棄物處理問題日漸明顯，尤其是生物實驗室涉及許多有毒、有害或極具侵染性的實驗廢棄物，因此，實驗室的安全管理工作也逐漸成為實驗室建設的重點，但是，在許多高校仍舊缺乏系統(tǒng)、卓有成效的管理機制，與之相比，國外一些高校實驗室的安全管理制度經過多年探索，已日漸成熟，形成了系統(tǒng)而科學的管理模式，在美國北卡羅來納大學細胞生物學實驗室工作期間對生物實驗室的安全管理模式深有體會，現(xiàn)以北卡羅來納大學（The University of North Carolina at Chapel Hill，UNC）為例，介紹生物實驗室的安全培訓體系、準入制度、實驗室設置、廢棄物處理等環(huán)境安全管理經驗和措施，提出完善高校生物實驗室安全管理的建議。

UNC大學實驗室安全管理機構為環(huán)境健康與安全部門（EHS，Environmental Health&Safety），負責安全管理政策的制定和實施，包括實驗室安全培訓服務、實驗室標準服務和廢棄物處置服務等，同時承擔環(huán)境監(jiān)督和管理的責任［1］。

1 UNC大學實驗室生物風險評估

1.1 UNC大學生物安全手冊

UNC大學生物安全管理部門通過不斷更新“生物安全手冊”（Biological Safety Manual）［2］，要求生物實驗室進行生物風險評估?！吧锇踩謨浴被谖⑸锖蜕镝t(yī)學實驗室生物安全實踐準則（BMBL）［3］，該學科致力于安全處理和遏制傳染性微生物和有害生物材料，已成為生物安全的實踐準則。風險評估是一個能夠適當選擇微生物實踐、安全設備和設施保障措施以防止實驗室相關感染的過程。定期更新BMBL的目的是根據新的知識和經驗完善指導，并解決當前存在實驗室工作人員和公共衛(wèi)生面臨新風險的問題。

1.2 UNC大學生物實驗室安全級別分類

UNC大學生物實驗室分為四個安全級別：生物安全1級（BSL-1）、生物安全2級（BSL-2）、生物安全3級（BSL-3）、生物安全4級（BSL-4）。生物安全1級（BSL-1）是基本的保護級別，適用于在正常健康的人類中未引起疾病的藥劑；生物安全2級（BSL-2）是中度危險級別，是指通過攝入或經皮或黏膜暴露導致不同嚴重程度人類疾病的因素；生物安全3級（BSL-3）是中高度危險級別，指涉及已知有氣溶膠傳播潛力的制劑，可能導致嚴重和潛在致命感染的制劑；生物安全4級（BSL-4）是高風險級別，指外來制劑通過感染性氣溶膠而對個人造成威脅生命的疾病，并且沒有可用的治療方法，這些制劑僅限于符合生物安全4級（BSL-4）標準的高防護實驗室。

1.3 實驗室安全聲明

科學家、臨床醫(yī)生和生物安全專業(yè)人員依據實驗室遵循的標準協(xié)議評估藥劑處理的風險來準備安全聲明，準備聲明除了要參考藥劑代理商提供的可用聲明外，也要進行獨立的風險評估，根據實際情況，實驗室負責人應尋求生物安全委員會、公共衛(wèi)生和科學協(xié)會等部門的專業(yè)指導，考慮修訂代理商提供的可用聲明中所述預防措施、建議做法、設備和設施安全措施，根據評估結果，簽訂安全聲明。

因為風險評估是微生物和生物醫(yī)學實驗室中安全處理傳染劑的基礎，所以該流程在實驗室生物安全管理中成為重要環(huán)節(jié)。

2 實驗室人員準入制度及安全與環(huán)保建設

2.1 實驗室人員準入制度

網絡系統(tǒng)身份認證及門卡準入制度。每一位實驗室新入人員，首先需要申請進入UNC的網絡管理系統(tǒng)，至此，在學校的各種注冊及入校、入職手續(xù)都與此相關，也自動識別分配校內郵箱。根據自己的實驗研究性質在校園網上完成相關的安全與環(huán)保培訓，系統(tǒng)認證后，可以申請不同科研實驗樓及實驗中心的準入門卡。這樣可以從程序上監(jiān)管研究人員參加實驗室安全培訓，如果出現(xiàn)安全事故，很容易查到事故責任人，便于事故排查和責任人再教育。

2.2 實驗室安全與環(huán)保建設

（1）完善的網絡化實驗室安全與環(huán)保培訓制度。UNC大學具有完善的實驗室安全與環(huán)保的網絡化培訓制度。進入UNC網絡管理系統(tǒng)的新進實驗室人員，根據實驗室的性質和自己的研究方向，首先進行普通安全和環(huán)保知識培訓，然后根據研究方向，進行具有學科特色的安全和環(huán)保知識培訓。各種培訓結束后，完成網絡自測題，并達到一定分數(shù)之后才提交有效，不然需要重新學習培訓內容，直到自測成功，才能完成培訓。這種利用網絡進行新入人員培訓，針對性強，知識更新方便，培訓時間靈活，與線下培訓相比較，不僅節(jié)省大量人力物力，同時在系統(tǒng)內直接記錄培訓進程，便于實驗室準入管理。經過網上培訓，新入實驗室人員基本掌握了污染性、毒性等危險性廢棄物的處理方式，發(fā)生危險突發(fā)事件時的應急處理及求助方式。

對于已經準入的實驗室人員，如果研究及實驗性質發(fā)生改變，需要主動登錄UNC網絡管理系統(tǒng)，進行相關安全和環(huán)保知識培訓，并通過自測后，才能獲得該功能實驗樓的門卡準入資質，進行相關的研究工作。比如，研究人員在實驗過程中要加入小鼠動物模型實驗，那么該人員需要更新動物實驗中心要求的一系列安全及環(huán)保知識培訓，并通過自測，同時選擇線下小鼠實驗必修操作課程，通過實地考核后，才可以獲得動物實驗中心的準入資質。

（2）實驗室功能分區(qū)建設。依據風險評估的安全聲明，UNC大學生物實驗室一般采用分區(qū)設置的原則，普通的實驗室一般為BSL-1和BSL-2級別的實驗室?，F(xiàn)以一個BSL-2級細胞生物學實驗室為例，一般包括公共實驗區(qū)域、細胞培養(yǎng)室、4°C冷藏室、具有通風裝置的實驗操作室、顯微鏡觀察室，如果涉及同位素實驗的實驗室，還需有一個同位素實驗操作間和一個同位素廢棄物儲藏室，動物實驗統(tǒng)一在動物實驗中心進行。因為學校高度重視實驗室環(huán)境安全，且有先進的安全理念和嚴格的管理制度，所以實驗室的建立需要環(huán)境健康與安全部門的許可，如果實驗室在運行期間出現(xiàn)違反安全條例的嚴重行為，會導致實驗室關閉或暫時關閉。學校對實驗室安全的重視，提高了實驗室負責人及研究人員的安全與環(huán)保意識。

3 實驗室廢棄物的存放及處理

UNC大學的有毒化學品、廢液及危險性實驗室廢棄物，直接由EHS辦公室管理，而涉及生物實驗的容器和液體，根據不同性質，進行分類處理。

3.1 廢棄物分類及標識

UNC大學生物實驗室廢棄物的分類和標識清晰，裝廢棄物的容器要按EHS辦公室要求定購。以生物實驗室為例，廢棄物主要產生在公共實驗區(qū)域、冷藏室和具有通風操作臺的實驗間。公共實驗區(qū)域設置：玻璃廢棄物紙箱，紙箱內配有規(guī)定厚度塑料袋，紙箱規(guī)格統(tǒng)一申購，紙箱上有明顯的易碎物標識；尖銳廢棄物鐵筒，單通道設計，專門存放針頭、刀片等尖銳的金屬廢棄物；廢液瓶，每個實驗臺設置一個小型廢液瓶。細胞培養(yǎng)室設置：實驗用品回收箱，內置可耐受高溫并有危險標志的紅色塑料袋；廢液瓶，每個無菌操作臺配一個抽真空廢液瓶。具有通風裝置的實驗操作室設置：廢液瓶，放置在通風櫥內，可直接運走的密封瓶。同位素實驗操作間設置：同位素廢棄物回收裝置，回收物包括實驗操作廢物及實驗中涉及污染的防護裝備，同位素實驗結束后，廢棄物回收裝置直接放入同位素廢棄物儲藏室。同位素實驗的監(jiān)管非常嚴格，每次同位素實驗都有具體劑量的記錄，而且生物安全與環(huán)保辦公室會不定時抽檢實驗記錄和同位素實驗操作臺。

3.2 網絡化廢棄物登記及回收處理

根據EHS的規(guī)定，所有盛放待回收廢棄物的容器必須符合廢棄物性質的需要，并標識清晰，對裝有危險廢棄物的容器還必須貼上危險物專用標簽，存放在專屬區(qū)域，然后由實驗室人員在網絡系統(tǒng)提交回收廢棄物信息登記及回收申請，內容主要包括廢棄物名稱、廢棄物性質、廢棄物劑量、廢棄物存放位置，申請網絡提交后，EHS辦公室安排專門的人員根據申請的廢棄物存放位置進行回收托運，交由專業(yè)廢棄物處理公司進行標準化處理。

涉及細胞等具有活性生物污染物性質的廢棄物，則由實驗室每天集體送到每棟實驗樓的高溫處理室，由專業(yè)人員進行高溫滅活處理。

4 對國內高校生物實驗室安全與環(huán)保管理的啟示

4.1 國內高校生物實驗室安全與環(huán)保管理的現(xiàn)狀

2010年，易國順等［4］報道有關高校12個院系下屬實驗室調查結果，存在污染物排放的比例為75%；2015年，周琪等［5］報道5所國內高校調查結果，發(fā)現(xiàn)學校對化學廢棄物的回收比較重視，但是對于感染性廢棄物的處理相對不足，5所院校中，2所學校感染性廢棄物與生活垃圾混合處理，3所學校雖然將感染性廢棄物與生活垃圾分開處理，但是卻沒有專門的放射性廢棄物的處理，而且對于易碎玻璃器皿和尖銳的針頭等，也缺少專門的容器盛放；戴文彬等［6］指出，目前國內高校實驗室安全管理仍舊存在制度不規(guī)范、任務與人員匹配不夠、重視程度不夠等問題。

我國高校生物實驗室安全與環(huán)保管理工作雖然存在許多問題，但是一些學者對實驗室安全建設已提出很多的建議和實施方案，黃開勝等［7］建議借鑒世界一流大學經驗，引入EHS系統(tǒng)，加強安全培訓與宣傳，進行系統(tǒng)化管理；阮君等［8］詳細介紹了華中師范大學生物學實驗教學示范中心進行的實驗室安全與環(huán)保教育實踐，通過線上與線下的培訓方式，形成一套系統(tǒng)、科學的實驗室安全教育體系，大大提高了師生的安全意識和防范效果；孫書洪等［9］在探討“雙一流”建設背景下高校生物實驗室安全管理現(xiàn)狀與對策研究中，詳細闡述了西安交通大學建設生物學科安全管理體系的經驗，實驗室安全考試系統(tǒng)、實驗室安全制度、建立實驗動物中心、建立學生安全檔案等措施大大改善了學校的安全環(huán)境?？梢姡S著國家及各個高校對生物安全和環(huán)境管理重視程度的提高，各高校對生物實驗室的安全及環(huán)境保護意識已有很大程度的增強，開始重視安全教育和培訓，但是對于系統(tǒng)化的生物實驗室安全與環(huán)境建設還需要完善，加強校級層面的資助，進行系統(tǒng)化建設。

4.2 對國內高校的生物實驗室安全與環(huán)保管理啟示

（1）建立專業(yè)化的實驗室安全管理部門。UNC大學的EHS專業(yè)部門設置，為學校實驗室安全標準、政策、培訓和廢棄物處理等各方面提供專業(yè)化的服務，為健康和安全提供強有力的保障。

我國高?？蒲型度氩粩嘣黾?，科研實驗室的建設和儀器配備得到迅速發(fā)展，但是普遍存在重視建設，忽略管理的問題，尤其是對生物實驗室安全管理，還停留在僅重視危險化學藥品的層面，以醫(yī)學院校為例，實驗室涉及許多生物廢棄物，但許多高校對于生物廢棄物的處理并沒有嚴格統(tǒng)一的管理辦法，學校雖然成立了實驗室安全管理部門，但部門的組成人員多為行政管理人員，專業(yè)背景相對不足，從而對實驗室的標準化建設、實驗室安全標準和廢棄物處理等方面很難進行專業(yè)化的服務［10］。

目前，在實驗室安全管理人員配備不足的情況下，應該開拓思路，在實驗室安全管理部門增加專業(yè)崗位，建立專業(yè)化的實驗室安全管理部門，由實驗室安全管理部門利用校外的專業(yè)人員資源，組建流動性的安全專家委員會，為管理提供專業(yè)化的指導，同時加強與第三方危險廢棄物處理公司和生態(tài)環(huán)保公司的合作，實現(xiàn)資源配置的專業(yè)化。

（2）加強生物實驗室安全與環(huán)保的網絡化管理。目前，高校的實驗室安全教育培訓仍以線下為主，受時間、空間、內容的制約，培訓效率效果不佳，導致實驗室工作人員存在安全意識淡薄，對于實驗室準入沒有嚴格的限制和管理政策，存在潛在安全隱患。UNC大學實施的網絡化實驗室安全與環(huán)保培訓制度，科學高效地解決了這些問題，能夠靈活地提供實驗室安全教育培訓，同時規(guī)范準入制度，有效地規(guī)避一些人為因素的安全隱患。我國高校已經開始探索利用網絡系統(tǒng)實施實驗室安全教育培訓，并且取得顯著成效，西安交通大學進行了近5年的實驗室安全管理體系信息化平臺建設，建立起實驗室安全在線學習及考試系統(tǒng)，大大提高了師生安全意識和安全知識水平［11］，關于實驗室生物化學制劑采購的網絡化管理已經應用到一些高校實驗室安全管理，一些高校對高危過程也進行了網絡化監(jiān)控，如北京大學建設了輻射防護管理系統(tǒng)，華東理工大學建設了氣體鋼瓶領用管理系統(tǒng)［12］，這些經驗都體現(xiàn)了我國高校對實驗室安全工作的重視和探索，但是生物實驗廢棄物處理仍舊處在認識相對不足，設備及人員等配備相對短缺的狀態(tài)，缺乏實驗廢棄物處置的統(tǒng)一方案和規(guī)范［13］。UNC大學對實驗廢棄物的規(guī)范化和網絡化管理的經驗可以為我國高校所借鑒，利用我國成熟的網絡化建設，將實驗廢棄物的處理方式切實做到標準、有效和便捷。

（3）加強生物實驗室安全與環(huán)保管理的設備與監(jiān)管投入。除了根據實驗室進行生物安全等級對實驗室基本設施進行規(guī)范外，也要加大廢棄物排放的監(jiān)管和公共設備配置，四川某大學對全校16個院系實驗室進行調查，排放的廢棄物占《國家危險廢棄物名錄》47類中的59.6%，然而這些廢棄物部分被直接排放到下水管和垃圾桶［14］。所以為了從根本上改變這樣的現(xiàn)狀，除了加強安全教育培訓外，還應該加大廢棄物處置設備的投入。除消防設施和報警裝置、緊急淋浴設施、洗眼器等［15］，還應該加強同位素存放室、生物廢棄物高溫高壓處理設備的建設，同時建立實驗室排污管理制度化，加強排污管理監(jiān)管力度，確保遏制有毒、有害及具有生物活性的實驗廢棄物的排放［16］。

5 結 語

隨著教育科研、醫(yī)療衛(wèi)生等事業(yè)的不斷發(fā)展，生物實驗室安全及環(huán)保問題也呈增長趨勢，潛在的污染隱患日益增多，各高校的發(fā)展水平和階段不同，生物實驗室安全管理的基礎也有所差異，但是學習一些國內外高校生物實驗室安全管理的科學、系統(tǒng)化的經驗，有利于拓展思路，少走彎路，迅速實現(xiàn)實驗室安全的規(guī)范化管理，打造安全、生態(tài)的實驗室環(huán)境和校園環(huán)境，響應社會綠色發(fā)展的趨勢。