高校實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品的智能管控

郭 婷， 黃開勝， 艾德生， 林旭平

（清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理處，北京 100084）

0 引 言

實(shí)驗(yàn)室是高校教學(xué)、科研活動(dòng)的基地，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主戰(zhàn)場(chǎng)?？蒲谢顒?dòng)探索性強(qiáng)、不確定性大、學(xué)科交叉顯著，加之實(shí)驗(yàn)室人員流動(dòng)性大、安全知識(shí)技能和安全意識(shí)參差不齊，危險(xiǎn)源眾多，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室安全管理提出了挑戰(zhàn)［1-2］。一直以來，化學(xué)品的管理是高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2019年，教育部對(duì)40所高校開展了實(shí)驗(yàn)室安全現(xiàn)場(chǎng)檢查，在發(fā)現(xiàn)的883項(xiàng)問題與隱患中，屬于化學(xué)安全問題的占比最大，達(dá)32%，排在第二位的是實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所問題，占13%。有的化學(xué)品除可能具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等危險(xiǎn)性質(zhì)外，還可能被不法分子用于非法用途，危害他人財(cái)產(chǎn)和人身安全，對(duì)社會(huì)造成不良影響，如劇毒、易制爆、易制毒化學(xué)品、民用爆炸品、麻醉藥品和精神藥品等。對(duì)這些化學(xué)品，國(guó)家依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)采取特殊管理和控制，以下簡(jiǎn)稱管制化學(xué)品。

高校對(duì)管制化學(xué)品的管理除須考慮化學(xué)品本身的危險(xiǎn)特性外，還要滿足國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)的監(jiān)管要求。管制化學(xué)品種類繁多，在實(shí)驗(yàn)室屬于常規(guī)試劑，由于缺乏健全的安全管理機(jī)制或落實(shí)不到位等，易存在違規(guī)采購(gòu)和儲(chǔ)存、缺少臺(tái)賬或賬物不符等問題［3］。近年來，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等快速發(fā)展影響和改變了教育形式和管理方式，越來越多的高校將信息技術(shù)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)室安全管理［4-5］，而管制化學(xué)品的安全管理有望成為該應(yīng)用的新高地。探索互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)在化學(xué)品安全管理的應(yīng)用，推進(jìn)化學(xué)品管理的規(guī)范化、信息化，實(shí)現(xiàn)更安全、更高效的化學(xué)品管理，解決高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 管制化學(xué)品監(jiān)管要求概況

管制化學(xué)品的安全管理涉及化學(xué)品的全生命周期，包括采購(gòu)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用、處置等環(huán)節(jié)。針對(duì)不同類別的管制化學(xué)品，國(guó)家都有相應(yīng)的法律法規(guī)要求。此外，教育部對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品的管理也有相關(guān)要求?；诨瘜W(xué)品危險(xiǎn)特性，對(duì)照國(guó)家管控要求，結(jié)合高校實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)，分析管制化學(xué)品管理要點(diǎn)和難點(diǎn)。

1.1 易制毒化學(xué)品

2005年頒布的《易制毒化學(xué)品管理?xiàng)l例》（國(guó)務(wù)院令第445號(hào)）明確國(guó)家對(duì)易制毒化學(xué)品實(shí)行分類管理和許可制度。易制毒化學(xué)品分為3類。第1類是可以用于制毒的主要原料，第2類、第3類是可以用于制毒的化學(xué)配劑。2005年列入管制的易制毒化學(xué)品共23種，其中第1類12種，第2類5種，第3類6種。相繼在2008、2012、2014、2017、2021年新增種。目前我國(guó)列入管控的易制毒化學(xué)品共38種，其中第1類19種，第2類11種，第3類8種。

（1）應(yīng)建立單位內(nèi)部易制毒化學(xué)品管理制度。個(gè)人不得購(gòu)買第1類、第2類易制毒化學(xué)品。購(gòu)買第2類、第3類的應(yīng)在購(gòu)買前向所在地縣級(jí)人民政府公安機(jī)關(guān)備案［6］。

（2）應(yīng)設(shè)置專庫(kù)或者專柜儲(chǔ)存易制毒化學(xué)品，專庫(kù)應(yīng)當(dāng)設(shè)有防盜設(shè)施，專柜應(yīng)當(dāng)使用保險(xiǎn)柜［7］。

（3）教學(xué)科研單位應(yīng)當(dāng)設(shè)立專柜儲(chǔ)存藥品類易制毒化學(xué)品。專柜應(yīng)當(dāng)使用保險(xiǎn)柜；專柜應(yīng)當(dāng)實(shí)行雙人雙鎖管理。藥品類易制毒化學(xué)品入庫(kù)應(yīng)當(dāng)雙人驗(yàn)收，出庫(kù)應(yīng)當(dāng)雙人復(fù)核，做到賬物相符［8］。

受限于實(shí)驗(yàn)室面積，沒有專柜儲(chǔ)存易制毒化學(xué)品是高校普遍存在的問題。丙酮、鹽酸、硫酸、三氯甲烷、乙醚等易制毒化學(xué)品在實(shí)驗(yàn)室使用非常頻繁且用量大，其臺(tái)賬管理和使用安全管理是高?；瘜W(xué)品管理的難點(diǎn)。

1.2 易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品

《易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》列有9大類74種化學(xué)品，其中酸類3種、硝酸鹽類11種、氯酸鹽類3種、高氯酸鹽類4種、重鉻酸鹽類4種、過氧化物和超氧化物類15種、易燃物還原劑類16種、硝基化合物類11種、其他類7種。

（1）嚴(yán)禁個(gè)人購(gòu)買易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品。購(gòu)買單位應(yīng)在購(gòu)買后5日內(nèi)，通過易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品信息系統(tǒng)，將購(gòu)買的易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品的品種、數(shù)量以及流向信息報(bào)所在地縣級(jí)公安機(jī)關(guān)備案［9］。

（2）教學(xué)、科研、醫(yī)療、測(cè)試等易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品使用單位，可使用儲(chǔ)存室或者儲(chǔ)存柜儲(chǔ)存易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品，單個(gè)儲(chǔ)存室或者儲(chǔ)存柜儲(chǔ)存量在50 kg以下［9］。

（3）儲(chǔ)存場(chǎng)所使用的防盜安全門應(yīng)符合GB 17565—2007的要求，其防盜安全級(jí)別應(yīng)為乙級(jí)（含）以上；專用儲(chǔ)存柜應(yīng)具有防盜功能，符合雙人雙鎖管理要求，并安裝機(jī)械防盜鎖，機(jī)械防盜鎖應(yīng)符合GA/T 73的相關(guān)規(guī)定［10］。

易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品治安危害大，公安部嚴(yán)管嚴(yán)查。74種易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品，高校實(shí)驗(yàn)室常用到的達(dá)60%，加之實(shí)驗(yàn)室人員流動(dòng)性大，雙人雙鎖管理和人員教育培訓(xùn)是管理難點(diǎn)。從名稱上可以看出，易制爆化學(xué)品均為危險(xiǎn)化學(xué)品，具有一種或多種危險(xiǎn)特性，儲(chǔ)存時(shí)首先應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)性分區(qū)、分類、分庫(kù)儲(chǔ)存。雙人雙鎖管理要求2名專職人員通過2把鑰匙管控易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品的存取和使用，及時(shí)登記品種、用量和流向信息。實(shí)驗(yàn)室人員復(fù)雜，知識(shí)背景和專業(yè)素質(zhì)參差不齊，對(duì)人員開展針對(duì)性的安全培訓(xùn)和考核是準(zhǔn)入其使用的必要前提。雙人雙鎖管理和人員教育培訓(xùn)雖然增加了時(shí)間成本和管理成本，但對(duì)保障易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品的安全儲(chǔ)存和使用是至關(guān)重要的，高校應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)。

1.3 劇毒化學(xué)品

《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄（2015版）》中劇毒化學(xué)品共計(jì)148種。實(shí)驗(yàn)室常用到的有疊氮化鈉、磷化氫、氟、氯、氯化氰、氰化氫、五氧化二砷等。

（1）國(guó)家對(duì)購(gòu)買劇毒化學(xué)品行為實(shí)行許可管理制度，應(yīng)當(dāng)依法申請(qǐng)取得《劇毒化學(xué)品購(gòu)買憑證》和《劇毒化學(xué)品準(zhǔn)購(gòu)證》。未取得上述許可證件，任何單位和個(gè)人不得購(gòu)買劇毒化學(xué)品［11］。

（2）劇毒化學(xué)品應(yīng)當(dāng)在專用倉(cāng)庫(kù)內(nèi)單獨(dú)存放，并實(shí)行雙人收發(fā)、雙人保管制度［12］。

（3）劇毒化學(xué)品執(zhí)行“五雙”管理（即雙人驗(yàn)收、雙人保管、雙人發(fā)貨、雙把鎖、雙本賬），技防措施符合管制要求［7］。

國(guó)家對(duì)劇毒化學(xué)品的購(gòu)買、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用、處置各個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的管理制度和技防措施要求，一定程度上限制了使用劇毒化學(xué)品的高校數(shù)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)。確需用到劇毒化學(xué)品的高校和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)嚴(yán)格按照法規(guī)要求制定和落實(shí)相應(yīng)的管理制度和技防措施。加大安全經(jīng)費(fèi)投入，利用信息化手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)劇毒化學(xué)品全周期監(jiān)控管理，切實(shí)保障人身安全。

1.4 民用爆炸物品

《民用爆炸物品品名表》中將爆炸品分為五類：工業(yè)炸藥、工業(yè)雷管、工業(yè)索類火工品、其它民用爆炸物品和原材料。高校實(shí)驗(yàn)室用到的主要涉及第五類原材料中的硝酸銨、2，4，6-三硝基苯酚（苦味酸）、2，4，6三硝基甲苯（TNT）等。

（1）購(gòu)買民用爆炸物品的單位，應(yīng)當(dāng)自成交之日起3日內(nèi)，將購(gòu)買的品種、數(shù)量向所在地縣級(jí)人民政府公安機(jī)關(guān)備案［13］。

（2）民用爆炸物品應(yīng)當(dāng)儲(chǔ)存在專用倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，并按照國(guó)家規(guī)定設(shè)置技術(shù)防范設(shè)施［13］。

（3）爆炸品單獨(dú)隔離、限量存儲(chǔ)，使用、銷毀按照公安部門要求執(zhí)行［7］。

爆炸品對(duì)外界作用如受熱、受壓、撞擊等非常敏感，容易發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸。爆炸品應(yīng)專柜、隔離、限量?jī)?chǔ)存，嚴(yán)禁與強(qiáng)氧化劑、易燃物等混放。存放爆炸品的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控房間內(nèi)通風(fēng)、溫度、TVOC濃度等，制訂安全防范措施和應(yīng)急預(yù)案。

1.5 麻醉藥品和精神藥品

（1）麻醉藥品和第1類精神藥品的使用單位應(yīng)當(dāng)設(shè)立專庫(kù)或者專柜儲(chǔ)存麻醉藥品和第1類精神藥品。專庫(kù)應(yīng)當(dāng)設(shè)有防盜設(shè)施并安裝報(bào)警裝置；專柜應(yīng)當(dāng)使用保險(xiǎn)柜。專庫(kù)和專柜應(yīng)當(dāng)實(shí)行雙人雙鎖管理［14］。

（2）麻醉藥品和第1類精神藥品應(yīng)配備專人管理并建立專用賬冊(cè)，專用賬冊(cè)的保存期限應(yīng)當(dāng)自藥品有效期期滿之日起不少于5年［7］。

開展麻醉藥品和精神藥品實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)應(yīng)有保證藥品安全的措施和管理制度?？Х纫蚴歉咝?shí)驗(yàn)室常會(huì)用到的第2類精神藥品，對(duì)第2類精神藥品，實(shí)驗(yàn)室也應(yīng)建立專用賬冊(cè)，實(shí)行專人管理。

2 高校管制化學(xué)品管理現(xiàn)狀

2.1 高校管制化學(xué)品管理存在的問題

隨著國(guó)家管控越來越嚴(yán)格，教育部安全檢查的持續(xù)推進(jìn)，各高校越來越重視?；返陌踩芾?，如學(xué)校層面成立專門的安全管理部門，建設(shè)試劑采購(gòu)系統(tǒng)，購(gòu)置試劑柜、安裝報(bào)警器等。但受限于實(shí)驗(yàn)空間、實(shí)驗(yàn)人員安全意識(shí)淡薄等，管制化學(xué)品未單獨(dú)存放、未落實(shí)雙人雙鎖管理、不相容試劑混放時(shí)有發(fā)生。

（1）缺乏健全的管理制度和管理體系。多數(shù)高校通常是結(jié)合國(guó)家相應(yīng)法律法規(guī)的管理框架，制定實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品管理制度，未結(jié)合本校實(shí)際情況，逐漸呈現(xiàn)水土不服、落地困難的現(xiàn)象；有些學(xué)校安全管理部門人員較少，安全工作通常由部門辦公室人員兼職，缺乏專業(yè)的知識(shí)背景，管理要求難以真正落實(shí)；高校學(xué)科多、研究方向各異，實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)需求自行采購(gòu)，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和專人管理，管制化學(xué)品重復(fù)采購(gòu)、過量采購(gòu)、超量?jī)?chǔ)存現(xiàn)象比較普遍［15］。

（2）院系主動(dòng)擔(dān)責(zé)不夠，監(jiān)管不到位。目前高校管制化學(xué)品的監(jiān)管仍以學(xué)校監(jiān)管為主，院系主動(dòng)監(jiān)管意識(shí)不足，多為被動(dòng)配合學(xué)校的檢查，未起到主動(dòng)監(jiān)管的責(zé)任［16］。自查自糾意識(shí)薄弱，容易造成學(xué)校摸底不清，監(jiān)管不到位的現(xiàn)象。

（3）管理信息化程度低。絕大多數(shù)高校仍沿用傳統(tǒng)的手工登記臺(tái)賬，準(zhǔn)確性和及時(shí)更新無法保證，信息化管理模式比較滯后。試劑采購(gòu)、準(zhǔn)入與門禁、儲(chǔ)存場(chǎng)所監(jiān)控等未全部實(shí)現(xiàn)信息化或各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行未實(shí)現(xiàn)對(duì)接融合。隨著安全管理體系日趨完善，管理手段和管理模式呈多樣化趨勢(shì)，運(yùn)用信息技術(shù)強(qiáng)化管制化學(xué)品采購(gòu)、使用、儲(chǔ)存、處置全過程安全管理是目前高校不可回避的挑戰(zhàn)。

（4）經(jīng)費(fèi)投入不足。部分高校重視程度不夠，安全經(jīng)費(fèi)無法得到保障。儲(chǔ)存柜、監(jiān)控、應(yīng)急等設(shè)施不到位或陳舊落后，缺乏有針對(duì)性的應(yīng)急演練。實(shí)驗(yàn)人員個(gè)人防護(hù)裝備、應(yīng)急裝備、器材較缺乏，小問題有可能變成大事故。

（5）安全教育體系不健全，缺乏專業(yè)的安全培訓(xùn)。對(duì)師生的安全教育培訓(xùn)多停留在學(xué)校相關(guān)管理制度、管理文件層面，院系和實(shí)驗(yàn)室參與度較低，導(dǎo)致專業(yè)性、針對(duì)性不強(qiáng)，容易使安全教育流于形式，難以深入到師生的工作學(xué)習(xí)中，切實(shí)提高師生的安全意識(shí)［17］。

2.2 國(guó)內(nèi)高校管制化學(xué)品儲(chǔ)存管理方案

目前國(guó)內(nèi)高校管制化學(xué)品儲(chǔ)存的管理方案主要有以下3種：

（1）普通試劑柜存儲(chǔ)，手工登記臺(tái)賬。大多數(shù)高校對(duì)管制化學(xué)品的管理與其他化學(xué)品管理方式一致，按照化學(xué)品的危險(xiǎn)特性，選用防爆或耐腐蝕材質(zhì)的試劑柜，分類分區(qū)存儲(chǔ)。根據(jù)管控要求，存放易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品的試劑柜安裝雙把鎖，執(zhí)行雙人管理；易制毒化學(xué)品存放于帶鎖的試劑柜中由專人管理。指定試劑管理員或者試劑的使用者手工登記種類和數(shù)量，形成實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品臺(tái)賬。

（2）普通試劑柜存儲(chǔ)，信息化手段盤點(diǎn)生成臺(tái)賬。部分高校在沿用傳統(tǒng)普通試劑柜存儲(chǔ)管制化學(xué)品的基礎(chǔ)上，借助信息化盤點(diǎn)裝備生成化學(xué)品臺(tái)賬。這種方式相較于傳統(tǒng)手工登記，在準(zhǔn)確度和更新率上都有了提升，也可利用化學(xué)禁忌風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)等實(shí)現(xiàn)安全存儲(chǔ)，但由于盤點(diǎn)周期長(zhǎng)、人力耗費(fèi)大，往往做不到定期盤點(diǎn)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，臺(tái)賬趨于手工登記的效果。

（3）智能試劑柜存儲(chǔ)，自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)臺(tái)賬。部分高校采用智能試劑柜存儲(chǔ)管制化學(xué)品，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控試劑出入庫(kù)情況，掌握柜內(nèi)存儲(chǔ)的化學(xué)品種類和數(shù)量，隨時(shí)調(diào)取動(dòng)態(tài)臺(tái)賬［18］。但目前高校采用的智能試劑柜主要用于校級(jí)或院系級(jí)庫(kù)房，管理相對(duì)簡(jiǎn)單，還未有高校在實(shí)驗(yàn)室級(jí)全面采用智能試劑柜。

3 管制化學(xué)品智能管控方案

3.1 實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品使用情況

通過對(duì)清華大學(xué)涉及管制化學(xué)品儲(chǔ)存和使用的院系摸底調(diào)研，發(fā)現(xiàn)管制化學(xué)品的使用有以下特點(diǎn)：

（1）種類繁多。管制化學(xué)品在實(shí)驗(yàn)室屬于常規(guī)試劑，易制毒化學(xué)品、易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品、民用爆炸品、精神藥品均有使用，且用到的化學(xué)品種類多。以化學(xué)系為例，其用到的易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品有45種，易制毒化學(xué)品15種。

（2）儲(chǔ)存分散。全校有26個(gè)院系使用管制化學(xué)品，涉及600多間實(shí)驗(yàn)室。樓宇狀況、實(shí)驗(yàn)室條件、院系管理要求和實(shí)驗(yàn)室落實(shí)強(qiáng)度等的不同，都會(huì)影響管制化學(xué)品智能管控效果。

（3）常用種類相對(duì)集中。全校實(shí)驗(yàn)室用到的管制化學(xué)品種類雖然很多，但多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都會(huì)用到的種類相對(duì)集中。如涉及到易制毒化學(xué)品使用的500多個(gè)實(shí)驗(yàn)室，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都會(huì)用到鹽酸、硫酸、丙酮。而多數(shù)實(shí)驗(yàn)室使用的易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品包括硝酸、過氧化氫、硝酸鹽和活潑金屬單質(zhì)。

3.2 實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品管理的主要問題

目前，管制化學(xué)品直接存儲(chǔ)于各實(shí)驗(yàn)室，由課題組自主管理，主要問題集中在：

（1）存儲(chǔ)不規(guī)范。根據(jù)管控要求，管制化學(xué)品應(yīng)單獨(dú)存放，易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品雙人雙鎖管理，安裝機(jī)械防盜鎖；易制毒化學(xué)品儲(chǔ)存于保險(xiǎn)柜。部分院系實(shí)驗(yàn)室空間有限，管制化學(xué)品與其他化學(xué)品混存混放時(shí)有發(fā)生。人員流動(dòng)性大、安全意識(shí)淡薄等，部分實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品的存儲(chǔ)未滿足專柜、雙人雙鎖管理。

（2）缺乏動(dòng)態(tài)臺(tái)賬。實(shí)驗(yàn)室化學(xué)品臺(tái)賬大多手工登記，難以滿足管制化學(xué)品使用量、余量信息的及時(shí)更新，無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)臺(tái)賬管理。且實(shí)驗(yàn)室人員變動(dòng)頻繁，試劑缺乏專人管理，易出現(xiàn)臺(tái)賬信息與實(shí)際出入大。

（3）缺少人與物的匹配。多數(shù)院系沒有實(shí)現(xiàn)管制化學(xué)品與使用人一一匹配管理，難以做到責(zé)任落實(shí)到人。通過采購(gòu)單可以得知管制化學(xué)品采購(gòu)人，但采購(gòu)者可能不是最終使用者或唯一的使用者，在進(jìn)行人員管理或者有事故發(fā)生回溯追責(zé)時(shí)就存在不便和障礙。

3.3 智能管控方案

依據(jù)國(guó)家管控要求，采用閉環(huán)管理方式，掌握管制化學(xué)品從采購(gòu)、配送、存儲(chǔ)、使用到廢物回收處置全周期的狀態(tài)［19］，建立動(dòng)態(tài)臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)全程可追溯、可管控。

管制化學(xué)品智能管控總體方案為：管制化學(xué)品的全鏈條管理依托學(xué)校試劑采購(gòu)系統(tǒng)，在試劑采購(gòu)系統(tǒng)中建立管制化學(xué)品管理模塊，在實(shí)驗(yàn)室建立智能化用戶終端（如智能試劑柜等）。同時(shí)與實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)人員準(zhǔn)入授權(quán)管理和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)推送等功能。通過在管制化學(xué)品包裝上貼二維碼、RFID等信息標(biāo)簽［20］，利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，追蹤管制化學(xué)品全周期狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)可管控。同時(shí)智能終端管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)掌握不同實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品的使用量與存量，形成精準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)臺(tái)賬，從而消除實(shí)驗(yàn)室不規(guī)范存儲(chǔ)、使用等帶來的隱患?？傮w方案、用戶端管理流程和軟硬件模塊示意圖分別如圖1～3所示。

圖1 智能管控總體方案

圖2 用戶端管理流程

圖3 智能試劑柜軟硬件模塊示意

針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)室存儲(chǔ)與使用環(huán)節(jié)存在的問題，采取智能管控措施如下：

（1）智能試劑柜存儲(chǔ)管制化學(xué)品，規(guī)范存儲(chǔ)與使用。智能試劑柜柜體配備電控鎖和機(jī)械鎖，任何狀態(tài)均可實(shí)現(xiàn)雙人雙鎖管理，鎖具符合GA/T 73標(biāo)準(zhǔn)要求。柜體內(nèi)外殼體采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，鋼板厚度≥1.2 mm，柜體結(jié)構(gòu)采用中空雙層設(shè)計(jì)，達(dá)到防火效果。設(shè)計(jì)方案完全滿足易制爆化學(xué)品管控標(biāo)準(zhǔn)對(duì)柜體要求。同時(shí)，智能試劑柜配套建設(shè)智能試劑柜管理系統(tǒng)，在管理系統(tǒng)中集成了常用化學(xué)試劑的配伍禁忌數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)存儲(chǔ)過程中出現(xiàn)配伍禁忌問題會(huì)做出預(yù)警，確保安全規(guī)范存儲(chǔ)。

（2）自動(dòng)稱量自動(dòng)記錄，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)臺(tái)賬。為實(shí)現(xiàn)信息化，在每瓶試劑上貼RFID、二維碼二合一的信息標(biāo)簽，該標(biāo)簽可以被射頻設(shè)備與二維碼閱讀器讀取，進(jìn)行試劑識(shí)別以及位置跟蹤。采用電子天平稱量，每個(gè)試劑瓶對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)位置均有電子天平，可以測(cè)得每個(gè)試劑瓶存入與拿取時(shí)的重量，通過與RFID的配合可以跟蹤每次試劑的存取操作，并上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，形成精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)臺(tái)賬。

（3）多種方式身份認(rèn)證，準(zhǔn)確記錄人員操作。為確保試劑安全，智能試劑柜集成多種身份認(rèn)證方式，以適應(yīng)不同場(chǎng)景下的人員操作，包括：密碼、刷卡、生物特征（人臉、指紋）。有了身份認(rèn)證，就可以記錄每次操作的人員、時(shí)間，以及操作人員存入或者取出的試劑名稱與試劑數(shù)量等，將人員與試劑自動(dòng)形成關(guān)聯(lián)關(guān)系。同時(shí)，針對(duì)可能存在的異常操作，還設(shè)計(jì)監(jiān)控設(shè)備，可以遠(yuǎn)程調(diào)取錄像，進(jìn)行人工追蹤。

通過建立管制化學(xué)品的智能管控，可以進(jìn)一步降低管制化學(xué)品在實(shí)驗(yàn)室存儲(chǔ)、使用等環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，提升高校管制化學(xué)品的管理水平。

3.4 智能管控方案實(shí)踐

管制化學(xué)品全鏈條管理已列入“清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全全面提升計(jì)劃（2020.7～2023.6）”?；谇捌谡{(diào)研和制定的管制化學(xué)品智能管控方案，2021年學(xué)校通過公開招標(biāo)采購(gòu)了20臺(tái)智能試劑柜（包含智能試劑柜管理系統(tǒng)），在材料學(xué)院、環(huán)境學(xué)院、機(jī)械系3個(gè)院系的20個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試點(diǎn)。目前智能試劑柜已全部進(jìn)駐學(xué)校，已在部分實(shí)驗(yàn)室試運(yùn)行。

智能試劑柜采用集成式管控方案，有5個(gè)獨(dú)立柜門，存放易燃易爆化學(xué)品柜門使用黃色；酸堿類化學(xué)品柜門使用白色，內(nèi)部上下左右在鋼板表面襯具有阻燃功能PP板；每個(gè)獨(dú)立柜門均配有電控鎖和機(jī)械鎖，可達(dá)到雙人雙鎖管理要求。對(duì)沒有排風(fēng)管道的實(shí)驗(yàn)室，智能試劑柜配有自凈化裝置。支持密碼、刷卡、指紋、人臉識(shí)別等認(rèn)證方式。采用柜內(nèi)稱重方式，每個(gè)存儲(chǔ)位置均有稱重設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一稱重。試劑柜嵌入式系統(tǒng)集成RFID和二維碼，通過RFID感應(yīng)或掃描二維碼識(shí)別試劑，通過RFID感應(yīng)判斷試劑的出入庫(kù)操作完成情況。此外，智能試劑柜可脫機(jī)運(yùn)行，保證斷網(wǎng)情況下仍可繼續(xù)工作。智能試劑柜外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、出入庫(kù)操作界面如圖4、圖5所示。

圖4 數(shù)據(jù)安全驗(yàn)證結(jié)果

圖4 智能試劑柜外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖5 存取試劑操作界面

通過智能試劑柜及其管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)掌握學(xué)校、院系、實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品使用量、存量等信息。同時(shí)，智能試劑柜具備各種異常報(bào)警功能，如柜門打開超時(shí)、試劑混放、試劑在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未歸還以及溫度過高、TVOC超限等，可通過微信公眾號(hào)等方式推送給各級(jí)管理人員，實(shí)現(xiàn)全程可監(jiān)控，達(dá)到規(guī)范存儲(chǔ)和使用試劑，提高過程安全管理水平。

4 結(jié)語(yǔ)和展望

管制化學(xué)品安全管理作為高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的重點(diǎn)，越來越受到重視和關(guān)注。理順管理思路、規(guī)范管理過程、消除安全隱患是做好安全管理工作的必要條件。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展使實(shí)驗(yàn)室管制化學(xué)品向著更高效率、更精準(zhǔn)的專業(yè)管理方向發(fā)展。為適應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展和管制化學(xué)品管理服務(wù)安全高效的需要，改變傳統(tǒng)化學(xué)品管理模式，實(shí)現(xiàn)管制化學(xué)品的信息化、智能化管理，是高校實(shí)驗(yàn)室安全管理、提高服務(wù)質(zhì)量的必然趨勢(shì)和必然選擇。