綠色化學(xué)理念下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理

張 賀，李雅潔

（吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院 吉林 長(zhǎng)春 130012）

實(shí)驗(yàn)室是教學(xué)和科研的重要場(chǎng)所，也是高校和科研院所綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)室的安全管理工作也是國(guó)家安全生產(chǎn)的重要組成部分。適用于實(shí)驗(yàn)室的安全管理理論模型有很多，但不一定完全適合化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理。

近年來，雖然各高校和科研院所已將“綠色化學(xué)”理念與實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理工作結(jié)合起來，但只限于減少實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染這一環(huán)保問題，而沒有把“綠色化學(xué)”理念全方位、多角度地應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理工作的方方面面。因此，探索符合“綠色化學(xué)”理念的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理的舉措和模式顯得尤為重要。本文以吉林大學(xué)國(guó)家級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的實(shí)驗(yàn)室安全管理為例，在綠色化學(xué)理念下對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和安全管理進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。

1 綠色化學(xué)的內(nèi)涵和意義

綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)[1]，是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的必然選擇，是適應(yīng)人類的需求而逐步形成的。綠色化學(xué)主要利用化學(xué)技術(shù)和方法減少甚至消除有害原料和化學(xué)產(chǎn)品的使用和產(chǎn)生，在源頭上阻止污染[2]。從綠色化學(xué)的十二條基本原理來看，綠色化學(xué)的內(nèi)涵包括三個(gè)方面：從科學(xué)觀點(diǎn)來，看綠色化學(xué)是化學(xué)和化工科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的創(chuàng)新，是基于環(huán)境友好條件下的融合和拓展；從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，綠色化學(xué)是合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求；從環(huán)境觀點(diǎn)來看，綠色化學(xué)是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的新科學(xué)和新技術(shù)，從根本上解決生態(tài)環(huán)境日益惡化的問題。因此，綠色化學(xué)的意義就是注重源頭預(yù)防，遵循“拒用、減量、重復(fù)使用、回收、再生”的5R 原則[3]，并提高各種效率，實(shí)現(xiàn)最高的原子經(jīng)濟(jì)性，最終實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑、化工生產(chǎn)和產(chǎn)品的綠色化，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境的無害化和可持續(xù)化發(fā)展。

2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室存在的常見安全問題

2.1 實(shí)驗(yàn)室人員方面

2.1.1 人員流動(dòng)性大

鐵打的實(shí)驗(yàn)室，流水的學(xué)生。實(shí)驗(yàn)室人員通?？煞譃閷W(xué)生、教師和實(shí)驗(yàn)室工作人員三個(gè)群體，其中學(xué)生是實(shí)驗(yàn)室使用的主體，是安全意識(shí)最為淡薄的群體，也是流動(dòng)性最大的群體。除了他們以外，實(shí)驗(yàn)室還有臨時(shí)參觀和短期交流的人員造訪，這更是增加了人員的不確定性和流動(dòng)性。

2.1.2 人員水平和訓(xùn)練不足

進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室工作的人員一般均為高學(xué)歷人群，但高學(xué)歷并不意味著有高的安全素質(zhì)和能力。很多本科生，甚至研究生雖然經(jīng)過了崗前安全培訓(xùn)，也了解了水電安全、消防安全、設(shè)備安全和化學(xué)品安全的重要性，卻依然不知道怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能保障自己他人的安全。究其根本原因就是光有基本的安全常識(shí)是不夠的，只有掌握了本專業(yè)方面的安全常識(shí)和專業(yè)技能，才能保證實(shí)驗(yàn)安全和實(shí)驗(yàn)室安全。

2.2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室自身方面

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室本身特有的問題主要表現(xiàn)體現(xiàn)在人員多、危險(xiǎn)化學(xué)品多、實(shí)驗(yàn)條件危險(xiǎn)性大和監(jiān)管難度大。尤其是科研實(shí)驗(yàn)室，其因自帶的探索性、創(chuàng)新性和風(fēng)險(xiǎn)性等科研屬性而帶來的試劑種類多、危險(xiǎn)源多和高復(fù)雜性，更是大大增加了安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。而僅僅依靠加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理制度、消防設(shè)施建設(shè)和穿戴個(gè)人防護(hù)并不能解決這些問題。因?yàn)檫@些措施只能在發(fā)生安全事故時(shí)降低事故的危害，并不能從源頭上消除安全事故的發(fā)生。

2.3 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建設(shè)方面

2.3.1 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建設(shè)無標(biāo)準(zhǔn)可依

①中小型第三方物流企業(yè)，根據(jù)中國(guó)物流與采購聯(lián)合會(huì)和全國(guó)物流標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)協(xié)助制定的《物流企業(yè)分類與評(píng)估指標(biāo)》，認(rèn)為中小物流企業(yè)的內(nèi)涵所謂中小型物流企業(yè)，是根據(jù)企業(yè)固定資產(chǎn)年?duì)I業(yè)額、年上繳利稅和企業(yè)員工規(guī)模劃分的一類企業(yè)形態(tài)[5]。當(dāng)前一般指那些固定資產(chǎn)1000萬元以下、年?duì)I業(yè)額數(shù)百萬至數(shù)千萬、企業(yè)員工500人以下的為中小型物流企業(yè)。多數(shù)為單向型物流企業(yè)，它僅僅承擔(dān)和完成某一項(xiàng)或少數(shù)幾項(xiàng)物流功能[6]。

無標(biāo)準(zhǔn)可依是困擾化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)者和管理者的難題?，F(xiàn)階段，很多高校和科研院所都在建化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室。但是，除了《科研建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 91―2019）這個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)再無其他標(biāo)準(zhǔn)可依。雖然《科研建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)科研類實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)起到了參考和指導(dǎo)作用，但是它并不完全適合化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)要求。這樣就出現(xiàn)了化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)完成時(shí)就是再改造開始的怪現(xiàn)象。比如，氣體管路在施工前無預(yù)先專門設(shè)計(jì)只能在后期改造中進(jìn)行；補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)與排風(fēng)系統(tǒng)沒有協(xié)同設(shè)計(jì)和施工，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量或污染物含量不達(dá)標(biāo)。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)室功能分區(qū)不明確、不科學(xué)

除了實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建設(shè)無標(biāo)準(zhǔn)可依外，實(shí)驗(yàn)區(qū)、學(xué)習(xí)區(qū)和辦公區(qū)不分也是很多高校和科研院所共性的安全問題，也就是說，三個(gè)功能區(qū)不是相互獨(dú)立的而是重疊的。各實(shí)驗(yàn)室都在追求使用空間的最大化和功能分區(qū)的細(xì)化，造成了空間擁擠、設(shè)備布置混亂、水電布局和使用不規(guī)范、不同實(shí)驗(yàn)用房混用的情況。尤其是由辦公室或教室改建或擴(kuò)建而成的化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室，其基礎(chǔ)安全、安全設(shè)施和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所安全問題最為突出。比如，沒有通風(fēng)系統(tǒng)或通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)陋，安全設(shè)施陳舊老化，疏散通道凈寬不達(dá)標(biāo)等。

3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理的探索與實(shí)踐

3.1 實(shí)驗(yàn)室人員方面

3.1.1 加強(qiáng)綠色化學(xué)教育、增強(qiáng)安全意識(shí)

進(jìn)行綠色化學(xué)的教育既是培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展理念和專業(yè)素質(zhì)人才的需要，也是培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室人員利用綠色化學(xué)理念增強(qiáng)安全意識(shí)的需要。綠色化學(xué)的理念可概括為潔凈性、原子經(jīng)濟(jì)性和安全性，也就是從源頭上防止和消除污染，充分利用每個(gè)原子并實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)“零排放”和反應(yīng)條件盡可能溫和或安全。通過定期、適時(shí)組織專題座談?wù){(diào)研會(huì)、法規(guī)學(xué)習(xí)交流會(huì)、督查專家研討會(huì)等教育形式，把綠色化學(xué)的理念融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和管理工作的各個(gè)環(huán)節(jié)[4]，包括教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)耗材、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等。這樣的綠色化學(xué)教育，讓安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)始終貫穿在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室人員的學(xué)習(xí)和工作中。常念實(shí)驗(yàn)室安全這個(gè)“緊箍咒”才能警鐘長(zhǎng)鳴，并從源頭上“防患于未然”。

3.1.2 實(shí)行實(shí)驗(yàn)室人員準(zhǔn)入制度

對(duì)各類進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員，包括學(xué)生、教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)的人員以及外來人員進(jìn)行安全準(zhǔn)入審核。各類使用實(shí)驗(yàn)室的人員均需通過不同形式的安全培訓(xùn)或?qū)W習(xí)，經(jīng)考試合格、簽訂安全責(zé)任書后方可獲得準(zhǔn)入資格。因參觀、維修等短期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員需告知安全注意事項(xiàng)后才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)還要為其配備合適的個(gè)人防護(hù)用品。

3.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方面

首先對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行分析與研究，去除毒性強(qiáng)、污染重、危害大的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綠色、環(huán)保、安全的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綠色化、安全化。其次，不再開設(shè)使用劇毒化學(xué)品的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)大量使用氣味大、健康危害大的試劑的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采用替代或減害方法重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，比如用氯化亞汞代替氯化汞，用甲苯代替苯等；在保證實(shí)驗(yàn)效果和產(chǎn)率的前提下，應(yīng)該盡量減少化學(xué)試劑的用量，使實(shí)驗(yàn)小型化、微型化。最后，對(duì)所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編制應(yīng)急預(yù)案；同時(shí)，給學(xué)生設(shè)計(jì)的預(yù)習(xí)報(bào)告中也要有風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、個(gè)體防護(hù)和應(yīng)急處置等安全內(nèi)容。

3.3 化學(xué)品方面

3.3.1 化學(xué)品的綠色采購

綠色采購是從源頭上實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)品的安全管理，尤其要對(duì)管制類和易燃易爆類危險(xiǎn)化學(xué)品按需采購、按量使用，最大程度減少危險(xiǎn)化學(xué)品的使用。其中，易制毒和易制爆化學(xué)品必須經(jīng)過主管部門審批，報(bào)公安機(jī)關(guān)批準(zhǔn)或備案后再向有資質(zhì)的單位購買。

3.3.2 化學(xué)品的綠色使用

綠色使用是指在滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的前提下，在使用過程中把化學(xué)品對(duì)人和環(huán)境的影響降到最低。首先，使用前要查閱化學(xué)品安全技術(shù)使用說明書（SDS），詳細(xì)了解化學(xué)品的理化性質(zhì)和危險(xiǎn)屬性，盡量采用無毒無害物質(zhì)代替有毒有害物質(zhì)，并做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告和可行的應(yīng)急預(yù)案。其次，實(shí)驗(yàn)的過程中必須穿戴合適的個(gè)人防護(hù)裝備，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。最后，化學(xué)品的儲(chǔ)存要規(guī)范，要根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品倉庫儲(chǔ)存通則》（GB15603―2022）的要求分區(qū)、分類、分柜儲(chǔ)存試劑，并定期盤點(diǎn)和安全檢查，做到賬物相符，動(dòng)態(tài)臺(tái)賬更新及時(shí)。同時(shí)，給每個(gè)試劑柜都制作信息卡，掃描信息卡上的二維碼就可以了解柜內(nèi)試劑的種類、SDS 和儲(chǔ)存禁忌配伍等信息，節(jié)能、環(huán)保。

3.3.3 化學(xué)品的綠色處置

綠色處置是把實(shí)驗(yàn)室廢棄物分類收集、降害處理、合規(guī)暫存。對(duì)于酸堿溶液，可以先中和，達(dá)到中性后再排掉；對(duì)于鉛、鎘等重金屬，要先分類收集，然后再進(jìn)行沉淀和降害處理；對(duì)于有機(jī)溶劑，一定要分類收集，送到學(xué)校指定的暫存站等待進(jìn)一步處理。

3.4 儀器設(shè)備方面

3.4.1 儀器設(shè)備的前期管理

前期管理是儀器設(shè)備采購前要進(jìn)行購置論證，內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)條件論證、必要性論證、先進(jìn)性論證和安全性論證。其中，安全性論證包括是否專人負(fù)責(zé)該設(shè)備的管理、操作、維護(hù)工作，詳細(xì)說明設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的安全問題，制訂相應(yīng)的預(yù)案措施并確保落實(shí)等。

3.4.2 儀器設(shè)備的運(yùn)行維修管理

運(yùn)行維修管理是通過對(duì)儀器操作者進(jìn)行操作培訓(xùn)、制定安全操作規(guī)程、定期維護(hù)和保養(yǎng)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，學(xué)校主管部門有專項(xiàng)資金用于儀器設(shè)備的維修和保養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室人員還配合學(xué)校主管部門對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的儀器設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)，避免因線路老化、元器件老化和年久失修所造成的安全隱患。

3.4.3 儀器設(shè)備的改造和報(bào)廢管理

改造和報(bào)廢管理是經(jīng)學(xué)校主管部門同意，進(jìn)行安全評(píng)估后對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行改造，更新升級(jí)，報(bào)廢留用供師生拆解、組裝來延長(zhǎng)設(shè)備生命周期的管理，提高了儀器設(shè)備的利用率，[5]也為實(shí)驗(yàn)室的可持續(xù)發(fā)展提供了物質(zhì)保障。

3.5 實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)條件方面

3.5.1 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件改造

對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件進(jìn)行改造，可排除用水、用電、安全設(shè)施和排風(fēng)等方面存在的安全隱患，也提高了實(shí)驗(yàn)室人員的工作效率。比如，給每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)都安裝了定時(shí)器，并設(shè)置不同的啟停時(shí)間段，盡可能保證室內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，確保人員身心健康，提高其工作積極性；再如，給實(shí)驗(yàn)室安裝簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)室真空系統(tǒng)，既避免了實(shí)驗(yàn)室人員使用真空泵時(shí)扎堆的現(xiàn)象，也減少了安全隱患和耗材的損失，隱藏真空泵設(shè)計(jì)后，還降低了室內(nèi)的噪聲，實(shí)驗(yàn)室安靜了不少，穩(wěn)定了實(shí)驗(yàn)者的情緒，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

3.5.2 明確實(shí)驗(yàn)室功能和分區(qū)

明確實(shí)驗(yàn)室的功能和性質(zhì)后，通過對(duì)同類實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行調(diào)研，了解專業(yè)要求和相關(guān)專家的建議，對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，達(dá)到分區(qū)明確、安全環(huán)保、符合綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的使用要求，避免化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建完就改造的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 結(jié)語

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。綠色實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也不是片面的環(huán)保和節(jié)能，安全才是首位。實(shí)踐證明，只有加強(qiáng)綠色化學(xué)教育，在遵循綠色化學(xué)基本原則的基礎(chǔ)上推行“綠色化”改革，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室人員的“綠色”思想，將綠色化學(xué)理念深入實(shí)驗(yàn)室工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，才能為教學(xué)與科研工作提供一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境，也為高校和科研院所的安全管理提供新途徑。