侯曉霞， 王春燕， 郁 清， 許波連， 丁維平

(南京大學(xué)介觀化學(xué)教育部重點實驗室，南京210023)

0 引言

高校重點實驗室是國家科技創(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、省部級和國家級等。重點實驗室是具有相對獨立性的科研實體，受科技部和教育部定期評估，優(yōu)勝劣汰，其目標是獲取創(chuàng)新成果和自主知識產(chǎn)權(quán)。因此，重點實驗室的安全管理至關(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)重點實驗室作為一種特殊化學(xué)實驗室，是重點實驗室的重要組成部分，其特點是人員復(fù)雜、流動性強、實驗室儲備的藥品量多，易發(fā)生事故。與普通化學(xué)實驗室相比，重點實驗室擁有較多貴重精密儀器，儀器操作開放，實驗人員不固定，安全管理難度更大，因此重點實驗室的安全管理一直是高校的重點。

近幾年來，高校化學(xué)重點實驗室安全事故頻發(fā)，氣體爆炸、火災(zāi)和藥品中毒等，不僅造成財產(chǎn)損失，還對師生安全產(chǎn)生巨大威脅［2］。雖然各個實驗室都出臺了相關(guān)安全管理規(guī)章制度，也組織了安全培訓(xùn)，加強了師生安全意識，但是隨著時代發(fā)展和科技進步其中一些已不符合當前實際需求，亟待改進。本文從化學(xué)重點實驗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)合所在重點實驗室的具體情況從安全意識、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)重點實驗室安全管理主要內(nèi)容

1.1 儀器安全

由于科研需要，化學(xué)重點實驗室通常采購了大量貴重精密的大型儀器。介觀化學(xué)教育部重點實驗室建立于2003年，現(xiàn)有各種大型儀器數(shù)10臺，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，很多化學(xué)重點實驗室還有生物、物理等方面儀器，例如流式細胞儀、小動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電離輻射和磁場也有要求。很多實驗室由于硬件條件不達標維護不到位，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廢造成巨大財產(chǎn)損失。

儀器安全包括日常維護和平時使用，為了提高大型儀器的使用效率，大部分重點實驗室儀器都對外開放，儀器使用量大，儀器操作并不由專人負責。而大型儀器由于其專業(yè)性和靈敏性對實驗準備、實驗條件設(shè)定以及實驗操作都有嚴格規(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)濟損失。

1.2 藥品安全

化學(xué)是一門實驗科學(xué)，離不開實驗操作，在實驗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被帶出實驗室造成的。根據(jù)調(diào)查，藥品使用不當是造成實驗室安全事故最主要的因素［3］。

1.3 水電氣安全

化學(xué)重點實驗室內(nèi)貴重儀器較多，對實驗室的基礎(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，如果實驗室內(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，也會引發(fā)安全事故。除了水電外，實驗室內(nèi)氣體使用也需注意。常用氣體有氮氣、氦氣、二氧化碳、氫氣和氧氣等，這些氣體通常儲存在鋼瓶中。對于氮氣等惰性氣體，保管和使用都較為方便，但是對于氫氣等可燃性氣體，在使用和保存時都需格外注意，2015年清華大學(xué)一博士后在使用氫氣做化學(xué)實驗時，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

意識決定行為，提高師生安全意識，是安全管理的內(nèi)在因素，也是核心。高校為了加強師生安全意識，開展了豐富多彩的活動，包括定期舉行安全消防演習，對新入學(xué)的學(xué)生進行安全教育，實行實驗室考核準入制度等［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)時統(tǒng)一進行安全教育宣講，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)時有良好的安全意識，等到高年級需要進入實驗室從事科研工作時往往早已淡忘。因此安全教育不能一次性，需要根據(jù)實際情況，分級分批多次教育。在新入學(xué)時可對全體學(xué)生進行初次安全教育，強調(diào)基本安全規(guī)范，在學(xué)生心中埋下安全教育的種子;當高年級需要進入各個實驗室時，由各個實驗室分別結(jié)合具體情況進行有針對性的實驗室安全教育;在學(xué)生需要進行某個特定實驗或者操作某個大型儀器時，由專人進行專業(yè)安全教育。我院新生入學(xué)時參加統(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)限進出實驗室;每學(xué)期開學(xué)重點實驗室會對需要進入實驗室的學(xué)生進行實驗室安全教育，強調(diào)重點實驗室安全規(guī)范;當學(xué)生需要操作特定大型儀器時，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)、有針對性并層層遞進的安全教育，全方位完善學(xué)生安全意識。

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。實驗室可設(shè)置安全教育宣傳欄，張貼安全指南和安全事故教育海報，在樓梯口、電梯內(nèi)張貼相應(yīng)宣傳標語，例如不能戴手套按電梯等;組織安全文化月活動，開展安全知識競賽以及消防演習;定期進行安全考核，對考核不通過的學(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準。

(1)實行分層安全管理。目前多數(shù)實驗室實行3級安全制度，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，明確責任到人，并在實驗室內(nèi)公開。學(xué)校實驗室安全工作涉及國資處、科技處和保衛(wèi)處等;學(xué)院設(shè)有實驗室安全小組，學(xué)習密歇根州立大學(xué)、MIT等國外高校設(shè)立的EHS系統(tǒng)任命了安全代表(DSR)，每個實驗室也有相應(yīng)安全責任人和安全負責人(CHO)［6-7］;實驗室建立了相應(yīng)儀器管理、安全和衛(wèi)生管理制度，并在每個實驗室門上張貼了實驗室安全信息(見圖1)，列出了安全責任人、安全負責人、負責人手機號、實驗室內(nèi)各項危險因素以及校內(nèi)門衛(wèi)和急救等電話，確保學(xué)生在進入實驗室前能通過安全信息了解到需要注意的事項做好防護，在遇到突發(fā)狀況時也能第一時間聯(lián)系到相關(guān)人員進行處理。

圖1 實驗室安全信息

(2)制定儀器操作細則。為了保障大型儀器安全，針對不同儀器應(yīng)制定相應(yīng)安全細則。安全細則切忌空泛和理論化，應(yīng)注重實踐性，針對學(xué)生操作可能出現(xiàn)的問題提出切實可行的解決方法，例如儀器電壓不正常時首先應(yīng)當查看哪個部分。在學(xué)生進入實驗室前需對其進行安全操作培訓(xùn)，在掌握各項細則后才能上崗操作儀器。受實驗員待遇和發(fā)展及高校招聘名額等限制，很多化學(xué)實驗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、維護和培訓(xùn)不到位，容易引發(fā)安全事故。我院所有實驗員均為專任儀器管理人員，經(jīng)培訓(xùn)考核后專門負責特定儀器管理，學(xué)生需要操作儀器時，需通過實驗員培訓(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。對于藥品安全管理也應(yīng)當制定相應(yīng)管理制度，確保藥品安全。管理藥品時首先應(yīng)明確各類藥品的?；贩诸?，從藥品采購開始根據(jù)分類要求進行運輸、保管和使用。不同藥品分類存放，并由專人管理，對于劇毒藥品應(yīng)按照管理原則多人審批方能使用。制備的藥品要貼好標簽，注明成分、制備人、日期和有效期等。實驗室內(nèi)配有不同廢液回收裝置，廢棄藥品尋找專業(yè)有資質(zhì)的公司及時進行處理。實驗室內(nèi)不存放大量藥品，并于寒暑假等定期清查，對于失效、過期藥品及時處理。

2.3 加強硬件建設(shè)

硬件建設(shè)是實驗室內(nèi)硬件設(shè)施條件，是安全管理的外在保障。實驗室在規(guī)劃建造時，就應(yīng)考慮安全管理問題，把安全風險評估和審核作為建設(shè)的必要條件［8］。化學(xué)實驗室需要配備符合條件的危險品倉庫，集中管理和存放各類藥品及實驗耗材。實驗室建設(shè)時要根據(jù)實際情況安排布局，設(shè)計好空調(diào)系統(tǒng)、新風系統(tǒng)以及報警系統(tǒng)等，安裝通風櫥，配置除濕機，某些儀器需要特殊條件，例如細胞房、X射線衍射房等，也應(yīng)提前設(shè)計。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，減少空間浪費的同時方便管理。

為了確保儀器和消防安全，實驗室內(nèi)還應(yīng)安裝門禁和警報系統(tǒng)，門禁權(quán)限對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;每個樓層配備足夠數(shù)量的噴淋系統(tǒng)，并做好相應(yīng)標識。

對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，助燃氣體如氧氣等，應(yīng)和可燃氣體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引發(fā)爆炸。對于部分惰性氣體，如氮氣等，實驗室內(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)是實驗室的軟件建設(shè)情況，是安全管理的內(nèi)在軟實力。隨著科技進步，越來越多的軟件系統(tǒng)運用到實驗室安全管理中。

(1)安全培訓(xùn)與考核系統(tǒng)。很多高校針對化學(xué)類學(xué)生實施安全培訓(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驗室安全培訓(xùn)與考核系統(tǒng)［10-11］。學(xué)生可自由安排時間登錄系統(tǒng)進行安全知識學(xué)習，然后在系統(tǒng)內(nèi)考核，考核通過后才能有權(quán)限進入實驗室。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)生隨時隨地進行安全知識學(xué)習［12］。

(2)門禁系統(tǒng)。學(xué)生通過考核后才有權(quán)限進入實驗室開展化學(xué)實驗，因此實驗室的門禁系統(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，部分實驗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)類重點實驗室內(nèi)大型儀器較多，為了方便管理針對儀器管理也應(yīng)有相應(yīng)系統(tǒng)［13］。介觀化學(xué)教育部重點實驗室目前使用的是學(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)進行錄入相關(guān)信息，明確重要指標參數(shù)、存放地點以及管理人員等，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)等都能實時在線查找，方便學(xué)生隨時可直接聯(lián)系到具體負責人，促進了大型儀器的共享開放。

除了全校集中管理，為了方便實驗室內(nèi)部大型儀器的日常使用和管理，實驗室構(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)把實驗室內(nèi)大型儀器集合在一個局域網(wǎng)內(nèi)，實現(xiàn)了網(wǎng)上培訓(xùn)、考核、預(yù)約、統(tǒng)計機時及收費等功能集合。它的應(yīng)用大大節(jié)省了儀器管理人力，實驗員只需要在系統(tǒng)上接受培訓(xùn)和考核申請，授權(quán)通過考核的賬號使用儀器的資格，按照網(wǎng)上申請的使用時間安排實驗，避免了儀器使用時間集中或空閑造成浪費，提高了大型儀器使用效率。

(4)藥品管理系統(tǒng)?；瘜W(xué)實驗室內(nèi)各類化學(xué)藥品種類繁多，很多化學(xué)藥品都有毒性，若儲存或使用不當容易造成污染，為了方便管理，藥品管理系統(tǒng)應(yīng)運而生［15］。該系統(tǒng)對全院藥品采購進行統(tǒng)一管理，可隨時查看每個實驗室藥品種類、采購日期、數(shù)量等，避免過度采購重復(fù)樣品造成浪費，也可及時監(jiān)控過期藥品，消除安全隱患。

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

3 結(jié)語

安全管理一直是化學(xué)實驗室的重中之重，安全無小事，從安全意識、安全制度、到硬件建設(shè)和軟件管理，每一項都是重點。除了從根本思想上提高安全意識，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步，尤其是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進步，得益于各種新型硬件和軟件系統(tǒng)，實驗室安全管理必將更上一層臺階。