葉元興，馬 靜，趙玉澤，沈一嵐，任忠誠

（北京林業(yè)大學 生態(tài)與自然保護學院，北京 100083）

高校和科研院所擔負著人才培養(yǎng)、科學研究和社會服務三大職能。國務院于2015 年頒布了“雙一流”建設方案，進一步加快了世界一流大學和一流學科建設。學科建設是高?！半p一流”建設的核心[1]，而高校實驗室是開展科學研究，培養(yǎng)高素質、創(chuàng)新人才的重要基地，一流的實驗室建設則是重要的支撐條件，因此，近年來高校及科研院所的實驗室建設發(fā)展比較迅速[2-3]。

隨著實驗室建設的快速發(fā)展，給高校以及科研院所的實驗室管理部門帶來了較大的挑戰(zhàn)。特別是近些年實驗室安全問題比較突出，安全事故時有發(fā)生，如2015 年，北京某高?；瘜W實驗室在使用氫氣做化學實驗時發(fā)生爆炸，造成1 名博士后死亡；2018 年，北京另一所高校的研究生在實驗室進行垃圾滲濾液污水處理科研實驗時發(fā)生爆炸事故，造成3 名研究生死亡；2019 年，由于某省制藥廠生產疫苗過程中滅囷不徹底，造成下風向獸醫(yī)研究所181 名實驗人員感染了布氏桿菌（Brucella）。這些實驗室安全事故的發(fā)生，不僅影響了高校以及科研院所的正常教學科研秩序，還給國家財產和師生生命健康帶來了危害，因此須予以高度關注[4]。

為了更好地了解實驗室安全事故的類型以及特征，掌握實驗室安全事故發(fā)生的成因。本文通過對1986—2019 年高校以及科研院所150 起實驗室事故進行統(tǒng)計，分析事故發(fā)生的類型、危險因素、環(huán)節(jié)以及原因，對實驗室管理中突出的環(huán)節(jié)和問題進行討論和分析，旨在為預防高校和科研院所實驗室安全事故的發(fā)生提供參考和依據，提高實驗室安全管理的科學化水平。

1 研究方法

通過百度、微軟必應、搜狗、中國知網、萬方數(shù)據庫、維普等搜索引擎及信息資源系統(tǒng)進行檢索。檢索關鍵詞包括大學實驗室事故、高校實驗室事故、科研院所實驗室事故等詞條，收集相關的資料和文獻共計525 條，對每項資料或文獻進行閱讀和質量評估，剔除重復、信息少或無法利用的數(shù)據，對資料和文獻中的關鍵性統(tǒng)計指標進行收集。關鍵性指標包括事故發(fā)生年份、月份、高?；蚩蒲袉挝?、省份、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、事故類型、實驗室類別、引發(fā)事故危險因素、環(huán)節(jié)和原因以及具體實驗內容等信息。

2 分析方法

采用單因素方差對不同事故類型引起的傷害差異性進行分析，F(xiàn)值為組間和組內的離差平方和與自由度的比值，P為判定假設檢驗結果的參數(shù)，P<0.05 代表差異性顯著。對于差異性顯著的變量進一步通過Tamhane’s T2 兩兩之間比較，t為檢驗統(tǒng)計量，P<0.05代表差異性顯著。分析數(shù)據以平均值±標準誤（Mean± SE）形式表現(xiàn)。所有數(shù)據的統(tǒng)計和分析均在R 4.0 軟件中進行。

3 研究結果

3.1 事故總體情況

本文統(tǒng)計了1986—2019 年期間發(fā)生的150 起實驗室事故，其中高等院校132 起，科研院所18 起。150起實驗室事故共造成369 人受到不同程度的傷害（見圖1），其中死亡15 人，傷害354 人。隨著年份的增加，事故發(fā)生的數(shù)量先增加后降低，2005—2015 年期間事故較多，而2016—2019 年期間事故總數(shù)有所降低（見圖1）。

從圖2 可知，實驗室事故多發(fā)生于第二季度和第四季度，分別占比31.25%和27.78%，第一季度和第三季度分別為20.14%和20.83%。從地域上看，北京、上海、江蘇、四川、浙江和廣東占比較高，6 省市累計達到66.20%（見圖3）。

在150 起事故中，化學實驗室發(fā)生事故的比例最高，為70.27%，物理實驗室、生物實驗室、醫(yī)學實驗室和化學品儲藏室的比例分別為13.51%、8.78%、6.08%和1.35%。

圖1 1986—2019 年150 起實驗室安全事故總體情況

圖2 1986—2019 年150 起實驗室安全事故季度分布情況

圖3 1986—2019 年150 起實驗室安全事故地域分布情況

3.2 事故類型分析

150 起實驗室安全事故主要包括火災、爆炸、毒害、生物感染、腐蝕和其他事故。其中火災性事故、爆炸性事故和毒害性事故發(fā)生數(shù)量較多，分別為66起、45 起和22 起，占全部事故比例的44.00%、30.00%和14.67%，生物感染和腐蝕事故分別為7 起，占比4.67%，其他事故還包括觸電、墜樓和放射性傷害事故等共3 起。

生物感染事故雖然只有7 起，但是造成的傷害比例最高，占到68.36%（見圖4），平均傷害為34.47± 24.64 人/起，其中某省獸醫(yī)研究所在2019 年發(fā)生的布氏桿菌感染事件，抗體陽性人員為181 例，占所有傷害比例的51.13%。2010 年，東北某大學發(fā)生了布氏桿菌感染事件，造成28 人感染。爆炸造成的傷害比例為17.51%，平均引起1.38±0.23 人/起傷害。毒害、火災和腐蝕引起的傷害比例分別為 7.06%、4.80%和2.26%（見圖4），平均每起傷害人數(shù)分別為1.13±0.54、和0.26±0.10 和1.00±0.19（見表1）。

圖4 1986—2019 年150 起實驗室安全事故類型 以及造成傷害和死亡的比例

通過單因素方差分析（one-way anova）發(fā)現(xiàn)不同事故類型引起的傷害有顯著差異（F=8.448，P<0.001），通過Tamhane’s T2 兩兩之間比較，發(fā)現(xiàn)平均每起火災引起的傷害人數(shù)顯著小于爆炸（t=–1.401，P<0.001）和腐蝕性傷害（t=–0.855，P=0.004），其余傷害類型差異性不顯著。

從死亡的情況來看，爆炸造成的死亡比例最高，為46.67%，平均每次爆炸導致0.16±0.08 人死亡。毒害事件死亡人數(shù)占比為33.33%，每起事故造成的平均死亡人數(shù)最高，為0.23±0.11 人/起，火災造成的死亡比例為6.67%，每起事故造成的平均死亡人數(shù)為0.02± 0.01（表1）。

表1 各類事故數(shù)造成平均傷害和死亡的人數(shù)

3.3 事故危險因素分析

150 起實驗室事故危險因素發(fā)生比例從高到低依次為危險化學品事故（62.00%）、儀器設備事故（23.33%）、線路安全事故（8.00%）、生物安全事故（4.67%）和其他事故（2.00%）（見圖5）。

在實驗室安全事故危險因素中，生物安全事故造成傷害人數(shù)為242 人，傷害比例最大為68.36%；其次為危險化學品事故傷害，比例為23.16%。死亡比例最高的是危險化學品事故，占53.33%；其次為儀器安全事故40.00%。造成平均傷害人數(shù)最高的為生物安全事故34.57±24.65 人/起；除了其他事故，平均死亡人數(shù)最高的為儀器設備事故，為0.17±0.08 人/起，其次為危險化學品事故，為0.09±0.04 人/起（見表2）。

圖5 1986—2019 年150 起實驗室安全事故危險因素分類

表2 1986—2019 年150 起實驗室安全事故 危險因素造成的傷亡人數(shù)

3.4 事故發(fā)生環(huán)節(jié)和原因

對150 起實驗室安全事故發(fā)生環(huán)節(jié)的分析結果表明，危險化學品使用、儀器設備使用和危險化學品存儲是事故高發(fā)的環(huán)節(jié)，比例分別為38.67%、26.00%和14.67%，累計達到79.34%。實驗室管理、廢棄物處理及動物購買和飼養(yǎng)環(huán)節(jié)比例均為4.67%（見圖6）。

統(tǒng)計結果表明，操作不慎或使用不當、違規(guī)操作是引發(fā)事故最多的兩個主要原因，分別為34 起和32起，占事故總數(shù)的22.67%和21.33%；其次是設備老化、故障或缺陷 12.67%、危險化學品存儲不規(guī)范12.67%、線路老化或短路 7.33%、廢棄物處置不當4.67%、動物未檢疫或未消毒4.67%、實驗室管理意外2.66%和反應失控2.00%。

除了生物安全因素之外，操作不慎或使用不當、危險化學品存儲不規(guī)范造成平均傷害人數(shù)最高，為1.12±0.21 人/起和1.05±0.42 人/起，實驗室管理意外和?；反鎯Σ灰?guī)范造成了較高的平均死亡人數(shù)（見表3）。

圖6 1986—2019 年150 起實驗室 安全事故的發(fā)生環(huán)節(jié)分類

表3 1986—2019 年150 起實驗室安全 事故原因以及造成的傷亡人數(shù)

4 討論

4.1 危險化學品是實驗室事故的重災區(qū)

危險化學品是引發(fā)實驗室安全事故的重要原因，占150 起安全事故的比例超過了60%，共造成82 人受到傷害，8 人死亡。目前市場上已有的化學品總數(shù)高達70 000 多種[5]，其中有相當一部分是易燃易爆、放射性、腐蝕性、放射性等危險化學品，如果管理不當，就會成為實驗室安全事故的隱患[6]。除了化學實驗室之外，物理、生物和醫(yī)學實驗室也涉及大量的危險化學藥品，因此危險化學品是實驗室管理中的重要環(huán)節(jié)[7]?；瘜W品的管理包括采購、儲存、使用、廢棄物處理等環(huán)節(jié)。引起危險化學品事故主要為使用（38.67%）、存儲（14.67%）和廢棄物處理（4.67%）。

在危險化學品使用的過程中，稍有疏忽和操作不慎以及違規(guī)操作都很容易引發(fā)火災、爆炸、中毒以及灼傷等安全事故。如金屬鈉、金屬鉀以及含氮、硫、磷等氧化物遇水反應強放熱引起燃燒，可燃性粉末，如鎂粉與空氣混合，在空氣中濃度達到一定范圍會產生瞬間爆炸。2004 年，上海某實驗室將乙醇倒入水槽，然后將金屬鈉剪成小塊放入盆中，盆內反應劇烈后溫度升高，造成了火災事故。危險化學品存儲過程中，特別是管理不當，會造成?；繁槐I，引起嚴重后果。如2013 年，上海某實驗室N-二甲基亞硝胺被盜，造成寢室投毒至1 名研究生死亡。危險化學品廢棄物違規(guī)處理會造成環(huán)境污染，如2001 年，北京某高校將做完實驗的四氯化鈦倒入廁所，結果煙霧彌散到周圍房間，造成環(huán)境污染。

許多學者通過研究發(fā)現(xiàn)，雖然國家、各個部委以及學校頒布了多項法律、法規(guī)、規(guī)章和制度，安全管理工作得到了加強，但是在危險化學品管理方面依然存在實驗人員對化學品的危險特性認識不足，安全教育和培訓工作未能真正落到實處，在一定程度上存在化學品的管理、廢棄物處理不規(guī)范等問題[8-10]。這些問題如果不能得到很好的解決，危險化學品的事故風險將威脅實驗室人員的安全與健康。

4.2 危險性儀器設備管理需要高度重視

在事故發(fā)生的危險因素中，操作不慎或使用不當、違規(guī)操作分別占22.67%和21.33%，共造成了54 人受傷，4 人死亡，此外，線路安全事故為11 起，占7.33%。這些事故涉及的儀器設備包括儲氣鋼瓶（5 起）、冰箱或冷藏柜（4 起）、反應爐（4 起）、干燥箱（3 起）、攪拌器（3 起）、計算機（2 起）、氣象色譜儀（1 起）、蒸汽鍋（1 起）、培養(yǎng)箱（1 起）、蓄電池（1 起）等。

這些儀器設備多具有高溫、高壓或低溫等特點，如果存在線路老化、超期服役、違規(guī)操作等情況，是安全事故高風險的來源，并且這些設備容易引起爆炸，火災和中毒等，造成嚴重的后果。如2009 年，北京某高校5 名實驗人員對厭氧培養(yǎng)箱進行調試的過程中，由于壓力不穩(wěn)造成爆炸，5 人受傷。又如2013 年，南京某高校5 名工人在不了解儲氣鋼瓶內有氧氣和煤氣的情況下，對鋼瓶進行切割，引發(fā)了氣瓶爆炸，造成了1 死3 傷的嚴重后果。

在高校和科研院所的管理中，存在缺乏對儀器設備的管理以及相關制度無法落實到實處等問題。對高風險儀器設備評估不足，重視程度不夠，沒有及時排查超期服役設備，對線路也沒有定期的檢修。實驗人員對實驗儀器操作的安全培訓較少，安全觀念不強、意識淡薄等都可能會引發(fā)儀器設備事故。因此，加強實驗室儀器設備的管理需要引起高度重視，這也是實驗室管理的重點內容[11-12]。

4.3 生物安全問題不容忽視

生物安全問題是實驗室安全管理的重要組成部分。本研究發(fā)現(xiàn)7 起生物安全事故，雖然沒有造成人員傷亡，但是造成了242 人感染病毒，包括209 人感染布氏菌和 33 人感染出血熱，占所有傷害人數(shù)的68.36%。

高?；蚩蒲性核婕按罅康纳锝虒W和科研實驗，實驗室管理稍有疏忽發(fā)生意外事故都可能導致實驗人員感染，也可能造成人群感染和環(huán)境污染。生物安全事故將給師生的身心健康造成危害，甚至造成公共衛(wèi)生事件，引發(fā)社會問題。因此，必須加強實驗室生物安全管理，預防和控制生物安全事故的發(fā)生[13]。

5 實驗室事故安全管理對策

5.1 危險化學品的安全管理對策

危險化學品的管理需要從采購、儲存、使用和廢棄物處理等環(huán)節(jié)進行全程監(jiān)管。在危險化學品采購方面，需要根據《危險化學品安全管理條例》（國務院令第591 號）規(guī)定，獲得危險化學品的經營許可，個人不得購買危險化學品，對易制毒、易制爆和劇毒等危險化學品的購買實行嚴格許可和備案制度，及時向公安部門備案[14]。針對高?；蚩蒲性核瘜W品采購渠道混亂、存量小、品種繁多等特點，采購時需要提供化學品的種類、數(shù)量、責任人和保存地點等信息進行備案[15]。在化學品儲存方面，必須嚴格按照國家相關規(guī)定進行規(guī)范性儲存，并且實行專人管理。如危險化學品必須存放于藥品柜、防爆冰箱等，并設置安全警示牌，危險化學品必須明確標簽，注明名稱、性質和使用注意事項。要根據危險化學品不同性質，酸堿隔離存放，易燃易爆化學品和具有熱分解性的強氧化劑隔離存放，揮發(fā)性危險化學品需存放在較好通風裝置處，易燃易爆應存放在陰涼通風處等[16]。

在化學品使用方面，實驗人員在使用危險化學品前需要對實驗安全風險進行評估，充分熟悉使用危險化學品的性質，并且具備相應的應急處理技能。在使用的時候，嚴格對領用量、使用量和剩余量進行登記。盡量少用危險性物質，用危險性低的替代危險性高的物質，并且嚴格按照實驗規(guī)程進行操作。在操作前，檢查所有化學品是否符合要求，如品種和純度等，檢查所有的玻璃器皿是否完好，檢查儀器設備性能是否正常，熟悉儀器設備使用方法，檢查實驗場所是否滿足實驗要求，做好個人防護措施等。對廢棄物的處理，高校和科研單位需要設置專人負責的廢棄物回收點，盡可能收集實驗室產生的各類廢棄物。各個實驗室需要根據廢棄物的性質和狀態(tài)不同，將其分類收集，即固體、液體和氣體廢棄物分開，對濃度高的廢棄物，需要收集于一定的容器后回收，理化性質相似的廢棄物一起收集。劇毒物品必須集中收繳、儲存，并經公安部門同意之后，統(tǒng)一處理，其余廢棄物需要委托有資質的單位及時清理和銷毀[17]。

5.2 危險性儀器設備的安全管理對策

危險性儀器設備的管理必須按照《教學儀器設備安全要求總則》（GB21746-2008）中關于危險儀器設備的采購和使用要求。在采購時需要選擇有相關資質的生產單位，在安裝時必須由專業(yè)人員進行到貨驗收，并且保證零部件正常、產品合格和安全證明齊全。對儀器設備的操作，實驗人員必須接受專業(yè)的培訓且考核合格后才能從事相關的工作[18]。在使用儀器前，對儀器設備的風險性進行評估，根據其高溫、低溫、高壓、機械性安全、輻射性防護、有毒或有害氣體、液體防護等特性確定風險等級，并且注明風險標識，降低儀器設備帶來的風險，預防事故的發(fā)生[19]。在使用儀器設備過程中，需要檢查線路是否正常，并按照要求制定嚴格的安全操作流程。對其安全技術性能進行定期檢查，及時更換安全檢驗合格的相關內容，嚴禁儀器設備帶故障運行，每次運行都需要進行嚴格的登記，建立完整、準確的設備技術檔案，并長期保存。對有故障的儀器設備需要及時檢修，對超期服役的儀器設備要及時進行安全報廢[19]。

5.3 生物安全管理對策

對于從事動物相關教學和科研的高校以及科研單位，需要成立“動物倫理委員會”，負責教學和科研等工作中動物倫理的審查監(jiān)督和生物安全事宜。相關的生物實驗人員應該具備專業(yè)教育背景、熟悉國家政策法律，熟悉實驗室安全管理工作，上崗前進行體檢，建立血清庫，接種預防疫苗，建立實驗人員健康和體檢檔案。所有實驗動物訂購前，需要倫理委員會嚴格審批，從具有實驗動物安全許可證的供應商處購買，確保實驗材料來源清晰，實驗前進行隔離檢疫，排除病原體，合格后才能使用。相關實驗室必須依照《病原微生物實驗室生物安全管理條例》（國務院令第424號）制定科學的管理制度，從動物的使用以及處理等方面對實驗動物進行嚴格管控和檔案管理，對相關的實驗材料和儀器設備進行檢查，確保符合國家生物防控標準。實驗動物使用結束后應該存放于特定的冰箱，記錄處死信息，按照規(guī)定進行無公害處理。做好生物實驗室日常維護以及緊急預案，最大程度做好生物安全事故的預防[20]。

6 結語

高校以及科研院所的實驗室安全管理是長期、復雜并且艱巨的工作，實驗室安全直接影響高校以及科研單位教學和科研秩序，直接關系到國家財產和人民生命安全。危險化學品、儀器設備和生物安全是實驗室管理過程中的三大重要內容，實驗室管理人員除了需要幫助提高廣大師生的安全意識之外，更重要的是讓各項規(guī)章制度能夠得到真正落實。各個單位需要結合自身實驗室管理的實際情況，有針對性地開展與實驗室管理相關的安全教育和培訓考核，切實解決或改善實驗室安全管理中的難點，最大限度預防和減少 實驗室安全事故的發(fā)生，保障教學、科研工作的安全開展。