孫小雅，潘麗娜，陳春蘭，付博菲，閆春財

（天津師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津 300387）

0 引言

實驗室在教學(xué)科研、人才培養(yǎng)、社會服務(wù)及文化創(chuàng)新等各個方面扮演重要角色，是助推世界科技強國建設(shè)的主要陣地。近年來在我國科教興國、人才強國戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，我國實驗室環(huán)境和硬件設(shè)施都有顯著改善和提升。但與此同時，實驗室呈現(xiàn)了參與人員增多、實驗內(nèi)容及方法復(fù)雜、危險化學(xué)品使用頻繁以及儀器設(shè)備多而精密等特征［1］。尤其在疫情防控常態(tài)化時期，給實驗室安全管理工作帶來新的挑戰(zhàn)，制約其發(fā)揮出最大效能。如何構(gòu)建完善的實驗室安全管理體系吸引國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，并取得非?？捎^的研究成果［2-4］。然而，國內(nèi)外的有關(guān)文獻資源既相互聯(lián)系又相對獨立。鮮有研究將其進行橫向比較并整理歸納，無法實現(xiàn)深層次分析。鑒于此，利用Bicomb 和Ucinet等分析軟件，對在中國知網(wǎng)（CNKI）和Web of Science兩大數(shù)據(jù)庫2017～2021 年間發(fā)表的文獻進行直觀的量化分析和共性分析，并進行可視化展示。旨在為精準(zhǔn)化掌握當(dāng)前國內(nèi)外實驗室體系的發(fā)展趨勢、研究熱點及面臨的問題，從而為挖掘出適合我國國情的實驗室安全管理體系的發(fā)展之路提供多元化的參考。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

CNKI和Web of Science 是研究者檢索中英文論文時最為常用的兩大期刊數(shù)據(jù)庫。這兩個數(shù)據(jù)庫擁有豐富的知識信息資源，涵蓋期刊種類多樣，聚焦最新研究進展，能夠較為全面檢索到國內(nèi)外實驗室安全管理相關(guān)的發(fā)表論文，探究其研究現(xiàn)狀、熱點、趨勢及面臨的問題。因此利用CNKI 和Web of Science 兩大期刊庫以“實驗室安全管理（Laboratory safe）”為關(guān)鍵詞，檢索于2017～2021 年間的發(fā)文量。經(jīng)篩選后共檢索到1 958 篇，其中中文文獻1 827 篇，英文文獻131 篇。

1.2 研究方法

采用Bicomb 和Ucinet 軟件對在CNKI 和Web of Science期刊庫中獲取到的1 958 篇有效文章進行分析，具體研究方法如下：

（1）設(shè)置檢索條件，在兩個數(shù)據(jù)庫中逐一篩選出符合主題的文獻數(shù)據(jù)，并導(dǎo)出每篇文章的期刊、年份、標(biāo)題、單位、作者、關(guān)鍵詞及摘要，按照年份順序分別保存為txt格式。

（2）將數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出的文獻數(shù)據(jù)導(dǎo)入Bicomb 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和關(guān)鍵詞標(biāo)準(zhǔn)化處理。①對關(guān)鍵詞中的同義詞、非實義詞進行修正轉(zhuǎn)換，如在中文文章中“安全管理體系”“實驗室安全管理體系”以及“安全管理模式”等均是同義詞，都是表示實現(xiàn)實驗室安全管理的體系構(gòu)建；外文文章中“Biorisk（生物風(fēng)險）”“Biorisk management（生物風(fēng)險管理）”以及“Biological risk（生物性風(fēng)險）”等也均修正為“Biorisk（生物風(fēng)險）”。②以第一作者、第一作者單位、期刊及關(guān)鍵詞等為關(guān)鍵字段，對發(fā)表文章進行統(tǒng)計分析。

（3）基于修正后的關(guān)鍵詞，利用Ucinet 和NetDraw軟件對所研究文章的高頻關(guān)鍵詞構(gòu)建共現(xiàn)矩陣及社會網(wǎng)絡(luò)圖。通過分析文獻中關(guān)鍵詞共同出現(xiàn)的次數(shù)來判斷所研究主題彼此之間的關(guān)系及挖掘研究熱點，從而揭示該主題的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［5］。

2 研究結(jié)果

2.1 文獻特征

（1）文獻數(shù)量。逐年計算2017～2021 年間在CNKI和Web of Science發(fā)表的文獻數(shù)量，統(tǒng)計結(jié)果如圖1 所示。兩大文獻庫發(fā)表的論文均呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，其中CNKI數(shù)據(jù)庫在2020 年發(fā)表論文數(shù)量達到頂峰，共發(fā)表458 篇論文，但在2021 年稍有回落；而在Web of Science 數(shù)據(jù)庫中經(jīng)篩選得到的文獻數(shù)據(jù)量較少，可能與該數(shù)據(jù)庫收錄的期刊數(shù)量與種類有關(guān)。但在已搜索到的131 篇英文文獻中，發(fā)表文獻數(shù)量逐年呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，在2021 年發(fā)表文獻數(shù)量達到54 篇。其次，本研究對近5 年的所有英文文獻中第一作者的單位機構(gòu)進行頻次統(tǒng)計分析，逐一查看研究機構(gòu)的所在國家信息。利用excel 導(dǎo)出近5 年內(nèi)共計發(fā)表論文3 篇以上的國家，并利用R 語言繪制熱圖進行展示（見圖2）。統(tǒng)計結(jié)果顯示中國與美國的發(fā)文量名列前茅，分別發(fā)表24 篇和37 篇文章。在2021 年間，2個國家的發(fā)文量顯著提升，分別為12 篇和22 篇。印度和德國均發(fā)表5 篇文章，日本和馬來西亞分別發(fā)表4 篇文章，巴西、英國、新加坡等國家分別發(fā)表3 篇文章。其中大部分國家在2021 年發(fā)文量最高。此外，本文借助Bicomb軟件構(gòu)建高頻國家的共現(xiàn)矩陣。分析發(fā)現(xiàn)在所有英文文獻中，不同國家出現(xiàn)在同一文獻里的頻次較少。結(jié)果表明雖然實驗室安全管理研究已受到各個國家的廣泛重視，但國家之間缺乏交流合作，大都以學(xué)校內(nèi)或者機構(gòu)內(nèi)合作為主。

圖1 中英文文獻發(fā)表數(shù)量

圖2 部分國家發(fā)表英文文獻數(shù)量統(tǒng)計

（2）期刊。利用Bicomb 軟件對發(fā)表期刊進行統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示，2017～2021 年期間，發(fā)文量位居前5 的期刊分別為《實驗技術(shù)與管理》《實驗室研究與探索》《廣東化工》《化工管理》《廣東化工》以及《實驗室科學(xué)》（見表1）。其中在《實驗技術(shù)與管理》和《實驗室研究與探索》兩大中文核心期刊上發(fā)文量最多，分別達到215 篇和125 篇。在英文文獻中，發(fā)文量最高的期刊是《Journal of Chemical Education》和《Safety Science》，出現(xiàn)的頻次分別為31 次和10 次?？傮w上看，中文期刊中發(fā)文量較多的主要集中在《實驗技術(shù)與管理》和《實驗室研究與探索》兩大核心期刊上。這兩個刊物在國內(nèi)具有廣泛的影響力，其發(fā)表的論文聚焦近年來實驗室安全管理建設(shè)的最新前沿，具有顯著的代表性。例如在這兩個期刊上發(fā)表的論文單篇共被引平均達到16 次。

表1 期刊出現(xiàn)的頻次統(tǒng)計

（3）作者及其研究機構(gòu)。利用Bicomb 軟件分別對近5 年中文文獻按照第一作者及其研究機構(gòu)進行頻次統(tǒng)計分析。以“第一作者”為關(guān)鍵字段，將“頻次閾值”設(shè)置為5，即導(dǎo)出2017～2021 年期間以第一作者身份發(fā)表論文在5 篇以上（包括5 篇）的作者頻次信息。結(jié)果顯示，在中文文獻數(shù)據(jù)中發(fā)文量在5 篇以上的僅有張彥茹（天津師范大學(xué)）和陽富強（福州大學(xué)）2位作者，2 人近5 年期間以第一作者身份分別發(fā)表9篇文章。他們在高校實驗室安全研究工作中成果顯著，例如陽富強等［6-7］開發(fā)多種管理模型應(yīng)用于實驗室安全管理工作。在英文文獻中，沒有明顯發(fā)文量較多的作者，以第一作者身份發(fā)表的文章均在1～2 篇。

2.2 高頻次關(guān)鍵詞

首先利用Bicomb 分析工具對有效文章的關(guān)鍵詞進行數(shù)據(jù)篩選和清洗后，提取出有效的主題關(guān)鍵詞。其次使用Bicomb 統(tǒng)計功能對主題關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次進行統(tǒng)計。根據(jù)關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的高低及有效文獻多少，在有效中文文獻中選取前26 個高頻關(guān)鍵詞為主要研究對象；在有效英文文獻中，選取前12 個高頻關(guān)鍵詞進行后續(xù)研究。部分統(tǒng)計結(jié)果如表2 所示。本文設(shè)置搜索文獻的關(guān)鍵詞是“實驗室安全管理（Laboratory safe）”，因此在兩個文獻庫中出現(xiàn)頻率最高的兩個關(guān)鍵詞為“安全管理”和“Safety management”?！案叩葘W(xué)校”和“Undergraduate（本科生）”均是兩個數(shù)據(jù)庫中排名第二的高頻關(guān)鍵詞，這體現(xiàn)了當(dāng)前實驗研究對象主要為高校，并且國內(nèi)外高校都非常重視實驗室安全管理問題。實驗室是培養(yǎng)大學(xué)生實踐操作能力與研究創(chuàng)新能力的重要基地，其安全管理效果直接影響高校的教學(xué)科研成果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。其次，“化學(xué)實驗室”“化學(xué)品管理”以及“Chemical risk（化學(xué)風(fēng)險）”等與化學(xué)相關(guān)的高頻關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率較高，這側(cè)面反映了化學(xué)實驗室在各類實驗室中安全風(fēng)險性較高，尤其是危險化學(xué)品的頻繁使用，存在較多的安全隱患。值得注意的是，在Web of Science 數(shù)據(jù)庫中“Hazard recognition（危險源識別）”出現(xiàn)頻率較高，并且研究表明危險源辨識有誤是諸多安全事故發(fā)生的主要原因。此外，“安全教育”、“安全文化”以及“Safety culture（安全文化）”等高頻關(guān)鍵詞的出現(xiàn)，反映實驗室安全教育是保障實驗室平穩(wěn)運行的重要舉措和關(guān)鍵所在。

表2 高頻關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次統(tǒng)計（部分）

2.3 高頻關(guān)鍵詞社會網(wǎng)絡(luò)圖

為了探究當(dāng)前實驗室安全管理工作中的研究熱點以及挖掘面臨的問題，本文利用Bicomb及Ucinet軟件分析工具繪制高頻關(guān)鍵詞的社會網(wǎng)絡(luò)圖。首先使用Bicomb軟件構(gòu)建共線矩陣，其中對于中文文獻數(shù)據(jù)構(gòu)建26 個高頻關(guān)鍵詞共線矩陣，矩陣大小為26 ×26，而英文文獻數(shù)據(jù)構(gòu)建12 個主題關(guān)鍵詞共線矩陣，矩陣大小為12 ×12。矩陣中的數(shù)值表示兩個關(guān)鍵詞同時出現(xiàn)的頻次，數(shù)值越大表示兩個關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系越緊密。隨后基于得到的共線矩陣，利用excel 軟件計算Ochiai系數(shù)，并轉(zhuǎn)化成相關(guān)矩陣。利用Ucinet軟件對相關(guān)矩陣進行處理，并保存為相應(yīng)格式文件，以用于NetDraw 繪制高頻關(guān)鍵詞的社會網(wǎng)絡(luò)圖，并選擇“degree”為條件對繪制的社會網(wǎng)絡(luò)圖進行中心度分析（見圖3 和圖4）。

圖3 中文文獻高頻關(guān)鍵詞的社會網(wǎng)絡(luò)圖

圖4 英文文獻高頻關(guān)鍵詞的社會網(wǎng)絡(luò)圖

如圖3 和圖4 所示，“管理體系”是中文文獻數(shù)據(jù)的社會網(wǎng)絡(luò)圖中的核心主題，亦是大部分已發(fā)表的文章中實驗室安全管理工作的研究熱點及趨勢。同樣在英文文獻數(shù)據(jù)中“Safely management”也處于社會網(wǎng)絡(luò)圖中的中心位置。這說明探索新形勢下的實驗室安全管理對策，從而構(gòu)建科學(xué)合理有效的實驗室安全管理體系，對于實驗室發(fā)揮功效和提高科研成果產(chǎn)出具有重要意義。針對“實驗室管理體系”這一主題的研究是各項實驗室工作的立足點，許多學(xué)者已研究出一系列管理模式，如“6S 管理”“EHS 管理體系”“FMEA 管理方法”“PDCA 循環(huán)理論”以及網(wǎng)格化管理等［8-10］。其中由Furr博士編寫的《CRC Handbook of Laboratory Safety》（第5 版）這本手冊較為全面地描述了實驗室從管理到操作流程等各個環(huán)節(jié)，涵蓋不同研究領(lǐng)域的調(diào)查結(jié)果，從而詳細闡述各類實驗室安全管理工作的方方面面，參考價值非常大［11］。其次，“高等學(xué)?！薄鞍踩芾怼币约啊鞍踩逃钡雀哳l關(guān)鍵詞處于網(wǎng)絡(luò)圖的相對中心位置。然而在英文文獻的社會網(wǎng)絡(luò)圖中，“Undergraduate”和“Safety culture（安全教育）”處于相對邊緣的位置，這可能與搜索到的文獻數(shù)量或文獻中關(guān)鍵詞選取有關(guān)。如今高校實驗室作為開展實踐教學(xué)及科研研究的重要基地，其安全的重要性不言而喻。新形勢下高校實驗室安全管理遇到的問題也有增多趨勢，迫切需要建立合理有效的安全體系及管理措施。對于“安全教育”這一主題也逐漸受到學(xué)者的關(guān)注，在實驗室工作中，普遍存在“輕安全、重科研”的思想，工作人員安全意識淡薄，安全宣傳教育不足，安全技能缺乏，這些都為實驗室安全事故的發(fā)生埋下了隱患。此外，在這兩個網(wǎng)絡(luò)圖中與各類危險源有關(guān)的高頻關(guān)鍵詞的位置有所不同，在中文文獻中“生物安全管理”“安全隱患”“化學(xué)品（?；罚┕芾怼碧幱谥虚g位置，而“廢棄物管理”及“壓力容器”關(guān)鍵詞處于邊緣位置。在英文文獻中“Hazard recognition”和“Biosafety”處于相對中間的位置，而“Waste management”和“Chemical risk”處于邊緣位置。這體現(xiàn)了國內(nèi)外對于各類危險源的重視程度有所差異。尤其在疫情防控時期，國外對于生物安全工作較為關(guān)注，“COVID-19”這個關(guān)鍵詞出現(xiàn)了5 次。而“創(chuàng)新實驗室”“安全防護”“應(yīng)急預(yù)案”“安全準(zhǔn)入制度”以及“Virtual reality”和“Risk assessment”等處于網(wǎng)絡(luò)的最外圍，代表了實驗安全體系中的一些邊緣研究，有待進一步展開深入的探究。

3 建議與思考

3.1 完善體制機制，構(gòu)建新形態(tài)實驗室安全管理體系

近年來隨著社會高速發(fā)展，實驗室的種類、數(shù)量及使用頻率不斷提高，各種實驗室安全事故時有發(fā)生。探索新形勢下實驗室安全管理工作體系，做到精準(zhǔn)施策、防患未然，對保障實驗人員人身安全及社會財產(chǎn)安全具有現(xiàn)實意義。從中英文期刊文獻的知識圖譜分析中發(fā)現(xiàn)了以下3 個問題，分別是，①如圖3 所示“化學(xué)實驗室”“生物實驗室”“醫(yī)學(xué)實驗室”及“藥學(xué)實驗室”等高頻關(guān)鍵詞的出現(xiàn)，反映了實驗室類別的多樣性。尤其是高校在辦學(xué)規(guī)模不斷擴大的背景下學(xué)科門類和專業(yè)數(shù)量趨于多元化，導(dǎo)致實驗室安全隱患類別增多，管理難度增大。為此，各類別實驗室應(yīng)加大對建立具有學(xué)科特色的實驗技術(shù)隊伍的投入，比如借鑒國外Laboratory Safety Team（LST）的建立，以研究生和科研人員為核心成員采用可量化和可追蹤的模式開展安全管理工作［12］。②圖3 中“檢查督導(dǎo)”出現(xiàn)頻次較低，并處于社會網(wǎng)絡(luò)圖的邊緣位置，這側(cè)面說明在實驗室安全管理工作體系中對于安全檢查這一環(huán)節(jié)不夠重視。在有完善安全管理體制及健全規(guī)章制度的前提下，應(yīng)保證各項工作落實到位，其中檢查及問責(zé)機制尤為必要。安全檢查中應(yīng)做到責(zé)任明確，落實到人，對于發(fā)現(xiàn)的安全隱患不可含糊不清并形成閉環(huán)工作模式。其次建立有效的獎懲機制和問責(zé)追責(zé)機制，可設(shè)立“樣板實驗室”，利用榜樣力量激勵實驗室人員。真正做到安全工作人人有責(zé)，安全工作從我做起。③積極構(gòu)建與現(xiàn)代信息化技術(shù)相融合的智慧型實驗室已成為推進安全管理工作建設(shè)的必然趨勢，從復(fù)雜的人工管理改為自動化的管理，有助于提高管理質(zhì)量及效率，真正實現(xiàn)精細化管理。

3.2 補齊短板漏洞，加強危險源隱患源頭治理

提高危險源辨識能力及管理，完善安全風(fēng)險評估體系是實驗室安全隱患源頭管控的重要法寶。在中英文文獻社會網(wǎng)絡(luò)圖中，國內(nèi)外實驗室對于各類危險源的管理各有側(cè)重。因此，根據(jù)實驗室特點及實際情況制定有針對性的危險源防控對策是最有效的預(yù)防措施。比如，化工類實驗室中危險化學(xué)品（簡稱?；罚┦侵饕ｋU源，其所帶來的危害往往是一系列不可控的連鎖反應(yīng)。健全安全管理制度，規(guī)范購買、使用及處置等流程，提高安全防范意識，是?；钒踩芾砉ぷ鞯闹饕较蚣皟?nèi)容。實驗室廢棄物這類危險源也逐漸受到各界學(xué)者的關(guān)注，如余建潮等［13］根據(jù)廢物性質(zhì)及類別建立的簡化版實驗室廢棄物處置流程圖。加強實驗室廢棄物處置力度，營造良好的生態(tài)環(huán)境，這也是避免安全事故發(fā)生的重要環(huán)節(jié)。此外，危險源還包括其他種類，比如基礎(chǔ)設(shè)施類（水電管路等）、設(shè)備類（高溫儀器、壓力容器等）及生物類（實驗動物、微生物等）等，需要根據(jù)實驗室實際情況進行辨識，有針對性地制定管理制度，客觀評估安全風(fēng)險，實現(xiàn)有效控制。有些學(xué)者針對實驗室危險源開展相關(guān)研究，比如張彥茹［14］采用圖表結(jié)合的形式構(gòu)建危險源識別及防控體系。此外，值得注意的是在圖4 中“Laboratory equipment”處于中間位置，體現(xiàn)了實驗室安全基礎(chǔ)設(shè)施的投入對于減少安全隱患及降低安全風(fēng)險是十分重要的。合理規(guī)劃和配置安全防護設(shè)備設(shè)施，減少安全問題產(chǎn)生，這也將大大降低實驗室安全管理的成本。

3.3 提升安全意識，創(chuàng)新實驗人員安全教育培訓(xùn)

實驗人員缺乏安全意識是諸多安全事故發(fā)生的源頭，而提升安全意識是實驗室安全管理工作良性發(fā)展的關(guān)鍵所在。如圖3 和圖4 所示，“安全教育”“安全意識”“安全文化”及“Safety culture”等高頻關(guān)鍵詞均處于網(wǎng)絡(luò)的中部位置，是連接核心主題和邊緣主題的樞紐。因此，如何更好地開展安全教育工作迫在眉睫。安全意識淡薄歸根到底是人們對實驗室安全隱患所帶來的危險性認(rèn)識不夠，缺乏危機防范意識［15］。開展豐富多樣、文化教育與趣味性相結(jié)合的安全教育活動是提升實驗人員安全意識的有效途徑。例如根據(jù)受眾群體的具體需求，將理論與實際操作相結(jié)合，進行多種形式的培訓(xùn)考核方式；在高校內(nèi)開設(shè)實驗室安全通識課程；開展“安全月”宣傳教育活動，讓實驗人員參與進來，達到他人及自我的雙提升。此外，每間實驗室由于研究內(nèi)容不同，其危險源也各不相同。英國Bristol 大學(xué)化學(xué)系采用讓每個學(xué)生填寫風(fēng)險評估報告（General Risk Assessment Record）的方法來保證其在實驗前了解實驗?zāi)康募耙饬x，掌握所用試劑的毒性和安全防護措施，熟練操作大型的儀器設(shè)備等，填寫后提交教授進行風(fēng)險評估并簽字確認(rèn)后方可進入實驗室［16］。該舉措將保障實驗室安全作為一種底線式的要求，真正做到防患于未然。因此，我國學(xué)者可以結(jié)合國內(nèi)外已有的研究經(jīng)驗，不斷豐富實驗室安全管理工作的研究深度，從而為安全工作改革提供全面而科學(xué)的指導(dǎo)。