高 嶺,汪 尚,皮二旭*
(1.杭州師范大學 基礎(chǔ)醫(yī)學院,杭州 311121;2.杭州師范大學 生命與環(huán)境科學學院,杭州 311121)
隨著核技術(shù)的發(fā)展,電離輻射在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護及科學研究中(如輻射育種、工業(yè)探傷、射線診斷、放射治療和放射性示蹤等方面)得到了廣泛應(yīng)用,并取得了豐碩的成果。放射性同位素和射線裝置在經(jīng)濟社會發(fā)展中的作用越來越明顯。在已報道的25萬枚放射源和13 萬余臺射線裝置中,醫(yī)用輻射源約占80%,而放射性同位素和射線裝置在科研機構(gòu)中的應(yīng)用具有日益增加的趨勢[1]。
放射性同位素在科學研究中主要用于開展示蹤實驗,同位素示蹤法又稱為核素示蹤技術(shù)。放射性核素示蹤是以放射性核素及其標記化合物作為示蹤劑,應(yīng)用射線探測儀器和方法來檢測核素的行蹤,以此來研究示蹤劑在生物體中的遷移、代謝降解狀態(tài)或者在外界環(huán)境中的分布狀態(tài)[2]。放射性同位素示蹤具有如下特點:靈敏度較高、樣品的制備過程相對簡單和能追蹤物質(zhì)的來源。自從放射性同位素示蹤技術(shù)開始應(yīng)用以來,快速成為各科研領(lǐng)域獲得研究成果不可替代的技術(shù)手段。
高校實驗室是進行各類科學研究的特定場所,其中物理、化學和生物環(huán)境因素交織,不安全因素種類繁多,稍有不慎,極易釀成實驗安全事故。在高校的涉輻工作中,以實驗室的放射性同位素及射線裝置為主要輻射源,而這些輻射源都屬于人工輻射源[3],安全與防護管理顯得更重要??v觀全國各高校核與輻射安全工作,主要存在如下隱患。①高校對于輻射安全的宣傳教育不足,大多數(shù)非相關(guān)專業(yè)的師生缺乏核與輻射安全知識、管理知識,核與輻射安全意識薄弱;②放射性同位素實驗室開放管理給學校輻射安全管理帶來新挑戰(zhàn),導(dǎo)致核與輻射安全工作比較混亂,開放共享效率偏低;③放射性廢物的處理和管理沒有納入統(tǒng)一危化品管理,對放射性廢物的處理安全重視程度不高,導(dǎo)致放射性廢物存在輻射安全與生物安全雙重隱患;④高校核與輻射安全工作變量多、變數(shù)大。教學科研工作中使用到的放射性物質(zhì)微量,但種類多;存放放射性物質(zhì)的實驗室構(gòu)造各異,布局分散,管理困難;科研課題的變更致使不斷有新的放射性物質(zhì)轉(zhuǎn)入[4]。針對上述問題,高校核與輻射安全工作原則上需從以下幾個方面著手改進。①健全核與輻射安全學習制度,加強上崗人員資格認證;②建立健全核輻射相關(guān)的管理制度,確保安全有序的情況下,提升平臺共享效率;③將放射性廢物的處理和管理納入統(tǒng)一?;饭芾?;④新建的放射性同位素實驗室統(tǒng)一規(guī)劃,集中管理。
本文結(jié)合杭州師范大學同位素實驗室安全與防護管理的實際情況,從同位素實驗室安全與防護管理的方法和內(nèi)容,以及本單位的具體措施和案例進行探討。
同位素實驗室的安全管理除傳統(tǒng)意義上的防火、防盜和防毒以外,《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》《中華人民共和國放射性污染防治法》和GB 18871—2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》等相關(guān)法律法規(guī)對放射性同位素實驗室使用放射性物質(zhì)提出了更加明確的管理內(nèi)容。任何需要從事放射性同位素實驗的單位必須按照國家法律法規(guī)相關(guān)要求,申請許可證,結(jié)合本單位具體情況制訂事故應(yīng)急預(yù)案及同位素實驗室規(guī)章制度,逐步形成輻射安全與防護管理制度體系,在同位素的購置和使用、涉輻人員管理、同位素實驗室日常監(jiān)測管理及放射性廢物的處理等各個環(huán)節(jié),都可以有章可循,了解相應(yīng)的防護和安全保護方法,避免錯誤操作或意外泄漏事件發(fā)生[5-6]。
輻射安全與防護監(jiān)管人員和輻射工作人員必須熟悉同位素實驗室各項規(guī)章制度,熟悉安全操作規(guī)程,掌握同位素安全與防護知識和實踐,參加輻射安全與防護知識的學習或培訓(xùn),并經(jīng)考試合格取得《輻射安全與防護培訓(xùn)合格證書》后,才能從事輻射相關(guān)工作[7-8]。
按照相關(guān)規(guī)定,同位素實驗室分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)??刂茀^(qū)是為了控制正常工作條件下的正常照射或防止污染擴散,在控制區(qū)進出口應(yīng)設(shè)置設(shè)立醒目的警告標志??刂茀^(qū)應(yīng)實行雙人雙鎖、與110 聯(lián)網(wǎng)等管理模式,便于安全管理;對控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)應(yīng)設(shè)置明確的標識。
同位素實驗室常見的衰變類型為α 射線、β 射線和γ 射線。其中,α 射線射程較短,β 射線穿透能力比α 射線強,高能β 粒子需考慮韌致輻射(X 射線),γ 射線屬于短波長、能量大的電磁波,其穿透能力很強。在以X 射線、γ 射線為主的射線防護中,重點考慮外照射對輻射工作人員的影響,因此需規(guī)范化實驗操作,從實驗技術(shù)手段層面減少輻射帶來的危害,對于保障操作人員的安全可以說是事半功倍。
放射性廢物是指被放射性核素所污染或內(nèi)含放射性核素的物質(zhì)[9]。同位素實驗室產(chǎn)生的放射性廢物一般包括2 類:①放射性固體廢棄物。多數(shù)為實驗過程中產(chǎn)生的被放射性同位素污染的實驗耗材,如使用過的一次性乳膠手套、離心管、槍頭、吸水紙和紙巾等,以及實驗廢棄物,比如實驗動植物、由實驗培養(yǎng)基干化而產(chǎn)生的廢干膠等。②放射性液體廢棄物。主要為帶有微量放射性同位素的可重復(fù)使用的實驗器械的清洗水及培養(yǎng)基實驗產(chǎn)生的廢水。放射性廢液主要是含放射性同位素實驗廢液(如細胞懸液、淋洗液等)。放射性廢物處理質(zhì)量不過關(guān)有可能引發(fā)環(huán)境污染和疾病傳播等安全問題。
放射性廢物的處理要嚴格執(zhí)行國家環(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定,實驗室非放射性廢物與放射性廢物要嚴格區(qū)分,核素類別要加以區(qū)分,按照不同核素分類處理。不同高校其放射性廢物處理不同,如北京大學醫(yī)學部多次專項撥款用于放射性廢物處理,先對放射性廢物分類收集,再按照相關(guān)部門的要求,由專業(yè)放射性廢物處理單位集中處理[5]。山東大學同位素實驗室在放射性廢物專用暫存室中,設(shè)置了專用的儲存箱、廢管和儲存池,并進行嚴格分類和記錄。不同核素根據(jù)其性質(zhì)不同采取不同的處置流程[10-11]。高校同位素實驗室在廢物處理上一般遵循“分類收集、統(tǒng)一存放、集中處理”的原則,根據(jù)自身核素類型進行不同處理。
學?,F(xiàn)有輻射安全許可證,包含使用Ⅲ類射線裝置和丙級非密封放射性工作場所,而現(xiàn)有同位素實驗室就屬于丙級非密封放射性工作場所,5 年內(nèi)擬使用32P、33P、35S、45Ca、14C 及3H 6 種非密封放射性同位素,開展放射性同位素示蹤實驗等科學實驗工作。
本單位同位素實驗室主要涉及到的項目有:①通過32P 標記蛋白進行示蹤,從而了解不同條件下,激酶對底物進行磷酸化修飾的動態(tài)變化。該項技術(shù)在分子生物學、生物化學相關(guān)研究領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。②通過3H標記細胞培養(yǎng)液的特定成分,培養(yǎng)一定時間后,利用液閃儀對細胞內(nèi)放射性進行定量分析,從而監(jiān)測細胞代謝情況。
現(xiàn)有同位素實驗室平臺為本單位生物醫(yī)學科研提供支持,為相關(guān)研究論文的發(fā)表和各類基金項目的執(zhí)行提供基礎(chǔ)。
根據(jù)同位素實驗室安全與防護要求,依據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī),結(jié)合本單位的輻射防護與安全管理機制,從加強理論學習、安全建設(shè)、技術(shù)防范、嚴格操作和廢物管理等方面介紹本單位同位素實驗室輻射安全與防護措施和案例。
實驗室同位素區(qū)基建采用PVC 防靜電地板鋪設(shè),地面若有接縫,須做到光滑平整,容易清洗;工作臺面采用不銹鋼臺面,無明顯縫隙,易清洗;實驗室設(shè)置在頂層角落,滿足同位素實驗室基本基建要求。學校成立了輻射與安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組,制定了《事故應(yīng)急預(yù)案》《輻射工作場所安全措施和放射性同位素儲存要求》《放射性同位素實驗操作規(guī)程》《輻射防護安全崗位職責》《輻射防護和安全保衛(wèi)制度》《輻射工作人員培訓(xùn)及健康管理制度》《放射性同位素操作人員個人劑量監(jiān)測方案》《放射性廢物的處理方案》《同位素實驗室管理辦法》《放射性同位素采購使用登記管理制度》《同位素實驗室設(shè)備檢修維護制度》和《輻射安全防護措施》。針對放射性同位素的使用許可、轉(zhuǎn)讓審批、劑量監(jiān)測、工作場所、人員培訓(xùn)、廢物處理及臺帳管理等全過程均提出了一系列管理要求,明確要求針對同位素實驗室使用特點,在日常的輻射防護和安全管理方面逐步建立一套行之有效的安全管理規(guī)章制度。
由于日常工作、學習和生活中有關(guān)輻射的科普宣傳較少,學校師生普遍缺乏輻射安全知識,對于輻射的類型、不同輻射的危害及防護知識欠缺,導(dǎo)致師生對同位素實驗室的認知呈現(xiàn)盲目恐慌現(xiàn)象[12]。多數(shù)師生對輻射的了解僅僅停留在核電站、醫(yī)院X 光片檢查等水平,一部分師生談同位素色變,談及放射性物質(zhì)就與歷史上核事故聯(lián)系起來[13]。因此,一方面要了解本校師生的輻射安全知識水平,制作系統(tǒng)且通俗易懂的輻射安全宣傳手冊或視頻,提高師生輻射安全理論知識。與此同時,開辟專門欄目普及輻射安全理論知識,定期在學校、學院等各級相關(guān)網(wǎng)站發(fā)布輻射安全防護知識及典型案例。另一方面,不斷提高輻射工作人員理論水平,對于從事輻射相關(guān)操作的師生,在取得《輻射安全與防護培訓(xùn)合格證書》后,應(yīng)每年通過線上再學習模式,利用“國家核技術(shù)利用輻射安全與防護培訓(xùn)平臺”網(wǎng)站或“學習充電站”等輻射知識小程序,更新相關(guān)法律法規(guī)、輻射防護等專業(yè)知識,進行再學習。
本單位同位素實驗室控制區(qū)包括儲源室、廢料間及操作區(qū);監(jiān)督區(qū)主要包括預(yù)實驗操作區(qū)、植物種植區(qū)和衣帽間等,衣帽間是普通實驗室進入同位素實驗室的過渡區(qū),監(jiān)督區(qū)空間相對較大。在實際管理中,從以下幾方面加強分區(qū)嚴格管理:同位素實驗室入口實行嚴格登記管理,衣帽間入口處設(shè)置專門的放射性警示標志,非本實驗室或未經(jīng)預(yù)約的師生禁止進入同位素實驗室,進入前嚴格執(zhí)行登記制度;進入監(jiān)督區(qū)的人員應(yīng)穿戴實驗服和手套,嚴禁進入控制區(qū);監(jiān)控系統(tǒng)與學校聯(lián)網(wǎng),并能提供24 h 的實時監(jiān)控和錄像,視頻保存時間在3 個月以上,確保掌握實驗室不同區(qū)域的人員數(shù)據(jù);為了確保監(jiān)督區(qū)不被污染,實驗室配備了輻射劑量監(jiān)測儀,對放射性實驗室進行定性放射性污染監(jiān)測;對同位素實驗室進行場所監(jiān)測,確保實驗室輻射安全數(shù)據(jù)處于正常范圍。
同位素實驗室以開放性生物醫(yī)學類實驗操作為主。每一種核素的操作應(yīng)進行預(yù)實驗,減少重復(fù)操作次數(shù)。對于成熟操作體系可以形成流程,進行規(guī)范化操作,從而減少廢物的產(chǎn)生量,減少接觸時間[14],利于操作過程的安全監(jiān)督管理。在實際操作中,從以下幾方面進行規(guī)范管理:①不同核素在實際操作中,會逐步形成一套相對完善的技術(shù)規(guī)范。因此,根據(jù)不同核素的常用操作,制定規(guī)范的操作流程。比如,對于實驗室常用的32P 等核素,操作體系已經(jīng)成熟,制定規(guī)范流程張貼上墻;②在正式進行放射性同位素實驗工作之前,做好充分的預(yù)實驗準備,熟悉實驗操作流程,縮短與放射源的接觸時間;③放射性物質(zhì)的分裝、制備及其實驗過程在不銹鋼臺面的通風櫥內(nèi)進行;④實驗過程中,利用放射性檢測儀對污染進行全過程監(jiān)測。一旦發(fā)生污染,根據(jù)應(yīng)急預(yù)案采取相應(yīng)的措施;⑤在實驗操作過程中采取一系列措施,提高放射性同位素回收率。對實驗過程中所使用的玻璃儀器進行前處理可以減少實驗器具表面放射性污染水平,加入適量的載體以減少放射性膠體的形成,對每一步操作的放射性進行測量,可最大程度減少放射性物質(zhì)的損失或失控。
廢物最小化是放射性廢物管理的重要原則,在實驗過程中應(yīng)優(yōu)化管理,從源頭抓起,減少放射性廢物的產(chǎn)生[15],對放射性廢物嚴格實行分類管理。在本單位同位素實驗室安全與防護中,從以下幾方面加強廢物的管理:放射性廢物的處理嚴格執(zhí)行國家環(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定,實行分類處理。廢物儲存在專用的有機玻璃材質(zhì)收集箱污桶內(nèi);建立嚴格的放射性廢物處理標準,對于短半衰期放射性廢物,可放置10 個半衰期以上的時間,經(jīng)過劑量檢查小于最大允許劑量時,可作為一般放射性廢物處理[16](如32P、33P);長半衰期同位素應(yīng)集中保存、集中處置,嚴禁隨意丟棄,并送有資質(zhì)的單位進行處置(如14C、3H)。同時,長半衰期廢物的預(yù)處理應(yīng)按照收儲單位的要求進行規(guī)范化處理;建立臺賬,加強登記制度,對同位素實驗室管理實行登記預(yù)約制度,對實驗內(nèi)容、實驗人員、實驗時間、核素類型、廢物類型、廢物體積或質(zhì)量等進行嚴格登記;加大對放射性廢物處理的經(jīng)費投入,將放射性廢物的處理納入實驗室廢物的處置及管理中。
隨著醫(yī)用輻射和核素示蹤技術(shù)的發(fā)展,同位素實驗室作為公共實驗共享平臺,其安全管理也愈發(fā)重要。提高對同位素的認識、正確利用同位素、加強各個環(huán)節(jié)的安全防護管理,優(yōu)化各項管理進而保障放射性同位素更好地為教學科研服務(wù),已成為高校實驗室工作中的一項重要任務(wù)。只有抓準放射性同位素管理中的安全與防護主線,才能使放射性同位素實驗室成為支撐教學科研工作的廣闊平臺。