實驗室是高校開展實驗教學(xué)的主要陣地,也是支撐科學(xué)研究工作的重要場所。實驗室安全則是高校實驗室穩(wěn)定、有序運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、教學(xué)與科研融合、科技成果快速轉(zhuǎn)化中發(fā)揮著支撐保障作用,同時也是衡量高校實驗室建設(shè)水平的重要指標之一?,F(xiàn)階段,國內(nèi)高校大部分實驗室建設(shè)不規(guī)范、安全條件不具備,存在缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、功能分區(qū)不合理、室內(nèi)布局不規(guī)范、基礎(chǔ)設(shè)施不配套、管理制度不全等諸多問題,這也導(dǎo)致實驗室安全事故頻發(fā),給師生生命健康造成了嚴重威脅。2021年實驗室千人死亡率達到0.026,是2020年全國安全生產(chǎn)千人死亡率0.013的2倍[1]。因此,建設(shè)安全規(guī)范化實驗室是確保教學(xué)科研有序開展的前提條件,對構(gòu)建安全和諧校園有重要意義。文章以某配位化學(xué)實驗室為例,以安全標準為依據(jù),根據(jù)安全風(fēng)險評價結(jié)果[2],結(jié)合實驗人員數(shù)量、項目內(nèi)容、實驗設(shè)施設(shè)備及所涉危險源體量和種類等現(xiàn)狀,從空間規(guī)劃、安全硬件設(shè)施和軟件條件配置、管理制度及措施配套等方面著手,提供較完整的安全規(guī)范化實驗室建設(shè)方案,防患未然,杜絕安全事故發(fā)生[3-6]。
1、實驗室基本情況
該實驗室主要研究方向為配位化學(xué),承擔(dān)著科研任務(wù)、實驗教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計等多重任務(wù)。涉及化學(xué)品種類多、數(shù)量大,普通生化試劑達650余種,危險化學(xué)品130余種,其中常用的有機易燃試劑包括石油醚、甲醇、四氫呋喃、乙腈、乙酸乙酯、正丁醇、正己烷等,常用易制爆試劑包括重鉻酸鉀、高錳酸鉀、硝酸、發(fā)煙硝酸等,常用的腐蝕試劑包括氫氟酸、三氟乙酸、三溴化硼、三氟乙酸等,常用的氣體主要為氮氣、氬氣、氦氣、氧氣等不燃氣體。涉及儀器設(shè)備以化學(xué)分析儀器設(shè)備為主,包括多功能LB膜分析儀、色譜儀、付立葉變換紅外光譜儀等。涉及實驗人員多,包括部分進入畢業(yè)設(shè)計階段的本科生及研究生,以及參與科研項目或自主進行學(xué)校研究立項的研究生,需保證最大容納人數(shù)不低于30人同時開展實驗。
2、安全規(guī)范實驗室建設(shè)內(nèi)容
2.1實驗室硬件條件的建設(shè)2.1.1整體布局規(guī)劃實驗室總面積約為130m2,根據(jù)《高等學(xué)校實驗室安全檢查項目表(2022年)》第5.2.1條“實驗室分區(qū)應(yīng)相對獨立”的要求,針對實驗室的實際狀況,從外向內(nèi)可設(shè)置三個獨立區(qū)域?qū)W生學(xué)習(xí)區(qū)、實驗區(qū)、化學(xué)品存放區(qū),區(qū)域之間以實體墻隔離[7]。學(xué)習(xí)區(qū)設(shè)置工位、置物架,工位主要為了便于學(xué)生實驗前進行文獻、資料、項目方案的研究以及實驗結(jié)束后進行數(shù)據(jù)匯總、整理等,置物架用于擺放學(xué)生攜帶的資料、水杯等物品。實驗區(qū)入口處設(shè)置收納架,用于擺放實驗人員的工作服、護目鏡等個人防護用品,區(qū)域內(nèi)合理放置通風(fēng)櫥、儀器設(shè)備、實驗臺等設(shè)備設(shè)施;鑒于實驗室用氣量小且均為惰性氣體,因此在相應(yīng)的設(shè)備旁邊配套設(shè)置氣瓶柜以保證用氣安全;實驗區(qū)設(shè)計時首要考慮保證疏散通道暢通,確保滿足事故應(yīng)急人員疏散需求。化學(xué)品存放區(qū)配置易燃易爆試劑柜、防腐試劑柜和普通試劑柜,配置一臺防爆冰箱用于存放需冷藏的試劑,同時配置一個廢液柜用于暫存危險廢液[8-10]。2.1.2通風(fēng)凈化系統(tǒng)實驗過程中需大量使用化學(xué)試劑,為保障人員安全、減少實驗人員與有害氣體的接觸,設(shè)置18臺具有耐腐蝕性能的全鋼通風(fēng)櫥,風(fēng)機統(tǒng)一采用變頻風(fēng)機,以保證排風(fēng)量能滿足實驗需求。同時,為了確保排放的氣體不會污染大氣、滿足國家環(huán)保要求,在通風(fēng)系統(tǒng)的末端添加了活性炭以及光催化劑。其中,活性炭主要功能是吸附風(fēng)道中的有害氣體,光催化劑主要功能是為了催化有害氣體的分解。同時,為避免實驗室內(nèi)長時間排風(fēng)產(chǎn)生負壓給實驗人員健康造成危害,配套設(shè)計了補風(fēng)裝置[11-12]。2.1.3安全監(jiān)測裝置為了進一步提高了實驗室安全預(yù)警能力、便于實驗室日常精準化管理,安裝門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、氣體報警器并與防爆風(fēng)機聯(lián)鎖、煙霧報警器等裝置對實驗室環(huán)境進行實時監(jiān)測,杜絕安全事故發(fā)生。其中,門禁系統(tǒng)與實驗室準入培訓(xùn)關(guān)聯(lián),由負責(zé)人對準入合格人員進行統(tǒng)一授權(quán),相關(guān)人員通過指紋識別進入實驗室,滿足了實驗室鑰匙專管、人員軌跡實時記錄及防止非法進入等管理需求。同時,鑒于實驗過程中還可能產(chǎn)生各類有毒有害氣體、易燃易爆氣體、惡臭氣體等,設(shè)置了實驗室氣體實時監(jiān)測系統(tǒng),進行24小時在線監(jiān)測,實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警信息通過手機APP端、手機微信端推送至實驗室負責(zé)人,一旦發(fā)生氣體泄漏還可在第一時間自動啟動應(yīng)急排風(fēng)系統(tǒng),顯著降低了實驗室安全風(fēng)險[13]。2.1.4消防應(yīng)急設(shè)施消防器材方面,因為化學(xué)實驗室的特點,未配備自動噴水滅火設(shè)備,防止事故發(fā)生噴水時易燃易爆物質(zhì)受潮或外溢導(dǎo)致事故范圍擴大或發(fā)生次生事故,同時也避免室內(nèi)精密儀器受損。根據(jù)GB50140—2005《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》的要求,主要配置了黃沙撲救器、干粉滅火器和二氧化碳滅火器,同時安裝了兩套自動呼吸器和兩套消防毯。應(yīng)急設(shè)施方面,在實驗區(qū)安裝了兩套應(yīng)急噴淋器、兩個急救箱以及四個洗眼器,其中洗眼器安裝位置選擇的原則是確保使用者直線達到時間不超過10秒鐘。2.1.5化學(xué)品存放區(qū)化學(xué)品存放區(qū)的設(shè)置主要參照了?;穼S脙Υ媸以O(shè)置要求及標準。第一,在入口處外側(cè)設(shè)置了靜電消除器。第二,風(fēng)緊急開關(guān)。第三,為了滿足危險化學(xué)品分類、規(guī)范存放,室內(nèi)設(shè)置易燃試劑柜、易制爆試劑柜、防腐試劑柜、管控化學(xué)品組合試劑柜,每個柜子都做好通風(fēng)及導(dǎo)出靜電接地裝置;設(shè)置一臺防爆冰箱用于存放需冷藏的有機易燃試劑;設(shè)置普通試劑柜用于存放普通試劑。第四,加強了管理制度明示,將涉及的化學(xué)品安全技術(shù)說明書(SDS)匯編成冊置于室內(nèi)門口處供實驗人員學(xué)習(xí),每個試劑柜上都張貼明細以方便取用,同時嚴格執(zhí)行出入庫專人管理。2.1.6實驗危廢處理根據(jù)國家及學(xué)校相關(guān)規(guī)定,在實驗區(qū)設(shè)置五個危險廢物暫存區(qū),施劃實線明示并張貼安全警示標識。其中,在實驗區(qū)入口處設(shè)置危險固態(tài)廢物暫存區(qū),用于存放廢氣手套、廢棄包裝物、廢棄容器等;在實驗區(qū)內(nèi)設(shè)置四個危險液態(tài)廢物暫存區(qū),嚴格按照《危險廢物性質(zhì)相容表》分類,配置防遺撒、防滲漏托盤,用于存放實驗過程中產(chǎn)生的有機廢液、無機廢液等;在化學(xué)品存放區(qū)內(nèi)設(shè)置一個危險廢物儲存柜,每天實驗結(jié)束后,由專人將實驗區(qū)域內(nèi)的危險廢液統(tǒng)一、分類收納至專柜存放,防止實驗區(qū)內(nèi)廢液堆積及人員流動造成廢液泄漏事故發(fā)生。同時,根據(jù)學(xué)校危險廢物處置要求嚴格處置,每周由專業(yè)資質(zhì)公司上門統(tǒng)一回收、集中處置。2.2實驗室軟件條件的建設(shè)2.2.1完善制度體系從適用性、可執(zhí)行性角度出發(fā),建立科學(xué)、充分和有效的制度體系,以確保教學(xué)和科研工作有序開展,包括日常管理制度和安全保障制度兩大類。其中,日常管理制度主要包括《實驗室開放制度》《實驗室鑰匙管理規(guī)定》《實驗大型儀器設(shè)備管理和賠償制度》等。安全保障制度主要包括《實驗室安全管理制度》《實驗室學(xué)生守則》《實驗室安全衛(wèi)生與值日管理制度》《實驗室安全準入培訓(xùn)制度》《實驗室安全檢查制度》《實驗室突發(fā)事件應(yīng)急處置方案》《化學(xué)品存放區(qū)管理辦法》《化學(xué)品安全管理制度》《實驗室安全管理責(zé)任書》及各類儀器設(shè)備安全操作規(guī)程。2.2.2規(guī)范檔案管理為了進一步落實實驗室場所、人員、試劑、儀器設(shè)備等日常管理,確保管理的可追溯性和延續(xù)性,有必要建立整套完備的管理檔案。一是,人員信息臺賬,包括實驗室安全負責(zé)人、安全教育培訓(xùn)負責(zé)人、化學(xué)品存放區(qū)安全負責(zé)人、實驗人員、可進入實驗室的學(xué)生等各類人員的姓名、聯(lián)系方式、安全職責(zé)等。二是,實驗設(shè)備臺賬,包括設(shè)備總臺賬(設(shè)備基本信息、檢修維護信息等)、設(shè)備使用登記冊、設(shè)備借出登記簿等。三是,化學(xué)品存放區(qū)管理臺賬,包括試劑明細表(需張貼在試劑柜顯眼位置,列明試劑名稱、數(shù)量、存放位置及責(zé)任人)、危險化學(xué)品使用登記表(出入庫記錄、使用人、使用數(shù)量、使用日期及處置信息等)、危險廢物明細表、危險化學(xué)品安全技術(shù)說明書等。四是,安全工作臺賬,包括危險源信息臺賬、責(zé)任書簽訂記錄、教育培訓(xùn)記錄、應(yīng)急演練記錄、安全檢查及隱患整改記錄等。2.2.3加強人員培訓(xùn)實驗人員的知識技能及責(zé)任意識直接決定了日常工作能否有序落實。因此實驗室在對實驗人員開展學(xué)科知識和操作技能培訓(xùn)的同時,重點加強了人員的安全培訓(xùn)。一是,明確安全教育培訓(xùn)負責(zé)人,由教師擔(dān)任,負責(zé)對進入實驗室的人員(重點是學(xué)生)開展針對性培訓(xùn),內(nèi)容以實驗室危險源信息、實驗項目風(fēng)險、安全防護、應(yīng)急處置等為主。二是,依托實驗室安全教育與考試系統(tǒng)對進入實驗室的人員開展準入考核,考核內(nèi)容主要包括實驗操作流程、安全操作規(guī)范等,考核合格的人員才可以開展實驗。三是,定期組織應(yīng)急演練,通常采取桌面演練方式,以危險化學(xué)品灼燙、危險廢物泄漏等為主,不斷提高實驗人員的應(yīng)急處置能力。 2.2.4配套長效機制針對實驗室化學(xué)品用量大、危險廢物產(chǎn)量高、人員流動性強等特點,以抓防范、抓重點思路形成了以下工作機制,有效保障了實驗室安全穩(wěn)定運行。一是,重點危險源專人專管,指定一人負責(zé)化學(xué)品存放區(qū)整體管理,同時每個試劑柜、廢液柜均指定專人負責(zé),工作職責(zé)包括鑰匙管理、出入庫記錄、定期盤點清理等。二是,設(shè)備定期檢修,高速冷凍離心機、電熱鼓風(fēng)干燥箱等高轉(zhuǎn)速、高溫設(shè)備以及監(jiān)控報警系統(tǒng)按月由專業(yè)公司檢修,其他分析儀器設(shè)備定期檢修。三是,安全檢查與整改,值日生負責(zé)每天實驗室啟用前和關(guān)閉后的衛(wèi)生清掃及安全巡查,儀器設(shè)備啟用過程中的實時檢查以及實驗結(jié)束后衛(wèi)生清理及安全檢查由實驗人員具體負責(zé),同時指定專門教師負責(zé)建立安全隱患臺賬并組織整改落實,形成閉環(huán)管理。
3、實驗室建設(shè)中的優(yōu)化措施
國家沒有針對高校實驗室建設(shè)出臺專門性的規(guī)定,《高等學(xué)校實驗室工作規(guī)程》(原國家教委令第20號)雖然明確指出高校實驗室建設(shè)應(yīng)滿足五個基本條件,即有穩(wěn)定的教學(xué)或科研任務(wù)、滿足工作需要的房舍及環(huán)境、足夠的儀器設(shè)備、專職工作人員與完善的管理制度”,但是對建設(shè)流程、安全標準等均未提及。針對目前實驗室建設(shè)中面臨的主要問題,為了確保實驗室建設(shè)最大限度滿足安全穩(wěn)定運行需求,在實驗室建設(shè)過程中可以采取以下優(yōu)化措施。3.1成立實驗室建設(shè)委員會按學(xué)科、系或所成立實驗室建設(shè)委員會,委員長由相關(guān)學(xué)科、系、所主任擔(dān)任,負責(zé)該學(xué)科、系或所下實驗室建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃與組織實施,主要包括研究、審議該學(xué)科、系或所下實驗室新建、改建或擴建的調(diào)查論證、方案編制及其他相關(guān)事宜。在計劃編制與論證過程中,結(jié)合學(xué)科現(xiàn)狀、有關(guān)領(lǐng)域的研究資料和制度規(guī)范,重點考慮安全風(fēng)險評估、安全設(shè)施配套等問題,避免重復(fù)建設(shè)、帶病啟用現(xiàn)象出現(xiàn)。3.2開展實驗室安全風(fēng)險評估實驗室建設(shè)項目啟動前,結(jié)合實驗室擬開展的教學(xué)項目及科研項目,建立“兩個清單”,預(yù)判可能出現(xiàn)的風(fēng)險隱患,制定相應(yīng)的安全管控方案并落地實施。“兩個清單”包括實驗室物品清單,列明實驗室可能涉及的普通生化試劑、危險化學(xué)品、病原微生物、氣體氣瓶、高壓高溫高轉(zhuǎn)速設(shè)備、常規(guī)儀器設(shè)備等各類物品的具體名稱、數(shù)量、規(guī)格等信息;實驗室安全風(fēng)險清單,可依據(jù)GB/T13861—2009《生產(chǎn)過程危險和有害因素分類與代碼》和GB6441—1986《企業(yè)職工傷亡事故分類》預(yù)判實驗室運行后可能出現(xiàn)的各種隱患、問題及風(fēng)險。根據(jù)清單內(nèi)容,進一步涉及門禁、水電、監(jiān)控報警、通風(fēng)凈化、試劑柜等基礎(chǔ)設(shè)施和安防設(shè)備設(shè)置方案,同時編制實驗室各項安全管理制度。3.3依托專業(yè)技術(shù)力量設(shè)計實施實驗室建設(shè)是一項系統(tǒng)工程,對建設(shè)人員的要求極高,即建設(shè)人員需要同時精通建筑知識、實驗室運行知識及相關(guān)國家建設(shè)規(guī)范及安全標準要求。同時在建設(shè)過程中還要綜合考慮實驗室總體規(guī)劃、空間布局、強弱電、給排水、通風(fēng)凈化、安防設(shè)施、消防措施等基礎(chǔ)設(shè)施與安全條件。因此,為了建成安全規(guī)范化實驗室,特別是在新建實驗室時,有必要依托專業(yè)公司或團隊進行系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計與施工。3.4建成學(xué)校實驗室建設(shè)論證專家?guī)旖Y(jié)合現(xiàn)階段國內(nèi)高校實驗室建設(shè)情況,按學(xué)科、系或所成立實驗室建設(shè)委員會很難推行且短時間內(nèi)無法實現(xiàn),實驗室建設(shè)過程中建設(shè)負責(zé)人“一言堂”現(xiàn)象普遍,且往往在配套安全條件方面考慮不充分或不考慮。因此可以由學(xué)校牽頭設(shè)置實驗室建設(shè)論證專家?guī)?,由精通實驗室安全、環(huán)保、建筑規(guī)范的校外技術(shù)人員、校內(nèi)管理人員及各學(xué)科內(nèi)精通實驗室管理與運行的教師擔(dān)任專家。當(dāng)有實驗室建設(shè)項目時,建設(shè)負責(zé)人應(yīng)當(dāng)通過一定程序從專家?guī)斐檎{(diào)一定數(shù)量的專家完成全面的論證后方可立項,進入后續(xù)的建設(shè)環(huán)節(jié),避免建設(shè)負責(zé)人專業(yè)經(jīng)驗不足、對制度規(guī)范了解不夠,造成實驗室設(shè)計不合理、功能不全、安全設(shè)施不足等情況發(fā)生。
4、結(jié)語
建立安全規(guī)范的實驗室是高校實驗室有序運行的內(nèi)在需求,也是現(xiàn)階段國內(nèi)高校實驗室管理中的盲點及難點。實驗室建設(shè)是一項復(fù)雜的、系統(tǒng)化的工程,在“人”“經(jīng)費”“設(shè)備”“場所”“研究項目”等基本條件具備情況下,如何建成安全化、規(guī)范化、科學(xué)化、標準化的實驗室成為建設(shè)的重點,高校應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)有建設(shè)經(jīng)驗、其他行業(yè)或國外高校實驗室建設(shè)成功案例以及國家有關(guān)制度標準,引入實驗室建設(shè)委員會、建設(shè)論證專家?guī)臁踩L(fēng)險評估等機制,依托專業(yè)技術(shù)力量,全面把控實驗室建設(shè)立項、論證、審核、設(shè)計、施工等全程,最終制定完善的實驗室建設(shè)制度體系,為后續(xù)實驗室日常運行和管理打下良好的基礎(chǔ),同時能夠進一步提升高校實驗室安全風(fēng)險防范水平,為師生生命健康安全和校園的穩(wěn)定發(fā)展提供有力的保障。
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