高校化学实验室安全管理研究现状及展望.pdf

ISSN1672-4305CN12-1352/N实 验 室 科 学LABORATORY SCIENCE第 26 卷 第 5 期 2023 年 10 月Vol.26 No.5 Oct.2023 高校化学实验室安全管理研究现状及展望朱 敏,王 耿,白艳红(西安交通大学 化学学院化学实验教学中心,陕西 西安 710049)摘 要:高校实验室是高校进行实验教学和科学研究的重要场所。随着我国对高等教育的投入逐年增加,高校实验室的教学及科研活动更加频繁。这也使得高校实验室安全问题日益凸显,引起了极大的关注。其中,高校化学实验室由于其特殊性,成为了实验室安全事故的高发区域。因此,高校化学实验室的安全管理工作成为了高校安全工作的重点之一并获得了大量的研究。然而这些研究往往是具有针对性的、基于研究人员所在单位实际的研究工作。发现在这些研究工作中具有大量的共同之处和可相互借鉴之处,认为对这些研究工作进行回顾和总结具有重要的意义,并将对后续研究工作起到一定的指导和促进作用。关键词:实验室安全;化学实验室;实验室安全管理中图分类号:X92 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2023.05.042Research status and prospects of university chemical laboratory safety managementZHU Min,WANG Geng,BAI Yanhong(Experimental Chemistry Teaching Center,School of Chemistry,Xian Jiaotong University,Xian 710049,China)Abstract:Laboratories in universities have been one of the most important places for scientific resear-ches and experiment teachings.And these activities greatly increase with the development of higher ed-ucation in China.As a result,the laboratory safety becomes a main concern for the whole society.The chemical laboratory has been a high accident area due to its own specific characters.The researches a-bout the university chemical laboratory attracts lots of interests from the researchers.However,these studies are specific and focused on the researchers practice in their own laboratories.And we found these studies have many common fields,which can be learned from each other.So,we reviewed these researches and studies in this article.We hope this review could be a guide for the university chemical laboratory management and inspire more meaningful studies.Key words:laboratory safety;chemical laboratory;laboratory safety management 收稿日期:2021-09-08 修改日期:2022-09-26作者简介:朱敏,硕士,工程师,主要研究方向为实验教学和危化品管理。E-mail:zhumin1118 高校实验室是高校师生进行教学和科研的重要场所,承担着高校人才培养、科研创新以及社会服务等重要任务。近年来,高校实验室安全事故频发,引起了社会各界的广泛关注。广大的实验室安全管理人员也对实验室安全管理工作进行了大量的研究。其中化学实验室的安全管理工作更是研究的重点。我们发现这些研究工作往往是基于研究人员所在单位的工作实际进行的研究。同时,这些研究工作具有很多的共同之处。我们希望通过回顾这些研究工作,总结其中的共同点,为实验室安全管理工作提供新的思路。1 高校化学实验室的特点在众多的实验室安全事故中,化学实验室属于事故的高发区域。这主要是化学实验室自身的一些特点决定的。与其他类型的实验室相比,化学实验室有许多显著特点。1.1 化学实验室化学药品种类繁多这主要是因为化学实验室需要满足多种多样的教学和科研实验要求 1。这些化学药品中不乏易燃易爆危险化学品、具有高反应活性的危险试剂,以及需要严格管控的易制毒化学品。其中常见的危险化学品就有浓硫酸、浓盐酸、氢氟酸等酸性溶液,还有氢氧化钠、氢氧化钾等强腐蚀性碱性试剂,以及高锰酸钾等易制毒试剂 2。另外,许多化学实验室配备的高压气体钢瓶也增加了化学实验室的潜在危险性。1.2 化学实验室设备种类专业性强化学学科是一门实验性较强的学科,造成了化学实验室具有大量的专业研究设备。其中一些涉及高温、高压、高速的设备也成为了化学实验室的危险源。使用不当或者设备故障容易造成人身伤害及财产损失 3。1.3 化学实验室的实验活动复杂由于化学实验室往往是公用区域,实验研究内容也经常发生变化,不同的实验一般具有不同的危险性,对应的防护措施也常常具有较强的针对性。其中,面向本科教学的实验一般是固定的,比较容易做好安全管理工作。而面向研究课题组和硕博士研究生的实验室管理难度相对较大。这主要是由于这些实验研究内容变化较多,实验研究之间差异较大,导致了更多的安全隐患 4。1.4 化学实验室人员构成复杂在化学实验室学习工作的人员中,不仅有化学及相关专业的本科生和研究生,以及相关专业研究人员,还经常会包含非相关专业人员,例如,临时聘请的实验人员,不具备独立实验能力的科研训练本科生,以及非相关专业研究人员。同时化学实验室人员往往具有较大的流动性。这也对安全培训和管理工作提出了挑战 5。2 高校化学实验室常见事故类型虽然高校化学实验室事故各式各样,但是这些事故往往可以分为以下几类。2.1 火灾事故火灾事故是化学实验室的常见事故类型。化学实验室常见的乙醇、乙醚、丙酮、苯等溶剂较易挥发,当这些易燃气体遇到明火时,极易引发火灾事故。另外一些高活性试剂,比如钠、钾等活泼金属,与水反应产生氢气,也容易导致火灾的发生。用电设备的老化问题也是火灾事故发生的重要诱因之一 6。2.2 爆炸事故爆炸类事故往往是由火灾类事故导致的。其中高压设备的爆炸具有极大的危害性。尤其是可燃性气体的泄露引起的爆炸具有极大的破坏性甚至造成人员伤亡。2.3 化学品毒害这类事故又可以分为气体毒害、液体毒害及固体试剂毒害三类。其中挥发性或者反应产生的有毒有害气体容易造成呼吸道伤害,如吸入刺激性气体、窒息性气体等。而腐蚀性液体,如硫酸、盐酸等强酸性液体,极其容易对皮肤造成灼伤。在固体试剂的取用过程中,如果未做好防护工作也容易发生伤害事故 7。2.4 机电伤害随着实验室机械化自动化设备的增多,机电伤人事故也时有发生。比如带电设备发生漏电,高速离心设备甩脱伤人等。这其中防护不力,违规操作仍是造成事故的主要原因。3 高校化学实验室管理存在的问题3.1 人为因素在整个实验室安全管理工作中,人作为其中最重要的因素,发挥着举足轻重的作用。同时人为因素也是事故发生中最重要的问题。解决人的问题将对缓解实验室安全问题起到极大的促进作用 8。目前,高校师生对实验室安全工作重要性认识不足,安全教育内容过于单一,并且缺少严格的安全考核和准入制度。存在相关安全管理人员的安全职业素养较低,缺乏专业性训练,安全管理制度不健全等问题。同时实验室的安全检查工作往往流于形式,对安全检查整改仅仅是应付工作,无法起到良好的防范作用 9。另外实验室安全管理队伍自身也存在一些问题,比如实验室安全管理人员待遇、职称晋升等问题,导致实验室人员不能安心在实验室工作,管理队伍不稳定,人员变动频繁。此外实验室主要管理人员往往由其他部门人员兼职,缺乏专职人员,导致对实验室安全管理工作重视不够,容易造成安全隐患 10。3.2 制度因素在实验室安全管理制度方面也存在一定的问题。比如,在安全培训方面,侧重理论培训,缺乏实践使得师生难以产生直观认识,建立危机感。同时也应该意识到,实践性培训的难度较高,人力和物力消耗较大,部分学校及部门存在较大的实施难度。481 朱敏,等:高校化学实验室安全管理研究现状及展望另外在培训内容上过于泛化,缺乏针对性和具体方法。这就导致了在安全事故发生时,即使经过安全培训的师生仍然难以有效应对。应急预案是有效应对突发事故的关键。然而,高校实验室应急预案管理存在的一些问题,严重削弱了其作用的发挥。由于缺乏应急预案专业知识,各高校往往存在以实验室安全规定代替应急预案的现象。应急预案的不完善导致安全事故发生时难以有效处理。同时,部分学校的应急预案透明度低,一线师生不能清楚地了解这些预案。另外,由于缺乏在现场应急处置与紧急逃生方面的针对性训练,实验室应急预案难以发挥最大作用。3.3 试剂因素化学试剂作为高校化学实验室安全管理的重难点,引起了广大实验室安全管理人员的重视。高校化学实验室化学试剂种类繁多,性质复杂,往往具有一定的危险性。但是相比于危险化学品,普通的化学试剂的安全问题更容易被忽视。这主要是由于这类化学品的性质复杂,没有相应的专属试剂柜,同时由于危险性较低,安全设施相对不足,日常管理时有疏漏。虽然危化品管理引起了实验室安全管理人员的重点关注,但是在危化品的管理中仍然存在一定的问题。例如,在危化品的采买过程中存在不遵守国家及学校指定的程序,盲目采购,超量采购,审核不严等问题,不能从源头进行管控,导致数据与实际情况严重脱节的现象。同时,教师的采购渠道多样,难以保证采购药品的安全性。此外,部分学校存在课题组购买危化品采取自己审批和监管的问题,缺乏统一的监督和管控。危化品的存储也往往存在问题,存放条件在硬件和软件两个方面都难以达到要求。近年来高校招生规模不断扩大,为了满足教学和科研需求,在规划实验室危化品库房时,容易出现安全评估不到位、设施不齐全的问题。另外,在危化品使用过程中,许多实验室未建立危化品安全台账,对药品领用管理不严,发生事故时难以溯源。危化品的“四双制度”不能严格落实,也为实验室安全埋下隐患。4 高校化学实验室安全问题应对方法在实验室安全管理工作中,人是最重要的因素之一,不论是规章制度的建立和执行,还是实验室工作的进行都需要人的参与。4.1 提高实验室管理人员以及实验室使用人员的安全及责任意识尤为重要针对实验安全管理人员及实验室使用人员安全意识淡薄的问题,应采取安全教育和专门培训的手段,提高其安全意识。陈岩等报道了中国海洋大学为大一新生和研究生开设的安全必修课程。段晓霞等提出了设立安全知识竞赛的方式进行安全教育6。根据他们的研究,安全知识竞赛应该以本科生为主体。安全知识竞赛应该在全校范围内展开,而不是局限在某些学院内部,以确保在最大范围内扩大影响力。从竞赛内容模块的设计,到教材的汇编以及题库的设置,到竞赛效果的评估都进行了研究。他们还建议了安全课程的设置和考核。为实验室安全教育提供了有益的参考。高校物业管理人员是后勤服务的重要组成部分,在实验室安全管理工作中也应发挥重要的作用。彭华松等讨论了物业人员在门岗管理、消防安全、楼宇与装修、水电安全、电梯安全、事故应急与处置、楼宇安全文化建设等方面应发挥的作用10。同时还提出加强法制意识和安全意识宣传,加强专业安全知识培训以及建立多渠道的沟通与协调机制,签署安全协议等多项建议,促进实验室安全管理水平进一步提高。4.2 制定有针对性的安全工作制度和规范也是安全管理工作的一项重要内容建立实验室准入制度是保证实验室安全的重要手段。避免非专业人员进入实验室,保障实验室内部人员安全和实验室内试剂和设备的安全。在实际设计过程中,要完全覆盖实验室所有人员,同时还要将实验室人员的工作范围,实验室使用权限进行正确区分。孙丹等研究了建立实验室准入体系构建中应注意的关键问题2。首先,要对实验室的危险等级进行划分,将实验室划分为普通实验室和危险性较高的实验室。通过引入网上考核系统,对实验室人员进行培训,并通过网上考试获取实验室进入资格。最终通过在实验室门禁系统上引入管理系统,对实验室人员进行进出管理。除了人员准入制度之外,实验室准建、物料准入、设备准入、实验项目准入也是实验室准入制度的重要方面。其中实验室准建包括新建、扩建、改造实验室场所,要落实好“人防、物防、技防”,只有满足安全资质条件方可审批。物料准入是针对危险物料的准入管理,同时还需要做好相应接触人员的培训工作。设备准入主要包括高温、高压、大功率等设备的使用条件和使用环境的风险评估和改造。其中特种设备的安装、维护和使用必须满足国家相关规定。实验项目准入是指在引进实验项目时必须做好项目审查,对项目风险、防护措施和应急预案的评估。而最终项目引进需由实验室和设备处的确认并明确安全负责人。5814.3 制定并完善突发事件安全应急预案制定突发事件安全应急预案可有效防止事故发生后引起慌乱造成的次生灾害,如踩踏事件等。还能促进各部门协调应对突发事故。兰伟兴等提出了基于双重预防机制的应急预案“四环四动”的管理模式4。其中包括双重预防动态闭环管理、应急资源管理动态闭环管理、应急预案演练动态闭环管理、隐患排查治理动态闭环管理。在这一管理体系中,最重要的是建立以校领导和部门负责人组成的安全联席会议,定期召开会议解决问题,并且根据学校实际情况,动态调整方案,并落实师生的安全培训等各项措施。4.4 在实验室的设计和改造方面也应该注意降低实验室安全风险李智辉等研究了实验室设计布局等方面的问题,为保障实验室安全提供了新的思路2。首先,根据需求及实验内容将实验室划分为不同的功能区,可根据不同功能进行安全方面的设计。这样能大大降低实验室的事故率,提高安全管理效率。实验室的实验台布局同样也是关注的重点。将小型仪器按照需求安装并固定,防止有害物质在实验过程中的扩散。在气相合成中使用的管式炉其主要危险来自于气体和高温。保证气体管道的畅通,避免不同尾气交叉发生意外,是实验室气体通路设计的基本原则。同时,将气体钢瓶按照规范存放和使用也能大大减少实验室安全事故。4.5 对于化学品的管理是实验室安全管理的重中之重对于普通化学试剂应该根据化学物质自身的物理化学特性对化学试剂分类存放。同时,对于试剂的标识应该注意保持清洁和完整。建立化学试剂信息网络保证药品信息实时性和准确性。危化品作为实验室安全管理中的重点,其管理引起了广大研究者的广泛关注。李玲等提出了加强危化品全过程管理的观点。严把危化品采购关,是保证危化品使用安全的重要环节7。高校应该严格落实各项危化品采购法律法规,切实控制危化品购买环节。同时,还应提高危化品的采购能力和采购效率,从而提高教职员工配合管理的意愿。在危化品的存储和使用过程中,要把安全放在首位,保证该过程的硬件软件条件得到满足。切实保障广大教职员工和学生的生命和财产安全。构建实验室危化品预警评价体系也是预防实验室事故发生的有效手段。潘越等通过对实验室危化品安全隐患因素进行定性和定量分析,设计了实验室危化品安全预警体系,并对实验室安全状况提出了改进和管理措施3。在其研究中,选取了实验室化学品特性、实验人员、环境情况、管理情况等四个因素作为评价指标。根据实验室运行数据和实际运行中的事故发生情况,对这四个因素进行权重分配。通过实验室管理人员专家小组,对实验室危化品情况进行评价,并根据权重进行计算,对实验室安全水平进行评价。从而对实验室安全管理现状提出改进意见。4.6 基于新技术的实验室安全系统和安全技术随着信息技术的快速发展,研究者也研究设计了基于新技术的实验室安全系统和安全技术。骆方舟设计了基于物联网技术的实验室安全监控系统6。对系统的硬件和软件进行设计,硬件部分由数据采集、数据处理、数据输出 3 个板块组成,系统地研究了每个板块的构建方式;根据系统硬件给出了软件工作流程,共分为数据采集、数据传递、数据处理和数据追踪 4 步。通过与传统系统对比,验证了设计系统的工作效果,实验结果表明,所设计的系统成本更低,分析精密度更高。近年来虚拟现实(VR)和增强现实(AR)迅速发展,这些技术在实验室安全教育工作中也能够起到重要作用。VR/AR 技术能够为实验室安全教育免除时间和地点的限制,还能提高教育过程的互动性和学生的接受程度。在降低实验室工作人员劳动强度和减少实验耗材费用具有较大优势。邢娟等提出了基于 WiFi 技术的实验室监控技术,为监控老旧实验室环境条件提供了可能8。该系统包括了电力系统监控、实验室环境参数监控和智能安防系统监控等三个方面。实践表明,该系统投资小、施工简单,不影响教学进行,不破坏和限制现有实验室功能,运行稳定且安全有效,能够实现对现有老旧实验室的环境实时监测和智能监控。王虹等研究了将实验室安全管理平台嵌入该校“智慧校园”建设,探讨了利用校园网络资源和信息技术资源实现实验室安全管理的新途径9。将安全管理平台嵌入校园信息化平台,将有利于对设备和人员资源的优化分配和统筹管理。将实验室安全教育接入管理平台,将进一步增强安全培训效果,提高安全教育考核效率。实验室安全准入系统和药品管理系统也可接入该系统,进一步促进实验室安全管理水平的进一步提升。4.7 借鉴国外先进实验室的安全管理经验也成为了实验室安全管理的重要研究内容张毅等深入研究了加拿大阿尔伯塔大学实验室681 朱敏,等:高校化学实验室安全管理研究现状及展望先进的安全管理工作,并结合我国实验室安全管理实际,提出了具有借鉴意义的举措10。阿尔伯塔大学设立了以负责风险管理的副校长助理主管的环境、健康与安全(environment,health&safety,EHS)办公室作为实验室安全的直接管理和负责机构,并要求在实验室建立之前在 EHS 系统注册并申明主要危险,以及规定所有接触实验室的人在 EHS 注册。在实验工作之前所有实验人员要进行风险评估。阿尔伯塔大学实验室制定了完整的应急准备和响应程序。阿尔伯塔大学配备了完善的个人安全保护设备。包括全固定实验服、护目镜、长裤及满帮鞋。当实验室要进行维护维修或者实验仪器的移动和更换,需要向 EHS 提交申请,EHS 确认安全后方可进行。EHS 还为在校教职工和学生提供了多达32 种不同的安全培训项目,如 X 射线培训、生物安全培训、急救培训、灭火器使用培训、化学安全培训、紫外线防护培训、危险品运输培训等。强化安全意识、完善管理体系、明确工作职责,完善配套设施是保证实验室安全的重要举措。余涛等还研究了美国高校的实验室安全管理情况1。总的来说,北美地区高校的实验室安全管理具有很大的相似性,为我国高校的实验室安全管理提供了借鉴。赖宇明等根据其在德国实验室的工作经历,研究了德国杜伊斯堡-埃森大学和奥斯纳布吕克大学的化学实验室管理的先进理念、运行机制和详细措施 2。他们研究发现,德国高校的实验室安全管理方法和经验具有很多值得借鉴之处。相比于我国实验室安全教育方法,德国高校的安全教育更侧重于操作性。另外德国高校的实验室安全管理具有更加明晰的责任划分,管理结构更加简单。研究还发现,德国实验室安全管理工作更加注重安全风险评估。从而有效地控制实验室安全风险。5 结语面对我国高校化学实验室日益严峻的安全形势,广大实验室安全管理人员对提高实验室安全水平进行了大量的研究。这些研究不仅指出了实验室存在的各类问题,还为提高实验室安全水平提出了建议。通过回顾和归纳近年来我国高校化学实验室安全管理相关研究,我们认为提高实验室管理和使用人员的安全意识是保证实验室安全的根本手段,建立健全实验室安全制度才能有力保障实验室平稳运行。同时,我们还应加强交流,积极借鉴安全水平较高实验室的先进管理经验,提高我国高校化学实验室的安全水平。只有不断提高我国高校实验室安全水平,才能有效保障广大师生的生命和财产安全,为教学和科研工作的可持续发展提供坚实的后盾。参考文献(References):1 曹楠,刘冰,丁亚平,等.化学实验室安全管理现状分析与对策J.今日畜牧兽医,2020(36):1-2.2 冯彩霞,种瑞峰,刘山虎,等.安全教育在分析化学实验教学中的探索与实践J.教育教学论坛,2020(20):372-373.3 时爱菊,张丽丽,牟少敏.高校化学实验室危险化学品安全管理的探讨J.山东化工,2020(49):282-283.4 王新平,宋照风,谭杰安.安全管理化学实验室危险化学品的几点思考J.广州化工,2020(48):192-194.5 邹志娟,宋昆鹏.浅谈高校化学实验室安全管理J.广东化工,2020(47):176-177.6 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