化工科研实验室的安全管理

2015-05-03戴玲妹赵雪冰陈红梅

实验技术与管理 2015年11期

戴玲妹，赵雪冰，陈红梅

（清华大学化学工程系，北京 100084）

高校实验室是从事实验教学、科学研究、技术开发的重要场所，是培养学生实践能力和科研成果产出的主要基地。实验室是体现高等学校办学水平的缩影，没有一流的实验室就没有一流的学校。我国高校越来越重视实验室整体建设，其中实验室的安全管理极其重要，与实验室每位参与者的切身利益息息相关［1］。化工专业实验室，按实际用途分为教学实验室和科研实验室。教学实验室通常以固定的实验教学内容面向固定的学生群体开放，安全风险系数相对较低；而科研实验室因要适应科研项目的多变性和不固定性，具有化学试剂多、涉及高温高压等设备多、用于推进科研成果转化的中试实验室装置多、实验人员流动性大等特点，给实验室安全管理提出更高的要求［2－3］。

1 实验室安全体系的建设

做好任何一项工作，首先要清楚地了解相应的工作内容，实验室安全工作亦是如此。实验室安全工作对象大致可分为人、物和环境［4］，三者相互制约，相互作用（见图1）。如何处理好三者间的关系，是安全工作的重点，也成为保障实验室安全的基础。

图1 安全管理三要素

人是实验室工作的主体，安全管理的最终目标是保障人身安全和健康，人既是安全管理工作的主体，也是受保护群体，所以人是安全管理的首要对象；物是安全管理的基础，是各种安全技术或措施的落脚点，科研类实验室中种类繁多的化学试剂、实验仪器、中试装置在为完成各项课题提供基础研究条件外，安全使用和存放是安全管理的基础；环境（包括工作环境和人文环境）是安全管理提升的一个重要途径，一切实验活动都必须建立在安全稳定的状态中。实验环境的改善，不仅可以保护实验人员的人身安全，还能提高工作效率。当安全工作及安全意识变为常态，实验室安全工作才能真正落到实处。

2 实现“以人为本”的实验室安全管理理念

学生是科研实验室中工作的主体，又是安全管理的直接受益群体。学生安全意识淡薄、安全知识欠缺是实验室安全管理面临的首要问题［5］。仅通过有限的安全教育课和安全考试并不能长期有效地提高学生的安全意识。

我们根据科研实验室的特点，建立“以人为本”的实验室安全管理理念（见图2）［6－7］，除实验室安全负责教师外，每个实验室同时选派一名责任心强、安全意识高的学生作为学生安全员，通过他来组织本实验室的学生共同讨论，制定并不断完善本实验室的安全制度和行为规范。这种模式不仅可以充分发挥每个学生的主观能动性，由被管理者参与制定管理决策，促使大家在管理过程中深入思考实验室可能发生的安全问题，切实地提高每个学生的安全意识，在实现实验室安全高效有序地运转的前提下，形成特有的实验室安全文化［8－10］。

图2 “以人为本”的实验室安全管理理念

3 健全实验室安全硬件保障体系

化工科研实验室是集品种繁多的化学试剂、大量仪器设备、部分实验室规模的中试装置为一体的实验场所，为了保证实验室安全及实验人员人身安全，首先要在硬件建设中做好足够的安全保障。除明示安全标志、配备适当的消防和个人防护用品外，作为安全负责人还需根据科研实验室的特点，结合实际研究内容，建设满足实验需求、符合安全要求的硬件保障体系。

3.1 新型化学试剂存储柜

化工实验中所需使用的大量化学试剂成为实验室中最大的危险源之一，试剂如何存放也一直成为安全工作的老大难问题。以往通行的试剂柜大多采用无通风的文件柜结构，这种结构不仅不利于试剂分类和查找存放，并且试剂在长期存放过程中挥发的刺鼻气味也直接影响到使用者的身体健康。

为了解决这个问题，我们设计推广了具有通风功能的抽拉式试剂柜，将柜体与通风系统串联，存放空间由独立的6个抽拉柜组成，每个抽拉柜又分为三层，在细化试剂分类的基础上标志也更加明晰，从根本上解决了以往试剂存放的难题，保障了实验人员的人身安全。新型化学试剂存储柜如图3所示。

图3 新型化学试剂存储柜

3.2 适合生物发酵实验的水电气分离实验台

生物化工作为二级学科，属于化学工程与生命科学的交叉学科，各类生物发酵设备是实验研究的常用设备，水、电、气是这类设备正常运转的必须条件，而发酵实验周期长（至少在72h以上），实验需要全程不间断供电、供冷凝水、供气。通用的实验台将水源与电源均设计在实验台面，一旦发生冷凝水跑冒事故，很容易引发漏电短路的事故。通用实验台也没有预留气路管线通道，发酵用气一般需靠就近放置气瓶引管线解决，在易发生漏电事故的同时又引入了高压气瓶的危险因素。水电气3路管线纵横交错，不仅凌乱，也给操作带来不便。

我们通过设计新型的水电气分离实验台解决了上述矛盾。电源和气源均采用吊装桥架设计，与桌面的冷凝水实现了水电分离；同时，采用闭路循环冷却系统，不仅节约水资源，而且避免了跑冒滴漏现象的发生。水电气分离实验台如图4所示。

3.3 “悬挂式电架”有效解决了实验室中试装置的供电难题

随着科研成果产业化要求的日益提升，需要设计搭建实验室中试设备来提供可靠的实验数据，然而，传统实验室在建设初期仅在房间四壁设计了电源，这给位于实验室中部的中试装置用电带来麻烦，不管采用何种拉线方式解决，都可能出现“插线板落地”、“插线板串联”、“电容量不足”等一系列安全隐患。

图4 水电气分离实验台

鉴于此，我们在搭建装置的同时，设计了专用电架为装置单独供电。电架采用吊装设计，有效地避免插线板落地现象的发生。通过电架提供足够的供电面板，无需再使用插线板。电架的安装也让电量增容变得便捷。悬挂式电架如图5所示。

图5 “悬挂式电架”

3.4 软件支持推进安全管理“科学化精细化”

在硬件方面给予足够的安全保障后，摆在我们面前的是如何使安全管理更加科学、更加精细。

化学试剂是化工实验室中最大的危险源，品种多、数量多、用量大、动态使用等特点大大增加了安全管理的难度。通过使用实验室管理信息系统实现化学试剂的统一订购，控制数量、定期更新，对药品进行实时管理和监控，做到了量入量出，既安全又避免了化学试剂的浪费，并通过系统提供常用试剂MSDS信息，方便使用者查询，让安全管理工作向精细化方向发展。除此之外，还将上千种实验耗材、大型仪器及实验人员的管理纳入到信息系统中（见图6）。软件的支持不仅在实验室管理中起到节约资源、提高效率的作用，并且也实现了科学化精细化的实验室安全管理模式。

图6 实验室管理信息系统在实验室管理中的应用

4 结束语

对于化工实验室，保障实验安全是重中之重的一项工作。为了形成完善的安全保障体系，不仅需要建设健全安全的硬件环境，还需配合相应的软件支持，实现科学化、精细的管理，通过调动学生的主观能动性，使其积极参与到安全管理中，提高个人安全意识，理解安全管理是一种对生命的尊重和关爱的行为［11－12］。只有将安全转变为文化，才是最有效的安全保障。

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［1］马远琼.高校科研实验室安全管理解析［J］.时代教育，2014（9）：10.

［2］周润华，朱晓明.浅谈化工实验室安全问题及管理［J］.中国化工贸易，2013（10）：278－278.

［3］王苛，陈欢，肖志伟.微生物学实验室安全工作实践与探索［J］.牡丹江师范学院学报：自然科学版，2013（4）：61－62

［4］闻星火，武晓峰，马文川，等.解决实验室安全中的关键问题［J］.实验技术与管理，2013，30（7）：8－10.

［5］马春峰，辛耀竹，孟召祥.学生对实验室生物安全的认知调查及生物安全管理的重要性［J］.中国实验诊断学，2014，18（2）：327－328.

［6］范强锐，赵平.以安全文化建设提升实验室安全工作水平［J］.实验技术与管理，2007，24（10）：139－142.

［7］吴林根，王国兴.高校实验室安全全过程管理的探索［J］.中国林业教育，2013，32（2）：33－36

［8］侯德俊，张社荣，张磊，等.依托实验室安全文化建设提升实验室安全工作水平［J］.实验技术与管理，2014，31（6）：9－12.

［9］牛焕双，张润杰，刘滨.以安全文化建设促进高校化学实验室安全管理［J］.实验技术与管理，2013，30（9）：199－202.

［10］陈家胜，贾丽霞，解成喜.借鉴他山之石，构建高校实验室安全管理体系［J］.实验技术与管理，2013，30（10）：8－10.