大学实验室环境安全健康管理信息系统设计与实践

2018-07-09刘雪蕾李恩敬张志强王洋洋周勇义刘克新

实验室研究与探索 2018年6期

刘雪蕾, 李恩敬, 张志强, 王洋洋, 黄凯, 周勇义, 刘克新

(北京大学实验室与设备管理部，北京 100871)

0 引言

实验室建设和管理对于我国高校的人才培养、科学研究和社会服务至关重要，特别是在“双一流”大学建设中，实验室应该成为重要的平台，它是大学教学和科研人员开展工作的基本条件[1]。围绕实验室基础条件保障应建设全面覆盖、功能齐全、安全高效的教育管理信息系统、决策支持系统和教育管理服务平台[2]。目前比较成熟的是围绕实验室与仪器设备管理、采购竞价、经费管理等业务流程建设的信息系统，然而覆盖大学实验室技术安全、校园环境保护和师生职业健康防护(以下简称“环安健”)的基础数据库和管理信息系统的建设略显滞后。习近平同志在“十九大”报告中多次提出环境保护和安全工作在国家战略中的重要地位，构建统一的“大学实验室环境、安全、健康管理服务平台”，实现各子系统的数据采集、交互、解析、共享等功能，提升教育主管部门和大学对实验室“环安健”工作的监督、管理与服务水平，促进相关工作的管理现代化、决策科学化、实施高效化、服务网络化势在必行[3]。

1 国外大学实验室“环安健”工作先进经验

近年来，大学实验室管理主要围绕仪器设备管理、实验队伍建设、实验教学体系改革和仪器设备招标采购等工作展开，实验室“环安健”管理工作逐渐被大学重视，但由于其工作基础相对薄弱、显效较慢、对大学人才培养和教学科研工作开展短期影响较小和实验室安全事故底线思维能力不足等原因未能作为实验室管理工作的重点。然而，高等教育经历了一个以数量增长为特征的发展时期，接下来要完成从“量”的发展到“质”的提升阶段，从“硬件条件”投入到“软件理念”建设的观念转变阶段，实验室管理工作被赋予了更深层次的任务和内涵。

国外大学“环安健”管理信息系统普遍将实验室基本信息、人员信息、安全设施设备状态、实验室内化学品数量和使用情况进行实时动态跟踪管理[4]。结合国外大学先进经验，可从不同侧面反映了实验室“环安健”管理工作的开展情况，主要体现在：

(1) 安全必修课与培训课开设。由于大学学科多、学科交叉等特点，使实验室安全课程的设置具有专业性、全面性、长期性的特点；教授手段从传统课堂到互联网线上教学、实地应急训练、虚拟仿真安全模拟实验、互动研讨活动开展等；引导各类安全课程的跨院系共享也对安全教育具有积极意义。绝大多数美国大学的培训采用短期循环式课程，课程内容以讲授为主，同一门培训课在学期内循环进行[5]。

以普林斯顿大学为例，他们将课堂教学与互联网线上培训有机结合，开设“实验动物安全”“血源性病原体”“干冰运输”“放射性同位素系列涉源操作”“机床安全”等作为互联网线上安全培训课程；将“生物安全简介”“一般实验室安全”“一般激光安全”“放射性物质安全等级”“户外工作者安全”“剧院安全”“校园社区的应急准备”等几大类普适性的安全教育系列课程作为教师亲自授课内容。实验室安全教育作为实验室管理工作的基础，从知识传授、理念引导和文化影响切入，与师生的学习、工作和生活质量息息相关。

(2) 大学实验室“环安健”信息化系统应用。将“环安健”关键数据通过信息化手段进行整理、存档、优化，针对不同的工作内容形成管理子系统，在完成数据整理后，形成统一的管理信息系统平台。通过先进的信息系统解决方案使大学差异化的管理逐步规范、统一、高效。以哈佛大学为例，他们的“环安健”信息系统建设内容包括：评估和检查管理系统、应急预警通信发布系统、温室气体监控系统、实验室“环安健”云平台、应急管理系统、化学废弃物回收系统、实验室“环安健”产品供应商管理系统、安全培训系统、安全数据表(SDS)9个系统模块。完备的信息系统为大学实验室“环安健”的管理决策提供了有力的支撑，多系统的协同工作解决了“环安健”工作覆盖面广、管理维度多、社会影响深、系统风险高的管理难题。

(3) 从事危化品和辐射相关工作的人员健康监测。从事危化品相关工作的人员处于健康安全高风险状态，须高度关注个人健康防护和监测。从事危化品和辐射相关工作的人员的岗前安全培训不容忽视。个人安全防护精细化管理也十分重要。

(4) 实验室建设的环境安全评估。实验室在建设初期应对室内外环境影响进行全面评价和规划，以免出现不科学的设计影响到未来使用。美国大学实验室“环安健”工作由主管副校长直管，“环安健”管理部门具有“一票否决权”，并具独立、权威、专业性，使大学中卓越的实验室“环安健”管理工作顺利开展。

(5) 实验室安全运行。实验室环境规划和设计的科学性直接影响到实验室安全运行，实验室安全源于各级的日常管理、安全培训、文化理念等，唯有各执行层落实任务于实际，真抓实干，方可尽量避免事故的发生。在实验室安全事故发生前，一系列完备的应急预案在美国大学中高度重视，且不断优化，如哈佛大学、康奈尔大学、麻省理工学院等大学将安全预防措施视为实验室应急工作的第一步，将预防措施深入到实验室日常管理，当紧急情况发生时，当事人和救援队分别按照预定程序启动明确的流程，确保紧急情况发生时的处理、应变、救援、善后、实验室恢复正常运行。

2 我国大学实验室“环安健”信息化建设概况

我国大学实验室“环安健”工作主要包括实验室技术安全管理、实验试剂和耗材管理、辐射防护管理、校园环境保护和职业健康防护等[6]。大学实验室管理信息系统逐步从封闭式、单一化、缺乏创新的模式走向开放式的层次化、多元化和信息化实验室管理模式，有效整合实验室管理部门和各实验室的信息资源，实现各实验室基础数据共享，提升管理决策能力[7]。

结合大学管理经验和系统建设，我们认为需要信息系统支撑的实验室“环安健”管理工作内容如下：

(1) 实验室安全培训与考试管理。“实验室安全培训与考试系统”陆续在各大学中投入使用。通过“系统”建立“实验室安全准入”制度，规定新教师入职、新生入学后必须参加实验室安全培训，并通过考试，不符合要求的新教师无资格申请教师资格证，本科生不得进入选课环节，研究生不得进入开题环节[8]。

(2) 实验室安全检查管理。支持实验室安全检查的事前、事中、事后管理和发布的信息系统，多数高校尚未启动建设。系统功能应包括建立实验室安全管理档案数据库，记录实验室安全信息，包括安全评级、危险点、安全隐患记录、安全管理重点、危险品记录、安全检查结果和整改记录等[9]。

(3) 实验试剂和耗材的全过程管理。试剂和耗材采购、存储、使用、回收管理信息系统近几年在各高校广为应用。通过此系统，用户一站式完成试剂的采购、运送、存量、回收等管理，通过信息系统优化管理流程，实现试剂采购、使用、存量统计，科学估算实验废弃物产生量，监督实验室固废回收情况，进一步减小安全隐患避免环境污染[10]，根据危险品、易制毒、易制爆化学品的采购登记，可了解实验室安全风险源的分布情况，为实验室安全管理工作提供数据支持。该系统的应用同时规范了购买行为，避免了帐物不符的情况[11]。

(4) 职业健康防护管理。建立实验室管理和工作人员数据库，尤其针对辐射、危险化学品管理工作人员的进行健康数据统计，形成各类实验环境下人员的分类管理，是未来各大学推进实验室环境健康管理工作的有效手段，多数大学尚未建设。

(5) 实验室环境保护管理。根据各级政府管理部门对温室气体排放、水质监测、实验室空气质量监测、实验室废弃物回收等统计和管理要求，结合大学实验室实际情况建设数据监控系统平台。系统通过采用互联网对实验室的环境参数及各类气体浓度进行实时在线检测、记录、根据气体浓度设置分级报警并提供参考性应急处理方案，从而实现对实验室气体实时环境的自动化、智能化集中管理、集中监控[12]。在人、工具、环境系统中，人是系统的主体，是系统的设计者、制造者，工具和环境是相互制约的因素，二者构成的系统又对人施加影响[13],在实验室楼宇建设初期对环境、安全、健康的规划尤其重要。

(6) 实验室环境与安全综合信息平台。平台应为校级平台下一级栏目，内容应包括各类信息发布、实验室安全知识、法律法规指南、应急管理、环境管理、实验室安全信息分类汇总(生物、化学、实验室安全手册、辐射安全、有害物质和废物等细分和详解)、职业健康、各“环安健”信息系统入口等。

3 构建具有中国特色的实验室“环安健”平台

近年来，由我校实验室与设备管理部牵头组织开发了实验室安全教育、辐射装置管理、我校试剂平台等多个信息管理系统，基本覆盖了学校实验室安全管理的主要环节。在各独立信息系统建设的工程中，特别注意了数据项的交互和接口的预留，为各系统的互通互联创造了条件[6]。目前，大学环保和安全管理工作内涵逐步确定，围绕一部分基础数据建立的“环安健”管理信息系统初见轮廓，结合我校的“环安健”子系统建设情况，分析我国大学实际情况，提出有建设性的信息系统设计方案(见图1)。

图1 实验室“环安健”系统框架设计

目前，我校“环安健”系统框架中的一部分子系统已经建设完成，其设计和实践情况如下：

(1) 试剂管理平台。近年来，部分高校的试剂、耗材和高压气瓶管理逐渐正规化，以采购、储存、报废、信息发布等流程为主线的“大学实验试剂采购管理系统”正在各大高校悄然上线。“北京大学试剂平台”的功能包括试剂(包括剧毒品等管制品)审批、采购、配送、储存、调剂、共享、废弃物回收、审核、结算、数据统计、供应商管理等。试剂平台的上线实现了化学品的全生命周期管理。与信息化平台配套升级的还包括北京大学试剂库房管理、安防管理、库房运行方式、人力资源体系等(见图2)。

(2) 放射性同位素与射线装置全过程管理系统。经过多年的工作实践和探索，我校辐射防护工作体系日趋完善，已形成一个合理的校、院系二级管理模式，且运转良好[14]。“辐射防护管理系统”的主要功能包括：放射源管理、射线装置管理、放射性同位素基础库、许可信息管理、放射源分类表、射线装置分类表、放射工作场所管理等功能[15]。通过该信息系统，管理人员可以清晰掌握涉源单位的各类信息，随时查阅、更新相关档案，提高辐射防护管理效率[16]。

图2 北京大学试剂平台功能图

(3) 升级仪器设备管理系统。“北京大学设备管理信息系统”搭建了校级和院系级二级仪器设备管理信息系统，率先实现校园网络环境下的仪器设备管理，被教育部认定为“当前高校中校园网络环境下运行的同类系统中功能最强的系统”[17]。设备信息从开始购置论证的阶段就已经录入系统，如果属于射线装置、含源设备或者其他特种设备等，其购置论证审批、采购、使用、转移以及报废的全过程都必须向环境保护办公室暨辐射防护室报备，避免遗留安全隐患，促进了多部门间的联动管理[14]。未来，仪器设备管理系统可进一步升级进行仪器设备安全风险等级划分，建立“仪器设备安全等级分类数据库”，即：A级-放射性同位素与射线装置；B级：带有危险源操作的仪器设备；C级：其他设备。并与其他信息系统进行数据共享。

(4) 升级实验室技术安全培训与考试系统。大学实验室安全培训多以安全必修课、讲座、在线学习等方式开设，大部分高校开通了安全培训与考试在线系统，如：北京大学、东南大学、浙江大学等，部分高校还启动了培训系统更新升级的工作，将更多新技术手段融入培训系统中。“北京大学实验室安全教育与考试系统”根据学生的学科、专业不同，在建设过程中分别设置了不同的学习和考核内容。系统采用视频课件模拟真实课堂的教育模式和网络在线考试的考核方式，使学生既有置身课堂听讲的真实感觉，又可以自主地选择学习内容和考试时间；既保证了教学效果，又提高了教学效率[18](见图3)。未来，升级后的实验室安全培训与考试系统，采用了更多的培训和考试形式，例如虚拟仿真案例操作等，也将安全文化建设所需的功能设计融入了系统中。

(5) 安全物联网检测、监控平台系统。实验室水、电、气、温度、湿度、温室气体排放等实验和环境参数进行传感器监测监控并实现互联方案已经是成熟的技术，将在实验楼建设初期进行合理规划，一并与其他管理系统对接。

图3 实验室安全培训与考试系统设计功能图

(6) 实验室安全检查系统。在安全检查前明确基础检查项，检查中记录现场检查情况，及时反馈整改项目，为复查提供检查依据。未来，校级安全管理员在日常安全检查时，可以实现在线生成检查结果和报告的电子清单，并将内容发送给指定的实验室和工作人员，并且报告可以实时更新，实验室管理员可以随时更新整改的状态，并回传校级管理员。检查系统应用后，可切实有效提高大学实验室安全管理的能力，解决安全管理各级层面互动性不足的状况，强调“实操”，力求以系统建设促管理水平提升(见图4)。

图4 实验室安全自查与检查系统设计功能图

(7) 实验室安全紧急情况通知系统。由校园网用户主动注册，在发生实验室安全紧急情况时通过手机短信、语音、微信或电子邮件等形式向注册用户提供必要的信息，注册时由用户设置使用期限。未来，此系统的建设和运行可以有效提高实验室安全应急能力，是实验室安全管理的必备工具系统。

4 “环安健”管理信息系统建设成效

学校分别于2011、2012、2017年应用了实验室技术安全培训与考试系统、放射性同位素与射线装置全过程管理系统、试剂管理平台3个实验室“环安健”管理信息系统。目前，各系统运行情况良好，满足了实验室安全管理的基本需要。系统建设成效如下：

(1) 系统运行提高了管理效率。实验室技术安全培训与考试系统自上线以来累计培训7 000余人，培训内容涵盖：实验室安全概述、危险化学品安全、用电安全、生物安全、动物实验安全、实验室安全事故应急处置措施等。校级培训系统的统一运行降低了课堂教学的培训成本。

放射性同位素与射线装置全过程管理系统实现了源头管理即安全和防护意识培养、环评与许可、设备采购，过程管理即应急演练、安全检查和剂量检测、综合防护，末端管理即清洁解控、处置与备案等管理流程的信息化，服务院系师生约1 500余人。系统运行规范了放射性同位素与射线装置的管理。

试剂管理平台自上线运行以来处理订单数超过12万笔，服务范围涵盖校内29个单位，系统实现了全校危险化学品的全过程有效管理，实时有效掌握全校危险化学品的总量、品类；系统引入了市场化的公平竞争机制，货比多家，降低师生的科研成本，提高学校科研经费的使用效率。

(2) 系统运行降低了实验室安全事故隐患。我校3个系统协同运行，针对“人的不安全行为、物的不安全状态”进行分类管理，形成规范管理合力，从实验室安全文化建设、重大风险源在校管理、危化品入校全生命周期管理等几方面着手进行实验室安全管理，降低了实验室安全事故隐患。

同时，由于各系统的功能划分明确、分工细化，尤其强调实验室安全责任体系的落实，更为有效的贯彻学校-院系-实验室(学生)三级安全责任体系，把安全制度落地，责任逐级分解，各级责任清晰，增强了实验室安全责任意识，降低了实验室安全风险隐患。

(3) 系统运行促进“环安健”信息系统的功能升级与优化。基于目前的系统建设和运行情况，继续扩充、完善“环安健”管理信息系统是开展好各类工作的必然要求，例如：实验室安全检查系统，安全物联网检测、监控平台系统，实验室安全紧急情况通知系统等需要围绕实际需求进行调研。完整的大学实验室“环安健”管理信息系统的协同工作将有助于我校实验室环境、安全、健康管理工作的有效开展，逐步缩小与世界一流大学的实验室管理水平的差距。

5 结语

校园是有生命的，好的校园可以塑造人、教育人，给人以感悟和启迪，营造安全、先进、整洁、规范的实验室环境是现代大学的重要目标。开发有建设性和示范性的“环安健”管理信息系统将有效提高各级执行和管理层的工作效率、监督力度和规范化管理水平。不断升级完善的基于“互联网+”的实验室安全管理信息系统建设将在大学实验室环境、安全、健康管理工作中起到重要的支撑作用。

参考文献(References)：

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[11] 翟春红,张万光,张彩虹.实验室设备处综合管理信息系统的建设实践[J].实验技术与管理， 2015,32(5):153-156.