高校实验室安全分析及大数据背景下构建安全预警机制

刘高福　吴旭普　魏明

[摘 要]高校实验室安全工作既是实验室建设和管理的重要组成部分，又是学校教学、科研和社会服务等工作正常开展的必要保障。随着高等教育改革的不断深入，现代社会对高校学生的培养目标逐步从理论型人才转化为实践型人才。课题组分析了高校实验室安全的重要性和目前多数实验室面临的主要问题，以“大数据”为基础，构建了合理的实验室安全管理机制，建立了实验室安全风险评估模型和级别，并根据安全预警结果，确立了应急处理方案。

[关键词]高校实验室;大数据;安全分析;预警机制

[中图分类号] G647 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）03-0244-04

高校实验室是高校实施创新人才培养、科学研究和服务社会的重要基地，是體现学校教学科研水平、展示学校办学实力的重要标志。为了适应教学改革的需求，提高教学质量，高校顺应社会对人才要求越来越高的潮流，开设实验课的比例越来越高。尤其是理工科专业，众多理论课程从课堂教学逐渐改革为理论加实践教学，越来越注重对学生的动手能力和实践创新能力的培养。但实验室的安全保障是一项复杂且艰巨的任务，特别是有些高危险的实验项目，对实验室环境和管理要求严格。高校实验室依然存在许多安全隐患，在预防和管理中存在许多不足。如果实验室没有建立健全的安全管理机制，各类危险物品以及仪器极易出现异常情况，会导致安全事故发生，造成人员伤害和财产损失。实验室的安全保障工作与师生的人身安全紧密相连，是建设和谐校园的重要环节。如何降低实验室安全隐患，避免师生伤亡和财产损失，是目前所有高校急需解决的重要问题，而进行高校实验室安全分析及在大数据背景下建立高校实验室安全预警系统的重要性就不言而喻了。

一、高校实验室安全的重要性

（一）安全是国家政治发展的需要

习近平总书记多次在各大重要会议上强调在各行各业的发展中安全的重要性，并提出“管行业必须管安全、管业务必须管安全、管生产经营必须管安全”。由于高校人群的特殊性及其对于国家发展的重要地位，高校安全一直受到国家的重点关注，而实验室安全是高校安全管理的重要任务之一。因此，高校实验室安全在一定程度上关系着国家的政治发展，有必要从政治的高度来认识实验室安全的重要性。实验室安全无小事，一旦发生实验室安全事故，将会对人员和财产造成严重伤害或损失。而提高实验室安全的政治站位，提高学校实验室安全意识，减少实验室安全事故，才能确保实验室的安全[1]。

（二）实验室安全关乎学校的教学发展

高校的建设及发展需要将安全放在重要地位，学校安全稳定是维持学校发展良好势态的重要前提。2015年，教育部对高校实验室相关内容进行了安全检查，包括75所教育部直属高校的实验室安全隐患排查，一共发现了1873项实验室安全隐患。由此可见，高校实验室安全形势依然严峻[2]。近年来，高校实验室事故时有发生，不仅危害师生人身安全，还造成了不小的经济损失。国家对高校实验室安全提出了更高的要求。构建和谐校园，培养优秀人才无不建立在维护学校安全稳定的基础之上。实验室安全关系着学校的安全稳定，学校的发展不应忽视对实验室安全的管理。安全是师生做实验的前提和保障，能积极助力于实验教学效率的提高，影响着实验效果及科研质量的提高，从而在一定程度上促进了学校的可持续发展。实验室安全管理任务艰巨、意义重大且工作复杂，需要通过长期的实践摸索，形成良好的工作习惯和稳定的工作局面。建立完善的实验室安全预警机制迫在眉睫。

（三）实验室安全影响人才培养的质量

高校是培养经过高考选拔后的优秀人才的教育基地，因此高校安全事故的发生，将会对社会造成很大的负面影响。高校实验操作的复杂性、试验器械的专业性，使得高校实验室在一定程度上具有危险性。因此，高校一定要不断强化实验室安全管理，完善高校实验室安全管理制度，确保实验室安全稳定，以保障师生的人身安全。高校安全教育是素质教育的重要组成部分，实验室安全教育影响着学校的人才培养。首先，实验室安全影响着学生的生命安全，也是实验成功的前提，因此实验室安全对学校育人具有保障性作用。其次，长期督促学生在实验操作中注重实验的安全性，有助于学生形成严谨细致的实验习惯、培养谨慎规范的工作态度，对提升学生的科学素养有促进作用[3]。此外，合理的实验室安全管理方式要求学生按照规范的方式进行实验操作，这样可以培养学生良好的实验习惯。实验室安全管理对于学校的人才培养具有规范性作用。

二、高校实验室安全面临的主要问题

近年来，高校实验室的安全问题时有出现，使得实验室安全事故逐步成为校园安全问题的主要表现形式之一，在一定程度上影响了校园安全。因此，实验室的安全管理成为高校领导和安全管理人员共同关注的重要问题之一。课题组通过对部分高校实验室安全的相关问题进行调查后发现，当前高校实验室安全问题主要有以下几方面。

（一）实验室安全管理制度不健全，执行制度不严格

1.制度不健全，落实不到位

从调查结果来看，超过70%的高校实验室的安全管理制度不健全、落实不到位。首先，由于当前高校对学校的安全管理工作大多采取各职能部门分块管理的制度，这种管理方式容易出现各职能部门交叉管理的现象，责任不明确，使得高校实验室安全管理效率较低。部分高校对于安全管理普遍存在缺乏统筹规划和整体设计等漏洞，使得高校难以形成系统化的实验室管理制度。其次，依据国家要求，高校实验室为扩大教学融合度，加大了对实验器材的投入，购买了大量的新型实验器材，却没有相应的制度对实验器材进行合理安置，没有及时对实验室安全设备进行管理，致使潜在的事故难以察觉。有些高校虽有制度，但因实验室一般分配到各个学院，特别是一些科研实验室由教师直接代管，导致制度执行不统一，落实不到位，容易发生事故。

2.实验试剂使用，管理不严格

由于高校实验室含有众多的实验试剂，特别是化学类试验品含有各类易腐蚀、易燃等化学药品，其种类繁杂，数量也不容小觑。这些实验试剂存在一定危险性，该如何对其进行妥善保存是实验室管理人员关注的重点问题。若对试剂使用的管理不严格，处理不当，极易导致危险情况的发生。部分实验室由于试剂的化学性质不同，存储条件各异，有的要根据它们的种类、属性、危险程度、存储条件等的不同分开储存。通过调查发现，实验室在危险试剂存放和使用过程中，未能按照危险品的等级分开存放，存放和使用较随意，给师生人身安全和实验室财产安全带来了较大的隐患。

（二）实验室安全教育不足，责任不到位

1.安全教育不足，意识淡薄

通过调查发现，部分高校对师生安全教育的重视程度不够，缺乏安全教育的长效机制，安全只停留在书本上，教育形式单一，很少开展实地演练，未能培养高校师生良好的实验安全习惯。实验室安全教育是一项持之以恒、需要开展实践演练才能完成的工作。一些师生的实验室安全意识较为淡薄，以至于对实验室随处可见的危险毫无察觉，缺乏安全意识，如对废气液未按规定流程处理，在实验结束后将废弃的气体液体等随意处置。废弃液体若具有腐蚀性，会腐蚀水槽及管道;而将不同种类的废弃气液进行混合处置，有可能会形成爆炸，也有可能产生有毒性或挥发性的气液体，给实验室带来安全隐患。

2.安全责任不到位，重视不够

调查发现，一方面，部分高校实验室的安全管理人员对安全责任的认识不够清晰，对安全工作的重要性不够重视，责任落实不到位，使得实验室安全管理制度难以执行，时有安全事故发生;另一方面，由于大数多高校对于实验室安全缺乏科学的认识，其安全教育内容单一、考核方式简单，没能让师生对安全问题产生足够重视。

（三）实验室缺乏科学规划，安全经费投入不足

1.实验室缺乏科学规划，安全防护不足

经调查发现，部分高校对于实验室的发展缺乏规划性，从实验教室地理位置的选择，到实验器材的储存，再到后续如何拓宽实验室实验范围、增加实验设备等方面都存在一些问题。例如，部分实验室的功能过于单一，要完成综合性实验时，需要从其他实验室转移大量的实验设备。实验室整体缺乏协调性与规划性，部分高校的学生进行实验时需要耗费大量的时间在实验器材的搬运中，且在搬运过程中增加了实验设备的安全风险。部分实验室设计之初缺乏对学生安全的考虑，在较为危险的实验操作中极易发生事故。

2.安全管理经费不足，消防设施不全

部分高校实验室建设中，对实验设备的投入远高于对实验室安全建设的投入。特别是一些地方高校自身筹集经费的能力不足，加之地方政府投入经费有限，很难有经费用到实验室安全管理和消防设施的更换上。部分高校实验室消防设施不齐全，不分危险级别，只摆放几个灭火器，且过了保质期也不及时更换，当出现险情时，用现有实验室的消防设施难以自救，给师生的人身安全和实验室的财产安全带来了不确定性。

（四）实验室管理队伍不稳定，工作不专注

高校实验室管理教师的工作较烦琐，学校不够重视，人才队伍建设相对滞后，主要表现为实验室管理教师责任不明确，考核机制不完善。一方面，部分高校专业建设长期重视理论，导致实验室建设被忽视，对实验室管理教师的招聘力度不大，待遇不高，已有的实验室管理教师想转岗为授课教师，无法专注于实验管理相关工作。另一方面，实验室管理教师的考核机制不够完善，部分实验室管理教师除了本职工作，还承担教学和其他工作，导致对实验室管理方面工作的精力不够，从而导致一系列实验室安全问题的发生。

三、大数据背景下高校实验室安全预警机制

（一）利用大数据构建实验室安全风险评估模型

大数据背景下，有条件建设实验室信息共享平台，使管理者能随时随地了解实验室的相关情况。为避免实验室常出现的安全隐患如爆炸、灼伤、触电等事故的发生，以及最大限度地保证教师及学生和财产的安全，学校应定期组织相关人员对实验室进行全方位多层次的安全隐患排查。在大数据背景下，合理利用大数据方法建立实验室的安全风险评估模型，将能有效避免实验室安全事故的发生。如建立用电安全和火灾隐患风险评估模型。

1.用电安全问题

多数实验室中，最大的安全隐患为用电安全问题。在实验中，电路板、电源等危险器材随处可见。实验过程中，应根据不同实验的特征，对安全风险进行评估，建立安全风险评估模型，确保实验的顺利进行。

2.火灾隐患问题

部分实验操作过程中，由于化学反应、电路板老化，或操作失误导致的电线短路等问题极易引起火灾。根据安全隐患，列举可能发生的危害，如灼伤、触电、爆炸等，根据风险等级建立模型。

不同实验室要建立不同的安全风险评估模型，划分细致的等级，在发生实验室危险时，采用不同等级的应对措施，并提前配备好急救包、淋浴喷头、灭火器、软管喷头（在水池旁）等设施。

（二）构建“五位一体”的实验室安全管理机制

构建“五位一体”实验室安全管理体系是一个各环节相互依存、相互作用的闭环体系，包括：安全组织架构（safety organization）、安全管理制度（safety institution）、安全检查体系（safety inspection）、安全教育体系（safety education）、安全应急机制（safety precaution）[4-6]，也被称为“5s”实验室安全管理体系。各个高校应根据学校特征，分配给各学院不同的任务，建立不同的实验室安全管理机制。各学院应统一响应学校的要求，严格执行各项制度，并利用大数据系统，定期上报危险试剂的使用情況及危险品的存放位置，最大限度地从组织构架、管理制度、检查、教育、应急等方面执行学校安排，保障师生的人身安全和实验教学的顺利进行。

（三）利用大数据方法建立预警机制的级别

防止实验室安全事故发生是实验教学有序开展的重要保障。大数据的合理利用能够全面了解实验室安全隐患问题，往往具有实时性与实用性。大数据能够精准地对实验室进行风险评估，利用评估数据，及时准确掌握情况并建立相应的预警机制。首先，学校将任务分配给各个学院的实验管理教师，实验管理教师根据专业特点，排查出不同实验室的安全隐患问题，学校根据各个专业的安全隐患问题建立相应预警机制的级别，不同的预警机制级别建立不同的应对措施。学校要根据实验室的不同，制定不同的实验安全管理制度，深入了解各类实验室存在的安全隐患和主要问题，如化学危险品，易燃、易爆、危险废物废液，火、电、水等问题，并做好相应的防范措施，每学期或每学年定期开展实验室安全检查工作并按要求填入实验室安全管理系统。

（四）根据预警结果，建立应急处理方案

依据大数据建立预警机制级别，根据级别不同建立相对应的应急处理方案，各个专业的实验室依据自己建立的预警结果严格执行。其处理方案须包括安全管理的各要素，既要配备实验室突发事故的应急设施、消防设施，又要针对预警结果中的危险要素提供应对策略，如实验室防火、防爆系统的应对等。应急处理须做到对具有毒性、腐蚀性的气液体进行及时冲洗，对电路安全问题做到能快速切断电源，在合理范围内配备灭火器，并做好定期检查。每学期定期开展实验室应急演练，设置情景执行实验室安全处理办法，通过缩短应急时间，掌握应急处理技能，积累危机处理经验，在真正遇到危险的时候能够沉着冷静地应对，最大限度地降低实验室事故造成的人身伤害，保障实验人员的人身安全，降低实验设备的损耗和财产损失。针对应急安全事故，实验室管理人员应当提升处理和应对的能力。一方面，管理人员应当结合以往出现过的一些应急安全问题分析成因，并将科学的处理方式充实到应急处理方案的相关内容中[7]。另一方面，要对可能出现的安全隐患，提前做好应急处理预案，建立合理化安全机制，以预防为主。

四、小结

高校实验室是培养学生实践能力、创新思维、科学素养、探究精神的重要基地，是高校教育教学质量的重要体现和标志。高校实验室安全管理是一项烦琐又细致的工作，关系到全校师生的人身安全。高校实验室是开展教育教学活动必不可少的环节，而实验室又是实践教学不可缺少的重要场所。一切工作都要以安全为前提，实验室安全的主动防御不可忽视，各高校应积极利用大数据探索实验室安全预警的方法，减少实验室的安全隐患，为实践者提供安全保障，给高校师生一个安全的实验环境。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘思鹏，白赫.高校实验室安全现状分析与对策[J].实验教学与仪器，2019（3）：72-73.

[2] 贾历程，刘幽燕，张晶晶，等.“双一流”背景下西部地方院校对实验室安全管理的探索[J].实验技术与管理，2018（11）：9-12，28.

[3] 王羽，李兆阳，宋阳.“双一流”建设视野下高校实验室安全管理主动防御模式探讨[J].实验技术与管理，2019（2）：8-10，17.

[4] 杜骁，张青青.新的安全形势下“五位一体”实验室安全管理体系的构建[J].实验室研究与探索，2017（5）：290-294.

[5] 袁兆国.高校工科院系实验室安全现状与对策[J].实验室研究与探索，2016（1）：279-281.

[6] 朱菁萍，刘红军，冯志力，等.探索实施“一三三管理模式”提升实验室安全管理成效[J].实验技术与管理，2016（10）：3-6.

[7] 徐宇宝，杜成涛，余平.高等学校实验室管理存在的缺陷及对策[J].教育教學论坛，2018（43）：10-11.

[责任编辑：钟 岚]