新冠疫情传播对高校生物实验室安全管理的启示*

摘  要  新冠疫情传播对高校生物实验室的安全管理提出更高要求。分析普通高校生物实验室安全管理现状，对独立学院转设后的实验室管理规范化和数字化提出提升安全性的对策，从实验室规范制度、学生实验教学过程管理和生物实验设备维护等多个方面进行研讨。

关键词  高校；生物实验室；安全管理；生物安全；实验设备；安全管理系统

中图分类号：G647.6   文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）16-0157-04

0  引言

突如其来的新冠疫情被世界卫生组织（WHO）确定为百年一遇的重大公共卫生危机。新冠病毒的袭击，除了给高校师生的工作生活带来巨大影响之外，也对高校的实验室安全管理提出新的要求。生物安全是国家安全体系的重要组成部分，也是目前全球面临的重大公共卫生问题之一。新型冠状病毒的全球传播，让人们意识到生物安全的重要性，也对高校等研究机构的实验室生物安全问题提出更高的要求。高校实验室生物安全事故，不但直接威胁高校实验人员的健康乃至生命，甚至会引发疾病的流行，造成非常严重的后果。此外，由于生物感染具有隐蔽性较强、传播快速，且在感染后短时间内不易觉察等特点，极易在学校内形成群体性的感染事件。因此，医学生物实验室的安全管理尤为重要。

世界卫生组织早在1983年就根据实验室操作微生物的不同级别，对实验室的生物安全防护水平进行分类管理[1]。目前根据生物安全防护级别分为四个等级（BSL-1，BSL-2，BSL-3，BSL-4），生物安全水平越高，对实验室安全设施的要求越高，进行的实验也越危险。目前，高等院校的生物实验室基本属于基础实验室，处于生物安全一级（BSL-1）。尽管它对人类的健康影响较小，但由于学院科研范围、科研类型和科学研究领域的不断扩大，医学院校教师和学生数量日益增多，实验室的生物安全问题涵盖的面也愈来愈宽。为提高大学师生在生物实验室操作过程中的安全性，降低大学生物实验室的生物安全隐患，需要进一步改善和加强对大学生物实验室的安全管理[2]。

本文主要通过对部分高校医学院生物实验室安全管理工作所面临的问题与状况进行剖析，进一步明确医学生物实验室存在的安全隐患和有待改进的地方，并针对此类问题进行研讨，提出相应的安全防范措施及对策。

1  高校生物实验室安全管理现状分析

高校生物实验室是进行生物科研实验的重要场所，维护实验室安全，避免有害生物外泄和操作人员感染，是实验室安全规范运行的基本要求。然而，实验室生物安全问题仍时有发生。秦锋等[1]分析高校实验室安全事件的原因，并通过95起典型实验

室安全事故案例的分析，得出生物安全问题占总实验室安全事故的11%，造成的人员感染及伤亡比例是最大的。国外也有一个统计数据，在1980年至今的40多年间，就有168人直接死亡于实验室感染，但是更多慢性的或者间接性的死亡案例目前还无法准确计算。国内的生物化学实验室安全问题也十分严重，例如：2016年北京某大学一实验室，由于冰箱内放置生物化学试剂，在电气短路引起自燃下导致火灾事故；2015年4月，江苏某大学化工学院的一个实验室发生爆炸，直接原因是违规配置甲烷含量过高的实验用气，摩擦热能或静电等导致瓶内气体发生爆炸事故；2010年5月，云南某大学的电化学综合测试室由于学生做完实验未及时关闭电源，导致发生火灾。

由于新型冠状病毒的全球扩散，对生物化工医学等实验室的生物安全操作要求也越来越严格，特别是实验室的生物安全性问题再次成为整个社会关注的焦点。因此，实验室的安全管理水平提升受到高校师生的重视。通过对部分高校生物实验室的调研，笔者认为目前高校生物化学实验室在安全管理方面还存在以下问题。

1.1  生物安全管理制度建设不完善，安全检查工作不到位

目前，大部分高校的医学院制定了生物安全管理相关的实验室管理制度条文，比如高致病性病原微生物菌（毒）种的采购和保存制度等。由于生物技术的发展，也存在一些前瞻性制度约束缺乏的问题。特别是在新形势下，实验室安全管理也出现新情况、新特点，原有的制度体系在新形势下难以对实验室的方方面面进行全覆盖，从而会导致部分制度条文无法得到有效落实。虽然，国家已于2008年和2017年相继发布GB 19489—2008《实验室生物安全一般标准》和WS 233—2017《病原微生物实验室生物安全一般标准》等标准，但部分高校未及时根据国家标准制定出新的实验室安全管理制度细则，在制度执行过程中还存在没有实施的现象，比如微生物室的压力和温控日常检查工作不完整，应急供电（至少延时半小时）和应急淋浴及洗眼装置不完备，多台设备共用插座，定期和不定期安全检查不到位，等等，高校生物实验室的安全督查工作亟待加强。

1.2  实验人员生物安全意识薄弱

实验室人员的生物安全意识、行为以及实验作业习惯等是影响实验室生物安全性的主观因素，而良好的职业素养与责任心则是提高实验室生物安全性的重要因素。部分院校实验室工作人员对生物安全问题了解还不够，尤其对一些无色无味的病毒和细菌没有辨别安全的能力，容易造成病原微生物的感染、传染或扩散。特别是高校学生实验人员的流动性大，对于安全规范操作能力的培训不充分。例如：在实验室过程中，学生带着粘有病原微生物的实验手套进行手机等操作，容易造成病菌传染；实验室工作服的管理和使用随意化，进出实验室的工作服不消毒清洗，离开实验室不及时更换等；个别学生进入实验室会带入饮品（水）、化妆品等安全隐患物品，会处理隐形眼镜等，进行实验时没有及时洗手，离开实验室没有及时消毒，尤其对于扩散性的液体或病毒防护措施和处理手段没有到位。这些现象都是实验人员生物安全意识淡薄的表现[3]。此外，对实验室中的生物安全等级没有进行分类及明确做出标识，而对于不同生物安全等级的实验室采取的措施差异性不明显。

因此，高等院校尤其是医学院系实验室管理要切实提高生物安全意识，通过更加严格的操作规范要求及防治措施，加强对使用的病原微生物的安全管理，避免实验过程中使用的试剂、仪器上残留病菌等造成生物污染。特别是生物实验过程中产生的多种废弃物要及时规范处置。目前由于对这些危废物认识不足，也存在不同程度被随意处置的情况。这些隐患的存在都让实验室生物安全管理面临巨大的风险，亟待采取措施进行排除。

1.3  高校对实验室设备及安全防护设施投入不足

目前，高校实验室对实验仪器设备的更新换代和实验安全防护设施配置等的经费投入普遍存在不足，一部分实验设备陈旧、电路老化、密封泄露等，容易引起安全事故。尤其是一些生物实验必备的安全柜、消毒柜也存在设施老化、安全防护水平不达标等现象[4]。同时，部分生物实验所需要的安全防范设施和保护物品也未配备完善，如对生物化工等试剂材料安全操作防护所需的相对可靠的急救箱、洗眼器、常规工具箱、消毒器具、生物安全柜、通风系统等存在未配备或未更新的情况。实验室的通风条件、安全标识、门禁监控等也存在安全隐患。因此，实验室设备及安全防护设施必须按运行周期及时维护和更换。

1.4  现有的安全管理应急措施和智能监控不到位

高校实验室新上岗人员和初次进入实验室的人员特别多，尤其对于突发的安全事故的应急处置培训教育不够体系化，有些经验不足的管理人员在遇到突发事故时很容易手足无措，不仅很难对安全事故进行有效控制，甚至会引起更大的安全隐患。特别是对于实验室人员来说，对他们在防爆、防火、防化学污染、防触电、防止中毒、防病原微生物污染传播等方面的安全应急措施培训和日常安全演练还不到位，一旦发生实验室意外事故，很可能对实验室师生及管理人员造成伤害，甚至带来严重伤亡。

目前，很多高校对实验室产生的危废物处置和监管不到位，还未做到全流程实时监控监管。在生物医学实验中常常使用许多病理切片、微生物切片，由于它们存在较强的感染性，处理不当，就会加大传播感染的危险性，甚至危及师生员工的健康。这些实验废弃物存在危险化学物质、病原微生物等有害物质，一旦得不到妥善处理，就会形成致病、致畸危险，或成为病毒的主要传染源，进而影响自然环境和周围师生的生命安全。很多高校对这类危废物的处置监管目前还局限于制定规章制度和定期巡查等措施，但这些只能发现实验室的静态问题（如危化品未按规定做标识，未按规定位置放置等），却无法实时关注实验室的动态情况（如对实验人员操作过程、不规范操作行为等无法进行有效监管），无疑会增加实验室的动态安全隐患。另外，在实验室（特别是在生物医学实验室）中储存食品或饮料等，都具有很大的安全危险性[5]。尽管这种情况下存在一定的偶然性，但如没有有效监测，就很有可能造成重大安全事故的发生。

通过实验室智能监测系统对实验室管理人员的工作过程和行为规范进行实时动态监测，可以在风险出现之初及时发现问题，从而提高从源头上遏制风险的概率。根据现代博弈原理，在安全预防问题上，人的侥幸心理往往和监管力量成反比，监管力度越大，违规情形出现的概率越小。因此，实验室的实时智能监控系统应引起学校管理层重视。

2  高校生物实验室安全管理提升对策

2.1  建立健全生物实验室安全管理制度，完善实验室安全督查机制

高等学校要在符合国家制定的实验室生物安全管理体系规范和技术标准基础上，针对自己的实际状况有针对性地建立和健全自身的实验室生物安全管理体系。以刚从独立学院改制为普通本科院校的浙大城市学院为例，根据学校实验室管理工作规范化方面存在的缺陷，率先完善和细化实验室安全管理规定，形成学校、学院、系（专业）、研究所之间的多级实验室安全管理职责制度，并明确按照“谁负责管理、谁监督，谁运行、谁担责”的管理原则，切实落实审批制和督查制。把实验操作规范、学生实验预约、实验设备维护，以及生物试剂、材料等危化品的采购、使用及处置等，通过信息系统进行整合，逐步建立实验室安全规范操作提醒系统、实验设备及时维护提醒系统、实验用品采购及使用情况追踪监管系统、实验室安全巡查系统等多个智能化监管系统[6]。涉及细菌、病毒等存在易污染、易传播的生物材料试剂的使用，严格按照审批、采购、存储、领取、使用和危废物处置进行全流程电子信息登记和实时监控。特别是把对易制毒、易制爆、易感染物品储存条件是否达标的检测纳入日常规范管理，指定危化品专员进行专人管理，做好生物实验试剂材料及危废物的集中存放保管。制定并逐步完善生物化学实验室的应急预案措施，定期开展实验室安全巡查，特别是对危化品的存放、使用和危废物的处置情况、实验设备的安全性等进行定期和不定期的检查与监督，建立严格的分级考核制度。

2.2  推出生物医学类学生实验技术操作规范第一堂课制度

高校生物医学实验室主要面向的是大学生，学生群体存在流动性大的问题，因此，对实验学生进行第一堂课的专业安全培训十分必要。设置实验人员准入制度，要求所有进行实验操作的人员必须先通过实验规范操作安全培训和测试。尤其对于大学生初次上实验课程，必须率先开展第一堂安全课程教学和测试。第一堂课除了介绍安全规范之外，还需要介绍实验室环境及存在的病菌、生物体，让实验人员能从自我防范的意识上来重视实验室的生物安全管理。只有通过安全操作规范培训测试的人员，才能进入生物实验室开展实验研究。生物实验室一般对操作人员在着装及穿戴上都有严格的规范，对首次进入实验室操作的人员，教师应传授操作注意事项和动作规范，先规范演示后再让其开展实际操作。教师要加强责任意识，对实验人员的操作过程进行实时监督，做到及时发现不规范动作并迅速制止纠正。

2.3  加大生物实验室资金投入，提升实验室设备安全防护水平

由于经费匮乏，很多高校目前在生物医学类实验室的安全设备更新投入上还存在很多不足。转设公办大学后，浙大城市学院将按照全国百强高校的建设目标，加强对实验室及安全保护设备设施的投入力度，适时对老化设备和不合格的实验防护设施进行更新换代，并供应充足的实验手套、护目镜、口罩等防护用具。此外，按照国家出台的实验室相关技术标准和规范，对实验室的预警应急系统、防护设备等进行改造升级。周期性地更新洗眼装置、消毒器具、生物安全柜、高压灭菌装置等安全防护设备[7]。另外，还根据科技发展和设备智能化需求，增加并配置电子烟雾报警器、高清监测装置、智能识别门禁系统、安全事故预警控制系统、呼救设备等。提供丰富的清洁消毒物品，保障实验室管理人员能够对实验设备进行及时清洁和消毒，确保实验室设备安全运行。提供废弃物处置专项资金，保证对实验室产生的废弃物进行及时处置。对生物安全柜是否达到无菌要求、培养箱是否满足温湿度标准、高压灭菌中的水量和管圈是否正常等设备安全维护工作要给予重点关注，把一切可能发生的安全隐患消灭在萌芽状态。

2.4  建设生物实验室安全管理系统与智能监控平台

随着浙大城市学院校园数字治理工作的不断推进，实验室安全管理的数字化、信息化和智能化改革也成为必然。在实验室安全管理系统的功能设计上，着重考虑安全警示教育、实验安全操作指南、实验室安全隐患紧急处置方法等板块的功能。在实验室安全的数字化管理方面，实验室操作人员可采用校园卡或人脸识别等技术进入实验室，并能通过实验室安全管理智能识别系统，实时验证该人员是否通过实验操作规范培训测试，判断其是否有权限开展该实验操作。只有通过培训测试后，才能进入实验室开启相关实验。结束实验后，实验室安全管理智能系统还能检测实验仪器等是否归位，必要的电源是否关闭。实验室安全管理系统给实验人员的安全操作提供了一道防御。

另外，在实验室安全管理系统的自动化方面，由于现代计算机和人工智能技术的迅速发展，安装实验室监控管理系统也十分必要。把计算机监控技术与实验室的安全管理系统进行交叉融合，并通过智能监测系统对实验人员的操作过程进行安全监控，增加安全隐患的发现手段，达到通过监督促进实验操作人员提高安全意识的目的。对于生物实验室而言，可在风险较大的几个场景采用实时图像识别技术，对危险操作进行实时动态识别和监控预警，对存在安全隐患的实验操作能实时给出提醒和警告，从而提升生物实验室的安全性。

3  结束语

综上分析，加强对生物实验室的安全管理和监管，在新冠疫情防控背景下具有更加重要的意义。在进行大学生实验教学和创新实验等动手操作培训时，需要对实验室环境、仪器设备、应对突发状况的处置能力、生物安全保护意识等多方面开展综合评价与监测检测，以便及时发现可能存在的生物安全隐患，并提出适当的预防与紧急预案，将风险降到最低，最大限度地保证高校实验室的生物安全和实验人员的人身安全。只要高校和全体师生共同努力，严格遵守实验室安全管理条例和疫情防控预案，一定能将实验室生物安全风险降到最低，高校生物实验室安全建设也一定能真正落到实处。

参考文献

[1] 秦锋，黄强，袁久洪，等.浅析高校实验室生物安全事件的原因与管理对策[J].实验室研究与探索，2017，36（8）：302-306.

[2] 苏琼.医学院校病原生物学实验室的生物安全管理[J].中国教学技术装备，2014（12）：142-143.

[3] 孙凡凡，刘二涛，付伟超，等.新冠疫情背景下生物医学大型仪器平台安全管理探索[J].云南科技管理，2021，34（5）：43-48.

[4] 谷宇佳，杨广英，彭璐，等.病原微生物实验室生物安全管理对策研究[J].农场经济管理，2021（6）：52-53.

[5] 汤福艳.新冠疫情下关于提升我国生物安全治理能力的思考[M]//上海法学研究集刊.上海市法学会国家安全法治研究小组文集.2021，49（1）：60-67.

[6] 王海文，田昌昊，龚丽娟，等.后疫情时期本科创新实践实验室安全管理探讨[J].化学工程与装备，2021（9）：288-289.

[7] 卢鸣.新形势下实验室安全管理的重要性及新思路[J].产业科技创新，2020（16）：87-88.

*项目来源：本文得到浙江省科学基金“基于高维不确定性量化的综合多能源精细化调控技术研究”（LY21F030002）的资助。

作者：张巧玲，浙大城市学院，主要从事实验室教学与管理研究工作（310015）。