绿色化学理念下的化学实验室安全管理

张 贺，李雅洁

（吉林大学化学学院 吉林 长春 130012）

实验室是教学和科研的重要场所，也是高校和科研院所综合实力的重要体现。实验室的安全管理工作也是国家安全生产的重要组成部分。适用于实验室的安全管理理论模型有很多，但不一定完全适合化学实验室的管理。

近年来，虽然各高校和科研院所已将“绿色化学”理念与实验室的建设和管理工作结合起来，但只限于减少实验室环境污染这一环保问题，而没有把“绿色化学”理念全方位、多角度地应用到实验室建设和管理工作的方方面面。因此，探索符合“绿色化学”理念的化学实验室建设和管理的举措和模式显得尤为重要。本文以吉林大学国家级化学实验教学示范中心的实验室安全管理为例，在绿色化学理念下对化学实验室的建设和安全管理进行了有益的探索和实践。

1 绿色化学的内涵和意义

绿色化学又称环境友好化学或清洁化学[1]，是化学学科发展的必然选择，是适应人类的需求而逐步形成的。绿色化学主要利用化学技术和方法减少甚至消除有害原料和化学产品的使用和产生，在源头上阻止污染[2]。从绿色化学的十二条基本原理来看，绿色化学的内涵包括三个方面：从科学观点来，看绿色化学是化学和化工科学基础内容的创新，是基于环境友好条件下的融合和拓展；从经济观点来看，绿色化学是合理利用资源和能源，降低生产成本，符合经济可持续发展的要求；从环境观点来看，绿色化学是保护生态环境的新科学和新技术，从根本上解决生态环境日益恶化的问题。因此，绿色化学的意义就是注重源头预防，遵循“拒用、减量、重复使用、回收、再生”的5R 原则[3]，并提高各种效率，实现最高的原子经济性，最终实现化学反应、原料、催化剂、溶剂、化工生产和产品的绿色化，从而实现环境的无害化和可持续化发展。

2 化学实验室存在的常见安全问题

2.1 实验室人员方面

2.1.1 人员流动性大

铁打的实验室，流水的学生。实验室人员通常可分为学生、教师和实验室工作人员三个群体，其中学生是实验室使用的主体，是安全意识最为淡薄的群体，也是流动性最大的群体。除了他们以外，实验室还有临时参观和短期交流的人员造访，这更是增加了人员的不确定性和流动性。

2.1.2 人员水平和训练不足

进入实验室工作的人员一般均为高学历人群，但高学历并不意味着有高的安全素质和能力。很多本科生，甚至研究生虽然经过了岗前安全培训，也了解了水电安全、消防安全、设备安全和化学品安全的重要性，却依然不知道怎样进行实验才能保障自己他人的安全。究其根本原因就是光有基本的安全常识是不够的，只有掌握了本专业方面的安全常识和专业技能，才能保证实验安全和实验室安全。

2.2 化学实验室自身方面

化学实验室本身特有的问题主要表现体现在人员多、危险化学品多、实验条件危险性大和监管难度大。尤其是科研实验室，其因自带的探索性、创新性和风险性等科研属性而带来的试剂种类多、危险源多和高复杂性，更是大大增加了安全风险和隐患。而仅仅依靠加强化学实验室的管理制度、消防设施建设和穿戴个人防护并不能解决这些问题。因为这些措施只能在发生安全事故时降低事故的危害，并不能从源头上消除安全事故的发生。

2.3 实验室设计和建设方面

2.3.1 实验室设计和建设无标准可依

①中小型第三方物流企业，根据中国物流与采购联合会和全国物流标准化技术委员会协助制定的《物流企业分类与评估指标》，认为中小物流企业的内涵所谓中小型物流企业，是根据企业固定资产年营业额、年上缴利税和企业员工规模划分的一类企业形态[5]。当前一般指那些固定资产1000万元以下、年营业额数百万至数千万、企业员工500人以下的为中小型物流企业。多数为单向型物流企业，它仅仅承担和完成某一项或少数几项物流功能[6]。

无标准可依是困扰化学实验室建设者和管理者的难题。现阶段，很多高校和科研院所都在建化学类实验室。但是，除了《科研建筑设计标准》（JGJ 91―2019）这个行业标准外，化学类实验室的建设再无其他标准可依。虽然《科研建筑设计标准》对科研类实验室的建设起到了参考和指导作用，但是它并不完全适合化学类实验室的设计和建设要求。这样就出现了化学类实验室的建设完成时就是再改造开始的怪现象。比如，气体管路在施工前无预先专门设计只能在后期改造中进行；补风系统与排风系统没有协同设计和施工，导致实验室内空气质量或污染物含量不达标。

2.3.2 实验室功能分区不明确、不科学

除了实验室设计和建设无标准可依外，实验区、学习区和办公区不分也是很多高校和科研院所共性的安全问题，也就是说，三个功能区不是相互独立的而是重叠的。各实验室都在追求使用空间的最大化和功能分区的细化，造成了空间拥挤、设备布置混乱、水电布局和使用不规范、不同实验用房混用的情况。尤其是由办公室或教室改建或扩建而成的化学类实验室，其基础安全、安全设施和实验场所安全问题最为突出。比如，没有通风系统或通风系统简陋，安全设施陈旧老化，疏散通道净宽不达标等。

3 化学实验室安全管理的探索与实践

3.1 实验室人员方面

3.1.1 加强绿色化学教育、增强安全意识

进行绿色化学的教育既是培养具有可持续发展理念和专业素质人才的需要，也是培养实验室人员利用绿色化学理念增强安全意识的需要。绿色化学的理念可概括为洁净性、原子经济性和安全性，也就是从源头上防止和消除污染，充分利用每个原子并实现化学反应“零排放”和反应条件尽可能温和或安全。通过定期、适时组织专题座谈调研会、法规学习交流会、督查专家研讨会等教育形式，把绿色化学的理念融入化学实验室教学和管理工作的各个环节[4]，包括教学大纲、实验项目、实验耗材、实验技术和方法、实验设备和实验室建设等。这样的绿色化学教育，让安全意识和责任意识始终贯穿在每个实验室人员的学习和工作中。常念实验室安全这个“紧箍咒”才能警钟长鸣，并从源头上“防患于未然”。

3.1.2 实行实验室人员准入制度

对各类进入实验室的人员，包括学生、教师、实验技术的人员以及外来人员进行安全准入审核。各类使用实验室的人员均需通过不同形式的安全培训或学习，经考试合格、签订安全责任书后方可获得准入资格。因参观、维修等短期进入实验室的人员需告知安全注意事项后才能进入实验室，同时还要为其配备合适的个人防护用品。

3.2 实验项目方面

首先对化学实验教学大纲进行分析与研究，去除毒性强、污染重、危害大的实验内容，增加绿色、环保、安全的实验内容，保证化学实验内容的绿色化、安全化。其次，不再开设使用剧毒化学品的实验项目，对大量使用气味大、健康危害大的试剂的实验项目，采用替代或减害方法重新进行实验设计，比如用氯化亚汞代替氯化汞，用甲苯代替苯等；在保证实验效果和产率的前提下，应该尽量减少化学试剂的用量，使实验小型化、微型化。最后，对所有实验项目进行风险评估并对安全风险高的实验项目编制应急预案；同时，给学生设计的预习报告中也要有风险评估、个体防护和应急处置等安全内容。

3.3 化学品方面

3.3.1 化学品的绿色采购

绿色采购是从源头上实现对化学品的安全管理，尤其要对管制类和易燃易爆类危险化学品按需采购、按量使用，最大程度减少危险化学品的使用。其中，易制毒和易制爆化学品必须经过主管部门审批，报公安机关批准或备案后再向有资质的单位购买。

3.3.2 化学品的绿色使用

绿色使用是指在满足实验教学效果的前提下，在使用过程中把化学品对人和环境的影响降到最低。首先，使用前要查阅化学品安全技术使用说明书（SDS），详细了解化学品的理化性质和危险属性，尽量采用无毒无害物质代替有毒有害物质，并做好风险评估报告和可行的应急预案。其次，实验的过程中必须穿戴合适的个人防护装备，必须严格按照操作规程进行实验操作。最后，化学品的储存要规范，要根据《危险化学品仓库储存通则》（GB15603―2022）的要求分区、分类、分柜储存试剂，并定期盘点和安全检查，做到账物相符，动态台账更新及时。同时，给每个试剂柜都制作信息卡，扫描信息卡上的二维码就可以了解柜内试剂的种类、SDS 和储存禁忌配伍等信息，节能、环保。

3.3.3 化学品的绿色处置

绿色处置是把实验室废弃物分类收集、降害处理、合规暂存。对于酸碱溶液，可以先中和，达到中性后再排掉；对于铅、镉等重金属，要先分类收集，然后再进行沉淀和降害处理；对于有机溶剂，一定要分类收集，送到学校指定的暂存站等待进一步处理。

3.4 仪器设备方面

3.4.1 仪器设备的前期管理

前期管理是仪器设备采购前要进行购置论证，内容主要包括基础条件论证、必要性论证、先进性论证和安全性论证。其中，安全性论证包括是否专人负责该设备的管理、操作、维护工作，详细说明设备运行中可能出现的安全问题，制订相应的预案措施并确保落实等。

3.4.2 仪器设备的运行维修管理

运行维修管理是通过对仪器操作者进行操作培训、制定安全操作规程、定期维护和保养设备来实现。同时，学校主管部门有专项资金用于仪器设备的维修和保养。实验室人员还配合学校主管部门对实验室内的仪器设备进行定期的维护和保养，避免因线路老化、元器件老化和年久失修所造成的安全隐患。

3.4.3 仪器设备的改造和报废管理

改造和报废管理是经学校主管部门同意，进行安全评估后对仪器设备进行改造，更新升级，报废留用供师生拆解、组装来延长设备生命周期的管理，提高了仪器设备的利用率，[5]也为实验室的可持续发展提供了物质保障。

3.5 实验室基础条件方面

3.5.1 实验室环境条件改造

对实验室环境条件进行改造，可排除用水、用电、安全设施和排风等方面存在的安全隐患，也提高了实验室人员的工作效率。比如，给每个实验室的通风系统都安装了定时器，并设置不同的启停时间段，尽可能保证室内空气质量达标，确保人员身心健康，提高其工作积极性；再如，给实验室安装简易的实验室真空系统，既避免了实验室人员使用真空泵时扎堆的现象，也减少了安全隐患和耗材的损失，隐藏真空泵设计后，还降低了室内的噪声，实验室安静了不少，稳定了实验者的情绪，提高了实验效率。

3.5.2 明确实验室功能和分区

明确实验室的功能和性质后，通过对同类实验室进行调研，了解专业要求和相关专家的建议，对实验室进行设计和建设，达到分区明确、安全环保、符合绿色化学实验室的使用要求，避免化学实验室建完就改造的现象出现。

4 结语

化学实验室的安全管理是一项长期而艰巨的任务。绿色实验室建设也不是片面的环保和节能，安全才是首位。实践证明，只有加强绿色化学教育，在遵循绿色化学基本原则的基础上推行“绿色化”改革，培养实验室人员的“绿色”思想，将绿色化学理念深入实验室工作的各个环节，才能为教学与科研工作提供一个安全可靠的工作环境，也为高校和科研院所的安全管理提供新途径。