化工科研實驗室的安全管理

戴玲妹，趙雪冰，陳紅梅

（清華大學 化學工程系，北京 100084）

高校實驗室是從事實驗教學、科學研究、技術開發的重要場所，是培養學生實踐能力和科研成果產出的主要基地。實驗室是體現高等學校辦學水平的縮影，沒有一流的實驗室就沒有一流的學校。我國高校越來越重視實驗室整體建設，其中實驗室的安全管理極其重要，與實驗室每位參與者的切身利益息息相關［1］。化工專業實驗室，按實際用途分為教學實驗室和科研實驗室。教學實驗室通常以固定的實驗教學內容面向固定的學生群體開放，安全風險系數相對較低；而科研實驗室因要適應科研項目的多變性和不固定性，具有化學試劑多、涉及高溫高壓等設備多、用于推進科研成果轉化的中試實驗室裝置多、實驗人員流動性大等特點，給實驗室安全管理提出更高的要求［2－3］。

1 實驗室安全體系的建設

做好任何一項工作，首先要清楚地了解相應的工作內容，實驗室安全工作亦是如此。實驗室安全工作對象大致可分為人、物和環境［4］，三者相互制約，相互作用（見圖1）。如何處理好三者間的關系，是安全工作的重點，也成為保障實驗室安全的基礎。

圖1 安全管理三要素

人是實驗室工作的主體，安全管理的最終目標是保障人身安全和健康，人既是安全管理工作的主體，也是受保護群體，所以人是安全管理的首要對象；物是安全管理的基礎，是各種安全技術或措施的落腳點，科研類實驗室中種類繁多的化學試劑、實驗儀器、中試裝置在為完成各項課題提供基礎研究條件外，安全使用和存放是安全管理的基礎；環境（包括工作環境和人文環境）是安全管理提升的一個重要途徑，一切實驗活動都必須建立在安全穩定的狀態中。實驗環境的改善，不僅可以保護實驗人員的人身安全，還能提高工作效率。當安全工作及安全意識變為常態，實驗室安全工作才能真正落到實處。

2 實現“以人為本”的實驗室安全管理理念

學生是科研實驗室中工作的主體，又是安全管理的直接受益群體。學生安全意識淡薄、安全知識欠缺是實驗室安全管理面臨的首要問題［5］。僅通過有限的安全教育課和安全考試并不能長期有效地提高學生的安全意識。

我們根據科研實驗室的特點，建立“以人為本”的實驗室安全管理理念（見圖2）［6－7］，除實驗室安全負責教師外，每個實驗室同時選派一名責任心強、安全意識高的學生作為學生安全員，通過他來組織本實驗室的學生共同討論，制定并不斷完善本實驗室的安全制度和行為規范。這種模式不僅可以充分發揮每個學生的主觀能動性，由被管理者參與制定管理決策，促使大家在管理過程中深入思考實驗室可能發生的安全問題，切實地提高每個學生的安全意識，在實現實驗室安全高效有序地運轉的前提下，形成特有的實驗室安全文化［8－10］。

圖2 “以人為本”的實驗室安全管理理念

3 健全實驗室安全硬件保障體系

化工科研實驗室是集品種繁多的化學試劑、大量儀器設備、部分實驗室規模的中試裝置為一體的實驗場所，為了保證實驗室安全及實驗人員人身安全，首先要在硬件建設中做好足夠的安全保障。除明示安全標志、配備適當的消防和個人防護用品外，作為安全負責人還需根據科研實驗室的特點，結合實際研究內容，建設滿足實驗需求、符合安全要求的硬件保障體系。

3.1 新型化學試劑存儲柜

化工實驗中所需使用的大量化學試劑成為實驗室中最大的危險源之一，試劑如何存放也一直成為安全工作的老大難問題。以往通行的試劑柜大多采用無通風的文件柜結構，這種結構不僅不利于試劑分類和查找存放，并且試劑在長期存放過程中揮發的刺鼻氣味也直接影響到使用者的身體健康。

為了解決這個問題，我們設計推廣了具有通風功能的抽拉式試劑柜，將柜體與通風系統串聯，存放空間由獨立的6個抽拉柜組成，每個抽拉柜又分為三層，在細化試劑分類的基礎上標志也更加明晰，從根本上解決了以往試劑存放的難題，保障了實驗人員的人身安全。新型化學試劑存儲柜如圖3所示。

圖3 新型化學試劑存儲柜

3.2 適合生物發酵實驗的水電氣分離實驗臺

生物化工作為二級學科，屬于化學工程與生命科學的交叉學科，各類生物發酵設備是實驗研究的常用設備，水、電、氣是這類設備正常運轉的必須條件，而發酵實驗周期長（至少在72h以上），實驗需要全程不間斷供電、供冷凝水、供氣。通用的實驗臺將水源與電源均設計在實驗臺面，一旦發生冷凝水跑冒事故，很容易引發漏電短路的事故。通用實驗臺也沒有預留氣路管線通道，發酵用氣一般需靠就近放置氣瓶引管線解決，在易發生漏電事故的同時又引入了高壓氣瓶的危險因素。水電氣3路管線縱橫交錯，不僅凌亂，也給操作帶來不便。

我們通過設計新型的水電氣分離實驗臺解決了上述矛盾。電源和氣源均采用吊裝橋架設計，與桌面的冷凝水實現了水電分離；同時，采用閉路循環冷卻系統，不僅節約水資源，而且避免了跑冒滴漏現象的發生。水電氣分離實驗臺如圖4所示。

3.3 “懸掛式電架”有效解決了實驗室中試裝置的供電難題

隨著科研成果產業化要求的日益提升，需要設計搭建實驗室中試設備來提供可靠的實驗數據，然而，傳統實驗室在建設初期僅在房間四壁設計了電源，這給位于實驗室中部的中試裝置用電帶來麻煩，不管采用何種拉線方式解決，都可能出現“插線板落地”、“插線板串聯”、“電容量不足”等一系列安全隱患。

圖4 水電氣分離實驗臺

鑒于此，我們在搭建裝置的同時，設計了專用電架為裝置單獨供電。電架采用吊裝設計，有效地避免插線板落地現象的發生。通過電架提供足夠的供電面板，無需再使用插線板。電架的安裝也讓電量增容變得便捷。懸掛式電架如圖5所示。

圖5 “懸掛式電架”

3.4 軟件支持推進安全管理“科學化精細化”

在硬件方面給予足夠的安全保障后，擺在我們面前的是如何使安全管理更加科學、更加精細。

化學試劑是化工實驗室中最大的危險源，品種多、數量多、用量大、動態使用等特點大大增加了安全管理的難度。通過使用實驗室管理信息系統實現化學試劑的統一訂購，控制數量、定期更新，對藥品進行實時管理和監控，做到了量入量出，既安全又避免了化學試劑的浪費，并通過系統提供常用試劑MSDS信息，方便使用者查詢，讓安全管理工作向精細化方向發展。除此之外，還將上千種實驗耗材、大型儀器及實驗人員的管理納入到信息系統中（見圖6）。軟件的支持不僅在實驗室管理中起到節約資源、提高效率的作用，并且也實現了科學化精細化的實驗室安全管理模式。

圖6 實驗室管理信息系統在實驗室管理中的應用

4 結束語

對于化工實驗室，保障實驗安全是重中之重的一項工作。為了形成完善的安全保障體系，不僅需要建設健全安全的硬件環境，還需配合相應的軟件支持，實現科學化、精細的管理，通過調動學生的主觀能動性，使其積極參與到安全管理中，提高個人安全意識，理解安全管理是一種對生命的尊重和關愛的行為［11－12］。只有將安全轉變為文化，才是最有效的安全保障。

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［1］馬遠瓊.高校科研實驗室安全管理解析［J］.時代教育，2014（9）：10.

［2］周潤華，朱曉明.淺談化工實驗室安全問題及管理［J］.中國化工貿易，2013（10）：278－278.

［3］王苛，陳歡，肖志偉.微生物學實驗室安全工作實踐與探索［J］.牡丹江師范學院學報：自然科學版，2013（4）：61－62

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［6］范強銳，趙平.以安全文化建設提升實驗室安全工作水平［J］.實驗技術與管理，2007，24（10）：139－142.

［7］吳林根，王國興.高校實驗室安全全過程管理的探索［J］.中國林業教育，2013，32（2）：33－36

［8］侯德俊，張社榮，張磊，等.依托實驗室安全文化建設提升實驗室安全工作水平［J］.實驗技術與管理，2014，31（6）：9－12.

［9］牛煥雙，張潤杰，劉濱.以安全文化建設促進高校化學實驗室安全管理［J］.實驗技術與管理，2013，30（9）：199－202.

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［11］黃如絨.淺析高等院校實驗室安全文化建設［J］.時代教育，2013（5）：57－58.

［12］武曉峰，聞星火.高校實驗室安全工作的分析與思考［J］.實驗室研究與探索，2012，31（8）：81－87.