高校研究型實驗室的安全與環保在線監控

朱 洪 波

(同濟大學 先進土木工程材料教育部重點實驗室，上海 201804)

0 引 言

高校實驗室可分為服務于教學和科研的兩類，有條件的高校將兩者分開，也有不少高校的實驗室同時承擔著上述兩種任務。對于前者的安全與環保管理相對容易，其重點是關注科研類實驗室，而對后一類型的監管工作則復雜許多。隨著教學改革的推進，不少高校開展了諸如SITP(大學生創新訓練計劃)的學生科研項目，原本專供實驗課程的實驗室也逐漸擴大對本科生和研究生的開放力度，給實驗室安全與環境管理帶來了更多的壓力。眾所周知，在實驗課堂上由于有教師或實驗室工作人員在場，很少發生安全事故，即便出現安全問題也能及時處理而不會造成嚴重后果，而大多數實驗室的安全事故都發生在只有學生(包括本科生、研究生)或新進教師開展實驗研究的過程中，出現環境衛生問題的情況也是如此。因此，對高校研究型實驗室的安全與環保管理更為重要。

1 實驗室安全與環保管理措施

實驗室安全與環保措施主要包括對實驗室安全的軟、硬件建設與完善，其中，軟件建設主要涉及安全文化建設和各種制度和機制的構建。在實驗室文化建設中，可以通過心里干預[1]、設置安全宣傳專欄[2]和建立安全教育培訓制度[3]、安全標準化操作處置流程與基礎數據庫[4]以及實行“實驗室準入”機制[5]等，營造濃郁的安全與環保意識氛圍，為實驗室安全設置一道無形的“防護甲”，防患于未然；也可通過建立防護與計量資質認證制度[6]、貫徹“縱向到底、橫向到邊的”的逐級安全責任制度[7]、設置研究生“實驗室安全學”課程[8]等措施，從不同的管理層面和側面將安全與環保監管工作全覆蓋；更深入的軟件建設還通過不對稱和逆向選擇 等理論管控安全業績與考核[9]，建立在科研項目申報及開始實驗前的“安全立項審核制”[10]，利用“文獻歸納法”[11]或“Excel Server技術”[12]構建安監體系，設計審計表[13]或項目表[14]來檢查、監督和分析安全行為等。可以說，現代實驗室的安全與環保管理模式和方法已經完全超越了單純依賴管理文件來執行、約束和監督的簡單樣式，呈現出多級監督和補充、全面重疊覆蓋的高效管理體系。

通過分析“他山之石”也有很多好的建議，包括借鑒英[15]、美、德、日、新加坡、香港[16]、澳大利亞、加拿大[17]和臺灣[18]等地區知名大學的經驗，引入EHS 管理系統、設立維護維修專項資金、制定事故應急機制，設置專職安全員、動態監督、應急演練，樹立“以人為本、依法管理、制度嚴明、設施齊全、培訓到位、責任明晰、監管有力”的管理理念，強調實驗技師的重要性和參考其安全教育教材建設模式，等等。

在安全硬件建設中，除了完善傳統的防毒、防火、防盜、防澇、防漏電等設施外，近年來也出現了各種新形式，包括利用網絡平臺[19]進行自主安全防范學習和進行危化品管理[20]、開發安全資源共享與安全考試系統[21]，采取對研究生的實驗過程“實時監控”[22]，等等。

可見，高校各級管理部門日益關注并加大投入的實驗室安全與環保新舉措，都在想方設法堵漏補缺，杜絕一切事故。在這些措施中，集中監控所起的作用不容忽視。作者經過一段時間的實踐，將其功能更深入地挖掘，摸索出一套網絡在線監控方法，取得較好成效。

2 實驗室集中監控的作用

2.1 設置實驗室集中監控

對實驗室采取集中監控的措施早已在很多學校實施，一般通過中央監控室的電視屏幕實時反映各實驗室的運行情況，有些監控系統還配備了通話功能，可由監控人員及時指正實驗人員的不規范操作。但是，集中監控通常只在工作時間發揮作用，而很多實驗研究通常不分時間地隨時進行，于是在下班時間的監控任務或者無人負責，或者交由實驗大樓保安管理，其監控的有效性大幅度降低。

由實驗大樓保安負責安全監控的優勢是其無縫銜接的值班制度和對安全問題的高度警惕性，但其關注和熟悉安全、環保隱情只是常規的火災、水災、盜竊、漏電、盜竊等類型，很難要求其掌握所轄區域內各種實驗項目的規范操作，并且一般實驗大樓保安的職責范圍都限于樓道、大廳、車庫等公共區域，甚至不少實驗室也只在這些地方設置監控。

所以，現有的大多數集中監控設施及其配套管理制度并不能全區域和全時段地有效覆蓋整個實驗室。

2.2 提高安全與環保作用

通過視頻集中監控實驗室安全的作用不言而喻。科研實驗室常年承擔大量的本科生、研究生畢業設計或教師科研而進行的實驗任務，幾年前在所有實驗室及樓道安裝了集中監控系統，監控室設在實驗樓保安值班室，到目前為止，實驗室在工作時間從未發生過安全事故或安全隱患，因為學校很早就實施了安全責任落實到人的實驗室安全保障制度，每個實驗室都有專職或兼職教師負責安全監管，因此對平時的安全隱患控制較為嚴格，杜絕了各種安全事故的發生。

而大樓保安則通過集中監控及時發現很多安全隱情，尤其是2016年曾在晚間及時發現了一起火災隱患，本科生在做SITP項目時采用烘箱烘干試樣，該實驗在正常的管理制度下應由學生預先向管理老師申請并登記，按照實驗室安全管理規定，烘箱在使用時必須有人值守，但學生在晚間擅自打開烘箱，放入試塊后將原來盛放試樣的小塑料盆放在了烘箱之上并壓在烘箱的通風口上，然后離開。結果塑料盆被通風口的熱氣融化、滴入烘箱，引起很大煙霧，保安人員通過監控及時發現并斷電處理，阻止了一場可能的安全事故。后經檢查，由于發現和處理及時，塑料盆尚未完全融化，烘箱并未受損，只是因煙熏使門縫處變黑，經過仔細清理后尚能恢復原貌。事件發生后，學院對學生及其指導教師進行了公開的處理，并以此案例在全院開展了全面的安全檢查和教育宣傳，嚴防類似事件再次發生。

集中監控發揮的重要作用還在于，對所有發生在實驗室的不良行為可以記錄在案，包括亂丟垃圾、亂放雜物、不規范使用儀器甚至外來盜竊等，這些行為大多數都可以通過監控被及時發現和制止。即便一些細微的安全隱患未被及時發現，也能通過錄像回放找到問題線索，事后追究責任。

2.3 改善實驗室環境的作用

衛生狀況是困擾很多研究型實驗室的老大難問題，通過集中監控則可得到明顯改觀。土木工程實驗室所屬專業涉及水泥、混凝土材料，相關實驗本身產生的粉塵和建筑垃圾較多；因為垃圾站設置在實驗樓外(以便清運)而多數實驗垃圾產生于地下室，學生傾倒垃圾不便；科研中隨時會引進很多各類建筑原材料，在裝卸和使用這些材料的過程中就會產生污染。這些材料如砂石等多數直接來自工地，其包裝袋雜亂；有些材料如水泥、粉煤灰等粉狀物很容易從包裝袋中泄漏；而有些材料如再生骨料等本身就是建筑垃圾；等等。上述問題其實也是其他建材、土木工程、工民建等專業學校實驗室所面臨的共性問題，大家在解決此問題方面雖各有高招，但總體給人的印象是此類實驗室就是“臟亂差”，積重難返。實驗室為此嘗試了諸如“加大對師生的宣傳力度”“在學生進實驗室前的例行教育中反復強調”甚至制訂相應的“獎懲(舉報有獎，對肇事者懲處)制度”等多種解決方案，但都收效甚微。后來專門針對垃圾站安置了一臺監控攝像頭，并在垃圾站立牌提示“監控區域，垃圾入池”，此后不久，實驗室在學院的教師微信群中公布了一段研究生亂倒垃圾的錄像，當時有教師評說“請各位導師管好自己的學生”。學院對此次不妥行為并未進行任何處理，只是以這種方式予以公示，事實上大多數教師也并不認識該學生，但從此以后，長期存在于垃圾站門口的亂象再未出現，監控的作用得到充分發揮。

圖1是采用監控前、后垃圾站的對比面貌。從圖1(A)看出，在監控前盡管有 “垃圾請往里面倒”的醒目提示牌，但垃圾仍被大量傾倒于站外，已經延伸到路邊；從圖1(B)則可看出，監控后的垃圾站門口就比較清潔，說明在攝像頭的監視下，倒垃圾者的自覺性得到加強。

3 網絡在線監控效果

3.1 實施條件和方法

目前，在大多數高校實驗室實施在線監控具有非常充分的條件。①有線或無線網絡在大多數高校已經覆蓋到各個角落，可以實時傳輸音、視頻信息。即便現場尚無網線或無線網絡，解決這一問題也并非難事。

圖1 監控前后垃圾站前的景象

②無線監控技術和設備已經相當成熟，不僅價廉而且安裝、使用簡便，不用專人即可按照說明書完成安裝。

在線監控的硬件條件容易滿足，關鍵是要有與之配套的軟件建設，即要有配套管理制度，具體來說要有合適的監控信息接收和處理，以便及時、恰當與精準地隨時解決所發現的安全與環保問題。高校都建立了比較系統、完善的、安全責任制度，如果通過這種方法將兩者無縫銜接，則是對這種制度的具體落實，而且可以同時關聯直接和間接責任人，既可讓實驗室管理教師不分時段地實時監控所轄的場所、設備和儀器，也可讓上級管理人員隨時抽查現場情況，實現最高效的實驗室安全、環境監督與檢查目的。

3.2 監控效果

從2016年開始在學校實驗教改項目的支持下在一些實驗室安裝在線監控攝像頭，通過網絡連接在手機上，隨時隨地監控實驗室。經過一段時間運行，發現了很多不規范操作，特別是在節假日期間，多次監測到學生未按規定使用試驗儀器或在實驗結束后整理實驗室。雖然能夠據此事后對學生進行溝通、教育，但也體會到進行實時語音溝通的重要性，于是在2017年初改用了具有語音通話功能的無線監控攝像頭，運行效果顯著，除第一時間可指導學生現場操作外，更重要的是起到了實驗室管理教師親臨其境的效果，學生知道自己的一舉一動都在老師的視線以內，所以在諸如衛生清理，實驗器具歸置等操作細節都認真做到位，從而使實驗室的整潔情況得到大幅度改觀。

3.3 科學管理模式

通過嘗試，總結出網絡在線音、視頻監控的具體管理模式和措施。

(1) 進入實驗室報到制度。在學生打開實驗室時，會觸發無線監控器開始向網絡傳輸數據，同時在手機上發出提醒，從而使管理老師隨時可以觀察和提示學生按規定進行填表、登記。有了這種在線提示環節，就能輕松解決這一問題。

(2) 實驗過程監管制度。在線監控模式賦予管理老師全天候實時監管所轄實驗室的能力，通過與實驗學生的在線交流，學生不僅可以隨時向老師請教實驗操作的細節問題，并且可讓學生產生老師就在身邊的感覺，其維護安全的意識會顯著增強，于是更加主動地采取安全防范措施。

(3) 實驗結束驗收制度。教師可以在學生登記實驗時、也可以在其進入實驗室的報到環節，叮囑其在實驗結束后通過監控向老師提出驗收請求后方能離開，教師則通過監控觀察其是否完善地做好了實驗收尾工作。通過這一環節，能夠避免很多遺留安全隱患，比如前面提到的衛生、關閉電源、歸置器具等。

(4) 高效多級監管制度。目前的網絡監控系統均支持多機同時獲取音頻信息，即可讓多人同時通過手機在線觀察到監控畫面，因此便于各級管理人員實時掌握實驗室的運行情況，其優點不言而喻。除了第一責任人、實驗室管理老師可以隨時掌控安全局勢以外，其他如實驗室主任、主管院長以及校級監管人員等各級安全責任人均可第一時間了解實驗室現場實況，見圖2。當萬一出現安全險情時，這種機制的時效性不容置疑，其能讓最高決策者及時掌握第一手資料并發出解決問題的最適當指令。上級安全主管雖然不必要也不可能經常瀏覽全院或全校的各個網絡監控區域，但這種制度本身就是對安全工作的具體監督措施，其效力勝過各種書面的或者是上墻的安全制度或規章。

圖2 在線網絡監控管理示意圖

4 結 語

實驗室安全與環保工作事關重大，無論增加多少監督與防范措施都具有實際意義，面對高校實驗室不斷進行改革的形勢，采用任何現代技術和方法提高安全性和環保的嘗試則都值得討論。本文所提供的網絡在線安全與環保監控方法只是眾多有益嘗試的措施之一，所展示的作用效果也有待進一步完善和發掘，現有網絡傳輸速度影響了語音通訊的同步性，但隨著網絡技術的迅速發展，這些問題有望不斷得到克服，而且隨著相關監控設備軟硬件的不斷升級，還可增加更多有利于提高監控質量和范圍的功能，讓實驗安全與環保管理工作變得更加便利、及時與高效。