基于獨特性的大型儀器實驗室安全管理體系研究

于川茗，田 晶，李海霞

基于獨特性的大型儀器實驗室安全管理體系研究

于川茗，田 晶，李海霞

（南開大學 先進能源材料化學教育部重點實驗室，天津 300071）

大型儀器實驗室是實驗室安全工作整體部署的重要組成部分，它除了具有實驗室的一般特點外，還具有高開放度、高專業化以及貴重儀器多、數據儲備量大等獨特性，因此，一般實驗室的安全管理經驗難以直接套用在大型儀器實驗室安全管理上，需要構建一個制度完善、人員有序、隊伍專業、宣傳到位、環境安全的大型儀器實驗室安全管理體系，逐步形成群防群治、預防為首的大型儀器實驗室安全戰略格局，確保全國教育系統安全形勢持續穩定向好。

大型儀器實驗室；安全管理體系；安全文化

大型儀器是高校開展科研創造、技術革新的基本條件，是培養高水平科研人才、創新型人才的物質基礎[1]，在加快“雙一流”建設、強國興邦的道路上發揮著重要的作用。改革開放以來，國家對教育資金的投入逐年增加，大型儀器在高校固定資產中所占的比例越來越大[2]，大型儀器實驗室的安全運行是大型儀器發揮作用、提高科技效益的基本保障。我校先進能源材料化學教育部重點實驗室的大型儀器實驗室擁有透射電鏡、掃描電鏡、原子力顯微鏡、X射線衍射儀等數十臺大型儀器，總價值超過2000萬元，本文結合本單位大型儀器實驗室安全管理的實踐經驗，從大型儀器實驗室自身的獨特性出發，研究了針對大型儀器實驗室的安全管理體系。

1 大型儀器實驗室的獨特性

教育部針對2018年12月26日北京某大學的實驗室爆炸事故下發了《關于立即開展實驗室安全檢查的緊急通知》，實驗室安全問題在全國教育系統內獲得了廣泛的重視。大型儀器實驗室作為一類特殊的實驗室，是實驗室安全工作整體部署的重要組成部分，同時，相較于常規實驗室，大型儀器實驗室又具有獨特性，安全管理工作有其自身的特點和要求。

（1）開放程度高。大型儀器的服務屬性和社會屬性要求其具有較高的開放程度，造成進出儀器室的人員復雜、流動性大、儀器設備使用頻繁、晝夜運轉，安全管理負擔較大。

（2）高度專業化。大型儀器技術含量高、構造精密、危險源復雜（包括電路、輻射、磁場、泵油、氣體等），儀器本身就存在危險性[3-4]。同時，大型儀器對運行環境要求較高，室溫、濕度、震動、灰塵等都可能影響大型儀器的壽命、精準性和安全性。

（3）貴重儀器多。大型儀器大多屬于進口設備，價格幾百萬元甚至上千萬元，維修成本高昂，與常規實驗室相比，大型儀器實驗室的安全事故在物質層面上要付出更大的代價。

（4）數據儲備量大。大型儀器實驗室儲備了大量的數據，包括設備檔案、技術資料以及客戶的原始數據等，除了像常規實驗室一樣需確保人員及財產安全外，還要防止數據被竊，確保信息安全。

這些獨特性增加了大型實驗室安全管理的內容和難度，普通實驗室的安全管理經驗難以直接套用在大型儀器實驗室安全管理問題上，需要思考和探索一種針對大型儀器實驗室安全管理的系統性方法。安全事故的海因里希多米諾骨牌理論（見圖1）闡述了各種安全隱患與事故傷亡損失之間的因果關系，如果移去事故鏈中的某一塊骨牌，即可破壞連鎖反應、終止事故過程。

圖1 安全事故的海因里希多米諾骨牌模型

若想避免大型儀器實驗室安全事故發生，完善安全管理制度是根本，提高人的操作技能和安全意識、加強環境安全建設是關鍵，這就需要構建一個制度完善、人員有序、隊伍專業、宣傳到位、環境安全的大型儀器實驗室安全管理體系（見圖2），抓鐵有痕、踏石留印地確保大型儀器實驗室安全、有序、高效地運行。

2 構建大型儀器實驗室安全管理體系

2.1 完善大型儀器實驗室安全管理制度

2.1.1 培訓準入制度和預約制度

實驗室培訓準入制度是實驗室安全開放的重要保障[5]，能有效減少人為因素導致的儀器損壞、人身傷害等安全事故。培訓準入制度要求建立標準化培訓流程，包括實驗室安全常識培訓、儀器理論和上機操作

圖2 大型儀器實驗室的獨特性及其安全管理體系的構建

培訓等，考核通過者才能被授予大型儀器實驗室使用資格和自主上機操作資格。與此同時，用戶需要借助大型儀器網絡管理系統提前預約，同一時段一臺儀器僅對一位用戶開放使用。大型儀器實驗室內設置樣品預處理區和測試等待區，對儀器使用人員進行分流管理，避免因人員復雜、混亂而引發安全問題，確保人員有序。

2.1.2 研究生協管制度

大型儀器實驗技術人員人數有限和大型儀器數量逐年攀升之間的矛盾在許多高校普遍存在，同時大型儀器實驗室高度開放和晝夜使用的特點也增加了實驗技術人員管理大型儀器的困難。在此背景下，設置研究生協管制度，即安排具有準入資格的研究生協助管理大型儀器實驗室安全，通過建立值班制度和劃分安全責任區，將水、電、氣、油等安全問題權責分明地落實到人，具有重要的現實意義。研究生是科研活動的主體力量，是大型儀器的主要使用者[6]，研究生參與大型儀器實驗室安全管理，不但契合研究生的培養方向[7-8]，增強了責任意識，而且有效降低了非工作時段的安全事故發生率，協助實驗技術人員確保大型儀器的安全運行。

2.1.3 多層次安全巡查制度

大型儀器實驗室安全工作專業性強、細節繁多，單一層面的安全巡查工作難免存在漏洞和盲區，設置院系安全巡查小組、校安全主管部門、公安機關都深度參與的多層次安全巡查制度，能有效防范安全風險失控引發安全事故。安全管理法則里的“瑞士奶酪模型”（見圖3）指出，一個環環相扣的安全系統好比一摞瑞士奶酪，每一片奶酪代表一道防線（防御層次），而奶酪上的孔洞就是潛在的安全漏洞。只有一摞奶酪的孔洞碰巧連成了一條線時，即所有巡查人員碰巧出現同一安全巡查漏洞時，才會釀成安全事故。可見，防御層次越多，安全事故的發生率越低。多層次安全巡查制度能把“看不到、想不到、不知道”的安全問題納入視線，實現橫向到邊、縱向到底、齊抓共管[9]的大型儀器實驗室安全督查體系。

圖3 多層次安全巡查制度的“瑞士奶酪模型”

與此同時，院系安全巡查小組也由包括安全主管、專職教師、實驗技術人員和研究生在內的多層次人員組成：安全主管貫徹落實安全政策，對重點問題進行排查整治；專職教師和實驗技術人員側重于從實驗和儀器管理的層面查找安全漏洞；研究生日常使用儀器的經驗豐富，能從最貼近操作和實踐的角度洞察安全隱患。多層次人員巡查小組提高了對危險的辨識能力，符合“把風險防控挺在隱患前邊、把隱患排查治理挺在事故前面”和“全員、全程、全面”的安全防范要求。

2.1.4 儀器標準化管理制度

標準化管理制度對延長儀器的使用壽命和精準性、提高儀器運行的穩定性大有裨益。儀器標準化管理主要分為測試過程標準化和檔案管理標準化[10]。

測試過程標準化主要內容有：儀器操作人員須身著實驗服，與實驗無關物品嚴禁帶入實驗室，實驗室物品亦不得帶出，如有特殊需要，需填寫《物品使用借還記錄》；測試進行時，不能隨便離開崗位，以免因儀器突發異常狀況導致儀器損壞甚至引發火災等安全事故；儀器的預約和使用均需要遵守《大型儀器預約規則和注意事項》，儀器的收費要按照《大型儀器收費標準》執行；操控設備和儲存數據的計算機需加密，只允許授權的儀器操作人員使用，操控設備的計算機不連接外網，統一使用光盤拷貝數據，防止病毒攻擊，確保原始數據的信息安全[11]；每臺儀器桌面上必須擺放《儀器標準化操作規程》，墻上懸掛《大型儀器實驗室安全守則》，踐行“重要規章制度上臺或上墻”的實驗室基本要求。

檔案管理標準化是指儀器技術資料和測試運行資料的標準化管理，一方面，儀器從申購、招標到安裝驗收的一系列資料需要建檔留存，建立《大型儀器設備臺賬》；另一方面，在日常儀器管理過程中要詳盡記錄大型儀器使用、維護、維修等細節，做好“測試運行記錄本”“日常保養、維護記錄本”“儀器故障維修記錄本”等測試運行資料的細節化管理，遇到任何問題都能做到有章可循，有據可依，在保證大型儀器擁有較高的使用率和開放程度的前提下，也能確保大型儀器實驗室的安全和秩序。

2.2 加強專業技術人員隊伍建設

專業技術人員是儀器的主要負責人，肩負著儀器運行、維護、培訓和安全管理的主要責任，優秀的專業技術隊伍是大型儀器實驗室安全工作的基本保障。面對高度專業化的大型儀器實驗室，專業技術人員不但要熟悉儀器的基本原理、功能、構造和操作規范，扎實地掌握安全理論知識和專業知識[12]，還需要勤于觀察，增強對危險的辨識能力以及一定的儀器自修能力[13]，對小型異常情況能快速維修和調試，規避等待工程師上門維修存在的耗時長、維修費用貴等弊端。同時，專業技術人員需了解各類大型儀器在科學研究中的作用，以及不同測試技術在表征功能上的互通性和差異性，在測試服務過程中給用戶提供測試方面專業的建議和幫助，最大限度地實現儀器的功能開發和安全使用。

2.3 加強大型儀器實驗室安全文化宣傳

大型儀器實驗室作為高校開展社會服務的窗口，其安全事故易引發社會輿論，負面影響大，因此，加強大型儀器實驗室安全文化宣傳，通過觀念、意識、習慣等無形的力量產生有形的影響，由被動管理上升為主動遵守[14]，不但能確保大型儀器實驗室的安全運行，還有助于維護校園穩定和社會和諧。開展安全文化宣傳的主要方式有：在大型儀器實驗室門口張貼相關危險警示標志，每間儀器室門口張貼“您已進入實驗區域”的地貼，以調動實驗人員的安全意識；利用微信工作群等媒介分享安全工作相關的“慕課”視頻和案例教學，儀器室門口擺放安全事故展板，強化安全紅線意識，克服麻痹思想和僥幸心理；定期開展消防應急疏散演習，提高火災警惕意識和應急處置能力[15]；定期開展安全教育周，大力倡導“安全無小事”“安全關系你我他”等理念，讓大型儀器室安全文化深入人心，形成人人心系安全、人人參與管理的安全氛圍。

2.4 加強大型儀器實驗室安全基礎設施建設

安全基礎設施是確保大型儀器實驗室環境安全的重要物質基礎，然而，建設資金有限是很多大型儀器實驗室面臨的現實問題，如何將有限的資源合理運用到大型儀器實驗室安全環境建設中，要結合大型儀器實驗室的特點來實現合理配置。

2.4.1 消防設施建設

大型儀器實驗室與常規實驗室相比，在消防器材配置方面有自己的要求。由于大型儀器實驗室的重要資料和精密儀器較多，利用窒息作用滅火的消防裝置（二氧化碳滅火器、滅火毯等）破壞性較小，更能滿足大型儀器實驗室的實際情況；大部分大型儀器需要油泵和循環水提供良好的真空系統，為防止液體泄漏甚至燃燒，需在油泵和循環水裝置旁配備吸油棉條；儀器室需配置煙感報警器和緊急噴淋裝置，標注安全通道和安全出口位置，為突發安全事故做好應急措施。

2.4.2 儀器維護設施建設

大型儀器的運行需要多方面的維護和保養，基礎設施建設還要考慮到大型儀器的工作特點和危險源情況，例如：

（1）大型儀器實驗室由于儀器多、負載重，易存在電容不足、電路老化等安全隱患。供電系統應作為基礎設施建設的重點，在電路擴容、線路換新等方面加強落實，確保用電安全。為了避免突發斷電對儀器造成的損壞，需要為儀器加裝UPS電源。

（2）大型儀器實驗室對整潔度、溫度、濕度和通風有較高的要求，需要采取一定的防塵措施，如設置獨立儀器隔間、少開窗、進出更換鞋套等，并配置具有新風系統的空調來實現封閉空間內的控溫、控濕和通風換氣，定期對儀器做潤滑、防銹保養。

（3）大型儀器實驗室設備貴重、保密資料多，易發生財產盜竊和知識盜竊等安全事故，應配置良好的安防設施，如門禁系統、視頻監控系統[16]。

（4）大型儀器危險源復雜，操作人員面臨高電壓、高磁場、高輻射等潛在的人身傷害，需要對儀器加裝屏蔽設施，并張貼醒目的安全標志和警語，相關人員需佩戴輻射計量檢測儀。

（5）多數大型儀器的運行需要氣體保護，用氣安全是大型儀器實驗室常見的安全問題，建議將氣體鋼瓶用鋼瓶柜固定在室外，氣體通過氣路進入室內為儀器供氣，定期檢查氣路和閥門的氣密性。

3 結語

大型儀器實驗室安全管理是一項不斷跟進的動態管理過程，包括新儀器的購入產生的新的管理問題、協管研究生的畢業致使協管成員的變動、科研課題的更換產生的測試過程的不確定性等，因此，安全管理工作不可能是一蹴而就的事，需要在安全體系上不斷完善和創新，在安全文化上不斷宣傳和強化，逐步形成群防群治、預防為首的大型儀器實驗室安全戰略格局，積極穩妥地為高校和科研院所的科研創新提供技術支持，確保全國教育系統安全形勢持續穩定向好。

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Research on safety management system of large-scale instrument laboratory based on uniqueness

YU Chuanming, TIAN Jing, LI Haixia

(Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry of Ministry of Education, Nankai University, Tianjin 300071, China)

Large-scale instrument laboratory is an important part of the overall deployment of laboratory safety work. It not only has the general characteristics of the laboratory, but also has the characteristics of high openness, high specialization, more valuable instruments and large data reserves. Therefore, it is difficult to apply the safety management experience of general laboratories directly to the safety management of large-scale instrument laboratories, and it is necessary to build a safety management system of large-scale instrument laboratories with perfect system, orderly personnel, professional team, proper publicity and environmental safety, and gradually form a strategic pattern of safety of large-scale instrument laboratories with mass prevention and mass management as the first step to ensure the continuous stability and improvement of the safety situation of the national education system.

large-scale instrument laboratory; safety management system; safety culture

G482

A

1002-4956(2019)12-0260-04

10.16791/j.cnki.sjg.2019.12.061

2019-04-24

于川茗（1988—），女，遼寧朝陽，碩士，實驗師，從事大型儀器管理和實驗室安全管理工作。E-mail: yucm@nankai.edu.cn