新工科實驗室安全標志探究

翟 顯， 廖冬梅， 楊旭升， 薛龍建

（武漢大學a.動力與機械學院；b.實驗室與設備管理處，武漢430072）

0 引 言

工業革命4.0時代正在到來，智能化和信息化的新知識與新技術加速更替、多學科交叉與融合已成態勢，正在對高等教育產生廣泛而深刻的影響［1］。2016

年“新工科”的概念提出后，引發了高等教育的深入研討，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”。雖然目前對于新工科的定義尚未完全明確，但新工科繼承與創新、交叉與融合，培養多元化、創新型卓越工程人才的理念正在形成高度共識［2-3］?！靶鹿た啤睂砉た迫瞬排囵B的交叉性與綜合性提出了新的要求，學科交叉融合催化了跨學科交叉領域實驗室的出現，也對高校新工科實驗室安全提出了更高的要求。作為實驗室安全文化的一個重要組成部分，安全標志是安全管理過程中最后一道防線，對消除人的不安全行為，預防事故發生，保障實驗師生的人身安全具有十分重要的意義。

1 實驗室安全標志的作用原理

安全標志是指用以表達特定安全信息的標志，由圖形符號、安全色、幾何形狀（邊框）或文字構成；按警示語氣的強弱主要分禁止標志、警告標志、指令標志、提示標志和專用（輔助）標志5大類型［4-7］（規范示例見表1）。安全標志的主要作用在于，通過提供安全信息（安全色與圖形搭配、輔助文字說明等），對目標受眾進行危險因素種類、危險程度的提醒和警示，并影響其行為（規避或消除不安全行為），從而達到預防事故、實現安全的目的［8］。下面將從事故致因理論和事故預防原理等方面探討安全標志的作用原理。

表1 安全標志的規范示例

1.1 事故致因理論

近年來，高校實驗室安全事故時有發生。在可見報道中，火災、爆炸、中毒、感染、腐蝕灼傷等是實驗室事故的主要類型，人為操作不當引起的事故占80%以上［9-10］。從危險因素分析，實驗室中的危險化學品、特種設備（壓力容器和起重機械等）、病原微生物等是引發實驗室安全事故的主要危險因素。根據事故致因理論，第1類危險源是間接原因，決定事故后果的嚴重程度；第2類危險源是直接原因，決定事故發生的可能性。某些情況下，人的不安全行為可部分引發或轉化為物的不安全狀態［11］。即人的不安全行為決定物的不安全狀態，是根本原因［12］（見圖1）。因此，在高校實驗室中，安全標志的作用在于引起人對危險源的注意，豐富安全知識，提高安全意識，進而產生遵從動作，消除人的不安全行為，養成良好安全習慣，最終發揮預防事故的作用。

圖1 實驗室安全事故致因理論示意圖

1.2 事故預防原理

當代事故預防通過主動預防與被動預防相結合，避免或者減少事故發生。根據危險源控制層級金字塔［13］結構（見圖2）：①優先級是從設計上消除、限制危險源，是比較理想的層次，主要適用于在設計的技術手段和經濟上可行的情況，如新建實驗大樓，老舊實驗室重新改造等；②優先級是防護、隔離和屏蔽危險源，主要包括各種設備防護裝置、個體防護裝備等；③優先級是充分的安全警示，也即安全標志，主要包含危險源的實質、存在和危害后果，以及如何預防和避免危害的警示等。按照危險源控制層級理論，安全警示排在第3位，屬于被動預防的層次。這是因為，安全標志作為第3優先級的補救方法，不能代替安全設計和其他安全防護措施消除或減少危險源，具有一定局限性。但是在高校實驗室，安全標志是最直觀、最快捷、最有效的警示方法和手段之一，在營造實驗室安全氛圍、強化實驗師生安全意識和保障實驗安全管理方面有著獨特的優越性。安全標志的建設和施行：①體現了“以人為本，預防為主”的理念；②安全標志的推行成本遠遠低于應急救援和恢復建設。

圖2 危險源控制層級金字塔

1.3 實驗室安全文化建設

實驗室安全文化以保障實驗室安全運行和發展為目標，是實驗室師生的安全價值觀與安全行為規范的集合［14］。建立和推行適用于高校實驗室統一通用的安全標志，是實現實驗室本質安全的有效途徑，更是實驗室安全文化建設極其重要的一部分。安全標志通過可感知、可理解、可傳播的視覺色彩、符號，來實現實驗室的安全理念和安全文化視覺化［15］，一目了然地向實驗人員傳達安全信息，自覺約束其在實驗室內的行為，盡可能避免因人為提示不足引起的安全事故。一套規范的實驗室安全標志的應用，不僅可以增強實驗人員的安全意識，而且有助于激發安全實驗積極性，形成高校實驗室獨具特色的安全文化氛圍。

2 實驗室安全標志的問題與分析

新時代我國高校實驗室發展迅速；據教育部公布的高校資產情況數據和文獻統計［16］，截至2019年8月，全國普通本科高校教學實驗室超38 000個，實驗室總面積超過3 780萬m2，儀器設備總值超過5 474億元，年實驗人數超40億人次。實驗室是高校開展實驗教學、支撐科學研究工作的重要場所，具有覆蓋學科廣、參與學生多、人員流動量大、儀器設備和材料種類多等特點［17］，安全隱患較大。

在實驗室安全管理過程中，安全標志的重要作用得到了廣泛的重視和認可。美國、日本、德國和新加坡等對高校實驗室的安全標志都有健全的管理體系［18-19］；如麻省理工等多采用EHS（Environment、Health and Safety）管理系統，重視對人員健康和環境安全的影響。實驗室建設前期，科學規劃各種安全防范措施及實施辦法；投入使用后，各種安全設施和標識一應俱全，實驗室房門和冰箱上都設有明確的安全與環保警示標志、圖案或告示。

但是，安全標志在我國內地高校實驗室卻是一個被忽略的細節，缺失的情況比較普遍。目前市場上可收集到的國家標準和美國OSHA標準與高校實驗室對安全標志繁雜的需要相差甚遠［20］。高校實驗室安全管理者只能在眾多的國家和行業標準中去查找零星的適用于高校實驗室的安全標志標準［21］。目前主要存在的問題。

2.1 安全標志標準不適用

國家標準化管理委員會是我國安全標志標準的主要歸口部門，管理?；贰⒉傻V、冶金、交通運輸等安全重點行業的安全標志標準，制定專門針對生產經營單位的條款。但高校一般是公益性事業單位，沒有對實驗室安全標志做強制要求?，F有安全標志的標準對高校不適用或部分適用的情況分為兩類：①適用于專用重點行業和公共場所的標準，適用范圍過于專一或寬泛；②則屬于適用范圍太窄。

GB 13495—2015《安全消防標志》、GB 14161—2008《礦山安全標志》、GB 5768—2009《道路交通標志和標線》等屬于安全重點行業專用的安全標志標準，適用范圍較專一；GB 2894—2008《安全標志及其使用導則》、GB/T 31523—2015《安全信息識別系統》、GBZ 158—2003《工作場所職業病危害警示標識》等適用于存在潛在人身安全風險的公共場所或工作區域，適用范圍較寬泛；顯然以上標準對高校實驗室沒有針對性，不太適用教育領域的高校實驗室。

2018年8月實施的WS 589—2018《病原微生物實驗室生物安全標識》是我國第一個實驗室安全標識的行業標準，填補了微生物實驗室生物安全標識規范的空白。該標準規定了病原微生物實驗室生物安全標識的規范設置、運行、維護與管理，將標志分為禁止標志（24種）、警告標志（21種）、指令標志（17種）、提示標志（10種）、專用標志（4種）共5類。該標準是我國高校實驗室安全標志行業標準的可喜進步，但僅適用于從事與病原微生物菌（毒）種、樣本有關的研究、教學、檢測、診斷、保藏及生物制品生產等相關活動的實驗室，適用范圍太窄，分類和內容顯然不能滿足高校新工科實驗室安全標志系統發展的需要。

2.2 安全標志使用不規范

2020-10-01起正式實施的GB/T 2893.5—2020《圖形符號安全色和安全標志第5部分：安全標志使用原則與要求》、GB/T 2893.1—2013《圖形符號安全色和安全標志第1部分：安全標志和安全標記的設計原則》和GB/T 2893.3—2013《圖形符號安全色和安全標志第3部分：安全標志用圖形符號設計原則》等對安全標志的幾何形狀、安全色和對比色、圖形符號、文字標簽、構圖組合、尺寸大小和位置等都有嚴格詳細的規定。有研究表明，安全標志的邊框形狀和顏色直接影響識別度的大小，人眼對禁止紅色、警告黃色、指示藍色的注意程度依次降低［22］。紅色的視認性最好，禁令標志都采用紅色。黃底黑字顏色組合辨認程度最易，警告標志多用黃底黑字［23］。安全標志在使用過程中具有服役時間長、環境不友好等特點，從安全標志的各組成要素到使用維護的各個環節都可能出現不規范的情況。將安全標志使用的常見問題總結為形式不當和維護不善兩類；實例及規范見圖3～5，具體分析可見表2和表3。

表2 安全標志形式不當

表3 安全標志維護不善

圖3 不規范標志

圖4 規范標志

圖5 安全標志維護不當

安全標志使用不當，輕則可識別度不夠，不能發揮安全警示作用，重則在安全事故發生時耽誤救援逃生（如緊急出口標志損壞），或造成二次傷害，危害人身生命安全。因此，建立和推行適用于高校實驗室的安全標志及其規范使用必須引起足夠重視。

3 實驗室安全標志的設置與實施

3.1 安全標志的設置流程與實踐

3.1.1 設置流程

高校新工科實驗室安全標志的實踐方案路線如圖6所示。根據事故致因理論，按照實驗室危險因素將實驗室安全標志劃分為①消防；②用電；③特種設備；④危險化學品；⑤環保；⑥輻射防護；⑦職業病；⑧工作場所；⑨管道；⑩保密；○1應急，共計11種通用安全標志類別。在11種類別的安全標志范圍內，又整理為禁止標志、警告標志、指令標志、提示標志、專用標志等5種類型。根據實驗室環境，分為室內和室外兩方面，室外主要為消防（圖框標紅）和安全信息牌。

圖6 高校新工科實驗室安全標志的實踐方案路線

設計和制作標志時，遵循有章可循；現有可借鑒的安全標志適當引用（僅顯示了部分標準），部分標志進行修改或者設計新增，并結合一線師生的反饋進行修正。同時可考慮加入學校LOGO等高校特色，豐富和提升實驗室安全文化內涵。

在符合現有標準的基礎上，安全標志的選材應考慮耐用性和經濟性；如選擇防水防塵的PP背膠貼和防水防塵韌性好的PVC塑料板分別制作室內設備和墻面安全標志，選擇防曬防腐防潮的鋁板覆反光膜和防水防曬阻燃的PVC雪弗板分別制作室外安全標志和安全信息牌。

3.1.2 安全標志設置的案例應用

武漢大學NISE（Nature-Inspired Science and Engineering）實驗室面積56 m2，主要致力于仿生材料、微納制造方向的研究，涉及化學、材料、生物等領域；學科的高度交叉性以及學術的前沿性對實驗室的安全提出了較高要求。作為新建新工科實驗室，在規劃建設過程中，NISE始終秉承“以人為本，預防在先”的安全管理理念，借鑒德國先進實驗室的設計與管理經驗，將實驗室分為物理和化學操作間，安全標志的設置分為室內和室外兩類，分門別類粘貼。

實驗室內部的安全標志設置遵循顯著性、針對性原則。具體實施分類如表4所示。值得注意的是，在實踐過程中發現，同樣的安全標志，粘貼在儀器設備常用位置上的警示作用比墻上效果更好，這與理論研究［25］也相符合。

表4 NISE實驗室內安全標志實施分類

實驗室室外的安全標志設置則遵循通用性、統一性原則。室外安全標志主要是安全信息牌［26］和消防標志（見圖7）。安全信息牌由校實驗室設備管理處統一發放，是實驗室內安全信息的匯總；主要包含安全責任人，危險類別，注意事項，重要防護措施和消防要點等。實驗室危險類別分為爆炸、易燃、氧化劑、高壓氣體、腐蝕、有毒、吸入危險等7類；注意事項為圓形紅色禁止和三角黃色警告標志；重點防護措施為圓形藍色提示標志；滅火要點針對不同火源情況設置，防止不當滅火措施造成二次傷害；武漢大學LOGO的設置在于提高師生對學校安全文化的認同感，構建實驗室安全文化氛圍。安全標志牌的優點在于內容上針對性強、責任人明確、安全重點一目了然；使用上可根據不同實驗室危險因素，自行組合粘貼安全標志，簡單方便；設計上采用3層組合結構設計，內外兩層邊框為鐵磁性，最外層為透明層，中間層為安全標志粘貼更換層，便于巡查和維護。消防設施和標志由校保衛部統一設置，消防安全標志主要設置在門口消防設施旁醒目處。

圖7 室外安全標志

經過精心規劃設計和實踐，NISE的安全標志規范全面、具體醒目，營造出濃厚的實驗室安全文化氛圍，獲得了武漢大學第一屆“五星級安全實驗室”評比第二名的好成績。

3.2 安全標志的實施分工

實驗室安全標志的實施和應用不是一蹴而就的，需要多方面共同努力，循序漸進逐步完善。安全標志的實施分工與責任主體如圖8所示。

圖8 實驗室安全標志實施工作組織圖

4 結 語

（1）從實驗室安全標志的作用原理和分類的角度切入，深入分析了新工科實驗室安全標志存在安全標志標準不適用和使用不規范的問題。

（2）以武漢大學NISE五星級安全實驗室的建設為例，研究了新工科實驗室通用安全標志設置的流程與方案，取得了良好的效果和反響。

（3）下一步，將根據實驗室的實際情況，開展新工科實驗室安全標志的標準化研究，試點應用更多的實驗室，形成覆蓋科研和教學專業實驗室的安全標志管理體系，為新工科實驗室安全標志實踐提供切實可行的參考方案，為高等教育“雙一流”建設添磚加瓦。