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化学实验室安全管理体系建设要点说明

摘要:化学实验室是培养人才创新与实践能力的重要场所,农林院校的化学实验室肩负着培养卓越农林人才的任务,是实现“北大仓”新农科建设改革目标中提升学生创新意识、创新能力和科研素养的重要载体。但由于化学试剂种类及相关分析测试仪器多,从事科研工作的学生学习背景及研究方向各不相同,化学实验室成为风险较高的实验场所之一,建设化学实验室安全管理体系是保障师生安全的重要举措。

化学实验室设计效果图
化学实验室设计效果图

 

2019年国务院安委办召开全国高等学校实验室安全管理工作视频会议,重点强调化学实验室安全管理。同时近年来各高校对实验室安全体系建设日益重视,如清华大学化工系重点强调实验室准入制度,建立了完备的实施方案。首都师范大学逐步推进实验室安全文化建设,把生硬的规章转变成可操作性强、刚柔兼施的高效管理。华东理工大学化学实验教学中心借鉴EHS(Environment-Health-Safety)管理体系,从多角度进行实验室的安全建设。但目前实验室的安全管理体系仍存在一些问题,集中表现在实验室安全培训、安全防护、化学试剂监管及实验室队伍建设四个方面。为解决上述问题,甘肃农业大学化学实验中心进行了一系列的建设,尤其是针对安全培训及化学试剂的管理进行了改革,取得了一定的成效,保障了广大师生的安全,为卓越农林人才培养提供了有效保障。

1、化学实验室不安全因素分析

化学实验室不安全因素众多,分析近些年高校化学实验安全事故的原因,主要是安全培训不到位、安全防护措施缺乏、化学试剂监管体系不严密及实验室人员培训滞后四个因素。

1.1 安全培训不到位

实验室安全培训是实验室安全管理体系的重要环节。安全培训能提高师生的安全意识,建立安全文化,从源头控制风险。国内部分高校并未设立专门的实验室安全培训课程,主要停留在实验课教师的提醒,而国外高校从教师到学生、管理人员均要接受安全培训以及考核,因此提高安全培训标准势在必行。其次,目前的安全培训大多都停留在以讲座的形式开展,学生对于繁琐的实验室规范感到厌倦,培训效果差,因此积极创新以学生为主体的安全培训方式势在必行。

1.2 安全防护缺乏

安全防护是预防危险及突发状况下保护师生的重要举措。其硬件层面包括公共设施及个人安全防护设备。公共安全防护包括消防联动系统、通风系统及门禁系统等。个人防护设备包括急救包、防毒面具、护目镜等一系列设备。目前国内化学实验室的安全防护停留在提供相关防护设备,但缺乏对于防护设备的使用培训,一旦发生危险,不能起到有效的安全防护作用.例如某基础化学实验室学生操作不慎导致实验室酒精着火引发消防联动系统的高压喷头自动启动并喷水,通过监控系统看到部分学生没有立刻切断电源的意识,也不知道如何关闭高压阀门等,这些均暴露出个人防护技能的缺乏以及相关应急演练不到位的情况。软件层面安全防护首先在于如何安全使用实验室的设备,尤其涉及一些高温高压设备,对于这些仪器设备缺乏系统安全防护培训,其次在于安全防护的复杂性。随着交叉学科的兴起以及实验技术的发展,安全防护方面一些新的挑战不断涌现。例如,在化学生物学中,不仅牵涉物质的合成技术,而且还涉及细菌或真菌的培养问题,对于其废弃物的处理方式,不同学科背景的操作人员认识存在差异。因此加强安全防护是建立化学实验室安全体系的重要组成部分。

1.3 化学试剂监管体系不严密

化学试剂的管理是国内外高校安全体系建设的重点。首先,高校化学试剂的采购、储存、使用、报废处置等环节相互脱节,大多并未实现一体化监管,容易重复购买导致实验室内储存大量的危险化学品。其次,对于过期的化学试剂未能及时报废处理,这也是近年来高校化学实验室事故发生的重要因素之一。最后,实验室产生的废液处理简单化,把废液都倾倒至废液桶存在重大安全隐患,因为有些化学试剂之间容易反应而引起爆炸,因此,对于废液进行预处理和分类是必要的。由此可见,建立立体的化学试剂管控体系势在必行。

1.4 实验室管理队伍建设滞后

建立管理体系依靠的是优秀的实验室管理人员,如何培养爱岗敬业的实验室人才队伍是安全管理体系能够落到实处的关键。目前普遍存在的问题是实验室管理人员与教师及学生的需求不匹配,问题存在的原因之一是近年来新进工作人员是博士研究生,面临着较大的科研压力,对于参加培训活动积极性不高,且实验室管理人员要负责安全检查、资产清查、准备实验等一系列工作,工作比较繁杂,对于工作岗位自我认同度较低。二是目前一些大型仪器安全维护比较复杂,需要专业培训才能胜任相关工作.因此建立实验室安全管理体系必须重视实验室管理队伍的建设。

2、化学实验室安全体系建设

完善的化学实验室安全体系必须是立体的,针对上述四个问题,近年来甘肃农业大学化学实验中心从以下几个方面进行了改革并取得了一定的效果,其包括实验室安全培训、安全防护、化学试剂的全流程监管及实验室管理队伍的建设四个方面,前后相互衔接,有机构成实验室的安全体系。

2.1 建立完善的实验室安全培训制度

安全培训制度是预防安全事故发生的前提条件,甘肃农业大学理学院化学实验中心制定了三级准入制度:一是根据《甘肃农业大学实验室安全教育培训与准入管理办法》,要求学生参加学校网络平台的实验室安全教育培训并取得合格成绩。二是要求学生参加学院针对化学实验室的安全培训课程,并在网络平台上参加考试,签订安全承诺书后才能进入实验室。三是针对进入不同实验室的安全要求,参加实验课程的安全培训,形成了“学校-学院-实验室”三级安全培训体系。

此外,将安全培训从理论转入实践.在课堂上要求成立安全小组,每个实验室由2至3名学生担任,他们负责以下几个环节:(1)课前预习报告的检查;(2)实验过程中仪器的使用;(3)实验结束后废液的处理及督促同学进行实验台的清理。安全小组的成立有效提高了实验室的安全性。通过对2018级参与基础化学实验课程的96名学生的问卷调查得到的结论,首先,52%的学生完全赞成安全小组有助于加强安全意识,33%的学生赞成,15%的学生持中立态度。说明成立安全小组是有效增加安全意识的方式之一。其次,对于成立安全小组增加了实验的负担这一问题,有4%的学生认为增加了负担,30%的学生持中立态度,说明还是有部分学生认为成立安全小组增加了实验的负担。最后,从关于是否赞成成立安全小组的情况来看,有31%的学生对于成立安全小组持中立态度,13%的学生持反对态度。分析数据可以看出学生持中立或者反对态度的重要因素是安全小组增加了实验的负担。从调查问卷的六个问题总体来看,学生对于成立安全小组还是持有赞成态度,认为安全小组有助于建立安全意识及提高学习效果,但同时对于安全小组承担的工作细节需要进一步优化调整。

化学实验室装修效果
化学实验室装修效果

2.2 强化安全防护

实验室的安全防护是预防安全事故发生的核心要素,也是在紧急情况下保护个人最直接的方式。

其防护措施包括以下几点:一是门禁制度,学校建立了完善的电子门禁网络体系,具备手机远程开门功能,既提供了便利又保障了实验室的安全。二是实验室配备了灭火器、通风橱、急救箱、护目镜和防毒面具等防护设备,根据一些专业实验室开展的实验项目及学科特点配备了专有的防护设备,如在有机实验室配备了防爆盾等。三是定期开展实验室防护设备及仪器的使用培训。仪器的安全操作是控制安全风险的核心要素,如荧光分光光度计的光源是充有高压气体的氙灯,在高温时触摸灯源不仅会烫伤而且还会有爆炸的风险。实验中心组织人员对每一种仪器的安全注意事项进行了培训,并且在醒目位置张贴了标识。定期邀请消防机构开展紧急情况的演练等,通过以上措施强化了安全防护。

2.3 化学试剂的全流程监管

化学试剂实现了从购买到使用的全流程监控。一直以来化学品的管理备受诟病,针对化学实验室试剂种类多、用量少的特点,甘肃农业大学理学院化学实验中心充分利用智慧实验室管理系统,实现了“申购-入库-出库-使用-库存”全流程监管。对于一些不常用的试剂,系统具有共享功能,共享后全体教师均能看见该化学试剂的具体存放位置等一系列详细信息,实现了化学试剂的高效利用,避免了重复购买。此外,建立了完善的废旧试剂处理系统,对于过期的化学试剂,首先,定期清查,集中报废,从源头控制了危险源。其次,对于废液,严格按照国家标准科学分类,针对废水中存在乙醚、四氢呋喃时容易发生爆炸,在废液桶中加入还原性物质提高其安全性,不仅如此,还要求在废液桶上明确标注化学成分、毒性、处理措施及安全措施等,有效强化了实验室的安全体系。

最后,积极改革实验方案,将本科实验室的化学试剂用量降低,具体措施:一是对有毒有害的化学实验进行微量化改革,以减少废液的排放量;二是使用一些较安全的溶剂替代传统的有机溶剂,如在咖啡因的提取实验中,传统的方法是用氯仿进行萃取,氯仿不仅属于易制毒化学试剂而且具有致癌性,因此在教学改革中采用乙醇提取,不仅提高了安全性而且溶剂可以回收用作酒精灯的燃料。上述措施都是加强化学试剂全流程监管,从化学试剂层面实现安全体系的建立。

2.4 实验室队伍的建设

人才始终是制度落实的根本,要建立完备的实验室安全管理体系,实验室人才队伍的建设是必不可少的。为此采取了以下措施:一是将实验室管理人员与学科发展相匹配,使实验室管理人员融入课题组,实验室管理人员了解教师的需求,同时结合自己的专业特长从而发挥主观能动性.改革后,实验室工作人员自我认同显著提高,大家在管理实验室的同时,依托课题组积极担任硕士生导师,对于管理工作积极性显著提高。二是充分体现绩效考核。通过绩效考核促进仪器使用率的提高,绩效考核的前提是明确人员的岗位职责,在岗位职责的基础上设定具体的考核目标。例如,对于设备管理人员考核主要是设备的利用率,对于实验准备人员的考核关键就是准备实验的数量。有效的绩效考核促进了人员队伍的建设。三是投入一定经费鼓励实验室管理人员积极参加相关培训,使实验室管理人员服务能力不断提高,从而加强实验室安全体系。上述三种措施的采取取得了显著效果,实验室管理队伍的建设促进了安全体系的完善。

3、结语

高校化学实验室是安全管理的高风险区域,不可避免要用到危险化学品,因此建设实验室安全管理体系是消除隐患的重要措施。甘肃农业大学化学实验中心建立了“学校-学院-实验室”三级安全培训体系;硬件方面积极建设实验室防护设备,软件方面采用智慧实验室系统进行化学试剂的全流程监管;通过常规性突发紧急状况的演练、安全培训及实验室人才队伍的建设等系列措施建立了立体安全管理体系。立体化的安全管理体系有效减少了事故的发生,为广大师生的科学研究及学习生活提供了安全保障。

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