高校化學實驗室的安全管理探索

李廣艷

(清華大學化學系，北京 100084)

0 引言

實驗室是高校進行教學實踐和開展科學研究的重要場所。實驗室安全是高校實驗室建設與管理的重要組成部分，它關系到學校實驗教學和科學研究能否順利開展，國家財產能否免受損失，師生員工的人身安全能否得到保障，對高校乃至全社會的安全和穩定都至關重要［1］?；瘜W實驗室由于在整個化學實驗過程中，會使用易燃易爆、有毒、有腐蝕性、易制毒甚至劇毒的化學品以及高壓、高溫設備和氧氣、氮氣、氫氣、氬氣、CO、CO2等各種氣體，會帶來一定的安全隱患，因此高?；瘜W實驗室的安全問題是實驗室管理工作中的一項重要內容。隨著我國高等教育事業的快速發展，科研經費的迅猛增加，所支撐的研究課題與項目數量也在不斷增多，化學實驗數量也隨之增加，從而使得化學實驗室的危險性不斷加大。自2009年以來，實驗室火災、爆炸等事故頻發，造成人員傷亡、財產損失等嚴重后果，再一次敲響了實驗室安全問題的警鐘［2］。

針對化學實驗室的特點、容易出現的安全隱患進行分析，并以清華大學化學系科研實驗室安全管理措施為例，探索高?；瘜W實驗室的安全管理問題。

1 化學實驗室的特點

化學是一門以實驗為主的基礎學科，大部分的科學探索和技術研究都是通過具體的化學實驗活動來完成和實現的?；瘜W實驗室分為教學實驗室和科研實驗室兩大類，其特點不完全相同。

教學實驗室設有專職教師，實驗老師通過既定的基礎實驗培養在校本科生開展化學實驗的基本技能和科研素養，激發學生開展科學研究的興趣。由于教學實驗課有專職教師講解、輔導并指導實驗操作，且每個實驗都有實驗指導書，學生可以提前預習實驗內容，預測實驗過程中可能遇到的實驗現象和結論，故對實驗過程持有高度的警覺性和預見性。因此，在教學實驗中，師生對實驗前的準備工作以及對試驗后的廢品處置方式或流程都有充分了解，對實驗過程中可能出現的安全問題也有處理預案和良好的把控能力，所以一般不容易發生嚴重的安全事故。

然而，科研實驗室是進行科學實驗，探索未知的科研場所，其工作主體是教師和研究生等科研人員，由于科學實驗往往由科研人員獨立完成，相對于教學實驗室而言，科研實驗室的實驗活動更具有挑戰性，安全問題顯得更為重要。它具有如下主要特點:

(1)化學品種類多、性質雜?；瘜W品是指由各種化學元素組成的化合物及其混合物，無論是天然的還是人造的。易燃、易爆、有毒、有腐蝕性，對人員、設施、環境造成傷害或損害的化學品屬危險化學品［3］。由于化學類科研課題及項目繁多，對應的化學實驗內容不同，實驗過程中使用的化學品種類繁多、性質各異，大部分具有易燃、易爆、有毒、有腐蝕性等特性，屬危險化學品。實驗室通常安裝必要的通風換氣設備;

(2)化學實驗的反應時間長。特別是有機合成實驗，短則幾小時，長則需要10 h以上甚至幾十小時才能完成;化學反應往往伴隨加熱和冷卻工藝，需要提供一定的熱源(如電加熱器)和冷源(冷凍設備);

(3)產生的化學廢液多、成分復雜，化學垃圾多。如:擦拭試管的衛生紙、使用過的塑料試管、滴管等，無害化處理費用極高;

(4)許多實驗通常由一個人獨立完成。從上述化學實驗室特別是科研實驗室的特點可以看出，化學品種類多、化學反應時間長、產生的化學垃圾多，如果對藥品性質沒有清醒的認識，對吸、放熱反應進程未進行高度重視，對化學垃圾隨意處置，將可能出現火災性、爆炸性、毒害性、機電性、設備損壞性［4］，以及環境污染等嚴重事故。如:爆炸事故，即使遇上一次，其結果也是難以想象的［5］。

研究生是從事科學研究的主要力量［6］，由于其流動性大，特別是初進實驗室的研究生還未完全養成科研和安全素養，對實驗過程中可能出現的極端現象、藥品及實驗后廢品處置不當的危害性估計不足，往往容易麻痹大意，對實驗室人員、設備和周圍環境存在巨大的安全隱患。

2 化學實驗室容易出現的安全隱患

分析化學實驗室特點以及國內高校化學實驗室曾經發生的事故［7］，可以發現化學實驗室容易出現安全隱患的原因。

2.1 人員流動頻繁，導致安全教育難度大

隨著國家綜合實力的提高，對教育、科研大力投入，實驗室作為教學、科研的重要場所成為近幾年來投資的重點［8］。由于科研任務逐漸增多，實驗室需要學生及部分聘用實驗人員;一般而言，化學學科的四年級本科生(也有部分二、三年級本科生)、一年級研究生就需要進入實驗室工作，經過1～3年的研究工作后即將畢業。在這段時間內難以通過有限次的安全培訓就能達到安全管理，因此，實驗室的安全教育難度大。

2.2 學生隨心所欲，不按規范進行實驗

化學實驗需要按照相關規范進行，若不按規定進行，極易造成重大的人身安全隱患和設備、財產損失。

(1)在實驗方案中，缺少安全預案。研究生在進行科學實驗前，一般對實驗結果預測較多，但對實驗過程中可能遇到的問題預測不足，因此，也不可能對安全事故發生時的解決措施提出預案。

(2)缺乏嚴格的操作規程培訓。主要表現在以下三個方面:①對實驗室(臺)、實驗儀器、氣源等物品的使用缺乏操作規范，雖然對化學品本身的特性有所了解，但對其使用不當的危害性認識不足，容易給實驗人員、實驗設施、周邊環境帶來危害。② 不按規定存放危險化學試劑或藥品?；瘜W品種類繁多，大部分屬于危險化學品。有的學生認為使用量較少，不按國家相關規定以及危險化學品的性質采取隔離、隔開或分離貯存的措施，為圖方便，隨意將不同藥品放置在一起，容易引起爆炸，產生安全隱患［9］。③隨意處置化學垃圾。2005年7月，教育部與原國家環?？偩致摵舷掳l《關于加強高等學校實驗室排污管理的通知》［10］，對化學實驗廢棄物隨意處置，如針頭、破碎的燒杯、試管及玻璃等利器等化學垃圾不分類收集，化學廢液不貼標簽，隨意傾倒，不僅給廢品收集人員的工作帶來極大不便，而且給實驗人員、周邊環境及人員帶來巨大的安全威脅。

2.3 容易麻痹大意，自我保護意識不強

(1)不按規定進行實驗操作。由于大部分有機化學品具有揮發性，要求實驗必須在通風櫥內完成，然而實驗人員為圖簡便，不在通風櫥內試驗，使室內充滿了揮發試劑氣味，對身體造成傷害。另外，通風櫥不定期進行保養，使得過濾網臟堵嚴重，導致通風效果降低，不能滿足試驗通風要求;通風設備出現故障也不及時報修，在無通風設施下實驗，都會導致揮發性試劑對人體的傷害。

(2)注意力不集中容易導致安全事故。大多數有機合成反應時間都很長，且需要控制反應溫度，有時需要加熱、有時需要冷卻。操作人員未按照反應條件及時檢查連接設備或反應介質情況，致使加熱或冷卻設備失靈或介質密度增大，導致溫度升高引發火災。

2.4 消防器材單一，不能滿足化學試驗的消防要求

化學實驗包括有機合成、無機合成、物理化學、分析化學、儀器分析等許多門類，根據不同性質的實驗，應該配備相應的消防器材［11］。專用器材，不能用在其他方面［12］。然而很多實驗室只配備了常規滅火器，不能滿足實驗過程中偶遇突發事件時的要求。

3 強化安全管理的措施

在充分分析化學實驗室特點，反思國內外出現的事故原因的基礎上，化學系采取了多種強化措施，以提高學生的安全意識，使學生在進入實驗室前就能較好地養成安全意識。

3.1 完善規章制度，落實實驗室安全責任制

實驗室安全規章制度的建立是實驗室安全管理過程中必不可少的環節。管理需要制度，制度可以促進更好的管理，制度建設是管理工作的前提和基礎［13］。結合本系的研究方向和實驗室特點，采取了三項措施:

(1)制訂了“實驗室管理制度”、“實驗室安全負責人與安全員職責”、“實驗室預防火災、中毒及有害物等事件應急預案”等規章制度;

(2)采取“主管人即是安全負責人”的原則，將實驗室負責人做為消防安全負責人，研究生做為安全員。安全員實行梯隊制，由高年級研究生引領、指導低年級研究生，保持安全員的一貫性;

(3)借鑒成功經驗，鼓勵實驗室自查自改、自防自救、自我約束、自我管理［14］，重視實驗室安全管理。

成立了由主管副系主任負責的安全檢查組，每學年3次對實驗室進行安全檢查，對檢查中出現的小問題責成安全員負責帶領實驗室人員處理解決;出現較嚴重問題時，由檢查組向實驗室安全負責人下發限期整改通知書，并跟蹤整改結果。

3.2 加強安全教育和技能培訓

采取措施對本科生和研究生進行安全教育和技能培訓，使學生在一系列的活動中培養科學素養，強化安全意識。

(1)培養本科生的化學人才素質。為強化學生的安全意識，自本科生和研究生入學開始就分別組織新報到的本科生、研究生進行安全教育，由教學實驗室的專職老師負責授課;在各門課程學習過程中，實驗室老師還會根據實驗教學內容，有針對性地講授實驗操作過程中的安全知識和注意事項。

(2)通過知識競賽，強化安全意識。為使學生對實驗室安全有一個感性認識，化學系和學校管理部門(實驗室與設備處)多次共同舉辦“清華大學實驗室安全知識競賽”，通過賽前發放的資料和模擬題，讓學生從中學習進入實驗室前必須掌握的安全常識、基本技能和應急處理措施;

(3)通過實地演習，掌握消防技能?；瘜W系每學期都在系館、實驗樓組織全體師生進行消防演習，并定期進行滅火器使用方法的培訓。通過上述活動，使學生們在活動中親身體會并加深對實驗室安全的認識。

3.3 嚴格執行實驗室準入制度

隨著實驗室人員的不斷增加，為確保實驗人員的安全，規范實驗室管理，制訂并嚴格執行實驗室安全準入制度［15］。為使安全教育系統化和制度化，由實驗課任課教師、系實驗管理負責人及安全管理干部共同編制考題，對準備進入科研實驗室的學生進行安全知識測評，學生只有在考試合格并簽訂“安全責任書”后方能進入實驗室，開展科研工作或完成畢業論文課題的實驗操作。通過10年的實踐檢驗，這項工作簡單易行，生動有效，對化學系學生安全意識的培養具有明顯的效果。上述實驗室準入實施方式得到學校管理部門的認可，并在全?；瘜W類專業院系推廣實施。

3.4 嚴格執行分類存放化學危險品制度

要求學生樹立嚴謹的科學作風，讓學生充分理解相關部門制定安全規程的出發點和科學原理，以培養學生的安全意識和化學素養。在此基礎上，配套提供相應的設施和條件，以保證安全措施的貫徹落實。

(1)根據化學危險品的特性及實驗室的使用情況，制作帶通風裝置的藥品柜或將化學危險品放置在通風櫥內，隨用隨取，消除安全隱患。

(2)根據實驗室空間及對氣體的使用情況，因地制宜，采取相對穩定的三種方法放置氣瓶:制做氣瓶架、釘制拉鏈圍攔和制作氣瓶柜。對于易燃易爆的危險氣體如氫氣等必須放置在室外氣瓶柜內使用。

(3)提供化學垃圾收集設施，開辟廢液集中收集。

為解決實驗室化學廢液無處存放的問題，化學系將化學館后院的一個倉庫改為廢液庫，用來存放實驗室產生的化學廢液、過期化學品、廢舊特殊化學試劑等有害物質。

在廢液庫存放學校統一配發的廢液桶，實驗人員可按需求領取，將實驗產生的有機、無機、成分相近的廢液按照其化學性質，分別收集在不同的廢液桶內，滿液后要求在桶外注明廢液所含主要成分，然后放置到廢液庫內，等待學校認可的、有資持的廠家處理;對成分獨特、用量較小或成分單一、用量較大的試劑，采取存放至原包裝瓶內，注明“廢”字后在廢液庫內歸類放置;對硅膠、鋰片等特殊危險化學品，需采取單獨包裝、單獨存放等措施，再放入廢液庫，等待處理。

對針頭、破碎(裂)玻璃器皿等利器采取單獨收集、單獨存放至專用包裝箱內，并送至學校指定單位(如校醫院對口有資質的處理單位)，定時由北京市有資質的危險化學品處置廠家統一處理。

3.5 設立安全設施，配備充足的消防器材

為防患于未然，提高實驗室的安全保障能力，化學系在硬件方面還采取了如下措施:

(1)在實驗臺、試劑架等明顯處張貼“請勿亂倒化學廢液!”、“分類收集，定點存放，專人管理，集中處置。”等警示標志，幫助并提醒實驗人員逐漸養成良好習慣，減少污染環境和安全隱患;

(2)在實驗室外的樓道內安裝緊急噴淋沖洗裝置，為突發事件發生時提供處置條件，減少人員傷害;

(3)根據國家消防管理部門的規定及消防法，為實驗室配足相對應的滅火器、消防沙以及滅火毯，以應對初期火災，減少損失;

(4)在實驗室內配備煙感報警器，在樓道里配置緊急報警裝置，并定期檢查、測試，確保設備的正常運轉，為實驗人員的潛心研究提供安心的環境。

4 結語

隨著高校教育事業的快速發展，科研經費迅猛增加，化學實驗室承擔的科學研究與人才培養的任務也越來越重，因此嚴格的管理制度，極強的安全意識，合理有效的應對措施是保證實驗室平穩、良好運行的強力支撐。

在分析化學實驗室特別是科研實驗室特點和化學實驗室容易出現安全隱患的原因的基礎上，以化學系實驗室為例，闡述提高學生安全意識的途徑。實踐應用表明:①完善規章制度，落實實驗室安全責任制;②加強安全教育和技能培訓;③嚴格執行實驗室準入制度;④嚴格執行分類存放化學危險品制度;⑤ 設立安全設施，配備充足的消防器材等五項措施切實有效，對化學實驗室的安全保障具有很好的效果。這些經驗不僅適用于化學科研實驗室，同時對相關實驗室的安全管理也具有一定的參考價值。

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