生物學實驗室安全管理與實踐

蘇 益， 藺萬煌， 胡 超， 方 俊， 陳智勇

(湖南農業大學 國家級植物科學實驗教學示范中心，湖南 長沙 410128)

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·實驗教學示范中心·

生物學實驗室安全管理與實踐

蘇 益， 藺萬煌， 胡 超， 方 俊， 陳智勇

(湖南農業大學 國家級植物科學實驗教學示范中心，湖南 長沙 410128)

通過綜合分析實驗室安全的內涵、實驗室安全事故形成的原因以及生物學實驗室自身的特點，說明了生物學實驗室安全形勢更加嚴峻，其安全管理面臨更大的挑戰。為了最大限度降低生物學實驗室安全威脅，本文提出了生物學實驗室安全管理的重點：①建立完善的安全管理體制；②建立完備的儀器和藥品使用和管理規范；③建立標準化的實驗操作規范；④建立完善的事故應急預案。同時，以國家級植物科學實驗教學示范中心的安全管理實踐為例，提出了一些具體經驗：①強化隊伍建設，杜絕人為事故發生；②強化危機意識，避免安全事故發生；③強化預案建設，防止安全事故擴大化。

生物學實驗室； 安全管理； 實踐

0 引 言

21世紀是生物世紀，生物技術前景廣闊[1]，人們所面臨的能源、醫療、食品等方面的問題最終必須依靠生物技術的發展和應用得以解決[2-3]。近十幾年來，我國加大了生命科學相關學科的科研和教育投入[4]，許多國際知名生物學家相繼回國建立實驗室，這大大促進我國生物學研究和教育的發展，目前，在生命科學研究領域，我國已經走在了世界前列。隨著生物學和生物技術的發展以及生物產業的逐步建立，生物學實驗室也發生了翻天覆地的變化，生物學實驗室安全管理的技術含量越來越高、越來越復雜，這給生物學實驗室安全管理帶來了新的、更大的挑戰，以往千篇一律的實驗室管理體系已經不能夠適應高度專業化的生物學實驗室了，生物學實驗室安全管理必須緊跟生命科學發展的步伐，生物學實驗室管理制度必須體現個性化和專業化。

1 實驗室安全基本內涵

高校和科研院所擁有種類繁多的實驗室，其共同特點是：儀器設備集中、技術含量高、操作規范嚴格，各種硬件條件的集中有利于統一管理，同時也帶來了危險，因此實驗室安全管理是一項復雜的系統工程，包括防水、防火、防盜、防爆、防毒、防污染、防輻射等[5-7]。造成實驗室安全事故的原因不外乎兩種。

(1) 人為原因。主要是指由于實驗室管理人員或實驗操作人員的責任心不強、管理不到位、操作失(錯)誤或維護失當而造成的財物損失或人員傷亡事故。如忘記關電源水源而造成的火災或設備損壞，實驗操作的不當造成危險物品燃燒爆炸或高溫高壓設備爆炸，實驗過程違反操作規程導致致病病毒、化學污染和放射性物質擴散等。人為原因造成的實驗室安全事故可能會造成致命后果，必須堅決杜絕，因此，加強人員管理、安全培訓是實驗室安全防范的重中之重。

(2) 自然原因。主要是指非人為的、不可抗逆的客觀原因造成的安全事故。如儀器設備老化、存在故障或缺陷從而造成火災事故，雷電等自然現象造成的儀器設備損壞等事故。這類安全事故具有隨機不可預估性，但是也可以通過加強設備管理和維

2 生物學實驗室安全的特點

生物學實驗室主要是指與生物研究相關的實驗室，涉及醫學、動物學、植物學、微生物學等多門學科[8-12]。生物學實驗室具有與其他實驗室的共性：儀器設備包括大型精密儀器集中、技術含量高、操作管理人員水平參差不齊等。同時，由于生物學研究的高度專業性，其具有自己的特性，這些特性可能導致生物實驗室安全事故造成更大、更廣、更長的危害(圖1)。

2.1 有毒有害物品集中

生物學研究涉及許多生物化學反應，因此，實驗室須購置和儲備各種化學試劑，其中許多是有毒有害甚至劇毒物質。同時生物樣品的處理可能還會用到一些特殊的、具有強烈的致癌作用的試劑，其中，有的可與DNA結合并進行修飾，有的可直接導致基因突變，有的可打斷或抑制生物合成代謝途徑。如果操作不規范，這類試劑可能對人體造成巨大的傷害，而且這些傷害多數具有劑量累積效應，從而造成臨床癥狀的滯后性和隱蔽性，有的傷害甚至是不可逆、無法修復。

圖1 生物學實驗室安全問題的特點

2.2 生物安全問題突出

隨著現代生物技術的高速發展，轉基因技術越來越成熟、操作越來越簡便，轉基因技術已經成為一種最基本的基因導入和物種改造的手段被引入各類生物學實驗室，這就導致了生物安全問題日趨嚴重[11,13-14]。生物安全指由現代生物技術開發和應用所能造成的對生態環境和人體健康產生的潛在威脅，及對其所采取的一系列有效預防和控制措施。在生物學實驗室中，生物安全問題具體表現在：致病病毒和病菌的擴散，最終可能導致人畜患??；通過轉基因技術而獲得抗生素抗性的突變型微生物的擴散，可能導致藥物治療失效；對環境和人體有潛在威脅的高等轉基因生物的擴散。

聯合國環境規劃署(UNEP)、世界衛生組織(WHO)、聯合國工業發展組織(UNIDO)和聯合國糧食及農業組織(FAO)早就認識到實驗室安全，特別是生物安全，是一個重要的國際性問題。生物安全問題引起國際上的廣泛注意，1985年由UNEP、WHO、UNIDO及FAO聯合組成了一個非正式的關于生物技術安全的特設工作小組，在1992年的聯合國環境與發展大會上簽署的兩個綱領性文件《21世紀議程》和《生物多樣性公約》均專門提到了生物技術安全問題。此后幾年聯合國組織召開了多次《生物安全議定書》的“特設專家工作組”會議，最終于2000年5月簽署了《〈生物多樣性公約〉卡塔赫納生物安全議定書》。針對生物安全問題，國際上通常定義了4個實驗室等級，1級和2級為基礎實驗室，3級為防護實驗室，4級為最高防護實驗室，針對不同實驗室等級對應需要不同的實驗室設計特點、建筑構造、防護設施、儀器、操作以及操作程序等相適應。

2.3 貴重精密儀器設備多

現代生物學實驗必須基于先進的檢測儀器設備，由于這些儀器設備的技術含量高，所以一般都價格昂貴，特別是一些大型精密儀器，動輒幾十萬，多則好幾百萬人民幣。因此，儀器設備的安全同樣非常重要，一旦發生如火災等安全事故，實驗室財物的損失可能是天文數字。

2.4 危害綜合性

生物學實驗室里安置了各種儀器設備，其中不乏價格昂貴的大型精密儀器。同時也儲備了各種試劑耗材，易燃、易爆、有(劇)毒藥品比較集中，許多耗材也是易燃材料生產。另外，由于研究的需要，實驗室通常也保存了多種細菌、病毒及其他轉基因材料。針對這種高價值、易燃易爆、有毒、有害財物和材料集中的實驗室環境，如果發生嚴重安全事故，不僅會造成財物的損失，也勢必造成有毒、有害物質和材料向實驗室外環境的擴散，這種危害具有綜合性，其導致的后果可能是不可估量的。

3 生物學實驗室安全管理的重點

生物學實驗室的特點決定了其更需要保證實驗室安全，因此實驗室安全管理顯得更為重要，容不得半點差錯。生物學實驗安全管理的重點應主要從人和制度上著手，加強人員管理和培訓是基礎，制定完善的安全管理制度是基本保障[15](圖2)。①從安全巡查、使用規范、操作流程等各個方面建立完善的實驗室安全管理制度，保障實驗室、儀器設備能正常、安全運行[16]。②需加強人員的管理和培訓、規范工作人員崗位職責、樹立危機意識，堅決杜絕人為的錯誤操作帶來的安全事故，將安全事故扼殺在萌芽狀態，即使出現了安全事故，也能將安全事故的危害等級降低到最低水平[17]。

圖2 實驗室安全管理的重點

3.1 建立完善的安全管理體制

目前，無論是科研院所還是高等院校，實驗室管理或多或少都存在制度缺陷。拿高等學校為例，現階段高校實驗室的管理表現為多頭管理，即教學單位(如教務處和學院)、后勤輔助單位(如保衛處和資產管理處等)和環保部門共同管理。共同管理表面上體現了分工協作的優勢，但在實際操作中卻出現體制松懈和職責重復現象，若部處之間協調不好就會出現管理盲區，甚者互相推諉，導致三不管[18-19]。另外一個普遍現象就是，學校和相關管理處室一般都制定了相應的安全管理制度，這些制度通常提綱挈領地規范管理人員、部門的基本職責，這很重要，但是，針對一線實驗室、儀器設備和試劑藥品的具體管理工作人員，這些制度難以操作。一線工作人員在實際的實驗室安全管理工作中基本依靠的是經驗成分，新進人員也需要從頭學習和積累經驗，實驗室安全管理成了一個亟待解決的問題。

實驗室安全管理主要包括安全制度的制定、安全崗位的設立、安全體系的建立、安全措施的落實和安全責任的追究，其核心是安全責任制和責任追究制[15,20]。只有不斷完善實驗室安全體系實驗室安全管理才具有有效性；只有真正落實了安全責任制，做到事前積極巡檢預防、事后快速反應處理，才能保障實驗室財產生命安全；只有真正做到有議、有決、有行、有果，才能避免人為安全事故的發生，最大限度降低安全事故的危害程度。在實驗室安全管理工作中須主要注意以下幾個方面：①要理順管理體制、明確管理職能，應在主管校長的直接領導下設置專門的部門負責實驗室安全管理工作，并成立安全領導小組和事故應急小組，各實驗室或課題組配置專職安全巡查員，形成一種縱向到底、橫向到邊、緊密聯系的安全管理網絡體系，落實各級人員的安全職責，獎懲有度[21-22]；②針對生物學實驗室的具體情況，制定更加具體、可操作且便于傳承的安全管理規范將進一步推進和完善實驗室安全管理工作；③借鑒國外生物學實驗室的先進管理經驗，建立詳盡完善的“實用的實驗室安全手冊”，使進入實驗室的每個老師和學生都實驗室安全問題有一個全面、具體的認識[23-25]。

3.2 建立完備的儀器和藥品使用和管理規范

現代生物技術進步日新月異，傳統儀器更新換代快，新型儀器設備不斷涌現，這就對管理操作人員的素質提出了更高的要求。然而，由于認識和體制的原因，我國生物學實驗室特別是高校實驗室實驗管理者水平嚴重滯后于生物技術的發展，大多數實驗員的學識水平無法勝任新型高科技含量儀器設備的維護、使用和功能開發工作[15,20]。一方面，高水平的人才不愿意進實驗室，因為潛意識認為實驗人員低人一等，做實驗系列老師也沒有發展潛力；另一方面，人事部門也會特意安排一些需要政策照顧的、水平普遍不高的人員進入實驗室工作。同樣，國家要求加快實驗教學改革的步伐，推進創新實踐人才的脫穎而出，這就要求利用最新的的生命科學研究結果，設計新的綜合性、設計性和創新性實驗項目并引入到實驗教學中。新的實驗項目的引入，隨之帶來的是新型試劑藥品的使用，其中，諸如生物酶、生物抑制劑及可引起基因突變的制劑等都有很嚴格的使用和儲存要求，這對現有實驗技術及管理人員也是一個不小的挑戰。

為提高一線實驗室管理人員綜合素質學校需組織行家制定詳細的儀器、藥品的使用、維護和儲存規范是關鍵，特別是要盡快制定新進進口儀器、藥品的使用、維護和儲存規范。同時，需要定期和不定期舉行儀器和藥品使用培訓，把各種相關規范落到實處，并通過培訓逐步提高實驗技術和管理人員的認識和學識水平。

3.3 建立標準化的實驗操作規范

針對生物學實驗室生物材料種類多、實驗操作嚴格的特點，為了避免因實驗操作問題而產生的有毒、有害的生物和非生物材料的泄漏，必須建立標準化的實驗操作規范，其中還必須包含特別容易被忽略的實驗廢棄材料的處理規范。有了這些規范，無論是新進工作人員還是新入室的學生，無論素質的高低，在實驗過程中都不僅能保證實驗的真實有效，也能確保財產、人身和生物安全。

3.4 建立完善的事故應急預案

實驗室安全事故的發生具有偶然性，非人為原因(如天氣、儀器設備老化等)引起的實驗室安全事故更是難以預估，因此，做好未雨綢繆和事后及時補救、減少損失顯得尤為主要，這就需要建立和完善事故應急預案。①建立定期事故應急處理預演制度，保證管理人員和學生遇事不慌、從容處理；②充分考慮生物學實驗室的特點，預估可能發生的生物學事故，并針對每一種可能出現安全事故制定應急預案。

4 實驗教學示范中心的安全管理實踐

我校十分重視實驗室的安全工作，學校、學院和實驗室都制定了相應的“實驗室安全管理規范”，學校任命一位副校長擔任實驗室安全領導小組組長，學院主管實驗室副院長和教務處主管副處長擔任副組長，實驗室設置專門的安全巡查員，目前我校已經形成了較為完善的實驗室安全管理體系。另外，中心面向全校29個本科專業開設基礎實驗課程，同時還承擔生物學研究生和本科生的開放任務，因此，相比其他實驗室，中心的人員更加復雜，面對的實驗室安全任務更加繁重。針對這個現狀，中心進行了一些有益的嘗試，進一步強化了實驗室安全管理，自中心成立以來，取得了零安全事故的可喜成績。

4.1 強化隊伍建設，杜絕人為事故發生

人是管理的主體也是被管理的主體，管理者的素質決定了管理者的安全認識和管理水平。為了保障實驗室安全，中心把實驗室隊伍安全管理建設擺在首位。①強化實驗技術人員的培訓。中心按學科設置責任崗位，實驗技術人員是實驗室安全的第一責任人，中心要求實驗技術人員必須熟練掌握其所負責方向所用到的所有試劑藥品、儀器設備的使用、存儲和維護。②設置專門的安全巡查員。安全巡查員具有生物學相關背景碩士研究生及以上學歷，熟悉示范中心的試劑藥品、儀器設備現狀，并具有開拓精神和較強的接受能力，能夠應對生物技術快速發展的挑戰。③聘請優秀的、責任心強的在讀研究生參與實驗室安全管理。我中心施行全天候開放，實驗室技術人員主要負責8 h課內時間的安全管理，聘請的研究生的負責課外時間的安全管理。④加強入室學生培訓。針對做開放課題研究的本科生和研究生，在進入實驗室之前，中心對其進行安全知識培訓和考核，合格后才能進入實驗室開展試驗。

4.2 強化危機意識，避免安全事故發生

實驗室安全責任重于泰山，中心每年組織實驗技術人員聽取實驗室消防安全知識講座，通過一些震撼而慘痛的實例讓大家時刻保持警惕。中心也不定期舉行實驗室安全討論，讓實驗安全意識深入人心。同時，中心主任和專職實驗室安全巡查員會定期對各實驗室進行檢查，排除安全隱患并對各實驗技術人員進行考核，實施有效的獎懲措施?？傊?，樹立危機意識，對違反實驗室安全的行為和意識采取零容忍，將實驗室安全事故扼殺在搖籃里。

4.3 強化預案建設，防止安全事故擴大化

盡管通過多種途徑預防實驗室安全事故發生，但是實驗室安全事故的偶發性決定了應急預案建設也非常重要。中心在應急預案建設方面做一些有益的嘗試：組織事故模擬演習，如模擬發生火災，實驗技術人員可以練習如何判斷火情，如何隔離危險物品防止擴散，如何自救，如何疏導和組織學生逃生等；建立事故應急預案，規定事故后擬采取的措施及其優先等級，規定堅決杜絕的行為，從而有效防止事態和損失擴大。

5 結 語

實驗室安全是一個永恒的話題，同時我們要用發展的眼光看待實驗室安全問題，特別需要注意是由于生物技術的迅速發展而帶來的生物學實驗室安全問題[11,13-14]。伴隨著國家對生命科學研究、教育以及生物產業的大力投入，伴隨著高水平生物學人才的不斷涌現，高校和科研院所不斷推進生物學實驗室與國際接軌并取得了長足進步，目前已經邁入世界領先行列。從發展趨勢來看，生物學實驗室安全工作正在逐步向專業、安全、健康等領域拓展，生物學實驗室安全管理必須圍繞生物學特點，拓展思路、與時俱進、勇于創新，做到傳統管理與特色管理相結合，制度建設與隊伍建設相結合，人員培訓與深化認識相結合，開創實驗室安全建設新局面，打造綠色平安生物學實驗室，維持生物學實驗室的快速和可持續性發展，營造一個安全、和諧的實驗室育人環境，提高實驗教學和科學研究水平，最終為培養出更多創新型生物科技人才奠定基礎，為新世紀國家的生物產業發展提供堅實保障。

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Management and Practice of Bio-laboratory Safety

SUYi,LINWan-huang,HUChao,FANGJun,CHENZhi-yong

(National Demonstration Centre about Plant Sciences Teaching, Hunan Agricultural University,Changsha 410128, China)

In this text, we synthetically analyze the connotation of bio-laboratory safety, the reason of safety misadventure and the characteristics of bio-laboratory. It indicates that the situation of bio-laboratory safety is more serious and people will face more challenges in management. In order to decrease the threat to bio-laboratory, the emphases of bio-laboratory safety management include: 1) to build perfect management system, 2) to build perfect use and management criteria about equipment and chemicals, 3) to build standardized experiment criterions and 4) to build perfect contingency plans. At the same time, this paper provides some experiences about management of bio-laboratory safety in National Demonstration Centre about Plant Sciences Teaching: 1) strengthening team construction for avoiding man-made safety accidents, 2)strengthening employee’s crisis consciousness for refraining from safety accidents and 3)strengthening contingency plan construction for decreasing the loss.

bio-laboratory safety; safety management; practice

2014-05-20

湖南省普通高等學校教學改革研究項目湘教通〔2014〕247號附170)

蘇 益(1979-)，男，四川廣安人，碩士，實驗師，國家級植物科學實驗教學示范中心秘書，主要從事實驗室管理和植物生理與分子生物學領域的研究。

Tel.：0731-84617020，E-mail：hunausy@163.com

X 931;G 642.0

A

1006-7167(2015)03-0155-04