大學實驗室環境安全健康管理信息系統設計與實踐

劉雪蕾, 李恩敬, 張志強, 王洋洋, 黃 凱, 周勇義, 劉克新

(北京大學 實驗室與設備管理部， 北京 100871)

0 引 言

實驗室建設和管理對于我國高校的人才培養、科學研究和社會服務至關重要，特別是在“雙一流”大學建設中，實驗室應該成為重要的平臺，它是大學教學和科研人員開展工作的基本條件[1]。圍繞實驗室基礎條件保障應建設全面覆蓋、功能齊全、安全高效的教育管理信息系統、決策支持系統和教育管理服務平臺[2]。目前比較成熟的是圍繞實驗室與儀器設備管理、采購競價、經費管理等業務流程建設的信息系統，然而覆蓋大學實驗室技術安全、校園環境保護和師生職業健康防護(以下簡稱“環安健”)的基礎數據庫和管理信息系統的建設略顯滯后。習近平同志在“十九大”報告中多次提出環境保護和安全工作在國家戰略中的重要地位，構建統一的“大學實驗室環境、安全、健康管理服務平臺”，實現各子系統的數據采集、交互、解析、共享等功能，提升教育主管部門和大學對實驗室“環安健”工作的監督、管理與服務水平，促進相關工作的管理現代化、決策科學化、實施高效化、服務網絡化勢在必行[3]。

1 國外大學實驗室“環安健”工作先進經驗

近年來，大學實驗室管理主要圍繞儀器設備管理、實驗隊伍建設、實驗教學體系改革和儀器設備招標采購等工作展開，實驗室“環安健”管理工作逐漸被大學重視，但由于其工作基礎相對薄弱、顯效較慢、對大學人才培養和教學科研工作開展短期影響較小和實驗室安全事故底線思維能力不足等原因未能作為實驗室管理工作的重點。然而，高等教育經歷了一個以數量增長為特征的發展時期，接下來要完成從“量”的發展到“質”的提升階段，從“硬件條件”投入到“軟件理念”建設的觀念轉變階段，實驗室管理工作被賦予了更深層次的任務和內涵。

國外大學“環安健”管理信息系統普遍將實驗室基本信息、人員信息、安全設施設備狀態、實驗室內化學品數量和使用情況進行實時動態跟蹤管理[4]。結合國外大學先進經驗，可從不同側面反映了實驗室“環安健”管理工作的開展情況，主要體現在：

(1) 安全必修課與培訓課開設。由于大學學科多、學科交叉等特點，使實驗室安全課程的設置具有專業性、全面性、長期性的特點；教授手段從傳統課堂到互聯網線上教學、實地應急訓練、虛擬仿真安全模擬實驗、互動研討活動開展等；引導各類安全課程的跨院系共享也對安全教育具有積極意義。絕大多數美國大學的培訓采用短期循環式課程，課程內容以講授為主，同一門培訓課在學期內循環進行[5]。

以普林斯頓大學為例，他們將課堂教學與互聯網線上培訓有機結合，開設“實驗動物安全”“血源性病原體”“干冰運輸”“放射性同位素系列涉源操作”“機床安全”等作為互聯網線上安全培訓課程；將“生物安全簡介”“一般實驗室安全”“一般激光安全”“放射性物質安全等級”“戶外工作者安全”“劇院安全”“校園社區的應急準備”等幾大類普適性的安全教育系列課程作為教師親自授課內容。實驗室安全教育作為實驗室管理工作的基礎，從知識傳授、理念引導和文化影響切入，與師生的學習、工作和生活質量息息相關。

(2) 大學實驗室“環安健”信息化系統應用。將“環安健”關鍵數據通過信息化手段進行整理、存檔、優化，針對不同的工作內容形成管理子系統，在完成數據整理后，形成統一的管理信息系統平臺。通過先進的信息系統解決方案使大學差異化的管理逐步規范、統一、高效。以哈佛大學為例，他們的“環安健”信息系統建設內容包括：評估和檢查管理系統、應急預警通信發布系統、溫室氣體監控系統、實驗室“環安健”云平臺、應急管理系統、化學廢棄物回收系統、實驗室“環安健”產品供應商管理系統、安全培訓系統、安全數據表(SDS)9個系統模塊。完備的信息系統為大學實驗室“環安健”的管理決策提供了有力的支撐，多系統的協同工作解決了“環安健”工作覆蓋面廣、管理維度多、社會影響深、系統風險高的管理難題。

(3) 從事危化品和輻射相關工作的人員健康監測。從事?；废嚓P工作的人員處于健康安全高風險狀態，須高度關注個人健康防護和監測。從事?；泛洼椛湎嚓P工作的人員的崗前安全培訓不容忽視。個人安全防護精細化管理也十分重要。

(4) 實驗室建設的環境安全評估。實驗室在建設初期應對室內外環境影響進行全面評價和規劃，以免出現不科學的設計影響到未來使用。美國大學實驗室“環安健”工作由主管副校長直管，“環安健”管理部門具有“一票否決權”，并具獨立、權威、專業性，使大學中卓越的實驗室“環安健”管理工作順利開展。

(5) 實驗室安全運行。實驗室環境規劃和設計的科學性直接影響到實驗室安全運行，實驗室安全源于各級的日常管理、安全培訓、文化理念等，唯有各執行層落實任務于實際，真抓實干，方可盡量避免事故的發生。在實驗室安全事故發生前，一系列完備的應急預案在美國大學中高度重視，且不斷優化，如哈佛大學、康奈爾大學、麻省理工學院等大學將安全預防措施視為實驗室應急工作的第一步，將預防措施深入到實驗室日常管理，當緊急情況發生時，當事人和救援隊分別按照預定程序啟動明確的流程，確保緊急情況發生時的處理、應變、救援、善后、實驗室恢復正常運行。

2 我國大學實驗室“環安健”信息化建設概況

我國大學實驗室“環安健”工作主要包括實驗室技術安全管理、實驗試劑和耗材管理、輻射防護管理、校園環境保護和職業健康防護等[6]。大學實驗室管理信息系統逐步從封閉式、單一化、缺乏創新的模式走向開放式的層次化、多元化和信息化實驗室管理模式，有效整合實驗室管理部門和各實驗室的信息資源，實現各實驗室基礎數據共享，提升管理決策能力[7]。

結合大學管理經驗和系統建設，我們認為需要信息系統支撐的實驗室“環安健”管理工作內容如下：

(1) 實驗室安全培訓與考試管理?！皩嶒炇野踩嘤柵c考試系統”陸續在各大學中投入使用。通過“系統”建立“實驗室安全準入”制度，規定新教師入職、新生入學后必須參加實驗室安全培訓，并通過考試，不符合要求的新教師無資格申請教師資格證，本科生不得進入選課環節，研究生不得進入開題環節[8]。

(2) 實驗室安全檢查管理。支持實驗室安全檢查的事前、事中、事后管理和發布的信息系統，多數高校尚未啟動建設。系統功能應包括建立實驗室安全管理檔案數據庫，記錄實驗室安全信息，包括安全評級、危險點、安全隱患記錄、安全管理重點、危險品記錄、安全檢查結果和整改記錄等[9]。

(3) 實驗試劑和耗材的全過程管理。試劑和耗材采購、存儲、使用、回收管理信息系統近幾年在各高校廣為應用。通過此系統，用戶一站式完成試劑的采購、運送、存量、回收等管理，通過信息系統優化管理流程，實現試劑采購、使用、存量統計，科學估算實驗廢棄物產生量，監督實驗室固廢回收情況，進一步減小安全隱患避免環境污染[10]，根據危險品、易制毒、易制爆化學品的采購登記，可了解實驗室安全風險源的分布情況，為實驗室安全管理工作提供數據支持。該系統的應用同時規范了購買行為，避免了帳物不符的情況[11]。

(4) 職業健康防護管理。建立實驗室管理和工作人員數據庫，尤其針對輻射、危險化學品管理工作人員的進行健康數據統計，形成各類實驗環境下人員的分類管理，是未來各大學推進實驗室環境健康管理工作的有效手段，多數大學尚未建設。

(5) 實驗室環境保護管理。根據各級政府管理部門對溫室氣體排放、水質監測、實驗室空氣質量監測、實驗室廢棄物回收等統計和管理要求，結合大學實驗室實際情況建設數據監控系統平臺。系統通過采用互聯網對實驗室的環境參數及各類氣體濃度進行實時在線檢測、記錄、根據氣體濃度設置分級報警并提供參考性應急處理方案，從而實現對實驗室氣體實時環境的自動化、智能化集中管理、集中監控[12]。在人、工具、環境系統中，人是系統的主體，是系統的設計者、制造者，工具和環境是相互制約的因素，二者構成的系統又對人施加影響[13],在實驗室樓宇建設初期對環境、安全、健康的規劃尤其重要。

(6) 實驗室環境與安全綜合信息平臺。平臺應為校級平臺下一級欄目，內容應包括各類信息發布、實驗室安全知識、法律法規指南、應急管理、環境管理、實驗室安全信息分類匯總(生物、化學、實驗室安全手冊、輻射安全、有害物質和廢物等細分和詳解)、職業健康、各“環安健”信息系統入口等。

3 構建具有中國特色的實驗室“環安健”平臺

近年來，由我校實驗室與設備管理部牽頭組織開發了實驗室安全教育、輻射裝置管理、我校試劑平臺等多個信息管理系統，基本覆蓋了學校實驗室安全管理的主要環節。在各獨立信息系統建設的工程中，特別注意了數據項的交互和接口的預留，為各系統的互通互聯創造了條件[6]。目前，大學環保和安全管理工作內涵逐步確定，圍繞一部分基礎數據建立的“環安健”管理信息系統初見輪廓，結合我校的“環安健”子系統建設情況，分析我國大學實際情況，提出有建設性的信息系統設計方案(見圖1)。

圖1 實驗室“環安健”系統框架設計

目前，我?！碍h安健”系統框架中的一部分子系統已經建設完成，其設計和實踐情況如下：

(1) 試劑管理平臺。近年來，部分高校的試劑、耗材和高壓氣瓶管理逐漸正規化，以采購、儲存、報廢、信息發布等流程為主線的“大學實驗試劑采購管理系統”正在各大高校悄然上線。“北京大學試劑平臺”的功能包括試劑(包括劇毒品等管制品)審批、采購、配送、儲存、調劑、共享、廢棄物回收、審核、結算、數據統計、供應商管理等。試劑平臺的上線實現了化學品的全生命周期管理。與信息化平臺配套升級的還包括北京大學試劑庫房管理、安防管理、庫房運行方式、人力資源體系等(見圖2)。

(2) 放射性同位素與射線裝置全過程管理系統。經過多年的工作實踐和探索，我校輻射防護工作體系日趨完善，已形成一個合理的校、院系二級管理模式，且運轉良好[14]?！拜椛浞雷o管理系統”的主要功能包括：放射源管理、射線裝置管理、放射性同位素基礎庫、許可信息管理、放射源分類表、射線裝置分類表、放射工作場所管理等功能[15]。通過該信息系統，管理人員可以清晰掌握涉源單位的各類信息，隨時查閱、更新相關檔案，提高輻射防護管理效率[16]。

圖2 北京大學試劑平臺功能圖

(3) 升級儀器設備管理系統。“北京大學設備管理信息系統”搭建了校級和院系級二級儀器設備管理信息系統，率先實現校園網絡環境下的儀器設備管理，被教育部認定為“當前高校中校園網絡環境下運行的同類系統中功能最強的系統”[17]。設備信息從開始購置論證的階段就已經錄入系統，如果屬于射線裝置、含源設備或者其他特種設備等，其購置論證審批、采購、使用、轉移以及報廢的全過程都必須向環境保護辦公室暨輻射防護室報備，避免遺留安全隱患，促進了多部門間的聯動管理[14]。未來，儀器設備管理系統可進一步升級進行儀器設備安全風險等級劃分，建立“儀器設備安全等級分類數據庫”，即：A級-放射性同位素與射線裝置；B級：帶有危險源操作的儀器設備；C級：其他設備。并與其他信息系統進行數據共享。

(4) 升級實驗室技術安全培訓與考試系統。大學實驗室安全培訓多以安全必修課、講座、在線學習等方式開設，大部分高校開通了安全培訓與考試在線系統，如：北京大學、東南大學、浙江大學等，部分高校還啟動了培訓系統更新升級的工作，將更多新技術手段融入培訓系統中。“北京大學實驗室安全教育與考試系統”根據學生的學科、專業不同，在建設過程中分別設置了不同的學習和考核內容。系統采用視頻課件模擬真實課堂的教育模式和網絡在線考試的考核方式，使學生既有置身課堂聽講的真實感覺，又可以自主地選擇學習內容和考試時間；既保證了教學效果，又提高了教學效率[18](見圖3)。未來，升級后的實驗室安全培訓與考試系統，采用了更多的培訓和考試形式，例如虛擬仿真案例操作等，也將安全文化建設所需的功能設計融入了系統中。

(5) 安全物聯網檢測、監控平臺系統。實驗室水、電、氣、溫度、濕度、溫室氣體排放等實驗和環境參數進行傳感器監測監控并實現互聯方案已經是成熟的技術，將在實驗樓建設初期進行合理規劃，一并與其他管理系統對接。

圖3 實驗室安全培訓與考試系統設計功能圖

(6) 實驗室安全檢查系統。在安全檢查前明確基礎檢查項，檢查中記錄現場檢查情況，及時反饋整改項目，為復查提供檢查依據。未來，校級安全管理員在日常安全檢查時，可以實現在線生成檢查結果和報告的電子清單，并將內容發送給指定的實驗室和工作人員，并且報告可以實時更新，實驗室管理員可以隨時更新整改的狀態，并回傳校級管理員。檢查系統應用后，可切實有效提高大學實驗室安全管理的能力，解決安全管理各級層面互動性不足的狀況，強調“實操”，力求以系統建設促管理水平提升(見圖4)。

圖4 實驗室安全自查與檢查系統設計功能圖

(7) 實驗室安全緊急情況通知系統。由校園網用戶主動注冊，在發生實驗室安全緊急情況時通過手機短信、語音、微信或電子郵件等形式向注冊用戶提供必要的信息，注冊時由用戶設置使用期限。未來，此系統的建設和運行可以有效提高實驗室安全應急能力，是實驗室安全管理的必備工具系統。

4 “環安健”管理信息系統建設成效

學校分別于2011、2012、2017年應用了實驗室技術安全培訓與考試系統、放射性同位素與射線裝置全過程管理系統、試劑管理平臺3個實驗室“環安健”管理信息系統。目前，各系統運行情況良好，滿足了實驗室安全管理的基本需要。系統建設成效如下：

(1) 系統運行提高了管理效率。實驗室技術安全培訓與考試系統自上線以來累計培訓7 000余人，培訓內容涵蓋：實驗室安全概述、危險化學品安全、用電安全、生物安全、動物實驗安全、實驗室安全事故應急處置措施等。校級培訓系統的統一運行降低了課堂教學的培訓成本。

放射性同位素與射線裝置全過程管理系統實現了源頭管理即安全和防護意識培養、環評與許可、設備采購，過程管理即應急演練、安全檢查和劑量檢測、綜合防護，末端管理即清潔解控、處置與備案等管理流程的信息化，服務院系師生約1 500余人。系統運行規范了放射性同位素與射線裝置的管理。

試劑管理平臺自上線運行以來處理訂單數超過12萬筆，服務范圍涵蓋校內29個單位，系統實現了全校危險化學品的全過程有效管理，實時有效掌握全校危險化學品的總量、品類；系統引入了市場化的公平競爭機制，貨比多家，降低師生的科研成本，提高學校科研經費的使用效率。

(2) 系統運行降低了實驗室安全事故隱患。我校3個系統協同運行，針對“人的不安全行為、物的不安全狀態”進行分類管理，形成規范管理合力，從實驗室安全文化建設、重大風險源在校管理、?；啡胄Ｈ芷诠芾淼葞追矫嬷诌M行實驗室安全管理，降低了實驗室安全事故隱患。

同時，由于各系統的功能劃分明確、分工細化，尤其強調實驗室安全責任體系的落實，更為有效的貫徹學校-院系-實驗室(學生)三級安全責任體系，把安全制度落地，責任逐級分解，各級責任清晰，增強了實驗室安全責任意識，降低了實驗室安全風險隱患。

(3) 系統運行促進“環安健”信息系統的功能升級與優化。基于目前的系統建設和運行情況，繼續擴充、完善“環安健”管理信息系統是開展好各類工作的必然要求，例如：實驗室安全檢查系統，安全物聯網檢測、監控平臺系統，實驗室安全緊急情況通知系統等需要圍繞實際需求進行調研。完整的大學實驗室“環安健”管理信息系統的協同工作將有助于我校實驗室環境、安全、健康管理工作的有效開展，逐步縮小與世界一流大學的實驗室管理水平的差距。

5 結 語

校園是有生命的，好的校園可以塑造人、教育人，給人以感悟和啟迪，營造安全、先進、整潔、規范的實驗室環境是現代大學的重要目標。開發有建設性和示范性的“環安健”管理信息系統將有效提高各級執行和管理層的工作效率、監督力度和規范化管理水平。不斷升級完善的基于“互聯網+”的實驗室安全管理信息系統建設將在大學實驗室環境、安全、健康管理工作中起到重要的支撐作用。

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