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(xué)a.動力與機械學(xué)院；b.實驗室與設(shè)備管理處，武漢430072）

0 引 言

工業(yè)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(shù)加速更替、多學(xué)科交叉與融合已成態(tài)勢，正在對高等教育產(chǎn)生廣泛而深刻的影響［1］。2016

年“新工科”的概念提出后，引發(fā)了高等教育的深入研討，先后形成了“復(fù)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(chuàng)新、交叉與融合，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才的理念正在形成高度共識［2-3］。“新工科”對理工科人才培養(yǎng)的交叉性與綜合性提出了新的要求，學(xué)科交叉融合催化了跨學(xué)科交叉領(lǐng)域?qū)嶒炇业某霈F(xiàn)，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(yù)防事故發(fā)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(gòu)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(guī)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(guī)避或消除不安全行為），從而達到預(yù)防事故、實現(xiàn)安全的目的［8］。下面將從事故致因理論和事故預(yù)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(guī)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(fā)生。在可見報道中，火災(zāi)、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(dāng)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(xué)品、特種設(shè)備（壓力容器和起重機械等）、病原微生物等是引發(fā)實驗室安全事故的主要危險因素。根據(jù)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(fā)生的可能性。某些情況下，人的不安全行為可部分引發(fā)或轉(zhuǎn)化為物的不安全狀態(tài)［11］。即人的不安全行為決定物的不安全狀態(tài)，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(chǎn)生遵從動作，消除人的不安全行為，養(yǎng)成良好安全習(xí)慣，最終發(fā)揮預(yù)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(yù)防原理

當(dāng)代事故預(yù)防通過主動預(yù)防與被動預(yù)防相結(jié)合，避免或者減少事故發(fā)生。根據(jù)危險源控制層級金字塔［13］結(jié)構(gòu)（見圖2）：①優(yōu)先級是從設(shè)計上消除、限制危險源，是比較理想的層次，主要適用于在設(shè)計的技術(shù)手段和經(jīng)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(yōu)先級是防護、隔離和屏蔽危險源，主要包括各種設(shè)備防護裝置、個體防護裝備等；③優(yōu)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(zhì)、存在和危害后果，以及如何預(yù)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(yù)防的層次。這是因為，安全標志作為第3優(yōu)先級的補救方法，不能代替安全設(shè)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(yōu)越性。安全標志的建設(shè)和施行：①體現(xiàn)了“以人為本，預(yù)防為主”的理念；②安全標志的推行成本遠遠低于應(yīng)急救援和恢復(fù)建設(shè)。

圖2 危險源控制層級金字塔

1.3 實驗室安全文化建設(shè)

實驗室安全文化以保障實驗室安全運行和發(fā)展為目標，是實驗室?guī)熒陌踩珒r值觀與安全行為規(guī)范的集合［14］。建立和推行適用于高校實驗室統(tǒng)一通用的安全標志，是實現(xiàn)實驗室本質(zhì)安全的有效途徑，更是實驗室安全文化建設(shè)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(xiàn)實驗室的安全理念和安全文化視覺化［15］，一目了然地向?qū)嶒炄藛T傳達安全信息，自覺約束其在實驗室內(nèi)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(guī)范的實驗室安全標志的應(yīng)用，不僅可以增強實驗人員的安全意識，而且有助于激發(fā)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(fā)展迅速；據(jù)教育部公布的高校資產(chǎn)情況數(shù)據(jù)和文獻統(tǒng)計［16］，截至2019年8月，全國普通本科高校教學(xué)實驗室超38 000個，實驗室總面積超過3 780萬m2，儀器設(shè)備總值超過5 474億元，年實驗人數(shù)超40億人次。實驗室是高校開展實驗教學(xué)、支撐科學(xué)研究工作的重要場所，具有覆蓋學(xué)科廣、參與學(xué)生多、人員流動量大、儀器設(shè)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(tǒng)，重視對人員健康和環(huán)境安全的影響。實驗室建設(shè)前期，科學(xué)規(guī)劃各種安全防范措施及實施辦法；投入使用后，各種安全設(shè)施和標識一應(yīng)俱全，實驗室房門和冰箱上都設(shè)有明確的安全與環(huán)保警示標志、圖案或告示。

但是，安全標志在我國內(nèi)地高校實驗室卻是一個被忽略的細節(jié)，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(yè)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?；?、采礦、冶金、交通運輸?shù)劝踩攸c行業(yè)的安全標志標準，制定專門針對生產(chǎn)經(jīng)營單位的條款。但高校一般是公益性事業(yè)單位，沒有對實驗室安全標志做強制要求。現(xiàn)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(yè)和公共場所的標準，適用范圍過于專一或?qū)挿海虎趧t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(yè)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(dǎo)則》、GB/T 31523—2015《安全信息識別系統(tǒng)》、GBZ 158—2003《工作場所職業(yè)病危害警示標識》等適用于存在潛在人身安全風(fēng)險的公共場所或工作區(qū)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(lǐng)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(yè)標準，填補了微生物實驗室生物安全標識規(guī)范的空白。該標準規(guī)定了病原微生物實驗室生物安全標識的規(guī)范設(shè)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(yè)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(guān)的研究、教學(xué)、檢測、診斷、保藏及生物制品生產(chǎn)等相關(guān)活動的實驗室，適用范圍太窄，分類和內(nèi)容顯然不能滿足高校新工科實驗室安全標志系統(tǒng)發(fā)展的需要。

2.2 安全標志使用不規(guī)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(shè)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(shè)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(gòu)圖組合、尺寸大小和位置等都有嚴格詳細的規(guī)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(huán)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(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)不規(guī)范的情況。將安全標志使用的常見問題總結(jié)為形式不當(dāng)和維護不善兩類；實例及規(guī)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(dāng)

表3 安全標志維護不善

圖3 不規(guī)范標志

圖4 規(guī)范標志

圖5 安全標志維護不當(dāng)

安全標志使用不當(dāng)，輕則可識別度不夠，不能發(fā)揮安全警示作用，重則在安全事故發(fā)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(guī)范使用必須引起足夠重視。

3 實驗室安全標志的設(shè)置與實施

3.1 安全標志的設(shè)置流程與實踐

3.1.1 設(shè)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(jù)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(shè)備；④危險化學(xué)品；⑤環(huán)保；⑥輻射防護；⑦職業(yè)病；⑧工作場所；⑨管道；⑩保密；○1應(yīng)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(nèi)，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(jù)實驗室環(huán)境，分為室內(nèi)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(shè)計和制作標志時，遵循有章可循；現(xiàn)有可借鑒的安全標志適當(dāng)引用（僅顯示了部分標準），部分標志進行修改或者設(shè)計新增，并結(jié)合一線師生的反饋進行修正。同時可考慮加入學(xué)校LOGO等高校特色，豐富和提升實驗室安全文化內(nèi)涵。

在符合現(xiàn)有標準的基礎(chǔ)上，安全標志的選材應(yīng)考慮耐用性和經(jīng)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(nèi)設(shè)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(shè)置的案例應(yīng)用

武漢大學(xué)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(xué)、材料、生物等領(lǐng)域；學(xué)科的高度交叉性以及學(xué)術(shù)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(guī)劃建設(shè)過程中，NISE始終秉承“以人為本，預(yù)防在先”的安全管理理念，借鑒德國先進實驗室的設(shè)計與管理經(jīng)驗，將實驗室分為物理和化學(xué)操作間，安全標志的設(shè)置分為室內(nèi)和室外兩類，分門別類粘貼。

實驗室內(nèi)部的安全標志設(shè)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(fā)現(xiàn)，同樣的安全標志，粘貼在儀器設(shè)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(nèi)安全標志實施分類

實驗室室外的安全標志設(shè)置則遵循通用性、統(tǒng)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(shè)備管理處統(tǒng)一發(fā)放，是實驗室內(nèi)安全信息的匯總；主要包含安全責(zé)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(shè)置，防止不當(dāng)滅火措施造成二次傷害；武漢大學(xué)LOGO的設(shè)置在于提高師生對學(xué)校安全文化的認同感，構(gòu)建實驗室安全文化氛圍。安全標志牌的優(yōu)點在于內(nèi)容上針對性強、責(zé)任人明確、安全重點一目了然；使用上可根據(jù)不同實驗室危險因素，自行組合粘貼安全標志，簡單方便；設(shè)計上采用3層組合結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)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(shè)施和標志由校保衛(wèi)部統(tǒng)一設(shè)置，消防安全標志主要設(shè)置在門口消防設(shè)施旁醒目處。

圖7 室外安全標志

經(jīng)過精心規(guī)劃設(shè)計和實踐，NISE的安全標志規(guī)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(xué)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(yīng)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(zé)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(jié) 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(guī)范的問題。

（2）以武漢大學(xué)NISE五星級安全實驗室的建設(shè)為例，研究了新工科實驗室通用安全標志設(shè)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(jù)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(yīng)用更多的實驗室，形成覆蓋科研和教學(xué)專業(yè)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(shè)添磚加瓦。