劉建國,王小強
(中國石油大學(華東) 化學化工學院,山東 青島 266580)
高校化學、化工實驗室由于存放或使用種類繁多的易燃易爆化學品、腐蝕性化學品、高壓氣體及設備等危險物品,使其成為實驗室安全事故的易發地和多發地,也成為實驗室安全監管的重要對象[1-2]。特別是近年來,隨著我國科研經費投入的快速增長,以及研究生/留學生招生規模的不斷擴大,高校化學、化工實驗室在安全管理及運行方面所面臨的壓力也隨之攀升[3]。在此背景下,學習和借鑒國外大學實驗室安全管理的先進經驗,能夠為提升我國高校化學實驗室的管理水平提供外部智慧支持。本文以加拿大蒙特利爾大學為例,介紹其化學實驗室在安全管理方面的特色與經驗,并針對國內高校化學實驗室管理中存在的薄弱環節,提出了相應的改進措施。
蒙特利爾大學對實驗室新進人員(教職工、訪問學者、研究生和本科生)的安全培訓非常重視,且形式多樣,極具實用特色。整個培訓分為學校、院(系)和課題組三個級別,只有依次通過所有培訓的合格人員,才能獲得進入實驗室的權限。
校級安全培訓的形式有課堂培訓和網絡在線學習兩種。課堂培訓由學校專職人員進行講授,內容包括學校所在地(加拿大魁北克省)對環境保護的法律規定、學校實驗室管理的組織結構、實驗室工作人員的權利和義務、實驗室安全事故的類型及預防措施、實驗室應急管理和實驗室廢棄物處置辦法等。蒙特利爾大學的課堂培訓不設有考試環節,這與已報道的大多數國外高校的課堂培訓不同[4-5]。課堂培訓結束后,所有學員將被要求在一周內完成網絡在線學習和在線考試。網絡在線學習的內容根據學員所在專業的不同而變化。化學專業的人員主要學習危化品的危害及控制、實驗操作安全、廢棄物的歸類存放、個人防護用品的配備及使用等。在線考試則要求學員限定時間內完成100道選擇題的作答,80分為及格。
院(系)級別的安全培訓以參觀和實操訓練為主。首先,院(系)實驗室的管理人員以參觀的形式向學員介紹公共實驗室(即大型儀器平臺)和各課題組實驗室的分布情況,以及公共實驗室的管理要求和大型儀器的預約培訓辦法等。此外,院系級別的安全培訓還會對部分學員進行某些特殊操作的訓練,如液氮的分裝。蒙特利爾大學不允許課題組單獨購買液氮,所有實驗室使用的液氮均由院(系)負責采購和存放。當課題組內使用的小型液氮罐(容積一般為20 L)壓力不足時,則需要到院(系)保存的大容量罐體(單個罐體的容積為300 L)中進行分裝。由于筆者所在課題組要求訪問學者具備分裝液氮的能力,所以筆者也有幸參加了這一特殊操作的實操訓練。當實驗室新進人員通過學校和院(系)級別的安全培訓后,將會獲得蒙特利大學的實驗室安全培訓證書,但在進入實驗室之前,仍需接受課題組級別的安全培訓和大型儀器的使用培訓及考核。
課題組的安全培訓以現場講解為主,內容包括試劑的采購與存放、衛生值日管理、應急設施的位置及使用方法、廢棄物的分類存放等。雖然相對于學校和院(系)級別的安全培訓而言,課題組的培訓內容要少很多。但只有參加完課題組的培訓,且課題組長和學員共同簽字證明后,才能向院(系)提出申請,開通學員校園卡的實驗室使用權限。
蒙特利爾大學在每個學期之初,都會開展實驗室新進人員的安全培訓工作。同時為了提高實驗室工作人員的安全意識,學校還要求研究生和正式職工必須每年進行一次網絡在線學習和在線考試,考試合格才能繼續進入實驗室工作。
(1)藥品的采購。蒙特利爾大學設有專門的藥品采購中心,統一負責全校的試劑采購和分發工作。學校要求每個課題組和教學單位指定一名正式職工,在每個星期的固定時間向學校提交藥品采購申請。大部分常用試劑都會在學校確認訂單后的1~2天內到貨,只有進口試劑或使用頻率較低的試劑需要等待較長時間。
(2)藥品的存放。在蒙特利爾大學化學實驗室內,能夠看到的化學試劑種類和數量極為有限,甚至沒有試劑柜的存在,這主要得益于該校實驗樓的建造設計。在蒙特利爾大學每個課題組實驗室附近(一般為樓道的對面房間),都建有面積較相對小的試劑儲藏間,儲藏間內擺放有多個通風柜,用以存放不同性質的化學試劑。同時,為了進一步提高試劑儲藏間的使用安全性,也為了與實驗室加以區別,儲藏間不設有刷卡裝置,而全部使用門鎖,開啟門鎖的鑰匙則存放在各課題組實驗室內。科研人員刷卡進入實驗室后,首先需要使用鑰匙打開試劑儲藏間,取出自己需要的試劑,然后鎖閉試劑儲藏間,返回實驗室開展工作。待實驗結束后,科研人員還需要將剩余藥品送回至試劑儲藏間。因此,在蒙特利爾大學化學實驗室能夠見到的藥品一般為待處理且數量相對較少的中間產物或最終產品。
蒙特利爾大學的儀器設備分為兩類:課題組實驗室內的設備和公共實驗室內的設備。前者一般為小型儀器,由課題組長負責,使用前無需預約;后者均為大型儀器,由院(系)指定專人負責,使用前需進行培訓、考核和預約。此外,在公共實驗室內,相同類型的大型儀器,有時會存在年代或型號不同的多臺設備,且這些設備都在正常使用中。在此情況下,院(系)通常指定1人負責所有此類設備的管理。本文只對公共實驗室內的設備管理進行介紹。
2.2.1 嚴格的培訓及考核
蒙特利爾大學規定,所有實驗室新進人員在使用公共實驗室內的儀器之前,必須接受設備管理人的培訓和考核。設備管理人通常把需要接受培訓的人員分為兩組,一組是沒有設備使用經驗的學員,他們的培訓內容較多,包括設備的原理、結構、操作步驟、數據分析、注意事項等,給予的練習時間也相對較長。練習結束后,設備管理人會對學員進行現場操作考核;另一組則是前期使用過相同設備的學員(如訪問學者),其培訓內容主要是發現學員操作設備過程中的不當之處,并給予糾正。此類學員的培訓和考核同時進行,用時較短。
2.2.2 設備廠家工程師的不定期培訓。
在蒙特利爾大學,當公共實驗室內的設備出現故障,廠家工程師上門維修時,設備管理人會提前發郵件通知所有使用人員到場參加學習和培訓,郵件會同時抄送給相關課題組長。這樣做的好處在于:(1)工程師會向所有設備使用人員解釋故障產生的原因,避免日后出現同樣的問題;(2)在維修過程中,工程師會對設備進行拆解,同時向設備使用人員講解其內部結構和工作原理。這在設備管理人負責的培訓過程中是無法實現的;(3)工程師還會介紹設備的使用技巧和維護知識。此類培訓雖然沒有文件強制性要求,但原則上收到郵件的在校人員都要參加,不能參加者需向設備管理人和課題組長通過郵件說明原因。
2.2.3 高效的設備維修管理。
由于蒙特利爾大學公共實驗室內的設備數量眾多,個別設備出現故障的現象時有發生。當設備無法正常工作時,要求使用人員第一時間聯系設備管理人。為了方便電話聯系,蒙特利爾大學的每間公共實驗室內都裝有固定電話,并在門后貼有房間內所有設備管理人的電話號碼。設備管理人在接到電話通知后,一般會及時趕到現場,幫助使用人員解決問題。當遇到的故障需要廠家工程師上門維修時,則要求設備管理人向院(系)提出申請,而院系負責人會在1~2個工作日內給予答復。獲得院(系)批準后,設備管理人會通過郵件向廠家發送正式的維修邀請函,并通過電話確認對方收到該郵件。在此情況下,設備廠家就必須在銷售合同約定的響應時間內(加拿大境內一般為2~3天)派工程師到達現場,對設備進行維修,否則將承擔相應的違約責任。
高校實驗室的安全管理涉及相關部門的組織結構、規章制度、運行機制、應急響應等眾多方面的內容,且大部分內容已有國外大學先進經驗的報道[6-7]。因此,本文只針對內地高校在安全培訓、藥品及設備管理方面存在的問題給出相應的改進措施。
安全培訓是實驗室工作人員全面、系統地學習實驗室安全管理的規章制度、了解實驗室安全風險、熟悉實驗室事故應急處理辦法、掌握個人防護知識、樹立和提升實驗室安全意識的重要環節。然而,目前大部分內地高校僅對實驗室新進人員進行一次性的院系級別的安全培訓,且不設考試環節,這種形式主義的培訓過程很難發揮其應有的作用。因此,首先建議有條件的內地高校向化學、化工、材料等專業的本科生和研究生開設實驗室安全與環保方面的必修課程;其次,建議對正式職工、高年級研究生、留學生等進行周期性的安全培訓,以提升實驗室人員的安全意識。
在高校化學、化工實驗室內,某些特種設備(如高壓反應釜)和特殊操作(如液氮的使用)存在較高的安全風險,且一旦出現事故,將會對操作人員造成非常嚴重的人身傷害。對于這些特種設備和特殊操作,學校或院系應安排專業人員對相關實驗操作人員進行嚴格的培訓,同時要嚴厲杜絕由課題組高年級學生向低年級學生進行此類培訓現象的發生。
化學試劑是開展相關科學研究的實驗原料。在高校化學、化工實驗室內,一般都存放有種類較多的化學試劑。然而在國內大多數高校內,存放化學試劑的藥品柜并不具有通風功能,這使得實驗室內時刻都有化學試劑的味道,也帶來一定的安全隱患。因此,建議內地高校在規劃建設新的實驗樓時,借鑒蒙特利爾大學的經驗,在實驗室附近設置專用的試劑儲藏間,以減少實驗室內試劑的存放量。對于現有的高校實驗室,可以在條件允許的情況下,對實驗室進行隔斷處理,增加獨立的試劑儲藏間,并安裝通風試劑柜。
大型儀器是進行科學研究的技術和物質基礎[8],且價格昂貴,維修成本較高。因此維持大型儀器的正常運行、縮短其維修周期,對保障科研工作的順利開展極為重要。目前,很多內地高校大型儀器的管理人由教師兼任,而教師的主要任務是教學、科研和研究生的培養,因此無法將全部精力用于大型儀器的管理,這必將造成儀器監管的缺失、維護/維修的不及時,進而影響單位科研工作的進程。解決此類問題,需要內地高校設立少量專職的大型儀器管理崗位,聘用專業人員負責設備的培訓、日常使用管理、維護及維修等,真正將大型儀器的管理責任落實到位。
高校化學、化工實驗室是開展教學和科學研究的重要場所[9],也是培養創新性人才的重要基地,其安全管理的責任重大。國內高校應在現有實驗室管理水平的基礎上,學習和借鑒國外大學的先進經驗,進一步提高自身實驗室安全管理能力,為全面推進我國世界一流大學和一流學科建設提供強有力的保障。