高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室安全問題分析及安全教育方案的構(gòu)建

李崢 吳正俊 陳懷俠

摘要 高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室具有涉及的儀器設(shè)備多、化學(xué)藥品及試劑種類多、學(xué)生人數(shù)及來源院系多的“三多”特點。文章基于上述特點，圍繞實驗室儀器設(shè)備及藥品試劑的操作、廢棄物的處理、事故應(yīng)急處理等安全問題進(jìn)行了分析，提出在開展實驗室安全通識教育的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一種以各專業(yè)實驗室具體實驗項目為依托的實驗室安全教育方案，以期對師生起到警鐘長鳴的作用，助力實驗室安全管理工作順利開展。

關(guān)鍵詞 高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗；實驗室安全；安全教育

中圖分類號：G482文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.009

近年來，高校實驗室安全事故頻發(fā)，使家長和學(xué)生“談化色變”，未入學(xué)便想轉(zhuǎn)專業(yè)，對化學(xué)實驗存在一定盲目擔(dān)憂和焦慮。實驗室的安全問題備受關(guān)注，安全事故輕則造成儀器設(shè)備損毀，重則導(dǎo)致人員傷亡，對教學(xué)、科研進(jìn)展，學(xué)校聲望、社會環(huán)境都會造成極大影響[1]。

1高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室的特點

儀器設(shè)備種類及數(shù)量多：高校化學(xué)各基礎(chǔ)實驗室既有各自特有的儀器設(shè)備，如儀器分析實驗室里的光譜儀、色譜儀等大型貴重精密儀器，化工實驗室里的大型精餾塔等設(shè)備，有機實驗室里的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，無機及分析實驗常用的光度計、酸度計等，也有化學(xué)實驗室通用的儀器設(shè)備，如分析天平、烘箱以及各種玻璃儀器等；除了大型精密儀器受限于經(jīng)費預(yù)算，大部分通用的儀器設(shè)備數(shù)量均滿足了本科生單人單組的實驗要求，因此儀器設(shè)備數(shù)量也多。

化學(xué)藥品、試劑種類及數(shù)量多：高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室由于面向本科生開設(shè)實驗，實驗需求的化學(xué)藥品及試劑種類繁多，且存放量也很大。另外，盡管經(jīng)過多年的實驗項目優(yōu)化，但化學(xué)實驗仍不可避免的會使用到易制毒、易制爆等危化品，加之化學(xué)實驗的實驗條件多為高溫高壓，而涉及危化品的實驗通常具有實驗過程的未知因素更多、實驗項目和內(nèi)容更復(fù)雜等特點。

學(xué)生來源院系及人數(shù)多：以湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院（以下簡稱“我院”）為例，基礎(chǔ)實驗室包括有機、無機、分析、物化四大化學(xué)基礎(chǔ)實驗室和應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、制藥工程、化學(xué)生物學(xué)等專業(yè)實驗室，面向除化工學(xué)院外還有生科、資環(huán)、材料等學(xué)院部分專業(yè)的本科生開設(shè)實驗。

2高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室安全問題

高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室因涉及儀器設(shè)備多、化學(xué)藥品及試劑種類多、學(xué)生人數(shù)及來源院系多的“三多”特點，故而安全管理內(nèi)容廣泛而復(fù)雜、安全管理問題尤為突出。根據(jù)實驗開展的全過程，可將實驗室安全問題分為實驗室儀器設(shè)備安全、實驗室藥品及試劑安全、實驗操作安全、實驗室廢棄物安全、實驗室事故應(yīng)急處理安全。

2.1實驗室儀器設(shè)備安全

基礎(chǔ)化學(xué)實驗室學(xué)生循環(huán)流動性大，儀器設(shè)備重復(fù)使用率高，長期處于連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此實驗室儀器設(shè)備安全非常重要。加之在實驗室管理工作中存在不同程度“重購置、輕維護(hù)”的思想，因此在實際使用過程中容易缺乏對儀器設(shè)備的定期維護(hù)，造成儀器設(shè)備老化，易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。例如油浴加熱時，如果導(dǎo)熱油達(dá)到使用壽命，性狀發(fā)生改變（有水珠、分層、變黑、變粘稠等）、混入有機溶劑或易燃物品，加熱過程中冒煙或發(fā)生飛濺等，須立即停止使用，并更換新導(dǎo)熱油。循環(huán)水泵中的水必須經(jīng)常更換，以免殘留的溶劑被馬達(dá)火花引爆。

2.2實驗室藥品及試劑安全

化學(xué)實驗中不可避免會接觸到易燃、易爆、有毒、酸堿性、腐蝕性等類別的藥品及試劑。面對種類繁多，數(shù)量龐大的化學(xué)藥品及試劑，做好存儲以及管理工作十分重要。近年來，高校涉及危化品的安全事故屢屢發(fā)生，如清華大學(xué)發(fā)生的鉈中毒事件、復(fù)旦大學(xué)出現(xiàn)的亞硝胺投毒事件、揚州大學(xué)秋水仙堿投毒事件等，這些事件的發(fā)生均反映出高校對于化學(xué)藥品安全管理意識的相對淡薄[2]。由學(xué)校制訂統(tǒng)一的藥品及試劑采購制度，建立面向全校的標(biāo)準(zhǔn)危化品倉庫并配備專任管理員，施行危險化學(xué)品出入庫登記制度，使用前由各實驗員本人領(lǐng)取，使用后將剩余的危化品及時回庫，并更新藥品庫數(shù)據(jù)，不僅明晰了危化品的來源及去向，也減少了實驗藥品、試劑的浪費。

2.3實驗室操作安全

本科實驗大多操作并不復(fù)雜，但由于學(xué)生人數(shù)多，所以安全問題仍較多。化學(xué)實驗的實驗操作包括對儀器設(shè)備和對化學(xué)藥品、試劑的操作。儀器分析實驗以大型精密儀器為主，實驗員是安全責(zé)任的第一主體。實驗員定期對儀器做相應(yīng)的維護(hù)、保養(yǎng)，合理安排儀器的使用時間，并要求學(xué)生使用前進(jìn)行登記、使用中嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行合理操作是保證實驗安全的關(guān)鍵。對于其他基礎(chǔ)化學(xué)實驗而言，學(xué)生本人則應(yīng)當(dāng)是安全責(zé)任的第一主體，因?qū)W生人數(shù)多，老師無法時刻注意每一個學(xué)生的實驗操作，學(xué)生對于儀器設(shè)備使用的注意事項不熟會導(dǎo)致許多安全隱患。例如實驗中忘記關(guān)加熱套，導(dǎo)致溫度計裂開；樣品高速離心時，忘蓋內(nèi)蓋，導(dǎo)致離心機燒壞；沒有注意各種玻璃儀器的使用溫度、壓力，導(dǎo)致炸裂致使身體被劃傷、灼傷等。這些錯誤的操作不僅對儀器設(shè)備更對學(xué)生的人身安全造成了損害。

近年來，本科實驗方案中盡量減少了危化品的使用，但仍然有些實驗項目需要用到危化品，那么學(xué)生對于危化品的誤操作會直接導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。例如，配洗液，學(xué)生錯用了高錳酸鉀，導(dǎo)致硫酸噴濺出來，造成面部嚴(yán)重?zé)齻蝗∮脻恹}酸時未在通風(fēng)櫥里戴手套進(jìn)行，造成呼吸黏膜和皮膚損傷。除了危化品，其他化學(xué)藥品同樣會造成安全事故，例如一學(xué)生用裝過氯化鋇的燒杯煮咖啡喝，導(dǎo)致呼吸衰竭，最終去世。這些安全事故無不昭示著學(xué)生對化學(xué)藥品性質(zhì)缺乏認(rèn)識，漠視實驗室安全通識知識，因此在教學(xué)中，教師應(yīng)及時講解各化學(xué)藥品的性質(zhì)，強調(diào)安全使用規(guī)則。

2.4實驗室廢棄物安全

化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢棄物不同于生活垃圾，必須單獨進(jìn)行回收與存放，并通過專業(yè)方法進(jìn)行處理。高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室產(chǎn)生的廢棄物可大致分為普通廢液（廢酸、堿等無機物），有毒有害廢液（含Cr6+、Pb2+、Bi3+等金屬離子的混合溶液，有機廢液等），固體廢棄物（已污染和已過期變質(zhì)的固體試劑等），成分相對科研實驗室簡單，但數(shù)量卻很大。目前高校普遍不具備處理化學(xué)廢棄物的能力，因此在移交給有資質(zhì)的單位進(jìn)行處置前，將廢棄物收集并做好儲存是關(guān)鍵，否則會對環(huán)境安全及人身安全構(gòu)成危害。例如某高校本科生做合成實驗時，將用完的乙醚試劑瓶當(dāng)廢液瓶，向瓶內(nèi)倒入含有濃硫酸和濃硝酸等成分的廢液，結(jié)果瓶中留存的乙醚瞬間與酸發(fā)生反應(yīng)并從瓶口噴出混合液，學(xué)生手被灼傷。發(fā)生此類安全事故，究其原因是學(xué)生對廢棄物成分及化學(xué)特性缺乏了解，廢液分類不合理，存放不規(guī)范。鑒于此，一方面，高校應(yīng)從嚴(yán)審核藥品、試劑的購置申請，倡導(dǎo)減量化或小量化實驗等方式從廢棄物產(chǎn)生的源頭進(jìn)行控制[3]。另一方面，實驗室不同廢棄物的分類存放及預(yù)處理知識需要普及，實驗前要進(jìn)行相關(guān)的教育培訓(xùn)工作，教師的規(guī)范指導(dǎo)，學(xué)生的自我約束，實驗員的監(jiān)督管理缺一不可。

2.5實驗室事故應(yīng)急處理安全

如前所述，實驗室儀器設(shè)備維護(hù)的欠缺，藥品、試劑管理的漏洞，實驗操作的不規(guī)范，實驗后廢棄物的處理不當(dāng)均會引發(fā)一系列安全事故，安全管理的初衷是盡量減少和避免安全事故的發(fā)生，但如果不幸發(fā)生了，也需要及時處理以將危害降至最低，因此，建立常見事故應(yīng)急處理預(yù)案，提高師生處理各類安全事故的應(yīng)急能力是實驗室安全管理的最后一環(huán)。常見的實驗室安全事故主要有火災(zāi)，試劑中毒（吞食、吸入），劃傷（主要是玻璃儀器引起）等，不同的事故均有對應(yīng)的應(yīng)急處理方法。例如誤吞食試劑時，選擇飲水、牛奶等或者催吐；燙傷后立即用大量水沖洗后涂抹燙傷膏[4]。這些常見安全事故的應(yīng)急處理方法可制成電子版發(fā)送給師生留存。

3實驗室安全教育方案的構(gòu)建

加強安全教育，提高安全意識是做好高校化學(xué)實驗室安全管理工作的前提，安全意識的樹立一方面需要依靠實驗室安全通識教育，例如化學(xué)實驗室的著裝要求，不能將食物帶入化學(xué)實驗室等，但這些安全通識往往在新生入學(xué)時講解一遍后沒有反復(fù)強化，導(dǎo)致學(xué)生安全意識麻痹松懈。所以另一方面，各專業(yè)實驗室還應(yīng)當(dāng)針對各自實驗特點進(jìn)行安全教育，在每次實驗前，依據(jù)當(dāng)次實驗項目的安全隱患對學(xué)生進(jìn)行安全教育，能對師生起到警鐘長鳴的作用。表1是以我院化學(xué)分析實驗為例，依托實驗項目列出的安全隱患。

4結(jié)語

高校化學(xué)基礎(chǔ)實驗室不僅是承擔(dān)本科生教學(xué)及實踐任務(wù)的重要場所，也是培育學(xué)生創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)的孵化器，而安全的實驗環(huán)境是保障教學(xué)順利進(jìn)行的基本前提。強化實驗室安全教育，幫助學(xué)生樹立牢固的安全意識，最大程度上減少安全事故的發(fā)生，不僅助力了高校的安全管理，也為行業(yè)培養(yǎng)了安全意識強、實驗基礎(chǔ)扎實、操作規(guī)范的綜合型人才。

基金項目：虛實結(jié)合實驗室安全教育體系的構(gòu)建研究“2022湖北省高等學(xué)校實驗室研究項目”（HBSY2022052）；多元一體化實驗室安全教育體系的構(gòu)建研究“2022湖北大學(xué)教學(xué)研究項目”（2022010）。

參考文獻(xiàn)

[1]史萌.基于事故致因理論的T高校實驗室安全管理研究[D].天津：天津大學(xué)，2019.

[2]楊平，孫曉慶，田百平，等.高校實驗室藥品及儀器管理策略[J].設(shè)備管理與維修，2018（22）：11-13.

[3]毛應(yīng)明，李庭古，吳勝軍，等.高校實驗室化學(xué)廢棄物管理存在的問題及對策[J].廣州化工，2022，50（20）：279-281.

[4]高挪挪.高校化學(xué)實驗室常見傷害事故的預(yù)防舉措探析[J].實驗室科學(xué)，2022，25（4）：188-190.