綠色化學理念下的化學實驗室安全管理

張 賀，李雅潔

（吉林大學化學學院 吉林 長春 130012）

實驗室是教學和科研的重要場所，也是高校和科研院所綜合實力的重要體現。實驗室的安全管理工作也是國家安全生產的重要組成部分。適用于實驗室的安全管理理論模型有很多，但不一定完全適合化學實驗室的管理。

近年來，雖然各高校和科研院所已將“綠色化學”理念與實驗室的建設和管理工作結合起來，但只限于減少實驗室環境污染這一環保問題，而沒有把“綠色化學”理念全方位、多角度地應用到實驗室建設和管理工作的方方面面。因此，探索符合“綠色化學”理念的化學實驗室建設和管理的舉措和模式顯得尤為重要。本文以吉林大學國家級化學實驗教學示范中心的實驗室安全管理為例，在綠色化學理念下對化學實驗室的建設和安全管理進行了有益的探索和實踐。

1 綠色化學的內涵和意義

綠色化學又稱環境友好化學或清潔化學[1]，是化學學科發展的必然選擇，是適應人類的需求而逐步形成的。綠色化學主要利用化學技術和方法減少甚至消除有害原料和化學產品的使用和產生，在源頭上阻止污染[2]。從綠色化學的十二條基本原理來看，綠色化學的內涵包括三個方面：從科學觀點來，看綠色化學是化學和化工科學基礎內容的創新，是基于環境友好條件下的融合和拓展；從經濟觀點來看，綠色化學是合理利用資源和能源，降低生產成本，符合經濟可持續發展的要求；從環境觀點來看，綠色化學是保護生態環境的新科學和新技術，從根本上解決生態環境日益惡化的問題。因此，綠色化學的意義就是注重源頭預防，遵循“拒用、減量、重復使用、回收、再生”的5R 原則[3]，并提高各種效率，實現最高的原子經濟性，最終實現化學反應、原料、催化劑、溶劑、化工生產和產品的綠色化，從而實現環境的無害化和可持續化發展。

2 化學實驗室存在的常見安全問題

2.1 實驗室人員方面

2.1.1 人員流動性大

鐵打的實驗室，流水的學生。實驗室人員通常可分為學生、教師和實驗室工作人員三個群體，其中學生是實驗室使用的主體，是安全意識最為淡薄的群體，也是流動性最大的群體。除了他們以外，實驗室還有臨時參觀和短期交流的人員造訪，這更是增加了人員的不確定性和流動性。

2.1.2 人員水平和訓練不足

進入實驗室工作的人員一般均為高學歷人群，但高學歷并不意味著有高的安全素質和能力。很多本科生，甚至研究生雖然經過了崗前安全培訓，也了解了水電安全、消防安全、設備安全和化學品安全的重要性，卻依然不知道怎樣進行實驗才能保障自己他人的安全。究其根本原因就是光有基本的安全常識是不夠的，只有掌握了本專業方面的安全常識和專業技能，才能保證實驗安全和實驗室安全。

2.2 化學實驗室自身方面

化學實驗室本身特有的問題主要表現體現在人員多、危險化學品多、實驗條件危險性大和監管難度大。尤其是科研實驗室，其因自帶的探索性、創新性和風險性等科研屬性而帶來的試劑種類多、危險源多和高復雜性，更是大大增加了安全風險和隱患。而僅僅依靠加強化學實驗室的管理制度、消防設施建設和穿戴個人防護并不能解決這些問題。因為這些措施只能在發生安全事故時降低事故的危害，并不能從源頭上消除安全事故的發生。

2.3 實驗室設計和建設方面

2.3.1 實驗室設計和建設無標準可依

①中小型第三方物流企業，根據中國物流與采購聯合會和全國物流標準化技術委員會協助制定的《物流企業分類與評估指標》，認為中小物流企業的內涵所謂中小型物流企業，是根據企業固定資產年營業額、年上繳利稅和企業員工規模劃分的一類企業形態[5]。當前一般指那些固定資產1000萬元以下、年營業額數百萬至數千萬、企業員工500人以下的為中小型物流企業。多數為單向型物流企業，它僅僅承擔和完成某一項或少數幾項物流功能[6]。

無標準可依是困擾化學實驗室建設者和管理者的難題。現階段，很多高校和科研院所都在建化學類實驗室。但是，除了《科研建筑設計標準》（JGJ 91―2019）這個行業標準外，化學類實驗室的建設再無其他標準可依。雖然《科研建筑設計標準》對科研類實驗室的建設起到了參考和指導作用，但是它并不完全適合化學類實驗室的設計和建設要求。這樣就出現了化學類實驗室的建設完成時就是再改造開始的怪現象。比如，氣體管路在施工前無預先專門設計只能在后期改造中進行；補風系統與排風系統沒有協同設計和施工，導致實驗室內空氣質量或污染物含量不達標。

2.3.2 實驗室功能分區不明確、不科學

除了實驗室設計和建設無標準可依外，實驗區、學習區和辦公區不分也是很多高校和科研院所共性的安全問題，也就是說，三個功能區不是相互獨立的而是重疊的。各實驗室都在追求使用空間的最大化和功能分區的細化，造成了空間擁擠、設備布置混亂、水電布局和使用不規范、不同實驗用房混用的情況。尤其是由辦公室或教室改建或擴建而成的化學類實驗室，其基礎安全、安全設施和實驗場所安全問題最為突出。比如，沒有通風系統或通風系統簡陋，安全設施陳舊老化，疏散通道凈寬不達標等。

3 化學實驗室安全管理的探索與實踐

3.1 實驗室人員方面

3.1.1 加強綠色化學教育、增強安全意識

進行綠色化學的教育既是培養具有可持續發展理念和專業素質人才的需要，也是培養實驗室人員利用綠色化學理念增強安全意識的需要。綠色化學的理念可概括為潔凈性、原子經濟性和安全性，也就是從源頭上防止和消除污染，充分利用每個原子并實現化學反應“零排放”和反應條件盡可能溫和或安全。通過定期、適時組織專題座談調研會、法規學習交流會、督查專家研討會等教育形式，把綠色化學的理念融入化學實驗室教學和管理工作的各個環節[4]，包括教學大綱、實驗項目、實驗耗材、實驗技術和方法、實驗設備和實驗室建設等。這樣的綠色化學教育，讓安全意識和責任意識始終貫穿在每個實驗室人員的學習和工作中。常念實驗室安全這個“緊箍咒”才能警鐘長鳴，并從源頭上“防患于未然”。

3.1.2 實行實驗室人員準入制度

對各類進入實驗室的人員，包括學生、教師、實驗技術的人員以及外來人員進行安全準入審核。各類使用實驗室的人員均需通過不同形式的安全培訓或學習，經考試合格、簽訂安全責任書后方可獲得準入資格。因參觀、維修等短期進入實驗室的人員需告知安全注意事項后才能進入實驗室，同時還要為其配備合適的個人防護用品。

3.2 實驗項目方面

首先對化學實驗教學大綱進行分析與研究，去除毒性強、污染重、危害大的實驗內容，增加綠色、環保、安全的實驗內容，保證化學實驗內容的綠色化、安全化。其次，不再開設使用劇毒化學品的實驗項目，對大量使用氣味大、健康危害大的試劑的實驗項目，采用替代或減害方法重新進行實驗設計，比如用氯化亞汞代替氯化汞，用甲苯代替苯等；在保證實驗效果和產率的前提下，應該盡量減少化學試劑的用量，使實驗小型化、微型化。最后，對所有實驗項目進行風險評估并對安全風險高的實驗項目編制應急預案；同時，給學生設計的預習報告中也要有風險評估、個體防護和應急處置等安全內容。

3.3 化學品方面

3.3.1 化學品的綠色采購

綠色采購是從源頭上實現對化學品的安全管理，尤其要對管制類和易燃易爆類危險化學品按需采購、按量使用，最大程度減少危險化學品的使用。其中，易制毒和易制爆化學品必須經過主管部門審批，報公安機關批準或備案后再向有資質的單位購買。

3.3.2 化學品的綠色使用

綠色使用是指在滿足實驗教學效果的前提下，在使用過程中把化學品對人和環境的影響降到最低。首先，使用前要查閱化學品安全技術使用說明書（SDS），詳細了解化學品的理化性質和危險屬性，盡量采用無毒無害物質代替有毒有害物質，并做好風險評估報告和可行的應急預案。其次，實驗的過程中必須穿戴合適的個人防護裝備，必須嚴格按照操作規程進行實驗操作。最后，化學品的儲存要規范，要根據《危險化學品倉庫儲存通則》（GB15603―2022）的要求分區、分類、分柜儲存試劑，并定期盤點和安全檢查，做到賬物相符，動態臺賬更新及時。同時，給每個試劑柜都制作信息卡，掃描信息卡上的二維碼就可以了解柜內試劑的種類、SDS 和儲存禁忌配伍等信息，節能、環保。

3.3.3 化學品的綠色處置

綠色處置是把實驗室廢棄物分類收集、降害處理、合規暫存。對于酸堿溶液，可以先中和，達到中性后再排掉；對于鉛、鎘等重金屬，要先分類收集，然后再進行沉淀和降害處理；對于有機溶劑，一定要分類收集，送到學校指定的暫存站等待進一步處理。

3.4 儀器設備方面

3.4.1 儀器設備的前期管理

前期管理是儀器設備采購前要進行購置論證，內容主要包括基礎條件論證、必要性論證、先進性論證和安全性論證。其中，安全性論證包括是否專人負責該設備的管理、操作、維護工作，詳細說明設備運行中可能出現的安全問題，制訂相應的預案措施并確保落實等。

3.4.2 儀器設備的運行維修管理

運行維修管理是通過對儀器操作者進行操作培訓、制定安全操作規程、定期維護和保養設備來實現。同時，學校主管部門有專項資金用于儀器設備的維修和保養。實驗室人員還配合學校主管部門對實驗室內的儀器設備進行定期的維護和保養，避免因線路老化、元器件老化和年久失修所造成的安全隱患。

3.4.3 儀器設備的改造和報廢管理

改造和報廢管理是經學校主管部門同意，進行安全評估后對儀器設備進行改造，更新升級，報廢留用供師生拆解、組裝來延長設備生命周期的管理，提高了儀器設備的利用率，[5]也為實驗室的可持續發展提供了物質保障。

3.5 實驗室基礎條件方面

3.5.1 實驗室環境條件改造

對實驗室環境條件進行改造，可排除用水、用電、安全設施和排風等方面存在的安全隱患，也提高了實驗室人員的工作效率。比如，給每個實驗室的通風系統都安裝了定時器，并設置不同的啟停時間段，盡可能保證室內空氣質量達標，確保人員身心健康，提高其工作積極性；再如，給實驗室安裝簡易的實驗室真空系統，既避免了實驗室人員使用真空泵時扎堆的現象，也減少了安全隱患和耗材的損失，隱藏真空泵設計后，還降低了室內的噪聲，實驗室安靜了不少，穩定了實驗者的情緒，提高了實驗效率。

3.5.2 明確實驗室功能和分區

明確實驗室的功能和性質后，通過對同類實驗室進行調研，了解專業要求和相關專家的建議，對實驗室進行設計和建設，達到分區明確、安全環保、符合綠色化學實驗室的使用要求，避免化學實驗室建完就改造的現象出現。

4 結語

化學實驗室的安全管理是一項長期而艱巨的任務。綠色實驗室建設也不是片面的環保和節能，安全才是首位。實踐證明，只有加強綠色化學教育，在遵循綠色化學基本原則的基礎上推行“綠色化”改革，培養實驗室人員的“綠色”思想，將綠色化學理念深入實驗室工作的各個環節，才能為教學與科研工作提供一個安全可靠的工作環境，也為高校和科研院所的安全管理提供新途徑。