大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理體系研究
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摘要：大型儀器實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)室安全工作整體部署的重要組成部分，它除了具有實(shí)驗(yàn)室的一般特點(diǎn)外，還具有高開放度、高專業(yè)化以及貴重儀器多、數(shù)據(jù)儲(chǔ)備量大等獨(dú)特性，因此，一般實(shí)驗(yàn)室的安全管理經(jīng)驗(yàn)難以直接套用在大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理上，需要構(gòu)建一個(gè)制度完善、人員有序、隊(duì)伍專業(yè)、宣傳到位、環(huán)境安全的大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理體系，逐步形成群防群治、預(yù)防為首的大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全戰(zhàn)略格局，確保全國(guó)教育系統(tǒng)安全形勢(shì)持續(xù)穩(wěn)定向好。
關(guān)鍵詞：大型儀器實(shí)驗(yàn)室；安全管理體系；安全文化
大型儀器是高校開展科研創(chuàng)造、技術(shù)革新的基本條件，是培養(yǎng)高水平科研人才、創(chuàng)新型人才的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，在加快“雙一流”建設(shè)、強(qiáng)國(guó)興邦的道路上發(fā)揮著重要的作用。改革開放以來，國(guó)家對(duì)教育資金的投入逐年增加，大型儀器在高校固定資產(chǎn)中所占的比例越來越大[2]，大型儀器實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行是大型儀器發(fā)揮作用、提高科技效益的基本保障。我校先進(jìn)能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大型儀器實(shí)驗(yàn)室擁有透射電鏡、掃描電鏡、原子力顯微鏡、X射線衍射儀等數(shù)十臺(tái)大型儀器，總價(jià)值超過2000萬元，本文結(jié)合本單位大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從大型儀器實(shí)驗(yàn)室自身的獨(dú)特性出發(fā)，研究了針對(duì)大型儀器實(shí)驗(yàn)室的安全管理體系。
1大型儀器實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)特性
教育部針對(duì)2018年12月26日北京某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室爆炸事故下發(fā)了《關(guān)于立即開展實(shí)驗(yàn)室安全檢查的緊急通知》，實(shí)驗(yàn)室安全問題在全國(guó)教育系統(tǒng)內(nèi)獲得了廣泛的重視。大型儀器實(shí)驗(yàn)室作為一類特殊的實(shí)驗(yàn)室，是實(shí)驗(yàn)室安全工作整體部署的重要組成部分，同時(shí)，相較于常規(guī)實(shí)驗(yàn)室，大型儀器實(shí)驗(yàn)室又具有獨(dú)特性，安全管理工作有其自身的特點(diǎn)和要求。（1）開放程度高。大型儀器的服務(wù)屬性和社會(huì)屬性要求其具有較高的開放程度，造成進(jìn)出儀器室的人員復(fù)雜、流動(dòng)性大、儀器設(shè)備使用頻繁、晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)，安全管理負(fù)擔(dān)較大。（2）高度專業(yè)化。大型儀器技術(shù)含量高、構(gòu)造精密、危險(xiǎn)源復(fù)雜（包括電路、輻射、磁場(chǎng)、泵油、氣體等），儀器本身就存在危險(xiǎn)性[3-4]。同時(shí)，大型儀器對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求較高，室溫、濕度、震動(dòng)、灰塵等都可能影響大型儀器的壽命、精準(zhǔn)性和安全性。（3）貴重儀器多。大型儀器大多屬于進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格幾百萬元甚至上千萬元，維修成本高昂，與常規(guī)實(shí)驗(yàn)室相比，大型儀器實(shí)驗(yàn)室的安全事故在物質(zhì)層面上要付出更大的代價(jià)。（4）數(shù)據(jù)儲(chǔ)備量大。大型儀器實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)備了大量的數(shù)據(jù)，包括設(shè)備檔案、技術(shù)資料以及客戶的原始數(shù)據(jù)等，除了像常規(guī)實(shí)驗(yàn)室一樣需確保人員及財(cái)產(chǎn)安全外，還要防止數(shù)據(jù)被竊，確保信息安全。這些獨(dú)特性增加了大型實(shí)驗(yàn)室安全管理的內(nèi)容和難度，普通實(shí)驗(yàn)室的安全管理經(jīng)驗(yàn)難以直接套用在大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理問題上，需要思考和探索一種針對(duì)大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理的系統(tǒng)性方法。安全事故的海因里希多米諾骨牌理論（見圖1）闡述了各種安全隱患與事故傷亡損失之間的因果關(guān)系，如果移去事故鏈中的某一塊骨牌，即可破壞連鎖反應(yīng)、終止事故過程。若想避免大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生，完善安全管理制度是根本，提高人的操作技能和安全意識(shí)、加強(qiáng)環(huán)境安全建設(shè)是關(guān)鍵，這就需要構(gòu)建一個(gè)制度完善、人員有序、隊(duì)伍專業(yè)、宣傳到位、環(huán)境安全的大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理體系（見圖2），抓鐵有痕、踏石留印地確保大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全、有序、高效地運(yùn)行。
2構(gòu)建大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理體系
2.1完善大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理制度。2.1.1培訓(xùn)準(zhǔn)入制度和預(yù)約制度。實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)準(zhǔn)入制度是實(shí)驗(yàn)室安全開放的重要保障[5]，能有效減少人為因素導(dǎo)致的儀器損壞、人身傷害等安全事故。培訓(xùn)準(zhǔn)入制度要求建立標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)流程，包括實(shí)驗(yàn)室安全常識(shí)培訓(xùn)、儀器理論和上機(jī)操作圖2大型儀器實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)特性及其安全管理體系的構(gòu)建培訓(xùn)等，考核通過者才能被授予大型儀器實(shí)驗(yàn)室使用資格和自主上機(jī)操作資格。與此同時(shí)，用戶需要借助大型儀器網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提前預(yù)約，同一時(shí)段一臺(tái)儀器僅對(duì)一位用戶開放使用。大型儀器實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)置樣品預(yù)處理區(qū)和測(cè)試等待區(qū)，對(duì)儀器使用人員進(jìn)行分流管理，避免因人員復(fù)雜、混亂而引發(fā)安全問題，確保人員有序。2.1.2研究生協(xié)管制度。大型儀器實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員人數(shù)有限和大型儀器數(shù)量逐年攀升之間的矛盾在許多高校普遍存在，同時(shí)大型儀器實(shí)驗(yàn)室高度開放和晝夜使用的特點(diǎn)也增加了實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員管理大型儀器的困難。在此背景下，設(shè)置研究生協(xié)管制度，即安排具有準(zhǔn)入資格的研究生協(xié)助管理大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全，通過建立值班制度和劃分安全責(zé)任區(qū)，將水、電、氣、油等安全問題權(quán)責(zé)分明地落實(shí)到人，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。研究生是科研活動(dòng)的主體力量，是大型儀器的主要使用者[6]，研究生參與大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理，不但契合研究生的培養(yǎng)方向[7-8]，增強(qiáng)了責(zé)任意識(shí)，而且有效降低了非工作時(shí)段的安全事故發(fā)生率，協(xié)助實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員確保大型儀器的安全運(yùn)行。2.1.3多層次安全巡查制度。大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全工作專業(yè)性強(qiáng)、細(xì)節(jié)繁多，單一層面的安全巡查工作難免存在漏洞和盲區(qū)，設(shè)置院系安全巡查小組、校安全主管部門、公安機(jī)關(guān)都深度參與的多層次安全巡查制度，能有效防范安全風(fēng)險(xiǎn)失控引發(fā)安全事故。安全管理法則里的“瑞士奶酪模型”（見圖3）指出，一個(gè)環(huán)環(huán)相扣的安全系統(tǒng)好比一摞瑞士奶酪，每一片奶酪代表一道防線（防御層次），而奶酪上的孔洞就是潛在的安全漏洞。只有一摞奶酪的孔洞碰巧連成了一條線時(shí)，即所有巡查人員碰巧出現(xiàn)同一安全巡查漏洞時(shí)，才會(huì)釀成安全事故?？梢?，防御層次越多，安全事故的發(fā)生率越低。多層次安全巡查制度能把“看不到、想不到、不知道”的安全問題納入視線，實(shí)現(xiàn)橫向到邊、縱向到底、齊抓共管[9]的大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全督查體系。與此同時(shí)，院系安全巡查小組也由包括安全主管、專職教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和研究生在內(nèi)的多層次人員組成：安全主管貫徹落實(shí)安全政策，對(duì)重點(diǎn)問題進(jìn)行排查整治；專職教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員側(cè)重于從實(shí)驗(yàn)和儀器管理的層面查找安全漏洞；研究生日常使用儀器的經(jīng)驗(yàn)豐富，能從最貼近操作和實(shí)踐的角度洞察安全隱患。多層次人員巡查小組提高了對(duì)危險(xiǎn)的辨識(shí)能力，符合“把風(fēng)險(xiǎn)防控挺在隱患前邊、把隱患排查治理挺在事故前面”和“全員、全程、全面”的安全防范要求。2.1.4儀器標(biāo)準(zhǔn)化管理制度。標(biāo)準(zhǔn)化管理制度對(duì)延長(zhǎng)儀器的使用壽命和精準(zhǔn)性、提高儀器運(yùn)行的穩(wěn)定性大有裨益。儀器標(biāo)準(zhǔn)化管理主要分為測(cè)試過程標(biāo)準(zhǔn)化和檔案管理標(biāo)準(zhǔn)化[10]。測(cè)試過程標(biāo)準(zhǔn)化主要內(nèi)容有：儀器操作人員須身著實(shí)驗(yàn)服，與實(shí)驗(yàn)無關(guān)物品嚴(yán)禁帶入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室物品亦不得帶出，如有特殊需要，需填寫《物品使用借還記錄》；測(cè)試進(jìn)行時(shí)，不能隨便離開崗位，以免因儀器突發(fā)異常狀況導(dǎo)致儀器損壞甚至引發(fā)火災(zāi)等安全事故；儀器的預(yù)約和使用均需要遵守《大型儀器預(yù)約規(guī)則和注意事項(xiàng)》，儀器的收費(fèi)要按照《大型儀器收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行；操控設(shè)備和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)需加密，只允許授權(quán)的儀器操作人員使用，操控設(shè)備的計(jì)算機(jī)不連接外網(wǎng)，統(tǒng)一使用光盤拷貝數(shù)據(jù)，防止病毒攻擊，確保原始數(shù)據(jù)的信息安全[11]；每臺(tái)儀器桌面上必須擺放《儀器標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程》，墻上懸掛《大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全守則》，踐行“重要規(guī)章制度上臺(tái)或上墻”的實(shí)驗(yàn)室基本要求。檔案管理標(biāo)準(zhǔn)化是指儀器技術(shù)資料和測(cè)試運(yùn)行資料的標(biāo)準(zhǔn)化管理，一方面，儀器從申購(gòu)、招標(biāo)到安裝驗(yàn)收的一系列資料需要建檔留存，建立《大型儀器設(shè)備臺(tái)賬》；另一方面，在日常儀器管理過程中要詳盡記錄大型儀器使用、維護(hù)、維修等細(xì)節(jié)，做好“測(cè)試運(yùn)行記錄本”“日常保養(yǎng)、維護(hù)記錄本”“儀器故障維修記錄本”等測(cè)試運(yùn)行資料的細(xì)節(jié)化管理，遇到任何問題都能做到有章可循，有據(jù)可依，在保證大型儀器擁有較高的使用率和開放程度的前提下，也能確保大型儀器實(shí)驗(yàn)室的安全和秩序。2.2加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人員隊(duì)伍建設(shè)。專業(yè)技術(shù)人員是儀器的主要負(fù)責(zé)人，肩負(fù)著儀器運(yùn)行、維護(hù)、培訓(xùn)和安全管理的主要責(zé)任，優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍是大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全工作的基本保障。面對(duì)高度專業(yè)化的大型儀器實(shí)驗(yàn)室，專業(yè)技術(shù)人員不但要熟悉儀器的基本原理、功能、構(gòu)造和操作規(guī)范，扎實(shí)地掌握安全理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)[12]，還需要勤于觀察，增強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)的辨識(shí)能力以及一定的儀器自修能力[13]，對(duì)小型異常情況能快速維修和調(diào)試，規(guī)避等待工程師上門維修存在的耗時(shí)長(zhǎng)、維修費(fèi)用貴等弊端。同時(shí)，專業(yè)技術(shù)人員需了解各類大型儀器在科學(xué)研究中的作用，以及不同測(cè)試技術(shù)在表征功能上的互通性和差異性，在測(cè)試服務(wù)過程中給用戶提供測(cè)試方面專業(yè)的建議和幫助，最大限度地實(shí)現(xiàn)儀器的功能開發(fā)和安全使用。2.3加強(qiáng)大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全文化宣傳。大型儀器實(shí)驗(yàn)室作為高校開展社會(huì)服務(wù)的窗口，其安全事故易引發(fā)社會(huì)輿論，負(fù)面影響大，因此，加強(qiáng)大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全文化宣傳，通過觀念、意識(shí)、習(xí)慣等無形的力量產(chǎn)生有形的影響，由被動(dòng)管理上升為主動(dòng)遵守[14]，不但能確保大型儀器實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行，還有助于維護(hù)校園穩(wěn)定和社會(huì)和諧。開展安全文化宣傳的主要方式有：在大型儀器實(shí)驗(yàn)室門口張貼相關(guān)危險(xiǎn)警示標(biāo)志，每間儀器室門口張貼“您已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)域”的地貼，以調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)人員的安全意識(shí)；利用微信工作群等媒介分享安全工作相關(guān)的“慕課”視頻和案例教學(xué)，儀器室門口擺放安全事故展板，強(qiáng)化安全紅線意識(shí)，克服麻痹思想和僥幸心理；定期開展消防應(yīng)急疏散演習(xí)，提高火災(zāi)警惕意識(shí)和應(yīng)急處置能力[15]；定期開展安全教育周，大力倡導(dǎo)“安全無小事”“安全關(guān)系你我他”等理念，讓大型儀器室安全文化深入人心，形成人人心系安全、人人參與管理的安全氛圍。2.4加強(qiáng)大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。安全基礎(chǔ)設(shè)施是確保大型儀器實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，然而，建設(shè)資金有限是很多大型儀器實(shí)驗(yàn)室面臨的現(xiàn)實(shí)問題，如何將有限的資源合理運(yùn)用到大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)境建設(shè)中，要結(jié)合大型儀器實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)合理配置。2.4.1消防設(shè)施建設(shè)。大型儀器實(shí)驗(yàn)室與常規(guī)實(shí)驗(yàn)室相比，在消防器材配置方面有自己的要求。由于大型儀器實(shí)驗(yàn)室的重要資料和精密儀器較多，利用窒息作用滅火的消防裝置（二氧化碳滅火器、滅火毯等）破壞性較小，更能滿足大型儀器實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況；大部分大型儀器需要油泵和循環(huán)水提供良好的真空系統(tǒng)，為防止液體泄漏甚至燃燒，需在油泵和循環(huán)水裝置旁配備吸油棉條；儀器室需配置煙感報(bào)警器和緊急噴淋裝置，標(biāo)注安全通道和安全出口位置，為突發(fā)安全事故做好應(yīng)急措施。2.4.2儀器維護(hù)設(shè)施建設(shè)。大型儀器的運(yùn)行需要多方面的維護(hù)和保養(yǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還要考慮到大型儀器的工作特點(diǎn)和危險(xiǎn)源情況，例如：（1）大型儀器實(shí)驗(yàn)室由于儀器多、負(fù)載重，易存在電容不足、電路老化等安全隱患。供電系統(tǒng)應(yīng)作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)，在電路擴(kuò)容、線路換新等方面加強(qiáng)落實(shí)，確保用電安全。為了避免突發(fā)斷電對(duì)儀器造成的損壞，需要為儀器加裝UPS電源。（2）大型儀器實(shí)驗(yàn)室對(duì)整潔度、溫度、濕度和通風(fēng)有較高的要求，需要采取一定的防塵措施，如設(shè)置獨(dú)立儀器隔間、少開窗、進(jìn)出更換鞋套等，并配置具有新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)來實(shí)現(xiàn)封閉空間內(nèi)的控溫、控濕和通風(fēng)換氣，定期對(duì)儀器做潤(rùn)滑、防銹保養(yǎng)。（3）大型儀器實(shí)驗(yàn)室設(shè)備貴重、保密資料多，易發(fā)生財(cái)產(chǎn)盜竊和知識(shí)盜竊等安全事故，應(yīng)配置良好的安防設(shè)施，如門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)[16]。（4）大型儀器危險(xiǎn)源復(fù)雜，操作人員面臨高電壓、高磁場(chǎng)、高輻射等潛在的人身傷害，需要對(duì)儀器加裝屏蔽設(shè)施，并張貼醒目的安全標(biāo)志和警語，相關(guān)人員需佩戴輻射計(jì)量檢測(cè)儀。（5）多數(shù)大型儀器的運(yùn)行需要?dú)怏w保護(hù)，用氣安全是大型儀器實(shí)驗(yàn)室常見的安全問題，建議將氣體鋼瓶用鋼瓶柜固定在室外，氣體通過氣路進(jìn)入室內(nèi)為儀器供氣，定期檢查氣路和閥門的氣密性。
3結(jié)語
大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全管理是一項(xiàng)不斷跟進(jìn)的動(dòng)態(tài)管理過程，包括新儀器的購(gòu)入產(chǎn)生的新的管理問題、協(xié)管研究生的畢業(yè)致使協(xié)管成員的變動(dòng)、科研課題的更換產(chǎn)生的測(cè)試過程的不確定性等，因此，安全管理工作不可能是一蹴而就的事，需要在安全體系上不斷完善和創(chuàng)新，在安全文化上不斷宣傳和強(qiáng)化，逐步形成群防群治、預(yù)防為首的大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全戰(zhàn)略格局，積極穩(wěn)妥地為高校和科研院所的科研創(chuàng)新提供技術(shù)支持，確保全國(guó)教育系統(tǒng)安全形勢(shì)持續(xù)穩(wěn)定向好。
作者:于川茗 田晶 李海霞 單位:南開大學(xué)
