《ACS Chemical Health & Safety》:Safety Evaluation of Laboratories in Top Universities in the Philippines
编辑推荐:
本综述对菲律宾三所顶尖高校的教学与研究实验室进行了系统性安全评估,揭示了在实验室管理(如化学品存储、通风橱(fume hoods)使用、应急设备维护等方面存在的普遍隐患。文章结合具体案例(如H2、HNO3等危险化学品事故)强调了强化安全文化、领导层参与及全面培训的紧迫性,旨在为全球高校实验室提供可借鉴的安全管理框架与改进策略,以保护实验室人员(personnel)安全。
实验室安全是高校教学与科研活动的基石,然而,在典型的大学实验室环境中,多样化的研究活动和实验的开展带来了复杂的安全挑战。这些活动常常涉及各种化学品,其中许多可能对健康和安全构成威胁,同时物理、生物等其他类型的危害也伴随而来。更严峻的是,学生和研究人员通常将学术或研究成果置于安全之上,导致对实验室安全规则和程序的忽视,如果这些程序存在的话。全球大学实验室已发生多起安全事故,美国化学安全委员会(CSB)及其他来源的记录显示,从加州大学圣巴巴拉分校(1980年,HNO3爆炸)到清华大学(2015年,H2爆炸)等,均发生过涉及危险化学品的致命或伤害性事件,凸显了问题的严重性。大学实验室人员流动频繁,新生和研究人员更替较快,许多人缺乏实验室安全经验,这使得维持一致的安全实践变得困难。
在菲律宾,关于高校实验室安全评估的研究十分有限。此前一项针对菲律宾南部几所大学学术实验室的研究提供的分析深度不足。因此,对菲律宾大学实验室进行严格的安全评估显得尤为必要。
本研究聚焦于菲律宾三所顶尖大学的研究和教学实验室,旨在评估其安全状况,获取当前安全实践的概览,并提供基于证据的改进建议。识别这些实验室中的危害并评估风险,对于改善实验室使用者的健康和安全、减少实验室事故至关重要。
研究焦点与目标
本研究的主要目标是调查三所菲律宾领先大学的研究和教学实验室的安全现状,获取当前安全实践的概览,并基于检查结果提供改进建议。识别危害和评估风险对于保护实验室使用者、减少事故具有重要意义。
实验室安全检查
安全检查采用预先制定的清单进行,该清单通过Safety Culture应用程序开发,并在现场巡查前与参与实验室共享。安全巡查于2022年11月进行,涵盖了化学工程、农业与食品科学、化学等多个系的数十个实验室。检查期间拍摄了照片以记录问题,并与教师、研究人员和实验室人员讨论了发现的问题、相关风险以及潜在的纠正措施。
检查结果与讨论
危害或危险条件有可能对人员、环境和实验室资产造成伤害或损害。大学实验室的工作人员可能暴露于化学、生物、物理危害以及人体工程学压力等多种危害中。识别这些危害是实施充分安全实践和协议的第一步。
检查中发现的危害和危险情况被分类如下:
内务管理(Housekeeping)
良好的内务管理对实验室健康安全有多重益处,它能提升人员福祉和积极性,并通过规范存储提高工作效率。杂乱的 workspace 会增加滑倒、绊倒、坠落、缠绕等事故风险。在受检实验室中,许多区域处于混乱状态,缺乏定期的内务管理程序。例如,在一个中试实验室的储藏室(Figure 1),各种化学物质和实验室用品杂乱无章地混合存放在货架上,缺乏标识,物品甚至挂在窗格上,造成坠落和刺伤风险。多个用于样品储存的冰箱也处于混乱状态,存在过度装载、维护不善等问题,更严重的是,部分冰箱内存放了实验室人员的饮用水和零食,这严重违反了基本安全规则,存在化学交叉污染的巨大风险(Figure 2)。
化学品储存与处理
化学品在实验室中广泛使用,许多具有毒性、腐蚀性、易燃性、爆炸性或反应性。不当储存、误用或误操作可能导致严重伤害、火灾、爆炸或有毒泄漏。正确的储存实践包括清晰标识、不相容化学品隔离、使用防漏托盘以及使用专用储存柜(如易燃品柜)。检查中发现,多个实验室存在新化学品和废化学品瓶散乱放置的问题(Figure 3, Figure 4)。化学品数量常常超过储存柜容量,导致大量化学品被放置在实验桌上下(Figure 4),挤占工作空间并带来额外风险。新购化学品未拆箱,连同纸箱存放在实验台上(Figure 5),构成了火灾隐患。一些容器标签磨损或缺失。甚至有实验室将新购化学品存放在实验室外的走廊,这些区域缺乏必要的控制措施(通风、温控、权限控制),存在被未经授权人员接触的风险。据实验室人员反映,有时为了在预算截止日前用完拨款,会购买远超出即时需求且未指定合适储存地点的化学品。专用储存柜(如易燃品柜)很少见,即使有也常被误用,例如存放托盘、文件等杂物(Figure 6)。不相容化学品(如易燃溶剂和氧化剂)混存是严重问题(Figure 7),一旦易燃品被引燃,氧化剂会加剧火势。
废化学品的处理与储存
从安全角度看,废化学品必须与新鲜或在用试剂一样谨慎处理和储存,因为它们保留其固有危害,有时甚至因分解、副反应或混合物效应而更危险。东京大学就曾记录过多起涉及实验室废化学品的安全事件。不相容废化学品的不当混合或接触可能引发火灾、爆炸等严重后果。常见的做法是将化学废液暂时储存在重复使用的空溶剂瓶或细口瓶中(Figure 8),如果容器未彻底清洗,残留物可能与废液不相容,引发危险反应。受污染的个人防护 equipment(PPE),如手套上的化学残留物,若未与其他废化学品分开放置,也可能发生反应,产生热量、烟雾或压力,甚至引发火灾。检查中发现,将用过的手套与一般实验室废物混合是普遍现象。
通风橱(Fume Hoods)与通风
通风橱是实验室最重要的设备之一,用于保护操作者免受有害化学品和物质的暴露。必须通过定期检查、测试和维护确保其功能正常。检查中发现,多个实验室的通风橱功能失常或气流不足,有些甚至被用作化学品、样品和设备的储存空间(Figure 9)。这会影响 containment,扰乱气流,产生"死区",导致有害蒸汽积聚或逸出到实验室中。通风橱应用于主动实验和通风,而非长期储存。
气体钢瓶储存
实验室常见用于反应物、溶剂、燃料、惰化系统或分析仪器载气的气体钢瓶。良好实践要求钢瓶应牢固地固定在墙壁或实验台上。未固定的钢瓶可能倾倒伤人,或在阀门损坏时发生压力爆炸或成为抛射体。受检实验室的压缩气体钢瓶普遍存在固定不当问题,约束装置不足(如细铁丝)或完全无约束(Figure 10)。许多钢瓶缺少内容物、状态(满/空)标识,未与在用钢瓶隔离,且许多闲置钢瓶未盖瓶盖或瓶盖缺失(Figure 11)。
应急设备
应急安全设备(如冲淋器/洗眼器、灭火器等)在危险情形发生时对于减轻风险、保护人员和减少损失至关重要。尽管受检实验室普遍配备这些设备,但许多状况不佳,缺乏维护。常见问题是通往应急冲淋器和洗眼器的通道被物料或闲置设备阻塞(Figure 12),甚至在其下方放置化学品和化学废物(Figure 13a, b)。这不仅增加访问难度,使用者还可能接触额外危害,且测试或使用时水流可能浸湿储存的化学品,引发与水不相容物质的反应。部分设备功能失效或未提供。失效的设备比没有更危险,因为它提供错误的安全感。灭火器的访问也常被阻塞(Figure 14a-c),有些难以寻找或可见性差。灭火器应放置在易于看见、能在火灾发生时快速取用的位置。NFPA 45 规定实验室和商业建筑中便携式灭火器的布置间距应为15米,确保人员在15-20秒内可及。检查中还发现灭火器维护不良,缺乏检查记录,且仅配备普通多功能型,未针对特定化学危害(如需CO2或干粉灭火器)配备相应类型。此外,应急消防栓也被垃圾桶等物品阻塞(Figure 15)。
其他发现
一项值得注意的发现是气体呼吸器保管不当(Figure 16),未妥善存放在专用柜中,而是随意放在工作台上,可能暴露于实验室化学品中。这可能导致呼吸器吸附空气中的气体和蒸汽,其性能受湿度影响,反而可能在使用时对使用者造成进一步伤害。正确的做法应是在不使用时将其存放在气密容器中。
机遇与建议
针对检查发现的问题,提出以下可操作建议,这些建议也可为其他面临类似安全挑战的大学和机构提供参考。
加强领导层参与和安全文化
不安全的实验室条件往往反映了薄弱的安全文化和缺乏真正的领导层参与。当实验室使用者缺乏安全意识时,事故风险上升。因此,推动大学和实验室建立真正可持续的安全文化应是首要任务。具体措施包括:争取所有利益相关者(包括领导层)的真正认同,将安全视为共同责任而非负担;领导层 visible commitment,积极参与安全评审、对话和规划;通过简报、会议、海报、表彰等方式推广安全 mindset,鼓励持续改进和共担责任,实施危害报告和事件调查,将经验教训融入更新的程序和培训材料。
增强安全委员会的作用
三所大学虽设有校级安全委员会,但通常仅关注年度基础消防培训,未能解决危害识别、风险理解、人员职责等更基本的实验室安全问题。建议 revitalize 这些委员会,将其角色扩展到更广泛的实验室安全问题;同时,各实验室应建立自己的安全分委员会,由教师、研究人员和学生代表组成,负责领导并监督安全举措,包括定期检查设备(通风橱、灭火器、冲淋器)、定期安全巡查、人员培训以及根据反馈更新实验室特定安全实践和协议。
为所有实验室使用者提供全面培训计划
应为新入职教师、学生和员工开发简洁、引人入胜的培训模块,并要求在进入实验室前完成。在线版本应便于灵活访问。
将安全融入学术框架
应将实验室安全培训嵌入学术课程和专业发展计划,使安全成为学习和研究过程的一部分。这在美国等多国大学已有实践。
确保并分配安全资金
实验室联系人普遍反映用于解决安全问题的资金不足或缺乏。许多不安全状况根源于资金不足。大学和实验室领导层需真正认识到安全的重要性并做出承诺,将安全改善资金纳入预算。资金应用于立即解决关键安全隐患:购买或更新安全设备(灭火器、通风橱、安全冲淋器)并定期维护;设施升级和翻新;改善不良通风;安全培训和安全委员会活动。在资金不足的情况下,可考虑成本效益高且实用的策略,如跨部门资源共享、建立全校集中的化学品库存以供共享减少浪费、寻求外部资助或行业合作、优先安排必要升级并分阶段实施改善。
立即纠正措施
同时,实验室应实施无需大量资金的立即行动:审查并处理检查发现的问题,确保措施分配到位并完成,责任应由所有实验室使用者共担,定期向所有利益相关者通报进展;制定并推行覆盖化学品、耗材和设备的内务管理程序,为区域和设备指定负责人,确保程序一致执行;定期进行实验室检查,重点处理涉及化学品(特别是反应性化学品)、通风橱、应急冲淋器/洗眼器、急救箱和灭火器等的不安全状况,可利用本研究使用的检查清单,由不同实验室人员参与,并轮换检查负责人;审查新化学品和废化学品的储存,识别反应性物质,制定计划将其与不相容物质隔离,此审查可作为部分学生的论文课题。
通过采纳这些建议和基于自查的行动,大学可以朝着更安全、更主动的实验室环境迈进,保护学生、研究人员和教师,同时培育以安全为核心价值的文化。