高校生物实验室化学试剂的管理研究论文

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　　摘要：近年来，高校实验室火灾和爆炸等事故时有发生，其中是危险化学品引发的事故。当前，高校生物类实验室的化学试剂管理存在以下问题：首先，化学试剂使用种类多，数量大，其中包含大量的危险化学试剂；其次，有化学试剂无固定场所存放、无专人管理、缺乏管理制度等问题。因此，化学试剂的规范化管理是降低事故发生频率的主要措施之一。以学院或研究中心为单位建立试剂库，并安排专业人员进行化学试剂的统一采购、按需领取、废液减废回收，实现化学试剂闭环管理，则能够减少安全隐患，降低教学科研成本，控制废弃物污染环境、有效地保证师生员工的健康和国有财产的安全。
　　关键词：生物实验室；化学试剂；管理办法
　　0引言
　　近年来，高校实验室时有发生安全事故[1]。实验室是高校开展实验教学、培养学生创新能力、进行科学研究、探索自然规律和开发先进技术的重要场所[2]。一流的大学和一流的学科离不开一流的实验室，而一流的实验室又是硬件和软件完美结合的产物。
　　生物科学的发展从宏观对象到微观的分子，基因无不需要通过实验的手段去观察、探索、通过分析、归纳以寻找科学的规律[3]。生物实验的完成离不开化学试剂的使用，对化学试剂的管理更是一个重要的环节。在化学试剂采购、储存以及使用的过程中，如果缺乏合理性和规范性，会对师生的人身安全和健康造成威胁。
　　1高校生物实验室化学试剂管理存在的问题
　　1.1化学试剂存放无序
　　目前，许多高校的实验室是由系部或课题组管理和使用，经常是几个导师共用一间或几间实验室。而课题经费又是各位导师分别掌管，学生采购耗材试剂的经费一般来源于各自的导师。同时，很多高校的科研空间都较为紧张，一般也不专门设置试剂库。因上述情况，一些学院往往不具备统一管理实验室化学试剂的条件，学生需要使用化学试剂时可以直接联系化学试剂经销商送货上门，使用后剩余的试剂会随意塞入实验台的抽屉、柜子甚至是仪器设备的夹缝里，更没有化学试剂的动态台账。其他学生在需使用此种化学试剂时，无法确定实验室是否拥有，导致重复订购。长此以往，实验室的化学试剂越积越多，不仅造成资源的严重浪费，还会增加安全问题发生概率[4-5]。因此，许多试剂可能在多年后被整理出来。如果按照废弃试剂处理规范交由有资质的公司处理，则又是一笔不小的费用，如果随意排放，又将会给环境带来巨大的污染[6]。

　　1.2化学试剂管理混乱
　　高校实验室存在名目繁多的化学试剂，其中不乏剧毒品、易燃易爆品、易制毒品、易制爆品、强酸强碱等。这就要求管理实验室化学试剂的人员和使用该化学试剂的人员必须了解各种试剂的性质和存放方法，派专人专门管理，建立出库入库动态台账。然而，一些实验室没有专人系统管理化学试剂，即使有老师兼职或者学生代为管理，也基本上都没参加过化学试剂管理的相关培训，没有取得管理资质。实验室化学试剂专业管理人员的缺乏，也是实验室潜在危险的主要根源。例如，2018年12月26日，某大学东校区东教2号楼，学生在进行垃圾渗滤液污水处理实验时发生爆炸，3名参与实验的研究生不幸遇难。
　　1.3化学试剂管理制度缺乏
　　很多高校都要求实验室制度上墙，其中包含《实验室工作制度》《实验室安全制度》《实验室危险废弃物处理指南》《实验室应急措施指南》等。然而，这些制度少有人关注，更没有按照制度要求执行，最终使制度流于形式。化学试剂的管理缺乏详细的、具有指导意义的制度或办法，会导致如下结果：(1)化学试剂采购不规范；(2)化学试剂储存不规范；(3)化学试剂使用不规范；(4)化学废弃物处置不当；(5)堆积浪费严重。
　　1.4使用者安全知识有限
　　一些学生没有系统学习过化学试剂的相关安全知识，例如，二、三类易制毒化学试剂是实验教学和科研经常使用到的化学试剂，一些生物相关专业的师生经常直接或间接接触到易制毒化学试剂，对其的认识容易停留在普通化学试剂的层面上，思想潜意识里放松了对这些特殊药品的警惕[7]。因而在使用过程中，并未按照规范操作，提高了安全隐患发生的概率。例如，
　　2016年9月21日，某大学化学化工与生物工程学院的3名研究生在实验室用高锰酸钾和浓硫酸(750 mL)做实验时发生爆炸，导致2名学生被化学试剂高锰酸钾等灼伤到头、面部和眼睛，另外还有多处被玻璃碎片划伤，1名同学轻伤。
　　2生物实验室化学试剂管理的改进措施
　　实验室存在无专人管理化学试剂、化学试剂不统一放置、无化学试剂库存信息以及师生缺乏化学试剂安全知识等问题。为同时解决这些问题，建议设置化学试剂库。该试剂库应由专人管理，负责试剂合理合法采购入库、试剂规范储存、试剂出库领用记载、化学废液的收集及处理、试剂费用计算、学生培训等诸项工作。
　　2.1化学试剂专人管理
　　以学院或研究中心为单位建立试剂库，并安排专业人员管理，每周实行轮班制度，可以适当给予补贴。成立院级化学试剂管理小组，由所有参与试剂管理的教师组成。对管理人员进行化学试剂规范使用方面的系统培训是非常必要的。管理人员应该掌握其所管理的全部化学品的物理性质、化学性质、毒理性质、分类储存方法，验收注意事项、使用管理以及应急处理方法等。只有管理者的安全责任意识和自身管理水平得到切实提升，化学试剂管理工作才具有基础的安全保障[8]。
　　实验室管理人员的日常工作包括负责化学试剂的统一采购、建立电子化化学试剂台账(可以请软件公司设计适合的软件系统进行管理)、给师生领用化学试剂并做好记录、定期与各位导师进行试剂费用结算、定期对学生进行化学试剂相关安全知识的培训等。
　　2.2化学试剂择优采购
　　成本控制是化学试剂统一管理的核心目标之一，因此要严把好价格关和质量关，避免采购劣质化学试剂[9]。试剂耗材订购的整体工作要进行统筹安排，结合上一个月的试剂耗材库存量和需求量在规定时间内完成采购计划。每一年度进行一次公开招标，中标的供应商提供全年的试剂，试剂价格按照中标价格结算(如果招标时没有氢氧化钠的价格，后期又要使用该试剂，则该供应商提供的氢氧化钠不能高于市场价)，采购数量根据实际需求量订购。对供应商的评价包含供应商的资质、供应商的试剂库存量、供应商提供的试剂质量、常用化学试剂的报价、供应商的其他相关服务等。
　　2.3化学试剂统一储存
　　为实现化学试剂统一管理，要设置专门的试剂库，同时进行功能区分类，其中包括一般药品储藏区、危险化学品储藏区(室)、称量区和领取区等，并根据GB 12268—2005《危险货物品名表》标准对化学试剂进行分类存放[10]，同时还要考虑室温、光照、通风等条件。例如：普通化学试剂氯化钠、葡萄糖、琼脂粉等可以有序摆放在试剂架上；易燃性物品例如汽油、酒精、煤油、甲醇等可以储藏在黄色易燃品存储柜中；可燃性物品，如柴油、机油、润滑油等可以储藏在红色可燃品存储柜中；各类弱腐蚀性物品或弱酸、弱碱，如醋酸、磷酸等可以储藏在蓝色弱腐蚀性酸碱存储柜中；各类强酸强碱如硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钾、氢氧化钠等可以储藏在PP(聚丙烯)强酸强碱存储柜中；剧毒化学品应储存于红色的具有双锁的毒品柜中；常温下不易保存、易挥发易燃易爆的危险化学品如叔丁基锂溶液则需要储藏在防爆冰箱中[11]。以兰州大学草地农业科技学院为例，每个研究团队的危险化学试剂由专门的实验室管理老师进行管理，并分类存储于适宜的试剂柜中，有动态的试剂使用台账，实现了危险化学试剂的全过程管理。

　　2.4完善化学试剂管理制度
　　化学试剂的管理涉及很多方面，比如采购、储存、台账管控、使用要求，试剂空瓶和废液的处理等，都应当撰写详细且具有指导意义的化学试剂使用制度，例如《化学品采购制度》《实验室常用化学品分类储存方案》《化学试剂领用规范》《实验室三废的处理方法》《气体钢瓶的安全使用规范》等。对危险的化学品，要建立严格的领用制度，坚持“五双制度”，即双人收发，双人记账，双人双锁、双人运输、双人使用，避免和防止使用危险化学试剂出现意外[12]。
　　2.5化学试剂信息化管理
　　通过定制化学品管理系统，给化学试剂建立电子档案。在试剂入库时，可以打印无线射频识别技术(radio frequency idenfication，RFID)标签，并贴在瓶身上。扫描标签后对试剂进行称重，并放入对应的试剂柜内，系统将自动完成入库和更新库存台账。师生随时可以按需办理领取手续，管理员可以按照需求取出试剂供学生使用，称量后将试剂还给管理老师进行
　　再次称量和入库，自动更新电子台账，并生成该使用者的账单。领取区安装耐酸碱实验台、通风橱、水槽等，并放置天平、量筒、药匙、漏斗等工具，方便师生领取。为节省导师的时间，系统里可以自动按照课题组每位成员的费用进行汇总，还可自动生成包含领取人、领取日期、领取试剂名称或化学物质登录号(CAS号)和数量等的报告。导师可以直接通过自己的财务系统进行内部转账到学院的化学试剂管理账户。
　　师生在领用药品时，可使用手机扫描试剂RFID标签上的二维码，获得该试剂的化学品安全说明书(safety data sheet，SDS)，又称物质安全技术说明书(material safety data sheet，MSDS)。这个是化学品生产商和销售商按法律要求向客户提供的有关化学品特征的一份综合性资料，简要说明了一种化学品对人类健康和环境的危害性并提供如何安全搬运、贮存和使用该化学品的说明[13]。
　　2.6危险化学废弃物的管理
　　危险化学废弃物是指具有易燃、易爆、有毒、有害、放射性及腐蚀性等特性之一，且可能对人体和环境造成有害影响的化学废弃物。如果危险化学废弃物处理不当，不但会污染空气、水源和土壤，破坏生态环境，而且还会对人体健康与安全造成伤害[14]。目前，高校一般会统一回收各实验室产生的废液，并送往有资质的公司进行无害化处理。但废液的处理成本较高，为降低成本，应尽量从源头上减少化学废弃物的产生数量，除此之外还应加强对废液的无害化处理。学院化学试剂库统一回收各课题组的废弃试剂，根据废液的性质先进行减废处理后再上交学校，这样可以大大减少废液的处理量，降低处理化学废液的处理费用[15]。例如，无机类废物包含无机类废酸废碱、含氟废液、含磷废液、废酸废碱液的处理：对不含重金属的废酸、废碱，原则上应将其分别收集，并将溶液pH值调整到6～8时，再用大量水将其稀释后方可排放：如硫酸、盐酸、硝酸等，可将其倒入过量的碳酸钠或氢氧化钠水溶液中，或用实验产生的不含重金属的废碱液进行中和；对不含重金属的氢氧化钠、氨水等废碱液可用盐酸或硫酸等溶液中和，或用废酸相互中和。含氟废液处理方法是向废液中加入石灰乳至废液呈碱性，石灰乳的主要成分是氢氧化钙，其与含氟废液会形成氟化钙沉淀，过夜静置，过滤分离，滤液可作含碱废液妥善处理；含磷废液的可以在碱性条件下用双氧水将其氧化后，得到磷酸盐废液，再加入一定量的石灰乳，充分搅拌，使磷酸根与钙离子形成沉淀，磷的去除率一般可达到99%；对含铬废液的处理，在酸性条件下，多用硫酸调节体系pH为3，向含铬废液中加入还原剂如硫酸亚铁、亚硫酸钠等，将六价铬还原成三价铬，然后再加入石灰或者氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而除去铬离子[16]；对含银废液的回收，在含银废液中加入氯离子溶液，使其成为氯化银沉淀，但需要注意，若废液呈碱性，易导致其他金属的氢氧化物一起沉淀，即形成共沉淀，故该反应需在酸性溶液中进行[17]。
　　2.7强化学生安全意识
　　学生应充分认识到化学试剂管理的重要性，了解化学试剂的存储、使用以及实验室常发事故的主要因素。这就需要学校或者学院定期或不定期对学生进行实验室安全方面的教育，增强学生的危机意识。或者开设实验室安全相关课程，系统讲解化学试剂的安全知识，如化学品标签的识别、化学品的理化特性、危险特性、消防措施、泄漏应急处理、急救措施、储存信息、接触控制(个体防护)以及废弃处置等。全面了解化学品的相关知识，实现安全控制。例如，兰州大学草地农业科技学院自2018年起开设了《高校实验室安全与防护》课程，该课程是一门研究生必修课，1学分，18学时，其中14学时讲授，4学时实践。课程共计7个章节，内容分别是绪论、化学品安全、实验室生物安全、实验室电气安全、实验室仪器设备使用安全、实验事故应急处理、实验室废弃物的处理。教师系统讲解了与生物实验室紧密连接的安全知识、环保知识、防护措施及应急预案等。年平均授课人数200多人。每年发放课程调查问卷，98.4%的同学认为该课程非常有必要开设，并在课程中学到了很多实用的知识。
　　3结语
　　随着新技术新科技的发展，高校生物实验室化学试剂的管理还需要不断突破，勇于改革。将实验室的安全放在第一位，在化学试剂管理方面实现全面、统一的管理，殚精竭虑，恪尽职守，建成一流的生物学实验室，在支撑生物学相关的科研、教学工作的同时，保障高校师生员工的健康与安全。
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