高校研究型实验室的安全与环保在线监控

朱 洪 波

(同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 201804)

0 引 言

高校实验室可分为服务于教学和科研的两类，有条件的高校将两者分开，也有不少高校的实验室同时承担着上述两种任务。对于前者的安全与环保管理相对容易，其重点是关注科研类实验室，而对后一类型的监管工作则复杂许多。随着教学改革的推进，不少高校开展了诸如SITP(大学生创新训练计划)的学生科研项目，原本专供实验课程的实验室也逐渐扩大对本科生和研究生的开放力度，给实验室安全与环境管理带来了更多的压力。众所周知，在实验课堂上由于有教师或实验室工作人员在场，很少发生安全事故，即便出现安全问题也能及时处理而不会造成严重后果，而大多数实验室的安全事故都发生在只有学生(包括本科生、研究生)或新进教师开展实验研究的过程中，出现环境卫生问题的情况也是如此。因此，对高校研究型实验室的安全与环保管理更为重要。

1 实验室安全与环保管理措施

实验室安全与环保措施主要包括对实验室安全的软、硬件建设与完善，其中，软件建设主要涉及安全文化建设和各种制度和机制的构建。在实验室文化建设中，可以通过心里干预[1]、设置安全宣传专栏[2]和建立安全教育培训制度[3]、安全标准化操作处置流程与基础数据库[4]以及实行“实验室准入”机制[5]等，营造浓郁的安全与环保意识氛围，为实验室安全设置一道无形的“防护甲”，防患于未然；也可通过建立防护与计量资质认证制度[6]、贯彻“纵向到底、横向到边的”的逐级安全责任制度[7]、设置研究生“实验室安全学”课程[8]等措施，从不同的管理层面和侧面将安全与环保监管工作全覆盖；更深入的软件建设还通过不对称和逆向选择 等理论管控安全业绩与考核[9]，建立在科研项目申报及开始实验前的“安全立项审核制”[10]，利用“文献归纳法”[11]或“Excel Server技术”[12]构建安监体系，设计审计表[13]或项目表[14]来检查、监督和分析安全行为等。可以说，现代实验室的安全与环保管理模式和方法已经完全超越了单纯依赖管理文件来执行、约束和监督的简单样式，呈现出多级监督和补充、全面重叠覆盖的高效管理体系。

通过分析“他山之石”也有很多好的建议，包括借鉴英[15]、美、德、日、新加坡、香港[16]、澳大利亚、加拿大[17]和台湾[18]等地区知名大学的经验，引入EHS 管理系统、设立维护维修专项资金、制定事故应急机制，设置专职安全员、动态监督、应急演练，树立“以人为本、依法管理、制度严明、设施齐全、培训到位、责任明晰、监管有力”的管理理念，强调实验技师的重要性和参考其安全教育教材建设模式，等等。

在安全硬件建设中，除了完善传统的防毒、防火、防盗、防涝、防漏电等设施外，近年来也出现了各种新形式，包括利用网络平台[19]进行自主安全防范学习和进行危化品管理[20]、开发安全资源共享与安全考试系统[21]，采取对研究生的实验过程“实时监控”[22]，等等。

可见，高校各级管理部门日益关注并加大投入的实验室安全与环保新举措，都在想方设法堵漏补缺，杜绝一切事故。在这些措施中，集中监控所起的作用不容忽视。作者经过一段时间的实践，将其功能更深入地挖掘，摸索出一套网络在线监控方法，取得较好成效。

2 实验室集中监控的作用

2.1 设置实验室集中监控

对实验室采取集中监控的措施早已在很多学校实施，一般通过中央监控室的电视屏幕实时反映各实验室的运行情况，有些监控系统还配备了通话功能，可由监控人员及时指正实验人员的不规范操作。但是，集中监控通常只在工作时间发挥作用，而很多实验研究通常不分时间地随时进行，于是在下班时间的监控任务或者无人负责，或者交由实验大楼保安管理，其监控的有效性大幅度降低。

由实验大楼保安负责安全监控的优势是其无缝衔接的值班制度和对安全问题的高度警惕性，但其关注和熟悉安全、环保隐情只是常规的火灾、水灾、盗窃、漏电、盗窃等类型，很难要求其掌握所辖区域内各种实验项目的规范操作，并且一般实验大楼保安的职责范围都限于楼道、大厅、车库等公共区域，甚至不少实验室也只在这些地方设置监控。

所以，现有的大多数集中监控设施及其配套管理制度并不能全区域和全时段地有效覆盖整个实验室。

2.2 提高安全与环保作用

通过视频集中监控实验室安全的作用不言而喻。科研实验室常年承担大量的本科生、研究生毕业设计或教师科研而进行的实验任务，几年前在所有实验室及楼道安装了集中监控系统，监控室设在实验楼保安值班室，到目前为止，实验室在工作时间从未发生过安全事故或安全隐患，因为学校很早就实施了安全责任落实到人的实验室安全保障制度，每个实验室都有专职或兼职教师负责安全监管，因此对平时的安全隐患控制较为严格，杜绝了各种安全事故的发生。

而大楼保安则通过集中监控及时发现很多安全隐情，尤其是2016年曾在晚间及时发现了一起火灾隐患，本科生在做SITP项目时采用烘箱烘干试样，该实验在正常的管理制度下应由学生预先向管理老师申请并登记，按照实验室安全管理规定，烘箱在使用时必须有人值守，但学生在晚间擅自打开烘箱，放入试块后将原来盛放试样的小塑料盆放在了烘箱之上并压在烘箱的通风口上，然后离开。结果塑料盆被通风口的热气融化、滴入烘箱，引起很大烟雾，保安人员通过监控及时发现并断电处理，阻止了一场可能的安全事故。后经检查，由于发现和处理及时，塑料盆尚未完全融化，烘箱并未受损，只是因烟熏使门缝处变黑，经过仔细清理后尚能恢复原貌。事件发生后，学院对学生及其指导教师进行了公开的处理，并以此案例在全院开展了全面的安全检查和教育宣传，严防类似事件再次发生。

集中监控发挥的重要作用还在于，对所有发生在实验室的不良行为可以记录在案，包括乱丢垃圾、乱放杂物、不规范使用仪器甚至外来盗窃等，这些行为大多数都可以通过监控被及时发现和制止。即便一些细微的安全隐患未被及时发现，也能通过录像回放找到问题线索，事后追究责任。

2.3 改善实验室环境的作用

卫生状况是困扰很多研究型实验室的老大难问题，通过集中监控则可得到明显改观。土木工程实验室所属专业涉及水泥、混凝土材料，相关实验本身产生的粉尘和建筑垃圾较多；因为垃圾站设置在实验楼外(以便清运)而多数实验垃圾产生于地下室，学生倾倒垃圾不便；科研中随时会引进很多各类建筑原材料，在装卸和使用这些材料的过程中就会产生污染。这些材料如砂石等多数直接来自工地，其包装袋杂乱；有些材料如水泥、粉煤灰等粉状物很容易从包装袋中泄漏；而有些材料如再生骨料等本身就是建筑垃圾；等等。上述问题其实也是其他建材、土木工程、工民建等专业学校实验室所面临的共性问题，大家在解决此问题方面虽各有高招，但总体给人的印象是此类实验室就是“脏乱差”，积重难返。实验室为此尝试了诸如“加大对师生的宣传力度”“在学生进实验室前的例行教育中反复强调”甚至制订相应的“奖惩(举报有奖，对肇事者惩处)制度”等多种解决方案，但都收效甚微。后来专门针对垃圾站安置了一台监控摄像头，并在垃圾站立牌提示“监控区域，垃圾入池”，此后不久，实验室在学院的教师微信群中公布了一段研究生乱倒垃圾的录像，当时有教师评说“请各位导师管好自己的学生”。学院对此次不妥行为并未进行任何处理，只是以这种方式予以公示，事实上大多数教师也并不认识该学生，但从此以后，长期存在于垃圾站门口的乱象再未出现，监控的作用得到充分发挥。

图1是采用监控前、后垃圾站的对比面貌。从图1(A)看出，在监控前尽管有 “垃圾请往里面倒”的醒目提示牌，但垃圾仍被大量倾倒于站外，已经延伸到路边；从图1(B)则可看出，监控后的垃圾站门口就比较清洁，说明在摄像头的监视下，倒垃圾者的自觉性得到加强。

3 网络在线监控效果

3.1 实施条件和方法

目前，在大多数高校实验室实施在线监控具有非常充分的条件。①有线或无线网络在大多数高校已经覆盖到各个角落，可以实时传输音、视频信息。即便现场尚无网线或无线网络，解决这一问题也并非难事。

图1 监控前后垃圾站前的景象

②无线监控技术和设备已经相当成熟，不仅价廉而且安装、使用简便，不用专人即可按照说明书完成安装。

在线监控的硬件条件容易满足，关键是要有与之配套的软件建设，即要有配套管理制度，具体来说要有合适的监控信息接收和处理，以便及时、恰当与精准地随时解决所发现的安全与环保问题。高校都建立了比较系统、完善的、安全责任制度，如果通过这种方法将两者无缝衔接，则是对这种制度的具体落实，而且可以同时关联直接和间接责任人，既可让实验室管理教师不分时段地实时监控所辖的场所、设备和仪器，也可让上级管理人员随时抽查现场情况，实现最高效的实验室安全、环境监督与检查目的。

3.2 监控效果

从2016年开始在学校实验教改项目的支持下在一些实验室安装在线监控摄像头，通过网络连接在手机上，随时随地监控实验室。经过一段时间运行，发现了很多不规范操作，特别是在节假日期间，多次监测到学生未按规定使用试验仪器或在实验结束后整理实验室。虽然能够据此事后对学生进行沟通、教育，但也体会到进行实时语音沟通的重要性，于是在2017年初改用了具有语音通话功能的无线监控摄像头，运行效果显著，除第一时间可指导学生现场操作外，更重要的是起到了实验室管理教师亲临其境的效果，学生知道自己的一举一动都在老师的视线以内，所以在诸如卫生清理，实验器具归置等操作细节都认真做到位，从而使实验室的整洁情况得到大幅度改观。

3.3 科学管理模式

通过尝试，总结出网络在线音、视频监控的具体管理模式和措施。

(1) 进入实验室报到制度。在学生打开实验室时，会触发无线监控器开始向网络传输数据，同时在手机上发出提醒，从而使管理老师随时可以观察和提示学生按规定进行填表、登记。有了这种在线提示环节，就能轻松解决这一问题。

(2) 实验过程监管制度。在线监控模式赋予管理老师全天候实时监管所辖实验室的能力，通过与实验学生的在线交流，学生不仅可以随时向老师请教实验操作的细节问题，并且可让学生产生老师就在身边的感觉，其维护安全的意识会显著增强，于是更加主动地采取安全防范措施。

(3) 实验结束验收制度。教师可以在学生登记实验时、也可以在其进入实验室的报到环节，叮嘱其在实验结束后通过监控向老师提出验收请求后方能离开，教师则通过监控观察其是否完善地做好了实验收尾工作。通过这一环节，能够避免很多遗留安全隐患，比如前面提到的卫生、关闭电源、归置器具等。

(4) 高效多级监管制度。目前的网络监控系统均支持多机同时获取音频信息，即可让多人同时通过手机在线观察到监控画面，因此便于各级管理人员实时掌握实验室的运行情况，其优点不言而喻。除了第一责任人、实验室管理老师可以随时掌控安全局势以外，其他如实验室主任、主管院长以及校级监管人员等各级安全责任人均可第一时间了解实验室现场实况，见图2。当万一出现安全险情时，这种机制的时效性不容置疑，其能让最高决策者及时掌握第一手资料并发出解决问题的最适当指令。上级安全主管虽然不必要也不可能经常浏览全院或全校的各个网络监控区域，但这种制度本身就是对安全工作的具体监督措施，其效力胜过各种书面的或者是上墙的安全制度或规章。

图2 在线网络监控管理示意图

4 结 语

实验室安全与环保工作事关重大，无论增加多少监督与防范措施都具有实际意义，面对高校实验室不断进行改革的形势，采用任何现代技术和方法提高安全性和环保的尝试则都值得讨论。本文所提供的网络在线安全与环保监控方法只是众多有益尝试的措施之一，所展示的作用效果也有待进一步完善和发掘，现有网络传输速度影响了语音通讯的同步性，但随着网络技术的迅速发展，这些问题有望不断得到克服，而且随着相关监控设备软硬件的不断升级，还可增加更多有利于提高监控质量和范围的功能，让实验安全与环保管理工作变得更加便利、及时与高效。