高等医学院校细胞与分子生物学教学实验室安全管理探索

石 佳,王庆松,贺 旭,刘 华

(首都医科大学基础医学院实验教学中心细胞与分子生物学教学实验室, 北京 100069; △通讯作者)

实验室是进行高水平教育、研究以及社会技术服务的重要场所,是培养学生动手能力、实验实践能力和技术创新能力的基础环境[1]。现阶段随着我国迈入科技高速发展时代,国家越来越重视实验室安全建设,以满足实验教学的高阶性、创新性和挑战性等要求。但医学实验不仅涉及化学试剂、实验动物,更包含大型仪器的使用与管理,且医学类实验学科交叉性强,对实验环境的要求高,实验项目复杂且种类多元化,加之师生人员流动频繁,故易发安全事故。如2018年12月,北京某大学实验室相关人员冒险作业,违规将镁粉和磷酸搅拌,造成爆炸事故,致使三名参与实验的学生当场死亡;2021年10月,江苏某大学粉末冶金实验室因操作不当发生爆燃事故,造成2死9伤。实验室安全不仅影响到师生的生命健康与财产安全,更威胁高校的和谐稳定与长久发展。因此,实验室安全必须得到高校乃至社会层面的重视。近几年,教育部相继发布了《关于加强高校实验室安全工作的意见》《关于组织开展高等学校实验室安全检查工作的通知》,特别指出要加强高校实验室安全管理能力及水平,强调安全意识红线,重视安全工作,完善健全实验室安全责任体系,严格落实安全管理制度。从高校、社会乃至国家层面,安全都应放在首位,实验室安全不容忽视。

首都医科大学基础医学院实验教学中心为深化教学改革、整合教学资源、培养并提高学生实践创新能力和综合素质于2005年成立,共承担本科生、研究生及海外留学生的基础医学实验教学工作,2012年顺利验收成为国家级实验教学示范中心。细胞与分子生物学教学实验室是中心的重要组成之一,实验课程包含生物化学、分子生物学、遗传学和细胞生物学4门学科并融合了多学科的实验内容。实验室自成立至今,一直以安全工作放在首位,强调以人为本、防患于未然、保障实验安全并倡导实验室安全建设长久发展。笔者以本实验室为例,探讨高等医学院校教学实验室安全管理建设的改革与发展,以期为同类院校实验室提供借鉴和参考。

1 实验室安全管理现状及问题

1.1 安全教育形式多样,但缺乏针对性

人的危险行为和不良操作是引发实验室事故的主要因素,其比例占到事故总数的76%[2],故人的不安全行为是实验室安全事故的主要因素。安全教育是培养师生安全意识,预防安全事故的有效手段,通常分为线上和线下形式。线下形式有消防演习、应急演练、安全教育讲座、走廊橱窗展板等。线上形式有公众号、小程序等推送安全知识。安全教育虽形式丰富多样,起到了一定的宣传教育效果,但针对性不强,实际效果欠佳,如何深入广泛地开展诸如此类的安全教育工作需要深思。据某校开展安全知识调查显示,约20%的学生了解实验室安全知识,仅有4%的学生掌握实验室安全事故处理办法,这说明多数学生对实验室安全认知存在严重不足,安全教育工作迫在眉睫[3]。具体而言,实验教学中的安全教育以实验内容为依据讲解,主要体现在实验教学初期的集中式安全教育课中,采用讲、示、操、评的形式,即教师讲述实验原理、示范操作过程并强调风险点与安全注意事项,学生进行实验操作,教师点评实验结果。这种授课形式直接有效,但模式单一缺乏创新。随着“互联网+”时代的到来,安全教育的思路也应与时俱进。虚拟仿真实验与VR系统在实验教学中被广泛应用,安全教育的形式也要参考并发展,使之丰富且科学。此外笔者发现,参与实验的大部分师生强调安全,但在实际操作中安全意识的培养与防护技能的掌握却不尽如人意。如在PCR扩增和鉴定一课中,部分带教老师在缺乏必要安全防护的情况下,徒手拿取荧光染料及琼脂糖凝胶。考虑到学生实验的安全性,实验室已将溴化乙锭替代为荧光染料goldview,虽其毒性有所降低,但笔者认为仍需重视安全防护,严格执行实验室规章制度,规范操作谨防有毒化学品污染扩散。

1.2 教学实验室空间紧张

目前实验室涉及专业有临床、预防、中医、中药、康复、生物工程、管理、法学等,承载本科生、留学生、长学制以及研究生的生物化学、分子生物学、遗传学和细胞生物学4门学科的实验课程,年人总学时超5万,且这个数字还在逐年增长。然而学生实验室目前仅有10间,其中6间作为生物化学和分子生物学实验室使用,4间作为遗传学和细胞生物学实验室使用。不同实验室的仪器设备布置不尽相同。这就导致了可能会出现需求不同的课程被安排在非对应实验室,仪器设备如高速冷冻离心机、倒置显微镜等频繁挪动,不仅加快仪器损耗,更可能产生安全隐患。有限的实验室空间与庞大的学生人数不成正比,愈加增大了实验室不安全因素。

1.3 硬件设备有待更新

自2005年成立实验教学中心至今,笔者所在实验室获得大量建设经费,购置了大批先进仪器设备,迅速提升了实验室硬件设施,为实验室安全提供了一定保障。然而,科技不断创新,仪器设备更新换代,实验室现存设备更新缓慢,教学硬件条件逐渐落后于后期建设的兄弟院校。部分实验室设备更新改造难度大、周期长、成本高,改造会影响教学活动的正常运行,执行困难。以笔者实验室为例,洗眼器、喷淋装置、通风橱等基础安全设施有配置,但缺乏维护保养,部分功能缺失更新不足;实验室管制类药品暂存柜的配备不足,无法满足实验室管制药品的暂存要求,由于经费、空间以及对管制化学品不重视等原因,将不同种类危化品放置在同一个柜中,任何人员都能接触并取用;挥发性化学品因缺乏防爆冰箱而存放于普通冰箱保存。如何利用有限的经费,高效地提升安全硬件是每个实验室所面临和思考的问题。

1.4 实验室不规范操作

医学实验室涉及大量仪器和药品,实验过程中人员密集、流动性大,仪器设备使用频繁,部分仪器操作复杂、使用条件苛刻,试剂药品用量巨大,且包含剧毒化学品。此时若相关人员缺乏安全意识,一旦操作不当,极易造成伤害甚至酿成事故。如实验室的高速离心机未配平使用、气瓶运输与使用过程未配置安全架、常规冰箱存放有机溶剂、水浴锅干烧、加热设备无人看管过夜运行等。一些进口设备,损坏后维修难度大且周期长,而部分相关人员在培训不足的情况下仅凭感知和经验操作,加速仪器老化、产生故障[4]。仪器设备长期“带病上岗”的隐患是巨大的。实验室涉及种类众多的化学试剂,其中不乏剧毒、易挥发扩散、易燃易爆的品类,同时教学实验化学品使用量巨大,许多试剂药品反复使用。部分实验员仅考虑到工作的便利性却忽视试剂的理化性质和毒害作用,药品使用后未及时归放置试剂库房妥善保存,甚至部分化学品标签脱落以及使用周期超出有效期却仍在使用。

2 实验室安全管理的探索与实践

随着全社会对安全、健康和环境要求的不断提高,如何科学、持续地完善实验室安全管理体系,更好保障实验教学有序运行,保护师生的安全健康,已成为各高校安全管理建设中的重要课题。

2.1 组织有针对性的安全教育,培养安全意识

实验室安全教育与宣传是高校实验室安全建设最基础也是最重要的工作。得当的宣传教育能够让师生及时、准确、系统地了解实验室安全知识,营造浓厚的校园安全意识氛围,推动实验室安全深入人心[5]。高校对师生加强安全教育培训,提高防微杜渐意识,逐步形成重视安全的氛围和环境,努力从思想根源杜绝安全隐患。以首都医科大学为例,近年来开展了大量安全教育,针对危化品、气瓶管理、特种设备、大型仪器等相关知识培训学习,多部门联合开展消防演练、应急预案和心肺复苏急救等课程内容,极大地丰富完善了安全教育,让师生的安全观从“要我安全”转变为“我要安全”。实验室内通过教师讲解、视频及PPT演示等形式日常开展学习实验室安全教育,如实验室管理制度及日常规范、仪器原理与规范操作、实验室常见事故诱因及措施、危险管制化学品的使用与存储以及实验室垃圾排放规范等,通过定期考核建立责任制的形式,培养师生的责任心和担当意识,树立自觉履行规则和安全行为理念,增强尊重生命,敬畏生命价值认同感[6]。高校结合“互联网+”安全教育的模式,通过校园网、微信公众号和校园广播等形式推送宣传实验室安全知识、法规条例和案例事故,从观念、情感和道德品质等方面影响师生,增强忧患意识,使其树立安全价值观并增强安全责任感[7]。

2.2 改善实验室空间

科学合理的实验空间是实验室安全的物质保障,这就要求持续改善升级硬件条件,加大实验室基础建设投入。随着北京疏解非首都功能政策的推行,新建设的校区也在积极筹备中。新规划的实验室的确可以改善现阶段实验空间紧张的局面,但也要充分考虑到未来可遇到的问题。笔者认为,实验室建设之初,就宜将其设计成多功能通用类型,综合门、窗、水、电、网络、通风、整洁度、实验台布局等方面考虑,以满足对生物化学、分子生物学、细胞生物学以及遗传学实验教学功能的需求,即仅需调整部分仪器设备及简单布局,便可实现不同实验项目的交叉进行,既提高了实验室利用率,保证充足的实验空间,也能高效、合理且安全地完成教学任务。

2.3 加强危化品与废弃物的管理

实验室管制化学品要严格执行安全准入制度,其存储、使用和废弃须符合安全要求规范,实验室现有条件应满足要求[8]。以笔者所在实验中心为例,所有试剂与耗材的采购必须经过上报、登记、审批、入库、验收、收货等手续方能执行。随着网络通讯和数据库化的普及,数字信息化管理已成为推进行业发展、提高效率的重要途径。实验室安全管理亦如此。针对数量庞大种类繁多的试剂耗材,实验室参考高校图书馆信息化管理手段,建立危化品全过程监管平台,对危化品采购、入库、存储、领用、归还等过程实时记录,做好动态管理。化学品和试剂依据理化性质按品类分柜存放,且严格执行“五双”管理制度。近两年,实验室配备了大量数显试剂柜,实现了危化品数字化管理,其优势在于定时通风疏散易挥发的有机溶剂气体,降低了易燃易爆风险且改善室内的空气环境,同时,分类回收废液、废弃物及利器,且圈定污染区做好标线,线上预约定时回收,有效保障了实验室环境的安全与卫生。虽然加强对危化品的安全管理较繁琐,但极大地提高实验室的安全系数,有效保障实验教学。

2.4 安全检查排除隐患

实验室要切实履行安全管理主体责任制,定期开展安全隐患排查并及时整改,做到防患于未然。以笔者所在实验中心为例,实验室建立完备的安全风险评估体系,对实验室涉及的安全内容进行实质审核,对实验所需化学品、仪器器材和实验场地进行审查备案,采取必要的安全防护措施。而节假日前以及每隔半月,学院层面定期组织全方位、无死角的隐患排查,统计风险点并集中处理,通过安全检查找到工作中的不足与隐患,针对实验室不合理布置及时整改,并思考同类型问题,做到举一反三,将隐患消灭在萌芽状态,时刻牢记不以恶小而不为,责任重于泰山,将安全工作落实到位。实验课结束后,教师对个人所负责实验室的门、窗、水、电、试剂、仪器、实验动物、废弃物等详细检查并填写安全值日台账。安全检查不仅是一种表面形式,更要提醒实验人员重视安全工作,让安全意识深入人心,帮助实验室及时发现隐患并整改,杜绝事故发生。

2.5 完善实验室安全管理制度规范及应急预案

实验室安全管理必须有制度建设作为保障,完善实验室安全管理制度,实现分级分类管理,明确各实验室开展实验的范围、人员和审批权限,严格落实实验室使用登记相关制度;结合实验室安全管理实际,配备具有相关专业能力和工作经验的人员负责实验室安全管理,确保实验教学工作安全运行。近些年,我校陆续出台了《实验室安全管理办法》《实验室突发安全事故应急预案》《实验室特种设备日常管理办法》《特殊药品危险化学品的管理》《实验室危险废弃物回收办法》等。安全管理规章制度让实验室有法可依且有法必依,明确职责分工,各单位建设必须以安全工作为前提。课前,教师对学生集中宣讲《实验室安全告知书》,讲明规范操作、注意事项、防范措施等。实验室积极建设安全准入制度,即进入实验室的师生必须参加安全培训,考试合格后与所属学院、中心、研究院签订《实验室安全管理承诺书》方准进入实验室[9]。此外,合理科学的应急预案能够有效地减少人员伤亡和财产损失,因此,制定实验室应急预案十分必要。良好的应急预案能使实验人员临危不乱,有序地做出合理科学的应急措施,将事故迅速处理,使损失降到最低程度并保护师生安全。我校完善实验室应急预案,定期演练,使师生熟悉常规应急策略,保障师生安全。

实验室安全管理不是一蹴而就所能完成,它是一个持续发展、逐步完善的过程,坚持与时俱进、集思广益,并科学地建设实验室,保障实验教学的顺利运行和发展。