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摘要:目前生物学教学实验室安全管理中存在实验室专业性强、安全问题各异,安全管理投入不足,安全管理不规范及安全教育不到位等问题,为了构建完善的实验室安全管理长效机制,针对各专业实验室的安全管理特点,因地制宜地加大实验室安全管理资金投入、加强安全教育、健全安全管理体制,形成了一套以人为本,系统、科学、高效的实验室安全管理体系。
关键词:生物学教学实验室;实验教学;实验室安全;安全管理
生物学教学实验室是生物学教学体系的重要组成部分,对培养学生的基本生物学实验技能、综合科研素养及创新能力具有重要作用。实验室人员流动大、专业门类多、涉及面广,这些都对生物学教学实验室的管理尤其是安全管理提出新的挑战。随着生物学科的快速发展,大量贵重仪器引进,虚拟仿真等实验技术引入,基因编辑、生物信息学等新的实验课程不断增设[1],这些都对实验室的安全管理提出新的要求。然而,近年来实验室安全事故多发,火灾、爆炸、病原菌泄漏等安全事故时有发生[2]。鉴于生物学教学实验室的安全管理现状,教育部及各高校不断加强实验室安全管理,但是多集中于危险化学品、水、电、火等实验室安全共性问题,针对生物学教学实验室特有安全问题采取的管理措施大多不到位。
1生物学教学实验室安全管理现状
1.1实验室专业性强 安全问题各异
生物学教学实验室主要包括与生物学研究相关的实验室[2]。生物学教学实验室相比其他学科实验室,专业门类繁多,各专业实验室都有自己独特的安全管理特点。按照各专业实验室的安全管理特点,可分为以下几大类。1.1.1易传染类实验室。此类实验室在实验过程中会接触细菌、病毒、细胞等生物活体,主要进行生物材料的培养、观察、性质研究等实验。实验过程中操作不当或者实验后生物材料处置不当可能会造成传染,危害人体健康。此类实验室主要有:微生物实验室、细胞工程实验室、细胞生物学实验室、发酵工程实验室、病毒学实验室等。1.1.2活体生物类实验室。此类实验室以活体生物为实验对象,如线虫、家鸡、巴西龟、龙虾等,主要进行动物解剖、发育观察、生理响应等相关实验。实验过程中存在被动物抓伤而感染的风险,动物尸体处置不当也存在病原传染风险。此类实验室主要有:动物生物学实验室、动物生理学实验室、发育生物学实验室、动物组织学与胚胎学实验室等。1.1.3危险化学品类实验室。此类实验室不仅会使用强酸强碱类危险化学品,还会使用大量危害性强的生物化学试剂。这些试剂具有高毒性,有些还存在致癌风险,如甲基磺酸乙酯、丙烯酰胺、溴化乙锭、秋水仙素等。实验过程中操作不当或者实验废弃物处置不当,对人体健康及生态环境都会造成极大的危害[3]。此类实验室主要有:分子生物学实验室、基因工程实验室、遗传学实验室、生物化学实验室、酶工程实验室等。1.1.4公共实验仪器馆室。此类实验室主要是为实验教学中心各实验室提供服务,如精密仪器室、灭菌室、离心机室、天平室、分光光度计室、标本馆等。1.1.5其他类型实验室。随着生物学科的快速发展,很多高校建立了一些新兴实验室,如生物信息学实验室、虚拟仿真实验室等。此类实验室相对而言安全风险较低。有些以实验观察为主的实验室,如植物学实验室;还有一些野外的实习基地,为动物学、植物学、海洋生物学、生态学等专业提供了教学支持。另外有些高校为了培养学生的自主科研能力,还组建了一些学生自主管理的实验室,这类实验室往往缺乏专门的实验室管理人员,可能存在安全风险。
1.2安全管理投入不足
当前实验室安全事故多发,各高校加强了实验室的安全管理工作,投入不断加大,建立了实验室门禁、危险化学品管理、废弃物回收等安全管理体系。但是对于生物学教学实验室存在的独特的安全管理问题,投入仍显不足[4]。比较突出的问题有以下两个。1.2.1实验动物使用监管不到位。实验动物是生物学教学实验室必用的实验材料,但是对其购置、使用、处置的监管机制尚不健全。由于经过检验检疫的实验动物价格昂贵,一些经费有限的实验室可能选用未经过检验检疫的实验动物;一些动物生物学实验室尚未配置专业的动物尸体处置装置,或者动物尸体没有交由具有资质的机构进行处置。1.2.2实验室空间设置不合理。高校生物学教学实验室由于空间有限,在实验功能区划分上不够合理。生物化学实验室、分子生物学实验室、遗传学实验室等实验室没有设置专门的污染区,一些存在致癌风险的生物化学试剂在公共实验区使用。
1.3安全管理不规范
当前生物学教学实验室安全管理体系中生物安全管理标准和程序不够规范、全面。对生物学教学实验室存在的病原菌泄漏、动物抓伤等安全事故的预案不足[4];活体生物实验材料购置、使用、处置规范化流转程序欠缺;实验过程中对实验动物、病原菌、病毒、细胞等的实验操作缺少规范化流程;实验废弃物处置粗放,基本化学试剂、有毒有害生物化学试剂、具有传染性的活体生物材料甚至动物尸体不能区分处置[3]。
1.4安全教育不到位
当前多数高校对学生的实验室安全教育多侧重于危险化学品、水、火、电等常规安全问题,而对于生物学教学实验室独特的安全问题教育培训不足,学生对动物实验过程中的安全问题重视程度不够。同时安全教育方式单一,不能引起学生重视。
2生物学教学实验室安全管理对策
生物学教学实验室不仅存在常规实验室的安全问题,还存在独特的安全隐患,因此在制订安全管理策略时需要全面考虑实验室的安全问题,因地制宜地制订适合于各个实验室的安全管理规范,可以从以下几方面进行改进。
2.1加大实验室安全管理资金投入
生物学教学实验室安全管理中需要继续加大投入,根据各专业实验室的安全管理特点有针对性地投入。一是加大实验材料购置投入,保证实验材料安全、可靠。购置具有检验检疫证书的实验动物;加强实验期间师生的安全防护,购置防护服、防护面罩、口罩等防护装备;购买危险性低的必需生物化学试剂,尽量不使用易致癌致畸的生物化学试剂。二是加大实验室空间的改造力度,合理进行功能区划分。如分子生物学实验室可以将整体划分为核酸电泳区、RNA专区、蛋白胶专区等区域[5];购置生物安全柜等实验设备;依据实验需要建立生物安全一级/二级实验室(BSL-1/BSL-2),实验室的建设高于现在的需求,以期满足将来的需求[3]。三是加大投入,提升实验技术,避免安全事故发生。将一些具有危险性的实验通过虚拟仿真的方式让学生提前自主学习,在实际操作中减少实验室安全事故的发生概率[6]。四是加大对实验室废弃物处置的投入,实验废弃物分门别类进行处置。实验室废弃物处置是最容易忽视且最容易发生安全事故的环节。普通化学品、危险化学品、生物化学试剂、病原微生物、培养细胞、动物尸体等分别进行处置,不能自行合理处置的交由具有资质的专业机构进行无害化处理。
2.2加强安全教育
实验室安全不应过分依赖实验室安全设施,绝大多数安全事故发生的根本原因是缺乏安全意识和疏于管理[7]。一是生物学教学实验室要进行全方位、专业性的安全教育。结合各专业实验室的安全管理特点,签订《实验室安全使用责任书》;将安全教育纳入实验课程中,加大安全教育在实验课程中的比重;落实安全教育“一票否决”制度,安全教育不达标,则实验成绩不合格。二是通过多种方式进行安全教育,使用课堂讲座、在线讲座、微信公众号、悬窗展板、视频、虚拟仿真、安全竞赛等方式对实验室使用人员进行安全教育,采用虚实结合的方式,传授学生安全知识,增强其安全意识。三是建立实验室安全文化,进行生态文明建设[7]。由于生物学实验所用的材料既包括有毒、有害、易致癌致畸的化学品,又包括具有传染性的致病菌,实验后直接排放不仅会污染环境,而且严重危害人体健康,因此需要引导学生树立生态文明意识[8]。
2.3健全安全管理体制
一是加强制度建设。制度建设是实验室安全管理的重要组成部分。应建立学校、学院、教学中心、实验室的四级安全管理体系,明确安全责任,制订实验室准入制度、奖惩制度、督导制度等[9]。二是针对各专业实验室的安全管理特点,因地制宜地制订具体的安全管理制度,包括实验室安全手册、仪器设备操作手册、实验操作标准规范,废弃物处置规范等指南性文件,做到实验室运行各个环节有章可循[2-3,10]。三是即使有完善的制度和规章条例,实验人员也可能在实验中会被实验动物咬伤或者抓伤,因此,各实验室必须制订各种安全事故预案,并定期进行安全事故处置演练,让学生意识到对待实验动物要坚持科学、严谨的态度,不能存在丝毫的懈怠[10-12]。四是加强信息化管理。通过网站、公众号、微信群、二维码等方式进行安全管理,建立实验室综合信息管理平台。给进入实验室的实验动物设置二维码,学生在使用实验动物时要扫描二维码,实验完成后处置人员再扫描二维码,做到全流程监督。
3结语
生物学教学实验室的安全管理是一项系统、全面、专业性很强的工作。在实际管理工作中,要全面梳理各实验室存在的安全隐患,加大实验室安全设施的投入,建立完善的安全管理机制。还需要将安全教育培训与信息化建设相结合,形成了一套以人为本,系统、科学、高效的实验室安全管理体系,在圆满完成实验室教学任务的同时,可以有效、长效地防止实验室安全事故发生。
作者:刘阳 单位:中国海洋大学海洋生命学院