单雪晴，周 莲，李 敏，黄哲群，孙洁林，邵志峰，夏伟梁

（上海交通大学致远学院致远创新研究中心，上海 200240）

0 引言

高校实验室被喻为“现代化大学的心脏”，是高校建设发展的重要基地［1］。实验室安全管理不仅是高校各项科研、教学、服务工作正常开展的前提与保障，也是高校校园建设的重要内容之一［2］。随着当今社会需求的不断改变，学科知识逐渐从单一向交叉、融合发展，学科领域也走向多学科交叉、跨学科乃至超学科；如今，多学科的交叉融合已成为科学发展的新征程，也成为建设一流学科的重要途径之一［3-4］。美国“国家科学院凯克未来创新计划”［5］、英国研究理事会［6］、法国国家科学研究中心［7］分别通过一系列资助计划和优惠政策力图打破学科壁垒，大力促进交叉学科的发展；2006 年北京大学成立前沿交叉学科研究院，成为了我国多学科交叉前沿研究的先锋阵地［8］。2020 年8 月，我国决定新增“交叉学科”作为新的第14 个学科门类；国家自然科学基金委也新设立交叉科学部［9］。在时代的推动下，各类多学科交叉创新实验室或实验平台孕育而生，但多学科交叉实验室在管理上相比其他实验室更加复杂和特殊，因此高校对多学科交叉实验室的开放与安全管理也提出了更高的要求［10-11］。

环境、健康与安全体系（Environment，Health and Safety，EHS）于20 世纪90 年代提出，经过不断的实践积累，EHS管理机制和体系逐渐成熟并完善，形成了一套环保、健康、安全“三位一体”的完整体系［12-13］。为了确保实验室安全，以美国为代表的发达国家高校实验室广泛推广EHS 体系［14］。该体系贯彻“以人为本”的管理理念，主张从最不利原则出发，把一切可能发生的危险进行预评估，采取相应的预防措施，将危害、事故发生的可能性及其后果降到最低，尽可能减少环境污染和对人体的伤害，确保人员健康与安全［15-16］。在欧美、澳大利亚、新加坡等国家，高校实验室安全管理队伍的组织构架完整，管理与执行人员的专业化程度高，各职能部门的分管职责和分管内容相对明确但互相衔接，形成了特色鲜明的EHS 实验室文化并取得了良好的管理效果［17-18］。因此，如何将国际先进的EHS管理经验应用于我国高校实验室建设管理，特别是多学科交叉实验室的安全管理策略，是实验室管理人员的一个重要研究方向。

2016 年，在“国家双创示范基地”的支持下，致远学院与学生创新中心联合建设成立致远创新研究中心（Zhiyuan Innovative Research Center，ZIRC）。针对人类生存与社会发展的瓶颈问题，建设数据科学与技术、生物分子探测、能源材料交叉、量子通信与计算4 个聚焦平台，通过合理布局与规划，将这4 个平台有机融合于同一物理空间，构建了多学科大方向交叉的实体中心实验室，主要支撑以“致远荣誉计划”本科生为主体开展自主科研探究与技术创新。ZIRC 中心实验室于2018 年10 月正式启用，借鉴EHS管理体系，积极探索交叉实验室安全管理创新模式，建设实验室管理体系；相比于其他实验室，ZIRC中心实验室针对拔尖人才安全管理有较早的探索。2019 年“拔尖计划2.0”全面启动，ZIRC中心实验室对拔尖人才的安全管理启动了更加细致、深入、严谨的管理模式。

本文结合ZIRC在中心实验室安全管理方面的实践经验，归纳多学科交叉实验室的特点，分析管理难点，提出针对性的处理策略、方法与建议，以期为更多新兴的多学科交叉实验室的安全管理提供借鉴。

1 多学科交叉实验室的特点及管理难点

1.1 科研人员的学科背景、研究方向、年级多样化

ZIRC中心实验室面向学校全体师生开放，并重点支持入选“致远荣誉计划”的本科生开展研究与探索，科研人员具有学科背景、研究方向、年级多样化等特点，仅“致远荣誉计划”就覆盖了数学、物理、计算机科学、生命科学、化学、生物医学科学6 个理科方向以及大工科方向。ZIRC中心实验室的统计数据显示，进入ZIRC 的本科生占69.8%，其中一年级本科生占15.1%，硕士、博士研究生占23.5%，指导教授占6.7%，这些实验人员分别来自多个不同的学院，有不同的学科背景，学生对各学科理论知识的掌握、仪器设备操作等基本能力有较大差异，并且低年级本科生对这两方面的技能相比其他年级更加薄弱。在ZIRC 中心实验室，科研人员与不同领域的教授合作开展多学科交叉创新研究课题，他们的研究课题不仅多样且涉及的领域非常广泛，这使实验室安全教育及安全管理工作更加复杂多样，给实验室安全管理人员带来挑战。

1.2 中心实验室仪器、设施、试剂、耗材多样化

大型精密仪器设备通常适用于交叉学科，其工作原理复杂，操作难度大，辅助零配件繁多，对实验室的仪器管理有非常高的要求。ZIRC 中心实验室面积约600 m2，融合了4 大聚焦平台（含150 m2的万级洁净间），兼具学术讨论空间，服务于本科实验教学与科研。实验室配备总价值超过2 000 万元、共计240 台（套）科研及实验设备，以及近3 000 个实验元器件或设备零配件，其中11 台为高端精密设备（价值200 万元以上设备4 台、价值50～200 万元设备3 台、20～50万元设备4 台），并配备氮气、二氧化碳、空气、氧气等气体钢瓶、气路支撑大型仪器设备的常规运行。

根据实验课程、研究课题的需要，实验室还配备了众多生物化学试剂、药品，以及细菌、细胞系等生物材料，其种类、性质、用途、保存方法各不相同，极容易在存储、使用中出现问题，特别是危险化学药品、生物材料的管理，给实验室安全管理人员带来较大的压力。

1.3 实验废液、废弃物种类繁多

由于学科背景、研究方向、设备、药品、耗材的多样性，导致实验中产生的废液与废弃物也相对多样性，在处理废液及废弃物时其分类标准及处理方式也有很多不同。因此，如何快速、准确地处理实验废液及废弃物是对实验室安全管理人员能力的考验。

2 完善实验室管理制度及应急预案

针对多学科交叉实验室科研人员学科背景、研究方向、年级多样，仪器、设施、药品、耗材多样，实验废液、废弃物种类繁多等特点及管理难点，ZIRC 中心实验室安全管理工作组制定了责任体系、管理条例以及应急预案等，用于辅助实验室安全管理工作。实践表明，完善的实验室管理制度及应急预案使安全管理工作更加清晰明了、有章可循，不仅提高了安全管理工作效率，使实验室安全更有所保障。

2.1 建立健全的实验室安全管理制度

实验室安全管理制度的建设和实施是做好实验室安全管理工作、提高实验人员安全意识的先决条件。ZIRC中心实验室建立科学的实验室安全管理制度，确保实验人员的身心健康，保障教学科研工作的顺利开展，保护实验室及周边环境安全。借鉴EHS 管理模式，结合ZIRC 中心实验室的交叉学科特色、专业特点和安全管理工作实际情况及难点，制定“上海交通大学致远创新研究中心（ZIRC）中心实验室管理条例”“致远创新研究中心安全承诺书”“致远创新研究中心（ZIRC）中心实验室安全应急预案”等文件，用于ZIRC中心实验室管辖所有实验平台，做到实验室安全管理有章可循，为安全管理工作提供了基本保障。

根据设备安全特性，中心实验室所有设备（参考设备清单）分为ABCD 4 类。操作人员必须严格根据设备安全级别（见表1），按照相应要求进行预约和操作。例如能源材料交叉平台原子力显微镜、原子层沉积系统为B类；量子通信与计算平台飞秒激光器为A类；生物分子探测平台结构照明显微镜为B 类。实验室技术负责教师针对原子力显微镜、结构照明显微镜、原子层沉积系统、飞秒激光器等工作原理复杂、操作难度大的研究级精密仪器设备，分别制作大型设备使用规范及操作规程与规范操作视频，实验人员可随时在线了解并学习仪器的操作方法、安全注意事项，也可线上预约参加仪器培训，大大方便了实验人员，特别是本科生，学习大型精密设备操作方法，并能够在掌握技术后，自主使用这些设备进行跨学科研究与探索。

表1 ZIRC中心实验室设备安全等级分类______

2.2 构建明确的实验室安全责任体系

美国高校实验室安全管理机构由EHS总部、办公室和委员会组成，分别承担顶层制度设计、安全管理实施和安全管理监督的工作，3 个部门协同管理，全力保障高校实验室安全［15］。借鉴ESH安全管理责任体系建设模式，ZIRC设立了中心实验室安全负责人主管、平台责任教授督管、平台技术负责人／项目指导教师／授课教师协同管理、实验室安全员全面监管的管理责任体系；将实验室的消防、水电、气瓶、危化品、激光及设备操作安全等各项安全防范管理工作落实到各平台，安全责任落实到个人的实验室责任制度。

2.3 制定详细有效的应急预案

根据ZIRC中心实验室的实际情况，成立ZIRC 中心实验室应急处置管理工作组：致远学院副院长担任工作组组长、事故应急处置第一负责人，明确各平台责任教授为各平台事故处置第一责任人，平台技术负责人及实验室安全员为事故处置的直接责任人，将事故应急处置责任落实到人。

根据ZIRC中心实验室实验类别及仪器设备的特点，配备了消火栓、灭火器、灭火毯、呼吸面罩等可处理火灾的应急消防设施，还配备了洗眼器、紧急冲淋器、急救箱、化学品防泄漏工具箱等应急设施。气瓶间及气瓶柜附近设置氧气及二氧化碳浓度探测器实时监测氧气和二氧化碳浓度，如有气瓶发生泄漏第一时间报警，安全管理人员可立即疏散实验室内师生并联系工程师进行检修，保障实验室内工作人员人身安全。

在实验室EHS风险评估的基础上，根据ZIRC 中心实验室存在的危险源归纳整理了8 类具有针对性且易操作的应急处置措施，包括触电、火灾、化学品灼伤、化学品泄漏、化学试剂中毒、实验室生物感染、激光灼伤等，为来自不同学科领域的实验人员快速检索各类事故的处置方式提供便利。在编撰应急预案时，行文力求简洁明了，并结合实验室应急设施的位置和使用方法，配以图示进行说明，以便事故发生时，实验人员与管理人员能够以最快的速度定位应急设施，正确操作相关应急设施开展施救，力争在最大程度上保障实验人员的人身安全与健康，保证国家财产的安全，同时保护实验室内外环境免受污染。

3 构建多元化的实验室安全教育及管理体系

3.1 建立实验室安全教育体系

完善的安全教育是实验室安全的基础，加强安全教育、提高全员安全意识是EHS 安全管理体系建设中的重点建设任务之一［19］。ZIRC 中心实验室根据学生的学科背景特点，建立了完善的实验室安全教育体系，具体内容如图1 所示。以实验室基本原则为支撑，设计所有平台通用的通识知识，这些知识依据ZIRC 中心实验室具体情况整体设计，包括实验室安全基础知识、危险源识别、应急预案、安全管理等内容。同时从科研人员的学科背景出发，不同学科背景学生的实验内容存在的安全隐患不同，因此安全教育内容又细分为化学、生物、激光等方向。其中，化学类安全课程包括危化品安全知识、实验基础操作安全、化学药品安全管理、玻璃器皿安全管理、事故紧急应变措施、废弃物处理等；激光类安全课程包括基本光学设备操作、光学实验注意事项、激光设备安全操作、单光子设备操作、激光灼伤应急措施等；生物类安全课程包括生物样品安全管理、特殊设备注意事项、废弃生物样品管理、生物感染应急措施等。

图1 实验室安全教育体系

3.2 实施线上、线下相结合的安全教育及管理模式

较好的课程体系和管理方法需要有较好的方式进行输出［20］，线上、线下相结合的安全教育及管理模式符合EHS先进的教育及管理理念。ZIRC 中心实验室在安全教育以及管理工作中引入线上、线下相结合的手段，形成混合式教育、管理模式，如图2 所示。ZIRC中心实验室将安全知识进行梳理，将安全培训课件、大型设备使用及规范操作视频、ZIRC中心实验室管理条例、应急预案等上传至线上系统供学生自主浏览学习。此外，学生还可以线上报名安全培训、线上进行安全知识测试、线上预约大型设备以及线上向教师提问和留言，教师可以线上开展安全培训、召开安全会议、审核设备预约信息、反馈学生的提问及留言等。线下安全教育及管理模式方便教师引导学生构建实验室安全知识体系，传递“安全第一，预防为主”的价值观，同时开展实操性强的大型仪器设备培训以及紧急救亡逃生演练。综上所述，线上教学及管理模式不仅方便学生学习实验室安全知识和安全管理条例，还方便教师及时处理预约和留言消息；线下教学及管理模式更方便老师对学生实际操作技能的训练和紧急救援措施的演练。融合线上和线下相结合的安全教育及管理模式，既可以提高学生学习安全知识的主动性和灵活性，又可以提高教师安全管理效率。

图2 实验室安全教育、管理模式

3.3 严格开展实验室安全教育培训

做好实验室安全教育培训工作，是推行实验室先进安全管理方法的关键［21］。学生需先通过上海交通大学安全教育及安全考试，并签署“上海交通大学实验室安全个人承诺书”方可获得预约ZIRC 中心实验室安全培训及应急演练资格。成功预约ZIRC 中心实验室安全培训及应急演练后，由实验室安全员组织培训线下讲座和线上自学课程，内容包括实验室基本要求，实验室化学类、激光类、生物类安全知识，实验室安全常识视频、紧急救亡逃生方法、事故应急演练和ZIRC中心实验室安全知识测试，测试内容包括实验室安全相关法规和制度、个人防护知识、实验室安全常识和专业知识、紧急救亡逃生方法、特殊设备注意事项等；在线安全测试达到满分并签署“致远创新研究中心安全承诺书”的学生方可获得实验室准入资格。进入实验室前，学生还需填写实验申请书，并在申请书中写明实验日期、实验时间、所需实验试剂、所需设备、同组人员姓名、存在的安全隐患、安全隐患应急预案等，申请人和指导教师分别签字后上交ZIRC 留存。ZIRC中心实验室管理教师根据学生提交的申请书对每一项内容进行核查，确认符合要求后，方可授权学生进入实验室开展研究。

4 实验室安全管理实践

4.1 实施有效的惩罚措施

ZIRC中心实验室拒绝任何违章、违规实验操作，发现任何违章作业立即加以制止并关闭实验室准入权限，必须重新接受安全教育并通过安全知识测试才可再次获得实验室准入资格。对于违反实验室安全制度造成的责任事故，ZIRC 将追究使用者的责任，给予使用者合理的处分。若因操作不当等原因导致设备损坏，造成财产损失，ZIRC 将追究使用人及其指导教师的经济责任。

4.2 全面落实实验室安全检查

ZIRC中心实验室安全管理工作组依据EHS 管理原则制定安全检查制度，全面落实监督管理措施，强化各类责任制度。由实验室安全管理员负责ZIRC 中心实验室的每日巡查及不定期的安全隐患排查，并及时做好检查记录。根据学校要求，定期组织实验室自查自纠工作，对实验室的重点部位进行重点、详细地检查并做好记录，绝对不留死角。对排查中发现的问题必须及时整改，消除一切安全隐患。做好化学品购买与储存，实验废弃物处置等安全管理的同时，兼顾实验室卫生管理工作，确保实验室环境整洁有序，为师生营造安全舒心的实验环境。

4.3 实验室安全档案归档管理

根据ZIRC中心实验室实际情况，建立完备的实验室设备、试剂、安全培训和人员管理的档案资料；全面掌握实验室运行的安全技术特点和要求，监督所有平台运行与管理符合安全要求；为实验室师生提供全面安全服务，落实各项安全制度并执行检查，记录存档。同时根据ZIRC中心实验室自身特点及管理需要实时更新“上海交通大学普通化学药品安全管理台账”“上海交通大学化学药品领用管理台账”“上海交通大学管制药品安全管理台账”，并制做ZIRC 科研（自修）人员出入台账和ZIRC气瓶安全管理台账等档案用于协助实验室安全管理，集中归档，并由专人管理。

4.4 积极开展实验室安全文化建设

ZIRC中心实验室内明显处张贴各类警示标志，包括穿着实验服、小心气瓶、禁止烟火、禁止饮食、当心激光、必须佩戴遮光防护眼镜等醒目的安全警示标志，时刻提醒实验人员遵守实验室守则。除此之外，ZIRC中心实验室还定期开展各式各样的实验室安全普及文化活动，例如“实验室安全月”活动，利用各类活动积极宣传、普及应急知识和技能，如：火灾、烧伤、灼伤、化学品中毒及泄漏、触电等急救处理办法；化学、生物、激光等安全知识讲座、实验室安全事故紧急救援演练等主题活动；通过各类活动，实现实验室安全知识、紧急救援措施的推广及普及，加强实验室安全文化建设，提高师生实验室安全技能和安全意识。

5 结语

ZIRC中心实验室安全管理具有以人为本、多学科交叉、结构复杂等特点；根据这些特点，ZIRC中心实验室借鉴EHS管理体系制定了系统的实验室安全教育体系和完善的实验室安全管理制度。经过多年的实验室安全管理制度、体系的建设与实践，实验室安全教育及管理水平稳步提升，实验人员安全意识逐步提高，进入ZIRC中心实验室的老师及学生对ZIRC 中心实验室的管理制度及安全教育模式给出了广泛好评，这些好评对ZIRC安全管理工作组成员是极大的鼓励及认可，激励工作组所有成员齐心协力抓好安全管理工作，守住安全红线，建立可复制、易操作、易管理、良性循环的高校多学科交叉实验室安全教育及管理体系，全力支撑各类实验教学和科研创新活动的开展，为高校师生营造安全和谐、舒适健康的工作环境贡献全部力量。

本论文得到“基础学科拔尖学生培养计划2.0”“国家双创示范基地”“2020 年上海市高校本科重点教改项目《致远创新计划：本科自主创新人才培养体系的探索与实践》”的支持，以及上海交通大学资产管理与实验室处、实验室安全与环保中心与学生创新中心的指导，在此一并致谢。