高校地球化學(xué)超凈實驗室安全行為規(guī)范探索研究

　　摘要：高校地球化學(xué)超凈實驗室是對實驗室內(nèi)單位體積空氣中所含懸浮粒子數(shù)量和溫壓及濕度條件有一定要求，同時進(jìn)行地球化學(xué)實驗操作的實驗室。通過分析地球化學(xué)超凈實驗室的特點及安全隱患，圍繞實驗操作人員安全、環(huán)境安全和樣品安全，同時結(jié)合實際情況提出了高校地球化學(xué)超凈實驗室的行為規(guī)范，采取了強化安全意識、嚴(yán)格遵守行為規(guī)范、了解應(yīng)急處置等措施，從源頭上減少實驗室安全事故的發(fā)生率。

　　關(guān)鍵詞：超凈實驗室;安全管理;實驗安全

　　超凈實驗室是許多科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域必備的工作場所，如生物科學(xué)、制藥、電子、地球化學(xué)、食品和水加工等[1-4]。超凈實驗室是對實驗室內(nèi)單位體積空氣中所含懸浮粒子數(shù)量有一定要求的實驗室，是一個相對封閉的系統(tǒng)，其室內(nèi)溫度、清潔度、室內(nèi)壓力、氣流速度和氣流分布、噪聲振動、照明、靜電等必須控制在一定需求范圍內(nèi)，具有密閉、恒壓、恒溫、恒濕等特性[2-3]。

　　地球化學(xué)是地球科學(xué)的基本學(xué)科之一，也是研究地球(廣義也包括部分天體)的化學(xué)組成、化學(xué)作用及化學(xué)演化的學(xué)科[5]。超凈實驗室在地球化學(xué)相關(guān)研究方面扮演著重要角色，其工作目的包括：①保護(hù)研究對象(樣品)不受環(huán)境污染;②保護(hù)研究對象(樣品)不受實驗人員的污染;③保護(hù)實驗人員和實驗環(huán)境不受危險樣品(例如酸蒸汽或放射性材料)的影響[1]。

　　隨著地球化學(xué)在地球科學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，超凈實驗室使用人員數(shù)量越來越大，其中包括科研人員、實驗室人員、研究生、本科生等，如果管理不當(dāng)會對實驗室環(huán)境和實驗操作者的安全帶來很大的影響。因此，對超凈實驗室必須進(jìn)行有效的制度管理，要求實驗人員必須遵守相應(yīng)的行為規(guī)范，特別要重視對學(xué)生的管理和培訓(xùn)。本文針對操作人員安全、樣品安全、環(huán)境安全等3個方面，探討在地球化學(xué)超凈實驗室應(yīng)遵守的安全行為規(guī)范，促進(jìn)高校這類實驗室的規(guī)范化管理。

　　1地球化學(xué)超凈實驗室特點及安全隱患

　　這類超凈實驗室主要應(yīng)用在地質(zhì)年代學(xué)、同位素地球化學(xué)、宇宙化學(xué)、海洋和環(huán)境地球化學(xué)等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代地球化學(xué)的發(fā)展和測試手段的提高，可測試的元素和同位素范圍越來越大，為了獲得微量和極微量的地球化學(xué)樣品準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)，需要盡量降低實驗全流程空白的影響，同時準(zhǔn)確了解全流程空白的貢獻(xiàn)，例如在鋯石U-PbID-TIMS地質(zhì)年代學(xué)實驗分析中，實驗室空白鉛(實驗過程中引入環(huán)境中的鉛)的含量對實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性及精度都有很大的影響。

　　實驗全流程空白是測量包括樣品準(zhǔn)備和分析的整個實驗過程中外部引入的污染，降低實驗全流程空白的途徑包括減少空氣中懸浮粒子的污染，對實驗容器進(jìn)行嚴(yán)格清洗，對水和所用試劑進(jìn)行純化，以及減少實驗操作人員帶來的污染等。依據(jù)我國的國家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境》(GB/T25915.1-2010)，超凈實驗室空氣潔凈度的分級是根據(jù)散布在每立方米空氣中規(guī)定的粒徑范圍(0.1~5μm)的懸浮粒子數(shù)量來確定的。

　　地球化學(xué)超凈實驗室通常對空氣潔凈度要求達(dá)到千級、局部(通風(fēng)櫥內(nèi))百級的水平。超凈實驗室空氣中的懸浮粒子是超凈實驗室環(huán)境中主要關(guān)注的污染源，主要來源于3種途徑：①從實驗室外部帶來的懸浮粒子，例如通過送風(fēng)管道或門;②來源于實驗室內(nèi)部的懸浮粒子，這部分主要是通過實驗人員在實驗操作過程中帶來的;③來源于進(jìn)入實驗室的衣服、鞋、物品和樣品等。通過合理的實驗室設(shè)計可以減少第一種途徑帶來的污染并且在一定程度上減少第二種途徑帶來的污染;通過嚴(yán)格遵守超凈實驗室行為規(guī)范可以大幅減少第二種和第三種途徑帶來的污染，因此必須重視地球超凈實驗室內(nèi)的行為規(guī)范。

　　人們在行走時，每分鐘約產(chǎn)生1×106顆粒子和數(shù)千個微生物顆粒，如果沒有空氣交換，只需要幾分鐘，就可以把百級超凈實驗室內(nèi)的空氣污染到與實驗室外一樣的水平，超凈實驗室里的人越多，分散在里面的污染也就越大，因此必須確保只有必要人員才能進(jìn)入潔凈室。在進(jìn)行實驗操作時，實驗人員和帶入的物品也應(yīng)盡量減少，同時實驗人員必須嚴(yán)格遵守實驗室行為規(guī)范。

　　地球化學(xué)超凈實驗室除了對潔凈度要求高外，在實驗過程中也會用到各種化學(xué)試劑，常用試劑包括鹽酸、硝酸、氫氟酸等。這些酸性試劑具有強腐蝕性、強揮發(fā)性等特點，是化學(xué)實驗室常見的安全風(fēng)險之一[6]。因此，超凈實驗室要對這類�；�品進(jìn)行有效的管控和安全存儲[7-9]，如在實驗人員使用這些試劑前，必須進(jìn)行安全知識培訓(xùn)，了解這些試劑的特點，掌握安全操作規(guī)范和應(yīng)急處理方法。

　　此外，超凈實驗室須備有相應(yīng)的中和試劑、急救箱、緊急噴淋裝置、洗眼器等，并對試劑使用者進(jìn)行設(shè)備使用方法的培訓(xùn)[10-13]。另外，在地球化學(xué)實驗過程中會產(chǎn)生各種各樣的廢液和實驗廢物，這些廢液和廢物也存在揮發(fā)性或腐蝕性特征，如果直接排放到環(huán)境中，或混入生活垃圾，都會造成環(huán)境問題或人員傷害[14-15]。除了化學(xué)試劑外，在對地質(zhì)樣品進(jìn)行溶解、蒸干、化學(xué)分離等操作時，使用的電熱板、烘箱和溫度可達(dá)到1000℃的馬弗爐等高溫設(shè)備也是實驗室潛在的危險源[16]。

　　在樣品溶解過程中，特別是對難溶解的樣品(如鋯石)，有時需使用高壓消解罐，這是一種高壓容器，由外部的不銹鋼彈體和內(nèi)部的特氟龍材質(zhì)內(nèi)膽組成，工作時將樣品在氫氟酸、鹽酸、硝酸或王水中進(jìn)行高溫高壓消解，工作溫度達(dá)250℃，工作壓力可達(dá)34.5MPa，如果不嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)范，這種高溫高壓容器很容易引起安全事故的發(fā)生。因此，實驗人員在使用這些設(shè)備前，必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)，必須遵守相應(yīng)的規(guī)范操作，以減少危險的發(fā)生。

　　2地球化學(xué)超凈實驗室的安全行為規(guī)范

　　在高校地球化學(xué)超凈實驗室的使用者中學(xué)生占較大的比例，但學(xué)生往往存在實驗安全意識不強、實驗操作不規(guī)范等問題。

　　因此，需要根據(jù)超凈實驗室的特點，制定嚴(yán)格、詳細(xì)且可操作的行為規(guī)范，其目的是保障實驗人員安全、環(huán)境安全和樣品安全。超凈實驗室的行為規(guī)范應(yīng)以預(yù)防為主，引導(dǎo)學(xué)生建立實驗室安全意識，嚴(yán)格遵守行為規(guī)范，重視實踐培訓(xùn)，了解應(yīng)急處置措施等。實驗室人員必須經(jīng)過安全培訓(xùn)和考核，考核合格后方能進(jìn)入超凈實驗室進(jìn)行相關(guān)的地球化學(xué)實驗。實驗室、學(xué)院、學(xué)校應(yīng)有緊急聯(lián)系人及其聯(lián)系方式，并確保實驗人員在進(jìn)入實驗室操作之前知道，如果發(fā)生事故或出現(xiàn)緊急情況，應(yīng)向誰報告或求助。

　　此外，實驗人員需要知道安全器材的存放位置和使用方法，如洗眼器、應(yīng)急噴淋器、急救包和滅火器等，還需要了解超凈實驗室的布局和安全出口，以及知道實驗中使用的化學(xué)品潛在的易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、毒性等特性。超凈實驗室須制定進(jìn)出登記制度，記錄實驗室人員的進(jìn)出時間、工作內(nèi)容、有無異常等情況，同時實驗操作人員在實驗室內(nèi)須高度注意任何異常情況，如果出現(xiàn)這類情況，需要立即與實驗室管理人員聯(lián)系。為了控制帶入超凈實驗室的污染物(顆粒)，實驗人員應(yīng)減少進(jìn)出實驗室的次數(shù)，同時減少帶進(jìn)實驗室的物品。在進(jìn)入超凈間前，實驗室人員須在更衣間穿戴實驗服、實驗帽、實驗鞋，經(jīng)風(fēng)淋室吹風(fēng)除塵后，方可進(jìn)入潔凈室，如有必要在風(fēng)淋除塵后進(jìn)行二次更衣再進(jìn)入超凈實驗室。

　　進(jìn)出超凈實驗室要隨手關(guān)門，切忌同時開啟兩扇相通的門，嚴(yán)禁在實驗室內(nèi)飲食。在實驗結(jié)束后，實驗人員須在更衣室更換服裝，不得將實驗服、實驗鞋等穿出超凈實驗室。在鋯石U-PbID-TIMS地質(zhì)年代學(xué)實驗、Fe同位素實驗等過程中，為了減少實驗全流程空白，需要用酸對實驗器具進(jìn)行反復(fù)清洗，對試劑進(jìn)行純化，并在樣品溶解、化學(xué)分離、蒸干等步驟方面，也會使用到許多具有強腐蝕和強揮發(fā)性的酸。

　　為了減少這些酸性物質(zhì)對實驗操作人員的安全風(fēng)險，同時保護(hù)樣品不受外界污染，在超凈實驗室內(nèi)的實驗人員還要遵守特定的行為規(guī)范，如在使用酸的實驗操作過程中，實驗人員必須全程佩戴手套和防護(hù)眼鏡，不得佩戴隱形眼鏡，在必要時還需佩戴防酸面罩等。如果實驗中需要使用氫氟酸和高氯酸，實驗人員則需要接受特殊培訓(xùn)后方可使用這些試劑。超凈實驗室對所有化學(xué)試劑都必須正確標(biāo)記并存放在合理的位置，對領(lǐng)用和使用這些試劑須作好全程記錄。實驗過程中，須確保合理處理和回收廢液或廢物，按照統(tǒng)一的化學(xué)實驗廢棄物標(biāo)簽進(jìn)行正確標(biāo)記。實驗工作結(jié)束后，實驗人員須仔細(xì)洗手，清除所有實驗污跡。這些實驗規(guī)范能夠最大限度地保護(hù)樣品不受來自實驗者的污染，同時保護(hù)實驗操作者的安全。

　　3結(jié)語

　　制定嚴(yán)格的超凈實驗室行為規(guī)范是實驗室高效運行、降低安全事故的保障。在地球化學(xué)超凈實驗室，樣品污染和安全事故的發(fā)生多數(shù)是由人為因素引起的，因此強化人的安全意識是保障超凈實驗室安全的首要條件，同時安全培訓(xùn)和嚴(yán)格有效的規(guī)章制度是超凈實驗室安全的重要保證。此外，高校超凈實驗室需要重視安全教育培訓(xùn)和行為規(guī)范的落實，不能只依靠安全理論學(xué)習(xí)，還須強化實踐，通過實地演練對實驗操作人員進(jìn)行行為規(guī)范和應(yīng)急措施的培訓(xùn)，如應(yīng)對火災(zāi)、化學(xué)品泄漏等安全事故處理，真正做到強化安全意識、重視實踐培訓(xùn)、遵守行為規(guī)范、了解應(yīng)急處置措施等，從源頭上減少實驗室安全事故的發(fā)生。

　　參考文獻(xiàn)(References)

　　[1]TUREKIANHHTreatiseongeochemistry[M]2ndedOxford,Elsevier,2014

　　[2]巫曉燕淺談高校超凈實驗室安全管理[J]新教育時代電子雜志(教師版)，2016(1):31

　　[3]張秀英高校光學(xué)超凈實驗室管理模式探討[J]分析儀器，2019(5):71–74

　　[4]熊開琴，智偉生物醫(yī)學(xué)工程超凈實驗室的安全教育及健康意識引導(dǎo)實踐初探[J]當(dāng)代教學(xué)實踐與教學(xué)研究，2020(1):181–182

　　[5]陳道公，支霞臣，楊海濤地球化學(xué)[M]合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2009

　　[6]李志紅100起實驗室安全事故統(tǒng)計分析及對策研究[J]實驗技術(shù)與管理，2014,31(4):210–216

　　[7]何淼，趙明，韓光宇，等高校實驗室危險化學(xué)品管理現(xiàn)狀與全過程監(jiān)管實踐[J]實驗室研究與探索，2021,40(3):297–300

　　[8]張彥茹高校實驗室�；�品全過程安全管理研究[J]中國輕工教育，2017(3):43–46

　　作者：王天天

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///jylw/29206.html