2015年12月18日上午，清華大學(xué)化學(xué)系何添樓一實驗室發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，事故造成一名實驗人員死亡!
實驗室既是科研工作的重要場所，也是培養(yǎng)人才的重要基地。國內(nèi)高校在化學(xué)實驗室管理方面存在很多的問題，如何實現(xiàn)化學(xué)實驗室的有效管理，資源的合理利用，設(shè)備的管理和維護(hù)，科研創(chuàng)新平臺的共享已經(jīng)成為實驗室能否有效培養(yǎng)人才，加強學(xué)科建設(shè)和對外服務(wù)的關(guān)鍵問題。英國的實驗室體制完善，管理到位，設(shè)計合理，有很多地方可以為我們所借鑒。
布里斯托大學(xué)(University of Bristol， UOB)化學(xué)系是英國著名的 ;紅磚大學(xué) ;之一，其化學(xué)系是英國規(guī)模最大的化學(xué)系之一，專業(yè)學(xué)術(shù)排名是全英第四。英國著名的 ;chemlab ;化學(xué)實驗技能仿真實驗室就設(shè)在UOB化學(xué)系，化學(xué)系擁有英國皇家化學(xué)學(xué)會的院士十余名之多，很多教授在國際上享有崇高的學(xué)術(shù)地位。我訪學(xué)期間是在Stephene Mann教授的課題組，通過實地感受英國化學(xué)實驗室管理的嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范，深刻體會到英國人的高度協(xié)作和職業(yè)意識。
1. 實驗室的安全管理模式
國內(nèi)的實驗室長期忽視實驗室安全問題，很多實驗室在建設(shè)之初就沒有認(rèn)真地考慮化學(xué)實驗室的特殊要求。沒有配備基本的安全設(shè)施，也缺乏安全知識的宣傳和普及教育。英國化學(xué)實驗室安全設(shè)施齊全，實驗樓的設(shè)計也充分考慮了發(fā)生事故后逃生的安全通道。進(jìn)實驗室的第一次培訓(xùn)就是告知實驗室的安全措施，防火設(shè)備的放置位置，發(fā)生意外的逃生通道等信息。系里每個月都要演練一次警報逃生，規(guī)定在聽到警報聲后實驗室所有的教師和學(xué)生都必須第一時間無條件地停止試驗，離開實驗樓，沿安全通道疏散到室外安全地帶，直到警報解除。
盡管國內(nèi)也反復(fù)強調(diào)實驗室的安全教育和管理，但多流于形式，難以長久堅持，缺少確實可行的具體措施來保證安全教育深入人心。Bristol大學(xué)化學(xué)系非常重視實驗室安全和人身安全，每個實驗室都配備噴淋器、洗眼器和急救包。規(guī)定每個人在實驗室必須佩戴防護(hù)眼鏡、手套和工作服。每學(xué)期都會安排系主任作安全知識培訓(xùn)的報告，不僅要求所有的本科學(xué)生必須參加課程，而且要求剛進(jìn)實驗室的研究生、博士后、訪問學(xué)者等科研人員必須參加安全教育培訓(xùn)，對于因故缺席的人員通知參加下一輪的循環(huán)培訓(xùn)。
相對于基礎(chǔ)實驗室，科研實驗室的管理更加復(fù)雜，雖然一個實驗室的研究方向相對固定，但是所做的實驗還是千差萬別，預(yù)防意外是英國實驗室安全管理的大前題，目的是要使每一位工作涉及有害物品和危險工序的學(xué)生及工作人員，對這些危害有一定認(rèn)識，更懂得按操作安全細(xì)節(jié)及校方安全管理之要求，保護(hù)自己，以免發(fā)生意外。為配合此目標(biāo)，學(xué)校制定了一套有效的安全措施。英國Bristol大學(xué)化學(xué)系采用每個學(xué)生填寫風(fēng)險評估報告(General Risk Assessment Record)的方法來保證其在做實驗前了解實驗的目的和意義，掌握所用試劑的毒性和安全防護(hù)措施，熟練操作大型的測試設(shè)備等。在評估報告中要明確實驗的主要內(nèi)容、所使用試劑的特性和是否進(jìn)行了相應(yīng)的安全培訓(xùn)。通過查閱化學(xué)品安全說明書(Material Safety Data Sheet，MSDS)來了解化學(xué)品的理化特性(如氫離子濃度指數(shù)、閃點、易燃度、反應(yīng)活性等)以及對使用者的健康(如致癌，致畸等)可能產(chǎn)生的危害，做到心中有數(shù)。實驗相關(guān)人員簽字后提交教授簽名確認(rèn)后方可進(jìn)入實驗室。如果使用特別危險的試劑的話，還需要專人進(jìn)行特別的風(fēng)險評估，真正做到防患于未然。
2. 實驗室試劑和耗材的管理(guǎn lǐ)模式
英國大學(xué)并無專門的實驗室管理機構(gòu)和管理人員，但是實驗室的管理井然有序。英國高校根據(jù)實驗室的使用情況，對全校所有的電氣設(shè)備進(jìn)行定期的檢修，以免線路老化，年久失修而造成安全隱患。大型的設(shè)備成立獨立的管理機構(gòu)，如電鏡室，X射線衍射室，核磁室等。而一般的設(shè)備則由各個課題組負(fù)責(zé)管理和維護(hù)。
以訪學(xué)的Mann教授的課題組為例，該課題組在實驗室的管理(guǎn lǐ)方面實行分配協(xié)作的體制， 這個方法有利于提高實驗室的效率。由于一個實驗室要使用多種不同的儀器和設(shè)備，不可能讓每個人都掌握這些方法。為此課題組把實驗室的一些具體工作分配給每位教師和研究生來負(fù)責(zé)管理。例如購買日用耗材，試劑的訂購和管理，測試設(shè)備的管理和維護(hù)等任務(wù)，讓大家有責(zé)任感和主人翁的自豪感，大家的科研環(huán)境要大家來維護(hù)管理，對實驗室的操作不規(guī)范的事情及時進(jìn)行監(jiān)督和處理。一般指定的負(fù)責(zé)領(lǐng)域與負(fù)責(zé)人日常的實驗相關(guān)，這樣負(fù)責(zé)人很快成為實驗或者儀器的專家，他不僅可以教其他的實驗室成員使用設(shè)備，還可以幫助解決實驗中遇到的問題。
國內(nèi)的課題組在試劑耗材的使用和管理方面存在諸多誤區(qū)。首先，試劑的管理信息不透明，經(jīng)常重復(fù)性的購買試劑，使用效率不高;其次，試劑的存放不當(dāng)，發(fā)生試劑的感染，分解等造成浪費，甚至存在安全隱患;最后，很多學(xué)生和教師對試劑的毒性和使用方法缺乏必要的專業(yè)知識，這些都嚴(yán)重影響了師生的身心健康和科研的正常開展。
英國大學(xué)里試劑耗材的使用和管理充分體現(xiàn)了科學(xué)合理、方便使用的原則。Bristol大學(xué)采取耗材集中領(lǐng)用制度?；瘜W(xué)系有一個材料庫(store)來專門負(fù)責(zé)常規(guī)通用試劑和耗材的采購和領(lǐng)用。采購耗材的費用(expense)來自于課題組的項目經(jīng)費，教授們按照獲得經(jīng)費的多少拿出一部分來集中采購耗材， 供整個學(xué)院來使用。當(dāng)需要領(lǐng)用物品時，可以登錄網(wǎng)站查找物品清單，選擇需要的實驗耗材填寫耗材領(lǐng)用清單，注明所屬的實驗室和領(lǐng)用物品的規(guī)格型號和物品編號，然后去材料庫領(lǐng)用即可。如果屬于某一個課題組常用的特殊耗材，也可以通知材料庫集中采購，然后課題組派人集中領(lǐng)取，放置在課題組實驗室供人自由使用。
規(guī)模較大的課題組里會指定專人負(fù)責(zé)對試劑作登記、注銷和分類擺放，及時更新電子版的試劑清單。實驗室設(shè)備實驗脊椎動物生物安全防護(hù)實驗室，其適用微生物范圍與同級的一般生物安全防護(hù)實驗室相同。當(dāng)開始訂購新試劑，要及時將試劑信息發(fā)給試劑負(fù)責(zé)人，以便其隨時更新化學(xué)品清單。如果試劑需要改放在另外的位置，要通知試劑負(fù)責(zé)人變更試劑信息。一旦用完一瓶試劑，在試劑登記本上記下相應(yīng)信息(隨后再電子版上作更新)，并把空瓶處理掉。試劑的存放位置需要參考具體試劑的保存條件，需要低溫保存的試劑分別放置在分離的冷藏或冷凍冰箱中保存;易潮解的試劑專門放置在在玻璃的干燥柜中存放;有毒、易揮發(fā)的有機試劑放在通風(fēng)櫥下面的柜子中存放。對于實驗室不再需要的試劑，在學(xué)校范圍內(nèi)免費轉(zhuǎn)讓，不但能有效利用和節(jié)約資源，而且也減少了回收處理舊試劑的成本。
國內(nèi)高校在處理實驗廢物和廢液方面大部分沒有設(shè)置單獨的排污系統(tǒng)，也缺乏統(tǒng)一的處理措施，大部分廢液隨意傾倒入排水系統(tǒng)，不僅腐蝕排水管道，而且污染了生活用水。在英國大學(xué)對實驗的廢液、耗材的處理有著嚴(yán)格的垃圾分類和專人處理的方法，實驗室一般將普通垃圾、玻璃以及有尖銳利器(注射器針頭)的廢物區(qū)分開來，使用顏色鮮明的垃圾桶來進(jìn)行標(biāo)示，以避免對清潔人員造成不必要的傷害， 然后統(tǒng)一回收處理。對廢液有專門的人員進(jìn)行單獨處理。
3 實驗室大型設(shè)備的管理模式(Management model)
英國實驗室管理十分先進(jìn)，開放程度高，研究人員可以隨時動手實驗和進(jìn)行測試，設(shè)備的使用效率非常高。值得一提的是門禁制度、郵件組通訊和網(wǎng)上預(yù)約登記的制度。這些制度環(huán)環(huán)相扣，形成了一整套先進(jìn)的管理模式。英國有一套先進(jìn)的門禁制度，當(dāng)你一跨進(jìn)校園后，首先需要辦理一張校園卡，根據(jù)不同人的身份授予不同的權(quán)限，即可以充值費用(expense)，在圖書館借書、復(fù)印、掃描和打印資料，也可以在任何時候進(jìn)出學(xué)院。學(xué)院內(nèi)部實行密碼門禁制度，每個實驗室都有自動的密碼鎖，一般只有本課題組的人員知道密碼，公共的電鏡室和X射線衍射室也有密碼，一般經(jīng)過培訓(xùn)的人員都知道密碼，可以自由進(jìn)出。即使是在非工作時間，也可以自由使用這些公共資源，為科研人員的創(chuàng)新活動提供了充足的條件。
校內(nèi)郵箱和郵件組體系形成一個高效、快捷的信息網(wǎng)絡(luò)。學(xué)院的重大活動、學(xué)術(shù)會議通知、設(shè)備的測試信息、培訓(xùn)的通知等等都能通過郵件組的功能來實現(xiàn)。當(dāng)你一進(jìn)入學(xué)校，就要辦理一個網(wǎng)絡(luò)登錄賬號，同時擁有一個郵箱，此時你已經(jīng)加入到相關(guān)學(xué)院的郵件組里，能夠收到學(xué)院的相關(guān)郵件。之后你還會加入一些課題組的郵件組，諸如組會通知、課題組的重要事項等都會通過郵件的方式通知組里的所有人。你也可以給某個郵件組群發(fā)郵件。
設(shè)備網(wǎng)上預(yù)約體制也是英國高?？蒲泄芾淼囊淮罅辽?。全校有一個通用的日歷管理軟件(calendarsoftware)，可以搜索校內(nèi)的所有資源，通過交互選擇，形成具有自我風(fēng)格的用戶界面，以后每次登錄后就可以直觀的查看相關(guān)設(shè)備的本周內(nèi)的預(yù)約登記情況，根據(jù)自己的實驗進(jìn)度決定預(yù)約時間，預(yù)約某些大型設(shè)備需要相關(guān)的設(shè)備技術(shù)人員給你授予權(quán)限，當(dāng)你還沒有進(jìn)行培訓(xùn)或還未通過考核時，便不能自主預(yù)約設(shè)備，只能查看預(yù)約情況。此時只能通過技術(shù)人員或者課題組內(nèi)有預(yù)約權(quán)限的人員幫你預(yù)約，等你通過考核后就能自主預(yù)約了。
由于科研的不確定因素很多，當(dāng)你在預(yù)約時間測試時由于樣品未準(zhǔn)備好，或者其它原因不能按時測試，如果和預(yù)約時間還有一定時間間隔，你可以取消自己的預(yù)約，這樣其他人就可以預(yù)約這個時間，有時候時間很緊張，你還可以通過發(fā)郵件給學(xué)院的郵件組來轉(zhuǎn)讓測試預(yù)約，這樣所有的人都能及時看到你的信息，并充分利用機時。國內(nèi)雖然也使用設(shè)備登記制度，但多流于形式，少登，漏登現(xiàn)象時有發(fā)生。
很多設(shè)備都是到最后巡查儀器使用情況的時候再匆忙補錄，難以真實反映設(shè)備的實際使用情況。實驗室凈化工程結(jié)構(gòu)和設(shè)施、安全操作規(guī)程、安全設(shè)備適用于對健康成年人已知無致病作用的微生物，如用于教學(xué)的普通微生物實驗室等。如果設(shè)備在使用過程中發(fā)生問題，也難以追查責(zé)任，找出問題的原因。使用網(wǎng)上預(yù)約登記制度可以實時的登記設(shè)備使用情況，方便設(shè)備管理者及時準(zhǔn)確地了解設(shè)備的使用情況，也方便設(shè)備的使用者安排自己的科研工作，做到了公開，透明，實時和準(zhǔn)確的管理大型設(shè)備，真正做到了設(shè)備的合理共享和高效使用。
科研儀器的高度共享，利用率非常高， 科研的自由度很大。DNA實驗室即進(jìn)行試驗的場所。實驗室是科學(xué)的搖籃，是科學(xué)研究的基地，科技發(fā)展的源泉，對科技發(fā)展起著非常重要的作用。他們采用一種培訓(xùn)、考核、自由預(yù)約(大型設(shè)備網(wǎng)上預(yù)約，小型或課題組內(nèi)設(shè)備登記預(yù)約的方式)、自主測試的模式。現(xiàn)就透射電鏡來看一下國外的大型設(shè)備管理運作機制。化學(xué)系有三臺透射電鏡，其中一臺高分辨電鏡、兩臺掃描電鏡、兩臺原子力AFM電鏡及一些相關(guān)的噴金，鍍碳膜的附屬設(shè)備。管理這些設(shè)備只有兩位技術(shù)人員(technician)。technician在英國高校的地位是很高的，工作也很穩(wěn)定，因為沒有他們，設(shè)備就運轉(zhuǎn)不起來。課題組的管理還是由教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員自己負(fù)責(zé)組織和管理的。有時候technician也附屬于某些課題組，比如，Bristol的電鏡主要是由兩個大課題組的經(jīng)費（funds)來維持的，所以管理電鏡的technician平時也參加我們課題組的組會，但是他們一般不做科研，兩人中有一個年輕人也是博士，后來教授推薦他去了另外的高校謀得了教職。
一般來說設(shè)備只要是使用，難免會出問題。但多套設(shè)備就能保證正常的使用，當(dāng)多套設(shè)備都處于工作狀態(tài)的時候，三臺透射（tòu shè）電鏡各有定位， 因為透射電鏡的使用一般要經(jīng)過培訓(xùn)后大概20小時的上機練習(xí)才能掌握所有的基本功能的使用，拍出比較清晰的照片，所以其中一臺主要用來培訓(xùn)，練習(xí)和做選區(qū)衍射分析;另一臺配備了高分辨的CCD系統(tǒng)，能照高倍數(shù)的照像，但沒有安裝能譜系統(tǒng)，這樣就使兩臺電鏡各有所長，保證大家根據(jù)自己的測試要求來選擇。第三臺是高分辨的TEM，能做晶格高分辨照片，這臺設(shè)備一般只能由電鏡管理人員來操作，要做的話是要單獨收費的。從中我們不難看出，國外的一流大學(xué)在科研的組織管理，測試平臺的搭建方面等方面非常有經(jīng)驗，形成了一套嚴(yán)格培訓(xùn)，自主預(yù)約、自行操作、資源共享的科研軟硬件環(huán)境。
