为国际科学家、学生和技术人员提供的权威指南,旨在帮助他们理解和实施从风险评估到应急响应的通用实验室安全原则。
安全领域的全球标准:您的实验室最佳实践综合指南
实验室是创新的中心,是新知识诞生和人类最大挑战被攻克的前沿阵地。从新加坡生物技术设施中开发拯救生命的疫苗,到巴西小型环境实验室里分析水质,这些空间都因探索而存在。然而,这种对知识的追求伴随着内在的风险。实验室集中了独特的化学、生物和物理危害,这要求我们以严谨和坚定的态度致力于安全。
实验室安全不仅仅是一系列需要背诵的规则;它是一种通用语言、一种文化和一项共同的责任。它超越了国界和机构的差异。这份综合指南专为全球受众——学生、研究人员、技术人员和管理人员——而设计,旨在提供对保护您、您的同事、您的工作以及更广泛社区的原则的基础性理解。无论您是第一次踏入实验室,还是希望加强安全文化的资深专业人士,这些原则都是您构建安全高效研究环境的蓝图。
实验室安全的普适哲学:从规则到文化
许多组织都有可能长达数百页的安全手册。虽然这些文件至关重要,但真正的安全并非通过简单地勾选清单来实现,而是通过培养一种安全文化来实现。安全文化是指每个个体都感到对安全负有个人责任,有权在没有报复恐惧的情况下提出担忧,并理解安全是每一次实验不可或缺的部分,而非事后才考虑的事情。
这种文化建立在两大支柱之上:
- 领导层承诺:安全始于高层。当首席研究员、实验室经理和机构领导通过他们的行动、言语和资源分配来优先考虑安全时,就为其他人设定了标准。
- 个人责任:实验室中的每个人,无论其角色或资历如何,都有责任安全工作、遵守规程、报告危险并关心同事。安全是一项集体努力。
不要将安全视为研究的障碍,而应将其视为保障开创性、可重复性科学安全进行的框架。
实验室安全的核心支柱
虽然理念至关重要,但其执行取决于对几个核心支柱的理解和掌握。这些是构成全球任何地方安全实验室骨干的基本实践。
1. 风险评估:所有安全规程的基础
在做任何事情之前,你必须先思考。风险评估是在实验开始前系统性地识别危害并评估相关风险的过程。它是预防事故最关键的一步。其目标不是消除所有风险——这通常是不可能的——而是将其降低到可接受的水平。该过程通常遵循以下步骤:
- 识别危害:您正在使用哪些化学品、设备或生物制剂?它们有哪些内在危险?(例如,这种化学品易燃吗?这种细菌致病吗?这台设备使用高压电吗?)
- 分析风险:评估谁可能受到伤害以及如何受到伤害。考虑物质的数量、您正在执行的操作(例如,加热、混合、离心)以及暴露的可能性。
- 评估与控制:确定风险的严重程度。是高、中还是低?然后,实施控制措施以减轻风险。这通常遵循控制层级理论:
- 消除/替代:您能否使用危害较小的化学品或更安全的程序?这是最有效的控制措施。例如,用毒性较小的庚烷替代甲苯。
- 工程控制:对工作场所进行物理改造,将人员与危害隔离。例如,对挥发性化学品使用通风橱,或对传染性物质使用生物安全柜。
- 行政管理控制:改变人们的工作方式。这包括标准操作程序(SOP)、培训和清晰的标识。
- 个人防护设备(PPE):用安全眼镜、手套和实验服保护工作人员。这是最后一道防线,在其他控制措施无法完全消除风险时使用。
- 审查与更新:风险评估是一份动态文件。应定期审查,并在程序或物质发生变化时随时更新。
2. 个人防护设备(PPE):您的必要屏障
PPE是您在实验室里的个人盔甲,但只有在您使用正确的类型并正确佩戴时才有效。切勿将PPE视为可选项;它是进入和在实验室工作的强制性要求。
- 眼部和面部防护:眼睛极其脆弱。
- 安全眼镜:提供基本的正面冲击和飞溅防护。它们是大多数实验室的最低要求。
- 护目镜:通过在眼周形成密封来提供卓越的防护,防止来自各个方向的化学品飞溅、灰尘和蒸气。在处理腐蚀性液体或有重大飞溅危险时,护目镜至关重要。
- 面罩:保护整个面部免受飞溅物或飞散碎片的伤害。应始终与护目镜一同佩戴,而不是作为替代品,尤其是在处理高腐蚀性材料或使用可能内爆的真空系统时。
- 身体防护:您的衣物和实验服是关键的屏障。
- 实验服:必须扣好穿着。材质很重要:标准棉质实验服适合一般使用,而阻燃(FR)实验服在处理自燃物或大量易燃液体时是必需的。切勿在实验室区域外穿着实验服,以防交叉污染。
- 合适的日常着装:始终穿着长裤和能完全覆盖脚部的包头鞋。凉鞋、短裤和裙子无法提供任何防护,以防范化学品泼溅或尖锐物品掉落。
- 手部防护(手套):并非所有手套都一样。选择合适的手套是针对特定化学品的决定。
- 丁腈手套:一种常见的选择,能有效防护多种化学品、油类和生物材料。
- 乳胶手套:灵活性好,但可能引起过敏反应。其耐化学性通常不如丁腈手套。
- 氯丁/丁基橡胶手套:对酸、碱和溶剂等更具腐蚀性的化学品具有优越的耐受性。
- 重要规则:在处理特定化学品之前,务必查阅制造商提供的手套兼容性图表。在触摸门把手、键盘或手机等“清洁”表面之前脱掉手套,以避免传播污染。“一手戴手套,一手保持清洁”是一个好方法。
3. 化学品安全:处理、储存和废弃
化学品是许多科学家的行业工具。尊重它们至关重要。
- 了解全球化学品统一分类和标签制度(GHS):GHS是一个旨在统一化学品分类和危害信息沟通的国际体系。其最显眼的组成部分是象形图——在白色背景上带有红色边框的符号,能快速传达特定危害(例如,火焰代表易燃性,骷髅和交叉骨代表急性毒性,腐蚀符号代表皮肤/眼睛损伤)。学习这九个象形图就像学习一套通用的安全字母表。
- 安全数据说明书(SDS):实验室中的每一种化学品都必须有相应的SDS。这份包含16个部分的文件是您最详细的信息来源。它告诉您化学品的危害、安全处理程序、PPE要求、急救措施以及发生泄漏时的处理方法。在首次使用一种化学品之前,务必阅读其SDS。
- 正确标签:实验室中的每个容器——从原始库存瓶到您刚配制溶液的小烧杯——都必须清晰地标明其内容物和主要危害。未贴标签的容器是严重的危险源。
- 安全储存:化学品必须根据其兼容性进行储存。按字母顺序储存化学品是灾难的根源。基本原则是隔离不兼容物质。
- 酸与碱分开存放。
- 氧化剂(如硝酸或高锰酸盐)远离易燃物和有机材料。
- 将易燃物储存在指定的、通风的易燃品储存柜中。
- 将遇水反应的化学品远离水槽和水源。
- 废物处置:化学废物不是普通垃圾。必须根据严格的规程进行处置,以保护人类和环境。废物流必须分类(例如,含卤溶剂与非含卤溶剂,酸性水溶液废物与碱性水溶液废物)。请一丝不苟地遵守您所在机构的具体废物处理指南。
4. 生物安全:处理生物制剂
在处理微生物、细胞培养物或其他生物材料时,需要采取一套不同的预防措施,即生物安全。
- 生物安全级别(BSL):实验室根据所处理制剂的风险分为四个BSL等级。
- BSL-1:适用于已知不会持续引起健康成年人疾病的制剂(例如,非致病性E. coli)。标准的微生物操作规范即可。
- BSL-2:适用于构成中等危害的制剂(例如,Staphylococcus aureus、人类免疫缺陷病毒 - HIV)。需要限制准入、专门培训,并且如果可能产生气溶胶,工作需在生物安全柜(BSC)中进行。
- BSL-3:适用于可通过吸入引起严重或可能致命疾病的本土或外来制剂(例如,Mycobacterium tuberculosis)。需要更先进的设施设计,包括负压环境和训练有素的人员。
- BSL-4:适用于对个人构成高风险、可能导致危及生命的疾病,且没有可用疫苗或治疗方法的危险和外来制剂(例如,Ebola virus)。需要最高级别的防护设施,通常配备全身式、供气式防护服。
- 无菌技术:用于防止污染的一套操作方法。它具有双重目的:保护您的实验免受环境微生物的污染,以及保护您免受实验生物的污染。
- 净化消毒:所有被生物制剂污染的表面、设备和材料在丢弃或重复使用前都必须进行适当的净化消毒。常用方法包括高压灭菌(蒸汽灭菌)和化学消毒剂,如漂白剂或乙醇。
5. 物理及设备危害
并非所有实验室危险都来自瓶中。物理环境和设备也构成重大风险。
- 消防安全:了解灭火器、防火毯和紧急出口的位置。了解不同类别的火灾(例如,A类针对可燃物,B类针对易燃液体,C类针对电气火灾)以及应使用哪种灭火器。
- 电气安全:切勿使用电线磨损的设备。使电气设备远离水源。注意高压设备,并在维护期间遵循特定的上锁/挂牌程序。
- 压缩气瓶:这些本质上是受控的炸弹。始终用带子或链条将气瓶固定在墙壁或实验台上。切勿在未盖瓶帽的情况下存放。使用正确的减压阀,并用肥皂水检查是否泄漏。
- 人机工程学:重复性任务,如移液、长时间使用显微镜或站在实验台前,都可能导致肌肉骨骼损伤。定期休息、伸展身体,并确保您的工作站调整到适合您的身体。
应急准备:当意外发生时该怎么办
即使在最安全的实验室里,事故也可能发生。做好准备是减少伤害的关键。
“行动前先了解”原则:在开始任何工作之前,您必须知道以下设施的位置和操作方法:
- 紧急出口
- 洗眼器和安全淋浴装置
- 灭火器和火灾报警器
- 急救箱
- 泄漏处理工具包
应对常见紧急情况:
- 化学品溅到眼睛或皮肤:最初的10-15秒至关重要。立即前往洗眼器或安全淋浴处,用大量清水冲洗受影响区域至少15分钟。在淋浴下脱掉被污染的衣物。呼叫医疗救助。
- 小型化学品泄漏:如果您受过培训且情况安全,请使用适当的泄漏处理工具包来控制和清理泄漏物。提醒区域内的其他人。
- 大型化学品泄漏:立即警示所有人,撤离该区域,并联系您所在机构的应急响应团队。不要试图自行清理。
- 火灾:使用 R.A.C.E.口诀:Rescue(救援)任何处于直接危险中的人。Alarm(报警)拉响火警并呼救。Contain(控制)在离开时关上门以控制火势。Extinguish(灭火)如果火势很小且您受过培训,或 Evacuate(疏散)如果火势较大。
报告的重要性:报告每一次事故,无论多么微小。这包括事故、伤害,甚至是侥幸避免事故的“未遂事件”。报告不是为了追究责任,而是为了吸取教训。这些报告的数据有助于识别隐藏的危害,并为每个人改进安全规程。
培训与持续改进:安全是一个终身学习的过程
您五年前获得的安全证书是不够的。安全是一个动态发展的领域,最佳实践也在不断演变。有效的安全计划包括:
- 初始培训:在所有新人员被允许独立工作之前,对他们进行全面的培训。
- 持续培训:定期的复习课程以及针对新设备或危险程序的专项培训。
- 开放沟通:定期举行实验室会议,将安全作为常规议程项目。这提供了一个讨论关切、回顾近期事件(必要时可匿名)和提出改进建议的平台。
从全球事件中学习也是一个强大的工具。当世界任何地方发生重大实验室事故时,安全专业人员会分析其根本原因。从这些事件中吸取的教训通常会促成安全标准的更新,从而惠及整个科学界。
结论:一次一间实验室,共建更安全的未来
实验室安全不是对科学的限制;它恰恰是实现负责任、合乎伦理和可持续发现的基础。通过超越简单的清单式思维,拥抱一种积极主动的意识、准备和共同责任的文化,我们可以确保我们的实验室始终是充满奇迹和进步的地方。
您执行的每一个程序,处理的每一种化学品,以及使用的每一台设备,都提供了一个实践和强化良好安全习惯的机会。您的勤勉尽责保护了您自己、您的同事以及您研究的完整性。因此,在开始下一项任务之前,请停下来,仔细思考其中的风险。将安全作为您的第一个,也是最重要的实验。