实验室安全：化学与生物危害综合指南

实验室对于科学进步至关重要，但如果未实施适当的安全措施，也可能给人员和环境带来重大风险。本指南全面概述了实验室中的化学和生物危害，涵盖风险评估、安全规程、应急程序以及在全球范围内维持安全高效研究环境的最佳实践。所提供的信息适用于所有实验室人员，包括研究人员、技术人员、学生和支持人员，涵盖不同的科学学科。

理解实验室危害

实验室危害可大致分为两大类：化学危害和生物危害。每一类都存在独特的风险，需要特定的安全预防措施。

化学危害

化学危害源于在实验中使用危险化学品。这些化学品可通过多种接触途径构成风险，包括吸入、食入、皮肤接触和注射。危害的严重程度取决于化学品的性质、浓度、接触时间以及个体易感性。

• 有毒化学品：这类化学品可引起不良健康影响，从轻微刺激到严重的器官损伤或死亡。例如氰化物、重金属（如汞、铅）和某些溶剂。
• 腐蚀性化学品：腐蚀性化学品接触皮肤、眼睛或黏膜时会造成严重灼伤。酸（如盐酸、硫酸）和碱（如氢氧化钠、氢氧化钾）是常见的腐蚀性物质。
• 易燃化学品：易燃化学品容易点燃并引发火灾或爆炸。例如乙醇、丙酮、乙醚和其他挥发性有机溶剂。
• 活性化学品：活性化学品可发生剧烈反应，释放热量、气体或有毒副产品。这些反应可由接触空气、水、其他化学品或物理冲击引发。例如过氧化物、苦味酸和碱金属。
• 致癌物、诱变剂和致畸剂：这些化学品分别可导致癌症、基因突变和出生缺陷。例如苯、甲醛和某些染料。

生物危害

生物危害，又称生物性危害，源于在研究中使用微生物、病毒、毒素和其他生物材料。接触生物危害可导致感染、过敏反应和其他不良健康影响。与生物危害相关的风险水平取决于其致病性、毒力、传播途径以及是否有有效的治疗方法或疫苗。

• 细菌：细菌可引起多种感染，从轻微的皮肤感染到危及生命的全身性疾病。例如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和结核分枝杆菌。
• 病毒：病毒是专性细胞内寄生虫，可引起多种疾病。例如流感病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）和埃博拉病毒。
• 真菌：真菌可引起皮肤、指甲、肺部或其他器官的感染。例如曲霉菌、念珠菌和皮肤癣菌。
• 寄生虫：寄生虫可感染人类和动物，引起多种疾病。例如疟原虫（疟疾）、贾第鞭毛虫和蠕虫。
• 毒素：毒素是由生物体产生的有毒物质。例如肉毒杆菌毒素、破伤风毒素和霉菌毒素。
• 重组DNA：涉及重组DNA的实验如果涉及创造新生物或以可能有害的方式改造现有生物，可能会构成风险。

风险评估与危害控制

彻底的风险评估对于识别潜在危害和实施适当的控制措施至关重要。风险评估过程通常包括以下步骤：

1. 危害识别：识别与实验或操作相关的所有潜在危害。这包括化学、生物、物理和人体工程学危害。
2. 风险评估：评估每种危害的可能性和严重性。考虑化学品的毒性、微生物的致病性、接触途径和使用材料的数量等因素。
3. 控制措施：实施控制措施以最小化或消除风险。控制措施可分为以下层级：
• 消除：通过替代危害较小的化学品或操作程序，完全消除危害。例如，使用水性涂料代替溶剂型涂料。
• 替代：用危害较小的化学品或操作程序替换危险的化学品或操作程序。例如，使用毒性较低的溶剂或更安全的设备类型。
• 工程控制：实施工程控制，将危害与工作人员隔离。例如通风柜、生物安全柜和局部排风系统。一个维护良好、符合国际标准的通风柜能有效去除有害蒸气，是工程控制的典范。
• 行政管理控制：实施行政管理控制以降低接触风险。例如标准操作程序（SOP）、培训计划和限制进入区域。例如，一些国家的实验室要求人员在处理任何化学或生物制剂前，必须接受强制性的年度安全培训。
• 个人防护装备（PPE）：提供并要求使用适当的个人防护装备，以保护工作人员免受接触。例如手套、安全眼镜、实验服和呼吸器。选择适当的PPE至关重要，应根据存在的具体危害进行选择。
4. 文件记录：记录风险评估过程和已实施的控制措施。这份文件应方便所有实验室人员查阅。
5. 审查与更新：定期审查和更新风险评估，尤其是在引入新的化学品、操作程序或设备时。

特定安全规程与最佳实践

除了风险评估和危害控制的一般原则外，还应遵循处理化学和生物危害的特定安全规程和最佳实践。

化学安全规程

• 化学卫生计划：制定并实施全面的化学卫生计划（CHP），概述安全处理化学品的政策、程序和责任。CHP应方便所有实验室人员查阅，并应定期审查和更新。
• 材料安全数据表（MSDS）/安全数据表（SDS）：获取并审查实验室内使用的所有化学品的MSDS/SDS。MSDS/SDS提供有关化学品性质、危害、安全处理程序和应急响应措施的详细信息。确保能方便地获取最新的SDS，必要时提供电子版和纸质版，并考虑到多语言研究团队中可能存在的语言障碍。
• 正确标签：确保所有化学品容器都正确标有化学品名称、危害警告和接收日期。使用国际公认的危害符号来有效传达风险，即使是对不流利掌握本地语言的人员。
• 安全储存：根据化学品的相容性，将其储存在指定区域。易燃化学品应存放在易燃品储存柜中，腐蚀性化学品应与其他化学品分开存放。务必将不相容的化学品隔离，以防意外反应。
• 适当通风：在使用挥发性或有毒化学品时，使用通风柜。确保通风柜功能正常，气流充足。通风柜在全球实验室中至关重要，定期维护（包括气流测试）对于其有效性至关重要。
• 泄漏控制：制定并实施清理化学品泄漏的程序。备好泄漏处理工具包，并培训实验室人员如何正确使用。泄漏处理工具包应根据实验室内使用的化学品类型量身定制，并应包括适当的吸收剂、中和剂和个人防护装备。
• 废物处理：根据地方、国家和国际法规妥善处理化学废物。对废物流进行分类，并准确标记容器。与有资质的废物处理公司合作，确保化学废物得到安全和负责任的处理。

生物安全规程

• 生物安全等级：在适当的生物安全等级（BSL）下操作生物制剂。生物安全等级根据与制剂相关的风险指定，从BSL-1（最低风险）到BSL-4（最高风险）。每个生物安全等级都需要特定的防护措施、实验室设计特点和工作实践。
• 标准微生物操作规范：遵循标准微生物操作规范，如洗手、使用个人防护装备和消毒工作台面。勤洗手，尤其是在处理生物材料后和离开实验室前。在操作生物制剂时，佩戴适当的PPE，如手套、实验服和护目镜。每次实验前后，用适当的消毒剂消毒工作台面。
• 防护设备：在操作传染性病原体时，使用适当的防护设备，如生物安全柜。生物安全柜在工作人员和生物制剂之间提供物理屏障，防止通过气溶胶或飞溅物接触。确保生物安全柜经过适当认证和维护。
• 无菌技术：使用无菌技术防止培养物和实验受到污染。无菌技术包括使用无菌设备和用品，在洁净环境中工作，以及尽量减少培养物与空气的接触。
• 利器安全：极度小心地处理利器（如针头、手术刀、碎玻璃），以防意外刺伤或割伤。尽可能使用安全设计的利器装置。将利器丢弃在指定的利器容器中。
• 废物管理：根据地方、国家和国际法规妥善处理生物废物。在处理前对传染性废物进行高压灭菌。使用适当的生物危害袋和容器。
• 应急程序：制定并实施应对涉及生物制剂的泄漏、暴露和其他事件的应急程序。确保实验室人员接受过这些程序的培训，并随时可获取紧急联系信息。

应急程序

尽管已尽最大努力预防事故，但实验室中仍可能发生紧急情况。制定明确的应急程序并培训实验室人员如何有效应对至关重要。

化学品泄漏

1. 警示他人：立即警示区域内的其他人员，必要时进行疏散。
2. 个人防护：穿戴适当的个人防护装备，如手套、安全眼镜和实验服。
3. 控制泄漏：使用吸收材料控制泄漏，防止其扩散。
4. 中和泄漏：如果适用，使用合适的中和剂中和泄漏物。
5. 清理泄漏：使用适当的清洁材料清理泄漏物，并妥善处理废物。
6. 报告泄漏：向有关部门报告泄漏事件。

生物性泄漏

1. 警示他人：立即警示区域内的其他人员，必要时进行疏散。
2. 个人防护：穿戴适当的个人防护装备，如手套、安全眼镜、实验服，必要时佩戴呼吸器。
3. 控制泄漏：用吸收材料覆盖泄漏物，并用适当的消毒剂对该区域进行消毒。
4. 清理泄漏：使用适当的清洁材料清理泄漏物，并妥善处理废物。
5. 报告泄漏：向有关部门报告泄漏事件。

暴露事件

1. 急救：立即为受影响的个人提供急救。
2. 报告事件：向有关部门报告事件。
3. 医疗评估：根据需要寻求医疗评估和治疗。
4. 调查事件：调查事件以确定原因并防止未来再次发生。

个人防护装备（PPE）

个人防护装备（PPE）对于最大限度地减少实验室危害的暴露至关重要。根据潜在危害选择正确的PPE至关重要。

眼部防护

• 安全眼镜：安全眼镜提供基本的眼部防护，防止飞溅物和飞扬的碎屑。在所有有眼部受伤风险的实验区域都应佩戴。
• 护目镜：护目镜能更完整地封闭眼部周围，更好地防护飞溅物和烟雾。在处理腐蚀性化学品或有接触危险烟雾风险时应佩戴。
• 面罩：面罩为整个面部提供保护，在有飞溅或爆炸风险时应佩戴。

皮肤防护

• 手套：手套保护双手免受化学和生物危害。应根据具体危害选择手套类型。丁腈手套是很好的通用手套，但对于特定化学品，可能需要其他类型的手套，如乳胶或氯丁橡胶手套。
• 实验服：实验服保护衣物和皮肤免受飞溅和泄漏。在所有有接触危险物质风险的实验区域都应穿着。在处理易燃材料时，必须穿着阻燃实验服。
• 围裙：围裙提供额外的防护，防止飞溅和泄漏。通常在处理大量液体或有重大污染风险时使用。

呼吸防护

• 呼吸器：呼吸器保护呼吸系统免受空气中的危害。应根据具体危害和所需的防护等级选择呼吸器类型。常见的呼吸器类型包括N95呼吸器、半面罩呼吸器和全面罩呼吸器。使用呼吸器通常需要进行医学评估和适合性测试。

实验室安全培训

全面的实验室安全培训对所有在实验室环境中工作的人员都至关重要。培训计划应涵盖以下主题：

• 危害识别与风险评估
• 化学安全
• 生物安全
• 应急程序
• 个人防护装备
• 废物管理
• 特定实验室操作程序

应在初次入职时提供培训，并在此后定期进行。应至少每年进行一次复习培训，如果需要，可以更频繁。培训应有记录，以证明符合安全法规。

国际法规与标准

实验室安全法规和标准因国家和地区而异。了解并遵守您所在司法管辖区的适用法规至关重要。一些提供实验室安全指导的国际组织包括：

• 世界卫生组织（WHO）：WHO提供有关实验室生物安全和生物安保的指导。
• 国际标准化组织（ISO）：ISO为实验室安全管理体系制定标准。
• 职业安全与健康管理局（OSHA）（美国）：OSHA提供有关工作场所安全（包括实验室安全）的法规和指导。
• 欧洲化学品管理局（ECHA）（欧盟）：ECHA负责监管欧盟内的化学品使用。

在国际上运营的实验室必须遵守复杂的法规体系。例如，全球化学品统一分类和标签制度（GHS）虽被广泛采用，但在不同地区的实施可能略有差异。研究人员必须查阅其进行研究或合作的每个国家的具体法规。

维护安全文化

创造和维护安全文化对于预防实验室事故和伤害至关重要。安全文化是指所有人员都意识到风险，致力于安全，并有权就安全问题发表意见。

为了培养安全文化，实验室管理者应：

• 以身作则：通过遵守安全规程并鼓励他人也这样做，来展示对安全的承诺。
• 促进开放沟通：鼓励就安全问题进行开放沟通。创造一个非惩罚性的环境，让人员可以放心地报告事件和未遂事故。
• 提供培训和教育：提供关于实验室安全的全面培训和教育。确保所有人员都了解风险以及如何减轻风险。
• 认可和奖励安全行为：认可和奖励人员的安全行为。这有助于强化安全文化。
• 定期审查和改进安全实践：定期审查和改进安全实践。进行安全审计和检查，以识别潜在危害并实施纠正措施。

结论

实验室安全是科学研究的一个关键方面。通过了解危害、实施适当的控制措施、遵守安全规程和培养安全文化，实验室可以最大限度地降低事故和伤害的风险，创造一个安全高效的研究环境。全球的实验室必须优先考虑安全培训和资源分配，以为所有人维持一个安全的工作环境。持续评估和改进安全实践对于适应新挑战、确保实验室人员的福祉和研究的完整性至关重要。

请记住：安全是每个人的责任。通过共同努力，我们可以为所有人创造一个更安全的实验室环境。