01 / 导读
导读
引用
National Research Council. (2011). Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Management of Chemical Hazards (Updated version). The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/12654. Free official edition: https://nap.nationalacademies.org/catalog/12654/prudent-practices-in-the-laboratory-handling-and-management-of-chemical-hazards
章节概要
第1章：实验室安全文化
开篇一章回顾了化学的"英雄时代"——凯库勒曾转述李比希的忠告：想成为化学家，就得赔上自己的健康——并将其与今天对安全文化的期望相对照，后者建立在问责、团队合作和个人责任之上。本章把责任分配给实验室人员、环境健康与安全（EHS）人员以及机构负责人，并讨论了高中教学实验室、本科教学实验室、高校科研实验室以及企业和政府实验室的不同需求。它提到新技术、环境影响、法规以及残障科学家的无障碍需求等影响因素，并说明全书结构：第2、3、10章讲组织管理，第4–8章讲实际操作，第9章讲设施，第11章讲法规。
第2章：环境健康与安全管理体系
本章把实验室安全作为一个管理体系来处理，包括方针、管理层承诺、策划、实施、绩效测量和管理评审，并以美国能源部的综合安全管理体系为例加以说明。它介绍了化学品卫生计划（Chemical Hygiene Plan）、一般安全规则（包括单独工作和避免日常暴露）、从采购到废弃物的化学品管理计划、实验室检查计划（例行检查、自查、同行检查和外部检查、检查清单和纠正措施）、应急程序和员工培训。
第3章：应急规划
这是本版新增的一章，它把应急管理分为四个阶段（减缓、准备、响应、恢复）。本章逐项讨论了脆弱性评估，涵盖火灾、洪水、恶劣天气、地震、因病大量缺勤、泄漏、暴力与盗窃，以及数据或关键设备的丢失。随后讨论领导层及其接替、关键人员、通讯计划和集合点、疏散和无人值守实验的停机、就地避难、短期和长期停电、建筑关闭、社区紧急事件、演练以及与外部应急机构的协调。
第4章：实验室危害评估与风险评价
这是篇幅最长的技术性章节，讲授实验前的风险评估；本书将其定为实验执行者本人的首要责任，并由主管审核。本章回顾了各种信息来源：化学品卫生计划、化学品安全技术说明书（MSDS）、全球化学品统一分类和标签制度（GHS）、委员会编写的"实验室化学品安全摘要"、标签和数据库。它讲解了毒理学（剂量—反应、暴露时间与途径、急性毒性、刺激物与致敏物、窒息剂、神经毒物、生殖毒物、致癌物、控制分级），然后是易燃、反应性和爆炸性危害（闪点、自燃物、禁配物、过氧化物生成物、粉尘），物理危害（压缩气体、制冷剂、高压与真空、辐射、电、磁场、人体工效学），并简要讨论纳米材料、生物危害和放射性。
第5章：化学品管理
本章追踪化学品从购买到运出的整个生命周期。开头介绍适用于每个实验室的绿色化学（预防废弃物、微量实验、更安全的溶剂、替换水银温度计），然后讨论订购与验收、库存与追踪系统、化学品的交换与回收、商品容器、分装容器和实验样品的标签、按相容性储存（包括冷藏、易燃品、气瓶、高反应性和高毒性物质），以及化学品（包括纳米材料）的转移、运输和寄送规则。
第6章：化学品操作
本章基于这样一个原则：大多数研究用化学品的毒性并不清楚，因此应尽量减少暴露；据此提出了任何涉及危险化学品的工作都适用的一般标准程序。内容包括审慎的计划、个人行为、工程控制和避免各种暴露途径、内务管理、反应放大、无人值守实验和单独工作、化学演示实验，以及对泄漏、受伤和火灾的应对。随后是针对高毒性物质（指定区域、出入控制）、生物危害和放射性物质、易燃物质、反应性和爆炸性化合物（包括过氧化物检测和氢化反应）、压缩气体、微波炉和纳米颗粒的附加程序。
第7章：实验室设备操作
设备是实验室事故的常见原因，本章指出，水淹、滑倒和不良人体工效学等普通危害造成了大量伤害。内容涵盖水冷设备、电气安全、真空泵、冰箱、搅拌器和加热装置（烘箱、电热板、加热套、浴锅、热风枪、微波炉）、蒸馏和溶剂纯化系统、离心机和超声仪、激光及其他辐射源、压缩气瓶和减压阀、压力容器、液化气体和低温液体、冷阱、真空装置和旋转蒸发仪。最后讨论个人防护装备（防护服，眼、面部和手部防护）以及泄漏处理包、防护屏、灭火器、呼吸防护器、安全淋浴和洗眼器等安全设备。
第8章：废弃物管理
本章从"没有废弃物处置计划就不应开始任何工作"这一原则出发，提出四级层级：预防和源头削减、再利用、处理和回收、处置。它解释了如何鉴别废弃物（包括未知物）、美国对特性废物和名录废物这两类危险废物的定义、积存和储存规则（包括针对高校实验室的特别规定）、下水道排放、焚烧、运输、转移联单和记录保存。多重危害废物（化学—放射性、化学—生物、放射性—生物）单独讨论，本章最后介绍在实验室规模处理酸、碱及其他剩余化学品的程序。
第9章：实验室设施
本章旨在帮助实验室人员理解设施设计并参与其中，讨论了布局（湿实验区与办公区的分隔、开放式与封闭式实验室、家具陈设、依照《美国残疾人法》的无障碍要求、老旧建筑），并详细讨论通风：实验室通风柜（面风速、影响性能的因素、视窗的使用、测试与设计）、其他局部排风装置、定风量和变风量系统、送风与排风系统以及房间压力控制。特殊系统包括手套箱、洁净室、环境试验室、生物安全柜和纳米材料用的封闭装置。其后几节讨论通风系统管理、为可持续性而采取的节能措施，以及实验室的退役。
第10章：实验室安保
这是另一个新增章节，它区分了安全（保护人免受化学品伤害）和安保（保护化学品不落入他人之手）。本章列举了材料被盗或被挪用、激进团体的威胁、蓄意破坏、敏感信息泄露和未经授权的实验等风险，并讨论物理安保、运行安保和信息安保，实验室材料的两用性，针对生物制剂、实验动物、放射性材料、管制药物和美国国土安全部"关注化学品"的具体要求，脆弱性评估，三个安保级别以及培训。
第11章：与实验室相关的安全法律和标准
最后一章明确表示自己不是合规指南，而是对美国（主要是联邦层面）要求的概述：OSHA的执法与"一般责任条款"、实验室标准与危害告知标准的比较、暴露限值（PEL、TLV、REL）、关于设计和建造的法规、针对特定化学品的标准、化学品卫生计划与特别危险物质、反恐标准、生物危害和放射性材料的规定、关于危险废物、下水道排放和大气排放的环境法规、运输和进出口（包括TSCA的研发豁免），以及事故和泄漏的报告。附录A转载了OSHA实验室标准。
核心概念
第1–2章：实验室安全文化；环境健康与安全管理体系
- 安全文化：一种组织氛围，从领导层到学生，人人都把安全视为良好科学的一部分，并对未遂事件采取行动。
- 危害与风险：危害是物质或系统固有的危险；风险则取决于其使用方式及由此产生的暴露。
- 化学品卫生计划：OSHA实验室标准要求的书面计划，规定保护实验室人员的程序、设备和培训。
第3章：应急规划
- 应急管理的四个阶段：减缓、准备、响应和恢复，彼此相互影响。
- 脆弱性评估：对最可能扰乱实验室的事件及其后果进行系统审查。
第4章：实验室危害评估与风险评价
- 剂量—反应关系：化学品的毒性作用取决于剂量、持续时间和暴露途径。
- 实验室化学品安全摘要（LCSS）：委员会为选定化学品编写的摘要，汇集实验室使用所需的物理、毒理和操作信息。
- 控制分级：在缺乏完整毒性数据时，按大致的危害等级来确定控制措施。
- 过氧化物生成物：在储存中会积累爆炸性过氧化物的化合物，需要标注日期并定期检测。
第5章：化学品管理
- 实验室中的绿色化学：在设计实验时预防废弃物并使用危害较小的物质。
- 按相容性储存：把可能发生危险反应的化学品分开存放，而不是按字母顺序存放。
第6章：化学品操作
- 尽量减少对未知物的暴露：把新的或研究不足的物质视为潜在危险物，并控制所有暴露途径。
- 指定区域：用于处理高毒性物质、有标识并受出入控制的区域。
- 工程控制优先于个人防护装备：首先依靠通风柜和封闭装置，个人防护装备只是额外的一层保护。
第7章：实验室设备操作
- 与设备相关的危害：常见实验仪器带来的电、压力、真空、温度和辐射危害。
- 个人防护装备：针对具体危害选用的防护服以及眼、面部和手部防护用品。
第8章：废弃物管理
- 废弃物管理层级：预防和源头削减、再利用、处理和回收，最后是处置。
- 特性废物与名录废物：美国法规中把废弃物认定为危险废物的两条途径。
- 多重危害废物：兼具化学、放射性和/或生物危害的废弃物，需要协调处理。
第9章：实验室设施
- 实验室通风柜：控制空气污染物的主要通风封闭装置，其性能取决于面风速、视窗位置和使用方式。
- 定风量与变风量：保持风量恒定或按需调节风量的通风设计，对能耗有影响。
第10–11章：实验室安保；与实验室相关的安全法律和标准
- 两用性：实验室材料和知识被滥用于造成伤害的可能性。
- OSHA实验室标准：规范实验室中危险化学品职业暴露的美国法规（29 CFR 1910.1450）。
- 暴露限值：用于风险评估的法定和建议性空气浓度限值，即PEL、TLV和REL。
评析
优点
- 权威而全面。 本书由美国国家研究委员会的专门委员会撰写，并经众多专家评审，涵盖了实验室化学品从订购到处置的整个生命周期，以及设备、设施、应急、安保和法规。其分层编号的章节结构便于作为参考书查阅。
- 以风险评估为核心。 第4章讲授安全规则背后的道理（剂量—反应、暴露途径、易燃性分级、反应性），而不只是罗列禁令；第6章再把这些道理转化为操作程序，包括尽量减少对危害未知物质的暴露这一原则。
- 实用而具体。 许多建议都很具体：如何检测过氧化物、处理漏气气瓶或水银泄漏、搭建真空装置、使用通风柜视窗、存放气瓶，或在实验室规模中和酸碱。
- 兼顾文化与新议题。 对安全文化的强调、对教学实验室和高校科研实验室的关注、应急规划和安保两章，以及关于纳米材料和绿色化学的小节，使本书的范围超出了技术规则本身。
局限
- 部分内容已过时。 书中自己指出，在写作之时美国各机构尚未发布关于GHS的最终指导，因此本书主要依据化学品安全技术说明书（MSDS）；危害告知格式、法规细节、暴露限值和纳米材料指南都应对照最新资料核实。
- 强烈的美国取向。 第8章、第11章以及大量参考内容描述的是美国联邦法律（OSHA、EPA、TSCA、DOT、DHS）。其他国家的读者需要换成本国法规，不过风险评估的原则依然适用。
- 是参考书而非课程教材。 书中没有学习目标、例题或练习，内容密度可能让初学者难以招架。91种物质的"实验室化学品安全摘要"随印刷版以光盘形式提供，不包含在在线章节中。
- 对非化学危害着墨不多。 生物危害和放射性只作了简要讨论，读者被引导去查阅专门资料。
在课程中的定位
在实验技术与安全课程中，《Prudent Practices》是其他书籍所依托或应用的参考著作。Hill和Finster的《Laboratory Safety for Chemistry Students》被介绍为面向学生的安全教材，更适合本科生先读；随后再由《Prudent Practices》补充关于风险评估、储存、废弃物和设施的更完整的技术与组织背景。Dean等人的《Practical Skills in Chemistry》侧重实验技术和技能，可以与本书第6、7章配合阅读，后者解释了同样操作的安全方面。
对于高年级学生，Shriver和Drezdzon的《The Manipulation of Air-Sensitive Compounds》以及Leonard、Lygo和Procter的《Advanced Practical Organic Chemistry》讨论专门的合成技术。先阅读本书的相关部分（反应性和自燃危害、过氧化物、压缩气体、真空与低温操作、手套箱），就能获得开展这些技术时所需的风险评估框架。
如何使用本书
本书面向所有使用或管理化学品的人：学生、实验室工作人员、主管、EHS人员和管理者。大部分内容只需大学一年级普通化学的基础；第4章的毒理学和第9章的通风内容无需专门训练也能读懂。
学生应先读第1章，再仔细阅读第4章和第6章，因为它们包含了危害评估和安全操作的核心内容；然后选读与自己实验相关的第5、7、8章部分（储存与标签、设备与个人防护、废弃物）。开展新实验之前，可把第4章当作检查清单来审视所涉及的化学品和操作，并参照第6章确定后续程序。第2、3、9、10、11章对课题组负责人、安全管理人员以及编写化学品卫生计划或应急预案的人最为有用。本书最好与最新的化学品安全技术说明书、当地法规以及附录A转载的OSHA标准结合使用。
版本与来源
本导读依据《Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Management of Chemical Hazards》更新版（美国国家研究委员会，The National Academies Press，2011年），使用的是从官方目录页链接的美国国家科学院出版社免费在线全文（nationalacademies.org/read/12654）；由于PDF下载需要注册免费账户，因此采用了在线阅读版。导读参考了前置部分和前言、完整目录、全部11章（所有节和小节标题、各章引言，以及第1章全文）、关于"实验室化学品安全摘要"的一节、附录B（任务说明）以及附录A的开头部分。