实验室安全基础知识
工作人员在实验室接触化学试剂，使用实验器械以及电、气、火等过程中，若操作不当，常会引发各种危险（如中毒、割伤、触电、爆炸、着火、灼伤等）。一旦发生安全事故，会造成不同程度的人身伤害和财产损失。因此，全面系统地掌握实验室安全管理知识，有助于预防实验室安全事故的发生。
一、实验室安全守则
实验室应根据工作内容制定科学的规章制度和操作规程，并要求所有进入实验室人员必须严格遵守。实验室规章制度和操作规程中应明确指出实验室工作人员在进入实验室、实验过程中以及实验完毕后必须注意的事项。如进入实验室需穿工作服；实验时要保持实验室的安静、整洁，严禁吸烟和饮食，实验过程中产生的废液、废渣和其他废物，应集中处理，不得任意排放；实验完毕，应将实验仪器及各项器材、物品放回指定的位置，搞好实验室卫生，关好水、电、门、窗，方能离开实验室。负责管理实验室基础设施和仪器设备人员的职责和任务也应在规章制度中明确。
二、化学试剂的管理和使用
实验室工作人员在工作中可能会接触或使用化学试剂，其中一些化学试剂不仅对工作人员健康有很大危害，还可能造成重大安全事故。所以，实验室化学试剂若使用或保管不当，可能对工作人员或周边环境造成不可估量的危害。因此，应加强实验室化学试剂的安全管理。
（一）化学试剂的安全管理(https://www.daowen.com)
1.有毒化学试剂
有毒化学试剂是指少量进入人体，就能导致局部或整体生理功能障碍，甚至造成死亡的化学试剂，如氰化钾、三氧化二砷、氰化钠等。按其毒性不同，可分为剧毒、高毒、中毒、低毒、微毒五个等级。此类化学试剂应存放于专门的保管柜中，置阴凉、干燥、通风处，并注意与易燃、易爆、酸类、氧化性试剂等分开储存。我国2011年修订的《危险化学品安全管理条例》规定，对剧毒化学试剂实行双人收发、双人保管制度。实验过程中如需使用剧毒化学试剂，应按实验室有关规定办理领用手续。
2.腐蚀性化学试剂
腐蚀性化学试剂是指能通过腐蚀作用导致人体和其他物品受到破坏，甚至引起燃烧、爆炸或人员伤亡的试剂，如氨水、盐酸、发烟硝酸、发烟硫酸等。此类化学试剂储存温度应低于30℃，应放置于耐腐蚀材料（如耐酸水泥或陶瓷）制成的料架上，存放于阴凉、干燥、通风处，酸性与碱性腐蚀试剂、有机与无机腐蚀试剂应分开存放。另外须与氧化剂、易燃易爆试剂分开储存，还应根据不同化学试剂的性质，分别采用相应的避光、防潮、防冻、防热等措施。
3.强氧化性化学试剂
强氧化性化学试剂是指过氧化物、有强氧化能力的含氧酸及其盐，如过氧化氢、高氯酸、高锰酸及其盐等。此类化学试剂应存放于阴凉、干燥、通风处，室温低于30℃，应与木屑、炭粉、硫化物等可燃、易燃物或还原剂分开存放。有条件时，氧化剂应分区或分库存放。
4.易燃易爆化学试剂
这类试剂具有易于燃烧和爆炸的特性，如乙醚、有机硼化物和有机锂化物、乙炔及乙炔的重金属化物等。此类化学试剂应放置于通风良好、阴凉干燥的通风柜中，并在柜上显著位置贴上“易燃”字样的警示标志。室温低于30℃，隔绝火、热、电源，做好防雨、防水工作，并根据贮存危险物品的种类配备相应的灭火和自动报警装置。在大量使用这类化学试剂的实验室，所用电器一定要采用防爆电器，现场一定要保持通风良好，绝对不能有明火。
（二）化学试剂的安全使用
为保证化学试剂的质量和使用安全，在使用时要注意以下几个方面：
1.熟知常用试剂的理化性质，如酸碱的浓度，试剂的溶解性、挥发性、沸点、毒性及其他重要理化性质。
2.保护好试剂瓶标签，如果标签脱落，应照原样贴牢；分装或配制试剂后，应立即贴上标签；没有标签的试剂，在未查明前不可使用，必须经鉴定确证后方可使用。
3.取用试剂基本注意事项：瓶塞不能随意放置，应盖里朝上放置于干净处；取用后应立即盖好，以防试剂被其他物质玷污或发生变质。要使用清洁干燥的小勺和量器；取用强碱试剂后的小勺，应立即洗净以免被腐蚀。试剂的浓度及用量应按要求使用，过浓或过多不仅造成浪费，而且还可能产生不良反应，甚至得不到正确的结果。取出的试剂不可倒回原瓶。打开易挥发的试剂瓶塞时，瓶口不能对着脸部；取用能释放有毒、有味气体的试剂后，应用蜡封口。
4.取用有毒试剂注意事项：使用有毒化学试剂时，要严格遵守操作规程，避免发生意外。必须在通风橱中完成，并采取必要的防护措施。实验结束后，要及时洗手、洗脸、洗澡、更换工作服，同时要保持实验室环境卫生。反应剩余物应倾倒在指定的废液缸中，由专管人员进行处理。
5.取用腐蚀性或刺激性试剂注意事项：取用腐蚀或刺激性化学试剂（如强酸、强碱、氨水、冰醋酸等）时，尽可能带上橡胶手套和防护眼镜，禁止裸手拿取。倾倒时，切勿正面俯视。
6.取用易燃易爆试剂注意事项：使用易燃易爆化学试剂时，实验人员应采取必要的防护措施，最好戴上防护眼镜，实验过程应在通风橱中进行。使用过程中禁止震动、撞击，如有试剂散落，应及时清理。
三、实验室用电安全
实验室用电安全主要指在用电过程中应保障实验人员的人身安全和实验室仪器设备安全。实验室中经常使用各种以电能作为能源的仪器仪表，若使用电器不当，容易引发触电或产生大量静电，导致火灾事故或造成仪器设备损坏。因此，安全用电是实验室正常工作的基本保证。
（一）触电的危害及预防
触电是指人体接触带电体时，电流以很快的速度通过人体的过程。当微弱电流通过身体时，就会引起触电，当电压超过安全电压时，可能导致死亡。安全电压是指不会引起生命危险的电压。安全电压不是绝对的，根据人、地和环境条件不同而有不同的规定。各国安全电压的规定不完全相同，例如，我国规定为36V，美国规定为40V，法国规定安全交流电压为24V，安全直流电压为50V。需要注意：即使在安全电压范围内，如果周围环境条件发生变化，安全电压也可能变为危险电压，导致触电事故的发生。
1.引发触电的常见原因有：①不懂安全用电常识、不遵守安全用电操作规程以及违规操作；②电器设备安装不规范；③线路断裂、损坏或设备本身存在缺陷、绝缘体破损等；④偶然的意外电击事故等。
2.触电对人体的危害主要有电击和电伤两种。①触电电击是指触及带电物体时，电流持续通过人体造成的伤害，可损害心脏、肺及神经系统，危险性大（特别是电流通过心脏时）；②电伤是指电流的热、化学和机械效应所致的电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤等。
3.加强安全用电教育，掌握基本用电常识，可有效预防触电。常用预防触电的方法有：①不能用潮湿的手接触电器、灯头、插头等；②所有电源的裸露部分都应有绝缘装置，电器外壳应接地、接零；③已损坏的接头、插座、插头或绝缘不良的电线应及时更换；④安装漏电保护装置，小型电器设备采用安全电压；⑤维修或安装电器设备时，必须先切断电源；⑥如遇人触电，应切断电源后再进行处理。
（二）静电的危害及消除
在实验过程中，仪器设备、操作过程、操作人员等因素都会导致静电的产生。如果静电得不到有效控制，就可能酿成事故。因此，在实验室工作中要注意分析静电产生的原因、认识静电的危害并制定有效的防护措施。
1.静电产生的原因
静电是一种处于静止状态的电荷，是由不同物体间接触后分离、相互摩擦或感应而产生的。当两个不同的物体相互接触时，其中一物体会失去一些电子而带正电，另一物体会得到一些剩余电子而带负电，如果在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。反复接触、分离、摩擦，会使带电量不断增加，材料的绝缘性越好，越容易产生静电。另外，当带电物体接近不带电物体时，会在不带电物体的两端分别感应出负电和正电。周围空气的湿度影响着静电的高低，湿度较低时相对容易产生静电。在干燥环境里，实验室的塑料制品、化纤织物、工作服、元件盒、仪器罩、打印纸等，都可能带上静电。
2.静电的危害
静电危害有两个方面：①危及大型精密仪器的安全。由于现代仪器中大量使用高性能电子元件，很多元件对静电放电敏感，容易造成器件损坏或故障。②静电电击危害。静电电击能量较小，一般不会引起生命危险，但放电时会引起人摔倒、电子仪器失灵，放电的火花还可能引起易燃混合气体的燃烧爆炸，从而导致人员伤亡和财产损失。因此，存放有易燃、易爆物质的场所，要特别注意防止静电危害。
3.防止静电危害的措施
减少静电的产生、设法导走或防止静电放电，是防止静电危害的主要途径。可采取以下几方面措施：①防静电区内应采用导电性地面，不要使用塑料地板、地毯或其他绝缘性好的地面材料，可以铺设防静电地板；②在易燃易爆场所，应穿导电纤维及材料制成的防静电工作服、防静电鞋，戴防静电手套，不要穿化纤类织物、胶鞋及绝缘鞋底的鞋；③高压带电体应有屏蔽措施，以防人体感应产生静电；④进入实验室前，应徒手接触金属接地棒，以消除人体从外界带来的静电，坐着工作的场合，必要时可戴接地腕带；⑤适度增加室内环境湿度，保持环境空气中的相对湿度在65%～70%以上，便于静电逸散；⑥必要时，可使用抗静电添加剂、静电中和器（也称静电消除器）来消除静电危险。
（三）电起火的原因及预防
电起火的原因主要有以下几个方面：①电线、电器绝缘物老化；②照明灯具表面温度高，长时间接触易燃物后引发火灾；③电焊机产生火花或焊渣掉落在易燃物上引发火灾；④电器长期未清洁等原因导致使用时散热不好，或超负荷使用电器设备致发热损坏，线路过热引起火灾。
防止电起火的措施有以下几方面：①保险丝型号与实验室允许的电流量必须相配；②负荷大的电器应接较粗的电线；③生锈的仪器或接触不良处，应及时处理，以免产生电火花；④看遇电线起火，切勿用水或导电的酸碱泡沫灭火器灭火，应立即切断电源，用沙或干粉灭火器灭火。
（四）用电不当造成仪器设备损坏的原因及预防
用电不当造成仪器设备损坏的主要原因有：①电源线路安装不当、仪器设备接地、接零不符合要求；②供电不稳定；③操作不当，未按相应仪器操作规程开启或关闭设备；④设备绝缘部件老化，超负荷使用电器设备；⑤静电、电起火、雷电等造成的损坏。
防止用电不当造成仪器设备损坏的主要措施有：①规范安装电源线路，防止短路。大型仪器须接地良好，对电线老化等隐患要定期检查并及时排除。②保证供电稳定，避免超负荷合使用电器设备。③按相应操作规程操作仪器设备，出现故障应及时检修。④大功率或长期不断电运行的设备，应单独安装空气开关。⑤雷电多发地区采取一定雷电防护措施等。
四、常用仪器设备的安全使用
（一）高压钢瓶
高压钢瓶是一种在加压下贮存和运输气体的特殊压力容器，可反复使用。通常采用铸钢、低合金钢等材料制成。气体钢瓶具有种类齐全、压力稳定、纯度较高、使用方便等优点，实验室常用的压缩气体，如氧气、氢气、氮气等，都可通过气体钢瓶获得。由于钢瓶属于高压容器，在移动、搬动过程中受到震动、撞击及受热时，会增加其爆炸的风险；此外容器内往往充装有易燃、易爆、有毒气体等，使用者在使用过程中一般没有与之隔离或采取特殊的防护装置。因此，使用时必须严格遵守安全使用规程，才能防止事故发生。
1.高压钢瓶内装气体的分类
按钢瓶内充装气体临界温度及物理性质的不同，可将钢瓶内装气体划分为：①压缩气体。临界温度低于10℃的气体，经高压压缩仍处于气态的，称为压缩气体，如氧、氮、氢等。②液化气体。临界温度≥10℃的气体，经高压压缩，转为液态并与其蒸气处于平衡状态者称为液化气体。其中，临界温度在-10～70℃的称为高压液化气体，如二氧化碳、氧化亚氮；临界温度高于70℃，且在60℃时饱和蒸气压大于0.1MPa的，称为低压液化气体，如氨、氯、硫化氢等。③溶解气体。有些单纯加高压压缩可产生分解、爆炸等危险性的气体，必须在加高压的同时，将其溶解于适当溶剂，并由多孔性固体物充盛，在15℃以下压力达0.2MPa以上，称为溶解气体（或称气体溶液），如乙炔。
此外，按钢瓶内充装气体的化学性质不同可分为：①可燃气体，如氢、乙炔、丙烷、石油气等；②助燃气体，如氧、氧化亚氮等；③不燃气体，如氮、二氧化碳等；④惰性气体，如氮、氖、氢等；⑤剧毒气体，如氟、氯等。
2.高压钢瓶的标记
各种气体钢瓶的瓶身按规定均应有明确和规范的标记，标记的内容包括：①颜色标记。瓶身必须按规定漆上相应的标志色漆，并用规定颜色的色漆写上气瓶内容物的中文名称，画出横条标志（见表6-1）。颜色标记有助于识别气瓶的种类，避免使用时发生混淆而导致安全事故。②钢印标记。每个气瓶肩部都有钢印标记，包括制造钢印标志和检验钢印标志。标明制造厂商、气瓶编号、设计压力及其他技术参数、制造年月、检验单位及检验日期等信息。气瓶必须定期作抗压试验，并由检验单位打上钢印。
表6-1 常见高压气体钢瓶的颜色标记
3.高压钢瓶的安全使用
使用高压钢瓶时应注意以下几方面：①实验室室内存放的气体钢瓶不宜过多，气瓶应可靠地固定在支架上以避免倾倒，钢瓶须按标识分类分处存放，严禁可燃性气体瓶和助燃性气体瓶混放（如氧气瓶和氢气瓶不能存放于同一室）。②贮存时不得将钢瓶放在烈日下暴晒或靠近热源，以免引起钢瓶爆炸。氧气瓶、可燃气体钢瓶严禁靠近明火，与明火距离应不小于10m，不能达到时，应采取可靠的隔热防护措施，距离不得小于5m。采暖期间，气瓶与暖气片距离不小于1m。③搬运及存放压缩气体钢瓶时，一定要将钢瓶上的安全帽旋紧，运输时不得将手扶在气门上，以防气门被打开。不得摔掷、敲击、滚滑或剧烈震动瓶身。④使用时为了降低压力并保持压力平稳，必须装置减压阀，各种气体钢瓶的减压阀不能混用。⑤开启高压气瓶时，操作者应站在气瓶出口的侧面，缓慢操作，以免气流过急冲出，发生危险。使用完毕后，应首先关闭气瓶开关阀，放尽减压阀进出口的气体后，再将调节螺杆松开。⑥氧气瓶及其专用工具严禁与油类接触，操作人员也绝对不能穿戴沾有各种油脂或油污的工作服和手套，以免引起燃烧或爆炸。⑦瓶内气体不得全部用尽，剩余残压一般要保持在0.05MPa以上，可燃气体钢瓶应保留在0.2～0.3MPa或更高的气压。否则将导致空气或其他气体进入钢瓶，再次充气时将影响气体的纯度，甚至发生危险。⑧各种钢瓶必须定期进行技术检验。充装一般气体的钢瓶，每三年检验一次，对于充装腐蚀性气体的钢瓶每两年检验一次。在使用过程中，如发现有严重腐蚀或损伤，应提前进行检验。
（二）高压蒸汽灭菌器
高压蒸汽灭菌器是在密闭的容器内，利用高温高压的饱和压力蒸汽对物品进行消毒灭菌的设备。在使用灭菌器时，必须严格遵守操作规程，否则容易发生爆炸、烫伤等意外事故。实验室中常用的高压蒸汽灭菌器种类有重力置换式高压蒸汽灭菌器、燃料加热压力锅式高压灭菌器和预真空高压蒸汽灭菌器。
不论哪种类型的高压蒸汽灭菌器，使用时都应注意以下几个方面：①每次灭菌前，应检查灭菌器是否处于良好的工作状态、安全阀性能是否良好、水位是否符合要求等。②在灭菌器内摆放灭菌物品时，不宜过多过挤，严禁堵塞安全阀的出气孔，应保证其畅通放气。③不能使用高压蒸汽灭菌器消毒可燃物质、易燃易爆物质、氧化性物质和含碱金属成分的物质，否则会导致爆炸、腐蚀内胆和内部管道、破坏垫圈等。④含有盐分的液体漏出或溢出时，一定要及时擦干，密封圈一定要彻底擦干净，否则会腐蚀容器和管道。⑤灭菌完毕后，减压不要过快过猛，以免引起激烈的减压沸腾，使容器中的液体四溢。在打开盖子前，应确认压力已归于“零”位。⑥绝对不允许擅自改造高压蒸汽灭菌器。⑦不要在爆炸性气体或易燃液体附近使用此类设备。⑧除蒸馏水外，不要向容器内加入任何液体。⑨移动此类设备时，应将盖子锁上；移动盖子时，不要拉盖子的手柄，否则盖子会变形，难以盖严，影响使用。
（三）加热设备
1.微波消解炉
微波消解通常是指在密闭容器里利用微波快速加热样品及消解液（如各种酸、部分碱液及盐类等），在高温高压条件下使各种样品快速溶解消化的方法。与常规消解方法相比，用微波消解技术制备样品，具有试剂用量少、快速、安全、污染小等突出的优点。目前微波消解炉已得到了广泛的使用。
由于剧烈的消解反应是在高温高压（如1500psi，350℃）的容器中进行的，因此，要求实验人员在使用微波消解炉时，应注意以下几方面问题：①了解实验过程中使用的各种材料的热力学特性，了解微波消解炉中所用试剂材料的特性。②禁止在密闭系统中消解易燃易爆物质。③严格控制样品量，每个消化罐中有机样品量应限制在2g以内、无机样品量不得大于10g；对于含有机物的混合样品，应视为有机样品处理。
2.烘箱
烘箱是利用电热丝（管）加热使物体干燥的设备。它适用于比室温高10～300℃范围的烘焙、干燥、热处理等。烘箱的型号很多，但基本结构相似，一般由箱体、电热系统和自动控温系统三部分组成。
使用时应注意以下几方面：①样品放置不要太拥挤，要保证上下空气自然流通，最下层加热板上不得放置样品，禁止烘焙易燃、易爆、易挥发及有腐蚀性的物品。②样品不能与烘箱内温度传感器接触，更不能挤压传感器，否则将导致控温失灵，造成火灾。③烘箱在升温过程中，使用者不能离开烘箱，应随时观察温度变化，当温度达到所需的温度时，应注意观察指示灯是否在恒温状态，确认恒温后方可离开，使用时，温度不要超过烘箱的最高使用温度。④一旦遇到烘箱温度控制失灵的状况，特别是烘箱内冒烟时，应立即关掉电源（千万不能打开烘箱门），并立即报告实验室管理人员，等到温度降下来之后，再打开烘箱门，清理箱内残物。
3.马弗炉
马弗炉又称箱式电阻炉、高温马弗炉，是一种通用的加热设备，可分为箱式炉、管式炉和坩埚炉。主要用于样品灰化。
使用时应注意以下几方面：①马弗炉须放置在室内平整的工作台上，与电炉放置位置不宜太近，防止过热使电子元件不能正常工作；搬动温控器时，应将电源开关关闭，同时避免震动。②第一次使用或长期停用后再次使用时，应先进行烘炉，温度在200～600℃，时间约4小时。③使用时，炉膛温度不得超过最高使用温度，也不要长时间在额定温度以上工作。④禁止向炉膛内直接灌注各种液体及熔解金属，要经常保持炉膛内的清洁。⑤取放样品时，应先关闭电源，样品应轻拿轻放，以保证安全和避免损坏炉膛。⑥要定期检查电炉、温控器的导电系统各连接部分接触是否良好，发生故障时，应立即断电，由专业维修人员进行检修。
（四）离心机
目前，实验室常用的离心机是电动离心机。电动离心机转动速度快，使用时要注意安全。特别要防止在离心机运转期间，由于不平衡或吸垫老化而使离心机边工作边移动，从实验台上掉下来；或因盖子未盖严，离心管因振动破裂后，玻璃碎片旋转飞出，造成事故。
在使用离心机时，必须注意以下几方面：①启动离心机前，必须将其放置在平稳、坚固的地面或台面上，盖上离心机顶盖后，方可慢慢启动。②不仅要保证静平衡，即对称的两管样品等重，还要保证动平衡（例如同时离心两个样品，一管是用蒸馏水稀释的，另一管是用60%蔗糖配制的，虽然两管质量相等，但由于比重不同，不可配成一对离心。必须另装一管水和一管60%蔗糖作为平衡物分别配重，否则离心机不能正常运转）。③离心过程中如有噪声或机身异常振动现象时，应立即切断电源，及时排除故障。④离心结束后，应将调速旋钮逐挡旋回至“0”挡，待离心机自动停止转动后，方可打开顶盖，取出样品，不可用外力强制其停止运动。⑤在使用高速离心机和低温离心机时，应严格按使用说明进行操作。
五、常用玻璃器皿的安全使用
实验室中经常使用各种玻璃器皿，由于玻璃质地脆弱，导热和导电性能差，因此，在使用过程中容易破碎，造成割伤、试剂泄漏而引发感染、中毒、起火、爆炸等事故。使用玻璃器皿应该注意以下几点：①在容易引起玻璃器皿破裂的操作中，如减压处理、加热容器等，要戴上安全眼镜；②不要使用有缺口或裂缝的玻璃器皿；③取用大的试剂瓶时，应一只手握住瓶颈，另一只手托住底部；④若实验需在高温高压的条件下进行，应选择耐高温高压的玻璃器皿。