高校化学实验室精确消毒技术实践

陈黎艳，赵娟娟

(1.华中师范大学 化学学院，湖北 武汉 430079；2.华中师范大学实验室与设备管理处，湖北 武汉 430079)

0 引言

高校实验室是高等院校开展实验教学、科学研究及社会公共服务的重要场所[1]。近年来，随着实验教学学分比重的加大和科学研究项目的增多，实验室建设在党和国家的大力支持下有了突飞猛进的发展。以物理、化学为代表的实验性学科在实验室开展的教学科研活动更加频繁[2-3]。近年来，全球公共卫生事件不断爆发，2003 年的“非典”事件、2009 年的甲型H1N1 流感、2014 年流行的埃博拉病毒均给实验室安全管理工作带来了极大的挑战。2019 年底爆发并持续蔓延的“新冠”大流行事件[4]更是给实验室安全管理带来了前所未有的冲击，而更强大的病毒也随时可能再次袭击人类引发更致命的健康危机。这无疑使高校实验室的安全管理面临着疫情防控及实验安全监管的双重挑战，实验室管理者须尽快确立严密的管理策略，以应对随时可能偷袭的病毒[5-8]。

高校化学实验室一直存在人员密集、空气流动性差、污染物堆积及实验器材无序存放等问题，这给化学实验室的公共卫生事件防控及化学实验安全管理增加了难度[9-10]。近年来人们对“非典”“新冠”等病毒的了解逐渐深入，已有越来越多的证据表明精确消毒是控制传染源、防止交叉感染的重要措施[11]。因此，发展精确的实验室消毒技术是化学实验室管理者们面临的当务之急。本文通过疫情冲击后化学实验室在恢复正常秩序的过程中所遇到的安全管理挑战，介绍了一系列适用于高校化学实验室使用的消毒措施，也为今后进一步加强和完善高校化学实验室应对重大突发公共卫生事件的应急预案提供参考。

1 化学实验室消毒技术要求分析

1.1 化学实验室消毒剂的选择

病毒没有细胞结构，是一种由核酸和包裹在外面的衣壳构成的特殊微生物[12]。目前大多数病毒的主要传播方式为飞沫传播和接触传播，因此化学实验室应重点围绕空气消毒、表面消毒及个人防护消毒三方面展开。常见的化学消毒剂主要包括醛类消毒剂、醇类消毒剂、氧化剂类消毒剂、季铵盐类消毒剂、杂环类消毒剂[13]。由于大多数病毒抵抗力差、对消毒剂的敏感程度较高，大多数消毒剂在精确使用的基础上都可以实现病毒的消杀[14]。然而，与常规的公共场所消毒方式不同的是化学实验室因其学科特异性而对消毒剂有特殊要求。

大型仪器实验室存放有很多精密仪器及配件，因此具有腐蚀性的消毒剂不适用于大型仪器实验室。经研究表明，以次氯酸钠为主要成分的消毒剂对碳钢及铝制材料有明显的腐蚀性；过氧化物类尤其是含有二氧化氯的消毒剂对不锈钢、碳钢、铝、铜均有不同程度的腐蚀。因此大型仪器实验室内要尽量避开这些具有腐蚀特性的消毒剂[15]。化学合成实验室在实验活动过程中经常会产生废液、废固，且存在失效的化学试剂乱扔乱摆的情况，其中难免会有易燃易爆的化学物存在。因此，化学合成实验室消毒则需避开有助燃性质的消毒剂。已有研究表明，醇类消毒剂能与空气形成爆炸性混合物，因此不适合在化学实验室内大面积使用[16]。除此之外，化学实验室还包含用于饲养不同品系动物及微生物的细胞培养室和动物饲养室，对这类实验室要挑选毒性较小的消毒剂以免造成实验动物的不正常死亡。季铵盐类消毒剂容易造成小鼠等动物的肺损伤，因此不可用于细胞培养室及动物饲养室[17]。

1.2 化学实验室内消毒方式的选择

化学实验室内消毒可从空气消毒、表面接触消毒及人员防护消毒三个方面入手。空气是病原微生物传播的重要途径，病原微生物主要以气溶胶的方式在空气中悬浮并通过呼吸系统进入人体。因此空气的消毒和净化是控制传染源、防止交叉感染的重要措施[18]。飞沫和接触传播是病毒的另一种主要传播途径。化学实验室内空间狭小，实验区与学习区划分不明显，杂物过多，卫生条件差，因此以擦拭为主的表面接触消毒也是化学实验室内必不可少的消毒方式[19]。人员防护消毒主要指实验室人员随身穿戴的工作服、防护用具的消毒及手部消毒等等。

这三种消毒措施在化学实验室的消毒工作中相辅相成、缺一不可，同时要根据不同类型化学实验室的具体特点制定相对应的消毒措施。例如，大型仪器实验室为了控制实验室内温、湿度，经常为密闭环境。而进行实验教学的示范教学实验室因承担了大部分本科生及研究生的教学任务而导致了人员密集程度高，通风困难。因此在大型仪器及示范教学实验室进行空气消毒的时候要注意毒物残留，以免发生因消毒不当导致的人员伤亡。在进行个人防护消毒的时候，要考虑化学实验室工作人员经常会接触不同类型的化学试剂，因此在选择手部消毒剂的时候，要避免选择易与化学药品反应的消毒试剂。

2 化学实验室消毒技术分析

化学实验室主要消毒试剂及消毒方式如图1所示。

图1 化学实验室主要消毒试剂及消毒方式

2.1 空气消毒

目前常用的空气消毒技术主要包括以空气净化机过滤除菌、紫外线照射消毒为主要手段的物理消毒法，用醛类、含氯制剂或过氧化物类等液体化学消毒剂进行雾化喷淋的化学消毒法，以及近年来兴起的中草药熏蒸消毒法[20-22]。

三种消毒方法中化学消毒法的消毒效果最好也最常见。臭氧类消毒剂为一种常见的空气消毒剂，但其对机体、电器元件、塑料制品等会有不同程度的腐蚀，因此并不适用于化学实验室中，尤其不适合在通风条件差且放置有大型精密仪器的实验室中使用。过氧乙酸及过氧化氢类空气消毒剂是一类广谱、高效、廉价的消毒剂，但此类消毒试剂对人体黏膜有刺激，易导致过敏反应。化学实验室内人员拥挤且化学实验通常具有连续性，几乎所有时间都有科研人员坚守实验岗位，难以实现人员完全离开的无人环境，因此过氧化物类消毒剂同样不适用于化学实验室。戊二醛类消毒剂相比于上述几种化学类空气消毒剂毒性会弱很多，目前暂时没有发现明显的致敏和突变作用，虽有轻微的细胞毒性，但使用得当并不会对化学实验室内的人员或仪器设备造成明显损伤，因此戊二醛类的消毒液可以作为化学实验室内的一类普适性空气消毒试剂。然而，该类消毒剂的价格普遍偏高，高频率、大面积的空气消毒对经费不充足的实验室来说将是额外的经济压力，而近几年兴起的中草药消毒法刚好弥补了这一缺陷。中药空气消毒的机理是药物成分随烟雾与高热的产生直接作用于蛋白质上巯基、氨基等部位使得病毒新陈代谢发生障碍而死亡。此类消毒方式更加绿色、安全，且中草药的单次使用量较小，这大大节约了实验室消毒的经济成本[23]。除了细胞培养室这种特殊的化学实验室之外，中药消毒可以广谱地应用于其他常见的化学实验室内。

相比于化学消毒法和中药消毒法，以空气循环机为主要消毒设备的物理消毒法就简单得多，并在消毒过程中可以实现人机共存的需求，基本可以应用在所有的化学实验室中。然而，这种消毒方式是一种被动式空气吸入的消毒方法，如需将空间环境内各个角落的病原体全部弥散，所需的空气循环量为适用房屋面积的8 倍以上，这在空间严重受限的化学实验室是极难达到的，因此物理消毒法只建议作为化学消毒及中药消毒法的补充，不能作为化学实验室内的主要消毒方式[24]。

2.2 表面接触消毒

化学实验室类型众多，所存放的设施也较为繁杂，难以有统一通用的消毒试剂，因此可根据不同的硬件设施及接触频率选择不同的消毒方法。如实验室内的地板、门窗及电脑操作台属于高频率接触位置且通常为耐腐蚀材质，因此可以使用杀毒活力较强的季铵盐类消毒剂进行擦拭消毒。放置搅拌器的合成实验台及烘箱、干燥箱等加热设备，在进行表面接触消毒的过程中要当心金属腐蚀而导致的电线短路，更须避开具有助燃性质的醇类消毒剂，因此选用环氧乙烷类消毒剂做表面擦拭则更为安全可靠。对超净工作台、动物饲养笼及大型仪器设备表面的消毒，以不影响实验动物的正常饲养和仪器的正常运转为原则，建议在定时用清水擦拭的同时，每周用含有75% 酒精的卫生湿巾进行1～2 次的消毒擦拭即可。

2.3 人员个人防护消毒

化学实验室对实验室内参与人员有明确的防护规定，如进出实验室必须穿工作服；进行危害物质、挥发性有机溶剂或其他特定的危险化学物质的操作实验时，要戴防护口罩、防护手套及防护眼镜，必要的时候要佩戴防毒面罩。这一系列措施在保证实验室人员实验安全的同时，对病毒的传播也起到了一定的阻断作用。但是在传播性较高、隐匿性较强的病毒面前也是远远不够的。因此，建议确立化学实验室工作人员的个人防护消毒措施。例如，在实验室参与人员手无外伤的情况下，除了用洗手液和清水进行冲洗消毒外，建议每天至少两次用0.2%的过氧乙酸溶液进行3～4 min 的浸泡消毒。所穿戴的工作服、护目镜等防护装置也建议至少每周一次用含氯消毒液进行浸泡消毒，再用大量清水进行淋洗除去残留药剂后再烘干使用；而一次性防护手套则建议随时更换，废弃的防护手套及时处理，避免在实验室内长期存放而导致病毒传播的加速。

除了上述这些化学实验室内部主要设施及人员消毒外，实验室周围环境的消杀、空调的清洗消毒也尤为重要，这些位置的消毒方式与其他场所普适性的消毒措施无太大差别。

3 结语

一个安全、舒适的实验室环境是青年科学家和学生探索高风险课题、进行创新性研究的重要支撑。近年来，“非典”、埃博拉、“新冠”等公共卫生事件的不断袭击提醒着高校实验室管理者在监管化学实验安全的同时，也急需探索出公共卫生事件的防控策略。本文针对高校化学实验室特有的实验环境及实验设施，依照学校及学院对实验室安全管理的要求，将目前流行的最新消毒技术细化到了化学实验室的日常消毒工作中，期待实现公共卫生事件与化学实验室安全的“双防控”，为营造安全卫生、健康有序的化学实验室环境提出了新思路。