曹飛+毛思哲+蒲麗麗

摘要：從鎂條及鎂粉燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)光傷害人的眼睛和皮膚的實(shí)際案例出發(fā)，結(jié)合光學(xué)理論以及國(guó)內(nèi)外對(duì)視網(wǎng)膜光損傷以及皮膚光損傷等方面的醫(yī)學(xué)研究成果，通過(guò)分析得出結(jié)論：如果不注意保護(hù)，鎂條燃燒發(fā)出的強(qiáng)光對(duì)人的眼睛和皮膚都可能造成損傷，提醒師生做相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)要提高防范意識(shí)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及參考其他實(shí)驗(yàn)改進(jìn)文章中提供的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出師生做相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)避免受到損傷的具體措施。

關(guān)鍵詞：鎂條燃燒；強(qiáng)光污染；危害及防范；知識(shí)介紹

文章編號(hào)：1005-6629（2015）12-0051-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

中學(xué)化學(xué)教學(xué)中有四個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及鎂條燃燒，初中有一個(gè)：研究質(zhì)量守恒問(wèn)題時(shí)的鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)；高中有三個(gè)：（1）鎂條在二氧化碳中的燃燒實(shí)驗(yàn)；（2）鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)；（3）氫氣氯氣混合氣體見光反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象具有很強(qiáng)的視覺沖擊效果，能激起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，所以教師無(wú)論是在正?；瘜W(xué)教學(xué)中還是在課外活動(dòng)中，都會(huì)演示或輔導(dǎo)學(xué)生做這些實(shí)驗(yàn)。一些教師和學(xué)生反映做過(guò)這些實(shí)驗(yàn)后多少會(huì)出現(xiàn)一些眼睛不適的癥狀，可見這種強(qiáng)光對(duì)人的眼睛可能會(huì)造成傷害，但是由于大多數(shù)情況下大家休息幾天眼睛的不適癥狀就會(huì)好轉(zhuǎn)，所以這種傷害往往不能引起大家足夠的重視。那么這種強(qiáng)光對(duì)眼睛的危害究竟有多大？是不是真的休息幾天后就可以完全恢復(fù)而不會(huì)留下后遺癥？除了傷害眼睛，會(huì)不會(huì)對(duì)皮膚也造成傷害？怎樣防范這些傷害？

1 鎂條燃燒發(fā)出的光傷害眼睛的實(shí)例及分析

雖然不少文章談及做相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)鎂條燃燒發(fā)出的光對(duì)人的眼睛會(huì)造成傷害。但是相關(guān)事故報(bào)道及研究報(bào)告卻極少見到，目前國(guó)內(nèi)僅見的一例事故報(bào)告發(fā)生在上世紀(jì)。《眼科研究》雜志1997年第2期登載的“鎂條燃燒試驗(yàn)致雙眼視力下降一例”一文中介紹：1993年，一名16歲學(xué)生做鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)注視鎂條燃燒的強(qiáng)光十余秒，次日早晨發(fā)現(xiàn)眼花，視物模糊，下午已不能堅(jiān)持上課，到醫(yī)院就醫(yī)，檢查視力已降至0.1和0.2，雖然經(jīng)過(guò)治療有所恢復(fù)，半年后視力也只達(dá)到了1.0。

鎂條燃燒的實(shí)驗(yàn)大家都在做，那么為什么其他人沒(méi)出現(xiàn)嚴(yán)重事故而這名學(xué)生的眼睛卻受到較嚴(yán)重的傷害呢？

首先，我們知道鎂條燃燒產(chǎn)生了強(qiáng)烈的可見光，發(fā)表在《國(guó)外醫(yī)學(xué)·眼科學(xué)分冊(cè)》1990年第12期的“光性視網(wǎng)膜損傷研究進(jìn)展”一文介紹：“可見光是引起視網(wǎng)膜光損傷的主要原因之一”。發(fā)表在《軍事醫(yī)學(xué)》雜志2014年第六期的“寬譜光源強(qiáng)閃光對(duì)視功能的影響”一文也對(duì)眼睛受到光輻射損傷的原理做了細(xì)致介紹：“光輻射對(duì)人眼作用的機(jī)制主要為光化學(xué)作用和熱作用……進(jìn)入眼內(nèi)的光能量越多，造成的損害越嚴(yán)重”，而且人眼受傷程度與曝光時(shí)間也有關(guān)。

其次，還有文章提到，鎂條燃燒還產(chǎn)生了很強(qiáng)的紫外光。紫外光對(duì)人的眼睛產(chǎn)生傷害的原因是紫外光照射主要導(dǎo)致光感受細(xì)胞的損傷，而且這種傷害具有一定的延遲性，不會(huì)急性發(fā)作，往往不易被察覺。

對(duì)于像鎂條燃燒形成的這種點(diǎn)狀光源，光照強(qiáng)度與光源的距離平方成反比，因此距離光源越近處光輻射強(qiáng)度越大。上述病例報(bào)道中，這名學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)注視鎂條燃燒的強(qiáng)光達(dá)十余秒，他不但距離光源近，而且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，所以造成的傷害很大。

2 鎂條燃燒產(chǎn)生的光對(duì)皮膚造成傷害的實(shí)例及分析

容易被大家忽視的是，鎂條燃燒產(chǎn)生的光在一定條件下對(duì)人的皮膚也會(huì)造成損傷?！度嗣褴娽t(yī)》1980年第一期刊載的“四例鎂閃光皮膚燒傷報(bào)告”一文中介紹了一例鎂燃燒致人皮膚閃光燒傷的事故：由于鎂粉意外燃燒導(dǎo)致距離燃燒光源1.1～4.7m范圍內(nèi)的四個(gè)人都有不同程度的燒傷，距光源越近，受到的傷害越大。可見人的皮膚也有可能受到鎂條燃燒發(fā)出的強(qiáng)光的傷害，受傷害程度與光源強(qiáng)度及人與光源的距離有直接關(guān)系。

我們正常做實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般不會(huì)遇到該例事故中那種大量鎂粉燃燒發(fā)出的強(qiáng)光照射的情況，因此不會(huì)出現(xiàn)這種急性損傷，但是，鎂條燃燒既發(fā)出強(qiáng)可見光，又會(huì)發(fā)出強(qiáng)紫外光，“在一定條件下，近紫外輻射和可見光照射……都有可能損害機(jī)體導(dǎo)致疾病發(fā)生”。特別是其中的紫外光，會(huì)造成皮膚老化等多種癥狀，所以應(yīng)該引起我們的重視。

3 實(shí)驗(yàn)室如何防范鎂條燃燒對(duì)人造成的傷害

根據(jù)以上實(shí)例及分析我們知道，鎂條燃燒發(fā)出的光既可能傷害眼睛，也可能傷害皮膚，我們尤其要注意的是，即使人的眼睛受到鎂條燃燒發(fā)出的強(qiáng)光照射后出現(xiàn)的不適癥狀休息幾天后消失了，但其損害并不一定就完全復(fù)原了。有研究指出：重復(fù)的光照射可造成視網(wǎng)膜光性損傷的積累效應(yīng)。作為教師，每次教學(xué)進(jìn)行到相關(guān)知識(shí)時(shí)都需要在每個(gè)班級(jí)做鎂條燃燒的演示實(shí)驗(yàn)，如果不加防范，多年累積所受到的危害不可忽視。而學(xué)生出于興趣和學(xué)習(xí)的需要會(huì)格外認(rèn)真長(zhǎng)時(shí)間注視鎂條燃燒發(fā)出的強(qiáng)光，甚至有些學(xué)生因?yàn)榕d趣關(guān)系還會(huì)自己設(shè)法弄到鎂條在家里進(jìn)行鎂條燃燒的實(shí)驗(yàn)，所以，如果不加防范，鎂條燃燒對(duì)學(xué)生的危害也很大。那么我們應(yīng)該怎樣防范呢？

（1）要培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，要求學(xué)生不要擅自做這些實(shí)驗(yàn)，告訴學(xué)生不按照教師指導(dǎo)觀察這些實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。

（2）根據(jù)點(diǎn)狀光源光強(qiáng)度平方反比定律可知，鎂條燃燒發(fā)出的光的光照強(qiáng)度會(huì)隨著與光源距離的增大而大幅度衰減。我們還用紫外輻照計(jì)測(cè)量了鎂條燃燒產(chǎn)生的短波紫外光（UVR-254nm）在不同距離及眼鏡等遮擋下的光照強(qiáng)度，所用鎂條寬度約3mm、厚度約0.2mm，經(jīng)多次測(cè)量，得到以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（均為多次測(cè)量的平均值）：

由于鎂條燃燒發(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定，因此測(cè)量數(shù)據(jù)可能有一定的偏差，但這些數(shù)據(jù)可以證實(shí)與光源距離加大，光照強(qiáng)度會(huì)大幅度減小，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還表明如果有眼鏡遮擋，其短波紫外光光照強(qiáng)度也將大幅度下降。所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該安排學(xué)生遠(yuǎn)距離觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，也應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離光源。對(duì)于驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)，我們一般都是用手拿著坩堝鉗或鑷子夾住鎂條做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣勢(shì)必造成實(shí)驗(yàn)者距離鎂條燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)光很近，建議可以改用鐵架臺(tái)上的鐵夾夾住鎂條，點(diǎn)燃鎂條后人即后退。另外，做實(shí)驗(yàn)時(shí)帶防護(hù)眼鏡、戴口罩、戴手套、穿長(zhǎng)袖衣服，也能起很好的防護(hù)效果。

（3）從前面的案例以及文獻(xiàn)資料可以看出，我們還應(yīng)該從光源強(qiáng)度、人受到光照射的時(shí)間等角度采取措施。經(jīng)過(guò)我們多次嘗試，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行質(zhì)量守恒內(nèi)容教學(xué)時(shí)將目前我們所用的寬約3mm的鎂條剪裁加工到寬度約1～2mm，點(diǎn)燃后可以大大減小其光強(qiáng)度，還要提醒學(xué)生不要長(zhǎng)時(shí)間直視鎂條燃燒光源。

（4）還可以考慮對(duì)有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。對(duì)于鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)有不少教師進(jìn)行了成功的改進(jìn)，如將鎂條埋在其他試劑下，用在高錳酸鉀晶體上滴入甘油引燃鎂條的方法使其燃燒，避免引起光污染；再如用黑火藥代替鎂條進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還可以改用蔗糖脫水的反應(yīng)代替鎂條燃燒引發(fā)鋁熱反應(yīng)等，類似的改進(jìn)方法還有很多。對(duì)于氫氣與氯氣混合氣體受光照射反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，則可以考慮用日光照射或用照相機(jī)閃光燈提供強(qiáng)光替代鎂條燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)光。需要注意的是，一些教師為了提高這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功率往往采用同時(shí)燃燒多根鎂條的方式，這種方法會(huì)對(duì)人造成更大的傷害，因而并不可取。

4 總結(jié)

綜上所述，如果在做鎂條燃燒相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)不采取防范措施，其產(chǎn)生耀眼的強(qiáng)光可能會(huì)對(duì)師生造成不同程度的傷害，只要采取適當(dāng)?shù)拇胧图饶軋A滿完成實(shí)驗(yàn)，又可避免受到傷害，或大幅降低受損傷的程度。