丁云橋,杜登學(xué),譚秀紅
(齊魯工業(yè)大學(xué)〔山東省科學(xué)院〕 a.化學(xué)與化工學(xué)院;b.教務(wù)處,山東 濟(jì)南 250353)
21世紀(jì),高校人才素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)集中于創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)的提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力最基本的途徑。高校自然科學(xué)類實(shí)驗(yàn)中,化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)存在較高的風(fēng)險(xiǎn),盡管安全教育是化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的重點(diǎn)內(nèi)容,但還是有一些校園實(shí)驗(yàn)安全事故發(fā)生。高校是實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)較強(qiáng)且安全管理相對(duì)嚴(yán)格謹(jǐn)慎的地方,事故尚且時(shí)有發(fā)生,其他涉及化學(xué)化工生產(chǎn)的工礦企業(yè)更是面臨著諸多安全問(wèn)題。據(jù)報(bào)道,2021年2月26日16時(shí)19分,湖北仙隆化工股份有限公司復(fù)工復(fù)產(chǎn)期間,非法生產(chǎn)甲基硫化物發(fā)生爆炸,造成4人死亡、4人受傷;2月27日23時(shí)10分,吉林化纖股份有限公司長(zhǎng)絲八車(chē)間部分排風(fēng)機(jī)因停電停止運(yùn)行,導(dǎo)致該車(chē)間三樓回酸高位罐酸液中逸出的硫化氫無(wú)法經(jīng)排風(fēng)管道排出,從高位罐頂部敞口處逸出的氣體擴(kuò)散至樓梯間,大量聚集的硫化氫達(dá)到致死濃度,造成5人死亡、8人受傷,直接經(jīng)濟(jì)損失約829萬(wàn)元。慘痛的教訓(xùn),警示著每一個(gè)人。
目前,大部分從事化學(xué)教育的教師,抑或是工礦企業(yè)從事化學(xué)化工行業(yè)的職員,其實(shí)驗(yàn)技能、安全意識(shí)和責(zé)任感都基于學(xué)生時(shí)期受到的系統(tǒng)訓(xùn)練。然而,現(xiàn)實(shí)說(shuō)明,安全教育的實(shí)施與實(shí)施效果并不等效。安全意識(shí)或許人人具備,但安全責(zé)任和安全習(xí)慣卻未必人人邃曉與堅(jiān)守。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全問(wèn)題涉及多方面,每一方面疏忽大意都可能導(dǎo)致安全隱患。根據(jù)安全問(wèn)題的來(lái)源[1],本文從實(shí)驗(yàn)安全防護(hù)、實(shí)驗(yàn)安全管理和實(shí)驗(yàn)安全教育三個(gè)方面進(jìn)行討論。
火災(zāi)與爆炸是實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的惡性事故。因此,消防設(shè)施配備是否齊備是衡量化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是否達(dá)標(biāo)的首要標(biāo)志?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)樓應(yīng)該有發(fā)生火災(zāi)時(shí)供消防人員滅火與救援使用的消防電梯。一個(gè)合格的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,室內(nèi)應(yīng)安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)/外固定消火栓、緊急沖淋洗設(shè)備等設(shè)施。進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),刺激性且有毒的氣體產(chǎn)生不可避免,通風(fēng)系統(tǒng)是否良好、氣體報(bào)警裝置是否正常與靈敏也是考量實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要指標(biāo)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室有各種儀器設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室電路安置是否合理、用電是否安全、用電是否能負(fù)載實(shí)驗(yàn)設(shè)備的正常運(yùn)行、是否安裝強(qiáng)有力的線路保護(hù)監(jiān)控裝置等是實(shí)驗(yàn)室安全的基本保障。吉林化纖股份有限公司“2·27”中毒事故就是由于重要安全設(shè)備缺失,未設(shè)置固定式有毒氣體報(bào)警裝置、事故通風(fēng)系統(tǒng)、全線DCS集散式自動(dòng)控制系統(tǒng)和雙回路電源供電設(shè)備,未配備應(yīng)急器材等諸多原因造成的。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料的管理及人的管理?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備很多,如基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的水浴鍋、電子天平等常規(guī)儀器,玻璃儀器、專業(yè)或綜合實(shí)驗(yàn)用的特殊儀器(高壓儀器、低溫儀器、高溫儀器)等。根據(jù)說(shuō)明和規(guī)范使用各種儀器不僅能得到可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),更能保證實(shí)驗(yàn)安全。儀器使用一段時(shí)間后需要檢查校準(zhǔn),比如,對(duì)高溫高壓設(shè)備,要檢查溫控壓控是否良好,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)修;需接地線的設(shè)備(比如電動(dòng)攪拌器),要檢查是否連接地線;檢查電器設(shè)備的清潔干燥、防潮防腐狀況,電機(jī)軸承的潤(rùn)滑情況等。
實(shí)驗(yàn)室化學(xué)品繁多,性質(zhì)各異,可按固液、酸堿、氧化還原、普通類與危險(xiǎn)類等分類。不同類化學(xué)品的存放對(duì)環(huán)境(溫度、濕度等)有不同的要求,要嚴(yán)格遵照法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)管理和使用化學(xué)藥品,不得大意馬虎。2013年的復(fù)旦投毒案,與劇毒化學(xué)品(N-二甲基亞硝胺)的管理不善不無(wú)關(guān)系。
目前,大部分儀器設(shè)備與化學(xué)品為人工管理。從事實(shí)驗(yàn)安全管理工作或?qū)嶒?yàn)安全工作相關(guān)人員必須具有學(xué)?;蛳鄳?yīng)機(jī)構(gòu)的相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)經(jīng)歷。然而,安全責(zé)任與安全習(xí)慣卻未必人人銘記于心。吉林化纖股份有限公司的“2·27”中毒事件就是相關(guān)部門(mén)和工作人員風(fēng)險(xiǎn)防范與管控意識(shí)缺失,安全意識(shí)淡薄,事故應(yīng)急處置不力,未及時(shí)制定現(xiàn)場(chǎng)處置方案的惡果。實(shí)驗(yàn)室人員必須遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度,履行工作人員崗位責(zé)任,對(duì)實(shí)驗(yàn)室存在的不安全因素,要及時(shí)向有關(guān)部門(mén)反映,立即整改。實(shí)驗(yàn)室的新進(jìn)人員,要進(jìn)行嚴(yán)格的崗前培訓(xùn)。安全教育和培訓(xùn)絕不能走過(guò)場(chǎng),強(qiáng)調(diào)安全責(zé)任并養(yǎng)成安全習(xí)慣才是秉要執(zhí)本。在提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理水平方面,可以借鑒新加坡國(guó)立大學(xué)的相關(guān)做法[2]。隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的突飛猛進(jìn),現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室安全管理已經(jīng)走向數(shù)字化和智能化,借助專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng),大大提升實(shí)驗(yàn)安全管理效率是未來(lái)實(shí)驗(yàn)安全管理的趨勢(shì)。
近年來(lái)頻發(fā)的各種化學(xué)安全事故,嚴(yán)重影響了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。高校是傳播安全文化和實(shí)施安全教育的第一場(chǎng)所[3]。大部分高校能滿足安全知識(shí)的傳授要求,但安全習(xí)慣的養(yǎng)成需要積習(xí)漸靡,這為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)挑戰(zhàn)和思考。下面以“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”為主,討論如何將安全習(xí)慣根植于教學(xué)活動(dòng)。
“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”是化學(xué)化工背景類大一新生的第一門(mén)實(shí)驗(yàn)課。經(jīng)調(diào)查,為數(shù)不少的學(xué)生在高中階段缺少實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作經(jīng)歷。為照顧零化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的學(xué)生,第一堂實(shí)驗(yàn)課重點(diǎn)講授實(shí)驗(yàn)教材的第一章《化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本常識(shí)》[4],其中包括四節(jié)內(nèi)容:化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方法、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則、實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)。第三、四節(jié)是本次課堂的重點(diǎn),強(qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全規(guī)則與紀(jì)律,比如,進(jìn)實(shí)驗(yàn)室必須著裝規(guī)范,不準(zhǔn)散發(fā),不準(zhǔn)穿拖鞋、涼鞋;不準(zhǔn)佩戴繁綴的首飾;不準(zhǔn)穿裙裝與短褲;實(shí)驗(yàn)室內(nèi)禁食禁煙禁喧嘩;禁止亂動(dòng)不熟悉的儀器和不明藥品;禁止混用化學(xué)藥品,不準(zhǔn)使用無(wú)標(biāo)簽或標(biāo)簽不明的試劑或藥品等。在向?qū)W生介紹用電安全常識(shí)時(shí),指明實(shí)驗(yàn)內(nèi)的用電設(shè)置、電閘開(kāi)關(guān)位置等;對(duì)學(xué)生進(jìn)行消防安全教育,向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)室內(nèi)及走廊安置的常見(jiàn)消防設(shè)施及其使用方法,識(shí)別各類消防安全標(biāo)志(可以征求實(shí)驗(yàn)中心或?qū)W院支持,在實(shí)驗(yàn)課開(kāi)課前給大一新生進(jìn)行防火防爆、滅火撤離及應(yīng)急施救的專業(yè)講座);告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全責(zé)任人的姓名與常用聯(lián)系方式。利用大一新生對(duì)知識(shí)的好奇和渴望及對(duì)待學(xué)習(xí)的認(rèn)真心態(tài),比較容易將實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)滲入給學(xué)生,迅速提高學(xué)生安全素質(zhì),消除安全隱患,為后續(xù)的科研活動(dòng)打下良好的安全基礎(chǔ)。為了讓學(xué)生更全面系統(tǒng)地了解安全知識(shí)和規(guī)范,可充分利用線上的優(yōu)質(zhì)安全教育資源,比如,將濟(jì)南大學(xué)張為民老師團(tuán)隊(duì)制作的“化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)基礎(chǔ)”在線課程作為主要參考資料,讓學(xué)生利用線下時(shí)間充分地深入學(xué)習(xí)。
除了爆炸和火災(zāi),化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中還潛藏著劃、割傷,燙、灼傷,皮膚被化學(xué)試劑或藥品腐蝕等人身傷害危險(xiǎn),讓學(xué)生提前了解一些安全急救常識(shí),對(duì)于減輕實(shí)驗(yàn)中可能受到的意外傷害非常必要。以下應(yīng)急方案,學(xué)生必須牢記:(1)劃、割傷:小傷口應(yīng)及時(shí)擠出污血,用消毒鑷子取出劃傷物(玻璃或瓷片),用蒸餾水清洗傷口,涂上碘酒或紅汞水,用紗布包扎;大傷口要及時(shí)止血,送醫(yī)院治療。(2)燙、灼傷:輕傷需涂燙傷膏,重傷迅速送醫(yī)院治療。若是被酸、堿、溴液等試劑灼傷,先用大量清水沖洗,酸灼傷用飽和碳酸氫鈉洗,堿灼傷用1%醋酸洗,最后用水沖洗,涂上藥用凡士林。沖洗要及時(shí)、徹底、反復(fù)多次。對(duì)發(fā)生燒傷的人員,在創(chuàng)面沒(méi)有和皮膚黏附的情況下,應(yīng)迅速脫去患者衣服,用流動(dòng)清水沖洗降溫,用清潔布覆蓋創(chuàng)傷面,不要把水皰弄破,避免創(chuàng)面污染。頭、面部燒傷時(shí),注意眼、耳、鼻、口腔的清洗。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生凍傷時(shí),應(yīng)迅速用恒溫(38~40 ℃)熱水浸泡復(fù)溫,使其溫度提高至接近正常,對(duì)凍傷的部位進(jìn)行輕柔按摩時(shí),不要將傷處皮膚擦破,以免感染。(3)若酸堿液濺入眼中,先用大量清水沖洗,酸液再用1%碳酸氫鈉沖洗,堿液再用1%硼酸沖洗,最后用清水沖洗;若是溴液濺入眼中,按酸液濺入眼中急救處理。重傷者經(jīng)上述初步處理后應(yīng)迅速送醫(yī)院治療。(4)傾注或使用易燃易爆品時(shí),要避開(kāi)明火,如果不慎將易燃易爆品傾倒在實(shí)驗(yàn)臺(tái)或地面,應(yīng)立即斷開(kāi)周?chē)募訜嵩?,用抹布將液體吸干。(5)如果實(shí)驗(yàn)者不慎發(fā)生觸電事故,迅速切斷電源。若無(wú)法切斷電源,要用干木條或絕緣橡皮手套等材料將觸電者迅速拉離電源,轉(zhuǎn)移至安全場(chǎng)所,解開(kāi)衣服,幫其全身放松舒展。聯(lián)系(校)醫(yī)院,抓緊處理。如果觸電者處于休克狀態(tài),要立即施行人工呼吸和心臟按壓復(fù)蘇。
首堂實(shí)驗(yàn)課給學(xué)生立下的實(shí)驗(yàn)規(guī)矩和行為規(guī)范,在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該加深鞏固。每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課都有不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和新操作,用到不同的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備,都有需要注意的安全事項(xiàng)。為保證實(shí)驗(yàn)課效率,實(shí)驗(yàn)課要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。安全知識(shí)的預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)主要包括兩部分:第一,充分了解實(shí)驗(yàn)原理和每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟,了解反應(yīng)潛在的危險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)的防護(hù)措施;第二,弄清實(shí)驗(yàn)涉及的每種化學(xué)藥品的特性、使用和保存,以及所用儀器設(shè)備的安全使用方法等。在預(yù)習(xí)過(guò)程中,讓學(xué)生獨(dú)立思考與本節(jié)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)安全事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)課的執(zhí)行有預(yù)習(xí)檢查、實(shí)驗(yàn)講解、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)及實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生四個(gè)基本環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)檢查中,以提問(wèn)的方式在課堂抽查本節(jié)實(shí)驗(yàn)安全知識(shí),將結(jié)果計(jì)入平時(shí)成績(jī)。其中,抽查提問(wèn)不合格者,要求其緩做甚至禁止實(shí)驗(yàn)。對(duì)回答不全面的內(nèi)容,教師必須在實(shí)驗(yàn)講解中進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)。將微課引入實(shí)驗(yàn)教學(xué),嵌入包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作的視頻,并播放實(shí)驗(yàn)安全隱患可能導(dǎo)致事故的模擬視頻。例如,堿金屬和堿土金屬性質(zhì)實(shí)驗(yàn)有較大的危險(xiǎn)性,其中用到的鈉和鉀都是非常活潑的金屬,一不小心就能引起火災(zāi)。在微課嵌入的網(wǎng)絡(luò)視頻中,有將鈉扔入水中的“壯觀”場(chǎng)景,其直觀的視覺(jué)效果能對(duì)學(xué)生起到震懾作用,促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中謹(jǐn)慎小心。
讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)前檢查儀器設(shè)備的習(xí)慣,若有缺損,及時(shí)向指導(dǎo)教師或?qū)嶒?yàn)員匯報(bào),進(jìn)行補(bǔ)發(fā)或調(diào)整。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中,指導(dǎo)教師要密切注意每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)行為,對(duì)不符合規(guī)范的應(yīng)予以及時(shí)糾正。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,個(gè)人負(fù)責(zé)整理自己的實(shí)驗(yàn)臺(tái),認(rèn)真檢查水、電安全問(wèn)題,經(jīng)教師允許后方可離開(kāi)。班長(zhǎng)安排值日生,負(fù)責(zé)公共衛(wèi)生清理與安全檢查。
理論教導(dǎo)與紀(jì)律強(qiáng)調(diào)對(duì)安全意識(shí)的形成很有效,但實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的養(yǎng)成不是一蹴而就的。由此,利用學(xué)生普遍對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)比較看重的心理,將對(duì)實(shí)驗(yàn)安全的考查列入實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核中。實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)、課堂表現(xiàn)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?nèi)糠纸M成,權(quán)重分別為30%、30%、40%。如上所述,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考查通過(guò)課堂隨機(jī)抽查提問(wèn)的方式進(jìn)行,每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課涉及的安全問(wèn)題都會(huì)提問(wèn)到,根據(jù)答案的正確率給出成績(jī)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課上不符合或違反實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范的行為,多次糾正不改者,扣除成績(jī)。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)和課堂表現(xiàn)成績(jī)占總成績(jī)的60%,這意味著不注意安全實(shí)驗(yàn)規(guī)范,實(shí)驗(yàn)成績(jī)不會(huì)優(yōu)秀,屢次糾正不改者,實(shí)驗(yàn)總成績(jī)有不及格的可能。如此規(guī)定,無(wú)非是讓學(xué)生強(qiáng)制自律,進(jìn)而慢慢將安全習(xí)慣融入行為,將安全隱患降至最低。
高校實(shí)驗(yàn)室是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要平臺(tái)。為了適應(yīng)新時(shí)代高素質(zhì)化學(xué)人才的培養(yǎng),鼓勵(lì)本科生參與科研,化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)J匠鴱?fù)雜化、多維化發(fā)展,實(shí)驗(yàn)環(huán)境因開(kāi)放而變得復(fù)雜。探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的豐富無(wú)疑增加了實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),使得安全習(xí)慣的養(yǎng)成更加重要。大部分實(shí)驗(yàn)事故是由粗心大意誤操作導(dǎo)致,但實(shí)驗(yàn)事故造成的后果輕則打擊實(shí)驗(yàn)者的探索積極性,造成身心傷害,重則危及生命財(cái)產(chǎn)安全。近幾年,鑒于頻發(fā)的校園化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全事故,各大高校都在積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)安全教育的系統(tǒng)化、規(guī)范化和制度化建設(shè),事實(shí)證明,該策略行之有效。作為個(gè)人,教師的實(shí)驗(yàn)行為和安全習(xí)慣無(wú)疑深刻影響著學(xué)生的安全行為和習(xí)慣,以身作則、言傳身教、身正為范才能起到立竿見(jiàn)影的教育效果。