開放式材料化學實驗室安全建設

李靈均 陳召勇 朱華麗 龔麗 段軍飛

摘 要：為了進一步提高學生的創新意識和主動學習的能力，各高校加強了開放式實驗教學建設。該文針對材料化學實驗室開放式教學過程中暴露出的一些安全隱患，圍繞安全常識的培訓和考核、化學品的歸檔和安全管理、常用儀器設備的維護及安全教育、緊急應變預案的制定和演練等四個方面開展工作，探討了材料化學實驗室安全建設的一點體會，為開放式實驗教學的順利開展保駕護航，為培養出更多具有自我學習、自我完善能力和創新能力強的科學研究后備人才提供支持。

關鍵詞：開放實驗教學 材料化學實驗室 安全隱患 安全建設

中圖分類號：X91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0186-02

近年來，為了進一步提高學生的創新意識和主動學習的能力，各高校加強了開放式實驗教學建設。筆者以本校的《無機材料工學實驗》課程為實踐平臺，通過設立綜合型和研究型的自選實驗項目，有利于增強學生發現問題和獨立解決問題的能力[1]。然而，材料化學實驗室開放式教學過程中也暴露了一些安全隱患，出現了一些新情況和新問題[2，3]。首先，材料化學實驗室涉及材料合成所需的機械設備以及各類危險化學品。其中設備包括攪拌器、球磨機、高壓反應釜、烘箱、馬弗爐等；化學品包括具有腐蝕性的強酸強堿、易燃易爆的有機溶液、毒性較強的氣體（如硫化氫）或重金屬粉末等。其次，開放式教學以學生為主體，而部分學生安全意識不強，動手能力和專業基礎較差，這對開放式實驗教學的順利開展提出了挑戰。最后，實驗室在開放過程中因實驗項目與內容增多，儀器設備使用率高，而指導老師有限，發生安全和環保事故的可能性大大增加。因此，加強高校實驗室，特別是開放式材料化學實驗室的安全教育和指導顯得尤為重要。

筆者于2014年7月赴香港城市大學學習，期間對該校實驗室的開放式教學以及實驗室安全和環保工作有了深入的了解，從中也學到了先進的理念和做法。該文整理了筆者在材料化學實驗室安全建設方面的一些見聞和體會，提出了開放式材料化學實驗室安全管理的要點。即主要圍繞安全常識的培訓和考核、化學品的歸檔和安全管理、常用儀器設備的維護及安全教育、緊急應變預案的制定和演練等四個方面開展工作。

1 實驗室安全常識

有鑒于材料化學實驗室的特殊性，學生在進入實驗室之前必須通過安全管理人員組織的安全及基本技能培訓，在實驗操作過程中嚴格遵守實驗室安全制度。

1.1 良好的實驗室習慣

態度決定一切，要得到可信的實驗數據，必須樹立科學嚴謹的態度，養成良好的實驗室習慣。實驗室人員應保持工作臺及地面整潔及干爽，不可在實驗室內飲食或玩耍，不可在實驗室內奔跑。在離開實驗室前，應脫下實驗服并徹底清潔雙手。進行實驗操作時只提取所需份量的化學藥品。在實驗進行中，不可離去不顧，應及時清理泄漏。留夜工作前，必須取得部門/系主任的批準。

1.2 個人防護

身體是革命的本錢，個人防護要做好。實驗室人員在實驗操作過程中應佩戴手套及實驗服以保護雙手及身體，避免直接接觸化學品及過熱的表面；使用安全眼鏡、護眼罩或面罩以防止受到濺起的液體、碎片及強光傷害。女生應將長頭發束好并藏于實驗服內。使用隱形眼鏡的同學必須佩戴護眼罩。

1.3 玻璃器皿的處理

實驗室人員不可使用破損的玻璃器皿。當從膠塞拆離或插入膠管時，應佩帶防割手套。小心灼熱的玻璃容器，避免燙傷。了解各種玻璃器皿的用途，如：燒杯、燒瓶、錐形瓶、量筒、移液管等，選用合適用途的玻璃器皿進行操作。

1.4 電力設備的使用

實驗室人員應使用備有地線的電器和插頭。切勿使用轉接頭或適配器，以免電路負荷過重。拔出工具的電源插頭時，必須拉動插頭，切勿拉扯電線。定期檢查導線和插頭是否有任何損壞。如果電器被弄濕，手濕或站在濕的地面上，均不可操作電器。在使用易燃氣體（如：氫氣、乙炔等）的區域應使用防爆設備。不允許單獨進行帶電工作。當工作于帶電的電子電路時，不能觸及接地的金屬物體。

2 化學品安全

2.1 化學品的安全使用

實驗室人員應了解所用化學品的性質及潛在的危害。處理化學品時要遵從有關的預防措施及指示。進行化學反應的實驗時，不可將盛有化學品的試管或瓶口指向自己或他人。留意不穩定的化學品，有些可以在適當條件下自燃或爆炸，如金屬鋰和鈉在常溫下與水接觸后迅速燃燒。擺放大瓶化學品應不高于肩膀的高度。在實驗室室內活動須提高警覺，提防其他人突然改變移動方向。假如手拿玻璃器皿或化學品，而又不小心跌倒，應嘗試將手上的玻璃器皿或化學品拋到遠處，離開自己及其他人。此外，實驗室內所有容器必須蓋好并標明成分、名稱、配置日期、擁有人姓名及實驗室房號，不可使用任何沒有標明成分及名稱的化學品。切忌用嗅覺來分辨化學品。

2.2 有害廢料的處理

材料化學實驗室每天都產生大量的化學廢料，如隨意的將這些化學廢物倒入洗手盆或廁所，勢必會造成環境污染，危害人體健康。根據國家環保總局15號文“關于加強實驗室內污染環境監管的通知”，我國已將實驗室的污染納入環境監管范圍[4]。根據實驗室廢棄物排放的特點和現狀，對少量的有毒氣體可通過通風櫥經稀釋后排至室外。而大量有毒氣體必須經過處理如吸收或充分燃燒，然后才能排到室外。化學廢液則需棄置于指定的容器，標明廢物的種類和存放的時間，并填寫有關記錄。含有重金屬離子（Cr、Ge、Cu、Mn）的廢液必須經過處理達標后才能排放。不穩定化學品的報廢應遵從操作指南，如廢鋰片可置于水中銷毀，但如果投入速度過快，可能會應反應過于劇烈產生爆炸。玻璃碎片應棄置于指定垃圾桶內，以防割手。

3 材料化學實驗室幾種常用設備的使用

實驗室人員應了解常用機械設備的危險性，掌握其操作方法，并對設備進行定期檢查和維護。

3.1 離心機及行星式球磨機

遵守操作指示，該類設備必須牢固于其位置，確保其振動不致令物件倒塌。不得佩戴領帶、手套及穿著寬松衣物。確保負載平均分布。鎖上蓋板，才能操作設備。當設備未完全停止前，切勿打開。

3.2 高壓反應釜

只有受過訓練的人才可操作高壓反應釜。明白操作指示才可操作高壓反應釜。在高壓反應釜內溫度和壓力未冷卻回復正常前，切勿打開。在打開高壓反應釜時，應站在有鉸鏈的一邊，操作時需使用隔熱手套。

3.3 壓縮氣罐

使用合適的減壓閥，防止減壓閥沾上油脂或潤滑劑。氣罐應保持直立，并要牢固系緊，防止翻倒。不可強行用力開啟氣罐閥門，尤其是當閥門被卡住時。用手推車來運送氣罐前，必須先把氣罐閥門關上及拆除減壓閥。將氣罐放置于遠離火源的地方。處理及使用壓縮氣體時，必須戴上安全眼鏡。

3.4 通風櫥

所有涉及揮發性化學品的工序，應在通風櫥內進行。各通風櫥有其特定的用途，須根據實驗的需要選擇適當的通風櫥。化學品要放在通風櫥深處并盡量把玻璃柜拉下以便有效抽走煙霧。切勿將通風櫥用作儲物用途。盡可能使用最小量的化學品及較慢得反應速度進行實驗，務求減低煙氣的產生。

4 緊急應變措施

實驗室應建立緊急應變預案，并定時演練，提高實驗室人員的應變能力，降低災害的損失。

4.1 火警

實驗室人員遇到火警，保持鎮定，同時高呼“火警”，向附近的人示警。立即撤離發生火警地點。敲破火警鐘玻璃。關上所有自掩門、扇門及防煙門以防止火勢及濃煙蔓延。按疏散程序離開大樓。

4.2 觸電受傷

如有人觸電受傷，切勿觸摸觸電者，并在第一時間切斷電流（站立在木板、厚報紙或塑料墊上，并用不導電的木棍把觸電者推離導電體）。如果曾受過有關訓練并證實傷者的呼吸和心跳完全停止，立即進行心臟復蘇法。及時與醫院、校保安室等有關部門聯系。

4.3 一般受傷急救處理

如果吸入有害氣體（如：硫化氫或一氧化碳等），應立即將傷員脫離染毒區域，搬至空氣新鮮的地方，除去患者口鼻中的異物，解開衣服，同時注意保暖，有條件的話可進行輸氧或人工呼吸。如化學品入眼，應立刻用大量清水沖洗眼睛，沖洗最少15分鐘，然后根據酸堿兩類不同物質再作如下處理：酸類灼燒用3%碳酸氫鈉溶液淋洗；堿類灼燒用3%硼酸溶液淋洗，并再次用水沖洗。如被化學品灼傷，盡快將傷處置于水喉下沖洗最少15分鐘。脫去染有化學物的衣服，然后按酸、堿兩類不同物質作如下處理：酸類灼傷用飽和的碳酸氫鈉溶液沖洗，堿類灼傷用醋酸溶液沖洗或3%硼酸溶液沖洗。最后用消毒紗布輕輕覆蓋傷處，盡快送傷者去接受治療。

5 結語

上述相輔相成的安全建設內容，都是針對開放式材料化學實驗室所特有的安全隱患提出。通過普及安全常識，幫助實驗室人員養成良好的科學習慣；通過加強專業教育，有助于實驗室人員了解化學品潛在的危險性及防護方法；通過設備培訓及緊急應變措施，能增強實驗室人員的操作和應變能力。這些措施能夠有效降低材料化學實驗室事故的發生，是開放式實驗教學順利開展的有力保障，為培養出更多具有自我學習、自我完善能力和創新能力強的科學研究后備人才提供支持。

參考文獻

[1] 李靈均.《無機材料工學實驗》開放式教學實踐[J].科技創新導報，2014（24）： 134.

[2] 宋劉斌.論地方高校教學示范中心建設[J].實驗科學與技術，2013（3）：116-118.

[3] 陳曙光.《無機材料工學實驗》教學改革的探索[J].中國科教創新導報，2007（17）：18.

[4] 彭彬.化學實驗室“三廢”的處理方法[J].四川環境，2004（23）：118-121.