金星龍,王娟,王曉艷
(1.天津理工大學環境科學與安全工程學院,天津 300384;2.天津理工大學化學與化工學院,天津 300384)
高校實驗室是教學和科研活動的重要場所。在新工科建設時期,學科交叉、產學融合已成為常態。高校實驗室人員密集,危險化學品和儀器設備種類繁多,危險源量大面廣,且探索性研究實驗較多[1]。隨著實驗室使用率的增加,實驗室共享、開放程度不斷提高,加上高校學生的擴招,實驗室數量不足、布局不合理、管理不完善、安全意識不強等諸多問題日益突出,實驗室安全管理面臨的壓力和挑戰也前所未有[2]。2018年12月26日,某大學市政環境工程系發生實驗室爆燃事故,造成3名學生死亡;2021年10月24日,某大學材料實驗室發生爆燃,造成2人死亡,9人受傷。實驗室安全事故對師生員工的生命安全和健康造成了傷害,嚴重影響高校正常的教學、科研秩序,同時也造成不良的社會影響。
前事不忘后事之師。一則事故的發生包含諸多層次的經驗教訓。利用實驗室事故對本科入學新生進行安全教育培訓,是高校入學安全教育培訓的重要部分。我院新生入學安全教育通過講座形式進行,實驗室事故通常通過幻燈片、視頻給學生展示,并進行簡單介紹。項目組前期對我校涉化類專業學生安全教育實效進行初步研究,對入學安全教育中的安全知識的掌握情況進行測評,根據測評結果,在分析化學實驗教學過程中增加安全教育查漏補缺的教學環節,并將安全知識測評分數納入學生實驗課總評成績[3-5]。但在實際教學過程中發現,學生對于安全知識點與實際實驗環境情景并不能建立很好的連接。另外,在教學過程中,也發現部分學生認為實驗室安全問題僅限于實驗室環境,只要不從事相關行業,這些安全知識并無太大用處。實際上,一些實驗室安全知識在生活中同樣適用。在實驗室安全事故案例匯總和選取過程中,發現目前我國尚無相關案例庫。因此,本文選取網絡上與化學實驗室安全知識相關的5個案例,對學生進行初步測評,以期為后續實驗室事故案例教學嘗試提供基礎數據支持。
本次測試于2021年10月進行,面向天津理工大學化學化工學院本科生和研究生,專業主要包括制藥工程、藥學、應用化學、化學工程與工藝。測試題目選取多個真實發生的事件。Q1:2021年9月16日4時33分,四川瀘州市瀘縣發生6.0級地震。瀘州陳年窖酒業有限公司貯酒倉庫170余個陶瓷罐受損破裂,200余噸高濃度白酒泄漏。2021年9月18日上午,記者在發生白酒泄漏的貯酒倉庫外看到,現場出入口已用警戒線圍起,倉庫門口排列著多輛消防車輛,部分消防車輛仍在進行著用水稀釋白酒的工作。同時,現場消防人員不時提醒來往人員注意開啟手機飛行模式,如果需要進行手機通訊,最好在倉庫外一定距離進行。請根據以上信息,寫出相關安全知識點。
Q2:2005年8月8日,首都師范大學一實驗室失火,火災原因:該校一碩士生上午在實驗室做實驗,中午出去吃飯,未關實驗儀器電源,儀器長時間高速運轉,后因電線短路引發火災。請根據以上信息,寫出相關安全知識點。
Q3:2021年7月21日,中山大學一博士生在清理燒瓶內的未知白色固體,用水沖洗時發生炸裂,炸裂產生的玻璃碎片刺穿該生手臂動脈血管。請根據以上信息,寫出相關安全知識點。
Q4:南京某大學一工作人員盛夏時誤將實驗室冰箱中含苯胺的中間產品當酸梅湯喝了,引起中毒,原因是因為該冰箱中曾存放過此工作人員飲用的酸梅湯(時間不詳)。請根據以上信息,寫出相關安全知識點。
Q5:事件1:2011年4月13日凌晨,耶魯大學天文物理學專業大四女生米歇爾在機械間操作車床時,頭發被車床絞纏身亡。
事件2:2014年10月14日,在朝陽區和喬大廈一家銀行內,一名女子不慎將頭發卷入點鈔機內,動彈不得。消防員趕到后,把點鈔機“大卸八塊”,才將被困女子“救出”。
事件3:2018年9月27日,菲律賓一理發師下班后和朋友一起到游樂園玩,搭乘摩天輪時因為太累她忍不住睡著,結果突然感到一陣劇痛,醒來發現頭發竟然被卷入摩天輪軸承。工作人員聽到她的慘叫聲后,雖然立即暫停機器,但摩天輪仍須轉到地面才能救人,導致又有更多的頭發和頭皮被剝落。
事件4:2019年12月6日,吉林樺甸一家餐館女服務員長發卷入和面機,在掙扎了157秒后不幸身亡。請根據以上信息,寫出相關安全知識點。
其中,Q1來自應急管理部公眾號,其他來自權威網站實驗室事故案例匯總及相關新聞。問卷通過天津理工大學教學質量管理平臺發布,請學生根據所提供的信息,寫出相關安全知識點。回答設置為開放型,由學生自由陳述各題相關知識點。
參與本次測試的學生基本信息統計如表1所示。大一年級參加測試的學生人數最多,占比52.4%,大二學生為28.2%,大三學生為6.7%,大四學生為7.9%,研究生為4.8%。其中,制藥專業學生為19.4%,藥學專業學生為26.3%,應用化學專業學生為28.2%,化學工程與工藝專業學生為21.8%,還有少量其他專業學生占比4.3%。
問卷Q1僅以學生答出“白酒易燃液體”,Q2以“儀器不可無人值守”,Q3以“實驗室廢棄物不可擅自沖水處理”,Q4以“不可帶食物進入實驗室、實驗室嚴禁飲食、實驗室冰箱不可保存食物”,Q5以“女生長發工作時應束起” 為標準進行正確率統計,整體測試結果分布如圖1所示,五道題的回答正確率分別為85.8%、96.9%、79.2%、88.8%和80.6%。學生對Q2的回答情況最好,大部分學生都知道離開實驗室就應該關閉儀器設備的電源,說明離開實驗室“五關”(關電、關水、關燈、關門、關窗)的規章制度,學生已較為熟悉。其他四題正確率均低于90%,對于其中原因,通過對不同年級和專業學生回答情況做進一步整理后進行分析。

圖1 測試結果
不同年級學生的測試結果如圖2所示。從圖2中可以看出,研究生Q2、Q4兩題為滿分,Q1、Q5正確率為80%,Q3正確率僅為65%,說明研究生對“實驗室嚴禁飲食、嚴禁儀器工作無人值守”這些規章制度較為熟悉,但是對廢棄物的處理知識并不理想。這是因為,本次測試參與的研究生為剛入學的研究生新生,其本科為其他二本或三本院校,可能在其本科學習期間,廢棄物的處置學習并不到位所致。大一學生Q5、大二學生Q1、大三學生Q5、大四學生Q3正確率均低于80%。其中,大一學生測試結果與實際教學中發現的情況一致,盡管課前通知學生長發進入實驗室時必須束起,但仍有很多女生我行我素,依然長發飄飄。其他年級正確率低的原因,可能是本次測評為開放式,部分學生習慣進行選擇題,對于此類題目不知如何下手。對于Q3,部分研究生僅回答“處置未知物品應當小心謹慎”、部分大四學生將題中“未知的白色固體”自行猜測為氫化鈣或氧化納等遇水放熱的藥品;對于Q4,部分低年級學生的注意力放在了苯胺的毒性上,極少數學生更是錯誤地認為在實驗室的冰箱中應該分區域存放食品和化學品。

圖2 不同年級測試結果

圖3 不同專業測試結果
不同專業測試結果對比分析,如圖3所示。制藥工程專業學生僅Q3正確率低于80%,其他問題正確率均高于90%。這與前期安全知識測試結果一致,可能的原因是我院制藥工程專業學生為一本招生,其他專業為二本,制藥工程專業學生入學成績高于其他專業,前期的實驗室安全知識測評結果顯著高于其他三個專業。應用化專業學生Q5回答正確率最低,部分學生回答應關注正確的機械操作和保持謹慎的心態,卻忽略了將長發扎起的重要性。
Q1測試結果如圖4所示。Q1這一事件選擇基于安全知識:a.白酒易燃/易揮發;b.大量白酒泄漏的處置方法;c.易燃液體泄漏事故現場禁用手機。從圖4可以看出,僅有20.8%學生可以大概答出a、b、c安全知識點,24.4%學生只答出酒精易燃易揮發。因此,學生對真實場景的事故信息的綜合分析能力有待提高。

圖4 Q1測試結果
安全培訓是高校安全管理的重要一環。近年來時有發生的高校實驗室爆炸事故,說明已有事故案例未發揮其最大的警示價值,正所謂“后人哀之而不鑒之,亦使后人而復哀后人也”。從前期的安全知識測評以及本次事故案例分析可以看出,安全教育培訓實效仍有待提高。對于安全培訓,顯然沒有一刀切的解決方案。安全培訓實效的提高需多管齊下,應充分考慮專業和年級的差異,選取事故案例應具有典型性和針對性;向學生展示事故圖片和視頻,采取小組式展開討論和思考,提高各年級學生的參與度。培訓的具體實施安排應合理利用事故經過信息,階段性培養學生識別危險和標準操作的能力,提高學生實驗室安全意識。
安全培訓的時間通常為數小時,但培訓的內容需要學生進一步內化為自己的技能,因此,加強安全文化建設至關重要。在入學安全教育培訓后,無論實驗室安全課程是否獨立設課,安全教育都應融入相關理論課程、實驗、實踐教學環節中,并通過開展應急演練等活動,使學生通過不斷的實際運用得以鞏固和加強所學知識點,同時提高學生面對緊急情況的心理素質。設置合理的節點,考察學生相關知識的掌握情況,根據調查結果不斷完善,動態推進安全培訓教育實效。樹立安全和防災意識,是當代大學生特別是從事化學化工研究和生產的大學生應具備的基本專業素質。安全培訓的基本目標是提高學生安全意識,促進其進行安全行為和操作,所掌握的技能不僅在實驗室中得以應用,在日常生活也應融會貫通,這也是全員、全程、全方位育人的落地落實。