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危險化學品在其生產、儲存、運輸及應用的過程中,由于各種環節中管理或者設計使用上存在漏洞,導致各種特、重大事故頻繁發生。因此,有必要構建相對完善的危險化學品安全管理體系,從而盡量減少危險化學品事故帶來的損失。
2危險化學品重大危險源的辨識
辨識危險源是危險化學品安全管理的第一步。英國是最早系統地研究重大危險源控制技術的國家,1976年英國重大危險咨詢委員會(ACMH)首次提出了重大危險源的建議標準,1979年又對標準進行了修改,ACMH等機構在重大危險源辨識、評價方面極富成效的工作,促使歐共體在1982年6月頒布了《工業活動中重大事故危險法令》(82/501/EEC),簡稱《塞維索法令》。1992年美國政府頒布了《高度危險化學品處理過程的安全管理》(PSM)標準,在標準中提出了130多種化學物質及其臨界量[1],隨后美國國家環境保護局(EPA)頒布了《預防化學泄漏事故的風險管理程序》(RMP)標準,對重大危險源的辨識提出了規定。國際勞工組織認為,各國應根據具體的工業生產情況制定適合國情的重大危險源辨識標準。參考國外同類標準,結合我國工業生產的特點和火災、爆炸、毒物泄漏等重大事故的發生情況,以及1997年由原勞動部組織實施的重大危險源普查試點工作中對重大危險源辨識進行試點的情況,國家經貿委安全科學技術研究中心提出了國家標準《重大危險源辨識》(GB18218-2000)。國際上大多數國家和國際組織都采用限定某種物質及其數量的方法作為辨識重大危險源的出發點,為了與國際接軌,本標準采用了類似的方法,提供了爆炸性化學物質、易燃化學物質、活性化學物質和毒性化學物質的名稱及其臨界量[2],在國外的有關標準中,雖然都包括以上4類物質,但有的并沒有明確細分。本標準臨界量是參照了歐共體的標準,同時結合我國現有的有關法規及實際生產技術水平來制定的。
3危險化學品重大危險源的風險評價
重大危險源風險評價是危險化學品安全管理的關鍵措施之一。早期的風險評估主要關注的是對人類的風險,隨著人類對環境風險的不斷重視,目前的風險評估同時將環境風險作為重點評估領域[3]。近幾十年來,國際上化學品風險評估技術有了顯著的進展,Seveso指令中的風險評估方法一是甄別企業主要風險并制定相應的防治措施,二是進行安全分析,主要包括3個方面的內容:可能性分析,一般分析危害發生的前提條件、故障樹分析(faulttreeanal-ysis);企業主要事故分析,對可能發生的主要事故進行場景描述并進行計算機模擬;制定應急預案[4]。REACH法規框架下的化學品安全評估是基于歐盟化學品風險評估技術建立的,主要包括數據采集、效應評估、PBT(持久性生物蓄積性和毒性)和vPvB(高持久性和高生物蓄積)評估、暴露評估、風險表征等5個部分[5]。對比歐盟,我國現有的化學品風險評估總體上處于較低水平,綜合評估較少,深度不夠,普及程度低,缺乏完善的評估程序和方法,雖然國家的《化學品危險性評價通則》給出了基本評估程序,但是該標準屬于綱領性的標準,內容較粗,無法按其進行實際的評估;與此同時,對于評估的各項內容,國家也沒有出臺統一方法,這些不足對化學品綜合風險評估的推廣有很大的限制。
4危險化學品安全管理的主要政策法規
解讀好有關危險化學品安全管理的相關政策法規,有助于相關的使用、管理、執法等部門更好地貫徹法規政策,把危險化學品安全管理落到實處,保障危險化學品生命周期的人員和環境安全。在從運輸角度對危險化學品進行管理方面,聯合國經濟及社會理事會下設的危險品運輸專家委員會頒布的UNRTDG,是一個國際性的危險品運輸分類和標記體系,為危險貨物在世界各地的安全運輸提供了一套統一的管理框架。依據UNRTDG并結合不同運輸方式的具體特點,有關國際組織分別制定了不同運輸方式下的技術規則,主要包括適用海運、空運、鐵路、公路、內河運輸的《國際危規》,其技術內容中對危險品的分類、包裝和標簽的規定和UNRTDG基本一致,但是由于運輸方式和運載工具的不同,對于運輸作業程序的要求也不同。針對危險化學品整個生命周期的各個環節(運輸、使用、儲存等環節)的安全管理,聯合國經濟及社會理事會下設的全球化學品統一分類和標簽制度專家委員會于2011年對GHS進行了第四次修訂,GHS制度主要是針對在國際貿易中各國法規的危險性分類和標簽要求不同而提出的,是指導各國控制化學品危害和保護人類與環境的規范性文件,其提供了化學品危害性的統一分類和危害信息統一公示制度兩大部分內容[6]。UNRTDG和GHS是面向全球范圍建議實施的,而REACH和CLP是由歐盟提出并要求強制實施的。REACH指令于2007年6月1日起實施,是歐盟對進入其市場的所有化學品進行預防性管理的法規。REACH指令要求凡進口及在歐洲境內生產的化學品必須通過注冊、評估、授權和限制等一組綜合程序,以更好、更簡單地識別化學品的成分來達到確保環境和人體安全的目的。該指令主要有注冊、評估、授權、限制等幾大項內容[7]。CLP法規即歐盟1272/2008號法規,是針對歐盟化學品分類、標簽、包裝的一部法規[8]。CLP是歐盟也是全世界第一部為落實聯合國GHS的獨立完整的法律,在內容上填補了REACH針對分類與標簽內容的缺失,對REACH法規起到了鞏固作用。目前對于GHS的實施,各國的情況各不相同,美國勞工部下屬職業安全和健康管理局(OSHA)公布了GHS指導性文件[9];日本于2005年10月公布了自己的GHS分類手冊,其中具體介紹了物理危害、健康危害、環境危害3類危害標準[10]。國內對于危險化學品管理的主要依據是《危險化學品安全管理條例》(簡稱《條例》),2011年12月1日起施行。此項新《條例》是依據GHS定義的,是我國危險化學品管理與國際接軌的重要體現,新危險化學品名錄從原來的3800多種增加到了7000多種[11]。修訂后的《條例》涵蓋對危險化學品的生產、儲存、使用、經營、運輸及廢棄全過程的管理,增加了廢棄危險化學品的管理。《條例》確定了統一的危險化學品名錄的確定和調整機制,危險化學品名錄根據化學品危險特性的鑒別和分類標準確定并適時調整,建立了生產許可證制度。
5危險廢物的管理對策
危險廢物管理是危險化學品管理的一部分,危險廢物的豁免管理制度是降低危險廢物總體環境風險的有效手段。美國的危險廢物豁免管理體系較為完善,美國固體廢物環境管理的基本法規是《資源保護與再生法》(ResourceConservationandRecoveryAct,RCRA)[12],其中SubtitleC專門針對危險廢物環境管理方面。美國國家環境保護局(USEPA)陸續發現,某些廢物按危險廢物進行管理存在很多不合理的地方,因此,EPA根據實際情況多次對鑒別法則進行修訂,通過補充排除和豁免條款,將某些廢物排除出危險廢物管理或豁免某些管理環節,并相應建立管理要求。美國的危險廢物豁免管理主要包括類別排除、危險廢物小量生產者的有條件豁免、低風險豁免、混合和衍生條件下的豁免、廢物產生源個體豁免五大類[13]。歐盟也有危險廢物豁免管理,但在技術體系上還遠達不到完善的程度。我國危險廢物環境風險管理及危險廢物豁免理論和實踐的研究還處于初級階段,遠未達到有效應用的階段。目前,尚缺乏危險廢物的環境風險評估與豁免標準,也沒有建立完善的危險廢物豁免體系[14]。雖然有些地方管理部門已經認識到實施危險廢物風險管理的重要性,但是由于缺乏必要的基礎研究和方法學支持,在制定相關的法規標準時往往缺乏針對性和可行性。近期,中國環境科學研究院的黃啟飛等研究人員選取染料涂料類廢物、廢礦物油、電鍍污泥和廢酸廢堿等4類典型危險廢物進行研究,并得出了此4類物質的豁免量限值。對低風險的危險廢物實行過于嚴格的管理,會給社會和危險廢物生產者增加不必要的高額處理處置費用。如果這些低風險的危險廢物能夠得到妥善管理,是不會對人體和環境造成危害的。
6結語
【關鍵詞】 化學實驗;安全;危險性;注意事項;急救方法
【中圖分類號】 G427 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)05(b)-0084-01
化學是一門以實驗為基礎的自然科學。通過做實驗,可以增加學生的學習興趣,提高動手能力,幫助他們理解、鞏固所學知識,同時也能培養學生的創新精神,引導他們探究未知,勇攀科學高峰。由于學科教學的特殊性,安全問題不容小覷。
1 遵循操作規程,杜絕事故發生
在化學實驗中,經常要用到一些危險品和儀器設備,如果缺乏必要的安全知識,就有可能造成不必要的損失甚至出現危險。因此,在進入化學實驗室之前,必須了解相關的安全注意事項,防患于未然。只要我們了解各種化學實驗事故發生的引發原因,遵循操作規程,認真操作,就可避免各種事故的發生,做到安全實驗。以下就是實驗室中存在的一些危險因素:
1.1 藥品不純導致事故發生
實驗過程中要注意反應物的純度和反應過程中生成物的純度,如果粗心大意,可能造成危險。例如:做甲烷的實驗時,沒有把空氣排凈就點燃甲烷氣體,產生爆炸事故。在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,如果把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,加熱就會發生爆炸事故。
1.2 違反實驗操作規定引發危險
在做實驗前,一定要給學生講清楚實驗操作規定,否則就可能發生危險。如:配置稀硫酸時,應該把濃硫酸慢慢倒入水中,并且用玻璃棒不斷攪拌,因為濃硫酸的稀釋過程要放出大量的熱。如果顛倒順序,就會有硫酸濺出傷人,發生事故。加熱制取氣體并用排水法收集,實驗完畢時,應先把導管從水里撤出,再撤酒精燈。上面的操作正好顛倒了,先撤去了酒精燈,還沒來得及取導管,水就會沿導管流入反應器,引起儀器炸裂,濺出硫酸,發生危險。
1.3 使用失落標簽未經鑒定的試劑引發的事故
凡失落標簽的試劑一定要檢驗確定后再使用,憑主觀認為,沒有經過檢驗確定就使用,可能造成傷害事故的發生。例如:配制溶液時錯把濃硫酸當鹽酸使用,造成液體沸騰濺出傷人。在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,如果把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,加熱就會發生爆炸事故。
1.4 實驗用藥過量導致事故
有些實驗雖然很劇烈,但用量少時并無危險,用藥量稍大便會發生危險。例如:用小蘇打和濃硫酸反應做二氧化碳的滅火實驗。如果小蘇打和濃硫酸用量大,產生氣壓過大,會沖開膠塞,噴出酸液。從而發生燒壞衣服,腐蝕實驗者手甚至面部的事故。所以 在保證實驗效果的前提下用藥量寧少勿多。5、實驗室通風效果不好引發的事故。
如制氫氣、乙烯、乙炔等時,如果實驗室空氣不流通,有毒、易燃氣體逸散到空氣中越積越多,達到一定濃度,會引起師生中毒或其他意外事故。因此實驗室應安置通風櫥、換氣扇等通風設施,必須做到實驗室空氣流通。
2 有效防范,及時處置
在化學實驗中經常接觸到一些危險藥品和危險操作,實驗過程中一定要注意規范,如果在實驗中發生意外事故,首先不要驚慌,要沉著冷靜,做有效的處理和及時的求救。
2.1 如果在燒杯、蒸發皿或其他容器中著火時可用石棉布或玻璃板甚至木板覆蓋,通常即可使火熄滅
如果是酒精等有機溶劑潑灑在桌面上著火燃燒,可用濕抹布、石棉布或沙子蓋滅,或用滅火器撲滅,如果衣服著火,立即用濕布或石棉布蒙蓋,使之與空氣隔絕而熄滅,衣服的燃燒面積較大,可躺在地上打滾,使火焰不致向上燒著頭部,同時也可使火熄滅。如果比水輕的有機溶劑(如苯、石油烴、醚等)著火,切勿用水撲救,否則會造成更大的災害,可用細紗覆蓋或用泡沫滅火器撲滅。如果比水重且不溶于水的有機溶劑(如二硫化碳等)著火,可用二氧化碳滅火器滅火。如果與水發生劇烈作用的化學藥品(如金屬鉀、鈉、過氧化鈉等)著火,切勿用水撲救,若小范圍的燃燒,可用細沙覆蓋,使之與空氣隔絕而滅,若范圍較大時,應用干粉。
2.2 被火燙傷,應在傷口上涂燙傷藥膏
輕度的燙傷或燒傷,可用藥棉棍浸90-95%的酒精輕涂傷處,也可用3-5%高錳酸鉀溶液擦傷處至皮膚變為棕色,然后涂上燙傷藥膏。較嚴重的燙傷或燒傷,不要弄破水泡,以防感染。要用消毒紗布輕輕包扎傷處,立即送醫院治療。
2.3 在實驗室內一旦發生觸電事故,應立即切斷電源,如果不切斷電源,要用木棍挑開電線或戴上絕緣橡皮手套等,使觸電者脫離電源
2.4 吸入有毒氣體,中毒較輕時,可把中毒者移到空氣新鮮的地方,保持溫暖和安靜,必要時可輸氧,但不能隨便進入人工呼吸
中毒較輕者立即送醫院治療。若誤服毒物,常用的方法是引起嘔吐,催吐劑有肥皂水、1%硫酸銅溶液。誤服毒物的急救和治療一般由醫務人員進行。若有毒物質落在皮膚上,要立即用棉花或紗布擦掉,再用大量水沖洗。
2.5 被強酸腐蝕,應立即用大量水沖洗,再用碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液沖洗
優秀論文報告會由華東師大化學系副主任王清江老師主持。教務處領導陳靈犀代表學校向與會代表表示歡迎,感謝兄弟院校多年來對華東師大的關心和支持并祝交流會圓滿成功。化學系主任何品剛教授簡要介紹化學系歷史和現狀。1951年由滬江、大同、光華、同濟、大夏、圣約翰等六校教師組成。現有教職工113人;其中中科院院士2名、教授34名,博士生導師36名。一級學科博士點十幾個。各類科研項目120多項、每年科研經費2000余萬元。在CA雜志上收集論文一百幾十篇,除實驗樓外,另有上海市綠色化學重點實驗室,教師培訓中心、中學生科普實驗站等幾十部分。2年后集中遷往閔行校區。目前因正值建設階段、所以接待工作有許多不盡人意之處。希望與會代表諒解。
上海市化學化工學會教育委員會主任范杰教授代表與會的化學化工學會負責人和各校師生感謝東道主華東師大校系領導和老師們為會議提供的周到安排。同時介紹了上海市市長韓正同志今年1月下旬視察化工企業時對本市化學工業提出跨市發展,輻射全國;加大研發力度,實施創新技術;一伴化規劃,整合資源,做大做強等要求。為廣大化學工作者展示了上海市21世紀化學工業繼續發展的宏偉藍圖,倍受鼓舞。我們要用化學在追求美好生活,促進高新技術發展中所作出的貢獻,消除人們對化學的誤解,吸引更多的年青人投身化學專業學習,應對未來能源、資源不足的挑戰、環境污染加劇和溫室效應增大帶來負面影響作出努力和貢獻。
交流會上20位同學的精彩報告和師生間熱烈融洽的互動式討論,為會議營造了極為和諧的氛圍。
優秀論文涉及有關催化反應的機理探討、多種納米材料的合成、食品安全中監測方法研究、抗癌藥物的活性研究、皮膚抗衰老的機理、環境水體中重金屬的檢測方法和儀器的開發等與高新技術和人們生活密切相關的多個領域。
經過評委討論,有10位同學獲得壹等獎。他們是:劉嘉、黎朝、陸穎音、李永璽、戴逸婧、丁支、王荔祖、馬麗君、張若男和王歡。
有十位獲得二等獎,他們是:徐陽、劉媛媛、徐慧婷、應佚倫、、張蕾、沈明月、虞珊、蔣迪發和徐浩。
會議在頒發獲獎證書、獲獎者與華東師大和上海市化學化工學會部分負責老師合影后圓滿結束。
1)生物學、化學、物理學占據上海自然科學領域科技發展與學科建設的主導地位。
上海自然科學領域中生物學、化學、物理學分別名列前三位,占據上海自然科學領域學科發展的主導地位。排在后面的依次為信息與系統科學、地學、數學、天文學和力學。除生物學、化學、物理學三個學科科技發展的主成分得分為正外,其他五個學科科技發展的主成分得分均小于零,表明上海自然科學領域的多數學科的科技發展低于整體水平(見表1)。
表1 上海自然科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排序
生物學
1.7461
0.98206
1.79619
1
化學
0.87113
1.18576
0.83031
2
物理學
0.81642
1.32005
0.76775
3
信息與系統科學 -0.41952 -0.77932 -0.37558 4
地學
-0.54201 -0.6447
-0.52783 5
數學
-0.71232 -0.20092 -0.7645
6
天文學
-0.88765 -1.14172 -0.84543 7
力學
-0.87214 -0.7212
-0.8809
8
2)上海自然科學領域的科技發展與學科建設在全國具有明顯優勢,但與北京差距明顯。
在自然科學學科中,上海除地學外,其他學科國際科技論文數均進入前三名,其中數學、力學、物理學、化學、天文學、生物學六個學科在大陸排名第二(僅次于北京),信息與系統科學國際科技論文數排在北京、湖南之后,名列第三(見表2)。雖然上海自然科學領域各學科國際科技論文數均位居前列,但與北京相比,差距明顯,特別值得注意的是除天文學外,上海其他學科國際科技論文數均不足北京的1/2。在國內科技論文方面,上海自然科學領域中的力學、物理學、化學、信息與系統科學、天文學和生物學有明顯優勢,數學與地學國內科技論文未能進入前三名(見表2)。特別值得注意的是除數學外,上海其他學科國內科技論文均不足北京的1/2。
表2 2001年自然科學領域各學科國際國內前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名 第三名 第一名 第二名 第三名
數學
北京 上海 江蘇
北京 江蘇 湖北
力學
北京 上海 陜西
北京 上海 陜西
信息與系統科學 北京 湖南 上海
北京 湖北 上海
物理學
北京 上海 江蘇
北京 上海 安徽
化學
北京 上海 江蘇
北京 上海 江蘇
天文學
北京 上海 江蘇
北京 江蘇 上海
地學
北京 湖北 江蘇
北京 江蘇 湖北
生物學
北京 上海 湖北
北京 廣東 上海
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
3)知識流動不足、系統失靈是制約上海自然科學領域科技發展與學科建設的瓶頸。
科技發展與學科建設的效率,就其實質而言,是新的知識在一個系統中創造、流動和利用的效率。它取決于諸創新要素的創新動力、能力和互相之間相互作用的效率。而決定創新要素的創新動力、能力和互相作用則取決于經濟科技制度的安排,政策體系的設計,基礎設施建設的水平和創新文化的氛圍。建設知識創新體系,提升學科建設與科技發展能力的關鍵是通過制度、政策和環境的作用,提高創新各要素的創新動力、能力和達到創新目標的要素間的互動。從本質上看,創新體系是由存在于企業、政府和學術界的關于科技發展方面的相互關系與交流所構成的。在這個系統中,相互之間的互動作用直接影響著創新的成效和整個經濟體系。創新體系的核心內容是科學技術知識的循環流轉。表3所示上海自然科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況,2/3左右的項目為獨立完成,表明知識流動不足、系統失靈成為制約上海自然科學領域科技發展與學科建設的瓶頸,如何采取有效措施加速知識流轉、戰勝科技發展與學科建設中的系統失靈是上海自然科學領域知識創新體系建設面臨的長期任務。
表3 上海自然科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目數 項目參加人員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
114
343
275
5122
與國內高校合作
127
305
221
7258
與國內獨立研究院所合作
107
243
177
2526
與境內注冊外商獨資企業合作 38
127
118
2360
與境內注冊其他企業合作
915
2103
1895
25427
獨立完成
2545
4408
2707
32311
其他
26
124
102
1384
資料來源:上海市全社會R&D資源清查工作小組。上海市R&D清查數據匯編,2001,72。
2 上海工程與技術領域科技發展的學科結構與績效評價
1)學科在國內的比較優勢。
在工程與技術科學領域20個學科的國際科技論文排名中,北京包攬了20個學科的第一名,上海只有材料科學、冶金與金屬學、機械與儀表、動力與電氣、電子通訊與自動控制、計算技術、化工、土木建筑、交通運輸9個學科排名第二(僅次于北京),上海能源科學技術和環境工程兩個學科國際論文排名第三(見表4)。
表4 2001年工程與技術科學領域各學科國際國內前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
工程與技術基礎學科 北京 河北 山西
北京 陜西 江蘇
測繪科學技術
北京 四川 陜西
北京 湖北 江蘇
材料科學
北京 上海 遼寧
北京 上海 陜西
礦山工程技術
北京 江蘇 湖南
北京 湖南 江蘇
冶金、金屬學
北京 上海 遼寧
北京 遼寧 上海
機械、儀表
北京 上海 陜西
北京 江蘇 陜西
動力與電氣
北京 上海 江蘇
北京 湖北 陜西
能源科學技術
北京 湖北 上海
北京 山東 黑龍江
核科學技術
北京 安徽 四川
北京 四川 甘肅
電子、通信與自動控制 北京 上海 陜西
北京 陜西 上海
計算技術
北京 上海 江蘇
北京 江蘇 上海
化工
北京 上海 湖北
北京 江蘇 上海
輕工、紡織
上海 北京 四川
北京 廣東 上海
食品
北京 江蘇 廣東
廣東 浙江 江蘇
土木建筑
北京 上海 江蘇
北京 上海 江蘇
水利
北京 湖北 江蘇
湖北 北京 江蘇
交通運輸
北京 上海 江蘇
北京 上海 湖南
航空航天
北京 陜西 黑龍江
北京 陜西 江蘇
環境
北京 江蘇 上海
北京 江蘇 上海
安全科學技術
北京 湖南 安徽
北京 湖南 江蘇
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
在工程與技術科學領域20個學科國內科技論文排名中,北京有18個學科排名第一,只有食品和水利分別由廣東和湖北名列第一,而上海只有9個學科進入前3名,其中材料科學、土木建筑、交通運輸3個學科名列第二,冶金與金屬學、電子通信與自動控制、計算技術、化工、輕工與紡織、環境工程名列第三(見表3)。
2)上海工程與技術科學領域科技發展與學科建設占主導地位的學科。
上海工程與技術科學領域中占據科技發展主導地位的8個學科依次是電子通信與自動控制、機械與儀表、航空航天、材料科學、化工、計算技術、動力與電氣、交通運輸。上海工程與技術科學領域科技發展最為薄弱的5個學科是測繪科學與技術、水利、礦山工程技術、安全科學技術和食品。特別值得注意的是2/3的學科科技發展的主成分得分小于零,表明上海工程與技術科學領域60%的學科科技發展低于平均水平(見表5)。
表5 上海工程與技術科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排序
電子、通信與自動控制
2.93105
2.48946
2.96681 1
機械、儀表
1.38674
0.06872
1.29458 2
航空航天
1.16586
-0.81414 0.98384 3
材料科學
0.57576
1.29195
0.67626 4
化工
0.61197
0.94682
0.66216 5
計算技術
0.35117
1.86971
0.51358 6
動力與電氣
0.49477
0.42028
0.50252 7
交通運輸
0.45473
-0.19787 0.40005 8
土木建筑
-0.32659 0.6906
-0.23377 9
工程與技術基礎學科
-0.26822 -0.66067 -0.31811 10
冶金、金屬學
-0.46472 0.25968
-0.40773 11
輕工、紡織
-0.46716 -0.475
-0.47954 12
環境
-0.69617 -0.31043 -0.67619 13
核科學技術
-0.72349 -0.79265 -0.75082 14
能源科學技術
-0.79072 -0.50098 -0.78198 15
食品
-0.76882 -0.90066 -0.80184 16
安全科學技術
-0.81005 -0.84276 -0.83462 17
礦山工程技術
-0.8642
-0.85314 -0.88633 18
水利
-0.89218 -0.8347
-0.91028 19
測繪科學技術
-0.89975 -0.85423 -0.91858 20
3)上海工程技術領域科技論文產出與北京差距懸殊。
在工程與技術科學領域國際科技論文方面,上海排在前3名的11個學科中,除材料科學與土木建筑兩個學科外,冶金與金屬學、機械與儀表、動力與電氣、電子通信與自動控制、計算技術、化工、交通運輸、能源科學技術和環境工程9個學科的國際科技論文數均不足北京的1/2。
在工程與技術科學領域國內科技論文方面,上海進入前3名的9個學科,除材料科學、輕工與紡織兩個學科外,土木建筑、交通運輸、冶金與金屬學、電子通信與自動控制、計算技術、化工、環境工程等7個學科國內科技論文均不足北京的1/2。
4)加強產學研合作、戰勝系統失靈是上海工程技術領域科技發展與學科建設面臨的基本任務。
表6所示上海工程技術領域R&D項目按項目合作單位分組情況,70%左右的項目為獨立完成,表明知識流動不足、系統失靈成為制約上海工程技術領域科技發展與學科建設的瓶頸,如何采取有效措施加強產學研合作、戰勝系統失靈是上海工程技術領域科技發展與學科建設面臨的基本任務。
表6 上海市工程與技術科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目參加人
項目數 員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
201
3341
2169
74523
與國內高校合作
437
1762
1415
21865
與國內獨立研究院所合作
644
3021
1745
24587
與境內注冊外商獨資企業合作 94
854
608
19073
與境內注冊其他企業合作
1431
4551
3454
52744
獨立完成
6934
22836
15879
219665
其他
293
1592
1198
10703
資料來源:上海市全社會R&D資源清查工作小組。上海市R&D清查數據匯編,2001,75。
3 上海農業科學領域科技發展的學科結構與績效評價
1)農學和水產學占據上海農業科學領域中科技發展與學科建設的主導地位。
上海農業科學領域中占據科技發展主導地位的學科是農學和水產學,林學、畜牧與獸醫科學相對薄弱(見表7)。
表7 上海農業科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排名
農學
1.21943
1.45978
1.26327
1
水產學
0.28854
-0.26992
0.2164
2
畜牧、獸醫科學 -0.3714
-0.38479
-0.37749 3
林學
-1.13657
-0.80507
-1.10218 4
2)上海農業科學領域各學科與國內先進地區有相當差距。
在農業科學領域4個學科國際科技論文排名中,北京的農學和林學、甘肅的畜牧獸醫、湖北的水產學國際科技論文排名第一,上海在農業科學領域各學科國際科技論文無一進入前3名(見表8)。在農業科學領域4個學科國內科技論文排名中,北京的農學、浙江的林學,江蘇的畜牧獸醫、山東的水產學國內科技論文排名第一,上海在農業科學領域各學科國內科技論文無一進入前3名(見表8)。無論是國際科技論文、還是國內科技論文,上海農業科學領域各學科與國內先進地區都有相當大的差距。
表8 2001年農業科學領域各學科國際國內科技前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
農學
北京
浙江
江蘇
北京 江蘇 浙江
林學
北京
黑龍江 安徽、福建、 浙江 北京 福建
廣東、陜西
畜牧、獸醫科學 甘肅
云南
北京
江蘇 北京 甘肅
水產學
湖北
山東
廣東
山東 廣東 福建
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
4)知識流動不足是上海農業科學領域科技發展與學科建設相對薄弱的重要原因。
表9所示上海農業科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況,64%的項目為獨立完成,表明知識流動不足是上海農業科學領域科技發展與學科建設相對薄弱的重要原因,如何采取有效措施加強產學研合作、戰勝系統失靈是加強上海農業科學領域科技發展與學科建設面臨的重要任務。
表9 上海農業科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目數 項目參加人員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
24
46
38
229
與國內高校合作
25
72
45
613
與國內獨立研究院所合作
48
86
68
442
與境內注冊外商獨資企業合作 2
5
4
18
與境內注冊其他企業合作
69
124
99
506
獨立完成
312
420
269
3716
其他
9
8
3
25
資料來源:上海市全社會R&D資源清查工作小組。上海市R&D清查數據匯編,2001,73。
4 上海醫藥科學領域科技發展的學科結構與績效評價
1)上海醫藥科學領域科技發展與學科建設在全國具有明顯優勢,但與北京仍有相當差距。
在醫藥科學領域6個學科國際科技論文排名中,北京的預防醫學、基礎醫學、臨床醫學、中醫學四個學科排名第一,上海的藥物學和特種醫學兩個學科排名第一。此外,上海的基礎醫學、臨床醫學排名第二,中醫學排名第三(見表10)。在醫藥科學領域國際科技論文方面,上海除藥物學和特種醫學外其他4個學科與北京均有一定的差距。
表10 2001年醫藥科學領域各學科國際國內前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名
第三名 第一名 第二名 第三名
預防醫學 北京 浙江、廣東
北京 廣東 上海
基礎醫學 北京
上海
廣東
北京 廣東 上海
藥物學
上海
北京
江蘇
北京 廣東 上海
臨床醫學 北京
上海
廣東
北京 廣東 上海
中醫學
北京
云南
上海、江蘇 北京 廣東 江蘇
特種醫學 上海
北京
廣東
北京 陜西 上海
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
國內科技論文排名中,北京包攬了6個學科國內科技論文的第一,上海除中醫學國內科技論文未進入前三名外,預防醫學、基礎醫學、藥物學、臨床醫學和特種醫學國內科技論文均排名全國第三(見表11)。在醫藥科學領域國內科技論文方面,上海6個學科與北京均有一定的差距,特別值得注意的是中醫學和特種醫學國內科技論文不足北京的1/2。
表11 上海醫藥科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排名
臨床醫學
1.495
1.583
1.56579 1
藥學
0.89727
-0.15227 0.79183 2
基礎醫學
-0.33507 0.84777
-0.246
3
中醫學與中藥學
-0.21555 -0.8431
-0.27284 4
預防醫學與衛生學
-0.69136 -0.64275 -0.70052 5
軍事醫學與特種醫學 -1.1503
-0.79264 -1.13826 6
2)上海醫藥科學領域中占據科技發展主導地位的學科是臨床醫學和藥學。
上海醫藥科學領域中占據科技發展主導地位的學科是臨床醫學和藥學,中醫學與中藥學、基礎醫學、預防醫學與衛生學、軍事醫學與特種醫學科技發展相對薄弱。
3)知識流動不足是影響上海醫藥科學領域科技發展與學科建設的制約因素。
表12所示上海醫藥科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況,85%的項目為獨立完成,表明知識流動不足是上海醫藥科學領域科技發展與學科建設相對薄弱的重要原因,如何采取有效措施加強產學研合作、戰勝系統失靈是加強上海醫藥科學領域科技發展與學科建設面臨的重要任務。
表12 上海醫藥科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目參加人
項目數 員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
37
124
114
7510
與國內高校合作
142
258
170
1607
與國內獨立研究院所合作
113
234
171
1921
與境內注冊外商獨資企業合作 6
10
7
119
與境內注冊其他企業合作
97
195
166
2343
獨立完成
3074
4857
3192
20038
其他
139
125
一、營造和諧氛圍,引發學生的創新意識
創新意識是創新的前提和關鍵。有了創新意識,才能抓住創新機會,啟動創新思維,獲得創新成果。創新意識的培養需要給學生營造一種創新的氛圍。
心理學研究表明:有利于創造活動的一般條件是心理的安全和心理的自由,因此,教師首先要營造一種 、平等、相互尊重、和諧的教學氛圍。讓學生處于一種輕松愉快的心理狀態,形成一個無拘無束的思維空間,敢于表達自己的見解,敢于標新立異、打破陳規。一旦學生成功,要及時表揚和鼓勵,讓學生體驗創新的喜悅,即使不成功,也不輕易否定,以免傷害學生的自尊心和自信心。
二、實施主體性教育,訓練學生的創新思維
學生創新思維的培養,主體性教育是關鍵。“主體性教育”旨在弘楊人的主體性,讓受教育者自覺、主動、積極地參加學習和實踐活動,從而形成受教育者自我教育,自我完善,推動主體發展的一種教育思想和模式。教師要創造機會讓學生互相合作、質疑、分享,平時要注重一題多變的有意識的訓練。例如,當老師講“燃燒與緩慢氧化”時,老師提問:“同學們你們對燃燒現象有那些認識和了解嗎?”同學們發言后,對“燃燒”現象了解了很多。對燃燒能給人類帶來了光明,但同時也會造成災害。
那么,同學們想探討“燃燒”的實質嗎?你們想解決燃燒造成的有關理由嗎?接下來老師就讓學生按著自己想要解決的理由,自我選擇學習方式,30分鐘后老師聽同學匯報學習過程和結果。有的同學看書理解燃燒;有的回憶氧氣性質學習時,說明燃燒的條件;有的通過討論合作的形式,研究設計“燃燒的條件”實驗方案;有的通過小組討論解決了“自燃”是緩慢氧化產生熱量聚集引發的燃燒;有的同學通過組內的討論及老師的交流,了解了防止自燃的策略。這樣學生根據自己的學習特點選擇學習策略,獨立、地解決學習中的理由,同時也培養了學生的創新思維。另外教師要多設計一些過程開放或結論開放的習題來培養學生的發散思維,激發學生的探究意識,鼓勵學生從多個不同角度提出合理的方案。這樣多角度,多側面,多層次地深思理由,有助于充分調動學生的創新潛能,訓練學生的創新思維。
三、鼓勵學生聯想,激發學生的創新動機
聯想是思維的橋梁,歷史上有不少創造和科學思維難題的解決都得益于聯想。例如,德國化學家凱庫勒在長期研究摸索苯分子結構的過程中,根據人類當時已掌握的有機化學知識很難對苯分子的結構作出合理的假設。直到有一天夜晚上打瞌睡時,在夢中眼前又出現了旋轉的碳原子,碳原子的長鏈像蛇一樣盤繞卷曲,忽然一條蛇抓住了自己的尾巴,并旋轉不停。當他從夢中驚醒時由剛才的夢境產生聯想提出了苯環結構的假說,并通過了實驗證明了這一假設的正確性。
這一化學史上的趣聞告訴我們:在教學過程中我們也應該鼓勵學生大膽聯想,學會創新。培養創新能力的關鍵是培養學生豐富多彩的想像力,培養學生敢于提出理由、闡述自己的觀點,大膽想、不盲從教師、不盲從書本,教師要多鼓勵少批評,多啟迪少壓抑,使學生保持旺盛的學習 ,在研究、探索中不斷創新。
四、通過趣味實驗,培養學生的創新能力
中化學是中學化學剛入門的學科,應注重培養學生的創造性思維和創新能力。在向創新學習的轉變過程中,如何讓學生發現理由,意識到理由的存在呢?化學趣味實驗可以以其獨有的優勢,培養學生的創新能力,激發學生的思維,使其獲得新知。如尋找簡捷的實驗室制O2策略。有的學生首先在KClO3加熱分解的基礎上選擇Fe2O3、CuO等作催化劑制取O2,但此法與原法差別不大,談不上簡捷,也算不上創新。有的學生想到了用MnO2催化H2O2分解制O2,但反應劇烈,不易制約。
有的學生則想到氫氣可用啟普發生器制取,氧氣若也可,豈不是簡捷嗎?于是同學們選擇了反應物H2O2,并開始尋找合適催化劑的探索。學生試驗了沙粒、銅片、鐵片、鋅片、鉛片、錳片、土豆片、豬肝片、銀的粉末等,他們發現鉛片、錳片、土豆片、豬肝片、銀的粉末對H2O2的分解均有良好的催化作用。通過有趣的探索性實驗,學生知道了動物中有過氧化氫酶可能性催化過氧化氫分解的知識,更重要的是設計出了實驗室制O2的簡捷策略(即以Mn、Pt催化過氧化氫分解,用啟普發生器制取氧氣)。這類趣味實驗可使學生對某一化學知識及原理得到進一步的理解和掌握,其涉及的知識往往超越了學生現有的知識,從而達到培養成學生創新能力的目的。
五、理論聯系實際,激發學生的創新
化學教學中的“基礎知識和基本技能”教學是培養學生創新能力的基礎。教師應重視“雙基”的教學,我們教學的目的不能停留在對理論知識的掌握上,要用所學知識去分析、深思、解決現實生活及社會中存在的理由,實現理論聯系實際,激發學生的創新 。
例如,我在教學中引導學生討論“廣州為什么要大力發展地鐵”,“為什么湛江的公交車改為天然氣公交車?”。這樣既有利調動學生參與學習的積極性,培養學生對有關知識的理解,又有利于提高學生處理實際理由的能力,同時能有效地培養學生的環保意識。只有學以致用,才能發展學生的創新思維,培養學生的創新能力。
關鍵詞:危險化學品,安全監管,制度體系
一、強化危險化學品安全監管的必要性
危險化學品是指化學品中具有易燃、易爆、有毒、有害及有放射性、腐蝕性,會對人員、設備、環境造成傷害或損傷的化學品。這些危險化學品在其生產、經營、存儲、運輸、使用和廢棄的過程中,如果處理不當或疏于管理,就很有可能對人類和環境造成危害。隨著化學工業的發展,涉及到的化學品的種類和數量也顯著增加,很多危險化學品的易燃易爆性、反應性和毒性本身就決定了事故的多發性和嚴重性。現代化學工業的生產呈現出設備多樣化、復雜化以及過程連接管道化的特點。如果管線破裂或設備毀壞,會有大量易燃氣體或液體瞬間泄放,迅速蒸發形成蒸氣云團,與空氣混合達到爆炸下限。論文參考。云團隨風漂移,飛至居民區遇明火爆炸,會造成難以想象的災難。多數危險化學品對人體有害,由于設備密封不嚴,人員操作失誤或處理不當等因素,容易發生危險化學品泄漏事故,可直接導致人員急性或慢性中毒甚至死亡,生態環境也會受到嚴重污染。正是危險化學品的固有危險性使我們在利用其益處的同時,也有可能受到傷害。因此,必須切實加強危險化學品的監督管理,避免其可能帶來的對生命、財產、健康及環境的傷害和損失。
二、危險化學品安全監管現狀及存在的問題
1 危險化學品安全監管制度體系不健全
針對危險化學品的安全監管我國建立了一套自己的法規體系,并相應出臺了一系列危險化學品的管理規定和標準,主要有《中華人民共和國安全生產法》、《危險化學品安全管理條例》、《危險化學品登記管理辦法》、《危險化學品經營許可證管理辦法》和《危險化學品名錄》等,這對有效控制和預防危險化學品的危害起到了一定的積極作用,但是我國現行的危險化學品安全監管制度體系已不能適應市場經濟的需要,制度建設本身存在著立法滯后、制度體系標準矛盾、與國際不接軌等突出問題。
化學工業經過數十年的發展,至今為人們所知的化學品有500-700萬種之多,并且每年以數萬種的速度產生新合成化學品,其中絕大多數都應該屬于危險化學品。國家現行最新的《危險化學品名錄》(2002年版)和《劇毒化學品目錄》(2002年版)都是2003年出臺的,嚴重滯后于經濟的發展,導致在實際操作中很多新化學品沒有按照危險化學品登記要求進行注冊登記,造成危險化學品安全監管的漏洞,存在著極大的安全事故隱患。
現有的有關危險化學品管理的制度中包括著原化工部、交通部、環保總局等部門制定的相關的規定和標準.而這些規定和標準之間存在著互相不協調甚至矛盾的問題,讓執法者無章可循,讓企業無所適從。危險化學品鑒別分類管理上缺乏多部門共同認可的權威的鑒別分類機構,各部門按照行業特點自行制定標準,造成了實際監管的難度。
我國作為危險化學品進出口大國,與國際化學品管理體系不接軌。國內外危險化學品分類標準不同。危險化學品出口企業的產品直接采用國外的配方、說明書和標簽,在在登記中時由于國內外危險化學品分類標準不同,導致產品歸類不同,危險化學品標簽差異明顯,給安全監管帶來困難。部分國外已禁用或嚴格限用的化學品,如甲胺磷、久效磷、偶氮染料等,我國仍有一定量的生產,給人體健康和環境造成嚴重危害和潛在危害。
2、危險化學品安全登記監管難度大
我國危險化學品安全監管實行登記注冊制度,危險化學品登記工作是一項告知性備案工作,缺乏有力的制約手段。在登記開展過程中,很多企業積極性不高,認為登記工作進行與否對企業的影響不大,不能積極響應和認真配合。
危險化學品登記對象為生產和儲存危險化學品的單位、使用劇毒化學品和使用其他危險化學品數量構成重大危險源的單位。國家和省、自治區、直轄市設立化學品登記機構,負責危險化學品登記的具體工作和技術管理工作。在實際危險化學品安全監管中很多不構成重大危險源,達不到登記注冊條件,市級和企業沒有明確的登記監管部門,缺少技術支持指導,監管體系不完善,存在安全監管盲區。同時存在監管部門不同,信息交流困難的問題。例如使用劇毒化學品和易制毒化學品的企業需要公安部門進行登記,劇毒化學品使用企業的名單一部分掌握在安監部門手中,還有一部分為公安部門所掌握。實際登記過程中就有一個互相協調、溝通及資源共享的問題。論文參考。
3、危險化學品事故應急救援體系不完備
危險化學品大多具有毒、有害、易燃、易爆的特性,如在生產、經營、儲存、運輸過程中如有不慎,會造成的大量危險化學品泄露,發生危險危險品事故,會造成大量的人員傷亡,財產的損失,對大氣、水體、土壤造成污染。2005年中石油吉林石化苯胺爆炸,造成影響惡劣的松花江污染國際事件,暴露出危險化學品應急管理問題嚴重。雖然我國也出臺了一系列危險化學品事故救援方面法規和要求,各部門、企業組織人員編寫了應急預案,但大多都是敷衍了事,沒有太多的實用價值,沒有針對性及目的性,可操作性差,且沒有按照要求認真進行演練。發生危險化學品事故時還是處于手忙腳亂,臨時抱佛腳,倉促面對的現象,造成不應有的損失。化學品事故應急救援體系是一個多部門合作,分工明確,綜合協調的體系,而今我國目前的對于危險化學品事故的處理還處于各部門各自為政,各掃門前雪的狀況,沒有形成一個比較完整的體系。
三、危險化學品安全監管的對策措施
1、建立、健全管理的法律、法規、標準體系
根據我國目前危險化學品生產經營的現狀及未來的發展趨勢,吸取國外的先進行管理經驗及國際慣例,與國際化學品管理體系接軌,結合我國的實際情況,制定、完善危險化學品安全管理方面的法律、法規、標準體系,使得執法者有法可依,有章可循。制定的法律、法規、標準要有一定的前瞻性,可操作性強,實用性強,根據實際情況及時修訂、修改,消除法律、法規、標準的滯后于實際情況的弊病。
一是盡快修訂《危險化學品安全管理條例>部分條款,盡快修訂新的《危險化學品名錄》和《劇毒化學品目錄》,當前應對不在《危險化學品名錄》的化學品實施新的化學物質申報審查制度,完善新化學物質申報監管;二是加快制定完善有關危化品安全的配套規章,在危險化學品鑒別分類技術、危險化學品限量標準、重大危險源鑒別標準、危險化學品廢棄處置等方面需加強研究,統一監管標準;三是在危險化學品分類制度、標簽和標志、化學品安全技術說明書等標準上,需進一步和國際通行做法接軌。從而基本建立起以《安全生產法>為總綱,以《危險化學品安全管理條例》和《安全生產許可證條例》為核心,以相關配套規章、規程、標準和地方性法規為基本組成部分的一整套法律法規體系。實現化學品生產、儲存、經營、運輸、使用、廢棄處置的全過程的依法管理新局面。
2、加強危險化學品的全程監管
繼續大力推行化學品登記制度,從法律形式上固定下來。進行化學品登記管理是各國加強化學品安全管理的通行作法。國外絕大多數工業發達國家及一些發展中國家,如歐盟、美國、澳大利亞、加拿大、日本和韓國等,都制定或實施了化學品登記制度或新化學品申報制度。我國應將危險化學品登記證作為一種行業準人憑證和化學品生產企業進入市場的首要條件。不具備安全生產和儲存條件的企業,將不能通過登記審核,也就不能領到證書。沒有證書的企業,可以不予發放安全生產許可證和工商登記證等,可以取消從事危險化學品生產或儲存等工作的資格。
危險化學品涉及的部門多、行業多、環節多,是危險化學品安全監管的顯著特點,因此政府和企業都應建立危險化學品登記制度,對全部危險化學品采取登記管理,建立本地區危險化學品登記管理數據庫和動態統計分析信息系統,對管轄范圍內的危險化學品生產、儲存、經營、使用、廢棄等環節進行實時的監管。各部門的協調、合作是危險化學品安全管理順利進行的關鍵。環保、經貿、公安、交通、質量技術監督等部門要加強聯系,建立綜合協調機制,加強對危險化學品從生產、運輸到廢物處置全過程的監督管理。
3、建立完整的事故應急救援體系
應急救援工作應注重落實政府主體責任、完善預案體系、開展風險分析、加強機構和隊伍建設、建立信息管理平臺、加強培訓和演練、提高科技術水平和開展全社會的應急教育。應急救援指揮應當實行國家集中管理、統一指揮的基本原則;國家要大幅度地增加應急體系建設的整體投入;中央和地方政府要確保應急救援在國家政治、經濟和社會生活中不可替代的位置;應急救援的主要基礎是全社會總動員。各部門應協調一致,分工明確,齊抓共管,減少內耗。論文參考。我國已成立了國家化學事故應急救援搶救指揮中心,在全國8個地市(上海、吉林、沈陽、天津、濟南、青島、株洲、大連)成立了化學事故應急救援搶救中心,初步建立起了全國化學事故應急救援網絡,應加強化學事故應急救援技術支持,提高自身危險化學品應急管理水平。
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關鍵詞:生物安全;實踐教學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)03-0100-03
近年來,社會經濟發展和生態環境中的生物安全問題引起了人們的廣泛關注。[1]外來入侵生物對生態環境、生物多樣性、農林業生產、對外貿易及人類健康造成了巨大的影響,這些外來入侵生物潛在的危險嚴重威脅著生物多樣性和生態環境安全。[2]另外,轉基因生物的安全性問題也已經引起世界各國的廣泛關注。[3]因此,根據目前我國社會經濟的發展和人才市場的需求,生物安全專業人才的培養十分迫切。為了滿足社會需求和學科發展的需要,福建農林大學于2004年申報了生物安全專業,并獲得教育部的批準,率先在全國設立生物安全本科專業。從2005年開始,植物保護學院設立生物安全系加強生物安全新專業建設,2005年9月招收第一屆4年制生物安全專業本科生,2009年6月,首屆畢業生已順利畢業并獲得理學學士學位。自生物安全系成立以來,按照人才分類培養目標制定相應的實踐教學目標,根據不同培養階段安排相應的實踐教學內容,依托國家重點學科(植物病理學)和福建省重點學科(昆蟲學),以“農業部重點實驗室”、“教育部重點實驗室”、“應用生態研究所”和“益蟲研究所”為依托平臺,以專業實驗室和校外實驗基地建設為重點,進行了生物安全專業實踐教學體系的構建與實踐,并取得一定成效。現將生物安全專業實踐教學體系的構建與實踐情況總結如下:
一、實踐教學目標
根據社會發展的需求和生物安全專業辦學的實際,結合福建農林大學的學科優勢和福建省閩臺地域優勢,生物安全專業人才培養模式既要獨具特色又要符合教育規律[4]。福建農林大學研究和探索,確定生物安全專業的培養目標:培養具備高尚的健全人格、寬厚的業務基礎、扎實的基本理論和實驗技能、敏捷的創新思維、厚重的社會責任、廣闊的國際視野和潛在的領導能力,畢業后能在學術上繼續深造或進入社會并開展終身學習的復合型人才。按照“厚基礎、寬口徑、強實踐、重素質”的人才培養目要求,結合“研究型”學院建設的實際,福建農林大學植物保護學院在生物安全專業學生培養過程中實行分流培養,并根據培養類型制定相應的實踐教學目標:“研究型”人才培養:強化專業基礎培訓和科研素質培養,通過提供良好科研平臺,爭取使這部分學生能夠推免考試直接攻讀碩士研究生,為生物安全科研方面的塑造后續人才。“應用型”人才培養:重點培養學生的實踐經驗和專業技能,尤其是在生物安全檢測技能、外來入侵生物的檢疫處理技能、生物安全的評估等方面具有生物安全專業特長,爭取獲得國家或行業相關技能認證,為今后從事生物安全專業工作打好基礎。“復合型”人才培養:重點培養學生的實踐能經驗和綜合素質,充分發揮學生個性和優勢,通過提供多樣化的實踐條件,在人文素質、學科文化和綜合素養方面具有生物安全專業特色,調研生產中的實際問題,從解決生產中的實際問題的實踐中完成畢業論文,為今后從事生物安全相關領域工作打好基礎。
二、實踐教學體系
福建農林大學植物保護學院通過整合和優化專業課程實驗和加大實驗教學的學分比例,設立創新性、綜合性和探究性實驗,建立了具有生物安全專業特色的實踐教學體系,依據培養階段和實驗性質的不同培養鍛煉相應的實踐技能。
1.基礎培養階段的基本實踐技能培訓。該部分實踐主要在大一至大二上學期進行,主要是進行基本實驗技能訓練。基礎培養階段,以通識教育為重點學習基礎知識和技能,結合開設網絡教學、自學課程、討論課程、培養和強化學生的自學能力;增設《學科文化》課程,組織師生交流、讀書報告(人文底蘊和表達能力的培養),學術沙龍(學生定期參與校、院的各類學術報告活動),通過總結、提煉、挖掘福建農林大學植物保護學院深厚的學科文化引導學生鞏固專業思想。這部分實踐教學多為專業必修基礎課的實驗教學內容,包括《大學信息技術基礎》上機實習(24學時)、《文獻檢索》上機實習(14學時)、《大學物理III》實驗(15學時)、《植物學》實驗(15學時)、《動物學》(12學時)、《微生物學》實驗(30學時)、《學科文化》討論教學(15學時)等。
2.專業培養階段的專業實踐技能培訓。該部分實踐主要在大二下學期至大三下學期進行,主要主要是進行專業實踐技能培訓。將專業基礎課提前到二年級進行,將專業課的實驗課獨立開課,并提前到二年級下學期和三年級上學期執行,在三年級下學期即開展綜合性、創新性和探究性實驗,通過系統化培訓全面掌握專業實踐技能。這部分實踐教學內容主要為綜合性、創新性和探究性實驗教學內容。綜合性實驗課程主要包括《基礎化學實驗》(80學時)、《生化實驗》(45學時)、《分子生物學實驗》(15學時)、《農業昆蟲學實驗》(36學時)、《普通植物病理學實驗》(36學時)、《植物檢疫學實驗》(45學時)、《生物安全檢測技術》(45學時)等。同時,為開展科研素質和科研文化的培養,學校、學院設立科技創新項目,鼓勵學生申報國家、省、校級各類創新項目,學生雙向選擇導師,自主選擇申報創新性實驗項目開展創新性實驗,要求學生在實驗設計、研討的基礎上,撰寫創新性實驗項目結題報告。由指導老師組成的評估專家進行評分,合格者計入學分。
3.綜合培養階段的綜合實踐技能培訓。該部分實踐主要在大三下學期至大四下學期進行,主要是進行綜合實踐技能培訓,重點是培養效果的提升及定位,強化畢業實習和畢業論文工作。在大三下至大四上(3月15日~10月15日),開展形式多樣的綜合畢業實習。在大四開設《科研實踐》(3周2學時)、《綜合實踐》(3周2學時)、《工作實習》(4周3學時)等綜合性實踐教學。本階段強化實踐教學,實行寬口徑專業教育,因材施教,分流培養。對于“研究型”,進入導師實驗室,參加導師主持的科研項目,持各類創新項目,開展研究性工作。在完成創新項目的基礎上,提前完成畢業論文,撰寫學術論文、參加相關學術活動,提前做好保研和考研準備。對于“應用型”,進入校實驗中心、動檢局、檢測中心和相關企業,主要涉及入侵生物診斷和鑒定、生物安全檢測,服務社會,鼓勵取得相關技能認證證書,開展專業技能綜合訓練并完成畢業論文,提前做好報考公務員和企事業單位招聘準備;對于“復合型”,通過科研院所、企業、基層單位聯系,指導學生開展野外科學考察、社會實踐、社會調研工作,調研生產中的實際問題,鼓勵將實際問題帶回學校進一步探討,從解決生產中的實際問題的實踐中完成畢業論文。
綜合以上安排,福建農林大學植物保護學院生物安全專業實踐教學環節進度安排(表1)。
三、保障措施
1.校內實踐教學平臺建設。經過幾年的新專業建設,生物安全專業已建成“生物安全專業綜合實驗中心”,先后投資150多萬元,對4間實驗室進行改造,建成符合現代教學的多媒體實驗室,添置了一批現代化教學儀器設備,諸如人工氣候箱、超低溫冰箱、基因擴增儀、酶標儀、電泳圖象分析系統等高精教學設備。依托農業部、教育部重點實驗室,國家和省級重點學科,應用生態研究所,益蟲引進與利用研究所等,為該專業的人才培養提供了良好的實踐教學平臺。目前已在校內建成了生物安全綜合性實踐基地并且安排專職指導教師負責指導,主要包括農產品安全(殘留)檢測、轉基因生物檢測、病原微生物檢測、檢疫性有物預防與控制研究基地等(表2)。
2.校外實踐教學基地建設。經過幾年的新專業建設,福建農林大學植物保護學院生物安全專業與省內外生物安全專業相關單位聯合建設了一批校外校外實踐教學基地(表3)。在省內的實踐基地主要包括指導教師科研基地,福建出入境檢驗檢疫局技術中心和出入境檢驗檢疫機構,福建省農業科學院植物保護研究所,福建省農業廳農產品質量安全檢測中心和全省各市農業局農產品質量安全檢測中心等。在省外的實踐基地主要與從事生物安全研究的科研院所開展合作,如與中國農業科學院植物保護研究所、浙江省農業科學院植物保護研究所、云南省農業科學植物保護研究所、上海市農業科學院植物保護研究所等多家單位建立了聯合培養實踐教學基地。
表3 福建農林大學植物保護學院生物安全專業校外實踐基地
3.實踐教學的組織管理。①采取多樣化的實驗教學考核方法。生物安全專業實驗教學考核采取多樣化考核方法,分別按照實驗報告、考察報告、專業論文、畢業論文等的質量和水平,參考實驗過程中的表現來分三類綜合評定:對于研究性實驗與論文(報告),主要以揭示生物安全相關規律、機理,具體技術的應用效果和技術集成等為主,重點評價其研究內容和實驗方法的創新水平;對于應用性實驗與論文(報告),主要以生物安全相關的檢測、檢疫等為主應用性研究,重點評價其以其設備使用和實驗技能水平。對于實踐性實驗與論文(報告),主要以解決生產中的實際問題的調查報告、考察報告為主,重點評價其分析問題和解決問題的綜合能力水平。②采取雙導師制的實踐教學管理方法。在生物安全專業的實踐教學過程中,通過與合作單位開展合作研究,采用雙導師制,促使學生的畢業實習與崗位工作相結合,頂崗實習,學生的實習、論文工作與崗位銜接,在場地與時間上實行彈性處理;強化學生的實踐和崗位適應能力,為學生畢業后從事相關工作奠定基礎。
經過四年來的實踐,生物安全專業實驗教學取得了顯著的效果,學生專業思想穩定,學習積極性高,自覺學習文化知識,主動鍛煉實踐能力,積極塑造高尚品質,努力提高綜合素質等已在學生中蔚然成風,綜合素質培養效果明顯,畢業論文質量提高顯著[4]。在后續的培養中,生物安全專業實驗教學繼續按照人才分流培養目標要求,通過多樣化的實踐教學支撐體系,加強實踐技能培訓。對于“研究型”培養對象,創造條件讓學生主持或參加大學生科技創新實驗計劃項目,鼓勵同學在畢業前公開發表學術論文,鼓勵應屆本科畢業生推薦或考取國內外碩士研究生;對于“應用型”培養對象,指導學生獲得相關技能認證(檢疫員、檢驗員等),在技能方面有生物安全專業特長,讓畢業生能比較順利地獲得能夠發揮其技能優勢和專業特長的工作崗位;對于“復合型”培養對象,充分發揮學生個性和優勢,通過提供多樣化的實踐條件,在人文素質、學科文化和綜合素養方面具有生物安全專業特色,使畢業生具有繼續發展的潛能和優勢,為今后從事生物安全相關領域工作打好基礎。今后,我們根據社會經濟與生物安全科技發展的需要,結合福建農林大學的學科優勢和福建省閩臺地域優勢,進一步加強對外聯系與合作,進一步加強實踐教學的組織管理與考核,不斷完善實踐教學體系,使其在生物安全專業人才培養中發揮更大作用。
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關鍵詞:天然氣水合物,鉆井沖洗液,原理,發展現狀
要想在天然氣水合物賦存地層鉆井(進)時獲得安全可持續的鉆井作業環境和保證鉆井質量,就必須控制水合物大量分解和再生,而控制的核心又在于對鉆進過程中井內溫度、壓力的掌握和控制。鉆井離不開鉆井液,鉆井液是實施井內溫度和壓力控制的主要途徑,是實現上述目標的關鍵。論文大全,發展現狀。針對天然氣水合物賦存地層鉆井特點和由水合物形成與分解所引發的主要鉆井問題,常采取三種控制方式進行處理:分解抑制、生成抑制和誘發分解。
一、分解抑制
分解抑制主要是對鉆進過程中所鉆地層的水合物以及進入鉆進體系的水合物分解進行抑制,使進入鉆進體系的氣量得以控制,結合生成抑制和誘發分解而保證鉆進過程的安全與順利。只要將水合物的溫度壓力條件控制在水合物溫度和壓力的相平衡穩定條件之內,就能夠控制水合物的分解。論文大全,發展現狀。目前,在鉆進過程中抑制水合物分解主要通過壓力控制、溫度控制和化學穩定控制。
壓力控制主要通過增加鉆井液密度而提高孔底的靜水壓力,但是由于較小的溫度變化需要較高的壓力增加才能維持水合物的穩定,所以增加鉆井液密度抑制水合物分解的能力是有限的。此外,鉆井液密度增加會引起鉆井液的漏失和失水量的加劇,護壁性能得不到有效的保證,從而有大量氣體進入地層,進而影響鉆井液的性能。為此,必須增加較多的套管柱,而這就提高了鉆進成本。溫度控制主要是對鉆井液進行冷卻,使其冷卻至盡可能低的溫度。鉆井液的冷卻通過地面鉆井液池中的熱交換器實現,另外采用孔底馬達也有助于保持低的鉆井液溫度。不過在低溫下還要考慮以下情況:首先,就要考慮低溫下鉆井液的相關總體性能,如流動性能、抗凍性能、失水控制,其次,還要考慮低溫下的抑制劑的抑制性能以及鉆井液中各種成分的相互影響。通常,當溫度降低時,鉆井液的粘度上升,這就會對鉆井液的相關的總體性能造成很大的影響,因此,過分降低溫度未必合適,而這可以通過添加合適的適量添加劑得以改善。
上述兩種控制對水合物分解的抑制作用是有限的,因此,國外專家通過一系列的實驗之后,發現了在鉆井液中加入一定量的化學試劑(包括卵磷脂、多聚物或PVP等)之后抑制性得到增強。這些化學試劑通過吸附作用吸附于出露水合物的表面,結合鉆井液泥皮形成多聚物的網格層,減少水合物和鉆井液的接觸,而且還能阻止分解產生的氣體大量且快速地進入鉆井液中,從而減緩水合物的分解速度。與此同時,還可使已分解出的自由水和氣體迅速形成水合物,堵塞網格層的空隙從而控制氣體的擴散。論文大全,發展現狀。
二、生成抑制
生成抑制主要是指鉆進系統中水合物的形成,它與分解抑制相互配合應用。生成抑制主要通過控制水合物形成的要素和改變水合物的相平衡穩定條件來實現。
由于水的存在對于鉆井液系統的穩定和性能非常重要,因此,控制水合物形成的主要要素是指對鉆進系統中水合物形成所需的氣體的控制,而相關的解決途徑就是斷源限流。斷源是指切斷形成氣體的來源,當水合物分解得到很好的抑制時,就使得形成水合物的氣體來源得到控制,進而抑制水合物的生成。而限流就是盡可能地減少氣體的侵入,這主要通過調節鉆井液的密度以提高相應的靜水壓力和加入合適的添加劑改善泥皮的性能減少氣體的進入,最終達到抑制水合物的生成。
從天然氣水合物的相平衡穩定條件可以知道,只要使游離的甲烷氣的溫度、壓力達不到生成條件,就能夠抑制水合物的生成,即提高溫度和/或降低壓力。由于鉆進水合物賦存地層的特殊性,即鉆井液的溫度較低,而且水合物的分解抑制需要較高壓力,因此,改變水合物的相平衡穩定條件時,一般不考慮升高溫度和降低壓力,主要考慮加入合適的抑制劑改變水合物的相平衡穩定條件。論文大全,發展現狀。一般采用的方法是,在鉆井液中加入適當的抑制劑(NaCI等鹽類、乙醇、乙二醇、丙三醇等),改變水合物的相平衡穩定條件,使其相平衡曲線向左移動,從而抑制水合物的生成。論文大全,發展現狀。國外的試驗和實踐表明,在對鉆井液的流變特性和漏失特性影響不大的情況下:乙二醇衍生物、乙二醇衍生物混合物、鹽類與醇的混合物等抑制劑可以有效抑制鉆井液中水合物的形成,鉆井液中的膨潤土對水合物的形成也有影響。
三、誘發分解
誘發分解主要通過往鉆井液中添加抑制劑改變水合物的相平衡穩定條件,所解決的鉆進過程中問題有:一是鉆進管路中所形成的水合物堵塞:二是鉆進過程中進入鉆進體系的水合物的部分分解;三是當采用分解容許法鉆進時,保證鉆出的水合物塊體在上返過程充分分解,以免堵塞管路,并獲得全部水合物的分解氣體樣品。
之前所介紹的能有效防止鉆進過程中天然氣水合物再生成的抑制劑都能用于鉆進管路中形成水合物的解堵,有時需要利用旁孔注入方法注入含抑制劑的鉆井液。另外,聚環氧烷烴、氨基酸、氨基磺酸鹽、單糖、甲基葡糖昔、甲基葡糖胺、雙糖、果糖等也很有效。不同鉆進過程對進入鉆進體系的水合物的分解控制的要求不一樣。對于通常的鉆進方法,要求所進入的大塊水合物部分分解,而后以小塊巖屑的形式為鉆井液所攜帶并排出,這主要通過添加相關的化學試劑。而當采用分解容許法鉆進時,采用低密度鉆井液(有時也適量加入上述抑制劑)誘發水合物分解(這種分解是被控制的,例如在起下鉆、換鉆頭、測井時則需增加鉆井液濃度,抑制水合物的分解),在氣體進入鉆井液后,隨鉆井液循環到地面并被分離出來。該方法的可行性需要考慮鉆井液循環過程中水合物形成的可能性、鉆井液的循環速度和溫度、發生井噴的可能性、孔(井)底水合物分解的可控制程度、地層特性等。
可見,上述三種方法都需要通過鉆井液來實現,與鉆井液的各項性能密不可分。
四、常規油氣鉆井液研究現狀
隨著世界石油天然氣工業的迅速發展,鉆井技術對鉆井液提出了更高、更新的要求,特別是在鉆井液技術發展受到環保政策及法律、法規限制的情況下,研究滿足鉆井工程技術和環境保護需要的新型鉆井液體系更顯得非常必要。論文大全,發展現狀。國內外鉆井工作者均在競相研究開發新的環保型鉆井液體系,包括聚合醇鉆井液體系、多元醇鉆井液體系、合成基鉆井液體系、烷基葡萄糖普鉆井液體系、甲酸鹽鉆井液體系和硅酸鹽鉆井液體系等。
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