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摘要:學習化學這一科目,實驗室是必備項,因為其中很多化學知識的學習都需要學生通過化學實驗去觀察、探究。同時,化學實驗室也是教師教學的有力助手。然而化學實驗從準備、操作進行到實驗結束這個過程中都難免會產生環境污染,這對實驗室的建設及管理提出了較高要求。在當下提倡“低碳經濟”的背景下,化學實驗室從建立、使用到管理,也都應該以低碳的標準來嚴格執行。因此,本文從低碳經濟與化學實驗室建設的關系著手分析,列舉了低碳要求下化學實驗室建設與管理的可行性,最后細致地闡述了相關執行策略。
關鍵詞:低碳;化學實驗室;建設和管理;策略
0引言
以低碳的執行標準強化對化學實驗室的建設與管理,是可持續發展思路的體現,意在預防、減少乃至于消除所設實驗室的實驗后污染所帶來的隱患及環境危害。這樣做既能為開展化學實驗的學生、教師帶來安全保障,維護他們的健康,更能夠在學生意識層面根植下環保和避免資源浪費的理念,讓他們具備更高的社會責任感。在整體的低碳經濟環境之下,我國很多高校都能夠具備環保的超前意識,并重視對低碳實驗室的建設及管理,努力在實驗教學中踐行“三低”理念。然而,實踐的落實往往要遭遇許多具體而復雜的情況,讓各高校的化學低碳實驗室難以得到更高效的建設和運行。因此,我們更應該抓住問題的本源,細化分析,找出應對低碳經濟要求的化學實驗室建設與管理合理化策略。
1低碳經濟與化學實驗室建設的關系分析
前面提到“三低”,指的是能耗低、排放低、污染低。這是低碳經濟的要義。它要求以越發少的資源來取得越發多的效益,同時做到最小限度的環境污染和破壞。低碳經濟是在全球能源總量下降、氣候逐漸變暖、社會經濟形態變革等大環境下產生的,是對種種危急未來人類可持續發展問題的解決策略,可以說是應運而生的。高校的化學實驗室都是為教學活動的順利開展而準備的特定場所,在有需要的情況下,也會提供給科研人員使用。這就決定了化學實驗室是一個相對“危險”的場所,存放在里面的實驗器具、材料在實驗的前、中、后階段都有可能帶來環境污染、資源浪費。所以,化學實驗室需要更科學的建設與管理,這就和“低碳”理念不謀而合。作為一個教學的必備場所,化學實驗室既能做實驗、搞科研,還肩負教育責任,其建設、管理上的低碳化、環?;瘯撘颇赜绊懼鴮W生的行為與意識??梢哉f,在“低碳”趨勢下,化學實驗室朝著更環保、經濟的方向建設和管理是必然選擇,也是順應時代的發展,順勢而為的表現,契合可持續發展的要求。
2低碳經濟環境下的化學實驗室建設的可行性分析
2.1低碳意識的普及與提升。隨著人口增多,資源銳減,人類已意識到環保的重要性,并提出要“低碳生活”。近年來,“低碳”已成為一種意識在人們的生活中無處不在,如低碳消費、低碳生活等。高?;瘜W實驗室踐行低碳化,是將生活中的“低碳”延伸到實驗教學中,并在其中升華。而已普及開的低碳意識就是其建設的意識準備與思想基礎。
2.2低碳材料的選擇與供應。如今,盡管人均資源變少,科技的發展使用在化學實驗中的教學材料配備日益豐富。在做實驗時,想要達成一個反應效果,其可選擇的方法可以多種,其可備選的材料很多,此時就可以主動去選擇產生污染少的,相對綠色、環保的材料。如,在有關氧氣(O2)的化學實驗中,可選試劑除了KMnO4,KClO3,還有過氧化氫,且顯然是過氧化氫更應該被選擇;在使用試管進行溶液間反映效果觀察的實驗中,則能將試管替換為點滴板等。
2.3低碳教學的實現。無論哪個科目,教師在低碳理念的引導下,已然能夠在教學的點滴中滲透低碳意識、環保意識,讓學生意識到節約資源應該從自我做起,如提倡節約學習材料,選用多媒體教學技術模擬實驗,對教學環節化繁為簡等。而化學實驗室的低碳建設、管理應該屬于低碳教學的一部分,踐行起來更具體,并且可行性強。
3低碳經濟環境下的化學實驗室建設和管理的策略
3.1實驗室建設的低碳化。(1)安全存儲。化學實驗室存放最多的就是化學藥品。這些藥品是實驗室的一部分,因而也是實驗室建設中必須重點關注的問題。藥品是供應實驗需求的材料,應該被科學的分類保管,進而確保藥品存儲的安全??茖W保管方面,管理員要做到藥品材料的合理分類,分類封裝、分類置放、分類存放?;瘜W實驗的藥品雖然是教具,但是其化學反應都具有潛在的危險,分類不明確的安全隱患也是無法估量的。同時,各藥品屬性不一樣,有的怕潮,有的怕接觸空氣,有的容易揮發、易燃等等。那么,針對不一樣的藥品,管理員就要具體問題具體分析,在防患措施上要有所區別,如密封使用油、水,還是蠟;存儲地點選擇通風好的,還是遮光性強的等。(2)科學取配。實驗室對藥品的取、配通常都有具體規定,即便沒有規定,也應在達到實驗效果的要求下盡量以少為主。一旦藥品取出,實驗完成后沒有用光,就不能再重新裝進原處了。這是因為藥品取出后,盡管沒有用完,但是很可能已經發生了性質的變化,再進入原來的瓶中,就可能導致整個瓶中藥品的變質,進而造成大量浪費。這種情況下的剩余藥品須單獨存放起來。化學藥品的配用則應做到科學計量。任何化學實驗都需要前期的準備,不可能拿來即做。準備階段下,無論是出于教學,還是科研需要,制劑的配比都是有要求、有計劃的,那么向實驗室管理員申請配用量的時候就可以按需來拿,按要求配比,以保證實驗進行時藥品制劑的用量精準,使實驗減少誤差且保持在安全的范圍之內。
3.2污染物處理的低碳化?;瘜W實驗的過程通常是使用兩種或兩種以上物質在一系列的條件下反應后生成其他物質的過程。這就決定了實驗后將有新物質產生,實用的物質、新生成的物質,有的具有危害性或潛在危害性的污染物。這些污染物需要被妥當善后,否則,輕則有損于器具、場所,重則有損于人的健康、環境的質量。舉例來說:實驗后的重金屬超標的廢液處理,先要利用堿類物質形成沉積,進而過濾掉固體渣滓,并進行掩埋;一般鹽性溶液會不做特殊處理而排放,但是包含有害物質的要經過二次處理,待轉化成普通溶液才可排放;酸性廢棄溶液可利用酸堿中和的原理,選取石灰類、鈉類進行二次處理后排放,并注意控制其排放的酸堿度,而堿性溶液同理。
3.3化學教學中的低碳化。處理污染的最根本方法就是不污染。但是化學實驗要達到的實驗效果不不污染的實驗很難存在,我們能做的是盡量從量上做減法。同樣的實驗,可以由不同的實驗材料完成,一些重污染的材料,應該用污染相對較小的材料進行合理化的替換。而在教學實際中,教師也可以變通一下實驗思維,巧妙變換實驗策略。在條件允許的情況下,學校的實驗室也可盡量引進高性能設備,這能夠使實驗效果事半功倍,也是從側面實現了節約資源、減少污染的目的。一方面,低碳化要從小處做起。許多實驗配置較以往有了改進。針對微型實驗,實驗室可盡量采用與之相匹配的微型裝置來實現實驗效果。微型裝置使用的藥品量小、規格標準,但不影響實驗操作及結果的獲得。這樣實驗經費可得到更大的保證,以往很多實驗因成本局限不能做的,現在可得以實現。從學生角度來說,則是獲得了更多的實驗和認知機會,同時也根植下了低碳的意識。從環境角度來說,則是使污染變得更可控,排放少了,環境好了。從實驗室的角度來說,則是縮減了成本、節約了資源、降低了安全隱患。另一方面,低碳化要從大處做起。教師可選擇設計涉及多個知識點的擴大范圍的實驗,而不再單一就某一個知識點來實驗。這樣做的好處是集中利用實驗資源,實現資源的價值最大化。同時,這也是對階段性化學教學的總結性措施,正好考核了學生對各知識點的理解,綜合知識的運用及掌握情況。
3.4實驗室管理的低碳化。實驗室是實驗重地,其日常運行必須有序而高效,其環境必須整潔而開闊。實驗室是學生做實驗的空間載體,其管理的低碳化應體現在方方面面的細節中,讓學生在潛移默化中受到實驗室環境的影響,自然萌生環保和進行低碳化實驗操作的意識?;瘜W之于人類的生活有著巨大的意義,同時也是一把雙刃劍,因為化學實驗本身可能是會產出污染物的過程。因此,實驗室的低碳管理,要注重對學生良好實驗品行的引導,讓他們通過小而微的行為去踐行“低碳”行為,成為環保的一員。
4結語
低碳生活、低碳工作、低碳實驗等,都是時代的大勢所趨,也是人類為了更長久、持續的發展而對大自然做出的回應。因此,在低碳理念滲透越來越廣泛的情況下,化學實驗室的建設、管理應對“低碳”理念特別關注。而踐行該理念,則需要各高校在實驗室建設、污染物處理、化學教學、實驗室管理等方面做好細節處的意識滲透。這些工作不是單一依靠教師、管理員等某一個或幾個人能夠做到的,而需要相關各部門達成操作上默契,在有機配合下實現。此外,對實驗室的低碳化建設、管理,我們不能固步自封,而應該以開放的思路,廣學習、多借鑒,多在他人的建設及管理經驗中探尋路徑,并懂得結合自身學校發展的特點,做出適合自身發展的方案。
作者:劉品禎 單位:黔南民族師范學院