低碳經(jīng)濟(jì)下化學(xué)實驗室建設(shè)研究
時間:2022-01-25 10:45:28
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1低碳經(jīng)濟(jì)與化學(xué)實驗室建設(shè)的關(guān)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(jīng)濟(jì)的要義。它要求以越發(fā)少的資源來取得越發(fā)多的效益,同時做到最小限度的環(huán)境污染和破壞。低碳經(jīng)濟(jì)是在全球能源總量下降、氣候逐漸變暖、社會經(jīng)濟(jì)形態(tài)變革等大環(huán)境下產(chǎn)生的,是對種種危急未來人類可持續(xù)發(fā)展問題的解決策略,可以說是應(yīng)運而生的。高校的化學(xué)實驗室都是為教學(xué)活動的順利開展而準(zhǔn)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(xué)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(huán)境污染、資源浪費。所以,化學(xué)實驗室需要更科學(xué)的建設(shè)與管理,這就和“低碳”理念不謀而合。作為一個教學(xué)的必備場所,化學(xué)實驗室既能做實驗、搞科研,還肩負(fù)教育責(zé)任,其建設(shè)、管理上的低碳化、環(huán)保化會潛移默化地影響著學(xué)生的行為與意識??梢哉f,在“低碳”趨勢下,化學(xué)實驗室朝著更環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的方向建設(shè)和管理是必然選擇,也是順應(yīng)時代的發(fā)展,順勢而為的表現(xiàn),契合可持續(xù)發(fā)展的要求。
2低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的化學(xué)實驗室建設(shè)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(huán)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(xué)實驗室踐行低碳化,是將生活中的“低碳”延伸到實驗教學(xué)中,并在其中升華。而已普及開的低碳意識就是其建設(shè)的意識準(zhǔn)備與思想基礎(chǔ)。2.2低碳材料的選擇與供應(yīng)。如今,盡管人均資源變少,科技的發(fā)展使用在化學(xué)實驗中的教學(xué)材料配備日益豐富。在做實驗時,想要達(dá)成一個反應(yīng)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(chǎn)生污染少的,相對綠色、環(huán)保的材料。如,在有關(guān)氧氣(O2)的化學(xué)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(yīng)該被選擇;在使用試管進(jìn)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(xué)的實現(xiàn)無論哪個科目,教師在低碳理念的引導(dǎo)下,已然能夠在教學(xué)的點滴中滲透低碳意識、環(huán)保意識,讓學(xué)生意識到節(jié)約資源應(yīng)該從自我做起,如提倡節(jié)約學(xué)習(xí)材料,選用多媒體教學(xué)技術(shù)模擬實驗,對教學(xué)環(huán)節(jié)化繁為簡等。而化學(xué)實驗室的低碳建設(shè)、管理應(yīng)該屬于低碳教學(xué)的一部分,踐行起來更具體,并且可行性強。
3低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的化學(xué)實驗室建設(shè)和管理的策略
3.1實驗室建設(shè)的低碳化。(1)安全存儲?;瘜W(xué)實驗室存放最多的就是化學(xué)藥品。這些藥品是實驗室的一部分,因而也是實驗室建設(shè)中必須重點關(guān)注的問題。藥品是供應(yīng)實驗需求的材料,應(yīng)該被科學(xué)的分類保管,進(jìn)而確保藥品存儲的安全??茖W(xué)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(xué)實驗的藥品雖然是教具,但是其化學(xué)反應(yīng)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(fā)、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(qū)別,如密封使用油、水,還是蠟;存儲地點選擇通風(fēng)好的,還是遮光性強的等。(2)科學(xué)取配。實驗室對藥品的取、配通常都有具體規(guī)定,即便沒有規(guī)定,也應(yīng)在達(dá)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(jìn)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(jīng)發(fā)生了性質(zhì)的變化,再進(jìn)入原來的瓶中,就可能導(dǎo)致整個瓶中藥品的變質(zhì),進(jìn)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(xué)藥品的配用則應(yīng)做到科學(xué)計量。任何化學(xué)實驗都需要前期的準(zhǔn)備,不可能拿來即做。準(zhǔn)備階段下,無論是出于教學(xué),還是科研需要,制劑的配比都是有要求、有計劃的,那么向?qū)嶒炇夜芾韱T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(jìn)行時藥品制劑的用量精準(zhǔn),使實驗減少誤差且保持在安全的范圍之內(nèi)。3.2污染物處理的低碳化。化學(xué)實驗的過程通常是使用兩種或兩種以上物質(zhì)在一系列的條件下反應(yīng)后生成其他物質(zhì)的過程。這就決定了實驗后將有新物質(zhì)產(chǎn)生,實用的物質(zhì)、新生成的物質(zhì),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(dāng)善后,否則,輕則有損于器具、場所,重則有損于人的健康、環(huán)境的質(zhì)量。舉例來說:實驗后的重金屬超標(biāo)的廢液處理,先要利用堿類物質(zhì)形成沉積,進(jìn)而過濾掉固體渣滓,并進(jìn)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(zhì)的要經(jīng)過二次處理,待轉(zhuǎn)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(jìn)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(xué)教學(xué)中的低碳化。處理污染的最根本方法就是不污染。但是化學(xué)實驗要達(dá)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(yīng)該用污染相對較小的材料進(jìn)行合理化的替換。而在教學(xué)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(xué)校的實驗室也可盡量引進(jìn)高性能設(shè)備,這能夠使實驗效果事半功倍,也是從側(cè)面實現(xiàn)了節(jié)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(jìn)。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(xiàn)實驗效果。微型裝置使用的藥品量小、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),但不影響實驗操作及結(jié)果的獲得。這樣實驗經(jīng)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(xiàn)在可得以實現(xiàn)。從學(xué)生角度來說,則是獲得了更多的實驗和認(rèn)知機(jī)會,同時也根植下了低碳的意識。從環(huán)境角度來說,則是使污染變得更可控,排放少了,環(huán)境好了。從實驗室的角度來說,則是縮減了成本、節(jié)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(shè)計涉及多個知識點的擴(kuò)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(xiàn)資源的價值最大化。同時,這也是對階段性化學(xué)教學(xué)的總結(jié)性措施,正好考核了學(xué)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(huán)境必須整潔而開闊。實驗室是學(xué)生做實驗的空間載體,其管理的低碳化應(yīng)體現(xiàn)在方方面面的細(xì)節(jié)中,讓學(xué)生在潛移默化中受到實驗室環(huán)境的影響,自然萌生環(huán)保和進(jìn)行低碳化實驗操作的意識?;瘜W(xué)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(xué)實驗本身可能是會產(chǎn)出污染物的過程。因此,實驗室的低碳管理,要注重對學(xué)生良好實驗品行的引導(dǎo),讓他們通過小而微的行為去踐行“低碳”行為,成為環(huán)保的一員。
4結(jié)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(xù)的發(fā)展而對大自然做出的回應(yīng)。因此,在低碳理念滲透越來越廣泛的情況下,化學(xué)實驗室的建設(shè)、管理應(yīng)對“低碳”理念特別關(guān)注。而踐行該理念,則需要各高校在實驗室建設(shè)、污染物處理、化學(xué)教學(xué)、實驗室管理等方面做好細(xì)節(jié)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(guān)各部門達(dá)成操作上默契,在有機(jī)配合下實現(xiàn)。此外,對實驗室的低碳化建設(shè)、管理,我們不能固步自封,而應(yīng)該以開放的思路,廣學(xué)習(xí)、多借鑒,多在他人的建設(shè)及管理經(jīng)驗中探尋路徑,并懂得結(jié)合自身學(xué)校發(fā)展的特點,做出適合自身發(fā)展的方案。
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作者:劉品禎 單位:黔南民族師范學(xué)院