高校本科教学实验室的绿色化建设
许仁鑫 王丹 石先阳 李元娜 范佳民
[摘 要]加强绿色化教育，推行绿色化改革，提倡绿色化实验已成为高校实验教学中不可缺少的一部分。安徽大学国家级生态与环境实验教学示范中心以“绿色化建设”为主题，建立有效的规章制度，整体规划实验室布局，长期不懈地努力，通过不断提高硬件设施水平以及最大限度的减少实验所带来的污染等措施，培养师生“绿色”思想，将“绿色化”深入实验室建设的各个环节，从而创建“绿色实验室”。
[关键词]绿色化；实验室；环境；建设
[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0022-03
能源短缺，生态环境受到破坏，如何有效的治理环境污染，保护生态环境，成为亟待解决的主要问题。[1][2]2015年5月，中共中央、国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》，首次明确将“绿色化”纳入我国现代化推进的战略之中，并将其作为现代化建设的重要目标。环保部在《关于加快推动生活方式绿色化的实施意见》中，要求大力宣传人与自然和谐发展，切实增强全民节约意识、环境意识、生态意识，牢固树立生态文明理念。
“绿色化”实验室建设，旨在运用“绿色化”思想，从管理和实验技术方法改进等方面减少或消除实验室污染。实验室是学生学习经典理论、掌握实验技巧的基本场所，同时也是提高其自身素质，培养其创新意识的科研平台[3]，但经研究发现，在传统的实验室管理体系下，绝大部分高校长期处于“实验—污染—再实验—再污染”的恶性循环之中。[4]实验室污染常呈现出污染物种类多，组分复杂；污染总量小，但浓度较大等特点，给实验室污染的处理带来很大难度，且我国缺乏行之有效的污染防治措施及健全的污染防治法规制度，致使实验室成为环境污染的重要因素。[5]并且，学生长期在这种实验室管理体系之下学习，势必会养成不良的科研习惯，形成“实验便会污染”的错误观点。本科阶段是大学生世界观、人生观形成的重要时期，作为未来国家的中流砥柱，大学生的思想和观念将直接影响着国家的前途和命运。因此，为了满足实验室“科学化、绿色化”的基本需要，在未来的实验教学及管理中，加强绿色化教育，推行绿色化改革，提倡绿色化实验迫在眉睫。
安徽大学国家级生态与环境实验教学示范中心（以下简称“中心”）是以培养“安徽生态强省建设和环境保护亟须的高素质复合型创新人才”为目标，以先进教学及管理理念为指导，结合实际情况，实行绿色化管理的实验中心。在“中心”领导、实验教师、实验技术人员以及在校大学生的共同努力之下，目前“中心”绿色化建设已取得显著成效。本文对现阶段工作进行总结，以期为进一步完善实验教学绿色化建设提供依据。
一、配备绿色装置，规划整体布局
“中心”现承担着环境科学与工程、生态学、地理信息科学、地质学、测绘工程五个一级学科的实验项目，各学科虽实验侧重点不同，但学科之间也有交叉部分。为了最大限度的避免重复引进、重复建设，减少各类仪器设备的损耗和浪费等问题，“中心”人员集思广益，对实验室的整体布局进行了合理规划，并对实验室实行了综合管理。按照各类实验室的功能和特点划分为实验准备室、显微镜室、环境类测试实验室、生态类实验室、工程实验室等实验教学平台，供各学科人员共同使用。
二、建立绿色标准，健全管理机制
（一）教学实验室绿色化规章制度的建立
任何团体，都需要有一个严格、高效的管理制度。“中心”对实验室管理、实验教学、实验人员职责、助管工作等各方面均设立完善的规章制度，该制度与绿色化标准严格对应，确保实验室的绿色化建设有章可循。
（二）教学实验药品的绿色化管理
教学实验药品一体化管理是预防污染、构建绿色实验室的主要任务之一。[6]“中心”药品实行一体化管理，各专业实验技术人员将实验所需药品报至实验中心，由“中心”进行统计、购买、调度，避免重复购买，造成资源浪费。实验中心配有专人管理药品库房。管理人员将各类药品的名称、出产厂家、数量、规格、放置位置等详细信息登记入册，并按照药品属性进行分类、有序放置。领取药品时均需注明申请理由并由“中心”主任审批，审批登记后，由库房管理员对药品进行分发，使用完毕必须及时送还，并由管理员将药品复位。此项举措使药品真正的移出教室、办公室，最大程度地保证了师生的健康和安全。
（三）一般小型教学仪器的绿色化管理
常规仪器统一管理、定点存放，实行仪器管理专人负责制，定期维护，并配有工作日志，使仪器设备管理规范化、科学化。此外，“中心”大力提高管理人员的维修技能，使一些简单的仪器故障得到迅速解决；对于难度较大的损坏维修，“中心”要求及时报备，以最低程度减少仪器损坏，提高仪器使用效率。
（四）大型仪器设备的绿色化管理
随着国家对实验教学的日趋重视及大力辅助，各高校的实验教学条件有了显著提高。[1]传统的实验室分析操作具有试剂用量大、污染严重、耗时耗力等弊端，不利于“中心”绿色化发展的持续推进。各类大型仪器设备在科研领域中应用较多，备受青睐，具有其独特的优势，但本科生直接接触和操作先进仪器的机会很少。“中心”引进离子色谱仪、原子吸收分光光度计、石墨炉、总有机碳测定仪等大型仪器设备应用于本科生的日常教学工作之中。如“中心”过去对废水中铬的测定采用的是可见分光光度法，操作繁琐，污染较大。当引入原子吸收分光光度计进行測量时，仅需要简短的预处理即可上机测试，不仅节省了时间，减少了试剂的消耗，更是从源头上遏制了实验室的污染。“中心”引进的大型仪器设备不仅开拓了本科生的视野，提高了学生综合素质，更是培养了学生规范的科研理念，是“中心”绿色化建设的可靠“武器”。
“中心”对大型仪器实行平台共享、预约实验制度。此项举措大大增加了大型仪器的使用效率，削减了重复购置仪器的费用，且极大的节省了仪器维护所需的人力与物力，促进了绿色化管理的进一步完善。
三、改革实验内容，减少环境污染
（一）精心选择实验内容，切实保证师生健康
“中心”对实验教学的内容进行遴选时，尽量删除毒性大、污染严重的实验，选择零污染或污染较小的实验。如提取叶绿素a的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、N-N二甲基酰胺和混合溶剂等，但甲醇、N-N二甲基酰胺以及丙酮与乙醇相比，毒性较大，对周围环境危害严重；相比而言，热乙醇法提取效率高，对学生的基本技能也能有相应的训练，故用热乙醇法代替其他几种萃取剂来对水体浮游植物叶绿素a含量进行测定。实验教师授课时要明确指出各种试剂的毒性以及不同方法测定的差异性，让学生不仅在整体上掌握实验，并且对“绿色化”有了更深层次的理解。
（二）设计系列实验，减少污染物的产生
绿色实验的理念不是被动地治理污染，而是主动地减少甚至消除实验室的污染。[7]“中心”管理人员从整体上将实验项目所用材料进行汇总、整合，力求做到“废物利用”。例如废水中“化学需氧量的测定”这一实验项目中重铬酸钾试剂的使用，导致实验废水中有大量的Cr离子存在，对生物体有极大的毒害作用。“中心”将此废液统一存放，简单处理后使其成为“水中Cr的形态分析”、“污染物质对藻类的毒性效应”以及“重金属在土壤-植物体系中的迁移转化” 等实验项目的原料，减少了Cr的使用量，极大程度地减轻了环境污染。又如“土壤对碱性染料的吸附”实验项目中，实验技术人员将实验中剩余的染料以及用少量自来水清洗残留染料瓶的废液集中存放，并运用于“废水色度的测定”中，既节省了实验原料，又减少了染料对环境中的污染。将前一实验项目所产生废物直接或间接转变成后续实验的原料，从源头上减少了实验废物的产生，是“中心”实行“绿色化”的有效尝试。
（三）引入仿真系统，保障“绿色化”实施
网络实景仿真实验系统（简称仿真系统）作为实验教学的一种手段已慢慢进入人们的视野，它将文字、图像、声音、视频以及动画等信息集于一体，既真实生动的展现了实验的过程[8]，又实现了试剂和仪器装置的零投入、零排放，是真正意义上的绿色实验。“中心”引入仿真实验，一方面代替那些毒性大，危险性高的实验项目；另一方面，仿真实验作为学生实验预习的参考资料，强化了学生对于基础知识的掌握，减少了错误操作所引发的危险以及重复实验所造成的试剂损耗。“虚实结合”的教学方法是“中心”实现绿色实验室的必要手段。
四、弘扬绿色理念，维护实验环境
（一）切实提高实验教师及实验技术人员自身素质
实验教师与实验技术人员是实验的策划者，也是学生实验的指导者，教师自身的绿色意识显得尤为重要。“中心”依托于资源与环境工程学院，学院教师对于环境保护均有较高层次的认识。“中心”实验人员大多来自环境、生态、化学等专业，其自身均有一定的专业知识与素养，有效地促进了绿色化实验室的建立和完善。
（二）着重培养学生绿色环保理念
长期以来，在高校实验教学过程中，由于要保证教学任务的顺利完成，教师在准备实验时往往配制过多的试剂药品；实验中，教师多重视培养学生的观察能力、动手能力、创新能力等，实验内容及方法主要侧重于知识的传授及实验技能的培养，对于药品的使用情况极少关注，因此学生往往不会注意到试剂、药品的大量浪费以及由其产生的环境污染。大学时期学生具有很强的可塑性，教师的言行会对学生造成深刻的影响，因此教师应该站在“可持续发展”这一战略高度，以强烈的历史责任感，规范自己的一言一行，积极主动地参加国家绿色实验室的创建工作，并把此项工作当作自己的人生和事业追求。[9]教师在实验课上讲授原理的同时，还要讲清药品的性能、危害和使用时的注意事项，以及随便排放后可能对环境造成的危害，培养学生良好的实验习惯及绿色环保意识，这是保证实现绿色实验室的重要环节。
教师除了指导学生进行实验操作之外，还需监督学生妥善安置实验剩余的药品试剂，清理实验场地，保证后续实验的顺利进行，培养学生“有始有终，绿色实验”的科研态度。
五、结语
“中心”以“绿色化”理念为指导，通过加强实验室功能分区，落实和强化“绿色”管理措施，合理调整实验内容以及引领学生发挥专业优势等一系列措施，不仅在环境上推进“绿色化”建设的进程，更是将绿色理念深入人心。目前，“中心”的“绿色化”建设取得了长足进步。尽管目前我们取得了一些成绩，但我们深知绿色化建设道路依旧漫长，我们仍需不断探索、不断前行，以取得更大的成就，从而为全院乃至全校师生服务，为建设生态文明，和谐校园做出更多贡献。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 石慧芳.创建绿色实验室 还师生健康的学习环境[J].中国现代教育装备，2010（12）：67-68.
[2] 李铭慧，高兴军，毛燕，等.浅谈高校绿色实验室构建[J]. 实验室科学，2013（2）：197-199.
[3] 赵天琦，陈晓东，孟繁雨.精细化工专业实验的绿色化建设和教学改革探索[J].实验室研究与探索，2014（5）：144-147.
[4] 刘雪萍，张进军.地方高校实验室建设的改革与实践[J]. 山西师大学报（社会科学版），2015（5）：143-145.
[5] 宋智.高校基础实验室的排污现状及其防治对策[J].实验术与管理，2009（6）：1-2.
[6] 丁永兰，彭圣明.高校化学实验室绿色化管理[J].高校实验室工作研究，2011（3）：55-56.
[7] 王杰，蔣心惠.在普通化学与分析化学实验教学中渗透绿色教育理念的思考[J].时代教育，2008（2）：95-96.
[8] 张莉，刘兴荣，连素琴，等.网络实景仿真实验在改善本科实验教学效果中的作用[J].高校实验室工作研究，2013（2）：55-57.
[9] 杨秀平，高爱琴，韩丽.创建绿色林化实验室[J].中国现代教育装备，2007（10）：140-141.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]加强绿色化教育，推行绿色化改革，提倡绿色化实验已成为高校实验教学中不可缺少的一部分。安徽大学国家级生态与环境实验教学示范中心以“绿色化建设”为主题，建立有效的规章制度，整体规划实验室布局，长期不懈地努力，通过不断提高硬件设施水平以及最大限度的减少实验所带来的污染等措施，培养师生“绿色”思想，将“绿色化”深入实验室建设的各个环节，从而创建“绿色实验室”。
[关键词]绿色化；实验室；环境；建设
[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0022-03
能源短缺，生态环境受到破坏，如何有效的治理环境污染，保护生态环境，成为亟待解决的主要问题。[1][2]2015年5月，中共中央、国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》，首次明确将“绿色化”纳入我国现代化推进的战略之中，并将其作为现代化建设的重要目标。环保部在《关于加快推动生活方式绿色化的实施意见》中，要求大力宣传人与自然和谐发展，切实增强全民节约意识、环境意识、生态意识，牢固树立生态文明理念。
“绿色化”实验室建设，旨在运用“绿色化”思想，从管理和实验技术方法改进等方面减少或消除实验室污染。实验室是学生学习经典理论、掌握实验技巧的基本场所，同时也是提高其自身素质，培养其创新意识的科研平台[3]，但经研究发现，在传统的实验室管理体系下，绝大部分高校长期处于“实验—污染—再实验—再污染”的恶性循环之中。[4]实验室污染常呈现出污染物种类多，组分复杂；污染总量小，但浓度较大等特点，给实验室污染的处理带来很大难度，且我国缺乏行之有效的污染防治措施及健全的污染防治法规制度，致使实验室成为环境污染的重要因素。[5]并且，学生长期在这种实验室管理体系之下学习，势必会养成不良的科研习惯，形成“实验便会污染”的错误观点。本科阶段是大学生世界观、人生观形成的重要时期，作为未来国家的中流砥柱，大学生的思想和观念将直接影响着国家的前途和命运。因此，为了满足实验室“科学化、绿色化”的基本需要，在未来的实验教学及管理中，加强绿色化教育，推行绿色化改革，提倡绿色化实验迫在眉睫。
安徽大学国家级生态与环境实验教学示范中心（以下简称“中心”）是以培养“安徽生态强省建设和环境保护亟须的高素质复合型创新人才”为目标，以先进教学及管理理念为指导，结合实际情况，实行绿色化管理的实验中心。在“中心”领导、实验教师、实验技术人员以及在校大学生的共同努力之下，目前“中心”绿色化建设已取得显著成效。本文对现阶段工作进行总结，以期为进一步完善实验教学绿色化建设提供依据。
一、配备绿色装置，规划整体布局
“中心”现承担着环境科学与工程、生态学、地理信息科学、地质学、测绘工程五个一级学科的实验项目，各学科虽实验侧重点不同，但学科之间也有交叉部分。为了最大限度的避免重复引进、重复建设，减少各类仪器设备的损耗和浪费等问题，“中心”人员集思广益，对实验室的整体布局进行了合理规划，并对实验室实行了综合管理。按照各类实验室的功能和特点划分为实验准备室、显微镜室、环境类测试实验室、生态类实验室、工程实验室等实验教学平台，供各学科人员共同使用。
二、建立绿色标准，健全管理机制
（一）教学实验室绿色化规章制度的建立
任何团体，都需要有一个严格、高效的管理制度。“中心”对实验室管理、实验教学、实验人员职责、助管工作等各方面均设立完善的规章制度，该制度与绿色化标准严格对应，确保实验室的绿色化建设有章可循。
（二）教学实验药品的绿色化管理
教学实验药品一体化管理是预防污染、构建绿色实验室的主要任务之一。[6]“中心”药品实行一体化管理，各专业实验技术人员将实验所需药品报至实验中心，由“中心”进行统计、购买、调度，避免重复购买，造成资源浪费。实验中心配有专人管理药品库房。管理人员将各类药品的名称、出产厂家、数量、规格、放置位置等详细信息登记入册，并按照药品属性进行分类、有序放置。领取药品时均需注明申请理由并由“中心”主任审批，审批登记后，由库房管理员对药品进行分发，使用完毕必须及时送还，并由管理员将药品复位。此项举措使药品真正的移出教室、办公室，最大程度地保证了师生的健康和安全。
（三）一般小型教学仪器的绿色化管理
常规仪器统一管理、定点存放，实行仪器管理专人负责制，定期维护，并配有工作日志，使仪器设备管理规范化、科学化。此外，“中心”大力提高管理人员的维修技能，使一些简单的仪器故障得到迅速解决；对于难度较大的损坏维修，“中心”要求及时报备，以最低程度减少仪器损坏，提高仪器使用效率。
（四）大型仪器设备的绿色化管理
随着国家对实验教学的日趋重视及大力辅助，各高校的实验教学条件有了显著提高。[1]传统的实验室分析操作具有试剂用量大、污染严重、耗时耗力等弊端，不利于“中心”绿色化发展的持续推进。各类大型仪器设备在科研领域中应用较多，备受青睐，具有其独特的优势，但本科生直接接触和操作先进仪器的机会很少。“中心”引进离子色谱仪、原子吸收分光光度计、石墨炉、总有机碳测定仪等大型仪器设备应用于本科生的日常教学工作之中。如“中心”过去对废水中铬的测定采用的是可见分光光度法，操作繁琐，污染较大。当引入原子吸收分光光度计进行測量时，仅需要简短的预处理即可上机测试，不仅节省了时间，减少了试剂的消耗，更是从源头上遏制了实验室的污染。“中心”引进的大型仪器设备不仅开拓了本科生的视野，提高了学生综合素质，更是培养了学生规范的科研理念，是“中心”绿色化建设的可靠“武器”。
“中心”对大型仪器实行平台共享、预约实验制度。此项举措大大增加了大型仪器的使用效率，削减了重复购置仪器的费用，且极大的节省了仪器维护所需的人力与物力，促进了绿色化管理的进一步完善。
三、改革实验内容，减少环境污染
（一）精心选择实验内容，切实保证师生健康
“中心”对实验教学的内容进行遴选时，尽量删除毒性大、污染严重的实验，选择零污染或污染较小的实验。如提取叶绿素a的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、N-N二甲基酰胺和混合溶剂等，但甲醇、N-N二甲基酰胺以及丙酮与乙醇相比，毒性较大，对周围环境危害严重；相比而言，热乙醇法提取效率高，对学生的基本技能也能有相应的训练，故用热乙醇法代替其他几种萃取剂来对水体浮游植物叶绿素a含量进行测定。实验教师授课时要明确指出各种试剂的毒性以及不同方法测定的差异性，让学生不仅在整体上掌握实验，并且对“绿色化”有了更深层次的理解。
（二）设计系列实验，减少污染物的产生
绿色实验的理念不是被动地治理污染，而是主动地减少甚至消除实验室的污染。[7]“中心”管理人员从整体上将实验项目所用材料进行汇总、整合，力求做到“废物利用”。例如废水中“化学需氧量的测定”这一实验项目中重铬酸钾试剂的使用，导致实验废水中有大量的Cr离子存在，对生物体有极大的毒害作用。“中心”将此废液统一存放，简单处理后使其成为“水中Cr的形态分析”、“污染物质对藻类的毒性效应”以及“重金属在土壤-植物体系中的迁移转化” 等实验项目的原料，减少了Cr的使用量，极大程度地减轻了环境污染。又如“土壤对碱性染料的吸附”实验项目中，实验技术人员将实验中剩余的染料以及用少量自来水清洗残留染料瓶的废液集中存放，并运用于“废水色度的测定”中，既节省了实验原料，又减少了染料对环境中的污染。将前一实验项目所产生废物直接或间接转变成后续实验的原料，从源头上减少了实验废物的产生，是“中心”实行“绿色化”的有效尝试。
（三）引入仿真系统，保障“绿色化”实施
网络实景仿真实验系统（简称仿真系统）作为实验教学的一种手段已慢慢进入人们的视野，它将文字、图像、声音、视频以及动画等信息集于一体，既真实生动的展现了实验的过程[8]，又实现了试剂和仪器装置的零投入、零排放，是真正意义上的绿色实验。“中心”引入仿真实验，一方面代替那些毒性大，危险性高的实验项目；另一方面，仿真实验作为学生实验预习的参考资料，强化了学生对于基础知识的掌握，减少了错误操作所引发的危险以及重复实验所造成的试剂损耗。“虚实结合”的教学方法是“中心”实现绿色实验室的必要手段。
四、弘扬绿色理念，维护实验环境
（一）切实提高实验教师及实验技术人员自身素质
实验教师与实验技术人员是实验的策划者，也是学生实验的指导者，教师自身的绿色意识显得尤为重要。“中心”依托于资源与环境工程学院，学院教师对于环境保护均有较高层次的认识。“中心”实验人员大多来自环境、生态、化学等专业，其自身均有一定的专业知识与素养，有效地促进了绿色化实验室的建立和完善。
（二）着重培养学生绿色环保理念
长期以来，在高校实验教学过程中，由于要保证教学任务的顺利完成，教师在准备实验时往往配制过多的试剂药品；实验中，教师多重视培养学生的观察能力、动手能力、创新能力等，实验内容及方法主要侧重于知识的传授及实验技能的培养，对于药品的使用情况极少关注，因此学生往往不会注意到试剂、药品的大量浪费以及由其产生的环境污染。大学时期学生具有很强的可塑性，教师的言行会对学生造成深刻的影响，因此教师应该站在“可持续发展”这一战略高度，以强烈的历史责任感，规范自己的一言一行，积极主动地参加国家绿色实验室的创建工作，并把此项工作当作自己的人生和事业追求。[9]教师在实验课上讲授原理的同时，还要讲清药品的性能、危害和使用时的注意事项，以及随便排放后可能对环境造成的危害，培养学生良好的实验习惯及绿色环保意识，这是保证实现绿色实验室的重要环节。
教师除了指导学生进行实验操作之外，还需监督学生妥善安置实验剩余的药品试剂，清理实验场地，保证后续实验的顺利进行，培养学生“有始有终，绿色实验”的科研态度。
五、结语
“中心”以“绿色化”理念为指导，通过加强实验室功能分区，落实和强化“绿色”管理措施，合理调整实验内容以及引领学生发挥专业优势等一系列措施，不仅在环境上推进“绿色化”建设的进程，更是将绿色理念深入人心。目前，“中心”的“绿色化”建设取得了长足进步。尽管目前我们取得了一些成绩，但我们深知绿色化建设道路依旧漫长，我们仍需不断探索、不断前行，以取得更大的成就，从而为全院乃至全校师生服务，为建设生态文明，和谐校园做出更多贡献。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 石慧芳.创建绿色实验室 还师生健康的学习环境[J].中国现代教育装备，2010（12）：67-68.
[2] 李铭慧，高兴军，毛燕，等.浅谈高校绿色实验室构建[J]. 实验室科学，2013（2）：197-199.
[3] 赵天琦，陈晓东，孟繁雨.精细化工专业实验的绿色化建设和教学改革探索[J].实验室研究与探索，2014（5）：144-147.
[4] 刘雪萍，张进军.地方高校实验室建设的改革与实践[J]. 山西师大学报（社会科学版），2015（5）：143-145.
[5] 宋智.高校基础实验室的排污现状及其防治对策[J].实验术与管理，2009（6）：1-2.
[6] 丁永兰，彭圣明.高校化学实验室绿色化管理[J].高校实验室工作研究，2011（3）：55-56.
[7] 王杰，蔣心惠.在普通化学与分析化学实验教学中渗透绿色教育理念的思考[J].时代教育，2008（2）：95-96.
[8] 张莉，刘兴荣，连素琴，等.网络实景仿真实验在改善本科实验教学效果中的作用[J].高校实验室工作研究，2013（2）：55-57.
[9] 杨秀平，高爱琴，韩丽.创建绿色林化实验室[J].中国现代教育装备，2007（10）：140-141.
[责任编辑：钟 岚]
