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只有健全而完备的制度才能保证实验的顺利进行。随着工作的深入我完备了一套切实可行的规章制度,实验室的规章制度主要有:①实验教师工作职责;②实验用品请购制度;③仪器出借制度;④仪器损坏赔偿制度;⑤报损制度;⑥实验教学管理制度;⑦实验准备,记录和仪器维修制度;⑧安全防护制度和学生实验守则等八项。同时在工作中还要做到及时与课任老师相互沟通,取得任课教师的理解和支持。
二、做好管理工作
(一)仪器的存放和管理
1.仪器的存放
化学实验中所有的仪器大部分是玻璃仪器,数量较大,规格也较多,应根据规格、类别分开存放,备用仪器和常用仪器分开存放。同类仪器根据容积和大小,分格存放,外径与长度不等的应分橱分格存放,同时应对橱进行编号,以便取用和清点、核查,玻璃仪器要清洗干净后存放,滴定管、分液漏斗、容量瓶上使用的磨砂玻塞不能任意组合,存放时应该用橡皮筋和仪器缚在一起,塞上瓶口时必须垫上纸片;瓷制仪器可按加热和不加热分类存放;金属仪器如铁夹、铁架台、坩埚钳、滴定管夹等因容易生锈,用后必须擦干净,放在通风处。
2.仪器的洗涤
化学实验经常使用各种玻璃仪器,仪器的洗涤是实验工作中的重要环节。洗涤玻璃仪器可以分别采用下列方法进行:①用水洗刷;②用去污粉或合成洗涤剂刷洗;③用专门配制的洗液处理;④用特殊办法。
3.仪器的干燥常用的仪器干燥方法有:①烤干烧杯或蒸发皿可以放在石棉网上用小火烤干、试管可以直接用小火烤干;②晾干洗净的仪器可放置在干燥处自然晾干;③用有机溶剂干燥。
(二)化学药品的存放和管理
1.一般试剂的存放和管理
无机物可按单质、氧化物、酸、碱、盐、指示剂和其他的顺序存放在仪器橱的上窗,其余同类多余试剂,放在同橱的下窗,便于上窗的药品用完后及时添加。从方便、实用的角度考虑,可将存放的顺序作必要的变换。例如,按物质的分类规律和实验室的药品数量,酸和碱要放在上窗的上层和中层,其他类药品放在下层。
2.易变质试剂的存放
化学药品在储存过程中常因保管不当而变质,必须根据药品的不同性质,分别采取相应的措施妥善保存。①密封保存:挥发性物质;易吸湿药品;易风化药品;易氧化药品和易碳酸化药品也都要密封紧盖。②保存在特殊的溶剂中:白磷在空气中能自燃,且有毒,应保存在盛水的塑料瓶中,金属钠则应保存在煤油中。③用棕色瓶盛放和安放在阴凉处:光照和受热易变质的药品,如浓硝酸、硝酸银、氯化汞、双氧水、氯仿和甲醛等,都要用棕色瓶盛装,并存放在阴凉处。
3.常用试剂的配制
化学实验试剂种类多,需要量大,需随时配制及时补充,浓度要适合实验需要。
(三)实验教学的管理
实验室的建设、仪器的配备和管理都是为实验教学服务的,实验教学的管理是落脚点,是重头戏,必须深入细致地抓,抓好抓实,抓出成效来。
1.及时制订好分组实验计划
为提高分组实验计划的可行性,要求教师根据一学期的教学计划认真排出每一实验的周次。分组实验计划最好在开学一周内完成。
2.制订采购计划
根据任课教师的分组实验计划,要制订好一学期的采购计划,根据实验事先购买好必需的实验用品,以保证实验教学任务的顺利完成。
3.实验准备
无论是分组实验还是演示实验,接到任课教师的通知单后,先准备仪器和药品,再进行预演,出现问题及时找原因,并将改进方案及时告诉任课教师。
4.实验管理
(1)分组实验的管理
①将分组实验的药品和配套仪器专橱存放,集中管理;②认真做好分组实验前的准备和实验后的检查工作;③改进实验,提高实验成功率。
(2)演示实验的管理
为提高演示实验的质量可以从以下几个方面对其进行管理:①药品管理,及时配制演示试剂,更改不能用的试剂;②改进实验,提高演示实验的成功率和可见度;③自制教具,增加可见度,努力提高实验教学质量。
(四)实验室的账册管理
1.出入库要有凭据
入库凭据主要是根据学校的仪器和药品入库通知单,自购的仪器和药品以及自制的教具也要有记录,要正确及时填写好仪器报损单,把不慎损坏和无法修复的仪器、自然损耗的仪器填写、审批后报损。
2.账、卡、物要一一对应
化学实验室仪器和药品的核对因玻璃仪器损耗较为频繁,给核对带来了困难。但在管理中我根据实验的需要量,存放比需要量多出10%~20%的仪器,并分别记入仪器明细账中,学期结束根据损耗数,统计损耗仪器,记入化学仪器明细账。
3.用常用仪器和药品存放表方便仪器、药品的寻找和核对
化学药品品种多,存放位置较散,为便于寻找和核对,可制一张药品存放导引图,指出各类药品存放位置,贴在醒目的地方,既便于任课教师寻找药品,又便于自己核对时寻找。
一、实验室管理制度化
实验室管理制度化就是实验室管理工作要有章可循。为此,我根据学校的情况,建立和完善各项实验室管理制度。如实验教师职责,实验室管理人员职责,仪器设备、药品保管与使用制度,仪器维修、损坏赔偿制度,学生实验守则等等。做到了在使用中完善,在完善中执行。一切按制度办事、运行。切实做到了有章可循,有矩可守。
为科学管理,我制订了八种表册,分别是《学生实验通知单》《学生实验记录单》《演示实验通知单》《演示实验记录单》《学生实验进度安排表》《演示实验进度安排表》《药品器皿使用损耗登记表》《仪器损坏赔偿单》。每学期初应配合授课教师制订《学生实验进度安排表》和《演示实验进度安排表》。同时要求教师提前三天将《演示实验通知单》送到实验室,提前一周送《学生实验通知单》。实验完毕教师如实填写《实验记录单》。在实验过程中如有仪器丢失或损坏应及时填写《仪器损坏赔偿单》,特别是对一些危险药品进行了特别的管理。将学生分组实验以作业的形式写出实验报告单,教师批阅后装订成册,为学校评估提供依据。
二、实验仪器管理规范化
实验仪器管理规范化就是形成一套有效的管理模式对实验药品和仪器进行规范管理。实验室的中心工作就是使仪器、设备处于正常的使用状态,实验药品安全可靠,并能满足实验教学的需要,这就要求我们在管理上下工夫。化学实验有其特点,如玻璃仪器种类多,件数多,易损坏;化学药品多,并且大多数有腐蚀性,还有些剧毒药品;而且配套用的东西也很凌杂。如何合理安排才能做到摆放分明、使用方便,我的做法如下:
首先要做到六分开:(1)仪器和药品分库存放;(2)玻璃仪器和模型标本分柜存放;(3)特殊药品专存;(4)特别仪器(分析天平等)单独存放;(5)通用仪器与成套设备分柜存放;(6)原瓶试剂与直接用于实验的分柜存放,直接用于实验的按类存放。
三、实验室管理服务化
实验室管理服务化就是以教学为中心开展活动。实验室工作的最终目的就是为教学工作服务,使化学实验室成为教师和学生施展才能的基地。为达到以上目的,我们抱着一切为师生服务的态度,为教师课堂教学提供帮助。在准备常规的演示实验时,自己先认真做一遍,并对可能出现的问题进行记录,告诉任课教师实验的关键点,以保证实验的成功。另外,对一些新出现的实验,自己先多做几次,掌握要点后和任课教师共同研究,以保证自己对实验的熟练程度及实验的顺利进行。对于学生分组实验,我便和任课教师一起指导,指出学生的不规范操作,以养成良好的习惯,并及时处理学生实验的突发事件,使实验教学能安全、顺利、高效地完成。
四、管理手段信息化
管理手段信息化就是引进现代化的管理手段。随着社会的发展,信息化技术已经渗透到人们生活的方方面面。中学化学实验室也应进入到信息化管理中来。中学化学实验室信息化,就是在传统实验室的基础上,利用先进的计算机技术、网络信息技术、多媒体技术等相关的信息,将实验室中的各种实验资源进行处理,并通过计算机进行开放型管理。
总而言之,化学实验室管理工作是搞好化学实验教学和实施素质教育的重要环节。实验管理工作中的制度化、规范化、服务化、信息化是有机的科学管理体系。我们对中学化学实验室进行科学化的管理,是为提高实验室的利用率,更好地为教学服务,从而为实施素质教育提供了基础保证,也为人才培养打下了坚实的基础。
参考文献:
[1]郑长龙.化学实验教学新视野,2003(6).
1 严格遵循实验室管理制度
严格遵循实验室管理的规章制度是实验工作正常运转的保证。为此学校必须建立和完善各项规章制度:实验室管理制度;实验教师职责;仪器、设备、药品保管、使用制度;仪器维修、损坏赔偿制度;学生实验守则;实验室安全、保卫、环境卫生制度;化学危险品领用制度等。做到在使用中逐步完善,在完善中自觉执行,一切按制度办事,切实做到有章可循,有矩可守。
为科学管理,每学期初我们配合授课教师制定出实验计划,对本学年的实验的实施有一个明确的目的。同时要求教师应在演示实验前三天将《演示实验通知单》送达实验室,学生分组实验前一星期将《学生实验通知单》送到实验室。实验教师据此安排上课的班级,并做好实验准备。实验后实验教师应如实填写《实验记录单》并及时收回所借出的仪器。如有丢失或损坏,应及时填写《仪器报损(赔偿)单》。学生分组实验后让学生填写好记录单,并能从记录中了解学生的实验情况,对于学生实验过程中造成的仪器损坏根据实际情况登记在册,做出适当的赔偿,以养成学生爱惜公共财产的习惯。学年末将任课教师所有的实验通知单和实验记录单装订成册,最后存档。
2 实验室资料管理
2.1常规资料分类存放
把学校关于化学实验教学的相关文件及教务处、教研组有关实验计划、总结等相关文件分类存放,把教师的演示报告单、分组实验通知单、学生实验记录单、仪器药品记录薄、损坏赔偿记录薄等分类人档。仪器药品登记统一入册,使帐目和各项记录规范化,新进的仪器药品及时入帐,损坏消耗的及时记录。每学期末对实验室的仪器药品进行盘查、摸底、记录。做到帐物相符,发现问题及时解决。
2.2实验资料“档案化”存放
将改进的实验方法、实验成功经验收集资料存档,方便教师取用,并给以后的实验教学与研究留下宝贵资料。
3 仪器及药品的管理
中学化学仪器大致可以分三类:精密仪器、玻璃仪器、木制和铁制器材。
3.1精密仪器
精密仪器(如各种天平、电学仪器、电化学仪器等),应单独存放,不能和化学药品存放在一起,要保证室内干燥、清洁、通风。
3.2玻璃仪器
玻璃仪器是化学实验室的主要仪器,种类多、数量大、易碰碎,应按仪器的性能、规格分类存放,然后贴签定位,定位签的编号与账本编号统一。对于一些磨口器皿,如容量瓶、分液漏斗、酸式滴定管、试剂瓶等,用完洗净后要在磨口上涂一薄层凡士林或垫一层纸片,避免因长期不用而粘在一起。有些带活塞的仪器,如滴定管、分液漏斗、容量瓶和启普发生器等,把活塞用橡皮筋与仪器拴在一起,既便于操作,也可防止活塞脱落或配错,以避免不必要的损失和消耗。
3.3铁制仪器
铁制仪器(如铁架台、增朗钳、烧瓶夹、烧杯夹、剪刀、镊子等),用完后要保持干燥,并涂上一层清机油,防止锈蚀。化学药品可按单质、氧化物、酸、碱和盐分类。根据药品性质,酸性物质和碱性物质、氧化剂和还原剂不能混在一起存放;易挥发的药品要用蜡封保存;见光易变质的应避光保存;易燃药品要特殊保管;危险药品要封好瓶口放入专柜,用锁锁好,使用时严格按照规章制度签字存档,并定期检查。放置妥当后贴签定位,定位签编号需与账本上统一。
4 实验课的管理
学生分组实验用的仪器药品至少要保证每位学生(或每组学生)有一套,每次学生分组实验少则用七八种药品试剂,多则十几种,如果堆放在桌面上既不整齐,又给发放和回收带来麻烦。鉴于上述情况,应将学生分组实验所需的各种药品试剂放入塑料水槽中,分发好药品试剂和仪器后,再将塑料水槽摆放到学生的实验桌上。这样做提高了准备实验和回收工作的效率,减轻了劳动强度。而且试剂瓶统一盘装后,实验室显得井然有序、美观规范。另外,每张桌上配备抹布,一个实验室配一个废液桶。当学生不小心洒落试剂、药品粉末,可立即用抹布处理;意外起火时,可用湿抹布灭火。实验废弃物要倒进废物桶,不允许弃置在水槽中。
[关键词] 探究性现代化绿色化开放化化学实验室
化学是一门以实验为基础的自然科学。随着现代教育科学的不断发展,教育内容和手段的不断更新,实验教学成为全面实施素质教育,培养学生实验技能、创新能力、科技素质的一个重要环节。化学实验的主要阵地在实验室。化学实验室的开发和利用是保证新课程顺利实施的基本条件。为使化学实验室更好地适应化学课程改革,为课程改革服务,化学实验室的开发和利用必须提到化学教学日程上来。
一、探究性化学实验室――新《课标》的“召唤”
《新教材》)中的实验内容在呈现形式上,与旧教材不同的是已经没有单独列出的实验课,实验内容是分布在教材中的“活动与探究”、“调查与研究”、“家庭小实验”、等栏目中。《新教材》中实验内容的编排特点要求我们在处理实验内容时既要紧扣新课程标准,更要创新化学实验教学模式。实验将成为学生学习化学知识和进行探究的重要手段。中学生具有较强的创新欲望和创造潜力,他们是未来的创新主体。新课程设计了许多探究性实验,因此学校应建立探究性化学实验室。并向全体学生开放,让学生有动手实验的机会和条件。目前,为学生提供的仍是常规实验仪器,实验室配置也停留在原教材基础上,一般都为原教材的验证性实验而设计,不利于调动学生学习化学的积极性,为此在精心选择配备常规实验室和常规实验仪器的同时,应装备相应的科学探究性实验室和配备科学探究性实验仪器,供学生探究化学知识使用,鼓励学生自主实验、自主探究。装备探究性实验室对学生开展课题研究,激发学生创新思维,培养学生敢于动手、敢于探究的能力等方面具有十分重要的作用。
二、现代化学实验室――化学实验教学的“呼唤”
以多媒体为代表的现代化教学,对实验过程的控制以及将收集的数据进行处理等方面都有其不可比拟的优越性。一方面它可以随时控制实验的进程,使实验效果趋于更加理想和完美,还消除了实验者在化学实验过程中受到臭、腐蚀、有毒等的危害。另一方面使用多媒体可以将实验过程随时定格,将某些在常规实验操作中不易观察或观察不清楚的现象显现给教师和学生,弥补了实际实验操作过程中的一些缺陷;还可以虚拟实验,有助于解决学生学习的难点。尽管多媒体教学有着许多优点,但也存在着不少显而易见的缺点,如缺乏实验的真实感、缺少动手的机会等等。要培养学生的动手能力、合作精神和创新意识,则需要实实在在的实验操作,学生亲手实验、亲身经历是多媒体替代不了的,只有让二者有机的结合,才能发挥出其最大功效。因此装备现代化化学实验室已势在必行,迫在眉睫。
三、绿色化学实验室――化学实验教学的“追求”
绿色化学实验是化学实验教学的目标,也是新课程反复强调的重要课题之一。新教材中的学生实验有意识地渗透了环境保护意识。如“氧气的化学性质”实验中,用瓶底盛有氢氧化钠溶液的集气瓶来吸收有害气体二氧化硫,使学生认识到环境污染是可以用化学方法来治理的。中学化学实验所用的化学药品、实验中产生的有害气体及废弃物对环境所产生的污染虽不及工厂对环境所产生的污染大,但长期以往对环境所造成的危害也是不容忽视的,若学生心中时刻装着“保护环境从我做起”就受到良好的绿色行为的熏陶。这也是新课程花费大量笔墨在环保知识上,同时让学生花费不少时间对环保课题进行研究性学习的原因所在。创建“绿色化学实验室”是化学实验教学的“时尚追求”。
四、开放化学实验室――学生化学实验的“心声”
一、生物化学实验室建设的现状和存在的问题
(一)实验室管理人员整体素质不高.学校人才培养质量的提高,科研创新能力的提升和学校的全面发展都与人才队伍的建设密不可分,因此各高职院校都非常重视人才队伍建设.但是,在人才队伍建设中,学校往往只注重专职任课教师,而忽视了实验室管理人员.生化实验室的仪器设备种类繁多,实验室管理人员往往缺乏热情,不愿花时间和精力去认真研究每台仪器设备的功能,甚至学校新购的精密仪器设备不会操作,造成设备闲置或利用率不高.(二)仪器设备投入不足.随着生命科学研究的深入,生物化学中进展最迅速的是分子生物学部分.目前,本科院校已经将分子生物学从生物化学的教学中分离出来,单独开设一门课程.但是,专科层面的高职院校仍在生物化学课程中向学生介绍分子生物学的内容.生物化学实验对于仪器设备的要求很高,实验设备的发展非常迅速,尤其是分子生物学相关的实验方法和设备更新非常迅速.但是,目前高职院校生物化学实验室仍然采用传统的技术方法,实验设备老旧落后,只有最普通的分光光度计和醋酸纤维素薄膜电泳仪等,缺乏现代生物化学通用的仪器设备,如高速冷冻离心机、凝胶电泳仪、凝胶成像仪和PCR仪等.仪器设备的缺失已经制约生物化学实验教学的开展,影响生物化学课程的正常教学.(三)实验室布局不科学.目前,大部分高职院校的生物化学实验室只有一个教室,所有的生物化学药品、仪器设备都集中放置在一个准备室.但是生物化学涉及的药品广泛,有的有腐蚀性,有的具有毒性;仪器设备种类繁杂,使用条件各有不同.布局的不科学导致实验室的精密仪器易受到化学试剂的腐蚀而缩短使用年限.普遍生物化学实验较为敏感,不合理的布局会增加实验被环境污染的风险,降低实验结果的稳定性和准确性.(四)实验室管理的问题.实验室的规章制度不完善,出了问题找不到责任人.实验室仪器使用登记流于形式,并没有形成使用及时登记的习惯.实验过程中危险品的使用,没有按照要求科学操作,存在安全隐患.生物化学实验会产生一些有毒或有害的废弃物,这些物质没有集中回收、科学处理,存在随意倾倒废液、丢弃实验垃圾的问题.
二、生物化学实验室建设的建议
(一)加强实验室人才队伍建设.实验室管理人员是实验室工作的主要执行者,他们的工作态度和专业技能直接决定了实验室工作的质量.为促使生物化学实验室的高质量运转,实验室管理人员既要保持积极的工作态度和高度的责任心,还要具备扎实的专业技能,熟练掌握职责范围内所有仪器的用途、工作原理和使用方法,并能排除简单的故障.生物化学实验进展较快,仪器设备更新亦较快,这就对实验室管理人员的专业技能提出了更高的要求.学校要经常对实验室管理人员进行有针对性的培训,促使他们不断学习,了解生物化学学科不断发展的实验技术和常用设备.学校在采购完精密仪器后,必须对他们进行培训,务必保证掌握新购仪器的规范的操作流程.(二)加大投入,合理布局.仪器设备是实验开展的必要硬件基础,没有相关设备,无法开展生物化学实验.因此,为促进学校的教科研发展,学校应该增加资金投入,采购实验开展必需的实验仪器,如PCR仪、冷冻高速离心机、电泳仪和凝胶成像仪等.实验室内部的合理布局是加强实验室建设的前提,合理的实验室布局不仅利于实验的顺利运行,还能促进对精密仪器的维护保养.依据实验仪器和具体实验对环境的不同要求,学校可在现有条件下进行内部改造,重新布局,将实验室分隔成不同的区室,如样品准备室、电泳室、PCR室、药品存放室、分光光度室等.(三)加强实验室管理制度的建设.不以规矩,不能成方圆,实验室的安全、有序运行离不开管理制度建设.完善的规章制度是实验室科学化管理的重要前提和保障.高职院校生物化学实验室的管理制度建设可以参考国家对实验室工作规程的要求,结合院校自身的条件基础,建立和健全实验室的人员责任制度、安全管理制度、卫生管理制度、大型精密仪器使用登记制度、仪器设备运行、维修和报废管理制度等.1.安全管理.安全工作是学校工作的重点,是各项工作开展的首要要求.生物化学实验室使用的药品试剂种类繁多,且大部分对人体是有害的,日常工作中稍有不慎,就会造成危害,既威胁师生的生命和财产,又影响学校的声誉和日常教学工作.因此生物化学实验室必须加强安全管理工作.安全管理必须坚持“预防为主、安全第一”的原则.一方面,实验室要配备齐全的安全设施,如灭火器、通风橱、生物安全柜、护目镜或防毒面具等.学校要定期对实验室的水电和仪器设备进行维护和安全检查,防患于未然,如发现安全隐患应及时整改.学校对于实验产生的有毒有害废物必须及时回收,按照相关要求科学处理.另一方面,学校要加强对学生的实验室安全教育,组织学生学习实验室的规章制度和药品仪器操作规范,使学生树立安全意识,规范操作,自觉保护自身安全.2.实验室环境管理.实验室不仅是教科研的场所,还是学校展示自我形象的窗口.良好的实验室环境既有助于开展实验教学,促进教学成果,还有助于树立学校良好的形象.因此,在实验室管理中必须注重加强实验室的环境管理.实验室的环境管理包括卫生和人文两个方面.实验室必须保持干净整洁,所有物品按要求放在指定位置,严禁将与实验无关的物品带入实验室.每次实验结束后,要及时清扫,不可拖沓延误.另外,每周要对实验室卫生进行扫除,对实验室房间和所有实验仪器进行清扫,以保障实验室环境始终干净整洁.人文环境是实验室的灵魂,是实验室精神风貌的综合体现,和谐的人文环境有助于营造良好的教科研氛围.生物化学实验室人文环境的建设可以结合自身专业特色,定期举办专业相关的科普墙报展览、讲座或学术报告,帮助学生了解科研动态和专业应用,营造良好的学术氛围.此外,人文建设离不开实验室人员良好的工作态度和文明的行为规范.3.仪器设备管理.生物化学实验种类较多,每个实验都离不开相关的仪器设备,因此生物化学所需的实验仪器种类繁多.仪器设备管理的总原则是“区别对待、专人负责”.这些仪器在使用时必须合理规范,才能保证实验的准确性和教科研的顺利开展.实验室的所有仪器,必须要配有详细的操作流程指南.这有助于学生或其他人员在使用时能有规范可循,较少错误操作,降低操作不当对仪器的损害.此外,实验室的贵重精密仪器的使用,必须严格实行使用登记制度,每次使用必须及时登记.任何人在使用这些精密仪器时必须在仪器管理人员的指导下按规范操作,不得随意更改仪器设备的系统设置,以避免不当操作对仪器的损害.因为精密仪器通常价格昂贵,维修困难且费时,一旦损坏,不仅会造成经济损失,还会影响仪器使用,进而影响学校正常的教科研工作.4.药品管理.生物化学实验过程中所用的化学药品种类繁多,对这些药品应分类管理.分类管理的原则是易燃、易爆、腐蚀性和有毒物质必须单独存放,尤其是剧毒药品应双人双锁、专册登记管理.实验管理人员应对所有药品标识清晰,并依药品的特性,将不同的药品分类放置在安全的位置.例如,易燃、易爆药品应置于低温阴凉处;酸碱不应置于一处,且浓硫酸和浓盐酸应置于靠墙的地面上,不可置于高位架上以防不慎倾覆造成烧伤.药品试剂要规范管理,用后即刻归于原位,对于药品的出借应填写借用记录,且剧毒和强腐蚀性药品不应出借.生物化学实验室的建设是一项长期而复杂的综合性工程,工作繁杂,需要学校相关部门和实验室管理人员共同配合协调完成.加强生物化学实验建设是提高生物化学实验教学质量的有效途径,随着生命科学的不断发展和职业教育水平的提升,对于实验教学的要求也会不断提高,对实验室的要求也会不断提高.因此,生物化学实验室的建设与管理必须与时俱进,不断完善,才能促进实验室的不断发展,保障生物化学实验教学与科研高效有序进行.
作者:沈剑 单位:常州卫生高等职业技术学校
参考文献:
[1]张洋.生物化学实验室的建设和管理[J/OL].科教导刊(中旬刊),2016,(2).
[2]胡朝暾,胡兴,付明,等.生物化学实验室的建设与管理[J].农产品加工,2017,(3):79-81.
关键词:化学实验室废液;处理方法;研究
1 引言
高校化学实验室是重要的科研和教学场所。在日常的教学实践和科研中,实验室会产生大量的废液,它们成分复杂,毒性大、腐蚀性强,有些甚至是剧毒或致癌物。有害废液不经处理而直接排入城市污水管网,不仅会污染江河,破坏水资源,损害人类健康,还会腐蚀管道,造成一定的经济损失。因此,借鉴国内外先进的实验室废液处理技术,对高校化学实验室废液处理方法进行研究,采取有效措施,最大限度地减少化学实验室废液污染,保护人类赖以生存的环境,具有重大的现实意义和深远的历史意义。
2 实验室废液分类及危害
按污染程度,可将化学实验室废液分为高浓度废液和低浓度废液。高浓度废液包括实验室废洗液、失效试剂及实验中间产品、副产品等;低浓度废液则为实验过程洗涤器皿所排放的废水、加热或冷却用水等相对污染程度较低的废液。若按有机、无机等对实验室废液进行分类,则无机废液有含稀酸、稀碱废液,含氰化物废液,含铅、镉、汞等重金属离子废液,含Cr(Ⅵ)废液等;有机废液则有化学实验室常用芳香烃类、脂环烃类等有机溶剂,甲酸、乙酸等有机酸,醚类、酚类、石油类等。
化学实验室废液,毒性巨大,有些可直接引起细胞变异产生癌变;有机溶剂如二甲苯,会破坏人体中枢神经,导致抽搐或者昏迷。目前,国内很多高校化学实验室不对废弃液做任何处理而直接排放,日积月累,水体遭受严重破坏,其潜在的巨大威胁,体现在用以灌溉,植物成为有毒有害废液携带者;用以养殖,会危及水生生物的生长和繁殖,甚至导致物种灭绝。
3 高校化学实验室废液处理方法研究
3.1 国内外发展状况
国外重视绿色化学,如美国、加拿大很早就致力于化学实验室废液处理的研究;日本化学实验室废液排放管理极其严格,规定如果检测出实验室所排放的废液高于最低标准,则不仅需要接受二十万日元的罚款,还必须全面禁止6个月的化学实验。
我国化学实验室废液处理研究起步较晚,2004年,国家环保总局《关于加强实验室类污染环境监管的通知》等一系列法律法规的出台,标明了我国加强实验室类污染的环境监管工作已进入崭新的历史时期。
3.2 常见实验室废液处理方法研究
无机废液。可将含稀酸与稀碱的废液中和,测定溶液PH值,PH=6~8时,即可排放。
含氰化物的废液。氰化物及其衍生物都有剧毒,中毒途径很多,处理时必须在通风环境下谨慎进行。首先在废液中加入混合碱液,调节PH值到6~8后,加入10%的FeSO4溶液,充分搅拌,直到氰化物完全转化为无毒的铁氰络合物沉淀,用氰离子试纸检测废液,确定没有CN-即消除了氰化物废液的剧毒性,方可分离沉淀和排放废液。此法所用试剂均为化学实验室常用试剂,价格相对较低,操作简单。具体反应式如下:
Fe2++6CN-=[Fe(CN)6]4-.....................(1)
[Fe(CN)6]4-+2Fe2+=Fe2[Fe(CN)6]...........(2)
[Fe(CN)6]4-+2Ca2+=Ca2[Fe(CN)6]...........(3)
含铅、镉、汞等重金属离子的废液。可采用氢氧化物共沉淀法、碳酸盐沉淀法、硫化物共沉淀法等,使重金属离子转变为氢氧化物或碳酸盐沉淀物,分离后排放。如:含铅废液,先用消石灰使Pb2+生成Pb(OH)2,再加入凝聚剂Al2(SO4)3,与Pb(OH)2共沉淀;含镉废液则采取氢氧化物沉淀法处理。
Cd2++2OH-=Cd(OH)2.....................(4)
含汞废液则先用Na2S或NaHS将Hg2+转变为难溶于水的HgS,再加入一定浓度、对水质影响不大的FeSO4生成FeS,FeS可与悬浮HgS共沉淀。分离沉淀,达到废液排放标准时可排放。
Hg2++S2-=HgS............................(5)
Fe2++S2-=FeS............................(6)
含Cr(Ⅵ)的废液。Cr(Ⅵ)化合物毒性大并致癌,国家对此化合物的排放制定了严格的控制标准,规定实验室含铬废液排放浓度不得大于0.5mg/L。Cr(Ⅵ)以铬酸根离子状态存在,处理时,首先在废液中加入10%FeSO4溶液,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),再加入消石灰,调节废液PH=8~9,生成Cr(OH)3,最后分离沉淀,排放废液。此法为实验室常用方法,处理Cr(VI)废液时,需戴防护手套,并在通风处进行。
有机废液。大部分有机试剂剧毒、易燃,有些可以回收。如高浓度含酚废液,可用萃取法、吸附法等进行酚回收;低浓度含酚废液,可采用化学氧化法,生物化学法以及活性炭吸附法进行无害化处理后直接排放。
究竟什么是实验室管理的制度化呢?笔者认为实验室管理的制度化就是指实验室的一切管理工作都要有章可循、有据可依。因此,鉴于学校的实际情况,笔者致力于建立健全实验室的各项管理制度。譬如实验教师应当承担哪些责任,实验室的管理人员又具备一些什么职责,实验室的仪器、药品、设备等的使用和保管要遵循什么原则,设备仪器的损坏赔偿制度及维修原则有哪些,以及学生在实验课堂上应当遵守哪些守则,等等。通过上述一系列制度的完善,确保实验室的管理工作做到了在使用中完善,在完善中执行。如此一来,学校的化学实验室就实现了一切管理工作按制度执行的目标,切实履行了有据可依、有章可循。为更好地实现实验室的科学管理,笔者自行制定了八种表册,分别是《学生实验通知单》、《学生实验记录单》、《演示实验通知单》、《演示实验记录单》、《学生实验进度安排表》、《演示实验进度安排表》、《药品器皿使用损耗登记表》、《仪器损坏赔偿单》。每学期初应配合授课教师制定《学生实验进度安排表》和《演示实验进度安排表》。同时要求教师提前三天将《演示实验通知单》送达实验室,提前一周送《学生实验通知单》。实验完毕教师如实填写《实验记录单》。在实验过程中如有仪器丢失或损坏应及时填写《仪器损坏赔偿单》。特别是对一些危险药品进行了特别的管理。将学生分组实验以作业的形式写出实验报告单,教师批阅后装订成册,为学校评估提供依据。
二、实验仪器管理规范化
实验仪器管理的规范化的具体内容是在化学实验室的管理工作中形成一套行之有效的管理模式,实现对化学实验仪器以及实验药品的规范管理。在实验室的所有工作当中,使设备及仪器始终处于一个正常的使用状态是中心内容,要求实验室管理者能够确保实验药品的可靠以及安全,同时能够使实验的教学需求得到满足,这就要求实验室的管理人员必须在管理工作上下功夫。化学实验有其特点,如玻璃仪器种类多,件数多,易损坏;化学药品多,并且大多数有腐蚀性,还有些剧毒药品;而且配套用的东西也很零杂。如何合理安排才能做到摆放分明、使用方便,我的做法是:六分开:1仪器和药品分库存放。2.玻璃仪器和模型标本分柜存放。3特殊药品专存。4特别仪器(分析天平等)单独存放。5.通用仪器与成套设备分柜存放。6.原瓶试剂与直接用于实验的分柜存放,直接用于实验的按类存放。为规范管理,但凡是进出于实验室的每一种药品及仪器,笔者都进行了相应的登记造册,同时还建立了档案,并于每一学期的期末仔细清点每一种药品及仪器,列出其中报损报废的明细清单,在得到领导的审核之后再进行销账。为更好地保证能够正常开展地开展化学实验,笔者还于每一学期的期初统一购买缺少的药品及仪器。
三、实验室管理工作服务化
实验室管理服务化所指的就是在开展各项活动时必须以教学作为中心,因为实验室管理工作的最终目标就是要很好地为学校的实验教学工作服务,将化学实验室发展成为教师教书育人、学生发挥才能的基地。为达到以上目的,我们抱着一切为师生服务的态度,为教师课堂教学提供帮助。在每一项常规演示实验的准备过程中,笔者几乎都做到了“自己先做一遍,仔细记录可能出现的问题,并将实验的关键点、重点详细告知任课教师以保证实验的成功。另外,对一些新出现的实验,自己先多做几次,掌握要点后和任课教师共同研究,以保证自己对实验的熟悉和实验的有效进行。对于将学生进行分组的实验内容,笔者就和任课教师一起指导学生,对于学生所出现的一些不规范操作给予及时的提醒、纠正,帮助学生形成良好的实验习惯,并掌握科学的实验方法;于第一时间对学生在实验过程中出现的突发事件进行处理,安全、高效地完成化学实验教学。
四、管理手段信息化
管理手段信息化就是引进现代化的管理手段。随着社会的发展,信息化技术已经渗透到人们生活的方方面面。因此,中学化学实验室的管理工作也有必要进入到信息化管理当中去。化学实验室管理手段的信息化就是指以传统的实验室管理工作为基础,有效地利用先进的多媒体技术、计算机技术、网络信息技术等相关信息,科学处理实验室里面的每一种实验资源,并借用计算机实现开放型的管理。实现了管理手段信息化的中学化学实验室是一个管理系统,涵盖了化学实验教学、实验室仪器设备管理、实验教务管理、实验室开放型管理、实验室资料管理等内容。实验室管理手段的信息化成功改变了传统的管理方法,有效提升了实验室的工作效率,并促使实验室的运行成本得到降低。
五、结语
【关键词】制度化;规范化;服务化;信息化
实验室是学校办学的重要组成部分。随着现代教育科学的不断发展,教师和学生队伍的不断扩大,我校由原来每学年八个教学班增加到十八个,新课标内容的改进使得教学内容和教学手段不断更新,给我们实验室带来了一系列新的问题。怎么做才能保证在原有的实验室条件不变得情况下完成由24个教学班增至54个教学班的实验教学任务,为此我们进行了扩招后的高中化学实验室管理的初步探索。因为实验教学是全面实施素质教育、培养学生实验技能、创新能力、科技素质的一个重要环节。扩招后的实验教学对原有的实验室管理工作提出了更新、更高的要求,如何强化管理,真正将实验室管理工作纳入制度化、规范化、服务化、信息化的科学管理体系,是每一位实验教师面临的问题。根据扩招后我们实验室工作几年的实践经验,浅谈一些化学实验室管理的方法。
实验室管理必须从学校工作的总体出发,确立“服务于教育,发展于需要,一切为了育人”的知道思想,处理好各个方面的关系,最大限度的发挥实验室为教学服务的功能。
1. 制度化:
建立和完善各项实验规章制度。根据我校实验室的具体情况,建立了实验室的岗位规范和实验教师职责;仪器、设备、药品管理使用制度;仪器维修、损坏、赔偿制度;学生实验操作规范;实验室安全、保卫、环境卫生制度;化学危险品领用制度等。有些制度打印成册,学生教师人手一份,这样做才能在使用中逐步完善,在完善中自觉执行,一切按制度办事,切实做到有章可循,有矩可守。
我们的具体做法是:教师每学期初配合实验教师制定《实验教学计划》,教师应在学生分组实验前一星期将《学生实验通知单》送达实验室,演示实验提前三天将《演示实验通知单》送达实验室。实验教师据此安排,并提前做好实验准备。如无实验通知单,实验教师有权拒绝实验准备并形成制度。实验后实验教师应如实填写《实验记录单》并及时收回所有实验仪器和药品。如有丢失和损坏,应及时填写《仪器损坏赔偿单》。实验桌、凳编号,学生按学号入座,并将学生座次表交给实验教师。这样做使得实验后每桌的仪器药品情况一目了然,出了问题会立刻落实到具体的哪一个学生。学年末将任课教师的所有的实验通知单和实验记录装订成册,为学校评估提供依据。
2. 规范化:
实验室的中心工作是使仪器、药品、设备处于正常可使用状态,安全可靠,能满足实验教学需要,这就要求我们必须在管理上下功夫。实验仪器设备是学校的固定资产,所以要将各类仪器说明书归类装订成册,编上目录以便查用。加强对各种仪器的日常保养和维修管理,做好防尘、防锈、防潮、防蛀、防腐等工作。发现有损坏的及时维修,提高仪器的完好率,延长使用寿命。实验药品按普通药品和危险药品分室保管,并按配备目录顺序分层排放。由于化学药品有价格贵、消耗量大、易变质的特点,为节约药品节省开支,保证54个教学班顺利完成分组及演示实验,我们采取了如下的方法:
(1)货比三家:我们和校领导通过比较各厂家药品的质量和报价最终选中一家质高价低的试剂厂为我们提供药品。
(2)管好试剂:化学药品在贮存的过程中有些会挥发、潮解、氧化,对这些药品分别采用油封、水封、蜡封、透明胶封、避光、低温、通风等方法进行保管。
(3)控制浓度:在化学反应中,无特殊浓度要求的溶液,一般配制在3%~5%左右就可以,有些反应现象很明显的物质,浓度可降到1%~2%。浓度太大但不浪费药品,而且有些反应反而不明显或太剧烈或造成事故,同时也增加了对环境的污染。
(4)控制用量:学生做实验时的化学药品用量多是实验要求的二至三倍,他们认为用量越多现象越明显。再就是基本操作能力差,无法准确控制倾倒量。对此我们在学生上第一次实验课时,专项训练化学药品的取用(用水代替),具体到一毫升在试管中的容积是多少,以此加强对学生的科学性教育和环保教育。同时研究和开展微型实验,以减少药品的消耗,向绿色化学实验的方向发展。、
作为实验教师还应做到:给进出实验室的各种仪器药品登记造册,建立档案。即仪器总账、低值易耗仪器药品领用帐。这些账目不但是实验室装备情况的缩影,也是一个学校实验开展情况的体现。每学年末对低值易耗的仪器、药品进行一次清点,计算存量。为保证化学实验的正常开展,每学年参考上一学年仪器药品的消耗量,新学年学生数,库存情况,开出合理的仪器药品申请单,经主管领导审核批准后采购。
3. 服务化:
化学实验室是教师和学生施展才华的基地。我们既要保证54个教学班的分组、演示实验的顺利进行,也要保证任课教师参加各种比赛和学生参加化学竞赛所需的仪器、药品。为参赛教师、学生提供自制教学仪器、改进实验方法的药品,鼓励学生开展小制作、小发明、小论文活动,培养他们创新素质。
积极开展主题明确的课外实验、科学探究实验。这样即可以锻炼学生勤动手、动脑和实验的技能技巧,开阔学生观察范围,又可以培养学生自寻仪器,药品和代用品的意识,从中领会研究自然科学的一般方法和规律,有效地发挥创造能力。开放实验室是课堂教学的延续和补充,我校的学生利用自由时间,在教师的指导下做实验课中未做好的实验或一些实验习题,也可做一些趣味实验,增强感性认识。
4. 信息化:
高中化学实验室信息化是在传统实验室的基础上利用先进的计算机技术、网络通讯技术、多媒体技术等相关的信息,加工处理传播技术,将现实的实验室中各种实验资源进行处理,并通过计算机进行开放型管理,它能协调人员、设备、仪器药品、实验教学之间的各种复杂关系,使管理工作协调有序。信息化管理后的化学实验室是集实验教学、实验室设备管理、实验室仪器药品管理、实验室资料管理、实验室开放管理为一体的管理系统。它具有以下优点:
(1)改变了传统实验室繁杂的管理方法,引进了现代化的管理手段,使实验室达到了信息化管理和无纸化办公的目的,对实验室提高工作效率,降低运行成本起到了至关重要的作用。
(2)建立高中化学实验课件库,为师生教与学提供了便利。