前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污水處理方法范文,相信會(huì)為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

關(guān)鍵詞: 實(shí)驗(yàn)室廢液處理方法
中圖分類號(hào): O6-31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,特別是工業(yè)、科研、教育等事業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,使得我們城市中的各種實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量不斷增加。實(shí)驗(yàn)室數(shù)量的增加導(dǎo)致排放的廢液日益增多,這些廢液往往含各種有毒有害物質(zhì),由于目前一般的實(shí)驗(yàn)室基本上都沒有獨(dú)立的污水處理設(shè)施,造成了這些廢液都未經(jīng)處理就進(jìn)入城市污水管網(wǎng),有的甚至最后流入江河中或者滲入地下,對(duì)環(huán)境造成的污染不容忽視。不過,隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)和相應(yīng)環(huán)保法規(guī)的不斷完善,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理也已成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)管理的一項(xiàng)重要工作,因此關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理方法的探討,對(duì)于保護(hù)我們生活的城市的環(huán)境有著積極的意義。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生廢液的種類
不同工作性質(zhì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢液中污染物的成分不同,總體上按化學(xué)性質(zhì)可分為有機(jī)化學(xué)污染物和無機(jī)化學(xué)污染物兩大類。有機(jī)廢液含有常用的有機(jī)溶劑、有機(jī)酸、醚類、多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷化合物、酚類、石油類、油脂類物質(zhì),有些甚至是含有劇毒的,如農(nóng)藥、苯并(α)芘、黃曲霉毒素、亞硝胺等;無機(jī)廢水主要含有重金屬、重金屬絡(luò)合物、酸堿、強(qiáng)堿、氰化物、砷化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機(jī)離子等,其中汞、砷、鉛、鎘、鉻等重金屬的毒性不僅強(qiáng),且有在人體中有蓄積性。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液排放的現(xiàn)狀及危害
目前我國(guó)還沒有專門針對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢液排放的標(biāo)準(zhǔn),廢液排放遵守《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-96)。為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室類污染的環(huán)境監(jiān)管,防止實(shí)驗(yàn)室類污染危害環(huán)境,損害人體健康,從2005年l月1日起,我國(guó)已將科研、監(jiān)測(cè)等單位實(shí)驗(yàn)室按照污染源進(jìn)行管理,其污染納入環(huán)境監(jiān)管范圍。但是,由于歷史的原因,我們很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢液排放的檢測(cè)數(shù)據(jù)還是不夠理想,如排放的廢液pH值呈偏酸性或者重金屬含量超標(biāo)等現(xiàn)象還是存在。若這些廢液未經(jīng)處理就直接排入了江、河、湖、海,使某些有害污染物質(zhì)進(jìn)入水體 ,從而使水的感觀性狀(色、嗅、味、濁等)、物理化學(xué)性能(pH值、氧化還原電位、放射性等)、化學(xué)組成(無機(jī)組成和有機(jī)組成)、生物組成(種群、數(shù)量、形態(tài)等)和底質(zhì)狀況發(fā)生惡化,妨礙了天然水體的正常功能,造成對(duì)水生生物及人類生活、生產(chǎn)用水的不良影響。這必將對(duì)人類環(huán)境造成巨大傷害,因此亟需進(jìn)行有效地處理。
3、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液常見的處理方法
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處理是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的組成部分,所以處理方法必須簡(jiǎn)單易操作,理論上講它可以分為儲(chǔ)存和處理兩個(gè)階段。含量較低的污染物用適當(dāng)方法處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的予以排放,對(duì)于高含量的物質(zhì)和一些貴金屬,可用一定方法濃縮、回收、變廢為寶,殘液可以排放。
3.1化學(xué)實(shí)驗(yàn)室有機(jī)廢液處理方法
實(shí)驗(yàn)室有機(jī)廢液處理方法:實(shí)驗(yàn)室能夠自行處理的自行回收處理,不能自行處理的可定期交到環(huán)保部門統(tǒng)一處理。
(1)包含苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、輕油、重油、油、切削油、機(jī)器油、動(dòng)植物性油脂及液體和固體脂肪酸等物質(zhì)的廢液:對(duì)可燃性物質(zhì)用焚燒法處理;對(duì)難于燃燒的物質(zhì)及低濃度的廢液,用溶劑萃取法或吸附法處理;對(duì)含有重金屬的機(jī)油類廢液,要保管好焚燒殘?jiān)?/p>
(2)對(duì)甲醇、乙醇及醋酸之類溶劑:能被細(xì)菌作用而易于分解,可對(duì)這類溶液用大量水稀釋后排放。
(3)含重金屬的有機(jī)廢液:將其有機(jī)質(zhì)分解后做無機(jī)類廢液進(jìn)行處理。
(4)對(duì)有機(jī)酸或無機(jī)酸的酯類及部份有機(jī)磷化合物等容易發(fā)生水解的物質(zhì):加入氫氧化鈉或氫氧化鈣在室溫或加熱下進(jìn)行水解,水解后若廢液無毒害時(shí),把它中和稀釋后排放;如果含有有害物質(zhì)時(shí),用吸附等適當(dāng)?shù)姆椒右蕴幚怼?/p>
(5)含酚廢液的處理:低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉煮一下,使酚分解為二氧化碳和水。如果是高濃度的含酚廢液,可通過醋酸丁酯萃取,再加少量的氫氧化鈉溶液反萃取,經(jīng)調(diào)節(jié)pH值后進(jìn)行蒸餾回收,處理后的廢液排放。
(6)黃曲霉毒素:可用2.5%次氯酸鈉溶液浸泡達(dá)到去毒的效果。
3.2化學(xué)實(shí)驗(yàn)室無機(jī)廢液處理方法
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室無機(jī)廢液處理方法按其作用原理可分為物理法、化學(xué)法、生物法。由于實(shí)驗(yàn)室廢液的無機(jī)成分簡(jiǎn)單、種類多、數(shù)量少,通常采用化學(xué)處理法?;瘜W(xué)處理法就是利用化學(xué)反應(yīng)的作用來分離,回收廢液中各種形態(tài)的污染物質(zhì)。以下是常見無機(jī)廢液的處理法:
3.2.1.酸、堿廢液?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)最常見就是酸、堿廢液。一般廢液常用做清洗劑。經(jīng)大量水洗涮后濃度極稀,可直接排放。濃度較高的酸堿廢液平時(shí)分開貯存,再中和處理??刂苹旌弦篜H值在6.58.5之間,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.2.2.汞及含汞廢液。測(cè)量溫度或極譜分析操作失誤時(shí),要及時(shí)清除散落的汞。用在硝酸汞的酸性溶液中浸過的薄銅片、粗銅絲收集于燒杯中,再用水覆蓋。散落于地面難以收集的微小汞珠,應(yīng)盡快噴上20%三氯化鐵的水溶液,干后再清除干凈?;蛉錾狭蚍?,使其化合成毒性較小的硫化汞后清除干凈。
3.2.3.含鉻廢液的處理。含鉻廢液主要來源是電鍍廢水酸洗液及制備有機(jī)化合物等,一般這種廢液中含有Cr3+和Cr6+兩種價(jià)態(tài)的重金屬,Cr6+毒性很大??梢韵蚝t廢液中加入還原劑,如硫酸亞鐵、亞酸氫鈉、二氧化硫、水合肼或者廢鐵屑,在酸性條件下還原為CrⅢ,然后加堿如NaOH、Na2CO3等調(diào)節(jié)pH值,使Cr3+形成低毒的Cr(OH)3沉淀。反應(yīng)為: Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O然后加入適量堿液調(diào)節(jié)溶液的PH值,并在適當(dāng)?shù)臏囟认录由倭康腍2O2或通以空氣,不斷攪拌。最后將溶液中過量的Fe2+氧化為Fe3+,并以Fe(OH)2、Fe(OH)3和Cr(OH)3形式沉淀共同析出。沉淀物經(jīng)脫水處理后,可得組成符合鐵氧體組成的復(fù)合氧化物。沉淀經(jīng)脫水干后可以用焙燒法處理,使其與煤渣一起焙燒,處理后的鉻渣可填埋。
3.2.4.含銀廢液的回收?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室的含銀廢液主要以AgNO3和Ag(NH3)2+等形式存在。在廢液中通過HCl調(diào)節(jié)PH值,加NaCl得到沉淀,將得到的白色固體用硝酸洗滌后過濾回收。3.2.5.含氰廢液的處理。濃度較低的氰化物廢液可以加入NaOH調(diào)節(jié)PH值在10以上,再加入HClO充分?jǐn)嚢?,使有毒的CN變成無毒的CO2和N2。反應(yīng)為:NaCN+NaOH+HClO=NaCNO+NaCl+H2O2NaCNO+2HClO=2CO+N2+H2+2NaCl總之,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液未經(jīng)無害化處理不能直接排放,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)配備專門的稀釋排放無害處理后的廢液設(shè)施及場(chǎng)地,實(shí)驗(yàn)室廢液應(yīng)按照“在混合前盡快處理掉”和“制備人親自負(fù)責(zé)安全處理”原則進(jìn)行。通過對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的有效處理,可以將我們的實(shí)驗(yàn)室污染降到最低,以有效的保護(hù)我們的城市生活環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)廢水;處理方法;預(yù)防措施
前言
隨著我國(guó)近年高校招生比例的增大和科技創(chuàng)新能力的提升,高校教學(xué)和科研活動(dòng)愈加頻繁,有些實(shí)驗(yàn)所用危險(xiǎn)化學(xué)試劑、劇、雌激素等對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的藥品,所產(chǎn)生的廢水多半未經(jīng)過任何處理就直接排放到下水道中,給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。
同時(shí),各實(shí)驗(yàn)室及各實(shí)驗(yàn)人員所從事的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不同,且同一實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也經(jīng)常變換,雖然各類實(shí)驗(yàn)室的廢水排放量較少,但排放次數(shù)較多,濃度也不定,成分也較復(fù)雜,因此對(duì)環(huán)境的污染也具有多樣性。尤為高校中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,化學(xué)藥品上百種,許多試劑及其反應(yīng)物如各種酸、堿、重金屬鹽等對(duì)人體和環(huán)境都是有害的。他們有些很難降解,可以在環(huán)境中長(zhǎng)期存在;有些則在降解過程中產(chǎn)生二次污染;有些則通過食物鏈的富集進(jìn)入人體而造成毒害作用。因此,認(rèn)真回收和處理實(shí)驗(yàn)室污水中的廢棄物不僅是實(shí)驗(yàn)人員的職責(zé),也是實(shí)驗(yàn)室管理的一個(gè)重要方面。
1.實(shí)驗(yàn)室廢水的來源和種類[1]
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢水中所含主要污染物的性質(zhì),可以分為有機(jī)廢水、無機(jī)廢水和含病原微生物廢水。其中無機(jī)廢水中含有重金屬、重金屬絡(luò)合物、酸堿、硫化物、氰化物以及其它無機(jī)離子等;有機(jī)廢水中含有常用的有機(jī)溶劑如有機(jī)酸、酚類、醚類油脂類等物質(zhì);含病原微生物實(shí)驗(yàn)廢水主要是生物實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)廢水、解剖臺(tái)沖洗廢水等。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢水中所含污染物的主要成分來分類,可以分為酸性廢水、堿性廢水、重金屬?gòu)U水、含酚廢水、鹵類廢水等。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢水中污染物含量的不同,可以分為高濃度實(shí)驗(yàn)廢水、低濃度實(shí)驗(yàn)廢水和無污染水。其中高濃度實(shí)驗(yàn)廢水一般包括液態(tài)失效試劑、液態(tài)實(shí)驗(yàn)廢棄物或中間產(chǎn)物、各種洗滌液;低濃度實(shí)驗(yàn)廢水包括實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的低濃度洗滌廢水和實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)保潔衛(wèi)生用水;無污染水則包括實(shí)驗(yàn)過程中用到的冷卻水、水浴及恒溫等加熱用水、其它清潔用水等。
2.實(shí)驗(yàn)室廢水的處理方法及原則
高校實(shí)驗(yàn)室廢水量少,間斷性強(qiáng),危害性高,污染物的組成不同,從而導(dǎo)致處理的原理和方法不同,因此,處理這類廢水有一定難度。目前處理此類實(shí)驗(yàn)室污水比較成熟的方法有以下幾種。
2.1 絮凝沉淀法[2,3]
此方法適用于含有重金屬離子較多的無機(jī)實(shí)驗(yàn)廢水。當(dāng)確定了廢水中的重金屬離子后,選出合適的絮凝劑,比如石灰、鐵鹽、鋁鹽等,在弱堿性條件下可形成Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等絮凝狀沉淀,同時(shí)這些絮狀沉淀也具有吸附作用,可以在去除重金屬離子的同時(shí),去除部分水中的其他污染物,降低水中化學(xué)需氧量,提高廢水的可生化性。
2.2 硫化物沉淀法[4]
此方法主要針對(duì)含有鎘、鉛、汞等重金屬較多的實(shí)驗(yàn)室污水,一般是用Na2S或NaHS把廢水中的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶于水的金屬硫化物,再和Fe(OH)3共沉淀進(jìn)行分離。具體做法:將廢水的PH值調(diào)到8.0-10.0,向廢水中加入過量的Na2S,使其生成硫化物沉淀,再加入FeSO4作為共沉淀劑,生成的FeS將水中懸浮的金屬硫離子吸附而形成共沉淀,靜置、分離并過濾。
2.3 氧化還原中和沉淀法
此方法的原理是:成離子狀態(tài)的無機(jī)金屬離子可以利用一些還原劑將其轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì),再經(jīng)過分離。常用的還原劑有Fe、Zn、NaBH4、等[5]。
2.4 活性炭吸附法[6]
此方法多用于去除用化學(xué)或物理方法不能去除的微量溶解狀態(tài)的有機(jī)物。具體處理方法:將廢水分為有機(jī)和無機(jī)兩相并分離,再用活性炭進(jìn)行二次吸附,這種方法的化學(xué)需氧量去除率可達(dá)93%,同時(shí)活性炭還能吸附部分無機(jī)金屬離子。
2.5 焚燒法[7]
此方法適用于可形成乳濁液之類的廢液。但要避免因使用此方法而造成二次污染。例如,只含有碳、氫、氧元素的有機(jī)廢物在燃燒時(shí)一般不會(huì)造成二次污染,而含有鹵素、氮,硫等元素的有機(jī)廢物焚燒時(shí)將會(huì)產(chǎn)生NO、NO2、SO2等多種有毒氣體,此時(shí)就應(yīng)該考慮采用其它的方法。
2.6 處理含重金屬離子實(shí)驗(yàn)廢水的其它方法
在處理含重金屬離子的廢水方法中,除了以上的硫化物和絮凝沉淀法外,還有電解凝聚法、吸附法、磁分離法及還原離心法、離子交換法[8]等。比如利用還原離心法去除重金屬離子時(shí),在6 000r/min條件下反應(yīng)30min,汞離子的去除率達(dá)到100%,鉛離子可達(dá)98.3%。
2.7 高濃度有機(jī)廢水處理方法
處理高濃度的有機(jī)廢水除了可以用上述的焚燒法和活性炭吸附法外,還可以利用溶劑萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化學(xué)處理法[9]等。例如廈門大學(xué)開發(fā)的高濃度有機(jī)廢水水解―好氧循環(huán)一體生物處理技術(shù),可實(shí)現(xiàn)高濃度有機(jī)廢水的高效生物處理。
3.預(yù)防和減少實(shí)驗(yàn)廢水的措施
3.1 減少藥品的使用
董素清等人通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)[10],生產(chǎn)1t硫酸產(chǎn)品就排放酸洗廢液2~5t,含硫酸的水洗廢液10~15t。這說明生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)所需藥品將造成大量的污染,在實(shí)驗(yàn)中減少藥品的使用也就減少了污染。同時(shí),應(yīng)該尋求用新的實(shí)驗(yàn)方法代替落后的實(shí)驗(yàn)方法,用新藥品代替現(xiàn)有藥品,盡量用無毒害性的藥品代替舊的有害物質(zhì)。
3.2 實(shí)驗(yàn)藥品進(jìn)行回收
對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢棄物進(jìn)行分類處理并回收再利用,這樣不僅可減小對(duì)環(huán)境的污染,還可以減少化學(xué)藥品的浪費(fèi)。郭子英[11]等提出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的回收與利用方法。利用沉淀物的不溶性,可從產(chǎn)生沉淀的實(shí)驗(yàn)廢棄物中回收固體藥品。例如,從氯、溴、碘的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中回收銀化物,從硫酸的性質(zhì)、硫酸根離子的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中回收含鋇的物質(zhì),從硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的HCl氣體用堿液(NaOH)進(jìn)行回收等。Osteen,Audrey B等人[12]研究了采用濃縮的方法從實(shí)驗(yàn)室廢水中提取Hg。衍忠[13]根據(jù)廢棄物的一般處理原則,提出了含Hg等7類實(shí)驗(yàn)室常見廢棄物的處理辦法,介紹了6種有機(jī)溶劑和3種貴重金屬的回收與提純,為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室廢物回收利用和提純提供了確實(shí)可行的操作。
3.3 預(yù)處理
實(shí)驗(yàn)室排放的廢水,一般分為有機(jī)廢水和無機(jī)廢水。當(dāng)確定了廢水的性質(zhì)后,再根據(jù)各種離子沉降的特性,選擇合適的絮凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽等)進(jìn)行處理。也可以采取氧化還原中和沉淀法、活性炭吸附法、有機(jī)化學(xué)藥品的提純、蒸餾、離子交換等方法。[14-15]如含Pb、Cd的實(shí)驗(yàn)廢水可以通過加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值至6~8之間,從而將生成Pb(OH) 2和Cd(OH) 2沉淀。含Cr6 +廢水可在酸性條件下還原為Cr3 +,在堿性條件下生成Cr(OH)3沉淀,采用這種方法即可除去其中的有毒有害物質(zhì)。絮凝沉淀也是實(shí)驗(yàn)廢水處理的一個(gè)可行辦法。
結(jié)語
高等院校實(shí)驗(yàn)室廢水的處理,實(shí)質(zhì)上就是采用各種手段和技術(shù),將廢水中的污染物分離或轉(zhuǎn)化為無毒、無害物質(zhì),從而使廢水得到凈化,達(dá)到直接排放或便于收集的標(biāo)準(zhǔn)。由于高校實(shí)驗(yàn)室廢液的組成相對(duì)復(fù)雜,排放量小,排放周期不定,瞬時(shí)排放濃度較高,不可能只用一種方法就能把所有污染物去除殆盡,因此處理廢液往往需要幾種方法組合,才能取得較好的處理效果。同時(shí),實(shí)驗(yàn)室廢液的管理是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。因此,在高校,除了需要有關(guān)部門加大投入外,每位實(shí)驗(yàn)人員要提高環(huán)境保護(hù)和自身防護(hù)意識(shí),養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,按照規(guī)范操作,盡可能的把實(shí)驗(yàn)廢水造成的危害降到最小,為保護(hù)環(huán)境和生態(tài)校園的建設(shè)做出自己的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]楊志毅,彭麗,李躍華,黃畢生,楊時(shí)哲.高校實(shí)驗(yàn)室廢水的調(diào)查及處理方法[J].大理學(xué)院學(xué)報(bào),2010,(10):32-34.
[2]楊建設(shè),劉琳.實(shí)驗(yàn)室廢液的處理方法[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),1999,(2):58-59.
[3]王家棋,關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處理的探討[J].化學(xué)教育,1998,(3):30-31.
[4]王敏,鄭素芹,段穎.實(shí)驗(yàn)室中對(duì)汞及其含汞廢液的處理[J].黑龍江醫(yī)藥科學(xué),2001,24(3):85.
[5]王敏,鄭素芹,段穎.實(shí)驗(yàn)室中對(duì)汞及其含汞廢液的處理[J].黑龍江醫(yī)藥科學(xué),2001,24(3):85.
[6]黃繼國(guó),張永.GT―鐵氧體法處理含鉻廢水實(shí)驗(yàn)研究[J].長(zhǎng)春科技大學(xué)學(xué)報(bào),2000,
30(1):46-51.
[7]張小晶.生物安全實(shí)驗(yàn)室廢水處理系統(tǒng)探究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù).2005,28(6):86-88.
[8]Shui WaiLin. An innovative method for removing Hg2+ and Pb2+ in concentrations from aqueous media[J].Chemosphere,1999,39(11):1809-1817.
[9]李明川,李淑華.活性炭吸附法處理實(shí)驗(yàn)室濃有機(jī)廢水[J].黎明化工,1991(3):50-53.
[10]董素清,岳冠華.解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)室污染問題的有效手段之一回收循環(huán)再利用[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2002,18(1):24-26.
[11]郭子英,李雪梅.實(shí)驗(yàn)室化學(xué)廢液的回收與利用[J].
[12]Osteen,Audrey B, Febe P. Treatment of radioactive la2boratory waste formercury removal[J]. WaterAir Soil Pollut, 1991,8(56): 63-74.
[13]徐衍忠. 實(shí)驗(yàn)室“三廢”的處理辦法[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè), 1997,11(13):39-42,45.
[14]李鐵龍,金朝暉,宣曉梅等.實(shí)驗(yàn)室廢水處理初探[J].環(huán)境衛(wèi)生工程, 2004,12(2):73-76.
隨著素質(zhì)教育的推進(jìn),實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成了化學(xué)教學(xué)中必不可少的一種輔助教學(xué)手段,在化學(xué)教學(xué)中占據(jù)越來越重要的位置,但同時(shí)也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染。據(jù)調(diào)查報(bào)道,全省乃至全國(guó)有絕大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)室處于環(huán)保監(jiān)控真空。由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的因素,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的廢液都是稀釋后直接排入城市生活污水管道,對(duì)我們的生活環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因?yàn)槲鬯幚砀局尾涣嗽噭┪廴尽?jù)了解,實(shí)驗(yàn)室的污染主要有生物性污染和化學(xué)性污染兩種。其中生物性污染包括生物廢棄物污染和生物細(xì)菌毒素污染,如血液、尿、糞便、各種電泳液、特種生物試劑等;而化學(xué)性污染則包括有機(jī)物污染和無機(jī)物污染。部分實(shí)驗(yàn)室甚至存在放射性污染。另外實(shí)驗(yàn)室的工作人員如果沒有環(huán)保意識(shí),對(duì)從事的某些實(shí)驗(yàn)操作要求(規(guī)程)不熟悉,缺乏規(guī)范操作,也將會(huì)造成實(shí)驗(yàn)室的污染。因此,增加實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入,在改善實(shí)驗(yàn)室條件的同時(shí),還應(yīng)全面推行綠色化學(xué)、清潔實(shí)驗(yàn),盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑,使其達(dá)到排污要求。
作為曾經(jīng)的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)員,結(jié)合自己平時(shí)工作的經(jīng)驗(yàn),我認(rèn)為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以嘗試從以下幾個(gè)方面做起:
一、選擇污染少的分析方法
在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強(qiáng)的試劑,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。例如,在驗(yàn)證S2-的還原性實(shí)驗(yàn)時(shí),可以用硫化鹽代替有毒的硫化氫。在一些特定實(shí)驗(yàn)要用到高毒性藥品時(shí),一定要用封閉的收集桶收集廢液。
教師在進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),還要特別注意發(fā)揮教學(xué)多媒體的作用。教學(xué)多媒體是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物,它是信息社會(huì)的標(biāo)志之一,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)(仿真實(shí)驗(yàn))是一種化學(xué)試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實(shí)驗(yàn)方式,它非常適合于演示實(shí)驗(yàn)。因?yàn)檠菔緦?shí)驗(yàn)主要是用于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和用于模仿而非訓(xùn)練動(dòng)手操作能力的。某些毒害較大的化學(xué)實(shí)驗(yàn)(例如實(shí)驗(yàn)室制取氯氣、硫化氫等有毒氣體的實(shí)驗(yàn))及一些危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)(例如鋁熱反應(yīng))也可以采用這種方式,從而可防止為了學(xué)習(xí)一點(diǎn)兒知識(shí)而付出高昂的環(huán)境代價(jià)的做法。
二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件,開展推廣微型實(shí)驗(yàn)
在實(shí)驗(yàn)中改善實(shí)驗(yàn)裝置是有效防止有毒氣體逸散、有毒液體外溢的重要舉措。一些商品化實(shí)驗(yàn)裝置的產(chǎn)生可以大大減少實(shí)驗(yàn)中化學(xué)試劑的用量,這在只重培養(yǎng)觀察能力的演示實(shí)驗(yàn)中尤其應(yīng)大力推廣。
微型實(shí)驗(yàn)是指在微型化的儀器裝置中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),其試劑用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)十分之一甚至千分之一。微型實(shí)驗(yàn)雖然用量少,但是現(xiàn)象很清楚,且反應(yīng)速度較快。因此,開設(shè)微型實(shí)驗(yàn)是節(jié)約藥品、減少開支、降低實(shí)驗(yàn)污染的簡(jiǎn)便方法。
三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,可以減少試劑使用量。在實(shí)驗(yàn)別是演示實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)盡量減少用量,只要可以看到現(xiàn)象就可以;分組實(shí)驗(yàn)中更應(yīng)向?qū)W生灌輸節(jié)約的思想,固體只需覆蓋試管底部,液體取2~3 mL。當(dāng)然最好是實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)員將每組的用量加以限制,避免學(xué)生造成不必要的浪費(fèi),多余藥品造成環(huán)境污染。另外,在一些實(shí)驗(yàn)中可重復(fù)使用的藥品要及時(shí)回收,例如在做與鈉有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí),用剩的鈉要及時(shí)回收;在進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)時(shí),萃取劑要進(jìn)行回收。在有些實(shí)驗(yàn)中可以利用固體代替液體,以大大減少有毒試劑的使用,減少污染。例如,在進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),就可以直接用固體代替溶液。在滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下,要適當(dāng)降低采樣量。在有些需要使用溫度計(jì)的實(shí)驗(yàn)中盡量使用酒精溫度計(jì),以減少水銀溫度計(jì)可能帶來的汞污染。
四、制定實(shí)驗(yàn)室工作計(jì)劃
實(shí)驗(yàn)員對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理不能只局限于實(shí)驗(yàn),還應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、藥品裝置的添置、及時(shí)制訂實(shí)驗(yàn)室教學(xué)計(jì)劃以及實(shí)驗(yàn)室材料的整理等。對(duì)于藥品、儀器的添置,實(shí)驗(yàn)員最好有明確的計(jì)劃,對(duì)暫時(shí)用不上的試劑不要購(gòu)買,以免時(shí)間一長(zhǎng),藥品過期,既浪費(fèi)又會(huì)造成污染。對(duì)于有些可回收的試劑要盡量回收,例如利用四氯化碳萃取的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)將四氯化碳進(jìn)行回收再用。對(duì)實(shí)驗(yàn)中的產(chǎn)物也可以回收再用;在容量瓶的使用實(shí)驗(yàn)中配制了大量氯化鈉溶液,以前都是直接倒入洗滌池,現(xiàn)在我要求全部回收,用于酸堿鹽的檢驗(yàn)或焰色反應(yīng);在鈉、鎂、鋁的活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)中,以往學(xué)生做完鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)后,不僅要將多余的鈉、鎂、鋁進(jìn)行回收,對(duì)于生成的氫氧化鈉也要求倒入指定燒杯收集起來,用以滴定實(shí)驗(yàn)或酸堿中和實(shí)驗(yàn)。這樣不僅減少污染,而且節(jié)約了大量藥品。
五、進(jìn)行無污染的清潔
1.創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路
1.1 找出存在問題
以往的高校培養(yǎng)模式中,受傳統(tǒng)的“重理論、輕實(shí)踐,重知識(shí),輕能力”思想觀念的影響,普遍存在著重視理論教學(xué)、忽視實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)象,具體表現(xiàn)在:實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)不是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為直接教學(xué)目標(biāo),而是以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí),熟練掌握某種操作技能為目的;實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容過度依附于理論教學(xué),演示性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)類型較多,綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)較少;實(shí)驗(yàn)教材落后,未跟上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展;實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)模仿和訓(xùn)練,學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)教材規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方案、儀器、設(shè)備和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果即可,學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中只是被動(dòng)參與,沒有主動(dòng)思考。
環(huán)境科學(xué)與工程是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,而且發(fā)展十分迅速,領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大,熱點(diǎn)問題不斷涌現(xiàn),學(xué)科水平提升很快,但在本科教學(xué)中也普遍存在前述問題,亟待確立新的培養(yǎng)模式,開拓新的培養(yǎng)方法6-]。
1.2 確立創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式
為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和社會(huì)服務(wù)的要求,南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,以學(xué)生為本,以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、調(diào)動(dòng)學(xué)生潛能、提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力為目標(biāo),不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段°8,摸索出了一套創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。
該模式可歸納為“頂天”、“立地”式,即:一方面依托國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程中心等高水平教學(xué)科研平臺(tái)和環(huán)境學(xué)院高水平的師資隊(duì)伍,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)“頂天”;另一方面將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程應(yīng)用和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合,加強(qiáng)暑期學(xué)校的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),建立穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地和中試基地,開展多種形式的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生走出象牙塔、關(guān)愛自然、服務(wù)公眾、回報(bào)社會(huì),鍛煉學(xué)生切實(shí)解決實(shí)際問題的能力,實(shí)現(xiàn)“立地”。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合的方式
2.1 科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與我國(guó)環(huán)保形勢(shì)和國(guó)際學(xué)術(shù)前沿接軌,鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)教師積極開展科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)改革研究,將自己的科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容。如:早在上世紀(jì)90年代,當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室主任孔令仁教授就將自己的“光化學(xué)氧化降解有機(jī)污染物”的研究成果轉(zhuǎn)化到專業(yè)實(shí)驗(yàn)課“環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)”中,開發(fā)了“萘水溶液中的光化學(xué)氧化實(shí)驗(yàn)“產(chǎn)生柱法測(cè)定萘水的溶解度”等新實(shí)驗(yàn),近年還把新開發(fā)的“多功能光降解儀器”應(yīng)用到教學(xué)實(shí)驗(yàn)中;楊柳燕教授把國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目研究成果轉(zhuǎn)化成“環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”中“有機(jī)污染物的微生物降解一高效脫酣菌的分離和篩選實(shí)驗(yàn)”,并將Ames試驗(yàn)轉(zhuǎn)化為“鼠傷寒沙門氏菌/晡乳動(dòng)物肝微粒體致突變性實(shí)驗(yàn)”;孫成教授把新技術(shù)“雙波長(zhǎng)與導(dǎo)數(shù)光譜法”應(yīng)用到專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課“環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)”中,開發(fā)了新實(shí)驗(yàn)“雙波長(zhǎng)與導(dǎo)數(shù)光譜法測(cè)定廢水中苯酣與2,-二硝基苯酣”;高士祥教授將其主持的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“環(huán)糊精對(duì)難降解有機(jī)污染物的降解機(jī)理研究”的部分內(nèi)容編寫成研究性實(shí)驗(yàn)一“增溶實(shí)驗(yàn)”,應(yīng)用于低年級(jí)學(xué)生的開放性實(shí)驗(yàn)中,等等。
2.2 本科生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃
南京大學(xué)自2007年4月起全面啟動(dòng)了大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃,由本科學(xué)生個(gè)人或創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,自主選題、自主設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)。環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在學(xué)校投入專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)、設(shè)立創(chuàng)新訓(xùn)練指導(dǎo)中心的基礎(chǔ)上,追加投入經(jīng)費(fèi)和人員指導(dǎo),構(gòu)建了完整的國(guó)家、省、校、院系四級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練體系,積極組織學(xué)生申報(bào),學(xué)生也展現(xiàn)出較高的科研熱情和良好的實(shí)踐能力。3年來累計(jì)申報(bào)通過65項(xiàng),支持總經(jīng)費(fèi)26.7萬元。其中2007年獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)重點(diǎn)支持的7項(xiàng),校級(jí)項(xiàng)目8項(xiàng);2008年獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)重點(diǎn)支持的7項(xiàng),校級(jí)項(xiàng)目15項(xiàng);2009年目前已獲得省級(jí)1項(xiàng),校級(jí)14項(xiàng)。迄今已結(jié)題16項(xiàng),獲得國(guó)家級(jí)優(yōu)秀3項(xiàng)。
2.3 開放性實(shí)驗(yàn)
南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心根據(jù)低年級(jí)學(xué)生主要接受化學(xué)、生物、物理等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的特點(diǎn),依據(jù)學(xué)?!皟?yōu)化課內(nèi)”,“強(qiáng)化課外”的教學(xué)原則,為浦口校區(qū)一二年級(jí)學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室,設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn),提高低年級(jí)學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)。開放實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及手段均綜合了多門學(xué)科,是集基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)與實(shí)際應(yīng)用為一體的綜合性實(shí)驗(yàn)。其中包括:小麥?zhǔn)苤亟饘倜{迫實(shí)驗(yàn)研究、工業(yè)廢水實(shí)驗(yàn)室模擬多級(jí)處理實(shí)驗(yàn)、浦園室內(nèi)外環(huán)境空氣污染檢測(cè)與控制研究、浦園水體富營(yíng)養(yǎng)化檢測(cè)與控制研究等12項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。參加學(xué)生120人次/年,并提交相應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及論文6940。
2.4 本科生導(dǎo)師制度
為強(qiáng)化科研與教學(xué)的相互滲透,鼓勵(lì)學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研訓(xùn)練,環(huán)境學(xué)院設(shè)立了本科生導(dǎo)師制度,吸納本科生在二三年級(jí)即可自主選擇導(dǎo)師、參與導(dǎo)師承擔(dān)的重大課題的研究,并對(duì)本科生開放重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、資料室,提倡本科生和研究生合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究活動(dòng),鼓勵(lì)本科生學(xué)研結(jié)合,積極撰寫和發(fā)表學(xué)術(shù)論文。
在本科學(xué)習(xí)階段,很多學(xué)生受益于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和本科生導(dǎo)師制度,發(fā)表了學(xué)術(shù)論文,參與了專利申請(qǐng)。近年來,本科生37篇,其中SCI論文10篇。
2.5 本科畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)與導(dǎo)師科研課題掛鉤
多數(shù)本科生畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)均從導(dǎo)師承擔(dān)的課題中選題,使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸學(xué)術(shù)前沿。根據(jù)近3年的統(tǒng)計(jì),41%的本科生畢業(yè)論文選題來自指導(dǎo)老師承擔(dān)的國(guó)家級(jí)課題,29%來自省部級(jí)項(xiàng)目。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程應(yīng)用和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的方式
環(huán)境科學(xué)與工程是應(yīng)用性極強(qiáng)、與社會(huì)密切相關(guān)的學(xué)科,承擔(dān)著解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展中必然伴隨而來的環(huán)境問題的重任。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心突出理論教學(xué)與實(shí)際工程和社會(huì)應(yīng)用的結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生走出象牙塔,通過多種方式達(dá)到關(guān)愛自然、服務(wù)公眾、回報(bào)社會(huì)的目的。
3.1 暑期學(xué)校
南京大學(xué)自2003年起實(shí)行3學(xué)期制,在暑期舉辦5周時(shí)間的暑期學(xué)校,著力培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。中心承擔(dān)了環(huán)境學(xué)院“暑期學(xué)?!钡慕虒W(xué)任務(wù),通過聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外學(xué)者開設(shè)專題課及講座、安排研究型實(shí)驗(yàn)、組織數(shù)學(xué)建模等競(jìng)賽培訓(xùn)、建立穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地、以及開展多種形式的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力,并通過指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)習(xí)報(bào)告、小學(xué)期總結(jié)或撰寫學(xué)術(shù)小論文等,提高綜合能力。
3.2 教學(xué)實(shí)習(xí)
中心與多家科研院所、企業(yè)、環(huán)保管理部門建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系,擁有穩(wěn)定的教學(xué)實(shí)習(xí)基地,為學(xué)生提供接觸工程和社會(huì)的機(jī)會(huì)。這些基地包括:南京地理與湖泊研究所太湖生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)站、中石化揚(yáng)子石化水廠、南京大學(xué)宜興環(huán)保科技研發(fā)中心、江蘇泗洪洪澤湖濕地自然保護(hù)區(qū)、江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院、江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、常州市環(huán)境保護(hù)局、江蘇戈德環(huán)保科技有限公司、江蘇三強(qiáng)環(huán)境工程有限公司等。這些實(shí)習(xí)基地均有良好的設(shè)施、穩(wěn)定的指導(dǎo)教師隊(duì)伍,教學(xué)實(shí)習(xí)工作規(guī)范化、制度化,能滿足不同專業(yè)教學(xué)實(shí)習(xí)的要求。其中南京大學(xué)宜興環(huán)??萍佳邪l(fā)中心為環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生提供中試基地,成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重要的組成部分。
3.3 暑期社會(huì)實(shí)踐
暑期社會(huì)實(shí)踐是鍛煉學(xué)生能力、培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)的重要手段,學(xué)生經(jīng)過社會(huì)實(shí)踐的洗禮后能達(dá)到“長(zhǎng)見識(shí),增才干”的鍛煉效果。中心在學(xué)生實(shí)踐方面給予了很高的支持力度,連續(xù)3年被評(píng)為“南京大學(xué)暑期社會(huì)實(shí)踐先進(jìn)集體”,多支團(tuán)隊(duì)和個(gè)人受到省級(jí)和校級(jí)表彰。以2008年為例,成功申請(qǐng)暑期社會(huì)實(shí)踐團(tuán)隊(duì)9個(gè),都非常成功地完成了實(shí)踐任務(wù),取得了優(yōu)異的成績(jī),其中“濕地使者行動(dòng)”綠色蒲公英”等實(shí)踐團(tuán)均引起了當(dāng)?shù)毓姾兔襟w的關(guān)注和稱贊。
3.4 環(huán)保協(xié)會(huì)活動(dòng)
中心通過支持南京大學(xué)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)的活動(dòng),在學(xué)生中開展各類環(huán)境主題活動(dòng),同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)外交流,服務(wù)于社會(huì)。如開展各類環(huán)保知識(shí)講座;組織“綠色”系列活動(dòng)與南京大學(xué)青年志愿者協(xié)會(huì)合作在校內(nèi)以及紫金山開展垃圾清理志愿服務(wù);在南京市梅花山以及揚(yáng)州市開展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與人身健康調(diào)研系列活動(dòng);組織綠色活動(dòng)、濕地使者行動(dòng)等品牌活動(dòng)。
3.5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)開到海外
為拓展人才培養(yǎng)視野,中心致力于本科生國(guó)際交流合作,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂開到海外。
(1)本科生赴海外著名大學(xué)插班學(xué)習(xí)。每年均有人數(shù)不等的學(xué)生派到美國(guó)、澳大利亞、日本、芬蘭和香港等地學(xué)習(xí)和生活,直接接受國(guó)外著名大學(xué)的熏陶,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛧?guó)際化的眼光。
(2)赴美科學(xué)實(shí)踐之旅。聯(lián)合美國(guó)自然科學(xué)研究院和美國(guó)圣約瑟夫大學(xué)于2008年8月共同組織了一支包括2名教授、名博士生、2名碩士生和8名本科生的學(xué)習(xí)交流團(tuán)隊(duì),赴美國(guó)費(fèi)城等地參加了為期20天的活動(dòng),以引導(dǎo)學(xué)生走出校園、邁出國(guó)門、接觸世界、開拓視野,在理論聯(lián)系實(shí)際的基礎(chǔ)上深入探究環(huán)境問題的根源和本質(zhì),努力探求解決當(dāng)前環(huán)境問題的有效途徑。
(3)赴名古屋市、常州市污水處理廠參觀比較實(shí)踐。2008年8月,05級(jí)同學(xué)組團(tuán)聯(lián)系并參觀了日本名古屋市的名古屋市寶神污水、污泥處理場(chǎng)、寶神廢物回收利用中心以及挖留污水處理廠,通過與名古屋污水處理廠與工作人員深入交流,就名古屋市污水處理事業(yè)發(fā)展、現(xiàn)狀、所面臨的難題以及處理工藝等展開討論,同時(shí)結(jié)合環(huán)境工程暑期實(shí)習(xí)前往常州市污水處理廠的生產(chǎn)實(shí)踐,比較了兩市污水處理發(fā)展情況,嘗試找出差距,并探究了中國(guó)在發(fā)展污水處理時(shí)的著力點(diǎn),如何預(yù)防缺乏遠(yuǎn)見的發(fā)展模式。
4.結(jié)語
中圖分類號(hào):G632.41
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.07.043
在提倡素質(zhì)教育的今天,對(duì)學(xué)生學(xué)力成長(zhǎng)的研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。學(xué)力是由顯性學(xué)力和隱性學(xué)力組成的,顯性學(xué)力主要是“知識(shí)、理解”和“技能”,而支撐其的隱性學(xué)力的主要是“思考力、判斷力、表現(xiàn)力”和“興趣、動(dòng)機(jī)、態(tài)度”。應(yīng)試教育僅僅關(guān)注顯性學(xué)力,素質(zhì)教育則關(guān)注顯性學(xué)力和隱性學(xué)力的統(tǒng)一,更加注重“活動(dòng)—探究—表現(xiàn)”的教學(xué)模式?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在這種模式中有著不可替代的作用,有專家這樣說:化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的導(dǎo)向,它能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí);它具有一定心理功能,它能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神;它具有一定方法功能,它能訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維;它具有一定操作功能,它能加強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)既是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方式,又是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。在化學(xué)教學(xué)中,通過實(shí)驗(yàn)不僅可以使學(xué)生獲得化學(xué)知識(shí),學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)技能;更重要的是通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的學(xué)習(xí)情景,達(dá)到激發(fā)興趣、啟迪思維,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的目的,從而將顯性學(xué)力和隱性學(xué)力的提升有機(jī)統(tǒng)一在一起。
但現(xiàn)實(shí)情況不容樂觀,化學(xué)實(shí)驗(yàn)并沒有得到應(yīng)有的重視。我們?cè)诔V菔袇^(qū)學(xué)校所作調(diào)查可知(學(xué)生705人):課堂上老師經(jīng)常組織學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的占20.1%,學(xué)校組織化學(xué)課外實(shí)踐活動(dòng)的占21.7%,學(xué)校開放實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生做探究實(shí)驗(yàn)占13.5%……雖然新教材在實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和質(zhì)量上有所提高,淡化了教師的演示實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的自主性和選擇性,但由于重視程度不夠、實(shí)驗(yàn)條件不夠、工作量大、課時(shí)緊、高考?jí)毫Υ蟆⒔處熍侣闊┑仍?,高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)反而有弱化的趨勢(shì)。針對(duì)這種現(xiàn)狀,我們?cè)诩訌?qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面作了一些探索和嘗試。
一、加強(qiáng)課堂探究實(shí)驗(yàn)
依據(jù)不同的課型,對(duì)蘇教版高中化學(xué)教材中的“活動(dòng)與探究”、“觀察與思考”等欄目設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,盡可能多地給學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。一般的流程為確立問題提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)探究分析歸納延伸拓展。①提出有探究?jī)r(jià)值的問題,并進(jìn)行猜想和假說。②收集并整理有關(guān)資料整合已有信息。③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。④實(shí)驗(yàn)與觀察,獲取事實(shí)與證據(jù)。⑤數(shù)據(jù)分析與處理。⑥表達(dá)與交流。教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)親歷探究過程的平臺(tái),提供學(xué)生所需的素材,引導(dǎo)學(xué)生順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí);強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的交流和討論,防止學(xué)生疏于反思和評(píng)價(jià)。這樣堅(jiān)持下去一定有利于學(xué)生自主建構(gòu)學(xué)科知識(shí)、有利于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法、有利于學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)的綜合能力、有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
二、開放課后實(shí)驗(yàn)
利用校本選修課進(jìn)行趣味實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。在周六和周日開放實(shí)驗(yàn)室;特別倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的微型化、綠色化,以身邊的物品做化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
我校在高一開設(shè)了選修課趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn),如固體酒精制備、大晶體的制備、彩色焰火、火山爆發(fā)、粉筆炸彈、變色的“花朵”、自制豆腐等;高二開設(shè)了選修課創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),主要有課本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)、感興趣實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及探索、新型實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與使用等。高一年級(jí)主要是提升學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)機(jī)和激情,同時(shí)了解常見的實(shí)驗(yàn)儀器、操作和實(shí)驗(yàn)安全等方面的常識(shí)。高二年級(jí)則在此基礎(chǔ)上著力提高學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓòㄔO(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)等),全面提升學(xué)生的學(xué)力。
學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)非常感興趣,也很投入。有學(xué)生這樣寫道:“化學(xué)的世界是神奇的,不可能輕易完成一個(gè)容易的實(shí)驗(yàn);美妙的化學(xué)帶給我們美妙的享受,在感受這的同時(shí),我們知道,學(xué)好化學(xué),必須學(xué)習(xí)會(huì)探究它的原理,不怕失敗,勇往直前?!币灿袑W(xué)生這樣描述:“當(dāng)一切都已經(jīng)結(jié)束,然而我們卻戀戀不舍。當(dāng)?shù)弥@是最后的一節(jié)課,每個(gè)人都在盡自己的力量能多完成一些自己喜歡的,或者是還沒有來的及做過的實(shí)驗(yàn)。不是所有的人都愿意在這里終結(jié)。實(shí)驗(yàn)不會(huì)終結(jié),堅(jiān)信的,不會(huì)的……”。
三、積極進(jìn)行全體參與和小組研究相結(jié)合的課外綜合探究活動(dòng)
我們十分重視在課外活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。主要采用全體參加與小組研究相結(jié)合的活動(dòng)方式,變少數(shù)人參加為全員參與。
結(jié)合學(xué)校的科技節(jié),我們組織學(xué)生進(jìn)行了化學(xué)魔術(shù)匯演,高一年級(jí)各班以班級(jí)為單位,各班選出參加的一個(gè)小組,側(cè)重趣味性、表演性、觀賞性;高二年級(jí)選修化學(xué)各班進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究,學(xué)生自選感興趣的實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程,寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,在老師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的艱辛和快樂,最后形成一批實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生的潛力是巨大的,給他們一個(gè)機(jī)會(huì),還你們一大驚喜。
作為學(xué)校環(huán)境課程的重要組成部分,我校添置了有關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)的儀器和設(shè)備,如空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)、污水檢測(cè)和處理系統(tǒng);組建學(xué)生團(tuán)隊(duì),進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)踐活動(dòng)。
利用社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)的機(jī)會(huì),走向生活,走向社會(huì)。我們的學(xué)生參觀過污水處理廠、環(huán)境監(jiān)測(cè)站,也曾走上街頭和社區(qū)做過調(diào)查走訪。在這些過程中,我想他們收獲的不僅僅是顯性學(xué)力,更多的是隱性學(xué)力。
教育的終極目的是實(shí)現(xiàn)人格的成長(zhǎng),而學(xué)力成長(zhǎng)是人格成長(zhǎng)的”主干工程,化學(xué)實(shí)驗(yàn)則是提升學(xué)生學(xué)力成長(zhǎng)的有效途徑。我們每一位化學(xué)教師都應(yīng)該重新審視實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的地位和作用,盡自己最大的努力,培養(yǎng)學(xué)生成為具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的身心和諧發(fā)展的人。
化學(xué)導(dǎo)論論文 化學(xué)工程期刊 化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論 化學(xué)工程 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 化學(xué)科技論文 化學(xué)反應(yīng)工程 化學(xué)創(chuàng)新論文 化學(xué)科學(xué)論文 化學(xué)碩士論文 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀