高?；瘜W實驗室節(jié)能減耗的探究

賈承政，郭 寧，計亞軍，陳 瑩

(上海理工大學理學院，上海 200093)

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高?；瘜W實驗室節(jié)能減耗的探究

賈承政，郭 寧，計亞軍，陳 瑩

(上海理工大學理學院，上海 200093)

高?；瘜W實驗室能耗在全校各學科中屬于較高水平，隨著教學科研的任務量不斷加大，實驗室建設運行經費消耗逐年增加。如何在順利完成教學任務的同時做到節(jié)能減耗已經成為各校實驗室管理部門亟待解決的問題。本文介紹了我?；瘜W實驗室教學科研中的節(jié)能減耗經驗，結合自身的實際情況，探索出了一系列節(jié)能減耗的管理方法和新舉措，使化學實驗室不良建設運行經費明顯下降。

化學實驗室；節(jié)能減耗；實驗教學；實驗室開放平臺

隨著我國高等教育的不斷發(fā)展，教育資金投入逐年遞增，尤其是各高?；瘜W實驗室建設運行經費投入不斷增大。如何利用好經費，以節(jié)能減耗進而提高實驗室經費使用效率，成為近年來廣為關注的問題。實驗室經費消耗逐年遞增主要有兩大因素：內因是各大高校多年的連續(xù)擴招，學生人數(shù)持續(xù)膨脹，帶來所需的耗材費用增加；外因是整體物價的持續(xù)上漲，帶來維持和完成原實驗教學計劃任務的費用上漲[1]。

1 化學實驗室能耗分析

實驗室是開展實驗教學的重要場所，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要基地[13]。化學實驗室因其專業(yè)的特點，與其他學科實驗室建設有所不同，其門類多，試劑使用類目繁雜，因此所占用的資金比例很大。高校化學實驗室教學科目主要包括無機化學、分析化學、有機化學、物理化學等多門學科實驗。其中各科所需耗材多達上千種，其中所需的試劑規(guī)格和數(shù)量因學期課程的安排和科研的需求又極為繁瑣和復雜。因此在實際的購買和存儲需要大量人力物力和財力來支持。例如：不同種類的試劑在購置后的存儲條件和要求各不相同，因此對實驗室管理人員和試劑保存條件提出了極高的要求。大量經費用于試劑的購買和保存。有些試劑購買后可能使用率極低甚至使用量可能只要試劑規(guī)格最少量的10%～20%，剩余試劑存放于試劑柜中直至過期，導致浪費。

化學儀器在是作為化學學科中對物質結構、性質、分析、檢驗、檢測的輔助性實驗教學工具。化學實驗室常見的分析測試儀器多達三十幾種，其中大型儀器例如：原子吸收光譜分析儀、熒光光譜分析儀、氣相色譜質譜聯(lián)用儀、掃描電鏡等。這些儀器運行、保養(yǎng)、維修維護經費在化學實驗室的日常經費支出中同樣占有很高比重。例如化學實驗室中常見儀器：氣相色譜質譜連用儀，儀器使用前需開機預熱30分鐘左右，單次使用結束后還需要繼續(xù)運轉一次保證沒有殘留。一臺機器，一開一關，所需測試時間可能僅僅占到總用時的50%～70%，期間消耗的電、氣體、水等實驗耗材費用更是驚人，如果出現(xiàn)使用不當或者人為操作失誤造成色譜柱、離子源污染或損壞，將造成極大地浪費。

2 化學實驗室節(jié)能減耗的幾種措施和方法

實驗室節(jié)能減耗運行機制已經在我?；瘜W系各大實驗室所采用，其主要措施包括以下方面：

2.1 化學實驗室試劑購買、存放、使用規(guī)范

化學與其他學科有所不同，尤其是實驗藥品的保管和使用有其嚴格性和特殊性[2]?；瘜W實驗室中發(fā)生危險事故的因素很多，化學品本身的物理化學性質、化學實驗的高風險性以及人的不安全行為都可能導致事故的發(fā)生[10]?；瘜W試劑按照學科分類購買，各個實驗室在學期開始應對當學期實驗教學內容進行梳理，參比前學期課程實驗所需的數(shù)量規(guī)格進行購買，對照本學期教學人數(shù)和課時數(shù)，做出相應實驗試劑藥品購買預算，原則上不應超出上一學期購買數(shù)量的20%。對于消耗性大、且各學科共同使用的試劑(例如：酒精、鹽酸等)可做批量定期購置，保證藥品庫試劑存放最少量為應需量的50%。對于藥品使用量較小的試劑，應在準備室配制結束后退回倉庫保管。試劑保存應嚴格按照存放要求進行，例如易揮發(fā)藥品應防止防爆低溫冰箱中；易于反應的兩種或幾種試劑應分開存放；易制毒、易制爆試劑應配備專門的試劑柜中進行存放，且嚴格做好領用登記等。各實驗室配備小型密碼鎖試劑柜，對于常用試劑的少量存放和保存。每次實驗結束后要求實驗教師將剩余試劑標記開封日期，剩余試劑進行清點登記并妥善保存。針對科研試劑的購買、存放、使用采取“導師負責制”，即由各個導師對科研購買的試劑妥善存放保管，易制毒、易制爆的試劑應提前統(tǒng)一報批后購置，科研實驗室中的有毒有害試劑應嚴格遵守使用守則，責任到人。將實驗室的安全建設及運行作為教學過程中最重要的一環(huán)、實行“責任到人，一票否決”的績效考核制度。

2.2 化學實驗教學中的節(jié)能減耗

化學實驗課程內容多，所需試劑種類數(shù)量也不盡相同。實驗教材上的一些實驗內容大多采用大容量、大體積和耗時較長的操作流程，這已經不符合降低“三廢”和低碳環(huán)保的要求，在獲得相同實驗結果或者能觀察到相同實驗現(xiàn)象的實驗教學中[3-4]，要求各教學人員依照實驗教學順序先后對實驗預做，摸清相關實驗條件內容，并對數(shù)據經行處理，找出實驗中學生可能遇到的問題以及解決方案[2]。根據實驗的性質和操作要求，實驗耗材可以有多種不同的選擇[14]。優(yōu)化實驗流程，減少實驗試劑和耗材的用量、電、水的消耗等，做到合情合理的節(jié)能減耗。例如：無機化學實驗和分析化學實驗中常用的酸堿試紙可以分成小段使用；有機實驗加熱結束后及時關閉電源、冷凝水的流量不要太大避免浪費等等。其次，要求學生在每次實驗之前做好預習報告，充分清楚本次實驗課的內容和試劑，并對實驗過程做到心中有數(shù)，這樣可以防止學生在實驗中因為出錯導致實驗需要重頭再來而引發(fā)的藥品浪費。學生實驗開始前應清點好自己的實驗材料和藥品，防止在隨后的實驗過程中出現(xiàn)缺少儀器藥品導致亂用錯拿引發(fā)的實驗失敗或者儀器的損壞。實驗結束后，實驗教師應指導要求學生統(tǒng)計實驗儀器有無破損遺漏現(xiàn)象并擺放整齊，待實驗結束學生完全離開后，將實驗室儀器及時斷電、斷水。此外，學生經常會選擇周末獨自在實驗室做實驗，這個時間也是最容易出現(xiàn)安全問題，例如：忘記關水龍頭或用電等導致走水或失火等安全事故。如何堵住安全漏洞也是降低整個實驗室能耗不可忽視的一個重要方面。

2.3 化學儀器使用維護準則

大型儀器的使用應做到合理調配，專人維護。多年來高校普遍存在的重購置、輕統(tǒng)籌規(guī)劃、運行保障等原因，大型儀器設備使用效益不高或限制的情況仍然沒有取得明顯突破[11]。實驗室的發(fā)展建設應有明確的教學、科研需求為指引，應根據本校實際情況，有計劃、有步驟逐步開展和科學、有序地完善[12]。儀器的頻繁使用并不會造成儀器過早報廢，相反，經常使用儀器反而可以使儀器達到自身最佳的狀態(tài)，因此合理地調配好各個儀器的使用時間和維護保養(yǎng)時間顯得尤為重要?？蒲泻徒虒W中涉及到使用大型儀器時，應由學生提出申請，由大型儀器管理員分配儀器的開機使用時間，集中有序地合理安排儀器使用，并安排有相關儀器知識經驗豐富的研究生輔助管理，即“讓專業(yè)的人做專業(yè)的事”。對儀器的維護應做到及時有效，保證科研教學任務的同時，減少儀器的損壞，進而降低因頻繁維修儀器造成的財力物力的損失。

2.4 綠色、循環(huán)、經濟實驗室的構建

化學實驗中經常會產生有毒有害的氣體、液體，不僅僅污染環(huán)境，更是對教師和學生的身體產生很大影響。因此，各實驗教師在本科實驗教學中應對教材進一步分析研究，在完成教學任務計劃的基礎上，探尋無毒或低毒實驗加以替代高毒性實驗內容，并充分了解實驗過程中所產生的物質，及時有效地把廢氣廢液收集處理，有機廢液定期向學校上報，由專業(yè)廢液公司做無害化處理。

我系在化學實踐創(chuàng)新實驗中引入工業(yè)品制備等學生感興趣的實驗內容，在課堂上由學生制備出洗手液、洗潔精等實驗室洗滌用日用消耗品，用于整個化學系其他實驗室的日常洗滌，不但順利完成了教學任務，還減少了實驗室對洗滌日用品的購置費用。有機試驗中回流冷凝水的回收、冰水的回收；物理化學實驗中硝酸銀電解液廢液用于無機化學實驗中的氯離子檢測液等，都做到了綠色、循環(huán)、經濟的要求。綠色、循環(huán)、經濟實驗室的構建使得我系化學日常經費支出降低了20%。

3 利用實驗室開放平臺建設節(jié)能減耗

大多數(shù)地方院校仍采用封閉的管理方式，實驗室儀器設備信息也隨之封閉，導致重復購置儀器設備的現(xiàn)象依然存在，特別是對于大型貴重儀器的購置[5]。此外，由于管理方面的原因，存在各院部儀器設備管理“各自為政”的現(xiàn)象，其他地方院校、校內各學院(部門)師生無法共用，造成部分儀器設備的利用率和共享率偏低，本科教學與科研實驗設備間沒有建立有效的共享管理和使用機制[6-7,15]。對此，我們主動將自己實驗室擁有的化學儀器進行分門別類盡行登記，對儀器的性能參數(shù)和使用情況公示面并向全校師生開放。開放實驗室是在傳統(tǒng)的教學秩序之外，新設計的增加學生進入實驗室強化鍛煉專業(yè)技能的環(huán)節(jié)，所以實驗室的管理工作量，實驗項目增多增加的材料消耗、儀器設備的損耗和維修、維護費用都會更多[8]。為加強實驗室開放管理，應著重強調教師的第一責任人作用[9]，在對外專業(yè)的師生使用時，建立提前預約制度，由專業(yè)教師或制定儀器使用研究生對送樣進行檢測，酌情收取耗材使用費和儀器損耗等費用，補貼儀器的相關維護費用。開放實驗室的建立不僅減少了學校一起的重復購買導致的資源浪費，更讓參與實驗室儀器操作管理的同學得到了實踐經驗，同時也解決了實驗室部分經費短缺的問題。

4 結 語

通過以上的多項措施，在順利完成教學科研的基礎上，我?；瘜W實驗室的總體運行經費比過去降低了10%～20%，使得經費可以更多地轉向科研建設和大型儀器的購置。探究摸索出適合專業(yè)自身的節(jié)能減耗方法，使經費利用率進一步提高還需要我們在今后的科研教學中不斷摸索和總結。

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Research on Energy Saving and Consumption Reduction of Chemical Laboratory in Colleges

JIACheng-zheng，GUONing，JIYa-jun，CHENYing

(University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China)

University chemical laboratory energy consumption in all disciplines belongs to a higher level, with the increasing amount of the task of teaching and research, the laboratory construction and operation of expenditure increased year by year. How to successfully complete the task of teaching and reduce energy consumption at the same time has become a problem that needs to be solved urgently in the universities laboratory management department. The school chemistry laboratory teaching and scientific research in energy-saving reducing consumption experience were introduced, combined with their own actual situation, to explore a series of saving energy and reducing consumption of management methods and new initiatives, the chemical laboratory adverse construction operation decreased funding.

chemical laboratory; energy saving and consumption reduction; experimental teaching; laboratory open platform

文獻標志碼： 文章編號：1001-9677(2016)020-0182-03