徐建春 邱梅

摘 要：對(duì)“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué)過(guò)程綠色化改革與實(shí)踐進(jìn)行了闡述，包括在教學(xué)各環(huán)節(jié)中融入綠色發(fā)展的理念，培養(yǎng)學(xué)生綠色發(fā)展的意識(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建綠色環(huán)境監(jiān)測(cè)知識(shí)體系，重點(diǎn)利用清潔生產(chǎn)思想和5R理論對(duì)“環(huán)境監(jiān)測(cè)”實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行綠色化管理，培養(yǎng)學(xué)生的綠色監(jiān)測(cè)技能，將綠色發(fā)展的理念和知識(shí)用于指導(dǎo)“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程綠色化。

關(guān)鍵詞：綠色教學(xué);“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué);實(shí)驗(yàn)室管理;教學(xué)改革

綠色教學(xué)的主要內(nèi)容除了傳統(tǒng)教學(xué)任務(wù)中的專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能、通用知識(shí)和技能，還包括培養(yǎng)學(xué)生的綠色職業(yè)能力，主要從培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識(shí)、幫助學(xué)生構(gòu)建綠色知識(shí)體系和培養(yǎng)綠色技能3個(gè)方面入手。

“環(huán)境監(jiān)測(cè)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)占到近50%，樣品復(fù)雜多樣。在樣品保存、預(yù)處理和分析的過(guò)程中，所用的化學(xué)試劑藥品種類多、藥量也較大，環(huán)境污染問(wèn)題不容忽視?！碍h(huán)境監(jiān)測(cè)”是高校環(huán)境類專業(yè)的核心課程，教師在培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的知識(shí)和技能時(shí)，需要滲透綠色發(fā)展的思想，培養(yǎng)學(xué)生綠色環(huán)保的意識(shí)和綠色發(fā)展的思維力、行動(dòng)力，提升學(xué)生的綠色素質(zhì)，確保學(xué)生將來(lái)在工作崗位中肩負(fù)環(huán)保的責(zé)任，更好地落實(shí)工作。本研究依據(jù)5R理 ? 論[1]和清潔生產(chǎn)思想，對(duì)“環(huán)境監(jiān)測(cè)”課程綠色化教學(xué)進(jìn)行了思考和探索，并在實(shí)踐中貫徹執(zhí)行，取得了較好的效果。

1 ? ?培養(yǎng)綠色環(huán)境監(jiān)測(cè)意識(shí)

環(huán)境專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要從事環(huán)境保護(hù)及相關(guān)工作，因此，培養(yǎng)其綠色發(fā)展的意識(shí)尤為重要。污染防治重在源頭控制，要讓學(xué)生充分理解綠色發(fā)展的必要性，培養(yǎng)其綠色發(fā)展的責(zé)任意識(shí)。同時(shí)，通過(guò)逐漸滲透的方式，把綠色發(fā)展理念引入課程理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)中，有意識(shí)地強(qiáng)化綠色發(fā)展的理念，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸理解綠色發(fā)展并自覺(jué)應(yīng)用[2]。

綠色發(fā)展意識(shí)培養(yǎng)分事前、事中和事后3個(gè)方面。事前預(yù)防污染是培養(yǎng)綠色意識(shí)的首要方面。在分析監(jiān)測(cè)項(xiàng)目時(shí)，首先，選擇分析方法，要求學(xué)生搜集相關(guān)分析方法，引導(dǎo)其思考為何教材會(huì)編選其中一種方法，該方法有何優(yōu)缺點(diǎn)，提醒學(xué)生不僅要從方法的準(zhǔn)確度、精密度、測(cè)定限等技術(shù)方面思考，還要考慮環(huán)保、安全等問(wèn)題。其次，在監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生思考經(jīng)常要用到哪些有毒有害物質(zhì)，藥品的收集和富集、分離和處置過(guò)程是否合理，對(duì)環(huán)境的危害是否降到了最低。最后，必須建立實(shí)驗(yàn)完成以后的“后處理”機(jī)制，對(duì)用剩的原料試劑和產(chǎn)生的廢液、廢氣、廢物等進(jìn)行回收處理、無(wú)害化處理等。

2 ? ?構(gòu)建綠色環(huán)境監(jiān)測(cè)知識(shí)體系，培養(yǎng)綠色監(jiān)測(cè)技能

按照環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的一般流程，用綠色發(fā)展的理念分析每個(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)污分析;在課程網(wǎng)站上和教材編排中，針對(duì)各環(huán)節(jié)設(shè)置綠色討論專題和論壇，在教學(xué)過(guò)程中構(gòu)建綠色監(jiān)測(cè)知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生的綠色監(jiān)測(cè)技能。

2.1 ?“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué)中采樣過(guò)程的綠色控制

采樣包括從自然環(huán)境（包括水質(zhì)、空氣、土壤、生態(tài)等）中采樣和從社會(huì)環(huán)境中采樣（主要為企事業(yè)單位排污采樣）。（1）水樣的采集?，F(xiàn)場(chǎng)采樣時(shí)的潤(rùn)洗廢液和用剩的保存劑、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試藥劑必須帶回實(shí)驗(yàn)室處理。（2）土壤采樣，主要涉及植被破壞和四分法后剩余土壤以及實(shí)驗(yàn)室分析后剩余土壤的處置問(wèn)題，應(yīng)盡量避免大量破壞植被，四分法后剩余土壤盡量回填土坑，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試剩余土壤根據(jù)測(cè)定結(jié)果考慮安全處置。（3）環(huán)境氣樣的采集，主要涉及吸收液、吸附劑的處理問(wèn)題，必須帶回實(shí)驗(yàn)室妥善處置。此外，現(xiàn)場(chǎng)人員的安全和健康也必須采取相應(yīng)措施。

2.2 ?“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué)中實(shí)驗(yàn)室分析過(guò)程的綠色控制

“環(huán)境監(jiān)測(cè)”的主要污染來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室分析。綠色實(shí)驗(yàn)室分析知識(shí)體系包括綠色分析技術(shù)選擇知識(shí)、實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)保管理知識(shí)。

2.2.1 ?綠色分析技術(shù)的選擇

對(duì)于一種分析方法，一般用精密度、準(zhǔn)確度、靈敏度、分析速度、校準(zhǔn)曲線的線性范圍等項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)[3]。對(duì)于綠色分析方法來(lái)說(shuō)，除了上述指標(biāo)外，還應(yīng)把對(duì)環(huán)境的影響程度作為評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

首先，在進(jìn)行“環(huán)境監(jiān)測(cè)”分析方法選擇教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生選擇相對(duì)綠色的新方法。隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的日益重視，出現(xiàn)了許多新的考慮環(huán)境影響的國(guó)標(biāo)方法。比如分析常規(guī)指標(biāo)化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）的最新國(guó)標(biāo)方法（HJ 828—2017），將取樣體積減半，減少樣品測(cè)定過(guò)程造成的環(huán)境污染，還將硫酸汞的加入量由0.4 g修改為可根據(jù)樣品中氯離子的含量按比例加入，加入前可進(jìn)行氯離子含量測(cè)定或粗略判定，減少有毒物質(zhì)硫酸汞的使用等。

其次，從綠色發(fā)展角度考慮，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建綠色方法知識(shí)體系，了解綠色化發(fā)展方向，追蹤最新的綠色方法，并能在工作中開展綠色創(chuàng)新研究。在取消有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生方面，引導(dǎo)學(xué)生從以下幾個(gè)方面考慮：（1）采用無(wú)污染或少污染測(cè)試技術(shù)。無(wú)污染技術(shù)如X射線熒光法（X-Ray Fluorescence，XRF）[4]能夠原位采樣和收集數(shù)據(jù)，從樣品收集、準(zhǔn)備到分析測(cè)試的各個(gè)階段，不需要任何溶劑，幾乎沒(méi)有使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)。少污染技術(shù)有前處理中的超聲萃取法、微波消解法[5]、儀器掩蔽法[6]等。（2）采用無(wú)毒、無(wú)害的試劑，如開發(fā)超臨界流體（Super Critical Fluid，SCF）[7]，特別是超臨界二氧化碳作溶劑，既具有常規(guī)液體的良好溶解性，又具有氣體的快傳質(zhì)速度，故采用這種無(wú)毒、無(wú)害的試劑可代替原來(lái)有毒的揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）。（3）試劑減量化。實(shí)驗(yàn)微型化、儀器化，可以減少試劑的使用。儀器分析相較于化學(xué)分析，樣品和分析試劑都大大減少了，環(huán)境監(jiān)測(cè)在線化也是環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要發(fā)展方向。（4）減少加熱過(guò)程冷凝水的使用等，避免資源的浪費(fèi)，減少能源的使用。比如COD測(cè)定技術(shù)發(fā)展，改水冷凝為空氣冷凝，縮短了加熱時(shí)間。

2.2.2 ?“環(huán)境監(jiān)測(cè)”實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)保管理

在監(jiān)測(cè)教學(xué)中，需要把實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)境管理知識(shí)應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)操作的每個(gè)環(huán)節(jié)中，并針對(duì)每個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全方位地進(jìn)行綠色化考慮，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)境管理知識(shí)和相關(guān)綠色技能。

（1）建立規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室綠色管理制度。首先，制訂完善的實(shí)驗(yàn)室常規(guī)管理制度，包括試劑、藥品、儀器、用水、用電、安全管理等。在教學(xué)過(guò)程中，老師和學(xué)生都必須遵守相關(guān)規(guī)定。其次，在規(guī)范管理實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，運(yùn)用清潔生產(chǎn)思想和5R理論加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室污染控制。如制定實(shí)驗(yàn)室三廢管理規(guī)定，包括建立有毒有害試劑使用登記制度、規(guī)定每一種有毒有害廢棄物的處理程序、實(shí)驗(yàn)室管理人員定期檢查廢棄物處理情況。

（2）實(shí)驗(yàn)室試劑的綠色化管理與使用。第一，實(shí)現(xiàn)綠色化的項(xiàng)目管理，并傳授相關(guān)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生的相關(guān)技能，如化學(xué)試劑合理分類保存訓(xùn)練等。第二，減少化學(xué)藥品用量。除了選用綠色方法，在既定方法的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也要合理安排使用試劑以減少藥品用量。在“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué)中，一般對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，要求每組學(xué)生掌握從采樣、樣品預(yù)處理、實(shí)驗(yàn)藥品配制、分析測(cè)試到報(bào)告完成的系統(tǒng)的分析監(jiān)測(cè)知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備過(guò)程中，需教會(huì)學(xué)生計(jì)算出不同試劑使用的量，按照需要量配制，而不僅是按照書上寫的量進(jìn)行配制，避免出現(xiàn)試劑浪費(fèi)現(xiàn)象。仍然以COD的測(cè)定實(shí)驗(yàn)為例，在國(guó)標(biāo)方法中，實(shí)驗(yàn)需要配置重鉻酸鉀儲(chǔ)備液1 000 mL，而每個(gè)小組僅需要10 mL。如果學(xué)生不能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，必然會(huì)配置1 000 mL，造成藥品的大量浪費(fèi)，并且剩余大量有毒的重鉻酸鉀溶液，也會(huì)污染環(huán)境。

（3）實(shí)驗(yàn)室儀器的綠色化管理與使用。在環(huán)境檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室管理過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)綠色化管理的目的，需做好實(shí)驗(yàn)室儀器的綠色化管理，提高檢測(cè)儀器的基本性能，避免資源浪費(fèi)。同時(shí)，需要明確設(shè)計(jì)維護(hù)工作，提高儀器的使用效率。維護(hù)儀器日常工作的穩(wěn)定，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)儀器的使用壽命、提高使用效率。對(duì)各種儀器分別建檔管理，按照儀器的使用、保存要求制訂相關(guān)操作規(guī)程，在操作前對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)，嚴(yán)格督促學(xué)生按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行操作，養(yǎng)成良好的習(xí)慣。

（4）實(shí)驗(yàn)室污染治理。實(shí)驗(yàn)室廢棄物的濃度相對(duì)較高、種類相對(duì)較多、治理的難度相對(duì)較大。實(shí)驗(yàn)室污染治理主要是對(duì)廢液和有機(jī)廢氣的處理。首先，“環(huán)境監(jiān)測(cè)”實(shí)驗(yàn)室中的廢液量相對(duì)較多，可將廢液分為危險(xiǎn)廢液和非危險(xiǎn)廢液。對(duì)于危險(xiǎn)廢液，貼上標(biāo)簽妥善保管并交由有資質(zhì)的第三方公司處理，對(duì)于非危險(xiǎn)廢液，可處理后直接排放。在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置廢液缸，將廢酸、廢堿、有機(jī)物、重金屬?gòu)U液分別收集處理。對(duì)于酸堿廢液，可以采用中和方法處理。對(duì)于有機(jī)廢液，可通過(guò)蒸餾方法回收。其次，使用揮發(fā)性試劑等產(chǎn)生有機(jī)廢氣的過(guò)程，需要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，并在通風(fēng)櫥出氣口安裝廢氣凈化裝置。

3 ? ?運(yùn)用現(xiàn)代化的教育手段開展綠色“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué)

四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院的“環(huán)境監(jiān)測(cè)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)采用多媒體演示教學(xué)，開設(shè)了“環(huán)境監(jiān)測(cè)”資源共享課程，并建立了多媒體仿真實(shí)驗(yàn)室。大量運(yùn)用電子化教學(xué)手段，使得開展綠色“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教育成為一種切實(shí)可行的“綠色低碳環(huán)保”的教學(xué)方法。比如常量實(shí)驗(yàn)所需要的水、電等資源消耗量比較大，需排放污染廢水、廢氣等。采用多媒體演示對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、裝置、流程過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，有些相關(guān)知識(shí)和技能在仿真互動(dòng)過(guò)程中已經(jīng)可以學(xué)習(xí)，不需要進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生必須進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前，在資源共享課程網(wǎng)站上觀看演示視頻，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程形成清晰的認(rèn)識(shí)，避免在實(shí)驗(yàn)中由于疏忽而產(chǎn)生對(duì)環(huán)境不友好的行為，甚至是污染環(huán)境的行為[8]。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

在教學(xué)各環(huán)節(jié)中融入綠色發(fā)展的理念，幫助學(xué)生構(gòu)建綠色環(huán)境監(jiān)測(cè)知識(shí)體系，包括綠色采樣、綠色分析方法選擇、綠色實(shí)驗(yàn)室分析等，重點(diǎn)利用清潔生產(chǎn)思想和5R理論對(duì)“環(huán)境監(jiān)測(cè)”實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行綠色化管理，培養(yǎng)學(xué)生的綠色監(jiān)測(cè)技能。同時(shí)，將綠色發(fā)展的理念和知識(shí)用于指導(dǎo)“環(huán)境監(jiān)測(cè)”教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的綠色化。經(jīng)過(guò)綠色化教學(xué)實(shí)踐，有效地減少了化學(xué)試劑的浪費(fèi)和環(huán)境污染，最重要的是，極大地提升了本專業(yè)學(xué)生的綠色“環(huán)境監(jiān)測(cè)”職業(yè)能力。

[參考文獻(xiàn)]

[1]GRANT S，F(xiàn)REER A A，WINFIELD J M，et al.Introducing undergraduates to green chemistry： an interactive teaching exercise[J].Green Chemistry，2005，7（3）：121-128.

[2]柴育紅.綠色化學(xué)教育融入“環(huán)境監(jiān)測(cè)”與分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，2013（17）：99-113.

[3]許春麗.綠色分析化學(xué)[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊(cè)），2001，37（11）：528-530.

[4]張運(yùn)波，齊兵，劉喜秀，等.X射線熒光光譜法測(cè)定鋼中的有害元素[J].化學(xué)分析計(jì)量，2005，14（2）：56-57.

[5]黃河柳.微波輔助消解-原子吸收分光光度法測(cè)定催化劑中銅、鐵、鎳含量[J].廣州化工，2003，31（1）：44-47.

[6]曾楚杰.綠色分析化學(xué)在中國(guó)的研究進(jìn)展[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2010（5）：2.

[7]王保寧.導(dǎo)數(shù)分光光度法[J].分析化學(xué)，1983，11（2）：149.

[8]張艷娟.引入虛擬實(shí)驗(yàn)及多媒體技術(shù)，促進(jìn)高等物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化[J].廣東化工，2016（17）：211-212.