制藥類專業低碳、綠色實驗室的建設與思考

衛 強，張國升，劉金旗，李啟照，薛志紅

（安徽新華學院 藥學院，安徽 合肥 230088）

制藥類專業低碳、綠色實驗室的建設與思考

衛 強，張國升，劉金旗，李啟照，薛志紅

（安徽新華學院 藥學院，安徽 合肥 230088）

實驗室是學生進行實驗、實踐和創新的基礎平臺，是錘煉基本操作能力的重要場所.本文針對制藥類專業實驗室的現狀，包括日益凸顯的高耗能、高污染和嚴重浪費問題，提出建設低碳、綠色實驗室的思路，以期為提升制藥類專業實驗室的內涵，契合現代低碳、綠色經濟，實現節能、減排的目標要求，為建設新型高校實驗室提供新的思路.

藥學實驗室；低碳；綠色

高校實驗室是專業學科的教學基地，是培養學生基本技能和幫助學生體驗理論知識的重要場所，同時也是進行科學試驗的重要場所，是科技成果產生的源頭活水.近幾年來，能源緊缺、碳排放高速增長，全球環境污染和氣候變暖趨勢加劇，這迫使各國必須把減排作為經濟發展過程中考慮的重點之一，低碳經濟和綠色化建設成為21世紀各國追求的新目標.低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式，其本質是能源高效利用、清潔能源開發、追求綠色GDP的問題，核心是低碳能源技術和減排技術創新、產業結構和制度創新以及人類生存發展觀念的根本轉變[1].綠色化學，又稱環境友好化學，是20世紀90年代出現的具有明確的社會需求和科學目標的新興交叉學科.它是用化學的技術和方法來減少甚至消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑，溶劑和試劑、產物、副產物等的使用和產生[2].

我校制藥工程專業采用卓越工程師的“一站五區”人才培養模式，即基礎實驗實訓區、綜合實驗實訓區、創新與開發實驗實訓區、中試實驗實訓區和生產試驗實訓區.實踐性的平臺是實驗室和中試實驗室，對提高實踐動手能力，培養卓越人才起重要的支撐作用.但是，傳統的制藥實驗室由于設備多、功率大、投料多，具有高耗能、高污染特點，不利于壓縮高校開支，培養低碳、環保的理念.本文就制藥類實驗室建設低碳、綠色實驗室進行一定的思考，以期為解決當前實驗室的問題提供一定借鑒.

1 當前我國制藥類實驗室存在的問題

1.1 高校擴招導致儀器設備增加，帶來高耗能問題

隨著我國高等教育進入大眾化階段，高校擴招使我國高等教育步入了快速發展的快車道，我們必須在正視高校擴招給我們帶來積極作用的同時，充分認識到高校擴招給我們高等教育帶來的困難，采取切實有利的措施，解決好存在的問題.擴招使制藥類高校購置更多臺套的高耗能設備，如大型烘箱、粉碎機、通風設備、電爐、制粒機、微波萃取器、超臨界二氧化碳萃取設備等.以一個電爐1千瓦計算，每擴招500人就要多購置250臺電爐，一次實驗一個小時就耗電250千瓦，花費近1500元，而實際實驗時往往還要增加其他設備的用電，實驗時間也較長.再如藥學院實驗室常用的紫外分光光度儀，其光源有鎢燈和氘燈，其價格近2000元，壽命約2000小時，如果單純做演示實驗，只能維持五個月左右，而實際使用過程中還要包括測定含量、掃描波長等，使用時間大大縮短.

1.2 學生增多帶來試劑用量增加，試劑污染問題嚴重

制藥類專業實驗課程既涉及有機化學、無機化學、分析化學和物理化學，又涉及生物化學、藥物化學、天然藥物化學，更兼有藥物制劑技術、藥理學、藥物分析等專業課，其中化學類課程占據制藥類課程的1/3強，由于涉及化學試劑種類繁多，直接造成廢液處理十分困難.例如常用的易燃試劑有乙醇、丙酮、乙醚、石油醚，腐蝕性性試劑有甲醛、酸類、堿類，視神經毒性有甲醇，肝毒性試劑有氯仿、四氯化碳，致癌性試劑有苯類，神經毒性試劑如含汞、砷類，如果同時使用或不經處理直接排入廢水管道，其回收利用的難度和成本較高；又由于其中不乏有毒試劑的存在，如果混入飲水區，還將在一定程度上威脅城市飲水安全.因此，減小無毒有機試劑的使用，最大限度的降低有毒試劑的使用，增加對有機試劑的回收利用，這與降低實驗室的能耗具有同等意義.

2 建設低碳、綠色實驗室的思考

2.1 專業實驗理念的轉變

根據研究，解決藥學實驗室高耗能、高耗損的問題，主要是如何在改進傳統實驗室的基礎上，將實驗教學的各門實驗課程實驗內容進行整合、優化，降低高耗能設備、輔材的使用頻率，輔之以先進的計算機技術、網絡通信技術、多媒體技術等相關的信息加工處理傳播技術，將實驗操作錄像教學，儀器構造動畫演示，從而通過多媒體實驗教學提供給學生多次觀看、深入思考的平臺，使得實驗室在時間和空間上得到延伸，構建多媒體、數字化實驗教學.從學生來看，數字化實驗室更是一個以學生為中心的、開放性的、人性化的實驗教學支持服務系統；從教師來看，數字化實驗室是集實驗教學、實驗教學教務管理、實驗室設備管理、實驗室開放教學管理為一體的管理系統[3].通過該實驗室的建設，使教師實驗課程實現網上反復觀看，從而大大延長實驗儀器、設備的壽命，降低實驗室的耗能，節約成本.同時，跟蹤實驗室高耗能儀器、設備的運行情況，對其進行經濟和社會效益綜合評價，重新制訂和修訂實驗大綱，改進教學內容和方法，可以為實驗室未來的發展提供新的思路，這一理念必須樹立起來.

2.2 綠色化實驗室建設的核心是強化節約與試劑替代

綠色化是加強專業實驗室內涵建設的重要內容，也是緊跟全球環保趨勢，迎接未來挑戰的必經之路.為了解決當前制藥類實驗室化學試劑的污染問題，降低其對城市水源的威脅，進一步提升實驗室的建設內涵，應該提高實驗試劑的循環使用率；還應該進一步改革教學內容和教學方法，降低有毒試劑的使用率，增加無毒、易降解試劑的使用，倡導綠色教學.例如：有機化學實驗教材中，有些實驗對環境危害較大.“苯胺的制備”要用到大量的苯、硝基苯，可用“溴乙烷的制備”代替，從而避開使用苯；“苯乙酮的制備”要用大量苯，此實驗可用生理毒性比苯小得多的甲苯代替，改為制備甲基苯乙酮；在“苯甲酸乙酯的制備”中，可改用基本無毒性的環己烷代替苯作為共沸除水劑，平均產率達85%；對溴代苯酚和對溴代苯胺的制備中用固體溴化劑四丁基三溴化銨代替溴水試劑，克服了溴水試劑有毒易揮發、不易準確量取得缺點，且可回收再利用，是一種綠色化學試劑[4].另外，教學內容應該調研現代企業生產現狀，刪繁就簡，厲行節約，以實用必須為原則，注重實驗儀器、試劑的循環利用研究，提高實驗室在培養應用型人才中的支撐作用；教學內容還應該注入環保觀念，使學生掌握未來的藥學發展趨勢，形成富于時代感的專業教學特色.

3 低碳、綠色實驗室建設的舉措

3.1 廣泛調查，精心總結，系統梳理存在的問題

結合制藥類專業實驗的現狀，重點對其高耗能儀器和設備、有毒和污染試劑的使用現狀，初步評估省內醫藥院校實驗室5-10年后試劑和耗能的加劇程度.

3.2 強化教學改革，改革教學思路和內容

根據調研結果，重點對實驗大綱、實驗內容、實驗整合、實驗教學方法等進行改革，進行實踐驗證.

3.3 結合實踐成果，進行系統評估

實驗室建設產生的效益是其進行改革的原動力.因此，系統、全面評估教學改革帶來的經濟效益和社會效益，可以反過來推進改革的持續性和全面性，實現綠色、低碳實驗室建設的最終實現.

低碳、綠色實驗室建設研究思路見圖1.

圖1 低碳、綠色實驗室建設研究方案

4 總結

人類正面臨有史以來最嚴重的環境危機，環保問題成為影響經濟與社會發展的重要問題之一.發達國家對環境的治理，已開始從治標，即從末端治理污染轉向治本，即開發清潔工業技術，消減污染源頭，生產環境友好產品.“綠色化”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿.

2008年8月29日第十一屆全國人民代表大會常務委員會第四次會議通過《中華人民共和國循環經濟促進法》，并于2009年1月1日正式施行.該法明確規定：涉及節能、節水、節地、節材、資源綜合利用等項目的，國家將給予政策導向的支持.發展以低能耗、低污染、低排放的新能源為基礎的低碳經濟，有助于緩解我國面臨的溫室氣體減排壓力和保護資源環境壓力，確保發揮后發優勢、在未來社會的國際競爭力和發展潛力，也有助于實現可持續發展戰略目標.因此，發展低碳經濟完全符合國家利益以及推動社會經濟朝著低碳經濟戰略轉型，是落實科學發展觀、推進生態文明建設的必然選擇.

目前，中國高等藥學院校有近300所，藥學人才的競爭加劇促使各院校努力加強內涵建設.以面向21世紀教育為導向，用低碳、綠色的理念研究新型制藥類實驗室的發展方向，改進實驗教學方法，更新教學模式，系統性評價低碳、綠色實驗室建設的經濟和社會效益.深入研究制藥類實驗室的未來發展模式，綜合評價低碳、綠色化發展對實驗室發展和實驗教學的深層意義，為藥學高等教育深入發展提供新的思路.緊跟國際環保趨勢，節能減排，降低民辦院校和公立院校制藥類專業的辦學成本，實現又好又快的發展.

〔1〕余來文,譚軼.我國低碳經濟發展之路[J].中國石化，2009（12）:14-16

〔2〕何雪梅，李書營.化學實驗室綠色化建設[J].中國科技信息，2008（18）:242-243.

〔3〕閆芳.略論數字化實驗室的建設[J].中國教育技術裝備，2009（4）:109-110.

〔4〕洪麗雅.高校綠色化學實驗室的建設[J].實驗室研究與探索，2008，27（7）:161-164.

G482

A

1673-260X（2014）02-0103-02

安徽省高等學校省級教學質量與教學改革工程項目（2012jyxm573）,安徽新華學院質量工程項目（2011sysxx02）