王磊 蔡陽倫 林楚宏

摘? 要 綠色化學(xué)是當(dāng)今國際化學(xué)學(xué)科研究的前沿，環(huán)境問題更是人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在闡述綠色化學(xué)理念的基本內(nèi)容基礎(chǔ)上，重點針對實現(xiàn)高校化學(xué)實驗綠色化的具體路徑進(jìn)行研究和探討。

關(guān)鍵詞 化學(xué)實驗;綠色化學(xué);實驗室

中圖分類號：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）04-0119-02

Abstract Green chemistry is the frontier of international chemistry research， and environmental issues are the key to sustainable human development. Based on the basic content of the green chemistry concept， this paper focuses on the research and discussion of the?specific path to achieve greening of chemical experiments in collegesand universities.

Key words chemistry experiment; green chemistry; lab

1 前言

化學(xué)實驗是高校學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識與開展科學(xué)探究的重要途徑，通過化學(xué)實驗教學(xué)，既能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，又有利于強(qiáng)化他們的創(chuàng)新精神，增強(qiáng)他們的實踐能力。隨著現(xiàn)代教育改革的不斷深化，化學(xué)實驗也開始朝著綠色化方向發(fā)展。本文從介紹綠色化學(xué)思想基本內(nèi)容入手，圍繞化學(xué)實驗綠色化改革的重要意義展開分析，繼而深入討論高?；瘜W(xué)實驗綠色化的方法與路徑。

2 綠色化學(xué)的基本內(nèi)涵

綠色化學(xué)也稱為清潔化學(xué)或環(huán)境友好化學(xué)，是隨著人類對環(huán)境污染治理的重視程度持續(xù)提升、環(huán)保意識不斷增強(qiáng)而出現(xiàn)的新興化學(xué)分支。綠色化學(xué)的概念最早見于美國在20世紀(jì)90年代初頒布的《污染預(yù)防法》，該法重在強(qiáng)調(diào)在全國范圍內(nèi)積極開展污染預(yù)防，并指出化學(xué)與環(huán)境之間應(yīng)當(dāng)保持友好關(guān)系。

綠色化學(xué)的中心內(nèi)容是借助化學(xué)原理有效治理和控制包括化工業(yè)行業(yè)在內(nèi)的工業(yè)環(huán)境污染。具體而言，其綠色化主要表現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)原料的綠色化、催化劑的綠色化、溶劑的綠色化、化學(xué)反應(yīng)的綠色化以及產(chǎn)品的綠色化等方面，追求化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物的原子百分之百地轉(zhuǎn)化成所要獲得的產(chǎn)物。反應(yīng)物原子轉(zhuǎn)化成所要獲得的產(chǎn)物的比例越高，就說明反應(yīng)過程排放到環(huán)境中的“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）物質(zhì)數(shù)量越低，對環(huán)境友好程度越高。本質(zhì)上講，綠化化學(xué)是在源頭上預(yù)防污染問題發(fā)生的化學(xué)，而非在環(huán)境污染問題發(fā)生后再被動地去進(jìn)行治理。現(xiàn)階段，綠色化學(xué)思想已經(jīng)滲透到社會生產(chǎn)生活的方方面面，日常生活中常見的使用節(jié)能燈、無氟利昂的電冰箱，盡量不用塑料袋、外賣餐盒，等等，均為綠色低碳思想的體現(xiàn)。

3 高校化學(xué)實驗綠色化的路徑

本文在闡述綠色化學(xué)理念的基本內(nèi)容基礎(chǔ)上，重點針對實現(xiàn)高?；瘜W(xué)實驗綠色化的具體路徑進(jìn)行研究和探討。

樹立環(huán)保責(zé)任意識與綠色化學(xué)實驗思想? 高?；瘜W(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)教育改革的號召，圍繞低碳減排扎實推進(jìn)化學(xué)實驗綠色化改革，這也是每一位高?；瘜W(xué)教育工作者的分內(nèi)之責(zé)。作為高?；瘜W(xué)教師，在開展化學(xué)實驗教學(xué)時應(yīng)當(dāng)具有強(qiáng)烈的環(huán)保責(zé)任意識與綠色化學(xué)實驗思想，這是確保綠色化學(xué)實驗改革取得預(yù)期成效的先決條件之一。首先，在實驗理論教學(xué)方面，教師應(yīng)當(dāng)注重向?qū)W生傳授同綠色化學(xué)有關(guān)的知識與思想，使其掌握綠色化學(xué)所應(yīng)堅持的十二項原則;其次，應(yīng)當(dāng)在實驗教學(xué)的整個過程中密切關(guān)注學(xué)生的操作，時刻提醒學(xué)生按照綠色化學(xué)原則做實驗，提高學(xué)生操作的規(guī)范程度，讓他們形成科學(xué)的實驗習(xí)慣。

如化學(xué)實驗需要取藥品，教師需要告知學(xué)生按規(guī)范操作，防止藥品灑落或取用過量，使學(xué)生明白這樣不僅能夠避免實驗資源的浪費(fèi)，還能減少環(huán)境污染。在操作毒害氣體時，要嚴(yán)格要求學(xué)生在通風(fēng)櫥內(nèi)操作，并對化學(xué)反應(yīng)中形成的廢氣做出回收處理，真正把低碳減排、節(jié)能環(huán)保的實驗理念貫穿于整個實驗教學(xué)，讓學(xué)生在科學(xué)實驗理念的引導(dǎo)下形成正確的環(huán)保意識、資源節(jié)約意識以及可持續(xù)發(fā)展思想。

高度重視對化學(xué)實驗內(nèi)容的綠色化改進(jìn)? 在源頭上控制污染是綠色化學(xué)的核心，所以高?；瘜W(xué)實驗綠色化改革必須要重視對實驗內(nèi)容的改進(jìn)，在確保能夠達(dá)到預(yù)期實驗效果的基礎(chǔ)上最大化降低實驗對環(huán)境造成的污染。具體而言，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格規(guī)范毒害性化學(xué)試劑的使用，能夠用無毒害或低毒害試劑替代的要盡量替代。例如：硫化氫氣體不僅對人的生命健康有害，而且會嚴(yán)重污染環(huán)境，腐蝕實驗設(shè)備，所以在做相關(guān)實驗時可以硫代乙酰胺來替代硫化氫;鑒別Br-和I-的傳統(tǒng)做法是先制備氯氣和氯水，制備過程中也會造成環(huán)境污染，所以可以用雙氧水來替代氯水。

如果化學(xué)實驗產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì)難以進(jìn)行無害化處理，那么就應(yīng)當(dāng)禁止用毒害性化學(xué)試劑。同時，可以按照各實驗的內(nèi)容要求，對實驗做出組合調(diào)整，按照合理的順序進(jìn)行實驗，這樣能夠把一項實驗的產(chǎn)出物當(dāng)成其他實驗的原料，如此既能有效縮減化學(xué)實驗的成本，提升實驗資源利用率，又能達(dá)到廢物回收再利用的目的，而且能讓學(xué)生體會到串聯(lián)實驗的意義，提升其實驗興趣與操作技巧，對培養(yǎng)學(xué)生低碳減排思想大有裨益。

重視對化學(xué)實驗廢棄物的綠色化處理? 在源頭上杜絕環(huán)境污染，消除污染源，這是綠色化學(xué)所追求的最高目標(biāo)。但是客觀來講，高?；瘜W(xué)實驗不可能做到完全意義上的無污染，在當(dāng)前化學(xué)實驗室排放的“三廢”量還是相當(dāng)高的。因此，高校化學(xué)實驗綠色化改革必須對實驗廢物污染予以高度重視，認(rèn)真對待廢水、廢氣以及固體廢棄物的處理問題，盡量降低環(huán)境污染。針對不同的實驗廢棄物應(yīng)采取不同的處理方式?；瘜W(xué)實驗過程中形成的各類“三廢”物質(zhì)應(yīng)當(dāng)分類回收，然后根據(jù)不同廢物的性質(zhì)采用恰當(dāng)?shù)拇胧┳龀鎏幚?，包括中和、燃燒、再利用等：如果實驗中的化學(xué)反應(yīng)會出現(xiàn)毒害性氣體，那么就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格要求該實驗在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，同時做好尾氣的回收與集中處理工作;有些廢液中含有對環(huán)境造成污染的重金屬，對此需要做好回收，防止其泄漏;含有無機(jī)酸堿的廢液應(yīng)當(dāng)在做好分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理，部分有機(jī)溶液中含有能夠回收再利用的藥品，如乙醚、六氫化苯等，要禁止廢液亂排污染環(huán)境。

合理運(yùn)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)開展化學(xué)實驗? 高?；瘜W(xué)實驗所需的藥品和儀器設(shè)備中有不少都價格不菲，一些實驗原料的制備環(huán)節(jié)煩瑣且危險程度高，有些實驗還必須要用到像砷化物、苯這樣的毒害性較高的藥品。對此可采用現(xiàn)代科技，如借助多媒體教學(xué)向?qū)W生進(jìn)行演示，借助計算機(jī)技術(shù)讓學(xué)生進(jìn)行仿真模擬化學(xué)實驗，減少實驗對師生健康與環(huán)境質(zhì)量的負(fù)面影響，讓學(xué)生接觸到傳統(tǒng)教學(xué)媒介難以表達(dá)清楚的實驗操作和實驗現(xiàn)象，通過圖、文、聲、像相結(jié)合的教學(xué)方式，讓學(xué)生親眼所見、親身所感。這樣不僅能讓他們掌握更多正確的實驗方法，而且能防止某些化學(xué)實驗對人體和環(huán)境的損害。

具體而言，教師可以根據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)需要制作電子課件交給學(xué)生觀看;學(xué)生借助課外時間進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約，再到實驗室進(jìn)行登記，繼而著手開展此次實驗。多媒體技術(shù)在化學(xué)實驗教學(xué)中的運(yùn)用，使得化學(xué)實驗綠色化的目標(biāo)得以實現(xiàn)，一方面在教學(xué)過程中不會使用化學(xué)藥品，另一方面使得化學(xué)實驗理論更加直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓化學(xué)理論課變得不再生澀難懂?？偠灾?，現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用于高?；瘜W(xué)實驗，使仿真模擬化學(xué)實驗成為可能，使學(xué)生能夠借助這一輔助手段更好地開展實驗活動。

加強(qiáng)綠色化學(xué)實驗室的建設(shè)與管理? 高?；瘜W(xué)實驗室極易成為環(huán)境污染的源頭，這同高?；瘜W(xué)實驗綠色化發(fā)展之間存在矛盾。因此，高校必須加強(qiáng)化學(xué)實驗室的綠色化建設(shè)和管理。

1）構(gòu)建綠色的化學(xué)實驗環(huán)境。應(yīng)當(dāng)在所有實驗室增設(shè)通風(fēng)設(shè)施，確保實驗室換氣通風(fēng)良好，降低學(xué)生和教師對有害氣體的顧慮。此外，要對實驗臺進(jìn)行更新，在條件允許的情況下以帶水斗的中央實驗臺替代木質(zhì)實驗臺，同時要維持實驗室的整潔、衛(wèi)生，讓學(xué)生能夠在良好的環(huán)境中開展實驗活動。當(dāng)前還有部分學(xué)生存在不文明的實驗習(xí)慣，如亂扔廢試管、燃燒過的火柴梗等。對此要加強(qiáng)約束和引導(dǎo)，讓學(xué)生明白一些不良習(xí)慣可能造成的環(huán)境及人身安全危害，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識，使他們能夠自覺搞好實驗室衛(wèi)生，科學(xué)處理實驗廢棄物。通過綠色化實驗室建設(shè)，既可以強(qiáng)化學(xué)生綠色化學(xué)思想，提升學(xué)生實驗技能，又可以為化學(xué)實驗的綠色化發(fā)展提供良好的保障。

2）強(qiáng)化實驗教學(xué)制度管理。高校應(yīng)當(dāng)將已制定的實驗室規(guī)章制度張貼于各實驗室的醒目位置，在實驗室入口處懸掛說明牌，告知學(xué)生實驗期間應(yīng)注意哪些問題，列明實驗大綱以及實驗內(nèi)容，幫助學(xué)生正確進(jìn)行化學(xué)實驗，將實驗教學(xué)管理納入制度化、規(guī)范化軌道。出于確保實驗教學(xué)順利開展的目的，應(yīng)當(dāng)及時妥善處理實驗過程中遇到的問題。為加強(qiáng)教學(xué)制度管理，高校應(yīng)當(dāng)為各實驗室配齊值班人員，在實驗課開始前與結(jié)束后對室內(nèi)衛(wèi)生、水電、儀器設(shè)備進(jìn)行檢查，監(jiān)督儀器設(shè)備、藥品的使用情況以及“三廢”的回收處理情況，并在指定地點貼上廢品固液回收標(biāo)識，進(jìn)行專門處理。

4 結(jié)語

綠色化學(xué)實驗作為一種前沿實驗理念，追求有害物質(zhì)用量的最小化，降低學(xué)生實驗過程中“三廢”的排放量。在各大高校推行化學(xué)實驗綠色化改革，一方面可以降低環(huán)境污染程度，另一方面可以引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的環(huán)境保護(hù)意識，提升創(chuàng)新能力與思維能力。因此，高校應(yīng)堅持綠色化改革思想，從各個方面推進(jìn)化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化改革，在提升學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量的同時，減少可能發(fā)生的危險事故。

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