大學(xué)化學(xué)教改之綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究

摘 要： 本文探討了在當(dāng)今環(huán)保主題的時(shí)代條件下，由水污染引發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的思考，指出大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化重要性及其開(kāi)展的方法。

關(guān)鍵詞： 大學(xué)化學(xué)教學(xué) 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn) 三廢處理

引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，結(jié)合當(dāng)今時(shí)代特點(diǎn)，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題已成熱點(diǎn)。綠色化學(xué)是在獲取新物質(zhì)的化學(xué)過(guò)程中充分利用每個(gè)原料原子，實(shí)現(xiàn)“零排放”，既充分利用資源，又不產(chǎn)生污染，對(duì)環(huán)境的治理從治標(biāo)轉(zhuǎn)向治本。

日前，我國(guó)環(huán)保部參與歐盟亞洲可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi)項(xiàng)目研討會(huì)會(huì)上提出“采用廢物跟蹤系統(tǒng)，提高電子廢物資源利用和環(huán)境保護(hù)水平”，可見(jiàn)環(huán)保問(wèn)題全球關(guān)注。垃圾之多，卻未用盡其能，眼看是不環(huán)保，實(shí)則是有限資源的浪費(fèi)。中國(guó)南方素以水鄉(xiāng)為其優(yōu)勢(shì)，由于工廠、化肥農(nóng)藥農(nóng)業(yè)、生活、校園實(shí)驗(yàn)等排放的污染水，嚴(yán)重超過(guò)環(huán)境水體容量，打亂水體的自凈能力，單方向的水治理困難重重，污水不同程度地影響著民眾身心健康，同時(shí)治理污水耗重金耗時(shí)而且影響基本生活，如今真正能為民眾享用的潔凈水正急劇削減中，地表水污染引起的土壤污染影響農(nóng)業(yè)的健康耕作，地下水的污染，源頭水的保護(hù)，水污染污染物的擴(kuò)散侵襲等一系列水問(wèn)題引起我們深思。近日，對(duì)環(huán)境污染事件的關(guān)注度日益提高，尤其在水污染防治方面頗為重視。例如華北平原地下水污染防治開(kāi)展淮水污染重點(diǎn)工程檢查正要在2015年初步完成耗資數(shù)十億建立的監(jiān)測(cè)網(wǎng)，耗資巨大，耗時(shí)長(zhǎng)久，若能減少污染，這些資源的便能得以節(jié)約。就高校來(lái)說(shuō)，從實(shí)驗(yàn)排污源起，減少污染。

在高校中，通常做完實(shí)驗(yàn)就將試劑直接倒入水池中。這樣的實(shí)驗(yàn)不停地進(jìn)行著，而實(shí)驗(yàn)室很少有三廢處理，致使實(shí)驗(yàn)室如一污染排放源向外排放著各種污染物（所用的化學(xué)藥品種類多，消耗量大，而且大部分有腐蝕性或有毒，有的實(shí)驗(yàn)還伴隨有毒或有害物質(zhì)的產(chǎn)生）。不僅對(duì)水體造成污染，其對(duì)土壤、水生生物的副作用更強(qiáng)，尤其筆者深有感觸的是所在學(xué)校中的湖泊，經(jīng)常是發(fā)黑散臭氣，而如在國(guó)慶假期之后的幾日里能明顯感受到湖的清爽，湖面也無(wú)明顯漂浮的植物，這是由于沒(méi)有污染行為的發(fā)生，可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)室的綠色化勢(shì)在必行。

一、綠色成果創(chuàng)意——激發(fā)學(xué)生興趣

教師通過(guò)引導(dǎo)促使學(xué)生通過(guò)一些改良實(shí)驗(yàn)（如用無(wú)毒、弱毒試劑代替有毒試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)新方法代替原本效率低的方法，等等），使學(xué)生感受到綠色化學(xué)創(chuàng)新帶來(lái)的好處，產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，從而真正步入綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中。

二、綠色化學(xué)之源——網(wǎng)絡(luò)微型實(shí)驗(yàn)

在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)化已具備各方面完善的功能。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下微型化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和教學(xué)效果，代表了化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革發(fā)展的方向，是貫徹兩型社會(huì)（資源節(jié)約型、環(huán)境友好型）發(fā)展的戰(zhàn)略指導(dǎo)方針。

創(chuàng)新是一個(gè)民族生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭的源泉和動(dòng)力。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有如下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目準(zhǔn)備、操作等都是以學(xué)生為主體，使學(xué)生由過(guò)去被動(dòng)“等待”和“接受式”的學(xué)習(xí)方式，變?yōu)椤爸鲃?dòng)”和“探索式”的學(xué)習(xí)方式；培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新的能力。便于學(xué)生在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和課外進(jìn)行家庭小實(shí)驗(yàn)（而筆者認(rèn)為學(xué)生的主動(dòng)思考性實(shí)驗(yàn)即使有缺陷也遠(yuǎn)勝過(guò)安排性實(shí)驗(yàn)），能增強(qiáng)參與意識(shí)和動(dòng)手能力，有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。由于微型實(shí)驗(yàn)使用劑量少，可以給學(xué)生更多的機(jī)會(huì)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生嫻熟的實(shí)驗(yàn)操作技能。

三、綠色實(shí)驗(yàn)開(kāi)展——融會(huì)貫通

1.實(shí)踐綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，提高學(xué)生開(kāi)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。

（1）以學(xué)生為中心，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為綠色工程。

要求學(xué)生做到“實(shí)驗(yàn)源頭預(yù)防、實(shí)驗(yàn)中間控制、實(shí)驗(yàn)排放達(dá)標(biāo)”。期間包括避免使用劇毒原料、用綠色溶劑代替易揮發(fā)性的有毒有機(jī)溶劑、用綠色催化劑替代有毒、易腐蝕的催化劑、對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的“三廢”進(jìn)行分類處理，等等。

（2）革新常規(guī)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展微型、半微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以盡可能少的試劑，獲取與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)。其主要優(yōu)點(diǎn)是：試劑用量大大減少，僅為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1%～10%，減少了“三廢”排放量，以及相關(guān)材料和水、電的消耗，降低了實(shí)驗(yàn)成本，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，改善了實(shí)驗(yàn)環(huán)境，降低了環(huán)境的污染。

常規(guī)實(shí)驗(yàn)的半微量是指在不改變實(shí)驗(yàn)方法、不改變操作技術(shù)的前提下，采用常規(guī)的小容量?jī)x器、藥品用量減量，不用額外的經(jīng)費(fèi)投入，就可以充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的資源而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的方法，因?yàn)槌墒斓膶?shí)驗(yàn)技術(shù)更容易推廣。

2.實(shí)踐課程教學(xué)中形成綠色工程理念，促使學(xué)生形成良好的綠色化學(xué)行為。

（1）綠色化學(xué)觀念貫穿實(shí)習(xí)、實(shí)踐。

畢業(yè)實(shí)習(xí)、課程實(shí)習(xí)及社會(huì)實(shí)踐時(shí)，要求學(xué)生用綠色化學(xué)的思維審視生產(chǎn)單位的技術(shù)路線、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品銷售等環(huán)節(jié)，用綠色工程的12條標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，總結(jié)出符合綠色化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的各環(huán)節(jié)，整理出不符合綠色化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，并有針對(duì)性地提出解決措施。依據(jù)“5R”原則考慮和解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的污染問(wèn)題，做到實(shí)驗(yàn)藥品的減量化、循環(huán)或回收再利用，選擇污染少、裝置簡(jiǎn)單、產(chǎn)物易分離、安全性高的實(shí)驗(yàn)方法，在無(wú)法避免使用或產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)時(shí)，必須采取有效的保護(hù)和消害處理措施。通過(guò)反復(fù)多次地實(shí)習(xí)實(shí)踐、歸納總結(jié)，強(qiáng)化學(xué)生的綠色化學(xué)觀。

（2）綠色化學(xué)觀伴隨畢業(yè)生終生。

要求學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)論文及畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，從開(kāi)題報(bào)告到論文答辯都必須體現(xiàn)綠色化學(xué)觀。凡違背綠色化學(xué)觀及綠色工程理念的畢業(yè)論文及畢業(yè)設(shè)計(jì)都視為不合格，要么修改，要么重做。指導(dǎo)老師要嚴(yán)格把關(guān)，及時(shí)跟蹤指導(dǎo)，務(wù)必培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才。要讓綠色化學(xué)思想扎根于每一位學(xué)生的心田。這既是對(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)，更是對(duì)社會(huì)及歷史負(fù)責(zé)。

結(jié)語(yǔ)

環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，從源頭開(kāi)始的綠色實(shí)驗(yàn)，使清潔生產(chǎn)跟上環(huán)保主題前進(jìn)的步伐。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行促進(jìn)學(xué)生在科研、實(shí)驗(yàn)的道路上保持綠色、清潔意識(shí)，使用綠色材料，開(kāi)展節(jié)約型實(shí)驗(yàn)，擁有綠色潔凈實(shí)驗(yàn)過(guò)程，排放低污染值三廢。我們要清醒地認(rèn)識(shí)到，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化是一項(xiàng)大工程，需要學(xué)者、生產(chǎn)者持久地進(jìn)行建設(shè)。

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溫州醫(yī)學(xué)院校級(jí)教改項(xiàng)目（YB2012047）。

通訊作者：黃樹(shù)輝