高校化學實驗綠色化方法與路徑探討

王磊 蔡陽倫 林楚宏

摘? 要 綠色化學是當今國際化學學科研究的前沿，環境問題更是人類可持續發展的關鍵。在闡述綠色化學理念的基本內容基礎上，重點針對實現高校化學實驗綠色化的具體路徑進行研究和探討。

關鍵詞 化學實驗;綠色化學;實驗室

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：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

化學實驗是高校學生學習化學知識與開展科學探究的重要途徑，通過化學實驗教學，既能夠提高學生學習化學的興趣，又有利于強化他們的創新精神，增強他們的實踐能力。隨著現代教育改革的不斷深化，化學實驗也開始朝著綠色化方向發展。本文從介紹綠色化學思想基本內容入手，圍繞化學實驗綠色化改革的重要意義展開分析，繼而深入討論高校化學實驗綠色化的方法與路徑。

2 綠色化學的基本內涵

綠色化學也稱為清潔化學或環境友好化學，是隨著人類對環境污染治理的重視程度持續提升、環保意識不斷增強而出現的新興化學分支。綠色化學的概念最早見于美國在20世紀90年代初頒布的《污染預防法》，該法重在強調在全國范圍內積極開展污染預防，并指出化學與環境之間應當保持友好關系。

綠色化學的中心內容是借助化學原理有效治理和控制包括化工業行業在內的工業環境污染。具體而言，其綠色化主要表現在工業生產原料的綠色化、催化劑的綠色化、溶劑的綠色化、化學反應的綠色化以及產品的綠色化等方面，追求化學反應過程中反應物的原子百分之百地轉化成所要獲得的產物。反應物原子轉化成所要獲得的產物的比例越高，就說明反應過程排放到環境中的“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）物質數量越低，對環境友好程度越高。本質上講，綠化化學是在源頭上預防污染問題發生的化學，而非在環境污染問題發生后再被動地去進行治理。現階段，綠色化學思想已經滲透到社會生產生活的方方面面，日常生活中常見的使用節能燈、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。

3 高校化學實驗綠色化的路徑

本文在闡述綠色化學理念的基本內容基礎上，重點針對實現高校化學實驗綠色化的具體路徑進行研究和探討。

樹立環保責任意識與綠色化學實驗思想? 高校化學教學應當積極響應教育改革的號召，圍繞低碳減排扎實推進化學實驗綠色化改革，這也是每一位高校化學教育工作者的分內之責。作為高校化學教師，在開展化學實驗教學時應當具有強烈的環保責任意識與綠色化學實驗思想，這是確保綠色化學實驗改革取得預期成效的先決條件之一。首先，在實驗理論教學方面，教師應當注重向學生傳授同綠色化學有關的知識與思想，使其掌握綠色化學所應堅持的十二項原則;其次，應當在實驗教學的整個過程中密切關注學生的操作，時刻提醒學生按照綠色化學原則做實驗，提高學生操作的規范程度，讓他們形成科學的實驗習慣。

如化學實驗需要取藥品，教師需要告知學生按規范操作，防止藥品灑落或取用過量，使學生明白這樣不僅能夠避免實驗資源的浪費，還能減少環境污染。在操作毒害氣體時，要嚴格要求學生在通風櫥內操作，并對化學反應中形成的廢氣做出回收處理，真正把低碳減排、節能環保的實驗理念貫穿于整個實驗教學，讓學生在科學實驗理念的引導下形成正確的環保意識、資源節約意識以及可持續發展思想。

高度重視對化學實驗內容的綠色化改進? 在源頭上控制污染是綠色化學的核心，所以高校化學實驗綠色化改革必須要重視對實驗內容的改進，在確保能夠達到預期實驗效果的基礎上最大化降低實驗對環境造成的污染。具體而言，應當嚴格規范毒害性化學試劑的使用，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，而且會嚴重污染環境，腐蝕實驗設備，所以在做相關實驗時可以硫代乙酰胺來替代硫化氫;鑒別Br-和I-的傳統做法是先制備氯氣和氯水，制備過程中也會造成環境污染，所以可以用雙氧水來替代氯水。

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

重視對化學實驗廢棄物的綠色化處理? 在源頭上杜絕環境污染，消除污染源，這是綠色化學所追求的最高目標。但是客觀來講，高校化學實驗不可能做到完全意義上的無污染，在當前化學實驗室排放的“三廢”量還是相當高的。因此，高校化學實驗綠色化改革必須對實驗廢物污染予以高度重視，認真對待廢水、廢氣以及固體廢棄物的處理問題，盡量降低環境污染。針對不同的實驗廢棄物應采取不同的處理方式。化學實驗過程中形成的各類“三廢”物質應當分類回收，然后根據不同廢物的性質采用恰當的措施做出處理，包括中和、燃燒、再利用等：如果實驗中的化學反應會出現毒害性氣體，那么就應當嚴格要求該實驗在通風櫥中進行，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;含有無機酸堿的廢液應當在做好分類的基礎上進行處理，部分有機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境。

合理運用現代多媒體技術開展化學實驗? 高校化學實驗所需的藥品和儀器設備中有不少都價格不菲，一些實驗原料的制備環節煩瑣且危險程度高，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。對此可采用現代科技，如借助多媒體教學向學生進行演示，借助計算機技術讓學生進行仿真模擬化學實驗，減少實驗對師生健康與環境質量的負面影響，讓學生接觸到傳統教學媒介難以表達清楚的實驗操作和實驗現象，通過圖、文、聲、像相結合的教學方式，讓學生親眼所見、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實驗對人體和環境的損害。

具體而言，教師可以根據實驗目標需要制作電子課件交給學生觀看;學生借助課外時間進行網上預約，再到實驗室進行登記，繼而著手開展此次實驗。多媒體技術在化學實驗教學中的運用，使得化學實驗綠色化的目標得以實現，一方面在教學過程中不會使用化學藥品，另一方面使得化學實驗理論更加直觀地展現在學生面前，讓化學理論課變得不再生澀難懂。總而言之，現代技術應用于高校化學實驗，使仿真模擬化學實驗成為可能，使學生能夠借助這一輔助手段更好地開展實驗活動。

加強綠色化學實驗室的建設與管理? 高校化學實驗室極易成為環境污染的源頭，這同高校化學實驗綠色化發展之間存在矛盾。因此，高校必須加強化學實驗室的綠色化建設和管理。

1）構建綠色的化學實驗環境。應當在所有實驗室增設通風設施，確保實驗室換氣通風良好，降低學生和教師對有害氣體的顧慮。此外，要對實驗臺進行更新，在條件允許的情況下以帶水斗的中央實驗臺替代木質實驗臺，同時要維持實驗室的整潔、衛生，讓學生能夠在良好的環境中開展實驗活動。當前還有部分學生存在不文明的實驗習慣，如亂扔廢試管、燃燒過的火柴梗等。對此要加強約束和引導，讓學生明白一些不良習慣可能造成的環境及人身安全危害，培養學生環保意識，使他們能夠自覺搞好實驗室衛生，科學處理實驗廢棄物。通過綠色化實驗室建設，既可以強化學生綠色化學思想，提升學生實驗技能，又可以為化學實驗的綠色化發展提供良好的保障。

2）強化實驗教學制度管理。高校應當將已制定的實驗室規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，告知學生實驗期間應注意哪些問題，列明實驗大綱以及實驗內容，幫助學生正確進行化學實驗，將實驗教學管理納入制度化、規范化軌道。出于確保實驗教學順利開展的目的，應當及時妥善處理實驗過程中遇到的問題。為加強教學制度管理，高校應當為各實驗室配齊值班人員，在實驗課開始前與結束后對室內衛生、水電、儀器設備進行檢查，監督儀器設備、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識，進行專門處理。

4 結語

綠色化學實驗作為一種前沿實驗理念，追求有害物質用量的最小化，降低學生實驗過程中“三廢”的排放量。在各大高校推行化學實驗綠色化改革，一方面可以降低環境污染程度，另一方面可以引導學生樹立正確的環境保護意識，提升創新能力與思維能力。因此，高校應堅持綠色化改革思想，從各個方面推進化學實驗教學的綠色化改革，在提升學生化學學習質量的同時，減少可能發生的危險事故。

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