趙麗娜，陸國(guó)志

（吉林師范大學(xué) 化學(xué)學(xué)院環(huán)境友好材料制備與應(yīng)用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 四平 136000）

綠色化學(xué)是21世紀(jì)化學(xué)學(xué)習(xí)與教學(xué)的新挑戰(zhàn)，是當(dāng)今國(guó)際化學(xué)科研的前沿。綠色化學(xué)與技術(shù)已成為世界各國(guó)政府關(guān)注的最重要的問題與任務(wù)之一，已成為國(guó)內(nèi)外企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界的重要研究與發(fā)展方向。

1 “綠色化學(xué)”的概念

隨著環(huán)境污染的加劇和人類對(duì)環(huán)境問題的關(guān)心，具有全新理念的“綠色化學(xué)”便應(yīng)運(yùn)而生[1－3]。綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化（environmentally friendly chemistry）、環(huán)境無(wú)害化學(xué)（environmentally benign chemistry）、清潔化學(xué)（clean chemistry），是一門具有明確的社會(huì)需求和科學(xué)目標(biāo)的新興交叉學(xué)科。從科學(xué)觀點(diǎn)看，綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的更新和發(fā)展；從環(huán)境觀點(diǎn)看，綠色化學(xué)是從源頭上消滅污染；從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，綠色化學(xué)是合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。

2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的必要性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，是21世紀(jì)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的重點(diǎn)方向和嶄新課題。大學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化研究一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究課題之一[4]。近年來，許多高校都在積極探索，并取得了明顯的成效。以綠色化為理念構(gòu)建大學(xué)實(shí)驗(yàn)化學(xué)新體制，是針對(duì)我國(guó)高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的環(huán)境污染問題開展的研究，針對(duì)性強(qiáng)，科學(xué)、合理、系統(tǒng)，目標(biāo)明確，體現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)的要求[5]。綠色化學(xué)教育已成為現(xiàn)階段我國(guó)化學(xué)教育的重要組成部分，通過研究與實(shí)踐，對(duì)實(shí)驗(yàn)室常見廢棄物進(jìn)行處理，減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的綠色化和環(huán)境的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生環(huán)境保護(hù)和綠色化的自覺意識(shí)以及綜合素質(zhì)的提高。

3 導(dǎo)致高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室污染環(huán)境的原因

3.1 資金投入和認(rèn)識(shí)程度不夠

不少高校由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)資金投入不足，經(jīng)費(fèi)只能勉強(qiáng)用于購(gòu)買實(shí)驗(yàn)藥品，更沒有直接處理實(shí)驗(yàn)廢棄物的設(shè)備和能力，因而對(duì)污染的防治顯得無(wú)能為力[6－7]。另一方面，有些學(xué)校對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)不到位，只知道強(qiáng)調(diào)教學(xué)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)室缺乏科學(xué)的管理，如藥品的管理、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的管理，部分實(shí)驗(yàn)室人員的環(huán)保意識(shí)十分薄弱，甚至認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的這點(diǎn)污染對(duì)環(huán)境來說算不了什么。在這些錯(cuò)誤觀念下，許多實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)把化學(xué)廢物直接倒入下水道、垃圾桶，氣體廢物直接用通風(fēng)櫥排入大氣等隨意排放化學(xué)廢棄物的現(xiàn)象，而許多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中更是沒有相關(guān)的環(huán)保意識(shí)，操作中違規(guī)的現(xiàn)象普遍存在，亂倒廢液，亂丟雜物。

3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不合理

實(shí)驗(yàn)教材的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)操作過程等不盡合理，造成污染的可能。很多高校還一直沿用十幾年前的實(shí)驗(yàn)教材，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一成不變，缺乏創(chuàng)新，一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材只要求學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于實(shí)驗(yàn)可能帶來的環(huán)境污染以及如何避免污染則只字未提，缺乏環(huán)保意識(shí)和人文關(guān)懷，不利于學(xué)生的全面發(fā)展。

3.3 缺少專門的化學(xué)廢棄物回收處理的理論指導(dǎo)

化學(xué)廢棄物種類紛繁復(fù)雜，其收集流程工作十分繁瑣，我國(guó)至今還沒有出版此類書籍。因此，建議有關(guān)從事化學(xué)教學(xué)及科研工作的學(xué)者，能出版一些有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污染治理方面的書籍，以便參照使用，更好地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。

4 實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)室綠色化的途徑

4.1 樹立綠色化理念，提高環(huán)保意識(shí)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，需經(jīng)常教育學(xué)生、感染學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境意識(shí)[8－9]。綠色化學(xué)教育，以綠色觀念體系為指導(dǎo)來認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)，營(yíng)造綠色氛圍，規(guī)范人們行為，最終達(dá)到高?；瘜W(xué)綠色化的目的。同時(shí)樹立綠色意識(shí)要認(rèn)識(shí)到，化學(xué)正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)變到綠色化學(xué)，綠色化學(xué)不僅是科研戰(zhàn)線的任務(wù)，在整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域都要實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)化學(xué)到綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變，化學(xué)教育戰(zhàn)線承擔(dān)著普及、宣傳、教育、研究的重要任務(wù)。

4.2 加大投入，完善設(shè)施

要降低實(shí)驗(yàn)室中所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境的不良影響，適當(dāng)?shù)耐度氡夭豢缮?。如在通風(fēng)管道的出風(fēng)口加裝氣體處理裝置，在各實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一設(shè)立廢液、固體廢棄物的分類系統(tǒng)，并定期由學(xué)校相關(guān)部門統(tǒng)一收集處理，甚至可以在校內(nèi)建立廢水處理系統(tǒng)，一方面可以保證校內(nèi)產(chǎn)生的污水得到適當(dāng)?shù)膬艋赃_(dá)到環(huán)保法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面可以作為學(xué)生的教學(xué)基地，更好地在學(xué)生中開展環(huán)保教育。

4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化

現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教材應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，依據(jù)綠色化學(xué)原理，仔細(xì)挖掘教材內(nèi)涵，發(fā)現(xiàn)綠色化學(xué)素材，精心編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[10－11]，具體包括：

（1）化學(xué)試劑的綠色化。應(yīng)盡量選擇無(wú)毒無(wú)害試劑的實(shí)驗(yàn)。

（2）溶劑的綠色化。盡量選擇水作溶劑，避免有毒有害和揮發(fā)性有機(jī)溶劑的使用。

（3）催化劑的綠色化。采用無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)作催化劑，如固體酸堿、TiO2、酶等。

（4）化學(xué)反應(yīng)的綠色化。盡量使化學(xué)反應(yīng)具有較高的轉(zhuǎn)化率，提高試劑的利用程度；應(yīng)盡量使化學(xué)反應(yīng)具有較高的選擇性，提高實(shí)驗(yàn)的效果，避免副產(chǎn)物帶來的環(huán)境污染問題。

（5）反應(yīng)產(chǎn)物的綠色化。盡量使反應(yīng)的生成物（產(chǎn)物和副產(chǎn)物）無(wú)毒無(wú)害，是環(huán)境友好產(chǎn)品，或以一種環(huán)境友好狀態(tài)存在，如固態(tài)產(chǎn)物。

4.4 推廣微型化實(shí)驗(yàn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化是近幾年發(fā)展起來的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的革新內(nèi)容，是目前解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢氣、廢液、廢物處理等環(huán)境問題的理想途徑之一。由于其實(shí)際用量大大減少，也減少了相關(guān)輔助材料、水電的消耗，降低了實(shí)驗(yàn)成本，同時(shí)，也使爆炸、燃燒、中毒等事故的發(fā)生率大大降低，提高了實(shí)驗(yàn)的安全性。由于三廢量很少，改善了實(shí)驗(yàn)條件，極大地減少了環(huán)境污染。因此微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有減少污染、安全、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的最可行的措施。

4.5 開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)

以往的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程通常把各個(gè)實(shí)驗(yàn)孤立起來，這樣就會(huì)因?yàn)橹貜?fù)實(shí)驗(yàn)而加重對(duì)環(huán)境的污染[12]?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的串聯(lián)可將多個(gè)實(shí)驗(yàn)或多步實(shí)驗(yàn)，按照它們的內(nèi)在聯(lián)系，有機(jī)地串聯(lián)起來，使上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物成為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料使用，合理利用實(shí)驗(yàn)原料，有機(jī)地組合。這樣既可以減少重復(fù)性操作的次數(shù)、縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，也可減少污染物產(chǎn)生的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化。例如，在有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以把乙酸乙酯的制備與折光率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)串聯(lián)、把苯甲酸的制備與熔點(diǎn)的測(cè)定串聯(lián)、把無(wú)機(jī)化學(xué)中溶液的配制與分析化學(xué)中酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)串聯(lián)等，都能達(dá)到很好的綠色化效果。

4.6 利用現(xiàn)代化手段模仿化學(xué)實(shí)驗(yàn)

對(duì)于一些必須使用有毒害試劑、易燃易爆、操作不易控制的實(shí)驗(yàn)題目，采用多媒體進(jìn)行化學(xué)模擬仿真是很有必要的[13]。CAI課件一方面可以很好地讓學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)中的有趣現(xiàn)象，以驗(yàn)證理論，另一方面又可避免藥品的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。有了多媒體化學(xué)實(shí)驗(yàn)課件對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器、藥品和操作步驟作了詳細(xì)的描述，并使用視圖、聲音、動(dòng)畫等效果，使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)會(huì)了化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)方法，同時(shí)還有效地避免了實(shí)驗(yàn)帶來的污染和不安全因素。

4.7 正確引導(dǎo)，妥善處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢棄物

實(shí)驗(yàn)過程中總有一些廢液、廢氣和廢渣需要排放。隨時(shí)收集，集中處理和回收使用，是對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的基本要求。對(duì)廢液處理，例如：對(duì)于含酸、堿類廢液采取將它們中和的方法進(jìn)行排放；對(duì)廢氣采取溶液吸附法和固體吸收法處理；對(duì)廢渣主要采用掩埋法處理，對(duì)有些廢渣進(jìn)行化學(xué)處理后深埋在遠(yuǎn)離居民區(qū)的指定地點(diǎn)，有些則可直接掩埋。

5 結(jié)束語(yǔ)

建設(shè)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，采取切實(shí)可行的有效措施防止和消除實(shí)驗(yàn)室造成的環(huán)境污染，是每一位化學(xué)工作者必須履行的責(zé)任和義務(wù)。因此，以綠色化學(xué)思想為指導(dǎo)，堅(jiān)持“5R”原則（減量、循環(huán)、回收、再生、拒用），以綠色化學(xué)為理念構(gòu)建大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)新體制、開展大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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