徐攀攀，許會(huì)艷

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 應(yīng)用科技學(xué)院，河南 許昌 461101)

化學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，它的發(fā)展對(duì)提高人類生活質(zhì)量做出了巨大的貢獻(xiàn)，已被公認(rèn)為是21世紀(jì)的中心科學(xué)。而化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的各種廢棄物以及大量化學(xué)品自身的毒性，對(duì)人類的生態(tài)環(huán)境造成了日益嚴(yán)重的污染和破壞?！熬G色化學(xué)”即環(huán)境友好化學(xué)，自上世紀(jì)90年代被首次提出來后，日益得到了世界各國(guó)的積極響應(yīng)。它主張?jiān)诤铣蛇^程中，從原料的選擇、合成方法的確定、制備過程的操作以及最終得到的化學(xué)品都不對(duì)環(huán)境或盡可能少地對(duì)環(huán)境造成污染，實(shí)現(xiàn)零排放和零污染[1]。高校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室每天都在進(jìn)行著各種各樣的實(shí)驗(yàn)，特別是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，造成的污染不容忽視。如何減少和治理化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染，實(shí)現(xiàn)高校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，踐行可持續(xù)發(fā)展觀，具有重要的意義。本文以基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，分析了化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污染的現(xiàn)狀，探討了實(shí)現(xiàn)綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的途徑，降低化學(xué)污染，實(shí)現(xiàn)高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室的綠色化。

1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污染現(xiàn)狀分析

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、生物、醫(yī)藥、食品、園藝等相關(guān)專業(yè)，內(nèi)容覆蓋范圍廣，實(shí)驗(yàn)所需試劑量大。同時(shí)，隨著近年來高校的擴(kuò)招，參加基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的人數(shù)也隨之增多，實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的污染物也迅速增長(zhǎng)，幾乎每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都成了一個(gè)不可忽視的小型環(huán)境污染源。因此，實(shí)現(xiàn)高?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，降低環(huán)境污染，提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，具有重要的意義。

2 實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的方法

2.1 加強(qiáng)綠色化教育

許多教師綠色環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中只滿足于教學(xué)任務(wù)的完成，忽略或者很少考慮實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的污染物對(duì)環(huán)境的影響。其次，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏環(huán)保意識(shí)。很多學(xué)生動(dòng)手操作能力差，加之沒有提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)課，在實(shí)驗(yàn)過程中手忙腳亂，實(shí)驗(yàn)失敗又過量的消耗化學(xué)藥品或試劑，隨意拋灑藥品，甚至將未處理的廢液隨意傾倒入下水道等等，造成了化學(xué)試劑的浪費(fèi)和實(shí)驗(yàn)室的污染。

針對(duì)這種情況，要從思想認(rèn)識(shí)上提高師生的環(huán)保意識(shí)，宣傳綠色化學(xué)。首先，要加大綠色化實(shí)驗(yàn)理念的宣傳，可以利用校園網(wǎng)、校園廣播、宣傳欄等方式。其次，可以請(qǐng)一些專家教授，開展關(guān)于綠色化學(xué)方面的講座，使高校的教師和學(xué)生在與專家的學(xué)習(xí)交流過程中提高環(huán)保意識(shí)，樹立可持續(xù)發(fā)展觀。再者，作為教師應(yīng)該首先樹立綠色化學(xué)思想，在授課和實(shí)驗(yàn)過程中踐行綠色化理念，使學(xué)生不斷受到熏陶，提高學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)。學(xué)?？梢蚤_設(shè)一些綠色化學(xué)相關(guān)的課程，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)更深入的了解綠色化學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生用綠色化學(xué)的“減量(reduction)、重復(fù)使用(reuse)、拒用(rejection)、回收(recycling)、再生(regeneration)5R 原則”的思維方式來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和使用化學(xué)品，從源頭上阻止污染，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化[2]。對(duì)于學(xué)生，除了加強(qiáng)綠色化學(xué)習(xí)之外，每學(xué)期開課前都要對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育和環(huán)保教育，引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生樹立良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。從思想上提高綠色化學(xué)意識(shí)的同時(shí)，更要在行動(dòng)中踐行節(jié)約、環(huán)保的綠色化學(xué)理念，使高校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)趨于綠色化。

2.2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

我?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的專業(yè)廣，每學(xué)期開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多，所需要的化學(xué)藥品試劑量大，實(shí)驗(yàn)得到的廢棄物五花八門，毒性大，污染性強(qiáng)。針對(duì)這種情況，根據(jù)高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)大綱要求，在保證教學(xué)目標(biāo)能夠順利完成的前提下，教師要整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，優(yōu)先選擇低毒、低能耗、用量小、污染小的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更換或減少產(chǎn)物毒性強(qiáng)、污染性大的實(shí)驗(yàn)，并改用一些毒性小、無污染的實(shí)驗(yàn)代替，增加一些綠色環(huán)保、安全的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要充分考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中試劑、產(chǎn)物的毒性和危害性，改進(jìn)反應(yīng)途徑或者工藝路線，減少有毒有害試劑的使用和產(chǎn)物的生成，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。這樣既達(dá)到了鍛煉學(xué)生動(dòng)手操作能力的目的，又減少了實(shí)驗(yàn)室的污染。再者，教師要與時(shí)俱進(jìn)，加強(qiáng)專業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)，積極靠攏科研前沿，借鑒吸收先進(jìn)的科研成果，不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方式，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)一些更加綠色環(huán)保的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，最終實(shí)現(xiàn)高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

2.3 開展串聯(lián)、微型化實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)是從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)設(shè)置實(shí)驗(yàn)，各個(gè)實(shí)驗(yàn)孤立存在，往往因?qū)嶒?yàn)重復(fù)而過量消耗試劑，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物之間利用率低，廢棄物增多，進(jìn)而在一定程度上增加了對(duì)環(huán)境的污染。串聯(lián)實(shí)驗(yàn)是提高試劑利用率的一種有效手段。實(shí)驗(yàn)老師要整合一學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目，通過合理的安排實(shí)驗(yàn)順序，盡可能使上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物變?yōu)橄乱粋€(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原料，達(dá)到實(shí)驗(yàn)“產(chǎn)物-藥品-產(chǎn)物”的循環(huán)模式，開展串聯(lián)循環(huán)實(shí)驗(yàn)，這樣在一定程度上能夠避免因?yàn)橹貜?fù)實(shí)驗(yàn)而造成的對(duì)環(huán)境的污染。比如，苯甲酸的熔沸點(diǎn)測(cè)定和苯甲酸重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)串聯(lián)，重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中得到的苯甲酸純品可以用于“物質(zhì)的熔沸點(diǎn)”測(cè)定；乙二胺四乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定和水中鈣鎂含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行串聯(lián)，在這個(gè)過程中，可以將配制與標(biāo)定過的乙二胺四乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液作為測(cè)定鈣鎂含量的試劑，這樣既提高了化學(xué)試劑的利用率，又降低了化學(xué)污染的排放。

其次，要開展微型劑量化實(shí)驗(yàn)。在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下，減少化學(xué)試劑的用量是降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污染的一種有效方法。與一般性的常量化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，微型實(shí)驗(yàn)具有試劑量小、快速、便捷、安全、污染小等優(yōu)點(diǎn)[3]。一些基礎(chǔ)性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以采用劑量化的微型實(shí)驗(yàn)，這樣既能有效減少實(shí)驗(yàn)污染，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，又能在一定程度上降低實(shí)驗(yàn)成本。比如，無機(jī)實(shí)驗(yàn)中的酸堿平衡及沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)，可以采用點(diǎn)滴板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的試管、燒杯等，在減少試劑用量降低有害試劑排放的同時(shí)，還可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料。微型實(shí)驗(yàn)既能節(jié)約原料，又能減少對(duì)環(huán)境的污染，是現(xiàn)代科學(xué)化學(xué)研究的需要。其次，對(duì)于一些毒性比較大，污染性強(qiáng)，不易操作的實(shí)驗(yàn)，可以利用多媒體教學(xué)輔助手段進(jìn)行模擬仿真，這樣既可以讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)方法，又能夠避免有毒試劑對(duì)環(huán)境的危害[4]。

2.4 科學(xué)合理地處理實(shí)驗(yàn)室的三廢

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不可避免的要產(chǎn)生各種廢棄物，科學(xué)合理地處理好實(shí)驗(yàn)室的三廢就顯得尤為重要。學(xué)生要從思想上提高環(huán)保意識(shí)，更要在行動(dòng)上踐行綠色化學(xué)的理念。課前要做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作，利用綠色化學(xué)的思維理念引導(dǎo)學(xué)生查閱實(shí)驗(yàn)要用到的試劑、藥品的物理化學(xué)性質(zhì)，預(yù)判可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，在滿足實(shí)驗(yàn)的前提下盡量做到試劑用量的最小化和廢物量的最小化，避免實(shí)驗(yàn)過程的盲目，這樣既能提高學(xué)生查閱資料、處理問題的能力，還能避免試劑的浪費(fèi)，降低實(shí)驗(yàn)的污染。對(duì)于實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用之前學(xué)過的知識(shí)或者查閱相關(guān)的資料進(jìn)行妥善處理，處理時(shí)要遵循分類處理的原則。對(duì)于常見的廢氣，可以經(jīng)過吸收、氧化、中和等方法處理后排放[5]；對(duì)于廢液，應(yīng)該分類存放于指定的廢液桶中，標(biāo)記并妥善保存，期末集中處理。對(duì)于常見的廢液，可以利用中和、化學(xué)沉淀、氧化還原、萃取等手段進(jìn)行處理[6]，比如對(duì)常見的稀酸和稀堿廢液，讓學(xué)生分別倒入指定的廢液桶中，實(shí)驗(yàn)后將兩種液體進(jìn)行中和反應(yīng)，并將廢液pH調(diào)節(jié)至6-8后再排放至下水道。對(duì)于含有重金屬離子的廢液，一般可以利用離子自身的性質(zhì)將其轉(zhuǎn)化為沉淀等形式進(jìn)行分離。對(duì)于有機(jī)廢物，在確保不影響實(shí)驗(yàn)的前提下，盡量回收溶劑，重復(fù)循環(huán)使用，如不能重復(fù)使用，應(yīng)將有機(jī)廢物分類收集于指定的廢液桶中，期末集中處理。

3 結(jié)語

在高校推行綠色化學(xué)理念，有助于提高學(xué)生的節(jié)約、環(huán)保意識(shí)，踐行可持續(xù)發(fā)展觀，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境。因此，高校要加快推進(jìn)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改革與實(shí)踐的步伐，探索新的綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的途徑與方法。