白志明

(甘肃工业职业技术学院 化学与环境工程系,甘肃 天水 741025)

现今全球环境污染问题日益严重，化学工业的发展是一个重要原因，它为人们带来了惊讶的同时，也带来了令人烦恼的环境污染问题，因此，在治理环境污染的进程中，化学工作者对此负有不可推卸的责任.除大型工矿企业污染之外，每天数以万计的高校、中学有大批学生在做各种各样的化学实验，其中许多学校排放的废物很少处理.虽然每次排放量不算大，但这种“聚沙成塔”的污染成分复杂.累计效应实在不可轻视.随着绿色化学日益深入人心,高校的化学实验室作为不可忽视的污染源,成为了环境威胁的一个重要方面.因此,创建高校绿色化学实验室势在必行.

1 化学实验室的污染特点

化学是一门中心科学，这门科学离不开实验，实验是化学理论产生的基础，化学的规律和成果建立在实验基础上，化学实验也是检验化学理论正确与否的唯一标准.

(1)污染物质浓度大而集中，如无机酸、碱几乎是每个实验室所必需的，这些东西不加处理直接排放，会腐蚀下水管道，污染附近土壤;(2)种类较多，不像工厂那样单一;(3)有机实验室挥发性、有毒性物质多.

2 建立绿色化学实验室的必要性

很多发达国家大学化学系都非常重视三废处理问题，一般设置了由教授负责的处理本系三废的领导班子.处理费用投入也较大，而我国在这方面相对滞后.因此改变传统的实验设置和模式是相当必要的.目前绿色化学已成为当前化学研究的热点和前沿，而且是21世纪化学发展的重要方向之一.它为人类解决化学工业对环境的污染，实现经济和社会可持续发展提供了有效的手段.绿色化学要求通过一系列的原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质使用与产生，使设计的化学产品或过程对环境更加友好.也就是说我们要从源头上控制污染，设计无污染的化学工艺，而不是等到污染之后再去治理.要实现这一过程，首先要从实验室开始，才能过渡到工业生产.因此，化学实验实现绿色化是化学实验教学发展的必然趋势，以绿色化学的原则为指导，开展教学实验的绿色化革新是必要的，构建绿色化学实验室也是迫在眉捷.

3 实现化学实验室绿色化的途径

绿色化学实验室是以绿色化学为指导，对环境无显著毒副作用的实验室.绿色化学实验的目标和任务是主动地减少和消除实验室的化学污染，而不是被动地治理污染，这与绿色化学倡导的零污染或零排放理念是一致的.要达到绿色化学实验的目标，我认为应从以下几方面着手.

3.1 培养教师的绿色理念

高素质的学生需要高素质的教师来培养.老师要树立可持续发展的观念,把绿色化学贯穿于化学教育之中，在实验态度上要养成严谨、认真、客观、从容的品质.老师不仅要系统地学习绿色化学的理论知识,还要学习绿色化学技术的最新研究成果和发展方向,以及与之相关的学科知识.要组织学生充分利用各种宣传工具和媒体宣传绿色化学实验;开放实验室开展绿色化学实验研究;结合专业课程学习,撰写学术论文;在毕业设计和课程设计中按绿色化学要求进行教学改革实践;组织老师、专家、学者结合教学、科研,进行经常性的学术报告会,让绿色化学融入人才培养的全过程.只有老师有了绿色理念,才能在实验过程中逐渐培养学生的绿色理念.

3.2 把以剧毒物质为主的实验进行删除和改进

在编写教材时我们要大刀阔斧地删除那些毒性大、危险性大，三废处理困难的实验项目，无疑符合绿色化学之要求.如无机实验中含氰电镀，As2O3的性质.NO2的性质和制备，Cl2的氧化性，砷酸盐的性质等实验.从北京师范大学等高校无机化学教研室主编的“无机化学实验”第三版的改进上体现了出来，它删除了第二版中相关内容.又在有机化学实验，可用“肉桂酸”实验代替“喹啉”实验，避开了苯胺、硝基等有毒致癌试剂，可用“溴乙烷”实验代替“溴苯”实验，避开了笨、溴等对空气污染大的试剂，减少对环境的污染，同时也降低了低值易耗品的费用；对于合成硝基酚，双酚A及酚酞类化合物，由于反应不可能完全，酚类在水中的溶解度较大，这些废液中所含的酚类都是超标的，可以加入漂白粉煮一下，以使酚类氧化分解后再倒掉，这个方法也适用于苯胺类化合物.

3.3 发展微型化学实验，减少环境污染

微型化学操作技术是以尽可能少的试剂来获取所需的化学信息的实验方法.其试剂用量为对应常规实验数的十分之一至千分之一.开展微型化学实验有利于培养学生严谨的科学态度，增强环境意识.其优越性有如下几点:

(1)微型化学实验，特别是微型制备方法，并非常规化学实验的简单缩小，其中相当一部分是近代科研方法的模拟(在近期大量文献中，有机合成多是毫摩尔级的).它将合成与鉴定融为一体，利用红外、色谱、核磁共振等现代仪器对实验制得的少量产物进行组成与结构的测试.通过由常量到微型实验的方法演变，使学生体会到如何利用化学基本原理来重新设计、改造、组合各种仪器装置，以满足不同规格的实验要求.这个灵活应用知识的过程，对活跃学生的思路，激发他们的创造力将起到积极的作用.另外，微型制备实验把合成产物的数量控制在不超过后续测试的需用量作为原则.这样，既满足实验所需获取的化学信息的要求，又大幅度地降低原料试剂的用量，减少化学反应对环境的污染，其经济效益是显而易见的.同时，试剂量可使反应时间缩小，一些实验现象更易观察，有良好的教学效果.

(2)采用微型化学实验对教师进行教学内容方法的改革是一个促进，特别是中学化学实验，由于经费紧张，开出的实验少，有些学校干脆不开实验，只是教师演示而已.微型化学实验安全节省，解除了实验教师的不少后顾之忧.他们可更放手在采用开放型和探索型的实验教学方式去因材施教.如对同一实验项目，可设计几种不同的原料或几个不同的用量，由学生选做.改变过去那种实验内容和实验要求过于统一的格局，充分地调动学生的学习积极性，使他们在主动探索的气氛中，做好微型化学实验.微型化学实验的仪器、药剂、滴瓶小巧便携，为课堂上边讲边做提供了方便.有的学校在元素与化合物的教学中，每堂结合讲解内容做几个微型实验从而改变过去叙述性内容教学枯燥乏味的情况，收到较好的效果.微型化学实验还为开展课余的化学科技活动增添了新的内容和手段.

3.4 实验室废弃物的处理

(1)实验室应设酸槽和废碱槽，一段时间后，将其进行中和达到规定的pH值6—9后再排放;(2)贵重的药品的废液也要经化学处理后再排放;(3)对一些有毒有机难溶物要经过蒸馏回收处理后再排放.这些方法能增强学生的环保意识，使他们知道化学试剂的使用原则，明确即使是点滴量的化学药品，也能发生显著反应，所以不能随意排放，污染我们赖以生存的地球.

3.5 增加设计性、综合性实验，提高科技含量

当今时代，科学技术日新月异的发展，促进了各学科之间的渗透，学科间的界限也将变的越来越模糊，因此，如何培养学生综合应用各化学学科的理论知识和实验技能来解决实际问题的能力，成为一个迫切的课题，是值得我们在校师生关注和思考的.

3.6 建设模拟化学仿真实验

一般化学实验都会消耗大量的药品和产生许多废弃物,对于那些药品消耗量大或易爆、操作不易控制或必须使用有毒有害试剂的实验,采用多媒体进行模拟化学仿真是行之有效的方法之一.如:有机化合物的性质实验等,注重培养的是学生的观察能力,而对培养学生动手能力无多大的帮助,且准备这类实验需耗费大量人力、物力,会造成一定的污染,而实验效果往往并不理想.如何让学生既能观察到实验中的有趣现象,以验证理论,又避免浪费和污染,CAI课件就能很好地实现这个目的.由于多媒体化学实验CAI课件对实验原理、仪器、药品和实验过程做了详细的描述,并使用视图、声音、动图等效果,让学生有身临其境的感觉,故而能使学生在轻松愉快的环境中学会化学原理和实验方法,有效地克服实验带来的污染和不安全因素.达到了我们教学预期的目的.

世界需要绿色化，人类文明的重要组成部分——科学实验首先绿色化，对于推动纳米科技的发展，实验手段和技术改进有极好作用.构建绿色化学实验室，符合环境的可持续发展战略，为保护环境尽一份力，我们高校教师和当代大学生有不可推卸的责任.

[1]梁起.“绿色化学”实验的探索[J].实验技术与管理,2004,21(1):109-111.

[2]张旭.王益民.马文权.高等学校绿色化学实验室措施初探[J].实验室科学,2006,3(3):55-56.

[3]洪丽雅.高校化学实验室的建设[J].实验室研究与探索,2008(7).

[4]张国荣,杨静,郭丽萍,等.大学绿色化学实验体系设想[J].高等工程教育研究,2002(6): 81-82.