張　增

(日照職業(yè)技術學院山東日照276826)

摘要綠色化學是維護生態(tài)環(huán)境的化學，本文在分析高職化學實驗教學現狀的基礎上，重點探討了如何實施化學實驗綠色化的具體措施，主要是科學安排實驗內容和途徑，開展微型試驗、仿真試驗和串聯(lián)試驗，認真做好廢棄物的回收利用和無害處理工作。

關鍵詞綠色化學；綠色化學實驗；環(huán)境污染

綠色化學實驗是以綠色化學的理論和方法為核心和基本原則，對化學實驗進行改進，盡可能減少環(huán)境污染或無污染，使化學實驗過程達到綠色化的方法。綠色化學實驗的設計，將實現沒有或只有極少環(huán)境副作用的化學實驗設計，對培養(yǎng)大學生的綠色化學意識具有十分重要的意義。目前世界各國都在進行綠色化學的研究，并注重綠色化學的發(fā)展與教育，高職院?；瘜W教育與社會生活和生產實踐聯(lián)系極其緊密，對于推廣綠色化學教育更責無旁貸，而綠色化學實驗是實施綠色化學教育的重要環(huán)節(jié)，因而在實驗教學中應盡可能推廣綠色化學實驗。

一、高職化學實驗教學的現狀

化學實驗是化學學科的基石，是體現綠色化學內容、培養(yǎng)學生綠色意識的主要途徑。尤其是高職教育，旨在培養(yǎng)技能型實用型人才，因此更需注重實驗教學。高職課程中約有一半以上的知識是通過實驗引入的，但是在設計實驗的時候卻很少關注到綠色化學教育問題，化學實驗中環(huán)保意識淡薄。在實驗設計中只重視操作方便、裝置簡單、現象明顯，卻很少顧及環(huán)境污染問題，更談不上對實驗進行綠色設計。因此，我們必須在高職化學實驗教學中盡快改變這種做法，設計和進行綠色化學實驗。

二、綠色化學實驗的開展

綠色化學實驗是在綠色化學的原則下，用預防化學污染的新思想和新技術，對常規(guī)實驗進行改革而形成的化學實驗新方法。用盡可能少的試劑來進行實驗，從而極大地減少實驗室的“三廢”，降低污染程度和不必要的浪費，以實現綠色化學要求盡可能少的副作用的理想和目標。綠色化學實驗的研究設計將實現沒有或只有極少環(huán)境副作用，對學生環(huán)境保護意識的培養(yǎng)有著重要的意義，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在化學實驗中的具體體現。綠色化學實驗使用化學藥品的基本原則是五“R”原則，即減量(Reduce)、重復使用(Reuse)、拒用(Rejection)、回收(Recycling)、再生(Regeneration)。

1、科學安排實驗內容

科學安排化學實驗是從源頭根除污染源的最理想的方法。在安排實驗內容時充分考慮環(huán)保的要求，選擇無毒無害實驗。在能夠很好地讓學生掌握實踐理論知識，獲得動手操作能力的前提下，盡可能地選擇無毒無害化學實驗，不做那些毒性大的實驗或用其他方法取而代之。盡可能采用無毒無害的化學試劑，采用新方法使中間產物和最終產品均對人體健康和環(huán)境無毒、無害。

2、反應途徑及實驗內容、方法的重新設計

對一些不可避免會產生污染的化學實驗，可改用別的反應方式或途徑，使其不產生污染物。例如MnO2催化分解KClO3制氧氣會產生有毒副產物氯氣，我們改用氧化銅催化H2O2分解制氧氣，產物除氧氣以外還有水，而水不構成環(huán)境污染。如果需要緩慢釋放氧氣，可用5%的NaOH溶液或Cu2+、Fe2+、Cr3+、Mn2+等溶液及木炭，銀粉，碘粒等作催化劑，或市售30%的H2O2稀釋到組成為3%-5%的溶液，再加MnO2催化分解，即可緩慢制取O2。

按照不用危害品的原則，在不改變實驗要求的原則下，盡可能不用危害品?？筛倪M實驗方法，如測滌綸分子量的教學實驗，要用苯酚、四氯化碳本身就是毒害品。苯酚被吸入人體后可損傷腎臟，四氯化碳對人體的心、肝、腎的毒性也比較強。這類物質如果不經處理就排入水體，必對環(huán)境造成污染。如果將實驗改為以水為溶劑測定聚乙烯醇的分子量，同樣能達到教學的要求。再如無機化學實驗中的硫酸亞鐵銨的制備。如果在實驗中改變實驗裝置，增加實驗中廢氣吸收裝置，就避免了實驗中產生的有害氣體向大氣排放的弊端。同時，實驗中及實驗后的有害產物應進行無害化處理，如實驗中產生酸性氣體可用堿液吸收，堿性氣體可用酸液吸收，有機蒸氣要盡可能冷凝回收或通過燃燒氧化，使其轉化為無害或基本無害物質。

3、開展微型化學實驗

微型化學實驗是綠色化學實驗的重要組成部分，我們應該把握住微型化學實驗的精髓，積極開展化學實驗的微型化研究。微型化學實驗是以盡可能少的試劑，來獲取所需化學信息的實驗原理與技術，而不一定要在微型儀器中進行。由于試劑用量大大減少，產生的“三廢”量也非常少，基本解決了對環(huán)境的污染問題，也大大地節(jié)約了實驗費用。多年來，我們對傳統(tǒng)的實驗進行了改進，采用了“性質實驗點滴化，分析實驗減量化，合成實驗微型化”，用已有的儀器就能完成大多數實驗，從而實現了“以盡可能少的試劑獲取所需化學信息”的目標。

4、利用計算機多媒體系統(tǒng)進行模擬化學仿真實驗

常規(guī)的、傳統(tǒng)的化學實驗不可避免的消耗許多藥品和大量的水資源，尤其是對于一些試劑藥品昂貴、實驗中容易引起爆炸或必須采用有毒、有害的試劑(如苯、苯酚、砷化物、重金屬等)的實驗，并在整個實驗中排放較多的有毒氣體、有毒廢水，給師生身體健康帶來極大的危害，且對環(huán)境造成較大的破壞的實驗，采用計算機多媒體系統(tǒng)進行仿真實驗顯得尤為重要。目前，國內外已有相關的計算機仿真化學實驗軟件銷售。利用計算機多媒體技術對實驗原理、裝置、流程、實驗過程進行仿真，用文字、聲音、圖象、動畫的效果讓學生在計算機屏幕上所做實驗達到身臨其境的感受，如醚的過氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、砷化物的相互轉化等實驗，這樣既讓學生學會了實驗方式，而且使那些毒些大、危險性較大、試劑昂貴的實驗變成了綠色化的實驗的方法，自始至終，不會對人體和環(huán)境造成污染。

5、串聯(lián)實驗以及試劑的回收利用

串聯(lián)實驗是指通過調整實驗次序，使一個實驗的產物成為下一個實驗的原料。如把萃取和蒸餾實驗安排在一起，利用四氯化碳萃取碘的水溶液，得到碘的四氯化碳溶液，然后在碘的四氯化碳溶液中加入氫氧化鈉溶液至紫色剛好消失，利用反萃取把四氯化碳分離出來，最后進行蒸餾，使四氯化碳回收再利用。串聯(lián)實驗以及試劑的回收利用在一定程度上減輕了常規(guī)實驗對環(huán)境的污染，有利于環(huán)境保護，又節(jié)約了經費。

6、實驗廢棄物的無害化處理

化學實驗產生的廢棄物，如果直接排放，不僅會造成環(huán)境污染，還會淡化學生的環(huán)保意識，養(yǎng)成不良的習慣，因此，對實驗產生的廢棄物應進行無害化處理，以實現化學實驗綠色化。在處理前，要充分了解廢棄物的性質，采取吸附法、氧化分解等有效方法，及時回收處理殘余的易揮發(fā)和有毒藥品。例如，在化學實驗中，常產生SO2、HF、Cl2、H2S等大氣污染氣體，這些氣體都可以用消石灰溶液中和吸收；實驗后的強酸、強堿廢液，選擇石灰石或石灰作中和劑；含酸較低的廢液可通過石灰石、白云石或爐渣灰等過濾層中和；含堿廢液可用工業(yè)硫酸或鹽酸中和；含鋅、鋇、錳等重金屬離子的廢液，可加入堿、碳酸鹽或Na2S，使金屬離子轉為氫氧化物、碳酸鹽或硫化物沉淀，殘渣埋于地下。

有機化學實驗產生的廢棄物大多是烴及其含氧衍生物。處理這些污染物的最簡單的方法是用活性炭如(木炭)吸附，或用廢紙屑、木屑吸收后焚燒生成H2O和CO2除去。目前處理有機污染物的最廣泛、最有效的方法是生物降解法、活性污泥法等，都是利用人工培養(yǎng)或自然形成的氣性細菌的氧化分解作用將有機物分解成H2O、CO2、NH3及無機鹽類除去。

處理體積龐大、成份較復雜的廢液，用石灰沉淀法沉淀凝聚效果不佳時，可適當添加三氧化二鐵、硫酸鋁或聚丙烯酰胺等絮凝劑，改善沉淀效果。

總之，綠色化學不是一門獨立的學科，它是一種戰(zhàn)略方針、一種指導思想、一種研究政策、一種新的教學理念。綠色化學實驗就是從防止環(huán)境污染和節(jié)約資源的觀點來重新審視和改革傳統(tǒng)化學實驗，更新和發(fā)展傳統(tǒng)的化學思維方式，通過改進實驗裝置，選擇環(huán)保型實驗項目，實驗廢棄物無害化處理，開展微型、計算機多媒體技術仿真實驗和應用現代實驗手段，建立化學實驗綠色化教學的新理念，培養(yǎng)了學生的“綠色化學”和“環(huán)境保護”意識。

參考文獻

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