摘 要： 本文對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行概述，提出了高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的必要性和可行性，提出了實(shí)現(xiàn)高校綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的途徑。
　　關(guān)鍵詞： 高校 綠色化學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)
　　
　　當(dāng)前，全球十大環(huán)境問(wèn)題中，有八大環(huán)境問(wèn)題都與化學(xué)化工生產(chǎn)有關(guān)。由此，很多人對(duì)化學(xué)工業(yè)提出質(zhì)疑，認(rèn)為化學(xué)是環(huán)境變差的罪魁禍?zhǔn)?，?duì)化學(xué)產(chǎn)生一種莫名其妙的恐懼心理。在這種形勢(shì)下，綜合考慮環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)，以及化學(xué)工業(yè)自身發(fā)展的要求，具有全新理念的“綠色化學(xué)”（Green Chemistry）應(yīng)運(yùn)而生［１］。由于社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們的環(huán)保意識(shí)不斷提高，科學(xué)實(shí)驗(yàn)（包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)）中的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)開(kāi)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，推進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。這也將是今后化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必然選擇。
　　1.綠色化學(xué)概述
　　進(jìn)入21世紀(jì)，人類(lèi)正面臨著有史以來(lái)最嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)，為了根治環(huán)境污染，人們開(kāi)始從節(jié)約資源和防止污染的觀點(diǎn)來(lái)重新審視和改革傳統(tǒng)化學(xué)，提出了“綠色化學(xué)”這一新概念。
　　1.1綠色化學(xué)的概念
　　綠色化學(xué)是指用化學(xué)的技術(shù)，原理和方法去消除對(duì)人體健康，安全和生態(tài)環(huán)境有毒有害的化學(xué)品，綠色化學(xué)又稱(chēng)清潔化學(xué)（Clean Chemistry）、環(huán)境友好型化學(xué)（Environally Friendly Chemistry）和環(huán)境無(wú)害化學(xué)（Environmentally Benign Chemistry），與其相對(duì)應(yīng)的技術(shù)稱(chēng)為綠色技術(shù)、環(huán)境友好技術(shù)［2］。綠色化學(xué)主要是利用化學(xué)原理以及所有相關(guān)的技術(shù)和方法，來(lái)減少或消除化學(xué)反應(yīng)對(duì)生態(tài)和環(huán)境的污染。它的主要任務(wù)是研究新的化學(xué)反應(yīng)體系，包括新的合成方法和路線(xiàn)，探索新的反應(yīng)條件，尋求新的包括生物資源在內(nèi)的化學(xué)原料，開(kāi)發(fā)能夠代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑的溶劑，無(wú)毒無(wú)害的高效催化劑，減少副產(chǎn)物產(chǎn)生的合成方法，設(shè)計(jì)和研究新的綠色化學(xué)品等。
　　1.2綠色化學(xué)的特點(diǎn)
　　綠色化學(xué)綜合起來(lái)應(yīng)該具備以下幾個(gè)特點(diǎn):（1）化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性［3］，應(yīng)保證化學(xué)反應(yīng)中每個(gè)原子都參與反應(yīng)并全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。（2）化學(xué)反應(yīng)中的試劑，溶劑，催化劑，目標(biāo)產(chǎn)物，化學(xué)反應(yīng)條件都是無(wú)毒無(wú)害的。（3）化學(xué)工藝是閉路循環(huán)的，整個(gè)流程只有原料和必需的能量輸入，產(chǎn)出的是產(chǎn)品，其余的物質(zhì)和能量是內(nèi)部循環(huán)，對(duì)環(huán)境無(wú)影響［2］。（4）過(guò)程和終端均為零排放或零污染。
　　1.3綠色化學(xué)的原則
　　綠色化學(xué)的具體內(nèi)涵體現(xiàn)在使用化學(xué)品應(yīng)遵循的“4R”原則［4］:（1）拒用危害品原則（Rejection）:在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中拒絕使用一些無(wú)法替代，又無(wú)法回收和重復(fù)使用的有毒有害物質(zhì)，這是杜絕污染的最根本辦法。（2）減量使用原則（Reduction）:對(duì)教學(xué)需要又無(wú)法替代的使用有毒物質(zhì)或產(chǎn)生有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，可通過(guò)減量使用原則加以控制。（3）循環(huán)使用原則（Recycling）:包括回收未反映的原料，副產(chǎn)物以及助溶劑，催化劑等非反應(yīng)試劑。（4）重新利用原則（Reuse）：循環(huán)使用和重新利用可有效實(shí)現(xiàn)“省資源，少污染，減成本”的目標(biāo)要求，既是減少?gòu)U物排放的需要，又是降低實(shí)驗(yàn)成本的需要。
　　2.實(shí)施高校綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和可行性
　　化學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，化學(xué)知識(shí)廣泛深刻地滲透進(jìn)個(gè)人和社會(huì)生活的各個(gè)方面，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，根據(jù)教育部擬定的基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課占理論課時(shí)數(shù)的120%左右。在我國(guó)的高校里，每天都有大批學(xué)生在進(jìn)行各種各樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，所用的化學(xué)藥品種類(lèi)多，消耗量大，而且大部分有毒或有腐蝕性，有的實(shí)驗(yàn)過(guò)程還伴隨有毒氣體的產(chǎn)生，有的實(shí)驗(yàn)生成物就是有毒物質(zhì)。大多數(shù)高校對(duì)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的污染物很少進(jìn)行處理，而是直接排向環(huán)境中。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)獲取知識(shí)和技能的同時(shí)，也造成環(huán)境的污染。因此，在高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)綠色化學(xué)教育，對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽的綠色化改革，并實(shí)施綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生知道并參與怎樣減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染及污染治理的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和必要性。同時(shí)以綠色化學(xué)的原則為指導(dǎo)，結(jié)合化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的改革是勢(shì)在必行的。
　　3.實(shí)驗(yàn)高校綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的途徑
　　優(yōu)良的教學(xué)方法是有效實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化的保障，它直接影響到教學(xué)效果?？v觀化學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃，學(xué)生至少有兩到三學(xué)期的時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室，因而實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是否得當(dāng)成為實(shí)驗(yàn)真正綠色化的又一關(guān)鍵點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遵從綠色化可從以下幾方面進(jìn)行。
　?。?）改進(jìn)或刪除有毒性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
　　依據(jù)綠色化學(xué)教學(xué)的要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系進(jìn)行重組，在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提下，充分考慮試劑和產(chǎn)物的毒性以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所產(chǎn)生的“三廢”對(duì)環(huán)境的污染情況，盡量選擇低毒，污染較小且后處理容易的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改進(jìn)或刪除那些對(duì)環(huán)境污染大，毒性大，危害性大，“三廢”處理困難的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并用有環(huán)?；蛴袑?shí)際意義的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目代替。
　　（2）選用綠色原料，綠色溶劑，綠色催化劑
　　實(shí)現(xiàn)同一變換可能存在幾種可供選擇的原料，溶劑，催化劑。只要可能，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)盡量尋找實(shí)現(xiàn)同一變換最無(wú)害的試劑替代有毒有害的試劑；通過(guò)改變反應(yīng)的溶劑，用不易揮發(fā)，無(wú)害溶劑來(lái)代替揮發(fā)，有毒的溶劑；用高效，無(wú)毒，無(wú)害的催化劑代替腐蝕性嚴(yán)重的催化劑。
　?。?）推廣微量，半微量或減量化實(shí)驗(yàn)
　　微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以微小量的試劑，在微量化的儀器裝置中進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。其特點(diǎn)是保證實(shí)驗(yàn)效果的同時(shí)，大大減少試劑用量，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，降低水電能的消耗，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，大大減少污染排放量，保護(hù)了環(huán)境。推廣微量，半微量或減量化實(shí)驗(yàn)，能減少環(huán)境污染，是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的一個(gè)重要途徑。
　?。?）將某幾個(gè)實(shí)驗(yàn)合并在一起
　　將幾個(gè)實(shí)驗(yàn)合并在一起，開(kāi)展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)，使本來(lái)存在幾次污染的的實(shí)驗(yàn)變?yōu)橐淮挝廴?，甚至沒(méi)有污染。而且使前面實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物成為后面實(shí)驗(yàn)的原料。通過(guò)以上方法，可使試劑循環(huán)使用，不但能提高試劑的利用率，降低實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，而且在一定程度上減輕常規(guī)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染。
　?。?）引進(jìn)微波，超聲波技術(shù)
　　微波作為一種新型能量形式，具有反應(yīng)條件溫和，操作方便，時(shí)間短（節(jié)能）產(chǎn)率高，產(chǎn)品易純化，減少用量或不用溶劑，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。超聲波化學(xué)利用超聲波的空化作用，可提高許多反應(yīng)的速度，改善目的產(chǎn)物的選擇性，改善催化劑的表面形態(tài)，提高催化活性組分在載體上的分散性等［5］。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入微波，超聲波技術(shù)，不但能減少環(huán)境污染，節(jié)約能源，而且有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的了解，激發(fā)求知欲。這些技術(shù)的引入對(duì)增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綠色化有十分重要的作用，因而也是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的一個(gè)重要方法。
　　（6）采用現(xiàn)代教學(xué)手段，模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)
　　利用計(jì)算機(jī)模擬仿真手段，簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬。一些實(shí)驗(yàn)條件高，危險(xiǎn)性大或必須使用較多有毒有害的試劑，并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排放較多有毒氣體、有毒廢水，給師生身體健康帶來(lái)極大危害，且對(duì)環(huán)境破壞較大，而目前又無(wú)法通過(guò)改進(jìn)而減少污染實(shí)現(xiàn)綠色化的實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)既讓學(xué)生學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)方式，又使那些毒性大、危險(xiǎn)性較大、試劑昂貴的實(shí)驗(yàn)變成了綠色化的實(shí)驗(yàn)自始至終不會(huì)對(duì)人體和環(huán)境造成污染。
　?。?）妥善處理實(shí)驗(yàn)后廢棄物
　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物，如果直接排放，不但會(huì)造成環(huán)境污染，而且會(huì)淡化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，養(yǎng)成不良的習(xí)慣。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物應(yīng)進(jìn)行潔凈化處理，真正實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化。實(shí)驗(yàn)廢棄物的處理應(yīng)根據(jù)“變廢為寶，化害為利，分別處理”的原則，首先考慮回收再用，然后根據(jù)廢棄物的性質(zhì)分別采取可行的物化方法、化學(xué)方法或生物方法進(jìn)行處理。
　?。?）利用一些成品化的儀器來(lái)完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)
　　利用一些成品化的儀器來(lái)完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這種儀器和藥品可循環(huán)使用，不存在污染毒害。
　　（9）注重實(shí)驗(yàn)室的綠色化管理
　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是安全隱患較多的地方，因此實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室綠色化管理。在實(shí)驗(yàn)室配制的化學(xué)試劑，要注意安全綠色化保管，防止揮發(fā)、風(fēng)化、潮解、見(jiàn)光受熱、氧化燃燒、爆炸，以及試劑間的相互作用。我們要根據(jù)化學(xué)試劑的特性進(jìn)行分類(lèi)，按一定的規(guī)則和順序妥善保存。有劇毒性的試劑，不管濃度大小，使用多少就配制多少，已配好未用完的溶液要作無(wú)害化處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我要求每一個(gè)學(xué)生仔細(xì)清洗好自己的儀器，并要打掃自己區(qū)域的桌面和試劑臺(tái)面，無(wú)污染的廢棄物直接處理，其他一律按規(guī)定的地點(diǎn)存放，促使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量少污染、零排放的綠色化學(xué)意識(shí)，養(yǎng)成了善始善終的好習(xí)慣。
　　4.結(jié)語(yǔ)
　　綠色化學(xué)是應(yīng)用化學(xué)的技術(shù)和工藝去減少或消滅污染。綠色化學(xué)符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，其根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點(diǎn)來(lái)重新審視和改革現(xiàn)在的整個(gè)化學(xué)和化工。在高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)綠色化，加強(qiáng)綠色化教育，讓人類(lèi)賴(lài)以生存的地球環(huán)境會(huì)變得更加美好。
　　
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