劉富崗 王俊敏 楊 云 許 閩

（河南中醫(yī)學(xué)院，鄭州450000）

中醫(yī)藥院校實驗室綠色化學(xué)教學(xué)策略研究

劉富崗 王俊敏 楊 云 許 閩

（河南中醫(yī)學(xué)院，鄭州450000）

化學(xué)實驗是中醫(yī)藥院校的基礎(chǔ)學(xué)科與專業(yè)課程都涉及到的實驗，綠色化學(xué)是從源頭上阻止污染的化學(xué)，通過課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、課外活動等方面，滲透綠色化學(xué)知識，使學(xué)生了解和接受綠色化學(xué)理念，樹立環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。化學(xué)實驗綠色化是化學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。本文就如何進(jìn)行綠色化學(xué)實驗教學(xué)初步提出了一些解決措施，以適應(yīng)新世紀(jì)化學(xué)教育的發(fā)展要求，培養(yǎng)具有綠色意識的化學(xué)人才，實現(xiàn)化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化。

綠色化學(xué)；化學(xué)實驗；綠色化；教學(xué)法

化學(xué)是自然科學(xué)中一門十分重要的基礎(chǔ)學(xué)科，它對人類社會生活質(zhì)量的提高發(fā)生這重要的影響，與人類生活環(huán)境的改善也有著密不可分的關(guān)系。基礎(chǔ)化學(xué)實驗是化學(xué)、化工、生物、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品等相關(guān)或相近學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)課，試驗涉及學(xué)科專業(yè)門類多，實驗項目內(nèi)容覆蓋面大，實驗所需試劑藥品種類多，開展該領(lǐng)域?qū)嶒灳G色化研究，不僅能節(jié)約大量實驗試劑藥品，降低實驗成本費用，有利于提高師生科研水平，還能減少環(huán)境污染，保護(hù)師生身心健康，對增強(qiáng)全民環(huán)保意識有著重要的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。21世紀(jì)是“綠色世紀(jì)”，時代呼喚化學(xué)教育者用“綠色教育”的思想培養(yǎng)具有環(huán)境保護(hù)意識和可持續(xù)發(fā)展意識的“綠色人才”?；瘜W(xué)實驗教學(xué)的綠色化在中醫(yī)藥院校的推廣實施尤為重要，本文將重點介紹化學(xué)實驗在中醫(yī)藥院校的推行情況、改革措施與必要性。

1 綠色化學(xué)的概念

綠色化學(xué)（Green Chemistry）是人類與自然相互和諧的化學(xué)，又稱環(huán)境無害化學(xué)（Environmentally Benign Chemistry）、環(huán)境友好化學(xué)（Environmentally Friendly Chemistry）或清潔化學(xué)（Clean Chemistry），它涉及有機(jī)合成、藥物合成、中藥化學(xué)、天然藥物化學(xué)、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科，內(nèi)容廣泛。它是用化學(xué)的技術(shù)和方法來減少甚至消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)在人類生存環(huán)境日益惡化的今天，綠色化學(xué)的出現(xiàn)，為人類最終從化學(xué)的角度解決環(huán)境污染問題帶來了希望，使“化學(xué)這門實用的和創(chuàng)造性的科學(xué)”的地位得以鞏固。從科學(xué)觀點看，它是對傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的反思；從環(huán)境觀點看，它是從源頭上消除污染；從經(jīng)濟(jì)觀點著，它合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)［1-2］，符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。綠色化學(xué)是21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的方向和目標(biāo)，也是中醫(yī)藥院校化學(xué)實驗中需要解決的重大問題。

2 醫(yī)藥院校綠色化學(xué)教育與化學(xué)教學(xué)

課堂教學(xué)是主陣地，要向?qū)W生傳授綠色化學(xué)知識肯定離不開課堂教學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)中素質(zhì)教育的目標(biāo)之一，是讓學(xué)生了解與化學(xué)有關(guān)的環(huán)境、資源、能源等問題，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心自然，關(guān)心社會的情感和責(zé)任感，樹立環(huán)境保護(hù)意識和人類生存、發(fā)展意識，綠色化學(xué)的提出，為化學(xué)注入了新的活力。所以，化學(xué)教學(xué)與環(huán)境教育有著密切的關(guān)系，綠色化學(xué)不僅是化學(xué)教學(xué)與環(huán)境教育的結(jié)合，同時也是21世紀(jì)高素質(zhì)教育和可持續(xù)發(fā)展兩大戰(zhàn)略目標(biāo)的完美結(jié)合。在課堂教學(xué)中，化學(xué)教師要做有心人，時刻注意收集國內(nèi)外最新的綠色化學(xué)信息和成果，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的范例來滲透綠色化學(xué)教育的知識點，使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育。例如：本實驗室中藥化學(xué)和天然藥物化學(xué)提取中藥材時產(chǎn)生的有機(jī)廢液，若倒掉將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，若對其進(jìn)行回收處理將會產(chǎn)生較高的額外費用，本實驗室的做法是將這些有機(jī)廢液用于學(xué)生在有機(jī)實驗時練習(xí)蒸餾實驗的原料，這樣不僅保護(hù)了環(huán)境，而且節(jié)省了學(xué)校的教學(xué)成本，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

3 化學(xué)實驗綠色化的必要性

化學(xué)是一門實驗科學(xué)，化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。在我國的高校里，尤其在醫(yī)藥院校，每天都有大批學(xué)生進(jìn)行著各種各樣的化學(xué)實驗，所用的化學(xué)藥品種類多、消耗量大，而且大部分有腐蝕性或有毒，有的實驗還伴隨有毒或有害物質(zhì)的產(chǎn)生。目前，我國僅有少數(shù)實驗室有三廢處理設(shè)施，大多數(shù)實驗室產(chǎn)生的廢棄物都直接排入環(huán)境。雖然每個實驗室排放的污染物的量不大，但這種“聚沙成塔”的污染方式對環(huán)境的累積破壞效應(yīng)實在不容忽視，因為有毒有害物質(zhì)的排放不僅污染環(huán)境，破環(huán)生態(tài)平衡，威脅人類健康，而且有悖于可持續(xù)發(fā)展的綠色化學(xué)的思想。因此，在中醫(yī)藥院?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中加強(qiáng)綠色化學(xué)教育，對傳統(tǒng)的化學(xué)實驗進(jìn)行大膽的綠色化改革，并推行綠色化學(xué)實驗?zāi)耸谴髣菟叀?/p>

4 實現(xiàn)中醫(yī)藥院?；瘜W(xué)實驗綠色化的途徑

4.1 推廣微型化學(xué)實驗微型化學(xué)實驗是20世紀(jì)80年代從美國發(fā)展起來的一種化學(xué)實驗方法，是在微型化學(xué)儀器中進(jìn)行實驗，以盡可能少的化學(xué)試劑而獲得比較明顯的反應(yīng)結(jié)果和準(zhǔn)確的化學(xué)信息的一種新型的化學(xué)實驗方法。采用微型化學(xué)實驗技術(shù)，不僅可以大大減少試劑用量，縮短實驗時間，降低環(huán)境污染，而且有利于強(qiáng)化學(xué)生的動手操作能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識。對于耗量大、污染重、成本高的化學(xué)試驗，開設(shè)微型化學(xué)實驗尤為重要［3］。

4.2 開展串聯(lián)實驗所謂串聯(lián)實驗是指通過調(diào)整實驗教學(xué)計劃，巧妙地安排實驗項目和實驗次序，使上一個實驗的產(chǎn)物成為下一個試驗的原料使用。傳統(tǒng)的化學(xué)實驗通常把各個實驗孤立起來，這樣就會因為重復(fù)實驗設(shè)置而加重對環(huán)境的污染。為此，我們對同一門課程的各個實驗以及各門課程實驗間存在的關(guān)系進(jìn)行研究，通過合理安排實驗次序，打破各個實驗間的壁壘，廣泛開展串聯(lián)實驗。如在有機(jī)實驗教學(xué)中可以把乙酸乙酯的制備與折光率的測定實驗串聯(lián)，把苯甲酸的制備與熔點的測定串聯(lián)。同時還可以把無機(jī)化學(xué)中溶液的配置與分析化學(xué)中酸堿中和滴定實驗串聯(lián)；把有機(jī)化學(xué)中的合成實驗與儀器分析中產(chǎn)品的純度測定實驗串聯(lián)。通過以上方法，可使藥品循環(huán)使用，不但提高了藥品的利用率，還在一定程度上減輕了實驗對環(huán)境的污染。

4.3 替換有毒或高濃度試劑遵照綠色化學(xué)的理念，從源頭上阻止污染。筆者根據(jù)實驗?zāi)康?，在能夠達(dá)到同樣教學(xué)效果的前提下，采用低毒或無毒化學(xué)試劑替換有毒化學(xué)試劑，使用濃度較低的試劑。例如在配制黃酮類化合物的檢識試劑時，采用1%三氯化鋁乙醇溶液替換2%三氯化鋁甲醇溶液。又如在薄層色譜法檢識蒽醌類化合物的實驗中，采用石油醚-乙酸乙酯-甲酸（15∶5∶1）上層溶液替換苯-乙酸乙酯（97∶9）作為展開劑（苯：強(qiáng)烈毒性，石油醚、乙酸乙酯：低毒性），同樣取得了較好的展開效果。

4.4 充分利用實驗產(chǎn)物開展跨學(xué)科綜合性實驗例如，在中藥化學(xué)實驗中提取出來的產(chǎn)品正是中成藥的主要有效成分，可以作為中藥制劑實驗的原料。而中藥制劑實驗所做出的產(chǎn)品正是中藥制劑分析所需。因此，可以結(jié)合中藥化學(xué)、中藥藥劑學(xué)、中藥制劑分析的教學(xué)大綱要求，開展跨學(xué)科綜合性實驗。如在黃連中提取鹽酸小檗堿后，再運用中藥藥劑學(xué)設(shè)計工藝，制成黃連素，最后在中藥制劑分析實驗課上對自制黃連素進(jìn)行質(zhì)量檢查、含量測定。通過這樣的跨學(xué)科綜合性實驗，不僅充分利用了實驗產(chǎn)物，還增強(qiáng)了學(xué)科間的聯(lián)系，也極大提高了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。

4.5 重視有機(jī)溶劑的回收利用化學(xué)實驗所產(chǎn)生的廢液主要是一些酸堿廢液、有機(jī)溶劑廢液。在每次實驗課結(jié)束時，讓學(xué)生將廢液按性質(zhì)不同分類倒入指定的廢液缸中，定期進(jìn)行無害化處理，以實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化。酸堿廢液，一般中和處理后排放；有機(jī)溶劑可用于學(xué)生練習(xí)溶劑回收實驗，并進(jìn)行蒸餾、提純后再利用。

隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的提高及環(huán)境保護(hù)各項工作的深入，中醫(yī)藥院?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中的環(huán)境保護(hù)問題應(yīng)引起高度重視。綠色化學(xué)的實質(zhì)是提倡人類社會的可持續(xù)性發(fā)展，強(qiáng)調(diào)自然資源的合理開發(fā)、綜合利用和保護(hù)增值；強(qiáng)調(diào)清潔生產(chǎn)和無污染的綠色產(chǎn)品。化學(xué)實驗綠色化是化學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展的必然趨勢，是綠色化學(xué)研究的重要內(nèi)容，是減少實驗室污染和保護(hù)環(huán)境的最佳選擇，是人們對環(huán)境問題由被動反應(yīng)轉(zhuǎn)為主動行動的一次認(rèn)知飛躍，通過化學(xué)教學(xué)內(nèi)外各個環(huán)節(jié)滲透綠色化學(xué)知識和理念，對提高學(xué)生的環(huán)境意識具有重要的意義。我們作為高校的教師，有責(zé)任和義務(wù)為國家和社會培養(yǎng)更多的具有綠色化學(xué)意識和綠色化學(xué)技術(shù)的高級人才，保持社會持續(xù)穩(wěn)定和發(fā)展。

［1］Anastas P．T．，Williamson T．C．Green chemistry-gesigning chemistry for the environment，ACS Symoposium Seris 626th［M］．Washington D C：American Chemical Society，1996，73-75．

［2］朱清時．綠色化學(xué)的進(jìn)展［J］．大學(xué)化學(xué)，1997，12（6）：7-11．

［3］朱兵，吳天龍．化學(xué)實驗改革的新方向-微型實驗［J］．化學(xué)通報，1991，（9）：50-52．

10.3969／j.issn.1672-2779.2013.20.050

1672-2779（2013）-20-0069-02

蘇 玲

2013-08-11）