高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化研究

石巖

摘要：高校的基礎(chǔ)化學(xué)涵蓋了無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化工、化學(xué)、生物、醫(yī)藥、食品等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課。實(shí)驗(yàn)涉及學(xué)科專業(yè)門類多，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋面廣，實(shí)驗(yàn)所需試劑量大，由此產(chǎn)生的"三廢"如果沒有科學(xué)合理地處理，將會(huì)造成許多負(fù)面影響，因此，加強(qiáng)基礎(chǔ)化學(xué)綠色化研究，將綠色化理念融入基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn) 環(huán)境 綠色

1.綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的含義

綠色化學(xué)是化學(xué)界尤其是化學(xué)教育領(lǐng)域在社會(huì)發(fā)展下的一種新理念。它是應(yīng)用現(xiàn)代化學(xué)的原理和方法，來減少或消除化學(xué)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用中有毒有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生，在始端實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，是最理想的防止污染的方法。其根本目的是以節(jié)約資源和防止污染的觀點(diǎn)重新審視和改革化學(xué)，從而使我們對(duì)環(huán)境的治理從治標(biāo)到治本。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下，用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法和新技術(shù)，對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而形成的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法，是指在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中選用安全、無害的化學(xué)試劑，盡量減少試劑的用量來獲取所需要的信息，并使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物綠色化。其目標(biāo)和任務(wù)是主動(dòng)減少和消除化學(xué)實(shí)驗(yàn)的化學(xué)污染。作為從事基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師，無論從環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的角度還是從教書育人的角度，都必須正確認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)和綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，將綠色化學(xué)理念融入到教學(xué)中，引領(lǐng)和教育學(xué)生，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化，以適應(yīng)人才培養(yǎng)和社會(huì)發(fā)展的需要。

2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠化操作

2.1化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液種類及處理

化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液可分為以下幾類：1含酸廢液；2含堿廢液；3含鉻化合物的廢液；4含銀化合物的廢液；5含汞、鋅、銅、鉛、錳等重金屬化合物的廢液；6含砷化合物的廢液；7含氰化物的廢液。

2.2 廢液處理的方法

（1）中和法含稀酸和稀堿的廢液相互中和，溶液pH達(dá)到6～8后排放。

（2）硫酸亞鐵法含鉻化合物的廢液可在酸性條件下，用FeSO4將含Cr（VI）廢液還原成Cr（Ⅲ），然后加人堿液，使其生成Cr（OH）3沉淀，靜置后分離，調(diào)節(jié)溶液pH為6～8后排放，少量廢渣可埋于地下。

（3）含銀化合物廢液可采用硫化納沉淀法處理。

（4）堿性沉淀法含有汞、鋅、銅、鉛、錳等重金屬化合物的廢液，在堿性條件（pH=8～10）下，可將重金屬離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物或碳酸鹽沉淀后分離，將溶液調(diào)節(jié)pH為6～8后排放，少量廢渣可埋于地下。

（5）硫化物沉淀法在酸性（pH=3～4）條件下，加入Na2S，使廢液中的砷轉(zhuǎn)化為AS2S3沉淀，靜置分離后，將溶液調(diào)節(jié)pH為6～8后排放，少量廢渣可埋于地下。

（6）氧化還原法將含氰化物的廢液先加入混合堿液，使廢液中的金屬離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀后分離，然后調(diào)節(jié)溶液pH為6～8，加人過量NaCIO溶液或漂白粉使CN一氧化分解后排放。

3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的綠化管理

3.1 建設(shè)綠色實(shí)驗(yàn)室

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室就是以綠色化學(xué)理論為指導(dǎo)，對(duì)環(huán)境無顯著毒性和副作用的實(shí)驗(yàn)室。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室要有良好的室內(nèi)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)室布局要做到規(guī)范、科學(xué)、安全，保持實(shí)驗(yàn)室內(nèi)清潔衛(wèi)生。在選擇實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面、通風(fēng)排氣設(shè)備、污水收集及循環(huán)利用、廢渣廢物處理設(shè)施建設(shè)中，要將環(huán)保作為重要考慮因素之一。要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)環(huán)境、對(duì)實(shí)驗(yàn)室高度負(fù)責(zé)的主人翁精神，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和法律意識(shí)，操作規(guī)范，節(jié)約藥品，注意循環(huán)使用和回收利用，盡量減少實(shí)驗(yàn)室污染物的排放和堆積，科學(xué)處理廢棄物和污染物，努力建立一個(gè)環(huán)境友好型實(shí)驗(yàn)室。

3.2 妥善處理基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的“三廢”

在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備及教學(xué)過程中將會(huì)產(chǎn)生“廢氣、廢水、廢渣”，要做到隨時(shí)收集、集中處理和充分回收利用。實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則，將廢物倒入指定容器，實(shí)驗(yàn)室管理人員要做好監(jiān)督和處理。通常可以采用以下處理方法，廢氣： 一般氣體可直接排放，對(duì)于有毒有害及腐蝕性氣體，應(yīng)采用吸收中和或轉(zhuǎn)化等方法集中處理。例如：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用大量的易燃、易揮發(fā)、有毒的有機(jī)溶劑鹵代烴、苯等，可以通過活性炭吸附塔處理后排放。活性炭吸附塔是一種高效率經(jīng)濟(jì)實(shí)用型有機(jī)廢氣的凈化與治理裝置； 是一種廢氣過濾吸附異味的環(huán)保設(shè)備產(chǎn)品。它采用自動(dòng)化控制運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，操作簡易、安全。具有吸附效率高、適用面廣、維護(hù)方便，能同時(shí)處理多種混合廢氣等優(yōu)點(diǎn)。適宜用作化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)，從綠色環(huán)保的角度看，非常具有操作性和推廣意義。該裝置目前已被中山大學(xué)和廣州中醫(yī)大學(xué)等高校應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)。廢液： 酸堿溶液在稀釋后相互中和再排放，含酚、鉻等有毒、致癌液體要經(jīng)過處理方可排出。對(duì)于有機(jī)廢液要進(jìn)行回收、轉(zhuǎn)化、燃燒等處理。廢渣： 對(duì)于無毒物，放入指定的地點(diǎn)，有毒物應(yīng)積累后以固化形式深埋地下指定地點(diǎn)或送規(guī)定部門統(tǒng)一處理。要認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的利用空間，充分利用實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物，既減少環(huán)境污染，又節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。

3.3 利用多媒體進(jìn)行模擬仿真

計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)是多媒體仿真在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用，是一種化學(xué)試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)部分有劇毒、易爆、危險(xiǎn)性大、易產(chǎn)生嚴(yán)重后果的錯(cuò)誤操作，或是由于設(shè)備復(fù)雜（投資大）、反應(yīng)周期長和操作條件苛刻、常規(guī)實(shí)驗(yàn)無法開展，但又是很重要的實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體課件輔助教學(xué)，以生動(dòng)有趣的多媒體形式表現(xiàn)出來，不僅排除了這類實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人的危害，還可以達(dá)到激趣、誘思、循理之目的。

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