大學化學教改之綠色化學實驗探究

摘 要： 本文探討了在當今環保主題的時代條件下，由水污染引發綠色實驗進行的思考，指出大學化學實驗綠色化重要性及其開展的方法。

關鍵詞： 大學化學教學 綠色化學實驗 三廢處理

引言

實驗教學是化學教學的重要組成部分，結合當今時代特點，環境保護問題已成熱點。綠色化學是在獲取新物質的化學過程中充分利用每個原料原子，實現“零排放”，既充分利用資源，又不產生污染，對環境的治理從治標轉向治本。

日前，我國環保部參與歐盟亞洲可持續生產和消費項目研討會會上提出“采用廢物跟蹤系統，提高電子廢物資源利用和環境保護水平”，可見環保問題全球關注。垃圾之多，卻未用盡其能，眼看是不環保，實則是有限資源的浪費。中國南方素以水鄉為其優勢，由于工廠、化肥農藥農業、生活、校園實驗等排放的污染水，嚴重超過環境水體容量，打亂水體的自凈能力，單方向的水治理困難重重，污水不同程度地影響著民眾身心健康，同時治理污水耗重金耗時而且影響基本生活，如今真正能為民眾享用的潔凈水正急劇削減中，地表水污染引起的土壤污染影響農業的健康耕作，地下水的污染，源頭水的保護，水污染污染物的擴散侵襲等一系列水問題引起我們深思。近日，對環境污染事件的關注度日益提高，尤其在水污染防治方面頗為重視。例如華北平原地下水污染防治開展淮水污染重點工程檢查正要在2015年初步完成耗資數十億建立的監測網，耗資巨大，耗時長久，若能減少污染，這些資源的便能得以節約。就高校來說，從實驗排污源起，減少污染。

在高校中，通常做完實驗就將試劑直接倒入水池中。這樣的實驗不停地進行著，而實驗室很少有三廢處理，致使實驗室如一污染排放源向外排放著各種污染物（所用的化學藥品種類多，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的產生）。不僅對水體造成污染，其對土壤、水生生物的副作用更強，尤其筆者深有感觸的是所在學校中的湖泊，經常是發黑散臭氣，而如在國慶假期之后的幾日里能明顯感受到湖的清爽，湖面也無明顯漂浮的植物，這是由于沒有污染行為的發生，可見實驗室的綠色化勢在必行。

一、綠色成果創意——激發學生興趣

教師通過引導促使學生通過一些改良實驗（如用無毒、弱毒試劑代替有毒試劑進行實驗，發現新方法代替原本效率低的方法，等等），使學生感受到綠色化學創新帶來的好處，產生學習興趣，從而真正步入綠色化學實驗的學習中。

二、綠色化學之源——網絡微型實驗

在當今網絡迅猛發展的時代，網絡化已具備各方面完善的功能。在網絡環境下微型化學開放實驗的開設具有顯著的經濟效益、環保效益和教學效果，代表了化學實驗改革發展的方向，是貫徹兩型社會（資源節約型、環境友好型）發展的戰略指導方針。

創新是一個民族生存和發展的基礎，是一個國家興旺發達的不竭的源泉和動力。網絡環境下微型化學實驗教學模式有如下優點：實驗的項目準備、操作等都是以學生為主體，使學生由過去被動“等待”和“接受式”的學習方式，變為“主動”和“探索式”的學習方式；培養了學生學習化學的興趣，培養了學生實踐和創新的能力。便于學生在課堂上進行實驗探究和課外進行家庭小實驗（而筆者認為學生的主動思考性實驗即使有缺陷也遠勝過安排性實驗），能增強參與意識和動手能力，有利于創新思維的培養。由于微型實驗使用劑量少，可以給學生更多的機會動手實驗，有利于培養學生嫻熟的實驗操作技能。

三、綠色實驗開展——融會貫通

1.實踐綠色化學實驗課程教學，提高學生開展綠色化學實驗的能力。

（1）以學生為中心，使化學實驗成為綠色工程。

要求學生做到“實驗源頭預防、實驗中間控制、實驗排放達標”。期間包括避免使用劇毒原料、用綠色溶劑代替易揮發性的有毒有機溶劑、用綠色催化劑替代有毒、易腐蝕的催化劑、對實驗中產生的“三廢”進行分類處理，等等。

（2）革新常規實驗，開展微型、半微型化學實驗。

微型化學實驗是以盡可能少的試劑，獲取與常規實驗相當的化學信息的實驗原理與技術。其主要優點是：試劑用量大大減少，僅為常規實驗的1%～10%，減少了“三廢”排放量，以及相關材料和水、電的消耗，降低了實驗成本，節約了實驗經費，縮短了實驗時間，提高了實驗的安全性，改善了實驗環境，降低了環境的污染。

常規實驗的半微量是指在不改變實驗方法、不改變操作技術的前提下，采用常規的小容量儀器、藥品用量減量，不用額外的經費投入，就可以充分利用實驗室現有的資源而進行實驗操作的方法，因為成熟的實驗技術更容易推廣。

2.實踐課程教學中形成綠色工程理念，促使學生形成良好的綠色化學行為。

（1）綠色化學觀念貫穿實習、實踐。

畢業實習、課程實習及社會實踐時，要求學生用綠色化學的思維審視生產單位的技術路線、生產工藝、生產管理、產品銷售等環節，用綠色工程的12條標準驗證各生產環節，總結出符合綠色化學標準的各環節，整理出不符合綠色化學標準的各個環節，并有針對性地提出解決措施。依據“5R”原則考慮和解決化學實驗中出現的污染問題，做到實驗藥品的減量化、循環或回收再利用，選擇污染少、裝置簡單、產物易分離、安全性高的實驗方法，在無法避免使用或產生有毒有害物質時，必須采取有效的保護和消害處理措施。通過反復多次地實習實踐、歸納總結，強化學生的綠色化學觀。

（2）綠色化學觀伴隨畢業生終生。

要求學生在進行畢業論文及畢業設計時，從開題報告到論文答辯都必須體現綠色化學觀。凡違背綠色化學觀及綠色工程理念的畢業論文及畢業設計都視為不合格，要么修改，要么重做。指導老師要嚴格把關，及時跟蹤指導，務必培養出合格的應用型人才。要讓綠色化學思想扎根于每一位學生的心田。這既是對學生負責，更是對社會及歷史負責。

結語

環境保護是我國的一項基本國策，從源頭開始的綠色實驗，使清潔生產跟上環保主題前進的步伐。綠色化學實驗的進行促進學生在科研、實驗的道路上保持綠色、清潔意識，使用綠色材料，開展節約型實驗，擁有綠色潔凈實驗過程，排放低污染值三廢。我們要清醒地認識到，化學實驗的綠色化是一項大工程，需要學者、生產者持久地進行建設。

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溫州醫學院校級教改項目（YB2012047）。

通訊作者：黃樹輝