綠色化學理念在高校化學實驗教學中的應用*

斯琴高娃，趙英豪，毛應明

(江蘇海洋大學環境與化學工程學院，江蘇 連云港 222005)

綠色化學理念最早由美國頒布的污染防治法案中提出，目的是采用最少的資源和能源消耗，產生最小的污染物排放，其核心是“5R”原則(Reduction，Reuse，Recycling，Regenerationand，Rejection)[1]。20世紀末期，該理念逐漸進入中國并被廣泛認可。而化學實驗教學是高校化學化工類大學生必修課程，對于青年大學生基本實驗技能培養，動手操作能力提升和化學基礎知識內化有著重要的實踐價值。但是在實驗過程中，有時會產生污染環境的有害物質，不僅影響空氣質量，降解處理也會導致實驗試劑浪費、實驗事故多發等不良后果。因此在化學實驗教學中普及并深入應用綠色化學理念尤為重要。

1 目前高校無機與分析化學實驗的現狀

1.1 綠色化學理念并未深入師生人心

雖然綠色化學理念早在上個世紀末期就已經傳入國內，部分高校化學化工類專業中也進行了大力宣傳，但是在有些化學化工類實驗中并未引起足夠多的重視。在習近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的理念之后，綠色化學的理念才漸漸得到一定程度的重視，可惜的是，高校化學化工類專業仍然十分缺乏對綠色化學理念的理解，也缺乏對師生進行綠色化學理念的宣傳教育培訓，所以該理念更多是停留在口頭上或者紙面上，并未得到師生們的普遍認可。

1.2 綠色化學理念并未充分體現在實驗教學全部環節

高校化學化工類學生并未廣泛開設綠色化學課程，缺乏專門的綠色化學教材，缺乏貫徹落實綠色化學理念的具體實施方案，也未在專業人才培養方案和實驗課的教學大綱中真正體現。在實驗開展環節的方案制定、原料選擇、催化劑和溶劑使用、廢料處理、結果分析等各個環節中也沒有真正貫徹綠色化學的理念。

1.3 綠色化學理念并未真正運用在實驗結果考核中

實驗教學環節結束后，還要開展對實驗結果的評估和評價，這對學生的實驗實踐創新學習和動手操作能力的提高有著非常重要的參考意義和激勵價值，但是在這個考核評價過程中，更重要的是對實驗結果真實性、準確性和可靠性的評價，缺乏用綠色化學理念來評判實驗結果的優劣。這對學生綠色環保理念的養成和精益求精品格的塑造都十分不利。

2 目前高校化學化工類實驗中植入綠色化學理念的必要性

2.1 相應國家政策號召的需要

2015年，習近平總書記在主持起草“十三五”規劃建議時，創造性地提出了創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，并將其寫入“十三五”規劃建議之中。習近平總書記也在多個場合強調“綠水青山就是金山銀山”和“厲行節約，反對浪費”。綠色化學理念就是“綠水青山就是金山銀山”思想在化學化工領域的深度體現，因此，高校化學化工類實驗教學和操作中也必須要貫徹落實綠色發展的理念，培養綠色化學思維，遵循綠色化學的原則。

2.2 保障化學化工類實驗安全的需要

近年來，高校化學化工類實驗室安全事故時有發生，部分原因是管理不善、操作不當、化學原材料或者試劑、催化劑、溶劑等管理不規范，導致實驗管理或者試驗開展過程中產生了有毒、有害、污染環境的不良反應，從而產生安全隱患，甚至發生不可逆的安全事故。因此，有必要在綠色化學理念指導下，引入綠色、安全、健康、環保的管理思想，把化學化工類實驗的危害和危險降到最低。

2.3 提高化學化工類實驗效率的需要

傳統化學化工類實驗主要是以實驗結果為導向，功利化比較嚴重，不太注重實驗過程中的有毒有害物質的排放、周邊環境的污染、實驗用品的浪費和試驗投入與產出的比例，這也導致了實驗授課效率的低下。相比起實驗過程中實驗用品的過度使用和浪費，更為嚴重的是實驗中產生的廢氣、廢水、廢渣對周圍環境的污染，雖然個人沒有太多損失，但是給國家和社會治理環境污染帶來了更多的負擔，如果這部分成本計入實驗的話，實驗的效率會大大折扣。所以，要提高化學化工類實驗的效率，建立并完善資源節約型、環境友好型的化學化工類實驗操作規程，就必須引入綠色化學的理念。

3 高校化學化工類實驗綠色化改革的實現路徑

3.1 在全體師生中普及綠色化學的教學理念

部分化學化工類教師從教多年，其化學思維還停留在多年以前，早已經形成固定的實驗教學思維定式，而且因為教師不具備綠色化學的思維和理念，其在實驗教學和具體實驗操作過程中也很難主動向學生傳授綠色化學的理念，這就導致化學化工類師生在教與學的過程中都無法實現綠色化的教學改革。因此，需要定期在高校化學化工類師生之中開展綠色化學理念和方法的教育培訓，讓廣大師生逐漸內化綠色化學理念，掌握綠色化學方法，形成綠色化學思維。有條件的高校化學化工類專業可以探索開設綠色化學的專業課程，同時定期組織實驗教學和實驗管理人員和參加實驗的大學生開展綠色安全能力知識測試，測試中普遍設置反映綠色化學理念的的測試題目，讓綠色化學的理念成為化學化工類師生的必須課。

3.2 在實驗教學中遵循綠色化學的操作要求

綠色化學理念要求在化學化工類實驗教學和操作全程中都要堅持綠色環保理念，減少甚至消除實驗對環境的污染和破壞。因此，在化學化工類專業人才培養方案、教學大綱、教案和講稿中要深度融入綠色環保、安全無污染的理念，在實驗方案制定、實驗材料準備、試驗方法確定、實驗溶劑、試劑、催化劑的選用、實驗廢棄物的處置、實驗結果分析等各個環節中貫徹綠色化學觀念、遵循綠色化學原則，驗收綠色化學操作要求和規程，真正把綠色、環保、可持續、再循環理念貫穿到化學化工實驗教學和實際操作的全過程。

3.3 在實驗室管理中推進綠色化學的制度建設

實驗室的建設、改造和日常管理都是實驗教學和試驗操作的重要輔助，事關化學化工類試驗教學的順利開展和成效，因此也應當樹立綠色化學的理念，制定并完善綠色化學相關的制度機制。一是要在實驗室建設和改造中貫徹落實綠色化學理念，實驗室內的排風系統、給排水管道、沖洗裝置、報警系統、消防裝置、安全通道等設施要采用綠色環保材料，并且要定時檢查、及時更換[2-3]。二是要健全和完善實驗室綠色、環保、安全的日常管理制度，包括實驗操作須知、操作流程、實驗儀器和器材使用說明、特別是有毒有害化學危險品的保管、領取、使用記錄、回收和登記辦法，確保實驗室日常管理的綠色化和安全性。三是要做好實驗室人員的綠色化學教育培訓，讓管理實驗室、進出實驗室的師生熟知并嚴格遵守實驗室日常管理制度，確保責任到人。

3.4 在實驗模式上推廣微型化學化工實驗

微型實驗就是在微型化的實驗儀器和裝置中進行的化學化工類實驗，具有實驗成本低、反應時間短、操作安全及綠色環保等優勢，是目前國際上公認最能體現綠色化學理念的一種新型實驗方法[4-5]。目前我國許多高校均已開展微型實驗的相關研究和實踐，它很好地貫徹了綠色化學的理念，實現了綠色、環保、安全、可持續的目標。其具體的優點有，第一，實驗空間小、花費少、用時少、可操作性強。微型化學化工實驗中，不需要大型的實驗室空間和實驗儀器，各種實驗原料、試劑、催化劑的使用大大減少，實驗的時長也相應縮短。第二，產生的有毒有害物質更少，對環境的破壞更小，充分體現綠色環保理念。微型化學化工實驗中的各種原料、試劑用量的大量減少必然會產生更少的廢水、廢氣、廢渣等有毒有害物質，減少了實驗對環境的破壞，真正把綠色環保的理念落到了實處。三是安全性大大提高。微型化學化工實驗中的易燃、易爆、易腐蝕、易放射材料的用量均會大幅度減少，實驗過程更易控制，實驗的安全性也會顯著提高。

4 結 語

作為一種綠色、環保、安全、可持續的發展理念，綠色化學是高校化學化工類專業實驗教學的重要依據和手段，應當成為高校化學化工類專業師生的必備理念，應當貫穿于化學化工實驗教學和實際實驗操作的全過程，應當成為實驗室建設、改造和日常管理制度的理論依據，高校化學化工類專業實驗教學的綠色化改革必將成為一種勢不可擋的發展趨勢。