中醫(yī)藥院校實(shí)驗(yàn)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）

中醫(yī)藥院校實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外活動(dòng)等方面，滲透綠色化學(xué)知識(shí)，使學(xué)生了解和接受綠色化學(xué)理念，樹立環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀念。化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文就如何進(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)的化學(xué)人才，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化。

綠色化學(xué)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；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(duì)人類社會(huì)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(shí)驗(yàn)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(yàn)涉及學(xué)科專業(yè)門類多，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容覆蓋面大，實(shí)驗(yàn)所需試劑藥品種類多，開展該領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)綠色化研究，不僅能節(jié)約大量實(shí)驗(yàn)試劑藥品，降低實(shí)驗(yàn)成本費(fèi)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(duì)增強(qiáng)全民環(huán)保意識(shí)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。21世紀(jì)是“綠色世紀(jì)”，時(shí)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(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的“綠色人才”?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化在中醫(yī)藥院校的推廣實(shí)施尤為重要，本文將重點(diǎn)介紹化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué)”的地位得以鞏固。從科學(xué)觀點(diǎn)看，它是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的反思；從環(huán)境觀點(diǎn)看，它是從源頭上消除污染；從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)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?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)肯定離不開課堂教學(xué)。化學(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(huì)的情感和責(zé)任感，樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)和人類生存、發(fā)展意識(shí)，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(shí)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(shí)刻注意收集國(guó)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(shí)點(diǎn)，使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育。例如：本實(shí)驗(yàn)室中藥化學(xué)和天然藥物化學(xué)提取中藥材時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)廢液，若倒掉將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，若對(duì)其進(jìn)行回收處理將會(huì)產(chǎn)生較高的額外費(fèi)用，本實(shí)驗(yàn)室的做法是將這些有機(jī)廢液用于學(xué)生在有機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)練習(xí)蒸餾實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)綠色化的必要性

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。在我國(guó)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)還伴隨有毒或有害物質(zhì)的產(chǎn)生。目前，我國(guó)僅有少數(shù)實(shí)驗(yàn)室有三廢處理設(shè)施，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢棄物都直接排入環(huán)境。雖然每個(gè)實(shí)驗(yàn)室排放的污染物的量不大，但這種“聚沙成塔”的污染方式對(duì)環(huán)境的累積破壞效應(yīng)實(shí)在不容忽視，因?yàn)橛卸居泻ξ镔|(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(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)綠色化學(xué)教育，對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽的綠色化改革，并推行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)耸谴髣?shì)所趨。

4 實(shí)現(xiàn)中醫(yī)藥院?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的途徑

4.1 推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是20世紀(jì)80年代從美國(guó)發(fā)展起來的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，是在微型化學(xué)儀器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)方法。采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，不僅可以大大減少試劑用量，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，降低環(huán)境污染，而且有利于強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)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(shí)。對(duì)于耗量大、污染重、成本高的化學(xué)試驗(yàn)，開設(shè)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)尤為重要［3］。

4.2 開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)所謂串聯(lián)實(shí)驗(yàn)是指通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，巧妙地安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)次序，使上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物成為下一個(gè)試驗(yàn)的原料使用。傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常把各個(gè)實(shí)驗(yàn)孤立起來，這樣就會(huì)因?yàn)橹貜?fù)實(shí)驗(yàn)設(shè)置而加重對(duì)環(huán)境的污染。為此，我們對(duì)同一門課程的各個(gè)實(shí)驗(yàn)以及各門課程實(shí)驗(yàn)間存在的關(guān)系進(jìn)行研究，通過合理安排實(shí)驗(yàn)次序，打破各個(gè)實(shí)驗(yàn)間的壁壘，廣泛開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)。如在有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以把乙酸乙酯的制備與折光率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)串聯(lián)，把苯甲酸的制備與熔點(diǎn)的測(cè)定串聯(lián)。同時(shí)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(shí)驗(yàn)串聯(lián)；把有機(jī)化學(xué)中的合成實(shí)驗(yàn)與儀器分析中產(chǎn)品的純度測(cè)定實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)驗(yàn)?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(shí)試劑時(shí)，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(shí)蒽醌類化合物的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)產(chǎn)物開展跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)例如，在中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的原料。而中藥制劑實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。如在黃連中提取鹽酸小檗堿后，再運(yùn)用中藥藥劑學(xué)設(shè)計(jì)工藝，制成黃連素，最后在中藥制劑分析實(shí)驗(yàn)課上對(duì)自制黃連素進(jìn)行質(zhì)量檢查、含量測(cè)定。通過這樣的跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)，不僅充分利用了實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)，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(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行蒸餾、提純后再利用。

隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高及環(huán)境保護(hù)各項(xiàng)工作的深入，中醫(yī)藥院校化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)質(zhì)是提倡人類社會(huì)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(shí)驗(yàn)綠色化是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是綠色化學(xué)研究的重要內(nèi)容，是減少實(shí)驗(yàn)室污染和保護(hù)環(huán)境的最佳選擇，是人們對(duì)環(huán)境問題由被動(dòng)反應(yīng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)行動(dòng)的一次認(rèn)知飛躍，通過化學(xué)教學(xué)內(nèi)外各個(gè)環(huán)節(jié)滲透綠色化學(xué)知識(shí)和理念，對(duì)提高學(xué)生的環(huán)境意識(shí)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(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)更多的具有綠色化學(xué)意識(shí)和綠色化學(xué)技術(shù)的高級(jí)人才，保持社會(huì)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(shí)．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(shí)驗(yàn)改革的新方向-微型實(shí)驗(yàn)［J］．化學(xué)通報(bào)，1991，（9）：50-52．

10.3969／j.issn.1672-2779.2013.20.050

1672-2779（2013）-20-0069-02

蘇 玲

2013-08-11）