綠色化學(xué)與環(huán)保理念推進(jìn)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

陳蒙(西京學(xué)院， 陜西 西安 710123)

綠色化學(xué)與環(huán)保理念推進(jìn)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

陳蒙(西京學(xué)院， 陜西 西安 710123)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化能夠有效地節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本保護(hù)環(huán)境，有助于提高學(xué)生們的綜合素質(zhì)和能力，為我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文結(jié)合當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)遇到的難題和現(xiàn)狀，提出了實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體辦法，著重強(qiáng)調(diào)了綠色化學(xué)與環(huán)保理念的重要性，希望能為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育改革提供經(jīng)驗(yàn)和方法。

綠色；環(huán)保；化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

0 引言

綠色化學(xué)就是將節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的新思想融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)之中，最大限度地降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有害化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生量，其最終目標(biāo)就是要改善污染的源頭從而生產(chǎn)出對(duì)人類有利的化學(xué)產(chǎn)品。當(dāng)前，各大高校的實(shí)驗(yàn)室發(fā)展多元化，師資規(guī)模逐漸擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室化學(xué)藥品的使用需求也隨之提升，一旦對(duì)化學(xué)試劑管理不妥當(dāng)，就會(huì)造成一個(gè)危害極高的污染源，嚴(yán)重影響到師生的身體健康，甚至波及到學(xué)校周邊的居民和環(huán)境。那么如何將綠色化學(xué)與環(huán)保理念融入到高校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中是一個(gè)值得深入思考的問題。

1 化學(xué)試劑的使用現(xiàn)狀和問題

要想對(duì)化學(xué)試劑這種消耗物資建立起綠色環(huán)保化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就必須將化學(xué)試劑進(jìn)行有效的管理和處置。當(dāng)今高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室多種多樣，相互獨(dú)立，不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目使用不同的化學(xué)藥品，所以化學(xué)藥品復(fù)雜多樣，再加其本身處理的特殊性，綜合管理起來相當(dāng)困難。

1.1 化學(xué)試劑重復(fù)購買、閑置浪費(fèi)問題

一方面，很多實(shí)驗(yàn)室相互獨(dú)立，所使用的化學(xué)原料不能共享，學(xué)校重復(fù)多次購買不僅相對(duì)提高了實(shí)驗(yàn)成本，而且還造成了不必要的資源浪費(fèi)。另一方面，對(duì)于無機(jī)元素的化學(xué)試劑在進(jìn)行可行性驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)，最容易造成試劑浪費(fèi)的問題，實(shí)驗(yàn)取用試劑量多而使用量少，剩下的試劑暴露在空氣中則會(huì)發(fā)生反應(yīng)或者過期失效，造成浪費(fèi)

1.2 廢棄化學(xué)試劑管理不到位

隨著每個(gè)學(xué)期的化學(xué)教學(xué)任務(wù)變化更新，每年用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的材料和試劑也會(huì)隨之更新，淘汰下來的化學(xué)試劑被陳年堆積在實(shí)驗(yàn)室中，很多試劑已經(jīng)無法識(shí)別出其類別，但是具有腐蝕性、揮發(fā)性或者易燃易爆性的藥品如果不被及時(shí)處理，會(huì)帶來極大的安全隱患。

1.3 影響環(huán)境，危害健康

許多化學(xué)試劑具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)酸堿性或者含有重金屬性，再加上有的化學(xué)試劑本身不穩(wěn)定，反應(yīng)條件敏感，一旦處理不到位，揮發(fā)到空氣的有害物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重威脅到老師和學(xué)生們的身體健康，當(dāng)然也會(huì)對(duì)空氣造成一定的污染。除此之外，很多高校對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物不經(jīng)任何處理就排放到外部的周圍環(huán)境當(dāng)中，為自然環(huán)境的凈化帶來很大的壓力。

2 綠色環(huán)?；瘜W(xué)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)化工生產(chǎn)不同，它是學(xué)生們學(xué)習(xí)知識(shí)、開拓思維并全面提高綜合素質(zhì)和能力的場(chǎng)所，為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和探究精神而開設(shè)，高校的環(huán)境質(zhì)量已納入國(guó)家環(huán)保局的監(jiān)管范圍，對(duì)于資源浪費(fèi)問題以及環(huán)境污染情況一定要重視起來。高校的首要任務(wù)就是建立節(jié)約綠色型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將綠色化學(xué)與環(huán)保理念深刻地滲透在當(dāng)前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教育當(dāng)中，不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式和內(nèi)容。

2.1 課堂教學(xué)中融入綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)理念

綠色化學(xué)理念反映了整個(gè)社會(huì)需求的呼聲，無論是國(guó)家政府還是國(guó)際組織對(duì)綠色化學(xué)的關(guān)注度日益增加。教育部門應(yīng)該加強(qiáng)綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)理念的宣傳力度，教師將綠色理念融入于教學(xué)課堂，學(xué)生將綠色意識(shí)牢記于心，逐漸掌握綠色化學(xué)的實(shí)現(xiàn)方法，人類社會(huì)的生活質(zhì)量和自然環(huán)境也必定會(huì)在這場(chǎng)深刻地變革中得到極大地改善。

2.2 加快建設(shè)綠色化學(xué)教學(xué)課程

綠色化學(xué)課程教學(xué)是未來學(xué)科發(fā)展的大方向，豐富教學(xué)元素，將化學(xué)教學(xué)真實(shí)化是教育方式轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，綠色化學(xué)教材建設(shè)應(yīng)當(dāng)作為當(dāng)前課改的首要任務(wù)和重要目標(biāo)。因此，實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師的素質(zhì)和技術(shù)水平必須有所提高，通過有關(guān)綠色化學(xué)知識(shí)的培訓(xùn)和考核來不斷優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)，成立一個(gè)業(yè)務(wù)精通、技術(shù)高超、思想環(huán)保的實(shí)驗(yàn)室工作團(tuán)隊(duì)，成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的中堅(jiān)力量。

3 實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體方法

3.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二次審查

以綠色化學(xué)的視角重新審視當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，無論是它的實(shí)驗(yàn)原材料、實(shí)驗(yàn)的過程方法、實(shí)驗(yàn)的條件還是實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)出物等每一個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)都要審查。在保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的前提下，盡可能的使用無毒無害的化學(xué)試劑和材料進(jìn)行替代，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，提高實(shí)驗(yàn)條件，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)有害物質(zhì)的產(chǎn)出量降到最低。

3.2 科學(xué)合理的處理、回收實(shí)驗(yàn)廢棄物

實(shí)驗(yàn)室廢棄物杜絕直接排放到自然環(huán)境中，對(duì)于含有毒性的化學(xué)物質(zhì)，必須做特殊處理，中和其有毒成分在進(jìn)行排放處理，例如二氧化硫要經(jīng)過堿液處理轉(zhuǎn)化為無毒氣體后，再排放到空氣里。不同的化學(xué)物質(zhì)可以先進(jìn)行分離分類處置，采用安全的手段對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一處理，避免造成二次污染。另外，對(duì)于可以回收利用的化學(xué)原料或者催化劑，可以循環(huán)使用，節(jié)約成本的同時(shí)還減輕環(huán)境壓力。

3.3 微型化儀器納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

減量型或者微型化實(shí)驗(yàn)作為國(guó)際公認(rèn)的綠色化學(xué)新技術(shù)，是指將化學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到微型化學(xué)儀器中進(jìn)行，它能夠以最少的實(shí)驗(yàn)成本達(dá)到最高的實(shí)驗(yàn)成果，具有使用安全系數(shù)高、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)捷以及實(shí)驗(yàn)覆蓋面廣等特點(diǎn)。非常符合綠色環(huán)保理念，在降低試驗(yàn)成本并且減少化學(xué)污染的同時(shí)，不斷培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑑?yōu)化教學(xué)質(zhì)量。例如，在無機(jī)元素的定性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，可以將實(shí)驗(yàn)工具中的試管用滴板替代，這樣僅僅使用原來十分之一的試劑用量即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

3.4 巧妙運(yùn)用化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)方法

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)的一個(gè)重要途徑就是巧妙地運(yùn)用化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)。通俗地講，就是結(jié)合當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)的過程步驟、以及實(shí)驗(yàn)的原理等方面利用動(dòng)畫、聲像仿真模擬實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生們通過計(jì)算機(jī)來獲得對(duì)危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和掌握。在保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)還能讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的步驟和原理有一個(gè)直觀的學(xué)習(xí)，避免了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑的投入使用，真正的達(dá)到了零污染和零排放的綠色目標(biāo)。

3.5 調(diào)整優(yōu)化實(shí)驗(yàn)順序

合理科學(xué)地調(diào)整安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)順序，形成一個(gè)串聯(lián)組合的綜合實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的產(chǎn)出物能夠作為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的原料，從而讓實(shí)驗(yàn)依次進(jìn)行下去。這樣巧妙地實(shí)驗(yàn)安排打破常規(guī)，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之間的界限，不但大大提高了化學(xué)藥品的利用率，還減少了實(shí)驗(yàn)的次數(shù)進(jìn)而減少了試劑的使用量，非常環(huán)保的降低了廢棄物的產(chǎn)出量，真正的實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，許多高校進(jìn)行的串聯(lián)式實(shí)驗(yàn)方法獲得成功。

4 結(jié)語

隨著課程的深化改革，綠色教學(xué)理念也不斷深入到各門教學(xué)課程當(dāng)中，特別是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程必須加大力度實(shí)現(xiàn)綠色教學(xué)。學(xué)校要在確?；瘜W(xué)教學(xué)質(zhì)量的前提下，不斷優(yōu)化改革化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，合理使用、規(guī)劃、處理化學(xué)試劑，培養(yǎng)師生綠色環(huán)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)思想，建立起綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，為我們建設(shè)綠色和諧的自然環(huán)境做貢獻(xiàn)。

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