綠色化學(xué)走進(jìn)中學(xué)校園

文昊天

一、綠色化學(xué)簡介

自工業(yè)革命起，化學(xué)在人類文明發(fā)展中發(fā)揮著重要作用， 特別是在冶金、紡織、玻璃、造紙等行業(yè)?；瘜W(xué)是一門重要的學(xué)科，給人類社會帶來了前所未有的進(jìn)步，但是這種巨大的進(jìn)步也給我們賴以生存的自然環(huán)境帶來了無法估量的傷害。在20世紀(jì)50年代，西方國家發(fā)生過嚴(yán)重的“八大公害事件”。之后，人們開始深刻反思運(yùn)用化學(xué)的危害性，也慢慢開始注重保護(hù)環(huán)境。人類創(chuàng)造性地提出了“綠色化學(xué)”的概念。作為綠色發(fā)展中的重要成員，綠色化學(xué)開始進(jìn)入科學(xué)家的研究范疇。

綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”“清潔化學(xué)”其核心理念是用化學(xué)的方法，提高原子“經(jīng)濟(jì)性”，使原子利用率盡可能達(dá)到100%，用科學(xué)的預(yù)防手段在化學(xué)使用始端進(jìn)行干預(yù)，使化學(xué)使用過程和終端達(dá)到零污染的效果。在環(huán)境日益惡化的今天，綠色化學(xué)理論從一個新的視角為人類改善環(huán)境污染帶來了曙光。

二、在中學(xué)校園實施綠色化學(xué)的意義

中學(xué)化學(xué)實驗所使用的藥劑大體分為酸、堿、鹽、有機(jī)物等幾大類，化學(xué)實驗使用的藥品及實驗后產(chǎn)生的化學(xué)廢氣、廢渣是中學(xué)校園的主要化學(xué)污染源。雖然一所學(xué)校的一次化學(xué)實驗產(chǎn)生的污染很小，但是各個學(xué)校長時間積攢起來的污染總量還是驚人的。不少物質(zhì)如果不加以處理，直接排入大氣中，會極大地污染空氣，破壞學(xué)校環(huán)境，侵害師生的身體健康。

三、在中學(xué)校園實施綠色化學(xué)的方法

實驗藥品的處理是一個繁雜的課題，涉及一系列的化學(xué)原理和方法。

從化學(xué)處理方法來看，實驗藥品的處理主要有以下幾種基礎(chǔ)原理：第一、酸堿中和法，它可處理各類酸和各類堿的廢物；第二、堿性沉淀法，它將含錳、汞、鉛、鋅等廢液中的重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸?，并使其沉淀，最終去除；第三、硫化物共沉法，它用硫化物將含有銀、砷等物質(zhì)的廢液轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧锍恋?，最終得以去除；第四、氯氧化法，在堿性條件下用液氯將廢料中的氰化物轉(zhuǎn)變?yōu)榍杷猁}，再氧化氰酸鹽，完成廢料的無毒化。上述方法和相關(guān)原理，是對無機(jī)化學(xué)相關(guān)知識的總結(jié)和梳理，也為處理實驗后產(chǎn)生的廢氣、廢渣提供了原理基礎(chǔ)。

從化學(xué)實驗來看，實施綠色化學(xué)可以以下幾個方面入手：

首先，可從實驗的源頭著手，選用有環(huán)保屬性的試劑，實現(xiàn)原料綠色化。如在制造氧氣的實驗中，反應(yīng)原料用H2O2替代KCOL3，就能避免在實驗過程中產(chǎn)生氯氣，做到整個實驗過程不會產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)，符合綠色化學(xué)理念。

其次，減少藥品的用量，借助微型化儀器裝置減少污染，節(jié)省試劑，縮短反應(yīng)時間。如在證明硝酸氧化性較強(qiáng)的實驗中，如果使用稀HNO3與Cu進(jìn)行實驗，生成物中就會含有害氣體NO，從而污染環(huán)境。這時，教師可用一次性針筒替代試管進(jìn)行實驗，取一支一次性針筒，抽出活塞，在針筒內(nèi)裝入些許銅屑，推上活塞，再吸取少量稀HNO3，然后馬上用端帽蓋住針筒口。當(dāng)看到溶液變藍(lán)且活塞隨著氣體開始緩慢移動時，教師立刻去掉端帽，拽動活塞，讓學(xué)生觀察氣體顏色的變化（由無色變?yōu)樽丶t色）。在實驗完畢后，教師將針筒口放入事先準(zhǔn)備好的氫氧化鈉溶液中排放氣體，不可直接將氣體排入空氣。通過這個例子可以看出，微型實驗優(yōu)勢明顯，操作簡單，符合環(huán)保要求。與此同時，這個例子也使學(xué)生對“環(huán)?！焙汀皠?chuàng)新”這兩個概念有了深刻體會。

最后，實驗廢棄物的處理是校園綠色化學(xué)關(guān)注的另一個重點，師生應(yīng)因地制宜，充分利用校園現(xiàn)有設(shè)施處理實驗廢棄物。筆者認(rèn)為，教師可以采取以下幾種做法：①回收利用。如在MnO2與KCL3加熱制取O2的實驗結(jié)束后，通過對廢棄物進(jìn)行分離處理，可以得到MnO2和KCL，這些材料都可再利用；②沉淀法。如運(yùn)用硫化物共沉法處置含汞濁水，運(yùn)用氫氧化物沉淀法處置含鉛濁水；③吸附法處理有毒廢氣。如用導(dǎo)管將SO2、H2S、CL2等排入事先準(zhǔn)備好的堿液中，絕大部分的有毒氣體都可以被堿液吸附。

另外，如果我們從另一個維度看待這些“廢物”，它們也是一種資源。如廢酸可以用于沖洗廁所，既節(jié)約了物料，又可提高清潔效力，減少了垃圾體積，使廢酸無害化；廢堿可用于沖洗有油污的下水道，它能快速清除油脂，保持下水道暢通。

四、結(jié)語

綠色化學(xué)并非一門新興的獨立學(xué)科，它源于傳統(tǒng)化學(xué)，是在其基礎(chǔ)上發(fā)展而成的一種新的觀念。它更多地強(qiáng)調(diào)了更新并發(fā)展傳統(tǒng)的化學(xué)思維模式。在這種理念教育下，學(xué)生的化學(xué)教育水平將得到極大的提高。

（作者系天津市新華中學(xué)高二九班學(xué)生）