有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)

李彩紅

摘 要： 在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些廢棄物，對(duì)環(huán)境造成一定污染。因此在實(shí)驗(yàn)中通過精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案、裝置和實(shí)驗(yàn)方法，微型化的設(shè)計(jì)，降低實(shí)驗(yàn)成本，將污染型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)境友好型實(shí)驗(yàn)，避免實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，逐步實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校醫(yī)學(xué)院中藥專業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一。作者結(jié)合近年來(lái)我校藥用有機(jī)化學(xué)開設(shè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，探索有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)的方法與途徑。

關(guān)鍵詞： 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn) 綠色化學(xué) 環(huán)境污染

綠色化學(xué)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，目的為開發(fā)可以消除或減少有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生的環(huán)境無(wú)害化學(xué)技術(shù)，是從源頭上防止污染的科學(xué)方法，也是使化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的途徑。本課題優(yōu)化有機(jī)實(shí)驗(yàn)方案，使其綠色化。綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究，符合環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化選擇、實(shí)驗(yàn)裝置和步驟的設(shè)計(jì)、改進(jìn)等多個(gè)過程，廢物的回收和處理方面需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究和探索。

有機(jī)化學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中處于重要地位。實(shí)驗(yàn)過程中往往會(huì)產(chǎn)生、排放大量有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的產(chǎn)生排放給環(huán)境造成危害。環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)已經(jīng)引入有機(jī)化學(xué)的教材中，旨在大力培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。各大高校老師認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，按實(shí)驗(yàn)成本、試劑輔料及產(chǎn)物的安全性、污染性，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分類，盡量找出環(huán)境友好型和污染型的實(shí)驗(yàn)。而且在同類實(shí)驗(yàn)中，盡量選擇環(huán)境友好型為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在選擇實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方法，微型化的設(shè)計(jì)，降低實(shí)驗(yàn)成本，將污染型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)境友好型實(shí)驗(yàn)。我們的目的是通過研究消除污染使每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都變成綠色化試驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化，妥善處理實(shí)驗(yàn)廢棄物，避免對(duì)環(huán)境的污染。在化學(xué)演示和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，存在“廢氣、廢液、廢渣”的問題，這些實(shí)際問題的處理過程是培養(yǎng)學(xué)生良好的環(huán)保習(xí)慣和體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的良好機(jī)會(huì)。要教育學(xué)生實(shí)驗(yàn)后的廢液、廢渣盡可能回收利用，不能回收利用的廢液、廢渣應(yīng)倒在規(guī)定的地方，以便清理，減少環(huán)境污染。

微型化實(shí)驗(yàn)。推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在微型化的儀器裝置進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)儀器小而簡(jiǎn)單，可以一物多用，有效減少污染，節(jié)約經(jīng)費(fèi)，降低能耗，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，特別是對(duì)毒性大、藥品貴、耗量大、污染嚴(yán)重、操作復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)尤為重要，現(xiàn)象明顯。開展微型實(shí)驗(yàn)，用盡可能少的藥品，既節(jié)省試劑、減少污染、縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間、安全、節(jié)約經(jīng)費(fèi)，又激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有利于師生身體健康，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度有重要意義。

設(shè)計(jì)綠色實(shí)驗(yàn)方案，改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，減少環(huán)境污染。在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，把實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物直接棄置、排放，或只是簡(jiǎn)單加以處理，不但浪費(fèi)本來(lái)可以利用的許多藥品，更重要的是這些被棄置物中含有大量污染物，無(wú)疑會(huì)污染環(huán)境。所以盡量將產(chǎn)物分離和回收，既可做到節(jié)約又可減少或避免有害物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境。例如：利用酸堿中和反應(yīng)原理和吸附實(shí)驗(yàn)，對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液進(jìn)行加工處理，再排入環(huán)境，減少對(duì)水質(zhì)的污染。通過對(duì)冷凝水的循環(huán)再利用，節(jié)約水資源，水蒸氣蒸餾裝置的改進(jìn)提高了實(shí)驗(yàn)效率，體現(xiàn)了綠色化實(shí)驗(yàn)的理念。結(jié)合有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，提出節(jié)約資源，通過實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化，減少污染性物質(zhì)及“三廢”的排放，實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化做進(jìn)一步改進(jìn)和推廣。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化探究，符合環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化選擇、實(shí)驗(yàn)裝置和步驟的設(shè)計(jì)、改進(jìn)等多個(gè)過程。通過實(shí)驗(yàn)，能減少酸堿和有機(jī)類污染物對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源的目標(biāo)，提高實(shí)驗(yàn)效率。

運(yùn)用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，目前，多媒體等現(xiàn)代技術(shù)廣泛應(yīng)用于理論教學(xué)，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中則相對(duì)落后些。利用計(jì)算機(jī)模擬仿真手段，簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上模擬，綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)可先讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上預(yù)習(xí)，再到實(shí)驗(yàn)室中做，這樣可以有效提高實(shí)驗(yàn)成功率，減少試劑浪費(fèi)，降低實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生率，預(yù)防污染的發(fā)生，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。利用仿真實(shí)驗(yàn)可以增大課堂容量，自主選擇實(shí)驗(yàn)，無(wú)需考慮環(huán)境污染問題，具有一定的教學(xué)效果。對(duì)一些危害大、污染嚴(yán)重而暫無(wú)替代方法，或價(jià)格昂貴而無(wú)力開設(shè)的實(shí)驗(yàn)，采用多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示，生動(dòng)、逼真的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生理解、掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)，填補(bǔ)該類實(shí)驗(yàn)開設(shè)的空白，減少三廢的產(chǎn)生。另外，計(jì)算機(jī)輔助的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，按人們的設(shè)計(jì)要求，尋找價(jià)廉物美、不浪費(fèi)資源、不污染環(huán)境的最佳反應(yīng)途徑，這將會(huì)成為實(shí)現(xiàn)綠色化實(shí)驗(yàn)的有力工具。

綜上所述，從我做起，使每一位社會(huì)成員都樹立強(qiáng)烈的綠色經(jīng)濟(jì)意識(shí)，人人愛護(hù)環(huán)境，保護(hù)環(huán)境，防止環(huán)境污染，才能創(chuàng)造美好的勞動(dòng)生活環(huán)境，擁有充滿生機(jī)的地球。要使學(xué)生樹立牢固的綠色化學(xué)理念和環(huán)保意識(shí)，使他們成為自覺的“綠色化學(xué)家”，為綠色化學(xué)事業(yè)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

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