淺談綠色化學(xué)理念在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透

林凱虹

（福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院福建福州350002）

淺談綠色化學(xué)理念在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透

林凱虹

（福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院福建福州350002）

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)試劑種類多、消耗量大，部分試劑毒理性強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中產(chǎn)生的“三廢”問題對(duì)環(huán)境影響較大，而且它也是大學(xué)生接受化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的第一課，為今后獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。為此，將綠色化學(xué)理念滲透到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)有重要意義。本文圍繞綠色化學(xué)簡(jiǎn)單闡述了將其融入無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際，探究綠色化學(xué)滲透到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的思路與措施。

綠色化學(xué)；無機(jī)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

綠色化學(xué)，曾先后被命名為“清潔化學(xué)”、“環(huán)境良性化學(xué)”、“原子經(jīng)濟(jì)學(xué)”，它融合了當(dāng)代化學(xué)、物理、生物、環(huán)境、信息等科學(xué)的最新理論與技術(shù)，是一門具有明確社會(huì)需求和科學(xué)目標(biāo)的新興交叉學(xué)科。它的核心在于利用化學(xué)的手段從根本上減少或者消除污染，最大限度地從資源與能源的合理利用、生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)等方面滿足人類可持續(xù)發(fā)展的需求，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的和諧發(fā)展。

1　無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入綠色化學(xué)理念的必要性

化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，一方面給人類帶來了多姿多彩的物質(zhì)生活，另一方面也給人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)峻威脅。生態(tài)環(huán)境的危機(jī)呼喚著綠色化學(xué)，綠色化學(xué)是我國(guó)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。作為21世紀(jì)化學(xué)、化工相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，牢固樹立綠色化學(xué)的意識(shí)，用綠色化學(xué)的新理念、新知識(shí)武裝自己，知行合一，不僅有可能關(guān)系到自身將來在專業(yè)領(lǐng)域的健康發(fā)展，而且這更是其在社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中必須承擔(dān)的責(zé)任。

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)生進(jìn)入校園后接受系統(tǒng)和嚴(yán)格的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的第一課，它不僅為無機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)提供技術(shù)支持，更重要的是為今后獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究起著開路鋪石的作用。將綠色化學(xué)引入無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教程，讓學(xué)生從大學(xué)的第一課開始，將綠色化學(xué)的理念融入到學(xué)習(xí)中，學(xué)生從根本上以“綠色”的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)、理解化學(xué)、學(xué)習(xí)化學(xué)，在學(xué)習(xí)、操作過程中學(xué)習(xí)到綠色化學(xué)的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。

在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用綠色化學(xué)理念不僅為社會(huì)培養(yǎng)了更多具有環(huán)保意識(shí)的專業(yè)型人才，同時(shí)還使國(guó)內(nèi)化工生產(chǎn)工作綠色化，有利于我國(guó)化學(xué)化工工作可持續(xù)發(fā)展，對(duì)環(huán)境保護(hù)工作有著重要的意義。

2　無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路與措施

2.1教師以教學(xué)改革為奠基

加快推進(jìn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改革，是高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革的重點(diǎn)之一。高校教師作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，首先要擁有強(qiáng)烈的綠色化學(xué)意識(shí)，其次要主動(dòng)吸收綠色化學(xué)先進(jìn)理念、方法，知行合一，才能在教學(xué)第一線發(fā)揮出最優(yōu)效果。課前備課，教師在掌握實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本原理、操作外，更要主動(dòng)拓展知識(shí)結(jié)構(gòu)和方法體系，學(xué)習(xí)最新的相關(guān)的綠色合成方法、處理手段，將實(shí)驗(yàn)綠色化融入到自身的知識(shí)體系中；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，堅(jiān)守綠色化學(xué)原則，適時(shí)地傳授、灌輸綠色化學(xué)思想，引導(dǎo)學(xué)生在面對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的污染問題能夠熟悉使用“綠色化學(xué)12原則”來考慮和解決，通過類比、對(duì)比來選擇污染小、安全性高、產(chǎn)物易分離的實(shí)驗(yàn)方法，做到實(shí)驗(yàn)試劑的使用有效、循環(huán)；更重要的是，對(duì)于不可避免的毒理性較大的原料或產(chǎn)物，要采取必須的可靠、有效的保護(hù)手段，并進(jìn)行一系列的無害化處理，減少對(duì)環(huán)境的污染以及對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的危害。

教師在綠色化學(xué)課程意識(shí)的指導(dǎo)下，將綠色化學(xué)的思想貫穿于整個(gè)化學(xué)教育的全過程并形成終身的學(xué)習(xí)理念，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到從“粗放型”的傳統(tǒng)化學(xué)向“集約型”的綠色化學(xué)轉(zhuǎn)變，這是科技一大進(jìn)步，也是化學(xué)發(fā)展的一大飛躍。

2.2培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生綠色化學(xué)的意識(shí)

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化需要主動(dòng)地控制污染的產(chǎn)生，而不是被動(dòng)的進(jìn)行治理，它一方面要求我們盡可能降低污染物質(zhì)的使用與合成，另一方面則需要我們及時(shí)地對(duì)無法避免的污染物質(zhì)進(jìn)行無害化處理。在教育教學(xué)過程中，實(shí)踐無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化需要遵從以下幾點(diǎn)原則：首先，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，避免有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)；其次，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡量使用無毒、無害、利用率高的化學(xué)試劑，使用污染物產(chǎn)量少的實(shí)驗(yàn)器械；最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行妥善處理，防止泄漏造成污染。

2.2.1嚴(yán)格管理實(shí)驗(yàn)室控制污染物質(zhì)流出

在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋面廣，試劑種類多、消耗量大，部分試劑毒理性強(qiáng)，個(gè)別反應(yīng)過程會(huì)釋放出有毒氣體，對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)教師帶來危害。實(shí)驗(yàn)過程中，要保持實(shí)驗(yàn)室的清潔，確保實(shí)驗(yàn)儀器正常運(yùn)行。保證通風(fēng)設(shè)施工作正常，防止實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的廢氣對(duì)實(shí)驗(yàn)室及周圍環(huán)境造成污染，根據(jù)廢氣污染物的具體性質(zhì)和數(shù)量，安排產(chǎn)生有害氣體的實(shí)驗(yàn)在通風(fēng)櫥柜中進(jìn)行，并選擇了適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)它們進(jìn)行凈化處理。對(duì)試劑要進(jìn)行妥善管理，制定完善的藥品管理制度：各類藥品嚴(yán)格執(zhí)行分類存放分開保管等科學(xué)措施。如：無機(jī)類按酸、堿、鹽分類、有機(jī)類按官能團(tuán)分類、其他雜類按表面活性劑、香精等分類。尤其對(duì)劇毒、易爆藥品，專門保存在特制的墻柜里，并加鎖。同時(shí)做到注意化學(xué)藥品的存放期限，室內(nèi)恒溫、恒濕、保持通風(fēng)通暢等保障措施。在學(xué)生參加無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，化學(xué)教師要給所有學(xué)生普及實(shí)驗(yàn)常識(shí)，如：如何正確使用和處理實(shí)驗(yàn)室中的有毒有害、易燃易爆的藥品，如何規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，避免對(duì)自己造成傷害等?？傊瑢?shí)驗(yàn)室實(shí)施綠色化科學(xué)管理，既能減少實(shí)驗(yàn)試劑的浪費(fèi)，節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支，又能降低化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的污染，是構(gòu)建綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。

2.2.2創(chuàng)新教材、多途徑實(shí)現(xiàn)綠色化

通過改良教材、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，推進(jìn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化。如：在硫酸亞鐵銨的制備實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是先將機(jī)械加工過程得到的鐵屑通過堿煮的方法除去鐵屑上的油污，這不僅會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)驗(yàn)廢氣、廢液，對(duì)環(huán)境造成污染，而且酒精的消耗量也比較大?；诰G色化學(xué)的理念，在滿足實(shí)驗(yàn)要求和目的的前提下，我們?cè)群蟛蓸舆^兩次改良方法：先是收集利用廢舊石棉網(wǎng)上的細(xì)鐵絲取代鐵屑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：細(xì)鐵絲氧化程度大，含鐵量低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想；后直接為學(xué)生提供純度較高的鐵粉代替鐵屑，在沒有造成過多費(fèi)用損耗的基礎(chǔ)上節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少對(duì)環(huán)境的污染。

2.2.3利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段減少污染源頭

在進(jìn)行毒理性較強(qiáng)或易燃易爆或環(huán)境污染嚴(yán)重的化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了達(dá)到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)效果，教師可以利用仿真實(shí)驗(yàn)室等現(xiàn)代信息技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)，從而完成必修的課程內(nèi)容。這種先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用不僅減少化學(xué)廢棄物的產(chǎn)生，同時(shí)還為學(xué)生提供了觀看更為清晰、生動(dòng)、形象的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的條件，有效避免學(xué)生受到有毒有害物質(zhì)的傷害。例如：在進(jìn)行強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合生鹽的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過觀看相應(yīng)的視頻，觀察化學(xué)現(xiàn)象，對(duì)于沒看清或需要反復(fù)觀察的學(xué)生而言，視頻的循環(huán)播放有效的滿足了學(xué)生的要求，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.2.4對(duì)實(shí)驗(yàn)廢物進(jìn)行無害化處理

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的試劑用量大、種類多，教師需指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)廢棄物進(jìn)行合理分類，并及時(shí)進(jìn)行無害化處理。實(shí)驗(yàn)廢棄物可以分為廢液、廢渣和廢氣三種。對(duì)于廢氣，可以通過水或者堿液的吸收，將其進(jìn)行妥善處理。對(duì)于廢水，可將不含有害離子的廢水按照酸性和堿性進(jìn)行分類，隨后分別倒入實(shí)驗(yàn)室的廢酸桶和廢堿桶里，對(duì)其進(jìn)行階段性的中和調(diào)節(jié)，將兩種液體混合后，在混合液的pH值處于6.5～8.5范圍內(nèi)時(shí)，將混合液直接導(dǎo)入排水通道。含有有害離子的廢液先進(jìn)性化學(xué)沉淀，分離沉淀后將清液再進(jìn)行中和反應(yīng)，然后將中和后的液體排放到下水道。最后，將廢渣進(jìn)行處理，有些廢渣具有回收價(jià)值，可將這類廢渣進(jìn)行回收再利用，其他沒有用的廢渣分類存放，然后進(jìn)行階段性的處理。

3　結(jié)語

綜上所述，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是無機(jī)化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念對(duì)綠色化工生產(chǎn)工作有著重要意義。在實(shí)驗(yàn)課程中，規(guī)范實(shí)驗(yàn)過程，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)，使學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)應(yīng)用加以重視。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行妥善處理，避免對(duì)環(huán)境造成化學(xué)污染。只有這樣才能提升綠色化學(xué)理念在化學(xué)發(fā)展中的地位，為人民群眾營(yíng)造一個(gè)綠色生活環(huán)境奠定理論基礎(chǔ)。

［1］貢長(zhǎng)生，張龍.綠色化學(xué)趙英福，程艷.淺談“綠色化學(xué)”理念的培養(yǎng).

［2］高成，李鶴亭.綠色化學(xué)課程意識(shí)：綠色化學(xué)課程設(shè)計(jì)之基石.

［3］胡彩玲，唐新軍.綠色化學(xué)理念在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透.

［4］趙天琦，陳曉東，孟繁雨.精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)的綠色化建設(shè)和教學(xué)改革探索.

［5］石巖.高?；瘜W(xué)教學(xué)中融入綠色化學(xué)的策略.

［6］楊天林，楊文遠(yuǎn)，倪剛.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，走綠色化學(xué)之路——以無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，4：17-20.