淺談綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效開(kāi)展

任荷

摘 要： 如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推進(jìn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前環(huán)保大環(huán)境下化學(xué)教學(xué)發(fā)展的重要方向，本文簡(jiǎn)單列舉了開(kāi)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體方法。

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

隨著化學(xué)科技的迅速發(fā)展，化學(xué)這門學(xué)科切實(shí)地改變每個(gè)人的生產(chǎn)生活，對(duì)社會(huì)的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展都產(chǎn)生一定的影響，這些都是化學(xué)科技發(fā)展的利好消息，然而與此相對(duì)的是，隨著化學(xué)技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，與化學(xué)有關(guān)的污染問(wèn)題也變得日益突出。與其他污染問(wèn)題相比，化學(xué)污染因?yàn)槠湮：π詮?qiáng)、涉及范圍廣泛、治理難度大等特點(diǎn)成為各種污染問(wèn)題之首。因此，如何減少化學(xué)科學(xué)帶來(lái)的污染問(wèn)題，開(kāi)展綠色化的化學(xué)科學(xué)發(fā)展在當(dāng)前已經(jīng)漸漸進(jìn)入主流發(fā)展道路。在化學(xué)學(xué)校教育中，化學(xué)污染一個(gè)最主要的途徑是化學(xué)實(shí)驗(yàn)，雖然學(xué)校中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染相對(duì)于工業(yè)污染顯得微乎其微，但全國(guó)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的學(xué)校實(shí)驗(yàn)污染如果累積起來(lái)，所造成的污染問(wèn)題是不容忽視的。因此，如何在學(xué)校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的綠色化，在當(dāng)前已經(jīng)成為化學(xué)教學(xué)工作重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，通過(guò)綠色化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)倡導(dǎo)，不僅可以在客觀上避免污染的產(chǎn)生，更重要的是讓學(xué)生在綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展中逐漸培養(yǎng)出環(huán)保理念。

一、科學(xué)規(guī)范地實(shí)驗(yàn)操作

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門極其講求科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)活動(dòng)，任何微小的操作不當(dāng)都可能引起危險(xiǎn)和失敗。而在談到到治理化學(xué)污染問(wèn)題時(shí)，科學(xué)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作是非常必要的。就拿藥品的稱量和取用來(lái)說(shuō)，如果實(shí)驗(yàn)者沒(méi)有嚴(yán)格按照取用量的要求，而取用過(guò)多的藥品和實(shí)驗(yàn)試劑，這樣沒(méi)有用完的部分勢(shì)必傾倒出去，從而造成本來(lái)可以輕松避免的污染問(wèn)題。除了取用量的問(wèn)題，裝置的連接、實(shí)驗(yàn)前的實(shí)驗(yàn)材料、器具的檢查、實(shí)驗(yàn)材料的保存等都十分重要，否則在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不但可能造成實(shí)驗(yàn)事故，還可能造成不必要的污染問(wèn)題。例如，配置銀氨溶液的時(shí)候，一定要保證隨用隨陪，切記配置以后長(zhǎng)時(shí)間存放，并且注意在加入氨水的時(shí)候，一定要嚴(yán)格按照配比量加入。又如制作乙烯的過(guò)程中，反應(yīng)的混合液中一定要按照要求加入碎瓷片，否則會(huì)產(chǎn)生危害性很強(qiáng)的污染物。以上提到的操作規(guī)范很多看起來(lái)都微不足道，但切實(shí)地遵守這些規(guī)則方法卻是我們保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展，盡量減少實(shí)驗(yàn)污染的有效方式。

二、積極推進(jìn)微型化實(shí)驗(yàn)

在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，微型化實(shí)驗(yàn)已經(jīng)相當(dāng)成熟，而在我國(guó)，微型化實(shí)驗(yàn)的發(fā)展尚處于起步摸索的階段，因此，在高中階段積極推進(jìn)微型化實(shí)驗(yàn)可以為我國(guó)的微型實(shí)驗(yàn)的發(fā)展提供人才儲(chǔ)備，為未來(lái)微型實(shí)驗(yàn)的大力發(fā)展扎實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)?，F(xiàn)如今，微型化實(shí)驗(yàn)之所以很受青睞，很大考慮因素是這種實(shí)驗(yàn)形式可以大大減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的污染問(wèn)題，使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)更綠色化。這是因?yàn)樵谖⑿蛯?shí)驗(yàn)中，藥品和試劑的取用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)，這樣所產(chǎn)生的污染物自然會(huì)大大減少。這里有一點(diǎn)要注意的問(wèn)題，那就是微型化實(shí)驗(yàn)并非是將原本的常規(guī)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單地縮小，事實(shí)上，微型化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展需要對(duì)很多實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新地設(shè)計(jì)，并且很多時(shí)候一些微型實(shí)驗(yàn)工具并非需要多專業(yè)的設(shè)備，在我們的身邊，就有很多廢棄物可以通過(guò)改造變成可用的微型實(shí)驗(yàn)器材。如我們可以利用一次性針管替換量筒，用常見(jiàn)的塑料吸管替換移液管，用一些裝藥品的玻璃瓶制作微型的酒精燈等，通過(guò)廢物利用，制作出符合微型實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材，不僅可以減少藥品用量，還可以保證實(shí)驗(yàn)的效果。事實(shí)上，廢物的循環(huán)再利用本身就是一種值得提倡的環(huán)保行為，因此，微型化實(shí)驗(yàn)如今已經(jīng)成為我國(guó)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的一個(gè)重要方向，教師應(yīng)當(dāng)盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，對(duì)微型化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行引導(dǎo)嘗試，不斷提高微型化實(shí)驗(yàn)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的比例。

三、盡量選擇污染物小的實(shí)驗(yàn)藥品和試劑

為了順應(yīng)綠色化實(shí)驗(yàn)的要求，以往一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)當(dāng)適當(dāng)進(jìn)行改革，在現(xiàn)行化學(xué)教材中，有很多實(shí)驗(yàn)是具有一定的危險(xiǎn)性和較強(qiáng)的污染性的，教師在進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，可以靈活地對(duì)一些過(guò)時(shí)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)于一些污染性較大的實(shí)驗(yàn)藥品，要努力尋找一些能夠代替它的污染更小、更環(huán)保的實(shí)驗(yàn)藥品。例如，在講到“自燃”這個(gè)概念時(shí)，在以往的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，最常用的藥品就是白磷，但白磷本身毒性很大，學(xué)生在取用的時(shí)候可能會(huì)造成中毒現(xiàn)象，并且白磷燃燒還會(huì)產(chǎn)生五氧化二磷，這種物質(zhì)具有很強(qiáng)的污染性。鑒于白磷種種不符合綠色化學(xué)的特點(diǎn)，在進(jìn)行自燃實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，可以選擇硅化鎂水解產(chǎn)生SiH4，使其在水面上自燃，從而替代白磷的自燃，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)和污染物，可以說(shuō)是一種非常環(huán)保的綠色實(shí)驗(yàn)方案。

四、科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)廢棄物

除了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢氣廢渣外，實(shí)驗(yàn)廢棄物的污染在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中也是不容小覷的。為了保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，對(duì)廢棄物進(jìn)行科學(xué)的處理是非常必要的。按照實(shí)驗(yàn)室管理方法，酸類、堿類、鹽類等按照不同種類劃分的廢棄物需要倒入相應(yīng)的回收容器之中，切不可混合傾倒，這些廢棄物之間可能會(huì)因?yàn)橄嗷セ旌显俅伟l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生有毒物質(zhì)或氣體，造成二次污染。除了集中分類傾倒，對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)廢棄物，我們可以采用再次化學(xué)反應(yīng)的方式對(duì)它們進(jìn)行無(wú)毒化處理，如在進(jìn)行氯氣制取的實(shí)驗(yàn)中，待實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，可以將多余的氯氣采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收，減少氯氣帶來(lái)的環(huán)境危害。另外，有一些實(shí)驗(yàn)廢棄物通過(guò)適當(dāng)處理和保存，可以進(jìn)行二次再利用，如實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常用到的鐵、銅、鋁等金屬片，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很少會(huì)全部用完，這時(shí)候就可以將這些沒(méi)有用完的金屬片放到統(tǒng)一的地方進(jìn)行處理和保存，待下次實(shí)驗(yàn)的時(shí)候再進(jìn)行循環(huán)利用，既降低實(shí)驗(yàn)成本，又有效減少實(shí)驗(yàn)廢棄物的污染。

總之，綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是化學(xué)教學(xué)發(fā)展的重要方向，而且是整個(gè)化學(xué)科技行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，教師要努力在學(xué)校教育中將綠色化學(xué)理念和技巧傳授給學(xué)生，以更好地滿足化學(xué)科學(xué)未來(lái)的發(fā)展需求。

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