高?；瘜W實驗室“綠色化學”教學與管理模式探討

黃永平

（長沙學院 湖南·長沙 410000）

習近平提出像保護眼睛一樣保護生態(tài)環(huán)境，像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境，是告誡人們保護環(huán)境是首位的，而化學綠色化是在源頭采用預防污染的科學手段，因此它的過程和終端都可達到零排放，綠色化學又被人們稱為“清潔化學”“環(huán)境友好化學”“環(huán)境無害化學”“可持續(xù)化學”，綠色化學是近十年才出現(xiàn)和發(fā)展起來的，世界上很多國家把“化學的綠色化”作為新世紀化學進展的主要定位之一。

1 實現(xiàn)化學實驗室管理及教學模式“綠色化”的必要性

化學實驗室管理及教學綠色化是二十一世紀形式所迫，學生是未來社會的生力軍，是環(huán)境保護的傳承人，培養(yǎng)他們強烈的環(huán)保意識及社會責任感可造福千秋萬代。大學化學實驗綠色化一直是國內(nèi)外關注的實驗教學研究課程之一，近年來，許多高校都在積極探索，取得了一定成效，以綠色化構建大學化學實驗新體系，是針對我國高校實驗教學中普遍存在的環(huán)境污染問題開展的研究，針對性高，科學、合理、系統(tǒng)、目標明確，體現(xiàn)環(huán)境保護和綠色化學的要求。綠色化學已經(jīng)成為我國現(xiàn)階段化學教育的重要組成部分，通過探討和實踐證明：通過對實驗室實驗教學及管理模式“綠色化”改革，可以實現(xiàn)實驗過程綠色化和環(huán)境保護。

2 引起高?；瘜W實驗室污染環(huán)境的原因

2.1 化學實驗室廢棄物處置中存在污染問題

高?；瘜W實驗室每個學期都會產(chǎn)生大量的化學廢棄物，這些污染物未嚴格按行業(yè)要求處理排放會對環(huán)境帶來嚴重污染。不少高校由于實驗教學經(jīng)費投入不足，經(jīng)費只能購買實驗耗材，而處理實驗廢棄物的設備成本高且易老化，維修費、運營費用高，有時處于半營運狀態(tài)。實驗老師帶著學生處理廢棄物，有時達不到排放要求，將化學廢棄物交由專業(yè)的危險廢棄物企業(yè)處置，存在轉移報批手續(xù)復雜、批復時間長、運輸費用高等問題，因而對環(huán)境的防治顯得力不從心。

2.2 化學實驗室藥品管理中存在污染問題

目前，大多高校已制定危險化學品及化學藥品的管理條例和制度，但因其性質(zhì)各異，成分復雜，很多管理制度比較落后，不能正確的指導危險化學品管理。有的高校因為實驗室空間有限，危化品和一般化學品同處一室，有的高校化學藥品各個分室自行管理，化學藥品由教師自行購買，有的藥品只有大包裝，使得購買的化學試劑超量存放，用完的廢試劑也沒及時處理，甚至有些?；繁粊y扔亂倒，造成嚴重的環(huán)境污染，同時也造成實驗室資源浪費。

2.3 化學實驗教學中存在污染問題

有的學校對環(huán)保認識不到位，只強調(diào)教學質(zhì)量，在課堂上沒有進行環(huán)保教育，沒有強調(diào)哪些化學藥品對環(huán)境有污染及污染的情況，沒有強調(diào)此類化學品隨意排放對人類帶來的災害，沒有強調(diào)未規(guī)范化操作對自己及同學的危害，難免學生偷偷將實驗廢棄物直接排入下水道，固體廢棄物忘記裝入固體廢物桶，直接倒入生活垃圾桶，氣體廢棄物直接用通風櫥排入大氣等隨意排放化學廢棄物的現(xiàn)象。

有的高校還一直沿用十幾年前的實驗教材，內(nèi)容未更新，未跟上科學發(fā)展，對于實驗中產(chǎn)生的污染提及不夠，缺乏環(huán)保意識；有的實驗項目對環(huán)境污染嚴重，不利于培養(yǎng)學生的環(huán)保意識，不利于社會發(fā)展。

3 實現(xiàn)高?；瘜W實驗室“綠色化”有效途徑

高校化學實驗室綠色化建設是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在化學實踐教育領域的體現(xiàn)，是用化學技術和方法減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的化學物質(zhì)的實驗和產(chǎn)生。構建綠色化學實驗室必須強化教師和學生的綠色化學意識。即從試劑到實驗產(chǎn)物嚴格管控，杜絕實驗污染，實現(xiàn)實驗室“綠色化”。

3.1 化學廢棄物“綠色化”管理有效措施

首先建立實驗室化學廢棄物的管理制度，設立“三廢”貯物間，不同類廢棄物分區(qū)存放，根據(jù)其化學性質(zhì)選擇合適的容器，且用不同標簽加以標識，容器標簽必須標明廢棄物種類、貯存時間以便定期處理，每個實驗分室對實驗中產(chǎn)生的每種廢棄物配置專用容器，并用標簽標明成分，放置在離儀器和電源較遠的地方，并劃出區(qū)間，在區(qū)間墻上和地上畫出警示標志。我院實驗實訓中心通過制定實驗室廢棄物收集、分類和貯存操作規(guī)程、實現(xiàn)對每個實驗室實驗廢棄物分類收集指導。學期結束后各個分室管理員統(tǒng)一登記廢棄物的名稱、數(shù)量、院部統(tǒng)一搬至廢棄物專用倉庫，滿一年送到專業(yè)的處理機構處理。

其次實驗教師要求學生走進實驗室準備儀器試劑時準備一個固體廢物缸，一個液體廢物缸，分別貼上標簽；在講解實驗時明確告知學生實驗過程中哪些步驟會產(chǎn)生哪些廢棄物，應怎樣收集。如：元素性質(zhì)實驗中重金屬實驗洗滌試管后的水必須收集，不僅實驗廢液需倒入廢液缸，而且前三次用少量自來水洗滌試管也必須放入液體廢液缸中。實驗完成后告知學生應將實驗的廢棄物放入危險廢棄物的哪個容器中，安排值日學生監(jiān)督執(zhí)行之。同時在實驗室安裝廢水處理系統(tǒng)，以避免洗滌儀器的水污染環(huán)境，杜絕污染源。開展實驗廢棄物回收實驗，藥品盡量循環(huán)利用。

3.2 實驗室化學藥品“綠色化”管理

首先創(chuàng)建標準化、從頭到腳的規(guī)范化管理制度，做到制度面前人人平等，嚴格按照化學品管理制度，展開相應的實驗活動。在管理制度的建立中，制定化學品需要多少領取多少，做好領用記錄的相關制度，制定現(xiàn)場監(jiān)督管理制度。師生在使用前要網(wǎng)上預約登記，通過記錄好領取信息，個人信息等方式，實現(xiàn)對化學品的合理管理。

其次在采購方面，管理員根據(jù)電子臺賬庫存統(tǒng)一報計劃、統(tǒng)一采購、統(tǒng)一貯存、統(tǒng)一領用，管理員定期檢查清除過期及變質(zhì)的化學藥品，分類送往專門環(huán)保機構處理。

某學院根據(jù)對國家化學品管理要求，專設了100多平方米的化學品倉庫，放置100多個PP試劑柜，顯眼處貼上標簽，根據(jù)化學品性能分區(qū)、分類儲存，易制毒、易制爆化學品用特殊的試劑柜，雙門雙鎖專人管理。進門處設置通信、報警裝置，并保證處于適用狀態(tài)。

3.3 高校實驗室教學綠色化

3.3.1 改革實驗教育方法，加強學生的環(huán)保意識

在學生做實驗前上實驗緒論課，首先對學生進行環(huán)境教育，使學生在思想上重視環(huán)境保護，從而在實驗行為中引起注意；組織學生分批觀看實驗操作和安全知識錄像或多媒體課件，使學生在實驗中基本操作正確、熟練，減少不必要的浪費、減少環(huán)境污染。進入實驗室第一天，老師結合實驗中用到的有毒、有害、易腐蝕藥品，使學生明白這些藥品對環(huán)境、對人類健康的影響；在實驗過程中，要求學生嚴格規(guī)范化操作，同時還向?qū)W生講清正確操作的理由和違反操作對個人和環(huán)境的影響；實驗結束時要求學生按保護環(huán)境的方式整理垃圾和打掃衛(wèi)生；組織有興趣的同學對一些有污染的實驗產(chǎn)物做回收實驗。

3.3.2 改革實驗項目

化學實驗要體現(xiàn)綠色化，必須改革以往的教學內(nèi)容，妥善安排之，在保證學生基本的實驗技能得以正常訓練的前提下，去掉使用原料和反應條件中毒性大、對環(huán)境污染影響大的實驗內(nèi)容，選取低毒、代表性的實驗鍛煉學生的基本技能，將對環(huán)境污染較大的實驗項目使用目前建設的虛擬實驗平臺幫助學生在電腦上進行部分實驗的模擬實驗；還可在網(wǎng)上觀摩本實驗的實操慕課或錄像觀察實驗現(xiàn)象，并加深對實驗原理的理解。如元素性質(zhì)實驗所用無機試劑種類多，成本高，其中不乏有一些有毒、有害物質(zhì)，不僅造成浪費，而且對環(huán)境造成一定的污染，因此提倡性質(zhì)實驗進行壓縮或計算機仿真，對有劇毒氣體排放的實驗堅決予以刪除。

3.3.3 實驗過程綠色化

應盡量選擇無毒無害試劑的實驗，盡量選擇水作溶劑，避免有毒有害和揮發(fā)性溶劑使用；選用無毒無害的物質(zhì)作催化劑，提高實驗效果；選擇有較高轉化率的實驗，提高試劑的利用度；盡量使反應具有較高的選擇性，提高實驗效果，減少污染：盡量使產(chǎn)物無毒無害。

3.3.4 推廣小量—半微量實驗

化學實驗小量—半微量化是目前解決化學實驗廢氣、廢液、廢物處理等和環(huán)境問題的理想途徑之一。常規(guī)實驗小量化是指在不改變實驗方法、不改變操作技術、實驗現(xiàn)象明顯、效果顯著的前提下進行。如元素性質(zhì)實驗有些實驗用試管做的改成點滴板做，只需1-2滴就能很直觀的觀察到實驗現(xiàn)象；無機和有機制備實驗改用小型制備裝置，試劑減半，效果也顯著；分析化學實驗50ml滴定管改成25ml滴定管，試劑取用量減半，既減少污染又節(jié)約了資源。

3.3.5 合并實驗項目，開展串聯(lián)實驗

以往的化學實驗課程通常把各個實驗孤立起來，這樣就會因為重復實驗而加重對環(huán)境的污染?；瘜W實驗的串聯(lián)可將多個實驗或多步實驗，按照它們的內(nèi)在聯(lián)系有機地串聯(lián)起來，合理安排實驗順序，使前一個實驗的產(chǎn)物成為下一個實驗的原料，盡量減少中間環(huán)節(jié)的物料排放，這樣可節(jié)約后續(xù)實驗所用的原料藥、縮短實驗時間、減少實驗重復操作的次數(shù)，同時也減少污染物的排放。無機化學實驗制備出來的產(chǎn)品可以用于分析化學實驗用，如：實驗“硫酸亞鐵銨的制備”，用廢鐵屑為原料制備硫酸亞鐵和硫酸亞鐵銨，將制得的產(chǎn)品硫酸亞鐵銨用于“三草酸合鐵酸鉀的制備及組成測定”這一實驗中。可以將沉淀反應實驗與配合物性質(zhì)實驗進行組合，簡化實驗步驟，減少了試劑用量，使污染嚴重的重金屬轉化為配合物，減少了污染物的量。

4 結束語

化學教學及實驗室綠色化是化學教育的重要組成部分，改革高校實驗室管理模式，制定一系列管理制度，在制度下嚴格實行化學實驗室“三廢”收集，危化品專人專庫管理，普通試劑統(tǒng)一管理辦法，杜絕了化學實驗室對環(huán)境污染的源頭；改革實驗教學模式和實驗內(nèi)容，在學生中開展環(huán)境保護教育，增強學生環(huán)境保護意識，學生在實驗過程中分類收集廢液、廢固，開展回收實驗有利于培養(yǎng)保學生護環(huán)境的自覺意識及綜合素質(zhì)提高?？傊熬G色化學”理念貫穿化學實驗管理和實驗教學中，不僅能收到一定的經(jīng)濟效益和社會效益，而且能更新我們的化學理念，對增強全民環(huán)保意識有著重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。