綠色化學(xué)理念在高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用*

斯琴高娃，趙英豪，毛應(yīng)明

(江蘇海洋大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005)

綠色化學(xué)理念最早由美國頒布的污染防治法案中提出，目的是采用最少的資源和能源消耗，產(chǎn)生最小的污染物排放，其核心是“5R”原則(Reduction，Reuse，Recycling，Regenerationand，Rejection)[1]。20世紀(jì)末期，該理念逐漸進(jìn)入中國并被廣泛認(rèn)可。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高?；瘜W(xué)化工類大學(xué)生必修課程，對于青年大學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)，動手操作能力提升和化學(xué)基礎(chǔ)知識內(nèi)化有著重要的實(shí)踐價(jià)值。但是在實(shí)驗(yàn)過程中，有時(shí)會產(chǎn)生污染環(huán)境的有害物質(zhì)，不僅影響空氣質(zhì)量，降解處理也會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)試劑浪費(fèi)、實(shí)驗(yàn)事故多發(fā)等不良后果。因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普及并深入應(yīng)用綠色化學(xué)理念尤為重要。

1 目前高校無機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀

1.1 綠色化學(xué)理念并未深入師生人心

雖然綠色化學(xué)理念早在上個(gè)世紀(jì)末期就已經(jīng)傳入國內(nèi)，部分高校化學(xué)化工類專業(yè)中也進(jìn)行了大力宣傳，但是在有些化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)中并未引起足夠多的重視。在習(xí)近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的理念之后，綠色化學(xué)的理念才漸漸得到一定程度的重視，可惜的是，高?；瘜W(xué)化工類專業(yè)仍然十分缺乏對綠色化學(xué)理念的理解，也缺乏對師生進(jìn)行綠色化學(xué)理念的宣傳教育培訓(xùn)，所以該理念更多是停留在口頭上或者紙面上，并未得到師生們的普遍認(rèn)可。

1.2 綠色化學(xué)理念并未充分體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)全部環(huán)節(jié)

高?；瘜W(xué)化工類學(xué)生并未廣泛開設(shè)綠色化學(xué)課程，缺乏專門的綠色化學(xué)教材，缺乏貫徹落實(shí)綠色化學(xué)理念的具體實(shí)施方案，也未在專業(yè)人才培養(yǎng)方案和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)大綱中真正體現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)開展環(huán)節(jié)的方案制定、原料選擇、催化劑和溶劑使用、廢料處理、結(jié)果分析等各個(gè)環(huán)節(jié)中也沒有真正貫徹綠色化學(xué)的理念。

1.3 綠色化學(xué)理念并未真正運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)結(jié)果考核中

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后，還要開展對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評估和評價(jià)，這對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新學(xué)習(xí)和動手操作能力的提高有著非常重要的參考意義和激勵價(jià)值，但是在這個(gè)考核評價(jià)過程中，更重要的是對實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性的評價(jià)，缺乏用綠色化學(xué)理念來評判實(shí)驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣。這對學(xué)生綠色環(huán)保理念的養(yǎng)成和精益求精品格的塑造都十分不利。

2 目前高?；瘜W(xué)化工類實(shí)驗(yàn)中植入綠色化學(xué)理念的必要性

2.1 相應(yīng)國家政策號召的需要

2015年，習(xí)近平總書記在主持起草“十三五”規(guī)劃建議時(shí)，創(chuàng)造性地提出了創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念，并將其寫入“十三五”規(guī)劃建議之中。習(xí)近平總書記也在多個(gè)場合強(qiáng)調(diào)“綠水青山就是金山銀山”和“厲行節(jié)約，反對浪費(fèi)”。綠色化學(xué)理念就是“綠水青山就是金山銀山”思想在化學(xué)化工領(lǐng)域的深度體現(xiàn)，因此，高?；瘜W(xué)化工類實(shí)驗(yàn)教學(xué)和操作中也必須要貫徹落實(shí)綠色發(fā)展的理念，培養(yǎng)綠色化學(xué)思維，遵循綠色化學(xué)的原則。

2.2 保障化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)安全的需要

近年來，高校化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全事故時(shí)有發(fā)生，部分原因是管理不善、操作不當(dāng)、化學(xué)原材料或者試劑、催化劑、溶劑等管理不規(guī)范，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)管理或者試驗(yàn)開展過程中產(chǎn)生了有毒、有害、污染環(huán)境的不良反應(yīng)，從而產(chǎn)生安全隱患，甚至發(fā)生不可逆的安全事故。因此，有必要在綠色化學(xué)理念指導(dǎo)下，引入綠色、安全、健康、環(huán)保的管理思想，把化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)的危害和危險(xiǎn)降到最低。

2.3 提高化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)效率的需要

傳統(tǒng)化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)主要是以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為導(dǎo)向，功利化比較嚴(yán)重，不太注重實(shí)驗(yàn)過程中的有毒有害物質(zhì)的排放、周邊環(huán)境的污染、實(shí)驗(yàn)用品的浪費(fèi)和試驗(yàn)投入與產(chǎn)出的比例，這也導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)授課效率的低下。相比起實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)用品的過度使用和浪費(fèi)，更為嚴(yán)重的是實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣對周圍環(huán)境的污染，雖然個(gè)人沒有太多損失，但是給國家和社會治理環(huán)境污染帶來了更多的負(fù)擔(dān)，如果這部分成本計(jì)入實(shí)驗(yàn)的話，實(shí)驗(yàn)的效率會大大折扣。所以，要提高化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)的效率，建立并完善資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，就必須引入綠色化學(xué)的理念。

3 高?；瘜W(xué)化工類實(shí)驗(yàn)綠色化改革的實(shí)現(xiàn)路徑

3.1 在全體師生中普及綠色化學(xué)的教學(xué)理念

部分化學(xué)化工類教師從教多年，其化學(xué)思維還停留在多年以前，早已經(jīng)形成固定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思維定式，而且因?yàn)榻處煵痪邆渚G色化學(xué)的思維和理念，其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和具體實(shí)驗(yàn)操作過程中也很難主動向?qū)W生傳授綠色化學(xué)的理念，這就導(dǎo)致化學(xué)化工類師生在教與學(xué)的過程中都無法實(shí)現(xiàn)綠色化的教學(xué)改革。因此，需要定期在高校化學(xué)化工類師生之中開展綠色化學(xué)理念和方法的教育培訓(xùn)，讓廣大師生逐漸內(nèi)化綠色化學(xué)理念，掌握綠色化學(xué)方法，形成綠色化學(xué)思維。有條件的高?；瘜W(xué)化工類專業(yè)可以探索開設(shè)綠色化學(xué)的專業(yè)課程，同時(shí)定期組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)管理人員和參加實(shí)驗(yàn)的大學(xué)生開展綠色安全能力知識測試，測試中普遍設(shè)置反映綠色化學(xué)理念的的測試題目，讓綠色化學(xué)的理念成為化學(xué)化工類師生的必須課。

3.2 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遵循綠色化學(xué)的操作要求

綠色化學(xué)理念要求在化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)教學(xué)和操作全程中都要堅(jiān)持綠色環(huán)保理念，減少甚至消除實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的污染和破壞。因此，在化學(xué)化工類專業(yè)人才培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、教案和講稿中要深度融入綠色環(huán)保、安全無污染的理念，在實(shí)驗(yàn)方案制定、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、試驗(yàn)方法確定、實(shí)驗(yàn)溶劑、試劑、催化劑的選用、實(shí)驗(yàn)廢棄物的處置、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等各個(gè)環(huán)節(jié)中貫徹綠色化學(xué)觀念、遵循綠色化學(xué)原則，驗(yàn)收綠色化學(xué)操作要求和規(guī)程，真正把綠色、環(huán)保、可持續(xù)、再循環(huán)理念貫穿到化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)際操作的全過程。

3.3 在實(shí)驗(yàn)室管理中推進(jìn)綠色化學(xué)的制度建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、改造和日常管理都是實(shí)驗(yàn)教學(xué)和試驗(yàn)操作的重要輔助，事關(guān)化學(xué)化工類試驗(yàn)教學(xué)的順利開展和成效，因此也應(yīng)當(dāng)樹立綠色化學(xué)的理念，制定并完善綠色化學(xué)相關(guān)的制度機(jī)制。一是要在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和改造中貫徹落實(shí)綠色化學(xué)理念，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的排風(fēng)系統(tǒng)、給排水管道、沖洗裝置、報(bào)警系統(tǒng)、消防裝置、安全通道等設(shè)施要采用綠色環(huán)保材料，并且要定時(shí)檢查、及時(shí)更換[2-3]。二是要健全和完善實(shí)驗(yàn)室綠色、環(huán)保、安全的日常管理制度，包括實(shí)驗(yàn)操作須知、操作流程、實(shí)驗(yàn)儀器和器材使用說明、特別是有毒有害化學(xué)危險(xiǎn)品的保管、領(lǐng)取、使用記錄、回收和登記辦法，確保實(shí)驗(yàn)室日常管理的綠色化和安全性。三是要做好實(shí)驗(yàn)室人員的綠色化學(xué)教育培訓(xùn)，讓管理實(shí)驗(yàn)室、進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的師生熟知并嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室日常管理制度，確保責(zé)任到人。

3.4 在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ缴贤茝V微型化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)

微型實(shí)驗(yàn)就是在微型化的實(shí)驗(yàn)儀器和裝置中進(jìn)行的化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)，具有實(shí)驗(yàn)成本低、反應(yīng)時(shí)間短、操作安全及綠色環(huán)保等優(yōu)勢，是目前國際上公認(rèn)最能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的一種新型實(shí)驗(yàn)方法[4-5]。目前我國許多高校均已開展微型實(shí)驗(yàn)的相關(guān)研究和實(shí)踐，它很好地貫徹了綠色化學(xué)的理念，實(shí)現(xiàn)了綠色、環(huán)保、安全、可持續(xù)的目標(biāo)。其具體的優(yōu)點(diǎn)有，第一，實(shí)驗(yàn)空間小、花費(fèi)少、用時(shí)少、可操作性強(qiáng)。微型化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中，不需要大型的實(shí)驗(yàn)室空間和實(shí)驗(yàn)儀器，各種實(shí)驗(yàn)原料、試劑、催化劑的使用大大減少，實(shí)驗(yàn)的時(shí)長也相應(yīng)縮短。第二，產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)更少，對環(huán)境的破壞更小，充分體現(xiàn)綠色環(huán)保理念。微型化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中的各種原料、試劑用量的大量減少必然會產(chǎn)生更少的廢水、廢氣、廢渣等有毒有害物質(zhì)，減少了實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的破壞，真正把綠色環(huán)保的理念落到了實(shí)處。三是安全性大大提高。微型化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中的易燃、易爆、易腐蝕、易放射材料的用量均會大幅度減少，實(shí)驗(yàn)過程更易控制，實(shí)驗(yàn)的安全性也會顯著提高。

4 結(jié) 語

作為一種綠色、環(huán)保、安全、可持續(xù)的發(fā)展理念，綠色化學(xué)是高?；瘜W(xué)化工類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要依據(jù)和手段，應(yīng)當(dāng)成為高?；瘜W(xué)化工類專業(yè)師生的必備理念，應(yīng)當(dāng)貫穿于化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作的全過程，應(yīng)當(dāng)成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、改造和日常管理制度的理論依據(jù)，高?；瘜W(xué)化工類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化改革必將成為一種勢不可擋的發(fā)展趨勢。