大学化学实验绿色化浅谈 6页

大学化学实验绿色化浅谈【摘要】针对大学化学实验室污染源的特性和危害，阐述了绿色化学的概念和主要内容，提出了实施绿色化学实验的途径。通过强化意识，优化项目，开设微型实验及开发现代实验技术等手段，以实现化学实验绿色化的目标。【关键词】化学实验绿色化污染措施化学是一门实验性学科，其化学实验是高校化工、生物、材料、师范类化学等专业的必修课程。化学实验室在履行其实验和试验功能的同时也向环境排放着大量的污染物质，这就带来了额外的化学环境问题，环境污染的加剧其因素之一是化学品引起的危害。因此，改善环境的迫切任务就使得“化学实验绿色化”应运而生。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则对化学实验进行改进，使得化学实验过程达到绿色化的方法。1.绿色化学的概念1984年美国环保局（EPA）提出废物最小化，基本思想是通过减少生产废物和回收利用废物达到废物最少，这是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了污染预防的概念，它是指最大限度地减少生产场地产生的废物,包括减少使用有害物质和更有效地利用资源，并以此来保护自然资源。至此，绿色化学的思想初步形成。1990年美联邦政府通过防止污染行动的法令，第\n一次使用绿色化学一词。1992年美国环保局又发布了污染预防战略。1995年美国政府设立了总统绿色化学挑战奖。1999年英国皇家化学会创办第一份国际性绿色化学杂志，日本也制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的新阳光计划，绿色化学很快成为国际化学科学的前沿。绿色化学（GreenChemistry）又称环境无害化学（EnvironmentalBenignChemistry）,是指从污染预防的基本思想出发，在化学品生产的始端就采用预防的科学手段，整个过程和终端均为零排放或零污染，它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点：（1）采用无毒、无害的原料；（2）在无毒、无害的反应条件（催化剂、溶剂）下进行；（3）具有原子经济性，即反应具有高选择性，极少副产品，甚至实现零排放；（4）产品应是对环境友好的；（5）满足物美价廉的传统标准。1.大学化学实验绿色化的主要内容化学实验绿色化主要内容包括：（1）化学试剂绿色化。应选择无毒或毒性较小的试剂及利用可再生资源（如生物质作试剂）。（2）溶剂绿色化。应尽量选择水作溶剂，避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用，特别是卤代痊类溶剂的使用。（3）催化剂绿色化。应采用无毒无害无腐蚀性的物质作催化剂。（4）反应条件绿色化。应选择无有毒副产物生成或有毒副产物生成最小化的反应条件。（5）化学反应绿色化。应选择不\n产生“三废”的原子经济反应。（6）反应产物绿色化。反应的生成物（产物和副产物）应无毒无害，是环境友好产品。（7）剂量绿色化。化学反应所需试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验效果的前提下，要达到实验剂量最小化。（8）末端处理绿色化。对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理，确保污染最小化。即化学反应全过程绿色化。1.大学化学实验绿色化的途径3.1实验项目的选择本着从源头制止污染，而不是在末端治理污染的原则,尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的具有环保型的实验项目。在高校化学实验中，性质实验是别人已设计好的验证性实验，综合操作技能的要求不如制备实验要求高，化学实验过程中消耗化学试剂种类繁多，成本较高，每看完一个实验现象，就要弃去这批用过的试剂，其中不乏一些有毒、有害物质，这样不仅造成大量的浪费，而且对环境造成一定的污染，这与绿色办学理念相悖。因此提倡将性质实验进行压缩，选取具有代表性的、低毒的性质实验来锻炼学生的基本操作技能。选择与环境保护密切相关的实验，如硫酸铜提纯中产品的回收、水的总硬度的测定以及废旧电池的回收和利用等，让学生了解有害物质对人体和环境的危害,学习有害物质的鉴定、分离、提纯和回收利用等方法，这是培养学生环境保护意识和能力的重要手段。3.2分析方法的选择\n测定同一物质含量的方法常常有多种，可以选择使用无毒或低毒、污染小的试剂方法来进行同一目的的实验。3.3替代性试剂的寻找绿色化目标是将化学过程危害性降至最小。实验中要尽可能不用或少用危险化学品，如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蚀性的，特别是剧毒物质。要研究取代危险化学品特别是剧毒化学品的方法，尽可能地选择对人体和环境危害小的药品，做到低毒化。即使无危害物质也应尽可能减少使用，因为任何化学物质过多时都会污染环境。通过化学实验中用到的有毒、有害、易腐蚀药品，使人们明白这些药品对环境、对人类健康的影响，感觉到有毒有害物质在人们身旁，体会到保护环境就是保护人类自己。3.4密封仪器的使用用密封的成套仪器来完成有毒的化学实验，使仪器和药品循环使用，不存在污染毒害。3.5推广微型化学实验被誉为化学实验的革命的微型化学实验是近20年来发展很快的一种化学实验方法、新技术。它是在微型化的仪器装置中进行的化学实验，其试剂用量比相应的常规化学实验节省90%以上，是公认的以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理与技术。微型化学实验室是绿色化学的组成部分，它既能从源头上节约原材料和时间，减少污染，又具有安全、便捷、高效等优点，是化学实验教学改革中的一个重要方面。\n3.6引进微波、超声波技术微波作为一种新型能量形式，其促进化学反应速度可比传统的加热技术快数倍及至数千倍，具有反应条件温和、操作方便、时间短（节能）、产率髙、产品易纯化、减少用量或不用溶剂、加热时微波设备本身几乎不辐射能量，可避免环境高温，改进工作环境，对环境友好等优点。在化学实验中引入微波、超声波技术，如微波辅助提取、微波消化、微波灼烧、超声催化，不但能减少环境污染，节约能源，是实现化学实验绿色化的一个重要方法。3.7研究对基础化学实验废液的处理化学实验要产生大量的废弃物，如做完实验，把废液往水池中一倒，自来水一冲，不及时处理随意排放，久而久之不仅对环境造成污染，而且会淡化人们的环保意识，养成不良的习惯。废液绝不可以倒入下水道，应该设有废液缸,作统一回收处理。放弃有污染的传统化学实验，探索传统化学实验的绿色化改造，是化学实验工作的必然趋势。实现大学化学实验绿色化的途径还很多。总之，全面实现化学实验绿色化的道路还很漫长，这期间，不但需要对化学实验教学进行绿色化改革，更需要高校化学教育工作者对化学实验绿色化的方法进行深入的研究与探索，推动整个高等化学教育质量的提高。参考文献：\n[1]朱清时•绿色化学与可持续发展[J]•中国科学院院刊，1997(6):415-420.[2]杨志强，王莉贤等•绿色化学与有机化学实验[J].实验室研究与探索，2005,24(11)：84-86.(作者单位：牡丹江大学生物制药与食品工程学院)