高校化学实验室“绿色化学”教学与管理模式探讨

黄永平

（长沙学院 湖南·长沙 410000）

习近平提出像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境，是告诫人们保护环境是首位的，而化学绿色化是在源头采用预防污染的科学手段，因此它的过程和终端都可达到零排放，绿色化学又被人们称为“清洁化学”“环境友好化学”“环境无害化学”“可持续化学”，绿色化学是近十年才出现和发展起来的，世界上很多国家把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要定位之一。

1 实现化学实验室管理及教学模式“绿色化”的必要性

化学实验室管理及教学绿色化是二十一世纪形式所迫，学生是未来社会的生力军，是环境保护的传承人，培养他们强烈的环保意识及社会责任感可造福千秋万代。大学化学实验绿色化一直是国内外关注的实验教学研究课程之一，近年来，许多高校都在积极探索，取得了一定成效，以绿色化构建大学化学实验新体系，是针对我国高校实验教学中普遍存在的环境污染问题开展的研究，针对性高，科学、合理、系统、目标明确，体现环境保护和绿色化学的要求。绿色化学已经成为我国现阶段化学教育的重要组成部分，通过探讨和实践证明：通过对实验室实验教学及管理模式“绿色化”改革，可以实现实验过程绿色化和环境保护。

2 引起高校化学实验室污染环境的原因

2.1 化学实验室废弃物处置中存在污染问题

高校化学实验室每个学期都会产生大量的化学废弃物，这些污染物未严格按行业要求处理排放会对环境带来严重污染。不少高校由于实验教学经费投入不足，经费只能购买实验耗材，而处理实验废弃物的设备成本高且易老化，维修费、运营费用高，有时处于半营运状态。实验老师带着学生处理废弃物，有时达不到排放要求，将化学废弃物交由专业的危险废弃物企业处置，存在转移报批手续复杂、批复时间长、运输费用高等问题，因而对环境的防治显得力不从心。

2.2 化学实验室药品管理中存在污染问题

目前，大多高校已制定危险化学品及化学药品的管理条例和制度，但因其性质各异，成分复杂，很多管理制度比较落后，不能正确的指导危险化学品管理。有的高校因为实验室空间有限，危化品和一般化学品同处一室，有的高校化学药品各个分室自行管理，化学药品由教师自行购买，有的药品只有大包装，使得购买的化学试剂超量存放，用完的废试剂也没及时处理，甚至有些危化品被乱扔乱倒，造成严重的环境污染，同时也造成实验室资源浪费。

2.3 化学实验教学中存在污染问题

有的学校对环保认识不到位，只强调教学质量，在课堂上没有进行环保教育，没有强调哪些化学药品对环境有污染及污染的情况，没有强调此类化学品随意排放对人类带来的灾害，没有强调未规范化操作对自己及同学的危害，难免学生偷偷将实验废弃物直接排入下水道，固体废弃物忘记装入固体废物桶，直接倒入生活垃圾桶，气体废弃物直接用通风橱排入大气等随意排放化学废弃物的现象。

有的高校还一直沿用十几年前的实验教材，内容未更新，未跟上科学发展，对于实验中产生的污染提及不够，缺乏环保意识；有的实验项目对环境污染严重，不利于培养学生的环保意识，不利于社会发展。

3 实现高校化学实验室“绿色化”有效途径

高校化学实验室绿色化建设是可持续发展战略在化学实践教育领域的体现，是用化学技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的实验和产生。构建绿色化学实验室必须强化教师和学生的绿色化学意识。即从试剂到实验产物严格管控，杜绝实验污染，实现实验室“绿色化”。

3.1 化学废弃物“绿色化”管理有效措施

首先建立实验室化学废弃物的管理制度，设立“三废”贮物间，不同类废弃物分区存放，根据其化学性质选择合适的容器，且用不同标签加以标识，容器标签必须标明废弃物种类、贮存时间以便定期处理，每个实验分室对实验中产生的每种废弃物配置专用容器，并用标签标明成分，放置在离仪器和电源较远的地方，并划出区间，在区间墙上和地上画出警示标志。我院实验实训中心通过制定实验室废弃物收集、分类和贮存操作规程、实现对每个实验室实验废弃物分类收集指导。学期结束后各个分室管理员统一登记废弃物的名称、数量、院部统一搬至废弃物专用仓库，满一年送到专业的处理机构处理。

其次实验教师要求学生走进实验室准备仪器试剂时准备一个固体废物缸，一个液体废物缸，分别贴上标签；在讲解实验时明确告知学生实验过程中哪些步骤会产生哪些废弃物，应怎样收集。如：元素性质实验中重金属实验洗涤试管后的水必须收集，不仅实验废液需倒入废液缸，而且前三次用少量自来水洗涤试管也必须放入液体废液缸中。实验完成后告知学生应将实验的废弃物放入危险废弃物的哪个容器中，安排值日学生监督执行之。同时在实验室安装废水处理系统，以避免洗涤仪器的水污染环境，杜绝污染源。开展实验废弃物回收实验，药品尽量循环利用。

3.2 实验室化学药品“绿色化”管理

首先创建标准化、从头到脚的规范化管理制度，做到制度面前人人平等，严格按照化学品管理制度，展开相应的实验活动。在管理制度的建立中，制定化学品需要多少领取多少，做好领用记录的相关制度，制定现场监督管理制度。师生在使用前要网上预约登记，通过记录好领取信息，个人信息等方式，实现对化学品的合理管理。

其次在采购方面，管理员根据电子台账库存统一报计划、统一采购、统一贮存、统一领用，管理员定期检查清除过期及变质的化学药品，分类送往专门环保机构处理。

某学院根据对国家化学品管理要求，专设了100多平方米的化学品仓库，放置100多个PP试剂柜，显眼处贴上标签，根据化学品性能分区、分类储存，易制毒、易制爆化学品用特殊的试剂柜，双门双锁专人管理。进门处设置通信、报警装置，并保证处于适用状态。

3.3 高校实验室教学绿色化

3.3.1 改革实验教育方法，加强学生的环保意识

在学生做实验前上实验绪论课，首先对学生进行环境教育，使学生在思想上重视环境保护，从而在实验行为中引起注意；组织学生分批观看实验操作和安全知识录像或多媒体课件，使学生在实验中基本操作正确、熟练，减少不必要的浪费、减少环境污染。进入实验室第一天，老师结合实验中用到的有毒、有害、易腐蚀药品，使学生明白这些药品对环境、对人类健康的影响；在实验过程中，要求学生严格规范化操作，同时还向学生讲清正确操作的理由和违反操作对个人和环境的影响；实验结束时要求学生按保护环境的方式整理垃圾和打扫卫生；组织有兴趣的同学对一些有污染的实验产物做回收实验。

3.3.2 改革实验项目

化学实验要体现绿色化，必须改革以往的教学内容，妥善安排之，在保证学生基本的实验技能得以正常训练的前提下，去掉使用原料和反应条件中毒性大、对环境污染影响大的实验内容，选取低毒、代表性的实验锻炼学生的基本技能，将对环境污染较大的实验项目使用目前建设的虚拟实验平台帮助学生在电脑上进行部分实验的模拟实验；还可在网上观摩本实验的实操慕课或录像观察实验现象，并加深对实验原理的理解。如元素性质实验所用无机试剂种类多，成本高，其中不乏有一些有毒、有害物质，不仅造成浪费，而且对环境造成一定的污染，因此提倡性质实验进行压缩或计算机仿真，对有剧毒气体排放的实验坚决予以删除。

3.3.3 实验过程绿色化

应尽量选择无毒无害试剂的实验，尽量选择水作溶剂，避免有毒有害和挥发性溶剂使用；选用无毒无害的物质作催化剂，提高实验效果；选择有较高转化率的实验，提高试剂的利用度；尽量使反应具有较高的选择性，提高实验效果，减少污染：尽量使产物无毒无害。

3.3.4 推广小量—半微量实验

化学实验小量—半微量化是目前解决化学实验废气、废液、废物处理等和环境问题的理想途径之一。常规实验小量化是指在不改变实验方法、不改变操作技术、实验现象明显、效果显著的前提下进行。如元素性质实验有些实验用试管做的改成点滴板做，只需1-2滴就能很直观的观察到实验现象；无机和有机制备实验改用小型制备装置，试剂减半，效果也显著；分析化学实验50ml滴定管改成25ml滴定管，试剂取用量减半，既减少污染又节约了资源。

3.3.5 合并实验项目，开展串联实验

以往的化学实验课程通常把各个实验孤立起来，这样就会因为重复实验而加重对环境的污染。化学实验的串联可将多个实验或多步实验，按照它们的内在联系有机地串联起来，合理安排实验顺序，使前一个实验的产物成为下一个实验的原料，尽量减少中间环节的物料排放，这样可节约后续实验所用的原料药、缩短实验时间、减少实验重复操作的次数，同时也减少污染物的排放。无机化学实验制备出来的产品可以用于分析化学实验用，如：实验“硫酸亚铁铵的制备”，用废铁屑为原料制备硫酸亚铁和硫酸亚铁铵，将制得的产品硫酸亚铁铵用于“三草酸合铁酸钾的制备及组成测定”这一实验中。可以将沉淀反应实验与配合物性质实验进行组合，简化实验步骤，减少了试剂用量，使污染严重的重金属转化为配合物，减少了污染物的量。

4 结束语

化学教学及实验室绿色化是化学教育的重要组成部分，改革高校实验室管理模式，制定一系列管理制度，在制度下严格实行化学实验室“三废”收集，危化品专人专库管理，普通试剂统一管理办法，杜绝了化学实验室对环境污染的源头；改革实验教学模式和实验内容，在学生中开展环境保护教育，增强学生环境保护意识，学生在实验过程中分类收集废液、废固，开展回收实验有利于培养保学生护环境的自觉意识及综合素质提高。总之“绿色化学”理念贯穿化学实验管理和实验教学中，不仅能收到一定的经济效益和社会效益，而且能更新我们的化学理念，对增强全民环保意识有着重要的现实意义和深远的历史意义。