高校化学实验绿色化研究

石岩

摘要：高校的基础化学涵盖了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等学科，基础化学实验是化工、化学、生物、医药、食品等相关专业的基础课。实验涉及学科专业门类多，实验内容覆盖面广，实验所需试剂量大，由此产生的"三废"如果没有科学合理地处理，将会造成许多负面影响，因此，加强基础化学绿色化研究，将绿色化理念融入基础化学实验的各个环节，具有非常重要的现实意义。

关键词：化学实验 环境 绿色

1.绿色化学实验的含义

绿色化学是化学界尤其是化学教育领域在社会发展下的一种新理念。它是应用现代化学的原理和方法，来减少或消除化学产品在设计、生产和应用中有毒有害物质的使用与产生，在始端实现污染预防的科学手段，是最理想的防止污染的方法。其根本目的是以节约资源和防止污染的观点重新审视和改革化学，从而使我们对环境的治理从治标到治本。绿色化学实验就是在绿色化学的思想指导下，用预防化学污染的新思想、新方法和新技术，对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法，是指在化学实验中选用安全、无害的化学试剂，尽量减少试剂的用量来获取所需要的信息，并使实验产物绿色化。其目标和任务是主动减少和消除化学实验的化学污染。作为从事基础化学实验教学的教师，无论从环境可持续发展的角度还是从教书育人的角度，都必须正确认识绿色化学和绿色化学实验，将绿色化学理念融入到教学中，引领和教育学生，实现实验教学的绿色化，以适应人才培养和社会发展的需要。

2.化学实验的绿化操作

2.1化学实验废液种类及处理

化学实验废液可分为以下几类：1含酸废液；2含碱废液；3含铬化合物的废液；4含银化合物的废液；5含汞、锌、铜、铅、锰等重金属化合物的废液；6含砷化合物的废液；7含氰化物的废液。

2.2 废液处理的方法

（1）中和法含稀酸和稀碱的废液相互中和，溶液pH达到6～8后排放。

（2）硫酸亚铁法含铬化合物的废液可在酸性条件下，用FeSO4将含Cr（VI）废液还原成Cr（Ⅲ），然后加人碱液，使其生成Cr（OH）3沉淀，静置后分离，调节溶液pH为6～8后排放，少量废渣可埋于地下。

（3）含银化合物废液可采用硫化纳沉淀法处理。

（4）碱性沉淀法含有汞、锌、铜、铅、锰等重金属化合物的废液，在碱性条件（pH=8～10）下，可将重金属离子转化为氢氧化物或碳酸盐沉淀后分离，将溶液调节pH为6～8后排放，少量废渣可埋于地下。

（5）硫化物沉淀法在酸性（pH=3～4）条件下，加入Na2S，使废液中的砷转化为AS2S3沉淀，静置分离后，将溶液调节pH为6～8后排放，少量废渣可埋于地下。

（6）氧化还原法将含氰化物的废液先加入混合碱液，使废液中的金属离子转化为氢氧化物沉淀后分离，然后调节溶液pH为6～8，加人过量NaCIO溶液或漂白粉使CN一氧化分解后排放。

3.化学实验室的绿化管理

3.1 建设绿色实验室

绿色化学实验室就是以绿色化学理论为指导，对环境无显著毒性和副作用的实验室。绿色化学实验室要有良好的室内环境，实验室布局要做到规范、科学、安全，保持实验室内清洁卫生。在选择实验室台面、通风排气设备、污水收集及循环利用、废渣废物处理设施建设中，要将环保作为重要考虑因素之一。要培养学生对环境、对实验室高度负责的主人翁精神，增强环境保护意识和法律意识，操作规范，节约药品，注意循环使用和回收利用，尽量减少实验室污染物的排放和堆积，科学处理废弃物和污染物，努力建立一个环境友好型实验室。

3.2 妥善处理基础化学实验产生的“三废”

在基础化学实验的准备及教学过程中将会产生“废气、废水、废渣”，要做到随时收集、集中处理和充分回收利用。实验教师在实验教学过程中要严格遵守实验室规则，将废物倒入指定容器，实验室管理人员要做好监督和处理。通常可以采用以下处理方法，废气： 一般气体可直接排放，对于有毒有害及腐蚀性气体，应采用吸收中和或转化等方法集中处理。例如：有机化学实验中使用大量的易燃、易挥发、有毒的有机溶剂卤代烃、苯等，可以通过活性炭吸附塔处理后排放。活性炭吸附塔是一种高效率经济实用型有机废气的净化与治理装置； 是一种废气过滤吸附异味的环保设备产品。它采用自动化控制运转设计，操作简易、安全。具有吸附效率高、适用面广、维护方便，能同时处理多种混合废气等优点。适宜用作化学实验室排风，从绿色环保的角度看，非常具有操作性和推广意义。该装置目前已被中山大学和广州中医大学等高校应用于实验室排风。废液： 酸碱溶液在稀释后相互中和再排放，含酚、铬等有毒、致癌液体要经过处理方可排出。对于有机废液要进行回收、转化、燃烧等处理。废渣： 对于无毒物，放入指定的地点，有毒物应积累后以固化形式深埋地下指定地点或送规定部门统一处理。要认真研究实验产物的利用空间，充分利用实验产物，既减少环境污染，又节省实验经费。

3.3 利用多媒体进行模拟仿真

计算机模拟化学实验是多媒体仿真在化学实验教学中的具体应用，是一种化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”的特殊实验方式，对部分有剧毒、易爆、危险性大、易产生严重后果的错误操作，或是由于设备复杂（投资大）、反应周期长和操作条件苛刻、常规实验无法开展，但又是很重要的实验，运用计算机多媒体课件辅助教学，以生动有趣的多媒体形式表现出来，不仅排除了这类实验对环境的污染和对人的危害，还可以达到激趣、诱思、循理之目的。

参考文献：

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