绿色化学理念在高校化学实验教学中的应用*

斯琴高娃，赵英豪，毛应明

(江苏海洋大学环境与化学工程学院，江苏 连云港 222005)

绿色化学理念最早由美国颁布的污染防治法案中提出，目的是采用最少的资源和能源消耗，产生最小的污染物排放，其核心是“5R”原则(Reduction，Reuse，Recycling，Regenerationand，Rejection)[1]。20世纪末期，该理念逐渐进入中国并被广泛认可。而化学实验教学是高校化学化工类大学生必修课程，对于青年大学生基本实验技能培养，动手操作能力提升和化学基础知识内化有着重要的实践价值。但是在实验过程中，有时会产生污染环境的有害物质，不仅影响空气质量，降解处理也会导致实验试剂浪费、实验事故多发等不良后果。因此在化学实验教学中普及并深入应用绿色化学理念尤为重要。

1 目前高校无机与分析化学实验的现状

1.1 绿色化学理念并未深入师生人心

虽然绿色化学理念早在上个世纪末期就已经传入国内，部分高校化学化工类专业中也进行了大力宣传，但是在有些化学化工类实验中并未引起足够多的重视。在习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”的理念之后，绿色化学的理念才渐渐得到一定程度的重视，可惜的是，高校化学化工类专业仍然十分缺乏对绿色化学理念的理解，也缺乏对师生进行绿色化学理念的宣传教育培训，所以该理念更多是停留在口头上或者纸面上，并未得到师生们的普遍认可。

1.2 绿色化学理念并未充分体现在实验教学全部环节

高校化学化工类学生并未广泛开设绿色化学课程，缺乏专门的绿色化学教材，缺乏贯彻落实绿色化学理念的具体实施方案，也未在专业人才培养方案和实验课的教学大纲中真正体现。在实验开展环节的方案制定、原料选择、催化剂和溶剂使用、废料处理、结果分析等各个环节中也没有真正贯彻绿色化学的理念。

1.3 绿色化学理念并未真正运用在实验结果考核中

实验教学环节结束后，还要开展对实验结果的评估和评价，这对学生的实验实践创新学习和动手操作能力的提高有着非常重要的参考意义和激励价值，但是在这个考核评价过程中，更重要的是对实验结果真实性、准确性和可靠性的评价，缺乏用绿色化学理念来评判实验结果的优劣。这对学生绿色环保理念的养成和精益求精品格的塑造都十分不利。

2 目前高校化学化工类实验中植入绿色化学理念的必要性

2.1 相应国家政策号召的需要

2015年，习近平总书记在主持起草“十三五”规划建议时，创造性地提出了创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，并将其写入“十三五”规划建议之中。习近平总书记也在多个场合强调“绿水青山就是金山银山”和“厉行节约，反对浪费”。绿色化学理念就是“绿水青山就是金山银山”思想在化学化工领域的深度体现，因此，高校化学化工类实验教学和操作中也必须要贯彻落实绿色发展的理念，培养绿色化学思维，遵循绿色化学的原则。

2.2 保障化学化工类实验安全的需要

近年来，高校化学化工类实验室安全事故时有发生，部分原因是管理不善、操作不当、化学原材料或者试剂、催化剂、溶剂等管理不规范，导致实验管理或者试验开展过程中产生了有毒、有害、污染环境的不良反应，从而产生安全隐患，甚至发生不可逆的安全事故。因此，有必要在绿色化学理念指导下，引入绿色、安全、健康、环保的管理思想，把化学化工类实验的危害和危险降到最低。

2.3 提高化学化工类实验效率的需要

传统化学化工类实验主要是以实验结果为导向，功利化比较严重，不太注重实验过程中的有毒有害物质的排放、周边环境的污染、实验用品的浪费和试验投入与产出的比例，这也导致了实验授课效率的低下。相比起实验过程中实验用品的过度使用和浪费，更为严重的是实验中产生的废气、废水、废渣对周围环境的污染，虽然个人没有太多损失，但是给国家和社会治理环境污染带来了更多的负担，如果这部分成本计入实验的话，实验的效率会大大折扣。所以，要提高化学化工类实验的效率，建立并完善资源节约型、环境友好型的化学化工类实验操作规程，就必须引入绿色化学的理念。

3 高校化学化工类实验绿色化改革的实现路径

3.1 在全体师生中普及绿色化学的教学理念

部分化学化工类教师从教多年，其化学思维还停留在多年以前，早已经形成固定的实验教学思维定式，而且因为教师不具备绿色化学的思维和理念，其在实验教学和具体实验操作过程中也很难主动向学生传授绿色化学的理念，这就导致化学化工类师生在教与学的过程中都无法实现绿色化的教学改革。因此，需要定期在高校化学化工类师生之中开展绿色化学理念和方法的教育培训，让广大师生逐渐内化绿色化学理念，掌握绿色化学方法，形成绿色化学思维。有条件的高校化学化工类专业可以探索开设绿色化学的专业课程，同时定期组织实验教学和实验管理人员和参加实验的大学生开展绿色安全能力知识测试，测试中普遍设置反映绿色化学理念的的测试题目，让绿色化学的理念成为化学化工类师生的必须课。

3.2 在实验教学中遵循绿色化学的操作要求

绿色化学理念要求在化学化工类实验教学和操作全程中都要坚持绿色环保理念，减少甚至消除实验对环境的污染和破坏。因此，在化学化工类专业人才培养方案、教学大纲、教案和讲稿中要深度融入绿色环保、安全无污染的理念，在实验方案制定、实验材料准备、试验方法确定、实验溶剂、试剂、催化剂的选用、实验废弃物的处置、实验结果分析等各个环节中贯彻绿色化学观念、遵循绿色化学原则，验收绿色化学操作要求和规程，真正把绿色、环保、可持续、再循环理念贯穿到化学化工实验教学和实际操作的全过程。

3.3 在实验室管理中推进绿色化学的制度建设

实验室的建设、改造和日常管理都是实验教学和试验操作的重要辅助，事关化学化工类试验教学的顺利开展和成效，因此也应当树立绿色化学的理念，制定并完善绿色化学相关的制度机制。一是要在实验室建设和改造中贯彻落实绿色化学理念，实验室内的排风系统、给排水管道、冲洗装置、报警系统、消防装置、安全通道等设施要采用绿色环保材料，并且要定时检查、及时更换[2-3]。二是要健全和完善实验室绿色、环保、安全的日常管理制度，包括实验操作须知、操作流程、实验仪器和器材使用说明、特别是有毒有害化学危险品的保管、领取、使用记录、回收和登记办法，确保实验室日常管理的绿色化和安全性。三是要做好实验室人员的绿色化学教育培训，让管理实验室、进出实验室的师生熟知并严格遵守实验室日常管理制度，确保责任到人。

3.4 在实验模式上推广微型化学化工实验

微型实验就是在微型化的实验仪器和装置中进行的化学化工类实验，具有实验成本低、反应时间短、操作安全及绿色环保等优势，是目前国际上公认最能体现绿色化学理念的一种新型实验方法[4-5]。目前我国许多高校均已开展微型实验的相关研究和实践，它很好地贯彻了绿色化学的理念，实现了绿色、环保、安全、可持续的目标。其具体的优点有，第一，实验空间小、花费少、用时少、可操作性强。微型化学化工实验中，不需要大型的实验室空间和实验仪器，各种实验原料、试剂、催化剂的使用大大减少，实验的时长也相应缩短。第二，产生的有毒有害物质更少，对环境的破坏更小，充分体现绿色环保理念。微型化学化工实验中的各种原料、试剂用量的大量减少必然会产生更少的废水、废气、废渣等有毒有害物质，减少了实验对环境的破坏，真正把绿色环保的理念落到了实处。三是安全性大大提高。微型化学化工实验中的易燃、易爆、易腐蚀、易放射材料的用量均会大幅度减少，实验过程更易控制，实验的安全性也会显著提高。

4 结 语

作为一种绿色、环保、安全、可持续的发展理念，绿色化学是高校化学化工类专业实验教学的重要依据和手段，应当成为高校化学化工类专业师生的必备理念，应当贯穿于化学化工实验教学和实际实验操作的全过程，应当成为实验室建设、改造和日常管理制度的理论依据，高校化学化工类专业实验教学的绿色化改革必将成为一种势不可挡的发展趋势。