高校基础化学实验绿色化初探

山　东　化　工

ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ　　　　　　　　　　　　２０１９年第４８卷

高校基础化学实验绿色化初探

徐攀攀，许会艳

（河南农业大学应用科技学院，河南许昌　４６１１０１）

摘要：高校基础化学实验引起的环境污染日益引起人们的关注。在绿色化学思想的指导下，从加强绿色化教育、改革实验教学内容、开

展串联、微型化实验及合理处理实验室废弃物等方面初步探讨了实现高校基础化学绿色化实验教学的途径与方法。关键词：绿色化；基础化学实验；污染；实验废物中图分类号：Ｇ６４２．４２３　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）１５－０２１８－０２

ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅＧｒｅｅｎｉｎｇｏｆＢａｓｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎＣｏｌｌｅｇｅｓ

ＸｕＰａｎｐａｎ，ＸｕＨｕｉｙａｎ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｕｃｈａｎｇ　４６１１０１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｂａｓｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｃｏｌｌｅｇｅｓｗａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｇｕｉｄａｎｃｅｏｆｔｈｅｇｒｅｅｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｄｅａ，ｔｈｅｗａｙｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｇｒｅｅｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｉｎｃｏｌｌｅｇｅｓｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓ：ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｇｒｅｅｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｄｕｃａｔｉｏｎ，ｒｅｆｏｒｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｃｏｎｔｅｎｔ，ｃａｒｒｙｏｕｔｔａｎｄｅｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｍｉｃｒｏ－ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｄｅａｌｗｉｔｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙｗａｓｔｅｓｒｅａｓｏｎａｂｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｅｅｎｉｚａｔｉｏｎ；ｂａｓｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｔｅｓ它的发展对提高人类　　化学是自然科学中的一门基础学科，生活质量做出了巨大的贡献，已被公认为是２１世纪的中心科学。而化学是一门以实验为基础的学科，在实验过程中产生的各种废弃物以及大量化学品自身的毒性，对人类的生态环境造成了日益严重的污染和破坏。“绿色化学”即环境友好化学，自上世纪９０年代被首次提出来后，日益得到了世界各国的积极响应。它主张在合成过程中，从原料的选择、合成方法的确定、制备过程的操作以及最终得到的化学品都不对环境或尽可能

１］

少地对环境造成污染，实现零排放和零污染［。高校的化学实验室每天都在进行着各种各样的实验，特别是基础化学实验，造成的污染不容忽视。如何减少和治理化学实验污染，实现高校基础化学实验的绿色化，践行可持续发展观，具有重要的意义。本文以基础化学实验教学为例，分析了化学实验室污染的现状，探讨了实现绿色化实验教学的途径，降低化学污染，实现高校化学实验室的绿色化。

关于绿色化学方面的讲座，使高校的教师和学生在与专家的学习交流过程中提高环保意识，树立可持续发展观。再者，作为教师应该首先树立绿色化学思想，在授课和实验过程中践行绿色化理念，使学生不断受到熏陶，提高学生的绿色环保意识。学校可以开设一些绿色化学相关的课程，使学生通过学习更深入的

ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）、重复使了解绿色化学，培养学生用绿色化学的“减量（

用（ｒｅｕｓｅ）、拒用（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）、回收（ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ）、再生（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）５Ｒ原则”的思维方式来设计实验和使用化学品，从源头上阻止

［２］

污染，实现基础化学实验的绿色化。对于学生，除了加强绿色化学习之外，每学期开课前都要对学生进行安全教育和环保教育，引导、培养学生树立良好的实验习惯。从思想上提高绿色化学意识的同时，更要在行动中践行节约、环保的绿色化学理念，使高校的化学实验趋于绿色化。

２．２　改革实验教学内容

我校基础化学实验涉及的专业广，每学期开设的实验项目多，所需要的化学药品试剂量大，实验得到的废弃物五花八门，毒性大，污染性强。针对这种情况，根据高校化学实验大纲要求，在保证教学目标能够顺利完成的前提下，教师要整合实验教学内容，精选实验项目，优先选择低毒、低能耗、用量小、污染小的实验项目，更换或减少产物毒性强、污染性大的实验，并改用一些毒性小、无污染的实验代替，增加一些绿色环保、安全的实验项目。同时教师在设计实验时要充分考虑整个实验过程中试剂、产物的毒性和危害性，改进反应途径或者工艺路线，减少有毒有害试剂的使用和产物的生成，实现基础化学实验的绿色化。这样既达到了锻炼学生动手操作能力的目的，又减少了实验室的污染。再者，教师要与时俱进，加强专业理论知识学习，积极靠拢科研前沿，借鉴吸收先进的科研成果，不断创新实验方式，改进实验仪器，设计一些更加绿色环保的实验项目，最终实现高校化学实验的绿色化。

１　化学实验室污染现状分析

基础化学实验涉及化工、农业、环境、生物、医药、食品、园艺等相关专业，内容覆盖范围广，实验所需试剂量大。同时，随着近年来高校的扩招，参加基础化学实验的人数也随之增多，实验所产生的污染物也迅速增长，几乎每个实验室都成了一个不可忽视的小型环境污染源。因此，实现高校基础化学实验的绿色化，降低环境污染，提高学生的环保意识和可持续发展意识，具有重要的意义。

２　实现基础化学实验绿色化的方法２．１　加强绿色化教育

许多教师绿色环保意识不强，在实验教学中只满足于教学任务的完成，忽略或者很少考虑实验过程中产生的污染物对环境的影响。其次，学生在实验过程中缺乏环保意识。很多学生动手操作能力差，加之没有提前预习实验课，在实验过程中手忙脚乱，实验失败又过量的消耗化学药品或试剂，随意抛洒药品，甚至将未处理的废液随意倾倒入下水道等等，造成了化学试剂的浪费和实验室的污染。

针对这种情况，要从思想认识上提高师生的环保意识，宣传绿色化学。首先，要加大绿色化实验理念的宣传，可以利用校园网、校园广播、宣传栏等方式。其次，可以请一些专家教授，开展

２．３　开展串联、微型化实验

传统的化学实验是从教学目标出发设置实验，各个实验孤

立存在，往往因实验重复而过量消耗试剂，实验产物之间利用率低，废弃物增多，进而在一定程度上增加了对环境的污染。串联实验是提高试剂利用率的一种有效手段。实验老师要整合一学期的实验课程项目，通过合理的安排实验顺序，尽可能

　　收稿日期：２０１９－０５－０５

作者简介：徐攀攀（１９８６—），女，河南郑州人，河南农业大学助理实验师，获硕士学位。

　第１５期徐攀攀，等：高校基础化学实验绿色化初探

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使上一个实验的产物变为下一个实验项目的原料，达到实验

药品－产物”的循环模式，开展串联循环实验，这样在“产物－

一定程度上能够避免因为重复实验而造成的对环境的污染。比如，苯甲酸的熔沸点测定和苯甲酸重结晶实验串联，重结晶实验中得到的苯甲酸纯品可以用于“物质的熔沸点”测定；乙二胺四乙酸标准溶液的配制与标定和水中钙镁含量的测定实验进行串联，在这个过程中，可以将配制与标定过的乙二胺四乙酸标准溶液作为测定钙镁含量的试剂，这样既提高了化学试剂的利用率，又降低了化学污染的排放。

其次，要开展微型剂量化实验。在不影响实验效果的前提下，减少化学试剂的用量是降低化学实验室污染的一种有效方法。与一般性的常量化学实验相比，微型实验具有试剂量小、

［３］

快速、便捷、安全、污染小等优点。一些基础性的化学实验，可以采用剂量化的微型实验，这样既能有效减少实验污染，缩短实验时间，又能在一定程度上降低实验成本。比如，无机实验中的酸碱平衡及沉淀溶解平衡实验，可以采用点滴板代替传统的试管、烧杯等，在减少试剂用量降低有害试剂排放的同时，还可以节约实验材料。微型实验既能节约原料，又能减少对环境的污染，是现代科学化学研究的需要。其次，对于一些毒性比较大，污染性强，不易操作的实验，可以利用多媒体教学辅助手段进行模拟仿真，这样既可以让学生了解实验方法，又能够

［４］

避免有毒试剂对环境的危害。

时要遵循分类处理的原则。对于常见的废气，可以经过吸收、

［５］

氧化、中和等方法处理后排放；对于废液，应该分类存放于指定的废液桶中，标记并妥善保存，期末集中处理。对于常见的废液，可以利用中和、化学沉淀、氧化还原、萃取等手段进行处［６］理，比如对常见的稀酸和稀碱废液，让学生分别倒入指定的废液桶中，实验后将两种液体进行中和反应，并将废液ｐＨ调节

８后再排放至下水道。对于含有重金属离子的废液，一至６－

般可以利用离子自身的性质将其转化为沉淀等形式进行分离。对于有机废物，在确保不影响实验的前提下，尽量回收溶剂，重复循环使用，如不能重复使用，应将有机废物分类收集于指定的废液桶中，期末集中处理。

３　结语

在高校推行绿色化学理念，有助于提高学生的节约、环保意识，践行可持续发展观，保护我们赖以生存的环境。因此，高校要加快推进基础化学实验绿色化改革与实践的步伐，探索新的绿色化实验教学的途径与方法。

参考文献

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［Ｊ］．实验室科学，２００７（３）：１５６－１５７．［２］卜晓莉．基础化学实验的绿色化改革初探［Ｊ］．广州化工，

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科学版），２００２（２）：６８．［４］张　勃．高校基础化学实验绿色化教学与实践探索［Ｊ］．新

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［Ｊ］．河南教育学院学报（自然科学版），２００６，１５（３）：６５－６６．［６］贾金亮，朱　丽．浅谈高校基础化学实验的绿色化［Ｊ］．广州

化工，２０１１，３８（８）：１７７．（本文文献格式：徐攀攀，许会艳．高校基础化学实验绿色化初探［Ｊ］．山东化工，２０１９，４８（１５）：２１８－２１９．）

２．４　科学合理地处理实验室的三废

化学实验中不可避免的要产生各种废弃物，科学合理地处

理好实验室的三废就显得尤为重要。学生要从思想上提高环保意识，更要在行动上践行绿色化学的理念。课前要做好实验预习准备工作，利用绿色化学的思维理念引导学生查阅实验要用到的试剂、药品的物理化学性质，预判可能的实验结果以及实验过程中产生的有害物质，在满足实验的前提下尽量做到试剂用量的最小化和废物量的最小化，避免实验过程的盲目，这样既能提高学生查阅资料、处理问题的能力，还能避免试剂的浪费，降低实验的污染。对于实验产生的废弃物，应引导学生利用之前学过的知识或者查阅相关的资料进行妥善处理，处理（上接第２１７页）

用实验强化学生操作技能，以综合实验升华学生设计能力。在帮助学生理解、掌握及运用知识和技能的同时，着重学生技术实现和技术重现能力的培养。并通过技能大赛激励和示范作用进一步提升“线下”课堂教学的实际效果，解决理论的理解和技能的掌握以及理论在实践中的运用。

檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯了应该遵循“线下”教学为主、“线上”教学为辅的教学思路，这就需要教师在教学过程中更加注重“线下”课堂教学中对多个知识点的总结贯通，深化学生对知识点的总体认识和应用，让学生边学习、边实践、边总结、边改进，不断完善。同时，但随着社会的变化，学生对待学习的态度、兴趣都会随时变化，且当下信息的更新速度也很快，因此，教学资源的不断更新、“投其所好”才能保证较好的教学效果。

３．５　“线上”和“线下”融合教学实施后的教学效果

通过这样融合教学的方式来课程设计，我们将制作并整合

的仪器分析课程学习资源应用到１５、１６、１７级工业分析技术和药品生产技术专业的课程教学中去，根据药品生产技术和工业

５个教学模块中２４分析技术专业特点及岗位需要，进行了４～

微视频和仿真软件由于其良好～３０个项目的学习。其中微课、

的可视性、丰富的信息内容以及逼真的环境界面受到了学生的欢迎，充分发挥学生的主体地位，同时，“线下”课堂教学内容与“线上”资源和实际生活关联性较强，学生也容易理解和掌握；在理解的基础上进行实验，学生对实验的掌握情况以及问题的分析能力均有所提高。

“线上”教学培养出了学生的学习能力及学习信心，“线下”课堂教学也培养出了学生技术实现和技术重现能力；在这种教师主导下的知识传递与以学生为主体的自主探究学习相结合的“线上”和“线下”融合教学中体现了知识的由浅入深、举一反三，技能的真正掌握、灵活运用。

参考文献

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４　存在的问题及及未来构想

在“线上”和“线下”融合教学过程中，高职学生的特点决定