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引言
在二十一世纪,如何有效预防环境污染,确保生态环境持久平衡发展,是人类面临的重大难题,生态环境的破坏已经达到了难以恢复的程度。针对我国当前国情,应当适当放慢经济增长速度,将环境治理作为国家政府工作的重点。绿色化学是一门新型的化学种类,对污染物的处理基本实现了零排放,零污染,实现了废物的最少排放。就目前形式来看,绿色化学技术有着十分广阔的发展前景,国家政府需要加大研究力度,将绿色化学技术在全社会范围内广泛推广开来。
1 绿色化学技术简介
绿色化学是指在设计研究过程中没有或者只有尽可能小的环境负作用的、且在技术上、经济上具有着很强可行性的化学品或者化学过程的学科,通俗具体地讲,绿色化学就是利用化学的技术方法来减少消灭那些对人类健康、环境安全和生态过程有害的产物。所以绿色化学又叫做环境无害化学、清洁化学或环境友好化学。绿色化学是实现污染预防的基本和重要的科学手段,包括合成、催化、分析等许多化学领域的内容。绿色化学的主要目标是实现有毒有害物质的零产生,零使用,是一门能够在源头上阻止污染的化学门类。
2 绿色化学技术的种类
总的概括,绿色化学技术主要包括以下几种类型:
(1)生物技术。生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程,其最大特点在于能充分利用生物质资源,节约能源,实现清洁生产,并且实现一般化工技术难以实现的化工过程。
(2)膜技术。膜技术通常包括膜分离技术和膜催化技术。膜分离技术包含微滤、超滤、渗析、电渗析、纳滤和反渗透、渗透蒸发、液膜等。膜分离技术具有成本低、能耗少、效率高、无污染、可回收有用物质等优点;膜催化反应可以“超平衡”地进行,提高反应的选择性和原料的转化率,节省资源,减少污染。
(3)催化技术。催化剂是化学工艺的基础,是使许多化学反应实现工业应用的关键,酶的催化效率通常比无机化学催化剂高成百上千被,酶催化反应温和,控制比较容易,且环境污染小。
(4)高级氧化技术。高级氧化技术主要包括紫外线法、H2O2/Fe2+法、O3/H2O2法等,将有机污染物进行氧化分解,完全转化为水和二氧化碳。
(5)超声波降解技术。超声波使液相分子瞬间爆炸,产生强大的冲击力,使所有的有机物在空化气泡内发生化学键断裂、高温分解或自由基反应而使废水中的有机污染物降解。
(6)等离子体技术。等离子体由最清洁的高能粒子组成,不会造成环境污染,对生态系统无不良影响,加上等离子体反应迅速,反应完全,使原料的转化率大大提高。
(7)微波技术。微波技术能够大大加快化学反应速率,缩短反应时间,而且操作简单方便,产率很高。
3 绿色化学技术的特点
绿色化学技术的特点主要表现在以下几个方面:
(1)绿色化学技术从源头上有效防止了污染,最大限度的减少了污染的排放,甚至实现了零排放,采用的是无毒无害的原材料。
(2)绿色化学技术需要在无毒、安全无害的反应条件下进行化学反应,对反应条件的要求比较高。
(3)绿色化学反应所产生的物质对于自然环境是无污染的,能够有效地提高资源能源的循环利用效率。
4 绿色化学技术在环境污染治理中的应用
4.1 绿色化学技术在大气污染治理中的应用
大气中的SO2 主要来自煤中含硫物经燃烧产生的产物,绿色化的煤炭生物脱硫技术是今后脱硫技术的发展方向。常用煤炭生物脱硫方法有生物浸出法、表面处理浮选法和微生物絮凝法等。将煤炭生物技术与非生物乳化技术相结合,提出煤炭脱硫的生物非生物综合新技术,可缩短脱硫时间。在微生物菌种方面在基础研究方面,一方面在采用驯化传统菌种,另一方面还积极研究利用遗传学技术,对脱硫微生物进行改良。
4.2 绿色化学技术在固体废弃物污染治理中的应用
当前我国城市固体垃圾的处理主要是以无害化填埋和焚烧的方式来进行,无害化填埋对于土地资源来说是一个十分巨大的浪费,而且会严重污染土壤环境,而焚烧则会产生大量的有害气体,如果不能处理好,将会造成对环境的二次污染。当前通过采用固体废弃物电力气化技术,能够有效解决固体废弃物污染问题,而且运行成本较低,能够节约大量的资金,还能够实现循环利用。
针对白色污染问题,通过燃烧等方法的处理会造成对空气环境的污染,将绿色化学技术应用到塑料生产过程中,改善塑料结构,实现可降解生物塑料的生产是未来发展趋势。
4.3 绿色化学技术在水污染治理中的应用
工业污水和城市生活污水是最重要的水环境污染源之一,利用绿色化学理念,实现对污水的零排处理,是未来的发展趋势,当前我国自主研发的热水锅炉零排污技术在对污水处理的过程中有效地避免了可再生废盐水、煮炉水、冲洗水等废水的排放,实现了废水处理零排放。在对化学实验废液进行处理时,利用绿色化学技术,能够对废液进行有效中和,产生易处理、无污染的生成物,有效地减少了对环境的污染。农业生产中农药化肥对于自然水体的污染也十分地严重,通过采用新型的绿色农药,比如生物农药、光活化农药、现代化学农药等,在保证使用效果的前提下能够有效地减少环境污染,改善当前农业生产环境。
5 结束语
针对当前我国环境污染日益严重的状况,需要采取必要的治理措施,来改善自然环境,绿色化学技术以其独特的优势,在未来环境污染治理中会有很广阔的发展前景。
参考文献:
[1]李春喜,王京刚,王子镐,魏晖,张朝军;超声波技术在污水处理中的应用与研究进展[J].环境污染治理技术与设备,2001(02).
[2]颜海波,孙兴富.电解和臭氧技术在染料废水处理中的实践[J].环境科学与管理,2006(07)
关键词:化学实验室;环境污染;防治措施
中图分类号:X506 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)052-155-02
1 化学实验室对环境的污染
1.1 按污染性质分
1.1.1 化学成分污染
有机物污染和无机物污染是化学污染的两种主要污染形式。有机样品污染和有机试剂污染是有机物污染的主要来源。不直接参与反应的只起到溶剂作用的有机试剂一般都会排放到附近的环境中,但是排放的量也和试剂的消耗量差不多。常年累计下,排放量就会越积越多。有机样品污染中有很多是有毒的有机样品,如农药、亚硝胺、黄曲霉毒素等。无机物污染有重金属污染、强酸强碱污染等。其中还有一些污染不仅毒性强而且在人体中积蓄性也很强,比如汞、砷、铅、镉、铬等重金属。
1.1.2 生物性的污染
生物废弃物污染和生物细菌霉素的污染是生物性污染的两种主要污染形式。检验实验室的标本和检验用品都是生物的废物,比如血、粪便、痰、尿等这些就属于检验实验室的标本,而那些细菌培养基和实验器材等就属于检验用品。很多高浓度的微生物培养基和培养液等有毒的物质都是从生物实验室中产生的。
假如这些有害物质没有经过灭菌处理直接外排,其后果可想而知。这种生物废弃物对环境的污染也是非常严重的,因为很多的生物废弃物是无法分解的。如果是实验室的相关措施没有做好的话,不仅会对环境产生很大的污染,对于实验室中的工作人员的健康也是有很大的危害和隐患的。
1.1.3 放射性的污染
放射性标记物和放射性标准溶液等都属于放射性物质废弃物。
1.2 按污染物形态分
1.2.1 废水
剩余的样品,剩余的样品分析液体,过了保质期的洗液和储藏液等都是实验室产出的废水。一般情况下,这些实验室的废水几乎每个实验室都会经常产出。废水之所以污染严重,主要是因其含有重金属、很多有害的物质以及难以溶解的物质等。
1.2.2 废气
做实验的时候会有很多气体从试剂和样品中产出,这就是实验室的废气。通常情况下,做实验的时候,如果产出的气体是有毒的,那么为了保护分析人员的健康都会在封闭的橱窗内进行。但是这样做的话,对环境的影响就非常大了。实验室产出的废气有甲醛、笨以及有机的溶剂等。
1.2.3 固体废物
剩余的样品、分析后的产物等都是实验室产出的固体废物。还有残留或者失效的化学试剂等。这些固体废物的成分非常复杂,生物污染物、化学污染物、特别是有些失效的化学试剂,一旦处理不妥当的话,对环境的污染是非常严重的。
2 防治措施
2.1 强化化学实验室对环境污染的防治意识
化学实验室环境污染的相关部门,一定要相互协调和配合,全面加强对实验室环境污染的重要性,不管遇到任何困难和问题都不要回避,要想尽一切办法去解决化学实验室对环境污染的问题。这就需要充分了解化学实验室的特点和难点,从而因地制宜,对症下药,并且发动一切可以发动的力量,认真分析化学实验室的特点和难点,提出可行性办法和规范,并且做出相应的考核标准,让有关部分充分的认识到化学实验室最环境污染的严重问题并强化实验室对环境污染的防范意识,从而更好的解决化学实验室对环境污染的问题。
2.2 建立化学实验室管理制度
对于实验室而言,要有合理规范的管理制度,并严格要求每一个分析人员,这样才能确保实验室产生出来的废水、废气、固体废物不会直接流向周边环境。建立起严格的规章制度会对每一个分析人员和工作人员起到制约的作用。为了更好的执行下去,可以把制度挂在墙上,让工作人员和分析人员牢记在心里。这样长期下去,会让工作人员和分析人员养成一个特别好的习惯,就会尽量减少实验室对环境的污染。
2.3 全面做好化学实验室的清洁工作
全面做好化学实验室的清洁工作,就需要全面做好清洁分析和清洁的操作,要时刻保持实验室的卫生,并且要求在规定的时间里做好清洁的打扫,并且要做好实验室废水、废气、固体废物的分类放置和处理。
2.4 减少化学实验室对环境的排放量的方法
对化学实验室的排放量做出重要的分析,以便减少化学实验室对环境的污染量。比如:COD分析如果采用快速烘箱法,污染要少得多,效率却没有降低。一般来说,采用传感器、色谱仪等现代仪器分析要比化学法污染更少。对新仪器要充分熟悉其性能和使用方法,按规定要求进行操作。在做未知物料或性能不明的试验时,应从最小量开始,并采取一定的法治措施。
对化学实验室尽可能的缩小规模,从而减少对环境的污染问题,如果能想办法在网上进行虚拟的实验那就再好不过了。
尽可能的废物再利用,如果能用淘汰的机器或者剩余的样品收集起来,为其他的实验做基础,那就会减少实验室对环境的污染问题。
尽可能的避免购买用不到的产品试剂,这样就从根本上杜绝了样品和试剂的失效性,并且减少分析科研人员对试剂和样品的用量。从而更好的减少实验室对环境污染问题。
关键词:有机化学实验 绿色化学 制药工程
制药工程专业的培养目标是使学生既具有一定的理论水平,又具备较强的专业技能,能够适应社会对高级制药人才的需求。制药工程专业的学生必须掌握化学制药、生物制药、中药制药、药物制剂技术与工程的基本理论和基本知识,必须熟悉国家关于化工与制药生产、设计、研究与开发的基本技能要求,从而使学生获得很强的动手能力。随着社会和经济的发展,世界各国越来越重视环保问题,而有机化学实验过程中产生的污染尤为被关注[1]。因此,在化学实验过程中,人们提出了实验绿色化[2];实验绿色化的核心是从源头上减少并消除污染,遵循5R原则,主要体现在:减量(Reduce),重复使用(Reuse),回收(Recycling), 再生(Regeneration),拒用(Rejection)[3]。本文结合5R原则,并且针对我校学生的特点,通过对实验准备绿色化、合理设计实验、采用微型实验、合理处理三废、采用多媒体辅助教学等措施减少有机化学实验对环境的污染。
1 实验准备绿色化
1.1 有机化学实验室的整体改造
有机合成实验中通常会产生大量有毒有害的气体,对教师和学生的身体以及环境有可能造成严重的影响,因此有机化学实验室的改造对实施绿色化学尤为重要。我校新安装的有机化学通风系统是独立的,每个实验台都配备标准的通风橱,实验过程中产生的有毒有害气体通过通风橱排放,使有害物质扩散到大气中,从而不会对室内环境造成污染[4]。
1.2 仪器设备与试剂的绿色化
包括药品的准备、仪器的准备的数量化和准确化等。在准备环节上,按照实验人数的数量准备设备及药品,尽量做到资源使用的合理性,避免资源浪费及环境的污染,当然同时也得满足学生使用要求。换句话说,实验准备过程中,对使用的药品数量和体积要精确;同时我们要注意实验仪器的新旧老化,以及使用前的校正问题,避免实验仪器因人工误差,造成实验失败。
2 合理设计实验
2.1 选择毒性低的药品及原料
根据实验要求,尽量选用毒性低的替代品,在达到实验目标的同时,尽量减少有害物质的使用,可以降低实验对环境的污染。
2.2 合理优化实验教学大纲,对实验内容加以调整
有效利用实验产物,使实验产物循环利用,可以减少试剂的使用和废物的产生。制药工程专业的有机化学实验,是一门实践性很强的学科,要求学生掌握基本实验技能,通常需要合成、鉴定、分析。因此为了使实验更加合理,我们以组合实验代替单一实验,使上一个实验的合成产物,成为下一个实验的原料;这样可以减少传统实验教学过程中废弃物的大量产生,从而提高试剂的利用效率,达到循环使用的效果。同时,在组合实验各环节中,每个部分既独立又相互联系,由于上一个实验的合成产物或者副产物就是下一个实验的反应物,这样就要求学生必须认真对待每一个实验步骤,细心操作,以保证下一个实验的顺利进行。组合实验既减少环境的污染又培养了学生认真、耐心和细致的实验态度。
3 采用微型实验、降低污染
微型实验即指在现有的实验条件下,满足实验的目的,用最少的试剂,在较小的实验设备中进行的实验[5],特点是实验药品微量化及实验仪器微型化,它能有效减少试剂用量,降低实验费用,降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间,而且安全可靠。微型实验在绿色化学思想指导下,注重化学污染的预防和注重对常量实验的改革和发展;同时,由于微型实验仪器相对较小,对学生进行实验规范操作提出了更高的要求,这要求学生必须认真、细致地操作,才能顺利开展实验。微型实验可以很好地改变传统灌输式教学模式,使学生更好地了解实验仪器,并能更多地自主进行实验设计;因此,它可以提高学生的观察分析能力,也可以减少试剂的大量使用并降低因学生对设备不熟悉而导致的浪费。
4 合理使用三废
化学实验产生的大量废弃物,如不及时处理随意排放,久而久之会对环境造成污染,特别是有机污染物具有种类多、持续时间长、毒性大等特点,对人体健康产生极大危害。有机化学实验常需要的有机溶剂种类繁多,大多是易产生污染的试剂,虽然排放的污染量不算大,很多高校实验室的污染物直接排放,废气直接排放,废液、废渣大多数随下水道流入江河,一方面造成药品资源的浪费;另一方面造成严重的环境污染;在产生污染物之前应该对后期的处理做好准备,有的废液可以回收利用,有的废渣必须填埋,有的废弃物必须隔离处理,等等。因此,有机化学实验必须重视对实验过程中产生的三废进行处理。如,在1-溴丁烷的制备实验中,我们用水代替碱液作为吸收液,可以利用本实验产生的吸收液与其他实验过程中产生的废碱液反应,从而减少有毒物质的排放又节约了试剂,进而遵循绿色化学理念。
5 多媒体辅助教学
所谓“多媒体”,从字面理解就是“多种媒体的综合”。随着教育改革的不断深入,现代教育技术逐步走进学校,计算机技术是今后每个领域的必需品,多媒体技术具有多维性、集成性和交互性,正不断被广大教师推广应用于课堂教学中,很多学校不遗余力地增添现代教育技术设施设备,以便在教学和管理中广泛运用多媒体进行辅助教学和网络化管理。在教学中,利用多媒体可以设计出多样化学习的情景,可以将传统教学中难以描述、难以突破的实验情景通过生动、形象的Flas展现出来,增强演示实验的可视性、时效性,保障演示实验的安全性,也可加强学生实验操作的规范性、创造性,提高学生实验知识的丰富性。因此,用多媒体辅助教学一方面可以减少有机化学实验带来的污染问题,另一方面也激发了学生的学习兴趣。
6 结束语
综上所述,有机化学实验的绿色化研究是有机化学实验发展的重要方向。在实验教学中,要求教师深入探究,不断发现新方法、新措施,减少化学试剂的使用,从而减少有机化学实验带来的环境污染。经过几年来对我校制药工程专业有机化学实验
绿色化改革,实验中产生的污染大大减少,也节约了实验经费。
参考文献
[1] 王继业,张轩,冯玉玲.己二酸的绿色合成探究―绿色化学实验在基础有机化学实验中的应用[J].中国现代教育装备,2011(11):101-103.
[2] 洪丽雅.漫谈绿色化学实验[J].中国现代教育装备,2007(5):86-87.
[3] 吴云新.化学实验清洁化的实践[J].教学与管理,2009(10):53-54.
关键词:高等环境化学;教材;内容;大纲
中图分类号:G643.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0202-02
一、前言
《高等环境化学》是北京林业大学环境科学与工程硕士学位点的学位课程,目前尚无一本统编教材,在教学过程主要是参考著名的教材和专著:叶常明等主编的《21世纪的环境化学》[1],戴树桂主编的《环境化学进展》[2],唐孝炎,张远航,邵编《大气环境化学》[3]等,选取其中部分内容进行讲授。因此有必要编著一本适合农林高等院校相关专业的《高等环境化学》教材,并体现教材编写组的最新教改成果,这样将有助于高校研究生专业课程的建设以及专业人才的培养,具有较高推广和应用价值。
二、教材建设内容
1.教学内容的确立。《高等环境化学》的教学团队进行了大量的调研和文献阅读工作,借鉴了国内外同行在该领域的最新科学研究成果。撰写了大纲的初稿,并在不同级别的研究生培养计划修订会上进行讨论,集思广益,从课程目的、教学内容、授课方法等方面均进行了深入的探讨和分析,从而确定了该门课程教学大纲的相关内容。主要包括:“张锡辉著,《高等环境化学与微生物原理及应用》[4]中的1~4章”、“叶常明等主编的《21世纪的环境化学》[1]中的3.2~3.4,4.2、4.4节”、“陈景文等编著的《环境化学》[5]中的6~7章”等内容作为适合环境类专业的“高等环境化学——污染物的结构、性质以及水污染化学、土壤污染化学方面”的教学内容。选取唐孝炎等编写的《大气环境化学》[3]中的第3、4、7章作为大气环境化学授课内容。根据高等环境化学内容的特点,建设其教学辅助资源,培养研究生的科研兴趣,扩大他们的科研视野。
2.教材编写大纲。《高等环境化学》立足于应用现代化学、微生物学、生态学领域的新知识,对环境污染物的性质、行为进行更深层次的探讨;主要应用现代结构理论(宏观结构、几何连接结构、轨道电子构型、综合光谱结构和量子化学结构等几个层次)在解析环境污染物的性质、存在、迁移、转化、毒理效应等领域的应用过程和特点。同时注重环境化学领域的最新进展,介绍水环境、大气环境、土壤环境、污染生态面临的机遇、挑战和典型成果。
其大纲内容主要包括:污染物的结构、性质与环境毒理学(结构与基本性质、传质迁移过程、环境毒理学);环境化学进展,包括各个领域的最新进展和发展趋势(水污染化学大气污染化学、土壤污染化学、污染生态化学)
主要大纲内容如下:
第一部分:污染物的结构、性质
第一章 污染物的结构与基本性质
第二章 污染物传质迁移过程
第二部分:环境毒理学
第三章 污染物结构与环境毒理学
第三部分:环境化学进展
第四章 水污染化学的最新进展和发展趋势
第五章 大气污染化学的最新进展和发展趋势
第六章 土壤污染化学的最新进展和发展趋势
第七章 污染生态化学的最新进展和发展趋势
3.其他辅助教学资源建设规划。在教材建设的同时,按照目前授课情况先后建设该课程的讲义、多媒体课件、难点、疑点解析、最新研究进展内容、经典高水平研究成果进展以及图表和图片库、期刊杂志、专著文章等。充实教学内容,作为教材的辅助材料发挥作用
三、教学过程探讨
高等环境化学的讲授内容涉及环境化学领域的基础性研究工作和最新进展。在课堂教学方面,依据“污染物的结构、性质方面”的化学理论较为深入、公式较多的情况,一方面在课堂上给同学们讲述清楚这些基本的原理,同时给他们介绍应用这些原理研究相关科学问题的实例,尤其是授课老师在这方面的成果,让同学掌握这些基本原理的应用方法与途径。在“环境毒理学”与“环境化学进展”教学过程中采用“核心知识块结合关键知识点”的教学结构向学生传授最新的知识。同时,又将这相关内容关联讲授,做到承上启下,知识学习具有连贯性。依据“水污染化学、土壤污染化学”方面综述内容较多的情况,通过课堂的细致讲授,并辅助给同学介绍相关的英文文献,让同学在学习过程中不仅仅局限于别人的综合出的研究成果,而是要求同学们探讨这些成果是如何得出的,在这个综述索源的过程中让同学们熟悉和体会综述性结论的获取过程,注重科研思维的灌输。
除此之外,通过课堂提问、讨论、文献解析等多种形式来调节课堂气氛,并有针对性的让学生了解在相关领域里头的一些轶闻趣事,增加趣味性,最终实现课堂的启发式、互动式教学,提高学习效果。
参考文献:
[1]国家自然科学基金委员会化学科学部,组编.叶常明,王春霞,金龙珠,主编.21世纪的环境化学[M].科学出版社,2004.
[2]戴树桂.环境化学进展[M].化学工业出版社(化学与应用化学出版中心),2005.
[3]唐孝炎,张远航,邵敏.大气环境化学[M].高等教育出版社.
有机化合物是指含碳的化合物,有机化学又称为含碳化合物的化学,是研究有机化合物的结构、性质和制备的学科,是化学的一个重要分支。有机化学学科涉及到多方面的知识内容,例如:人口和健康问题、材料应用、能源、信息技术等,作为一种新型高科技术为社会的发展和科技的创新提供了动力,利用有机化学方法可以有效的解决国际性核心问题。
2有机化学与环境的关系
2.1有机化合物对环境的污染
有机化合物与人类生活的衣食住行息息相关,也是环境污染的罪魁祸首。随着合成技术的成熟发展,有机化合物的种类越来越多,他们每天以惊人的速度排放在人们生活的环境当中。目前环境中主要的有机污染物有金属有机污染物,;烃污染物;含氮、磷有机污染物;含氧、硫有机污染物;含卤素有机污染物、天然产物污染物。
2.2有机化学的应用是治理环境污染的重要手段
有机化学在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着主要的作用,而且随着日益突出的环境问题,在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。虽然目前环境问题与化工行业有关,但是有机化学的合理应用对环境的保护作用也是显而易见的。例如将煤中的元素原子100%转化成对人类有益的有机产物,减少了煤燃烧过程中产生的废气,也在环保的基础上提高了利用率;有机化学研究出残留时间段、药效更专一的农药可以减轻对土地的污染等等。自20世纪90年代初,科学家们就提出了“绿色有机化学”的概念,旨在建设绿色的合成工艺环境,在增强经济建设的同时有效的保护了环境。
3在有机化学教学中提高学生的环保意识
在有机化学教学中提高学生环保意识的措施具体包括以下几个方面:
3.1在有机化学理论教学中提升学生的环保意识
我们可以利用多媒体技术具有图、文、声并茂的特点,直观、生动、活泼的表达教学内容,激发学生的学习兴趣[2],提高思想意识。例如在学习烃类化合物时,融入石油炼制有关能源危机的知识,介绍汽车尾气是城市污染的主要污染源;讲解烯烃时,介绍由塑料袋、一次性餐盒造成的白色污染;卤代烃学习中,介绍臭氧层破坏的主要原因是冰箱和空调的使用的大量制冷剂氟利昂;教学芳香烃类时介绍目前多环芳烃类的苯并芘是一种强致癌物;酮类化合物的教学中,介绍室内空气污染的主要污染物甲醛等。这样的讲解有利于学生加强对环境污染的认识并且可以增强环保的意识以及对化合物结构的掌握。
3.2在有机化合物实验教学中培养环保意识和方法
实验教学是化学教学中必不可少的一部分。在实验教学中更要重视学生的环保意识的培养,规范化学实验的方法,减少化学品的用量,有效处理实验结束后产生的废弃物,以达到尽量避免污染环境的目的[3]。教师应在实验教学中规范学生的实验行为,这样才能达到环保教育的目的。在化学实验中,教师必须教授正确的实验方法,指导减少实验中有机化学品的用量。要尽量遵循少利用资源,少产生废物的原则,尽量利用新方法和新技术,来预防和减少化学的污染。
3.2.1设计绿色化实验
所谓绿色化实验,就是指在实验内容、实验方法、实验试剂的选用上进行最优选。可以选择毒性小、污染低、现象明显的项目,对于部分必须要进行的实验进行试验路线的改革,采用污染小的原料进行[4]。开展有机化学教学的教师应不断学习有关环境保护的多方面化学知识,掌握新的化学工艺和当前社会发展的动态,将这些新鲜的化学环保知识与课程结合起来,设置一些创新性的绿色实验,提高学生学习兴趣同时,增强学生的环保意识。如甲醇羰基合成法是制备醋酸的最佳合成路线,具有反应的高选择性和对环境的友好性,现已代替了传统的乙烯氧化合成法路线。
3.2.2有机化学实验的微型化
有机化学实验的微型化是绿色化学的一个重要方面,微型化实验具有反应时间段、现象明显、节省实验用品和对环境污染小的特点。在实验的过程中,使用微型仪器,既减少了药品量也缩短了时间更减少了三废的排放。一氧化碳催化偶联合成草酸是一氧化碳在催化剂的作用下与亚硝酸酯偶联反应生成草酸二酯和氧化氮,草酸二酯水解得草酸和醇。反应生成的氯化氮部分氧化为二氧化氮。氧化氮和二氧化氮生成三氧化二氮,三氧化二氨与醇酯化反应生成亚硝酸酯,亚硝酸酯能够循环使用,这种微型化的实验具有极好的环保效果。
3.2.3设置连续化的实验内容
可以设计有关联的综合性的实验项目,将部分实验的产物或者废弃物应用到另一个实验当中,减少实验室废弃物的排放量[5]。这样既能避免各个实验孤立起来,也可以增强实验过程的连续性和综合性,使学生在掌握实验过程的同时增强了环保的意识,减少了环境的污染。苯胺的生产以前主要采用铁粉还原硝基苯的工艺路线,这种路线的主要缺点是设备腐蚀严重、操作维护费用高、生产过程产生大量铁泥、废渣和废水,其中含有对人体危害极大的硝基苯和苯胺,现在主要采用硝基苯经活性铜催化氢化制备,可进行连续生产污染小,弥补了传统实验的不足,避免了实验资源的浪费,两种合成方法介绍如图所示。
4结语