設計綠色的化學實驗室，實驗室建設綠色的有效途徑

時間：2022-9-30閱讀：99

    　綠色化學實驗的目標和任務不是被動地治理污染，而是主動地減少和消除實驗室的化學污染。因此增強環(huán)保意識，精選實驗內容，改進實驗方式，妥善處理廢棄物等，是建設綠色化學實驗室的有效途徑。
    一、改進實驗實現實驗室的
    1. 尋找替代性藥品。只要有可能，實驗過程中使用和生成的物質應對人類健康和環(huán)境無毒或毒性很小。例如：用“硫代乙酰胺"代替有毒的“硫化氫"做陽離子沉淀實驗；用“三氯化鐵"代替“硝酸"清洗銀鏡反應的試管避免產生有毒的“二氧化氮"；用“煤油"代替“"消除由于“"逸散到空氣中生成刷毒的“光氣"。有機實驗中，用“肉桂酸"代替“喹啉"，避免了“硝基苯"、“苯胺"等致癌、有毒試劑，用“溴乙烷"代替“苯"，避開了“苯"、“溴"等對空氣污染大的有毒試劑。
    2. 尋找替代性裝置。積極尋找、研究、開發(fā)具有環(huán)保功能的系列化學實驗儀器和設備，多設計和制作一些全封閉的成套裝置。
    采用全封閉式系統也是防止和消除污染的較好方法。有人這樣設計了HS和SO的反應裝置：用兩個與大試管相連的小球作為容器，分別生成H2S和SO2使它們在大試管中混合反應，多余氣體收集在跟大試管相連的氣球內，實驗結束后尾氣從大試管下方的玻璃管導入堿液中，有效地防止有毒氣體的污染。教材中白磷和的著火點比較試驗易造成室內空氣污染且不夠安全。有人設計了替代性裝置：
    （1）用一帶有雙孔塞的吸氣瓶，一孔上插有長玻璃導管，并伸入吸氣瓶底部，另一孔插入一根直徑約0.1cm的銅絲，銅絲的中間和下端彎曲兩個方向相反的小環(huán)，用鐵錘將兩個小環(huán)錘成一圓匙，使其能托放少量的（上）和白磷（下），銅絲一端彎曲制成螺旋狀，以便加熱。
    （2）取少量放在上端的小匙上，用酒精燈加熱伸出瓶外的一端銅絲，由于銅絲的良好導熱性，白磷、受熱后，下端的白磷首先著火燃燒，一段時間后，上端著火燃燒，這說明白磷的著火點比低。
    （3）玻璃管與大氣相通，可補充空氣，保證白磷和*燃燒，由于玻璃管長且插入吸氣瓶底部，產生的白煙不外逸，不造成室內污染。
    3. 用綜合性實驗替代單純性實驗。將兩個或兩個以上不同的化學反應組合在一起，提高實驗的綜合性，如：采用成套裝置，把二氧化硫的制備和性質實驗組合在一起，使生成的SO2通入飽和的H2S液、K2Cr2O7液、品紅溶液，最后尾氣用NaOH溶液吸收，防止SO2的逸散。Cl2的制取與漂白粉的制取組合；CO的制取與CuO的還原以及CO的燃燒組合等這些綜合實驗，能把有毒有害的中間產品嵌入無毒的終產品中，既避免了單獨的制取和性質實驗時有毒有害物的擴散，又鞏固了學生的基本操作，提高了實驗的覆蓋面，進一步培養(yǎng)了學生獨立實驗的技能、技巧。
    4. 用實驗錄像代替有毒有害氣體的實驗。對巨毒氣體的實驗，沒有有效的預防排放措施，用實驗錄像代替，既能讓學生觀察到實驗現象和操作，又避免了有毒有害氣體的排放。
    二、發(fā)展微型實驗實現污染
    微型化學實驗是在微型的化學儀器裝置中進行的化學實驗，其特點從理論上講，是以盡可能少的化學試劑而獲得比較明顯的反應結果和準確的化學信息的一種新型方法[5]。采用微型實驗技術，不僅可大幅度減少實驗費用，而且可以擴大化學實驗的覆蓋面，提高化學教學質量。其優(yōu)點是減少試劑用量，僅為常規(guī)實驗的1/10—1/100，降低實驗排廢量，減少環(huán)境污染，縮短實驗時間，且安全可靠。微型化學實驗作為綠色化學的一項方法和技術，已在國內外日益得到重視和推廣。
    三、建立無汞實驗室消除儀器污染
    化學實驗中水銀溫度計，水銀壓力計使用頻率很高，這些玻璃儀器易破碎，尤其是貝克曼溫度計，水銀壓力計，汞儲量大，而且散落不易發(fā)現，難于處理，易揮發(fā)，極毒，進入人體后會逐漸積累，對人體造成一系列無法的創(chuàng)傷，因此，建立無汞實驗室，用無汞的數顯貝克曼溫度計，壓力計，消除儀器污染。
    四、妥善處理廢棄物減少環(huán)境污染
    實驗中不可避免會產生某些有毒的氣體、液體和固體，特別是一些巨毒物質，如果直接排放就可能污染周圍空氣和水源，使環(huán)境污染，損害人體健康。因此，對廢液和廢氣要經過處理后，才能排棄[4]。實驗室常見的有害物處理方法如下：
    1. 廢氣：用堿液吸收或與其它物質反應，使其變成液體或固體，再作處理。
    2. 廢液：廢酸用石灰乳或碳酸鈉中和；廢鉻液用濃再生；含重金屬離子的廢液可加堿或硫化鈉使其沉積，再過濾分離，殘渣埋于地下。含氰廢液必須認真處理。少量的含氰廢液可先加NaOH調至PH ＞10，再加入幾克使CN-氧化分解。量大的含氰廢液可用堿性氯化法處理。先用堿調至PH ＞10，再加入漂白粉，使CN-氧化成氰酸鹽，并進一步分解為CO2和N2。
    3. 廢渣盡可能再生利用，不能再生的有毒物要遠離生活區(qū)深埋。
    五、提高師生的環(huán)保意識
    在化學實驗中也應重視環(huán)保教育，培養(yǎng)學生的環(huán)保責任感，把綠色化學教育滲透到化學實驗室、實驗過程中，禁止亂扔、亂倒行為。實驗教師應從我做起，既要耐心、細致的言傳身教，又要認真、嚴格地要求學生，做保護環(huán)境的*。在實驗過程中，要教育和督促學生把廢液、廢渣倒到的容器并作妥善處理，并不斷改進實驗，包括盡可能采用微型實驗，盡量減少有害氣體的任意揮發(fā)，將有害氣體盡可能作化學處理，實驗的廢液，廢渣盡可能回收利用。使學生牢固地樹立起綠色化學和環(huán)境保護的意識，關心和重視綠色化學實驗室的建設。
    此外，實驗室環(huán)境的潛移默化作用也不可忽視。實驗臺、柜干凈，儀器擺放整齊、有序，整個實驗室寬敞、明亮、整潔，使師生一進實驗室就產生了保護環(huán)境的強烈意識?；瘜W在提高人們生活質量，增進人們身體健康等各方面所做出的貢獻是有目共睹的，但我們也不能忽視化學給環(huán)境帶來的負面影響，總結經驗教訓，并實際行動起來，從源頭上控制和消除污染，使化學成為真正造福人類的中心科學。

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