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江门中医药学校药学专业绿色化学实验调查分析

时间:2018-10-12 15:57:33  来源:互联网整理  作者:匿名

  全球环境问题日益严峻,人们对化学实验产生的环境污染越来越重视。90年代初,提出的“绿色化学”,对化学提出了新的要求与挑战,其核心内涵是采用具有“原子经济性”的反应,即原料中的原子都进入到目标产物中,不产生任何副产物和废物,实现废物“零排放”,从源头上防止和控制污染。美国化学会提出的有关绿色化学的12项准则,对绿色化学作出了明确的说明,为绿色化学的发展指明了方向。将绿色化学理念融入化学教学,既是对学生的专业素养培养的需要,也是社会经济可持续发展的必然要求。

  高校化学实验数量大,产生的实验废弃物种类多、数量庞大,绿色化学在高校受到重视,纷纷围绕绿色化学进行系列研究,设计或重新设计对人类健康和环境更安全的化合物替代传统的有毒化合物,探索更安全的、对环境友好的化学合成路线和生产工艺,改善化学反应条件、开发绿色反应介质。而在中职教育阶段,人们对绿色化学的研究并不多,李俊旺指出应在中职化学教学中渗透绿色化学的理念,减小实验试剂的使用剂量,拓展第二课堂强化学生的绿色化学意识。广东省江门中医药学校(以下简称“我校”)的药学专业虽然并非化学专业,但开设有无机化学、有机化学、分析化学等基础化学课程,化学是一门实验科学,化学实验是实施化学教育的一种最有效的教学方式,是学生巩固理论知识、掌握化学技能的必要手段,又是培养学生独立思考、分析解决问题、创新思维的重要环节。化学实验教学中,教师的教学设计往往重点考量化学实验对理论教学、对学生技能发展的积极作用,忽略化学实验教学过程中对学生绿色化学理念、环保意识与行为的培养。我校药学专业每天都进行化学实验的教学,产生一定量的化学实验污染。另外,药学专业学生毕业后将到各级医药企业工作,学生绿色化學理念与环保意识及行为的培养也对日后工作产生影响。

  本文从实验内容绿色化、学生的绿色化学意识两个方面对我校药学专业的化学实验开展调查,探讨提高我校绿色化学实验开展程度的可行性方法与策略,切实提高学生的绿色化学与环境保护意识。

  一、药学专业化学实验内容绿色化调查

  1.无机化学基础实验内容。无机化学基础开设的实验有常见玻璃仪器的使用操作、托盘天平的称量练习、粗食盐的提纯、溶液的稀释与配制、缓冲溶液的配制及其pH的测定、盐类水解情况的分析。如表1所示。

  2.有机化学基础实验内容。有机化学基础开设实验有水蒸气蒸馏、萃取、熔点测定、肥皂的简易制备以及醛、酮、羧酸、糖类、蛋白质的性质实验,如表2所示。

  3.分析化学基础实验内容。分析化学基础开设实验有常用滴定分析仪器如分析天平、移液管、滴定管的使用,滴定液的配制与标定及常见的滴定分析方法的应用,如表3所示。

  通过对我校药学专业三门化学课程的实验内容分析可见,尽管开设的实验并没有大量使用高毒性药品,也没有产生大量的实验废弃物,但依然会产生一定量的含酸、碱废液或有机废液和含金属离子的废渣。另外,所使用的实验教材或实验设计中并未强调实验废弃物的回收处理,实验室也没有回收实验废弃物的完善设施。由此可见,绿色化学的理念在化学实验教学中的推广渗透十分必要和迫切,是化学教师不可忽视的问题。

  二、药学专业学生的绿色化学认识调查

  1.对象与方法。2017年12月对我校2016、2017级中职药学专业随机抽取6个班全体学生进行问卷调查,一共发放问卷186份,回收182份,其中有效问卷176份,有效回收率97%。

  2.内容与结果。我校药学专业学生对绿色化学认识调查内容与结果见表4。

  调查显示,92%的学生意识到化学实验的废弃物会污染环境,34%的学生甚至认为化学实验产生的污染严重,89.8%的学生听说过绿色化学的概念但了解程度不高,95%的学生不了解绿色化学的十二条准则和绿色化学实验的5R理论,72.7%的学生非常希望教师在化学实验设计及选题时能融合绿色化学实验的内容,65.9%的学生则认为绿色化学可以帮助解决实验产生的污染,84.1%的学生认为绿色化学的知识与实验习惯会影响将来工作的环境保护意识。由此可见,我校药学专业学生普遍具有良好的环境保护意识,但对绿色化学及绿色化学实验缺乏全面的认识,希望教师能在实验教学中渗透绿色化学的理念,推广普及绿色化学实验,提高他们认识、运用绿色化学实验的意识及习惯。

  三、药学专业绿色化学实验开展的可行性措施

  我校化学实验室条件相对有限,化学实验过程中产生的废气通过通风橱直接排出,暂时没有废气回收设备,废液、废渣也只是经过简单的回收,但并未有效处理再加以循环利用的设施与途径。在这样的条件下,我校药学专业实行绿色化学可以从以下方面着手探索。

  1.根据实验目标优化实验设计。移液管、容量瓶、蒸馏、萃取等基本仪器使用操作实验,可以选用水和天然植物作为实验药品替代化学药品,如有机化学基础的蒸馏实验我们以生姜片或橘子皮加入蒸馏水进行蒸馏实验提取挥发油,既能从源头上减少化学实验造成的污染,又将化学实验与药物联系起来,既环保又体现专业特色。

  2.设计串联实验,实现实验药品重复使用。合理将相关联的实验设计成串联实验,如托盘天平的称量、粗食盐的溶解、过滤、提纯等,以粗食盐作为托盘称量练习药品,称好之后用称量纸将其包好,留着作为溶解及过滤实验的药品,再将过滤后的粗食盐溶液放到试剂瓶保存,作为粗食盐的提纯药品,提纯后的食盐可作为下一个班的实验药品,通过串联实验,可以将实验药品循环使用,体现绿色化学实验的要求。

  3.设计微型实验,减少实验药品用量。对于一些性质实验,如有机化学基础中醛、酮、羧酸、糖类及蛋白质等的性质实验,实验过程中以点滴板代替试管进行实验,对于需要加热的则使用小试管,尽量减少药品使用量,避免浪费和污染。

  4.回收处理实验废弃物,变废为宝。我校缺乏化学实验废弃物回收处理的设施设备,我校化学实验产生的废弃物,对于实在无法避免产生的成分简单的废弃物,如含酸、碱的无机废液可以统一收集并通过酸碱中和调节至中性,达到排放标准再排放至下水道。含金属离子的废液则加入适当的试剂将其沉淀后经过过滤分离沉淀,滤液达到标准后排放,滤渣则统一收集。对于需要一定的设施进行处理的废弃物,可以通过校企合作,统一收集后交给有资质的企业集中处理,变废为宝。

  四、结语

  习近平总书记在十九大报告指出,当前我国需加快生态文明体制改革,推进绿色发展,推进资源全面节约和循环利用,开展创建节约型绿色学校,创建绿色学校离不开绿色化学。作为中职化学教师,在教学过程中渗透和推广绿色化学的理念是义务与责任,也是培养社会企业需要专业人才的必然要求。然而,绿色化学的普及任重而道远,我校的绿色化学实验的开展仍需要继续艰难探索,为社会的可持续发展贡献自己的力量。


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