分析化学的绿色化理论与实践浅析

摘 要：绿色化学又称环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）、环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）、清洁化学（Clean Chemistry）。绿色化学是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用，同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品[1]。分析化学在绿色化学领域占据非常重要的地位，绿色化学从根本上来说就是要从源头上阻止污染物的一门化学科学，绿色化学要要达到绿色化的目标要依靠绿色分析化学的基础，因此分析化学的绿色化也就是要致力于从源头上阻止污染，把绿色化学的原理使用在新的分析方法和技术的设计上，利用环境友好的方法和原理，尽量不用或少用有害试剂，把环境污染降到最低。

关键词：分析化学 绿色化 阻止污染

一、国内外关于绿色化学与技术的成果综述

1.美国设立“总统绿色化学挑战奖”

美国总统克林顿在1995年宣布设立“总统绿色化学挑战奖”，随后在1996年他在华盛顿国家科学院颁布了第一届的奖项。该奖是为了奖励和表彰在绿色化学领域取得的突出贡献的科学家。美国化学界已把“化学的绿色化”作为21世纪化学进展的主要目标之一，着力打造绿色化化学新时代。

2.欧洲国家颁布的环境保护政策

德国是欧洲较早的开展环境保护的国家之一，早在1997年底当时的联邦政府就正式通过了一个名为“为环境而研究”的计划，这个计划包括了三大研究主题：区域性环境工程、全球性环境工程和实现可持续发展的经济及进行环境教育，这一计划的年度预算高达6亿美元，在当时算是一个重大工程，化学工业是其中重要组成部分。英国的绿色化学步伐也紧随其后，在2000年，一项由当地公司资助的英国绿色化学奖开始颁发，“环境奖”作为年度学术奖是其中一个重要奖项，奖金高达一万英镑，用于奖励那些在工业和化学领域做出卓越贡献的年轻学者。荷兰为了推进清洁生产技术，利用税法这一宏观调控政策来进行调节，采用清洁能源和污染较少的企业，可以得到政府的补贴，其投资可按一年进行折旧，而通常一般的企业投资的折旧期通常是10年。通过这一政策的调控，荷兰的环境治理得到很大的成效，世界各国也纷纷根据荷兰的成功经验，来制定本国的一些环境方面的政策。

3.日本开展的“新阳光计划”

20世纪90年代日本政府制定和实施了一项名为“新阳光计划”，它是由政府牵头规划，企业参与，旨在防止全球气候变暖、重建绿色地球计划。涉及到的主要内容是能源和环境技术的研究和开发，并且在计划中首次提出了“简单化学”的理念，该理念就是未来的化学工业应该做到最大程度的节约能源和资源，同时减少和控制污染物的排放，改进和革新目前的技术水平，改善地球的环境卫生。

4.中国绿色化学的发展历程

中国科学院早在1995年的时候就组织了一场名为《绿色化学与技术――推进化工生产可持续发展的途径》的院士咨询活动，综合了国内外绿色化学的现状与发展趋势进行了广泛的讨论，提出了发展绿色化学与技术、消灭和减少环境污染源的七条建议，并建议国家科技部组织调研，将绿色化学与技术研究工作列入“九五”基础研究计划”。1997年由国家自然科学基金委和中国石油化工总公司联合资助的“九五”重大基础研究项目《环境友好石油化工催化化学与化学反应工程》也将绿色化学的基础研究项目作为支持的重要方向之一。此外一些国内院校也纷纷成立了绿色化学研究机构，重点对绿色化学进行深入研究。

二、绿色化学的研究进展和发展动向

随着绿色化学的研究进一步深入，绿色化学的研究内容主要围绕到了化学反应、催化剂、原料、溶剂和产品的绿色化方法上面来了。绿色化学已经从根本上在原理和方法上给传统的化学工业带来了实质性的变革，这种变革主要围绕的是设计新化学工艺方法和制造出环境友好型的产品这两个主要方面，通过使用原子经济反应、无毒无害原料、催化剂和溶（助）剂等来实现化学工艺的清洁生产，通过加工、使用新的绿色化学品使其对人身健康、社区安全和生态环境无害化。绿色化学取得的进步让我们更有能力去改变地球的环境，改善人类的健康和环境卫生，为建设整洁美好的新世界做出更大的成绩。

三、分析化学的绿色化实践分析

1.利用多媒体与计算机辅助教学

在多媒体和计算机信息化社会的今天，我们有条件进行计算机仿真化学实验，让更多地化学实验可以通过仿真实验来完成。这样就能够真正减少化学污染物的排放，对于保护自然环境和减少化学实验污染有重要的意义。具体操作可以是：①在分析实验之前，老师可以组织学生观看分析仪器的基本操作和演示实验的多媒体课件，使学生对实验内容和原理有一个直观的了解和认识。②让学生了解模拟实验中可能产生的违规和错误操作的后果，从而可以有效防止错误的产生，从而大大减少实验损失。同时，计算机模拟仿真技术还可以解决一些中间实验现象不明显、危险性大或难以正常操作条件的实验，从而在保护环境的同时取得良好的实验教学效果。因此综上所述，多媒体与计算机辅助实验，可以很好的解决化学实验材料日益紧张的局面，同时也有利于减少化学实验的盲目性，这对于减少化学实验污染有着及其重要的实践意义。

2.提前做好实验安排，优化实验内容

①当前化学实验中存在的一些毒性较大的药品实验，在不影响学生的操作能力和知识的情况下，可以用毒副作用较小的其他实验代替或者直接取消。②如果不得不进行有害物质的实验的情况下，应该设法改进实验方案，以达到减少或消除污染的目的。例如，在酸碱标准溶液的配置和浓度的比较实验中，若采用挥发性大的浓盐酸，必然造成大量的酸雾产生污染空气，而事实上如果改用6mol /L的盐酸，此项污染则会大幅度降低。再如，在双氧水中测定过氧化氢含量的实验中，我们通过改用浓度为3 %的双氧水代替以前实验用的浓度为30 %的双氧水时，就不会产生污染了。同时，另一方面，采

用一些最新的实验方法也可以极大的消除污染。例如，加入掩蔽剂在分析一些成分复杂的样品时是一个常规的实验方法，但是掩蔽剂大多数是有害的。目前通过仪器掩蔽方法导数分光光度法和双波长分光光度法，则可以做到不加掩蔽剂而消除干扰直接测定的结果。

3.推行微型分析化学实验

微型化学实验因具有减少环境污染、减少试剂用量从而节省实验开支、节省学时的优点而被普遍认同，目前是国内外日益广泛采用的一种化学实验方法，最近几年，通过总结教育工作者对分析化学微型滴定实验的数据表明，微型滴定分析实验结果是准确可靠，且实际可行，能够节约80%以上的试剂。这对使用有毒试剂的实验，如重铬酸钾的实验而言，可显著减少其对环境的污染；另外，微型实验较常规滴定分析需要更加细致的操作，从而对学生的实验水平有更高的要求和更严格的规范。由此可见，微型分析化学实验的推行在切实减少环境污染的同时，也无形之中提高了学生的实验水平。

4.消除污染物的直接排放

在分析化学实验中，排放最多的往往是废液，这些废液有严重的危害，有的甚至是剧毒物和致癌物。实验后，由于没有养成良好的实验习惯，学生往往会把实验后产生的剩余的试剂直接倒入下水道中，造成水体和环境的严重污染。这种行为应该被及时纠正。在每次分析化学实验后，不要急于离开，而应该让学生养成将废液进行处理后再利用或排放的良好习惯。这样既减少了环境污染，又培养了学生保护环境的意识以及综合解决环境污染问题的能力。例如，可以将酸碱标准溶液的配置和浓度的比较实验中剩余的酸和碱进行中和至PH=7，然后再进行排放等等。

四、结论

分析化学是一门以实验为基础的自然科学，它是与环境息息相关的。通过理论和实践表明，在分析化学实验中强调绿色化学的概念，可以极大的减少分析化学实验对周围环境的污染，同时也有利于节约实验成本，真正做到人与自然环境的和谐共处。

参考文献：

[1] 杨艳杰.分析化学实验绿色化的实践探索[J].中国校外教育.2010，6：90-91

[2] 陈伟珍，沈戮，黄美玲等.微型滴定分析化学实验探索[J] .实验室研究与探索，2007，26（2）：31-34

[3] 林燕，赖晓绮，余建平.滴定分析实验微型化探索[J].赣南师范学院学报，2009，3：109-111

[4] 晏全，晏立豪.分析化学的绿色化[J].玉林师范学院学报，2006，3：81-85