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化学检验员与绿色化学:减少实验室的环境足迹

化学实验室在产生宝贵数据的同时,也消耗资源并产生废弃物。践行绿色化学原则,是化学检验员实现可持续发展的责任。


一、 绿色化学的12条原则与实验室应用绿色化学旨在从源头上减少或消除有害物质的使用和产生。化学检验员可从以下方面实践:

  1. 预防废弃物 (Prevention): 优化实验方案,减少样品量和试剂用量(微量化)。

  2. 原子经济性 (Atom Economy): 选择反应步骤少、副产物少的分析方法。

  3. 设计更安全的化学品 (Less Hazardous Chemical Syntheses): 优先选用低毒、可生物降解的试剂和溶剂。

  4. 设计更安全的化学品 (Designing Safer Chemicals): 在方法开发中,考虑使用更环保的替代品。

  5. 使用更安全的溶剂和助剂 (Safer Solvents and Auxiliaries):

    • 替代: 用乙醇、异丙醇替代苯、四氯化碳等高毒溶剂;用水替代有机溶剂进行萃取(如液液萃取)。

    • 减少: 采用固相微萃取(SPME)、吹扫捕集(P&T)等无需或少用溶剂的前处理技术。

  6. 提高能效 (Design for Energy Efficiency): 合理安排实验,集中使用高温设备(如马弗炉、烘箱),避免空转。

  7. 使用可再生原料 (Use Renewable Feedstocks): 在可能的情况下,使用来自生物质的试剂。

  8. 减少衍生物 (Reduce Derivatives): 避免使用保护基团等产生额外废物的步骤。

  9. 催化 (Catalysis): 优先选用催化反应,提高效率。

  10. 设计可降解产物 (Design for Degradation): 选择最终产物易降解的分析路径。

  11. 实时分析防污染 (Real-time analysis for Pollution Prevention): 使用在线监测技术,及时调整过程,防止超标排放。

  12. 防事故的固有安全化学 (Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention): 选用更安全的物质和工艺条件。

二、 实验室具体实践措施

  • 微量化与迷你化: 采用微波消解、微流控芯片、微量滴定等技术,将试剂和样品用量减少至传统方法的1/10甚至更低。

  • 溶剂回收与再利用: 建立有机溶剂回收系统,经蒸馏纯化后循环使用。

  • 无汞技术: 淘汰含汞温度计、压力计,使用电子设备替代;在滴定中用银电极替代汞电极。

  • 绿色清洗: 用生物降解性好的洗涤剂替代铬酸洗液;推广使用超声波清洗,减少清洗剂用量。

  • 废弃物分类与管理: 严格分类收集废液(有机、无机、含卤、含重金属)、废固、尖锐物。与有资质的危废处理公司合作,确保合规处置。

  • 数字化与无纸化: 使用LIMS系统,减少纸质记录。


绿色化学不仅是理念,更是行动。化学检验员从点滴做起,通过技术创新和行为改变,可以显著减少实验室的环境影响,为建设环境友好型实验室贡献力量。


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