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關(guān)鍵詞:西部地區(qū);綠色;教育;探究
中圖分類號(hào):G652文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-2851(2010)06-0099-01
一、綠色化學(xué)是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的必然
科學(xué)不但要認(rèn)識(shí)世界和改造世界,還要保護(hù)世界?;瘜W(xué)也如此,為了應(yīng)對(duì)化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)是刻不容緩。
(一)綠色化學(xué)的概念。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù),綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
(二)綠色化學(xué)的產(chǎn)生及其背景。當(dāng)今,可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認(rèn)同的發(fā)展觀。它強(qiáng)調(diào)人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,既要發(fā)展經(jīng)濟(jì),又要保護(hù)自然資源和環(huán)境,使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年,美國(guó)環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年,美國(guó)環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念。1990年,美聯(lián)邦政府通過了“防止污染行動(dòng)”的法令,將污染的防止確立為國(guó)策,該法案條文中第一次出現(xiàn)了“綠色化學(xué)”一詞。1992年,美國(guó)環(huán)保局又了“污染預(yù)防戰(zhàn)略”。1995年,美國(guó)政府設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。1999年英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)創(chuàng)辦了第一份國(guó)際性《綠色化學(xué)》雜志,標(biāo)志著綠色化學(xué)的正式產(chǎn)生。我國(guó)也緊跟世界化學(xué)發(fā)展的前沿,在1995年,中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題。
(三)綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國(guó)Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。
二、西部地區(qū)綠色化學(xué)教育所面臨的挑戰(zhàn)
(一)綠色化學(xué)的形象正在被與其交叉的學(xué)科的巨大成功所埋沒?;瘜W(xué)是一門中心科學(xué),化學(xué)與生命、材料等朝陽(yáng)科學(xué)有非常密切的聯(lián)系,產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科,但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒?;瘜W(xué)這門重要的中心科學(xué)反而被社會(huì)看作是“伴娘科學(xué)”而不受重視。
(二)綠色化學(xué)正被各種各樣的環(huán)境污染問題所困擾?;瘜W(xué)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí),在客觀上使環(huán)境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認(rèn)識(shí)不斷提升來(lái)解決這個(gè)問題。一些著名的環(huán)境事件多數(shù)與化學(xué)有關(guān),諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營(yíng)養(yǎng)化等;另一方面把所有的環(huán)境問題都?xì)w結(jié)為化學(xué)的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等?,F(xiàn)在,有些人把化學(xué)和化工當(dāng)成了污染源。人們開始厭惡化學(xué),進(jìn)而對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了莫名其妙的恐懼心理,結(jié)果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復(fù)強(qiáng)調(diào)本產(chǎn)品不含有任何“化學(xué)物質(zhì)”。事實(shí)上,這些是對(duì)化學(xué)的偏見,監(jiān)測(cè)、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學(xué)家。
三、綠色化學(xué)的發(fā)展前景
(一)綠色化學(xué)關(guān)乎化學(xué)工業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué),其核心是利用化學(xué)原理從根本上消除化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染,它具有少產(chǎn)、甚至不產(chǎn)廢物,達(dá)到“零排放”的特點(diǎn)。綠色化學(xué)是從化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容上進(jìn)行更新,從源頭上消除污染。綠色化學(xué)能達(dá)到合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本,符合實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(二)綠色化工的理念正逐漸滲透到化學(xué)工業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)。在廢水處理方面,通過建立污水處理廠,處理工業(yè)和生活廢水,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。在化學(xué)工藝流程方面,通過加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)研究,積極采用清潔生產(chǎn)工藝,引進(jìn)環(huán)境友好的技術(shù)設(shè)備,開發(fā)品質(zhì)優(yōu)、環(huán)保成本低且符合國(guó)際環(huán)保要求的化工產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品的綠色化。在產(chǎn)品的包裝使用上,通過采用可降解塑料,盡量減少白色污染。
[關(guān)鍵詞]化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);綠色化學(xué)教育;環(huán)境保護(hù)教育
“綠色化學(xué)”是伴隨著綠色食品、綠色消費(fèi)的生活概念而提出的。綠色化學(xué)換言之又稱無(wú)害化學(xué),是利用化學(xué)來(lái)防止環(huán)境污染的一種可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物質(zhì)以及妥善處理產(chǎn)生的廢棄物,做到從根源上阻止污染的產(chǎn)生是綠色化學(xué)的使用理念。從根本上通過化學(xué)改善保護(hù)環(huán)境,推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是綠色化學(xué)的目標(biāo)。以此我們應(yīng)該在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加入綠色化學(xué)教育,使學(xué)生能夠從化學(xué)的角度使用相關(guān)知識(shí)對(duì)環(huán)境污染作出分析以及對(duì)一些化學(xué)現(xiàn)象做出合理解釋。綠色化學(xué)代表的不僅僅是一種理念,更是在生活實(shí)際操作中所帶來(lái)的社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的效益。我們要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最大可能地減少?gòu)U棄物的排放問題,盡可能做到“零排放”,從根源上解決環(huán)境污染問題。
一綠色化學(xué)的核心涵義
綠色化學(xué)又為環(huán)境友好化學(xué),通過利用化學(xué)的技術(shù)來(lái)對(duì)環(huán)境污染問題進(jìn)行處理,來(lái)降低或者消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者制造的過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生,使設(shè)計(jì)的化學(xué)過程和環(huán)境更加環(huán)保友好,從而在源頭上緩解化學(xué)污染的問題。綠色化學(xué)從原料的安全性、節(jié)能型以及友好型等方面評(píng)價(jià)化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。原子利用率及環(huán)境因子則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。充分利用化學(xué)反應(yīng)物中的每一個(gè)反應(yīng)分子,從而在充分利用資源的同時(shí)又能防止環(huán)境污染。原子的利用率越高,那么相應(yīng)的所產(chǎn)生的污染物就越少,環(huán)境因子越小,相應(yīng)的對(duì)環(huán)境做成的污染也就越小。環(huán)境因子是在化學(xué)反應(yīng)過程中,所生成的廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比重。把綠色化學(xué)融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去,有效地減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境綠化意識(shí);化學(xué)這門自然學(xué)科與社會(huì)環(huán)境的聯(lián)系十分密切,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)教學(xué)模式,從而培養(yǎng)綠色化學(xué)人才。
二化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)
1加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)則是一個(gè)產(chǎn)生廢棄物的過程,同時(shí)也是制造污染導(dǎo)致環(huán)境破壞的課程。當(dāng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物順著實(shí)驗(yàn)室的下水道排出時(shí),污染物便會(huì)流入河中或者滲透進(jìn)地下,那么一些有機(jī)物和重金屬就會(huì)對(duì)土質(zhì)、河流造成嚴(yán)重污染,從而損害人類健康,影響人們的正常生活,因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要不斷滲透綠色化學(xué)的思想,對(duì)學(xué)生重視環(huán)境、愛護(hù)環(huán)境的習(xí)慣進(jìn)行培養(yǎng),養(yǎng)成好習(xí)慣。對(duì)待所產(chǎn)生的廢棄物要進(jìn)行及時(shí)回收處理,堅(jiān)決不能隨便倒瀉,導(dǎo)致環(huán)境的污染。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中需要分別設(shè)立“廢酸回收瓶”和“廢堿回收瓶”,對(duì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢酸廢堿進(jìn)行回收。比如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,所產(chǎn)生的硫酸鏈霉素與硫酸鐵產(chǎn)生反應(yīng)后生成的結(jié)合物在進(jìn)行傾倒之前,應(yīng)該將其中規(guī)定的PH后排放,那么對(duì)實(shí)驗(yàn)室不能立即處理掉的有害物質(zhì)比如破損溫度計(jì)中的水銀,就要妥善處理將其回收入瓶中用水封好,通過有機(jī)化合物等回收到指定容器內(nèi)送進(jìn)藥品庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一處理。在這一過程中要特別注意,電池不能進(jìn)行倒置,否則其中有害液體將滲出污染環(huán)境。
2加強(qiáng)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)本就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中的教育創(chuàng)新內(nèi)容,其指導(dǎo)方針是以綠色化學(xué)為主要內(nèi)容,用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法以及新技術(shù)來(lái)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教育方法進(jìn)行相應(yīng)的一定改進(jìn),極大減少實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的三廢物質(zhì),也在一定程度上消除有害物質(zhì),來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。比如在“二元溶液沸點(diǎn)組成圖的繪制”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn),由原來(lái)的二元溶液一環(huán)乙烷改為乙醇一環(huán)乙烷。因?yàn)楸綄?duì)人體有危害,同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染,改為乙醇之后有效地對(duì)其所含毒性進(jìn)行降低,并且對(duì)回收液進(jìn)行重調(diào)沸點(diǎn),再次利用。這樣做不僅減少了化學(xué)試驗(yàn)成本還相應(yīng)的降低了化學(xué)環(huán)境污染,使得乙醇一環(huán)乙烷被回收反復(fù)利用,不倒瀉在環(huán)境中。
3開展化學(xué)的微型試驗(yàn)
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下,對(duì)常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的教學(xué)改革從而形成的新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)辦法。通過大力開展微型的化學(xué)實(shí)驗(yàn),主要通過改用常規(guī)的小容量?jī)x器,在對(duì)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)操作不變的前提之下進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn),從而減少了藥品用量,以及反應(yīng)物和造成的污染。而另一方面所進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程更加安全、便捷,有效地減少了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成本經(jīng)費(fèi)。比如在進(jìn)行硫酸鏈霉素水解速度常數(shù)以及乙酸乙酯皂化反應(yīng)常數(shù)的化學(xué)測(cè)驗(yàn)時(shí),從原定化學(xué)實(shí)驗(yàn)容器20ml改為10ml的取樣,試劑的用量特別少,操作起來(lái)就相比之前更加迅速簡(jiǎn)練,重要的是采用微型容器不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
4重視實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄液體回收處理
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的廢棄液體種類比較多但是量不是很大,我們通過結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)廢棄液體進(jìn)行規(guī)整分類,將其分類儲(chǔ)存在統(tǒng)一規(guī)定的容器之中,由專門的工作人員處理廢棄液體。那么在對(duì)廢棄液體進(jìn)行處理的過程中就需要實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)其認(rèn)真負(fù)責(zé),注重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。因此要求學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)之后產(chǎn)生的廢棄液體以及渣滓必須倒入制定的容器之中。實(shí)驗(yàn)室的工作人員及指導(dǎo)老師也必須具有高度的責(zé)任心,對(duì)各種廢棄液體進(jìn)行及時(shí)認(rèn)真地收集。經(jīng)過處理之后,達(dá)到國(guó)家允許排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。
三綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相應(yīng)措施
1教學(xué)內(nèi)容綠色化
在原有的教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,對(duì)實(shí)驗(yàn)的系列進(jìn)行改造,對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容加以改造。在保證實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)合理的同時(shí),以保護(hù)環(huán)境為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物較多,回收利用的較少,對(duì)資源造成了浪費(fèi),形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境污染。在一些有毒氣體制備的試驗(yàn)中,應(yīng)對(duì)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理或者燒掉,最大程度地把有毒氣體轉(zhuǎn)為無(wú)毒或者毒性降解物。針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的大綱內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整安排,針對(duì)基礎(chǔ)的化學(xué)操作進(jìn)行重組并且相應(yīng)地減少,將基礎(chǔ)實(shí)踐融入進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,選取綠色無(wú)害的化學(xué)內(nèi)容,對(duì)基礎(chǔ)操作以及性質(zhì)驗(yàn)證的化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的物質(zhì)進(jìn)行節(jié)省,從而減少對(duì)化學(xué)環(huán)境的污染。在安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí),按照大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)操作步驟盡量分解在每次的滴定實(shí)驗(yàn)之中。在實(shí)驗(yàn)過程中本著綠色化學(xué)的思想原則直接訓(xùn)練學(xué)生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能,而不必去分開單獨(dú)練習(xí)。這樣既節(jié)省了化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)時(shí)間又減少了開展化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)所需要的藥品開銷,同樣針對(duì)性地減少了環(huán)境污染。
2串聯(lián)實(shí)驗(yàn),充分利用
在大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,重絡(luò)酸鉀法測(cè)定鐵是一個(gè)與生活緊密相關(guān)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)中可以掌握實(shí)驗(yàn)所證實(shí)還原的基本定法理論。那么在此同時(shí),實(shí)驗(yàn)過程所需要的重絡(luò)酸鉀是一種非常穩(wěn)定、氧化性適宜的滴定劑。通過串聯(lián)實(shí)驗(yàn)做成一個(gè)系列實(shí)驗(yàn),使得前部實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物應(yīng)用于下個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,在檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的同時(shí)還有效的增強(qiáng)了學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí),達(dá)到物盡其用的效果。針對(duì)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)可見不僅減少了對(duì)藥品方面的浪費(fèi),還相應(yīng)地降低了對(duì)環(huán)境的污染。
3建立網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)
隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,通過計(jì)算機(jī)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模仿已經(jīng)是當(dāng)下化學(xué)教學(xué)中擺脫傳統(tǒng)物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改革,它的發(fā)展不僅僅是教育方法技巧的更新,更是對(duì)保護(hù)自然資源緩解化學(xué)所造成的環(huán)境污染的一種方式。我們通過在網(wǎng)上建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,將模擬實(shí)驗(yàn)有效地利用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中去,來(lái)達(dá)到化學(xué)教育的輔助教學(xué)目的。在模擬實(shí)驗(yàn)開始之前,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行組織觀看各種儀器的操作及簡(jiǎn)要分析,通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器進(jìn)行仿真講解以及實(shí)驗(yàn)過程的仿真操作,幫助學(xué)生完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)理及儀器操作基本原理;進(jìn)行傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)出現(xiàn)的違規(guī)化學(xué)操作,將后果展現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生看到所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性,避免后果的產(chǎn)生。采用多媒體實(shí)驗(yàn)仿真手段,方便地解決了減少環(huán)境污染,深化綠色化學(xué)的理念。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上理解掌握化學(xué)理論。不僅能夠很好地解決傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的不足,更是化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)事項(xiàng)的重要研究?jī)?nèi)容,也是減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物對(duì)環(huán)境造成污染的最佳途徑。
參考文獻(xiàn)
[1]王勝軍.綠色化學(xué)教育[J].試題與研究(教學(xué)論壇),2014(20).
1、淺析高中綠色化學(xué)教學(xué)
1.1高中綠色化學(xué)的主要內(nèi)容
要想在高中化學(xué)中貫徹好綠色化學(xué)的思想,就要在教學(xué)的各個(gè)方面都要著重體現(xiàn)出綠色環(huán)保的意義。如教師的備課內(nèi)容要與綠色化學(xué)相結(jié)合;實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的過程中要全程注意做到無(wú)害和環(huán)保;學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的理解也都要引導(dǎo)其從綠色化學(xué)的角度去思考;將綠色化學(xué)與生活實(shí)踐充分結(jié)合起來(lái)等。
高中綠色化學(xué)的教學(xué)模式擺脫了傳統(tǒng)的應(yīng)試教育思想禁錮。使學(xué)生不僅從中學(xué)到了化學(xué)的理論知識(shí)更提高了注重環(huán)保的思想素質(zhì)。真正實(shí)現(xiàn)了利用化學(xué)知識(shí)為生活服務(wù)的最終目的。生活中要如何利用化工原料進(jìn)行生產(chǎn)操作以及要如何處理產(chǎn)出的廢物等工作都離不開綠色化學(xué)的指導(dǎo)。
高中綠色化學(xué)的教學(xué)目的除了使學(xué)生能夠樹立環(huán)保意識(shí)和在生活中學(xué)以致用外,另一個(gè)重要的方面就是使環(huán)保思想滲透于人們的日常生活中。綠色化學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別就在于傳統(tǒng)教學(xué)只需要學(xué)生掌握課堂上所學(xué)的理論知識(shí),而綠色化學(xué)則是需要學(xué)生既要掌握理論知識(shí)又要注重環(huán)境保護(hù)。
1.2綠色化學(xué)的重要影響
從高中開始就在化學(xué)教學(xué)中給學(xué)生貫徹綠色化學(xué)的思想理念,其目的旨在使人們?cè)趯W(xué)生時(shí)代就知道當(dāng)今的社會(huì)環(huán)境急需要快速有效的降低化學(xué)生產(chǎn)所帶來(lái)的污染,消除化學(xué)生產(chǎn)中排出的有害污染物質(zhì)。而這一目的可以通過對(duì)可再生資源的循環(huán)利用來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)。在高中化學(xué)教學(xué)中,綠色化學(xué)思想的貫徹具有十分重要的指導(dǎo)作用。
通過綠色化學(xué)主要理論觀點(diǎn)與內(nèi)容和傳統(tǒng)化學(xué)理論與方法的融合,在高中教學(xué)過程中不僅可以保證化學(xué)教學(xué)的有效進(jìn)行,而且還可以使學(xué)生們充分了解綠色化學(xué)的思想理念從而做到有效的環(huán)境保護(hù)。
2、高中綠色化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容
2.1高中化學(xué)理論教學(xué)
要想在理論教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)的思想,需要從教材中的事例入手。比如教師在講到氮與硫的氧化物這一段時(shí),可以舉例從酸雨是如何形成的、酸雨的危害性以及如何防治酸雨這三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的講解。在講到金屬知識(shí)這一段時(shí),可以舉例從金屬會(huì)對(duì)人體造成哪些傷害以及如何有效開采利用礦產(chǎn)資源兩方面進(jìn)行詳細(xì)講解。使學(xué)生在事例中能夠更加輕松的掌握充分的理論知識(shí),在以后的學(xué)習(xí)和生活中也能夠繼續(xù)貫徹綠色化學(xué)的思想理念,從保護(hù)身邊的環(huán)境、防止身邊的污染做起。
2.2高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
要想在高中化學(xué)中貫徹綠色化學(xué)的思想理念,就要保證在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中原料的(可再生)選擇、全過程的(綠色化)監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的(環(huán)?;┨幚磉@三個(gè)環(huán)節(jié)的綠色無(wú)污染。使環(huán)保理念與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在課堂上緊密相連。只有實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的無(wú)害化,才能真正使學(xué)生們將所學(xué)到的化學(xué)理論與環(huán)保理念完美的相融合。
3.高中綠色化學(xué)教學(xué)實(shí)踐
3.1充分利用多媒體進(jìn)行授課
現(xiàn)階段,多媒體教學(xué)隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展,已經(jīng)普及到了各個(gè)學(xué)科的教學(xué)中去。通過多媒體進(jìn)行教學(xué)不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)書本授課所達(dá)不到的教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生們對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的濃厚興趣,而且還可以在節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本(在高中化學(xué)教學(xué)中有很多的教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件比較復(fù)雜而且污染比較嚴(yán)重,有時(shí)無(wú)法一次性成功完成,不僅浪費(fèi)原料還造成重復(fù)污染)的同時(shí)保證教學(xué)授課效果達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
3.2重點(diǎn)推行微型實(shí)驗(yàn)
在進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)的過程中,不僅可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)試劑,而且還能減少實(shí)驗(yàn)有害物的產(chǎn)生。從綠色化學(xué)的角度出發(fā),微型實(shí)驗(yàn)不僅僅只是傳統(tǒng)大型實(shí)驗(yàn)的濃縮版本,而且還是有效節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本、保護(hù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和學(xué)生身體健康的得力教學(xué)方法。值得各個(gè)中學(xué)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行推廣。
3.3整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的綠色化
所謂實(shí)驗(yàn)過程的綠色化就是在整個(gè)高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中達(dá)到綠色實(shí)驗(yàn)的目的。高中綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個(gè)過程可以大致的分為三個(gè)階段,首先是在選取原材料的時(shí)候要注意材料是否可以進(jìn)行再次的利用;其次是在設(shè)計(jì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)步驟的時(shí)候要注意避免實(shí)驗(yàn)過程對(duì)周圍環(huán)境造成的污染和破壞并有效減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生;最后是對(duì)于教學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害物質(zhì)要注意采用環(huán)保的手段進(jìn)行處理。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 環(huán)境保護(hù)原始污染
當(dāng)今時(shí)代,化學(xué)真正成為了一門最有用的科學(xué)?;瘜W(xué)科學(xué)的研究成果和化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用為推動(dòng)人類的進(jìn)步起到了決定性的作用。目前,化學(xué)及其制品已經(jīng)滲透到人類生活、生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。但另一方面,化學(xué)化工的發(fā)展為人類的生活改善提供了源源不斷的能源和物質(zhì)基礎(chǔ)的同時(shí),又造成了很多的能源和環(huán)境問題。隨著化學(xué)品的大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用,人類對(duì)全球性環(huán)境污染的加劇、能源的匱乏和資源的減少日益關(guān)注?!熬G色化學(xué)”的出現(xiàn),為人類最終從化學(xué)的角度解決環(huán)境和能源問題帶來(lái)了新的希望。
綠色化學(xué)稱環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。 它的核心內(nèi)容是原子經(jīng)濟(jì)性,也是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地減少了廢物的排放。
滲透“綠色化學(xué)”思想:我國(guó)古代就有“不涸澤而漁,不焚林而獵”的保護(hù)自然環(huán)境的思想。今天,我們保護(hù)環(huán)境不僅要保護(hù)環(huán)境不受污染,而且要繼承古代環(huán)境保護(hù)的思想,合理利用資源,以保證資源的永久利用。我們應(yīng)該懂得保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)我們自己。為了更好地保護(hù)環(huán)境,許多國(guó)家正在廣泛地宣傳環(huán)境保護(hù)思想,制定相應(yīng)的法律法規(guī)。
還有就是白色污染是當(dāng)今社會(huì)的一大公害,而且越來(lái)越受到公眾和政府的關(guān)注。塑料作為人工合成的高分子材料,由于它有良好的成膜性、絕緣性、成型性、耐酸堿、耐腐蝕,外觀鮮艷,而且它具有極其低廉的價(jià)格,隨著石油化工的發(fā)展迅速成為人類不可缺少的一種材料。然而隨著塑料的大量使用,廢棄塑料難于降解,嚴(yán)重污染了人們所居住的環(huán)境,還有的塑料會(huì)引起人類新的疾病的產(chǎn)生。這種綠色意識(shí),是人類重新審視自然的表現(xiàn)。傳統(tǒng)觀念中把人類和自然放在對(duì)立的位置上,人類總是妄圖征服自然,操縱自然,為己所用,卻完全不顧及自己賴以生存的環(huán)境破壞。而綠色意識(shí)把人看成是自然界中的一員,追求的是人與自然的統(tǒng)一以及人對(duì)自然的尊重。只有培養(yǎng)人類真正意義上的“綠色意識(shí)”,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境,對(duì)人類更友善的化學(xué)――綠色化學(xué)。
因此,人類在生產(chǎn)、生活中都應(yīng)貫穿綠色化學(xué)的思想,在生活中對(duì)其廢棄物要妥善處理,決不能隨意傾倒,造成環(huán)境污染,有的還可以變廢為寶。如使用環(huán)保節(jié)能電池;使用太陽(yáng)能熱水器;使用節(jié)能燈;不食保護(hù)的野生動(dòng)、植物等。如不使用難降解的一次性飯盒,少使用與廢棄塑料袋,不亂扔廢舊電池等。關(guān)注重大的綠色化學(xué)研究成果。如環(huán)境友好的海洋生物防垢劑,新配方汽油,環(huán)境友好柴油等。使用具有綠色環(huán)保標(biāo)志的產(chǎn)品如綠色電冰箱,無(wú)磷洗衣粉,太陽(yáng)能熱水器等。當(dāng)然我們要鼓勵(lì)大家多騎自行車,少用機(jī)動(dòng)車。
設(shè)計(jì)“綠色新工藝”:我國(guó)在環(huán)境資源、容量方面,總量雖大但人均擁有量很小。經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的特點(diǎn)是工業(yè)技術(shù)水平整體不高,能源和資源消耗及污染排放量高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)比重還是很大,“三廢”基本沒有經(jīng)過任何處理就四處排放,污染十分嚴(yán)重。人們既不能走先污染破壞,后治理恢復(fù)”的道路,也不能走“邊污染,邊治理”的道路,而應(yīng)該采取我國(guó)政府制定的“全面規(guī)劃,合理布局,綜合利用,化害為利,依靠群眾,大家動(dòng)手,保護(hù)環(huán)境,造福人民”的環(huán)境保護(hù)方針,還要在化工工藝上采取更為綠色的、環(huán)保的工藝過程。綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
設(shè)計(jì)環(huán)保工藝:開展環(huán)境分析方法和標(biāo)準(zhǔn)化的研究,建立高靈敏度、高選擇性、快速、自動(dòng)化程度高的監(jiān)測(cè)方法;開發(fā)新材料、新能源、用綠色化學(xué)工藝代替經(jīng)典工藝;在制定污染物向環(huán)境排放量標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)與其他手段相結(jié)合,積極開展處理和利用廢物的技術(shù)研究,變廢為寶。三廢的處理過程不應(yīng)產(chǎn)生新的污染,這樣才能實(shí)現(xiàn)減少或消除污染。更有實(shí)際意義的是綠色工藝的設(shè)計(jì)。開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品是指產(chǎn)品在使用過程中和使用后不會(huì)危害生態(tài)環(huán)境和人體健康,產(chǎn)品具有合格的使用功能及使用壽命,產(chǎn)品易于回收、利用和再生,報(bào)廢后易于處理,在環(huán)境條件下容易降解。如日常生活中適用的包裝材料,用后可以進(jìn)行再利用,如用再生紙作購(gòu)物袋,用再生塑料制造各種容積,不但可節(jié)約寶貴的資源, 還可以減少固體廢棄物的排放。
目前,隨著綠色化學(xué)作為學(xué)科前沿方向的逐步形成, 在很短的時(shí)間內(nèi),通向綠色化學(xué)的各種途徑已隱約可見。這說(shuō)明綠色化學(xué)是有效的,也是有益的。從科學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)識(shí),綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的更新和發(fā)展;從環(huán)境觀點(diǎn)認(rèn)識(shí),它是從源頭上消除污染;從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)認(rèn)識(shí),它合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本,符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。其目的就是要把現(xiàn)有化學(xué)和化工生產(chǎn)的技術(shù)路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上根除污染”。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué) 多媒體教學(xué) 教學(xué)改革
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)。它的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中,盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的物質(zhì)。
化學(xué)教育尤其大學(xué)化學(xué)教育是為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的。醫(yī)學(xué)類職業(yè)是與人類生死、健康休戚相關(guān)的事業(yè),保障人類健康離不開藥物,藥物合成又離不開化學(xué),而化學(xué)工業(yè)的發(fā)展又在很大程度上直接影響了人類的健康。如何在這三者之間構(gòu)建和諧,綠色化學(xué)是唯一出路。綠色化學(xué)不應(yīng)是一門獨(dú)立學(xué)科,而應(yīng)是一種指導(dǎo)思想,是人們應(yīng)該傾力追求的目標(biāo)[1]。作為大學(xué)化學(xué)教師,我們首先應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況,將綠色化學(xué)教育滲透到教學(xué)工作中去,通過廣泛的宣傳教育,讓學(xué)生樹立起綠色化學(xué)意識(shí),培養(yǎng)出具有綠色化學(xué)意識(shí)的一代新人[2]。綠色化學(xué)成為醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)教育的一個(gè)重要組成部分,給改革課堂教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力提供了良好的契機(jī)。
1.提高自身實(shí)施綠色化學(xué)教育的能力和專業(yè)水平。
綠色化學(xué)是化學(xué)科學(xué)與物理、生物、材料及信息等科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,是化學(xué)科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步。因此教學(xué)人員不但需要具備化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、理論和技能,還要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)關(guān)于綠色化學(xué)的理論知識(shí),了解有關(guān)綠色化學(xué)技術(shù)的最新研究成果和發(fā)展方向,掌握相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。
2.改革實(shí)驗(yàn)方式,避免實(shí)驗(yàn)污染物產(chǎn)生。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)中總有氣體、液體或固體產(chǎn)物的生成,或多或少地會(huì)產(chǎn)生有害或有毒的實(shí)驗(yàn)廢棄物。筆者所在的安徽三聯(lián)學(xué)院醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程針對(duì)的是文理兼收的醫(yī)藥營(yíng)銷專業(yè)學(xué)生,他們畢業(yè)后從事藥物開發(fā)、合成的可能性很小,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)際意義不大,因此在實(shí)際教學(xué)中取消了實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)。對(duì)于個(gè)別必要的實(shí)驗(yàn),借助網(wǎng)絡(luò),利用錄像、多媒體課件、Flas、計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段進(jìn)行演示,避免了化學(xué)污染物的產(chǎn)生。
3.針對(duì)職業(yè)需要,整合醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu),添加綠色化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
筆者選用了張法浩主編的《醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)》,該教材包含了無(wú)機(jī)、分析及有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容。隨著教學(xué)改革的深入,根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)及教育部對(duì)高職學(xué)生理論知識(shí)“夠用為度”的原則,我院該課程總學(xué)時(shí)只有72節(jié),比過去減少了二分之一,這就要求教師在教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法等方面做出調(diào)整,以適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要[3]。要更多地將醫(yī)藥營(yíng)銷工作中實(shí)際需要的知識(shí)融入教學(xué)過程,摒棄那些不重要又晦澀難懂的知識(shí),使醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)真正成為理論的基石?,F(xiàn)行教材內(nèi)容與職業(yè)缺乏緊密聯(lián)系,忽視了與實(shí)際的聯(lián)系,學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性和積極性。因此,筆者對(duì)課程進(jìn)行了重新整合,刪減和壓縮了教材中電解質(zhì)溶液、酸堿滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子軌道理論等章節(jié)內(nèi)容。將壓縮的理論和實(shí)驗(yàn)課時(shí)用以補(bǔ)充綠色化學(xué)內(nèi)容[4][5],多元化、多層次、多角度地向?qū)W生揭示、展現(xiàn)綠色化學(xué)與基礎(chǔ)化學(xué)的緊密聯(lián)系。對(duì)晦澀難懂的內(nèi)容以教師精講為主;常識(shí)性的內(nèi)容由學(xué)生講解;與生活息息相關(guān)相關(guān)的內(nèi)容設(shè)計(jì)題目,讓學(xué)生發(fā)表見解、分組討論或辯論,然后由教師進(jìn)行總結(jié)。這樣既突出了重點(diǎn)、難點(diǎn),又培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)的能力,提高了學(xué)習(xí)興趣。
4.學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)、原理,結(jié)合綠色化學(xué),撰寫科技小論文。
作業(yè)是課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是課堂教學(xué)的繼續(xù)和延伸。除了布置教材習(xí)題外,為讓學(xué)生更深入更主動(dòng)地將綠色化學(xué)的理念滲透到傳統(tǒng)化學(xué)學(xué)習(xí)中,在課程結(jié)束前,筆者布置學(xué)生選擇與“可持續(xù)發(fā)展”有關(guān)的選題,通過探究和調(diào)查,查找相關(guān)文獻(xiàn)、資料,并對(duì)其進(jìn)行分析、解釋、評(píng)價(jià)、調(diào)查、討論、研究,寫出科技小論文。從對(duì)連續(xù)三屆學(xué)生提交的論文情況看,由于平時(shí)的教學(xué)中始終貫穿了“綠色”這個(gè)與人類健康密切相關(guān)的主題,學(xué)生興趣濃厚、選題廣泛、立意明確,從問題的提出到問題的解決,學(xué)生始終是決策者、行動(dòng)者。學(xué)生從可持續(xù)發(fā)展的高度去關(guān)心環(huán)境及環(huán)境問題,更深刻地理解了人與自然、人與社會(huì)、人與人之間的相互依存關(guān)系,認(rèn)識(shí)到他們的態(tài)度、行為和決定將對(duì)現(xiàn)在和未來(lái)的全球環(huán)境、整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生影響,激發(fā)了學(xué)生的憂患意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。
5.改革教學(xué)方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式。
隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的普及,多媒體教學(xué)也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。五年的教學(xué)中,筆者經(jīng)歷了傳統(tǒng)教學(xué)――傳統(tǒng)教學(xué)+多媒體教學(xué)――多媒體教學(xué)這一教學(xué)手段改革過程。實(shí)踐證明,利用多媒體教學(xué),無(wú)論信息量還是教學(xué)效果都得到了極大的提升。
完整的教學(xué)過程應(yīng)該包括成績(jī)的評(píng)定,考試方法的創(chuàng)新是教學(xué)改革不可缺少的環(huán)節(jié)。從2005級(jí)開始,課程成績(jī)的評(píng)定項(xiàng)目包括:平時(shí)成績(jī)20分,科技論文40分,理論考試40分。前兩項(xiàng)是基本體現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的考核,占總分60%,比重超過了理論知識(shí)的考核,既有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生提高自身素質(zhì)的積極性,又促進(jìn)了教改的不斷推進(jìn)和完善。
筆者經(jīng)過幾年嘗試性地將綠色化學(xué)融入到醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)探索,逐漸實(shí)現(xiàn)了“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的教學(xué)理念,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教學(xué)中及時(shí)滲透綠色化學(xué)方面的知識(shí),適當(dāng)?shù)丶由詈退季S拓展,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育,成為有綠色化學(xué)理念的新一代高職大學(xué)生,是時(shí)代的要求,是素質(zhì)教育的要求。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);高中化學(xué);應(yīng)用;分析探討
【中圖分類號(hào)】 G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 B 【文章編號(hào)】 1671-8437(2015)02-0030-01
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),人類已經(jīng)步入到一個(gè)科學(xué)知識(shí)水平和科學(xué)技術(shù)水平相當(dāng)發(fā)達(dá)的社會(huì)?;瘜W(xué)這門科學(xué)也與人們的實(shí)際生活密切相關(guān),但由于其特殊性,化學(xué)對(duì)人類的生活環(huán)境也帶來(lái)了一定的消極影響。在此背景下,高中化學(xué)的教學(xué)中可以引入綠色化學(xué)思想,以提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí),使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中自覺貫徹環(huán)境保護(hù)的思想,以保證與人類生存環(huán)境友好相處[1]。
1 高中化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)思想教育的意義
綠色化學(xué)思想的核心是指在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)過程中,利用化學(xué)原理盡可能地避免使用有害原材料,盡可能的減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生和排放[2]。綠色化學(xué)的概念最早是在美國(guó)產(chǎn)生,這種思想充分體現(xiàn)了社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視,體現(xiàn)了人類與環(huán)境的有號(hào)相處。
眾所周知,由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)、農(nóng)業(yè)等獲得了高速發(fā)展,人類的生活水平顯著提高,但隨之而來(lái)的是生態(tài)環(huán)境破壞日益嚴(yán)重,已經(jīng)開始危害到人類自身的健康與安全。而其中一些化學(xué)廢棄物造成的環(huán)境污染不僅是嚴(yán)重的,而且是不可逆轉(zhuǎn)的,嚴(yán)重破壞了人類的生存環(huán)境[3]。因此,為了保護(hù)人類自身生存的環(huán)境和子孫后代的幸福,需要人類社會(huì)積極傳播綠色化學(xué)思想,提高人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí),使人們重視化工生產(chǎn)帶來(lái)的危害,并努力改善化工生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,減少化學(xué)廢棄物的排放,從根本上切斷化工污染源,進(jìn)而減少環(huán)境污染和破壞,降低環(huán)境壓力。
青年學(xué)生是人類社會(huì)未來(lái)的建設(shè)者,他們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)與保護(hù)環(huán)境的能力與未來(lái)社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。因此,在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想具有極其重要的意義,需要廣大化學(xué)教師高度重視并大力實(shí)踐。
2 高中化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)思想教育的思考
2.1 將綠色化學(xué)思想適時(shí)引用到教材中
高中化學(xué)教材中有很多有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物,以及各種各樣的元素,教師在進(jìn)行這類化學(xué)知識(shí)的教學(xué)時(shí),可以將綠色化學(xué)思想滲透到教材中。在學(xué)習(xí)高中化學(xué)中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的時(shí)候,可以充分將其與現(xiàn)代社會(huì)環(huán)境中存在的問題相聯(lián)系,在盡可能地突出綠色化學(xué)思想,讓學(xué)生更好的掌握化學(xué)知識(shí)并了解學(xué)習(xí)化學(xué)的意義和作用,并能通過所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際生活中出現(xiàn)的環(huán)境問題。例如,教師在講解有關(guān)磷的知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候,可以將其與“三廢”問題相聯(lián)系,讓學(xué)生們探討磷化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境所帶來(lái)的危害,并尋找有效的控制污染的辦法。這樣將綠色化學(xué)思想適時(shí)引用到教材中,能讓學(xué)生關(guān)注自身的生存環(huán)境,重視生活中的環(huán)保工作,通過教師的指導(dǎo),還能學(xué)到很多課外知識(shí)。
2.2 將綠色化學(xué)思想融入到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中
化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的主要內(nèi)容和形式,也是滲透綠色化學(xué)思想的主要時(shí)機(jī)。因此,教師給學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候,可以將綠色化學(xué)理念融入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,使學(xué)生直接受到綠色化學(xué)的影響。教師要把綠色化學(xué)思想滲透到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中,讓學(xué)生能夠更好地掌握和理解綠色化學(xué)思想。例如,教師在進(jìn)行某一化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候產(chǎn)生了少量的二氧化硫廢棄物,這時(shí)教師就可以用活性炭吸附這些二氧化硫氣體,在處理廢棄物的同時(shí)對(duì)學(xué)生講解二氧化硫的危害,這樣則能更好地體現(xiàn)出綠色化學(xué)的思想。
2.3 將綠色化學(xué)思想延伸到課堂之外
除了在課堂上滲透綠色化學(xué)的思想外,在課后也不能放松對(duì)學(xué)生的綠色化學(xué)教育。教師可以開展能體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的課外活動(dòng),也可以為學(xué)生布置能體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的課后習(xí)題,但要注意結(jié)合教材內(nèi)容,尋找與生活相關(guān)的綠色化學(xué)。
總之,化學(xué)與人類的生活息息相關(guān),教師一定要堅(jiān)持綠色化學(xué)的理念,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí),將綠色化學(xué)思想充分滲透到化學(xué)教學(xué)的過程中,并深刻理解綠色化學(xué)的重要意義。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)理念
中圖分類號(hào):G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1674-9324(2016)02-0238-02
作者簡(jiǎn)介:王滿剛(1977-),男(漢族),甘肅會(huì)寧人,博士,副教授,主要從事有機(jī)合成及過渡金屬催化的相關(guān)反應(yīng)研究
化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,導(dǎo)致全球性生態(tài)環(huán)境惡化、氣候變暖、資源匱乏。進(jìn)入21世紀(jì),隨著社會(huì)公眾的環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),人們將低碳環(huán)保、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展這些具有深遠(yuǎn)意義的概念賦予了一個(gè)象征生命和希望的名詞———“綠色”,實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的“可持續(xù)”、“綠色”發(fā)展已是全人類的共同心愿。同時(shí),人們開始致力于從源頭上治理污染,探索采用化學(xué)的原理來(lái)預(yù)防污染的方法。綠色化學(xué)倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù),主張不使用有毒、有害物質(zhì),不產(chǎn)生廢棄物,最終實(shí)現(xiàn)零排放和零污染,被譽(yù)為是更高層次上的、可持續(xù)發(fā)展的化學(xué),其也是一門能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù)。將綠色化學(xué)理念貫穿于化學(xué)教學(xué)的各環(huán)節(jié)中,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思維,提高學(xué)生的綠色化學(xué)實(shí)踐能力是綠色化學(xué)教育的重要途徑,也是國(guó)內(nèi)外化學(xué)課程教學(xué)改革的重要目標(biāo)之一。
一、培養(yǎng)綠色化學(xué)理念,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
教學(xué)理念是人們對(duì)教學(xué)活動(dòng)的思維方式和持有的基本態(tài)度與觀點(diǎn),也是人們從事教育教學(xué)活動(dòng)的基本信仰,即人們對(duì)教育教學(xué)活動(dòng)內(nèi)在規(guī)律認(rèn)識(shí)的集中思想表現(xiàn)。學(xué)校的教學(xué)工作以教育和學(xué)習(xí)為基本活動(dòng)形式,它必須在教學(xué)理念的指導(dǎo)下進(jìn)行。綠色化學(xué)不僅僅是一門預(yù)防污染的化學(xué)技術(shù),還是一種新的思維方式,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的最基本保障。只有將綠色化學(xué)的理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各環(huán)節(jié)中,學(xué)習(xí)綠色化學(xué)知識(shí),增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí),形成綠色化學(xué)的思維方式,才能提高學(xué)生的綠色化學(xué)實(shí)踐能力。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是向?qū)W生傳授環(huán)保知識(shí)的最佳場(chǎng)所,其不僅要使學(xué)生掌握各種實(shí)驗(yàn)技能和觀察、動(dòng)手、分析、解決有機(jī)化學(xué)問題的能力,更要強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)社會(huì)高度負(fù)責(zé)的主人翁精神?;瘜W(xué)教師應(yīng)充分利用綠色化學(xué)的原理、特點(diǎn)和相關(guān)知識(shí),通過設(shè)計(jì)特定實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程使學(xué)生逐漸產(chǎn)生綠色化學(xué)理念,形成綠色化學(xué)的思維方式。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適時(shí)講述全球環(huán)境問題與化學(xué)污染的關(guān)系,灌輸綠色化學(xué)思想,讓學(xué)生清醒地認(rèn)識(shí)到現(xiàn)階段環(huán)境保護(hù)的重要性、必要性和緊迫性,在獲取化學(xué)知識(shí)的同時(shí)受到良好的綠色化學(xué)教育,從而提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí),只有具備了綠色化學(xué)意識(shí)才會(huì)產(chǎn)生積極的行為效果,在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。
二、優(yōu)化、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。隨著綠色化學(xué)成為現(xiàn)代化學(xué)可持續(xù)發(fā)展的方向,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化成為化學(xué)研究的重要內(nèi)容,化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化包括:化學(xué)試劑、溶劑和催化劑等的綠色化。環(huán)境友好的“潔凈”反應(yīng)介質(zhì)是綠色化學(xué)研究的重要原則之一,在實(shí)驗(yàn)過程中要盡量使用無(wú)毒無(wú)害的試劑和溶劑,合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的綠色化,尤其是水介質(zhì)中的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)因具有分離簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、選擇性好、污染少且無(wú)毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn),是最有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的綠色合成方法之一。例如,水介質(zhì)中的各種縮合反應(yīng)、親核加成反應(yīng)、環(huán)加成反應(yīng)和多組分反應(yīng)等已經(jīng)取得較大進(jìn)展。此外,用水作為分散劑的水溶性涂料的制備已成為全世界涂料工業(yè)的新方向,用超臨界二氧化碳代替有機(jī)溶劑作為油漆涂料的噴霧劑和泡沫塑料的發(fā)泡劑也已經(jīng)取得較大進(jìn)展。催化劑的使用也應(yīng)首選無(wú)毒害、無(wú)腐蝕的物質(zhì),同時(shí)改革重組現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,改變?cè)袑?shí)驗(yàn)項(xiàng)目,在達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)的前提下,淘汰對(duì)環(huán)境危害較大的實(shí)驗(yàn),改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,進(jìn)行大規(guī)模的篩選和比對(duì),盡量減少有毒、有害試劑的使用,選擇更符合綠色化學(xué)理念的實(shí)驗(yàn)體系。將各制備實(shí)驗(yàn)盡可能串聯(lián)起來(lái),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的連續(xù)化,即把前一個(gè)實(shí)驗(yàn)制備得到的產(chǎn)物作為后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的主要原料連續(xù)使用,既能科學(xué)、直觀地達(dá)到實(shí)驗(yàn)所要求的教學(xué)目標(biāo),又始終注意將化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的影響降到最低,體現(xiàn)綠色化學(xué)的教學(xué)理念與思想。
2.微型實(shí)驗(yàn)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,倡導(dǎo)綠色化學(xué)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指在微型化的儀器、裝置中用盡可能少的化學(xué)試劑來(lái)獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理和方法,具有實(shí)驗(yàn)成本低、反應(yīng)時(shí)間短和綠色環(huán)保的特點(diǎn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不但能滿足實(shí)驗(yàn)的基本要求,還能減少試劑對(duì)人體和環(huán)境的傷害。在實(shí)驗(yàn)時(shí),其試劑用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)十分之一甚至千分之一,因此,采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)代替常規(guī)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼蟠鬁p少化學(xué)實(shí)驗(yàn)室各種廢物的排放,有效改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,減少對(duì)周邊環(huán)境的危害。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開設(shè)對(duì)藥品試劑消耗量大、化學(xué)毒性高、污染嚴(yán)重、實(shí)驗(yàn)操作過程復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)尤為必要。因此,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、目的、現(xiàn)象和定量要求將常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,以提高學(xué)生的綠色化學(xué)實(shí)踐能力。然而,微型實(shí)驗(yàn)不是對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單減量和機(jī)械微縮,它是在綠色化學(xué)理念和微型化學(xué)思想指導(dǎo)下對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而形成的實(shí)驗(yàn)新思想、新方法和新技術(shù)?!坝帽M可能少劑量的試劑來(lái)做盡可能小的實(shí)驗(yàn)”是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心,也是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的思維方向。為預(yù)防化學(xué)污染,推動(dòng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)由常量化向微量化發(fā)展,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改革和發(fā)展的動(dòng)力之一。
3.課堂教學(xué)和多媒體教學(xué)相結(jié)合,減少對(duì)環(huán)境的污染。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,把現(xiàn)代教育技術(shù)手段與化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,必能增加實(shí)驗(yàn)的功能,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,讓學(xué)生在理論與實(shí)踐的融合中更好地提升自身的素能。尤其是多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程通訊等先進(jìn)信息技術(shù)作為一種動(dòng)態(tài)、高效、大容量的現(xiàn)代化教學(xué)輔助手段,不僅能直觀地表現(xiàn)化學(xué)世界的奧秘,吸引學(xué)生的注意力,而且可以極大地減少日?;瘜W(xué)試劑的用量,降低實(shí)驗(yàn)成本的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了從根源上減輕對(duì)環(huán)境污染的綠色化學(xué)原則。例如,有機(jī)化合物的定性鑒定實(shí)驗(yàn)不僅需要的試劑種類繁多,而且所用到的絕大部分藥品都毒性大,對(duì)人體健康和環(huán)境污染危害大。對(duì)有機(jī)化合物性質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)的全過程采用攝像、剪輯和多媒體加工技術(shù)進(jìn)行加工處理,既能突出重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,又不失演示實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性,大大增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性。因此,對(duì)于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),盡量采用多媒體及化學(xué)虛擬仿真技術(shù)等輔助手段,在得到基本化學(xué)信息的前提下,能大大減少化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的污染。
三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程管理
1.規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作,減少“三廢”的產(chǎn)生。在實(shí)際教學(xué)中,一方面我們可以嚴(yán)格規(guī)定取用藥品的量,這樣既規(guī)范了實(shí)驗(yàn)操作,節(jié)約了藥品,又減少了對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法;另一方面我們也可以將定性實(shí)驗(yàn)中的藥品定量化,例如在烴的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室制備乙炔氣體時(shí),可以根據(jù)學(xué)生的組數(shù)粗略的計(jì)算所需乙炔的用量,根據(jù)計(jì)算的結(jié)果來(lái)取用電石的質(zhì)量。這樣做不僅能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),提高實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、規(guī)范性,同時(shí)也為減少環(huán)境污染奠定基礎(chǔ)。
2.妥善處理實(shí)驗(yàn)室的“三廢”。注重環(huán)境保護(hù),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程管理,應(yīng)加強(qiáng)完善有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制度化、規(guī)范化建設(shè),禁止實(shí)驗(yàn)室尾氣任意排放,廢液、廢棄物隨意傾倒。對(duì)每次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)室廢液、廢氣和廢渣進(jìn)行科學(xué)安全處理,確保將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的污染程度降到最低,以減少?gòu)U物向周邊環(huán)境的排放。將化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用過的酸、堿、重金屬鹽等各種廢物進(jìn)行分類收集、集中安全存放、定期統(tǒng)一處理。能產(chǎn)生大量有害和腐蝕性氣體的實(shí)驗(yàn)必須在通風(fēng)櫥內(nèi)完成,并將有害尾氣采用吸收、中和等方法進(jìn)行凈化處理。通過對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的“三廢”進(jìn)行無(wú)毒無(wú)害化處理,最大限度地減少實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染,培養(yǎng)學(xué)生高度負(fù)責(zé)的科學(xué)態(tài)度。
四、完善實(shí)驗(yàn)考核體系,凸顯綠色化學(xué)理念
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)有重要的導(dǎo)向和鼓勵(lì)作用,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果考核評(píng)價(jià)應(yīng)以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程為基礎(chǔ),凸顯綠色化學(xué)理念?,F(xiàn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系應(yīng)從評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)主體等方面進(jìn)行完善改革。評(píng)價(jià)方式應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)全過程的整體、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià),給學(xué)生更多的自,讓其開放思維,大膽探索。評(píng)價(jià)內(nèi)容應(yīng)重點(diǎn)考慮實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是否能提高反應(yīng)中各原子的利用率,反應(yīng)條件是否無(wú)毒無(wú)害,反應(yīng)過程是否能減少?gòu)U物向環(huán)境的排放,實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室“三廢”的處理方式是否恰當(dāng)?shù)鹊龋攸c(diǎn)突出綠色化學(xué)的理念和思想。
五、結(jié)語(yǔ)
培養(yǎng)、提高學(xué)生的綠色化學(xué)理念和環(huán)境保護(hù)意識(shí)是實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)綠色化的最基本保障,也是提高學(xué)生化學(xué)研究和綠色實(shí)踐能力的前提;優(yōu)化、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法,規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作,改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程管理是提高學(xué)生綠色化學(xué)實(shí)踐能力的重要途徑??傊瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化已成為國(guó)內(nèi)外化學(xué)課程改革和可持續(xù)發(fā)展的方向,提高學(xué)生的綠色化學(xué)研究能力是本世紀(jì)國(guó)內(nèi)外高等學(xué)校人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一。
參考文獻(xiàn):
[1]冉秀芝,王敏,李軍,許俊強(qiáng),林勇,尚宏利.大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中構(gòu)建綠色化學(xué)思維的探索與實(shí)踐[J].化學(xué)教育,2013,(9):59-61.
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);工業(yè)污染;工業(yè)應(yīng)用
中圖分類號(hào):F407.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào):1005-569X(2009)08-0073-02
1 引言
綠色化學(xué)和化工設(shè)計(jì)首要考慮的是對(duì)化工過程和產(chǎn)品進(jìn)行綠色設(shè)計(jì),解決污染的問題,實(shí)現(xiàn)“零排放”。目前綠色化學(xué)的研究重點(diǎn)主要是圍繞原子經(jīng)濟(jì)的化學(xué)反應(yīng)過程、可再生的原料、無(wú)毒無(wú)害的催化劑、無(wú)毒無(wú)害的溶劑和環(huán)境友好的產(chǎn)品開展的。
2 原子經(jīng)濟(jì)的探討
綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng),即充分利用反應(yīng)物中的各個(gè)原子,既能充分利用資源,又能防止污染?!霸咏?jīng)濟(jì)”概念最早是由美國(guó)Stanford大學(xué)的Trost教授提出的,并因此獲得了1998年度“總統(tǒng)化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)。針對(duì)一般衡量工藝可行的傳統(tǒng)作法,他明確指出應(yīng)用一種新的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估化學(xué)工藝過程,即原子經(jīng)濟(jì)和選擇性兩個(gè)概念,后者是考慮在化學(xué)反應(yīng)中原料究竟有多少的原子進(jìn)入到了產(chǎn)品之中。這一標(biāo)準(zhǔn)既要求盡可能地節(jié)約不可再生的原料資源,又要求最大限度地減少排放。原子經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)是在設(shè)計(jì)化學(xué)合成時(shí),使原料分子中的原子更多或全部地轉(zhuǎn)化成最終希望的產(chǎn)品中的原子。用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì),原子利用率越高,反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物越少,對(duì)環(huán)境造成的污染也越少。高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中,達(dá)到零排放。
3 無(wú)毒無(wú)害的催化劑、溶劑及化工原料
綠色化學(xué)研究的重點(diǎn)是尋找替代催化劑,或提高現(xiàn)有化學(xué)轉(zhuǎn)化體系目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性、轉(zhuǎn)化率和使用壽命。目前化工產(chǎn)品的生產(chǎn)大多數(shù)采用生物催化與納米催化技術(shù),酶反應(yīng)條件溫和,控制容易,副反應(yīng)少,環(huán)境污染小。
目前在傳統(tǒng)化工生產(chǎn)和化學(xué)研究中大量使用的有機(jī)溶劑存在有毒、易揮發(fā)、易燃易爆等諸多缺點(diǎn)。當(dāng)前廣泛使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),其在使用過程中有的會(huì)引起地面臭氧的形成,有的會(huì)引起水源污染。因此,需要限制這類溶劑的使用。采用無(wú)毒無(wú)害的溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑己成為綠色化學(xué)的重要研究方向。
生物質(zhì)(Biomass)是由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機(jī)體的總稱,生物質(zhì)與礦物燃料相比更為清潔,它的使用不會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染,并且儲(chǔ)量豐富用之不竭。據(jù)估計(jì),作為植物生物質(zhì)的最主要成分木質(zhì)素和纖維素每年以約幾千億噸的速度不斷再生,相當(dāng)于500億噸原油單位(標(biāo)準(zhǔn)油),人類目前的基本能源需求量卻是97億噸標(biāo)準(zhǔn)油。如果這部分資源能得到利用,人類相當(dāng)于擁有了一個(gè)取之不盡、用之不竭的資源寶庫(kù)。
4綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用
隨著時(shí)間的流逝,如今綠色化學(xué)過程合成和設(shè)計(jì)己從理論研究進(jìn)入到化工實(shí)際應(yīng)用,綠色化工的根本宗旨是在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí),消除或盡量減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,它不僅是人們所追求的一種理想的生產(chǎn)過程,也是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)過程進(jìn)行改造,以達(dá)到人類、社會(huì)和自然界的高度和諧統(tǒng)一。綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用大致包括清潔生產(chǎn)的綠色化學(xué)工業(yè)和環(huán)境友好的綠色化工產(chǎn)品。
清潔生產(chǎn)持續(xù)地將一個(gè)綜合預(yù)防性環(huán)境戰(zhàn)略運(yùn)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品,以減少對(duì)人類和環(huán)境的危害。它既可滿足人們的需要,又可合理使用自然資源和能源,是保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)方法和措施。由此可見,清潔生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一,此概念涉及化工生產(chǎn)全過程和化工產(chǎn)品整個(gè)生命周期全過程,對(duì)綠色化工生產(chǎn)而言,清潔生產(chǎn)旨在減少在產(chǎn)品整個(gè)生命周期中對(duì)人類和環(huán)境的影響,清潔生產(chǎn)和綠色化學(xué)追求的目標(biāo)是基本一致的。
總之,結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略需求,針對(duì)重污染精細(xì)化工過程,構(gòu)建與實(shí)施綠色化工工程技術(shù),加速對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)及其工藝流程的綠色技術(shù)改造與創(chuàng)新,提高資源利用率,實(shí)現(xiàn)污染的源頭治理,從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)、生活綠色化,營(yíng)造綠色和諧環(huán)境,是當(dāng)今人類面臨的重大挑戰(zhàn)與機(jī)遇。清潔生產(chǎn)的綠色化工己經(jīng)成為未來(lái)化工發(fā)展的必然趨勢(shì),也是實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,它向我們昭示著綠色經(jīng)濟(jì)的來(lái)臨。環(huán)境友好的綠色化工產(chǎn)品是指節(jié)能、節(jié)水、低污染、低毒、環(huán)保、可回收的一類化工產(chǎn)品,它也是綠色科技應(yīng)用的最終體現(xiàn)。設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品是綠色化學(xué)的一個(gè)重要方面,這種產(chǎn)品在加工、應(yīng)用及廢棄之后均不會(huì)對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。
面對(duì)全球垃圾資源與日俱增而天然資源日漸枯竭的殘酷現(xiàn)實(shí),現(xiàn)在人們比以往任何時(shí)候都更加關(guān)心起那些固體廢棄物,構(gòu)建實(shí)施綠色循環(huán)系統(tǒng)工程技術(shù),從而獲取綠色循環(huán)材料,如再生紙、再生塑料、再生橡膠、再生纖維、再生金屬等,是當(dāng)今綠色化學(xué)函需解決的重要課題。近年來(lái),隨著國(guó)際輿論以及中國(guó)決策者對(duì)“民生”和“三農(nóng)”問題的不斷傾斜,關(guān)于農(nóng)業(yè)化學(xué)污染問題也正日益得到前所未有的重視。綠色化學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用就顯現(xiàn)出了化學(xué)家們的高度社會(huì)責(zé)任感和戰(zhàn)略眼光。我國(guó)農(nóng)用地膜覆蓋面積居世界第一位,考慮普通塑料薄膜的替代―可降解塑料是必然的選擇。目前這一領(lǐng)域已取得令人滿意的進(jìn)展,現(xiàn)已投產(chǎn)的共聚型光降解塑料基本可以解決白色污染問題。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);環(huán)境污染;環(huán)境治理
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當(dāng)今時(shí)代,化學(xué)真正成為了一門最有用的科學(xué)。化學(xué)科學(xué)的研究成果和化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用為推動(dòng)人類的進(jìn)步起到了決定性的作用。目前,化學(xué)及其制品已經(jīng)滲透到人類生活、生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。但另一方面,化學(xué)化工的發(fā)展為人類的生活改善提供了源源不斷的能源和物質(zhì)基礎(chǔ),但同時(shí)又造成了很多的能源和環(huán)境問題。隨著化學(xué)品的大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用,人類對(duì)全球性環(huán)境污染的加劇、能源的匱乏和資源的減少日益關(guān)注。人們逐漸發(fā)現(xiàn), 僅依靠開發(fā)更有效的污染控制技術(shù)對(duì)改善環(huán)境是很有限的,而應(yīng)該把注意力集中到原始污染的預(yù)防上則對(duì)消除污染更有效。“綠色化學(xué)”的出現(xiàn),為人類最終從化學(xué)的角度解決環(huán)境和能源問題帶來(lái)了新的希望。
一、概念及核心內(nèi)容
1.概念。綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。
2.核心內(nèi)容。原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國(guó)Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地減少了廢物的排放。
二、滲透“綠色化學(xué)”思想
我國(guó)古代就有“不涸澤而漁,不焚林而獵”的保護(hù)自然環(huán)境的思想。今天,我們保護(hù)環(huán)境不僅要保護(hù)環(huán)境不受污染,而且要繼承古代環(huán)境保護(hù)的思想,合理利用資源,以保證資源的永久利用。我們應(yīng)該懂得保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)我們自己。為了更好地保護(hù)環(huán)境,許多國(guó)家正在廣泛地宣傳環(huán)境保護(hù)思想,制定相應(yīng)的法律法規(guī)。我國(guó)于1979年9月頒布了《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法(試行)》,并在1983年底召開的全國(guó)第二次環(huán)境保護(hù)大會(huì)上將保護(hù)環(huán)境確立為我國(guó)一項(xiàng)基本國(guó)策。
白色污染是當(dāng)今社會(huì)的一大公害,而且越來(lái)越受到公眾和政府的關(guān)注。塑料作為人工合成的高分子材料,由于它有良好的成膜性、絕緣性、成型性、耐酸堿、耐腐蝕,外觀鮮艷,而且它具有極其低廉的價(jià)格,隨著石油化工的發(fā)展迅速成為人類不可缺少的一種材料。然而隨著塑料的大量使用,廢棄塑料難于降解,嚴(yán)重污染了人們所居住的環(huán)境,還有的塑料會(huì)引起人類新的疾病的產(chǎn)生。通過對(duì)城市垃圾焚燒場(chǎng)的煙塵分析發(fā)現(xiàn)以下幾種含氯有機(jī)物常同時(shí)存在,即:多氯二苯并-對(duì)二惡英(PCDD)、多氯二苯并呋喃(PCDF)、氯苯和氯代酚等。這些物質(zhì)都是對(duì)人體非常有害的。如今,綠色蔬菜、綠色產(chǎn)品、綠色科技、綠色化學(xué),還有現(xiàn)在所提倡的“綠色學(xué)?!保汲蔀樽顣r(shí)髦的名詞。綠色話題成為人類最具共識(shí)的話題。這種綠色意識(shí),是人類重新審視自然的表現(xiàn)。傳統(tǒng)觀念中把人類和自然放在對(duì)立的位置上,人類總是妄圖征服自然,操縱自然,為己所用,卻完全不顧及自己賴以生存的環(huán)境破壞。而綠色意識(shí)把人看成是自然界中的一員,追求的是人與自然的統(tǒng)一以及人對(duì)自然的尊重。只有培養(yǎng)人類真正意義上的“綠色意識(shí)”,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境,對(duì)人類更友善的化學(xué)——綠色化學(xué)。
因此,人類在生產(chǎn)、生活中都應(yīng)貫穿綠色化學(xué)的思想,在生活中對(duì)其廢棄物要妥善處理,決不能隨意傾倒,造成環(huán)境污染,有的還可以變廢為寶。如使用環(huán)保節(jié)能電池;使用太陽(yáng)能熱水器;使用節(jié)能燈;不食保護(hù)的野生動(dòng)、植物等。如不使用難降解的一次性飯盒,少使用與廢棄塑料袋,不亂扔廢舊電池等。關(guān)注重大的綠色化學(xué)研究成果。如環(huán)境友好的海洋生物防垢劑,新配方汽油,環(huán)境友好柴油等。使用具有綠色環(huán)保標(biāo)志的產(chǎn)品如綠色電冰箱,無(wú)磷洗衣粉,太陽(yáng)能熱水器等。當(dāng)然我們要鼓勵(lì)大家多騎自行車,少用機(jī)動(dòng)車。
三、設(shè)計(jì)“綠色新工藝”
我國(guó)在環(huán)境資源、容量方面,總量雖大但人均擁有量很小。經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的特點(diǎn)是工業(yè)技術(shù)水平整體不高,能源和資源消耗及污染排放量高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)比重還是很大,“三廢”基本沒有經(jīng)過任何處理就四處排放,污染十分嚴(yán)重。以2006年甘肅徽縣鉛錠冶煉廠鉛中毒事件為例,涉及村民2000多人,其中373人為兒童。這些兒童中,90%以上血鉛超標(biāo),最高者血鉛含量超標(biāo)數(shù)倍,被診斷為重度鉛中毒,被診斷為重度鉛中毒年齡最小的孩子,只有1歲2個(gè)月。而成人中血鉛超標(biāo)也很普遍。依次來(lái)看,人們不僅不能走“先污染破壞,后治理恢復(fù)”的道路,也不能走“邊污染,邊治理”
的道路,而應(yīng)該采取我國(guó)政府制定的“全面規(guī)劃,合理布局,綜合利用,化害為利,依靠群眾,大家動(dòng)手,保護(hù)環(huán)境,造福人民”的環(huán)境保護(hù)方針,還要在化工工藝上采取更為綠色的、環(huán)保的工藝過程。綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
級(jí)別:部級(jí)期刊
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