綠色化學(xué)的實(shí)現(xiàn)途徑范文
時(shí)間:2023-11-20 17:29:00
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篇1
關(guān)鍵詞 綠色化學(xué) 高職 化學(xué)教學(xué) 教育
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.047
On Integration of Green Chemistry Education into Chemistry
Teaching in Higher Vocational Education
LI Jun
(Yingtan Vocational and Technical College, Yingtan, Jiangxi 335000)
Abstract Firstly, the basic concept of green chemistry and the addition of Green Chemistry Education in Chemistry Teaching shallow sense to analyze the development of applications based on the status quo of Green Chemistry Teaching in Higher Education and China's current chemistry, and finally discussed from various angles high vocational chemical teaching effectively integrated into effective strategies green Chemistry teaching.
Key words green chemistry; higher vocational; chemistry teaching; education
綠色經(jīng)濟(jì)是當(dāng)今世界的時(shí)代主題,無論是對(duì)于人類社會(huì)的發(fā)展來說,還是對(duì)于生態(tài)資源的可持續(xù)性利用來說,綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。綠色化學(xué)應(yīng)用就是基于綠色經(jīng)濟(jì)的理論提出的,由于這一課題的研究在現(xiàn)實(shí)中具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值,因此是一項(xiàng)非常具有發(fā)展前景的化學(xué)課題。綠色化學(xué)對(duì)于當(dāng)前的時(shí)代背景來說是一個(gè)比較新興的事物,由于各方面的研究尚未深入所以仍然有著極大的可開發(fā)前景。綠色化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值極大,不僅能夠促進(jìn)化學(xué)相關(guān)應(yīng)用的綠色化改變,更能夠?yàn)楫?dāng)前化學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更加有力的支持與推動(dòng)。
1 綠色化學(xué)的概念及對(duì)化學(xué)教學(xué)的意義
1.1 綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)是相對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)提出的理論,是指在化學(xué)反應(yīng)過程中不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì),同時(shí)與反應(yīng)相關(guān)的每一種化學(xué)物質(zhì)或者成分都能夠被利用起來,化學(xué)整個(gè)反應(yīng)過程幾乎是沒有任何污染所以稱作綠色化學(xué)。綠色化學(xué)的要求不僅是化學(xué)反應(yīng)生成物被全部利用起來,不涉及任何染污及廢物排放,而且反應(yīng)物、催化劑也是沒有任何污染性的,真正實(shí)現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)全程的無污染、無排放。綠色化學(xué)將人們所有的化學(xué)知識(shí)和技術(shù)進(jìn)行最有效的融合應(yīng)用,將所有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì),針對(duì)每一種反應(yīng)材料、反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行全面的污染物與有害物的再利用設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了整個(gè)化學(xué)反應(yīng)綠色化體系,在解決污染問題的同時(shí)還擴(kuò)大了資源的使用充分度,減少了資源浪費(fèi)。
1.2 綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)教學(xué)的意義
高職院校承擔(dān)著為社會(huì)培養(yǎng)實(shí)用型人才的重要任務(wù),傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)模式僅僅能夠適應(yīng)傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)需求,而對(duì)于當(dāng)今社會(huì)追求綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)則無法適應(yīng),因此在高職化學(xué)教學(xué)中加入綠色化學(xué)教學(xué)是為了將來化學(xué)專業(yè)人才進(jìn)入社會(huì)之后能夠更適應(yīng)當(dāng)今的化學(xué)工業(yè)發(fā)展趨勢(shì),使學(xué)生擁有綠色化學(xué)的基本理念以及基礎(chǔ)能力,在實(shí)際生產(chǎn)中將這種能力有效發(fā)揮來創(chuàng)造綠色經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從另一角度來說,當(dāng)前我國(guó)的綠色化學(xué)研究尚處于初級(jí)階段,無論是化學(xué)工業(yè)整個(gè)行業(yè)的人才專業(yè)水平,還是與化學(xué)工業(yè)相關(guān)的科研人員數(shù)量,都存在著很大的市場(chǎng)空缺,因此培養(yǎng)綠色化學(xué)理念的專業(yè)學(xué)生也是行業(yè)的迫切需求。
2 綠色化學(xué)教學(xué)發(fā)展及在高職院校中的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1 綠色化學(xué)教學(xué)發(fā)展
綠色化學(xué)教學(xué)理念在全球范圍內(nèi)受到關(guān)注是自2001年美國(guó)總統(tǒng)布什向世界各國(guó)呼吁“在教學(xué)與工業(yè)發(fā)展中加入綠色化學(xué)理念”之后開始。這一理念原本已經(jīng)在國(guó)際上出現(xiàn),只是尚未受到各國(guó)關(guān)注而處于極度緩慢的發(fā)展?fàn)顟B(tài)中。當(dāng)因化學(xué)污染產(chǎn)生的環(huán)境問題日益嚴(yán)重,綠色化學(xué)的需求變得更加迫切,無論是工業(yè)國(guó)家還是非工業(yè)國(guó)家都開始投入對(duì)綠色化學(xué)課題的研究,并且將這一課題運(yùn)用到教學(xué)過程中,以促進(jìn)綠色化學(xué)研究的有效推進(jìn)。自1998年開始美國(guó)化學(xué)會(huì)的教育部門就與其它相關(guān)的環(huán)境部門做出了聯(lián)合協(xié)作的決定,他們將綠色化學(xué)教學(xué)材料編寫與課程的規(guī)劃列入了教育計(jì)劃中,教育部門還專門針對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行了多次高中化學(xué)教科書的修訂。其中就將綠色化學(xué)的基本理論、原則和意義作為專門性教學(xué)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì),擴(kuò)大了綠色化學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)中的影響力。
我國(guó)目前在綠色化學(xué)的相關(guān)研究上有極大的空缺,因此在化學(xué)教育中也較少涉及綠色化學(xué)的相關(guān)理論,除了基本的綠色化學(xué)研究不足之外,當(dāng)前的化學(xué)教育模式與體系也存在著很多不完善的方面,使綠色化學(xué)在高中化學(xué)教育中的融入面臨難題。綠色化學(xué)在教學(xué)中加入需要由各方力量的支持,針對(duì)目前我國(guó)的綠色化學(xué)研究水平來說除了需要由化學(xué)科研工作者進(jìn)行深入理論與實(shí)踐研究之外,還需要有國(guó)家環(huán)保事業(yè)的共同支持,而如果再將其滲入到高職化學(xué)教育中則又需要教育部與政府的支持。只有當(dāng)綠色化學(xué)建立起相對(duì)完整的理論體系,并且研究達(dá)到一定深度時(shí)才能將其作為教學(xué)手段與具體的教學(xué)活動(dòng)結(jié)合起來。
目前不僅是國(guó)內(nèi),縱觀全面的環(huán)境形勢(shì)都處于一個(gè)非常緊張的狀態(tài),各種污染類型時(shí)刻在制造著不同程度的污染物,同時(shí)由于人們?cè)诮?jīng)濟(jì)為第一目的的長(zhǎng)期發(fā)展過程中對(duì)地球資源與能源的大量開發(fā),全球資源緊張形勢(shì)也是當(dāng)今重要的時(shí)代問題。綠色化學(xué)理論能夠很好緩解資源緊張及環(huán)境污染問題,因此即是未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的主要方向,也是人們尋求緩解資源與環(huán)境問題的重要途徑。
2.2 高職院校綠色化學(xué)教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前我國(guó)的高職院校對(duì)綠色化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的涉及率幾乎為零,大部分高職院校在化學(xué)教學(xué)中沒有任何綠色化學(xué)意識(shí),甚至有許多化學(xué)教師也從未認(rèn)識(shí)和了解過綠色化學(xué)的相關(guān)理論。長(zhǎng)期處于傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)模式下的我國(guó)的高職化學(xué)教育尤其對(duì)綠色化學(xué)教學(xué)有著非常迫切的應(yīng)用需求,而我國(guó)的教育環(huán)境暫時(shí)又不具備將綠色化學(xué)教育全面落實(shí)到化學(xué)課程中的條件。所以就需要教師對(duì)課程和教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整,認(rèn)識(shí)并學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的基本原則與意義,在教學(xué)過程中加入綠色化學(xué)理念,使這種優(yōu)秀、先進(jìn)的化學(xué)理論能夠被更大范圍地普及,為未來我國(guó)綠色化學(xué)研究水平的有效提高提供支持。
3 高職化學(xué)教學(xué)滲入綠色化學(xué)教學(xué)方法的途徑
3.1 加強(qiáng)對(duì)綠色化學(xué)教學(xué)的重視
作為化學(xué)教學(xué)課堂的主導(dǎo)者化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)能夠?qū)G色化學(xué)的理論進(jìn)行全面深入的了解和學(xué)習(xí),掌握了基本的綠色化學(xué)原則和理論之后再將其進(jìn)行具體教學(xué)方式的改變,從而實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué)與高職化學(xué)課堂教學(xué)的融合。教師認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)需要從其最基本的價(jià)值和意義入手,全面掌握綠色化學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義和在可持續(xù)性發(fā)展中的作用,然后再深入了解具體的綠色化學(xué)知識(shí),擴(kuò)展自身對(duì)綠色化學(xué)的眼界,強(qiáng)化認(rèn)識(shí)。
教師需要對(duì)自身已經(jīng)掌握的綠色化學(xué)相關(guān)理論進(jìn)行整理、宣傳和推廣,宣傳與推廣的對(duì)象不僅是在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論教學(xué),還包括在化學(xué)教師交流活動(dòng)中、在化學(xué)行業(yè)研究討論會(huì)上等。只要是能夠進(jìn)行創(chuàng)新思想交流的場(chǎng)合就將綠色化學(xué)的影響擴(kuò)大到這個(gè)場(chǎng)合中。最后,重視對(duì)學(xué)生綠色化學(xué)理念的培養(yǎng),自身首先應(yīng)當(dāng)有清晰的理論思路,同時(shí)對(duì)綠色化學(xué)有足夠的重視,然后才可能在具體教學(xué)活動(dòng)中加入綠色化學(xué)的教學(xué)元素。
3.2 編寫綠色化學(xué)專用教材
綠色化學(xué)是一個(gè)專門性學(xué)科,其研究對(duì)象有著極大的共性,因此如果能夠?qū)⑵湟詫S媒滩牡男问竭M(jìn)行普及,對(duì)于綠色化學(xué)教學(xué)以及學(xué)科的發(fā)展都有著非常關(guān)鍵的推動(dòng)意義。編寫的專門針對(duì)綠色化學(xué)的教材需要做到最基本的兩點(diǎn)要求:一是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行優(yōu)化,向綠色化學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)靠攏;二是對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)整理,使之成為一個(gè)完整的學(xué)科體系。
從第一點(diǎn)要求來說,要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)具有較大的可實(shí)施性。例如對(duì)于工業(yè)化學(xué)中硫酸的制作有多種方法可以實(shí)現(xiàn),工業(yè)硫酸的生產(chǎn)一般是通過接觸法來實(shí)現(xiàn)的,這一反應(yīng)中首先大量的廢物、廢氣,根據(jù)綠色化學(xué)的理論對(duì)廢物、廢氣進(jìn)行再次利用使其轉(zhuǎn)化為可被其它化學(xué)工業(yè)利用的原料,就實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)的目標(biāo),硫鐵礦在燃燒過程中產(chǎn)生的廢渣由于含有豐富的鐵元素,如果按傳統(tǒng)的處理方法不進(jìn)行再利用必然會(huì)造成資源的浪費(fèi),而以此作為煉鐵原料進(jìn)行回收利用,既避免了廢物污染又提高了資源利用率。接觸法制硫酸產(chǎn)生的廢氣含有SO2,是一種有害的環(huán)境污染氣體,如果將其與石灰乳或者氨水接觸進(jìn)行反應(yīng),就能夠產(chǎn)生具有利用價(jià)值的石膏或亞硫酸銨。這就是綠色化學(xué)原則的表現(xiàn),既避免了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢物、廢氣污染,又將其利用轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌I(yè)原料或材料,實(shí)現(xiàn)了資源利用率的提高,而且也有效控制了對(duì)環(huán)境的污染。
從第二點(diǎn)要求來說。綠色化學(xué)專用教材應(yīng)當(dāng)有完整的學(xué)科體系,因?yàn)楦呗毣瘜W(xué)教學(xué)需要以此來作為學(xué)生全面學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)的基礎(chǔ),所以在教學(xué)編寫時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行全面系統(tǒng)的理論和資源整理,從基本的基礎(chǔ)理論入手對(duì)綠色化學(xué)的理論、實(shí)踐研究、應(yīng)用價(jià)值、化學(xué)原理等進(jìn)行有效的梳理,以發(fā)揮在教學(xué)過程的實(shí)用性價(jià)值。
3.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
將綠色化學(xué)的理念運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué)效果有效提升的重要手段。對(duì)于化學(xué)教學(xué)來說實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式本身就有著非常關(guān)鍵的教學(xué)意義,也是最利于學(xué)生深入接觸化學(xué)理論和現(xiàn)實(shí)意義的有效手段,綠色化學(xué)所關(guān)注的對(duì)工業(yè)化學(xué)反應(yīng)過程的綠化和優(yōu)化基本上都是基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段實(shí)現(xiàn)的,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲入綠色化學(xué)的理念是一項(xiàng)非常重要的教學(xué)改革途徑。
首先開發(fā)微型實(shí)驗(yàn)。在許多重要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中其用到的化學(xué)試劑是具有一定污染性或毒性的,對(duì)這種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型開發(fā),運(yùn)用更少的原料和更小的反應(yīng)規(guī)模來說明化學(xué)原理,既實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的,也減少了反應(yīng)產(chǎn)生的污染。這種具有污染性和危險(xiǎn)性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高職化學(xué)課程中是非常普遍的,例如氯氣的取用過程如果一旦發(fā)生泄漏就會(huì)對(duì)人體造成傷害,同時(shí)還會(huì)污染環(huán)境,微型實(shí)驗(yàn)就是減小氯氣的取用量,設(shè)計(jì)小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)選擇用針管來取用就能夠有效避免因此產(chǎn)生的污染問題。
4 結(jié)束語
綠色化學(xué)在我國(guó)高職化學(xué)教學(xué)中有著非常重要的開發(fā)意義,除了進(jìn)行專門的綠色化專用教材設(shè)計(jì)和教學(xué)之外,在每一項(xiàng)與化學(xué)教學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)中都體現(xiàn)出綠色化學(xué)的原則,是深入推進(jìn)綠色化學(xué)理念的有效方式,也是促進(jìn)我國(guó)綠色化學(xué)研究不斷深入的重要途徑。我國(guó)當(dāng)前面臨的化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展時(shí)代任務(wù),要求通過高職化學(xué)教學(xué)滲入綠色化學(xué)理念來有效提高綠色化學(xué)的科研水平。
參考文獻(xiàn)
篇2
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué) 課程 方法
一 綠色化學(xué)的起源及內(nèi)涵
近年來,隨著環(huán)境污染的加劇和人類對(duì)環(huán)境問題的關(guān)心,化學(xué)和化學(xué)家面臨著前所未有的挑戰(zhàn),全新理念的綠色化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué),它是通過化學(xué)方法合成對(duì)環(huán)境無害或友好的物質(zhì)的一門新興學(xué)科,旨在不使用有毒有害物質(zhì),不生產(chǎn)有毒有害廢物,實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的零排放,從而達(dá)到從源頭上根除污染的目的。而我們目前的化學(xué)教學(xué)也應(yīng)更新教育觀念,創(chuàng)造性地開設(shè)綠色化學(xué)課程。在高中階段進(jìn)行綠色化學(xué)教育,把綠色化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入到中學(xué)化學(xué)教育中,使其成為素質(zhì)教育結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素,充實(shí)我們的教學(xué)內(nèi)容,這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識(shí)、環(huán)保意識(shí)有著現(xiàn)實(shí)而又深遠(yuǎn)的意義。
二 我國(guó)高中化學(xué)開展綠色化學(xué)教學(xué)的不足
由于我國(guó)綠色化學(xué)的產(chǎn)生,尤其是開展綠色化學(xué)教育的時(shí)間不長(zhǎng),許多化學(xué)教師對(duì)綠色化學(xué)并不熟悉,甚至還有人對(duì)綠色化學(xué)的重要性和前景持懷疑態(tài)度。因此,如何通過進(jìn)修班、座談會(huì)和研究會(huì)等多種方式對(duì)有志于從事綠色化學(xué)教育和教學(xué)研究的教師進(jìn)行必要的綠色化學(xué)知識(shí)培訓(xùn)將是政府和教育界面臨的緊迫任務(wù)。
我國(guó)對(duì)綠色化學(xué)的研究雖然起步不久,但作為普及化學(xué)知識(shí)和培養(yǎng)能力、肩負(fù)培養(yǎng)化學(xué)專門人才重任的化學(xué)教育,就必須義不容辭地承擔(dān)起普及、宣傳和實(shí)施綠色化學(xué)教育的任務(wù),讓綠色化學(xué)教育成為21世紀(jì)素質(zhì)教育的重要內(nèi)容,把綠色化學(xué)教育的思想和內(nèi)容貫穿在整個(gè)教學(xué)工作的全過程,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在社會(huì)發(fā)展、提高人們生活質(zhì)量、促進(jìn)人們身體健康、實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展中的作用,更要認(rèn)識(shí)到化學(xué)給環(huán)境帶來的負(fù)面影響,從而使學(xué)生牢固樹立起綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的意識(shí),認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)是“防”,環(huán)境保護(hù)是“治”,只有從根本上切斷污染源,才能真正做到環(huán)境保護(hù)。
要想從根本上解決日益嚴(yán)重的環(huán)境問題,除了依靠科技力量、經(jīng)濟(jì)制裁、法制治理外,各行各業(yè)都應(yīng)重視環(huán)境教育工作。尤其重要的是把環(huán)境教育納入各級(jí)各類學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容中,采取行之有效的方法,逐步形成保護(hù)環(huán)境的社會(huì)公德。20世紀(jì)90年代初,已有人建議在化學(xué)教育中滲透環(huán)境保護(hù)的教育思想,并在一些相關(guān)的刊物上發(fā)表了許多呼吁這種教育思想的文章。化學(xué)教育中的環(huán)境教育開始受到人們的重視。
三 實(shí)施綠色化學(xué)課程的教育設(shè)想
1.立足綠色化學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行綠色化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)
我國(guó)的化學(xué)教材應(yīng)多涉入綠色化學(xué)的內(nèi)容,例如:人教版《化學(xué)2(必修)》,最后一章直接以“化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用”為題目,其第二節(jié)專門以“資源綜合利用環(huán)境保護(hù)”為題,本節(jié)第二部分更是以“環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)”為標(biāo)題對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行了正面介紹。教材的這種設(shè)計(jì)使綠色化學(xué)的思想更加明確化和系統(tǒng)化,教學(xué)中應(yīng)立足這些顯而易見的綠色化學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行綠色化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì),開展綠色化學(xué)教育。
2.努力挖掘教材內(nèi)容潛在的綠色化學(xué)思想
教材中除了有明顯的“綠色化學(xué)”提法的內(nèi)容外,還應(yīng)有許多內(nèi)容包含綠色化學(xué)的思想和觀念。例如,在講有機(jī)化合物塑料時(shí),以廢棄塑料的回收利用為例,讓學(xué)生討論其可能的途徑,認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)廢舊物資再生與綜合利用的作用;在講“化學(xué)反應(yīng)與能量”這一主題時(shí),結(jié)合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開發(fā)和新型燃料電池的研制,安排一些調(diào)查與交流活動(dòng),提出合理化建議。通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì),可以讓學(xué)生意識(shí)到資源的循環(huán)利用、能源的優(yōu)化應(yīng)用及環(huán)境的源頭治理對(duì)可持續(xù)發(fā)展的意義。
3.全程貫穿綠色化學(xué)的教學(xué)理念
要把綠色化學(xué)的理念貫穿到整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)之中,教師就要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念?;瘜W(xué)教學(xué)必須體現(xiàn)綠色化學(xué)的新內(nèi)容,要在課程教材中體現(xiàn)綠色化學(xué)的理念,使綠色化學(xué)的思想和內(nèi)容貫穿于化學(xué)教學(xué)的始終。在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等方面,始終貫徹綠色化學(xué)的思想;讓學(xué)生了解綠色化學(xué),樹立起綠色意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生從事綠色化學(xué)研究與開發(fā)的能力?;瘜W(xué)教師的環(huán)境意識(shí)、環(huán)境知識(shí)和環(huán)保技能也要不斷提高,處處做保護(hù)環(huán)境的楷模,積極開展關(guān)于環(huán)境教育內(nèi)容和方法的研究。只有樹立起這種可持續(xù)發(fā)展、綠色化學(xué)教育的觀念,才能在教學(xué)、生活中自覺地實(shí)施綠色教育,鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參加各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)教育的實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生親身了解和體驗(yàn)環(huán)境污染的過程,從而感受到環(huán)境污染的危害性。
四 結(jié)語
綠色化學(xué)教育是新世紀(jì)化學(xué)教學(xué)的新課題,化學(xué)高考具有重要的導(dǎo)向作用和教育功能,它對(duì)綠色化學(xué)的重視已表明綠色化學(xué)教育已成為高中化學(xué)新課程不可或缺的一部分?;瘜W(xué)教學(xué)應(yīng)結(jié)合綠色化學(xué)的新成果,將綠色化學(xué)思想和原理自然生動(dòng)地滲透于課堂內(nèi)外的各教學(xué)環(huán)節(jié)中,增強(qiáng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí),以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)公民的要求。
參考文獻(xiàn)
[1]徐漢生.綠色化學(xué)導(dǎo)論[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2006
篇3
化學(xué)是一門自然科學(xué),在原子和分子的水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、制備和應(yīng)用。化學(xué)是一門具有深?yuàn)W的內(nèi)蘊(yùn)和無限研究和挖掘空間的科學(xué)。隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,人類利用化學(xué)的能力不斷提高,在能源和資源、材料科學(xué)和環(huán)境方面,化學(xué)的應(yīng)用帶給人類驚喜和福音?;瘜W(xué)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用的不斷進(jìn)步也在人類社會(huì)產(chǎn)生了雙刃劍效應(yīng),其負(fù)面作用是造成了嚴(yán)重的資源消耗和環(huán)境污染。由于化學(xué)發(fā)展模式的不適應(yīng),人類生存環(huán)境以及生態(tài)的破壞日漸嚴(yán)重,同時(shí)也在制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,給人類的身體健康、生命安全造成了嚴(yán)重的威脅。化學(xué)領(lǐng)域所反映出的嚴(yán)峻問題引起了國(guó)際社會(huì)的普遍重視,改變生產(chǎn)以及研究模式的命題和實(shí)踐開始付諸實(shí)施,綠色化學(xué)的理念和實(shí)踐應(yīng)運(yùn)而生。綠色化學(xué)又稱為清潔化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或環(huán)境無害化學(xué)。綠色化學(xué)屬于從源頭上來防止污染的化學(xué),屬于層次更高級(jí)、更符合發(fā)展人類社會(huì)發(fā)展需要的化學(xué),它追求的是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),綠色化學(xué)是針對(duì)人類利用化學(xué)科學(xué)的理念和方法所提出的。
二、綠色化學(xué)的發(fā)展思路以及模式
綠色化學(xué)的發(fā)展思路體現(xiàn)在化學(xué)技術(shù)應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的源頭,即在研究和應(yīng)用的源頭就要打破傳統(tǒng)的只計(jì)產(chǎn)出不計(jì)污染、先污染再治理或以環(huán)境污染和資源浪費(fèi)換經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的觀念??紤]到時(shí)空變化和條件變化的因素,尊重和服從自然生態(tài)發(fā)展規(guī)律,實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)平衡和加快發(fā)展的速度。
一般來講,實(shí)現(xiàn)高效發(fā)展的主要思路是盡可能少地利用原材料,盡可能多地制造成品; 盡量減少污染物的排放,盡量提高轉(zhuǎn)化率。相關(guān)的污染物的排放標(biāo)準(zhǔn),在本質(zhì)上來講是建立在所有的化學(xué)企業(yè)全部按照高效生產(chǎn)的操作這個(gè)假設(shè)前提上的。對(duì)材料進(jìn)行回收以及重復(fù)利用。材料的回收主要體現(xiàn)的理念是節(jié)約資源,重復(fù)利用主要體現(xiàn)的理念是節(jié)約成本。自然環(huán)境很難進(jìn)行凈化或者短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)凈化的材料,應(yīng)該進(jìn)行重復(fù)利用; 而對(duì)污染比較高的化學(xué)制成品應(yīng)該盡可能回收利用。積極倡導(dǎo)材料的回收以及利用是一種行之有效的綠色途徑。實(shí)現(xiàn)再生利用并拒絕使用高污染產(chǎn)品。
在設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)化學(xué)制成品的環(huán)節(jié)必須考慮到再生利用問題。實(shí)踐證明,在自然環(huán)境中,高分子的原材料有著非常明顯的污染,這就要求在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就應(yīng)對(duì)回收和再利用進(jìn)行考慮,實(shí)現(xiàn)變廢為寶,實(shí)現(xiàn)綠色制造。同時(shí)應(yīng)該拒絕使用那些高污染、無法回收與替代、不能再生以及重復(fù)使用的高危材料,從科研環(huán)節(jié)就能夠盡可能尋找相應(yīng)的綠色替代品。
三、綠色化學(xué)在高?;瘜W(xué)教學(xué)中的探索以及應(yīng)用
(一) 改革高校化學(xué)教材高?;瘜W(xué)所使用的教材尚缺乏綠色化學(xué)方面的內(nèi)容,因而在高校的教材中,應(yīng)該增加綠色化學(xué)的相關(guān)知識(shí)以及國(guó)際上在綠色化學(xué)領(lǐng)域中所研究的先進(jìn)成果。教師依據(jù)教材向?qū)W生講授化學(xué)知識(shí),隨著教材對(duì)綠色化學(xué)內(nèi)容的充實(shí),教師的授課理念、授課方案的設(shè)計(jì)、課堂講授對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的考核評(píng)價(jià)都應(yīng)將綠色化學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充起來。教師要加強(qiáng)同學(xué)生的綠色化學(xué)知識(shí)的交流以及探討,積極主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生在日常生活以及學(xué)習(xí)中關(guān)注和學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的相關(guān)知識(shí)。通過改革高?;瘜W(xué)教材將綠色化學(xué)的理念和知識(shí)建構(gòu)傳授給大學(xué)生。
(二) 培養(yǎng)和強(qiáng)化化學(xué)教師的綠色化學(xué)意識(shí)化學(xué)教師在多年的化學(xué)教學(xué)中已經(jīng)形成了思維慣性和知識(shí)積淀的固化內(nèi)容,那么,在高?;瘜W(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念首先就必須轉(zhuǎn)變化學(xué)教師的教學(xué)理念,包括加強(qiáng)教師綠色節(jié)能環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)和對(duì)綠色化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握。同時(shí),教師還應(yīng)該在行為上起到表率作用。教師應(yīng)該多閱讀相關(guān)的書籍、文獻(xiàn)文章,了解更多的綠色化學(xué)知識(shí)和信息,在一定程度上改變比較傳統(tǒng)的教學(xué)方式以及思維,應(yīng)該在實(shí)際的課堂教學(xué)以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)有害化學(xué)物質(zhì)的排放進(jìn)行強(qiáng)調(diào)?;瘜W(xué)教師應(yīng)該在課余時(shí)間對(duì)綠色化學(xué)的實(shí)際教學(xué)以及研究的動(dòng)向、軌跡進(jìn)行關(guān)注,有效地傳授給學(xué)生。
(三) 對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行靈活的補(bǔ)充高校所使用的教材具有相對(duì)的穩(wěn)定性,在教材編寫成型并投入使用后,不會(huì)輕易改變。也就是說,新教材和老教材的交替會(huì)有一定的過渡時(shí)間。因此,在一段時(shí)間內(nèi),遵循教材的課堂教學(xué)內(nèi)容會(huì)是相對(duì)固定的。高校教師應(yīng)該在實(shí)際的教學(xué)中,憑借自己掌握的綠色化學(xué)知識(shí)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充,讓學(xué)生的綠色化學(xué)方面的意識(shí)在相對(duì)比較完整的鏈條上進(jìn)行延續(xù)。
(四) 將綠色化學(xué)的理念融入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中在高校化學(xué)的教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)教材中比較抽象的概念的理解,同時(shí)還能夠?qū)瘜W(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固,然而,最重要的是強(qiáng)化學(xué)生提出問題、分析問題以及解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴兄趶?qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,還能夠培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)教學(xué)能夠有效實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)。不管是溶劑、試劑或者催化劑,在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中都需要先考慮使用無毒無害的環(huán)保材料,在進(jìn)行試驗(yàn)之前的準(zhǔn)備階段,應(yīng)該充分考慮相關(guān)的代替品或者防止使用有害有毒的材料。除此之外,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)實(shí)現(xiàn)試劑的完全反應(yīng),有效避免不完全反應(yīng)以及燃燒等效率比較低的化學(xué)過程。
篇4
【關(guān)鍵詞】 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 綠色化 污染 措施
化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,其化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高?;?、生物、材料、師范類化學(xué)等專業(yè)的必修課程?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室在履行其實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)功能的同時(shí)也向環(huán)境排放著大量的污染物質(zhì),這就帶來了額外的化學(xué)環(huán)境問題,環(huán)境污染的加劇其因素之一是化學(xué)品引起的危害。因此,改善環(huán)境的迫切任務(wù)就使得“化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化”應(yīng)運(yùn)而生?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是以綠色化學(xué)的理念和方法為核心和基本原則對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程達(dá)到綠色化的方法。
1. 綠色化學(xué)的概念
1984 年美國(guó)環(huán)保局( EPA ) 提出廢物最小化, 基本思想是通過減少生產(chǎn)廢物和回收利用廢物達(dá)到廢物最少, 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, 它是指最大限度地減少生產(chǎn)場(chǎng)地產(chǎn)生的廢物, 包括減少使用有害物質(zhì)和更有效地利用資源, 并以此來保護(hù)自然資源。至此, 綠色化學(xué)的思想初步形成。1990年美聯(lián)邦政府通過防止污染行動(dòng)的法令, 第一次使用綠色化學(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)辦第一份國(guó)際性綠色化學(xué)雜志, 日本也制定了以環(huán)境無害制造技術(shù)等綠色化學(xué)為內(nèi)容的新陽光計(jì)劃, 綠色化學(xué)很快成為國(guó)際化學(xué)科學(xué)的前沿。
綠色化學(xué)( Green Chemistry) 又稱環(huán)境無害化學(xué)( Environmental Benign Chemistry), 是指從污染預(yù)防的基本思想出發(fā), 在化學(xué)品生產(chǎn)的始端就采用預(yù)防的科學(xué)手段, 整個(gè)過程和終端均為零排放或零污染, 它研究的中心問題是使化學(xué)反應(yīng)及其產(chǎn)物具有以下特點(diǎn): (1) 采用無毒、無害的原料;(2) 在無毒、無害的反應(yīng)條件( 催化劑、溶劑) 下進(jìn)行; (3) 具有原子經(jīng)濟(jì)性, 即反應(yīng)具有高選擇性, 極少副產(chǎn)品, 甚至實(shí)現(xiàn)零排放; (4) 產(chǎn)品應(yīng)是對(duì)環(huán)境友好的; (5) 滿足物美價(jià)廉的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
2. 大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的主要內(nèi)容
化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化主要內(nèi)容包括: (1) 化學(xué)試劑綠色化。應(yīng)選擇無毒或毒性較小的試劑及利用可再生資源( 如生物質(zhì)作試劑) 。(2) 溶劑綠色化。應(yīng)盡量選擇水作溶劑, 避免有毒有害和揮發(fā)性有機(jī)溶劑的使用, 特別是鹵代烴類溶劑的使用。(3) 催化劑綠色化。應(yīng)采用無毒無害無腐蝕性的物質(zhì)作催化劑。(4) 反應(yīng)條件綠色化。應(yīng)選擇無有毒副產(chǎn)物生成或有毒副產(chǎn)物生成最小化的反應(yīng)條件。(5) 化學(xué)反應(yīng)綠色化。應(yīng)選擇不產(chǎn)生“三廢”的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)。(6) 反應(yīng)產(chǎn)物綠色化。反應(yīng)的生成物( 產(chǎn)物和副產(chǎn)物) 應(yīng)無毒無害, 是環(huán)境友好產(chǎn)品。(7) 劑量綠色化?;瘜W(xué)反應(yīng)所需試劑、溶劑、催化劑的用量在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下, 要達(dá)到實(shí)驗(yàn)劑量最小化。( 8) 末端處理綠色化。對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的“三廢”進(jìn)行無毒無害化處理,確保污染最小化。即化學(xué)反應(yīng)全過程綠色化。
3. 大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的途徑
3.1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇
本著從源頭制止污染, 而不是在末端治理污染的原則, 盡量選擇低毒、污染較小且后處理容易的具有環(huán)保型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在高?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中, 性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是別人已設(shè)計(jì)好的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn), 綜合操作技能的要求不如制備實(shí)驗(yàn)要求高, 化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中消耗化學(xué)試劑種類繁多, 成本較高, 每看完一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象, 就要棄去這批用過的試劑, 其中不乏一些有毒、有害物質(zhì), 這樣不僅造成大量的浪費(fèi), 而且對(duì)環(huán)境造成一定的污染, 這與綠色辦學(xué)理念相悖。因此提倡將性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行壓縮, 選取具有代表性的、低毒的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)來鍛煉學(xué)生的基本操作技能。選擇與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn), 如硫酸銅提純中產(chǎn)品的回收、水的總硬度的測(cè)定以及廢舊電池的回收和利用等, 讓學(xué)生了解有害物質(zhì)對(duì)人體和環(huán)境的危害, 學(xué)習(xí)有害物質(zhì)的鑒定、分離、提純和回收利用等方法, 這是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)和能力的重要手段。
3.2分析方法的選擇
測(cè)定同一物質(zhì)含量的方法常常有多種, 可以選擇使用無毒或低毒、污染小的試劑方法來進(jìn)行同一目的的實(shí)驗(yàn)。
3.3替代性試劑的尋找
綠色化目標(biāo)是將化學(xué)過程危害性降至最小。實(shí)驗(yàn)中要盡可能不用或少用危險(xiǎn)化學(xué)品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蝕性的, 特別是劇毒物質(zhì)。要研究取代危險(xiǎn)化學(xué)品特別是劇毒化學(xué)品的方法,盡可能地選擇對(duì)人體和環(huán)境危害小的藥品, 做到低毒化。即使無危害物質(zhì)也應(yīng)盡可能減少使用, 因?yàn)槿魏位瘜W(xué)物質(zhì)過多時(shí)都會(huì)污染環(huán)境。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到的有毒、有害、易腐蝕藥品, 使人們明白這些藥品對(duì)環(huán)境、對(duì)人類健康的影響, 感覺到有毒有害物質(zhì)在人們身旁, 體會(huì)到保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類自己。
3.4密封儀器的使用
用密封的成套儀器來完成有毒的化學(xué)實(shí)驗(yàn), 使儀器和藥品循環(huán)使用, 不存在污染毒害。
3.5推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)
被譽(yù)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的革命的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是近20年來發(fā)展很快的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、新技術(shù)。它是在微型化的儀器裝置中進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn), 其試劑用量比相應(yīng)的常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)節(jié)省90% 以上, 是公認(rèn)的以盡可能少的試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是綠色化學(xué)的組成部分, 它既能從源頭上節(jié)約原材料和時(shí)間, 減少污染, 又具有安全、便捷、高效等優(yōu)點(diǎn), 是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的一個(gè)重要方面。
3.6引進(jìn)微波、超聲波技術(shù)
微波作為一種新型能量形式, 其促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度可比傳統(tǒng)的加熱技術(shù)快數(shù)倍及至數(shù)千倍,具有反應(yīng)條件溫和、操作方便、時(shí)間短( 節(jié)能) 、產(chǎn)率高、產(chǎn)品易純化、減少用量或不用溶劑、加熱時(shí)微波設(shè)備本身幾乎不輻射能量, 可避免環(huán)境高溫, 改進(jìn)工作環(huán)境, 對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入微波、超聲波技術(shù), 如微波輔助提取、微波消化、微波灼燒、超聲催化, 不但能減少環(huán)境污染, 節(jié)約能源,是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的一個(gè)重要方法。
3.7研究對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液的處理
化學(xué)實(shí)驗(yàn)要產(chǎn)生大量的廢棄物, 如做完實(shí)驗(yàn),把廢液往水池中一倒, 自來水一沖, 不及時(shí)處理隨意排放, 久而久之不僅對(duì)環(huán)境造成污染, 而且會(huì)淡化人們的環(huán)保意識(shí), 養(yǎng)成不良的習(xí)慣。廢液絕不可以倒入下水道, 應(yīng)該設(shè)有廢液缸, 作統(tǒng)一回收處理。
放棄有污染的傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn), 探索傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化改造, 是化學(xué)實(shí)驗(yàn)工作的必然趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的途徑還很多??傊鎸?shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的道路還很漫長(zhǎng), 這期間, 不但需要對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行綠色化改革, 更需要高?;瘜W(xué)教育工作者對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的方法進(jìn)行深入的研究與探索, 推動(dòng)整個(gè)高等化學(xué)教育質(zhì)量的提高。
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篇5
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);綠色化學(xué)觀
科技有利有弊,它既可以推動(dòng)社會(huì)發(fā)展,也能破壞生態(tài)環(huán)境。調(diào)查顯示,目前全球每年都要產(chǎn)生4億噸廢物,對(duì)人類的安全造成威脅?;瘜W(xué)是不是可以在不破壞環(huán)境的同時(shí)創(chuàng)造財(cái)富?為此,“綠色化學(xué)”的觀念開始出現(xiàn),它為化學(xué)帶來了新的教育方向。保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為化學(xué)教育者的指導(dǎo)思想,他們開始追求開展綠色化學(xué)的教學(xué)活動(dòng)。在高中的化學(xué)課程中,融入綠色化學(xué)觀,對(duì)提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)具有積極的作用。
一、綠色化學(xué)觀的概念
綠色化學(xué)觀指的是在日常的生產(chǎn)和生活中,面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,人們認(rèn)為最主要的防治方法是從源頭上進(jìn)行杜絕,因此而形成的思想觀念。它主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容:
1.綠色化學(xué)發(fā)展觀。這指的是通過人口、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境資源之間協(xié)調(diào)發(fā)展,來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo),不僅要對(duì)人類生存的生態(tài)環(huán)境和資源進(jìn)行有效保護(hù),還要對(duì)污染進(jìn)行控制,減少垃圾的產(chǎn)生,避免資源的浪費(fèi),做到文明消費(fèi)。
2.綠色化學(xué)價(jià)值觀。它指的是人類在對(duì)環(huán)境的價(jià)值深入了解的基礎(chǔ)上得出的看法和觀點(diǎn)。它不同于以往人們以人為中心的發(fā)展觀念,而是將人與自然放在平等位置,在追求人的發(fā)展的同時(shí),還要注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)。
3.綠色化學(xué)道德觀。它是在繼承傳統(tǒng)的道德觀念的基礎(chǔ)上將其進(jìn)一步發(fā)展,在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下,追求人與環(huán)境和諧發(fā)展。
4.綠色化學(xué)教育觀。從污染源頭上進(jìn)行控制來保護(hù)環(huán)境,提高人們的生活水平,這就是綠色化學(xué)。將綠色化學(xué)的思想觀念融入到化學(xué)課程的教學(xué)中,讓其成為高中化學(xué)教育的一部分。貫徹綠色化學(xué)的教學(xué)觀念有助于提高人們的環(huán)保意識(shí),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
二、高中綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)
高中開展化學(xué)教育不只是為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí),它是素質(zhì)教育的一部分。高中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)既可以掌握基本的化學(xué)原理和化學(xué)規(guī)律,知道化學(xué)的用處,還可以知道如何利用化學(xué)來為生活服務(wù);學(xué)生不僅要將化學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用,還要將知識(shí)內(nèi)化,將綠色化學(xué)的觀念深深地映入自己的內(nèi)心,成為自己思想的一部分,隨時(shí)隨地將保護(hù)環(huán)境作為自己的責(zé)任。
在高中的化學(xué)課程中,實(shí)施綠色教育,不只是讓學(xué)生應(yīng)對(duì)高考,還要讓學(xué)生形成保護(hù)環(huán)境的意識(shí),讓學(xué)生可以更深入更全面的理解科技,理性看待科技的益處和弊端,能夠用發(fā)展性的眼光去看待化學(xué),在保護(hù)環(huán)境的前提下對(duì)自然加以改造。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的態(tài)度也由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
三、在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入綠色化學(xué)觀的策略
(一)增強(qiáng)教師綠色化學(xué)的教育觀念
要提高化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,就要對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)重視,而教師是組織化學(xué)教學(xué)活動(dòng)的關(guān)鍵。教師應(yīng)該積極的開展教學(xué)活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,這樣才能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性,全身心的投入到實(shí)驗(yàn)中,從而讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中提高自己動(dòng)手的能力,鞏固自己的化學(xué)知識(shí)和技能。因此,教師自身必須具備綠色化學(xué)的觀念,才能將其傳授給學(xué)生,讓學(xué)生重視污染的問題,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
(二)改變使用裝置,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果
在組織教學(xué)時(shí),教師應(yīng)該對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分重新安排,盡量避免浪費(fèi)和造成污染,用最短的時(shí)間獲得最有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師應(yīng)該在確保實(shí)驗(yàn)質(zhì)量不變的情況下去使用安全性較高的實(shí)驗(yàn)藥品和裝置。舉個(gè)例子,在“CuSO4、NaCl和AgNO3三種溶液進(jìn)行反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)中,往往會(huì)出現(xiàn)溶液浪費(fèi)的問題,這三種溶液中有重金屬的元素,若直接丟棄就會(huì)污染環(huán)境。而按照綠色化學(xué)的觀念來操作,教師可以用滴板來吸取溶液,這樣能夠避免浪費(fèi),減少污染。另外,可以將剩余的溶液與其他的試劑進(jìn)行反應(yīng),將其轉(zhuǎn)化成無毒的物質(zhì)。
再比如“二氧化硫的制取”的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí),可能會(huì)因?yàn)樵O(shè)備不夠完善或沒有遵循規(guī)范的操作流程而導(dǎo)致氣體泄漏,對(duì)師生健康和環(huán)境造成傷害。另外,對(duì)實(shí)驗(yàn)藥品的用量沒有準(zhǔn)確控制。按照綠色化學(xué)的觀念可以這樣操作:教師可以將玻璃片置于白紙上,在玻璃片上放很少的亞硫酸鈉晶體,將紫色的石蕊溶液和加了酚酞的NaOH溶液以及PH試紙放在旁邊。實(shí)驗(yàn)開始后,教師在亞硫酸鈉晶體上滴幾滴硫酸溶液,然后把燒杯蓋上去,再對(duì)滴液顏色如何變化進(jìn)行觀察,這樣可以控制好藥品的用量,避免浪費(fèi)和污染。實(shí)驗(yàn)時(shí)不能被書本約束,應(yīng)該努力創(chuàng)新,將原本有害的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成綠色的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
(三)進(jìn)行微型化實(shí)驗(yàn),減少排放
微型化實(shí)驗(yàn)指的是實(shí)驗(yàn)中不改變操作方法和技術(shù),而是盡量使用小容量的實(shí)驗(yàn)儀器,藥品用量減少了,反應(yīng)物就會(huì)隨之減少,因此,污染也會(huì)減少。這樣既可以減少藥品的用量,避免了浪費(fèi),還能使實(shí)驗(yàn)更加的安全。教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生努力思考,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新,爭(zhēng)取以最短時(shí)間和最小用量來獲得最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)效果。
四、結(jié)束語
總而言之,目前人類最主要的問題就是環(huán)境問題,實(shí)施綠色化學(xué)是所有化學(xué)教育者要努力的目標(biāo)。在高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入綠色化學(xué)的觀念,不僅可以提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí),還能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,這是推動(dòng)化學(xué)教育發(fā)展的重要手段,也是在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);環(huán)境化學(xué);化學(xué)教育
隨著時(shí)代的發(fā)展,人類面臨著諸如環(huán)境惡化,能源枯竭等生存危機(jī)。作為一名中學(xué)教師,有責(zé)任、有義務(wù)在工作中把綠色化學(xué)的科學(xué)思想,基本原理,綠色工藝與技術(shù)介紹給學(xué)生,從而在學(xué)生頭腦中樹立綠色化學(xué)的思維方式。
當(dāng)前中學(xué)化學(xué)教育中綠色化學(xué)教育是不完善的,學(xué)生的綠色化學(xué)素養(yǎng)是缺乏的。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1. 綠色化學(xué)和環(huán)境化學(xué)的理解誤區(qū)的存在 很多人把綠色化學(xué)和環(huán)境化學(xué)混為一談,認(rèn)為兩者沒有什么本質(zhì)的區(qū)別。實(shí)際上綠色化學(xué)和環(huán)境化學(xué)是兩個(gè)截然不同的概念。環(huán)境化學(xué)是一門獨(dú)立的學(xué)科,而綠色化學(xué)是一門多學(xué)科交叉的廣泛的研究領(lǐng)域。它與生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、材料科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等有著密切的聯(lián)系。綠色化學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展以這些學(xué)科的知識(shí)為基礎(chǔ)。環(huán)境化學(xué)是一門研究污染物的分布,存在形式,運(yùn)行,遷移及其對(duì)環(huán)境影響的科學(xué)。它是對(duì)已出現(xiàn)的各類環(huán)境問題用合適有效的方法和措施進(jìn)行治理。
綠色化學(xué)(Green Chemistry)或稱環(huán)境友好化學(xué)(Environmentally Friendly Chemistry) ,是利用化學(xué)的技術(shù)與方法來降低或消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生,使所設(shè)計(jì)的化學(xué)過程和產(chǎn)品更加環(huán)境友好?!熬G色化學(xué)”的理想就是不再使用有毒,有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物。因此,綠色化學(xué)是指設(shè)計(jì)沒有或盡可能小的環(huán)境負(fù)作用并且在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程,它實(shí)質(zhì)上是一種從源頭上實(shí)現(xiàn)污染防治的重要的科學(xué)手段。
2. 高中教材綠色化學(xué)知識(shí)的局限性 傳統(tǒng)高中化學(xué)教學(xué)注重化學(xué)知識(shí)的傳授,化學(xué)技能的培養(yǎng),化學(xué)方法的訓(xùn)練,片面強(qiáng)調(diào)了化學(xué)反應(yīng)原理和應(yīng)用而忽視了反應(yīng)試劑、催化劑、產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響。
從現(xiàn)有高中教材內(nèi)容分析,高中學(xué)生所用的化學(xué)教科書(據(jù)教育部2002年頒布的《全日制普通高級(jí)中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱》編寫修訂)在元素化合物知識(shí)中穿插了大氣污染和防治,水的污染和防治、溫室效應(yīng)、酸雨、臭氧層空洞等內(nèi)容,介紹了主要的污染物對(duì)環(huán)境的影響及防治。在實(shí)驗(yàn)中也安排有關(guān)環(huán)境污染及防治的內(nèi)容,如在制取Cl2的實(shí)驗(yàn)中采用NaOH溶液吸收剩余的Cl2,但很少涉及預(yù)防“三廢”問題。因此,教材內(nèi)容不是從實(shí)現(xiàn)污染始端預(yù)防的角度出發(fā),而只談到了化學(xué)變化或化工生產(chǎn)中的危害和治理,這都不是綠色化學(xué),只能是傳統(tǒng)的環(huán)境化學(xué)保護(hù)和防治。
在硫酸工業(yè),氯堿工業(yè)教材中安排了工藝流程的介紹,催化劑的使用,原料的利用率,以及工業(yè)化與社會(huì)效益的綜合問題的討論。在這部分內(nèi)容來看開始涉及了綠色化學(xué)的知識(shí)與理念,但是從內(nèi)容的數(shù)量上及明確程度也不夠。
3. 當(dāng)前高考選拔制度對(duì)綠色化學(xué)教育的制約 當(dāng)前的高考選拔制度對(duì)綠色化學(xué)教育的負(fù)面影響是非常大的。長(zhǎng)期以來,基礎(chǔ)化學(xué)教育目標(biāo)主要定位在升學(xué)教育上,基礎(chǔ)化學(xué)教育成了只培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對(duì)高考試題能力的教育,從而忽視全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)培育。在教學(xué)內(nèi)容上,以學(xué)科為中心,強(qiáng)調(diào)化學(xué)知識(shí)體系的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和邏輯性;把化學(xué)簡(jiǎn)化為工具,忽視化學(xué)的“人文性”和“社會(huì)性”,割裂化學(xué)與社會(huì)、化學(xué)與生活的聯(lián)系。在教學(xué)方法上:形式單一,主要是以課堂為中心的接受性學(xué)習(xí),不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的好奇心,學(xué)生普遍缺乏探究綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn),研究環(huán)境問題的熱情。在教學(xué)評(píng)價(jià)上:以化學(xué)成績(jī)作為評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn),忽視學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià),也缺乏合理的綠色化學(xué)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)方式。
在高考選拔制度下,形成的傳統(tǒng)的教學(xué)特征:重書本,輕化學(xué)與生活、社會(huì)、生態(tài)的聯(lián)系及影響;重視理論,輕實(shí)驗(yàn)操作與科技探索活動(dòng);重結(jié)論,輕科學(xué)思想過程與方法,重應(yīng)試解題,輕觀察分析和解釋與化學(xué)有關(guān)的現(xiàn)象與問題的能力;重知識(shí)認(rèn)知,輕情感、意志和價(jià)值觀培養(yǎng);重“智力”,輕“非智力”對(duì)化學(xué)的影響。
因此整個(gè)社會(huì)更關(guān)注的是高考成績(jī),而忽視了學(xué)生綠色化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。這樣的環(huán)境對(duì)學(xué)生的終生發(fā)展,對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展都是不利的。
4. 教師的素質(zhì)對(duì)綠色化學(xué)教育的影響 綠色化學(xué)有利于人類及其賴以生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,化學(xué)教育就應(yīng)當(dāng)義不容辭地體現(xiàn)綠色化學(xué)這個(gè)新內(nèi)容,并使學(xué)生樹立綠色化學(xué)意識(shí)。然而,教師本身的綠色觀念與素養(yǎng)嚴(yán)重影響了綠色化學(xué)教育的實(shí)施。(1)由于我國(guó)綠色化學(xué)教育起步晚,目前高等師范院校還沒有開設(shè)系統(tǒng)的綠色化學(xué)課程,所以中學(xué)教師綠色化學(xué)素養(yǎng)不高。(2)中學(xué)教師接受綠色化學(xué)的途徑少,時(shí)間緊。目前中學(xué)教師在教育第一線承擔(dān)的教育教學(xué)任務(wù)重,教師提高自身的素養(yǎng)的時(shí)間少,接受綠色化學(xué)理念的機(jī)會(huì)就更是少之又少。(3)中學(xué)教師受傳統(tǒng)教育理念的影響大。對(duì)于綠色化學(xué)教育的重要性和必要性沒有足夠認(rèn)識(shí)。(4)片面追求教學(xué)成績(jī)的急功就利的思想影響了教師承擔(dān)綠色化學(xué)的普及、宣傳、教育與研究的責(zé)任與義務(wù)。(5)在高中教材缺乏綠色化學(xué)內(nèi)容的情況下,要更好地實(shí)施綠色化學(xué)教育,必須給教師配備合適的校本教材。但是中學(xué)教師缺乏開發(fā)綠色化學(xué)校本教材的資源與能力。(6)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中,缺乏綠色化學(xué)理念的指導(dǎo),不能充分挖掘在現(xiàn)有教材中的綠色因素。
參考文獻(xiàn)
[1] 姜美穎 綠色化學(xué)素養(yǎng)教育缺失的成因分析[J]臨沂師范學(xué)院學(xué)報(bào)2005(6)88—92
篇7
近年來,隨著環(huán)境污染的加劇和人類對(duì)環(huán)境問題的關(guān)心,化學(xué)和化學(xué)家面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。很多人對(duì)化學(xué)工業(yè)提出質(zhì)疑,認(rèn)為環(huán)境變差,化學(xué)是罪魁禍?zhǔn)?,化學(xué)家應(yīng)負(fù)首責(zé)。化學(xué)在物資財(cái)富和現(xiàn)代文明方面為人類所做出的無與倫比的貢獻(xiàn),似乎一下子被黑色的污水、黃色的煙塵、五顏六色的廢渣和看不見的無色毒物湮滅了。
一、綠色化學(xué)
1.綠色化學(xué)的定義
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”等。綠色化學(xué)是人類和自然界動(dòng)植物和諧相處的化學(xué)。它的目標(biāo)是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大限度地節(jié)約能源,在化學(xué)工業(yè)中的各環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。綠色化學(xué)是指使化學(xué)反應(yīng)效率更高,反應(yīng)物最大限度地變成有用的產(chǎn)物,而且產(chǎn)生的無用副產(chǎn)物和其他廢物越少的化學(xué),它涉及的學(xué)科有有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)就是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。
綠色化學(xué)與通常意義上的環(huán)境保護(hù)是屬于兩個(gè)不同的層次。綠色化學(xué)強(qiáng)調(diào)的是對(duì)環(huán)境的友善相處,是人類追求自然完美的一種高級(jí)階段,它更注重人和自然的尊重及人與自然的和諧關(guān)系。而環(huán)境保護(hù)實(shí)際是帶有一種被動(dòng)色彩,是在已經(jīng)對(duì)環(huán)境造成破壞的前提下,迫使人們?nèi)シ此迹且环N不得已而為之的被動(dòng)行為。因此,綠色化學(xué)更注重于控制化學(xué)污染源、減少或消除有害物質(zhì),提高原料的使用率和副產(chǎn)品的再利用,實(shí)現(xiàn)污染的預(yù)防。它所提出的觀點(diǎn)實(shí)際體現(xiàn)了古樸的哲學(xué)思想——即防患于未然,從生產(chǎn)一開始就不產(chǎn)生有毒物質(zhì)和有毒產(chǎn)品。
2.綠色化學(xué)所遵循的原則
使用化學(xué)品的的原則體現(xiàn)在五個(gè)“R”上:
(1)拒用(Reject),嚴(yán)禁生產(chǎn)和使用對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害或長(zhǎng)期危害的產(chǎn)品。
(2)減量(Reduce),在實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)與生活中,凡用到化學(xué)品時(shí),都應(yīng)在不影響效果的情況下,盡量減少其用量。
(3)再生(Regenerate),要求在設(shè)計(jì)化工產(chǎn)品時(shí),就應(yīng)考慮到原材料、產(chǎn)品的再生利用,特別是高分子材料。
(4)循環(huán)利用(Recycle),化學(xué)反應(yīng)或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物、排放物甚至是冷卻水等,都應(yīng)該回收循環(huán)使用,決不能不經(jīng)處理就排放到環(huán)境中去。
(5)再生利用(Reuse),對(duì)化學(xué)家而言,世界上沒有廢物,只有未被利用的物質(zhì),本著這個(gè)原則,要盡可能地利用各種化學(xué)過程的“廢物”。
二、化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念的必要性
1.21世紀(jì)的科學(xué)—綠色化學(xué)
綠色化學(xué)是一種面向21世紀(jì)的高層次化學(xué)。它與傳統(tǒng)化學(xué)的最大區(qū)別就在于綠色化學(xué)考慮了環(huán)境負(fù)作用。而傳統(tǒng)化學(xué)追求化合物的功能、有效性和化學(xué)反應(yīng)的速率,較少去研究不利的、有害的因素,因?yàn)榛瘜W(xué)家欠缺這方面的知識(shí)和訓(xùn)練。綠色化學(xué)就是針對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)的這方面的不足提出來的。新任美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)P.Anderson在就職文章中指出,化學(xué)家在21世紀(jì)要學(xué)習(xí)研究的首要領(lǐng)域是更安全的化學(xué),從而也說明了綠色化學(xué)的發(fā)展前景。
2.綠色化學(xué)—可持續(xù)發(fā)展的必由之路
迄今為止,化學(xué)工業(yè)的絕大多數(shù)工藝都是20多年前開發(fā)的,當(dāng)時(shí)的加工費(fèi)用主要包括原材料、能耗和勞動(dòng)力的費(fèi)用。近年來,由于化學(xué)工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物,因此加工費(fèi)用又增加了廢物控制、處理和埋放,環(huán)保監(jiān)測(cè)、達(dá)標(biāo),事故責(zé)任賠償?shù)荣M(fèi)用。關(guān)閉造成嚴(yán)重污染的一些工廠,可暫時(shí)緩解環(huán)境問題,但工人下崗會(huì)造成社會(huì)不穩(wěn)定,況且國(guó)外資本家可能乘機(jī)低價(jià)傾銷,使我國(guó)的民族工業(yè)面臨危機(jī)。因此解決我國(guó)環(huán)境問題的根本出路是依靠科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。我們必須找到一條不破壞環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的路。
3.綠色化學(xué)理念的教育是素質(zhì)教育的一部分
綠色化學(xué)教育與當(dāng)今世界廣泛推崇的STS(科學(xué)Scienee、技術(shù)Technology、社會(huì)Society)教育思想是不謀而合的,應(yīng)該成為中學(xué)素質(zhì)教育的一部分。它有利于培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí),關(guān)心和參與社會(huì)熱點(diǎn)問題,認(rèn)清社會(huì)上目前存在的一些對(duì)化學(xué)的誤解,更加堅(jiān)信化學(xué)的未來,增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。它有利于引導(dǎo)學(xué)生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發(fā)展,牢固樹立綠色意識(shí),自覺地成為未來的綠色人才。
三、綠色化學(xué)理念在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主要應(yīng)用
在碘的升華化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,所用到的化學(xué)藥品主要是固體碘,使用要的儀器主要包括酒精燈、試管夾以及玻璃管。實(shí)驗(yàn)步驟也比較簡(jiǎn)單,只需要在玻璃管中放入碘,并按照以下實(shí)驗(yàn)說明加熱即可。
實(shí)驗(yàn)說明: 取一支玻璃管,在玻璃管中放置碘晶體并密封好,將玻璃管中裝碘晶體的一端放在酒精燈上進(jìn)行微熱,在這一過程中學(xué)生們就會(huì)看見玻璃管中生成的紫色碘蒸氣。蒸汽最終沿著試管上升到頂部,試管上端的低溫度會(huì)使其變成單質(zhì)碘,這就是碘的升華實(shí)驗(yàn)。雖然在實(shí)驗(yàn)中碘是有毒的,但按照這樣的實(shí)驗(yàn)方法是沒有任何弊端的,學(xué)生們都可以放心對(duì)其操作。這些,都是對(duì)綠色化學(xué)的體現(xiàn)和應(yīng)用。
四、結(jié)語
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是綠色化學(xué)新理念在化學(xué)教學(xué)的具體體現(xiàn),是化學(xué)教學(xué)中實(shí)施教學(xué)改革與創(chuàng)新的必要內(nèi)容和保證。在化學(xué)教學(xué)過程中,綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅能使學(xué)生在良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí),而且利于改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、改善環(huán)境污染、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和環(huán)保意識(shí)。
篇8
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毒無害的試劑和溶劑,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)首選無毒害、無腐蝕的物質(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,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)行無毒無害化處理,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。現(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)條件是否無毒無害,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
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?,化學(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.
篇9
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);環(huán)境污染;環(huán)境治理
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),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?!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)?!?,都成為最時(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,無磷洗衣粉,太陽能熱水器等。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)。
1.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)。如粉煤加壓氣化技術(shù):該氣化技術(shù)在高溫高壓下以粉煤為原料,純氧作氧化劑生產(chǎn)合成氣,氣化爐采用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多噴嘴對(duì)置式爐型。其工藝過程的特點(diǎn)是消耗低、煤種適應(yīng)性廣,碳轉(zhuǎn)化率高,熱效率高,適宜大規(guī)模放大等,是一項(xiàng)綠色的潔凈煤利用技術(shù)。探索污染物的防治、轉(zhuǎn)化、處理及綜合利用的途徑,積極改革舊工藝,探尋無污染或低排放的“綠色”新工藝。
2.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。再如目前大量使用的聚苯乙烯發(fā)泡塑料快餐盒,使用后成為白色垃圾,在自然條件下,需數(shù)百年方能降解,對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響。為了加速它的自然降解,生產(chǎn)時(shí)可在其中加入光敏劑、化學(xué)助劑等,使其在使用后幾個(gè)月內(nèi)即分解成無害物質(zhì)。逐步推廣使用新配方汽油,減小由汽車尾氣中的一氧化碳以及烴類引發(fā)的臭氧和光化學(xué)煙霧等對(duì)空氣的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽壓、苯含量,還將逐步限制芳烴和烯烴含量,還要求在汽油中加入含氧化合物,比如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。這種新配方汽油的質(zhì)量要求已推動(dòng)了汽油的有關(guān)煉油技術(shù)的發(fā)展。
四、綠色化學(xué)與環(huán)境治理
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”。然而,必須指出的是,綠色化學(xué)與環(huán)境治理是完全不同的概念。環(huán)境治理是對(duì)已被污染的環(huán)境進(jìn)行治理,使之恢復(fù)到被污染前的面目;而綠色化學(xué)則是從源頭上阻止污染物的生成,即所謂污染預(yù)防。因此,只有通過綠色化學(xué)的途徑,從科學(xué)研究出發(fā),發(fā)展環(huán)境友好化學(xué)、化工技術(shù),才能解決環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的矛盾。另一關(guān)鍵問題是培養(yǎng)具有環(huán)境保護(hù)意識(shí)的人,樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。通過宣傳,強(qiáng)化公眾的環(huán)境意識(shí)。作為高等學(xué)校培養(yǎng)的各種層次的高素質(zhì)人才,應(yīng)努力學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí),加強(qiáng)對(duì)保護(hù)環(huán)境,改善環(huán)境的責(zé)任感。創(chuàng)造一個(gè)清潔美好的生活環(huán)境是人類的共同愿望,給后代留下一個(gè)良好的環(huán)境,也是我們這一代人所必須履行的責(zé)任和義務(wù)!
相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們綠色意識(shí)的提高,只要我們用好綠色化學(xué)技術(shù),搞好經(jīng)濟(jì),我們賴以生存的地球環(huán)境會(huì)變得更加美好。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王恩舉.漫談綠色化學(xué)[J].大學(xué)化學(xué),2002,(4).
篇10
關(guān)鍵詞:化學(xué)工業(yè);綠色化;工業(yè)技術(shù);工藝
一、前言
化學(xué)工業(yè)簡(jiǎn)單來說就是通過采用化學(xué)的技術(shù)和方法將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)?,F(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)主要包括有:化學(xué)肥料工業(yè)、酸堿基本化學(xué)工業(yè)、農(nóng)藥工業(yè)、染料工業(yè)、基本有機(jī)合成工業(yè)、塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)、油漆工業(yè)、合成纖維工業(yè)等等。
發(fā)展化學(xué)工業(yè),對(duì)于改進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)工藝,發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),擴(kuò)大工業(yè)原料,鞏固國(guó)防,發(fā)展尖端科學(xué)技術(shù),改善人民生活以及開展綜合利用都有很大作用,它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要組成部分。
當(dāng)前,自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的各門學(xué)科正在醞釀著新的技術(shù)突破,化學(xué)工業(yè)也將隨著催化、分子設(shè)計(jì)、激光和化學(xué)仿生學(xué)等重大技術(shù)突破而進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。
二、綠色化學(xué)工業(yè)
目前化學(xué)工業(yè)使用的工藝技術(shù),大多數(shù)是四五十年代研究開發(fā)的,很多技術(shù)存在著不同程度的環(huán)境污染問題。只有對(duì)現(xiàn)有化工技術(shù)進(jìn)行變革,人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展才有可能。革新現(xiàn)有技術(shù)的最好辦法是大力研究和開發(fā)從源頭根除環(huán)境污染的綠色化學(xué)工業(yè)技術(shù)。
綠色化學(xué)工業(yè)是利用化學(xué)工業(yè)的原理和方法,來減少或消除對(duì)人類健康、社區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產(chǎn)物以及副產(chǎn)物等,從源頭阻止環(huán)境污染傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)雖然可以得到需要的新物質(zhì),但同時(shí)也產(chǎn)生大量排放物,嚴(yán)重污染環(huán)境,使資源不能得到有效的利用。隨著人類環(huán)保意識(shí)的日益提高,從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的要求來看,化學(xué)工業(yè)不能再承擔(dān)使用和產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)的費(fèi)用,需要大力研究和開發(fā)能從源頭上減少和消除污染的綠色化學(xué)。
化學(xué)工業(yè)能否潔凈的生產(chǎn)化學(xué)品,其實(shí)質(zhì)就是要利用化學(xué)原理從源頭上消除污染。綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)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,實(shí)現(xiàn)“零”排放,不產(chǎn)生污染。采用無毒無害的溶劑、助劑和催化劑生產(chǎn)有利于環(huán)境保護(hù)、社會(huì)安全和人身健康的環(huán)境友好的化學(xué)品。綠色化學(xué)化工的目標(biāo)是尋找充分利用原材料和能源,且在各個(gè)環(huán)節(jié)都潔凈和無污染的反應(yīng)途徑和工藝。對(duì)生產(chǎn)過程來說,綠色化學(xué)包括節(jié)約原材料和能源;淘汰有毒原料,在生產(chǎn)過程排放廢棄物之前,減少?gòu)U物的數(shù)量和毒性。綠色化學(xué)是解決環(huán)境污染問題的一種方法與傳統(tǒng)污染治理方法不同,它是通過改變化學(xué)品或生產(chǎn)過程的內(nèi)在本質(zhì),來減少或消除有害物質(zhì)的使用或產(chǎn)生,是非常科學(xué)的,是化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.原料的綠色化
化學(xué)反應(yīng)類型或合成路徑的特性,在很大程度上是由初始原料的選擇決定。這種選擇也就決定了生產(chǎn)者在處理這種物質(zhì)、生產(chǎn)制造及運(yùn)輸時(shí)的危險(xiǎn)性,對(duì)人體健康和環(huán)境的影響起著重要的作用。
目前 ,許多的化學(xué)品都是由石油作為初始原料,石油煉制常常需要消耗大量的能源.煉制往往需加氧,而氧化過程是化學(xué)合成中污染最嚴(yán)重的。尋找替代的環(huán)境無害的原料是綠色化學(xué)的首要任務(wù)之一。生物質(zhì)包括農(nóng)作物、植物及其他任何通過光合作用生成的物質(zhì)是理想的石油替代品,其對(duì)人類健康和環(huán)境的影響較石油原料要小得多。
2.化學(xué)反應(yīng)過程綠色化
化學(xué)反應(yīng)過程綠色化的目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)”。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。
化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上是原子外層電子的重新排列組合形成新的化學(xué)鍵。在發(fā)生反應(yīng)的條件下,存在多種排列組合方式,即存在多個(gè)平行反應(yīng)。要使原料分子中的原子在反應(yīng)的條件下全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物,反應(yīng)的選擇性必須達(dá)到 100%。這在目前認(rèn)識(shí)的化學(xué)反應(yīng)中是很少的。
3.催化劑的綠色化
烴類的烷基化反應(yīng)一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸催化劑。這些催化劑的共同缺點(diǎn)是,對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重,對(duì)人身的危害大和產(chǎn)生廢渣,污染環(huán)境。為此,多年來國(guó)外正從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新催化材料中大力開發(fā)固體酸烷基化催化劑。現(xiàn)已開發(fā)的有:采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化工藝;采用沸石為催化劑的丙烯和苯烴化異丙苯工藝。在固體烷基化的研究中,還應(yīng)進(jìn)一步提高催化劑的選擇性,以降低產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量;提高催化劑的穩(wěn)定性,以延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期;降低原料中的苯烯比,以提高經(jīng)濟(jì)效益。
4.溶劑的綠色化
溶劑在化學(xué)品生產(chǎn)過程中,廣泛的用做反應(yīng)分離的介質(zhì)或用做清洗劑。在釋放至環(huán)境或需處理的化學(xué)物質(zhì)中,溶劑所占比重是大量的。減少溶劑的使用,改進(jìn)傳統(tǒng)的溶劑,采用環(huán)境無害的替代溶劑及開發(fā)無溶劑反應(yīng)是綠色化學(xué)的任務(wù)?;瘜W(xué)品制造中的污染問題不僅可能來源于原料和產(chǎn)品,而且也可能來源于制造過程中所使用的物質(zhì),最常見的是在反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中所用的溶劑。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物,它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,因此要限制這類溶劑的使用。
三、結(jié)論
化學(xué)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用,不僅提供大量的本行業(yè)產(chǎn)品,還為其他行業(yè)提供原材料。隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和全球環(huán)境狀況的不斷惡化,化學(xué)工業(yè)既面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)也面臨著巨大的機(jī)遇。走可持續(xù)發(fā)展的道路,加強(qiáng)綠色化學(xué)的理論研究,加快綠色化學(xué)品的開發(fā),是擺在化學(xué)科學(xué)和化學(xué)工作者面前的首要任務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 閔恩澤, 吳巍等編著. 綠色化學(xué)與化工[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000.
[2] 孫履厚主編. 精細(xì)化工新材料與技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)石油出版社, 1998.
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