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導語:在綠色化學的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

人類正面臨有史以來最嚴重的環境危機,由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴大,人均耕地、淡水和礦產等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來越尖銳;環保問題就成為經濟與社會發展的重要問題之一。作為國民經濟支柱產業之一的化學工業及相關產業,在為創造人類的物質文明作出重要貢獻的同時,在生產活動中不斷排放出大量有毒物質,化學工業也為環境和人類的健康帶來一定的危害。發達國家對環境的治理,已開始從治標,即從末端治理污染轉向治本,即開發清潔工業技術,消減污染源頭,生產環境友好產品。“綠色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。
綠色化學又稱綠色技術、環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學即是用化學及其它技術和方法去減少或消除那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產物、副產物等的使用和產生。
化學可以粗略地看作是研究從一種物質向另一種物質轉化的科學。傳統的化學雖然可以得到人類需要的新物質,但是在許多場合中卻既未有效地利用資源,又產生大量排放物,造成嚴重的環境污染。綠色化學則是更高層次的化學,它的主要特點是“原子經濟性”,即在獲得物質的轉化過程中充分利用每個原料原子,實現“零排放”,因此既可以充分利用資源,又不產生污染。傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。綠色化學可以變廢為寶,可使經濟效益大幅度提高。綠色化學已在全世界興起,它對我國這樣新興的發展中國家更是一個難得的機遇。
1 采用無毒、無害并可循環使用的新物料
1.1 原料選擇
工業化的發展為人類提供了許多新物料,它們在不斷改善人類物質生活的同時,也帶來大量生活廢物,使人類的生活環境迅速惡化。為了既不降低人類的生活水平,又不破壞環境,我們必須研制并采用對環境無毒無害又可循環使用的新物料。
以塑料為例,據統計,到1989年美國在包裝上使用的塑料就超過55.43億kg(20世紀90年代數量進一步上升),打開包裝后即被拋棄,這些塑料廢物破壞環境是我們面臨的一大問題:掩埋它們將永久留在土地里中;焚燒它們會放出劇毒。
我國也大量使用塑料包裝,而且在農村還廣泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越來越嚴重。解決這個問題的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前國際上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已經投入生產。光生物雙降解塑料研究是我國“八五”科技攻關的一個重大項目,已取得一些進展。
1.2 溶劑的選擇
大量的與化學制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,而且源自在其制造過程中使用的物質。最常見的是在反應介質,分離和配方中所用的溶劑。在傳統的有機反應中,有機溶劑是最常用的反應介質,這主要是因為它們能較好地溶解有機化合物。但有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環境有害的因素。因此,在無溶劑存在下進行的有機反應,用水作反應介質,以及超臨界流體作反應介質或萃取溶劑將成為發展潔凈合成的重要途徑。
1.2.1 固相反應
固相化學反應實際上是在無溶劑化作用的新穎化學環境下進行的反應,有時可比溶液反應更為有效并達到更好的選擇性。它是避免使用揮發性溶劑的一個研究動向。
1.2.2 以水為溶劑的反應
由于大多數有機化合物在水中的溶解性差,而且許多試劑在水中會分解,因此一般避免用水作反應介質。但水作為反應溶劑有其獨特的優越性,因為水是地球上自然豐度最高的“溶劑”,價廉、無毒、不危害環境。此外水溶劑特有的疏水效用對一些重要有機轉化是十分有益的,有時可提高反應速率和選擇性,更何況生命體內的化學反應大多是在水中進行的。
水相有機合成在有機金屬類反應,水相Lewis酸催化的反應現都已取得較大進展。因此在某些有機化學反應中,開發利用以水作溶劑是大有可為的。
1.2.3 超臨界流體作為有機溶劑
超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介于氣態與液態之間的流體。在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發超臨界流體(SCF),特別是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點(31.10℃,7 477.79KPa)以上的CO2流體。它通常具有流體的密度,因而有常規常態溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來調節。其最大優點是無毒、不可燃、價廉等。
1.3 催化劑的選擇
許多傳統的有機反應用到酸、堿液體催化劑。如烴類的烷基化反應一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸做催化劑,這些液體酸催化劑的共同缺點是:對設備腐蝕嚴重,對人身危害和產生廢渣污染環境。為了保護環境,多年來人們從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料入手,大力開發固體酸做為烷基催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術較為成熟,這種催化劑選擇性高,乙苯收率超過99.6%,而且催化劑壽命長。
2
化學反應的綠色化
為了節約資源和減少污染,合成效率成了當今合成方法學研究中關注的焦點。合成效率包括兩方面,一是選擇性(化學、區域、非對映體和對映體選擇性),另一個就是原子經濟性,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化為產物,理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百的轉變為產物,不產生副產物或廢棄物,實現廢物的“零排放”。為此,化學化工工作者在設計合成路線時,要減少“中轉”、增加“直快”、“特快”,更加經濟合理地利用原料分子中的每一個原子,減少中間產物的形成,少用或不用保護基或離去基,避免副產物或廢棄物的產生。實現原子經濟反應的有效手段很多,在些不作贅述。
3
生物技術的應用
生物科學是當代科學的前沿。生物技術是世界范圍內新技術革命的重要組成部分,生物化工是21世紀最具有發展潛力的產業之一,它將成為創造巨大社會財富的重要產業體系。采用生物技術已在能源、采油、采礦、肥料、農藥、蛋白質、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機化工原料、精細化學品的制造等方面得到廣泛應用。從發展綠色化學的角度出發,它最大的特點和魅力就在節約能源和易于實現無污染生產而且可以實現用一般化工技術難以實現的化工過程,其產品常常又具有特殊性能。因此,生物技術的研究和應用倍受青睞。
綠色化學是人類的一項重要戰略任務。綠色化學的根本目的是從節約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統化學,從而使我們對環境的治理可以從治標中轉向治本。綠色化學的發展不僅將對環境保護產生重大影響,而且將為我國的企業與國際接軌創造條件。
參考文獻
1 朱清時. 綠色化學和新的產業革命[J]. 現代化工,1998(6)
2 閔思澤. 環境友好石油煉制技術的發展[J].化學進展,1998(1)
實現化學實驗綠色化的一些方法探索
1.綠色化學方法一:廢物回收。我們知道,廢物回收可以再生利用,在化學實驗中,我們更需要發揮這一優良傳統。無論是教師給學生進行教學演示,還是學生分組自行實驗,都必須做好實驗廢棄物的回收工作。在學生對化學藥品不了解的時候,教師在實驗中的引導起著至關重要的作用。廢棄物一般可分為液體、固體、重金屬鹽、有機物等幾類,教師要積極引導,在言傳身教的同時,也要加以督促并檢查,讓同學們早日養成廢棄物回收的好習慣。
2.綠色化學方法二:具體實踐。我們需要通過實際的環境對比觀察實驗來驗證這一方法。對實驗后的廢棄物先進行觀察,如顏色、氣味、PH值等;其次,與正常的水體做比對;再次,將活的生物放入其中,完成存活實驗———金魚在實驗后的酸、堿、鹽回收液中只能存活十分鐘左右。通過這樣一步步逐漸深入的認識與了解,來達到了解廢棄物危害的目的。在高中的化學實驗中,所使用的如重鉻酸及重鉻酸鹽、氰類物質、苯、芳香烴、醛類物質等都是劇毒的。有實驗顯示:學生實驗中所使用的Hg(NO3)2就是對水體環境污染嚴重的物質,300克該物質就可以使1噸清水成為死水。
3.綠色化學方法三:控制使用量。治理環境的最佳方法便是從源頭控制。首先,從藥品的用量著手。比如,AgNO3溶液與HCl溶液反應的實驗中,用1mol/L的藥品與用0.1mol/L的藥品其實驗現象無任何差異,藥品的用量卻減少了90%。做有劇毒苯酚與溴反應時,用1mol/L的苯酚與溴水反應其實驗效果同用0.01mol/L的苯酚進行實驗無多大差別,而苯酚的用量卻減少了近千倍。其次,使用小型號的化學實驗儀器也是源頭治理很重要的一個方案。學生實驗中盡量用小型號的實驗儀器或者人手一個微型化學實驗儀器不僅有利于節約藥品,降低藥品的使用量,同時還大大增強了學生的動手機會與能力,還可糾正部分學生在剛開始做實驗時貪圖取用大劑量藥品的不良習慣,一舉多得。
變廢為寶,付諸于實
(1)回收利用。一次,我們做完KClO3與MnO2經加熱制取O2的化學實驗后,讓學生同教師一起對實驗后的廢棄物進行分離處理,不僅又得到了MnO2,同時還得到了KCl;不僅減少了廢棄物的排放,也讓學生們體會到了廢棄物其實也是一種資源。用類似的方法,我們還回收過金屬和有機物,盡管量不多,但是學校的環境教學的目的卻功在千秋。
(2)自身反應。某些化學藥品之間在經過一段時間的放置之后,藥品的性質能相互反應,進行初步處理,如酸液與堿液之間能發生中和,藥品自身的沉降、稀釋、暴光、氧化還原。利用這些簡單易行的方法進行簡單處理,可以減少麻煩。
(3)廢物做“好事”。我們可以用這些廢棄物的特有性質與作用進行處理。如實驗中回收的廢酸用于沖洗廁所,以減少廁所清洗劑的使用;廢酸可以用學校食堂所產生的雞蛋殼加以處理;鍋爐燃燒完產生的炭渣可以吸附有色、有毒物質。這些措施雖然很簡單,卻能產生很好的效果和影響。雖然如今我們掌握的知識與技術限制了我們處理實驗廢棄物,但是環境保護教育卻任重道遠。
(4)裝瓶深埋處理實驗廢棄物。對于我們無法處理或者是實驗失效的藥品,我們都可以組織課外活動小組對其進行填埋處理。
(5)焚燒處理廢棄物。對于燃燒不會對大氣造成重大污染的大多數有機物藥品都可以采用這一方法處理。在學校,就可以直接進鍋爐,不僅使廢棄物得到了處理,也再一次體現了它的價值。
關鍵詞:綠色化學實驗;含義;內容;方案
隨著我們賴以生存的地球環境的日益惡化,環境污染、生態安全問題越來越為人們所重視。而環境污染最主要的表現為化學物質的污染。化學作為一門以實驗為主的基礎學科,是廣大學生獲取知識、提高技能的有力手段。然而,學生通過實驗手段在獲取知識的同時,不僅在向環境釋放著“三廢”,而且自身也處在污染之中。《化學課程標準(實驗)》中規定必修課程的設計要“體現綠色化學思想”。要讓學生了解“在化工生產中遵循‘綠色化學’思想的重要性”;還在選修模塊《實驗化學》中規定要讓學生“樹立綠色化學思想,養成環境保護的意識”。顯然,新制定的課程標準非常重視學生綠色化學思想的形成和應用。
一、化學實驗綠色化的含義
1.綠色化學是一種理念。化學實驗教學不僅可以增強學生對實驗現象的直觀感受,培養學生的動手觀察能力,而且進一步使學生從感性認識上升到理性認識,增強他們分析問題和解決問題的能力。但實驗必定會涉及到有害、有毒的物質,從某種意義上講,學校中環境污染主要來源于化學實驗。培養學生的環保意識是實現化學實驗室綠色化管理的最基本保障,化學實驗產生的廢棄物,如果不經處理直接排放,不但會造成環境的污染,還會淡化學生的環保意識,養成不良習慣。化學實驗教學課堂是向學生傳授環保知識的好場所,在實驗課上不僅要使學生掌握各種實驗技能和處理問題的能力,更要強化學生的環保意識,強化學生對社會高度負責的主人翁精神。環境保護人人有責,一定要從我做起,從實驗室做起,從一點一滴做起,使學生進入化學實驗室后就受到綠色化學的教育。在化學實驗教學中培養學生養成良好的實驗習慣,用綠色化學的理念來設計自己的實驗,使自己的動手操作能力和分析創新能力得到提高。
2.按照美國《綠色化學》(Green Chemistry)雜志的定義,綠色化學是指在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。今天的綠色化學是指能夠保護環境的化學技術。它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質。利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。環境保護就是通過采取行政的、法律的、經濟的、科學技術等多方面的措施,保護人類生存的環境不受污染和破壞。綠色化學是“防污染”,環境保護是“治污染”,只有實驗過程實現綠色化,從根本上切斷污染源,才能真正做到保護環境。
二、開發綠色化的教學內容
要實現“綠色化學”實驗,首先必須從源頭上制止化學污染物的生成。這就要求我們在選擇實驗內容時,不要忽視實驗過程對環境的污染,應調整實驗教學內容,實驗題目的選取既滿足培養學生實驗技能的要求,又考慮到可能造成的環境污染問題,選擇環保型的實驗項目。
綠色化學實驗的設計要求:如果一個化學實驗對環境無物質種類改變的影響或物質種類改變量極小,就可說該化學實驗達到了綠色化學實驗的要求,具體有如下幾類:(1)化學實驗反應中原子的利用率達100%。(2)化學實驗體系放給環境的物質種類是環境體系正常組分中所固有的。如放出的氣體是空氣中固有的正常組分如02、N2、H20、C02等。(3)實驗體系不向環境放出物質。(4)污染廢棄物集中處理后轉化為非污染物。(5)在實驗現象明顯的前提下,對不可避免會形成污染的實驗盡可能使其微型化。根據不同情況達到上述任一條或幾條要求的化學實驗可以認為是達到了綠色化學實驗的設計要求。
三、綠色化學實驗方案
1.優化污染實驗
很多實驗在操作過程中會造成大氣及水的污染,教師應對污染嚴重的實驗進行優化,使其成為綠色化學實驗。例如,鈉在空氣中燃燒的實驗。按常規方法,會損壞很多玻璃管、蒸發皿和石棉網,浪費很嚴重。更重要的是生成的過氧化鈉呈煙狀揮發到大氣中,既污染環境,又不容易觀察生成物的顏色。優化以后的做法:用一塊白鐵皮(或鋁片),折起四邊成小盒狀,將一綠豆大小的鈉,吸干煤油后放在其中,將其置于三角架上,用酒精燈加熱,鈉很快便可熔化、燃燒。實驗現象:看到鈉逐漸燃燒,呈黃色火焰,生成菜花狀的淡黃色固體。改進后的優點:生成的過氧化鈉基本上都留在白鐵皮(或鋁片)上,既有利環保,又容易觀察到產物的顏色;冷卻后取出燃燒產物,將白鐵皮(或鋁片)清洗干凈擦干以備后用。
又如硫酸的脫水性實驗,取白砂糖10g,研細后放入小燒杯中,加入1~2 mL水調勻,加入10~15mL濃流酸,小心攪拌,觀察現象。此實驗由于白砂糖和濃硫酸用量多,其碳化過程中會產生二氧化碳、二氧化硫酸性氣體副產物,造成嚴重的室內污染。為了解決這個問題,進行了實驗的優化,采取的方法:取2g白砂糖放入大試管中,加入約3mL濃硫酸,攪拌后迅速蓋上帶導管的橡皮塞,將玻璃導管的另一端插入盛有品紅溶液的試管中。用大試管代替小燒杯,白砂糖的用量由10g減少至2g,濃硫酸由原來的10~15mL減少為3mL。
反應物用量減少,反應產物用品紅溶液吸收,大幅度減少了有害氣體的排放量,生成的碳塊兒沿著試管壁向上延伸,既增強了實驗的演示效果,又保證了實驗者的身體健康。
2.倡導利用多媒體技術
在遇到危險性較大或者伴隨有毒、有害物質生成較多的演示實驗時,可以借助三維立體畫面、多媒體技術模擬實驗的真實情景,還能夠節約藥品、水電等,并減少對環境的破壞。根據不同的教學情況和需要,可以利用現有條件下的網絡信息資源素材庫和教學軟件,也可以學校自己設計制作多媒體課件。例如:在Cu與濃HN03反應的演示實驗中,反應過程中生成的大量N02有毒氣體,對實驗者危害較大,為了解決這個問題,可以將該實驗改為投影實驗,全體學生都能夠通過大屏幕,清楚地觀察到Cu與濃HN03反應的全部實驗現象。
3.推廣微型化學實驗
所謂微型化學實驗,就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。微型化學實驗儀器使用高分子材料制成,具有小巧便攜、不易破碎、抗腐蝕等優點,完全可以做到人手一份,人人可以動手操作。為發展綠色化學實驗提供了方便與可能。
例如,硫在氧氣中燃燒的反應,若按常規實驗每次需硫粉0.3~0.5 g,反應后生成二氧化硫0.6~1 g,而微型化學實驗每次僅需硫粉0.02 g,反應后生成二氧化硫0.04g,排污量大大降低,而效果也一樣明顯。
又如,鈉與水的反應,向裝有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞,然后投入小塊鈉(綠豆大小)觀察實驗現象。將這一實驗改進為微型實驗。操作步驟:切割1/2綠豆粒大小的金屬鈉置于石英尖嘴導管的管口,用小團棉花堵住管口(以免金屬鈉滑落下來),并將其插入盛有水的六孔井穴板中(已滴入無色酚酞溶液)。金屬鈉與水迅速反應,產生的氣體推動金屬鈉球沿著尖嘴導管上升,鈉球繼而由于重力作用下降,其又與水接觸發生劇烈反應,鈉球上下跳動,并發出“嘶嘶”的聲音,燒杯中的水已經變成紅色,說明有堿生成。待反應一段時間后,尖嘴導管里的空氣已被排凈,導管內的氣體完全是純凈的氫氣,此時將燃著的木條靠近導管的尖嘴處,然后移開,發現尖嘴處的氣體燃燒并產生淡藍色的火焰,證明產生的氣體是氫氣。此實驗的微型化,原料用量減少、安全可靠,符合綠色化學實驗的宗旨。
4.改進化學實驗儀器,向無污染的方向發展
用密封的成品化儀器代替有毒實驗,避免了有害物質的產生。這種儀器和藥品可以循環使用,不存在污染毒害。如碘的升華實驗,可用碘錘來完成(碘錘的兩頭向內凹陷,內封有碘晶體)。操作方法:一頭滴冷水,另一頭在酒精燈上加熱因冷水起到冷凝作用,碘升華后凝聚在碘錘上方內壁,在碘錘中部可以看到紫紅色的碘蒸汽,反之也可以。
5.加強排污設備建設,規范有害物質處理
目前許多學校實驗室的排污設備比較簡陋,處理廢棄物的能力不足。學校應加大資金投入,加強排污設備建設,使實驗產生的污染物排放量減至最小。規范有害廢棄物的處理:(1)有害氣體的處理。可選用適當的吸附劑吸附,也可安裝尾氣吸收裝置;(2)廢液的處理。有機廢液可以通過蒸餾、重結晶等方法回收,有害重金屬離子廢液,可加入合適的試劑或調節溶液pH使金屬離子轉化為難溶性的沉淀物,過濾,沉淀物妥善保存,確認濾液不含有毒物質后方可排放;(3)廢棄固體處理。實驗中用過的金屬,如鐵釘、鋅粒、錫粒等應經水洗、烘干處理后繼續使用。
錫林郭勒盟第二中學按以上方法探索和實踐綠色化學實驗,已經取得了令人滿意的效果。全國有數以萬計的學校化學實驗室每天都排放著化學成分復雜的污染物,影響著生存環境。綠色化學實驗是教學改革發展的必然趨勢。所以,作為化學教師,為保護人類生存環境,為培養具有環保理念的技能人才,應站在這一化學改革的前沿,持續地去探索綠色化學實驗教學。
參考文獻
[1]馬曉紅.淺析中學化學教學中的綠色化學教育[J].硅谷,2008(10).
[2]曹瓊瑤.中學化學教育中的綠色化學[J].科技資訊,2006(17).
關鍵詞綠色化學環境保護生物技術
人類正面臨有史以來最嚴重的環境危機,由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴大,人均耕地、淡水和礦產等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來越尖銳;環保問題就成為經濟與社會發展的重要問題之一。作為國民經濟支柱產業之一的化學工業及相關產業,在為創造人類的物質文明作出重要貢獻的同時,在生產活動中不斷排放出大量有毒物質,化學工業也為環境和人類的健康帶來一定的危害。發達國家對環境的治理,已開始從治標,即從末端治理污染轉向治本,即開發清潔工業技術,消減污染源頭,生產環境友好產品。“綠色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。
綠色化學又稱綠色技術、環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學即是用化學及其它技術和方法去減少或消除那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產物、副產物等的使用和產生。
化學可以粗略地看作是研究從一種物質向另一種物質轉化的科學。傳統的化學雖然可以得到人類需要的新物質,但是在許多場合中卻既未有效地利用資源,又產生大量排放物,造成嚴重的環境污染。綠色化學則是更高層次的化學,它的主要特點是“原子經濟性”,即在獲得物質的轉化過程中充分利用每個原料原子,實現“零排放”,因此既可以充分利用資源,又不產生污染。傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。綠色化學可以變廢為寶,可使經濟效益大幅度提高。綠色化學已在全世界興起,它對我國這樣新興的發展中國家更是一個難得的機遇。
1采用無毒、無害并可循環使用的新物料
1.1原料選擇
工業化的發展為人類提供了許多新物料,它們在不斷改善人類物質生活的同時,也帶來大量生活廢物,使人類的生活環境迅速惡化。為了既不降低人類的生活水平,又不破壞環境,我們必須研制并采用對環境無毒無害又可循環使用的新物料。
以塑料為例,據統計,到1989年美國在包裝上使用的塑料就超過55.43億kg(20世紀90年代數量進一步上升),打開包裝后即被拋棄,這些塑料廢物破壞環境是我們面臨的一大問題:掩埋它們將永久留在土地里中;焚燒它們會放出劇毒。
我國也大量使用塑料包裝,而且在農村還廣泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越來越嚴重。解決這個問題的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前國際上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已經投入生產。光生物雙降解塑料研究是我國“八五”科技攻關的一個重大項目,已取得一些進展。
1.2溶劑的選擇
大量的與化學制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,而且源自在其制造過程中使用的物質。最常見的是在反應介質,分離和配方中所用的溶劑。在傳統的有機反應中,有機溶劑是最常用的反應介質,這主要是因為它們能較好地溶解有機化合物。但有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環境有害的因素。因此,在無溶劑存在下進行的有機反應,用水作反應介質,以及超臨界流體作反應介質或萃取溶劑將成為發展潔凈合成的重要途徑。
1.2.1固相反應
固相化學反應實際上是在無溶劑化作用的新穎化學環境下進行的反應,有時可比溶液反應更為有效并達到更好的選擇性。它是避免使用揮發性溶劑的一個研究動向。
1.2.2以水為溶劑的反應
由于大多數有機化合物在水中的溶解性差,而且許多試劑在水中會分解,因此一般避免用水作反應介質。但水作為反應溶劑有其獨特的優越性,因為水是地球上自然豐度最高的“溶劑”,價廉、無毒、不危害環境。此外水溶劑特有的疏水效用對一些重要有機轉化是十分有益的,有時可提高反應速率和選擇性,更何況生命體內的化學反應大多是在水中進行的。
水相有機合成在有機金屬類反應,水相Lewis酸催化的反應現都已取得較大進展。因此在某些有機化學反應中,開發利用以水作溶劑是大有可為的。
1.2.3超臨界流體作為有機溶劑
超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介于氣態與液態之間的流體。在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發超臨界流體(SCF),特別是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流體。它通常具有流體的密度,因而有常規常態溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來調節。其最大優點是無毒、不可燃、價廉等。
1.3催化劑的選擇
許多傳統的有機反應用到酸、堿液體催化劑。如烴類的烷基化反應一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸做催化劑,這些液體酸催化劑的共同缺點是:對設備腐蝕嚴重,對人身危害和產生廢渣污染環境。為了保護環境,多年來人們從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料入手,大力開發固體酸做為烷基催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術較為成熟,這種催化劑選擇性高,乙苯收率超過99.6%,而且催化劑壽命長。
2化學反應的綠色化
為了節約資源和減少污染,合成效率成了當今合成方法學研究中關注的焦點。合成效率包括兩方面,一是選擇性(化學、區域、非對映體和對映體選擇性),另一個就是原子經濟性,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化為產物,理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百的轉變為產物,不產生副產物或廢棄物,實現廢物的“零排放”。為此,化學化工工作者在設計合成路線時,要減少“中轉”、增加“直快”、“特快”,更加經濟合理地利用原料分子中的每一個原子,減少中間產物的形成,少用或不用保護基或離去基,避免副產物或廢棄物的產生。實現原子經濟反應的有效手段很多,在些不作贅述。
3生物技術的應用
生物科學是當代科學的前沿。生物技術是世界范圍內新技術革命的重要組成部分,生物化工是21世紀最具有發展潛力的產業之一,它將成為創造巨大社會財富的重要產業體系。采用生物技術已在能源、采油、采礦、肥料、農藥、蛋白質、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機化工原料、精細化學品的制造等方面得到廣泛應用。從發展綠色化學的角度出發,它最大的特點和魅力就在節約能源和易于實現無污染生產而且可以實現用一般化工技術難以實現的化工過程,其產品常常又具有特殊性能。因此,生物技術的研究和應用倍受青睞。
綠色化學是人類的一項重要戰略任務。綠色化學的根本目的是從節約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統化學,從而使我們對環境的治理可以從治標中轉向治本。綠色化學的發展不僅將對環境保護產生重大影響,而且將為我國的企業與國際接軌創造條件。
參考文獻
1朱清時.綠色化學和新的產業革命[J].現代化工,1998(6)
2閔思澤.環境友好石油煉制技術的發展[J].化學進展,1998(1)
“綠色化學”可以詮釋為環境友好化學,它的核心是指在反應過程中和化工生產中,盡量減少或徹底消除有害物質的生成.作為化學教育工作者,有責任將綠色化學知識自然生動地滲透到化學教學中,培養學生以“科技與社會”之間和諧發展為基礎的道德、倫理和科學價值觀,讓學生牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識,并關注綠色化學,推動綠色化學事業的發展.
在教學中,為了更好地滲透“綠色化學”理念,可以從以下幾個方面嘗試.
一、立足課堂,滲透綠色化學知識
化學學科的特點,決定了化學教育在培養學生環保意識中占有重要地位.它同物理、生物等都是對學生進行環保教育的主要學科.許多污染物的成分、特性、形成過程、對人類生產生活的危害以及如何防治等,都與化學教學內容有著密切的聯系.初中、高中化學教學課標中也明確提出,化學教育應培養學生關心自然、關心社會的情感,對學生進行環境保護意識的教育.我們應立足課堂,充分挖掘教材中的環保知識內容,采取滲透的方式,適時適當地將其穿插在有關知識的教授中,“潤物細無聲”,讓學生增強環保意識.
二、立足實驗,培養綠色化學習慣
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,實驗是化學教學的重要環節,也是進行綠色化學教學的最好時機.新教材更注重學生實驗能力的培養,增加了學生自主探究實驗.化學教學可以立足實驗,培養學生綠色化學習慣.
1.改進某些教材實驗,消除實驗污染源
教師可針對某些造成環境污染的實驗進行改進,引導學生思考改進的目的和改進的方法,通過改進增強學生的環保意識.
2.精心整合教材實驗,減少污染次數
例如,在無機化學學習中, 多數教師和學生所做的實驗,均為“一個實驗只用來說明物質的某一個性質”,要想完整地學習某一物質的整體知識,就必須通過若干個這樣的單一實驗來進行.這樣做不僅多損耗了藥品,浪費了時間,而且還增加了有毒物質擴散到環境中的機會.組裝整合實驗后,就可以較好地解決上述問題.
3.推行微型化學實驗,控制環境污染
微型化學實驗與常規實驗相比具有節省實驗藥品、實驗現象明顯、污染程度低或沒有、安全等優點.開展微型化學實驗充分體現了現代綠色化學教育觀念.
微型實驗也可以用廢棄的物品開展實驗.
4.開發原子經濟性反應,選擇合理物質制備路線
原子經濟性反應是綠色化學的重要內容之一,這一反應已成為現代合成化學中人們關注的熱點.原子經濟性反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”. 綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點: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.在新課程教學過程中可以借助一些實驗方案評價與設計類試題為學生逐步滲透綠色化學理念.
三、立足課外,提高學生綠色化學素質
1.專題講座
對教材中講的少而對環保具有重大意義的內容,可以以專題講座的形式向學生介紹.專題內容如酸雨的形成、危害以及防治,傳統有機溶劑的危害及綠色溶劑,赤潮和水華現象及形成的原因……通過這些信息的介紹,使學生從自身做起,節約用水、少使用一次性餐具、少用化學用品,以減少污染,為保護環境而改變生活習慣.
2.通過化學課外興趣小組,開展環境保護活動
在開展綠色化學教育時,必須要保證化學教學中能夠將綠色化學的內容全面體現出來,防止環境污染,減少化學污染物,提高化學品安全性等內容進行講解。教師在樹立保護環境和可持續發展理念后,教師可以相應的利用化學課程中一些知識進行綠色化學的開展,從而提高學生的綠色化學思想意識,加強學生的社會責任感。
2.合理使用化學教材,有效開展綠色化學教育
普通化學教材在很大程度上不適應綠色化學教育的開展,因此,需要對化學教材進行適當的改革,可以在教材中相應的添加一些綠色化學的理論知識,國內外對綠色化學的研究內容和成果,同時可以相應的利用一些先進的案例。同時,教師也要對教材內容進行隨時的完善和更新,從而保證化學教材內容具備先進性和準確性。
3.在化學理論課堂上有效的添加生活案例,以此促進綠色化學教育
在化學理論課堂上,要將教師的教學思維和方式進行有效的改善,要有效的拓寬自身的綠色化學知識視野,不斷的閱讀國內外相關的資料和書籍,樹立綠色環保思想意識。同時在教學時,要有效的添加一些具體的生活案例,以此提高學生保護環境的思想意識。在綠色化學教育時,可以適當的添加一些生活案例,比如講解添加洛杉磯光化學煙霧事件,將化學因素所帶來的污染進行全面的分析,并對光化學煙霧產生的過程進行分析,同時在此基礎上找出預防和消除光化學煙霧的相關措施方法。
4.在化學教學過程中,有效的開展綠色化學實驗
關鍵詞:環境污染;綠色化學;化學教育
中圖分類號:G427文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)09-027-2
作為化學教育工作者,把綠色化學融入中學課程教材改革和課堂教學改革之中,使綠色化學成為化學教育的一個重要的組成部分是我們應為之奮斗的目標。這樣既能培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力,也能為環境保護、人類與自然和諧發展做出貢獻。
一、綠色化學教育的意義
中學生正處于世界觀與人生觀形成的關鍵時期,環保意識一旦形成,對其一生的社會行為會產生深遠的影響,進而影響到整個國家的經濟發展與環境保護。中學化學是化學教育的基礎,如果在中學階段進行綠色化學教育,把綠色化學基礎知識融入到中學化學教育中,使其成為素質教育結構的一個重要因素,充實我們的教學內容,這對于培養學生的綠色意識、環保意識,提高學生的基本素質有著現實而深遠的意義。所以,在傳統化學教育的基礎上研究和尋找中學綠色化學教育的改革方案,從教育的整體出發,從課程改革、教學改革、師資隊伍建設三大方面著手進行研究,形成系統的綠色化學教育。為綠色化學的教學提供依據和方法,這是進行綠色化學教育的前提性工作,也是21世紀化學教育改革的重大課題之一。
二、中學化學教育開展綠色化學教學的策略
(一)教師要更新觀念,以身作則,樹立可持續發展的價值觀
教育的發展很大程度上取決于教師隊伍水平的高低。學校課堂是綠色化學教育的主陣地,化學教師在綠色化學教育中起著舉足輕重的作用。因此,中學化學教育中要實施綠色化學教育,對教師提出了很高的要求:化學教師要樹立可持續發展的價值觀,要認識到在人類可持續發展的長河中化學教育也須承擔義不容辭的一份責任,要樹立綠色意識,要以人與自然平等、和諧的關系為出發點來重新認識化學及化學在人與自然平等、和諧關系中的正確位置。同時要不斷學習與綠色化學相關的知識,還可以自主編寫校本課程讓綠色化學和環境保護滲透到每一次化學教學中,從而讓學生在潛移默化中增強了環保的意識,形成低碳生活的理念,提高了自身的基本素質,為國家的可持續發展奠定牢固基礎。
(二)開展形式多樣的綠色化學教學活動
樹立環境危機意識,滲透綠色化學理念在教學中,應深入挖掘教學內容中的環境因素,適時對學生進行加強環境危機意識的教育。在教學目標中,以綠色化學的理念為指導,介紹人類在環境、生態、資源、能源等方面所面臨的困難,講清環境污染的危害及防治,并采取多種多樣的授課形式
1.運用現代化教學手段,進行綠色化學教育。
化學教師應把綠色化學教育融入化學課堂中,利用現代教育技術直觀地將環境、經濟等問題結合起來,使學生更好地學習綠色化學內容,從而認同綠色化學,樹立綠色意識。如利用多媒體向學生播放由于亂砍亂伐植被遭到破壞,造成水土流失,土地荒漠化,無法生長植物;酸雨對雕像、建筑等的腐蝕的圖像對比;以原文報道的形式呈現出新華社的報道:“全世界每天有6000名兒童死于不潔凈用水,全世界每年有80萬人死于得不到潔凈的水”。當污染造成的各項經濟損失以數據的形式展示在幻燈片上時,學生全被驚呆了。我知道這一令人觸目驚心的數字深深地觸動了學生的心靈。此時,發自內心的人性本能的力量驅使著學生時刻記住,要保護我們的環境,在此基礎上再和學生一起尋找這些污染的根源,同時將學生們分組討論如何做才能減少或避免這些環境污染。在這種課堂教學模式下,錄像、圖片和數據讓學生有了強烈的環境危機,增強了環保意識;在尋找污染源的過程中學生們還學到了相關的化學知識,在分組討論過程中培養了學生運用所學知識分析問題,采用合作、探究、討論的方式去解決問題的能力。
2.用綠色化學思想設計、改進化學實驗。
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗教學是化學教學的重要組成部分,對于培養學生各種能力有重要意義。現行中學化學教材有大部分知識和技能是通過實驗引入的。但是傳統的化學實驗不可避免地出現這樣或那樣的污染問題,因此利用綠色化學的新理念對化學實驗進行改革,已成為化學教師的共識。根據綠色化學的教育理念,結合中學化學實驗的目的、特點和意義,教師應加強以下幾方面的綠色化學實驗設計:控制反應物的用量;選擇無毒無害的試劑;采用和開發無威脅的化學實驗;改進實驗內容與儀器裝置;利用廢棄物的回收、利用,進行綠化教育。
在實驗操作中,教師要教育學生規范操作,指導學生要嚴格按照操作的程序,有條不紊地進行各種實驗。化學實驗教學中不光要規范操作還要力求實驗微量微型化,例如,在實驗中用點滴板進行指示劑與酸或堿作用的實驗、Fe3+的顯色實驗等。這種方法實驗藥品用量少、反應產物少、操作安全,實驗不會造成危險,容易獲得最佳的實驗效果,并能最大限度地減少廢棄物,既節約藥品又減少污染。實驗完畢后,一定要盡可能回收利用“三廢”。教師要引導、鼓勵學生用綠色化學觀點不斷改進實驗設計,從源頭上減少實驗對環境的污染,增加回收、轉化、再利用有害物質的裝置,盡量避免有害物質泄漏。例如:在二氧化硫性質教學中將其收集在塑料瓶中,為了減小SO2的激氣味影響課堂氣氛,減小對環境的污染,課前將制備好的SO2收集到塑料飲料瓶中并配上橡膠塞備用。上課時可以通過注射器將水注入,輕輕振蕩后塑料瓶變癟,說明氣體能溶與水,在還原性實驗中分別用注射器取溴水和高錳酸鉀溶液,當液體通過橡膠塞進如盛的透明塑料飲料瓶后,立即變為無色,說明反應發生。在我的啟發下,學生設計出用三通管改進實驗,不但制備二氧化硫,完成還原性的實驗,尾氣的收集現象明顯,而且整個實驗可以當堂演示,非常方便。
3.走向實際環境,在調查研究中開展綠色化學教育。
除了在課堂上對學生進行綠色的環境教育外,教師還可利用課余時間對學生進行教育,對課堂教育是很好的補充:建立化學課外興趣小組,開展環境保護活動,組織學生測定空氣污染指標、河水衛生指標和降雨PH值,到附近工廠(如造紙廠、煉鋼廠、化工廠、印染廠等)調查節能減排現狀,讓學生親身體驗環境污染的程度及其危害性,以增強環保觀念。
活動一,帶同學們參觀污水處理廠,讓他們了解污水的來源、污水中存在的有害物質、直接排放會造成哪些危害、通過怎樣的工序才能除去有害物質、需要花費多少資金等問題,回來后同學們可根據自己的所學所思寫一份報告,也可提一些自己的建議。假期讓學生調查研究家周圍的河水,拍一些被污染河水的圖片并取樣帶回學校實驗室作研究等。
活動二,在重要節日時,我們國家有個傳統就是放煙花爆竹,孩子們也喜歡放煙花,我們可以組織一個“綠色過節”的倡議活動,首先請煙花爆竹廠的技術人員給同學們介紹制造煙花爆竹的原料和燃放后會釋放出哪些有害物質,再到醫院請教醫生這些有害物質對人體會造成哪些危害;然后再氣象局工作人員的帶領下用PM2.5監測儀檢測燃放煙花前后PM2.5的變化。
教育學生環境保護要身體力行,從自身做起,從一點一滴做起,在實驗中培養學生綠色環保意識。要求學生在日常生活中,從細微處落實環保行為:節約水、電、煤、氣、紙等資源,拒絕使用一次性筷子、飯盒、塑料袋等,合理分類存放生活垃圾(如電池回收、不亂倒污水等),不使用污染環境的物品(如含磷洗衣粉、洗潔凈、化妝品等),大力開展植樹造林,積極使用太陽能等清潔能源。同浪費資源、污染環境的行為作斗爭,努力將環境污染降低到最低程度,為人類能生存在一個綠色的地球上做出自己的貢獻,保護好我們的共同家園。
4.編制綠色化學習題,培養綠色意識。
為了使學生加深對綠色化學內容的理解和使用,教師在教學中必須有計劃、有目的地提供一些相關題目給學生練習,以培養學生從綠色化學的要求出發,科學地思考和探索,這是中學化學中綠色化學教育必不可少的過程。近幾年的高考試題充分體現了化學在節能減排、循環使用、綠色環保、新能源和新材料等方面的實際應用價值,如近幾年小高考的24題、2012年高考[試題1、16、19]、2011年高考的[試題1、16]、2010年高考[試題1、17]中就有體現。
在中學化學教學中,滲透環境教育需把相關教學內容與環境教育有機地結合起來,通過課堂教學和社會調查逐步樹立學生的環境憂患意識,增強學生的環境保護意識,希望他們能養成綠色的生活習慣,真正做到環保從我做起、從身邊做起,并能通過努力將這種正能量傳遞給身邊的人、傳承給下一代人,這樣我們的生活才會更美好更和諧。化學教育工作者們,讓我們為這個夢想一起努力吧!
[參考文獻]
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[2]朱文祥.綠色化學與綠色化學教育.化學教育,2001(11).
關鍵詞:高中生;綠色化學;引入;策略
在高中化學實驗學習的過程中,可能會因我們的不當操作而對環境造成污染,所以有必要加強綠色理念的強化。特別是在環保理念日益深入的今天,我們高中生需要從學習中的點點滴滴做起,全面推動化學學習向無污染和效率化方向發展。而綠色化學理念則是在此背景下誕生的一種環保教育理念,其可以逐步引導我們走上綠色化學學習之路,避免因化學學習而引發環境污染問題。
1更新學習理念,調整學習內容
在傳統的高中化學學習過程中,我們學生只需要在課堂下面認真聽教師所講解的內容即可,無需思考其他的化學知識,這雖然也可以使我們高中生了解化學知識的一些具體用途,但是卻沒有意識到化學對于我們人類的重要性,所以我們許多高中生在學習化學知識的過程中只是抱著“考試考取高分”這種學習心態來學習,至于化學學習過程中所產生的一系列后果則置之不理。在這種學習理念下,我們高中生徹徹底底地淪為了應試教育體制下的學習“機器”,沒有自己的主觀意識,更無法形成良好的化學素養和環保意識。而綠色化學理念則講究增加化學學習中的環保理念,以便使綠色化學思想可以滲透到我們每個高中生的學習中來,使我們可以自主參與化學學習過程中的環保活動,逐步提升自身的環保能力,同時也可以借此來幫助我們更好地規避某些高中化學危險實驗,提高我們學習化學知識的安全性。比如在每節化學實驗課結束之后,我們高中生需要將殘留的化學實驗物質進行合理處理,如對于酸性物質要進行中和處理,切實避免有毒或者污染環境的物質對人體和環境造成損害。在樹立綠色化學學習理念之后,我們所接觸的化學學習內容也應該進行適當地改進與調整。當前我們高中生學習化學知識的主要途徑是教育部所指定的教材,具體的學習內容調整就是要在充分了解、學習和掌握教學大綱所分配的各項學習任務的基礎上,再適當地學習一些綠色化學方面的知識,有效地結合傳統化學知識和綠色化學元素,從而達到踐行綠色化學理念學習與應用的目的。例如,在學習塑料等有機化學物質等方面化學知識的過程中,我們高中生可以積極思考我們現實生活中存在的相關知識和現象,比如廢品收購站會回收利用生活中廢棄的塑料制品等來避免其對環境造成污染,或者在開展燃燒實驗的過程中,可以思考如何提升燃燒的效率等,以便借助這些綠化化學內容的學習來使我們高中生逐步形成正確的綠色化學理念。
2引入綠色思想,消除實驗風險
實驗是我們高中生化學學習過程中重要的一個組成部分,也是提升我們動手實踐操作技能的重要條件。但是在我們高中生開展化學實驗學習的過程中,常常會因不當的操作而引發環境污染問題。比如,在實驗完畢之后,部分學生如果沒有做好實驗廢棄物的處理,那么就可能造成環境污染問題,甚至安全隱患。而在綠色化學理念的指導下,我們高中生需要著重做好以下幾個方面的實驗操作,以全面消除實驗過程中可能引發的各種污染風險:(1)規范高中生實驗操作。在化學實驗學習的過程中,我們高中生不可避免地需要接觸一些有毒、有害的化學物質,或者在經過化學之后所產生的化學產物帶有毒性。因此,在實際的實驗操作中,我們高中生需要嚴格按照規定的實驗操作步驟來嚴格執行,并要做好實驗用品和用具的擺放和歸置工作;實驗室要保持良好的通風性,避免因有毒氣體危害我們的健康;要及時采用合理的方法來處理實驗之后的廢棄、廢液,同時需要將已經用過的實驗儀器和設備進行徹底清洗。(2)在實驗室中可以進行一些微型實驗,這樣可以在一定程度上降低化學藥劑的使用量,減少對環境的污染。而與傳統實驗相比,微型實驗同樣可以滿足實驗的現象觀察和原理驗證過程,所以其更加符合綠色化學理念,同時也可以借此來增強我們高中生的環保意識。(3)適當降低實驗藥品的濃度,這可以在一定程度上增強實驗的整體效果,降低對環境的污染程度,所以在平時開展化學實驗的過程中,我們學生需要盡量降低實驗所用藥品的濃度,至少不要放多,以便可以通過減少藥劑用量來節約藥品以及對環境的污染。例如,在我們學到“自燃現象”這部分化學實驗知識的時候,所采用的白磷和二硫化碳試劑均具有很強的毒性,并且產物五氧化二磷也會對大氣造成污染,此時可以采用鎂粉和石英粉末來進行替代,并將生成的硅化鎂至于水中,其所生成的氣體也同樣可以在空氣中產生自然現象,但是卻不會對環境造成污染。
3走出課堂學習,踐行環保實踐
正所謂:“實踐出真知”。單純地接受課堂學習,我們高中生增長的只是化學方面的理論知識,但是卻無法培養我們的社會實踐能力,所以我們高中生需要走出課堂學習,在社會生活中去踐行環保實踐活動,具體可以通過開展專題講座、主題班會或者社會調查等來逐步培養我們高中生的環保意識。例如,在平時的生活和學習中,我們高中生可以組團到學校或者家庭周邊的一些化工企業、水泥廠或者污水處理廠去考察這些企業或者工廠是如何處理“三廢”的,以便使我們真實地感受到環境污染的危害,從而促使我們高中生自主踐行綠色化學實踐。總之,迅猛發展的社會經濟在提升社會大眾生活水平的同時,也引發了比較嚴重的環境污染和能源短缺問題。為了可以確保經濟持續健康發展,就必須要發揮社會大眾的共同作用,從現在做起,從身邊的小事做起。我們高中生作為未來社會的接班人,必須要具備嚴謹的環保意識和綠色化學思想,以便在平時的化學學習中自覺落實綠色環保實踐,避免因不當的化學實驗操作而引發環境污染問題。
作者:王達玉 單位:山東省臨沭縣第一中學
參考文獻:
(1)綠色化學發展觀.這個觀點包括兩個方面:一是發展經濟,即實現人口、經濟、社會、資源、環境協調發展;二是保護我們人類賴以生存的共同家園地球自然資源和環境,為子孫后代的安居樂業和永續發展做貢獻.換言之,經濟發展的同時不忘環境的保護,污染的控制,資源和能源的節約,廢物排放的減少,清潔生產和文明消費的實施.目的是實現自然、經濟、社會這個三維復合系統的持續、健康、穩定的發展.我們實施綠色化學觀教育旨在追求學生在知識、科學、技能方面的綜合提高,深刻認識了解人與自然,人與經濟、人與社會、人與環境的關系,在可持續的基礎上利用自然為人類服務.
(2)綠色化學價值觀.環境價值觀就是指人類對環境價值的認識、觀念、看法、觀點.轉變我們以往以人為中心判斷物質利害觀念為以人與自然平等和諧觀念,以綠色化學原理指導高中化學知識的教學,即要掌握化學物質、化學實驗對人的危害以便進行防止.高中化學實驗的綠色化是一個長遠的任務,教育工作者要有深刻的認識,這不僅是科學戰線和化工戰線的任務更是整個化學領域的任務.
(3)綠色化學教育觀.綠色化學根本上是為了預防和控制環境污染,是人類的生活質量得到保證和提高,使自然環境得以保護.在高中化學教育課程改革和課堂教學的全過程中貫穿綠色化學理念,將其化作中學課程改革的重要內容.之所以將綠色化學的理念引入化學教學中,是因為綠色化學有利于環境的保護和人類社會的可持續發展.站在一線的化學教育工作者需要做到的很多,更新自己的知識結構,認識化學新知識,真正理解綠色化學的含義,承擔綠色化學的宣傳和教育,潛移默化對學生進行教育,不斷灌輸“綠色化學”的理念,認識到綠色化學的重要性,掌握綠色化學的知識和技能.
(4)綠色化學道德觀.這一觀念是傳統人類道德觀念的延續和繼承并且得到廣泛的發展,由于當前現代工業文明引發的人類與環境關系日漸突出使得其產生并且迅速得以發展.這是一種新的道德觀念———人類與環境和諧相處的觀念,是人類環境意識有史以來發展的最高階段,體現了主客體的統一,人與環境的統一.
二、高中化學實驗中學生綠色化學觀的培養
自從新課改以后,中學化學課本的編制和修訂過程充分考慮了綠色化學原理,例如:限制了常見實驗固體液體試劑取用的數量;刪除了有害的實驗氣體如:硫化氫、苯磺酸等等的制備;科學介紹聞氣體的方法;實驗中遇到事故的緊急處理;試劑保存和使用的方法原則尤其是特殊的試劑;強調某些實驗尾氣的處理等等.新課改有益處也存在缺點,為了符合綠色化學觀的發展要求,從以下幾方面改進實驗以增強學生綠色化學觀的培養.
首先,大力推行化學微型實驗操作.簡單的對常規實驗進行縮微或者減量并不是這里所指的微型化學實驗,實際的微型化學實驗是指在微型化條件下,重新設計和探索實驗,旨在利用最少的試劑獲得最多的化學信息目標.微型實驗的兩個顯著特點是儀器裝置微型化和試劑少量化,操作簡單,藥品節約,污染減少,是未來綠色實驗發展的方向.同時還可以使用身邊的廢舊物或者自制的簡單儀器進行一些實驗,更體現了綠色化學的概念,讓學生樹立綠色化學觀.
其次,正確規范的進行實驗操作.實驗的操作規范務必嚴格進行,例如:稱量藥品、取用試劑、連接裝置、傾倒廢液廢渣等等實驗的每個環節都要按照規范的要求操作,因為這樣進行的實驗,不僅對藥品、試劑、能源節約了,而且實驗發生事故的幾率也減少了,自然污染也相對減少了.然后,尋找實驗的儀器和藥品的替代品.化學實驗室的管理應該加強,化學實驗員和教師要在實驗結束時,將用過的各種廢液如:酸類、堿類、鹽類等等必須倒入指定的回收容器中,切勿私自隨意倒棄.對于廢棄物,要按照國標要求進行合理的處置或分解或中和或燃燒或循環利用等等.對于用后的金屬片要循環利用交到指定的管理員手中.另外減少環境污染的另一種有效措施是加強對尾氣的吸收和處理,這也是實現化學實驗末端綠色化的要求.