绿色化学的技术范文

时间:2023-11-16 17:29:04

导语:如何才能写好一篇绿色化学的技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

绿色化学的技术

篇1

关键词:绿色化学;工业生产;环境保护

中图分类号:TD223 文献标识码:A

化学工业随着社会的不断进步、经济不断发展对改善人类生活质量提供了必不可少的化学产品。但化学产品的使用是一把双刃剑,它对人类的生产生活既有促进作用又有阻碍作用。有关数据显示,目前市场上的化学产品已经多达数万种,这些化学产品极大地满足了人们对物质生活的需求,化学产品已经被广泛的运用到社会生活的各个领域之中,对提高农业生产,保障农产品质量,预防控制疾病传播,储存食物都具有极其重要的作用。然而,化学产品从生产到投入使用全过程的各个环节都可能会产生有害物质,这些有害物质严重威胁着人类的身体健康,破坏着自然生态环境。有关数据显示,工业产品的生产已经成为人类环境的最大污染源之一,其中化学工业的污水排放量已达到全国工业生产废水排放总量的四分之一左右,废气排放总量已近十分之一,固体废弃物总量占工业生产废弃物总量的二十分之一。化学工业的发展对我国全面贯彻人与自然和谐发展的科学发展观具有严重的制约作用,同时高污染对化学工业自身的发展也具有阻碍作用。要完善化学工业生产,在化学工业生产过程中充分的利用资源,正确处理好人与自然和谐发展的关系,发展绿色化学是必然选择。

1 绿色化学技术

绿色化学技术是指能减少危害人类健康、对生态环境有害的物质的技术。推行绿色化学技术的目标是要创造出一个优良的循环型经济社会。绿色化学自问世以来,其技术发展十分迅速,主要表现在以下几个方面:

1.1 采用绿色原料

在使用过程中不会损害对人类的身心健康并且不会对生态环境产生危害的化工原料被称为绿色原料。例如采用传统方法使用高毒性的光气来生产异氰酸酯,采用绿色化学技术,可以用一氧化碳为原料,直接把胺羰基化来合成异氰酸酯,并已实现工业化[1]。

1.2 开发绿色合成工艺

新型的催化剂将生物技术和化学技术相结合,使得绿色合成工艺能够在温和的条件下或水溶液中进行化学合成。如,三氯化铝具有腐蚀性强、易水解的特性,在传统的Friedel -Crafts 酰化反应中被广泛的用作催化剂。每生产一吨酰化产物,产生三吨酸性铝盐废弃物,对环境有很大的危害。而用无毒的EPZG催化剂[2]取代三氯化铝,催化剂用量为原来的百分之十,废弃物排放量只有原来的百分之二十五。

1.3 生产绿色化学品

绿色化学品,也称为安全化学品。主要指低毒、低残留、易生物降解的化学产品。

1.4 提高原材料的利用率

著名的美国化学家Trost在1991年的时候,提出了原子经济性这一概念,他认为绿色化学应该使原料分子中的每一个原子最大限度得到利用,和目标产物最大程度结合,进而达到零排放的目的。

2 绿色化学的研究深远的现实意义

2.1 提高烃类氧化反应的选择性

烃类选择性氧化在石油化工中产业中占有极其重要的地位。有关数据显示,催化选择氧化产生的化工产品占整个催化过程产生的所有机化学品总量的四分之一。氧化化学是最重要的化学分支之一,近年来取得了很大的进展,但也带来了许多问题。烃类选择性氧化为强放热反应,目的产物大多是热力学上不稳定的中间化合物,在反应条件下很容易被进一步深度氧化为二氧化碳和水,其选择性是各类催化反应中最低的。另外氧化化学也是环境污染最严重的技术之一,目前已开发的许多氧化剂和催化剂都含有毒性物质。这就造成了资源浪费和环境污染,而且给产品的分离和纯化带来很大困难,使投资和生产成本大幅度上升。控制氧化反应深度,提高目的产物的选择性始终是烃类选择氧化研究中最具挑战性的难题。研究人员正致力于开发既具有高选择性、高效率又对环境无害的绿色化工技术。

2.2 开发研制并广泛采用低污染原料

煤是我国能源结构中最主要能源之一,煤在燃烧的过程中不但燃烧不完全,造成资源浪费,而且燃烧过程中产生大量的二氧化硫和烟尘污染空气。目前,因燃煤我国排放的二氧化硫已达到l600万吨,烟尘烟灰已超过1300万吨。给我国的大气质量管理造成了沉重的负担。为此,认真研究和采用开发洁净化学技术是当务之急,要在催化燃烧技术,等离子除硫除尘技术,生物化学除硫等新技术方面加强研究与开发利用。严格控制排放标准和监侧大气的质量,这是提高空气质量的重要保障。

2.3 采用无毒、无害溶剂

在化学用品生产过程中除原料和产品会造成污染外,使用的溶剂同样也会造成严重的污染。这种溶剂往往用于反应介质、分离和配方之中。目前,使用最为广泛的溶剂是Voc有机化合物,这种化合物具有挥发性,会造成对环境的极大污染,同时它在使用过程中还有可能引起地面臭氧的形成,对地表水源造成污染,为此,必须对这类溶剂的使用加以限制。采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。

目前,超临界流体的开发在无毒无害溶剂的研究领域中最为火热,特别是针对超临界二氧化碳溶剂的研究。所谓超临界二氧化碳是指温度和压力均在其临界点以上的二氧化碳流体,超临界二氧化碳流体既有常规液态溶剂的溶解度,在相同条件下又具有气体的粘度,因而具有很高的传质速度。同时它还具有很大的可压缩性,流体的密度、溶剂溶解度和粘度等性能均可受到压力和温度的变化而变化。超临界二氧化碳具有无毒、不可燃、价格低廉的特点,使用超临界二氧化碳既经济又环保。

2.4 使用环境友好产品和实现废旧材料的闭路回收

在使用环境友好产品方面,国内市场目前正在逐步推广新配方汽油。这种新配方汽油对减少汽车尾气中的一氧化碳含,对推动与汽油有关的相关产业的发展以及对环境保护都具有深远意义,除新配方汽油外,针对保护大气臭氧层的氟氯烃代用品已经投放到市场上,同时针对防止“白色污染”的生物降解塑料也被应用到生活中。

绿色化学在有效治理环境污染,节约资源方面的内容之一就是通过对废塑料、纤维等材料进行“闭路循环”回收,对废弃物进行重复利用,来实现节能环保根治环境污染的。[2]化学工业生产中产生的废塑料和纤维总量巨大,要想从垃圾中将他们分离出来,非常困难,而且投资成本巨大,面对回收利用所面临的这一问题,加强城市对垃圾的有效管理,运用科学的管理系统对废弃物进行分类回收,便可为资源的回收再利用打下坚实的基础。现阶段我国已基本实现了对某些聚合材料的“闭路循环”回收以及对废塑料、纤维等材料的“闭路循环”。为绿色化学开发了一项新的科学发展内容。

3 结束语

按照绿色化学的理念和技术,采用绿色技术,使用绿色原料,坚持毒性低、残留少、降解容易的原则,最终生产出绿色的化工产品。推行绿色化学技术是要建设循环型经济社会的必由之路,绿色化学技术将成为以后化工技术与化学研究的热点和重要的科学前沿。

参考文献

篇2

关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用

在我国经济飞速发展的条件下,环境问题呈现出了可怕的形势,环境污染问题已慢慢的浸透到人们的日常生产生活中,而化学工业中的污染对环境造成的危害十分突出,是需要迫切解决的问题,因此,化学工程工艺中绿色化工技术的应用价值更为显著,具有长远的影响,不仅对环境污染问题进行改善,更对化学工业健康持续发展起着不可估量的作用。

1绿色化工技术阐述

绿色化工技术在化学工业生产过程中充当的角色十分突出,绿色化工技术应用的主要目的是控制化学工业生产对环境所产生的污染,期望通过对化学工业生产方法的革新和改良,来控制化学技术中化学原料和废弃物给环境所带来的污染和潜在的危害,因此,一定要减少排放有毒的废弃物,将废弃物资源回收利用做好,使资源利用率得到充分高效的提高,对污染物的排放实行有效的限制,把绿色化学工业的健康持续发展作为前进的方向。

2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓

(1)化学原料选取化学原料作为绿色化工技术开拓中的基础,能从根源上使污染源得到很好的控制,进而缓解环境污染问题。对于绿色无污染化工原料并不是最佳的原料选取,其依然存在着缺陷,在生产的过程中依旧会产生污染物,给环境造成污染。因此,在生产中最好选用无毒的或是毒害相对少的原材料,不添加化学药剂的,比如,天然植物、天然农作物都是较好的材料选择。随着化学工业的兴盛,应该舍弃有毒害的材料,而选用无污染、无毒害的原材料,这样,才能在达到环境保护标准的条件下,使原材料成本减少,材料来源得到充分扩展。(2)化学催化剂选取化学工业在具体的生产过程中,往往会习惯性地运用化学催化剂加速化学反应,对化学工业生产效率的提升具有明显的效果,但是,同时也会有大量的有毒废弃物排放出来,给周围环境造成潜在的危害。因此,在面对具体的绿色化工技术开发时,应将焦点聚集在无毒无害化学催化剂研发上,以此为核心,使有毒废弃物排放量得到有效控制。另外,需要重视化学催化剂的选取要点,把无毒害或是毒害甚小的化学催化剂作为首选,从而接近工业绿色发展。在现阶段的化学工业中,众多研究人员在对无毒害催化剂研发方面的成绩令人们醒目,对烷基化固相催化剂倾向关注,它是一种无毒害,甚至不会对环境造成污染的化学催化剂,非常适合大力扩展应用。在此,需要强调说明的是,关于无毒害化学催化剂的研发,必须控制废弃物排放量严格符合规定要求,重视排放的废弃物循环使用这一点,使资源利用率有良好的改观。(3)化学反应选择性深化绿色化工技术具体钻研过程中,需要偏重深化化学反应选择性,进而达到加倍有效地实现化学生成物的提取,在确保符合减少环境污染标准要求的情况下,还可以使化学工业生产成本得到有效降低,更进一步改进资源利用效率。比如,在石油化学工业中,通常会运用烃类选择性氧化物,因为其化学反应极其易于发生氧化,在生成物产生方面存在着严峻的损坏与浸染。对此,针对化学反应选择性深化这一点,必须把防止产生损坏生成物的反应作为重点关注,进而使化学工业沿着绿色生产发展,消除对环境污染的潜在危害。

3化学工程工艺中的绿色化工技术应用

(1)清洁生产技术应用清洁生产技术的优点非常独到,不仅在冶金、海水淡化、废弃物处理等范畴被普遍的应用,而且也不会出现任何毒害反应,更不会产生任何的污染物。比如,在海水淡化中,通过清洁生产技术针对海水实行淡化处理,把海水里面的盐分和其他物质提炼出来,转化为日常生产生活中需要的水资源,所有环节中应用的清洁生产技术对环境不会造成污染,不会存在潜在的危害。(2)生物技术的应用生物技术通常在生物化工中比较充分的展示其优势,在实际操作应用中膜化学技术应用比较普遍,其效果最佳。通过生物技术把很多可再生资源转化成有价值的化学品,比如,酶成分,是一种比较普遍存在与环境中的化学催化剂,在化学反应过程能够充分发挥其作用,加快反应速度,而且不会出现污染废弃物,其反应特点相对温和,在化学行业中使用意义相当深远。而在以前的化学生产过程中,通常是把动植物内部的有机原料作为原料,以后改用自然环境条件下的石油和煤炭。(3)环境友好型产品应用环境与人们的日常生活紧密相关,拥有良好的环境十分的重要,因此,对环境的要求越来越严格,对环境的注重程度也越来越高,而环境友好型产品是针对控制环境污染问题而研发的一种摒除以往污染严重的产品。传统汽油,在日常生活中使用相当普遍,传统汽油燃烧,不仅给大气带来严重的污染,更会对人们身体健康造成危害,对此,需要开发新型产品取代这种情况,环保型汽油和新型燃料和能源等迅速出现,人们的环保意识在不断的增强。比如,酒精的生产,其原料以天然甘蔗为主,以新型乙醇汽油代替原来的汽油,在实际中应用非常普遍。环境友好型绿色产品,在具体的实际应用中对减缓环境污染起着至关重要作用。

4结语

总而言之,在化工生产过程中产生的有害物质给环境造成了危害,导致污染问题日趋严重,使社会健康和谐持续发展受到了严重的限制。因此,发展绿色化工,将绿色化工技术恰到好处的应用到化学工程工艺中,不仅能高效控制环境污染,更能对资源的合理利用起到关键作用,进而促使化工行业朝着健康和谐的方向发展。

作者:赖锦杰 单位:广东新华粤石化股份有限公司

篇3

1 资料与方法

1.1 一般资料

患者79例,>60岁的39例,

2 方法

2.1 仪器与试剂 血小板聚集率检测采用美国CHRONOLOG540VS 检测仪,试剂为美国CHRONO-PAR公司生产的ADP REAGENT。D-二聚体测定:使用日本Sysmex CA-6000测定仪,试剂为美国DADE BEHRING 公司生产的D-Dimer Plus。

2.2 检测方法 所有患者均于术后第3天空腹采取肘部静脉血待测。(1)、血小板聚集率检测:取3.6ml血样本,加入抗凝剂,经离心处理,经二磷酸腺苷诱导光学法进行检测。(2)、D-二聚体检测:取血样1.8ml,加抗凝剂,离心处理,用免疫法测定。所用检测均在采血后2h内完成。

3 统计分析方法

计量资料以均数±标准差表示,采用独立样本t检验。

3 结果

不同年龄颅脑外伤术后并发脑梗塞患者血小板聚集率和D-二聚体测定结果的比较(x ±s)

注*P

由表可以看出,>60岁组在颅脑外伤术后脑梗塞患者中,血小板凝集率、D-二聚体高于

3 讨论

颅脑外伤术后机体凝血功能处于亢进状态,并伴有继发性纤溶活性改变[3]。血小板凝集率的增高对动脉附壁血小板――纤维型血栓形成起着重要作用,本组观测结果提示老年人具有血小板凝集功能增强的特点,对此类人群颅脑外伤术后可适量运用抗凝药物(如低分子肝素钙 5000u,2次/日,或5000u一次/日。),并检测凝血功能。

血浆D-二聚体是交联纤维蛋白在纤溶酶降解时产生纤维蛋白降解产物(FDP)的代谢物质,其血浆水平的增高反映继发性纤溶活性的增强,可作为体内高凝状态和纤溶亢进的特异性分子标志物[3]。本组观测结果表明,>60岁老年颅脑外伤术后D-二聚体明显增高,处于高凝状态,提示D-二聚体可作为颅脑外伤术后发生脑梗塞的敏感指标之一[4],它比CT出现形态学异常改变的时间早,对早期发现颅脑外伤术后脑梗塞有重要意义。

综上所述,对颅脑外伤术后监测血小板凝集率、D-二聚体的变化,早期药物干预,可减少老年患者颅脑外伤术后梗塞的发生率。

参考文献

[1] 刘海波,力明洙,武文元,等.颅脑外伤并发脑梗塞的临床研究.内蒙古医学杂志,2006,38(4):32-35.

[2] 汤敏,王晓强,崔竞飞.脑外伤后腔隙性脑梗塞28例分析.中国综合临床,2004,20(12):1121-1123.

[3] Feiberg WM,Bruck DC,Ring ME,et al.Hemostatic markers in acute stroke.Stroke,1989,20:592-597.

篇4

[关键词]化学实验教学;绿色化学;教育;浅析

【中图分类号】G420

化学是一门以实验为基础的学科,所以化学实验是教学中不可或缺的一部分。但就化学反应带来的污染问题需要考虑,所以要时刻遵循绿色化学的教育理念。

一、化学实验在教育教学中重要性

在化学的教育教学中,很多时候同学们会对物质的性质、反应原理、反应现象感到疑惑,甚至于有时会难以理解,不利于对这门学科产生兴趣。而化学实验就是针对这样的问题起到了非常重要的作用,化学实验成为了这门学科的一个基础,它的占据着非常重要的地位。

其一,化学实验可以让学生对化学产生浓厚的学习兴趣,因为兴趣是很重要的老师。有了对化学的学习兴趣,才会让学生的积极主动去学习化学知识。由于在化学实验过程中,会产生声音、光、热、气泡、颜色变化等奇妙的现象,让同学们引起好奇心,甚至于在生活中去发现化学,产生疑问,解决疑问。比如厨房里的苏打粉放在食醋里,就会“冒泡”,表面看起来很奇怪,启示就是两种物质反应,并且有二氧化碳气体产生的现象。知识来源于生活,再服务于生活,学生会从其中产生浓厚的学习化学的兴趣。其二,化学实验可以提高学生的各种能力,比如观察能力、思维能力、探究能力、创新能力等。在化学实验过程中,通过教师的引导,观察化学反应过程中的颜色、气体、气味等变化,培养学生的观察能力。老师与学生在化学实验过程中,往往可以使同学的思维活跃,注意力高度集中,此时老师带动同学们从表面到原理,由现象到本质,甚至于由感性认知升华到理性,从而提升了学生的思维能力。另外,化学实验还可以让学生不断地探究化学奥妙,生成创新思维。

二、绿色化学的基本含义

绿色化学就是我们常说的环境友好化学,它通常会从根本上去阻止污染的产生,是利用化学的技术与方法来降低或消除化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生,使所设计的化学过程和产品更加环保友好。

绿色化学的“5R”原则即“Reduction;Reuse;Recycling;Regeneration;Rejection”,其一就是减量,减量不仅要对反应物减量,在一定程度上这样可以减少资源浪费,也可以减少了污染废气、废液以及废渣的排放,并且必须保证在国家标准范围以内,其中对转化率进行提高,对于损失要尽量减小是比较行之有效的好方法;其二是指重复利用,一方面可以降低化学反应成本,另一方面还可以减少废弃物的排放。就像一些催化剂、反应载体等化学药品,就可以进行重复利用,节省了资源,降低了成本,减少了排放。其三是指回收,即对一些没有反应的化学原料、有可利用价值的废气、废液进行回收,有时是可以再利用的;其三是指再生,再生是把反应产生的废物进行处理,变成有用的产物,不仅可以变废为宝,还可以减少污染,而且可以节约化学资源,能源不浪费。关于再生有时在化工原料生产的设计时就有所考虑了。其五是指拒绝使用,我们对于一些反应后污染严重,而且根本无法回收、再生、回收利用的化学药品原料拒绝使用,这一原则非常重要。

三、化学实验教学中绿色化学教育的一些有效措施

1、要让学生生成绿色化学的浓厚意识。对于绿色化学教育问题,首先应该考虑到的就是对于教师绿色化学教育意识的培养,因为如果教师都没有绿色化学意识,如何去感染学生,意识是需要在平时的课堂、实验中去一点一滴的深入到学生的潜意识里面,这其实是一种行为效应。只有化学老师对于绿色化学有了充分的认知与学习,在课堂上就给学生灌输这种思想,同学们自然会得到老师的言传身教,受到感染,从而逐步的产生强烈的绿色化学意识。

例如:在做化学实验教学过程中,对于化学反应过程中出现的污染问题,尽量坚持做到“5R”,并且一定要把这种思想言传身教给学生。对于尾气的处理要加以重视,对于废气的排放也要进行控制。在化学实验教学进行的过程中,教师要时刻提醒学生要养成良好的实验习惯,不准随意丢弃化学药品,不准随意对残留的液体随意倾倒。化学教师可以积极引导学生在学习、生活中去观察绿色化学的现象,在潜移默化中就去培养学生的绿色化学意识,形成绿色化学的一种能力。

2、在化学实验的选材设计和实验进行中进行绿色化学教育。化学老师通常针对某一个化学实验,总是选择最有效的绿色化学途径,他们带动学生由反应物到反应过程再到反应产物这一整体过程进行绿色化学分析,遵循绿色化学的原子利用率、环境因子以及“5R”原则,做出最好的绿色化学设计.其中,现代绿色化学教育中总是加入了一些新的技术以及项目,比如一些特定环境下的催化反应,超声波、电化学、微波等合成技术的相关项目,让同学们最先了解一些新的绿色化学新技术。现在,还流行一种新的化学试验方法,就是进行微型化学实验,这种方法是在不影响观者获取信息的同时,在微型容器中进行反应,不仅节能还可以减排。另外,通常还会在不影响化学反应的同时,用比较环保不产生有害物质的试剂去代替原有的不环保试剂,逐步引导学生这样的思想,从而达到绿色化学教育。

[总结]总而言之,绿色化学顺应了“资源节约型,环境友好型社会”的社会主义新理念,是化学教育的一个指明灯,我们必须坚持走下去,因为绿色化学教育是未来化学教育重中之重的问题。化学教师要不断学习绿色化学新知识,并且把这种思想以及能力深入每位学生,提高绿色化学的能力。另一方面,要对绿色化学的理论探究继续深入,防止停滞不前,不断得出新的绿色化学新方法。当然,这是一个长期工作,需要全体化学从业者不断的努力,向前发展,为绿色化学教育事业做贡献。

[参考文献]

[1]徐常龙,曹小华,刘新强,等.绿色化学实验设计初探[J].实验技术与管理,2009,26(11):137-139.

[2]李再峰.绿色化学实验[M].武汉:华中科技大学出版社,2008.

[3]王家圣.绿色化学实验设计.中学化学教学参考[J].2009(3)

篇5

本书由4部分组成,共23章:第一部分概念,含1-4章:1. 绿色分析化学的概念;2. 有关绿色分析化学的教育:3. 绿色分析实验室的实验;4. 有关绿色分析化学的出版物。第二部分分析过程,含5-14章:5. 绿色取样技术:6. 样品的直接分析;7. 绿色分析的样品处理途径;8. 用非色谱分离技术制备绿色样品;9. 毛细管电泳;10. 绿谱学;11. 绿色分析原子光谱分析;12. 固相分子光谱学;13. 绿色分析化学的衍生技术:分子吸收、荧光和液相色谱;14. 绿色电分析方法。第三部分战略,含第15-19章:15. 分析化学中的能量降耗;16. 绿色分析化学和流动注射法;17. 微型化;18. 微材料或纳米材料的实验室芯片检测系统;19. 含有害有机化合物的实验室废料的光催化处理。第四部分应用的领域,含第20-23章:20. 绿色生物分析化学;21. 生物诊断中的红外光谱学:一种绿色分析途径;22. 环境分析;23. 绿色工业分析。本书目录的后面有各章作者的简介。每章的结尾有参考书目,书的最后是主题索引。

本书第一编著M. 瓜迪亚博士是西班牙巴伦西亚大学化学系教授兼主任,在分析化学领域曾发表过大量论文和专著,荣获很多奖项。他曾应邀在法国、德国、中国等很多国家讲学,并且是一些国际学术刊物的编委会成员。

本书系统地阐述了绿色分析化学的基本原理,并对样品分析的各个基本环节提出了“绿化”处理的途径。本书可作为化学系大学生、研究生的参考书;也是分析化学领域工作者有益的工具书。

篇6

【关键词】中学化学;绿色化学教育

空气污染、物种灭绝、土地退化等一系列的环境恶化现象使得全世界对环境保护引起足够的重视,开始日益关注环境的绿色发展。化学专家在这一背景下提出的绿色化学概念为日益严重的环境问题的解决带来了希望的曙光,力求从化学的角度来缓解环境恶化。毋庸置疑,教育是推广和发展绿色化学最根本的途径,有益于从根本上培养大众的绿色化学意识。而我国作为当前发展速度最快的发展中国家,面临的环境问题较多,且我国的绿色化学还处于起步阶段,绿色化学教育与发达国家相比还相对滞后,经验尚不足,面临的挑战还比较多,开展绿色化学教育更是迫在眉睫,更需要在绿色化学方面不懈探索来践行绿色教育。

一、在中学化学中开展绿色化学的重要性

1.有利于提高学生的综合素质

其一,在中学化学中开展绿色化学有利于提高学生的科学素养,中学化学不仅是要要求学生扎实牢靠地掌握化学原理与了解物质化学变化的基本规律,更是要学生在这一过程中培养并提高科学素养,学会如何利用化学趋利避害,如何利用绿色科学技术节约资源与保护环境,增强一种保卫家园的责任感。其二,在这一过程中要改变学生认为所学到的化学知识均是有利的观点,让他们懂得化学是一把双刃剑,要学会认识并应用有益的一面,同时也要学会认清并克服有害的一面,最终实现化学与人类可持续发展的高度统一。

2.有利于培养学生的可持续发展观念

目前,不断增长的世界人口与日益枯竭的全球资源等生态问题要求世界各国必须坚持全面协调可持续的发展观。其中,通过在中学化学中开展绿色化学教育来推广和普及绿色化学,有利于培养学生的可持续发展观,促使学生在学习和生活过程中以可持续发展思想为准则,提高学生的可持续发展能力。人的可持续发展是经济、社会以及生态可持续发展的重要保障与前提条件,培养学生的可持续发展观念会使经济、社会以及生态发展受益匪浅。

3.有利于从化学角度缓解环境恶化

在中学化学中开展绿色化学教育,一方面,有利于改变人们只注重经济发展速度而忽视发展质量的急功近利的片面无知的传统思想,引起人们对环境保护足够的重视;另一方面,使学生能够在中学阶段扎实习得较为先进的绿色化学科学技术,从而有效预防传统科技可能会带来的潜在后果。绿色化学将环境保护概念引入传统化学之中,帮助学生在学习化学知识的同时培养绿色环保意识、科学道德责任感以及健全的人格。

二、在中学化学中开展绿色化学的举措

1.在化学实验教学中强化绿色化学教育

化学实验教学与绿色化学教育关系最为密切与直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想是开展绿色化学的根本途径之一。化学实验中总会或多的或少的生成一些气体、液体与固体,这其中可能会有有毒或有害物质,释放或排放出来会对环境造成极大的破坏。因此,改进化学实验势在必行,在不影响实验结果与观察效果的前提下,适当的改进仪器装置或改变实验程序来减少实验药剂的使用量与有害物质的生成量,减少对环境的污染。此外,实验后废弃物的妥善处理也很重要。

2.通过试题来加强学生对绿色化学的认识

涉及绿色化学的试题命题方向多种多样,但据调查结果显示,在中学试题中,绿色化学主题并未引起足够的重视,关于绿色化学的试题少之又少,这会直接影响学生对绿色化学的深入认识与了解。因此,学校应该有意识的在试题中涵盖绿色化学题目,帮助学生在答题过程中接受绿色化学的教育与熏陶。

3.增加课外的绿色化学教育

对学生进行绿色化学教育不仅应该充分利用课堂时间,也要立足课外,通过鼓励学生积极参加丰富多彩的课外活动来实现对课堂教育的补充。其一,学校积极组织课外实验来加强环保教育,帮助学生在实验过程中培养绿色环保意识。其二,学校通过组织关于绿色化学主题的专题讲座向学生传授书本外的环保知识,教导学生从自身做起:不使用一次性用具、一水多用等,来为保护环境出力。其三,组织学生实地参观调查当地的化工产、污水处理厂以及自来水厂等,并对这些厂的实际污水、废气等的排放进行调查分析,帮助学生将课堂上学到的理论知识应用到实际中,不仅有利于提高学生学以致用的能力,还能够让学生切实地感受到工业排污对环境的危害性之大,增强保护环境的社会责任感。

三、结束语

绿色化学是中学化学的未来发展方向,在中学化学中开展绿色化学教育是心之所向,是众望所归。绿色化学必将成为中学化学的重要组成部分,致力于培养学生的绿色环保意识,树立学生保护家园的社会责任感,坚持与贯彻节约资源与保护环境的基本国策,实现人与自然的可持续发展。总之,任重而道远,化学教学工作者应时代的要求跻身改革初中化学教育的先列,理应为实现绿色化学的目标而不懈奋斗。

参考文献:

[1]曾艳侠.绿色化学教育在中学化学教学中的开展[J].环球人文地理.2014(1X).154-155

篇7

关键词:军队院校 大学化学 教学内容改革

军队院校是培养军事人才的主阵地,军事人才个体素质要求的变化和军事人才队伍结构的调整,直接推动军队院校教育进行相应的变革和转型[1]。大学化学是军队院校重要的通识教育公共基础课程,是培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的高级科技人才所必须的,是培养21世纪全面发展的军事人才知识结构和能力的重要组成部分。为了我校一三旅初级指挥学员的培养,更好地让他们适应军队现代化建设的需要,有必要进一步明确大学化学的定位和发展方向,对学员进行与化学相关知识的教育,努力培养具有实际任职能力的合格军事人才。

1、大学化学的传统教学内容

对于传统大学化学的教学,我们的着重点是化学基础知识、基本概念和基础理论,即让学员在中学化学的基础上,对化学反应的基本规律、变化过程中的能量关系以及物质组成、结构与性能的关系等有一个比较全面的认识;对化学实验基本方法做进一步训练,为学习新理论、新技术和相关的科学研究奠定必要的化学基础;使学员适当了解当前化学学科发展的特点及与其他学科的联系、交叉和渗透,进一步了解化学对科技发展和社会进步的影响,从而使学员在部队及日常生活中能够运用化学的观点和所学的化学知识分析问题和解决问题。

2、大学化学教学内容改革的方向

2.1 对学员进行军事化学教育

现在生活离不开化学,现在军事更离不开化学。化学知识在战争中的应用日益重要,两次世界大战、海湾战争、阿富汗战争、伊拉克战争等等,无一不牵动着爱好和平的人民的神经,特别是作为军校学员,将来会担当起保家卫国的重任,学员们也时刻关注着风云变幻的国际形势,对学员进行化学与军事相关知识的教育,使学员自觉地主动地为祖国的振兴、民族的繁荣而努力学习化学知识显得尤为重要。而在传统的大学化学教学中存在着军事特色不突出的问题,有必要对其进行改革。

就目前而言,我们所选用的教材涉及到军事化学的内容很少,因此,作为大学化学教员,就应该不断的更新观念,关注军事化学研究的发展,充实和完善自己的知识结构。教员联系周期表,可重点阐述一些与军事有关的典型物质的性质及应用。例如:稀土元素。在军事方面,稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,比如大幅度提高用于制造坦克、导弹的钢材、铝合金、钛合金的战术性能等。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。教员还可以采取讲座的形式,介绍化学基本原理在军事高科技中的应用,让学员了解军事战争中应用到的化学知识及所产生的危害,内容可包括军用核技术、伪装隐身技术、生化武器等等。

2.2 对学员进行绿色化学教育

绿色化学是20世纪90年代初产生的新概念,它代表了人类社会可持续发展的一种长远利益,是化学发展的更高层次,是化学未来发展的方向。化学在人类的发展中发挥了巨大的作用,制造出了塑料、新药品、纺织品等数千万种医药和化工产品,但同时却产生了大量的副产品——工业三废。因此,要想享受化学给我们带来的方便而减少化学带来的危害就要提倡绿色化学,化学教员就承担起了对学员进行绿色化学的普及和宣传的任务。

教员可以联系生活中的实例介绍绿色化学的相关知识,比如,我国每年食物中毒人数约为2~4万人,并且估计这个数字尚不到实际发生数的1/10[2]。其原因就是农药残留等,如果选择对人无毒或无残留农药,这些问题就迎刃而解了,这就是与我们息息相关的食品安全问题中包含的绿色化学。教员还可以在课堂上设计一些生活中与绿色化学有关的问题:为什么要使用无铅汽油?为什么要限制含硫量高的煤的使用?通过这样的教学方式作为教学改革的一种尝试,可使学员在潜移默化中接受绿色化学教育,使绿色化学的思想融合于大学化学教学中,这样也有助于提高学员学习化学的兴趣。

2.3 对学员进行计算机化学教育

今天,以计算机及其网络深入到社会各个层面为标志的数字化新世纪已经到来,这也将使传统化学发生深刻的变化。数字化新世纪的化学不仅要靠“湿”实验室来发展,同时也要依赖于“干”实验室来辅助和补充。所谓“湿”实验室就是传统意义上的化学实验室,“干”化学实验室则是指数字化虚拟仿真化学实验室。“干”、“湿”相结合才能更高效地孕育出新的化学实体,才能大大提高化学非凡的创造力。

虚拟仿真化学实验室集成了多种关键软件,融合了计算机技术、化学及其相关学科的最新理论成就。通过使用虚拟仿真实验室,不但可以突破传统单一化的实验教学模式,提高学员的理解和记忆能力,还可以保证学员实验的可重复化、实验的安全化,实现实验的绿色化,更好地完成教学任务[3-4]。军队建设正处于以信息化为标志的新的发展时期,使用以计算机为支撑的虚拟仿真实验室来推进大学化学的教学改革,必将成为改革的一个亮点。

3、结语

通过对学员进行军事化学、绿色化学以及计算机化学教育,既优化了大学化学的知识结构,拓宽了专业面,又在不增加学员负担、不让学员穷于应付的前提下,逐渐改变学员被动式学习的习惯,增强了自主学习意识,为培养基础扎实、知识面宽、任职能力强的合格军事人才奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 张宝书.关于推进军队院校教育转型的若干思考.中国军事科学,2004,17(5):56-64.

[2] 张春燕.绿色化学教育在大学化学教育中的作用[J].柳州师专学报,2006,21(1):90-92.

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化学是自然科学中的一门重要科学,从字面意思上理解,绿色化学就是指清洁环保无害的化学.而实际上绿色化学也就是指设计在经济、技术等方面科学合理,且对环境无负作用或者负作用很少可以忽略的化学过程.化学为人们提供物质上的需求,也为探索自然提供了信息依据.而随着当今经济的飞速发展,人们的生活水平不断提高,生态环境在人们的开发和建设下遭到了严重破坏,化学生产工程中产生的污染和破坏使得环境不断的恶化,已经危害到了我们赖以生存的家园.所以,为了满足现实生活的需要,在以保护环境和经济可持续发展为核心的情况下,一个新的化学工业理念逐渐产生———绿色化学.绿色化学的宗旨是实现对环境和人类健康没有危害,还能起到保护作用的新型化学.绿色化学在起始阶段就开始对在化学过程中出现的污染进行预防和处理,绿色化学最显著的特点就是在整个化学过程中实现零污染和零排放.所以,为了社会的可持续发展,倡导绿色化学是当前所应做的具有重要意义的工作.在初中的课程教材中引入绿色化学理念,可以让学生们了解到绿色化学的实际意义,更好地培养学生们的环保意识并启迪学生的思想,不再仅仅局限与书本上的知识而是去更充分地感受所学知识的实在价值.

二、初中化学教学中渗透绿色化学的意义

当前经济的迅速发展,工业化程度急剧增长.但是在这样的增长下却是以环境的破坏为代价而换来的,虽然在短时间我们获得很大的经济效益,但是这种“竭泽而渔”的方式带来的是惨痛的代价和教训.这样的发展是虚浮的,根基不稳自然会使建筑坍塌,对环境的破坏和污染会制约人类的发展甚至是危及子孙后代.因此,人们对生态环境也慢慢的重视起来,倡导绿色成了当今时代的主体和发展的前提,也是人们最关注的字眼.绿色化学、绿色食品、绿色出行等陆续出现在我们的生活中,让人们对绿色有了新的认识,也加深了绿色理念.绿色化学的作用也是显而易见的,如臭氧层保护,水土资源保护,大气污染的防治等等.在初中教学课程中融入绿色化学概念,可以增强中学生的环保意识.由于中学生的环保意识较差,环境道德观念落后,践踏花草、乱扔垃圾等现象随处可见.所以,绿色化学的开展不仅可以让学生们感受到化学的魅力,了解绿色化学的基本理念和过程,更可以让学生树立起绿色化学从我做起的思想.教师在绿色化学的教学过程中要重视起来,阐明绿色化学的重要性,让学生端正心态,真正地认识到绿色化学对我们的价值.化学是一门相对枯燥的学科,为了能让学生们能更好地学习好绿色化学,教师可以通过设计实验来进行绿色化学的教学,这样不仅增强了绿色化学的趣味性,更充分地让学生们投入学习之中.

三、在初中化学教学中如何融入绿色化学

1.在实际生活中倡导绿色化学教师首要做的是端正学生的思想观念,引导学生树立起保护生态环境的思想观念,让学生能够认识到绿色化学的价值,明确绿色化学对人类发展发挥的重要作用.教师在将绿色化学融入初中化学教程中时,要注意与初中教材内容紧密联系,环环相扣.为了能起到在实际生活中倡导绿色化学的作用,教师在化学实验课堂上与学生们一起做化学实验时,必须进行无污染的绿色实验.例如,在化学实验课上开展“绿色替代溶剂技术”实验时,让学生充分感受到绿色化学为科技发展和人类社会进步作出的贡献,让学生认识到绿色化学的研究对改善生态环境的重要意义.此外,教师应教导学生保护环境要从日常生活中的小事做起,比如:节约用电用水、对垃圾进行分类处理等等,让学生在日常行为习惯中培养绿色化学意识.

2.从化学实验中传授绿色化学知识化学实验可以使学生从教条式的教育制度中解脱出来,学生在这样新奇的体验中不仅收获了知识,也起到了将理论知识用到实际中的效果.学生们通过自己的亲手操作就实现了绿色化学的见证,更加坚定了学生通过营造绿色生活为社会和环境做贡献的决心.另外,教师应鼓励学生积极思考,开发自己的想象力并发挥个性思维,不固步自封局限思维.这样去引导学生可以加深学生对绿色化学的认识,在今后的生活工作中也能使绿色理念延误下去,扩大绿色理念的价值和作用.学生在实验中发现问题,思考问题,解决问题.在进行污染性实验时,教师应带领学生对实验进行改进,尽量降低对环境的污染程度,比如在进行“硫的燃烧”的实验时,可以尽量减少“硫”的量,降低二氧化硫的产生量,并对集气瓶进行密封的同时加微量的氢氧化钠溶液,尽可能地减少有害物质的产生.通过这样的实验,提高学生对绿色化学的学习兴趣,让学生在不知不觉之中产生保护环境的意识,并在日常生活中行动起来.

3.通过课外活动学习绿色化学化学教师对于学生学习绿色化学,不仅局限于课堂上知识传授和讲解,还可以在课外做许多有意义的课外活动.这些课外活动不但能激发学生们的积极性,而且可以更好的吸收所学到的绿色化学相关知识.教师组织课外活动形式多样,比如:

(1)到附近的化工厂进行参观考察,带领学生观察化工企业对废气、废液、废渣等的处理方式,或者让学生亲自进行指标测试,通过对水质、雨水的pH、空气污染等指标的检测,让学生通过自己的亲身体验,认识到环境污染对社会的危害;

(2)教师可以给学生布置课题,以小组的形式让学生通过网络、查资料、调查问卷等方式对绿色化学进行调查,利用一节课的时间让学生展示自己的调查结果,让学生就自己的调查结果互相交流、互相评价;

(3)利用学校的宣传栏,宣传绿色化学知识,或者教师可以开展绿色化学的讲座,为学生讲解绿色化学在实际生活中的应用以及近年来利用绿色化学技术在降低环境污染中取得的成就,丰富学生的课外知识,进一步加强学生保护环境的意识.

四、小结

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关键词:绿色化学;实验室安全管理;化学实验课程

1问题提出与绿色化学

“8•12”天津港码头瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故,震惊全国,甚至世界。这种特别重大的安全责任事故,至今压在人们的心底无法抹去。然而,近年来高校实验室(中心)安全事故也时有发生。这些安全事故的发生,不仅严重影响学校正常的教学、科研秩序。而且给社会和个人带来了财产甚至生命的重大损失。认真地梳理、调查、分析这些安全事故的原因,非常明显,主要起因:(1)不正确的安全观念和态度(侥幸、无所谓、不在乎);(2)缺乏知识及技术;(3)生理的不当不适应;(4)不适当的环境和设备引起的行为。总之,是人的责任安全意识不强或管理不善,都是人的因素。据确切统计,人为因素占98%[1]。因此,高校化学实验室的安全管理,要以人为本,居安思危,防患未然,从源头上解决问题。绿色化学又称环境无害化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、清洁化学(CleanChemistry)。即是用化学的技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生[2]。可以看出,绿色化学注重源头预防,提倡无毒、低毒原料和反应条件的应用,使资源和原料得到最大限度的利用,从而实现环境的无害化和可持续化发展。基于绿色化学理念,在绿色化学视域下,尝试高校化学实验室安全管理,创建绿色、环保、安全的化学实验室管理升级版,取得了良好效果。

2基于绿色化学理念的安全管理

2.1加强绿色化学教育

树立实验安全意识绿色化学教育主要是绿色化学思想、理念、“5R原则(不用危险品、减少用量、循环使用、回收再用、再生)”的教育。把绿色化学的思想和理念融入化学课程的教学大纲,贯穿到化学课程教学的各个环节。理论教学的绪论课,在讲好化学学科的研究对象、发展、应用中,适当提及新兴学科绿色化学的研究对象、发展以及应用,让学生知道绿色化学是干什么的,有什么用处。尤其是在讲授化学科学技术对科学和社会历史贡献时,一定要提到,化学科学技术的另一面。即人类生态环境的化学污染和化学产品的安全危害。让学生一开始就有绿色化学的思想和理念,在今后的学习和工作中,始终具有绿色、环保、安全的意识和责任。课堂教学中,每一个定律、技术、方法和化学反应过程都可以融入绿色化学的思想和技术。化学实验课教学中,更是要让学生知道,怎样用绿色化学的技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。如何使用无毒、无害的原料,在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物的排放;提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;生产出有利于环境保护、社区安全以及人体健康的环境友好产品。教育以绿色化学为科学基础,使师生“知其所以然”,使其体会“何应为、何应不为”,将安全意识转化为安全习惯,实现安全意识固化和安全行为常态化。加强师生实验安全操作技能训练,从每个细节入手,从根源上强化安全意识和责任。实验教室里有《化学实验规则》《实验室安全管理规定》《化学实验室安全歌》以及“绿色、环保、安全”的红色标语,使用仪器设备、药品用品上有“绿色、环保、安全”的标签。处处是“绿色、环保、安全”的字样,事事是“绿色、环保、安全”的责任。营造了“绿色、环保、安全在我心中,绿色、环保、安全人人有责”的良好氛围。这样,在化学教学的各个环节参透绿色化学的思想和理念,常念化学实验安全的“紧箍咒”,就能安全无忧;只有警钟长鸣,才能防患于未然。

2.2制订绿色管理制度

明确实验安全责任哲人说得好,“没有规矩,不成方圆”,规矩是安全的保障和“笼子”。在绿色化学的视域下,首先对化学实验教学大纲分析研究,增加绿色、环保、安全的实验内容,去除毒性强、污染重、危害大的实验内容,用微型实验和替代实验的方法,保证化学实验内容的绿色安全化。对实验室的规章制度进行认真的修改完善,在《化学实验规则》《化学实验室安全管理规定》《化学实验药品仓库安全管理规定》中,有法规依据,包含绿色化学的理念和技术;有严格的实验操作规范和责任担当赔偿要求。尤其是,还全面制订了《安全事故应急处置预案》。规章制度的建立完善,筑起化学实验绿色、环保、安全的“防火墙”,为化学实验室的安全管理立下了不可逾越的规矩。高校化学实验室的安全管理还有两项必须做好的工作。一是,化学实验“三废”的处理。高校化学实验的内容广,学时多,频次高,任务重。所以,“三废”物品量多危害大。为此,制订了严格的规章制度。主要是废气、废液能收集净化的,收集净化后再处置,不能收集净化的,在确保流通的情况下排放。对废渣,特别是剧毒药品,实行个人责任处置制度。多数是封袋,贴上标签,注明废品名称和危害,安全处置。二是,危险化学品的管理。根据教育部办公厅《关于进一步加强高等学校实验室危险化学品安全管理工作的通知》[3]精神,化学实验室的危化品仓库,有懂技术、有知识、管理经验的专人管理。并实行,需要主管部门签字的《人员准入制度》,有管理人员负责的《人员进出登记制度》和《物品进出仓库登记制度》等。始终绷紧安全管理这根弦,处处扎牢安全管理这个“笼子”。

2.3遵循绿色化学理念提升安全管理水平

2.3.1实验室安全管理的绿色理念

绿色化学的理念可概括为“三性”:一是洁净性,致力于从源头上防止和消除污染;二是原子经济性,在获取新物质的转化过程中充分利用每个原子,实现“零排放”;三是安全性,尽可能不使用有毒或有害的危险化学品,反应条件尽可能温和或安全。该理念的目标并不是被动地去消除安全存在的隐患,而是要主动地从源头上去“防患于未然”,有效预防人的不安全行为和物的不安全状态,从根本上转变思维方式,培育师生安全思想观念,提高其安全素质,构建完善安全技术体系,将实验室的危险降到最低程度。基于这一理念,化学实验室的安全管理又负有新的工作责任。实验室的设施建设,仪器设备、药品的购置,实验技术和方法,从计划到实施都要遵循“三性”理念,重视安全管理的整个过程,形成化学实验室绿色、环保、安全的管理系统模式。

2.3.2设施设备的安全绿色化

按照绿色、环保、安全的要求,学校投入较大资金对化学实验室的校舍、水、电、通风、实验台等进行合理设计和升级改造。选用原材料保证带有绿色环保标志,符合国家安全标准。给排水管径不小于规定数值,以确保给排水的通畅;照明电与动力电电闸分开,设计短路、过载、漏电等保护装置,确保一键断电,有效遏制事故的蔓延;通风、排气系统满足大型精密设备的特殊需要,便于有毒有害气体的散发;建立了消防预警设施,事故警报系统、呼救系统、逃生系统等。设施设备的绿色化,从源头上堵住了安全事故的发生。消防、报警、呼救、逃生系统的设置,在事故发生时都会发挥最大效益,使危害程度降至最低。

2.3.3实验技术方法的绿色化

从绿色、环保、安全的角度出发,优化实验教学的内容。采用“替代”原则,对于毒性、危险性较大、成功率较低的实验(如硝基苯和浓硫酸的制备),采用计算机多媒体技术进行虚拟模拟实验;用调温式电炉替代酒精灯。在保证教学质量的前提下,提倡“拒用”原则,淘汰毒性大、危险大、耗量大、污染严重且成功率低的实验,选用无污染或者少污染的实验,如氯化钠提纯、醋酸质量浓度的测定等。实施“减量”原则,精密计算,严格控制实验药品用量;积极推广微型实验,保证实验操作安全和“三废”污染的减少。贯彻“循环”原则,尽量选择反应产物可以连续利用的实验,让实验产物可以被其他的实验所用,节约成本,减少污染物的排放。绿色化学理念、技术为化学实验室的安全管理赋予了新的内涵和效益。

3结束语

化学实验室虽小,但安全管理是一个值得重视的系统工程。实践证明,化学实验室的安全管理只要领导重视,管理人员用心尽力,融入绿色化学理念,采用绿色化学技术,就能使安全管理升级。近几年,在绿色化学的视域下,加强绿色化学教育,制订绿色安全管理制度,提升绿色化学实验技术水平,使化学实验室的安全管理上了一个新的台阶。杜绝了重大安全事故的发生,也遏制了小事故频发的势头。基本形成了高效安全的管理模式,创建了绿色、环保、安全的化学实验课程体系。为学校的教学与科研提供一个安全可靠的良好环境,也为高校化学实验室的安全管理提供了新途径。

作者:仲婧 朱晓慧 曹晓群 单位:泰山医学院化学与制药工程学院

参考文献

[1]仲婧.高校化学实验室安全现状分析及防范措施[J].中国化工贸易,2015,7(3):148.

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[关键词]化学教学绿色化学理念理论实验

[作者简介]黄丽英(1962-),女,河北张家口人,张家口教育学院,高级讲师,研究方向为高职化学教学;杨宝华(1966-),女,河北张家口人,张家口教育学院,高级讲师,研究方向为物理教育。(河北张家口075000)

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)12-0131-02

化学是人类进步的阶梯,化学研究的成果和化学知识的应用,促进了人类的发展和社会的进步。以农药、化肥、塑料为代表的现代化学工业技术给人类社会创造了巨大的财富,但同时也带来了诸如大气和水资源污染、臭氧层破坏、全球变暖等许多问题,人们开始对造成环境污染与生态恶化的主要元凶——化学和化学工业的发展模式进行思考,绿色化学就成为实现社会可持续发展的必然选择,绿色化学教学理念亦成为高校化学教学中必须渗透的内容。

一、高校绿色化学教育的必要性

绿色化学(Green Chemistry)又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,从而在根本上切断污染源。绿色化学是化学学科的又一次飞跃,是更高层次的环境友好化学。随着时代的发展,绿色化学在节约能源、防治污染、保障人类健康与安全等方面发挥了日益显著的作用,受到了社会的极大关注,发展绿色化学成为当今社会的迫切需要。满足社会的需要是学校教学的目标和任务,作为大学生就应该具有绿色化学的理念,掌握绿色化学知识,为实现社会可持续发展服务,这是时代对他们的要求。因此,高校就必须实施绿色化学教学,增强他们的绿色意识,让他们了解绿色化学对于人类及其赖以生存环境的可持续发展的重要性的认识,将绿色化学的思想贯穿于化学教学的全过程,使绿色化学的观点与化学教学融合在一起,对于培养大学生的社会责任感和环境保护意识是非常必要的。

二、绿色化学教育在化学教学中的实施

化学教育包括理论教学和实验教学,教师要在化学教学全过程注重对绿色化学理念的灌输和引导,加强学生绿色环保意识教育,把保护环境的知识和意识一点一滴地渗透到教学中。

(一)在理论教学中渗透绿色化学理念

在我国大多数高校所使用的化学教材中,涉及绿色化学内容的还很少,有些甚至是空白。由于教材的内容在一定时期内是相对固定的,而真正准确、完整的教学内容是需要随着学科的发展而补充、完善的。所以,学校要进行绿色化学教育,仅靠目前的教材内容是不够的,等待教材的修改和完善时间上也是不允许的。高校教师要优先掌握绿色化学理念,在教学中须对教材进行优化重组、拓展和更新,对未体现出绿色化学的教学内容进行及时的补充、适当的拓宽,并加以引导,就可以使学生受到绿色化学的教育,增加学生的环保意识,用时不多,又可收到事半功倍的效果,使学生在潜移默化中受到绿色化学教育。

绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化。将现代教育方法融入课堂教学中,充分利用多媒体技术集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,开发使用多媒体教学课件,充分展示绿色化学理念下的化学理论教学、化学实验教学、绿色化学品、绿色能源、绿色化学工艺等,充分利用多样的教学方式和手段渗透绿色化学的理念。

(二)在实验教学中渗透绿色化学意识

1.采用微量化实验,实现资源节约。微型化学实验是近几年发展起来的化学实验新方法,是目前减少化学实验废液处理、改善实验室的空气品质等环境问题理想的途径之一。微型化学实验是用尽可能少的试剂在微型化的装置中来获取化学信息,尽可能地减少中间生成物的转移过程,以减少试剂在器皿上的附着量。微型实验的试剂量是常规实验的1/10~1/1000,具有现象明显、反应快速、节约实验药品和时间、减少污染、安全等优点,符合绿色化学宗旨,应大力提倡并组织实施。高校应利用现有的实验条件,在保证实验现象明显、效果显著的前提下,实验中用常量仪器把试剂的浓度和用量降至最低。如元素及化合物的一些性质实验,传统的做法都是在试管中进行,试剂使用量一般为1~2ml,我们如果采取点滴板操作,试剂用量减少为几滴,一样可以达到实验效果,既节约了资源,减少了化学污染,也使这部分实验趋于绿色化,达到了提高学生绿色化学的意识。

2.采用封闭式或循环实验,实现零排放。对于有毒有害气体的实验,传统的方法是在通风橱内进行,但有毒有害气体还是要排放到空气中,造成对大气环境的污染。为了避免这样的污染,要将在反应过程中产生有毒有害气体的实验放在密闭的条件下进行,并在系统内部将产生的有毒气体吸收掉,实现零排放。或对产生污染物的实验从实验技术、方法、仪器、内容等方面进行重新设计,把分散的实验综合起来,用实验产生的有毒有害物质作为下一个实验的材料,实现循环实验,这样,既可防止有毒气体进入空气,又可节约药品和缩短实验时间。如无机实验中有“氯气制备及性质实验”,实验过程中要用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染环境,该溶液可以作为分析化学实验中“碘量法测定氯离子含量”实验的原料,实验现象很明显,达到很好的分析效果,避免了浪费,还可以激发学生的学习兴趣。反过来,碘量法测定氯离子含量实验后,会产生含较多I-和I2的废液,若倒掉,会带来环境污染。所以,我们可以在无机实验中设计一个回收和提取再利用的实验,用稀硫酸酸化,再加入过氧化氢氧化得到单质粗碘,然后用升华法进行提纯,得到高纯度的碘,既掌握了碘的一些重要性质,又达到了循环利用的目的,同时给学生渗透了绿色化学的理念,取得一举多得的效果。

3.重视“三废”处理,实现污染最低化。绿色化学是从源头上阻止污染的化学,所以,对于实验室的“三废”,应该用化学的处理方法,进行回收再利用,既实现绿色化学的理念,又节约开支。

重视“三废”处理,实现污染最低化,应该是高校教师进行绿色化学教学把握的一条原则。要把“三废”不经处理直接排放的危害,从学生第一次走进实验室就渗透给学生,提高学生绿色化学的理念,培养学生良好的实验习惯,改变随意排放不及时回收的陋习,增设研究实验后废弃物无害化处理的教学环节,引导学生重视妥善处理和回收实验废弃物,实现循环再利用和污染最低化。如在萃取实验中用的有机溶剂有CCl4、煤油等,如果废弃了,不仅污染了环境,而且会产生新的隐患。而进行回收、集中和化学处理,它们又可重新使用。

4.采用多媒体辅助教学,实现化学实验绿色化。多媒体技术在化学实验中的具体应用是化学实验摆脱实物教育的一场革命。它的运用和发展,对保护自然资源,解决化学实验的环境污染起着积极的作用。多媒体技术可以把设备复杂(投资较大)、反应速度慢、操作条件要求苛刻、常规实验无法开展、但又很重要的实验,以生动逼真的多媒体形式表现出来,寓教于乐,取得了较好的教学效果。另外,有些容易引起爆炸、必须使用有毒有害试剂、实验过程中排放出有毒的气体或有毒废液的实验,不仅给师生的安全带来很大的危害,而且对环境也会造成较大的破坏,目前还无法通过改进实验来实现绿色化或减少、减轻污染。对于这类实验,我们要尽可能地采用多媒体技术演示模拟实验,这样既完成了教学任务,同时也体现和渗透了绿色化学的理念。

绿色化学不是一门独立的学科,它是在传统化学基础上发展起来的更高层次的化学,它是一种战略方针、指导思想和研究策略。作为高校教师,应把传授绿色化学知识作为自己义不容辞的责任,用实际生动的范例充实我们的教学内容,按照范例所涉及的知识点,将绿色化学知识自然、生动地渗透到化学教学中,使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,关注绿色化学,推动绿色化学事业的发展,为实现我国可持续发展作出贡献。

[参考文献]