高校绿色化学教育综述

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一、绿色化学

我们国家是一个人口大国，也是一个资源大国。但是，经济的发展带动了资源的消耗量日益加大，人口的数量仍在持续增加，人均可分配的各种资源也越来越少。目前摆在我们国家面前最大矛盾就是——是牺牲环境来换取经济的高速发展，还是限制人均资源的使用来保护现有的生态环境不再被破坏。我国的工业为整个国民经济的发展起到了举足轻重的作用，其中的化学工业为其他各个行业持续不断地提供产品和服务。但是，我们在创造了快速的经济增长率和经济增长量的同时，整个大自然也遭受了前所未有的破坏。严重的环境污染和生态破坏制约了经济的发展，也严重损害着人们的身体健康，加剧了社会的各种矛盾。这种现状迫切要求我们改变生产模式，改变研究模式，在化学工业中引“绿色化学”的理念，将末端治理环境污染转为源头防范和治理。绿色化学又称环境无害化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、环境友好化学(EnvironmentallyFriendlyChemistry)、清洁化学(CleanChemistry)，绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产品等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不在产生废物，不再处理废物。它是一门从源头上阻止污染的化学，是更高层次的化学。我们从绿色化学的定义上就能够知道它是秉承着对人类可持续发展的责任而产生的。绿色化学引导人们更加关注环境、关注公众问题。1996年美国设立的“总统绿色化学挑战奖”就是美国“绿色化学挑战计划”的内容，这个奖项旨在鼓励人们努力探索绿色化学，应用绿色化学的成果。日本的新阳光计划确定了绿色化学在这个国家的技术研究和开发。我们国家在上个世纪90年代仍在努力发展经济，只有1996年开过一次研讨会，主题是“工业生产中绿色化学与技术”，虽然只是一个研讨会，但是这表明我们国家已经开始重视环境保护和绿色化学工业成果的研制和开发。一年之后，召开的香山会议则正是宣告我国开始了以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的绿色化学研发工作。上述这些例子都是我们在化学教学的过程中应该努力研究并在教学过程和教学成果中体现出来的良好借鉴。

二、绿色化学秉承的发展思路和模式

它在现有的科学技术前提下，努力应用各种无害无污染的原材料来替代有毒有害的原材料、在应用各种原材料的过程中尽量实现节约和效率转化最大化、在污染物的排放尽量实现减少零排放化。

(一)高效是化学始终追求的目标

高效体现的思路是尽可能少地利用原材料，尽可能多地制造成品；尽可能少地排放污染物，尽可能多地提高转化率。国家制定的污染物排放标准实际上是建立在假设每一个化学工业企业都按照高效生产的操作前提上的。

(二)回收和重复利用材料

回收体现的是降低节约资源的理念，重复利用体现的是降低成本的理念。两者都是资源节约型社会下改善企业经营成本的有效方法。对于自然环境难以净化或在短时期内难以净化的各种材料，应实现重复利用；而对于那些高污染的化学制成品比如电池应当尽量实现回收利用。在社会倡导回收利用材料是一种有效的绿色途径。

(三)通过回收实现的再生利用和对高成本高污染原材料的拒绝使用

在化学制成品的生产设计环节就应当考虑再生利用，高分子原材料在自然环境中的污染时最为明显的，只有在设计的时候就考虑到将其纳入回收的范畴，才能使废物变成宝物，将污染变为绿色。而拒绝使用的那部分高污染、无法替代和无法回收、重复利用和再生的高危材料应当尽量寻找替代品，拒绝使用之。

三、绿色化学教学的探索和应用

绿色化学教学和研究在高校的课程设置中上没有明确的规定，但是在各种教材和政策中都有体现。我们先从国外的一些学校的实验来看：美国的俄勒冈大学是美国绿色化学课程的先行者，该学校在1997年就将绿色化学的原理和实践引入到了化学教学课程中。通过各种绿色化学实验取代传统的实验在美国率先创造出了安全无污染的实验环境和研究环境；澳大利亚的莫纳什大学则在2000年成立绿色化学中心，这个大学成为了世界上研究和教育绿色化学的领导者。国外的大学对绿色化学的探索和应用为我国的高校提供了经验，因此我国的高校在探索和应用绿色化学的过程中应加强对教学的渗透。大学生毕业后进入到社会研究和生产的过程中将成为我们国家化学工业的主要力量。在大学的教学内容中融入绿色化学的理念，是加强他们绿色环保意识和可持续发展意识的重要教学任务。

首先要对教材进行改革，要增加化学教材中有关绿色化学的理论知识和各个国家在绿色化学领域中的先进成果。对于学生来说，多与老师加强绿色化学方面知识的探讨和交流是十分必要的；对于老师来说，要主动引导学生在学习和生活中多对绿色化学方面的知识关注程度。比如说，对于各种工业原料的附加产品的研究，既要对工业原料在加工过程中的有害气体加以研究，又要对工业原料的制成品、附加产品和工业废料的环境危害程度进行研究和对比；

再比如从同样一种工业原料提取各种有机物，使用蒸馏的方法还是其他方法能减少有害气体的排放等等。其次是要在教学中树立绿色环保节能意识。教师要起表率作用，首先树立这种意识。要多阅读各种相关的书籍、文章文献，要改变传统的教学方式和思维，要在课堂教学和实验时多强调化学物质的排放有害性，而不是只顾及化学物质的功能性和有效性。教育工作者要在课余时间关注绿色化学的教学和研究的各种动向和轨迹，努力在课堂中将这些动向和轨迹传授给学生。然后要针对教材的固定性和信息资讯的变动性努力做教学内容的灵活补充。由于教材编写出来之后的一段时间内是不会变动的，其中的教学内容在一段时间内是相对固定的，但是目前日新月异的科技发展速度将绿色化学定格在一个比较滞后的位置。所以，教学工作者应当在教学中进行适当的内容补充，使学生的绿色化学意识能够在一个完整的链条上得到延续。特别是有机化学，许多有机物都会对环境产生污染和破坏，这需要老师在教学过程中对这些有机物多加强调，对这些有机物的减少排放上多借鉴生物科技，以微生物作为催化剂，成功合成所需要的化学制剂。最后对学生而言，单一而枯燥的教材授课不能达到加强印象的效果，所以，化学实验绿色理念的融入必不可少。实验能够使学生加深印象，使教材中的各种概念更加形象化，巩固化学知识，但是最重要的还是使学生将分析问题、动手解决问题的能力得到强化。

多做实验有利于学生强化实验的技能，同时对学生对待科学的严谨、认真、实际的态度融入意识中去。绿色化学是可以通过化学的实验教学有效实现的。无论是试剂、溶剂还是催化剂，在试验的过程中都应当首先尽量考虑使用无害的环保的物质，而各种溶剂和催化剂，在试验前的准备阶段要优先考虑各种替代品或者避免使用有毒有害的物质。特别是催化剂，要优先考虑各种具有生物活性的酶和产生化学反应后生成水和二氧化碳的氢氧化合物。在进行化学实验的过程中，教师要强调学生合理使用剂量，尽可能地节约、尽可能地小剂量使用化学试剂，这对今后学生在化学工业领域工作时牢固树立节约意识是十分有用的。同时在实验的设计方面应该尽量实现试剂的完全化学反应，避免不完全燃烧和不完全反应等低效率的化学过程。目的是为了实现有害物质的低排放和零排放。要求学生在实验的过程中严格按照实验规范进行科学的操作，避免因为疏忽产生各种不必要的废物和废料，甚至出现大的有害污染物泄露事故。这点对于每一个今后将在化学工业领域从事工作的学生来说都是十分重要的。由于不规范操作导致的各种污染和泄露事故在世界上各个国家都有难以抹去的伤痛。前苏联的切尔诺贝利核泄漏，印度坦帕尔的毒气污染事故，距离我们刚刚发生的美国墨西哥湾“深水地平线”钻井平台爆炸造成的原油泄漏事件都是由于不规范操作或疏忽造成的。在实验的时候养成学生严谨的操作规程，对学生今后步入社会从事绿色化学是大有裨益的。作为一门长盛不衰的科学，化学始终走在各个学科的前沿。化学在经济的高速发展过程中逐渐偏离了科学原本的宗旨和方向，那就是既要人们通过它认识和改造世界，也要保护和持续利用世界。

化学科学的研究发展在现代化学工业中的作用不可替代，但是人们应当从各种污染事故和环境报复人类的大灾害面前反省和重新认识自身，只有可持续的发展才是真正的发展，任何一个国家，任何一个人如果只想着获取而不懂得保护和节约最终都会因偏离绿色化学这个科学理念最终受到自然的惩罚。高校化学的绿色教学是每一个教师的责任，也是一种作为人类的义不容辞的责任。只有坚持不懈地将绿色化学这一理念深入地渗透到每一个学生的头脑中，我们的环境和资源现状才能出现改善的曙光。相信在新的经济发展前景下，绿色化学将成为一个永久性的话题，逐渐深入到其他各个学科领域中去。