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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 綠色化學(xué)化工 綠色度定量化 綠色非綠
隨著全球范圍內(nèi)人口的膨脹、能源和資源的短缺、環(huán)境污染問題的日益突出,世界各國政府以及人們?cè)谙硎墁F(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)給人們帶來的巨大便利和快樂的同時(shí),也逐漸意識(shí)到人們未來面臨的巨大生存危機(jī)和困難。為了喚起人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視和綠色產(chǎn)品和工程的關(guān)注,許多諸如可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色產(chǎn)品、綠色化學(xué)等詞匯大量涌現(xiàn)。盡管“綠色化學(xué)”這個(gè)詞的使用頻率非常之高,如政府、媒體、工廠、研究機(jī)構(gòu)人員等均將其廣泛使用于政府報(bào)告、規(guī)劃、研究論文中。但是,象使用“納米”一樣,許多人只是更多將其作為一種“時(shí)髦”的詞在使用,而對(duì)其真正含義以及其中一些深層次的問題,卻不甚了解,甚至經(jīng)常將其與環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)混為一談。這些問題不僅造成了綠色化學(xué)概念的濫用和混亂,而且還尚未引起人們,特別是學(xué)術(shù)界的普遍注意。基于這種情況,作者認(rèn)為非常必要對(duì)綠色化學(xué)與化工的基本問題,諸如其定義、原理、它的本質(zhì)、特征、研究范圍、對(duì)象等以及產(chǎn)品和過程綠色度的定量評(píng)價(jià)等,應(yīng)該有一個(gè)清晰的界定。而對(duì)其存在的問題,如離子液體等研究中出現(xiàn)的“綠色非綠”等問題,應(yīng)該有清醒的認(rèn)識(shí),并力爭去加以解決。
特別需要說明的是:“綠色化學(xué)”與“綠色化學(xué)化工”概念相同,使用“綠色化學(xué)化工”是為了強(qiáng)調(diào)“綠色化學(xué)”與“化工”的關(guān)系。為此,作者結(jié)合綠色化學(xué)以及綠色化工發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,從綠色化學(xué)化工的基本問題出發(fā),從多個(gè)角度或多個(gè)層面來談?wù)劸G色化學(xué)與化工的基本問題,希望能引起學(xué)術(shù)界和政府部門的重視和討論,在大家討論和爭論的基礎(chǔ)上,最終達(dá)到正本清源的效果。
一、綠色化學(xué)化工基本問題的發(fā)展及研究進(jìn)展
1984 年美國環(huán)保局首先提出“廢物最小化”,初步體現(xiàn)綠色化學(xué)的思想。而到1989 年美國環(huán)保局提出“污染預(yù)防”——綠色化學(xué)思想才初步形成,1990 年美國聯(lián)邦政府通過“防止污染行動(dòng)”的法令,將污染的防止確立為國策之后,才第一次出現(xiàn)“綠色化學(xué)”這個(gè)詞匯。盡管這個(gè)詞出現(xiàn)至今已近17年,但其含義,也即其定義卻也在不斷的發(fā)展和變化。剛出現(xiàn)時(shí),它更多的是代表一種理念、一種愿望。但隨著時(shí)間的流逝,它本身在不斷的發(fā)展變化中逐步趨于實(shí)際應(yīng)用,且其發(fā)展與化工密切相關(guān)。實(shí)際上,綠色化學(xué)代表了化學(xué)和化工學(xué)科的共同發(fā)展趨勢和目標(biāo)之一,即無論是化學(xué)還是化工,不僅要面對(duì)社會(huì)發(fā)展對(duì)環(huán)境、健康和能源等方面日益嚴(yán)格的要求,而且還要面臨來自其他新興學(xué)科前所未有的挑戰(zhàn)。而綠色化學(xué)在連接化學(xué)與化工中所起的橋梁作用就體現(xiàn)得越來越明顯。
二、綠色化學(xué)和化工的發(fā)展趨勢
按照技術(shù)領(lǐng)域作者提出了綠色化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)、新型反應(yīng)技術(shù)、溶劑的綠色化及綠色溶劑等幾個(gè)方面綠色化學(xué)和化工的發(fā)展趨勢。
1.綠色化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)
綠色化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求對(duì)環(huán)境的影響最小化,這包括設(shè)計(jì)過程中的生命周期分析和循環(huán)回收、回用設(shè)計(jì)等。如果一個(gè)產(chǎn)品本身對(duì)環(huán)境有害,僅僅降低其成本和改進(jìn)其生產(chǎn)工藝對(duì)環(huán)境的影響是不夠的,化學(xué)工業(yè)需要思考更多的是產(chǎn)品全生命周期中的成本和收益,特別是要考慮社會(huì)和環(huán)境的成本。因此,國家在這方面的法律法規(guī)對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綠色化具有很大的影響。其中發(fā)達(dá)國家對(duì)于化工產(chǎn)品“綠色化”的要求,以及發(fā)展中國家受到“綠色壁壘”的限制,使得化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綠色化成為必然趨勢。在綠色化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),要遵循全生命周期設(shè)計(jì)、再循環(huán)和再使用設(shè)計(jì)、降低原料和能量消耗設(shè)計(jì)以及利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行綠色化工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)等原則。由于大多數(shù)人只考慮到他們直接控制的產(chǎn)品生命周期部分,造成化工產(chǎn)品全生命周期的想法尚不能深入化學(xué)工業(yè)界。另外,化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綠色化并沒有成為企業(yè)發(fā)展的機(jī)遇,而更多的是企業(yè)被大環(huán)境所逼而致的。因此,綠色化設(shè)計(jì)的積極性急需提升。綠色化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和方法尚未建立也是其發(fā)展的重要障礙。還有新材料,如納米材料的安全性等方面的問題。
2.新型反應(yīng)技術(shù)
迄今為止,化學(xué)家構(gòu)筑了大量的化學(xué)反應(yīng),已有十幾年沒有新的人名反應(yīng)出現(xiàn),因此僅從化學(xué)反應(yīng)本身開發(fā)新的反應(yīng)已經(jīng)難上加難。從綠色角度來看,由于很多傳統(tǒng)有機(jī)合成反應(yīng)用到有毒試劑和溶劑,這些有毒試劑和溶劑的綠色替代物的開發(fā)給這些傳統(tǒng)反應(yīng)的重新構(gòu)筑提供了機(jī)遇。另外反應(yīng)與生物技術(shù)、分離技術(shù)、納米技術(shù)等的結(jié)合使得開發(fā)新型反應(yīng)路徑仍有空間。
3.溶劑的綠色化及綠色溶劑
初中化學(xué)是化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙,要讓化學(xué)更好地發(fā)展,必須讓最先進(jìn)的理念走進(jìn)寄托化學(xué)發(fā)展之希望的初中學(xué)生的心靈。化學(xué)最先進(jìn)的理念是什么呢?是綠色化學(xué)。如何讓它走進(jìn)學(xué)生的心靈呢?
第一,必須讓學(xué)生從理念上認(rèn)識(shí)綠色化學(xué),體會(huì)到它的時(shí)代必然性和優(yōu)越性。
自從化學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科之后,化學(xué)家們己創(chuàng)造出了許多自然界中不存在的物質(zhì),極大地豐富了人類的物質(zhì)生活。人類在享用化學(xué)的先進(jìn)成果的同時(shí),也不得不面對(duì)化學(xué)帶來的污染。傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重。化學(xué)工業(yè)能否生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品?甚至開發(fā)出不產(chǎn)生廢物的工藝?有識(shí)之士提出了綠色化學(xué)的號(hào)召,并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)不是簡單地進(jìn)行環(huán)境保護(hù),簡單地治理污染,而是要利用化學(xué)原理從源頭上消除污染。那么,什么是綠色化學(xué)呢?綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué),環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù),綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理污染,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)。
第二,讓學(xué)生在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中運(yùn)用綠色化學(xué)理念,使綠色化學(xué)內(nèi)化在學(xué)生心靈。
要運(yùn)用綠色化學(xué)的理念,就必須了解綠色化學(xué)的特點(diǎn)。綠色化學(xué)的主要特點(diǎn)有:①充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;②在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少向環(huán)境排放廢物;③提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;④生產(chǎn)出有利環(huán)境保護(hù)社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
根據(jù)特點(diǎn)1我們可以引導(dǎo)初中學(xué)生在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)充分利用身邊的用品做實(shí)驗(yàn),變廢為寶,開辟家庭小實(shí)驗(yàn)和尋找某些實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的化用品活動(dòng),使身邊的資源和能源得以充分利用。
例如:①利用雞蛋殼和白醋來制取CO2
②注射器可以代替膠頭滴管取用和滴加少量液體藥品。
根據(jù)特點(diǎn)2我們可以指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)要妥善處理污染物,創(chuàng)造環(huán)境和條件,減少污染物排放。例如①利用白磷和氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證質(zhì)量永恒定律時(shí),將白磷放在底部鋪有細(xì)沙的錐形瓶中,錐形瓶口蓋橡皮塞,橡皮塞上安裝一根玻璃管,玻璃管上端必須系牢一個(gè)氣球,通過密封防止生成的P2O5白煙散出,污染空氣。
②在做CO還原CUO時(shí),將尾氣CO燒掉,減少污染物向環(huán)境排放。
根據(jù)特點(diǎn)3,我們要充分利用原料中的原子,指導(dǎo)學(xué)生節(jié)約藥品,剩余藥品回收利用,生成物也要回收,廢物分類收集,力圖讓廢物也成為我們實(shí)驗(yàn)所需的藥品,例如①制取CO2時(shí),往往在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)還有大理石沒有反應(yīng)完,可以回收。②做酸堿指示劑鑒別酸堿性時(shí),藥品用量要少,否則是浪費(fèi)。③有的廢液中含有CL- 、 SO2-4 ,可以作為檢驗(yàn)液體中是否含有CL- 、SO2-4的樣品。
根據(jù)特點(diǎn)4,我們可以指導(dǎo)學(xué)生為什么不能用工業(yè)酒精兌酒,為什么不能用工業(yè)鹽來調(diào)味.加深化學(xué)產(chǎn)品對(duì)于環(huán)保,人體健康和安全的特殊要求,從而使他們以后從使化工生產(chǎn)有這方面的綠色化學(xué)意識(shí).
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);中職教育;滲透
滲透綠色化學(xué)教育理念是新時(shí)期對(duì)中職化學(xué)教育的提出重要要求,中職化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合綠色化學(xué)的新要求、新思想、新概念,在中職化學(xué)教學(xué)的整個(gè)過程中有效貫穿綠色化學(xué)理念。
一、綠色化學(xué)概述
綠色化學(xué)的核心理念是通過化學(xué)的技術(shù)和方法將對(duì)人體的健康或環(huán)境有害的原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、溶劑或試劑的生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)行消除或者減少。“原子經(jīng)濟(jì)型”是綠色化學(xué)的核心,拒用、再生、回收、重復(fù)使用、減量是其主要體現(xiàn),在對(duì)資源進(jìn)行充分利用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染的防治。不使用有害、有毒物質(zhì),不生產(chǎn)廢物是綠色化學(xué)的目標(biāo)。與環(huán)境保護(hù)不同,綠色化學(xué)強(qiáng)調(diào)化學(xué)污染的主動(dòng)防治,將污染從源頭上切斷。可見,綠色化學(xué)對(duì)環(huán)境的保護(hù)是更高層次的。人類生存環(huán)境的保護(hù)和促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展都是發(fā)展綠色化學(xué)的重要目的,堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,將綠色化學(xué)引入化學(xué)教育是中職化學(xué)教師的重要教學(xué)任務(wù)。要將綠色化學(xué)理念體現(xiàn)于基礎(chǔ)知識(shí)與基礎(chǔ)技能的傳授培養(yǎng)中、教學(xué)內(nèi)容中、教學(xué)過程中,教師就應(yīng)當(dāng)將綠色化學(xué)思想貫穿于化學(xué)教學(xué)的整個(gè)過程中。實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的了解,樹立綠色化學(xué)意識(shí)、踐行綠色化學(xué)理念,進(jìn)而共同為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。[1]
二、綠色化學(xué)在中職化學(xué)教育中的滲透
1.在課堂教學(xué)中體現(xiàn)綠色化學(xué)教育
中職化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)大綱實(shí)際內(nèi)容,在化學(xué)課堂中引入與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的環(huán)境知識(shí),使學(xué)生建立對(duì)環(huán)境與健康的正確認(rèn)識(shí),將綠色化學(xué)教育理念和思想融入課堂教學(xué)。在課堂教學(xué)中體現(xiàn)綠色化學(xué)教育不僅能達(dá)到拓展課堂教學(xué)內(nèi)容的目的,還能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,同時(shí)能對(duì)學(xué)生的綠色化學(xué)思想進(jìn)行有效的培養(yǎng)。中職化學(xué)教師可以將環(huán)境污染、人類健康和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)連接,讓綠色化學(xué)的理念深刻地植根于學(xué)生的思想中,使得綠色化理念在生活和學(xué)習(xí)中得以有效傳播。[2]
2.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教育
化學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性,化學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)所占比重較大。中職化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)從化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)出發(fā),在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中貫穿綠色化學(xué)的原則和理念。首先,化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)在不降低實(shí)驗(yàn)效果的前提下,合理降低對(duì)驗(yàn)證性、檢驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)試劑用量。其次,在必要時(shí)教師應(yīng)當(dāng)組織學(xué)生在通風(fēng)櫥中開展相關(guān)實(shí)驗(yàn),避免實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的危害氣體的不良影響。同時(shí)還應(yīng)注重采取措施吸收那些具有危害的氣體,這樣不僅能再利用和回收實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物,避免因此造成的環(huán)境污染,還能對(duì)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化。最后,當(dāng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染、危害較大時(shí),或者實(shí)驗(yàn)成本較高時(shí),教師應(yīng)當(dāng)利用多媒體通過播放化學(xué)實(shí)驗(yàn)錄像等方式達(dá)到教學(xué)目的,對(duì)綠色化學(xué)的要求進(jìn)行踐行。
3.拓展第二課堂
第二課堂能夠?qū)W(xué)生的知識(shí)面進(jìn)行有效拓展,中職化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)在豐富第二課堂互動(dòng)的過程中,使學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)得到培養(yǎng)和強(qiáng)化。實(shí)踐中教師可以采取多項(xiàng)措施,可結(jié)合環(huán)保紀(jì)念日開展相應(yīng)的宣傳和講座,比如可在世界節(jié)水日,組織學(xué)生進(jìn)行節(jié)水知識(shí)宣傳;可在世界地球日開展相應(yīng)的自然資源知識(shí)講座;在世界環(huán)境日,舉辦切合主題的環(huán)境保護(hù)主題活動(dòng)等。此外,教師還可帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)污水處理廠、制藥廠進(jìn)行參觀,讓學(xué)生對(duì)工廠處理廢渣、廢水、廢氣的情況有所了解。在這樣的學(xué)習(xí)實(shí)踐中,學(xué)生形成的綠色化學(xué)意識(shí)會(huì)更加深刻,讓綠色化學(xué)理念深刻植入學(xué)生的內(nèi)心。[3]在中職化學(xué)教育中有效滲透綠色化學(xué),就要有效地培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí),并使其在學(xué)生未來的生活和工作中得到有效落實(shí)。本文對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行了簡單的介紹,探討分析了綠色化學(xué)在中職化學(xué)教育中的滲透策略。但本文仍存在一定局限,希望廣大中職化學(xué)教師能夠加強(qiáng)對(duì)綠色化學(xué)的重視,并使其在化學(xué)教學(xué)中得到有效滲透。
參考文獻(xiàn):
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[2]彭,馮伯虎.綠色化學(xué)教育在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透[J].玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào),2005,21(03):48—51.