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【關(guān)鍵詞】高職高專 綠色化學教育
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)02C-0125-02
化學科學的研究成果使人們衣食住行各個方面都受益匪淺。但與此同時,隨著化學品的大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用,人類原本綠色平和的生態(tài)環(huán)境遭受著嚴重的破壞。面對生存危機,人類重新審視傳統(tǒng)化學,于20世紀90年代提出了綠色化學這一新的科學思想和發(fā)展戰(zhàn)略。綠色化學可以詮釋為環(huán)境友好化學,它的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì),它從源頭上阻止污染物的產(chǎn)生。綠色化學的誕生,為人類最終從化學的角度解決環(huán)境污染的問題帶來了希望,讓越來越多的國家和人們認識到了其對社會進步、經(jīng)濟發(fā)展及對化學界本身產(chǎn)生的巨大影響,而且它向人類展示了發(fā)展科學、造福社會卻不以犧牲環(huán)境為代價的新境界,為人類鋪設(shè)了一條可持續(xù)發(fā)展的道路。本文試分析高職高專院校開展綠色化學教育的必要性,并針對高職高專院校綠色化學教育中存在的問題,提出高職高專院校綠色化學教育的實施措施。
一、高職高專院校開展綠色化學教育的必要性
隨著社會公眾對環(huán)境保護及國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的日益關(guān)注,各國逐漸認識到對社會各階層,尤其是對大中學校的學生進行綠色化學教育至關(guān)重要。美國和英國等國家很早就開始在各類院校開展綠色化學課程教育或綠色化學思想、理念、原則的滲透性教育。我國綠色化學與教育基本上能跟上國際的步伐,目前,已有中國科技大學、清華大學、中山大學、四川大學、首都師范大學等國內(nèi)知名本科院校開設(shè)了綠色化學必修課或選修課。然而,在大部分的高職高專院校中至今沒有開展綠色化學的相關(guān)教育。高職高專院校是以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才為根本任務(wù)的,高職高專的畢業(yè)生應(yīng)具備基礎(chǔ)理論適度、技術(shù)應(yīng)用能力強、知識面較寬、素質(zhì)高等特點。在高職高專院校中實施綠色化學教育,向?qū)W生傳遞綠色化學的科學思想和基本原理,介紹綠色化學的基本原則,讓學生認識綠色化學在可持續(xù)發(fā)展中的重要作用,能夠在未來的生產(chǎn)生活實踐中學以致用。一批批高職高專畢業(yè)生進入社會走上工作崗位,他們必將成為生產(chǎn)制造、社會服務(wù)等領(lǐng)域的主力軍,在這其中,只有接受過綠色化學教育,他們才能用綠色化學的思維方式來指導生產(chǎn)生活實踐,解決生產(chǎn)生活實踐中可能碰到的環(huán)境、資源、能源問題。況且當下,合理利用資源、減少能耗、保護環(huán)境,是企業(yè)得以生存和持續(xù)發(fā)展的根本保證。在這樣的前提下,企業(yè)就希望自己的員工具有環(huán)境意識和可持續(xù)發(fā)展的意識,以及具備較強的社會責任感??梢?,在高職高專院校中實施綠色化學教育是必要的,符合企業(yè)行業(yè)的需求,符合社會可持續(xù)發(fā)展的需求。
二、高職高專院校開展綠色化學教育面臨的問題
(一)綠色化學教育師資隊伍薄弱
許多高職高專院校的化學化工類教師對綠色化學都不是太熟悉,這是綠色化學教育中面臨的最大問題。教育部門或院校本身可以通過進修班、研修班、研討會等形式對教師進行系統(tǒng)的綠色化學知識培訓,而教師本身也應(yīng)該不斷收集了解綠色化學發(fā)展的最新動向、前沿信息。只有形成一支高素質(zhì)的綠色化學師資隊伍,才能使綠色化學教育得到根本的保障。
(二)綠色化學教材缺乏
目前,針對高職高專學生編寫的綠色化學教材不多,使教師和學生的選擇受到限制,這也給綠色化學教育工作者提出了更大的挑戰(zhàn)。
三、高職高專院校綠色化學教育的實施措施
綠色化學教育的首要任務(wù)是建立一種新的綠色觀念體系,強調(diào)人類對環(huán)境與發(fā)展的責任感,培養(yǎng)學生以“科技與社會”之間和諧發(fā)展為基礎(chǔ)的道德、倫理和科學價值觀念。根據(jù)高職高專院校的培養(yǎng)模式和培養(yǎng)目標,高職高專院校開展綠色化學教育,可以從以下幾個方面著手:
(一)形成寬專業(yè)、多層次的教育體系
綠色化學的教學內(nèi)容主要包括綠色化學的科學思想、綠色化學基本原理、綠色化學技術(shù)和綠色化學工藝等。其中,綠色化學的科學思想和基本原理是綠色化學的精髓,可以使人們形成綠色理念,是所有高職高專學生都應(yīng)該了解和學習的,在教育方式上可以靈活多樣。綠色化學技術(shù)和工藝具有較強的專業(yè)性,只能向具備化學專業(yè)知識的學生開設(shè),然而在大部分的高職高專院校中,雖然開設(shè)有化學化工或相關(guān)專業(yè),但由于學生的知識水平及結(jié)構(gòu)較本科生有限,培養(yǎng)目標也較本科生不同,綠色化學技術(shù)和工藝這些內(nèi)容對于高職高專學生來說不一定需要掌握,可以考慮通過案例滲透的形式讓學生有所了解。也就是說在高職高專院校中,綠色化學的科學思想和基本原理才是學生們學習和了解的重點。針對不同的學習對象,綠色化學的教學目標、教學形式等也是有所區(qū)別的,可以通過表1體現(xiàn)高職高專院校綠色化學教育體系。
表1 高職高專院校綠色化學教育體系
授課對象 教學目標 教學內(nèi)容 教學形式
除化學化工及相關(guān)專業(yè)外,各專業(yè)高職高專學生 了解綠色化學思想和基本原理,培養(yǎng)環(huán)境意識及基本科學素養(yǎng) 綠色化學的科學思想、基本原理、綠色原料、綠色化學品等 素養(yǎng)課、選修課、專題講座、主題活動、社團指導、主題宣傳
化學化工及相關(guān)專業(yè)高職高專學生 更全面理解綠色化學理論,常識性了解一些基本綠色工藝與技術(shù) 綠色化學的科學思想、基本原理、綠色原料、綠色溶劑、綠色催化、綠色資源綠色化學工藝與技術(shù)案例 限選課、選修課、專題講座、主題活動、興趣小組研究、專業(yè)實習實踐
鑒于高職高專學生的知識結(jié)構(gòu)及能力結(jié)構(gòu)特點,在實施綠色化學教育的過程中,要盡可能避免繁雜深奧的綠色化學原理及工藝技術(shù),而應(yīng)注重講授一些貼近生活、聯(lián)系生產(chǎn)實際、反映最新科技、體現(xiàn)環(huán)境保護的內(nèi)容,同時介紹一些與化學科技發(fā)展相關(guān)的環(huán)境、倫理、道德、法律等人文社會方面的知識,如可持續(xù)發(fā)展理論、人類生存的地球、人與自然、清潔生產(chǎn)、綠色標志、美國“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”、日本“新陽光計劃”等。選擇這些易于被接受、實用性強的知識,既能激起學生學習綠色化學的興趣,促使學生樹立綠色意識,同時也與高職高專培養(yǎng)知識面較寬、素質(zhì)高的高技能運用型人才這一培養(yǎng)目標相符合。
(二)在基礎(chǔ)課教學中滲透綠色化學
由于受教學課時及學生知識、能力結(jié)構(gòu)的限制,在高職高專中專門開設(shè)綠色化學必修課的可行性不強,需要把綠色化學內(nèi)容滲透到基礎(chǔ)化學教學中,使綠色化學的思想和內(nèi)容貫穿于基礎(chǔ)課的教學。如用綠色化學的實例充實教學內(nèi)容,使學生在潛移默化中受到綠色化學教育;再如化學實驗中,要求學生遵守實驗規(guī)則,規(guī)范實驗操作,盡可能降低實驗藥品濃度,減少藥品的損耗,預(yù)防環(huán)境污染。還可以指導學生優(yōu)化實驗設(shè)計方案,使其成為綠色實驗。在基礎(chǔ)課教學中滲透綠色化學為改革課堂教學、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力提供了良好的契機。
(三)充分利用實習實訓開展綠色化學教育
在高職高專院校的課程設(shè)置中,專業(yè)頂崗實習實訓占據(jù)了將近一半的課時,如果能充分利用學生接觸社會的時機,讓學生開展一些綠色化學的研究性學習,勢必會取得較校內(nèi)開展課堂教學更好的效果。綠色化學強調(diào)人類對社會的責任感,在學生進入實習階段之前,設(shè)置一些與社會息息相關(guān)的研究性課題,如地方空氣和水質(zhì)污染情況、城市垃圾的處理、洗滌劑的合理使用、農(nóng)藥的合理使用、汽車尾氣污染狀況及控制方法、農(nóng)產(chǎn)品的綠色化、城市污水處理、綠色包裝等,讓學生利用實習實訓的機會開展調(diào)查、研究、分析、討論,最終形成結(jié)論,使他們意識到綠色化學的應(yīng)用會帶來的社會效應(yīng),真切體會和感受到綠色化學與社會、與經(jīng)濟、與環(huán)境之間的相互關(guān)系,從而改變舊有的思維方式,以科學的眼光來觀察社會中存在的矛盾和問題,形成綠色的理念,科學的價值觀。
(四)開展豐富多彩的課外活動,宣傳綠色化學
面對高職高專院校中種類繁多的專業(yè)群,要讓綠色化學得到普及,必須開辟課外活動這一陣地。專題講座、專題宣傳、主題論文大賽、校園論壇、社團、興趣小組等等,都是很好的開展綠色化學教育的途徑,而且這些豐富多彩的活動,還能變學生的被動學習為主動參與,提高學生對綠色化學的關(guān)注度。
總之,綠色化學不是一門獨立的學科,它是一種戰(zhàn)略、一種方針、一種指導思想、一種研究策略。將綠色化學思想和內(nèi)容滲透給高職高專院校的學生,使學生具有較高的社會責任感和較高的環(huán)境意識,這對整個社會、經(jīng)濟的發(fā)展都將起到積極的作用。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞:新課改 高中化學 綠色化學 教育理念
新課改進一步提升了“綠色化學”教育理念的地位。面對綠色化學新理念、新要求,如何結(jié)合當前的素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育,把綠色化學理念貫穿于高中化學新課程教學的全過程中,是一個非常值得我們深思的問題。
一、在課堂教學中滲透綠色化學理念
1.剖析教材內(nèi)容(知識點),尋找結(jié)合點,滲透綠色化學理念。教材是教學過程中知識的載體。在我們目前所用教材中,涉及了許多有關(guān)環(huán)境保護、綠色化學的知識點,比如環(huán)境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(yīng)、光化學煙霧、固體廢棄物、重金屬污染等,緊密聯(lián)系生活實際,強調(diào)走綠色化學之路的必然性和重要性。
2.結(jié)合綠色化工原理,正反對比,凸顯綠色化學理念?;瘜W教師的綠色意識是綠色化學走進課堂,潛移默化地傳遞給學生的前提,在課堂教學過程中,以目標物質(zhì)在化工生產(chǎn)中的某一作用為切入點,通過尋找替代物質(zhì),并進行有針對性的對比,用事實凸顯綠色工藝的優(yōu)勢。例如在介紹氯氣的化學性質(zhì)及其用途時,可以對比雙氧水,在造紙工業(yè)中對于紙漿的漂白,雙氧水等綠色氧化劑將逐漸取代氯氣。因為使用雙氧水做漂白劑,不會產(chǎn)生一些含氯的有毒有害物質(zhì),對環(huán)境比較有益。
二、在化學實驗中踐行綠色化學理念
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學,而化學實驗往往存在“三廢”的問題,面對綠色化學的新理念,我們可以從以下幾個方面入手。
1.化學實驗微型化?;瘜W實驗微型化是在滿足獲取化學信息目標的前提下,對化學實驗進行重新設(shè)計與探索,使其盡可能減少化學試劑的用量。儀器裝置小、化學試劑用量少是微型化學實驗的兩個基本特點。微型化學實驗的試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,能改善實驗室環(huán)境,大幅度減少實驗室空氣和水體的排放污染,具有操作方便、節(jié)約藥品、減少污染的優(yōu)點,代表了綠色實驗發(fā)展的方向。對氯氣的性質(zhì)實驗進行改進后,可以將氯氣的制備通過漂白液與稀硫酸在培養(yǎng)皿中反應(yīng)制得,此反應(yīng)生成的氯氣迅速擴散到培養(yǎng)皿中的其他液滴里進行反應(yīng),具有生成的氯氣量少、環(huán)境污染小、實驗效果明顯,且可同時驗證多個性質(zhì)的優(yōu)點。
2.化學實驗操作規(guī)范化?;瘜W實驗操作有非常嚴格的標準,比如藥品的稱量、試劑的取用、三廢的處理等等,各個操作步驟必須嚴格按照標準來進行,否則,不但會造成藥品、能源的浪費,污染環(huán)境,有時候還可能會發(fā)生比較嚴重的實驗事故,給師生的人身安全及生活環(huán)境造成比較大的傷害。比如在進行化學實驗時,實驗“三廢”必須嚴格按照標準無害化處理后排放。通過規(guī)范化的實驗操作,培養(yǎng)學生的安全意識和綠色化學意識。
3.化學實驗藥品無害化。進行化學實驗的目的是為了更直觀地將一些實驗現(xiàn)象或?qū)嶒炘碚故窘o學生,培養(yǎng)學生通過實驗探索科學、獲取知識的興趣。能展示同一實驗原理或?qū)嶒灛F(xiàn)象的化學試劑可能并不唯一,通過對實驗步驟或反應(yīng)途徑進行設(shè)計,盡可能選擇一些對環(huán)境友好的原料、催化劑等。比如我們常用白磷來展示“自燃”這個實驗現(xiàn)象,但有很多缺點,白磷毒性較大,且產(chǎn)物對環(huán)境污染也比較嚴重,此時我們可以用Mg2Si水解產(chǎn)生的SiH4在水面上自燃代替白磷,實驗過程無毒無污染,體現(xiàn)了綠色化學的理念。
4.“三廢”處理標準化?!叭龔U”處理是化學實驗過程中的重要組成部分,針對“三廢”種類的不同,處理方法多種多樣,但“無害化”是共同的標準。在實驗過程中,作為教師應(yīng)積極引導學生將各種廢液、廢渣按照處理方法不同,分門別類倒入各自的回收容器內(nèi),然后采用相應(yīng)的處理方法,比如中和、分解、吸收、燃燒、回收循環(huán)利用等對其進行處理。
5.計算機輔助模擬高危實驗。個別化學實驗在操作過程中涉及到的有毒有害物質(zhì)比較多,或危險系數(shù)比較大(易燃、易爆等),既對環(huán)境造成的污染比較大,又給師生身體安全及健康帶來極大的危害,這些與綠色化學的目標和原則相違背,在這種情況下,采用計算機模擬就顯得尤為重要。利用計算機技術(shù)對實驗原理、實驗設(shè)備、工藝流程進行模擬,使學生在仿真操作過程中有一種身臨其境的感受,這樣既有助于學生理解、掌握理論知識,又減少了“三廢”污染。
三、在課外實踐中延伸綠色化學理念
化學是一門與生活聯(lián)系緊密的科學,讓學生將課堂上所學的化學知識融入到生活當中,培養(yǎng)學生利用化學知識發(fā)現(xiàn)、解決生活中各種問題的能力,利用課外活動和社會實踐來延伸學生的綠色化學理念。
1.設(shè)計實踐性調(diào)研課題,調(diào)動學生求知的積極性。利用假期時間,帶領(lǐng)學生調(diào)查本地區(qū)生活垃圾的分類、回收及循環(huán)利用的問題。比如廢舊電池是如何處理的,如果處理不當會給我們的生活帶來怎樣的危害;家用洗衣粉的常用品牌、主要化學成分、對環(huán)境有何影響;“白色污染”的來源及可行的解決方法等,通過這些與化學有關(guān)的社會生活現(xiàn)象,讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題,提出自己的看法或解決方法,調(diào)動學生學習化學的積極性,樹立正確的、綠色的化學理念。
2.開展綠色化學專題活動,引導學生樹立綠色化學意識。邀請相關(guān)專家進入校園舉辦有關(guān)綠色化學的知識講座、科普宣傳等,并結(jié)合化學競賽、化學板報,積極引導學生樹立綠色化學的意識,同時,也可以組織學生對身邊的一些污染現(xiàn)象進行調(diào)查,比如生活垃圾、造紙廢水等,明確這些污染物的產(chǎn)生、危害及處理方法,使學生在課堂所學的化學知識進一步得到深化,培養(yǎng)其學習化學的濃厚興趣,增強實踐能力,最終提升學生的綠色化學理念。
四、結(jié)束語
總之,綠色化學是未來化學發(fā)展的必然趨勢,也是我們?nèi)祟惿?、與自然和諧相處的根本保證,而高中教育是圍繞全民族素質(zhì)提高進行的教育,在高中化學教育中引入綠色化學的理念,使學生樹立牢固的綠色化學觀,引導他們成為有責任感的新時期社會主義接班人,對于中華民族的可持續(xù)性發(fā)展,具有非常重要的意義。
參考文獻:
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國際化學研究的前沿內(nèi)容即綠色化學,該研究主題受到世界各國的廣泛關(guān)注?;瘜W不僅能夠為人們生活提供保障,還可以保護自然環(huán)境,使化學工業(yè)處于有利競爭地位?;瘜W知識以及研究成果的應(yīng)用為人們?nèi)粘I顜砀R簦谝?、食、住、行上均得到了有效?yīng)用。但是,伴隨化學品的生產(chǎn)和應(yīng)用,在一定程度上破壞了生態(tài)環(huán)境,污水、廢物、煙塵等給人們身體健康和生態(tài)環(huán)境帶來嚴重威脅,應(yīng)引起廣泛關(guān)注。對于此,我們應(yīng)充分認識到綠色化學的重要意義和價值,這也將作為素質(zhì)教育的重要內(nèi)容之一。
1 綠色化學的概念與原則
1.1 概念
綠色化學是指基本原則為原子經(jīng)濟性的化學過程和化學反應(yīng),即在化學反應(yīng)中對每個參與反應(yīng)的原料因子進行充分利用,在獲得新物質(zhì)的同時確保零排放,使資源得到充分利用,且不會造成環(huán)境污染問題。同時通過無毒害的催化劑、助劑以及溶劑等,生產(chǎn)出對人體健康、環(huán)境保護有積極作用的環(huán)境友好型化學產(chǎn)品。綠色化學的核心是通過化學原理使污染在源頭上得到消除。綠色化學與環(huán)境化學之間存在差異,環(huán)境化學作為一門科學,其主要研究對象是污染物,研究內(nèi)容包括污染物存在形式、分布特點、遷移與運行、對生態(tài)環(huán)境造成的影響等。綠色化學是從開始階段就通過化學原理預(yù)防污染,這也是其最大特點,所以綠色化學的過程及其終端才能夠?qū)崿F(xiàn)零污染與零排放。綠色化學又被稱為環(huán)境友好化學、環(huán)境無害化學、清潔化學,針對傳統(tǒng)化學中對環(huán)境產(chǎn)生破壞的反應(yīng),綠色化學將通過新環(huán)境友好反應(yīng)將其取代。
1.2 原則
綠色化學的應(yīng)用需要遵循一定原則,只有遵循應(yīng)用原則才能將綠色化學的實際意義充分發(fā)揮出來。綠色化學應(yīng)用原則概括起來主要包括以下內(nèi)容:第一,從廢物產(chǎn)生上進行預(yù)防,避免產(chǎn)生之后再進行處理。第二,化學反應(yīng)應(yīng)盡量控制能量消耗,以經(jīng)濟條件和生態(tài)環(huán)境可接受為準。第三,化學反應(yīng)中盡量避免分離試劑、溶劑等輔物質(zhì)的應(yīng)用,若有涉及應(yīng)選擇無毒的輔物質(zhì)。第四,化學產(chǎn)品的設(shè)計不僅要將原功能保持,還應(yīng)盡量減少毒性或做到無毒。第五,化學反應(yīng)所涉及的物質(zhì)應(yīng)盡量減少毒性甚至做到無毒,避免給人體健康和生態(tài)環(huán)境造成影響。第六,在最終產(chǎn)物中嵌入、并入所有起始物質(zhì)是合成方法設(shè)計的重中之重。第七,化學產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)將產(chǎn)品本身性質(zhì)考慮在內(nèi),當其功能發(fā)揮之后不能在環(huán)境中滯留,應(yīng)降解成為無毒、無害的產(chǎn)物。第八,針對衍生中一些不必要的過程應(yīng)盡量避免,如臨時修改化學過程、物理過程等。第九,盡量選擇具備高選擇性的催化劑,而非依靠反應(yīng)物配料比的提高。第十,如果經(jīng)濟條件和技術(shù)條件允許應(yīng)使用可再生原材料。第十一,深入研究并開發(fā)綠色化學的分析方法,使其實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控和實時監(jiān)控,避免有害物質(zhì)產(chǎn)生。第十二,化學過程中涉及的物質(zhì)應(yīng)盡量避免著火、爆炸等危險事件的存在。
2 綠色化學的研究內(nèi)容和方向
2.1 研究內(nèi)容
通常情況下,化學反應(yīng)容易受以下幾方面因素影響:第一,起始物或原料性質(zhì)。第二,合成路線或試劑特點。第三,反應(yīng)條件。第四,目標分子或產(chǎn)物性質(zhì)。這一系列因素之間存在著密切聯(lián)系,在一定條件下可產(chǎn)生關(guān)聯(lián),所以這些方面也是綠色化學的主要研究內(nèi)容。
綠色化學研究內(nèi)容的重點在于:第一,重新設(shè)計化合物,保證人體健康和生態(tài)環(huán)境,這也是研究綠色化學的重要內(nèi)容。第二,探索更安全、更新、更利于環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝與合成路線,這部分內(nèi)容的研究可以從起始化合物以及原料的變換、新試劑引入上著手。第三,不斷改善并突破化學反應(yīng)條件,使其對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害降低,廢棄物排放減少。綠色化學追求更安全的理念,不僅體現(xiàn)在人體健康方面,還體現(xiàn)在整個生命周期影響下的動物、植物等方面。在考慮直接影響的同時,不能忽視代謝物毒性等間接影響。
2.2 研究方向
綠色化學以原料、溶劑、化學反應(yīng)、催化劑、產(chǎn)品為中心展開研究,主要包括以下方面:第一,對綠色反應(yīng)進行開發(fā),使原子利用率得到提升。第二,選用無毒害原料。第三,在催化劑選擇上應(yīng)注意無毒害。第四,在溶劑選擇上應(yīng)注意其無毒、無害。第五,發(fā)展綠色工藝技術(shù)。第六,開發(fā)綠色產(chǎn)品。
3 綠色化學教育實施的方法和意義
3.1 實施方法
首先,通過化學知識滲透綠色化學意識。綠色化學的相關(guān)教育是中學化學教育工作的重點內(nèi)容。由于中學化學課程中包括了化工生產(chǎn)相關(guān)知識,這是滲透綠色化學意識的素材,在傳授知識過程中可通過實例講解、對比的方式逐漸滲透給學生,使學生建立綠色化學意識。例如:可通過三個途徑固定氮:一是人工化學固定;二是苜蓿與豆科植物根部瘤菌固定;三是閃電固定。其中人工化學固定的方式工藝復(fù)雜且能源消耗較高,生產(chǎn)過程會影響環(huán)境。而植物根部瘤菌固定的方式不僅不會造成能源消耗,還不需要機械設(shè)備等,同時不會污染環(huán)境,此種固定氮的方法體現(xiàn)了綠色化學。其次,通過化學實驗滲透綠色化學意識。在綠色化學應(yīng)用原則中要求化學過程中涉及的物質(zhì)應(yīng)盡量避免著火、爆炸等危險事件的存在。這可以在化學實驗中得到體現(xiàn),進而引起學生思考。例如:在化學實驗中,藥品取用應(yīng)定量化,部分藥品的取用需要通過微型化操作或取最小量;在氫氣、乙烯、甲烷等物質(zhì)點燃之前應(yīng)先檢驗其純度;在銀氨溶液配置過程中,應(yīng)做到隨配隨用,不能長時間放置等;稀釋濃硫酸過程中應(yīng)謹防其爆沸等。最后,通過社會實踐活動中滲透綠色化學意識?;瘜W教育除具備知識性特點之外,還具備社會性、開放性特點,因此可由學校組織,帶領(lǐng)學生進入造紙廠進行參觀,對其污水排放給環(huán)境帶來的影響進行深入了解,讓學生在參觀過程中親身體驗到綠色化學的重要意義,豐富學生感受,增強學生意識。
3.2 實施意義
伴隨著環(huán)境污染越發(fā)嚴重,人們對環(huán)境問題的關(guān)注程度也隨之提升。在化學工業(yè)方面,人們提出了諸多質(zhì)疑,懷疑化學的科學性。人們認為環(huán)境污染嚴重的根本原因是化學。對于此,化學研究者除堅信化學屬于中心科學之外,還應(yīng)做好宣傳工作。首先,應(yīng)面向?qū)W生進行宣傳,將化學在人們生活質(zhì)量提升、身體健康、社會發(fā)展等方面的積極影響介紹給學生,并宣傳化學在科學技術(shù)中的關(guān)鍵性地位。其次,在化學研究方面應(yīng)做好反思工作,積極總結(jié)前人的經(jīng)驗教訓并努力改進和完善,以綠色化學應(yīng)用的基本原則為依據(jù),對合成路線進行深入研究,對生產(chǎn)工藝和技術(shù)進行認真檢討,探索出新反應(yīng)條件,使原子合成路線得到突破,開發(fā)并生產(chǎn)出更新、更安全的化學物,讓化學工?I成為綠色工業(yè)。為社會發(fā)展提供更多、更優(yōu)質(zhì)的技術(shù)材料,同時實現(xiàn)環(huán)境友好。
【關(guān)鍵詞】綠色化學 化學化工業(yè)
綠色化學是20世紀90年代國際化學領(lǐng)域興起的領(lǐng)域性革命,其主要強調(diào)節(jié)約自然、防止污染。受經(jīng)濟發(fā)展程度的影響,近代中國一直強調(diào)以工業(yè)帶動第一、第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,長期的工業(yè)化發(fā)展大大降低了國家的各種能源的儲備量,且對環(huán)境造成了極為嚴重的影響。自綠色化學革命以來,我國也逐漸將其引入到國家相關(guān)的化學化工業(yè)發(fā)展的指導思想體系中來,且相關(guān)院校也將綠色化學教育作為化工等專業(yè)教學的重點方向,以為我國化化學工業(yè)的綠色生態(tài)化發(fā)展培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才。
一、綠色化學的基本原理
綠色化學即指通過各種作用實現(xiàn)化學物質(zhì)反應(yīng)后的污染“零排放”,其要求發(fā)展中遵循防止廢棄物的產(chǎn)生、從污染源入手制止污染;遵循以最大的限度將參加反應(yīng)的原子出成為最終的產(chǎn)物的原子經(jīng)濟性;確保設(shè)計、合成、催化等各道工序的無毒無害化反應(yīng);研究可降解的化學品,減少不必要的資源浪費等。綠色化學的原理為實現(xiàn)節(jié)能、減排、綠色、無污染的可持續(xù)發(fā)展提供了一條科學的發(fā)展路徑。
二、發(fā)展綠色化學化工業(yè)的重要意義
(一)綠色化學化工業(yè)的發(fā)展可以降低環(huán)境污染,營造更健康的生活環(huán)境
傳統(tǒng)化學工業(yè)發(fā)展中會造成嚴重的水、固體廢棄物、噪音等污染,嚴重影響人們的身心健康。綠色化學化工業(yè)強調(diào)的是從污染源進行根本的制止,以最先進的技術(shù)加大各種能源作用時的利用率,減少各種能源的未充分反應(yīng)而造成的污染;加大廢水、廢棄物的加工處理工序,禁止污染物的排放。以化學工業(yè)發(fā)展中對二氧化硫和二氧化碳的利用程度,二氧化硫漂浮到空氣中會酸化空氣,容易引起酸雨等危及人、動植物健康的現(xiàn)象,而二氧化碳是引起全球氣候變暖的罪魁禍首,化學工業(yè)中引入兩種氣體時要強化對其的封閉性控制,確保其在反應(yīng)的過程中不會泄露。有毒有害物質(zhì)的精細化處理、防止各種污染為人們的正常生活創(chuàng)造了更為舒適的居住環(huán)境,有利于人們的身心健康。
(二)綠色化學化工業(yè)強調(diào)資源的充分利用,極大的降低了生產(chǎn)成本
綠色化學化工業(yè)在工具的選擇上強調(diào)其循環(huán)利用功能,這樣各種資源的利用率就達到了90%――100%,降低了廢棄物排放對環(huán)境的影響外,節(jié)約了生產(chǎn)生本的投入,為化學工業(yè)的發(fā)展省卻了一筆不小的生產(chǎn)成本。省卻的生產(chǎn)成本可以進行更為科學嚴謹?shù)幕瘜W工程試驗,從而又推進了綠色化學化工業(yè)的進一步發(fā)展。
(三)綠色化學化工業(yè)在一定程度上可以避免不必要的自然災(zāi)害
諸如滑坡、泥石流、地震等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要原因雖是自然因素,但經(jīng)濟社會發(fā)展中對各種資源的不合理的開采、各種對自然環(huán)境有影響的工程施工在一定程度上講都是災(zāi)難發(fā)生的誘因。綠色化學化工業(yè)的發(fā)展大大降低了對各種自然能源的開采和利用,社會發(fā)展對自然環(huán)境的依賴程度降低,將引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的人為誘因降到最低值。
三、綠色化學化工業(yè)的發(fā)展前景
(一)綠色化學取代不可再生能源的消耗
當前有機化學品的主要成分來自于不可再生的能源,如煤和石油,降低了能源的儲備量之外還對環(huán)境造成嚴重的污染。綠色化學化工業(yè)正在極力研制從可再生的地質(zhì)能源和生物能源中汲取有效的成分以取代對不可再生能源的消耗。綠色的能源將成為未來社會發(fā)展的主要能源來源,有利于發(fā)展的可持續(xù)性。
(二)綠色化學革新制藥領(lǐng)域
目前化學制藥是我國重要的醫(yī)藥用品的來源,但化學制藥工業(yè)發(fā)展中存在化學藥品的品種多且更新快、制藥過程的化學品反應(yīng)步驟多、對制藥的各種原材料的需求量大等狀況,廢水、廢氣、固體廢棄物的排放量巨大,環(huán)境污染嚴重。且各種藥品都是用化學品配置而成,含有不同程度的有毒成分,印證了“是藥三分毒”的說法,人們長期的服用化學藥品,對其身體各器官均會造成不同程度的損傷。綠色化學制藥中雖仍采用各種化學物質(zhì),但由于提煉技術(shù)的更新,大大加大對有毒有害物質(zhì)的提取程度,既降低了藥品對人體的傷害,也強化了制造工藝的原子經(jīng)濟性。
(三)高效可降解材料作用于社會發(fā)展的各個領(lǐng)域
塑料袋、塑料管等塑料制品是一種難以降解、難以腐蝕的物質(zhì),其對自然環(huán)境的影響非常嚴重,綠色化學的普及后可以強化對生物、光等降解高分子的利用,加強對高效降解材料的研發(fā)。高效降解材料可以利用于塑料袋等生活用品的普及中,也可以利用到生物醫(yī)學材料等領(lǐng)域,為人類造福。
(四)綠色化學化工業(yè)推進二次利用工程建設(shè)
生活中不可避免的會產(chǎn)生各種生活垃圾,生活垃圾的不合理處理便會對人們生活造成一定的影響,因而隨著綠色化學化工業(yè)的發(fā)展各種科學處理并循環(huán)利用垃圾的方法逐漸全面化,無論是生活垃圾和建筑垃圾,均可以通過有效的途徑進行處理。這樣經(jīng)過處理的垃圾被正常投入到利用中后便成為一種資源,這種資源與其他不可再生能源不同,后者只會越來越少,而其會隨著生活的發(fā)展而不斷的增長。綠色化學化工業(yè)對垃圾的處理和利用便推動了廢棄物的二次利用,為社會節(jié)省發(fā)展成本的基礎(chǔ)上降低了各種生活垃圾對人們的生活和自然環(huán)境的影響。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會各方面的發(fā)展,原有發(fā)展模式的弊端愈加明顯,制約著社會可持續(xù)發(fā)展的步伐。而綠色化學化工業(yè)對緩解資源緊缺、改變?nèi)找鎼夯沫h(huán)境問題有積極的影響,且其可以極大的提升人們的生活質(zhì)量,對保障人民和國家發(fā)展安全做出巨大的貢獻。本文根據(jù)綠色化學的基本原理,分析并總結(jié)了發(fā)展綠色化學化工業(yè)的重要意義及其發(fā)展前景,呼吁政府、企業(yè)和個人加大對綠色化學化工業(yè)的關(guān)注和研究力度,以推進社會的可持續(xù)發(fā)展建設(shè)。
參考文獻:
[1]劉珊珊.實行綠色化學工業(yè) 促進社會可持續(xù)發(fā)展[J].商情,2013,(25).
(1)綠色化學發(fā)展觀.這個觀點包括兩個方面:一是發(fā)展經(jīng)濟,即實現(xiàn)人口、經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展;二是保護我們?nèi)祟愘囈陨娴墓餐覉@地球自然資源和環(huán)境,為子孫后代的安居樂業(yè)和永續(xù)發(fā)展做貢獻.換言之,經(jīng)濟發(fā)展的同時不忘環(huán)境的保護,污染的控制,資源和能源的節(jié)約,廢物排放的減少,清潔生產(chǎn)和文明消費的實施.目的是實現(xiàn)自然、經(jīng)濟、社會這個三維復(fù)合系統(tǒng)的持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)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(jīng)濟、人與社會、人與環(huán)境的關(guān)系,在可持續(xù)的基礎(chǔ)上利用自然為人類服務(wù).
(2)綠色化學價值觀.環(huán)境價值觀就是指人類對環(huán)境價值的認識、觀念、看法、觀點.轉(zhuǎn)變我們以往以人為中心判斷物質(zhì)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(zhì)、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(wù),教育工作者要有深刻的認識,這不僅是科學戰(zhàn)線和化工戰(zhàn)線的任務(wù)更是整個化學領(lǐng)域的任務(wù).
(3)綠色化學教育觀.綠色化學根本上是為了預(yù)防和控制環(huán)境污染,是人類的生活質(zhì)量得到保證和提高,使自然環(huán)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(nèi)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(huán)境的保護和人類社會的可持續(xù)發(fā)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(jié)構(gòu),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(tǒng)人類道德觀念的延續(xù)和繼承并且得到廣泛的發(fā)展,由于當前現(xiàn)代工業(yè)文明引發(fā)的人類與環(huán)境關(guān)系日漸突出使得其產(chǎn)生并且迅速得以發(fā)展.這是一種新的道德觀念———人類與環(huán)境和諧相處的觀念,是人類環(huán)境意識有史以來發(fā)展的最高階段,體現(xiàn)了主客體的統(tǒng)一,人與環(huán)境的統(tǒng)一.
二、高中化學實驗中學生綠色化學觀的培養(yǎng)
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(shù)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(diào)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(fā)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(yǎng).
首先,大力推行化學微型實驗操作.簡單的對常規(guī)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(shè)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(jié)約,污染減少,是未來綠色實驗發(fā)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(xiàn)了綠色化學的概念,讓學生樹立綠色化學觀.
其次,正確規(guī)范的進行實驗操作.實驗的操作規(guī)范務(wù)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(huán)節(jié)都要按照規(guī)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(jié)約了,而且實驗發(fā)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(yīng)該加強,化學實驗員和教師要在實驗結(jié)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(huán)利用等等.對于用后的金屬片要循環(huán)利用交到指定的管理員手中.另外減少環(huán)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(xiàn)化學實驗?zāi)┒司G色化的要求.
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