浅谈环境教育与绿色化学

郭晓青

（贵阳护理职业学院，贵州 贵阳 550081）

1 环境教育与绿色化学

1.1 环境教育

环境教育是以人类与环境的关系为核心，以解决环境问题和实现可持续发展为目的，以提高人们的环境意识和有效参与能力、普及环境保护知识与技能、培养环境保护人才为任务，以教育为手段而展开的一种社会实践活动。

我国环境教育经历了一个从无到有，从弱到强的发展过程。1973年，中国第一次环境保护会议在“文革”中召开，周恩来总理是拉开我国环保事业序幕的第一人；1978年提出环保立法问题，同时，《环保工作汇报要点》第一次明确指出：“建议指定一些高等院校和中等专业学校设立环保专业”；1983年第二次环保会议将环境保护确定为一项基本国策；1992年召开了第一次全国环境教育工作会议，明确指出“环境保护，教育为本”的方针，从而确立了环境教育的地位，肯定了基础教育领域普及环境教育的重要性；1996年第三次全国环境宣传教育会议核心议题是如何贯彻《全国环境宣传教育行动纲要（1996-2010）》（以下简称《纲要》），《纲要》对我国环境教育提出，面向21世纪进一步完善中国特色的环境基础教育和专业教育体系以及根据大、中、小学的不同特点开展环境教育的明确要求；2011—2015年的《全国环境宣传教育行动纲要》明确提出，加强基础教育、高等教育阶段的环境教育和行业职业教育，推动将环境教育纳入国民素质教育的进程。强化基础阶段环境教育，在相关课程中渗透环境教育的内容，鼓励中小学开办各种形式的环境教育课堂。推进高等学校开展环境教育，将环境教育作为高校学生素质教育的重要内容纳入教学计划，组织开展“绿色大学”创建活动。党的十七大提出建设“生态文明”，在这个大背景下，环境教育就显得更加重要，将环境教育渗透到各门学科是教师义不容辞的责任。

1.2 绿色化学

绿色化学又称环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）、环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry），即是用化学的技术和方法去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[1]。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。它是一门从源头上阻止污染的化学，它是实现预防污染的基本和重要的科学手段。绿色化学为化学学科渗透环境教育提供了契机。

2 化学教学中绿色化学意识的渗透

2.1 让学生理解绿色化学的含义

绿色化学是研究没有或者尽可能小的环境副作用，并且在技术上、经济上可行的化学产品和化学过程。其最大的特点是：（1）最大限度利用原料；（2）最大限度减少废物的排放。在始端就实现预防污染的科学手段，因而过程和终端均为“零排放”或“零污染”。它不是被动治理环境污染，而是主动防止化学污染。学生正确理解了这个概念，树立了正确的观念，在学习和生活中，他们就会主动做到防止化学污染。白色污染是最典型的例子，在教学中我们会不断强化绿色化学意识，在学习期间，要求学生尽可能做到不用会造成白色污染的用品。而在学生今后的发展道路上或在今后的工作和生活中，有了绿色化学的意识，树立了保护环境的责任意识，就会尽可能地去做到防止废物排放，防止污染物的产生。

2.2 挖掘教材，渗透绿色化学内容

化学反应的“原子经济性（Atom economy）”概念是绿色化学的核心内容之一，最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost教授提出。他针对传统上一般仅用经济性来衡量化学工艺是否可行的做法，明确指出应该用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性。原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。原子利用率的定义是目标产物占反应物总量的百分比，即原子利用率＝（预期产物的分子量／全部生成物的分子量总和）×100%。原子利用率达到100%的反应有两个最大的特点：（1）最大限度地利用了反应原料，最大限度地节约了资源。（2）最大限度地减少了废物排放（“零废物排放”），因而最大限度地减少了环境污染，或者说从源头上消除了由化学反应副产物引起的污染。近年来，开发原子经济性反应已成为绿色化学研究的热点之一。

丙烯催化加氢反应可以说是一个100%的原子经济反应[1]：CH3CH＝CH2＋H2→CH3CH2CH3。

根据教材中烯烃的相关知识，渗透原子经济性概念，使学生明白，改进化学产品和化工生产的一个方向就是实现100%原子经济。

3 改进实验，增强绿色化学意识

有机化学实验很多是有毒的，为加强学生的绿色化学意识，在实验中体现绿色化学理念，化学教研室对有机化学实验做了如下改进。

3.1 实验项目的调整

开出的实验项目做了相应的调整，现将实验项目改进前后进行对比，见表1。

通过上面的实验项目表可以看出，改进前的验证性实验多于改进后的，而验证性实验如烃、醛酮、胺等的性质实验都是有毒的，试剂有毒，产物有毒，所以在实验过程中和废物排放时都会造成污染。改进后的实验注重基本技能和综合技能，对学生动手能力的提高是有帮助的，同时减少了有毒实验，减少了对环境的污染。

3.2 微型实验

微型化学实验是体现绿色化学思想的一种实验类型，它是以尽可能少的化学试剂来比较明显、清晰的反应结果和化学信息的实验原理和技术[2]。微型实验使用的试剂用量远远少于对应的常规实验，不仅节约了实验经费，而且操作安全、污染小。很多常规的有机化学实验都可改为微型实验。例如：酚与三氯化铁的显色反应，常规实验是取3支试管，分别加入0.5 mL的苯酚、间苯二酚和苯甲醇，再各加三氯化铁一滴，震荡，观察颜色变化。改成微型实验操作方法如下：在白色点滴板小孔中分别加一滴苯酚、间苯二酚和苯甲醇，再分别加一滴三氯化铁，观察颜色变化。在白色点滴板上观察到的颜色变化非常明显，但试剂用量大大减少，这也就减少了有毒废液的排放量。

3.3 使用无毒药品代替

例如醛的银镜反应中，醛可用糖代替，糖是多羟基醛，糖无毒，醛有毒。这样，不仅在理论上加深了学生对醛和糖的性质的认识，而且将实验进行了无毒改进。

3.4 应用多媒体技术演示有毒实验

将部分实验改为多媒体演示实验，例如对人体危害大和对环境污染严重的实验，可做成课件给学生演示。如芳烃和卤代烃的性质实验，这两个实验所用药品均有很大的毒性，对环境污染严重，而且其中有的实验学生实际操作时实验现象不明显，实验效果不理想。改用计算机模拟教学，既没有污染，现象又明显，同时还能调动学生上网查找资料和自己做课件的积极性，培养了学生的动手能力，也培养了学生应用现代化信息学习的能力。

3.5 废弃物的处理与回收

实验废弃物能回收使用的要回收使用，不能使用的要经过无毒处理后再排放。如对甲醇、乙醇、丙酮及苯之类用量较大的溶剂，原则上要把它们回收再利用，而将其残渣加以处理；含酚类物质的废液如苯酚、甲酚、萘酚等，对其浓度高的可燃性物质，可用焚烧法处理；而浓度低的废液，则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法处理。

通过以上的做法，让学生切实感受到我们做实验时在尽可能减少污染，从而树立了环境保护意识和绿色化学的理念，培养了学生的综合素质，为今后学生的全面发展奠定了一定的基础。

表1 实验项目改进前后对比

[1]朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育，2001（1）：1-4.

[2]陈凯，柳闽生，薛蒙伟.化学习题中的微型化学实验[J].中学化学教学参考，2007（12）：53-55.