吴呈珂 苏 莉 冯素玲
(河南师范大学化学化工学院 新乡市 453000)
面对日益严重的环境问题,人们开始对化学工业、化学科学产生了质疑,为了从根本上预防和治理环境问题,绿色化学应运而生。绿色化学也称环境无害化学、清洁化学、环境良性化学、环境友好化学、无污染化学,是指在化学品设计、制造和使用时应尽可能使用化学原理、技术和方法来减少或消除对人类健康和环境造成负面影响的有毒有害物质,是一门从源头上解决污染、实现“粗放型”化学向“集约型”化学转变、实现可持续发展的科学。绿色化学涉及化学过程的各方面与各种反应类型,能够减少危害人类健康和污染环境问题的产生,绿色化学的基本特点是在始端就进行污染预防,过程和终端均为零污染、零排放。
快速发展的化学科学和化工生产技术为人类创造了无比丰富的物质财富,但由于在开发过程中忽视了生态环境问题,造成了严重的环境危机。特别是20世纪,人类对自然资源和生态环境破坏最严重,新的化学产品不断涌现,由此产生了大量的有毒、有害的物质,导致温室效应、酸雨、臭氧层破坏等环境问题日益严重,影响到了经济社会的可持续发展。从环境保护、经济发展等方面看,应加强绿色化学的研究与开发。
我国的绿色化学尚处于起步阶段,1995年中科院确定了绿色化学的院士咨询课题,中国科技大学等院校先后建立了绿色化学与技术研究中心。我国高校的绿色化学教育也刚刚开始,许多高校对绿色化学的重要性认识不足,尚未形成完善的绿色化学教育体系。因此,高校应当积极宣传绿色化学知识,有目的、有计划地推进绿色化学研究,使大学生参加工作之前就牢固树立绿色环保意识,从而推进经济社会的可持续发展。
在高校中不同专业的课程设置不尽相同,应灵活开展绿色化学教育。同时,教师应将环保意识渗透到教学过程之中,让学生了解化学物质的功能性、有效性、毒害性等,可以结合环境污染的典型案例分析化学物质的危害性,如通过洛杉矶光化学烟雾事件,分析如何有效防止和消除光化学烟雾。此外,还可以将本区域的环境污染事例融入教学过程中,让学生体会环境污染带来的巨大危害,潜移默化地培养学生的环保意识。如结合文物、旅游景点雕塑的损害等,分析酸雨的危害性;学习硫、氮等内容时,可以引导学生分析酸雨的成分、危害等,启发学生思考解决酸雨问题的方案。
实验是化学教学的基本内容,也是培养和提高学生实践能力、解决问题能力的根本途径。化学实验需要的试剂繁多,试剂使用不当可能会产生有毒有害物质,并带来不同程度的环境污染。按照绿色化学的要求,化学反应要尽可能利用原料、减少废物排放。因此,在实验教育中教师应以科学、直观的方式展现实验目的,减少有毒有害物质的排放量,努力实现实验教学绿色化。最理想的化学反应是原子利用率达到100%,即所有原子都转化为目标产物,教师应引导学生通过多种途径设计合成路线,制作出反应物用量、副产物、污染都最少的合成路线,提高原子利用率。
此外,实验过程中难免会产生有毒、有害的废弃物,如果不能妥善处理这些废弃物,就可能会产生环境污染问题。教学中可以在实验后废弃物无害化处理的教学环节中,向学生讲述无害化处理的相关知识,引导学生妥善处理各种废弃物。例如,制取Cl2时会带来环境污染,这时教师应引导学生在封闭、透明、连通的装置中进行,培养学生的环保意识。
在绿色化学教学中,不仅要让学生掌握绿色化学理论知识、动手操作能力,还应让学生在生产实践中体会、摸索,实现理论与实践的有机结合。因此,学校应组织学生到工厂、科研机构等单位实习,指导学生按照实习单位的生产规范开展工作,并引导学生分析生产过程是否有不符合绿色化学的现象,要求学生撰写详细的调研报告。
绿色化学是促进人类和环境协调发展的自然科学,它是21世纪化学发展的主流形式,也是实现促进人类社会可持续发展的重要保证。在高校化学教学中,教师应树立强烈的绿色意识,并通过具体事例将绿色化学渗入于教学过程中,让学生了解绿色化学,提高学生从事绿色化学研究的能力。
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[2]陈峰.高校化学教学中的绿色化学教育[J].宁德师专学报(自然科学版),2006(3)
[3]徐玲.基于绿色化学理念的高校化学教学研究[J].内蒙古民族大学学报,2011(2)