印刷工程專業(yè)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育

張傳香+朱新連+張姍姍+趙東柏

摘要：根據(jù)我國(guó)印刷工業(yè)的現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展需要，結(jié)合印刷專業(yè)特點(diǎn)，文章指出在印刷專業(yè)進(jìn)行綠色化學(xué)教育的必要性，并提出了在理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)中實(shí)施綠色化學(xué)教育的措施，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保理念和素養(yǎng)，進(jìn)而為社會(huì)輸送高素質(zhì)的印刷人才。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué);印刷工業(yè);綠色環(huán)保;教育

中圖分類號(hào)：G640 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）06-0053-03

一、引言

綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)或環(huán)境友好化學(xué)，是指用化學(xué)的技術(shù)、原理和方法來(lái)降低或消除對(duì)人體健康、安全和生態(tài)環(huán)境有毒有害的化學(xué)品的使用和生產(chǎn)[1]。綠色化學(xué)是以開(kāi)發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)為核心理念，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，在反應(yīng)過(guò)程中和化工生產(chǎn)中，盡量減少或徹底消除有害物質(zhì)的生成，實(shí)現(xiàn)了從根源上就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)每個(gè)環(huán)節(jié)均為零排放和零污染。綠色化學(xué)文件倡導(dǎo)主動(dòng)地根本上切斷化學(xué)污染，而不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染，它合理利用資源和能源、降低生產(chǎn)成本，符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，符合世界的環(huán)保要求。隨著綠色化學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)的科研成果對(duì)解決環(huán)境問(wèn)題所具有的重大意義，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到對(duì)社會(huì)大眾，尤其是在校學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育，教學(xué)中溶入綠色化學(xué)理念，對(duì)綠色化學(xué)的發(fā)展至關(guān)重要。

二、印刷工程專業(yè)進(jìn)行綠色化學(xué)教育的必要性和緊迫性

當(dāng)今社會(huì)，工業(yè)生產(chǎn)高度發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題，它制約了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，危害了人類的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。印刷行業(yè)也毫無(wú)例外地面臨著環(huán)境、資源等問(wèn)題。印刷與人類的生活密不可分，同時(shí)印刷行業(yè)也是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，印刷業(yè)日新月異地不斷發(fā)展，絢麗多彩的印刷品在給人類帶來(lái)文明的同時(shí)，也造成了環(huán)境污染，印刷行業(yè)的污染來(lái)源眾多，從印前、印刷到印后加工，每個(gè)環(huán)節(jié)都存在污染源，如圖1所示。長(zhǎng)期以來(lái)，印刷業(yè)為了在微利中求取高利潤(rùn)，忽視了環(huán)保綠色的因素，傳統(tǒng)印刷過(guò)程對(duì)自然資源和能耗的過(guò)度消耗，印刷過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、噪音、粉塵、固體廢棄物等，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重污染，對(duì)人類健康產(chǎn)生了極大的危害，致使長(zhǎng)期以來(lái)印刷行業(yè)都頂著“高污染”的帽子，已嚴(yán)重阻礙行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。隨著全球?qū)G色環(huán)保的重視，人類的環(huán)保意識(shí)也在不斷提高，各行各業(yè)都在積極采取綠色環(huán)保行動(dòng)。印刷行業(yè)為了適應(yīng)可持續(xù)性發(fā)展的需要，就必須積極利用綠色化學(xué)的知識(shí)和技術(shù)把印刷工業(yè)的“先污染，后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上節(jié)約能源、根除污染”，如更新原材料，進(jìn)行綠色印前設(shè)計(jì)，改進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)和新的管理理念，引進(jìn)高新設(shè)備，淘汰落后工藝、技術(shù)和產(chǎn)能，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的污染等，使印刷變?yōu)榫G色環(huán)保印刷，已成為印刷業(yè)面臨的歷史責(zé)任，也是全世界印刷業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，是消費(fèi)者未來(lái)的必然需求，這也將成為今后一代甚至幾代印刷人的歷史使命?；瘜W(xué)家提出的綠色化學(xué)正是從化學(xué)角度對(duì)環(huán)境治理提出的新概念，其根本就是從節(jié)約資源和防治污染的角度重新審視和改革傳統(tǒng)化學(xué)，從而使人類對(duì)環(huán)境的治理由治標(biāo)轉(zhuǎn)向治本[2]。印刷專業(yè)的學(xué)生是未來(lái)印刷科技革命的主力軍，印刷科學(xué)技術(shù)的掌握者、創(chuàng)造者、應(yīng)用者及傳播者，對(duì)印刷專業(yè)學(xué)生的教學(xué)中滲透“綠色化學(xué)”理念，進(jìn)行綠色化學(xué)教育，使其樹(shù)立綠色化學(xué)觀，增強(qiáng)環(huán)境責(zé)任感，具有極其重要的意義。

三、印刷工程專業(yè)實(shí)施綠色化學(xué)教育的措施

1.在印刷化學(xué)課程教學(xué)中引入綠色化學(xué)。綠色化學(xué)教育早在1997年已經(jīng)開(kāi)始引起高校的注意，目前，已有越來(lái)越多的高校開(kāi)展了形式多樣的綠色化學(xué)教育，但是也有一些高校并沒(méi)有意識(shí)到將此重要的新信息、新知識(shí)傳授給學(xué)生的重要性，這一遲緩行動(dòng)必將阻滯教育的快速發(fā)展。在高等院校與化學(xué)相關(guān)的專業(yè)和課程中，進(jìn)行綠色化學(xué)教育，存在著緊迫性和必要性。印刷工程專業(yè)雖然與化學(xué)關(guān)系密切，但由于教學(xué)總課時(shí)緊張，不可能對(duì)綠色化學(xué)課程獨(dú)立設(shè)課，可以采取在學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)課——《印刷化學(xué)》的教學(xué)中進(jìn)行綠色化學(xué)教育的滲透。教師在教學(xué)中，不僅要傳授學(xué)生學(xué)習(xí)印刷所必要掌握的基本化學(xué)知識(shí)和技能，且要在平時(shí)的教學(xué)中深入研究教材，及時(shí)挖掘、適時(shí)滲透綠色化學(xué)思想。比如，在無(wú)機(jī)化學(xué)的鹵化銀內(nèi)容的教學(xué)中，除了介紹鹵化銀制備生成、特點(diǎn)及常規(guī)應(yīng)用，還可以特別講解鹵化銀在印刷膠片（菲林）中的應(yīng)用，鹵化銀顆粒作為菲林的感光材料，膠片經(jīng)曝光會(huì)產(chǎn)生潛影——一種看不見(jiàn)的影像。當(dāng)菲林顯影的同時(shí)，鹵化銀晶體（結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化）便轉(zhuǎn)化為黑色金屬銀顆粒的聚結(jié)，不可避免地大量的銀離子和一些化學(xué)物質(zhì)被留在了廢顯影液和定影液中。這些物質(zhì)若不經(jīng)處理直接排入環(huán)境中，重金屬銀離子能污染水資源和土壤而造成對(duì)環(huán)境的危害。讓學(xué)生明白在印刷工藝流程中，出菲林環(huán)節(jié)的去除，不僅節(jié)省人力、財(cái)力和時(shí)間，更是從源頭上減輕了環(huán)境污染治理的負(fù)擔(dān)。在有機(jī)化學(xué)中，可以專門介紹作為溶劑型油墨分散介質(zhì)的溶劑，說(shuō)明為避免環(huán)境污染和按照綠色化學(xué)的要求應(yīng)加以回收利用。油墨中的有機(jī)揮發(fā)物，可以形成比二氧化碳更嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，而且在陽(yáng)光的照射下會(huì)形成氧化物和光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境[3]。對(duì)于酒精潤(rùn)濕，潤(rùn)版溶液中所含有的異丙醇，遇高溫?fù)]發(fā)后的蒸汽具有難聞的氣味，且有毒，遇明火會(huì)引起火災(zāi)，被光線照射易生成臭氧，刺激眼睛及上呼吸道，危害人體健康，不利于環(huán)境保護(hù)，影響植物生長(zhǎng)。因此，減少或替換異丙醇在膠印潤(rùn)版液中的用量是一種必然的趨勢(shì)。再如講解油墨中的溶劑、有機(jī)顏料、染料在包裝上的遷移對(duì)食品、藥品的污染，印刷紙張中過(guò)度添加的熒光增白劑對(duì)人體的傷害。配合觸目驚心的圖片、驚心動(dòng)魄的數(shù)據(jù)、紀(jì)實(shí)的新聞報(bào)道等對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色教育。在教授高分子酶時(shí)，可以介紹高分子酶在生物油墨制備及廢紙脫墨中的應(yīng)用，如酶法脫墨不僅脫墨效果顯著，且能降低化學(xué)藥品用量，減輕廢水處理負(fù)荷。

通過(guò)這些教學(xué)，不僅可以使教學(xué)過(guò)程更加生動(dòng)有趣，更能使學(xué)生視野開(kāi)闊，在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育，增強(qiáng)綠色化學(xué)觀念和意識(shí)，加深對(duì)印刷專業(yè)的了解，提起學(xué)習(xí)興趣和積極性，啟發(fā)他們自己去思考人類生活中的綠色化學(xué)的重要性。

2.印刷專業(yè)理論課教學(xué)中綠色化學(xué)的滲透。在印刷專業(yè)理論課教學(xué)中綠色化學(xué)的滲透，具體地說(shuō)，就是針對(duì)印刷工業(yè)的發(fā)展前沿和學(xué)生未來(lái)的職業(yè)需要，整合印刷工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，每節(jié)課花費(fèi)幾分鐘的教學(xué)時(shí)間，將涉及有關(guān)綠色化學(xué)方面的知識(shí)及時(shí)地、適當(dāng)?shù)卮┎逶诮虒W(xué)中，這樣在課堂教學(xué)中占時(shí)不多，而學(xué)生又能收獲頗多。印刷工程專業(yè)課程涉及了印前設(shè)計(jì)、印刷工藝、印后加工等印刷各個(gè)環(huán)節(jié)及印刷材料、印刷設(shè)備的內(nèi)容，在這些課程教學(xué)中，可以充分利用教材中的綠色化學(xué)相關(guān)知識(shí)，結(jié)合具體的教學(xué)大綱及任務(wù)，將綠色化學(xué)知識(shí)“適時(shí)、適度、適量”地滲透于課堂教學(xué)中。

在印前設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教授學(xué)生合理拼版技巧，滿足印刷機(jī)的最大印刷面積和合理紙開(kāi)的同時(shí)，還能提高工效，減少時(shí)間、機(jī)械損耗以及紙張開(kāi)切損耗的浪費(fèi)。合理選擇印刷用紙、油墨等印刷耗材，如選用環(huán)保、印刷質(zhì)量好、可反復(fù)清洗、經(jīng)久耐用的可清洗紙質(zhì)，常用的有合成紙和石頭紙。也可使用本色紙，本色紙以秸稈為原料抄造而成，不消耗林木資源，更可避免由于秸稈焚燒、堆放造成的環(huán)境污染，不經(jīng)漂白，安全健康，且所印刷刊物長(zhǎng)時(shí)間閱讀不易造成視覺(jué)疲勞[4]。

在印刷環(huán)節(jié)，教學(xué)中滲透能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)的思想，如講授計(jì)算機(jī)直接制版系統(tǒng)（CTP）、數(shù)字化工作流程軟件、中央集中供墨系統(tǒng)、油墨預(yù)置技術(shù)等對(duì)節(jié)能的貢獻(xiàn)以及采取單張紙印刷機(jī)的噴粉收集裝置、印刷設(shè)備廢氣收集裝置對(duì)環(huán)保的影響[5]。普及正確的印刷設(shè)備操作及維修方法，把環(huán)保理念細(xì)化到每一個(gè)印刷操作細(xì)節(jié)上。

印后加工環(huán)節(jié)，教學(xué)生分析不同的材料特性，正確選擇后加工材料，如膠裝、覆合使用的膠水需不含有苯、酮、醛等對(duì)人體有害物質(zhì)，在使用過(guò)程中不產(chǎn)生氧化、分解沉淀物及揮發(fā)性煙霧，且能在短時(shí)間內(nèi)快速熔解具備膠粘特性，節(jié)省電能。新型材料水性上光油和UV上光油不含溶劑，不會(huì)危害人體，目前已在標(biāo)簽、食品、藥品包裝袋等產(chǎn)品的包裝上得到廣泛應(yīng)用。另外，合理選擇低碳、節(jié)能、減排的印后加工方式，如印后上光和覆膜一樣，也可以保護(hù)印刷品表面，提高印品表面光澤度，但是選擇上光，從工藝上來(lái)講比覆膜要簡(jiǎn)單，從成本上來(lái)講也更合算。

3.用綠色化學(xué)思想設(shè)計(jì)、改進(jìn)印刷實(shí)踐教學(xué)。印刷工程專業(yè)作為我校的國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，加強(qiáng)課堂基礎(chǔ)理論教學(xué)的同時(shí)，非常重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練，開(kāi)設(shè)的課程中《印刷化學(xué)》、《印刷材料與適性》、《印刷信息記錄材料》及《印刷原理與工藝》等都有涉及到了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)和綠色化學(xué)的聯(lián)系最緊密、最直接，可以直觀地體現(xiàn)節(jié)約資源和防止污染這一綠色化學(xué)的根本目的，是培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)觀的一條非常重要的途徑。為了更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育，有必要對(duì)相關(guān)實(shí)踐課程教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新性的改革。

首先，在保證教學(xué)效果的前提下，教師要強(qiáng)化綠色化學(xué)教育意識(shí)，大力推廣微型實(shí)驗(yàn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以盡可能少的試劑來(lái)獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)，使用無(wú)毒或毒性小的試劑替代毒性大的試劑，節(jié)約水、能源、紙張、油墨及其他實(shí)驗(yàn)耗材。微型實(shí)驗(yàn)既可節(jié)約原料的消耗又可減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少污染，是推廣綠色化學(xué)的重要實(shí)踐，且體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念[7]。如在油墨的適性和油墨配色等實(shí)驗(yàn)中，采用幅面小的微型印刷適性儀，實(shí)驗(yàn)紙張、油墨、洗版溶劑的取用量都可以減小，同時(shí)又可減少實(shí)驗(yàn)廢水的產(chǎn)生，減少對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的污染。

其次，要結(jié)合印刷專業(yè)特點(diǎn)，增設(shè)與專業(yè)內(nèi)容及環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)中滲入綠色化學(xué)的基本觀念，達(dá)到激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立綠色化學(xué)思想觀念、增強(qiáng)學(xué)生對(duì)環(huán)保的感性認(rèn)識(shí)，如在印刷材料與適性實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的油墨廢液和廢紙等可以積攢下來(lái)，用于帶領(lǐng)學(xué)生做一些課題實(shí)驗(yàn)研究，如“印刷油墨廢水的處理”、“印刷廢紙脫墨”以及“再生紙的制備”等。在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中，帶領(lǐng)學(xué)生做一些課題，如“環(huán)保大豆油墨的制備及適性研究”、“天然色素可食性油墨的制備”等。

再次，可通過(guò)采用多媒體技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)印刷實(shí)驗(yàn)原理、印刷設(shè)備結(jié)構(gòu)、故障產(chǎn)生及解決進(jìn)行仿真。印刷工程專業(yè)大多是上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)，隨著印刷機(jī)的飛速運(yùn)轉(zhuǎn)，不可避免地存在著大量紙張、油墨、潤(rùn)版液、印版等實(shí)驗(yàn)材料的消耗，廢液、廢氣的排放，噪聲的污染及人身安全問(wèn)題，不僅給師生身體健康帶來(lái)極大的危害，且對(duì)環(huán)境造成較大的破壞。同時(shí)難聞的氣味、轟鳴的噪音可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生反感，失去實(shí)驗(yàn)興趣，不能達(dá)到有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。利用印刷模擬系統(tǒng)進(jìn)行印刷實(shí)驗(yàn)課教學(xué)將是一個(gè)不錯(cuò)的多媒體仿真實(shí)驗(yàn)的選擇，它是一種印刷故障學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它不僅呈現(xiàn)在學(xué)習(xí)者面前一臺(tái)虛擬的印刷機(jī)，印刷機(jī)的細(xì)部及操作面板與印刷機(jī)幾乎一致，學(xué)習(xí)者可以了解印刷機(jī)的各部位結(jié)構(gòu)。同時(shí)印刷故障的影響因素繁多，也造就了印刷故障具有多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，學(xué)生難以在短時(shí)間內(nèi)掌握對(duì)眾多印刷故障的識(shí)別、診斷和解決能力，而印刷模擬系統(tǒng)能夠模擬不同機(jī)型和印刷材料（包括薄膜、箔、紙張、印版以及水性或溶劑油墨）存在的數(shù)百種多樣而復(fù)雜的印刷問(wèn)題，印刷模擬系統(tǒng)的應(yīng)用使得學(xué)生在脫離真實(shí)印刷機(jī)的情況下，可以根據(jù)虛擬印刷品學(xué)習(xí)快速判斷印刷故障的類型、產(chǎn)生的原因和有效的解決方法。在模擬系統(tǒng)操作過(guò)程中，學(xué)生可以身臨其境，猶如操作真正的印刷機(jī)，且不存在印刷材料的損耗、廢氣廢液的產(chǎn)生及噪聲的污染[8]。模擬實(shí)驗(yàn)雖然在操作上不能代替實(shí)際的上機(jī)操作而存在缺點(diǎn)，但其成功率高，無(wú)污染、安全可靠，趣味性強(qiáng)，不失為常規(guī)上機(jī)實(shí)驗(yàn)的有益的補(bǔ)充，不僅能夠彌補(bǔ)理論教學(xué)中的疏漏，還可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)非常見(jiàn)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，從而提高教學(xué)質(zhì)量，增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)又使那些耗材昂貴、污染環(huán)境、危害人身安全的實(shí)驗(yàn)變成了綠色化實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)了“零污染”和“零排放”。

4.開(kāi)展形式多樣的綠色化學(xué)課外活動(dòng)。全面實(shí)施綠色化學(xué)教育，樹(shù)立學(xué)生的環(huán)保觀念，可以在學(xué)生中開(kāi)展形式多樣的綠色化學(xué)課外教育活動(dòng)。如組織學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境保護(hù)法規(guī)、參加綠色化學(xué)及環(huán)境保護(hù)治理方面的講座。組織學(xué)生制作環(huán)保網(wǎng)站、環(huán)保微電影、環(huán)保海報(bào)等，通過(guò)社會(huì)調(diào)查寫調(diào)查報(bào)告或環(huán)保論文，并進(jìn)行比賽評(píng)優(yōu)。還可利用節(jié)假日組織學(xué)生參觀一些造紙、油墨、印刷廠等印刷相關(guān)企業(yè)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，在潛移默化中增強(qiáng)環(huán)保的意識(shí)和責(zé)任感，形成低碳生活的理念，提高自身的基本素質(zhì)。

四、結(jié)語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)印刷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，教師要在印刷專業(yè)的課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外活動(dòng)等多方面，向?qū)W生滲透綠色化學(xué)的思想，傳授綠色化學(xué)知識(shí)，讓印刷專業(yè)的學(xué)生了解綠色化學(xué)，接受綠色化學(xué)，利用綠色化學(xué)知識(shí)為印刷生產(chǎn)服務(wù)，這樣，不但能向社會(huì)輸送更多高素質(zhì)、高能力人才，也可為印刷行業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邰玲，弓巧娟，黃健，等.綠色化學(xué)的應(yīng)用研究[J].運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，29（2）.

[2]汪朝陽(yáng).《有機(jī)合成》課中“綠色化學(xué)”的教學(xué)[J].首都師范大學(xué)報(bào)，2000，21（3）.

[3]王莉，龔文才.包裝印刷對(duì)環(huán)境的污染及治理措施[J].包裝工程，2007，28（11）.

[4]周曉蓉.淺談嬰幼兒讀物的設(shè)計(jì)與印刷[J].科技信息，2013，（19）.

[5]吳鵬，湯禮軍.綠色印刷發(fā)展問(wèn)題與對(duì)策研究[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，21（1）.

[6]谷春秀，王子君，李穎，等.微型實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)教育—在化學(xué)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施環(huán)境教育的途徑和方法[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2014，（3）.

[7]賈欣欣.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課微型化改革的探討[J].廣州化工，2010，38（10）.

[8]陳挺，李蔚，朱新連，等.印刷模擬系統(tǒng)在印刷工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J].中國(guó)印刷與包裝研究，2012，4（4）.