“綠色化學”在高中化學中的滲透

蔡琳娜

摘 要：化學對人類的生存和發(fā)展具有巨大貢獻，但同時也對環(huán)境造成了一定危害。近年來各種能源、環(huán)境問題日益凸顯，化學面臨著各種質(zhì)疑和巨大挑戰(zhàn)?；瘜W如何在不產(chǎn)生污染的前提下為人類創(chuàng)造價值呢？于是“綠色化學”概念應運而生，并成為世界各國研究的熱點之一。在對“綠色化學”的概念內(nèi)涵、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了簡單闡述后，對高中化學中的“綠色化學”做了探討。

關鍵詞：綠色化學；發(fā)展現(xiàn)狀；高中化學

一、什么是“綠色化學”

綠色化學（Green Chemistry）又稱清潔化學（Clean Chemistry）、環(huán)境友好化學（Environmentally Friendly Chemistry）、環(huán)境無害化學（Environmentally Benign Chemistry ）。綠色化學的先驅(qū)、原美國綠色化學研究所所長、耶魯大學P.T. Anastas教授在1992年給出的“綠色化學”的定義是：“The design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances ”翻譯成中文即減少或消除危險物質(zhì)使用和產(chǎn)生的化學產(chǎn)品和過程的設計。我們可以把綠色化學的核心內(nèi)容理解為在化學工藝和反應中不再使用有毒、有害的物質(zhì)，并力求反應中原子利用率達到100%，不再產(chǎn)生廢物，實現(xiàn)“零排放”。從而從源頭上根除污染，研究環(huán)境友好的新反應、新過程、新產(chǎn)品，實現(xiàn)化學與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、“綠色化學”的起源和發(fā)展

綠色化學最初起源于美國。1984年美國環(huán)保局（EPA）提出“廢物最小化”，倡導減少產(chǎn)生廢物和回收利用廢物，從而達到廢物排放最少的目的。綠色化學的思想萌芽。

1989年美國環(huán)保局又提出了“污染預防”的概念，指出最大限度地減少生產(chǎn)場地產(chǎn)生的廢物，包括減少使用有害物質(zhì)和更有效地利用資源，并以此保護自然資源。綠色化學的思想初步形成。

1990年，美國頒布了“污染防治”法案，將污染的防治確立為國策。該法案中第一次明確提出“綠色化學”一詞，并定義“綠色化學”為采用最小的資源和能源消耗，產(chǎn)生最低排放的工藝過程。

1991年，美國環(huán)保局污染預防和毒物辦公室啟動“為防止污染變更合成路線”的研究基金計劃，用以資助化學品設計與合成中污染預防的研究項目。1993年研究的項目擴展到安全化學品、綠色溶劑等方面，該計劃更名為“綠色化學計劃”。

同一時期，日本等其他很多國家的政府、學術界和企業(yè)也開始關注“綠色化學”的研究和開發(fā)。

1995年美國設立了“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，1999年澳大利亞皇家化學研究所（RACI）設立了“綠色化學挑戰(zhàn)獎”，此外英國設立了“英國綠色化學獎”“綠色化工水晶獎”，并創(chuàng)辦了世界第一本名為《綠色化學》（Green Chemistry）的雜志。日本也設立了“綠色和可持續(xù)發(fā)展化學獎”。這些政府行為都極大地促進了綠色化學的蓬勃發(fā)展。

三、我國“綠色化學”的發(fā)展現(xiàn)狀

我國政府和學術界也很重視在綠色化學方面的研究。

1995年，中國科學院化學部開展了“綠色化學與技術”的院士咨詢活動，分析了國內(nèi)外綠色化學的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。

1996年，國家召開了“工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學與技術”研討會，并出版了《綠色化學與技術研討會學術報告匯編》。

1997年，國家自然科學基金委員會與中國石油化工集團公司聯(lián)合立項啟動了“九五”重大基礎研究項目“環(huán)境友好石油化工催化化學與化學反應工程”。中國科技大學綠色科技與開發(fā)中心在該校舉行了專題討論會，并出版了《當前綠色科技中的一些重大問題》的論文集。同年，香山科學會在北京召開了第72次學術研討會，閔恩澤院士、陳家墉院士等都做了有關綠色化學的重要報告。

1998年，合肥舉辦了第一屆國際綠色化學高級研討會，這些都加快了我國綠色化學研究的步伐。

四、“綠色化學”在高中化學中的滲透

1.“綠色化學”在高中化學新課標和教材中的體現(xiàn)

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學學科的很多重要知識、理論都是從實驗中發(fā)現(xiàn)并總結(jié)的。所以，綠色化學思想融入化學學科是必然趨勢?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準》中已經(jīng)明確提到了綠色化學的概念，比如，“實驗化學”模塊中提出“形成綠色化學的觀念，強化實驗安全意識”“樹立綠色化學思想，形成環(huán)境保護的意識”。

根據(jù)課程標準編寫的高中化學教材也有很多地方體現(xiàn)了綠色化學的概念。比如，必修2第四章第二節(jié)“化學與資源綜合利用、環(huán)境保護”里第二大點就是環(huán)境保護與綠色化學。用一張圖可以簡單明了地介紹綠色化學的特點。在緊接著的思考交流部分通過比較環(huán)氧乙醚制備的新舊工藝，介紹了原子利用率100%的反應是體現(xiàn)綠色化學的原子經(jīng)濟性反應。

再如，選修1“生活與化學”第四章第三節(jié)垃圾資源化中治理白色污染的3R原則就源自綠色化學提出的“5R”原則：減量（reduction）、重復使用（reuse）、回收（recycling）、再生（regeneration）和拒用（reject）。

高中化學教材中最能體現(xiàn)“綠色化學”理念的是實驗內(nèi)容，對現(xiàn)行人教版高中化學教材中的實驗內(nèi)容做了簡單統(tǒng)計：

對上述實驗中涉及的會對環(huán)境造成污染的物質(zhì)也做了簡單統(tǒng)計：

由上面兩個表可以看出人教版高中化學教材中實驗多、涉及的可能污染環(huán)境的物質(zhì)也不少，因此高中化學實驗“綠色化”是高中化學教師必須關注和研究的問題。

2.“綠色化學”在高中化學實驗教學中的體現(xiàn)

（1）推廣微型化實驗

微型化實驗儀器的體積小，藥品的用量可以減至常規(guī)所需量的十分之一或更少。與常規(guī)實驗相比，微型化實驗的突出特點是實驗成本低、環(huán)境污染少、反應速度快、安全系數(shù)高、實驗效果好。尤其是藥品用量少、速度快、污染小的特點與綠色化學的理念完全一致，且十分適合中學實驗教學。

（2）利用多媒體模擬化學實驗

高中化學里有一些危險系數(shù)大或污染嚴重的實驗并不適合課堂演示實驗和學生實驗，比如，電解飽和食鹽水、氫氣在氯氣中燃燒等。我們可以從網(wǎng)絡上下載實驗視頻，或通過計算機軟件模擬真實實驗。這樣既使學生了解了實驗過程，加深了對相關知識的理解，同時實現(xiàn)了化學實驗的“零投入和零污染”，也是某種意義上的綠色化學。

3.“綠色化學”在高中化學試卷中的體現(xiàn)

近幾年的高考化學試卷都有濃厚的綠色化學色彩。例如，2013、2015年江蘇卷第一題選擇題就是直接考查保護環(huán)境的幾種做法；實驗流程題更是大多體現(xiàn)了變廢為寶，循環(huán)利用等綠色化學的思想。高考是有教育功能和導向作用的，高考試題對綠色化學的關注，勢必引導高中教學對學生環(huán)保意識的培養(yǎng)，從而引起全社會對綠色化學的關注。

我們要在實際教學中滲透綠色化學知識，提高學生的綠色化學意識，增強學生環(huán)境保護的使命感，讓綠色化學的理念在學生的頭腦中深深扎根，形成良好的社會環(huán)保氛圍，促使我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。

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編輯 楊國蓉