高?；瘜W(xué)教育中綠色化學(xué)理念的應(yīng)用

趙麗潔，時(shí)雅濱，孫 麗

（滄州交通學(xué)院，河北黃驊 061199）

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)也更加全面，不斷增強(qiáng)和改造大自然的能力，可以避免許多問(wèn)題。如現(xiàn)代社會(huì)過(guò)度開(kāi)發(fā)資源、排放廢物造成的污染問(wèn)題，對(duì)人類的生存環(huán)境造成破壞，而原自然環(huán)境中的原生態(tài)結(jié)構(gòu)與組成體系，在幾千年來(lái)與人和諧相處，其中可能存在的不良生態(tài)現(xiàn)象包括溫室效應(yīng)及水污染等，會(huì)加劇人類與自然生態(tài)環(huán)境之間的矛盾?，F(xiàn)代高校在化學(xué)教育中重視對(duì)綠色化學(xué)理念的應(yīng)用，可以培養(yǎng)學(xué)生更好的環(huán)保意識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)理念的應(yīng)用。

1 高?；瘜W(xué)教育中的綠色化學(xué)理念

現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展面臨著資源高消耗的問(wèn)題，隨著人口數(shù)量的提升，人們占有的資源總數(shù)有限，我國(guó)在社會(huì)發(fā)展中最大的矛盾就是經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)與環(huán)境的破壞之間難以達(dá)到平衡，限制人均的資源消耗可以保護(hù)目前的生態(tài)環(huán)境，能夠最大限度地降低人們對(duì)自然環(huán)境的破壞。工業(yè)的發(fā)展在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到舉足輕重的作用，關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展，學(xué)生所熟悉的化學(xué)工業(yè)可以為其他行業(yè)提供源源不斷的科學(xué)產(chǎn)品及技術(shù)支持。綠色化學(xué)提倡在生產(chǎn)中不要使用有毒有害的物質(zhì)，更不要產(chǎn)生過(guò)量的廢棄物，要對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行科學(xué)處理，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染的防范與控制。從某種層次來(lái)說(shuō)，綠色化學(xué)是一個(gè)具有更深層次的化學(xué)理念，從其定義中就可以看出綠色化學(xué)理念是具有可持續(xù)發(fā)展的作用。綠色化學(xué)理念引導(dǎo)現(xiàn)代人更加重視環(huán)境保護(hù)工作，如美國(guó)在1996年曾經(jīng)舉辦過(guò)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，就是美國(guó)高等化學(xué)教育中關(guān)于綠色化學(xué)的教學(xué)計(jì)劃，鼓勵(lì)人們敢于探索綠色化學(xué)的應(yīng)用范圍，加強(qiáng)對(duì)綠色化學(xué)的實(shí)踐研究。從各方面的資料中都可以看出，我國(guó)高校的化學(xué)教育要想獲得長(zhǎng)久的發(fā)展，需要將可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)挑戰(zhàn)等特點(diǎn)凸顯出來(lái)，借鑒其他各國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)具有環(huán)保思維的復(fù)合型人才[1]。

2 高?；瘜W(xué)教育中的綠色化學(xué)理念的應(yīng)用思路

2.1 追求高效的目標(biāo)

基于目前科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)基礎(chǔ)之間的關(guān)系，采用無(wú)害、無(wú)毒的原材料替代有毒、有害的原材料，對(duì)生產(chǎn)工藝的流程加以改善，可以開(kāi)發(fā)“原子經(jīng)濟(jì)性”的反應(yīng)，最大限度地節(jié)約和轉(zhuǎn)化原材料的效率，盡可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的零污染排放。高效的核心思想是盡量減少原材料的用量，可以創(chuàng)造出更多的成品，提升材料的轉(zhuǎn)化率是體現(xiàn)高效的用法。我國(guó)在指定機(jī)構(gòu)排放污染物的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)操作流程作為前提，對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)做出了具體的排放量要求。

2.2 開(kāi)放“原子經(jīng)濟(jì)性”

“原子經(jīng)濟(jì)性”的反應(yīng)屬于理想化的反應(yīng)，是將原料分子中的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的形式，來(lái)實(shí)現(xiàn)廢物的零排放目標(biāo)。從我國(guó)目前各大化工行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，尤其是有機(jī)原料的生產(chǎn)過(guò)程中，已經(jīng)推行了“原子經(jīng)濟(jì)性”反應(yīng)的方式，如乙烯、丙烯的聚合反應(yīng)，還有一部分有機(jī)原料采用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)的形式進(jìn)行生產(chǎn)，如環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)過(guò)程[2]。

2.3 推行無(wú)毒無(wú)害的溶劑

在現(xiàn)代化學(xué)的制造中，所出現(xiàn)的污染問(wèn)題不僅是從產(chǎn)品和原料引發(fā)的，還包括制作過(guò)程中采用的部分物質(zhì)。如反應(yīng)制造過(guò)程中采用的介質(zhì)與溶劑，都可能會(huì)產(chǎn)生污染情況，多數(shù)的溶劑都是具有揮發(fā)性質(zhì)的有機(jī)化合物，使用過(guò)程中可能導(dǎo)致水資源污染的情況或是地面形成臭氧。所以現(xiàn)代工業(yè)要努力推行無(wú)害無(wú)毒的溶劑，替代原有的有毒有害溶劑的生產(chǎn)應(yīng)用，而這一方面內(nèi)容也是綠色化學(xué)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。先前研究的超臨界流體，學(xué)者關(guān)注臨界中的二氧化碳，其優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)毒無(wú)害而且成本低，且不具有可燃性，所以化學(xué)生產(chǎn)中的安全性較高。

2.4 加強(qiáng)材料的回收與重復(fù)利用

綠色化學(xué)理念是降低資源的消耗，充分利用資源可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，加強(qiáng)材料的回收與資源的重復(fù)利用，都是將資源節(jié)約型作為主題，能夠更好地改善工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其經(jīng)營(yíng)模式。在短時(shí)間的自然環(huán)境中，各類材料是難以回收的，所以企業(yè)可以通過(guò)重復(fù)利用的方式，對(duì)污染程度較高的化學(xué)制品做好回收工作，如常見(jiàn)的電池，若廢舊電池隨意丟棄在環(huán)境中，那么在電池經(jīng)過(guò)腐蝕以后就會(huì)危害環(huán)境。倡導(dǎo)材料回收利用的綠色化學(xué)應(yīng)用意識(shí)，也是開(kāi)展綠色化學(xué)應(yīng)用的有效途徑。

3 高?；瘜W(xué)教育中的綠色化學(xué)理念的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 培養(yǎng)學(xué)生辯證統(tǒng)一的思想理念

現(xiàn)代人秉持著“先污染后治理”的工業(yè)發(fā)展原則，只會(huì)導(dǎo)致人與自然之間和諧相處的關(guān)系遭到破壞，綠色化學(xué)理念是以全新的方式，抓住環(huán)境污染的源頭，分析工業(yè)生產(chǎn)中污染問(wèn)題的成因，避免化學(xué)造成的環(huán)境污染問(wèn)題。也就是說(shuō)，綠色化學(xué)理念是從生產(chǎn)的源頭出發(fā)進(jìn)行的無(wú)害化化學(xué)實(shí)踐，而其中也特別強(qiáng)調(diào)了綠色化學(xué)理念的全新應(yīng)用，并不是對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)方式進(jìn)行全盤(pán)否定，綠色化學(xué)理念肯定傳統(tǒng)化學(xué)方式的一些有利之處，但現(xiàn)代人也要將客觀事實(shí)作為依據(jù)，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念，將辯證主義唯物觀作為發(fā)展的前提，吸收傳統(tǒng)化學(xué)的精華部分，使之與綠色化學(xué)理念能夠充分的結(jié)合，逐漸消除人類健康與生存環(huán)境之間的危害因素，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)與自然生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)共存，凸顯出綠色化學(xué)理念的真正價(jià)值[3]。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生命的尊重和愛(ài)護(hù)

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)常發(fā)生食物中毒的事故，根據(jù)社會(huì)的不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)近三年發(fā)生的食物中毒事件中，造成死亡的人數(shù)已經(jīng)達(dá)到了四萬(wàn)人，其根本原因就在于農(nóng)藥的過(guò)度使用及劇毒殘留等。高?；瘜W(xué)教育中的教材內(nèi)容涉及了農(nóng)藥的知識(shí)，如學(xué)生們較為熟悉的DDT、六六六及有機(jī)磷農(nóng)藥等，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植中廣泛應(yīng)用，原作用在于殺蟲(chóng)和除草，以提升農(nóng)作物產(chǎn)量，但是由于基層的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者對(duì)農(nóng)業(yè)的認(rèn)知不足，無(wú)法準(zhǔn)確把控農(nóng)藥的使用量，所以就容易發(fā)生農(nóng)作物中農(nóng)藥含量超標(biāo)的問(wèn)題，對(duì)人類與牲畜的健康造成了極大威脅。這些具有高毒性的危害性農(nóng)藥正逐漸被植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與內(nèi)源性的昆蟲(chóng)激素等試劑取代，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與內(nèi)源性昆蟲(chóng)激素的生物性更強(qiáng)，降低了化學(xué)藥劑對(duì)環(huán)境的污染程度，屬于新型的農(nóng)藥形式，不僅不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，還可以避免基層農(nóng)業(yè)的農(nóng)藥質(zhì)量?jī)?yōu)劣參半的情況，也不會(huì)造成益鳥(niǎo)、益蟲(chóng)死亡。教師在教學(xué)中可以為學(xué)生列舉出具體的綠色化學(xué)農(nóng)藥的教育實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)環(huán)境的保護(hù)認(rèn)知，提倡學(xué)生運(yùn)用綠色化學(xué)理念愛(ài)護(hù)自然界的生命。

3.3 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)正確發(fā)展觀的認(rèn)知

高?；瘜W(xué)教育工作要始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)觀念，為學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀、價(jià)值觀與世界觀導(dǎo)向，將綠色化學(xué)理念更好地滲透到高?；瘜W(xué)的教學(xué)工作之中。高?；瘜W(xué)教育的課堂教學(xué)工作要體現(xiàn)出綠色化學(xué)理念的原則性，使學(xué)生明白在發(fā)展現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)步的同時(shí)，不能將犧牲環(huán)境作為發(fā)展的代價(jià)，而且地球上的能源和資源都是有限的，許多不可再生資源一旦用盡，將會(huì)對(duì)人類社會(huì)造成巨大的影響，所以現(xiàn)代人要學(xué)會(huì)珍惜現(xiàn)有的能源資源基礎(chǔ)。如在高校化學(xué)教育中“烯烴與溴的親電加成”的教學(xué)，教師對(duì)聯(lián)結(jié)電子取代基的烯烴與溴的加成反應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的講解，烯烴可以作為麥克爾受體，在陽(yáng)光條件下和溴發(fā)生自由基的加成反應(yīng)，此處的能源綠化就體現(xiàn)在對(duì)太陽(yáng)輻射能的利用，能夠解決化學(xué)能源的污染性，降低溫室效應(yīng)的影響。經(jīng)過(guò)以上綠色化學(xué)實(shí)例的教育，學(xué)生對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知更加明確，也能夠珍惜能源等問(wèn)題，并逐步加強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

3.4 培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的創(chuàng)新意識(shí)

綠色化學(xué)理念的應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)高校化學(xué)教育的一次重要革新，將化學(xué)理論作為基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容，將綠色化學(xué)理念融入其中并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新，可以推動(dòng)綠色化學(xué)理念的應(yīng)用與高?；瘜W(xué)教育的實(shí)踐性。如在有機(jī)化學(xué)的相關(guān)知識(shí)中，多數(shù)的教材在介紹濃硫酸作為催化劑時(shí)，只重點(diǎn)說(shuō)明了催化反應(yīng)，但并沒(méi)有具體說(shuō)明作為催化劑使用的濃硫酸在反應(yīng)的過(guò)程中存在的其他問(wèn)題。濃硫酸可能會(huì)腐蝕設(shè)備、產(chǎn)生大量的無(wú)機(jī)鹽廢棄物，如果教師在本部分的知識(shí)教學(xué)中從多個(gè)角度講解提升產(chǎn)物收率的方法，對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行引導(dǎo)，則可以獲得良好的教學(xué)效果。學(xué)生通過(guò)收集資料和查找資料得出了一些具體的方案，可以通過(guò)運(yùn)用高效的催化劑替代濃硫酸參與反應(yīng)，如雜多酸、固體超強(qiáng)酸、無(wú)機(jī)路易斯酸等。建議使用綠色的溶劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或是用微型實(shí)驗(yàn)替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)際情況出發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)驗(yàn)證關(guān)于綠色化學(xué)理念的猜想，可以拓寬學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生在高校化學(xué)學(xué)習(xí)中的創(chuàng)新意識(shí)。

3.5 培養(yǎng)與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的人才

綠色化學(xué)理念的主要特點(diǎn)在于對(duì)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的研究，可以通過(guò)選擇凈化原料、推行無(wú)毒無(wú)害溶劑與催化劑、倡導(dǎo)環(huán)保等方式來(lái)應(yīng)用綠色化學(xué)理念?，F(xiàn)代企業(yè)更要重視生產(chǎn)中造成的污染，將治理污染的費(fèi)用應(yīng)用于綠色化學(xué)成品的技術(shù)研究中，抓住污染源頭的生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題，將環(huán)境污染之源扼殺，可以促使現(xiàn)代企業(yè)形成良好的環(huán)境保護(hù)作用。在高校的化學(xué)教學(xué)中許多知識(shí)都體現(xiàn)了這樣的教學(xué)重點(diǎn)，如選擇氧化的反應(yīng)類型，教材中列舉了大劑量的強(qiáng)氧化劑K2Cr2O7，但在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用催化氧化H2O2或者O3，是可以達(dá)到良好的清潔效果的，而且產(chǎn)率較高，不易出現(xiàn)“三廢”的情況。這些案例都屬于綠色化學(xué)教育實(shí)例，在高校的化學(xué)教育中應(yīng)讓學(xué)生明白科學(xué)技術(shù)擁有的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)綠色化學(xué)理念的應(yīng)用，才能促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

在追求經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代，整體的大自然環(huán)境也面臨著生存壓力。為此，將綠色化學(xué)的理念應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)中，可以從源頭開(kāi)始控制污染、防范污染。綠色化學(xué)是以“無(wú)害”為基礎(chǔ)的環(huán)境化學(xué)，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的化學(xué)技術(shù)手段可以消除那些對(duì)人類健康有影響，或是對(duì)環(huán)境有影響的原料及副產(chǎn)品?；どa(chǎn)中的催化劑、溶劑的使用，都要圍繞綠色化學(xué)的理念進(jìn)行，可以有效地控制環(huán)境污染程度。而高校的化學(xué)教育者也要更全面地解釋綠色化學(xué)理念的內(nèi)容，使高校的化學(xué)教學(xué)工作能夠真正作用于環(huán)境保護(hù)。