化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)的滲透

　　綠色化學(xué)是20世紀(jì)90年代初誕生的“新化學(xué)嬰兒”。它有別于傳統(tǒng)化學(xué)概念。傳統(tǒng)化學(xué)概念似乎總和環(huán)境污染密不可分，它更關(guān)注如何通過化學(xué)的方法得到更多我們?nèi)祟愋枰奈镔|(zhì)，而在此過程中原料、反應(yīng)過程、生成物對環(huán)境的影響考慮較少，即使考慮也主要著眼于事后的治理而不是事前的預(yù)防。而綠色化學(xué)是對傳統(tǒng)化學(xué)和化學(xué)工業(yè)的革命，是以生態(tài)環(huán)境意識為指導(dǎo)，研究沒有(或盡可能少)環(huán)境副作用，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)品與化學(xué)過程，所以綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué)。
　　那么，我們中學(xué)化學(xué)應(yīng)該如何為創(chuàng)建綠色學(xué)校來“添加綠色”，進(jìn)行綠色化學(xué)教育呢?本文針對化學(xué)教育的特點(diǎn)，結(jié)合近年來所進(jìn)行的化學(xué)環(huán)保教育的實(shí)踐，初步探討了綠色化學(xué)教育的方法和途徑。
　　
　　一、通過化學(xué)教學(xué)滲透綠色化學(xué)教育
　　
　　在化學(xué)教學(xué)中，可把本地區(qū)環(huán)境污染的典型事例自然地、生動(dòng)地滲透到化學(xué)教學(xué)中，讓學(xué)生親身體驗(yàn)到污染給人們帶來的危害，培養(yǎng)學(xué)生對環(huán)境保護(hù)的責(zé)任感，明確實(shí)施綠色化學(xué)的重要性。例如：硫酸工業(yè)制法的教學(xué)，在講SO尾氣的污染時(shí)，讓學(xué)生看酸雨危害的錄像，還讓學(xué)生做將SO回收制取HSO，及液態(tài)SO的練習(xí)題。使學(xué)生體會到回收SO，不但可以減少污染，減少經(jīng)濟(jì)損失，而且還可變廢為寶，制取新產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益。在講氮族元素這一章時(shí)，進(jìn)行素質(zhì)教育的整體設(shè)計(jì)，特別講解氮在自然界的循環(huán)。穿插汽車尾氣的排放，氮氧化物造成光化學(xué)煙霧，水中氮磷過多造成水富營養(yǎng)化，形成赤潮造成污染等等環(huán)保知識。
　　另外，教科書上的很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在操作過程中會造成大氣或水體污染，如：無機(jī)化學(xué)中Cl的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，硫及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，氮化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及有關(guān)重金屬鹽的實(shí)驗(yàn)等等，還有有機(jī)化學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中教師除傳授知識和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能外，還要著重引導(dǎo)學(xué)生對污染環(huán)境的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的裝置進(jìn)行改革、創(chuàng)新，使其成為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。將Cl的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改在一個(gè)封閉、連通、透明的裝置中進(jìn)行操作，這樣既不影響實(shí)驗(yàn)效果，也不污染大氣，又可增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識。
　　在這里介紹一下原料綠色化的簡單例子。氫氰酸是劇毒物質(zhì)，對工人的健康損害很大，同時(shí)，排放含CN-的污水、廢氣也嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，現(xiàn)在電鍍工藝中主要使用無氰電鍍，無氰電鍍的電鍍液中不含CN-。無氰電鍍液的配方可鼓勵(lì)學(xué)生去因特網(wǎng)上查找。在講解氯氣的漂白作用(實(shí)際上是HCIO的漂白作用)時(shí)，不妨告訴學(xué)生：現(xiàn)在造紙廠和自來水廠已逐步用二氧化氯(ClO)、過氧化氫(HO)、臭氧(O)等，代替氯氣作漂白劑和消毒劑，這樣可避免產(chǎn)生二惡英和其他有機(jī)氯化物，因?yàn)槎河⒑驮S多有機(jī)氯化物多為致癌物。在講解高二教材第四章“石油、煤”一節(jié)時(shí)，應(yīng)告訴學(xué)生，目前95％以上的有機(jī)化學(xué)品都來自石油和煤。但是，石油和煤都是不可再生資源，伴隨著人類的開采、利用將逐步耗竭。因此，利用可再生資源合成化學(xué)品是綠色化學(xué)研究的又一戰(zhàn)略。
　　能源綠色化要求生產(chǎn)過程應(yīng)該盡量控制在溫和的溫度和壓力下進(jìn)行，使能耗最低，并盡量使用可再生能源。關(guān)于這個(gè)條件，高二教材第七章第二節(jié)提及利用高分子膜淡化海水、處理污水和能量轉(zhuǎn)化等方面的范例。采用高分子膜淡化技術(shù)就不需加熱蒸餾，可節(jié)約大量能源，為緩解能源的不足帶來希望。高三教材第四單元“氯堿工業(yè)”一節(jié)中也介紹了“離子交換膜法電解制堿技術(shù)”，該法具有能耗低的優(yōu)點(diǎn)。而關(guān)于能源的凈化、無害化，高二教材第四章第六節(jié)詳細(xì)介紹了煤的干餾、汽化和液化技術(shù)。高三教材第三單元第四節(jié)，專門討論了“使用石化燃料的利弊及新能源的開發(fā)”。我國是世界上最大的耗煤國，積極開展煤的無污染利用和綜合利用十分重要。這方面的綠色化學(xué)技術(shù)主要有等離子除硫除塵、生物化學(xué)除硫等。曾有一系列的檢測表明，我國有一半左右的城市兒童血鉛含量超過了國際公認(rèn)的鉛中毒標(biāo)準(zhǔn)。罪魁禍?zhǔn)拙褪菫樘岣咂偷男镣橹刀砑拥囊环N名為四乙基鉛的抗爆震劑(見高二教材第99頁閱讀材料)。最新的綠色化學(xué)成果已開發(fā)出通過固體酸催化工藝提高汽油辛烷值，為汽油無鉛化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
　　最后，告訴學(xué)生，最好的防治辦法是“不讓污染物產(chǎn)生”，如改變?nèi)剂系慕Y(jié)構(gòu)、成份，尋找新能源，大量植被造林，城市禁止使用煤而改用管道煤氣等。這樣教學(xué)豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又溶進(jìn)了綠色化學(xué)教育。
　　
　　二、通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識
　　
　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染排放看似微不足道，但其成分復(fù)雜，累計(jì)效應(yīng)實(shí)在不容忽視，尤其不能忽視的是實(shí)驗(yàn)的育人功能。因?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、注重化學(xué)與環(huán)境之間密切關(guān)系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)，應(yīng)該大有作為。
　　在化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，都存在著“廢氣、廢液、廢渣”的問題，這些實(shí)際問題的處理過程，是培養(yǎng)學(xué)生良好的環(huán)保習(xí)慣的難得機(jī)會。廢氣如何處理?如氯氣的全封閉制取裝置(尾氣用NaOH吸收)；廢液如何處理?如分組實(shí)驗(yàn)制乙烯后硫酸的回收；廢渣如何處理?如制H，后鋅粒的回收等等。盡管有些回收處理較繁瑣，遠(yuǎn)沒有亂倒亂丟方便，但若放松了這一關(guān)，就至少有兩方面的危害：從近處看，污染物積少成多，造成實(shí)驗(yàn)室長期的危害和隱患。例如積累在下水管道里的Zn粒若遇到大量的酸，甚至?xí)斐蒆，爆炸，這種災(zāi)害已有所聞；往遠(yuǎn)處看，貪方便，圖省力的不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣一旦形成，積重難返，就會產(chǎn)生不守法規(guī)、污染環(huán)境的新一代，誤人子弟，誤民誤國。
　　
　　三、通過化學(xué)課外活動(dòng)加強(qiáng)綠色化學(xué)教育
　　
　　英國教育專家的統(tǒng)計(jì)表明，青少年時(shí)代親歷過的實(shí)踐活動(dòng)，對一個(gè)人終身的影響占有很大的份量。這說明親自“感覺”這個(gè)世界遠(yuǎn)遠(yuǎn)比知道這個(gè)世界更重要。如果只讓學(xué)生們坐在教室里討論離他們很遙遠(yuǎn)而且憑他們目前的力量根本無法解決的問題(如化學(xué)污染、環(huán)境危機(jī)等)，久而久之，他們就會被這種無能為力的悲觀和沮喪所淹沒，對綠色化學(xué)的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生懷疑。基于上述“體驗(yàn)比理解更重要”的教育理念，在實(shí)施綠色化學(xué)教育時(shí)，完全有必要組織學(xué)生進(jìn)行環(huán)境調(diào)查、撰寫綠色化學(xué)科技小論文等活動(dòng)。學(xué)生通過調(diào)查去親自體驗(yàn)綠色化學(xué)問題。
　　在學(xué)“肥皂和洗滌劑”時(shí)，提到：有的洗滌劑含有磷元素，造成水體富營養(yǎng)化，促使水生藻類大量繁殖，水中的溶解氧降低，使水質(zhì)變壞。目前，合成洗滌劑導(dǎo)致的水體污染已引起人們極大的關(guān)注，并正積極研制無磷等新型洗滌劑，以減輕環(huán)境污染。因此，教師可組織學(xué)生對當(dāng)?shù)氐乃w進(jìn)行考察。
　　學(xué)生學(xué)習(xí)了臭氧之后，教師組織學(xué)生閱讀有關(guān)臭氧的知識，1984年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)南極上空臭氧空洞；其實(shí)是氟里昂對臭氧層的破壞作用，這正是產(chǎn)品綠色化方面的問題，但是真正的元兇是Cl原子，而Cl原子的產(chǎn)生與氟里昂有關(guān)，生活中氟里昂的產(chǎn)生主要在家用電冰箱、換氣扇，要求學(xué)生調(diào)查家里的這類電器，并寫成小報(bào)告在全班進(jìn)行演講。還有許多例子，如自己所在城市的空氣狀況，這就需要了解周圍的工廠及機(jī)動(dòng)車輛的多少，同樣寫成報(bào)告的形式。還可以留心閱讀家庭日化用品(如洗衣粉、滅蚊劑、干電池、化妝品、調(diào)味品、醫(yī)用藥品等)的說明書，特別是其原料成分的說明，聯(lián)系已了解的綠色化學(xué)知識，分清哪些成分是符合綠色化學(xué)要求的，哪些是不符合綠色化學(xué)要求、需要逐步替代的，對這類日化用品要逐步減少使用，使用后要考慮如何減少對環(huán)境的污染。
　　總之，在實(shí)施綠色化學(xué)教育時(shí)，完全有必要組織學(xué)生進(jìn)行工廠及環(huán)境調(diào)查、撰寫綠色化學(xué)科技小論文等活動(dòng)。使學(xué)生通過調(diào)查去親自體驗(yàn)綠色化學(xué)問題。
　　我國的綠色化學(xué)的研究和開發(fā)剛剛起步，而綠色化學(xué)不僅僅是科研戰(zhàn)線或化工戰(zhàn)線的任務(wù)，在整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域都要實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)化學(xué)到綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變。作為普及化學(xué)知識和培養(yǎng)能力、肩負(fù)培養(yǎng)化學(xué)專門人才重任的化學(xué)教育，就必須義不容辭的地承擔(dān)起普及、宣傳和實(shí)施綠色化學(xué)教育的任務(wù)，讓綠色化學(xué)教育成為21世紀(jì)素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，把綠色化學(xué)教育的思想和內(nèi)容貫穿在整個(gè)教學(xué)工作的全過程，使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在社會發(fā)展、提高人們生活質(zhì)量、增進(jìn)人們身體健康、實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展中的作用，更要認(rèn)識到化學(xué)給環(huán)境帶來的負(fù)面影響，從而使學(xué)生牢固樹立起綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的意識，認(rèn)識到綠色化學(xué)是“防”，環(huán)境保護(hù)是“治”，只有從根本上切斷污染源，才能真正做到環(huán)境保護(hù)。
　　總之，只要結(jié)合好具體的教學(xué)這個(gè)主載體，充分利用教材中的綠色化學(xué)素材，聯(lián)系綠色化學(xué)發(fā)展的新成就，注重學(xué)生的興趣特點(diǎn)，隨時(shí)隨地都可以擺開綠色化學(xué)教育的課堂，在“潤物細(xì)無聲”中使學(xué)生了解綠色化學(xué)原理、樹立綠色化學(xué)意識，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教育的目標(biāo)。
　　
　　更正
　　《中國教師》2006年第2期《農(nóng)村中小學(xué)校長：一個(gè)令人尷尬的角色》一文的作者應(yīng)為張功宇，特此更正。并向作者表示歉意。
　　《中國教師》編