有機化學教學與環境保護

霍子瑩

（北京聯合大學生物化學工程學院 北京 100023）

有機化學教學與環境保護

霍子瑩

（北京聯合大學生物化學工程學院 北京 100023）

在社會不斷發展的過程中，環境問題日益嚴峻，成為人們廣泛關注的一項問題。而作為一門重要的學科，有機化學主要研究的對象就是有機化合物的應用、生產方式、結構理論與性能等內容，同工業發展有很大的聯系，對社會發展與環境保護有緊密的聯系。本文主要介紹了有機化學與環境的關系，在有機化學理論教學和實驗教學過程中對學生環保意識的培養以及有機化學教學在環境保護中的應用，為相關研究提供參考意見。

有機化學；教學；環境保護

近年來，隨著社會發展的需要，化學已經成為人們生產和生活中不可缺少的元素，有機化學在能源、信息、材料、工業、醫藥等方面做出了巨大的貢獻，在給我們的國民經濟帶來增長的同時，化學污染物也對環境產生了很大的破壞。在教學過程中通過更新教學內容，豐富教學方法，優化有機化學實驗方案[1]來將環保的意識融入到廣大的學生中去，對于以后經濟社會的綠色發展具有十分重要的意義。

1 有機化學的定義

有機化合物是指含碳的化合物，有機化學又稱為含碳化合物的化學，是研究有機化合物的結構、性質和制備的學科，是化學的一個重要分支。有機化學學科涉及到多方面的知識內容，例如：人口和健康問題、材料應用、能源、信息技術等，作為一種新型高科技術為社會的發展和科技的創新提供了動力，利用有機化學方法可以有效的解決國際性核心問題。

2 有機化學與環境的關系

2.1 有機化合物對環境的污染

有機化合物與人類生活的衣食住行息息相關，也是環境污染的罪魁禍首。隨著合成技術的成熟發展，有機化合物的種類越來越多，他們每天以驚人的速度排放在人們生活的環境當中。目前環境中主要的有機污染物有金屬有機污染物，；烴污染物；含氮、磷有機污染物；含氧、硫有機污染物；含鹵素有機污染物、天然產物污染物。

2.2 有機化學的應用是治理環境污染的重要手段

有機化學在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著主要的作用，而且隨著日益突出的環境問題，在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。雖然目前環境問題與化工行業有關，但是有機化學的合理應用對環境的保護作用也是顯而易見的。例如將煤中的元素原子100%轉化成對人類有益的有機產物，減少了煤燃燒過程中產生的廢氣，也在環保的基礎上提高了利用率；有機化學研究出殘留時間段、藥效更專一的農藥可以減輕對土地的污染等等。自20世紀90年代初，科學家們就提出了“綠色有機化學”的概念，旨在建設綠色的合成工藝環境，在增強經濟建設的同時有效的保護了環境。

3 在有機化學教學中提高學生的環保意識

在有機化學教學中提高學生環保意識的措施具體包括以下幾個方面：

3.1 在有機化學理論教學中提升學生的環保意識

我們可以利用多媒體技術具有圖、文、聲并茂的特點，直觀、生動、活潑的表達教學內容，激發學生的學習興趣[2]，提高思想意識。例如在學習烴類化合物時，融入石油煉制有關能源危機的知識，介紹汽車尾氣是城市污染的主要污染源；講解烯烴時，介紹由塑料袋、一次性餐盒造成的白色污染；鹵代烴學習中，介紹臭氧層破壞的主要原因是冰箱和空調的使用的大量制冷劑氟利昂；教學芳香烴類時介紹目前多環芳烴類的苯并芘是一種強致癌物；酮類化合物的教學中，介紹室內空氣污染的主要污染物甲醛等。這樣的講解有利于學生加強對環境污染的認識并且可以增強環保的意識以及對化合物結構的掌握。

3.2 在有機化合物實驗教學中培養環保意識和方法

實驗教學是化學教學中必不可少的一部分。在實驗教學中更要重視學生的環保意識的培養，規范化學實驗的方法，減少化學品的用量，有效處理實驗結束后產生的廢棄物，以達到盡量避免污染環境的目的[3]。教師應在實驗教學中規范學生的實驗行為，這樣才能達到環保教育的目的。在化學實驗中，教師必須教授正確的實驗方法，指導減少實驗中有機化學品的用量。要盡量遵循少利用資源，少產生廢物的原則，盡量利用新方法和新技術，來預防和減少化學的污染。

3.2.1 設計綠色化實驗

所謂綠色化實驗，就是指在實驗內容、實驗方法、實驗試劑的選用上進行最優選。可以選擇毒性小、污染低、現象明顯的項目，對于部分必須要進行的實驗進行試驗路線的改革，采用污染小的原料進行[4]。開展有機化學教學的教師應不斷學習有關環境保護的多方面化學知識，掌握新的化學工藝和當前社會發展的動態，將這些新鮮的化學環保知識與課程結合起來，設置一些創新性的綠色實驗，提高學生學習興趣同時，增強學生的環保意識。如甲醇羰基合成法是制備醋酸的最佳合成路線，具有反應的高選擇性和對環境的友好性，現已代替了傳統的乙烯氧化合成法路線。該合成工藝流程如下圖1所示。

圖1 甲醇羰基合成法是制備醋酸工藝流程

3.2.2 有機化學實驗的微型化

有機化學實驗的微型化是綠色化學的一個重要方面，微型化實驗具有反應時間段、現象明顯、節省實驗用品和對環境污染小的特點。在實驗的過程中，使用微型儀器，既減少了藥品量也縮短了時間更減少了三廢的排放。一氧化碳催化偶聯合成草酸是一氧化碳在催化劑的作用下與亞硝酸酯偶聯反應生成草酸二酯和氧化氮，草酸二酯水解得草酸和醇。反應生成的氯化氮部分氧化為二氧化氮。氧化氮和二氧化氮生成三氧化二氮，三氧化二氨與醇酯化反應生成亞硝酸酯，亞硝酸酯能夠循環使用，這種微型化的實驗具有極好的環保效果。

3.2.3 設置連續化的實驗內容

可以設計有關聯的綜合性的實驗項目，將部分實驗的產物或者廢棄物應用到另一個實驗當中，減少實驗室廢棄物的排放量[5]。這樣既能避免各個實驗孤立起來，也可以增強實驗過程的連續性和綜合性，使學生在掌握實驗過程的同時增強了環保的意識，減少了環境的污染。苯胺的生產以前主要采用鐵粉還原硝基苯的工藝路線，這種路線的主要缺點是設備腐蝕嚴重、操作維護費用高、生產過程產生大量鐵泥、廢渣和廢水，其中含有對人體危害極大的硝基苯和苯胺，現在主要采用硝基苯經活性銅催化氫化制備，可進行連續生產污染小，彌補了傳統實驗的不足，避免了實驗資源的浪費，兩種合成方法介紹如圖所示。

4 結語

綜上所述，應嚴格把握有機化學課程的基本特征，從不同角度和方面使學生能夠透徹的理解有機化合物，在保障教學質量的基礎上，增強學生的環保責任感，并應用設計綠色化實驗、有機化學實驗的微型化、設置連續化的實驗內容等方式，充分發揮有機化學的環保作用，利用有機化合物的性能降低環境污染和破壞問題，創造一個和諧的生態環境。環境保護是一個長久的、廣泛的需要重視的問題，將有機化學教學和環境保護有機的結合起來可以有效的提高學生的環保意識，對經濟社會的可持續發展具有重要意義。

[1]李永,王志玲.淺談有機化學教學中環保意識的培養[J].化學工程與裝備,2011,07∶243.

[2]陳丹青.環境保護意識在有機化學教學中的滲透[J].中國電力教育,2010,22∶65.

[3]馮壽淳.重視環境保護探討綠色有機化學實驗 [J].廣州化工, 2014,42(10)∶235-236.

[4]宋乾收,繆程平.有機化學實驗教學中學生環保意識的培養[J].化工時刊,2012,26(04)∶67.

[5]江家發,魏加魯,楊志春.走進高中化學新課程探索環境教育新方法[J].化學教育,2005,9(09)∶34-36.