談化學教學中綠色化學理念的滲透

○ 民勤縣西渠鎮西渠中學

伴隨經濟與社會的持續發展，人民群眾的生活品質得到了極大提升，人民對居住環境引起了高度重視，為此提出了綠色化學教育，其主要目的是應用化學知識、技能和方法，達到預防化學污染的目的，將化學污染控制在最低范圍，并設計出無毒原材料進行應用，以此來節約資源，使生產環節不會對生態環境造成不良影響。為了有效保護環境，在中學化學教育活動中，應該不斷強化綠色化學理念。

一、綠色化學概述

1.綠色化學含義。綠色化學一般又稱為環境友好、環境無害、清潔的化學，在此基礎上研發的技術被叫作環境友好和潔凈技術。其主要理想為，不再應用具有危害的有毒物質，也不會生產廢氣物。綠色化學的本質含義就是從根源對化學污染進行治理，擁有極強的化學成熟度。

2.開展綠色化學教育的重要意義。在上個世紀，人類社會獲得了空前的科技成果，推動了社會生產力的快速發展，材料產品大大豐富。但是，人類忽視自身環境的保護，造成資源緊缺，污染現象不斷增加，生態平衡被破壞?，F如今，由于環境污染現象不斷加重，引起了人們的積大關注，并認識到在生產力與生產科學不斷發展的同時，還應該有效保護生態環境，對環境進行治理。而在這一過程中，科學技術的進步和發展，尤其是化學這門重要的學科，是人們改善生態環境的核心武器。綠色化學理念是人們在對環境問題以及環境保護方法研究的過程中逐漸形成的。

世界上各個發達國家對綠色化學的發展引起了高度重視，早在1995年，美國就頒發了國家環境技術規劃，其主要目標在于：到2020年地球日時，能夠對廢棄物的生產降低40-50%，所有裝置的原料使用減少20-25%。并且，美國還推出了“綠色化學挑戰方案”，設置了“總統綠色化學挑戰獎”，以此來激勵綠色化學教育理念的有關研究，以此來消除環境化學污染。美國政府這一舉動有效推動了綠色化學在美國的有效發展。總之，目前對綠色化學的研究已經變成21世紀各個國家、企業極為重視的方向和領域［1］。

中國近年來在經濟上獲得了高效發展，但因為國家環保法并不完善，對環境污染的治理技術和有關研究力度不足，導致環境問題不斷加重。因此，普及人們對綠色化學的根本了解，開展相關的技術研討，對環境保護、維持國民經濟、維護人們身體健康的持續發展具有極大的現實意義。

二、綠色化學理念的研究范疇

1.采用無毒無害的原料。眾所周知，在化學生產過程中，常常伴隨有大量的有毒有害原料，比如說光氣和氫氰酸就是一種十分典型的含有劇毒的原料，就目前人們對化學原料的研究來看，已經成功研制出代替這種劇毒原料的無毒無害原料，相關學者已經成功公開發出胺類和二氧化碳生產異氰酸酯技術；在特殊的化學反應過程中，利用CO直接和有機胺產生反應。

2.在無毒無害反應條件下生產。一般來說，化工生產的環境多為有毒有害環境，會嚴重影響到人的身體健康安全，也會對環境造成一定破壞，如何在無毒無害的環境下開展化學生產，是綠色化學研究過程中需要考慮和解決的問題。采用無毒、無害的溶劑或者催化劑來促進化學反應，是現如今學者們研究的課題。有毒有害的原料或者是揮發性強的有機溶液會對水源造成較大污染，甚至會形成地面臭氧，用無害溶劑來取代這些有毒有害原料，有十分重要的現實意義，對環境保護也有重要價值。比如說抗菌素中間體6-APA的合成，在無害的水溶劑中用酶選擇性催化溫室下一步反應就可以完成，如果沒有選擇無害溶劑，而是選擇了有機揮發性溶劑，則需要在零下40度的環境中才能完成此化學反應［2］。就目前對無毒無害溶劑研究的現狀來看，其中最為關鍵的就是超臨界流體的研究，超臨界二氧化碳的發展潛力十分巨大，在很多行業都能夠得到廣泛應用。

在有毒有害的催化劑中，比如汞、鉛等重金屬都會對環境造成極大破壞，歷史上也有過多起類似的污染事件。很多化工廠在生產的過程中都會使用大量的有毒優化催化劑，比如硫酸、氫氟酸等，不僅會對機械設備造成不同程度的腐蝕，還會產生很難回收的廢酸類化學物質。為了解決這個問題，很多發達國家都大力開發無毒無害的催化劑，如固體催化劑的應用十分廣泛，能夠有效解決上述問題，可以延長機械設備的使用壽命，達到消除污染、改善生產條件的目的。又如，異丁烷和丁烯的烷基化能夠提升汽油中的辛烷值，這個化學反應需要依靠氫氟酸或者硫酸來充當催化劑，現如今研究人員已經開發出了固體酸催化工藝，新工藝對生產高品質的汽油有重要的促進作用。利用無毒無害的催化劑代替有毒有害的化學物質，能夠有效減少對環境的污染和破壞，也能夠一定程度上保證化工人員的身體健康安全。

3.利用可再生資源合成化學品。就目前研究現狀來看，有95%以上的有機化學品都是來自石油和煤，但是作為自然資源和不可再生資源，石油和煤的儲備總有一天會被消耗殆盡，利用可再生資源合成化學品來代替這些不可再生資源，是綠色化學研究中需要遵循的基本原則。早在1996年，美國的學者就提出了此類想法，采用石灰處理和細菌發酵的方式，把廢生物轉化為飼料、工業化學品和燃燒的技術。生物質主要是有植物纖維素、淀粉以及木質素等材料組成，在淀粉酶以及其他化學物質的反應和作用之下，這些物質可以轉變成為葡萄糖，經過一系列的反應，可以得到乙二酸、對苯二酚等物質。

傳統工藝生產的塑料包裝材料、垃圾袋以及各種塑料薄膜，在被廢棄之后很難通過自然力量對其進行降解和腐化，久而久之也就成為了人們口中的“白色污染”，想要避免這個問題，可以把聚乙烯或者聚丙烯作為基礎原料，往這些原料中加入淀粉以及植物纖維素，對其實現生物降解，采用淀粉可再生、易降解原料，在利用特殊的工藝對其進行加工，這些“白色污染”能夠在微生物的作用下，很快變成低分子質量物質。隨著時間的推移，塑料袋中難以降解和腐化的有毒物質就會變成二氧化碳和水［3］。

三、中學化學教學中綠色化學理念的研究

在中學化學實驗中，和環境污染與防治有關的內容較少，通常是在CO還原實驗中，使用燃燒的方式才能去除多余的CO，在對Cl2進行制備的過程中，使用NaOH溶液來吸取剩下的Cl2，而其余的實驗通常只重視學生實驗技能的培養，沒有涉及環境污染和防止“三廢”的實驗，就算涉及了相關的環境污染問題，也只是討論它的危害和處理，嚴格意義來講這并非綠色化學，也不是開展環境污染治理工作，其主要是傳統的環境污染預防措施，容易造成學生對化學學科本身和化學生產對環境污染的聯系認識不足，在人類進行化學污染預防方面和其他對環境保護意識方面形成誤解［4］。因此，我們可以看出，現如今的中學化學教育中，和環境污染、治理相關的內容太少，并且在綠色化學基礎知識的教學中還存在著一定的差距。現如今，中學化學教育應該高度重視培養學生的環境保護思想，尤其是開展創新教育，以完成綠色化學教學的目的。因此，中學化學教學可以從以下幾方面進行完善。

1.加強學生環保意識的培養。想要培養學生的環保意識，教師應該做好帶頭作用。在化學實驗中，通常會接觸到大量有害環境的物質，在實驗過程中一些實驗人員順手將酸、堿等實驗廢液倒入下水管道，并將實驗廢渣扔到垃圾中，使得有害廢氣通過排風筒到達室外，這樣會讓學生形成誤解。通常教師在課堂上談論愛護環境的重要意義與緊迫性，但在實際化學實驗中卻向環境排放污染物。所以，讓學生以為保護環境并沒有教師所講的那么嚴重，會讓學生形成矛盾心理，不利于學生環保意識的培養。教師有必要對學生講解清楚，這些做法為環境帶來的污染，并且在實驗中回收少量的廢棄物并不難，實驗人員應盡量對實驗廢料實施收集和統一處理，只有這樣，才能有效培養學生的環保意識。

2.完善化學教育內容與方法。綠色化學思想以及基礎知識在中學化學教育中占有重要地位。近年來，我國對綠色化學的研究才慢慢開始，中學化學教學應該發揮出宣傳與普及的作用。因此，在中學化學教材和實驗中加入綠色化學知識，完善教學方法，讓學生從接觸化學知識開始，慢慢形成綠色化學思想。此外，化學教師應該積極關注綠色化學的研究發展，不斷豐富自身知識結構，在教學中，對傳統化學反應以及綠色化學反應實施了對比分析，并使用多媒體等多種教學手段加強學生對綠色化學的了解［5］。

3.投入環保方面的社會實踐活動。教師可以引導學生對周圍的水泥廠、造紙廠等化工企業進行參觀，并對廠家的廢液處理情況進行了解?；蛘邘ьI學生觀察被污染的水資源、農作物等，使其能夠了解環境保護的重要意義，調動學生學習興趣。具有條件的學校還可以組織學生參觀污水處理廠，使其能夠充分認識現代科技與綠色化學技術在實際生產中的使用效果，讓學生能夠較好地把握環境化學知識，激發學生對綠色化學知識的興趣。

綜上所述，為了跟隨時代的發展腳步，促進人類文明的發展，不斷強化綠色化學教育具有極為重要的現實意義，在新時代下，宣傳和普及綠色化學理念是時代發展的根本需求，化學教師應該緊緊跟隨時代腳步，積極創新，為落實綠色化學目標不斷奮斗。