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绿色化学概念的提出时间并不长,这也导致许多化学教师对绿色化学没有足够的了解,甚至有的教师对绿色化学还持怀疑态度.在我们国家,尽管越来越多的化学工作者对绿色化学做了各种各样的努力,但绿色化学有怎样的内涵,有怎样的发展意义,仍不为化学教育工作者所理解.所以,如何提高初中化学教师的绿色化学理念和素养,是当前初中绿色化学教学有效实施的根本保证.
下面根据自己的化学教学实践,谈谈对绿色化学教学的体会.
一、挖掘化学教材中的环境内容,
渗透绿色化学意识
化学教材中有很多环境方面的内容,可以作为扩大绿色化学思想的催化剂.在化学教学中,我们尤其要将化学教材与具体的实际事例相结合,让学生有效认识到绿色化学教育的紧迫性和重要性.
例如,在讲“水”时,可以从节约用水的重要性旁敲侧击;在讲“金属”,以常见的一些金属入手,介绍金属资源的短缺、锈蚀、防腐、回收与再利用,以及研制新型材料来代替稀缺金属;在讲“酸碱盐”时,就不能不提到农药、化肥的滥用,引导学生对这些社会现象进行反思.
类似的教材内容还有很多,需要我们在化学教学中不断挖掘,不断给学生渗透绿色化学的知识,提高他们的绿色化学观念.
二、有效利用生活实践教学,开展
绿色化学教育
尽管现在的化学教材中已融入越来越多的绿色化学知识,但其内容较少,针对性也不够.因此,在化学教学中要处处本着绿色化学的原则,把握时机有效地渗透绿色化学教育.
例如,在讲化学反应与能量变化时,可以有效结合能源的开发与利用,能源的合理开采;在讲大气时,融入空气的污染与防治、臭氧层的破坏与保护、温室效应的后果、汽车尾气的排放、玻璃幕墙的光污染、酸雨的成因及预防等.这些都是我们在生活中常见的现象,将学生熟悉的生活实践与化学教学结合起来,可以增强化学课程的感染力,提高教学效率.
在化学教学中要体现绿色化学的根本内涵,体现绿色化学理念,通过潜移默化进行绿色化学教育,让学生掌握绿色化学的观点和理念.
三、应用绿色化学思想,设计初中
化学实验
化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验在初中化学教学中起着重要的作用.但是不可否认,很多化学实验前后都对环境或人体有一定的危害,而且很多情况下一些废水、废料未经处理就直接排向外部环境,对周边环境的影响可想而知.所以,化学实验教学仍然要以绿色教育为基本原则,改革以往的陈旧实验方式,将绿色化学的理念融入到初中化学实验教学实践中,创设友好合作的化学实验.在化学实验中,要尽量践行绿色化学的原则:无污染、省资源、妥善处理废弃物和循环利用.
四、践行探究性教学,开展绿色化
学教育研究
随着全球气候的变暖,大气污染加重、水资源短缺、水土流失及土地沙漠化等都成为人类可持续发展亟待解决的问题.作为初中化学的重要学习内容,绿色环保知识需要结合当前的生存环境,将绿色化学的新观念介绍给学生,以空气、水等污染作为环境保护的重要内容.通过组织引导学生利用社会调查和实践的方式,深入大自然收集与记录身边的污染情况,并尝试设计出治理的有效方案,让学生相互交流和讨论,发表彼此的看法和意见.教师要组织和指导学生开展化学实践活动,在增长见识开阔眼界的同时,引导学生朝更深的方向探究发展.探究性实践教学,能够实现化学课堂教学的延伸,这对培养学生的综合能力具有重要的意义.
五、设计绿色化学习题,强化绿色
化学理念
长期以来,学校化学实验侧重较单一的教材知识和验证性实验,缺乏综合性实验,学生长期处于一种“实验—污染—再实验—再污染”的模式中,这容易使学生形成“环境保护就是治理污染”的错误思维方式。这就需要对化学课程进行改革,改进实验内容,引导学生树立正确的化学理念,开展化学实验绿色化就能很好的体现当前素质教育的要求。
一、新课程的理念与创新
教育改革的核心是课程改革,创新是教育制度改革的灵魂,教育制度创新的重点是课程创新。新课程与以往相比有着重大变化,它全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,重视学生的实践能力、创新精神、健康的审美情趣的形成以及科学和人文素养的培养等。化学科学尤其是化学实验需要在实践过程中融入新课程改革的思想和理念,注重培养学生的实践能力和创新能力。
二、绿色化学概述
绿色化学又称环境无害化学、清洁化学、环境友好化学,是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用,并在技术上和经济上都有利的化学品和化学过程。
绿色化学的提出是可持续发展对环境的挑战。它是一门从源头上防止污染的化学,其核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有毒物质,减少化学污染的生成。
1. 绿色化学的特点
绿色化学研究的中心问题是化学反应。化学工艺及其产物具有四方面特点:①化学反应的原料是无毒无害的;②反应条件如溶剂、催化剂是无毒无害的;③反应产物是对环境是友好的;④化学反应具有原子经济性,废物无污染。
2. 绿色化学研究的内容
一般来说,一个化学反应受四方面影响:①反应原料的性质;②反应条件;③反应产物的性质;④反应合成的路线。这四方面也是绿色化学研究的内容。
当前绿色化学研究的重点是:①改进实验,研究变换反应原料,设计对人类健康和环境保护的物质,这是绿色化学的关键部分;②改善反应条件,提高产率,减少废物的生产和排放,降低危害;③选择更安全、对环境更友好的合成路线。绿色化学着眼于安全、环保这两个概念,不仅针对人类的健康,还包括整个生态环境的保护。
三、化学实验绿色化研究
1. 化学实验绿色化
化学实验绿色化是以绿色化学的理论和方法为核心和基本原则,对化学实验进行改进,尽可能减少环境污染或无污染,使化学实验过程达到绿色化的方法。
化学实验绿色化是新世纪化学实验改革的重点方向和崭新课题,是用预防化学污染的新思想和新技术对常规实验进行改革而形成的化学实验新方法。它的目标是选择对环境无毒无害的反应原料来进行化学实验,合理的设计实验装置,严格要求实验过程,并妥善做好实验后的处理工作,使整个化学实验实现零污染。通过上述来实现绿色化学的要求和目的。转贴于
2. 实现化学实验绿色化的方法和途径
(1)树立绿色化学思想观念,增强环境保护意识
在化学课堂教学和实验过程中注重向学生灌输“绿色化学”的理念,具体体现绿色化学的新概念、新方法和新技术。这不仅能够使绿色化学的概念植入学生的头脑中,还能使学生在实验过程中培养预防化学污染的新思想。
(2)开展微型化学实验
在微型化的实验装置中进行的化学实验称为“微型化学实验”。微型化学实验着眼于环境安全和污染预防的需要,其试剂用量是常规实验的十分之一,反应时间节约三分之一。由于反应的原材料大大减少,实验设计时更安全,且污染小、效率高,更贴近绿色化学的要求。
(3)改进对环境危害较大的实验
许多有机化学反应如溴苯的制备;具有放射性元素参与或生成的反应等,应该废除或改进。这些化学实验对人体健康和自然环境造成了严重的危害和污染,应选择无毒害的实验或毒性很小的实验来代替。
(4)利用计算机辅助多媒体仿真实验
一、绿色化学的科学内涵
绿色化学(Green Chemistry)又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry),是指在化学反应过程中及化工生产中,用化学的技术或方法尽量较少或彻底消除使用和生产有害物质,并最大限度的控制或减少有害污染物的产生和滞留。绿色化学的理念不是终端的、对化学污染的被动治理,而是源头的、对化学污染产生的主动地控制,绿色化学的关键是“防”。对于绿色化学,不同的角度有不同的诠释。从科学的角度,绿色化学是化学基础内容及形式的创新;从环境的角度,它是从源头上控制污染;从经济的角度,它是合理的利用资源。
二、绿色化学在高中化学教学中的渗透
在现代社会生活中,环境的保护及经济的发展都需要绿色化学。绿色化学的理念、思想需要准确及时的向社会传播,社会上的宣传教育是一个很好的途径。作为学校,化学学科教育是渗透绿色化学思想的重要途径,也是更加有效的途径。把绿色化学思想渗透的到高中化学教学中,使绿色化学成为高中化学教育的一部分,如何更好地完成这个任务显得很重要。
1。在有机、无机化学教学中渗透绿色化学思想
在有机、无机化学中,有很多内容是有强烈现实性的,可以直接联系当今的环境问题。教学中,有机、无机化学中的很多知识点都可以与现在的环境问题结合起来,理论与实际相结合,绿色化学的思想很容易渗透进去,让学生了解到如何应用化学知识及绿色化学的思想去保护环境、防治污染,也为以后更好的保护环境做准备。
因此在具体的高中化学教学中不妨联系实际、采用新的教学方法把绿色化学的思想渗透到学生中。如在煤的综合利用的教学中,联系到现今“三废”问题对环境的危害,课堂上可以采取探讨式的教学方法,先提出问题,然后再解决问题。如何提高煤燃烧的热效率?煤的干馏产物如何进行综合利用?然后让学生思考如何解决这些问题。在有机物合成的教学中,在合成新的物质过程中会产生废渣,废气,如果这些废气、废渣直接排放会严重污染环境,教学中应引导学生思考怎样将这些废气、废渣进行回收、再利用,实现无污染、零排放?比如学习“烃与烃的衍生物”时,我制作了渗透绿色化学思想的课件,向学生介绍生态环境的破坏及保护、室内化学物质的存放及危害、农药与食品安全、与生命健康、白色污染与综合治理等一些涉及绿色化学的知识,然后再结合具体的烃及其衍生物来展开教学。
2。在化学实验教学中渗透绿色化学思想
化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学教学课程中的重要组成部分。在实验过程中会产生大量的废弃物以及一些有毒有害的物质,会给环境带来一定的危害,所以利用绿色化学的思想去指导学生的化学实验是很重要的。通过学生的这种亲身的体验,有利于学生树立绿色化学的思想。具体可以从以下几方面进行:
首先,发展微型实验。对一些常见的实验仪器进行微缩,减少试剂药品的用量。在绿色化学的理念下发展微型化学实验,使用微型仪器、减少试剂用量,可以减少实验中的“三废”,同时也能达到现象明显、操作方便、安全等要求。
其次,改进化学实验及仪器装置。在化学实验过程中会产生气体、液体或固体,这些产物多数是有毒或是有害的物质,会造成环境污染。因此,在不影响实验结果及操作的前提下,可以尝试改进实验步骤及仪器装置,从而减少实验产生的污染。
第三,严格处理实验废弃物。化学实验过程产生的“三废”需要严格的处理,需要让学生意识到这个问题的重要性,所有的废弃物都应按照相应的要求进行处理。比如有害气体应用相应的物质吸收或容器收集,不能直接排到大气中;一些废液需要倒到指定的容器中统一处理;对有利用价值的物质进行回收利用等。
3。在元素及化合物教学中渗透绿色化学思想
在教学这些内容的过程中,可以从两个方面引导学生去认识绿色化学。一是思考现在课本中的制取反应、化学工艺是否符合绿色化学的理念,不符合的话应如何去改进;二是在学习元素化合物的性质时,这些物质在现实生活中扮演的是什么角色,有什么好处及危害。
化学是一门自然科学,在原子和分子的水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。化学是一门具有深奥的内蕴和无限研究和挖掘空间的科学。随着人类社会科学技术水平的不断提高,人类利用化学的能力不断提高,在能源和资源、材料科学和环境方面,化学的应用带给人类惊喜和福音。化学领域的研究与应用的不断进步也在人类社会产生了“双刃剑”效应,其负面作用是造成了严重的资源消耗和环境污染。由于化学发展模式的不适应,人类生存环境以及生态的破坏日渐严重,同时也在制约着经济的发展,给人类的身体健康、生命安全造成了严重的威胁。化学领域所反映出的严峻问题引起了国际社会的普遍重视,改变生产以及研究模式的命题和实践开始付诸实施,“绿色化学”的理念和实践应运而生。绿色化学又称为清洁化学、环境友好化学或环境无害化学。绿色化学属于从源头上来防止污染的化学,属于层次更高级、更符合发展人类社会发展需要的化学,它追求的是实现可持续发展的目标,绿色化学是针对人类利用化学科学的理念和方法所提出的。
二、绿色化学的发展思路以及模式
绿色化学的发展思路体现在化学技术应用于经济社会发展的源头,即在研究和应用的源头就要打破传统的只计产出不计污染、先污染再治理或以环境污染和资源浪费换经济增长的观念。考虑到时空变化和条件变化的因素,尊重和服从自然生态发展规律,实现保护生态平衡和加快发展的速度。一般来讲,实现高效发展的主要思路是尽可能少地利用原材料,尽可能多地制造成品;尽量减少污染物的排放,尽量提高转化率。相关的污染物的排放标准,在本质上来讲是建立在所有的化学企业全部按照高效生产的操作这个假设前提上的。对材料进行回收以及重复利用。材料的回收主要体现的理念是节约资源,重复利用主要体现的理念是节约成本。自然环境很难进行净化或者短期内很难实现净化的材料,应该进行重复利用;而对污染比较高的化学制成品应该尽可能回收利用。积极倡导材料的回收以及利用是一种行之有效的绿色途径。实现再生利用并拒绝使用高污染产品。在设计以及生产化学制成品的环节必须考虑到再生利用问题。实践证明,在自然环境中,高分子的原材料有着非常明显的污染,这就要求在设计环节就应对回收和再利用进行考虑,实现变废为宝,实现绿色制造。同时应该拒绝使用那些高污染、无法回收与替代、不能再生以及重复使用的高危材料,从科研环节就能够尽可能寻找相应的绿色替代品。
三、绿色化学在高校化学教学中的探索以及应用
(一)改革高校化学教材
高校化学所使用的教材尚缺乏绿色化学方面的内容,因而在高校的教材中,应该增加绿色化学的相关知识以及国际上在绿色化学领域中所研究的先进成果。教师依据教材向学生讲授化学知识,随着教材对绿色化学内容的充实,教师的授课理念、授课方案的设计、课堂讲授对学生学习情况的考核评价都应将绿色化学内容补充起来。教师要加强同学生的绿色化学知识的交流以及探讨,积极主动引导学生在日常生活以及学习中关注和学习绿色化学的相关知识。通过改革高校化学教材将绿色化学的理念和知识建构传授给大学生。
(二)培养和强化化学教师的绿色化学意识
化学教师在多年的化学教学中已经形成了思维惯性和知识积淀的固化内容,那么,在高校化学教学中渗透绿色化学理念首先就必须转变化学教师的教学理念,包括加强教师绿色节能环保意识的培养和对绿色化学知识的学习和掌握。同时,教师还应该在行为上起到表率作用。教师应该多阅读相关的书籍、文献文章,了解更多的绿色化学知识和信息,在一定程度上改变比较传统的教学方式以及思维,应该在实际的课堂教学以及相关的实验时对有害化学物质的排放进行强调。化学教师应该在课余时间对绿色化学的实际教学以及研究的动向、轨迹进行关注,有效地传授给学生。
(三)对教学内容进行灵活的补充
高校所使用的教材具有相对的稳定性,在教材编写成型并投入使用后,不会轻易改变。也就是说,新教材和老教材的交替会有一定的过渡时间。因此,在一段时间内,遵循教材的课堂教学内容会是相对固定的。高校教师应该在实际的教学中,凭借自己掌握的绿色化学知识对教材内容进行适当补充,让学生的绿色化学方面的意识在相对比较完整的链条上进行延续。
(四)将绿色化学的理念融入到化学实验中
在高校化学的教学中,实验可以加深学生对教材中比较抽象的概念的理解,同时还能够对化学知识进行巩固,然而,最重要的是强化学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力。实验能够有助于强化学生的实验技能,还能够培养学生认真以及严谨的态度。通过化学实验的相关教学能够有效实现绿色化学。不管是溶剂、试剂或者催化剂,在实际的实验过程中都需要先考虑使用无毒无害的环保材料,在进行试验之前的准备阶段,应该充分考虑相关的代替品或者防止使用有害有毒的材料。除此之外,在设计实验时,应实现试剂的完全反应,有效避免不完全反应以及燃烧等效率比较低的化学过程。
四、结束语
关键词:绿色化学;化学实验;教学改革;措施
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0269-02
一、绿色化学的内涵及理念
在现代工业化的进程中,传统化学行业创造了辉煌成就,取得了举世瞩目的业绩。在大量生产、使用化学用品的同时,有毒废物的排放也愈来愈多,从而引起全球范围的生态环境危机,人类也因此面临着生存危机。世界各国在经历了千方百计的治理而效果并不理想的情况下重新审视已经走过的环境保护历程。当前社会有待解决的问题是如何在保持经济飞速发展、给人类创造更多财富同时,能够有效消除传统化学带来的危害,实现可持续发展。因此,绿色化学应运而生[1,2]。那么,什么是绿色化学?绿色化学又被称为环境友好型化学、环境无害性化学以及清洁型化学。它是采用化学原理及手段来减少甚至消除因原料、试剂、催化剂等带来的对人类健康、社会环境有害的物质。传统上只是采用依靠大量人力、物力以及财力先污染后治理的保护措施,虽然在一定程度上减少了环境污染,但却不能从根本上解决环境污染问题。绿色化学则是从源头上减少和消除化学对环境的污染,它通过改变化学产品或过程的内在本质,最低量使用或不使用有毒化学物品,避免化学产品的设计、制造等过程中产生有害物质,从而实现整个化学过程环境友好[3]。根据绿色化学的原则,绿色化学实验主要包括以下方面:①绿色原料,即尽可能选用无毒无公害材料。②绿色催化剂、溶剂等。③选择产率高的工艺路线,减少有毒副产品的生成,实现“零排放”。④无公害的目标产物。化学实验全过程绿色化,在不可避免地会产生有害有腐蚀物质时,采用“微型实验”使有毒物质用量达到最小却不影响实验效果,同时对实验“三废”采取恰当处理措施,确保污染最低[4]。可见,绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学。绿色化学必将成为新世纪化学发展的方向和基础,它真正做到了绿色环保、环境友好、技术先进、经济可靠。
二、高校实施绿色化学实验教学改革的必要性
在学生学习知识、掌握动手操作技能和进行科学研究的过程中,化学实验发挥着无可替代的重要作用。在进行实验的同时,也产生并向环境排放着“三废”,由此产生的环境污染和对师生健康的危害是不可忽视的。因此,在实验中要主动地减少和消除化学污染。增强学生的环保意识,改进实验方式,设计合理的实验内容,减少和分类处理有害废弃物等,绿色化学实验是高校教育改革发展的必然趋势。绿色化学在高校的开展极具重要的战略意义及现实意义。首先实现社会经济的可持续发展,要求学生从节约资源和能源、保护环境和经济发展的角度出发,改变以往单纯注重效益而忽视生存环境恶化的做法;培养他们探索发展既有良好性能或功能,又对资源和能源消耗较低的思想理念,绿色化学理念作为学生素质培养的重要组成部分加以引导,培养学生的绿色化学理念和环境保护意识,强化学生高度的社会责任感,才能适应现代社会和经济发展的需要[5]。其次,只有科技界和教育界才有能力研究并解决问题的绿色化学是需要多科学支撑的高层次化学,它是作为对传统化学的一次革命而提出的全新概念。高等教育应该培养高素质人才,那么,专业教育不仅包括了“化学绿色”,其更深层的含义是如何做人的“非化学绿色”。学科发展的综合化、交叉化是学科发展的必然趋势,绿色化学是符合教育部学科专业建设要求的高层次交叉学科,它是符合高等教育改革的形势,符合新世纪人才培养要求的;作为高等院校人才培养目标的创新精神、实践能力和挑战传统化学的思维方式,绿色化学可以通过其本身遵循的涉及多学科的原理、方法和技术的十二条原则来对高等院校的学生进行培养教育。因此,高等化学教育工作者需要在教学中不断向学生传达绿色化学的思想理念,并在化学研究中身体力行,减少化学实验对于环境以及人体的危害,提高学生的综合素质以及社会责任感,并将其贯穿于整个化学教育的始终。可见,在面对绿色化学的新概念、新理念和新要求的情况下,在化学实验的教学中,绿色化学改革是必然的。
三、实施绿色化学实验教学改革的具体措施
如何使化学实验绿色化是高校化学教育工作者要面对的一个严峻课题。近年来,我校的实验教学的指导思想是绿色化学,培养学生具有绿色化学思想观念并且使得学生掌握绿色化学的理论、方法和技术,将绿色化的化学实验进一步探索与实践,取得了明显的效果。
1.化学实验的微型化。和常规的实验相比较,微型化学实验是运用新的方法与技术,可以达到双赢的效果,即不污染环境而且降低实验成本。而不是大家理解的在微型仪器中进行。多年来,我们改进了传统的实验,我们大多数实验都可以用现有实验仪器完成,采用“性质实验点滴化,分析实验减量化,合成实验微型化”的方针,实现了用尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验目标。微型化学实验拥有溶剂、其他的辅助、水电耗量的减少等优点,实验成本得以降低,实验安全性也得以提高;由于“三废”量很少,改善了实验的环境条件,改善了环境。[7]化学实验的微型化积极调动了学生的创新意识,同时我们教师也要教育他们保护环境,节约能源。我们应该大力提倡这种意识。
2.化学试剂的绿色化。在实验过程中,不仅要尽量使用无毒无害的试剂和溶剂,合理设计实验过程,从而实现实验的绿色化,还应尽量较少试剂的用量,鼓励学生动动脑筋思考怎样减少实际的用量,同时达到理想的实验结果。
3.妥善处理实验产生的“三废”。“三废”危害我们都很清楚,因此要提高对实验室“三废”处理重要性的认识,积极采取措施妥善处理实验室“三废”。应将实验室的环境维护规范化、制度化,按照国家要求的排放标准进行处理,各种废液如酸类、碱类、盐类、废渣妥善倒入各自的回收容器内,将废弃物归类,采取相应的正确方法来处理废弃物;实验过程中产生大量有毒有害及腐蚀性的气体,在通风橱内完成实验,并将尾气集中收集,采用吸收、中和等方法集中处理[7];在无机化学实验过程中产生了含酸、碱、铬、镉、铅、汞等化合物的废液,很多情况下错误地将废液直接倒掉,对环境产生了及其恶劣的影响。近年来,我们采用了以下方法:酸碱中和、尽量让重金属离子生成沉淀、加氧化剂或配合剂将CN-离子转化等。但是由于经费等方面的问题,我们的处理是远远不够的。今后需引起足够重视,加大研究及处理的力度。
4.串联实验或组合实验。在实验过程中,我们加入自己的创新,使得实验的产物可以作为下一个实验的原料,不仅提高了学生的创新意识,而且降低了试验成本。如硫代硫酸钠的制备及其质量分数的测定和硫酸铜的制备及其质量分数的测定,我们可以将两个基本化学实验相串联,不仅节约时间、药品,而且也有利于提高学生的创新意识,激发他们对于实验的兴趣。
5.开放研究性课题,让学生自主探求解决环境问题的新方式。研究性课题的设置,意在培养学生独立思考、自主学习能力,应加以合理引导,从课题选择上适当调整,促进学生关注社会、关注环境的意识[8]。我们在教学过程中为学生设计的研究性课题有:①香烟烟雾的有害物质。②废旧电池中的有害物质。③某河的水质及污染物调查。④中学化学实验室的废水综合处理。⑤对不同城市固体废弃物品种和重新利用的调查。
总之,实现化学实验绿色化的道路曲折而漫长,但是并非遥不可及,需要广大师生将创新意识和环保意识溶于实验过程中,化学实验绿色化不再是口号,不再是形式了。
参考文献:
[1]朱清时.绿色化学的进展[J].大学化学,1997,(6):7-10
[2]闵恩泽,傅军.绿色化学进展[J].化学通报,1999,(1):10
[3]贾寿华,盛峰,王玉华.搞好“三废”综合治理,创建绿色化学实验室[J].实验技术与管理,2004,21(2):139~142.
[4]汪朝阳,李景宁.大学化学教学中绿色化学教育的渗透[J].大学化学,2001,16(2):19.
[5]唐建生,王健.化学教学中渗透可持续发展教育的探索[J].湘潭师范学院学报(自然科学版),2005,(4):129-131.
[6]张荣国,杨静,郭丽萍等.大学绿色化学实验体系设想[J].高等工程教育研究,2002,(6):81-82.
[关键词]化学教学绿色化学理念理论实验
[作者简介]黄丽英(1962-),女,河北张家口人,张家口教育学院,高级讲师,研究方向为高职化学教学;杨宝华(1966-),女,河北张家口人,张家口教育学院,高级讲师,研究方向为物理教育。(河北张家口075000)
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)12-0131-02
化学是人类进步的阶梯,化学研究的成果和化学知识的应用,促进了人类的发展和社会的进步。以农药、化肥、塑料为代表的现代化学工业技术给人类社会创造了巨大的财富,但同时也带来了诸如大气和水资源污染、臭氧层破坏、全球变暖等许多问题,人们开始对造成环境污染与生态恶化的主要元凶——化学和化学工业的发展模式进行思考,绿色化学就成为实现社会可持续发展的必然选择,绿色化学教学理念亦成为高校化学教学中必须渗透的内容。
一、高校绿色化学教育的必要性
绿色化学(Green Chemistry)又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,从而在根本上切断污染源。绿色化学是化学学科的又一次飞跃,是更高层次的环境友好化学。随着时代的发展,绿色化学在节约能源、防治污染、保障人类健康与安全等方面发挥了日益显著的作用,受到了社会的极大关注,发展绿色化学成为当今社会的迫切需要。满足社会的需要是学校教学的目标和任务,作为大学生就应该具有绿色化学的理念,掌握绿色化学知识,为实现社会可持续发展服务,这是时代对他们的要求。因此,高校就必须实施绿色化学教学,增强他们的绿色意识,让他们了解绿色化学对于人类及其赖以生存环境的可持续发展的重要性的认识,将绿色化学的思想贯穿于化学教学的全过程,使绿色化学的观点与化学教学融合在一起,对于培养大学生的社会责任感和环境保护意识是非常必要的。
二、绿色化学教育在化学教学中的实施
化学教育包括理论教学和实验教学,教师要在化学教学全过程注重对绿色化学理念的灌输和引导,加强学生绿色环保意识教育,把保护环境的知识和意识一点一滴地渗透到教学中。
(一)在理论教学中渗透绿色化学理念
在我国大多数高校所使用的化学教材中,涉及绿色化学内容的还很少,有些甚至是空白。由于教材的内容在一定时期内是相对固定的,而真正准确、完整的教学内容是需要随着学科的发展而补充、完善的。所以,学校要进行绿色化学教育,仅靠目前的教材内容是不够的,等待教材的修改和完善时间上也是不允许的。高校教师要优先掌握绿色化学理念,在教学中须对教材进行优化重组、拓展和更新,对未体现出绿色化学的教学内容进行及时的补充、适当的拓宽,并加以引导,就可以使学生受到绿色化学的教育,增加学生的环保意识,用时不多,又可收到事半功倍的效果,使学生在潜移默化中受到绿色化学教育。
绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化。将现代教育方法融入课堂教学中,充分利用多媒体技术集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,开发使用多媒体教学课件,充分展示绿色化学理念下的化学理论教学、化学实验教学、绿色化学品、绿色能源、绿色化学工艺等,充分利用多样的教学方式和手段渗透绿色化学的理念。
(二)在实验教学中渗透绿色化学意识
1.采用微量化实验,实现资源节约。微型化学实验是近几年发展起来的化学实验新方法,是目前减少化学实验废液处理、改善实验室的空气品质等环境问题理想的途径之一。微型化学实验是用尽可能少的试剂在微型化的装置中来获取化学信息,尽可能地减少中间生成物的转移过程,以减少试剂在器皿上的附着量。微型实验的试剂量是常规实验的1/10~1/1000,具有现象明显、反应快速、节约实验药品和时间、减少污染、安全等优点,符合绿色化学宗旨,应大力提倡并组织实施。高校应利用现有的实验条件,在保证实验现象明显、效果显著的前提下,实验中用常量仪器把试剂的浓度和用量降至最低。如元素及化合物的一些性质实验,传统的做法都是在试管中进行,试剂使用量一般为1~2ml,我们如果采取点滴板操作,试剂用量减少为几滴,一样可以达到实验效果,既节约了资源,减少了化学污染,也使这部分实验趋于绿色化,达到了提高学生绿色化学的意识。
2.采用封闭式或循环实验,实现零排放。对于有毒有害气体的实验,传统的方法是在通风橱内进行,但有毒有害气体还是要排放到空气中,造成对大气环境的污染。为了避免这样的污染,要将在反应过程中产生有毒有害气体的实验放在密闭的条件下进行,并在系统内部将产生的有毒气体吸收掉,实现零排放。或对产生污染物的实验从实验技术、方法、仪器、内容等方面进行重新设计,把分散的实验综合起来,用实验产生的有毒有害物质作为下一个实验的材料,实现循环实验,这样,既可防止有毒气体进入空气,又可节约药品和缩短实验时间。如无机实验中有“氯气制备及性质实验”,实验过程中要用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染环境,该溶液可以作为分析化学实验中“碘量法测定氯离子含量”实验的原料,实验现象很明显,达到很好的分析效果,避免了浪费,还可以激发学生的学习兴趣。反过来,碘量法测定氯离子含量实验后,会产生含较多I-和I2的废液,若倒掉,会带来环境污染。所以,我们可以在无机实验中设计一个回收和提取再利用的实验,用稀硫酸酸化,再加入过氧化氢氧化得到单质粗碘,然后用升华法进行提纯,得到高纯度的碘,既掌握了碘的一些重要性质,又达到了循环利用的目的,同时给学生渗透了绿色化学的理念,取得一举多得的效果。
3.重视“三废”处理,实现污染最低化。绿色化学是从源头上阻止污染的化学,所以,对于实验室的“三废”,应该用化学的处理方法,进行回收再利用,既实现绿色化学的理念,又节约开支。
重视“三废”处理,实现污染最低化,应该是高校教师进行绿色化学教学把握的一条原则。要把“三废”不经处理直接排放的危害,从学生第一次走进实验室就渗透给学生,提高学生绿色化学的理念,培养学生良好的实验习惯,改变随意排放不及时回收的陋习,增设研究实验后废弃物无害化处理的教学环节,引导学生重视妥善处理和回收实验废弃物,实现循环再利用和污染最低化。如在萃取实验中用的有机溶剂有CCl4、煤油等,如果废弃了,不仅污染了环境,而且会产生新的隐患。而进行回收、集中和化学处理,它们又可重新使用。
4.采用多媒体辅助教学,实现化学实验绿色化。多媒体技术在化学实验中的具体应用是化学实验摆脱实物教育的一场革命。它的运用和发展,对保护自然资源,解决化学实验的环境污染起着积极的作用。多媒体技术可以把设备复杂(投资较大)、反应速度慢、操作条件要求苛刻、常规实验无法开展、但又很重要的实验,以生动逼真的多媒体形式表现出来,寓教于乐,取得了较好的教学效果。另外,有些容易引起爆炸、必须使用有毒有害试剂、实验过程中排放出有毒的气体或有毒废液的实验,不仅给师生的安全带来很大的危害,而且对环境也会造成较大的破坏,目前还无法通过改进实验来实现绿色化或减少、减轻污染。对于这类实验,我们要尽可能地采用多媒体技术演示模拟实验,这样既完成了教学任务,同时也体现和渗透了绿色化学的理念。
绿色化学不是一门独立的学科,它是在传统化学基础上发展起来的更高层次的化学,它是一种战略方针、指导思想和研究策略。作为高校教师,应把传授绿色化学知识作为自己义不容辞的责任,用实际生动的范例充实我们的教学内容,按照范例所涉及的知识点,将绿色化学知识自然、生动地渗透到化学教学中,使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,关注绿色化学,推动绿色化学事业的发展,为实现我国可持续发展作出贡献。
[参考文献]
关键词:绿色化学;实验室安全管理;化学实验课程
1问题提出与绿色化学
“8•12”天津港码头瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故,震惊全国,甚至世界。这种特别重大的安全责任事故,至今压在人们的心底无法抹去。然而,近年来高校实验室(中心)安全事故也时有发生。这些安全事故的发生,不仅严重影响学校正常的教学、科研秩序。而且给社会和个人带来了财产甚至生命的重大损失。认真地梳理、调查、分析这些安全事故的原因,非常明显,主要起因:(1)不正确的安全观念和态度(侥幸、无所谓、不在乎);(2)缺乏知识及技术;(3)生理的不当不适应;(4)不适当的环境和设备引起的行为。总之,是人的责任安全意识不强或管理不善,都是人的因素。据确切统计,人为因素占98%[1]。因此,高校化学实验室的安全管理,要以人为本,居安思危,防患未然,从源头上解决问题。绿色化学又称环境无害化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、清洁化学(CleanChemistry)。即是用化学的技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生[2]。可以看出,绿色化学注重源头预防,提倡无毒、低毒原料和反应条件的应用,使资源和原料得到最大限度的利用,从而实现环境的无害化和可持续化发展。基于绿色化学理念,在绿色化学视域下,尝试高校化学实验室安全管理,创建绿色、环保、安全的化学实验室管理升级版,取得了良好效果。
2基于绿色化学理念的安全管理
2.1加强绿色化学教育
树立实验安全意识绿色化学教育主要是绿色化学思想、理念、“5R原则(不用危险品、减少用量、循环使用、回收再用、再生)”的教育。把绿色化学的思想和理念融入化学课程的教学大纲,贯穿到化学课程教学的各个环节。理论教学的绪论课,在讲好化学学科的研究对象、发展、应用中,适当提及新兴学科绿色化学的研究对象、发展以及应用,让学生知道绿色化学是干什么的,有什么用处。尤其是在讲授化学科学技术对科学和社会历史贡献时,一定要提到,化学科学技术的另一面。即人类生态环境的化学污染和化学产品的安全危害。让学生一开始就有绿色化学的思想和理念,在今后的学习和工作中,始终具有绿色、环保、安全的意识和责任。课堂教学中,每一个定律、技术、方法和化学反应过程都可以融入绿色化学的思想和技术。化学实验课教学中,更是要让学生知道,怎样用绿色化学的技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。如何使用无毒、无害的原料,在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物的排放;提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;生产出有利于环境保护、社区安全以及人体健康的环境友好产品。教育以绿色化学为科学基础,使师生“知其所以然”,使其体会“何应为、何应不为”,将安全意识转化为安全习惯,实现安全意识固化和安全行为常态化。加强师生实验安全操作技能训练,从每个细节入手,从根源上强化安全意识和责任。实验教室里有《化学实验规则》《实验室安全管理规定》《化学实验室安全歌》以及“绿色、环保、安全”的红色标语,使用仪器设备、药品用品上有“绿色、环保、安全”的标签。处处是“绿色、环保、安全”的字样,事事是“绿色、环保、安全”的责任。营造了“绿色、环保、安全在我心中,绿色、环保、安全人人有责”的良好氛围。这样,在化学教学的各个环节参透绿色化学的思想和理念,常念化学实验安全的“紧箍咒”,就能安全无忧;只有警钟长鸣,才能防患于未然。
2.2制订绿色管理制度
明确实验安全责任哲人说得好,“没有规矩,不成方圆”,规矩是安全的保障和“笼子”。在绿色化学的视域下,首先对化学实验教学大纲分析研究,增加绿色、环保、安全的实验内容,去除毒性强、污染重、危害大的实验内容,用微型实验和替代实验的方法,保证化学实验内容的绿色安全化。对实验室的规章制度进行认真的修改完善,在《化学实验规则》《化学实验室安全管理规定》《化学实验药品仓库安全管理规定》中,有法规依据,包含绿色化学的理念和技术;有严格的实验操作规范和责任担当赔偿要求。尤其是,还全面制订了《安全事故应急处置预案》。规章制度的建立完善,筑起化学实验绿色、环保、安全的“防火墙”,为化学实验室的安全管理立下了不可逾越的规矩。高校化学实验室的安全管理还有两项必须做好的工作。一是,化学实验“三废”的处理。高校化学实验的内容广,学时多,频次高,任务重。所以,“三废”物品量多危害大。为此,制订了严格的规章制度。主要是废气、废液能收集净化的,收集净化后再处置,不能收集净化的,在确保流通的情况下排放。对废渣,特别是剧毒药品,实行个人责任处置制度。多数是封袋,贴上标签,注明废品名称和危害,安全处置。二是,危险化学品的管理。根据教育部办公厅《关于进一步加强高等学校实验室危险化学品安全管理工作的通知》[3]精神,化学实验室的危化品仓库,有懂技术、有知识、管理经验的专人管理。并实行,需要主管部门签字的《人员准入制度》,有管理人员负责的《人员进出登记制度》和《物品进出仓库登记制度》等。始终绷紧安全管理这根弦,处处扎牢安全管理这个“笼子”。
2.3遵循绿色化学理念提升安全管理水平
2.3.1实验室安全管理的绿色理念
绿色化学的理念可概括为“三性”:一是洁净性,致力于从源头上防止和消除污染;二是原子经济性,在获取新物质的转化过程中充分利用每个原子,实现“零排放”;三是安全性,尽可能不使用有毒或有害的危险化学品,反应条件尽可能温和或安全。该理念的目标并不是被动地去消除安全存在的隐患,而是要主动地从源头上去“防患于未然”,有效预防人的不安全行为和物的不安全状态,从根本上转变思维方式,培育师生安全思想观念,提高其安全素质,构建完善安全技术体系,将实验室的危险降到最低程度。基于这一理念,化学实验室的安全管理又负有新的工作责任。实验室的设施建设,仪器设备、药品的购置,实验技术和方法,从计划到实施都要遵循“三性”理念,重视安全管理的整个过程,形成化学实验室绿色、环保、安全的管理系统模式。
2.3.2设施设备的安全绿色化
按照绿色、环保、安全的要求,学校投入较大资金对化学实验室的校舍、水、电、通风、实验台等进行合理设计和升级改造。选用原材料保证带有绿色环保标志,符合国家安全标准。给排水管径不小于规定数值,以确保给排水的通畅;照明电与动力电电闸分开,设计短路、过载、漏电等保护装置,确保一键断电,有效遏制事故的蔓延;通风、排气系统满足大型精密设备的特殊需要,便于有毒有害气体的散发;建立了消防预警设施,事故警报系统、呼救系统、逃生系统等。设施设备的绿色化,从源头上堵住了安全事故的发生。消防、报警、呼救、逃生系统的设置,在事故发生时都会发挥最大效益,使危害程度降至最低。
2.3.3实验技术方法的绿色化
从绿色、环保、安全的角度出发,优化实验教学的内容。采用“替代”原则,对于毒性、危险性较大、成功率较低的实验(如硝基苯和浓硫酸的制备),采用计算机多媒体技术进行虚拟模拟实验;用调温式电炉替代酒精灯。在保证教学质量的前提下,提倡“拒用”原则,淘汰毒性大、危险大、耗量大、污染严重且成功率低的实验,选用无污染或者少污染的实验,如氯化钠提纯、醋酸质量浓度的测定等。实施“减量”原则,精密计算,严格控制实验药品用量;积极推广微型实验,保证实验操作安全和“三废”污染的减少。贯彻“循环”原则,尽量选择反应产物可以连续利用的实验,让实验产物可以被其他的实验所用,节约成本,减少污染物的排放。绿色化学理念、技术为化学实验室的安全管理赋予了新的内涵和效益。
3结束语
化学实验室虽小,但安全管理是一个值得重视的系统工程。实践证明,化学实验室的安全管理只要领导重视,管理人员用心尽力,融入绿色化学理念,采用绿色化学技术,就能使安全管理升级。近几年,在绿色化学的视域下,加强绿色化学教育,制订绿色安全管理制度,提升绿色化学实验技术水平,使化学实验室的安全管理上了一个新的台阶。杜绝了重大安全事故的发生,也遏制了小事故频发的势头。基本形成了高效安全的管理模式,创建了绿色、环保、安全的化学实验课程体系。为学校的教学与科研提供一个安全可靠的良好环境,也为高校化学实验室的安全管理提供了新途径。
作者:仲婧 朱晓慧 曹晓群 单位:泰山医学院化学与制药工程学院
参考文献
[1]仲婧.高校化学实验室安全现状分析及防范措施[J].中国化工贸易,2015,7(3):148.
关键词:学生;绿色化学;高中化学
一、绿色化学教育的重要意义
《普通高中化学课程标准(实验)》前言部分明确提出:“化学是解决人类社会发展过程中面临的有关问题,提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处等方面发挥着重要的作用。” 为了实现这一目标,化学工作者通过长期的总结与研究提出了“五 R”标准(减量 Reduce、重复使用 Reuse、循环利用 Recycling、拒用 Reject、再生 Regeneration)和十二条应用原则(防止污染优于污染治理;提高原子经济性;尽量减少化学合成中的有毒原料、产物,设计安全的化学品; 使用无毒无害的溶剂和助剂;合理使用和节省能源;利用可再生资源代替消耗性资源合成化学品;减少不必要的衍生化步骤;采用高选择性催化剂优于使用化学计量助剂;产物的易降解性;发展分析方法,对污染物实行在线监测和控制;减少使用易燃易爆物质,降低事故隐患)。绿色化学的核心内涵是在反应过程中和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学能很好体现人与自然和谐相处这一思想,而历年的高考题也往往体现绿色化学的思想。因此,中学开展绿色化学教育与研究具有其重要的意义。
二、绿色化学理念的渗透主要有以下的几种途径
(1)原子利用率的问题。原子利用率是指化学反应中目标产物的摩尔质量与化学反应式中按计量所得物质的摩尔质量之和的比值。(高中教材定义为:期望产物的总质量与生成物总质量之比)按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时的原子利用率是100%。
高中化学在必修二第四章最后一节的内容中以生成环氧乙烷为例讲述了原子利用率的概念及应用价值,书中分别用两种不同的途径经由乙烯来制取环氧乙烷,分别为氯代乙醇法和银催化法。前者经由两步进行,除生成环氧乙烷外还有CaCl2和水等副产物,而银催化法则可由氧气和乙烯一步反应制得。学生可以清晰理解原子利用率的含义并准确地应用,并做到由此及彼,可以自己或在老师的指导下总结出原子利用率高的反应类型,深化固化知识点。
(2)能源问题。“能源危机”一词在现今的社会总出现的频次在逐渐递增,合理的开发和利用能源也是高中绿色化学教育理念的又一重要内容。
①能源的综合利用。能源与人类的生产生活密不可分,在目前能源危机越来越严重的情况下,能源的综合高效利用显得尤为重要。高中化学阶段对能源高效利用的要求是掌握煤、石油和天然气等化石燃料的综合利用。学生要从物理(例如简单的粉碎或变温分馏)和化学(能源深加工)两方面熟练掌握能源的综合利用,建立起简约高效的原则,并培养以简约高效为原则的实验设计和操作能力,从而体现绿色化学理念在高中教学中的渗透。
②替代能源的开发。依靠能源的综合利用仅能暂缓能源紧缺的问题,因此除了对常用化石燃料高效的利用之外,还需其他的途径来解决日益紧张的能源问题。由于化石燃料均属于不可再生资源,资源在慢慢地耗竭,替代能源的需求就越来越多。要培养学生建立完整的绿色化学理念,就要求学生要掌握常见的替代能源。替代能源是指以新开发利用的能源替代以往长期使用、目前广泛使用的能源。当今狭义上是指一切可以替代石油的能源,广义上是指可替代化石燃料的能源,包括太阳能、核能、风能、海洋能等。
(3)清洁生产问题。清洁生产的定义为生态产业和生态工程中一类生产方式。而高中化学对清洁生产的要求主要体现在实验设计上,包括原料为无毒无害的可再生资源、产物为环境友好产品(安全、能降解、可再利用)、应用无毒无害的催化剂、应用无毒无害的溶剂等。如元素化合物章节制备硝酸铜实验设计为例,两种途径分别是铜与浓硝酸反应直接制取以及铜在氧气作用下生成氧化铜再与硝酸作用而生成硝酸铜。在理解了清洁生产理念之后,学生就不难理解第二种方法才是安全可行的。此外,清洁生产理念还可以帮助学生推导位置的反应现象及原理。作为高中阶段的化学学习由于知识点范围的界定,使学生对于某些反应的理解有着一定的局限性,但可通过基础原理而推测未知的结果。
(4)环境污染。环境污染问题也是高中化学绿色化学理念一个重要方面,无论在必修还是选修教材中都有不少的篇幅来说明讲解,其内容贯穿整个无机和有机反应。
①常见的有毒气体。高中对有毒气体都有明确的讲解,如氯气、二氧化氮、二氧化硫等。此类物质如果任由排放到大气中,会造成严重的环境污染。教师要引导学生了解各种污染源的来源、污染原理以及污染危害,以便通过化学的方法将可能存在的污染源阻断或治理已形成的污染。高中实验中最常考查的是尾气处理问题,主要包括处理药品以及处理装置。因此,实验时除了体现防止污染环境之外,还要体现实验安全性原则,这是绿色化学思想的综合应用。
②水体污染也是环境污染的一项重要方面。高中阶段的考查主要体现在氮磷富营养化以及重金属污染的防治方面。其中,重金属污染考查的频次更高,要求学生了解常见污染离子及特性,并根据各离子自身性质和绿色化学理念合理选择适当的除杂试剂,做到除去杂质且不引入新杂质,尽量做到回收再利用,简约、安全、高效。
以上绿色化学理念无论是未来的生产生活中还是在高中阶段的化学学习过程中,对高中生而言都具有重要的意义。因此,教师要树立起绿色化学的意识,在日常授课过程中有意识地将绿色化学理念以各种形式渗透到各化学教学环节中去,使学生建立起高效安全生产和环境保护意识。
参考文献:
[1]朱文祥.绿色化学与绿色化学教学[J].化学教育,2001(1).
[2]苏豪.新课程背景下开展绿色化学的教育途径[J].数语外学习,
关键词:绿色化工化学;发展;生态文明建设
中图分类号:TQ0-4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)10-0026-01
生态文明建设是中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局的重要组成部分。建设美丽中国,实现中华民族永续发展,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设融入生产生活的各方面和全过程。化工化学是科学研究和国民经济的重要组成部分,以可持续发展为主旨,加快发展绿色化工化学,形成节约资源和保护环境的理念和科学技术,是建设生态文明的重要内容和途径。
1 绿色化工化学的含义
绿色化学化工是具有重大社会需求和明确科学内涵的新兴交叉学科,是人类及全球环境安全的保证,是当今国际化学与化工的前沿[1]。绿色化工化学属于跨学科交叉性的研究领域,是随着经济和科技发展而产生的新概念。在我国,绿色化工化学研究工作的产生和发展最早可以追溯到上个世纪八十年代后期,同行业研究领域中的部分专家学者也习惯将绿色化工化学称为环境友好化学[2]。与中国传统的化学生产工业相比,现代化的绿色化工化学有着较为显著的区别。
2 绿色化工化学的发展优势
2.1 有利于节约生态资源
将社会经济收益水平的提升放在化学化工研发工作开展的首要地位,是传统化学化工工程研究工作的核心管理理念,而对于生态环境的保护则处于次要地位。与传统化学生产工业相比,现代绿色化工化学工业的研究和生产秉持绿色发展理念,通过采用更加科学的生产技术、应用污染力度较低的化学原材料,来有效降低生产给环境带来的伤害。同时,由于企业根本上还是受制于成本效益的约束,因此相关技术作业生产人员在生产和研究绿色化工化学时,要努力实现相关化学原材料自身使用价值的最大化发展[3]。因此,绿色化学化工无论是在生产理念的革新还是生产技术的应用方面,都得到了全面的改善和提升,更加符合可持续发展的要求。
2.2 有利于实现化学工业资源的合理利用
从生产研发的原料、化学溶剂一直到化学化工研发生产所必需的化学催化剂,均采用无添加无污染的绿色环保原料,使相应化学工业资源能够在合理利用的基础上,实现自身原料应用价值的最大化提升。在这一过程中,不仅不会对客观生态环境发生污染的损害,一些绿色化工化学原材料的科学循环利用还能够在保护生态环境方面发挥重要的作用。绿色化工化学工业对化学工业资源的合理利用,一方面降低了化学企业的生产成本,另一方面从化工研发生产的源头降低了其对客观发展环境造成污染的可能性,有助于科学可持续社会发展终极目标的实现。
2.3 有利于减少化学工业废物的排放量
工业废物特别是有毒的工业废物排放是环境污染的主要来源,如何减少排放或降低排放的不利影响是工业生产要面对的重要课题。我国传统的化学工业在研发以及生产过程中,由于绿色环保研发的技术水平较低,经常出现大量化学污染物排泄在外的消极生产现象。这些被化工业大量排放的化学反应废物,对我们赖以生存的生产生活环境造成了巨大危害。现代绿色化工化学则针对这一现象,对相应化学反应合理利用的工作流程进行了优化管理,使其能够在化学物质产生化学反应的开始,就对相应化学物质的组成Y构进行分解以及重新组建。在不改变化学原料基本属性的前提条件下,全面修缮其中容易产生环境污染的有害组成部分,经历过化学重组的绿色化工化学生产原料相比传统带有污染成分的化学原料,往往具有更高效的利用率。这样,经过一系列绿色研发与生产的工作流程以后,被排泄在外的化学原料数量就会大量减少。
3 进一步发展绿色化工化学的建议
3.1 完善体制机制,营造良好发展生态
把绿色化工化学纳入新兴产业发展规划,持续深化重点领域和关键环节改革,全面营造有利于绿色化工化学发展壮大的生态环境。推进简政放权、放管结合、优化服务改革,进一步完善审批方式,最大限度减少对相关企业的事前准入限制。落实相关法律法规政策,落实绿色化工化学科技成果转化有关改革措施,提高科研人员成果转化收益分享比例。强化知识产权保护维权,依法严厉打击侵犯知识产权犯罪行为,保护绿色化工化学领域的知识和技术创新热情。
3.2 保障投资供给,建设研发基地
稳定的投资是产业发展的源头和保障。特别是对于还在初创期的绿色化工化学产业来说,由于技术还处在不断探索之中,因此面临着许多不可预知、难以确定的风险。从一定程度上来说,技术创新是全社会的公共产品,所以政府应该承担一定的责任。政府应加大对绿色化工化学的经济政策扶持力度,发挥财政资金引导作用,创新方式吸引社会投资,加大对绿色化工化学产业的财税支持。应加大金融和税收支持,大力发展创业投资和天使投资,积极支持符合条件的绿色化工化学企业通过多种方式融资,完善鼓励初创期绿色化工化学科技型企业的税收支持政策。应加大科技支持,积极构建企业主导、政产学研用相结合的绿色化工化学产业技术创新联盟,支持建设关键技术研发平台,采取新机制建立一批产业创新中心。
3.3 加快培养专业人才,提供强大智力支撑
在科技日益激烈的今天,人才已成为一个行业、产业及至整个国家和地区的第一资源和核心竞争力。国家应鼓励高校加大绿色化工化学方面的学科和专业建设,根据产业发展情况合理扩大相关专业招生比例,及时调整教学内容和课程设置,加大教学改革力度,加强相关课程的师资队伍建设,为绿色化工化学发展储备高素质人才,特别是培养一大批高层次急需紧缺人才和骨干专业技术人才。引导和支持事业单位科研人员到企业开展创新工作或创办企业,鼓励绿色化工化学人才向企业流动。在绿色化工化学企业设立一批博士后科研工作站,加大产业关键核心技术研发力度。在充分发挥国内人才作用的基础上,还要充分利用全球人才,完善相关政策,加快引进和培养一批高端人才、领军人才。
3.4 加强宣传引导,形成思想共识
理念是行为的先导,绿色化工化学的发展,离不开可持续发展思想的指导,因此必须推动全社会广泛树立绿色发展、循环发展、低碳发展的理念。要看到,绿色化工化学虽然在我国已经有了三十多年的发展历程,但社会对于绿色化工化学的相关理念还知之甚少,很多人从未听说过这一名词,不知道绿色化工化学为何物,形成系统化理论化的知识观念的就更少。为改变这一局面,政府、企业和科研院所应该认真担负起宣传教育的责任。专家学者和化工企业的高层管理人员应充分发挥自己的专业特长,通过编印材料、出版专著、专题讲解等多种方式,通俗易懂地向社区、学校以及大中小型企业等广泛宣传绿色化工化学的核心生产研发理念,让现代化的资源利用一体化的发展模式深入人心,提高全社会的环保意识和能力。
4 结语
总之,在社会经济发展备受资源、能源和环境约束的今天,绿色化工化学凭借其高度节约的生产理念和减少废弃物排放的现代化生产方式,受到了前所未有的关注。当前,我国正处在全面建成小康社会的关键时期,经济发展进入新常态,发展绿色化工化学是转变发展方式、认识适应引领经济发展新常态的重要举措,是实现经济社会可持续发展的必然选择。方向已经明确,探索已经展开,但在未来的发展进程中,仍存在着许多值得深思的问题,需要系统研究解决。
参考文献
[1]王静康.绿色化学化工发展前景与人才培养[J].中国大学教学,2013(1):9-13.