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关键词:绿色化学 绿色化学化工 绿色度定量化 绿色非绿
随着全球范围内人口的膨胀、能源和资源的短缺、环境污染问题的日益突出,世界各国政府以及人们在享受现代科学与技术给人们带来的巨大便利和快乐的同时,也逐渐意识到人们未来面临的巨大生存危机和困难。为了唤起人们对环境保护的重视和绿色产品和工程的关注,许多诸如可持续发展、循环经济、绿色产品、绿色化学等词汇大量涌现。尽管“绿色化学”这个词的使用频率非常之高,如政府、媒体、工厂、研究机构人员等均将其广泛使用于政府报告、规划、研究论文中。但是,象使用“纳米”一样,许多人只是更多将其作为一种“时髦”的词在使用,而对其真正含义以及其中一些深层次的问题,却不甚了解,甚至经常将其与环境保护、可持续发展以及循环经济混为一谈。这些问题不仅造成了绿色化学概念的滥用和混乱,而且还尚未引起人们,特别是学术界的普遍注意。基于这种情况,作者认为非常必要对绿色化学与化工的基本问题,诸如其定义、原理、它的本质、特征、研究范围、对象等以及产品和过程绿色度的定量评价等,应该有一个清晰的界定。而对其存在的问题,如离子液体等研究中出现的“绿色非绿”等问题,应该有清醒的认识,并力争去加以解决。
特别需要说明的是:“绿色化学”与“绿色化学化工”概念相同,使用“绿色化学化工”是为了强调“绿色化学”与“化工”的关系。为此,作者结合绿色化学以及绿色化工发展现状及趋势,从绿色化学化工的基本问题出发,从多个角度或多个层面来谈谈绿色化学与化工的基本问题,希望能引起学术界和政府部门的重视和讨论,在大家讨论和争论的基础上,最终达到正本清源的效果。
一、绿色化学化工基本问题的发展及研究进展
1984 年美国环保局首先提出“废物最小化”,初步体现绿色化学的思想。而到1989 年美国环保局提出“污染预防”——绿色化学思想才初步形成,1990 年美国联邦政府通过“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策之后,才第一次出现“绿色化学”这个词汇。尽管这个词出现至今已近17年,但其含义,也即其定义却也在不断的发展和变化。刚出现时,它更多的是代表一种理念、一种愿望。但随着时间的流逝,它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用,且其发展与化工密切相关。实际上,绿色化学代表了化学和化工学科的共同发展趋势和目标之一,即无论是化学还是化工,不仅要面对社会发展对环境、健康和能源等方面日益严格的要求,而且还要面临来自其他新兴学科前所未有的挑战。而绿色化学在连接化学与化工中所起的桥梁作用就体现得越来越明显。
二、绿色化学和化工的发展趋势
按照技术领域作者提出了绿色化工产品设计、新型反应技术、溶剂的绿色化及绿色溶剂等几个方面绿色化学和化工的发展趋势。
1.绿色化工产品设计
绿色化工产品设计要求对环境的影响最小化,这包括设计过程中的生命周期分析和循环回收、回用设计等。如果一个产品本身对环境有害,仅仅降低其成本和改进其生产工艺对环境的影响是不够的,化学工业需要思考更多的是产品全生命周期中的成本和收益,特别是要考虑社会和环境的成本。因此,国家在这方面的法律法规对于产品设计的绿色化具有很大的影响。其中发达国家对于化工产品“绿色化”的要求,以及发展中国家受到“绿色壁垒”的限制,使得化工产品设计的绿色化成为必然趋势。在绿色化工产品设计时,要遵循全生命周期设计、再循环和再使用设计、降低原料和能量消耗设计以及利用计算机技术进行绿色化工产品的设计等原则。由于大多数人只考虑到他们直接控制的产品生命周期部分,造成化工产品全生命周期的想法尚不能深入化学工业界。另外,化工产品设计的绿色化并没有成为企业发展的机遇,而更多的是企业被大环境所逼而致的。因此,绿色化设计的积极性急需提升。绿色化设计的标准和方法尚未建立也是其发展的重要障碍。还有新材料,如纳米材料的安全性等方面的问题。
2.新型反应技术
迄今为止,化学家构筑了大量的化学反应,已有十几年没有新的人名反应出现,因此仅从化学反应本身开发新的反应已经难上加难。从绿色角度来看,由于很多传统有机合成反应用到有毒试剂和溶剂,这些有毒试剂和溶剂的绿色替代物的开发给这些传统反应的重新构筑提供了机遇。另外反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。
3.溶剂的绿色化及绿色溶剂
化学工业是国民经济的基础性产业,为经济发展和人们生活提供了物质基础。长期以来,污染一直是困扰化学工业的致命问题,制约着化学工业的健康发展。化工过程既伴有原子间的重新组合,又有相变发生,因而在节能降耗方面潜力很大。近年来,化工生产绿色化的研发和应用正方兴未艾。
绿色化工就是在化工产品生产过程中,从工艺源头开始运用环保理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成、废物再利用与资源化,从而降低成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理由先污染后治理转向从源头上根治。
绿色化工理念注重从产品的全生命周期来考察其生产和使用对环境带来的影响,包括绿色原料、绿色产品和绿色过程等方面。要真正实现化工生产的绿色化,首先要从源头上减少有毒有害物质的使用,运用绿色化学的手段实现零排放;其次从工艺和设备两方面着手,大力研究开发从整个工程链中减少或消除污染的绿色工程技术,并在此基础上进行过程系统综合,降低能耗,实现废物最小化和环境影响最小化;然后从循环经济角度提高资源的综合利用率,降低废物产生和排放。
绿色化工已被全球列为21世纪实现可持续发展的一项重要战略,是解决资源、能源紧缺和环境恶化的重要途径,是提高人类生存质量和保证国家与民众安全的核心基础科学与技术。绿色化工和清洁生产工艺技术将向节能、环保的方向发展。化学与材料、生命、信息、能源、资源、环境等领域的结合将开辟新的发展方向,为提高人类生活质量和环境改善提供多种途径。
一、全球绿色化工态势
1995年美国设立“总统绿色化学挑战奖”,自1996 年开始每年颁发一次。1997年成立了绿色化学协会,致力于环境友好化学合成和处理的教学、科研工作。美国加州提出两项州议案,要求按照加州绿色化学行动法促进绿色化工发展。美国已着手创建一项能够明确鉴别绿色化学品和绿色工艺的综合性工业标准,实行绿色化工第三方认证,目前有近50家单位在参与制定。
欧洲的绿色化工也很活跃。英国的绿色化学网从2003年开始创建,2006年成员已达到1500家;为鼓励绿色化工,英国还设立绿色化工水晶奖、英国绿色化学奖、英国化学工程师学会环境奖等奖项。法国化工业正逐步将农作物用于化工领域,据预计,未来农业领域绿色化工创造的财富很可能超过农产品本身。
日本已从污染型的工业社会转变为全球环境的领跑者和节能超级大国。与1990 年相比,2006 年日本化学工业减少二氧化碳排放15%,而同期化工产品总产量却增加了30%。2000年日本成立了绿色与可持续化学网络,开展绿色与可持续发展化学的研究开发、教育、奖励、国际间的合作、信息交流等工作,并发起设立“绿色和可持续发展化学奖”。
巴西因拥有丰富的植物资源,生物塑料的生产成本比其他地区低很多,从而吸引了众多投资者。巴西的公司已经将中等规模甘蔗基高密度聚乙烯推向市场,并在生物基乙醇生产、生物乙醇制烯烃、生物基丁烯等方面有较快进展。一些跨国公司也积极参与巴西的绿色化工计划。不远的将来巴西将成为全球最大的绿色塑料生产国。
大型石化公司正努力发展绿色化工,不断提高能效,以降低温室气体排放,使用对环境友好的新工艺,减少生产过程的环境污染。如,阿克苏诺贝尔公司销售产品的18%来自其“生态优质”产品,与市场上的主流产品相比,留下的环境印迹低得多,公司到2015年计划将此份额增加到30%。
二、国内绿色化工进展
石化工业是国民经济的支柱产业。2010年我国石化行业规模以上企业总产值达8.88万亿元,占全国规模以上工业总产值的12.7%。石化产品广泛用于工业、农业、人民生活等各个领域:它为农业提供化肥、农药和塑料薄膜等,为能源、交通和居民生活提供石油、天然气、液化气等燃料,为汽车、船舶、航空航天、机械工业等提供合成材料、轮胎、涂料和胶粘剂等产品,为纺织工业提供合纤单体、合纤聚合物、染料及纺织助剂,为轻工家电业提供各种塑料材料、功能材料,为电子工业提供印刷电路板基材、塑封料、光刻胶、高纯试剂和特种气体等,为建筑业提供塑料建材、保温材料、建筑涂料、防火材料等,为医药工业提供基本化工原材料,为军事工业提供军用化工产品,为人民生活提供各种相关的日用化学品……
我国化工产业的出路就在于摒弃粗放的生产模式,推崇“绿色化工”,发展环保型产品,采用先进技术,实现清洁生产,最大限度地降低三废排放量,采用循环经济手段,提高资源利用率。
科学发展强调人与自然的和谐。
2006年国务院《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》指出,我国环境保护虽然取得了积极进展,但环境形势严峻的状况仍然没有改变。
我国绿色化工研发正在兴起。南开大学与天津大学已于2003年联合组建了天津绿色化学化工实验室。2008年2月,广州化工集团有限公司等11家企业和华南理工大学、南开大学、浙江大学等6所重点高校发起组建的广州绿色化工产学研战略联盟正式启动。
绿色化工产品应用备受关注。如,绿色化工材料和技术渗透到了北京奥运会的方方面面,为北京奥运会成功举办发挥了重要作用。
三、南京化工园区绿色化工思考
1.发展现状
南京化工园区按照“国际一流、国内领先”的要求,经过10年的发展已初具规模,各项事业正蓬勃发展。园区在绿色化工方面做了大量工作,取得了较好成效。园区实现了集约发展,通过公用工程共享,提高了土地利用率;采用热电联供,实行按能级配置使用能源,提高了效率;强制推行清洁生产审核和循环经济试点工作,企业节能降耗有了明显改善。
(1)绿色碳一化工产业链。合成气是碳一化工的源头,园区合成气实行集中供应,生产效率高,资源和能源得到合理利用,废弃物少。惠生(南京)化工有限公司以煤为原料生产合成气,向菱天公司、蓝星公司和扬巴公司供应,并分离出一氧化碳产品供给塞拉尼斯醋酸装置,多余的一氧化碳和氢气生产出甲醇。实现了一氧化碳和氢气合理配置,最大限度地提高煤的有效利用率,降低碳排放。
项目采用世界上最先进工艺技术,其中煤气化采用GE 德士古水煤浆气化技术;工艺气体的净化和CO深冷分离采用林德公司低温甲醇洗工艺;甲醇合成单元采用国内自主开发的高效等温反应器和高性能合成催化剂;精馏系统采用“三塔”流程。同时配套克劳斯装置回收煤气中的硫,极大地减少二氧化硫排放,属于清洁煤化工项目。此外,项目还利用余热发电,有效地利用了煤的化学能,实现了企业一半用电量自给。项目还做到废水循环利用,废渣深加工利用、废气提取二氧化碳综合利用。
在醋酸合成方面,园区集聚了两大世界一流的醋酸生产商BP和塞拉尼斯,它们的生产技术属当今世界顶级技术。从合成醋酸的反应方程式看,甲醇羰基化合成醋酸符合“原子反应”要求,反应只有一步,全部的反应物原子都变成了产物,没有原子损耗。
Celeance 公司在传统Monsanto 法的基础上开发成功AO Plus 工艺,与传统Monsanto法比优势明显:装置的时空产率提高到20-40mol醋酸/升·小时;投资费用节省40%;公用工程消耗降低30%。近年,塞拉尼斯公司对AOPlus 的技术进行了改进,可将装置产能由120万吨/年提高到150万吨/年,单位产品成本大大下降。
BP 公司在Monsanto 法基础上改进,于1996年推出了BP Cativa工艺。催化剂体系具有如下优势:主催化剂便宜;稳定性好,可以维持高得多的浓度,具有更高的时空产率20-30mol醋酸/升·小时;投资费用节省10%-30%;由于体系中水浓度低于2 w%,副产物丙酸少,因此公用工程消耗降低20%-40%;采用该技术,可将原有装置产能提高30%以上。
(2)聚氨酯材料。聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物,广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等领域。由于它的使用可以节省能耗,因而属于绿色化工产品。园区在聚氨酯领域有较强的综合能力。
(3)绿色涂料及助剂。“绿色涂料”是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料和辐射固化涂料等,主要是从减少涂料总有机挥发量、降低溶剂的毒性、提高用户的安全性等方面加以改进。
我国是涂料生产大国,但高性能环保型涂料的发展落后于发达国家。化工园区在“绿色涂料”领域形成了产品集聚,有环保助剂、高性能树脂和安全的涂料产业链。如长江涂料公司年生产能力8万吨,是我国涂料行业设施最齐全、设备最先进、工艺领先、技术超前、环境优美、国内一流、国际接轨的现代化油漆制造基地,国内涂料10强企业。
园区还是国内最大的醇醚溶剂基地。醇醚类溶剂与水有很好的相溶性,被广泛地用于水性涂料,作助溶剂,起偶联使用。德纳(南京)化工有限公司目前有丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯六套生产装置,其中丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯生产能力达到10万吨/年,产品质量达到电子级;乙二醇丁醚生产能力达到9 万吨/年,乙二醇丁醚醋酸酯生产能力达到3万吨/年。
(4)水处理剂。水处理产品和服务是环保产业的重要组成部分。纳尔科工业服务(南京)有限公司由全球最大的水处理剂制造商美国纳尔科公司投资设立,年产3.7万吨水处理剂,包括年产7000吨橡胶聚合体、5000吨液态聚合体和年产2.5万吨混合物等市场畅销产品,最终将实现年产15 万吨产量的规模。工厂设备先进、生产工艺世界一流,定位为纳尔科在全球的核心生产厂之一,可供应纳尔科产品线的所有核心技术产品。
(5)资源综合利用。在乙烯裂解过程中,主要产品为“三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)三苯(纯苯、甲苯、二甲苯)”,同时也生产一定量的碳四、碳五、碳九等副产品,这些副产品中碳四已经得到较好的利用,碳五、碳九的利用与否直接关系到资源综合利用水平的高低,对园区绿色化工建设有重要影响。
南京源港精细化工有限公司碳五综合利用项目包括8 万吨/年碳五分离装置、2万吨/年碳五石油树脂装置,是目前国内同类装置中规模较大的企业之一,主要产品为双环戊二烯、脱环碳五加氢树脂。
南京齐东化工有限公司正在新建16万吨/年裂解碳九深加工项目,生产石油树脂7万吨。
2.对策措施
(1)引入“生态效率分析”方法并制定相应标准,定量、科学地评价入园项目。
(2)构建园区的绿色化工政策环境,一方面限制污染大的项目进入,另一方面鼓励绿色化工项目。
(3)项目入园需要进行前置性技术先进性、环境安全性评价,优先选用绿色化工项目。
(4)加大力度,提升园区现有企业技术,削减污染物、有毒物的产生和排放。
(5)以生态园区创建为契机,加强循环经济建设,提高资源利用率。
(6)加强对企业的监管,杜绝偷排现象,保证装置的安全运行,降低事故率。
(7)建立绿色化工专项基金,奖励绿色化工项目,资助绿色技术开发。
(8)跟踪国内外绿色化工技术、工艺和产品,向企业推荐新技术、新产品。
(9)建立绿色化工工程研究中心,开发利用和推广有市场前景的绿色化工技术。
3.今后重点发展的项目
(1)环氧丙烷。国外以过氧化氢和丙烯直接合成环氧丙烷技术已成熟,我国也正在积极研发。2010年我国环氧丙烷总产量约124万吨,大多采用污染较严重的氯醇法工艺生产。该工艺设备腐蚀严重,而且产生大量氯化钙和工业废水,难以处理。而过氧化氢直接氧化法生产环氧丙烷,几乎不产生三废。BASF公司和韩国SKC公司分别建成30万吨/年和10万吨/年HP-PO装置。
园区有大型环氧丙烷装置,采用的就是氯醇法工艺,而且钟山化工厂搬迁项目还有10万吨氯醇法环氧丙烷,如果能够合并改为20-30万吨双氧水氧化法工艺,不仅技术上可行,也可大大降低环境污染。
(2)淀粉基生物降解材料。淀粉基塑料可分为填充型、共混型和全淀粉塑料等三类。目前我国淀粉基塑料主要是填充型淀粉塑料,已属于逐步淘汰型品种。共混型淀粉塑料与单独的合成聚合物相比,其具有较快的降解速度和较好的力学性能,部分产品可完全降解。全淀粉塑料是真正的完全降解塑料,其成本与常规塑料更为接近,是最具发展前途的可降解淀粉塑料。
目前,日本住友商事会社、日本谷物淀粉公司、美国Novon International 公司、意大利Ferruzzi 公司和Novamont 公司等已宣布研制成功全淀粉降解塑料,其中美国Novon International公司的“NOVON”全淀粉塑料产品的生产能力已达到4.5万t/a,意大利Novamont公司开发的“Mater Bi”全淀粉塑料产品的生产能力已达到1万t/a。
(3)聚乳酸。聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物降解和生物相容性的合成高分子材料,可在使用到一定时间后逐渐降解,并最终变成对人类、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。中科院长春应化所与浙江海正集团合作已经建成了国内最大的5000t/a PLA 生产装置。2007年,日本化纤协会公布东丽公司成功开发出将以PLA和纤维素为主要成分的植物纤维进行混炼,使用耐热性、刚性及成型性较好的植物纤维强化PLA塑料。
(4)二氧化碳综合利用。二氧化碳是温室气体,国际上减碳呼声日益高涨,中国政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,二氧化碳捕集与综合利用是碳减排的重要途径。
(5)碳酸二甲酯(DMC)。这是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。作为有机合成中间体,可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用,提高生产操作的安全性,降低环境污染;作为溶剂,DMC可替代氟利昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等;作为汽油添加剂,DMC 可提高其辛烷值和含氧量,进而提高其抗爆性;此外,DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂。因此它是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。
生产可采用甲醇羰基合成法和二氧化碳法,这两种方法的原料在园区非常丰富。园区要在新材料项目上有大的突破,就应当寄希望于碳酸二甲酯的合成技术和应用技术上的突破。
(6)CO2基共聚物。将CO2合成为高分子产物的关键是催化剂技术,其合成不必经过高能耗的还原过程,既能保护地球环境又可得到一类颇具特色的新型材料。
河南天冠集团与中山大学合作正在建设5000t/a的生产线;内蒙古蒙西集团采用长春应化所的技术建成3000t/aAPC装置;中科院长春应化所与中海油合作,正在海南兴建3000t/a 装置;江苏泰兴1 万t/a 装置已投产。
(7)绿色环保涂料。20世纪90年代,国际上兴起“绿色革命”,促进了涂料工业向“绿色”方向大步迈进。水性涂料、高固体分涂料、光固化涂料和粉末涂料占比不断提升。2009 年我国涂料总产量达755.44万吨,首次跃居世界第一,但绿色涂料比重较低。
涂料行业是园区精细化工的一个重要领域,包括助剂、树脂、涂料成品等品种齐全,“十二五”期间仍有较大发展空间,应当大力发展水性涂料、高固体分涂料,绿色助剂和树脂。
(8)生物质燃料。生物能源一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。生物质能利用主要包括生物质能发电和生物燃料。生物燃料是指通过生物资源生产的石油替代能源,包括生物乙醇、生物柴油、乙基叔丁基醚、生物气体、生物甲醇与生物二甲醚。
(9)精细生物化学品。1970 年代以来,生物化工得到很大发展,生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等行业都显示了威力,创造了巨大的经济价值,特别是固定化酶和固定化细胞技术的应用更促进了酶工业和发酵工业的发展。
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A
【文章编号】 1004―0463(2016)20―0066―01
绿色化学观是在经济飞速发展的社会历史背景下产生的,绿色化学可以预防化学污染。所以,随着经济发展的负面影响的到来,将绿色化学融入到教育教学工作已迫在眉睫。高中老师应承担起向祖国下一代传播绿色化学的责任和义务,在教学时以素质教育为基础,将绿色化学观贯穿到教学中,贯穿到实验中。
一、绿色化学观与高中化学
要想在教学中贯穿绿色化学观,首先要明确什么是绿色化学观。绿色化学是指对自然环境无害的、清洁的、友好的化学。绿色化学观倡导在化学转换的整个过程中和结果里低污染,低排放。绿色化学要求尽可能提高原子的利用率,要有效预防污染的发生。所以说绿色化学观是针对节能减排的一个重要指导观念。绿色化学观又包括绿色化学的发展观、绿色化学的价值观,绿色化学的道德观和绿色化学的教育观。
绿色化学的发展观是指在发展经济的同时注意资源和环境相协调,在发展经济的同时兼顾对污染物的控制和对废物的排放,要节约资源保护环境,注意社会的稳定持续发展。绿色化学的价值观指人们在进行化学实验时,对化学与环境所持有的观点和看法。绿色化学的价值观要求教师在进行实验教学时注意引导学生正确认识人与自然相平等的观念,将绿色化学观作为重要的教育指导思想。绿色化学的道德观是在现代环境日益恶化的背景下产生的,高中教师应树立正确的道德观,加深对绿色化学观的认识,要认识到绿色化学不仅是社会化学工作者的任务,也是整个化学领域的责任和义务。高中化学教师有责任向学生传授绿色化学的思想和知识。绿色化学的教育观要求教师将绿色化学融入到教育教学工作中。
二、在高中化学实验中培养绿色化学观
在新课改背景下,高中化学课程标准和教材也作出了相应的改变,现行的高中化学课本有关实验的部分可以说充分体现着绿色化学的思想。比如说删除了一些对危险的、有害试剂的相关实验,对其他实验的试剂用量也给出了明确的规定。新编的人教版高中化学课本引入了试剂用量少、排出的废物较少的实验,同时在实验中也介绍了尾气和废液的处理方法。高中化学实验可以说是培养学生化学观的重要一部分,为了能更好地培养绿色化学观,在化学实验时应记住以下几点:
1. 做微型化学实验。微型化学实验并不是对化学实验简单的减少用量,而是在微型条件下重新设计实验,使实验达到既能完成教学目标又能节能减排的目的。微型化学实验一般对试剂的需求量较低,节约了药品。同时实验装置也更加简单易行,容易操作。有的微型化学实验甚至利用生活中的废物来进行。比如用药品使用后的铝板代替滴板,这样对废物进行利用减少了对环境的污染。微型化学实验体现了绿色化学的观念。
2. 规范化学实验。高中教师在引导学生做实验时要注意规范性,对前期实验药品的取用步骤和后期废料的处理都要严格规范。比如在闻气味时注意开口不能过大,防止有毒气体的泄露;取药品时不能取量太多,以免造成浪费:对于实验所产生的废液要按类倒入不同的回收容器中,然后进行无公害处理;对于废气要进行吸收处理,如在学习氯气制备时,实验后要用氢氧化钠吸收多余的氯气。
3. 串联化学实验。对于一些有联系性的实验,教师在设计时可以将它们放在一起,这样能避免重复实验步骤,减少对实验药品的浪费。比如,在做浓硫酸和铜的反应时,观察完反应过程还可以利用反应产生的二氧化硫做二氧化硫使品红褪色的实验。这种利用实验产物去做下一个实验的教学方法充分体现了绿色化学的思想。
4. 微视频展示实验。对于一些药品用量大,污染厉害不好控制的实验,教师可以录制成微视频,录制时要逼真全面,让学生产生身临其境的感觉,上课时以微视频的形式展示给学生,可以让学生在了解化学实验的同时减少对药品的浪费、降低环境污染。
关键词:绿色理念;实验教学;渗透
绿色化学主要就是指环境无害化、友好化的清洁化学,通过使用先进的生产技术从而保证生产或者实验过程中减少对于环境的污染,实现保护环境的目的。初中阶段作为学生价值观念形成的重要时期,直接关系到我国可持续发展战略的实施。所以,这就要求教师在初中化学实验教学过程中,应该注重渗透绿色化学实验的理念,使学生能够在掌握化学基本知识的基础上,可以应用化学原理来优化生活,促进社会的良好发展。只有在教学过程中帮助学生形成绿色化学实验的理念,才能够消除学生对于化学的误解,形成良好的环境保护意识。
一、在化学知识点中渗透绿色化学的理念
在初中化学教学过程中,教师应该善于挖掘教材中绿色理念的隐形因素,从而在化学实验教学过程中有效结合绿色化学,使学生在潜移默化中接受绿色化学的理念。只有这样,才能够使学生形成基本的绿色化学意识,才能够在具体的化学学习过程中坚持这种理念,保证绿色化学活动的展开。
如在学习《我们周围的空气》的时候,教师应该针对教材中的内容对学生进行绿色化学理念的引导,使学生能够深入理解化学理念。教师只有在学习这些知识点的时候进行绿色化学理念的渗透,才能够保证在进行化学实验的时候,学生能够秉持绿色化学理念,积极创新化学实验方法,使用先进的技术来保证绿色化学实验的具体实施。
二、在习题练习中渗透绿色化学理念
在初中化学学习过程中,教师还可以借助习题练习来进行绿色化学理念的渗透,使学生能够掌握绿色化学的最新信息,并且在化学实验中更加有效地应用绿色化学理念。通过这样的方式,可以帮助学生利用绿色化学知识解决实际问题,真正实现学以致用的目的。这就要求教师在习题练习中,应该注重深入分析理解习题,增强学生的理解,有效渗透绿色化学的理念。
如教师可以针对绿色化学设计一些习题,让学生在做习题的过程中深入理解绿色化学理念,掌握绿色化学的知识。想要更加有效地开展绿色化学实验,也需要教师能够引导学生在习题中进行练习,找到渗透绿色化学理念的方法。教师可以针对绿色化学的概念、绿色化学理念的方向以及具体的绿色化学实验的方式等设计习题,让学生在对于绿色化学的基础知识有深入了解的基础上,有效提高学生对于绿色化学理念的理解程度,从而更好地在实验和实践中具体实施。
三、注重绿色化学宣传,增强环保意识
思想作为学生行动的先导,只有让学生把绿色化学理念作为自己自觉的行动,使学生树立起环保的态度,才能够培养学生改造和优化环境的能力。所以,这就需要教师应该注重让学生接受绿色化学的思想,用思想来引导学生的行为。在实际教学中,教师应该有效利用教学资源,有计划和有针对性地对学生进行绿色化学教学。如学习了化学对社会进步的贡献以及化学给人类生活带来便利的同时,教师可以介绍绿色化学的概念,使学生准确了解绿色化学的重要性。通过对于绿色化学概念以及特点等进行讲解,对于绿色化学的重要性有深刻的认识。教师应该让学生理解化学并不是污染的代名词,并且有效利用化学知识可以使学生改善人们的生活,优化人类生存的环境。所以这就需要我们科学利用化学知识,秉持绿色化学理念。教师应该对于绿色化学实验以及生产的方法进行讲解,使学生能够知道怎样更加环保地应用化学知识促进社会经济的发展。只有加强绿色化学理念的宣传,培养学生的环保意识,才能够保证学生在绿色化学理念下进行化学实验的时候,有效提高化学实验教学的有效性。
四、在化学实验实践中渗透绿色化学思想
想要使学生在绿色化学理念下更加有效地学习化学实验相关知识,关键在于教师能否引导学生在化学实践中不断理解绿色化学理念,在实践中渗透绿色化学理念。通过这样的方式,使学生学习的效率大大提高在绿色化学理念下进行化学学习,为社会经济的发展和可持续发展做出贡献。例如,在进行《硫在氧气中燃烧》的实验的时候,教师应该要求学生严格按照要求开展实验。要严格保证硫的使用量,避免产生的二氧化硫对于空气造成污染。教师应该通过引导学生进行类似的实验,使学生在实验实践中能够更好理解绿色化学理念,并且可以在实验过程中更加有效的践行绿色化学实验的理念只有这样,才能够保证绿色化学实验的顺利实施,减少对于环境的危害,实现可持续发展。
综上所述,在我国大力提倡科学发展观的背景下,在初中化学实验教学中渗透绿色化学的理念已经成为了中发展的趋势。在初中化学实验教学中渗透绿色化学的理念是一项长远的过程,所以,这就需要教师应该采取循序渐进的方式,通过对于课本中绿色素材的挖掘和使用,从而引导学生不断地探索,找到开展绿色化学实验教学的有效方法。只有不断渗透绿色化学理念,使学生对于绿色实验化学有真正的理解,才能够使其为绿色化学做出贡献。
参考文献:
绿色化学,又叫清洁化学、环境友好化学,其实质是让反应过程保持原子经济性,使整个反应过程无污染,反应物充分利用,达到提高反应转化率和经济效益的目的。这对于预防污染,治理污染,保护环境,节约能源有着极其重要的作用。我国提出建设环境友好型社会,走可持续发展的道路,这与绿色化学的本质不谋而合。大学生作为未来社会的接班人,就应该具有建设环境友好型社会,实现我国可持续发展道路的意识。因此,他们应该深刻理解绿色化学的理念,丰富绿色化学的知识,满足社会发展的需求,为服务于社会做准备。总而言之,在高职教育中普及绿色化学,融入绿色化学十分重要。
2在高职化学教育中融入绿色化学的方法探讨
随着绿色化学概念的深入人心,各大高校纷纷对推行绿色化学教育做出举措。但是由于绿色化学概念较为新颖,教学方式提出较晚,还有很多不足之处,下面就如何加强高职化学教育中绿色化学部分提出几点建议。
2.1提高教师重视程度
由于教师质量参差不齐,部分教师还未意识到绿色化学理念在化学教育中的重要性,更未关注绿色化学所独有的教学方式的变化。作为高校教师,面对化学教育上的重大改革,首先应端正态度,充分认识绿色化学对社会和环境的重要作用,积极的学习和了解有关绿色化学的相关知识,做到读书破万卷,讲课如有神的境界;其次,应宣传和推广绿色化学理念,提高自身专业技能,更新知识体系,将讲课内容向绿色化学方面过渡,及时向学生传达先进知识;第三,要培养学生的绿色化学意识,在此基础上才能强化授课效果,并使学生对绿色化学有了清晰的认识,从而再日后的学习中发挥主动性,积极拓展知识范围。
2.2编写绿色化学专用教材
教材是教学的基础,在教材中贯彻绿色化学理念,才能真正使其深入学生之心。教材的编写,首先应对传统化学的反应式进行优化,使其达到绿色化学的标准。例如接触法制硫酸一节中,硫铁矿燃烧后的残渣富含铁元素,可回收用于炼铁工业,废气中含有一定量的SO2,若直接排放会污染空气,此时将其通过石灰乳或氨水,便可得到生石膏或亚硫酸铵,成功消除了污染并生产了副产品。再比如,CuCl2制备中,涉及到消除溶液中铁和亚铁离子的问题,若是使用教材所述的NaClO去除,则会产生新的杂质,增加了CuCl2制备的难度。若是从绿色化学角度思考,可采用H2O2做氧化剂,还原产物为H2O,不会造成污染,而且其分解产物为O2和H2O,亦没有造成污染,因此是良好的氧化剂。再者,教材应对绿色化学有一个系统的讲解,以帮助学生了解该行业的作用,重要性及发展前景等。讲解除了基础的概念性质外,还应包括研究成果,作用原理,应用方面等。尤其是其保护环境,实现可持续发展道路的作用。
2.3优化实验教学方式
化学实验是化学教学中的重要组成部分,在试验中贯穿绿色化学理念,也是化学教育中融入绿色的有效途径。
2.3.1微型实验的开展
绿色化学倡导下,一种新的实验方式应运而生,这就是微型化学实验。这种实验可以通过改良实验方式,用更少反应原料、更小实验仪器、更短实验时间得到同样的实验结果,这样便能有效降低污染,减少能耗,节约资源。高职化学实验中不乏操作具有一定危险性,试剂具有一定污染性,药品具有一定毒性的实验,这时采用微型实验便是绿色化学的集中体现。例如2,4-二硝基苯肼与醛,酮进行反应时,可在井穴板上,用滴管取一至二滴进行反应,即可观察到明显现象;再比如做氯气取用实验时,用针管取用可有效防止氯气外泄,并很好地控制了用量,避免了对人体的损害和对环境的污染。
2.3.2利用多媒体开展实验
对于一些危险性强,安全性要求高,原料消耗巨大,对环境影响恶劣的实验,在实验室内进行污染大,浪费大,操作难,并且效果可能并不理想。这时,可以采用多媒体的方式来教学。使用教学软件可以准确模拟出实验现象,学生观察多媒体设备也更直观,更清晰,可以准确快速的得出结论,有效避免了浪费和污染,满足绿色化学的教学理念。
3结语
1 绿色化学的教育现状
绿色化学的概念起源于欧美发达国家,他们最先开始意识到环保的重要性,并且将这个概念融入到学生的教育当中,以此来实现真正的绿色化学。首先是美国,美国不但在中学生课堂中提出了绿色化学,还将其写进教材中,积极开发绿色化学实验设备和绿色污染化学材料,从而提高学生的绿色环保意识。不仅如此,美国的相关协会还举办了一系列的关于绿色环保的主题活动,让学生和公众都充分参与了进来。
现在,美国还在不断修整中学化学教材,在其中大量介绍了绿色化学的知识,并告诉学生哪些化学物质是有毒的,从而避免污染。美国还在一些大学中设立了关于绿色化学的专业,并且举办绿色化学挑战奖,对获得奖项的优秀大学生进行奖励。一些大学生已经开始使用安全无毒的化学原料,或者是采取有效措施来减少资源的消耗。这也说明学生的环保意识得到了一定的提高。
后来,另外一些国家也纷纷开始实施绿色化学的教育,比如日本,日本编写了一些关于绿色化学的教学培训资料。而我国的绿色化学观念相对来说较落后,一直到上个世纪90年代末,我国一所大学开始编写《绿色化学》的教材,其他一些高校也纷纷进行效仿。但是比起其他发达国家,我国在这方面的普及程度还远远不够。目前,我国已经开设了一些关于绿色化学的教育培训课程,为绿色化学的发展提供了条件,奠定了基础。
到21世纪初,多个国家已经设立了绿色化学的奖项,用于奖励在这个领域有一定的贡献,或者有一些成就的人,美国还专门设立了培训机构,用于培训绿色化学领域的人才,并且鼓励他们参加绿色化学的奖项。
2 绿色化学教育将面临的挑战
2.1 要让学生弄清楚复杂的化学成分
化学物质里的有毒成分以及其他成分很复杂,教师要让学生明确认识到有害物质对环境和水质的破坏,并且还要让学生明白化学物质的有毒性是可以进行控制的。不但要让学生弄懂复杂的化学成分,还要让学生在实验中明确这些有毒分子处于环境中发生的变化,这一个比较难的过程,对于教师来说,也是一个挑战。
2.2 如何将绿色化学的教学延伸到现实的环保措施中
虽然中学生绿色化学传授的知识是有关于环保的,但是这些知识仅仅只是停留在原理和理论上,如何将绿色化学的教学延伸到现实的环保措施当中,这将是一个难题,也是个很大的挑战。比如,对助剂或者溶剂的毒性进行测试,并且开发出无毒原料来代替助剂,这对于教师来说是一个挑战,对于学生来说更是一个挑战。
2.3 教师的能力和技能
绿色化学除了要求教师要有基本的化学知识以外,还要求教师要对环保知识及其他领域的知识有一定的了解,因此也对教师的能力和技能有了较高的要求。另外,绿色化学教学还要求教师在传授知识的时候,教会学生如何分解材料、如何用环保化学成分来代替有毒材料,等等。如果学校不对教师进行培训,教师的知识结构就会无法满足知识的需要,因此,教师的能力和技能对于绿色化学来说也是一个重大的挑战。
2.4 教学方法的挑战性
绿色化学的教学方法也是一个巨大的挑战,并且要求教师改变过去的“粗放型”教学方法,从而转变为“集约型”教学方法,同时,这也是绿色化学对教学的一个要求。教师不但要帮助学生了解化学知识,还要使学生意识到环保的重要性,在整个化学课程中,要将环保无污染的理念贯穿于整个化学领域,又要把绿色化学的内容和知识融入到化学教学当中去,从原理到实验过程,各个环节都要采取环保的标准。
3 绿色化学教育的措施
3.1 改进不环保的实验方法
在进行化学实验的时候,应该尽量采用环保的实验方法,并且选用一些无毒无危害的材料。比如绿色自燃实验,在之前的课堂上,教师都采用的是白磷来给大家做实验,但是白磷是一种危害性极强的物质,而且白磷在燃烧的过程中发挥的有毒气体会对空气造成污染。因此,可以用其他一些无毒的物质或者材料来代替白磷,比如碳粉等。
3.2 培养学生的创造性
在化学课堂上,教师要培养学生的创造性,可以鼓励学生对“减量、减废”进行实验或者改造,从而培养学生的创造力。除此之外,也要给学生灌输节省资源的观念,带领或者指导学生对化学教材中的化工生产工艺流程进行分析,或者重新设计一条生产工艺流程,必要的时候,还可以借助计算机来进行辅助设计,通过这个过程可以培养学生的思维与创造性。
3.3 更新教学手段
原来的化学教学方法已经不能再适应绿色化学的要求了,教师必须及时更新教学手段。通过有效的教学工具、教学材料以及训练手段来向学生传授知识,让他们形成绿色化学的意识和环保意识。新的教学手段有多媒体(投影、录像、光盘等)以及计算机技术,便于学生和教师获取知识和技术,同时也有利于促进学生用可持续发展的眼光来思考问题。
关键词:绿色化学;高中;化学实验
一、绿色化学的概念及特点
所谓绿色化学,即防止和预防环境污染,实现有毒、有害物质的零排放,节约资源的环境友好学或环境无害学。在化学教学课堂中,绿色化学的理念使学生树立绿色化学的意识,强调的是可持续发展及环境保护,对于老师而言,用绿色化学的思路去引导学生朝绿色化学的方向发展,使学生学会用绿色化学的思路去分析化学问题的实质,而学生在这个过程中,有效地形成了良好的化学思想;绿色化学是利用自然资源及可再生能源,通过无毒害的化学资源而进行的化学反应,降低废弃物的排放、提高能源的利用率、利用合理的资源生产出有利于人类的产品的科学概念。
二、如何将绿色化学融入高中化学实验
从现在的化学课程中我们可以看到,学校安排的主要部分还是传统的化学知识的课程,如何将新的化学概念增加进来,一直都是我们所待解决的问题,显然,绿色化学怎样融入就是我们目前的问题,绿色化学概念反应在化学实验上有几个有关的要求:
1.减少实验中的废气物对环境的污染;2.对实验中产生的废气物要尽量收集并且处理;3.设计实验时要尽量考虑到简约的原则,使实验变得小型化,通过最少的原料,获得最大化的收益;4.对于一些需要耗费大量资源的实验,在条件允许的时候,尽量用计算机模拟代替,做到完全的无污染;5.对于实验中使用或者剩下的资源,要循环利用,实验的步骤要尽量做到最简。
在各种技术快速发展的今天,多媒体也是一项运用于各类事业的技术,对于化学课堂教学也不例外,对于绿色化学更是锦上添花。因为多媒体技术不仅能够模拟一些特殊的实验,而且对于一些危险的实验,例如:硫酸的性质实验等,我们就可以通过多媒体模拟出实际的效果,除了能够有效地节约资源,还能够避免一些不必要的事故。在高中化学实验中,还可以使化学实验微型化,微型化的意思即是在能够达到实验效果的情况下,减少使用的试剂以及药品以达到节约物品、减轻污染的作用。
通过在高中化学课堂中融入绿色化学的概念,不仅能够有效的解决课堂上的实际问题,还能够真正从实质上改善环境问题,最重要的是在这个过程中,学生和老师都真正参与进来,围绕着具体的实验目标,发挥想象力和创造力,完善化学实验的方法,使教与学的过程变得简单,最重要的是在这个过程中,培养了学生的创造性思维,开发了学生的潜能,对他们的学习能力也是一种培养,在学习的道路上能够发挥出自主思考、自主学习的能力。
参考文献:
绿色和环保自联系到一起后,社会大众对于绿色的认识就不断进步,绿色食品、绿色化学等概念也被提出并广泛应用。在高校进行的新课程改革中,绿色化学概念被引入,受到了大家的广泛关注。教师在课堂中将化学知识与环保意识结合起来,宣扬绿色化学的新成果,提倡绿色化学的新思想。教师的大力推广让更多的学生认识到绿色化学的意义,他们从绿色化学的角度出发,发现问题,思考问题,解决问题。不但提高了教课的效率,还增强了学生对于环保的意识。
1 绿色化学的概念
经济进步虽然带来了更多的便利,但是也将环境破坏严重。为了留给子孙后代更好的环境,可持续发展战略被世界各国广泛应用,并被世界人民所接受。在我国的基本国策中,可持续发展战略已经被视为发展我国经济与保护环境平衡的双重举措。绿色化学这一概念就是在这样的大环境下被提出,自1990年美国环境保护总署Anastas及其合作者首先提出,随着经济状况的变化和人们思想的转变,绿色化学深入人心。它所提倡的以化学方法减少或去除对于人体或者是对于环境有危害的材料、溶剂等等有毒害的物质,已经被社会大众广泛接受,它更好地保证了我们处理毒害物质的能力。
2 绿色化学理念的原则
常规性的化学实验中,污染的产生一般是由四个因素影响,即材料性质、实验过程及操作准确性、实验条件及装置、最终实验产物。绿色化学针对这四个因素,提出了相关的准则:第一是在化学实验最初采取手段去除可能产生废物的物质,避免后期的操作;第二是确定化学实验方法时将有毒物质进行充分的化学反应,中和掉它的毒性;第三是尽量使用那些无毒的或者毒性比较小的物质进行实验;第四是一些辅质的分离剂或者是合剂应该尽量不使用,实在需要的就选择那些毒性低的物质;第五是实验原料应该从质量和价格双重方面进行考虑,避免不可再生资源的浪费;第六是催化剂的挑选也要严格,选择毒副作用小的;第七是化学实验产物必须严格处理,能分解的分解,不能分解的要按标准进行销毁或者掩埋;第八是要保证实验的安全,避免火灾、爆炸、中毒等危险的发生。
3 绿色化学在初中化学实验课程中的运用
3.1 注重学生绿色化学意识的培养
化学中广泛应用的实验教程中,以往经常是教师讲解化学的概念和原理,让学生按照程序操作,自绿色化学引入以来,教师还适当性地增加关于环境污染、食品安全、污水改造等方面的问题,让学生意识到污染带来的危害,增强学生环保的意识。一些绿色化学的思想讲解可以让学生增强关于绿色化学的认识,提高他们的兴趣。
3.2 改革传统实验内容和方法
在传统的化学实验教学课程中,一些实验的素材是带有危险性的物质,很多都会发出有毒的气体,或者是实验的结果很难处理,极大的困扰着实验的师生。绿色化学概念的引入,让一些无毒的素材代替了传统的有毒物质,减少或者是避免了许多危险性的实验过程。比如说在对碘的升华试验中,传统的实验就是在试管中直接加热促使碘的挥发,这是一种浪费,并且碘的挥发气体带有毒性,危害着师生的健康。绿色化学采用的是另外一种实验模式,它预先将碘晶体密封在玻璃试管中,当对试管的一端进行加热时,另一端就会产生碘的紫色气体,气体上升到试管顶端因为温度降低重新凝结成碘。这种操作模式无污染,可循环利用,是绿色化学的体现。
3.3 采用微型实验方法
微型化学实验是当前使用较多的一种实验方式,它通常是利用微型化的化学仪器,采用更少的实验材料进行实验。一般情况下,它所消耗的资源是常规性实验的十分之一甚至更少,所以产生的毒害物质也随之减少。微型化要求操作的技巧要更高,也要有很高的耐心。比如在添置小型酸碱滴定管、锥形瓶和移液管等教学中,常规采用的是50ml常规滴定管,而微型化的化学实验采用的是5ml双管式微型滴定管,数量的减少并没有改变实验的结果,相应的学生的操作技巧得到了锻炼,对于实验用量也能更好地把握。实验的废料毒性也减少了,更加符合绿色化学的概念。
3.4 增强对绿色化学知识的考核
通过实验可以对比绿色化学和传统化学的操作模式和影响,也可以让学生对二者进行比较,分析出优劣,增强学生对于绿色化学的意识。日常考核中也可以将绿色化学作为考核的一部分,让学生能够接触到最前沿的化学知识,扩大学生的眼界,提高学生的绿色环保意识。
3.5 加强化学实验中利用多媒体
多媒体的广泛应用让绿色化学的概念更好地表现出来。一些化学实验是危险的,化学实验过程中需要的材料是昂贵的,所以一次实验可能会受到很多因素的制约,也可能带来这样那样的危险。多媒体的大面积应用让绿色化学的概念贯彻其中,它对于实验过程完美地展现,通过文字或者视频进行的讲解让学生身临其境,不亚于在实验现场的感受。这种仿真性的多媒体应用让绿色化学变得切实可行,让学校节省了资源,让学生增强了绿色化学的感受,提高了学生的环保意识。
结束语
要想彻底隔绝污染源,就应该从细小处着手,进行深刻分析对比,解析和研究绿色化学反应。另外还应该增强学生的环保意识,进行强化绿色化学教育。化学教学者应该多多引入较先进的试验技术,利用多媒体进行教学,实验内容更要不断更新,在微型化实验规模等方面进行努力开拓,把绿色化学完美地融合到日常的教学中。
关键词:绿色化学理念;高中化学;渗透
一、绿色化学理念的内涵及意义
1.绿色化学理念的内涵。绿色化学又称为无害化学、清洁化学,是利用化学的方法和技术有效降低,甚至消除化工产品在设计、生产及应用中产生和使用的有害物质的一门科学。其主要目标是通过寻找、研究无毒的原材料,对其充分利用,最大程度地节约资源,实现污染防治、净化环境。
绿色化学的具体内涵包括:减少污染排放量、资源重复使用、资源回收、资源再生和拒绝使用这五个方面。减少污染排放量,主要就是提高资源转化率、减少资源损耗,减少废水、废气、废渣的排放量,进而达到节省资源和减少污染的目的。资源重复使用,目的就是减少废弃物,同时降低生产成本。重复使用最典型的就是化工业中催化剂的使用。回收指的是对一些非反应试剂和未反应的副产品、原料等进行回收利用。资源再生就是变废为宝的过程,再生能够有效节省能源和资源,并且降低污染程度。拒绝使用是指化工生产过程中,拒^使用一些不可替代、不可回收、再生和重复利用的原料,而拒绝使用的原料一般又是有毒、有污染的。
2.绿色化学理念的重要意义。绿色化学理念强调的是严格控制化工污染源头,尽量减少有害物质的产生和使用,提高原料使用率和回收利用率,进而实现预防污染的目的。绿色化学充分体现了人与自然和谐相处的理念。
在高中化学教学中践行绿色化学的理念,要强化绿色意识,通过化学的一些原理、方法和技术,减少甚至消除对人类健康、生态环境有害的化工产品,同时研究发现新的无污染的化学产品,让学生建立绿色化学的理念和意识,为绿色化学做出更大的贡献。
二、绿色化学在高中化学教学中的渗透
1.在课堂教学中渗透绿色化学理念。在高中化学课堂教学中,教师要充分利用教材,挖掘教材中的绿色化学要素,将化学教学与绿色化学有效结合起来,不断为学生渗透绿色化学理念。改革后的中学化学教材,充分融入了绿色化学的理念。如,必修一专题2第一单元“氯、溴、碘及其化合物”中,通过对金属单质和氯气反应的试验探究,让学生了解到氯气在工业和生活中的应用,通过生活中随处可见的自来水氯气消毒,培养学生绿色化学的理念。另外教材中有很多内容都包含绿色化学的观念,例如,在讲到“有机化合物塑料”时,教师可以通过现实中的回收利用废弃塑料的一些例子,使学生认识到化学科学在废弃物的回收利用中的作用,进一步深化绿色化学的概念。在讲到“氮的氧化物”时,教师通过现实生活中的常见事件,让学生对氮氧化物产生的光化学烟雾和汽车尾气等问题进行积极讨论,引导学生意识到合理利用化学可以防止污染进而保护环境。总而言之,通过在课堂上,挖掘教材中的体现绿色化学理念的内容,合理设计课堂教学,使得学生真正领悟到资源循环利用的重要意义。
2.在化学实验教学中践行绿色化学理念。化学是以试验为基础的学科,化学教学离不开实验教学,但化学试验一般都存在着废水、废气和废渣的“三废”问题。因此,要充分利用化学试验教学,让学生践行绿色化学理念。化学实验微型化,指的是在化学实验中,尽可能的减少化学试剂的用量。实验微型化的主要特点就是化学试剂用量少和化学仪器装置小。在实验时,采用微型化学实验能够有效改善实验室的环境,减少实验室的污染排放,同时,实验微型化操作较为方便。在进行氯气的性质的相关实验时,可以在培养皿中,通过稀硫酸与漂白液反应来制得氯气,这样生产的氯气量少、对实验室的污染减少,并且试验的效果更加明显。另外,规范实验操作步骤,可以培养学生的安全意识和绿色化学意识。对“废水、废气、废渣”标准化处理,引导和培养学生的绿色试验的习惯。