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绿色化学在教育教学中的运用

2016-05-14刘琳卢驰元

中文信息 2016年7期
关键词:微型化试剂化学

刘琳 卢驰元

摘 要: 绿色化学可诠释为环境无害化学,环境友好化学。其旨在利用化学方法或其他技术减少或消除那些对环境有害的物质,并创造新的绿色能源。绿色化学内容广泛,涉及了基础化学中的多个学科,学校作为实施绿色化学教育的根据地,承载着教书育人的重责,而大学生作为未来科技革命的主力军,未来科技的希望,需要重点培育。当今,重点培育大学生的绿色化学理念已为多数高校所认同。

关键词:绿色化学 教育

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)07-0225-01

一、绿色化学的提出及发展动态

在当今大众心里,化学化工几乎是造成环境污染的主力军,面对日益严峻的环境污染,绿色化学应运而生。早在1996年美国就设立了“总统绿色化学挑战奖”(Presidential Green Chemistry Challenge Award),用于奖励对绿色化学做出重要贡献的个人、团体和组织。鉴于绿色化学是经济发展和环境保护的重要纽带,各国政府也纷纷积极发展本国绿色产业,积极引进技术和人才,促使越来越多的优秀科技工作者加入到绿色化学的研究队伍里来 ,使得绿色化学呈现出蓬勃发展的趋势。随着绿色化学的进一步发展,其显现出的优越性越来越多,2015美国又新增了一个奖项——气候变化奖(Climate Change Award),可见绿色化学的发展受到越来越多的关注和重视。绿色化学走在了当今国际化学科学研究的最前端,成为知识经济时代工业发展的必然趋势。

二、绿色化学的含义

绿色化学是指利用化学技术去减少或彻底消除那些对人体的健康和生态环境产生危害的原料、试剂等的生产以及使用。早在20世纪90年代年美国著名有机化学家Trost就提出了原子经济性(Atom economy),是指在反应中让每一个原子都物尽其用 ,原子的使用效率越高,反应产物中的的杂质就越少,这样做不仅能够使资源的利用率达到最高,又能将对环境的污染降至最低。这一理论就是绿色化学发展最坚实的基础。为保证绿色化学的健康发展,美国环境保护署(EPA)的研究者们提出了绿色化学的12条原则,进一步科学规划绿色化学的发展方向。

三、绿色化学的特点

它最大优点就是运用化学方法将污染从源头除去 ①充分利用资源,尽量采用纯天然原料 ②在实验反应过程中保证无毒,减少污染③提高原子的利用率,努力将原料中所有原子充分利用④生产出有益于人体健康且对环境没有影响的产品。逐步将传统的化学生产工业从“豪放派”转变为“简约派”,做到充分地利用原料,实现“零排量”将成为绿色化学的发展趋势。

四、绿色化学的实施方法建议

环境污染与我国经济的可持续发展背道而驰,同时也严重危及人们的生活质量。因此培养师生的环保意识, 增强教师的绿色意识刻不容缓。化学教师在教育教学活动中起引领作用,因此应重点培养教师环保意识,不断更新绿色化学观念,扩充绿色化学内容。同学在老师的带领下应努力做到:认真学习化学知识,收集环境信息,收集有关保护和改善环境的信息以及与日常生活密切相关的化学污染问题,增强自身环境意识,切实做到保护环境,做环保的实践者。 笔者具体建议如下:

1.大力推广微型化实验

推广实验的微型化对于绿色化学的推广存在着举足轻重的作用。实验的微型化是指在同样的实验中所用的试剂为传统实验用量的百分之一至千分之一,一般的传统实验不论有机合成还是生物化学实验,基本上都存在试剂取用和试验过程中浪费严重的问题,暂可归为粗放型实验。随着绿色化学的提出和发展,微型化实验得到越来越多的支持和推广,与传统型实验相比,它具有明显的优势:操作简洁,相对安全,降低实验成本,减少污染物的排出。微型化实验的推广是由传统粗放型向绿色集约型转变的一个缩影。

2.实现网络试剂共享

化学试剂大多数有不同程度的毒性,而高校对于实验试剂的要求种类繁多,且数目不一,应当分门别类,分别保管,尤其是易燃易爆易腐蚀及剧毒试剂的存放,应当严格按照危险物品存放条例进行存放。同时还建议将试剂名称,简介及数量统一至学校官网,不同实验中心可通过官网查阅自己所需试剂,进而申请取得,从而避免试剂存放过久而失效,实现资源共享,达到资源的充分利用。

3.降低试剂浓度

改进实验方法,尽可能降低试剂浓度。在现代教学实验中,所用的教材通常规定试剂用量,实际上在不影响实验结果的情况下,可以尽可能的降低试剂的浓度,从而减少废液的排出,保护环境,实现绿色可持续发展之路。例如无机化学基本操作中,要求用洗耳球及吸量管练习Hcl的取出,教材显示取4ml,教师在实验课上可以活学活用,改为1ml。这样既没有影响实验结果,同时也能达到减少废液的排出。又如分析实验中的酸碱滴定,把Hc l及Naoh的浓度由0.10.1mol/L降低至0.01mol/L 实验结果并无影响,但却达到降低污染的排出。在实际工作中,还有很多的实验可以通过降低浓度来减少排放污染,用绿色化学的思想为出发点,实现绿色化学教育教学。

4.采用现代多媒体教学

在实验教学中难免遇到产生有毒有害气体或物质的实验,在这种情况下可借用多媒体,将实验所用试剂,过程及结果制作成课件及视频。这样既能清晰的展现实验过程,让同学更直观的感受、学习,又可避免与毒物的接触,同时可减少污染物的排放。在实验教学中,应尽量多选择环保绿色实验,避免接触毒物、放射物质、重腐蚀物质。

5.废弃物、液需集中处理

近几年环境恶化问题日益突出,作为废弃物排出的主要“生产者”,粗放型化工厂和代加工厂的发展也受到一定的限制,为企业的长远发展,带头人也在不断引进新型科技,新型人才,对终末废弃物进行再加工后排出,尽力减少污染。而学校的各类实验中心在每天的科研实验中也向环境中排放一定量的废气液,量虽不多,但基本都没有经过再次处理,直接排出,长此以往对我们生活的环境产生的危害不可估量。因此在工作中应牢固树立绿色化学观点,要求自己、同事和学生将含有腐蚀,强酸,强碱等废弃物统一回收统一处理,不可随意处置。工作中可定期开展绿色化学讲座,阐述绿色化学的优势及绿色化学发展的必然性,引起大家的重视。

绿色化学与我们的生活环境息息相关,也密切关系到我们的生活质量,因此国家在绿色科技方面的投入也呈逐年增加。作为高校化学教师,应当大力宣传绿色化学观念,并积极开展绿色科研项目,定期组织学生交流节能减排的新方法及新发现。同时通过上述的微型化实验,降低实验浓度等方面来促使绿色化学的发展。希望通过不断的学习,能够让同学们牢固树立绿色化学的意识,从而引导同学们努力研发更多新型绿色环保能源。大学生作为未来社会的接班人,应当敏锐地发现国家所需,并将国家所需为己任,努力研究,为绿色化学的发展做出自己应有的贡献。真正实现绿色化学教育的意义。

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