張富強
摘 要:文章介紹了綠色化學教學實驗與環(huán)境的關(guān)系,討論了"綠色化學實驗"應采用的措施,指出應改革傳統(tǒng)的化學教學實驗模式,減少化學污染物的排放,加強環(huán)境的保護。
關(guān)鍵詞:綠色化學;化學教學實驗;環(huán)境保護
在人類物質(zhì)生活隨著工業(yè)化而下斷改善的同時,大量排放的生活污染物和工業(yè)污染物,使人類生存的環(huán)境日益惡化,從太空俯瞰地球,昔日藍色的地球上空一片灰蒙蒙的景象,蔚藍已變成人們的記憶,"浩浩蕩蕩,橫無際涯"的漁米之鄉(xiāng)洞庭湖已從中國最大的淡水湖位置上退位。蔚藍的大海上不再飄揚"藍色圓舞曲",赤潮已變成海洋生物的"紅色殺手",樂山大佛面對愈演愈烈的污染流下了無奈的眼淚。名嘈世界的埃菲爾鐵塔被酸雨折磨得銹跡項斑。佛里昂造就了冰箱,也造就了頭氧層的空間,越來越多的汽車尾氣使空洞雪上加霜。大氣中充滿了粉塵、硫、氮的氧化物、碳氫化合物。過量使用農(nóng)藥,化肥,塑料薄膜使土壤也未幸免。固體廢棄物把我們的家園幾乎變成垃圾站…觸目驚心的數(shù)字,慘不忍睹的畫面,使人們開始對傳統(tǒng)的發(fā)展模式和消費方式提出疑問。其實,人類所面臨的許多環(huán)境問題,大部分與化工產(chǎn)品的化學污染有關(guān)。因此,要從根本上治理環(huán)境污染,就必須大力發(fā)展無污染的綠色化學,保護資源環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展勢在必行。
一、綠色化學
綠色化學又稱環(huán)境無害化學、清潔化學、環(huán)境友好化學。其主要是利用化學原理、技術(shù)和方法減少或消除對人類健康社區(qū)安全生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑溶劑、試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學旨在從源頭上消除污染。其內(nèi)容包括重新設計化學成反應,制造方法和化工產(chǎn)品以消除污染,不再使用有毒有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物是最為理想的環(huán)境污染防治方法。
二、綠色化學實驗
綠色化學實驗應是以綠色化學原理和原則為基礎(chǔ)的一類實驗。在重視綠色生活的今天,學校的化學類教學也應"綠色化。要通過制定科學的符合教學大綱和環(huán)保要求的實驗教學計劃,采取切實可行的對環(huán)境友好的管理措施和實驗技術(shù),保護生態(tài)環(huán)境。要解決化學實驗的污染問題,最根本的就是要改革實驗內(nèi)容,實驗中應"無廢""少廢",強化實驗藥品的重復利用。
1.推行使用微型化學實驗方法被譽為"化學實驗的革命",微型實驗是近20年發(fā)展很快的一種化學實驗新方法、新技術(shù)。它是在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗,其試劑用量比對應的常規(guī)化學實驗節(jié)約90%以上,它具有省試劑、少污染、快速、安全、便攜等特點?;瘜W教學采用微型實驗,其經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和教學效果也是顯著的。實驗證明,微型化學實驗在激發(fā)學生興趣,強化動手能力的訓練,培養(yǎng)創(chuàng)新思維、樹立環(huán)保觀念上有獨特的功效。
微型化學實驗興起和推廣雖然早于綠色化學,然而它的目標,理念方法與綠色化學是完全一致的?,F(xiàn)在把微型化學實驗作為綠色化學的項試驗方法與技術(shù)是恰當?shù)?。采用微型化學實驗儀器,可以節(jié)約試劑和時間,并得以訓練學生細心操作的技巧,使教學者得以在有限的學時之內(nèi),在有限經(jīng)費條件下完成教學要求。由于微型化學實驗的成套儀器較貴,要完全實現(xiàn)實驗的微型化,還有一些困難,但可以通過改造實驗的裝置,使之趨于微型化,這樣可以減少化學藥品的用量,節(jié)約實驗成本,同時也減少了化學藥品對環(huán)境的污染。
2.改革傳統(tǒng)的化學實驗教學
①改革教學內(nèi)容,使污染物排放為零。綠色化學要求在化學反應過程中盡可能采用無毒無害的原料、催化劑和溶劑。在化學實驗中,若屬于基本訓練的實驗,當實驗中使用有毒有害的物質(zhì)或生成物中有害成分較多,而又不能回收利用的,按照綠色化學的原則可減少用量,采用微型化學實驗方法,且按照不同危害品的原則,在不改變實驗要求的原則下,盡可能不用有害品。
②改進試驗方法,消除污染物的排放。在化學實驗教學中,應探索改進試驗方法,使實驗中的污染物被吸收或轉(zhuǎn)化為無害物,消除污染物向環(huán)境排放的陋習。這一類的改進有較多的實例,而且許多實例有明顯的效果。但總的就是酸性氣體可用堿液吸收,堿性氣體可用酸液吸收;有機蒸汽要盡可能冷凝吸收或通過燃燒氧化,使其轉(zhuǎn)化為無害或基本無害的物質(zhì)。
③實驗用品的回收和綜合利用。在化學教學實驗中,應盡可能的回收各種有機試劑和實驗產(chǎn)品,一個實驗的產(chǎn)品可以作為另一個實驗的原料,這樣還可以提高學生對化學實驗的興趣和實驗操作的技巧,如氧氣的實驗室制法中催化劑可以回收,作為原料在下次實驗中繼續(xù)使用。合理的使用化學藥品減少藥品的使用量,既可以減少實驗藥品用量,又可以減少實驗污染物的排放,達到環(huán)境保護的目的。
④使用一體機教學。在化學實驗教學中,除一些必須的實驗基本操作外,有些化學實驗如無機化學中物質(zhì)性質(zhì)的測定之類比較簡單的實驗,既要使用多種化學藥品,同時這些藥品又被許多同學共同使用,回收的可能性不大,污染物的排放又比較大,而且污染物組成又比較復雜,對環(huán)境污染比較嚴重。對這類實驗,可利用一體機教學,做一些一體機輔助軟件,讓學生在計算機上點擊實驗內(nèi)容,使化學反應的原理和現(xiàn)象在計算機上顯示出來,既能夠達到鞏固學生所學知識,又能達到環(huán)保的目的。
綠色化學是維護生態(tài)環(huán)境的化學,綠色化學實驗大有可為。從長遠的發(fā)展觀點看,放棄有污染的傳統(tǒng)化學實驗,探索傳統(tǒng)化學實驗的"綠色化"改造,是化學實驗工作的必然趨勢。實現(xiàn)綠色化學實驗,必須實行污染預防全過程控制。從教學管理角度出發(fā),在制定教學大綱、教學計劃教學內(nèi)容等方面,每一個環(huán)節(jié)都要考慮保護生態(tài)環(huán)境,都要符合"綠色化"學的要求,不斷改革教學內(nèi)容,不斷提高教學水平。