有機化學(xué)教學(xué)與環(huán)境保護

霍子瑩

（北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 北京 100023）

有機化學(xué)教學(xué)與環(huán)境保護

霍子瑩

（北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 北京 100023）

在社會不斷發(fā)展的過程中，環(huán)境問題日益嚴峻，成為人們廣泛關(guān)注的一項問題。而作為一門重要的學(xué)科，有機化學(xué)主要研究的對象就是有機化合物的應(yīng)用、生產(chǎn)方式、結(jié)構(gòu)理論與性能等內(nèi)容，同工業(yè)發(fā)展有很大的聯(lián)系，對社會發(fā)展與環(huán)境保護有緊密的聯(lián)系。本文主要介紹了有機化學(xué)與環(huán)境的關(guān)系，在有機化學(xué)理論教學(xué)和實驗教學(xué)過程中對學(xué)生環(huán)保意識的培養(yǎng)以及有機化學(xué)教學(xué)在環(huán)境保護中的應(yīng)用，為相關(guān)研究提供參考意見。

有機化學(xué)；教學(xué)；環(huán)境保護

近年來，隨著社會發(fā)展的需要，化學(xué)已經(jīng)成為人們生產(chǎn)和生活中不可缺少的元素，有機化學(xué)在能源、信息、材料、工業(yè)、醫(yī)藥等方面做出了巨大的貢獻，在給我們的國民經(jīng)濟帶來增長的同時，化學(xué)污染物也對環(huán)境產(chǎn)生了很大的破壞。在教學(xué)過程中通過更新教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方法，優(yōu)化有機化學(xué)實驗方案[1]來將環(huán)保的意識融入到廣大的學(xué)生中去，對于以后經(jīng)濟社會的綠色發(fā)展具有十分重要的意義。

1 有機化學(xué)的定義

有機化合物是指含碳的化合物，有機化學(xué)又稱為含碳化合物的化學(xué)，是研究有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備的學(xué)科，是化學(xué)的一個重要分支。有機化學(xué)學(xué)科涉及到多方面的知識內(nèi)容，例如：人口和健康問題、材料應(yīng)用、能源、信息技術(shù)等，作為一種新型高科技術(shù)為社會的發(fā)展和科技的創(chuàng)新提供了動力，利用有機化學(xué)方法可以有效的解決國際性核心問題。

2 有機化學(xué)與環(huán)境的關(guān)系

2.1 有機化合物對環(huán)境的污染

有機化合物與人類生活的衣食住行息息相關(guān)，也是環(huán)境污染的罪魁禍首。隨著合成技術(shù)的成熟發(fā)展，有機化合物的種類越來越多，他們每天以驚人的速度排放在人們生活的環(huán)境當(dāng)中。目前環(huán)境中主要的有機污染物有金屬有機污染物，；烴污染物；含氮、磷有機污染物；含氧、硫有機污染物；含鹵素有機污染物、天然產(chǎn)物污染物。

2.2 有機化學(xué)的應(yīng)用是治理環(huán)境污染的重要手段

有機化學(xué)在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著主要的作用，而且隨著日益突出的環(huán)境問題，在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。雖然目前環(huán)境問題與化工行業(yè)有關(guān)，但是有機化學(xué)的合理應(yīng)用對環(huán)境的保護作用也是顯而易見的。例如將煤中的元素原子100%轉(zhuǎn)化成對人類有益的有機產(chǎn)物，減少了煤燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣，也在環(huán)保的基礎(chǔ)上提高了利用率；有機化學(xué)研究出殘留時間段、藥效更專一的農(nóng)藥可以減輕對土地的污染等等。自20世紀90年代初，科學(xué)家們就提出了“綠色有機化學(xué)”的概念，旨在建設(shè)綠色的合成工藝環(huán)境，在增強經(jīng)濟建設(shè)的同時有效的保護了環(huán)境。

3 在有機化學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生的環(huán)保意識

在有機化學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生環(huán)保意識的措施具體包括以下幾個方面：

3.1 在有機化學(xué)理論教學(xué)中提升學(xué)生的環(huán)保意識

我們可以利用多媒體技術(shù)具有圖、文、聲并茂的特點，直觀、生動、活潑的表達教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]，提高思想意識。例如在學(xué)習(xí)烴類化合物時，融入石油煉制有關(guān)能源危機的知識，介紹汽車尾氣是城市污染的主要污染源；講解烯烴時，介紹由塑料袋、一次性餐盒造成的白色污染；鹵代烴學(xué)習(xí)中，介紹臭氧層破壞的主要原因是冰箱和空調(diào)的使用的大量制冷劑氟利昂；教學(xué)芳香烴類時介紹目前多環(huán)芳烴類的苯并芘是一種強致癌物；酮類化合物的教學(xué)中，介紹室內(nèi)空氣污染的主要污染物甲醛等。這樣的講解有利于學(xué)生加強對環(huán)境污染的認識并且可以增強環(huán)保的意識以及對化合物結(jié)構(gòu)的掌握。

3.2 在有機化合物實驗教學(xué)中培養(yǎng)環(huán)保意識和方法

實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)中必不可少的一部分。在實驗教學(xué)中更要重視學(xué)生的環(huán)保意識的培養(yǎng)，規(guī)范化學(xué)實驗的方法，減少化學(xué)品的用量，有效處理實驗結(jié)束后產(chǎn)生的廢棄物，以達到盡量避免污染環(huán)境的目的[3]。教師應(yīng)在實驗教學(xué)中規(guī)范學(xué)生的實驗行為，這樣才能達到環(huán)保教育的目的。在化學(xué)實驗中，教師必須教授正確的實驗方法，指導(dǎo)減少實驗中有機化學(xué)品的用量。要盡量遵循少利用資源，少產(chǎn)生廢物的原則，盡量利用新方法和新技術(shù)，來預(yù)防和減少化學(xué)的污染。

3.2.1 設(shè)計綠色化實驗

所謂綠色化實驗，就是指在實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗試劑的選用上進行最優(yōu)選?？梢赃x擇毒性小、污染低、現(xiàn)象明顯的項目，對于部分必須要進行的實驗進行試驗路線的改革，采用污染小的原料進行[4]。開展有機化學(xué)教學(xué)的教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí)有關(guān)環(huán)境保護的多方面化學(xué)知識，掌握新的化學(xué)工藝和當(dāng)前社會發(fā)展的動態(tài)，將這些新鮮的化學(xué)環(huán)保知識與課程結(jié)合起來，設(shè)置一些創(chuàng)新性的綠色實驗，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣同時，增強學(xué)生的環(huán)保意識。如甲醇羰基合成法是制備醋酸的最佳合成路線，具有反應(yīng)的高選擇性和對環(huán)境的友好性，現(xiàn)已代替了傳統(tǒng)的乙烯氧化合成法路線。該合成工藝流程如下圖1所示。

圖1 甲醇羰基合成法是制備醋酸工藝流程

3.2.2 有機化學(xué)實驗的微型化

有機化學(xué)實驗的微型化是綠色化學(xué)的一個重要方面，微型化實驗具有反應(yīng)時間段、現(xiàn)象明顯、節(jié)省實驗用品和對環(huán)境污染小的特點。在實驗的過程中，使用微型儀器，既減少了藥品量也縮短了時間更減少了三廢的排放。一氧化碳催化偶聯(lián)合成草酸是一氧化碳在催化劑的作用下與亞硝酸酯偶聯(lián)反應(yīng)生成草酸二酯和氧化氮，草酸二酯水解得草酸和醇。反應(yīng)生成的氯化氮部分氧化為二氧化氮。氧化氮和二氧化氮生成三氧化二氮，三氧化二氨與醇酯化反應(yīng)生成亞硝酸酯，亞硝酸酯能夠循環(huán)使用，這種微型化的實驗具有極好的環(huán)保效果。

3.2.3 設(shè)置連續(xù)化的實驗內(nèi)容

可以設(shè)計有關(guān)聯(lián)的綜合性的實驗項目，將部分實驗的產(chǎn)物或者廢棄物應(yīng)用到另一個實驗當(dāng)中，減少實驗室廢棄物的排放量[5]。這樣既能避免各個實驗孤立起來，也可以增強實驗過程的連續(xù)性和綜合性，使學(xué)生在掌握實驗過程的同時增強了環(huán)保的意識，減少了環(huán)境的污染。苯胺的生產(chǎn)以前主要采用鐵粉還原硝基苯的工藝路線，這種路線的主要缺點是設(shè)備腐蝕嚴重、操作維護費用高、生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量鐵泥、廢渣和廢水，其中含有對人體危害極大的硝基苯和苯胺，現(xiàn)在主要采用硝基苯經(jīng)活性銅催化氫化制備，可進行連續(xù)生產(chǎn)污染小，彌補了傳統(tǒng)實驗的不足，避免了實驗資源的浪費，兩種合成方法介紹如圖所示。

4 結(jié)語

綜上所述，應(yīng)嚴格把握有機化學(xué)課程的基本特征，從不同角度和方面使學(xué)生能夠透徹的理解有機化合物，在保障教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，增強學(xué)生的環(huán)保責(zé)任感，并應(yīng)用設(shè)計綠色化實驗、有機化學(xué)實驗的微型化、設(shè)置連續(xù)化的實驗內(nèi)容等方式，充分發(fā)揮有機化學(xué)的環(huán)保作用，利用有機化合物的性能降低環(huán)境污染和破壞問題，創(chuàng)造一個和諧的生態(tài)環(huán)境。環(huán)境保護是一個長久的、廣泛的需要重視的問題，將有機化學(xué)教學(xué)和環(huán)境保護有機的結(jié)合起來可以有效的提高學(xué)生的環(huán)保意識，對經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

[1]李永,王志玲.淺談有機化學(xué)教學(xué)中環(huán)保意識的培養(yǎng)[J].化學(xué)工程與裝備,2011,07∶243.

[2]陳丹青.環(huán)境保護意識在有機化學(xué)教學(xué)中的滲透[J].中國電力教育,2010,22∶65.

[3]馮壽淳.重視環(huán)境保護探討綠色有機化學(xué)實驗 [J].廣州化工, 2014,42(10)∶235-236.

[4]宋乾收,繆程平.有機化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生環(huán)保意識的培養(yǎng)[J].化工時刊,2012,26(04)∶67.

[5]江家發(fā),魏加魯,楊志春.走進高中化學(xué)新課程探索環(huán)境教育新方法[J].化學(xué)教育,2005,9(09)∶34-36.