綠色化學(xué)與綠色化學(xué)教育

祝健波

【摘要】隨著世界經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，我們也面臨著非常嚴(yán)重的能源短缺和環(huán)境污染的問題。我國(guó)的人口基數(shù)較大，近年來人口增長(zhǎng)速度日益見長(zhǎng)，能源資源消耗逐漸增加，淡水、礦產(chǎn)和耕地的人均占有量越來越少，目前阻礙我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一就是日漸突出的資源和人口矛盾?；瘜W(xué)研究的是如何將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)，傳統(tǒng)化學(xué)能夠得到我們需要的物質(zhì)，但是資源利用效率很低，因此綠色化學(xué)的概念應(yīng)運(yùn)而生。本文將就綠色化學(xué)和綠色化學(xué)教育展開探討。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境友好技術(shù) 綠色化學(xué) 綠色化學(xué)教育

引言：在新形勢(shì)下，“綠色”代表的并不僅僅是一種顏色，還具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生活、生產(chǎn)方面的內(nèi)涵，我們?cè)谏钪薪?jīng)常能夠見到綠色組織、綠色食品、綠色化學(xué)等名詞，其中綠色化學(xué)受到社會(huì)各界的關(guān)注，綠色化學(xué)也是各國(guó)政府非常重視和關(guān)心的，綠色化學(xué)已經(jīng)成為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。現(xiàn)階段綠色化學(xué)以及其帶來的產(chǎn)業(yè)革命剛剛興起，我國(guó)也面臨著綠色化學(xué)發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，針對(duì)綠色化學(xué)和綠色化學(xué)教育進(jìn)行深入研究，具有重要的理論現(xiàn)實(shí)意義。

1、綠色化學(xué)

綠色化學(xué)研究的問題主要有：源頭污染治理、經(jīng)濟(jì)性較高的合成方法、盡量不適用對(duì)環(huán)境和人類有害的物質(zhì)、使用成本低、效益高并且毒性小的化學(xué)產(chǎn)品、盡量不使用化學(xué)溶劑、使用可再生原料等。下面選擇其中幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

1.1化學(xué)合成原子經(jīng)濟(jì)性

化學(xué)合成的效率決定了化學(xué)合成的資源使用量和污染排放量，因此如何提高化學(xué)合成效率成為了化學(xué)界專家學(xué)者非常重視的問題?；瘜W(xué)反應(yīng)的合成效率包含兩個(gè)方面的內(nèi)容，第一是選擇性，如區(qū)域選擇、化學(xué)反應(yīng)選擇等；第二是原子經(jīng)濟(jì)性，也就是化學(xué)原料的原子轉(zhuǎn)化為我們需要物質(zhì)的效率。高度的選擇性和良好的原子經(jīng)濟(jì)性是有效化學(xué)合成反應(yīng)所必備的，要提高化學(xué)反應(yīng)效率，就必須盡可能利用原材料的原子。理想的綠色化學(xué)反應(yīng)就是參加反應(yīng)材料分子的原子全部轉(zhuǎn)化為我們需要的物質(zhì)，充分利用資源的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了零污染、零排放。對(duì)于大部分化學(xué)反應(yīng)，想要通過單一的化學(xué)反應(yīng)提高原子經(jīng)濟(jì)性難度較大，因此我們可以選擇封閉循環(huán)的方式，也就是充分利用與生成我們需要物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，將其中的反應(yīng)的排放物作為另一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的原材料，實(shí)現(xiàn)零排放、零污染的目標(biāo)。

1.2環(huán)境友好型化學(xué)反應(yīng)

在傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)中，使用較多的原料有甲醛、光氣、環(huán)氧乙烷、氰化氫等，這些化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人類健康都有不利影響，而發(fā)展綠色化學(xué)的目的之一就是將有害的化學(xué)原料用無毒無害的原料代替?；瘜W(xué)界專家學(xué)者在這個(gè)方面已經(jīng)進(jìn)行了大量努力和工作，很多專家都在研究如何在化學(xué)反應(yīng)中使用酶作為催化劑，使用生物質(zhì)作為原料。酶是一種優(yōu)質(zhì)的催化劑，而酶反應(yīng)不需要要激烈的反應(yīng)條件和復(fù)雜的設(shè)備，基本不產(chǎn)生污染，因此使用酶作為綠色化學(xué)反應(yīng)的催化劑是綠色化學(xué)的研究重點(diǎn)之一。

1.3研制新材料

隨著工業(yè)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，各種新材料、新技術(shù)層出不窮，提高了我們的生活水平，讓我們的工作學(xué)習(xí)更有效率，但是也影響了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，要在保證人們生活水平的做好環(huán)境保護(hù)工作，即必須研制對(duì)環(huán)境無害的新材料，例如生態(tài)協(xié)調(diào)肥料、低毒高效農(nóng)藥等。

1.4計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)綠色化學(xué)

綠色化學(xué)反應(yīng)要確保產(chǎn)品性能，又要盡可能降低生產(chǎn)成本，提高原料利用率，產(chǎn)生最少的副產(chǎn)品和肥料，并且堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)的理念，要實(shí)現(xiàn)上述幾點(diǎn)要求顯然是非常困難的，因此專家學(xué)者考慮運(yùn)用信息化技術(shù)設(shè)計(jì)新的綠色化學(xué)反應(yīng)。早在二十多年以前這個(gè)思路就已經(jīng)被付諸實(shí)踐，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)也越來越成熟，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，我們能夠得到我們需要的化學(xué)反應(yīng)過程，計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)我們的評(píng)估方法對(duì)所有可能的反應(yīng)進(jìn)行評(píng)估，將不合適的反應(yīng)排除掉，盡可能找到物美價(jià)廉并且原料利用率較高的最佳化學(xué)反應(yīng)途徑。

1.5需要關(guān)注的問題

近年來化學(xué)領(lǐng)域的專家學(xué)者致力于解決綠色化學(xué)反應(yīng)原材料的問題，取得了一定的成績(jī)，這項(xiàng)研究具有極其重要的理論現(xiàn)實(shí)意義。如果研究得到有用的成果，在不久的將來，我們可能不需要使用諸如石油、天然氣等不可循環(huán)的能源和原料，轉(zhuǎn)而使用來自生態(tài)循環(huán)鏈中的物質(zhì)，這并不代表我們要重新運(yùn)用落后的生態(tài)循環(huán)鏈和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，而是不斷研究和創(chuàng)新，通過改造讓生態(tài)循環(huán)量包含我們生產(chǎn)生活需要的物質(zhì)，加快關(guān)鍵環(huán)節(jié)的能量釋放和轉(zhuǎn)化，這是目前綠色化學(xué)研究的發(fā)展方向，也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

2、綠色化學(xué)教育

近年來我們面臨愈加嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作也非常重視，人們也開始質(zhì)疑化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境造成的不良影響，很多人認(rèn)為化學(xué)工業(yè)是導(dǎo)致環(huán)境污染的主要原因，雖然我們堅(jiān)持化學(xué)是創(chuàng)造性很強(qiáng)的學(xué)科，但是在公眾心中，化學(xué)工業(yè)的聲譽(yù)并不好。對(duì)于這個(gè)問題，我們應(yīng)該堅(jiān)持自己的理念，并采取恰當(dāng)?shù)拇胧┫蚬娦麄骰瘜W(xué)工業(yè)的重要作用。學(xué)校是開展宣傳工作的首要場(chǎng)所，學(xué)生是開展宣傳工作的首要對(duì)象，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在提高生活質(zhì)量、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展等方面做出的重要貢獻(xiàn)，同時(shí)要讓學(xué)生明白化學(xué)是科學(xué)技術(shù)的重要組成部分之一。同時(shí)我們也要加強(qiáng)反思，認(rèn)清我們?cè)诨瘜W(xué)生產(chǎn)中存在的缺陷和錯(cuò)誤，認(rèn)真全面的總結(jié)錯(cuò)誤，檢討以往使用的化學(xué)原料和生產(chǎn)工藝，加大研究力度，提出原子經(jīng)濟(jì)性化學(xué)反應(yīng)，研究新型化學(xué)反應(yīng)原料，對(duì)創(chuàng)造有用物質(zhì)充滿信心。

綠色化學(xué)顯然不是一門獨(dú)立的學(xué)科，而是一種戰(zhàn)略思想、戰(zhàn)略方針或者說是一種研究政策，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該用生動(dòng)形象的例子不斷豐富課堂教學(xué)的內(nèi)容，運(yùn)用例子中的知識(shí)點(diǎn)，在無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)中有機(jī)的滲透綠色化學(xué)的思想和觀念，通過課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)觀念和綠色化學(xué)觀念，讓學(xué)生能夠成為綠色化學(xué)家，為化學(xué)行業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量。

結(jié)束語

綜上，綠色化學(xué)和綠色化學(xué)教育都是我們需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，通過不斷深入的研究和創(chuàng)新，研究出新型化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)和反應(yīng)途徑，推動(dòng)綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]宋磊.阻燃材料工業(yè)中的綠色化學(xué)與技術(shù)[J].高分子材料科學(xué)與工程.2002，（01）：30.

[2]寇元.合成氣催化轉(zhuǎn)化的綠色化學(xué)[J].催化學(xué)報(bào).208， （09）：62.

[3]陸熙炎.綠色化學(xué)與有機(jī)合成及有機(jī)合成中的原子經(jīng)濟(jì)性[J].化學(xué)進(jìn)展.2008，（02）：33.