碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)對環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)的啟示*

陳藝蘭，劉敏毅，徐升，陳榮國，肖良建，劉亞敏

（1.福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，福建 福州 350108；2.福建省污染控制與資源循環(huán)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350007）

2020 年9月，習(xí)近平總書記在第75屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將在未來幾十年里，采取一系列方法、政策和措施，CO2排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，爭取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！边@是一個(gè)非常宏偉的減排目標(biāo)，舉世矚目、令人振奮。同年12月，黨中央也確定了“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”是中國未來一年的八大重點(diǎn)任務(wù)之一。2021年3月15日，習(xí)主席主持中央財(cái)經(jīng)委員會第九次會議，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期“實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和”的目標(biāo)。當(dāng)前，“碳達(dá)峰、碳中和”顯然已成為社會各界熱議的焦點(diǎn)。

作為中國第一批生態(tài)文明“試驗(yàn)區(qū)”“示范區(qū)”的福建，我們更要以“碳達(dá)峰、碳中和”為契機(jī)，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，主動(dòng)服務(wù)和融入新發(fā)展格局[1]，并在各個(gè)社會領(lǐng)域強(qiáng)化節(jié)能減排意識、踐行綠色低碳生活。高校師生在相關(guān)課程的教學(xué)過程中，例如生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)、環(huán)境化學(xué)等相關(guān)學(xué)科專業(yè)課程，應(yīng)主動(dòng)將課程內(nèi)涵與低碳理念有機(jī)融合，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)主動(dòng)擔(dān)當(dāng)作為，共同為福建生態(tài)省建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。

1 綠色低碳理念融入環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)的意義

⑴ 綠色低碳理念是對馬克思環(huán)境哲學(xué)思維的傳承與創(chuàng)新，將其融入環(huán)境化學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)過程中，對今后高校開展大學(xué)生課程思想政治教育具有重要的意義。

馬克思指出：“人靠自然界生活?！薄叭耸亲匀唤绲囊徊糠??！薄爸黧w是人，客體是自然，這總是一樣的，這里已經(jīng)出現(xiàn)了統(tǒng)一?！盵2]根據(jù)馬克思唯物史觀，人的社會性和自然性，相互之間是內(nèi)在統(tǒng)一的。其折射出的是人與自然的和諧統(tǒng)一，才能確保整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。而綠色低碳理念與可持續(xù)發(fā)展、人與自然和諧共處是一脈相承的，將其融入環(huán)境化學(xué)教學(xué)過程中，是對馬克思主義哲學(xué)思想的繼承和發(fā)展，對大學(xué)生樹立正確的生態(tài)文明觀具有指導(dǎo)意義，這也與當(dāng)前提倡的大學(xué)生思政課程和課程思政建設(shè)同向同行[3]。因此，在環(huán)境化學(xué)教學(xué)過程中，融入綠色低碳理念，就是立德樹人與教育教學(xué)相輔相成的生動(dòng)體現(xiàn)，是對黨和國家培養(yǎng)適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展、高水平自立自強(qiáng)人才的重要支撐。

⑵ 在碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)指引下，綠色低碳理念融入環(huán)境化學(xué)教學(xué)過程，對當(dāng)代大學(xué)生踐行低碳生活和節(jié)能減排具有指導(dǎo)意義。

環(huán)境化學(xué)作為環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的必修的交叉學(xué)科[4]，對生態(tài)類、化學(xué)類、環(huán)境類、材料類大學(xué)生而言，也是一門重要的基礎(chǔ)課程。環(huán)境化學(xué)是建立在四大化學(xué)基礎(chǔ)課程上，內(nèi)容涵蓋大氣、水、土壤環(huán)境中的污染物質(zhì)在地球上的循環(huán)和交換、污染物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程和規(guī)律，并對全球變暖、臭氧層被破壞、酸雨等全球環(huán)境問題的最新研究動(dòng)向進(jìn)行討論。而其中全球變暖問題，也就是減少溫室氣體的排放正是我們要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和所要解決的本質(zhì)問題。

⑶ 在環(huán)境化學(xué)教學(xué)中融入綠色低碳理念有利于在大學(xué)生中營造濃厚的學(xué)習(xí)碳達(dá)峰、碳中和等相關(guān)知識的氛圍，鼓勵(lì)大學(xué)生主動(dòng)為低碳生活宣傳代言，發(fā)揮高?？茖W(xué)研究和人才培養(yǎng)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

歐洲高校通過探索實(shí)現(xiàn)校園“碳達(dá)峰、碳中和”的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是值得借鑒的[5]。例如，德國柏林自由大學(xué)、柏林工業(yè)大學(xué)、柏林洪堡大學(xué)等高校通過制定相關(guān)行動(dòng)目標(biāo)、開辦“可持續(xù)發(fā)展”“氣候保護(hù)”主題活動(dòng)、成立“可持續(xù)校園”的專門機(jī)構(gòu)，致力于到2030年實(shí)現(xiàn)校園“碳中和”。

由此可見，高校對氣候保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展負(fù)有“特殊責(zé)任”，在環(huán)境化學(xué)的教學(xué)過程中，我們首先要做的是將從書本上獲取有關(guān)環(huán)境相關(guān)的科學(xué)知識吸納、整合，再通過各種形式傳遞給學(xué)生、傳遞給社會，而且要使學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)，讓其學(xué)以致用，在今后的工作、生活中對踐行綠色低碳理念起到模范帶頭作用。我們要通過高校環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)，將節(jié)能減排意識、踐行綠色低碳理念傳遞給大學(xué)生，并通過他們的低碳足跡為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和貢獻(xiàn)一份力量。

2 碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)融入環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)全過程

如何將碳達(dá)峰目標(biāo)與碳中和愿景有效融入環(huán)境化學(xué)教學(xué)全過程？筆者認(rèn)為可以從以下三個(gè)方面展開：

⑴ 課程設(shè)計(jì)、教學(xué)大綱

首先，圍繞“碳達(dá)峰與碳中和”這一主題，課程組教師開展課程教研活動(dòng)，制定與此相匹配的新大綱、新教案、新課件，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)力量，實(shí)現(xiàn)“三到位”，提升課程教學(xué)效果。例如，在課程緒論時(shí)，開篇引入——2020年底發(fā)布的《新時(shí)代的中國能源發(fā)展》，對學(xué)生提出問題“隨著我國能源、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，今后的碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)將如何實(shí)現(xiàn)？”從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，提高對課程的興趣度。進(jìn)而從第一篇《大氣環(huán)境化學(xué)》入手，從認(rèn)識大氣環(huán)境污染物CO2，理解并掌握污染物遷移和轉(zhuǎn)化的過程和規(guī)律，并從“碳達(dá)峰、碳中和”角度，著眼未來，對學(xué)生灌輸綠色低碳理念。

⑵ 理論教學(xué)、課堂互動(dòng)

“預(yù)習(xí)”“授課”“總結(jié)”是任何課程的掌握的三個(gè)必要環(huán)節(jié)，通過設(shè)立與每個(gè)章節(jié)相關(guān)環(huán)境問題，引導(dǎo)學(xué)生積極查閱與其相關(guān)的各類文獻(xiàn)知識，逐步培養(yǎng)學(xué)生將環(huán)境化學(xué)的理論知識運(yùn)用于解決實(shí)際環(huán)境工程問題的能力。授課過程需加強(qiáng)師生互動(dòng)，可以通過“提問、探討、匯報(bào)”等方式，加深學(xué)生對各類環(huán)境化學(xué)知識點(diǎn)的理解，結(jié)合“碳達(dá)峰與碳中和”組織學(xué)生分組上臺匯報(bào)，并與臺下同學(xué)進(jìn)行專題探討，教師最后進(jìn)行專題總結(jié)，加深學(xué)生印象及對知識的把握。課后要求學(xué)生對知識進(jìn)行系統(tǒng)歸納，結(jié)合自身的實(shí)際情況，理解建立正確的環(huán)境觀的重要性和緊迫性，充分把握人與自然和諧共生的關(guān)系和內(nèi)涵。

⑶ 實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外實(shí)踐

校園“碳中和”活動(dòng)?！耙蝗艘徊摺?，開展我為“碳達(dá)峰、碳中和”獻(xiàn)一策活動(dòng)，學(xué)生間分享、交流“碳達(dá)峰、碳中和”實(shí)踐成果，同時(shí)在校園內(nèi)外創(chuàng)造濃厚的踐行綠色低碳理念的氛圍環(huán)境。通過“尋找我的碳足跡”這樣的社會活動(dòng)，養(yǎng)成良好生活行為習(xí)慣，為大學(xué)生樹立節(jié)能減排意識、做到低碳生活創(chuàng)造鍛煉的平臺。

世界各國多年來一直致力于這類的實(shí)踐活動(dòng)。2019年7月，全球六大洲的7000多所高等教育機(jī)構(gòu)在EAUC、Second Nature、Youth and Education Alliance等機(jī)構(gòu)的支持下宣布了一項(xiàng)“Climate Emergency”倡議，要求“在教學(xué)過程、校園和外聯(lián)各種項(xiàng)目活動(dòng)中加強(qiáng)對環(huán)境可持續(xù)性認(rèn)識的培養(yǎng)”，倡議學(xué)生共同解決氣候危機(jī)。這是全球高等教育機(jī)構(gòu)首次作出共同承諾，解決氣候緊急情況。

聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署執(zhí)行主任也提出，大學(xué)生作為未來社會的中堅(jiān)力量，走在世界的前端，將有可能在一定程度上呼吁更多言行、舉止來解決世界共同的氣候和環(huán)境挑戰(zhàn)，這是十分有價(jià)值的，將有助于推動(dòng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性。全球各高校也在努力實(shí)踐中，例如，肯尼亞斯特拉斯莫爾大學(xué)為推崇環(huán)境可持續(xù)性，利用清潔能源，進(jìn)行清潔生產(chǎn)，建立了校內(nèi)并網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高效率、零排放；美國大學(xué)和科爾蓋特大學(xué)這兩個(gè)高等學(xué)府已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳中和；同濟(jì)大學(xué)將可持續(xù)發(fā)展融入課程中，推動(dòng)教育的可持續(xù)發(fā)展。

3 運(yùn)用“動(dòng)態(tài)-平衡-修復(fù)”理論，準(zhǔn)確把握環(huán)境化學(xué)的綠色低碳內(nèi)涵

運(yùn)動(dòng)學(xué)原理認(rèn)為，“靜止是相對的，運(yùn)動(dòng)是絕對的；而絕對的運(yùn)動(dòng)在特定的條件下也處于動(dòng)態(tài)平衡之中”，環(huán)境也是一樣的。自然環(huán)境受到各種自然因素的影響，在逐漸與生物適應(yīng)的過程中擁有強(qiáng)大的自我平衡能力，但它也受到人類干擾的影響（即資源過度開發(fā)利用和環(huán)境嚴(yán)重污染），不斷在破壞中作自我調(diào)節(jié)。

環(huán)境化學(xué)課程中的“大氣環(huán)境化學(xué)”與“典型污染物在環(huán)境各圈層中轉(zhuǎn)化和效應(yīng)”這兩個(gè)章節(jié)中介紹的CO2氣體在大氣環(huán)境、植物、動(dòng)物三者間轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化這一部分，正反映了自然環(huán)境動(dòng)態(tài)平衡的本質(zhì)[6]。環(huán)境動(dòng)態(tài)平衡主要是指人類的干擾活動(dòng)對碳氧平衡的影響所引起的各環(huán)境要素與生物之間的變化關(guān)系。眾所周知，正常情況下，空氣中O2占21%，CO2占0.03%，而空氣中的O2大部分來自自然界的綠色植物，并主要靠空氣對流輸送到自然環(huán)境的各個(gè)角落。但是，一方面由于全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，地球生態(tài)環(huán)境遭受破壞嚴(yán)重，大量植被減少，且環(huán)境中的污染物與日俱增，另一方面，由于人類活動(dòng)而產(chǎn)生的燃燒、化學(xué)反應(yīng)等對氧氣的需求使得環(huán)境中的氧驟降。特別是，當(dāng)一個(gè)城市的上空，大氣環(huán)境空氣對流相對穩(wěn)定時(shí)，污染物立馬發(fā)生聚集累積，而周邊的新鮮空氣也無法及時(shí)輸送，這樣就造成了環(huán)境動(dòng)態(tài)平衡被干擾或破壞。

物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，化學(xué)物質(zhì)也不例外。環(huán)境化學(xué)作為一門研究化學(xué)物質(zhì)環(huán)境行為的科學(xué)，可以歸結(jié)為“動(dòng)態(tài)-平衡-修復(fù)”過程?！皠?dòng)態(tài)”指的是化學(xué)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)性，即在不同環(huán)境介質(zhì)之間，化學(xué)物質(zhì)始終是在一種動(dòng)態(tài)的遷移轉(zhuǎn)換狀態(tài)，這種動(dòng)態(tài)變化是同時(shí)包括空間和時(shí)間兩種尺度?！捌胶狻敝傅氖窃诨瘜W(xué)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化中，尋求維系該物質(zhì)在不同環(huán)境介質(zhì)中的平衡點(diǎn)，這與一個(gè)可逆的化學(xué)反應(yīng)方程式的平衡有著異曲同工之處?！靶迯?fù)”指的是在人類活動(dòng)的影響不斷給化學(xué)的動(dòng)態(tài)平衡帶來沖擊的情況下，偏離了穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，必須利用外界手段，對偏離狀態(tài)進(jìn)行修復(fù)，使之恢復(fù)到原有的平衡，從而確保整個(gè)化學(xué)循環(huán)世界的綠色與永續(xù)發(fā)展。碳作為一種化學(xué)物質(zhì)，其排放、代謝及循環(huán)過程，以及我們要實(shí)現(xiàn)的達(dá)峰與中和目標(biāo)，同樣也是動(dòng)態(tài)平衡的過程，也適用“動(dòng)態(tài)-平衡-修復(fù)”理論。

4 結(jié)語

馬克思環(huán)境哲學(xué)理論中的“人與自然”的對立統(tǒng)一關(guān)系，給予環(huán)境化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展以重要指導(dǎo)，而當(dāng)前關(guān)注的“碳達(dá)峰與碳中和”對“環(huán)境化學(xué)”的教學(xué)也帶來了很多啟示，其綠色低碳理念與“人與自然”“綠水青山就是金山銀山”一脈相承[7]，環(huán)境化學(xué)作為一門研究化學(xué)物質(zhì)在自然界中的動(dòng)態(tài)平衡的科學(xué)，也必將逐步化解化學(xué)污染在人們心中的污點(diǎn)。