淺談環(huán)境教育與綠色化學(xué)

郭曉青

（貴陽護(hù)理職業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽 550081）

1 環(huán)境教育與綠色化學(xué)

1.1 環(huán)境教育

環(huán)境教育是以人類與環(huán)境的關(guān)系為核心，以解決環(huán)境問題和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目的，以提高人們的環(huán)境意識(shí)和有效參與能力、普及環(huán)境保護(hù)知識(shí)與技能、培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)人才為任務(wù)，以教育為手段而展開的一種社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。

我國環(huán)境教育經(jīng)歷了一個(gè)從無到有，從弱到強(qiáng)的發(fā)展過程。1973年，中國第一次環(huán)境保護(hù)會(huì)議在“文革”中召開，周恩來總理是拉開我國環(huán)保事業(yè)序幕的第一人；1978年提出環(huán)保立法問題，同時(shí)，《環(huán)保工作匯報(bào)要點(diǎn)》第一次明確指出：“建議指定一些高等院校和中等專業(yè)學(xué)校設(shè)立環(huán)保專業(yè)”；1983年第二次環(huán)保會(huì)議將環(huán)境保護(hù)確定為一項(xiàng)基本國策；1992年召開了第一次全國環(huán)境教育工作會(huì)議，明確指出“環(huán)境保護(hù)，教育為本”的方針，從而確立了環(huán)境教育的地位，肯定了基礎(chǔ)教育領(lǐng)域普及環(huán)境教育的重要性；1996年第三次全國環(huán)境宣傳教育會(huì)議核心議題是如何貫徹《全國環(huán)境宣傳教育行動(dòng)綱要（1996-2010）》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》），《綱要》對(duì)我國環(huán)境教育提出，面向21世紀(jì)進(jìn)一步完善中國特色的環(huán)境基礎(chǔ)教育和專業(yè)教育體系以及根據(jù)大、中、小學(xué)的不同特點(diǎn)開展環(huán)境教育的明確要求；2011—2015年的《全國環(huán)境宣傳教育行動(dòng)綱要》明確提出，加強(qiáng)基礎(chǔ)教育、高等教育階段的環(huán)境教育和行業(yè)職業(yè)教育，推動(dòng)將環(huán)境教育納入國民素質(zhì)教育的進(jìn)程。強(qiáng)化基礎(chǔ)階段環(huán)境教育，在相關(guān)課程中滲透環(huán)境教育的內(nèi)容，鼓勵(lì)中小學(xué)開辦各種形式的環(huán)境教育課堂。推進(jìn)高等學(xué)校開展環(huán)境教育，將環(huán)境教育作為高校學(xué)生素質(zhì)教育的重要內(nèi)容納入教學(xué)計(jì)劃，組織開展“綠色大學(xué)”創(chuàng)建活動(dòng)。黨的十七大提出建設(shè)“生態(tài)文明”，在這個(gè)大背景下，環(huán)境教育就顯得更加重要，將環(huán)境教育滲透到各門學(xué)科是教師義不容辭的責(zé)任。

1.2 綠色化學(xué)

綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)（Environmentally Benign Chemistry）、環(huán)境友好化學(xué)（Environmentally Friendly Chemistry），即是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生[1]。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物。它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)，它是實(shí)現(xiàn)預(yù)防污染的基本和重要的科學(xué)手段。綠色化學(xué)為化學(xué)學(xué)科滲透環(huán)境教育提供了契機(jī)。

2 化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)意識(shí)的滲透

2.1 讓學(xué)生理解綠色化學(xué)的含義

綠色化學(xué)是研究沒有或者盡可能小的環(huán)境副作用，并且在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)產(chǎn)品和化學(xué)過程。其最大的特點(diǎn)是：（1）最大限度利用原料；（2）最大限度減少廢物的排放。在始端就實(shí)現(xiàn)預(yù)防污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為“零排放”或“零污染”。它不是被動(dòng)治理環(huán)境污染，而是主動(dòng)防止化學(xué)污染。學(xué)生正確理解了這個(gè)概念，樹立了正確的觀念，在學(xué)習(xí)和生活中，他們就會(huì)主動(dòng)做到防止化學(xué)污染。白色污染是最典型的例子，在教學(xué)中我們會(huì)不斷強(qiáng)化綠色化學(xué)意識(shí)，在學(xué)習(xí)期間，要求學(xué)生盡可能做到不用會(huì)造成白色污染的用品。而在學(xué)生今后的發(fā)展道路上或在今后的工作和生活中，有了綠色化學(xué)的意識(shí)，樹立了保護(hù)環(huán)境的責(zé)任意識(shí)，就會(huì)盡可能地去做到防止廢物排放，防止污染物的產(chǎn)生。

2.2 挖掘教材，滲透綠色化學(xué)內(nèi)容

化學(xué)反應(yīng)的“原子經(jīng)濟(jì)性（Atom economy）”概念是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一，最早由美國斯坦福大學(xué)的B.M.Trost教授提出。他針對(duì)傳統(tǒng)上一般僅用經(jīng)濟(jì)性來衡量化學(xué)工藝是否可行的做法，明確指出應(yīng)該用一種新的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估化學(xué)工藝過程，即選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性。原子經(jīng)濟(jì)性考慮的是在化學(xué)反應(yīng)中究竟有多少原料的原子進(jìn)入到了產(chǎn)品之中，這一標(biāo)準(zhǔn)既要求盡可能地節(jié)約不可再生資源，又要求最大限度地減少廢棄物排放。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物，實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。原子利用率的定義是目標(biāo)產(chǎn)物占反應(yīng)物總量的百分比，即原子利用率＝（預(yù)期產(chǎn)物的分子量／全部生成物的分子量總和）×100%。原子利用率達(dá)到100%的反應(yīng)有兩個(gè)最大的特點(diǎn)：（1）最大限度地利用了反應(yīng)原料，最大限度地節(jié)約了資源。（2）最大限度地減少了廢物排放（“零廢物排放”），因而最大限度地減少了環(huán)境污染，或者說從源頭上消除了由化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物引起的污染。近年來，開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)已成為綠色化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。

丙烯催化加氫反應(yīng)可以說是一個(gè)100%的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)[1]：CH3CH＝CH2＋H2→CH3CH2CH3。

根據(jù)教材中烯烴的相關(guān)知識(shí)，滲透原子經(jīng)濟(jì)性概念，使學(xué)生明白，改進(jìn)化學(xué)產(chǎn)品和化工生產(chǎn)的一個(gè)方向就是實(shí)現(xiàn)100%原子經(jīng)濟(jì)。

3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)綠色化學(xué)意識(shí)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)很多是有毒的，為加強(qiáng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)，在實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)綠色化學(xué)理念，化學(xué)教研室對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)做了如下改進(jìn)。

3.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的調(diào)整

開出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做了相應(yīng)的調(diào)整，現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改進(jìn)前后進(jìn)行對(duì)比，見表1。

通過上面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表可以看出，改進(jìn)前的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多于改進(jìn)后的，而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)如烴、醛酮、胺等的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)都是有毒的，試劑有毒，產(chǎn)物有毒，所以在實(shí)驗(yàn)過程中和廢物排放時(shí)都會(huì)造成污染。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)注重基本技能和綜合技能，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的提高是有幫助的，同時(shí)減少了有毒實(shí)驗(yàn)，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

3.2 微型實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的一種實(shí)驗(yàn)類型，它是以盡可能少的化學(xué)試劑來比較明顯、清晰的反應(yīng)結(jié)果和化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[2]。微型實(shí)驗(yàn)使用的試劑用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于對(duì)應(yīng)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，不僅節(jié)約了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，而且操作安全、污染小。很多常規(guī)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都可改為微型實(shí)驗(yàn)。例如：酚與三氯化鐵的顯色反應(yīng)，常規(guī)實(shí)驗(yàn)是取3支試管，分別加入0.5 mL的苯酚、間苯二酚和苯甲醇，再各加三氯化鐵一滴，震蕩，觀察顏色變化。改成微型實(shí)驗(yàn)操作方法如下：在白色點(diǎn)滴板小孔中分別加一滴苯酚、間苯二酚和苯甲醇，再分別加一滴三氯化鐵，觀察顏色變化。在白色點(diǎn)滴板上觀察到的顏色變化非常明顯，但試劑用量大大減少，這也就減少了有毒廢液的排放量。

3.3 使用無毒藥品代替

例如醛的銀鏡反應(yīng)中，醛可用糖代替，糖是多羥基醛，糖無毒，醛有毒。這樣，不僅在理論上加深了學(xué)生對(duì)醛和糖的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，而且將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了無毒改進(jìn)。

3.4 應(yīng)用多媒體技術(shù)演示有毒實(shí)驗(yàn)

將部分實(shí)驗(yàn)改為多媒體演示實(shí)驗(yàn)，例如對(duì)人體危害大和對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)，可做成課件給學(xué)生演示。如芳烴和鹵代烴的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所用藥品均有很大的毒性，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，而且其中有的實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)際操作時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，實(shí)驗(yàn)效果不理想。改用計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)，既沒有污染，現(xiàn)象又明顯，同時(shí)還能調(diào)動(dòng)學(xué)生上網(wǎng)查找資料和自己做課件的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，也培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代化信息學(xué)習(xí)的能力。

3.5 廢棄物的處理與回收

實(shí)驗(yàn)廢棄物能回收使用的要回收使用，不能使用的要經(jīng)過無毒處理后再排放。如對(duì)甲醇、乙醇、丙酮及苯之類用量較大的溶劑，原則上要把它們回收再利用，而將其殘?jiān)右蕴幚?；含酚類物質(zhì)的廢液如苯酚、甲酚、萘酚等，對(duì)其濃度高的可燃性物質(zhì)，可用焚燒法處理；而濃度低的廢液，則用吸附法、溶劑萃取法或氧化分解法處理。

通過以上的做法，讓學(xué)生切實(shí)感受到我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)在盡可能減少污染，從而樹立了環(huán)境保護(hù)意識(shí)和綠色化學(xué)的理念，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，為今后學(xué)生的全面發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。

表1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改進(jìn)前后對(duì)比

[1]朱文祥.綠色化學(xué)與綠色化學(xué)教育[J].化學(xué)教育，2001（1）：1-4.

[2]陳凱，柳閩生，薛蒙偉.化學(xué)習(xí)題中的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2007（12）：53-55.