綠色化學理念在高中化學課堂中的滲透

【摘 要】本文介紹了綠色化學理念的由來與內涵，立足于高中環境教育與素質教育綱領，基于高中化學教學的現狀與不良影響，探討了綠色化學理念在高中化學課堂中的滲透途徑。

【關鍵詞】綠色化學；環境教育；微型試驗；毒害實驗

一、綠色化學理念的相關概要

（一）綠色化學理念的提出

一萬年前，當人類通過耕作和畜牧進入農業時代后，便開始了漫長的向自然界索取資源的“黃色文明”之旅，此階段因為亂砍亂伐造成大量的森林枯萎與土地沙化。十八世紀工業革命大大超越了幾千年農業文明所創造的物質財富，嶄新的工業時代在對天然資源的無限度索取之上，附加了對化學品的濫用，冶煉金屬，創辦工廠，污水、濃煙、以及廢棄毒物的任意排放將人類帶入了“黑色文明”時期。進入二十世紀以后，化學工業生產在進一步豐富人們物質生活的同時，也使人們品嘗到了環境污染的代價，二十世紀五十年代起，工業化合物污染導致一系列公害事件發生，比如英國倫敦的煙霧污染、印度Bhopal滑雪場的甲基異氰酸泄漏，美國洛杉磯的光化學傷害等等，人們開始有意識的進行化學廢棄物處理，二十世紀九十年代，美國國會的《污染預防條例》法案加速了化學界的污染防御進程，化學界正式提出了“綠色化學”的概念。

（二）綠色化學理念的內涵

綠色代表世界本來的顏色，象征環境與生命的和諧友好，綠色化學研究的目的是盡可能的降低化學產品設計、制造與應用過程對人類健康與環境造成的負面影響。二十世紀，人類通過技術發展化學工業，二十一世紀，化學工業以綠色化學為前進方向。綠色化學又稱為環境無害化學，包括了以下三方面內涵。一是綠色化學倡導控制化工生產制作的原料，少用或不用有毒物質，從源頭上斷絕污染；二是綠色化學推行清潔生產，保持化學反應過程的環境友好，即實現優化與凈化的“雙化”效應，體現化工過程的經濟性與選擇性；三是綠色化學旨在提升生產效率，促進化學品的低毒、易降解與可持續利用。

二、高中化學課堂滲透綠色化學理念的必要性

（一）立足于高中環境教育與素質教育綱領

首先，高中化學課堂滲透綠色化學理念的必要，立足于高中環境教育與素質教育綱領。化學與環境密切相關，我國《普通高中化學課程標準》明確指出，高中化學教學應體現綠色化學思想，在教學中普及環保知識，創建學生利于環境保護的行為規范，培養學生保護自然資源的基本態度、技能，以及社會責任感。可此可見，綠色化學是高中環境教育的一部分，已融入高中化學學科的教學內涵，成為化學教育必須履行的職責與義務。同時，高中化學教學大綱在強調“雙基”教學的同時，要求化學教學必須結合現實社會的生活與生產，全面推行化學素質教育，即發展學生的學科思想、品德與情感。綠色化學理念植根于社會發展的現狀與未來，高中化學素質教育促使學生在化學習得中關心社會問題，反應了化學教育與社會可持續發展觀相匹配的前進路徑，體現了綠色化學理念的宗旨。

（二）基于高中化學教學的現狀與不良影響

其次，高中化學課堂滲透綠色化學理念的必要，基于高中化學教學的現狀與不良影響。我國高中化學教學貫徹綠色化學理念主要存在著以下兩方面問題。一方面，我國高中化學教材存在綠色化學知識的空白，雖然化學教材中不時穿插有“化學與環境”的教學素材，但是仍屬于常規性介紹，并未形成系統的經驗性總結、研究，教師也多將此付諸于課外閱讀范疇。另一方面，高中化學實驗教學是體現綠色化學思想的直接渠道，而我國高中化學的實驗教學綠色化不足。根據《2009年全國中學化學實驗室廢棄物處理調查》（圖一所示的調查情況中，百分比顯示為所占學校數量比重）：

全國高中化學試驗室數以萬計，每天都在排放著化學廢液廢渣，這些污染物的品種各異，成分復雜，治理困難，但大多數學校的化學試驗室不對廢棄物進行任何處理，便直接排放，諸如硫酸根、氯化物、重金屬材料等污染元素通過下水道進入江河，滲入地下，甚至融入水塘，并入食物鏈傳遞系統，不僅破壞生態環境，還影響人類生命健康。具不完全統計，我國高中化學一年級共有實驗43個，會產生毒害物質的實驗（比如用CCl4萃取置換出的溴與碘的實驗）有26個，其中難以確定的毒害實驗9個；高中化學二年級共有實驗47個，會產生毒害物質的實驗（比如甲醛與氫氧化銅的反應實驗）有32個，其中難以確定的毒害實驗有3個；高中化學拓展型課程共有實驗55個，會產生毒害物質（比如苯酚容易中加入過量濃溴水的實驗）有36個，其中難以確定的毒害實驗有9個。可見，在高中化學教學中，50%以上的實驗伴隨著對教師與學生人身健康，以及環境的威脅，因此在高中化學教學中滲透綠色化學理念勢在必行。

三、綠色化學理念在高中化學課堂的滲透途徑

（一）化學用品與化工過程的綠色化

化學用品與化工過程的綠色化是高中化學課堂滲透綠色化學理念的主要手段，教師應積極提升學生的綠色化學意識，促使學生對高中化學中可能會接觸到的腐蝕品與毒害品有充分的了解，比如硫酸、硝酸、氫氧化鈉、氨水等腐蝕品，一氧化碳、二氧化碳等有毒氣體，硝基苯類與鋇化合物等劇毒品等等，了解它們特性，警示學生自我保護尤為重要。在此基礎上應以化學原料、溶劑、催化劑為研究對象，滲透原料綠色化與化工過程綠色化的知識講解與操作實踐，比如盡量避免對毒害反應物與反應助劑的選擇，以乙炔性質系列實驗為例（圖二）：

該實驗中，砷化鈣、電石含硫化鈣、等與水作用會釋放有毒氣體砷化氫與硫化氫，敞口式的分步實驗性質使產生強烈臭味的乙炔氣體擴大化，污染實驗室空氣。因此可以考慮采用16%的NaOH作反應物，防止污染性氣體溢出，并如圖二所示，a處為電石，b處為溴水，在b處試管液面置入滴有高錳酸鉀的濾紙條，這樣實驗反應過程中，沒有氣味產生，且裝置簡單易操作。另外，化學用品與化工過程的綠色化包括了對廢棄物的處理，高中化學實驗中的廢棄物處理應遵循回收、再生與循環使用原則，比如用帶電玻璃棒證明四氯化碳是非極性分子的試驗中，四氯化碳除了正常揮發反應以外，其化學屬性沒有任何變化，完全可以作為其他實驗的反應物重復使用；又比實驗中常常產生的廢酸廢堿，可進行集中回收，調整其PH值到7.0左右再行排放，以降低環境壓力。

（二）防害裝置的配備與制度的完善

防害裝置的選擇與制度的完善是高中化學教學遵循綠色化學理念的輔助手段，化學教學中的防害裝置配備是為了從主觀上消除毒害性化學物質對學生、教師的影響，相關設備例如防護眼鏡，可規避毒害性液體濺傷眼睛；實驗服，針對化學物質對人體輻射傷害，或防止衣服被染色腐蝕；防護手套與口罩，前者有隔熱效應，并能避免學生燙傷可能性，后者主要用在毒害氣體實驗中的呼吸系統保護。高中化學教學不僅要根據實驗內容健全對學生的防害保障措施，還應配備常規滅火器、消防砂、急救箱等消害設備，使化學教學環境體現綠色化，安全化。同時，應完善高中化學教學的管理制度，為綠色化學理念的踐行提供保障，相關的管制制度包括化學實驗藥品的處理制度，化學實驗廢棄物的處理制度、化學實驗回收工作規范制度、化學實驗操作規范制度等等。尤其是化學實驗操作規范制度，應明確藥品使用限量，不能出現“少量”或“少許”等籠統性用詞，應以稱量規格嚴肅限定。比如檢驗硫酸根離子實驗，水體中的含鋇濃度最高為1.0mg/L，學生主觀性的隨意添加不僅影響實驗效果，還會促使多余的鋇離子造成水質污染。反之，明確化學物品的規定用量，既有利于實驗管理員配置溶液，便于學生觀察記憶，還有助于從源頭上減少化學污染，其中嚴謹規范的科學態度對塑造學生實驗習慣、提升學生環境保護意識，培養學生綠色化學觀的意義重大。

【參考文獻】

[1]趙華成.《綠色化學及其綠色系統工程技術與環境友好》[J]，《化學教育》，2007年第6期.

[2]謝曉梅.《環境化學實驗教學體系的改革與創新》[J]，《實驗室研究與探索》，2006年第1期.

（作者單位：江蘇省南通市通州區金沙中學化學組）