“綠色化學”在高中化學中的滲透

蔡琳娜

（江蘇省泰興市第一高級中學）

“綠色化學”在高中化學中的滲透

蔡琳娜

（江蘇省泰興市第一高級中學）

化學對人類的生存和發展具有巨大貢獻，但同時也對環境造成了一定危害。近年來各種能源、環境問題日益凸顯，化學面臨著各種質疑和巨大挑戰。化學如何在不產生污染的前提下為人類創造價值呢？于是“綠色化學”概念應運而生，并成為世界各國研究的熱點之一。在對“綠色化學”的概念內涵、國內外發展現狀做了簡單闡述后，對高中化學中的“綠色化學”做了探討。

綠色化學；發展現狀；高中化學

一、什么是“綠色化學”

綠色化學（Green Chemistry）又稱清潔化學（Clean Chemistry）、環境友好化學（Environmentally Friendly Chemistry）、環境無害化學（Environmentally Benign Chemistry）。綠色化學的先驅、原美國綠色化學研究所所長、耶魯大學P.T.Anastas教授在1992年給出的“綠色化學”的定義是：“The design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances”翻譯成中文即減少或消除危險物質使用和產生的化學產品和過程的設計。我們可以把綠色化學的核心內容理解為在化學工藝和反應中不再使用有毒、有害的物質，并力求反應中原子利用率達到100%，不再產生廢物，實現“零排放”。從而從源頭上根除污染，研究環境友好的新反應、新過程、新產品，實現化學與生態的協調發展。

二、“綠色化學”的起源和發展

綠色化學最初起源于美國。1984年美國環保局（EPA）提出“廢物最小化”，倡導減少產生廢物和回收利用廢物，從而達到廢物排放最少的目的。綠色化學的思想萌芽。

1989年美國環保局又提出了“污染預防”的概念，指出最大限度地減少生產場地產生的廢物，包括減少使用有害物質和更有效地利用資源，并以此保護自然資源。綠色化學的思想初步形成。

1990年，美國頒布了“污染防治”法案，將污染的防治確立為國策。該法案中第一次明確提出“綠色化學”一詞，并定義“綠色化學”為采用最小的資源和能源消耗，產生最低排放的工藝過程。

1991年，美國環保局污染預防和毒物辦公室啟動“為防止污染變更合成路線”的研究基金計劃，用以資助化學品設計與合成中污染預防的研究項目。1993年研究的項目擴展到安全化學品、綠色溶劑等方面，該計劃更名為“綠色化學計劃”。

同一時期，日本等其他很多國家的政府、學術界和企業也開始關注“綠色化學”的研究和開發。

1995年美國設立了“總統綠色化學挑戰獎”，1999年澳大利亞皇家化學研究所（RACI）設立了“綠色化學挑戰獎”，此外英國設立了“英國綠色化學獎”“綠色化工水晶獎”，并創辦了世界第一本名為《綠色化學》（Green Chemistry）的雜志。日本也設立了“綠色和可持續發展化學獎”。這些政府行為都極大地促進了綠色化學的蓬勃發展。

三、我國“綠色化學”的發展現狀

我國政府和學術界也很重視在綠色化學方面的研究。

1995年，中國科學院化學部開展了“綠色化學與技術”的院士咨詢活動，分析了國內外綠色化學的研究現狀和發展方向。

1996年，國家召開了“工業生產中綠色化學與技術”研討會，并出版了《綠色化學與技術研討會學術報告匯編》。

1997年，國家自然科學基金委員會與中國石油化工集團公司聯合立項啟動了“九五”重大基礎研究項目“環境友好石油化工催化化學與化學反應工程”。中國科技大學綠色科技與開發中心在該校舉行了專題討論會，并出版了《當前綠色科技中的一些重大問題》的論文集。同年，香山科學會在北京召開了第72次學術研討會，閔恩澤院士、陳家墉院士等都做了有關綠色化學的重要報告。

1998年，合肥舉辦了第一屆國際綠色化學高級研討會，這些都加快了我國綠色化學研究的步伐。

四、“綠色化學”在高中化學中的滲透

1.“綠色化學”在高中化學新課標和教材中的體現

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學學科的很多重要知識、理論都是從實驗中發現并總結的。所以，綠色化學思想融入化學學科是必然趨勢。《普通高中化學課程標準》中已經明確提到了綠色化學的概念，比如，“實驗化學”模塊中提出“形成綠色化學的觀念，強化實驗安全意識”“樹立綠色化學思想，形成環境保護的意識”。

根據課程標準編寫的高中化學教材也有很多地方體現了綠色化學的概念。比如，必修2第四章第二節“化學與資源綜合利用、環境保護”里第二大點就是環境保護與綠色化學。用一張圖可以簡單明了地介紹綠色化學的特點。在緊接著的思考交流部分通過比較環氧乙醚制備的新舊工藝，介紹了原子利用率100%的反應是體現綠色化學的原子經濟性反應。

綠色化學示意圖

再如，選修1“生活與化學”第四章第三節垃圾資源化中治理白色污染的3R原則就源自綠色化學提出的“5R”原則：減量（reduction）、重復使用（reuse）、回收（recycling）、再生（regeneration）和拒用（reject）。

高中化學教材中最能體現“綠色化學”理念的是實驗內容，對現行人教版高中化學教材中的實驗內容做了簡單統計：

化學1化學2化學與生活 化學反應原理 有機化學基礎實驗　27　16　4　15　15科學探究7 6　6　7　7實踐活動1 2　5　2　1家庭小實驗0　0　0　1　0總計　35　24　15　25　23

對上述實驗中涉及的會對環境造成污染的物質也做了簡單統計：

污染物狀態　污染物氣態　氨氣、氯氣、氯化氫、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮、一氯甲烷、硫化氫、磷化氫、砷化氫等。液態鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸、草酸、苯甲酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨水、氯代化合物、四氯化碳、苯、溴苯、溴水、苯酚、溴乙烷、乙醇、乙醛、乙醚、丙酮、乙酸乙酯、過氧化氫、硫氰化鉀溶液、錳離子溶液、鐵離子溶液、鋇離子溶液、銅離子溶液、石油、煤油等。固態　過氧化鈉、硫、氯化銀、溴化銀、碘化銀、硫化銀、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、石蠟、塑料等有機物、碘、三溴苯酚、鈉、鉀等。

由上面兩個表可以看出人教版高中化學教材中實驗多、涉及的可能污染環境的物質也不少，因此高中化學實驗“綠色化”是高中化學教師必須關注和研究的問題。

2.“綠色化學”在高中化學實驗教學中的體現

（1）推廣微型化實驗

微型化實驗儀器的體積小，藥品的用量可以減至常規所需量的十分之一或更少。與常規實驗相比，微型化實驗的突出特點是實驗成本低、環境污染少、反應速度快、安全系數高、實驗效果好。尤其是藥品用量少、速度快、污染小的特點與綠色化學的理念完全一致，且十分適合中學實驗教學。

（2）利用多媒體模擬化學實驗

高中化學里有一些危險系數大或污染嚴重的實驗并不適合課堂演示實驗和學生實驗，比如，電解飽和食鹽水、氫氣在氯氣中燃燒等。我們可以從網絡上下載實驗視頻，或通過計算機軟件模擬真實實驗。這樣既使學生了解了實驗過程，加深了對相關知識的理解，同時實現了化學實驗的“零投入和零污染”，也是某種意義上的綠色化學。

3.“綠色化學”在高中化學試卷中的體現

近幾年的高考化學試卷都有濃厚的綠色化學色彩。例如，2013、2015年江蘇卷第一題選擇題就是直接考查保護環境的幾種做法；實驗流程題更是大多體現了變廢為寶，循環利用等綠色化學的思想。高考是有教育功能和導向作用的，高考試題對綠色化學的關注，勢必引導高中教學對學生環保意識的培養，從而引起全社會對綠色化學的關注。

我們要在實際教學中滲透綠色化學知識，提高學生的綠色化學意識，增強學生環境保護的使命感，讓綠色化學的理念在學生的頭腦中深深扎根，形成良好的社會環保氛圍，促使我國可持續發展戰略的實現。

［1］R.布里斯羅.化學的今天和明天：一門中心的、實用的和創造性的科學［M］.北京科學出版社，2001.

［2］朱清時.綠色化學與可持續發展［J］.中國科學院院刊，1997（6）：415-420.

［3］徐漢生.綠色化學導論［M］.武漢大學出版社，2002.

［4］李進軍，吳峰.綠色化學導論［M］.武漢大學出版社，2015（8）.

［5］孫同明.新課程理念下高中綠色化學教育研究［J］.教育研究與實驗，2009（S2）.

［6］馬志成.高中綠色化學課程建設的初步設想［J］.內蒙古師范大學學報（教育科學版），2013（8）.

·編輯 楊國蓉