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1、绿色化学当今，化学的发展非常迅速。化学的发展在不断促进人类进步的同时，客观上也污染了环境，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等等一些著名的环境事件多数与化学有关；在最早的化学工艺流程里面，因为没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，很多化学工艺都会造成环境污染。现在，世界各国都在进行绿色化学的研究，并注重绿色化学的发展与教育。绿色化学是新世纪化学发展的方向和议题。它是人类和自然和谐的化学，是面向新世纪提出的化学新概念，同时它也为化学教育教学提出了新的课题。在我国，化学工作者虽然做了大量与绿色化学要求相一致的工作，但绿色化学研究刚刚起步，绿色化学具有何种现代内涵，对人类社会发展有何种意义，
2、仍不完全为广大化学工作者所了解。那我来介绍一下吧。一、绿色化学的现代内涵绿色化学是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大程度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染，具体内涵体现在：1、减量。 “减量”是从省资源、少污染角度提出的，包括二层意思：(1)减少资源用量，在保证产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率，减少损失率；(2)减少“三废”排放量，主要是减少废气、废水及废渣(副产物)排放量，特别是排放废水量必须降低到一定标准以下。在我国的台湾，连实验室废水排放都制定有严格的标准。2、重复使用。重复使用不仅是降低成本的需要，也是减废的需要。诸如化学
3、工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。3、回收。回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求，回收包括：回收未反应的原料，回收副产物(含“三废”)，回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。4、再生。再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始，就应考虑到有关原材料的再生利用，特别高分子材料的再生显得尤为重要。5、拒用。拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的药品原料，拒绝在化学反应过程中使用。在学术界日益重视的绿色化学现代内涵已得到理解
4、，绿色化学概念在工业上也已日渐得到认可，但它的概念与内涵在教学中也应得到贯彻，它的应用在实验中也应得到推广。特别是中学化学教育教学，面对的是接受启蒙化学教育的中学生，贯彻绿色化学内涵，推广绿色化学成果显得尤为重要。二、现行中学化学教材的绿色化学观绿色化学，对我国广大化学工作者、化学教育工作者来说，或许还是一个新概念，但他们所从事的环境保护、环境教育工作，微型化学实验研究和用品开发工作，都做到了与绿色化学要求的高度一致，甚至在现行中学化学教材中也充分体现了绿色化学观。1.建立了与绿色化学相一致的概念现行初高中化学教材从不同角度建立了与绿色化学内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三
5、废、大气污染物、酸雨、温室效应(选学)等概念，在介绍概念的同时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念。2.工业化学渗透了绿色化学观点中学化学教材中的工业化学内容虽然较为分散也不系统，但都不例外地合理渗透了绿色化学观点，这些观点主要体现在：(1)为了省资源、提高转化率和原料利用率，在工业合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸、侯氏制碱法等工艺流程中都采取了循环操作(氧化)；(2)为了防止或减少环境污染的发生，氨氧化制硝酸、接触法制硫酸工艺中都设立了尾气处理装置，并介绍了尾气回收的方法及回收物的利用；(3)为了防止催化剂中毒，使催
6、化剂重复使用，合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸都要求对原料气、炉气进行净化。另外，教材还介绍了电镀工业中采取无氰电镀，乙炔制乙醛中使用非汞催化剂的原因。3.实验内容充分体现了绿色化学原理在中学化学课本的编制和修订过程中，有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原理：(1)对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求；(2)在教材修订时删除了有一定危险或危害的硫化氢和苯磺酸制备实验；(3)介绍了闻气体的方法；(4)强调了实验中常见的事故避免、应急处理等；(4)介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法；(6)在新编初中化学课本中引入了减量、减废的微型化学实验；(7)NO、NO2等有危害的制备实验只安排在实验
7、室中进行；(8)在氯化氢、氯气等制备实验中强调了尾气的处理办法。4.有关物质的内容编排中，考虑到了绿色化学因素课本在有关元素化合物、有机化合物的内容编排中从绿色化学角度有重点地介绍了有毒物质的性质、使用、保存等：(1)介绍了氯气、硫化氢、氟气、氟化氢、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、剧毒物质的毒性及使用方法，甚至用黑体字写出加以强调；(2)在选学内容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗涤剂的功与过介绍等。三、绿色化学与中学化学教育教学现代社会生活、经济发展呼唤绿色化学，绿色化学的新观点、新思想也需要及时向社会传播，中学化学教育工作者理当承担起这个义务与责任。如何在中学化学教
8、育教学的过程中体现绿色化学思想，在潜移默化中对学生进行绿色化学观点的教育呢？1.在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育，中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想，既是传播绿色化学观点的需要，也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要，更是培养创新精神的需要。(1)绿色化学与环境教育化工产品生产和化学实验产生的废水、废气和废渣都会对环境造成不容忽视的污染，这就需要在中学化学教育教学过程中进行环境教育，而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中，一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求，使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感；
9、另一方面，结合绿色化学要求，教给学生防治污染的重要方法减量、减废、回收、再生和拒用等。(2)绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂，绿色化学对化工生产，化学实验提出的新要求，无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用：首先，“减量、减废”的实验要求，可激发学生传统化学实验进行改革，培养学生创造能力；其次，“省资源、零污染”的化工生产要求，可鼓励学生对化学课本中的化工生产工艺流程进行质疑，培养学生创造性思维。2.在实验教学中贯彻绿色化学观点，实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接，在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此，为了适应绿色化学新要求，中学化学实验必须进行改革。笔者认为
10、：(1)要大力推行微型实验，即要对常见实验仪器进行微缩，对常用试剂要给出限量，实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器，还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时，可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。(2)要努力改革实验方式，即要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行，如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等，有些定性实验可放在滤纸上完成，如电解饱和食盐水，检验醛基存在等。(3)要设法删改有关实验，现行化学课本中有些实验仍有危险性，需要进行删改：考虑到硝基苯及苯的毒性，硝基苯、溴苯制备实验可以删去；考虑到NO、NO
11、2、SO2的毒性，在NO与NO2制备、Cu与浓硫酸反应、C与浓硫酸和浓硝酸反应等实验中可以连接尾气装置；考虑到安全性，对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种，是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”，20世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。1化学所面临的挑战1.1化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没1.2化学正被各种各样的环境污染问题所困扰化学的发展在不断促进人类进步的同时，在客观上使环境污染成为可能，但是起决定性的是人的因素，最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件
12、多数与化学有关，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等；另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因，显然是不公平的，比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系，在最早的化学工艺流程里面，根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在，有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学，进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理，结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎，有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上，这些是对化学的偏见，监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。2绿色化学是应对挑战的必然科学不但要认识
13、世界和改造世界，还要保护世界。化学也如此，为了应对化学所面临的挑战，提倡绿色化学是刻不容缓。2.1绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动的防止化学污染，从而在根本上切断污染源，所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。2.2绿色化学的产生及其背景当今，可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、
14、环境和资源的协调发展，既要发展经济，又要保护自然资源和环境，使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年，美国环保局(EPA)提出“废物最小化”，这是绿色化学的最初思想。1989年，美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年，美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年，美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年，美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性绿色化学杂志，标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿，在1995年
15、，中国科学院化学部确定了绿色化学与技术的院士咨询课题。2.3绿色化学的核心内容原子经济性是绿色化学的核心内容，这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖）提出的，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性，认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少
16、了废物的排放。原子利用率的表达式是：原子利用率=（预期产物的式量/反应物质的式量之和）100%如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法，即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成，2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%，体现了原子经济性，减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。2.4绿色化学的12项原则和5R原则为了简述了绿色化学的主要观点，P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12项原则，这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。防止防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。讲原子经济应该设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。较少有危害性的合成反应出现无论如何要使用可以行
