“绿色化学”在高中化学中的渗透

蔡琳娜

（江苏省泰兴市第一高级中学）

“绿色化学”在高中化学中的渗透

蔡琳娜

（江苏省泰兴市第一高级中学）

化学对人类的生存和发展具有巨大贡献，但同时也对环境造成了一定危害。近年来各种能源、环境问题日益凸显，化学面临着各种质疑和巨大挑战。化学如何在不产生污染的前提下为人类创造价值呢？于是“绿色化学”概念应运而生，并成为世界各国研究的热点之一。在对“绿色化学”的概念内涵、国内外发展现状做了简单阐述后，对高中化学中的“绿色化学”做了探讨。

绿色化学；发展现状；高中化学

一、什么是“绿色化学”

绿色化学（Green Chemistry）又称清洁化学（Clean Chemistry）、环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）、环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）。绿色化学的先驱、原美国绿色化学研究所所长、耶鲁大学P.T.Anastas教授在1992年给出的“绿色化学”的定义是：“The design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances”翻译成中文即减少或消除危险物质使用和产生的化学产品和过程的设计。我们可以把绿色化学的核心内容理解为在化学工艺和反应中不再使用有毒、有害的物质，并力求反应中原子利用率达到100%，不再产生废物，实现“零排放”。从而从源头上根除污染，研究环境友好的新反应、新过程、新产品，实现化学与生态的协调发展。

二、“绿色化学”的起源和发展

绿色化学最初起源于美国。1984年美国环保局（EPA）提出“废物最小化”，倡导减少产生废物和回收利用废物，从而达到废物排放最少的目的。绿色化学的思想萌芽。

1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念，指出最大限度地减少生产场地产生的废物，包括减少使用有害物质和更有效地利用资源，并以此保护自然资源。绿色化学的思想初步形成。

1990年，美国颁布了“污染防治”法案，将污染的防治确立为国策。该法案中第一次明确提出“绿色化学”一词，并定义“绿色化学”为采用最小的资源和能源消耗，产生最低排放的工艺过程。

1991年，美国环保局污染预防和毒物办公室启动“为防止污染变更合成路线”的研究基金计划，用以资助化学品设计与合成中污染预防的研究项目。1993年研究的项目扩展到安全化学品、绿色溶剂等方面，该计划更名为“绿色化学计划”。

同一时期，日本等其他很多国家的政府、学术界和企业也开始关注“绿色化学”的研究和开发。

1995年美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，1999年澳大利亚皇家化学研究所（RACI）设立了“绿色化学挑战奖”，此外英国设立了“英国绿色化学奖”“绿色化工水晶奖”，并创办了世界第一本名为《绿色化学》（Green Chemistry）的杂志。日本也设立了“绿色和可持续发展化学奖”。这些政府行为都极大地促进了绿色化学的蓬勃发展。

三、我国“绿色化学”的发展现状

我国政府和学术界也很重视在绿色化学方面的研究。

1995年，中国科学院化学部开展了“绿色化学与技术”的院士咨询活动，分析了国内外绿色化学的研究现状和发展方向。

1996年，国家召开了“工业生产中绿色化学与技术”研讨会，并出版了《绿色化学与技术研讨会学术报告汇编》。

1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合立项启动了“九五”重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”。中国科技大学绿色科技与开发中心在该校举行了专题讨论会，并出版了《当前绿色科技中的一些重大问题》的论文集。同年，香山科学会在北京召开了第72次学术研讨会，闵恩泽院士、陈家墉院士等都做了有关绿色化学的重要报告。

1998年，合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会，这些都加快了我国绿色化学研究的步伐。

四、“绿色化学”在高中化学中的渗透

1.“绿色化学”在高中化学新课标和教材中的体现

化学是一门以实验为基础的自然科学，化学学科的很多重要知识、理论都是从实验中发现并总结的。所以，绿色化学思想融入化学学科是必然趋势。《普通高中化学课程标准》中已经明确提到了绿色化学的概念，比如，“实验化学”模块中提出“形成绿色化学的观念，强化实验安全意识”“树立绿色化学思想，形成环境保护的意识”。

根据课程标准编写的高中化学教材也有很多地方体现了绿色化学的概念。比如，必修2第四章第二节“化学与资源综合利用、环境保护”里第二大点就是环境保护与绿色化学。用一张图可以简单明了地介绍绿色化学的特点。在紧接着的思考交流部分通过比较环氧乙醚制备的新旧工艺，介绍了原子利用率100%的反应是体现绿色化学的原子经济性反应。

绿色化学示意图

再如，选修1“生活与化学”第四章第三节垃圾资源化中治理白色污染的3R原则就源自绿色化学提出的“5R”原则：减量（reduction）、重复使用（reuse）、回收（recycling）、再生（regeneration）和拒用（reject）。

高中化学教材中最能体现“绿色化学”理念的是实验内容，对现行人教版高中化学教材中的实验内容做了简单统计：

化学1化学2化学与生活 化学反应原理 有机化学基础实验　27　16　4　15　15科学探究7 6　6　7　7实践活动1 2　5　2　1家庭小实验0　0　0　1　0总计　35　24　15　25　23

对上述实验中涉及的会对环境造成污染的物质也做了简单统计：

污染物状态　污染物气态　氨气、氯气、氯化氢、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮、一氯甲烷、硫化氢、磷化氢、砷化氢等。液态盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、草酸、苯甲酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、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、过氧化氢、硫氰化钾溶液、锰离子溶液、铁离子溶液、钡离子溶液、铜离子溶液、石油、煤油等。固态　过氧化钠、硫、氯化银、溴化银、碘化银、硫化银、重铬酸钾、高锰酸钾、石蜡、塑料等有机物、碘、三溴苯酚、钠、钾等。

由上面两个表可以看出人教版高中化学教材中实验多、涉及的可能污染环境的物质也不少，因此高中化学实验“绿色化”是高中化学教师必须关注和研究的问题。

2.“绿色化学”在高中化学实验教学中的体现

（1）推广微型化实验

微型化实验仪器的体积小，药品的用量可以减至常规所需量的十分之一或更少。与常规实验相比，微型化实验的突出特点是实验成本低、环境污染少、反应速度快、安全系数高、实验效果好。尤其是药品用量少、速度快、污染小的特点与绿色化学的理念完全一致，且十分适合中学实验教学。

（2）利用多媒体模拟化学实验

高中化学里有一些危险系数大或污染严重的实验并不适合课堂演示实验和学生实验，比如，电解饱和食盐水、氢气在氯气中燃烧等。我们可以从网络上下载实验视频，或通过计算机软件模拟真实实验。这样既使学生了解了实验过程，加深了对相关知识的理解，同时实现了化学实验的“零投入和零污染”，也是某种意义上的绿色化学。

3.“绿色化学”在高中化学试卷中的体现

近几年的高考化学试卷都有浓厚的绿色化学色彩。例如，2013、2015年江苏卷第一题选择题就是直接考查保护环境的几种做法；实验流程题更是大多体现了变废为宝，循环利用等绿色化学的思想。高考是有教育功能和导向作用的，高考试题对绿色化学的关注，势必引导高中教学对学生环保意识的培养，从而引起全社会对绿色化学的关注。

我们要在实际教学中渗透绿色化学知识，提高学生的绿色化学意识，增强学生环境保护的使命感，让绿色化学的理念在学生的头脑中深深扎根，形成良好的社会环保氛围，促使我国可持续发展战略的实现。

［1］R.布里斯罗.化学的今天和明天：一门中心的、实用的和创造性的科学［M］.北京科学出版社，2001.

［2］朱清时.绿色化学与可持续发展［J］.中国科学院院刊，1997（6）：415-420.

［3］徐汉生.绿色化学导论［M］.武汉大学出版社，2002.

［4］李进军，吴峰.绿色化学导论［M］.武汉大学出版社，2015（8）.

［5］孙同明.新课程理念下高中绿色化学教育研究［J］.教育研究与实验，2009（S2）.

［6］马志成.高中绿色化学课程建设的初步设想［J］.内蒙古师范大学学报（教育科学版），2013（8）.

·编辑 杨国蓉