时间:2023-08-29 16:28:46
序论:在您撰写绿色化学的核心时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
化学实验“绿色化”,目的是把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染,后治理”改变为“从源头上消除污染”,核心是“杜绝污染源”。随着人们环保意识的提高及环保各项工作的深入,教学实验的环保问题将被人们重视。同时,结合化学实验自身的特点,化学实验教学实现“绿色化”不仅非常必要,而且现实可行。
随着计算机信息技术的高度发展,我们的中学化学实验教学已经迎来了改革的春风,中学化学虚拟仿真实验思想怦然诞生了。中学化学虚拟仿真实验就是利用计算机编程工具模仿真实的实验环境编写的软件,借助计算机营造一个虚拟的实验环境,使实验接近或优于真实的实验环境,实验者可借助操作计算机虚拟实验系统完成各种预定的实验项目。
事实上,计算机模拟仿真化学实验是化学实验摆脱实物教育的一场革命,它的产生和发展,不仅是教育方法、教育手段、教育技巧的更新,而且对保护自然资源、缓解化学实验对环境的污染都具有深远的意义。利用模拟仿真对实验过程和实验仪器进行剖视及仿真,对有毒物质出现的实验进行模拟,避免有毒物质危害师生身体的健康。常规的、传统的化学实验不可避免的消耗许多药品和大量的水资源,尤其对于那些要使用昂贵试剂药品的、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒有害试剂(如氢气、苯、苯酚、砷化物、重金属等)的实验,运用计算机多媒体系统进行仿真实验显得尤为重要。这样,利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果让学生在计算机屏幕上做实验,既让学生学会了实验方式,领会了化学原理,实现了化学教学与现代信息技术的整合,又节省了资源、保护了环境,使我们的化学实验变成“绿色化”的实验。
那么,我们应该怎样来构建这种“绿色化”的实验教学呢?这一课题正是我们亟待解决的问题。目前,我们正在着手研讨这一问题,现已形成以下几条研究思路。
思路一:建立新课标背景下的课堂实验教学设计模型
为了实现新课标提出的化学实验教学目标,贯彻绿色化学的教学思想,我们创立了下面化学课堂实验教学设计(初始)模型。
确定实验课题及类型――展示用品及仪器――实验指导――实验过程――总结――撰写实验报告
说明:实验课题即实验内容,实验类型即教师演示实验或学生动手实验;用品即实验使用的试剂和药品,仪器即实验所要用到的器具;实验指导即实验前有哪些准备工作和哪些注意事项;实验过程即实验操作流程;总结即实验过程的注意事项与实验现象;实验报告即对实验的总体汇报。
思路二:建立演示实验课件平台
演示实验是老师为了说明某一化学反应过程或现象而做的实验。这样的实验比较多,我们可以在校园网上建立演示实验课件平台,把老师们设计好的演示实验课件收集其中,老师上课时可以任意选用。
思路三:建立学生实验课件平台
关键词:绿色化学 绿色化学化工 绿色度定量化 绿色非绿
随着全球范围内人口的膨胀、能源和资源的短缺、环境污染问题的日益突出,世界各国政府以及人们在享受现代科学与技术给人们带来的巨大便利和快乐的同时,也逐渐意识到人们未来面临的巨大生存危机和困难。为了唤起人们对环境保护的重视和绿色产品和工程的关注,许多诸如可持续发展、循环经济、绿色产品、绿色化学等词汇大量涌现。尽管“绿色化学”这个词的使用频率非常之高,如政府、媒体、工厂、研究机构人员等均将其广泛使用于政府报告、规划、研究论文中。但是,象使用“纳米”一样,许多人只是更多将其作为一种“时髦”的词在使用,而对其真正含义以及其中一些深层次的问题,却不甚了解,甚至经常将其与环境保护、可持续发展以及循环经济混为一谈。这些问题不仅造成了绿色化学概念的滥用和混乱,而且还尚未引起人们,特别是学术界的普遍注意。基于这种情况,作者认为非常必要对绿色化学与化工的基本问题,诸如其定义、原理、它的本质、特征、研究范围、对象等以及产品和过程绿色度的定量评价等,应该有一个清晰的界定。而对其存在的问题,如离子液体等研究中出现的“绿色非绿”等问题,应该有清醒的认识,并力争去加以解决。
特别需要说明的是:“绿色化学”与“绿色化学化工”概念相同,使用“绿色化学化工”是为了强调“绿色化学”与“化工”的关系。为此,作者结合绿色化学以及绿色化工发展现状及趋势,从绿色化学化工的基本问题出发,从多个角度或多个层面来谈谈绿色化学与化工的基本问题,希望能引起学术界和政府部门的重视和讨论,在大家讨论和争论的基础上,最终达到正本清源的效果。
一、绿色化学化工基本问题的发展及研究进展
1984 年美国环保局首先提出“废物最小化”,初步体现绿色化学的思想。而到1989 年美国环保局提出“污染预防”——绿色化学思想才初步形成,1990 年美国联邦政府通过“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策之后,才第一次出现“绿色化学”这个词汇。尽管这个词出现至今已近17年,但其含义,也即其定义却也在不断的发展和变化。刚出现时,它更多的是代表一种理念、一种愿望。但随着时间的流逝,它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用,且其发展与化工密切相关。实际上,绿色化学代表了化学和化工学科的共同发展趋势和目标之一,即无论是化学还是化工,不仅要面对社会发展对环境、健康和能源等方面日益严格的要求,而且还要面临来自其他新兴学科前所未有的挑战。而绿色化学在连接化学与化工中所起的桥梁作用就体现得越来越明显。
二、绿色化学和化工的发展趋势
按照技术领域作者提出了绿色化工产品设计、新型反应技术、溶剂的绿色化及绿色溶剂等几个方面绿色化学和化工的发展趋势。
1.绿色化工产品设计
绿色化工产品设计要求对环境的影响最小化,这包括设计过程中的生命周期分析和循环回收、回用设计等。如果一个产品本身对环境有害,仅仅降低其成本和改进其生产工艺对环境的影响是不够的,化学工业需要思考更多的是产品全生命周期中的成本和收益,特别是要考虑社会和环境的成本。因此,国家在这方面的法律法规对于产品设计的绿色化具有很大的影响。其中发达国家对于化工产品“绿色化”的要求,以及发展中国家受到“绿色壁垒”的限制,使得化工产品设计的绿色化成为必然趋势。在绿色化工产品设计时,要遵循全生命周期设计、再循环和再使用设计、降低原料和能量消耗设计以及利用计算机技术进行绿色化工产品的设计等原则。由于大多数人只考虑到他们直接控制的产品生命周期部分,造成化工产品全生命周期的想法尚不能深入化学工业界。另外,化工产品设计的绿色化并没有成为企业发展的机遇,而更多的是企业被大环境所逼而致的。因此,绿色化设计的积极性急需提升。绿色化设计的标准和方法尚未建立也是其发展的重要障碍。还有新材料,如纳米材料的安全性等方面的问题。
2.新型反应技术
迄今为止,化学家构筑了大量的化学反应,已有十几年没有新的人名反应出现,因此仅从化学反应本身开发新的反应已经难上加难。从绿色角度来看,由于很多传统有机合成反应用到有毒试剂和溶剂,这些有毒试剂和溶剂的绿色替代物的开发给这些传统反应的重新构筑提供了机遇。另外反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。
3.溶剂的绿色化及绿色溶剂
初中化学是化学学习的启蒙,要让化学更好地发展,必须让最先进的理念走进寄托化学发展之希望的初中学生的心灵。化学最先进的理念是什么呢?是绿色化学。如何让它走进学生的心灵呢?
第一,必须让学生从理念上认识绿色化学,体会到它的时代必然性和优越性。
自从化学成为一门独立的学科之后,化学家们己创造出了许多自然界中不存在的物质,极大地丰富了人类的物质生活。人类在享用化学的先进成果的同时,也不得不面对化学带来的污染。传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重。化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学不是简单地进行环境保护,简单地治理污染,而是要利用化学原理从源头上消除污染。那么,什么是绿色化学呢?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,是一门从源头上阻止污染的化学。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。
第二,让学生在做化学实验的过程中运用绿色化学理念,使绿色化学内化在学生心灵。
要运用绿色化学的理念,就必须了解绿色化学的特点。绿色化学的主要特点有:①充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;②在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;③提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;④生产出有利环境保护社区安全和人体健康的环境友好的产品。
根据特点1我们可以引导初中学生在做化学实验时充分利用身边的用品做实验,变废为宝,开辟家庭小实验和寻找某些实验仪器和药品的化用品活动,使身边的资源和能源得以充分利用。
例如:①利用鸡蛋壳和白醋来制取CO2
②注射器可以代替胶头滴管取用和滴加少量液体药品。
根据特点2我们可以指导学生做实验时要妥善处理污染物,创造环境和条件,减少污染物排放。例如①利用白磷和氧气反应的实验证质量永恒定律时,将白磷放在底部铺有细沙的锥形瓶中,锥形瓶口盖橡皮塞,橡皮塞上安装一根玻璃管,玻璃管上端必须系牢一个气球,通过密封防止生成的P2O5白烟散出,污染空气。
②在做CO还原CUO时,将尾气CO烧掉,减少污染物向环境排放。
根据特点3,我们要充分利用原料中的原子,指导学生节约药品,剩余药品回收利用,生成物也要回收,废物分类收集,力图让废物也成为我们实验所需的药品,例如①制取CO2时,往往在实验结束时还有大理石没有反应完,可以回收。②做酸碱指示剂鉴别酸碱性时,药品用量要少,否则是浪费。③有的废液中含有CL- 、 SO2-4 ,可以作为检验液体中是否含有CL- 、SO2-4的样品。
根据特点4,我们可以指导学生为什么不能用工业酒精兑酒,为什么不能用工业盐来调味.加深化学产品对于环保,人体健康和安全的特殊要求,从而使他们以后从使化工生产有这方面的绿色化学意识.
关键词:绿色化学;中职教育;渗透
渗透绿色化学教育理念是新时期对中职化学教育的提出重要要求,中职化学教师应当结合绿色化学的新要求、新思想、新概念,在中职化学教学的整个过程中有效贯穿绿色化学理念。
一、绿色化学概述
绿色化学的核心理念是通过化学的技术和方法将对人体的健康或环境有害的原料、产物、副产物、溶剂或试剂的生产和应用进行消除或者减少。“原子经济型”是绿色化学的核心,拒用、再生、回收、重复使用、减量是其主要体现,在对资源进行充分利用的同时实现对污染的防治。不使用有害、有毒物质,不生产废物是绿色化学的目标。与环境保护不同,绿色化学强调化学污染的主动防治,将污染从源头上切断。可见,绿色化学对环境的保护是更高层次的。人类生存环境的保护和促进社会可持续发展都是发展绿色化学的重要目的,坚持可持续发展,将绿色化学引入化学教育是中职化学教师的重要教学任务。要将绿色化学理念体现于基础知识与基础技能的传授培养中、教学内容中、教学过程中,教师就应当将绿色化学思想贯穿于化学教学的整个过程中。实现学生对绿色化学的了解,树立绿色化学意识、践行绿色化学理念,进而共同为环境保护做出贡献。[1]
二、绿色化学在中职化学教育中的渗透
1.在课堂教学中体现绿色化学教育
中职化学教师应当根据教学大纲实际内容,在化学课堂中引入与教学内容相关的环境知识,使学生建立对环境与健康的正确认识,将绿色化学教育理念和思想融入课堂教学。在课堂教学中体现绿色化学教育不仅能达到拓展课堂教学内容的目的,还能调动学生学习的主观能动性,同时能对学生的绿色化学思想进行有效的培养。中职化学教师可以将环境污染、人类健康和教学内容进行有机连接,让绿色化学的理念深刻地植根于学生的思想中,使得绿色化理念在生活和学习中得以有效传播。[2]
2.在实验教学中实现绿色化学教育
化学具有较强的实验性,化学教学中的实验教学所占比重较大。中职化学教师应当从化学实验教学的特点出发,在化学实验课堂中贯穿绿色化学的原则和理念。首先,化学教师应当在不降低实验效果的前提下,合理降低对验证性、检验性实验的实验试剂用量。其次,在必要时教师应当组织学生在通风橱中开展相关实验,避免实验产生的危害气体的不良影响。同时还应注重采取措施吸收那些具有危害的气体,这样不仅能再利用和回收实验产物,避免因此造成的环境污染,还能对学生绿色化学意识进行强化。最后,当化学实验的污染、危害较大时,或者实验成本较高时,教师应当利用多媒体通过播放化学实验录像等方式达到教学目的,对绿色化学的要求进行践行。
3.拓展第二课堂
第二课堂能够对学生的知识面进行有效拓展,中职化学教师应当在丰富第二课堂互动的过程中,使学生的绿色化学意识得到培养和强化。实践中教师可以采取多项措施,可结合环保纪念日开展相应的宣传和讲座,比如可在世界节水日,组织学生进行节水知识宣传;可在世界地球日开展相应的自然资源知识讲座;在世界环境日,举办切合主题的环境保护主题活动等。此外,教师还可带领学生对污水处理厂、制药厂进行参观,让学生对工厂处理废渣、废水、废气的情况有所了解。在这样的学习实践中,学生形成的绿色化学意识会更加深刻,让绿色化学理念深刻植入学生的内心。[3]在中职化学教育中有效渗透绿色化学,就要有效地培养学生的绿色化学意识,并使其在学生未来的生活和工作中得到有效落实。本文对绿色化学进行了简单的介绍,探讨分析了绿色化学在中职化学教育中的渗透策略。但本文仍存在一定局限,希望广大中职化学教师能够加强对绿色化学的重视,并使其在化学教学中得到有效渗透。
参考文献:
[1]谢年明.浅论绿色化学教育在化学教学中的渗透[J].化学工程与装备,2011(08).
[2]彭,冯伯虎.绿色化学教育在化学实验教学中的渗透[J].玉溪师范学院学报,2005,21(03):48—51.
对于绿色化学的概念,教材上涉及的很少,如何让学生学习绿色化学更是少的可怜,那么教师如何来构建学生的这种理念呢?学生如何来学习绿色化学更好呢?怎样才能让学生深刻地理解绿色化学呢?这一直以来都是困扰着教师的一个问题。那如何来解决这个困惑呢?我认为可从以下三个方面入手,大家可以借鉴一下。
一、绿色化学的概念的确立。
从学生接触绿色化学的字眼开始,把绿色化学融入中学课程教材改革和课堂教学改革之中,这是中学化学教育的崭新课题。就应该让他们知道绿色化学的定义,绿色化学是由美国化学会提出的化学无害概念,是能够保护环境的化学技术,它可以通过使用自然资源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质,利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能节省资源、减少废弃物排放量。绿色化学又称“环境友好化学”、“环境无害化学”、“清洁化学”。绿色化学的定义就是从生产资料就是无污染、无公害的,生产过程也应该是无污染、无公害的,生产出来的产品也应该是无污染、无公害的产品。从概念上就让学生有一个大致的理解,从而对一些常听到的绿色建筑、绿色食品有一个初步的了解。最起码知道绿色的东西并不是单纯的指绿色,而是指无污染、无公害的,是对人体有好处的东西,所以从一开始就给学生一个正确的理念,对概念有所了解。
二、绿色化学的核心及特点的渗透。
绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对坏境的污染, 按照绿色化学的原则、最理想的化工生产方式是:反应物的原子全部转化为期望的最终产物。它的主要特点是:1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料。2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物箱环境排放。3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”。4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。对于绿色化学的核心和特点的渗透,主要的是在教学过程中让学生树立防治污染、保证人类生存质量的责任感。我们教师应该把握住这一点,充分利用学生的优点,激励和激发他们的兴趣,调动他们的积极性。对于农村的孩子来说,学习绿色化学更是难上加难,各种实验设施的不完善都导致了学生的学习困难,和对化学的直观认识。那我们就利用现有的、现实的实例来给学生进行渗透,例如:我们冬天烧煤取暖、做饭。看到烟雾缭绕、闻到刺鼻的、呛人的气味,我们有怎样的感觉,这会不会对环境造成污染,这个现象符合绿色化学的核心特点吗?再有,我们看到的三轮车、汽车排放的尾气对坏境有怎样的危害?让学生讨论这些对坏境的危害和如何预防这些危害,我们应如何采取措施防止和减少这些污染?这样可以增强学生的环保意识、调动学生学习的积极性。培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度,而且能使他们感知环境污染的危害性和环境保护的迫切性。
三、绿色化学在教学中的贯穿和实施。
【关键词】 高中化学 绿色观念 深入 环保
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2013)11-001-01
1. 高中化学教学中坚持绿色观念的必要性分析
1.1以绿色观念为核心的社会主流
以绿色、环保、生态为核心的科学发展观已经在不断地渗透到社会的各行各业,绿色观念的逐步推广不仅仅是人类在意识上的不断飞跃,更是社会在发展过程中的必然选择。在高中化学的学习过程中坚持绿色观念的渗透,对于学生的化学素养的提高有着不可磨灭的作用。坚持绿色观念,减少污染物的排放,在高中化学的学习中尤其要注意,化学是一门以实验为基础和核心的学科,坚持绿色观念,在做实验的过程中要尽量做到能源、材料的节省,对于污染物的排放要慎重处理等等,绿色观念在这方面为我们做出了具体的指导。作为化学科学,它距离生活和现实较近,与社会接触得更为广泛,只有坚持绿色观念的渗透,才能够符合社会发展的方向。
1.2推进素质教育的关键所在
素质教育的本质不是特指某学科某领域的专项发展,而是要综合各种各样的因素,实现一种真正意义上的全面发展。素质教育也不是特指理性科学,而是理性、感性,素质、能力,价值、观念的结合体。绿色观念的逐渐渗透带给学生的是一种高层次的人文情怀,是一种生态和谐发展的需要,也是化学学科本身发展的终极意义所在。化学的发展不仅仅是研究出新颖罕见的化学物质,而要更加强调一种从认识和观念上的素质的提高。这正是素质教育改革的关键所在,绿色观念强调自然科学与社会科学协调发展,是每一个学习者都应该追求的目标,因此要推进绿色观念的发展,积极推动我国的素质教育改革向着更好的方向迈进。
2. 如何在高中化学教学中渗透绿色观念
2.1从理论的认识上引导学生坚持绿色观念
引导学生从理论上认识绿色观念的重要性是增强学生绿色意识的关键所在,老师必须要将绿色的观念穿插在具体的讲课和学习活动中去,练习实际案例,增强学生对于绿色观念的认识。从理论上引导学生坚持绿色观念,老师要做好引导的角色,而不是让学生们被动地接受这个观念,否则会使得事情得不偿失。这种认识上的引导更多的是给学生一种感性认识的启蒙,这种启蒙在学生们心中积淀久了,会在无形中不断地知道学生的行为,让他们在化学的学习中坚持绿色生态的观念。
2.2在化学课堂上融合时代和社会的现状进行引导
化学是一门与生活息息相关的学科,与实际的联系尤为紧密,因此在高中化学的学习中要不断地融合时代和社会发展的现状,通过现实与理论的对比就可以看出坚持倡导绿色的观念有着不可忽视的重要性,这样能够让学生更加信服,实现绿色观念的推广和渗透。时代和社会在实现经济高度发展的过程中忽视了绿色生态环保的观念,因此只要积极主动地从化学的教学开始做起,引导学生不断地认识到绿色化学的重要性,才能够使得社会更加全面地发展,实现社会的和谐有序进行。
2.3在化学的各种活动中要以坚持绿色为前提
化学生动有趣,其中化学实验占据了较大的部分,化学实验是化学教学中比不可缺少的手段,在化学的学习中坚持绿色观念,从各种活动做起。比如在做化学实验的时候要格外地注意化学物质和原料的选择,要尽量地选择绿色、无污染的化学物质作为反应物,同时还要注意尽量减少生成物中有毒物质的排放,因此要注意在化学实验的进行中,谨慎地选择化学反应的物质,认真地分析它的化学特性。坚持绿色的观念还要在化学物质的使用上尽可能地节约,不能浪费。在化学物质反应后,产生的废料要进行废物处理,不能将其随便丢弃污染环境。尤其要注意在课堂上进行演示实验时,要开窗通风,避免化学物质产生的气体对人身造成伤害。总之,关于绿色观念在高中课堂的渗透,要遵循环保、生态、节约、安全的原则,只有这样才能够实现绿色的化学、科学的化学。
3. 结合实验探究绿色观念在化学教学中的渗透
高中化学中所有的化学实验都应该遵循绿色化学的观念,例如在气体的制取和收集过程中,一般都要通过制取气体、净化气体、收集气体和尾气吸收五个步骤,这正是坚持了绿色化学的观念。通过硫化亚铁与稀硫酸反应在制取硫化氢气体时,为了节省化学原料,让它们充分地反映完全,可以将硫化亚铁砸成细小的颗粒,这样可以减少原料的浪费。另外在制取硫化氢气体之后,由于H2S有毒,在实验进行时应注意通风,多余的H2S应尽快地通入到NaOH溶液中进行吸收。在其他的化学实验中也应该注意这个要求,就是化学尾气的处理和排污工作要准确地做到位,实现绿色化学的逐步推进。
关键词:西部地区;绿色;教育;探究
中图分类号:G652文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)06-0099-01
一、绿色化学是应对挑战的必然
科学不但要认识世界和改造世界,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。
(一)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。
(二)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、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,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。
(三)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了废物的排放。
二、西部地区绿色化学教育所面临的挑战
(一)绿色化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没。化学是一门中心科学,化学与生命、材料等朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学反而被社会看作是“伴娘科学”而不受重视。
(二)绿色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。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。
三、绿色化学的发展前景
(一)绿色化学关乎化学工业的每个环节。绿色化学又称环境无害化学,其核心是利用化学原理从根本上消除化学工业对环境的污染,它具有少产、甚至不产废物,达到“零排放”的特点。绿色化学是从化学科学基础内容上进行更新,从源头上消除污染。绿色化学能达到合理利用资源和能源,降低生产成本,符合实现化学工业的可持续发展。
(二)绿色化工的理念正逐渐渗透到化学工业的每个环节。在废水处理方面,通过建立污水处理厂,处理工业和生活废水,实现循环利用。在化学工艺流程方面,通过加强生产技术研究,积极采用清洁生产工艺,引进环境友好的技术设备,开发品质优、环保成本低且符合国际环保要求的化工产品,实现化工产品的绿色化。在产品的包装使用上,通过采用可降解塑料,尽量减少白色污染。