绿色化学环境论文

2022-05-12

今天小编给大家找来了《绿色化学环境论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘要:从绿色化学教育理念出发,在环境监测与分析实验教学实践中,通过加强环境教育、精选实验内容、小量化实验、实验串联、多媒体教学等方案和手段,把绿色化学教育融入实验教学,有效地减少了环境监测与分析实验过程中对环境产生的污染,培养了学生的绿色化意识,提高了学生的综合素质。

第一篇:绿色化学环境论文

绿色化学与绿色化学教育

一、绿色化学教育的意义

随着经济的迅猛发展进步,化工产业也得到了一定的上升空间,然而令人们头疼的是,我们的环境也发生了很大的“改变”,人们心里有一个疑问“化学化工真的有助于经济的增长吗?”今天的这样糟糕的环境,化工产业是不是应该负全部的责任呢?尽管我们在不断的宣传化学是“中心科学”,是最具创造性的学科,但在公众的心里,化学的地位每况愈下。面对如此槽糕的形势,我们一定要坚信化学可以改变我们的环境,同时向人们传导一些绿色化学的知识。因此,首先应该向我们的学生传导,让他们从学习化学的那一刻开始培养他们的绿色化学知识的意识,同时传导化学在社会发展、提高人类的健康率和公共领域等各方面做出的巨大贡献,以及它在科学技术中所处的地位;同时我们也应该回头看看、反思化学给环境带来了哪些负面影响,总结经验并付诸实际行动,按照绿色化学12条原则的要求,研发出新的绿色化合物,让化学及其化学工业真正变成“绿色”的,不仅创造出更多的高科技技术材料,而且能和环境友好相处。

绿色化学不是一门独立的学科,它是一种战略方针、一种研究策略。我们应该用生活中一些生动的事例充实我们的教学内容,按照事例所涉及的知识点,自然地与有机化学、无机化学、分析化学和物理化学相联系。通过我们的教学培养学生的绿色化学的意识,从思想上渗透到灵魂里,让他们从内到外都能拥有绿色的晕圈,让他们能够成为未来真正地“绿色化学家”。

二、中学化学教育开展绿色化学教学的策略

(一)教师要更新观念,以身作则,树立可持续发展的价值观

教师是课堂教学的核心,也是开展化学实验的组织者和领导者。因此,教师只有通过不断的学习来提高自身的专业素养,加深对绿色化学理念的理解和认知。在实际教学过程中,不断创新出更加新颖、科学的绿色化学理念,让学生对“绿色化学”这一概念有正确的认知和理解,达到提高化学课堂的教学质量和效率的目的,教师还要重视对学生绿色化学意识的形成和发展;在课堂教学过程中,培养学生形成正确的绿色化学的意识,在实验教学课堂中,教师对于正确使用仪器和药品的正确用量,应做出正确的讲解和演示,一些实验步骤繁杂的实验可以创新出更为简单的实验方案,从而减少药品的浪费及操作更为简单,最为重要的一点,教师在讲解一旦遇到有毒气体泄漏时,应该如何及时应对及处理的方式,同时,还要引导学生对实验过程不断完善和创新,减少有毒药品的使用,还有,就是“三废”的回收再利用。这样不仅节约了资源,也保护了环境。

(二)开展形式多样的绿色化学教学活动

1.运用现代教学手段,进行绿色化学教育

一些化学实验过程中产生的有毒物质,严重威胁着师生的生命安全和生态环境,关键在于不利于动手操作实验,在一定程度上影响着学生对这类化学反应原理的学习,只要我们合理的运用多媒体,可将这类化学过程直观的模拟出来,教师只需操作多媒体就可让学生清楚的观察实验现象,符合绿色化学理念,这样不仅可以使学生在零排放的环境下学习、分析、验证实验原理,而且也可以对一些难以理解的实验现象进行反复观看,有助于学生更加深刻的认识和理解。

2.用绿色化学思想设计,改进化学实验

化学实验在绿色化学思想的指导下,用预防化学污染的新思想,对常规实验进行改革而形成新的化学实验方法,从开始实验到结束,让实验的每一个环节都减少污染的排放,甚至零排放。

第一,选择对环境影响尽可能小的反应物

实验室制备氧气,其中用氯酸钾制氧法和高锰酸钾法制氧气更为经典。分解KClO3制取氧气的实验中,反应结束后,很少有人将KCl和MnO2进行回收再利用;加热KMnO4分解制取氧气,虽然反应比KClO3安全,但氧元素的利用率太低,理论值只有25%,而且废渣中含有大量的K2MnO4、MnO2及少量未分解的KMnO4,给环境带来一定的影响;若以H2O2为原料,H2O2酶为催化剂,则反应在常温下即可反应,产物也只有O2、H2O,并无其它污染物。站在绿色化学的角度上,用这种方法制取氧气最好,有必要将它提倡。

第二、实验试剂或产物的循环利用,努力提高实验室的零排放程度, 传统上,实验室制备氮气是让氯化铵和亚硝酸钠在加热条件下制取,亚硝酸钠是一种致癌物,对人体健康有较大的伤害。我们运用绿色化设计理念将硫酸铵和氧化钙混和加热,先制得氨气,然后将氨气通过红热的氧化铜,即可得到较纯的氮气。

第三,学生实验微型化,充分利用可再生资源,尽量地节约药品用量。

比如说,实验室乙酸乙酯的制取,改进前后的差别如下:

实验改进之后,操作简单,药品用量少,反应迅速,且现象非常明显,便于实验者观察,从而培养了学生的绿色化学意识。

3.走向实际环境,在调查研究中开展绿色化学教育地的污水处理厂、环保局等,并请专家在一旁讲解,从生活中的实际环境出发,展开教育活动,让学生在社会活动中探究学习,达到提高综合素质的目标。在实际环境中的真正体验,让学生掌握污水的来源,树立可持续发展观、生态观,深化“绿色化学”的意识。

4.编制绿色化学习题,培养绿色意识

绿色化学是二十一世纪化学界的新目标,原子的利用率越高,则生产过程中的废物排放量越少,对环境的影响就越小。可见原子利用率也是绿色化学试题的一个重要考点。

例1 比较煤、石油、天然气、核能、太阳能、生物质能、氢能等各种能源的使用对环境和生态的影响,以及使用成本,发展情况,哪些能源最有发展前景。

例2 (2005年全国理综m卷6题)现有以下几种措施:①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理;②少用原煤做燃料;③燃煤时鼓入足量空气;④开发清洁能源,其中能减少酸雨产生的措施是( )A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④

例3 从本质上考虑,下列选项中符合绿色化学属性的( )

A.处理废弃物 B.杜绝污染源 C.治理污染源 D.减少有毒物

参考文献:

[1]吕芹芹.高中化学教学中的绿色化学理念的渗透研究[J].高考.化学探究.2015,7(70)

[2]朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].2001(1)

作者:潘建芳

第二篇:绿色化学教育融入环境监测与分析实验教学中的实践

摘要:从绿色化学教育理念出发,在环境监测与分析实验教学实践中,通过加强环境教育、精选实验内容、小量化实验、实验串联、多媒体教学等方案和手段,把绿色化学教育融入实验教学,有效地减少了环境监测与分析实验过程中对环境产生的污染,培养了学生的绿色化意识,提高了学生的综合素质。

关键词:绿色化学;环境监测;实验教学;小量化实验

作者简介:柴育红(1969-),女,甘肃静宁人,常州大学环境与安全工程学院,讲师;严文瑶(1965-),女,江苏张家港人,常州大学环境与安全工程学院,高级工程师。(江苏 常州 213164)

基金项目:本文系常州大学重点课程建设项目“环境监测与分析”(项目编号:JJJ10020004)的研究成果。

随着社会和经济的发展,出现了酸雨、臭氧层破坏、全球变暖等全球环境问题,以及区域性的大气环境、水环境、土壤环境等污染问题。这些环境问题受到了社会的极大关注。绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂或溶剂,绿色化学在节约能源、防治污染、保障人类健康与安全等方面有着显著的作用。目前,我国多数高校的化学实验教学中药品用量大,不可避免地产生了危险性大、有毒的废气、废水、废渣,而大部分基本上未经处理就直接排放,对环境造成了污染。因此,高等学校的实验教学中必须实施绿色化学教育,让大学生了解绿色化学对于人类及其赖以生存环境的可持续发展的重要性,将绿色化学的思想贯穿于实验教学的全过程,培养大学生的社会责任感和环境保护意识。[1]

本文结合实验教学实践提出了在环境监测与分析实验教学中开展绿色化学教育的措施,保证了环境监测与分析实验课程的正常开设,力求以最少的实验药剂获取最佳的实验效果,最大限度地减少废气、废液、废渣的产生量,提高教育和教学质量,增强大学生的绿色环保素质。

一、绿色化学教育融入环境监测与分析实验教学的举措

1.实验教学中加强环境教育

“环境监测与分析实验”课程是为环境科学和环境工程专业学生开设的一门重要的实践课。在环境监测与分析实验教学中加强环境教育十分必要,当学生第一次进入实验室时,实验指导教师应当对实验中可能用到的有毒、有害药品进行讲解,使学生明白这些药品对人类健康和环境的危害与影响,以及它们污染环境的主要原因及防治方法。例如,实验中常用到的硫酸。硫酸是强酸,具有强腐蚀性,硫酸废水会对地下水、土壤造成污染,实验中应尽量减少其用量,硫酸废液一般可通过酸碱中和处理后排放。又如,在环境监测实验中还经常遇到Hg、Cr等毒性显著的重金属污染物,它们会对水环境和土壤环境造成污染,也应该严格控制用量,它们的废液一定要用封闭的收集桶收集。要求学生在实验过程中要严格按照实验指导进行规范操作,避免因为疏忽而产生各种不必要的废液和废料。通过环境教育让学生体会到环境监测与分析实验是一个不可忽视的污染源,有毒、有害物质就在身边,废液、废气、废渣都会对环璄造成污染,从而避免学生在实验过程中随意大量使用试液,乱倒废渣、废液的现象,养成良好的实验习惯,增强环保意识。

2.精选实验内容,体现绿色化学思想

以往在选择环境监测与分析实验项目时,多从代表性、典型性、标准化等方面考虑,实验过程对环境的污染问题很少考虑。在环境监测实验教学改革中以绿色化学理念为指导,优化环境监测实验内容,尽可能选择围绕基本环境监测指标、基本实验操作而进行小污染、无污染的实验。例如,水中氨氮是水质监测的一个重要的基本指标,比较经典的分析方法是“纳氏试剂分光光度法”,而纳氏试剂中含有汞,实验废液毒性大,易对环境造成污染,在实验教学中选择了“水杨酸—次氯酸盐分光光度法”来分析水中氨氮,测定准确度与“纳氏试剂分光光度法”相似,而实验试剂毒性较小。又如,大气环境质量的必测指标SO2,广泛采用的标准分析方法是“四氯汞钾—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法”,但四氯汞钾吸收液毒性较大,在实验教学中采用了“甲醛—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法”,灵敏度、准确度与四氯汞钾吸收液分析方法接近,而试剂毒性也较小。

3.采用微型化实验和小量化实验,减少实验废物

目前环境监测与分析实验使用常规的实验仪器,如50mL的滴定管、250mL全玻璃回流装置、50mL比色管等,实验药剂使用量较大,产生的实验废物量多,易污染环境,也容易造成资源浪费。微型化学和小量化实验是近年来发展起来的新型化学实验方法,是减少化学实验废气、废液、废渣的产生,改善实验室环境的理想途径之一,因此在环境监测与分析实验中开展微型化和小量化实验非常必要。在实验原理、方法、操作与常量分析相同的情况下,用常规的小容量仪器如25mL滴定管(改进的滴定管、用医用塑料尖嘴代替玻璃尖嘴,使滴定时为0.025mL/滴)、100mL全玻璃回流装置、25mL比色管等。实验结果表明,实验现象明显,基本上可以保证测定结果的精密度和准确度,使实验趋于绿色化,既减少了化学污染又节约了资源,提高了学生绿色化学的意识。另外,小量化实验所用仪器较传统仪器小,操作更轻松,可缩短实验时间、降低仪器损坏率、节省实验费用。

4.理顺各实验之间的联系,充分利用试剂

在开设的环境监测与分析实验项目中,有些试剂经常会用到,在常规的环境监测与分析实验时,单独对待每个实验项目配制所需试剂,实验结束后全部废弃处理,从不考虑再利用。把绿色化学理念引入环境监测与分析实验教学之后,综合考虑实验内容,研究并理顺各个实验所用试剂间存在的关系,通过合理安排实验次序,开展关联实验串联,一方面减少了药品的浪费,另一方面也相对降低了对环境的污染。[2]例如,铬是有毒金属元素,在工业废水化学需氧量的测定、工业废水硫化物的测定、校园湖水溶解氧的测定中都要用到重铬酸钾标准溶液,溶液浓度分别为0.25mol/L、0.05mol/L、0.025mol/L,同时工业废水硫化物的测定、校园湖水溶解氧的测定中都用到硫代硫酸钠溶液,浓度分别为0.05mol/L、0.01mol/L,而水中铬的测定中需要含铬废水样品,综合考虑四个实验之间试剂的关系以及试剂的毒性危害,安排实验以化学需氧量的测定、硫化物的测定、溶解氧的测定、水中铬的测定先后次序进行。配制0.25mol/L重铬酸钾溶液、0.05mol/L硫代硫酸钠溶液,在实验中使用并稀释再使用,剩余的不同浓度的重铬酸钾溶液作为含铬水样品,在水中铬测定实验中使用,通过这种方式节约了药剂消耗量,减少了废液,减轻了重金属污染。

5.采用现代化多媒体辅助实验教学

多媒体技术在化学实验中的具体应用是化学实验摆脱实物教育的一场革命,它的运用对解决化学实验的环境污染有着积极的作用。在环境监测与分析实验教学中,利用多媒体技术把必须使用有毒、有害试剂或实验过程中排放出有毒的气体或有毒废液的实验进行计算机模拟,对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果让学生有身临其境的感觉,取得了较好的实验教学效果,实现了环境监测与分析实验绿色化。它的实施将对化学实验绿色化,以及环境保护、增强学生的环境保护意识起到不可低估的作用。[3,4]

二、结束语

从防止环境污染和节约资源的观点来改革传统环境监测与分析实验,把绿色化学教育贯穿于环境监测与分析实验教学中,对培养大学生保护环境的素质有着重要意义。因此,在教学过程中,必须继续积极探索环境监测实验绿色化学模式,培养学生绿色化学意识,使学生树立环保理念,正确地对待科学发展的利与弊,把绿色化学知识运用到今后的工作和生活中,为保护环境做出一定的贡献。

参考文献:

[1]张康华,曹小华,谢宝华,等.化学实验教学与绿色化学教育[J].实验室研究与探索,2010,(5):123-125.

[2]李庆生.浅谈无机化学实验教学中渗透绿色化学教育[J].化学工程与装备,2011,(12):221-223.

[3]塮鸿芳,李少斌,游东宏,等.无机化学实验教学的绿色化改革与实践[J].宁徳师专学报,2010,(2):171-174.

[4]白林.有机化学实验教学中的绿色化研究与探索[J].广东化工,2011,38(12):159-160.

作者:柴育红?严文瑶?戴竹青

第三篇:微型化学实验 倡导绿色化学

摘要:环境保护是目前全世界人民最关心的问题,也是国际社会面临的严重问题。在新课标化学教材中实验所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质,这些物质的排放给环境造成了危害。我们可以用绿色化学观点改进中学化学实验,

即对中学化学某些实验进行微型实验,使其向无污染方向发展。

关键词:环境保护;微型实验;绿色化学

环境保护是目前全世界人民最关心的问题,也是国际社会面临的严重问题。在新课标化学教材中实验所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质,这些物质的排放给环境造成了危害。我们可以用绿色化学观点改进中学化学实验,即对中学化学某些实验进行微型实验,使其向无污染方向发展。微型化学实验具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点,非常符合“绿色化学”的思想,既真正地保护了环境,又不失时机地把环保教育渗透于化学教学之中。笔者在教学实践过程中充分体现“绿色化学”的思想,将化学实验“微型”化,初见成效。

一、解决方案的内容与实施

1、在保证获取最有效实验信息的前提下,采用尽可能少剂量实验,对试剂“减量”或“降低浓度”或“微型”实验仪器

如实验室制取氯气及氯气性质实验中,因为氯气是有毒气体,泄漏到空气中会严重污染大气,影响身体健康。而且验证氯气性质实验较多,按照教材操作比较繁琐,且不可避免造成氯气泄漏。我们可以改进实验措施,实验用品及试剂有五条滤纸条,纸条上分别滴有(1)品红试液;(2)石蕊试液;(3)淀粉一KI试液;(4)Na2S溶液;(5)KBr溶液;(6)高锰酸钾晶体;(7)吸有浓盐酸的胶头滴管。实验步骤:实验时只须挤几滴浓盐酸即可发生变化。(1)褪色;(2)先变红后褪色;(3)变蓝;(4)出现淡黄色固体;(5)变为橙红色。这样设计实验后,实验装置简单、现象明显、所需药品少、无污染。

2、改“演示实验”为“演示实验和学生实验”的结合体

如电解饱和食盐水实验中,反应在U型管里进行,使得离子在两极之间迁移距离过长,造成整个电路的电阻较大,电源功率损耗大,使阴、阳两极产生的气泡较少,很难收集到足够的氢气;用铁棒作电极,电阻大,表面积太小,不利于氢气的产生,也难收集到足够的氢气进行验证实验;尾气不及时处理,会对环境造成污染,不符合绿色环保的新理念。我们也可以改进一下:将一块滤纸裁成两半,取一半平放在玻璃板上,用NaC1酚酞试液充分浸润,分别用旧电池芯、铁钉作阳、阴极按轻轻将电极卷在其中,并接通电源。通电2分钟后,立即打开裹有碳棒的一端滤纸,滴人一滴碘化钾淀粉溶液,滤纸变蓝,证明阳板有氯气生成,再打开另一端,发现滤纸变红,证明NaOH在阴极生成。

这样,实验中药品用量少,电极产物检验简单,现象直观,节省时间;实验操作简单,效果明显,可用作教师演示实验和学生实验,以提高学生学习的参与度。

3、尽可能密闭可控、处理尾气

例如,在铜和浓硝酸的反应中,利用注射器代替试管进行试验:取一支10mL的注射器,抽出活塞,在针筒内装入0.04g铜屑,推上活塞并吸入0.1mL的浓硝酸,观察现象,等反应完毕后将注射器中的液体小心排入废液瓶中,装有无色气体的针筒内再吸入空气,可看到无色气体变成红棕色。改进后的装置是封闭体系,易于对比观察,效果明显,药品用量比改进前少得多,同时能防止有毒气体二氧化氮的泄漏并污染空气。结合汽车、飞机等运输工具排放废气污染空气而形成光化学烟雾的实例,对学生进行环境意识的教育,以提高学生的环保意识。实验完毕,启发学生利用已学知识对废弃物进行处理,以防止重金属铜和有气体二氧化氮的污染,使学生养成从我做起,保护环境。

4、回收和重复使用试剂,提高药品的利用率

回收未反应的原料、副产物(含“三废”),如用KMnO4制取O2所得到的剩余物质中主要含有MnO2、K2MnO4和未反应掉的KMnO4,这三种物质的混合物均可用来加入浓盐酸制取氯气。再如像在《乙酸乙酯的制取》实验中,由于最后的混和液中尚有相当的浓硫酸,就要求学生集中倒在指定的废物桶中,处理后再排放。还可以回收催化剂等非反应试剂,如《化学反应速率化学平衡》的催化剂对化学反应速率的影响实验中,MnO2是H2O2分解生成O2的催化剂。在实验结束时,要求学生将小试管中的H2O和MnO2一起倒入指定的回收容器(烧杯等)中,以便集中回收MnO2。

重复使用主要是将上一个实验步骤中剩余的药品以及回收来的化学药品用到下一个实验步骤中或用到其他的实验中去。如前面提到的浓硫酸稀释后,不是直接倒掉,而是用到后面的浓、稀硫酸的性质比较实验中去。再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于浓盐酸制取氯气的實验中。这样,大大减少了药品用量,提高了药品使用效率。

5、计算机仿真化学实验

常规的、传统的化学实验不可避免地消耗许多药品和大量的水资源,尤其是对一些试剂昂贵、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒、有害的试剂(如苯、苯酚、重金属等)的实验,并在整个实验中排放较多的有毒气体、有毒废水,给师生身体健康带来极大的危害,且对环境造成较大破坏的实验,我们可以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,达到身临其境的感觉。如有毒溶剂的燃烧,有毒物质的性质及相互转化等实验,这样既让学生学会了实验方法,而且使那些毒性大、危险性大、试剂昂贵的实验变成了绿色化的实验,自始至终,不会对人体和环境造成污染。

但需要注意的是微型化学实验不是常规化学实验的简单缩微或机械减量,也不是对常规实验的补充,更不是与常规实验的对立,而是在整个实验过程中贯穿了绿色化学的思想,有效实现“尽可能小剂量实验、省资源、少污染、减成本”,还增强学生的环境保护意识,是对中学化学常规实验进行的改革和发展。因此,微型实验虽然具有许多优越性,但也并不是所有实验都可用之代替的。在教学中,应根据实验的内容、目的、现象和定量要求等进行选择,使常规实验和微型实验相结合,两者取长补短,这样可以发挥更好的教学效果。

作者:卢启芬

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