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環境化學的研究方法范文1
【關鍵詞】綠色化學 課程 方法
一 綠色化學的起源及內涵
近年來，隨著環境污染的加劇和人類對環境問題的關心，化學和化學家面臨著前所未有的挑戰，全新理念的綠色化學應運而生。綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學，它是通過化學方法合成對環境無害或友好的物質的一門新興學科，旨在不使用有毒有害物質，不生產有毒有害廢物，實現有害物質的零排放，從而達到從源頭上根除污染的目的。而我們目前的化學教學也應更新教育觀念，創造性地開設綠色化學課程。在高中階段進行綠色化學教育，把綠色化學基礎知識融入到中學化學教育中，使其成為素質教育結構的一個重要因素，充實我們的教學內容，這對于培養學生的綠色意識、環保意識有著現實而又深遠的意義。
二 我國高中化學開展綠色化學教學的不足
由于我國綠色化學的產生，尤其是開展綠色化學教育的時間不長，許多化學教師對綠色化學并不熟悉，甚至還有人對綠色化學的重要性和前景持懷疑態度。因此，如何通過進修班、座談會和研究會等多種方式對有志于從事綠色化學教育和教學研究的教師進行必要的綠色化學知識培訓將是政府和教育界面臨的緊迫任務。
我國對綠色化學的研究雖然起步不久，但作為普及化學知識和培養能力、肩負培養化學專門人才重任的化學教育，就必須義不容辭地承擔起普及、宣傳和實施綠色化學教育的任務，讓綠色化學教育成為21世紀素質教育的重要內容，把綠色化學教育的思想和內容貫穿在整個教學工作的全過程，使學生認識到化學在社會發展、提高人們生活質量、促進人們身體健康、實現人與自然和諧發展中的作用，更要認識到化學給環境帶來的負面影響，從而使學生牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識，認識到綠色化學是“防”，環境保護是“治”，只有從根本上切斷污染源，才能真正做到環境保護。
要想從根本上解決日益嚴重的環境問題，除了依靠科技力量、經濟制裁、法制治理外，各行各業都應重視環境教育工作。尤其重要的是把環境教育納入各級各類學校的教學內容中，采取行之有效的方法，逐步形成保護環境的社會公德。20世紀90年代初，已有人建議在化學教育中滲透環境保護的教育思想，并在一些相關的刊物上發表了許多呼吁這種教育思想的文章?；瘜W教育中的環境教育開始受到人們的重視。
三 實施綠色化學課程的教育設想
1.立足綠色化學內容，進行綠色化學教學設計
我國的化學教材應多涉入綠色化學的內容，例如：人教版《化學2（必修）》，最后一章直接以“化學與自然資源的開發利用”為題目，其第二節專門以“資源綜合利用環境保護”為題，本節第二部分更是以“環境保護與綠色化學”為標題對綠色化學進行了正面介紹。教材的這種設計使綠色化學的思想更加明確化和系統化，教學中應立足這些顯而易見的綠色化學內容，進行綠色化學教學設計，開展綠色化學教育。
2.努力挖掘教材內容潛在的綠色化學思想
教材中除了有明顯的“綠色化學”提法的內容外，還應有許多內容包含綠色化學的思想和觀念。例如，在講有機化合物塑料時，以廢棄塑料的回收利用為例，讓學生討論其可能的途徑，認識化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用；在講“化學反應與能量”這一主題時，結合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開發和新型燃料電池的研制，安排一些調查與交流活動，提出合理化建議。通過這樣的教學設計，可以讓學生意識到資源的循環利用、能源的優化應用及環境的源頭治理對可持續發展的意義。
3.全程貫穿綠色化學的教學理念
要把綠色化學的理念貫穿到整個高中化學教學之中，教師就要樹立可持續發展的觀念。化學教學必須體現綠色化學的新內容，要在課程教材中體現綠色化學的理念，使綠色化學的思想和內容貫穿于化學教學的始終。在課堂教學、實驗等方面，始終貫徹綠色化學的思想；讓學生了解綠色化學，樹立起綠色意識，培養學生從事綠色化學研究與開發的能力?；瘜W教師的環境意識、環境知識和環保技能也要不斷提高，處處做保護環境的楷模，積極開展關于環境教育內容和方法的研究。只有樹立起這種可持續發展、綠色化學教育的觀念，才能在教學、生活中自覺地實施綠色教育，鼓勵和指導學生參加各項環境保護教育的實踐活動，讓學生親身了解和體驗環境污染的過程，從而感受到環境污染的危害性。
四 結語
綠色化學教育是新世紀化學教學的新課題，化學高考具有重要的導向作用和教育功能，它對綠色化學的重視已表明綠色化學教育已成為高中化學新課程不可或缺的一部分?；瘜W教學應結合綠色化學的新成果，將綠色化學思想和原理自然生動地滲透于課堂內外的各教學環節中，增強學生的綠色化學意識，以實現環境保護、可持續發展戰略對公民的要求。
參考文獻
[1]徐漢生.綠色化學導論[M].武漢：武漢大學出版社，2006
環境化學的研究方法范文2
關鍵詞：綠色化學；高中化學；教學；應用
一、 綠色化學的概念
綠色化學的概念是隨著我們所在的環境被越來越嚴重的遭到污染與破壞而逐漸引起人們重視的。所謂綠色化學是指采用現代化的科技手段去消除很多不良的、對環境造成破壞與影響的化學工藝及流程，同時，盡量杜絕對生態環境及人類健康有害的物質的產生，這是一場為生態環境打起的保衛戰，同時，也是為了讓人類能夠有一個更安全健康的生存環境。我國的綠色化學工藝還在起步階段，對于綠色化學的研究與試驗也在不斷進行中。高中階段的化學教學學生們已經具備了很多相應的化學理論知識，在這個時期如果能夠很好的向他們滲透綠色化學的理念，讓環境保護意識在他們心里留存，這不僅對于化學課程的教學過程，甚至對于我們的生態環境的保護都能夠起到積極的作用。
二、 課堂中引入綠色化學思想的教學難題
在課堂中引入綠色化學的思想一直在實踐過程中，然而，它也存在著一定的困難。首先面臨的一個難題就是目前學生們的環保意識不夠強，很多學生對于綠色化學都不太在意也不太看重，實驗過程中仍然會有很多不規范操作會帶來更多的環境污染物質。其次，想要深入綠色化學理念的教育工作是需要一定的教育資源及教學設備做支撐的，例如在實驗過程中，想要讓實驗更為環保安全，可能會用到很多其他的裝置或者試劑，但是很多學校在這部分教學資源上還較為貧乏，無法很有效的為綠色化學思想的深入做支撐。此外，高中階段的學生面對著繁重的課業負擔和即將來臨的高考壓力，不僅是學生，很多時候教師都會較為急功近利，教學過程中首先關注的就是學生的成績，綠色化學的思想并沒有得到足夠的重視，在這樣的前提下這種理念想要在高中化學教學中得以滲透將會更為艱難。
三、 綠色化學思想在化學課堂教學中實踐的方法
1.在課堂教學中滲透綠色化學教育
課堂是滲透綠色化學教育的最直接途徑，在平時的理論知識教學中，教師可以針對很多教學要點向學生灌輸綠色化學理念，并且讓學生理解更多的綠色化學知識。在“原電池”的學習中應當讓學生明白電池可能對于環境造成的污染，因此，回收電池是很有必要的。在“氮的固定”的教學過程中，對于傳統的最普遍的三種固氮方式：人工化學固氮、雷雨閃電固氮及豆科植物的生物固氮，可以逐一和學生分析各種方法的原理及特性，讓學生明白人工固氮及雷雨固氮都會一定程度對環境造成污染，生物固氮不僅不用外界提供能源，而且整個過程對于環境無任何污染，因此，這種固氮方法才是首選。課堂中很多教學內容中都涵蓋著很多有價值的綠色化學理念，教師應當抓住這些教學點，讓綠色化學理念在學生心里更深入。
2.用綠色化學思想設計與改進傳統化學實驗
化學是一門以實驗為基礎的學科，化學學習進入高中階段，有太多的知識點的教學涉及到實驗過程，很多化學原理都需要實驗來向學生驗證。在傳統的化學實驗中無論是實驗過程還是實驗產物上都可能一定程度對于環境構成影響，綠色化學理念下的高中化學教學應當對于這一點不斷進行改進與革新，用綠色化學思想設計與改進傳統化學實驗。
1）推廣微型實驗
很多時候實驗試劑及實驗后的產物會對環境構成污染，在進行這類實驗時可以減少試劑的用量，這也能減少其帶來的有污染的實驗產物。例如在進行硫的燃燒實驗時，傳統實驗中通常會取0.5g硫粉進行燃燒，可以將這個用量降低，改為0.1g，這將會很大程度減少產生的二氧化硫的量，從而降低其對于環境構成的影響。
2）對實驗進行改進
在很多傳統實驗的設計中存在一些不太合理的地方，對于有的明顯會對環境構成影響的實驗方案可以在不影響實驗結果及觀察效果的前提下適當的進行改進。例如，通常在還原CuO的實驗中都會用到CO作為還原劑，考慮到CO具有的毒性可以在整個實驗裝置上加設尾氣處理裝置，這能夠很大程度減少CO帶來的污染與危害。類似的這樣的情況還有很多，教師不僅要設計更為科學合理的實驗過程，更重要的是要讓綠色化學理念在學生腦海里得到滲透。
3）加大廢棄物的回收利用
化學實驗過程必然會產生很多實驗產物，對于很多廢棄物可以將它們放入統一的回收裝置中，通過中和、吸收、回收循環等方式來進行處理，這將很大程度避免它們對于環境構成的污染。很多實驗過程都會用到有機溶劑，很多時候有機溶劑是可以通過合理的方式進行回收利用的?？梢岳没钚蕴繉τ谟袡C溶劑進行吸附處理，通過合理的比例能夠很大程度讓有機溶劑得到提純，這樣，有機溶劑就被很好的回收并且可以再利用。與有機溶劑相比活性炭的價格要低廉的多，因此，這個操作簡便的提純回收再利用過程很大程度節約了實驗成本，是綠色化學的一個典范。
3.開展形式多樣的教學活動
除了在課堂教學和平時的實驗過程中能夠很好的為學生傳達綠色化學的理念，很多教學活動中也能夠讓這個理念得到進一步滲透。學校或年級組可以定期舉辦關于綠色化學的專題講座，向學生們闡明綠色化學的原理及實現綠色化學的方法與途徑，不斷向他們進行有效的宣傳教育。此外，也可以讓學生開展相應的社會實踐，讓他們到環境污染嚴重的地方去進行實地考察，讓他們切身體會到環境污染對于社會及人體健康構成的危害，這將會進一步加強他們心里的環保意識，綠色化學理念也會在他們心里更為深入。
四、 結語
綠色化學是近年來逐漸走進高中化學課堂的一個很好的理念，想要讓這種理念在課堂教學中得以深入，首先要幫學生們樹立綠色化學的觀念，讓他們意識到綠色化學的價值與意義。其次，可以在課堂實驗中讓綠色化學思想不斷得以滲透，此外，開展各類教學活動也是很有必要的。只有從多方面共同努力，綠色化學思想才能夠在高中化學教學過程中得到更好的應用。
參考文獻：
[1]魏洪剛；高中化學教學引入“綠色”話題的研究[J]；華章；2012年14期.
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【關鍵詞】綠色化學；環境污染；環境保護
1 綠色化學的概述
1.1 綠色化學的概念
所謂綠色化學，其主要是通過采取化學方法將一些對于生態環境和人類健康有害物質，在其生產或使用的過程中消除掉。同時通過對能源進行充分合理的利用，達到以最小的成本代價換取治理環境污染的目的。綠色化學的整個過程都必須符合我國經濟和環境的可持續發展戰略。
1.2 綠色化學的主要特點
綠色化學最主要的特點就是原子經濟性，原子經濟性主要是利用化學原理，在化學物質使用的過程中或其實施的過程中充分的利用每一個原料，或者是將一些廢棄的原料原子通過化學轉換的方法轉化為一些新的化學物質，再進行充分地利用，從而可以實現“零排放”，不會對周邊生態環境造成污染。另外，也可以將綠色化學看作是傳統化學工程的一種可持續發展戰略，將傳統的粗放型化學生產過程，轉變成為現代綠色集約型的化學生產過程。
1.3 綠色化學的重要性
雖然我國社會經濟的快速增長，工業化進展也日益加快，但由于前期我國粗放式的發展模式，以至于對原有的生態環境帶來嚴重的污染，甚至影響到人們的身體健康。根據相關數據顯示，各種有害氣體、水以及固態廢雜污染都呈現出日益增長的趨勢，例如在農村耕地中大量使用一些化肥、農藥以至于出現土地日益貧瘠的現象；在人們的日常生活中使用的塑料袋，導致白色污染日益加重。
當人們意識到這些環境污染的嚴重性時，也開始了加大了污染治理的力度，然而也付出了較高的代價。因為有些環境污染是不可能在短時間可以解決的，例如全球變暖、霧霾天氣、臭氧層破壞以及農田重金屬污染等。所以，如果想要解決環境污染問題，同時促進工業經濟發展，那么就必須嚴格使用綠色化學的方法和技術，以此來實現環境和經濟的可持續發展策略。
2 綠色化學與環境污染
2.1 環境污染與綠色化學的相關問題
目前，由于化學物質所帶來的環境污染有水、空氣污染，尤其是空氣污染問題尤為嚴重。主要是由于空氣中含有大量的含氮氧化物和二氧化碳所造成空氣污染，它們主要是在能源的消耗過程中所產生的，例如石油、煤炭等燃料在燃燒過程中所產生的，另外就是來源于一些化學工廠生產硝酸的過程，排向空氣的廢氣中還有大量的含氮物質。當這些廢氣中的含氮物質和空氣中的二氧化碳相遇后，再經過紫外線的照射，就會產生一系列的化學反應，產生很多大城市所存在的光化學煙霧，在陽光特別強烈的夏季表現的尤為突出，繼而對地球的臭氧層造成嚴重的破壞。所以，如何更好地從根本上解決環境污染所帶來的問題，已經成為人們亟待解決的問題。
綠色化學就是對那些影響人們身體健康和生態環境的化學物質，對其生產的源頭進行消除，杜絕出現有害有毒的物質。因此，綠色化學已經成為人們追求綠色環境的最佳方法。
2.2 綠色化學在環境保護中的研究成果
目前，對于綠色化學的研究也日益受到人們的重視，綠色化學在環境保護的很多方面也取得了較好的研究成果，主要表現在以下三個方面：
第一，能源清潔。至今為止，煤炭一直是我國非常重要的能源來源。綠色化學技術在我國得到推廣以來，相關部門和企業也開始著重處理煤炭燃燒所帶來的環境污染問題，而且大力推廣煤炭液化以及洗煤技術。另外，我國的一些清潔能源技術也得到了快速地推廣使用，例如核能、水能、風能以及太陽能等，在很大程度上也避免了由于能源制造過程所產生的環境污染問題。
第二，二氧化碳也得到了較為有效地吸收。二氧化碳是造成溫室效應的罪魁禍首，而且目前全球的溫室效應問題也日益嚴重，而二氧化碳的主要來源就是燃料燃燒所帶來的。然而二氧化碳過量問題在短時間是不能解決的，如何更好地處理和吸收二氧化碳也開始引起了人們的關注。隨著綠色化學技術的發展，目前也研制處理了很多吸收二氧化碳的方法和技術，例如膜分離技術、碳酸鉀加熱化學吸附法等。
第三，越來越多的環境友好的產品得到了開發。正是由于人們對于環境保護問題開始了日益關注，而且對于環境保護也提出了更高的要求，不但要對已經出現的環境污染源進行控制和治理之外，還要求更多地開發出新的、綠色的能源，以便于建造更加適合人類居住的自然生態環境。在一些傳統的化學工藝中，很多化學原料都是有害物質，會對人們的身體健康和生態環境造成一定的威脅。而隨著現代科技的快速發展，人們開始采用生物作為原材料，然后使用酶作為催化劑，這樣就可以從根本上消除一些污染源。
3 綠色化學的發展方向
3.1 開發利用一切的綠色能源
在傳統的能源獲取方面，燃料燃燒的過程中有大約60%的能量都會由于不同的原因被消耗掉，這樣的能源有效利用率實在是太低了。目前，雖然水利發電已經開始作為商業運用的可再生資源，但是其電量也僅占所有發電量的18%左右。所以需要大力發展一切可再生資源作為能源的來源，例如風能、太陽能等，從最根本上解決能源制造過程中所產生的環境污染問題。
3.2 大量可再生材料的重復使用
對于一些難以降解的材料進行二次利用，或者一些可再生材料進行多次重復使用。借助綠色化學技術將原有的化學物質結構進行改變，以此衍生出具有其他功能的精細化學品。就目前我國環境保護情況而言，使用綠色化學技術對可再生材料進行使用，正逐步成為引領和開展綠色革命的重要課題，而且也將促進環境保護技術的大力發展。
3.3 實現農藥化學的綠色化
農藥化學已經成為了一門單獨學科，其是由生物學與有機化學交叉而形成的。在農村，與生態環境接觸較多的化學污染主要來源于農藥、化肥等，而且農藥、化肥污染已經成為全球化環境污染的重要影響因素之一。然而，在對植物的保護過程中，農藥以及化肥依舊是起著非常關鍵的作用。如何更好地促使農藥和環境得到友好相處是目前化學農藥的主要發展方向，那么大力發展農藥化學的綠色化也已經成為迫在眉睫的問題。
4 綠色化學的可持續性發展
如何更好地解決環境污染問題，保持社會經濟和環境的可持續發展已經成為現代人們研究的重要課題之一。那么就需要采用綠色化學的方法和途徑，對綠色化學技術和方法進行更加深入的科學性研究，以此發展綠色化學技術。與此同時，也要改變人們對環境保護傳統觀念，將可持續發展作為環境保護的基本理念樹立于人們心中。只有在整個過程中對資源進行充分、全面地利用，才能夠更好地推進低碳經濟的快速發展，構造出一個人和自然和諧相處的生活居住環境。
5 結論
綠色化學不但是要利用化學原理實現“零排放”，而且也是化學發展的新目標。綠色化學的應用能夠真正地實現社會經濟和環境的可持續發展。
【參考文獻】
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環境化學的研究方法范文4
環境化學的發展大致可分為三個階段：1970年以前為孕育階段，70年代為形成階段，80年代以后為發展階段。二次大戰以后至60年代，發達國家經濟從恢復逐步走向高速發展，由于當時只注意經濟的發展而忽視了環境保護，污染環境和危害人體健康的事件接連發生，事實促使人們開始研究和尋找污染控制途徑，力求人與自然的協調發展。60年代初，由于當時有機氯農藥污染的發現，農藥中環境殘留行為的研究就已經開始。這個階段是環境化學的孕育階段。到了70年代，為推動國際重大環境前沿性問題的研究，國際科聯1969年成立了環境問題專門委員會(SCOPE)，1971年出版了第一部專著《全球環境監測》，隨后，在70年代陸續出版了一系列與化學有關的專著，這些專著在70年代環境化學研究和發展中起了重要作用。
1972年在瑞典斯德歌爾摩召開了聯合國人類環境會議，成立了聯合國環境規劃署，確立了一系列研究計劃，相繼建立了全球環境監測系統(GEMS)和國際潛在有毒化學品登記機構(IRPTC)，并促進各國建立相應的環境保護結構和學術研究結構。應該說，這一系列的舉措在人類的環境保護事業中起到了里程碑作用。
80年代全面地開展了對各主要元素，尤其是生命必需元素的生物地球化學循環和各主要元素之間的相互作用，人類活動對這些循環產生的干擾和影響，以及對這些循環有重大影響的種種因素的研究；重視了化學品安全性評價；開展了全球變化研究，涉及臭氧層破壞、溫室效應等全球性環境問題。同時加強了污染控制化學的研究范圍。
1992年在巴西里約熱內盧召開的聯合國環境與發展會議(UNCED)，國際科聯組織了數十個學科的國際學術機構開展環境問題研究。例如：國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)1989年制訂了“化學與環境”研究計劃，開展了空氣、水、土壤、生物和食品中化學品測定分析等六個專題的研究。
1991年和1993年在我國北京召開的亞洲化學大會和IUPAC會議上，環境化學均是重要議題之一。
1995年諾貝爾化學獎第一次授予三位環境化學家Crutzen,Rowland和Molina，他們首先提出平流層臭氧破壞的化學機制。Crutzen于1970年提出了NOx理論，Rowland和Molina于1974年提出了CFCs理論，這幾位化學家的實驗室模擬結果在現實環境中得到驗證。從發現平流層中氧化氮可以被紫外輻射分解而破壞全球范圍的臭氧層開始，追蹤對流層大氣中十分穩定的CFCs類化學物質擴散進入平流層的同樣歸宿，闡明了影響臭氧層厚度的化學機理，使人類可以對耗損臭氧的化學物質進行控制。這些理論的研究成果因1985年南極“臭氧洞”的發現而引起全世界的“震動”，從而導致1987年《蒙特利爾議定書》的簽訂。這充分表明環境化學家的工作已經引起全人類的重視，環境化學已經開始走向全面發展。
我國的環境化學研究也已經有了20多年的歷史，自70年代起，在典型地區環境質量評價，環境容量和環境背景值調查，污染源普查，圍繞工業“三廢”污染，在大氣、水體、土壤中環境污染物的表征、遷移轉化規律，生物效應以及控制等方面進行了大量的工作。近年來，完成了一批攻關課題和重大基金項目等國家任務?！鞍宋濉焙汀熬盼濉逼陂g，在有毒污染物環境化學行為和生態毒理效應、水體顆粒物和環境工程技術、大氣化學和光化學反應動力學、對流層臭氧化學、區域酸雨的形成和控制、天然有機物環境地球化學、有毒有機物結構效應關系、廢水無害化和資源化原理與途徑等方面的工作分別得到了國家自然科學基金、國家科技攻關、中國科學院重大重點等項目的支持，取得了一批具有創新性的研究成果，形成了一支從政府到地方各級行政管理與環境保護部門、科研單位、高等院校等多層次的管理人員與研究人員隊伍［2，3］。
在酸雨測量技術、形成機制、物理化學特征、高空云雨化學、大氣酸性污染物來源和沉降過程等方面取得重要成果，在天然源研究、區域酸沉降模式和酸雨成因、能源與環境協調規劃、酸雨區域綜合防治和臨界負荷的研究方法等方面達到國際先進水平，獲國家科技進步一等獎。
在環境分析化學方面，從80年代起，我國先后制訂出《環境監測標準方法》，《環境污染分析方法》和《環境監測分析方法》等，選取了200多種分析方法，近百種無機和有機物，所用的方法靈敏、準確、可靠，多年來在全國環境監測系統和有關實驗室廣泛應用。對監測分析方法的統一與標準化，在提高分析監測水平及實驗室質量控制方面起了重要作用。
1992～1995年，國家基金委化學部資助了重大基金項目“典型有機污染物環境化學行為與生態效應”的研究，探討了某些有毒有害污染物的環境行為、在介質中的遷移轉化規律、污染物的環境風險評價、水生天然有機物的起源、表征、與重金屬相互作用機理與模型以及鹵代烴生成潛力等。在新農藥單甲脒的環境行為和生態毒理效應以及有機錫的生態毒理效應研究中取得了創新性成果。首次發現城市水源中的硝基多環芳烴的存在，對多氯聯苯等的光解規律和產物毒性提出了新的機理和解釋。部分研究成果達到國際先進水平，該工作于1999年獲得了中國科學院自然科學一等獎。
在O3的測量技術、中國光化學煙霧特征、室內大氣光化學反應模擬、空氣質量模式、汽車尾氣高效凈化等方面取得了重大成果，其中大氣微量組分源排放、大氣氧化能力、大氣光化學模擬和模式的研究達到世界先進水平，曾獲國家科技進步
二、三等獎。
在天然水質變化與水污染控制原理、難降解有毒有害污染物的物理化學去除與生物降解和高級化學氧化、水質凈化的高效生物和絮凝反應器、廢水的無害化與資源化、清潔生產等方面取得了達到國際先進水平的研究成果，獲中國科學院科技進步二等獎和國家教委科技進步二等獎等獎勵。
但是，從國際發展趨勢和目前水平來衡量，就總體而論，我國環境化學的研究，無論從方法、技術上，還是研究思路上大多缺乏獨創性、系統性和完整性，對熱點環境問題的研究遠遠不能滿足國家在環境保護方面的需求。在分支學科和研究的內容上發展也不平衡，缺乏連貫性、系統性和綜合性。在環境化學過程研究中對化學污染物的外觀表征研究得較多，而在復合污染的界面反應過程動力學，污染機制及其效應方面研究的深度不夠，缺乏從分子水平上對污染物動力學機制的研究。在環境分析化學方面，雖然建立和發展了較為完備的常規分析測試方法，但對于環境樣品的形態、結構與中間產物、同族體等的分離與測定還與國際先進水平有很大差距。在污染物的現場測試、實時測定等方面尚缺少有效的方法和儀器。
隨著國家對環境污染問題的重視和公眾環境保護意識的提高，跨世紀的環境化學任重道遠。無論是控制或防治環境污染和生態惡化，還是從改善環境質量、保護人體健康、促進國民經濟的持續發展等各個方面，環境化學都可以發揮重要作用。在環境監測，大氣復合污染的化學機制、污染評價與防止對策，水體中復合污染及土壤多介質污染機制研究，有毒化學品生態效應及危險性評價，內分泌干擾物質的篩選，污染控制原理，環境修復技術等諸多領域，環境分析化學，大氣、水體和土壤環境化學，污染生態化學，污染控制化學等分支學科都面臨著挑戰和良好的發展機遇。
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1化學所面臨的挑戰
1.1化學的形象正在被與其交叉的學科的巨大成功所埋沒
化學是一門中心科學，化學與生命、材料等朝陽科學有非常密切的聯系，產生了許多重要的交叉學科，但化學作為中心學科的形象反而被其交叉學科的巨大成就所埋沒?；瘜W這門重要的中心科學（centralscience）反而被社會看作是伴娘科學（bridesmaidscience）而不受重視。
1.2化學正被各種各樣的環境污染問題所困擾
化學的發展在不斷促進人類進步的同時，在客觀上使環境污染成為可能，但是起決定性的是人的因素，最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題。一些著名的環境事件多數與化學有關，諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營養化等；另一方面把所有的環境問題都歸結為化學的原因，顯然是不公平的，比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當然與化學沒有樹立好自己的品牌有關系，在最早的化學工藝流程里面，根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍，因此很多化學工藝都是會帶來環境污染的。現在，有些人把化學和化工當成了污染源。人們開始厭惡化學，進而對化學產生了莫名其妙的恐懼心理，結果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎，有些化妝品廠家也反復強調本產品不含有任何“化學物質”。事實上，這些是對化學的偏見，監測、分析和治理環境的卻恰恰是化學家。
2綠色化學是應對挑戰的必然
科學不但要認識世界和改造世界，還要保護世界?；瘜W也如此，為了應對化學所面臨的挑戰，提倡綠色化學是刻不容緩。
2.1綠色化學的概念
綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學或清潔化學，是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則,即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子，在始端就采用實現污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，是一門從源頭阻止污染的化學。綠色化學不同于環境保護，綠色化學不是被動地治理環境污染，而是主動的防止化學污染，從而在根本上切斷污染源，所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。
2.2綠色化學的產生及其背景
當今，可持續發展觀是世人普遍認同的發展觀。它強調人口、經濟、社會、環境和資源的協調發展，既要發展經濟，又要保護自然資源和環境，使子孫后代能永續發展。綠色化學正是基于人與自然和諧發展的可持續發展理論。在1984年，美國環保局(EPA)提出“廢物最小化”，這是綠色化學的最初思想。1989年，美國環保局又提出了“污染預防”的概念。1990年，美聯邦政府通過了“防止污染行動”的法令,將污染的防止確立為國策,該法案條文中第一次出現了“綠色化學”一詞。1992年，美國環保局又了“污染預防戰略”。1995年，美國政府設立了“總統綠色化學挑戰獎”。1999年英國皇家化學會創辦了第一份國際性《綠色化學》雜志，標志著綠色化學的正式產生。我國也緊跟世界化學發展的前沿，在1995年，中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題。
2.3綠色化學的核心內容
原子經濟性是綠色化學的核心內容，這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost（為此他曾獲得了1998年度的“總統綠色化學挑戰獎”的學術獎）提出的，即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物，不產生副產物或廢物，實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性，認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子，使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達式是：
原子利用率=（預期產物的式量/反應物質的式量之和）×100%
如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法，即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成，2-乙基蒽醌復出并可循環使用。此反應原子利用率為100%，體現了原子經濟性，減少廢物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4綠色化學的12項原則和5R原則
為了簡述了綠色化學的主要觀點，P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學的12項原則，這12項原則對我們今后從事綠色化學的研究具有一定的指導作用。
Ⅰ．防止——防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。
Ⅱ．講原子經濟——應該設計這樣的合成程序，使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。
Ⅲ．較少有危害性的合成反應出現——無論如何要使用可以行得通的方法，使得設計合成程序只選用或產出對人體或環境毒性很小最好無毒的物質。
Ⅳ．設計要使所生成的化學產品是安全的——設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能，還應具有最小的毒性。
Ⅴ．溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料（如溶劑或析出劑）當不得已使用時，盡可能應是無害的。
Ⅵ．設計中能量的使用要講效率——盡可能降低化學過程所需能量，還應考慮對環境和經濟的效益。合成程序盡可能在大氣環境的溫度和壓強下進行。
Ⅶ．用可以回收的原料——只要技術上、經濟上是可行的，原料應能回收而不是使之變壞。
Ⅷ．盡量減少派生物——應盡可能避免或減少多余的衍生反應（用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程），因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。
Ⅸ．催化作用——催化劑（盡可能是具選擇性的）比符合化學計量數的反應物更占優勢。
Ⅹ．要設計降解——按設計生產的生成物，當其有效作用完成后，可以分解為無害的降解產物，在環境中不繼續存在。
Ⅺ．防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發展分析方法，在實時分析、進程中監測，特別是對形成危害物質的控制上。
Ⅻ．特別是從化學反應的安全上防止事故發生——在化學過程中，反應物（包括其特定形態）的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。
為了更明確的表述綠色化學在資源使用上的要求，人們又提出了5R理論：
Ⅰ．減量——Reduction減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護產量的情況下如何減少用量，有效途徑之一是提高轉化率、減少損失率。②減少“三廢”排放量。主要是減少廢氣、廢水及廢棄物（副產物）排放量，必須排放標準以下。
Ⅱ．重復使用——Reuse重復使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等，從一開始就應考慮有重復使用的設計。
Ⅲ．回收——Recycling回收主要包括：回收未反應的原料、副產物、助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。
Ⅵ．再生——Regeneration再生是變廢為寶，節省資源、能源，減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在工藝設計中應考慮到有關原材料的再生利用。
Ⅴ．拒用——Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法，它是指對一些無法替代，又無法回收、再生和重復使用的毒副作用、污染作用明顯的原料，拒絕在化學過程中使用。
3綠色化學的發展前景
3.1反應原料的綠色化即反應原料符合5R原則。
3.2原子經濟性反應在基本有機原料的生產中，已有一些原子經濟性反應的典范，如丙烯氫甲?；贫∪?、甲醇羰化制醋酸和從丁二烯和氫氰酸合成己二腈等。
3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無疑是潔凈技術的重要組成部分。
3.4.提高反應的選擇性———定向合成如不對稱合成。
3.5.環境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應中，固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性，更小的腐蝕性。
3.6.物理方法促進化學反應如微波引發和促進DielsAlder反應、Claisen重排、縮合等許多重要的有機反應。
3.7.酶促有機化學反應酶促有機化學反應有高效性、選擇性、反應條件溫和和自身對環境友好等特點。
3.8溶劑化學污染不僅來源于原料和產品,而且與反應介質、分離和配方中使用的溶劑有關,有毒揮發性溶劑替代品的研究是綠色化學的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機合成和室溫熔鹽溶劑等。
3.9.計算機輔助綠色化學設計和模擬在化學化工領域,計算機已廣泛用于構效分析、結構解析、反應性預測、故障診斷及控制等許多方面。無疑,計算機在尋找符合綠色化學原則的最佳反應路線、化工過程最優化、產品設計等方面推動了綠色化學的更快發展。
3.10環境友好產品如可降解塑料、環境友好農藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。
綠色化學為化學的發展注入了新的活力，在21世紀化學必將大有可為。</P><P>參考文獻
［1］王恩舉.漫談綠色化學．大學化學，2002，（4）
環境化學的研究方法范文6
關鍵詞:環保 化學實驗 意識 綠色化學
環境污染是世界矚目的共同問題。隨著環境污染的日益嚴重和公眾對環境問題的日益關心,化學這門最具創造性的“中心科學”在人們眼中的聲譽開始下降。學?；瘜W實驗室是師生學習和教研的重要場所,由此產生的環境污染和對師生健康的直接影響是不可忽視的,因此建設綠色化學實驗室,采取切實可行的有效措施防止和消除實驗室造成的環境污染,是值得廣大的化學工作者關注和思考的。
綠色化學實驗的目標和任務不是被動地治理污染,而是主動地減少和消除實驗室的化學污染。因此增強環保意識,精選實驗內容,改進實驗方式,妥善處理廢棄物等,是建設綠色化學實驗室的有效途徑[1][2]。
1 綠色化學的含義
綠色化學(Green Chemistry)又稱環境無害化學(Environmentally Benign Chemistry)、環境友好化學(Environmentally Friendly Chemistry)、清潔化學(Clean Chemistry)。
20世紀90年代初,化學家提出與傳統的“治理污染”觀念不同的“綠色化學”的觀念,它要求任何一個與化學有關的活動(包括化學原料的使用、化學和化學工程以及最終產品)對人類的健康和環境都應該是友好的。從科學觀點看,綠色化學是化學科學基礎內容的更新;從環境觀點看,它強調從源頭上消除污染;從經濟觀點看,它提倡合理利用資源和能源,降低生產成本,這是符合可持續發展要求的。
綠色化學的基本原則:
①防治污染的產生優于治理產生的污染;
②原子經濟性(設計的合成方法應將反應過程中所用的材料,盡可能全部地轉化到最終產品中);
③只要可行,應盡量采用對人類和環境低毒或無毒的合成路線;
④設計的化學品應能保留其功效,降低其毒性;
⑤應盡可能避免使用輔助物質(如溶劑、分離試劑等),即便使用也應是無毒的;
⑥應考慮到能源消耗對環境和經濟的影響,并應盡量少地使用能源(在常溫、常壓下進行);
⑦只要技術和經濟上可行,原料應是可再生的,而不是即將耗竭的;
⑧盡量避免不必要的衍生步驟(阻斷基團、保護和脫保護等);
⑨催化劑(盡可能好的選擇性)優于化學計量性試劑;
⑩化工產品在完成其使命后,應能降解為無害的物質,而不應殘留在環境中;
上述12項綠色化學的原則,反映了近年來在綠色化學領域中所開展的多方面的研究工作內容,也指明了未來發展綠色化學的方向,目前逐漸為國際化學界所接受。
2 化學實驗的環保型(綠色化)的方法[3]
2.1 實現實驗室的零污染
尋找替代性藥品。只要有可能,實驗過程中使用和生成的物質應對人類健康和環境無毒或毒性很小。積極尋找、研究、開發具有環保功能的系列化學實驗儀器和設備,多設計和制作一些全封閉的成套裝置。采用全封閉式系統也是防止和消除污染的較好方法。用綜合性實驗替代單純性實驗。將兩個或兩個以上不同的化學反應組合在一起,提高實驗的綜合性,既避免了單獨的制取和性質實驗時有毒有害物的擴散,又鞏固了學生的基本操作,提高了實驗的覆蓋面,進一步培養了學生獨立實驗的技能、技巧。對劇毒氣體的實驗,若沒有有效的預防排放措施,用實驗錄像代替,既能讓學生觀察到實驗現象和操作,又避免了有毒有害氣體的排放。
2.2 發展微型實驗,實現最低污染
微型化學實驗是在微型的化學儀器裝置中進行的化學實驗,其特點從理論上講,是以盡可能少的化學試劑而獲得比較明顯的反應結果和準確的化學信息的一種新型方法[4]。采用微型實驗技術,不僅可大幅度減少實驗費用,而且可以擴大化學實驗的覆蓋面,提高化學教學質量。其優點是減少試劑用量,僅為常規實驗的1/10―1/100,降低實驗排廢量,減少環境污染,縮短實驗時間,且安全可靠。微型化學實驗作為綠色化學的一項方法和技術,已在國內外日益得到重視和推廣。
2.3 妥善處理廢棄物減少環境污染
實驗中不可避免會產生某些有毒的氣體、液體和固體,特別是一些劇毒物質,如果直接排放就可能污染周圍空氣和水源,使環境污染,損害人體健康。因此,對廢液和廢氣要經過處理后,才能排棄[5]。實驗室常見的有害物處理方法如下:
(一)廢氣:用堿液吸收或與其它物質反應,使其變成液體或固體,再作處理。
(二)廢液:廢酸用石灰乳或碳酸鈉中和;廢鉻液用濃高錳酸鉀再生;含重金屬離子的廢液可加堿或硫化鈉使其沉積,再過濾分離,殘渣埋于地下。
(三)廢渣盡可能再生利用,不能再生的有毒物要遠離生活區深埋。
3 提高環保意識
提高環保意識是化學實驗的根本,因為實驗的主題是學生。在化學教學中培養學生的綠色化學意識是社會可持續發展的基本要求。實驗既是化學教學的重要組成部分,也是培養學生綠色化學意識的最有效途徑。
在化學實驗中也應重視環保教育,培養學生的環保責任感,把綠色化學教育滲透到化學實驗室、實驗過程中,禁止亂扔、亂倒行為。實驗教師應從我做起,既要耐心、細致的言傳身教,又要認真、嚴格地要求學生,做保護環境的模范。在實驗過程中,要教育和督促學生把廢液、廢渣倒到指定的容器并作妥善處理,并不斷改進實驗,包括盡可能采用微型實驗,盡量減少有害氣體的任意揮發,將有害氣體盡可能作化學處理,實驗的廢液,廢渣盡可能回收利用。使學生牢固地樹立起綠色化學和環境保護的意識,關心和重視綠色化學實驗室的建設。
此外,實驗室環境的潛移默化作用也不可忽視。實驗臺、柜干凈,儀器擺放整齊、有序,整個實驗室寬敞、明亮、整潔,使師生一進實驗室就產生了保護環境的強烈意識。
4 結語
環保是化學實驗發展的必要。世界各國都在進行綠色化學的研究,并注重綠色環保化學的發展與教育。作為一名化學教育工作者,如何面對綠色化學新思想、新要求,在實際教學中,把綠色化學教育貫穿于化學教學的全過程之中,是一個新的研究課題。本文試通過綠色化學內涵的介紹,再從綠色化學角度分析現行化學實驗的環保型(綠色化)的方法,最后強調環保意識的重要性,才是根本。
參考文獻
[1]朱文祥.綠色化學和綠色化學教育[J].化學教育,2001,(1):1-18
[2]張魁柱.實驗改進與環保意識[J].化學教育,1999,(2):30-31
[3]王七容,黃世英?；瘜W實驗室的綠色化設計[J]。huaxue.省略
