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新课程标准下化学教学中的环保教育         ★★★ 【字体:
新课程标准下化学教学中的环保教育
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2007-3-3    
江苏省南通市小海中学 阳 江

       环境污染已经越来越严重地威胁着人类的健康和生存,保护环境、保护地球已成为全人类文明发展的共同呼声。重视环境问题,不但是我国的一项基本国策,也是现代人的一种基本素质。化学教学中,很容易接触到有害有毒物质,因此,必须将环境意识教育、环境保护教育纳入化学教学目标,指导学生认识环境污染的危害性,建立可持续发展思想、培养环境保护意识、增强环保法制观念,为减少或避免环境污染,为营造优美环境与社会和谐发展作出积极的贡献。高中化学新教材的一大特点就是十分重视环境保护的教育,注意环保教育的渗透。人教版(实验)必修模块《化学2》还专门将“化学与可持续发展”列为一级主题,“化学与资源综合利用、环境保护”为二级主题,教育学生认识人类要合理地开发和利用资源,树立保护环境、与自然和谐相处的意识,保证社会的可持续发展。本文拟就如何利用新教材、寓环境保护教育于化学教育之中,培养学生具有强烈的环境保护意识和可持续发展意识,提出自己的一些看法。

    环境保护同样也是人类可持续发展所面临的一个重大课题。环境是一个非常复杂的体系,一般指的是围绕人群的空间及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总和,通常涉及的是人类生存环境,分为自然环境和社会环境。人类的活动不断向环境排放污染物质,但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等作用,污染物质的毒性和浓度会自然降低,这种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力,环境质量就发生了不良变化,危害人类健康和生存,这就发生了环境污染。在某些情况下,环境污染主要是由化学污染物造成的,但很多环境问题的解决,主要依靠化学的方法。

    环境污染有各种类型。按环境要素可分为:大气污染、水体污染、土壤污染;按人类活动可分为:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染;按造成污染的性质、来源可分为:化学污染、生物污染、物理污染(噪声、放射性、热、电磁场等)、固体废弃物污染,能源污染。到目前为止已经威胁人类生存并已被人类认识到的环境问题主要有:全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、淡水资源危机、能源短缺森林资源锐减、土地荒漠化、物种加速灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染等众多方面。

    一、认真阅读教材,认识环境污染

    新教材中很多章节涉及环境保护内容,并且比较详细地介绍了这些污染的成因、危害,特别指出气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等全球性和区域性环境问题,正在威胁着人类的生存和发展,保护自然环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题。现例举如下:

   (一)臭氧层保护问题
    空气中的微量臭氧能刺激中枢神经,加速血液循环,令人产生爽快和振奋的感觉。自然界中臭氧90%集中在距地面20km—30km的大气平流层中,这就是人们通常所说的臭氧层。臭氧层中臭氧含量虽然很少,却可以强烈的吸收来自太阳的大部分紫外线,使地球上的生物免受紫外线的伤害,因此臭氧层被称为人类和生物的保护伞。近几十年来,臭氧层逐渐受到人类生产和生活所排放出的一些污染物,如冰箱空调等设备制冷剂的氟氯烃(商品名为氟里昂)类化合物以及其他用途的氟溴烃类等化合物的破坏,臭氧迅速耗减,在南极、西伯利亚及我国青藏高原等地上空甚至出现了“臭氧层空洞”。

    (二)酸雨
    一般认为,酸雨中的酸度主要是由硫酸和硝酸造成的,它们占总酸度的90﹪以上,其余为一些弱酸。二氧化硫和氮氧化合物是污染大气的主要有害物质。它们对人体的直接危害是引起呼吸道疾病,严重时还会使人死亡。空气中的二氧化硫、氮氧化合物在氧气和水的共同作用下,会形酸雾,随着雨水降下就成为酸雨。
 从我国的情况来看,酸雨中含硫酸一般比硝酸多,主要是硫酸型酸雨。一般认,酸雨是由于人为排放的二氧化硫等酸性气体进入大气后,造成局部地区大气中的SO2富集,在水凝结过程中溶解于水形成亚硫酸,然后在某些污染物的催化作用和氧化剂氧化作用下生成硫酸,随雨水降下,这就是酸雨。酸雨也称酸沉降,是指pH值小于5.6的雨、雪、霜、雹等大气降水,正常雨水的pH值约为5.6(由于溶解了CO2的缘故)。它落到地面,能直接毁坏农作物、森林和草原,使土壤酸性增强,使湖泊酸化,造成鱼类等死亡,加速建筑物、桥梁、工业设备以及电信电缆等的腐蚀,它的危害极大。1952年震惊世界的“伦敦烟雾事件”就属此例。

    (三)光化学烟雾
    它的形成是由于往空气中大量排放氮的氧化物和碳氢化合物,它们在低空大气中经太阳的紫外线照射后,发生复杂的反应而形成的一种成分复杂的烟雾。它主要含有甲醛、丙烯醛、硝酸酯以及未反应完的氮的氧化物和碳氢化合物,还有悬浮颗粒等等。
 NO和NO2是大气的污染物。空气中的和NO2主要来自石油产品和煤燃烧的产物,汽车尾气以及制硝酸工厂的废气等。NO2、NO和烃类在紫外线照射下,会发生一系列光化学反应,产生有毒、有刺激性的浅蓝色烟雾——光化学烟雾,刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官,发生眼红、气喘咳嗽等症状,使人生病,严重的甚至使人死亡。光化学烟雾首次发生在1943年的美国洛杉矶市。目前,随着汽车的增多,每天排放到大气中的废气(包括NO2)越来越多,汽车尾气污染问题已日益严重,在世界的某些大城市,已经出现光化学烟雾。我国的一些城市也已有了这种危险。目前,许多城市都已严格规定了汽车尾气排放标准,并加强了检查力度,一些城市的新闻机构还按时报告空气质量状况或发布空气质量日报,以使人们能清楚地了解生活环境状况,增强环境保护意识。

   (四)固体废物
    人类大量使用的聚乙烯等塑料制品形成的各种垃圾造成的污染统称为“白色污染”。人工合成高分子材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。从此,人类摆脱了只能依靠天然材料的历史。由于合成材料的原料丰富易得,制造加工简单,产品性能千变万化,所以,合成材料一经出现,便得到了广泛的应用,极大地方便了我们的生活。但是,合成材料废弃物的急剧增加却带来环境污染问题。一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。我国农村广泛采用的的地膜覆盖技术对提高农作物产量起到了很大作用,但是由于缺乏有力的旧膜回收措施,造成旧膜在土壤中的残留,积累逐年增加,这些旧膜在自然环境中很难分解,对农业生产生成了一定的危害。填埋作业是目前处理城市垃圾的一个主要方法。但是垃圾中的难降解塑料制品不能被微生物分解,埋在土里经久不烂,长此下去会破坏土壤结构,降低土壤肥效,污染地下水,如果焚烧废弃塑料又会产生各种有毒气体,造成二次污染,尤其是含氧塑料会严重污染环境。
    人类活动过程中的各种金属制品会因腐蚀或损坏等各种原因而被废弃,这既造成环境污染,又浪费有限的自然资源,我们应该提高金属矿物的利用率,减少金属的使用量,加强金属资源的回收和再利用以节约资源、保护环境。

二、利用学科教学,进行环保教育

   20世纪90年代初,化学家提出与传统的“治理污染”观念不同的“绿色化学”的观念。 绿色化学(又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学)是人类和自然界的生物和谐相处的化学,是对环境更友善的化学。它要求任何一个化学有关的活动(包括化学原料的使用、化学和化学工程以及最终产品)对人类的健康和环境都应该是友好的,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度地节约能源,在化工生产中各环节都实现净化和无污染的反应途径,它的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,强调从源头上消除污染,是符合可持续发展要求的。这种绿色意识是人类追求自然完美的一种高级表现,追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的关系。我们在教学过程中要不断的培养学生的这种意识,渗透“绿色化学”的思想,从根本上进行环境保护教育。

    在教学中可以通过一些“思考与交流”活动以及图片的认识和“资料卡片”的学习,让学生知道生活中的一些环境污染问题,了解臭氧空洞的形成及危害,认识含硫、含氮氧化合物形成酸雨及其化学控制的原理,分析水华、赤潮等水体污染的成因,从环境保护的角度,讨论在化学实验以及化工生产中应注意些什么问题等等,提高“爱护环境从我做起”的自觉性,培养学生珍惜资源、珍爱生命、爱护地球等现代公民应该具有的价值观和社会责任感。

三、加强实验教学,掌握环保方法

    教材十分注重实验教学的环境保护教育功能,如人教版(实验)必修模块《化学1》中一级主题“从实验学化学”就特别强调“化学药品的使用和处理”;在Cl2漂白实验和性质实验中,强调了“多余的Cl2用NaOH溶液吸收”以防污染;实验浓H2SO4与Cu反应中用浸有碱液的棉花堵在盛有品红溶液的试管口,同时将铜片改为可以抽动的铜丝;浓H2SO4与蔗糖的“黑面包”实验,改用少量蔗糖和少量浓H2SO4在小试管中实验,同时在小试管口放上一块沾有NaOH溶液的棉花,以防止二氧化硫污染环境;HNO3与Cu反应中,试管口放浸有碱液的棉花或罩一个塑料袋吸收产生的气体;Ca(OH)2与NH4Cl反应制NH3实验中,用浸有稀H2SO4的棉花堵在试管口以防止污染,等等。通过上述的实验教学,不仅直观地强化了学生对这些知识点的学习和理解,而且还能够使学生初步掌握各过程中多余气体或反应过程中产生的有害气体、有毒物质的处理方法。

    通过教学让学生知道对于具体的环境污染问题能如何正确处理。对酸性物质,一般可用碱液吸收,或制成相应的化工产品。像Cl2、SO2等可采用碱液吸收或回收利用.如可用作工业生产的漂白剂,用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等;还可以制成其他化工原料等。SO2还能够杀灭霉菌和细菌,可以用作食物和干果的防腐剂。NO、NO2用碱液吸收后生成亚硝酸盐,如亚硝酸钠(NaNO2),亚硝酸钾(KNO2)等,可用于印染、漂白等行业,并广泛用作防锈剂,也是建筑工业常用的一种混凝土掺加剂,在一些食品如腊肉、香肠中加入少量亚硝酸盐作为防腐剂和增色剂,不但能防腐,还能使肉的色泽鲜艳。但是要注意,由于亚硝酸盐是一种潜在的致癌物质,国家严格限制食品中的亚硝酸盐的含量。

    对于碱性物质,通常可以用酸液来吸收,如NH3可用浓H2SO4吸收。对于有些有毒气体还可以使其转化为沉淀或其它无毒的物质,如H2S + CuSO4 = CuS↓+ H2SO4。再如,CO可利用它的还原性或可燃性,使其通过灼热的金属氧化物(Fe2O3、CuO)或在空气中燃烧,既可以冶炼金属,又可以使其转化为无毒的CO2。

    通过上述及相关内容的教学,使学生初步掌握消除或减轻大气污染的简单原理和方法。

    教材中还介绍了化工生产中尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如:江西太原公司贵溪冶炼厂硫酸车间利用炼铜时产生的二氧化硫来生产硫酸,变废为宝、化害为利;利用“资料卡片”介绍了防治酸雨的措施;氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。有些化工生产体现了绿色化学内涵——设计新的化学反应条件,降低对人类健康和环境的危害,减少废弃物的产生和排放。

四、结合生活实际,介绍环保措施

    通过实例分析,根据坏境污染产生的原因,采取相应的方法和措施,环境污染是可以控制的。如可以采取以下措施:(1)节约能源,调节能源结构,发展清洁能源,优化能源质量,提高能源利用率,减少使用煤、石油、天然气等矿物燃料,更多地利用太阳能、风能、地热等。(2)加强环境管理,限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用。(3)回收可利用的旧物品,制造对环境友好的材料,如可光解的或微生物降解的塑料。(4)寻找新材料,提高汽车尾气净化装置的催化效率等。(5)大力植树造林,严禁乱砍乱伐森林等。(6)强化环保执法,严格控制“三废”排放,做好“三废”的处理和综合利用。

    化学新课程标准立足于学生适应现代生活和未来发展的需要,着眼于提高21世纪公民的科学素养。时代呼唤化学教育者用“绿色化学”的思想,培养具有环境保护意识和可持续发展意识的“绿色人才”。所以,在化学教学中加强“绿色化学”和“环境保护”教育具有极其重要的现实意义。

文章录入:Leo    责任编辑:Leo 
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