環境污染：有害物質進入生態系統的數量超過了生態系統的自淨能力，因而打破了生態平衡，使人類賴以生存的環境發生惡化，環境中發生有害物質積聚的狀態。當前，主要有三大環境問題：大氣污染、水污染、土壤污染。那麼面對目前日益惡化的環境問題，作為當今高中生、明日國家的建設者，對高中化學理論和環境污染認識，將對祖國未來建設產生影響。而環境教育要從現在抓起、從娃娃抓起。那麼高中化學理論在環境污染方面作何解釋：
一、高中化學理論下大氣污染：温室效應、酸雨、光化學煙霧、臭氧空洞、鉛污染。
1、CO2與温室效應：（此知識已在國中化學學習）
我們知道燃燒礦物燃料燃燒後，產生CO2、CH4、CFCl3、N2O…，允許陽光進入地面，對紅外線有強烈吸收作用，使大氣温度上升。它的危害將非常深遠：近百年地球氣候年均升温0.6℃；夏季降水量將減少，颱風頻繁發生；森林減少，荒漠擴大，昆蟲北移；預計到2100年全球氣温上升3.5℃；兩極冰山融化，海平面上升15-95cm；中緯度氣候帶北移150-550km。
2、SO2與硫酸酸霧：（此知識在高一化學氧族元素）
SO2來自含S的煤石油的燃燒，H2SO4廠，礦物煅燒：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨，它將使祖國土壤、江河湖泊酸化，導致魚類不能繁育，腐蝕建築和古蹟，影響人體健康，使農作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大範圍公害。有季節性，夏季pH高。我國酸雨屬硫酸型。
3、NOx與光化學煙霧（此知識在高二化學氮族元素）
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是對人體有害的氣體。氮氧化物和碳氫化合物(HC)在大氣環境中受強烈的太陽紫外線照射後產生一種新的二次污染物----光化學煙霧，在這種複雜的光化學反應過程中，主要生成光化學氧化劑(主要是O3)及其他多種複雜的化合物，統稱光化學煙霧。CxHy化物、NO2在日光下：NO2→NO+O、O+O2→O3、O3+CxHy→RCHO、RCHO+NO2+NO→CH3(CO)OONO2（PAN）、PAN+O3+RCHO→光化學煙霧（強氧化劑）。
1943年，美國洛杉磯市發生了世界上最早的光化學煙霧事件，此後，在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區也先後出現這種煙霧。經過反覆的調查研究，直到1958年才發現，這一事件是由於洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣污染造成的，這些汽車每天消耗約1600t汽油，向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物，這些氣體受陽光作用，釀成了危害人類的光化學煙霧事件。目前，由於我國內地汽車油耗量高，污染控制水平低，已造成汽車污染日益嚴重。部分大城市交通幹道的NOx和CO嚴重超過國家標準，汽車污染已成為主要的空氣污染物；一些城市臭氧濃度嚴重超標，已具有發生光化學煙霧污染的潛在危險。
4、氣臭氧層及其破壞（此知識在高一化學氧族元素）
大氣臭氧層分佈於平流層，是地球的天然屏障，可以吸收99%的紫外線。氟里昂即氯氟烴，包括F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龍1301（CF3Br）等。當氟里昂進入同温層受紫外線照射並與O3反應：CF2Cl2→CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3→ClO·+O2、ClO·+O→Cl·+O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10萬O3。O3減少10%,紫外線輻射增加19-22%,皮膚癌增加15-25%。危害角膜、免疫系統。
5、鉛污染
自1923年美國實際使用四乙基鉛作為汽油的抗爆性能（即汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒能力，用辛烷值表示）起，到70年代初，世界各國大都採用含鉛汽油。在當時的技術水平和歷史條件下，汽油加鉛對改造汽油性能起到了重要作用。但是，四乙基鉛是一種無色油狀、易溶於汽油的劇毒物質。使用含鉛汽油的車輛，所排放的廢氣中鉛主要是以氧化鋁形式存在，它損害人的造血機能，使腸胃中毒，嚴重時可使神經中樞中毒，還能損害心臟和腎臟功能。它對孕婦和嬰兒的影響尤為重要，血鉛含量過高影響兒童的身體發育和智力；兒童血鉛含量每公斤體重增加10微克，智商水平下降2－4個智商數，而鉛在人體中蓄積，不易排出，衰期為12年，一旦嬰兒體內血鉛增高，將產生長期的危害。鉛不僅使人體健康遭到嚴重損害，也可使汽車淨化裝置中的催化劑“中毒”而失去淨化效果，使機動車輛排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。據分析，城市中80％的空氣污染物源於含鉛汽油，全世界有17億人的健康因此受到威脅。
二、高中化學理論下水污染：水體富營養化與赤潮與海洋污染、重金屬污染。
水污染的種類有：1.無機污染物、2.有機污染物、3.水體富營養化、4.水體熱污染、5.赤潮與海洋污染等。其中水體富營養化與赤潮與海洋污染是高中化學經常接觸的。（此知識在高二化學氮族元素）
1、水體富營養化與赤潮與海洋污染
赤潮是在特定的環境條件下，海水中某些浮游植物、原生動物或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態現象。赤潮是一個歷史沿用名，它並不一定都是紅色，實際上是許多赤潮的統稱。
由於城市工業廢水和生活污水大量排入海中，使營養物質在水體中副集，造成海域富營養化。此時，水域中氮、磷等營養鹽類；鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加，促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明，赤潮發生海域的水體均已遭到嚴重污染，富營養化。氮磷等營養鹽物質大大超標。據研究表明，工業廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小於3mg/dm3的鐵螯合劑和小於2mg/dm3的錳螯合劑，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率，相反，在沒有鐵、錳元素的海水中，即使在最適合的温度、鹽度、PH和基本的營養條件下也不會增加種羣的密度。
2、重金屬污染。
1）水俁病事件：1953～1956年日本熊本縣水俁市含甲基汞的工業廢水污染水體，使水俁灣和不知火海的魚中毒，人食用毒魚後受害。1972年日本環境廳公佈：水俁灣和新縣阿賀野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。2）痛痛病事件：1955～1972年日本富山縣神通川流域鋅、鉛冶煉廠等排放的含廢水污染了神通川水體，兩岸居民利用河水灌溉農田，使稻米和飲用水含鎘而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。
三、高中化學理論下土壤污染：無機污染物、有機污染物
無機污染物：Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等；有機污染物：酚、氰、農藥等。（此知識在高二化學氮族元素）
染污的土壤，影響作物的生長如Mn、Cu和磷酸影響植物對Fe的吸收；無機砷影響水稻的生長；磷肥中的三氯乙醛影響小麥的生長等。影響人體的健康，土壤污染可以進而造成大氣污染、水污染，吸入人體或通過飲水和食物鏈進入人體，影響健康。
關鍵詞：環境化學；教學；納米傳感器
隨着社會的發展以及經濟水平的提升，環境問題日漸凸顯，社會需要大量具備科學環境知識的高素質人才，所以高校肩負着塑造大批環境類人才的使命。在眾多高校的課程體系中，環境化學課程佔據着不可或缺的地位。環境化學課程主要探討的是化學污染物質在環境介質中的存在、化學性質、行為及控制的化學原理等。新誕生的納米傳感技術涵蓋的知識面廣泛，並且具有全面性和綜合性，將其融入於課程的教學中，可以顯著提升教學效果。在環境化學現存的教學工作的基礎上，緊密地結合學校自身的辦學特點，是提升教學質量的重要措施之一。
1納米傳感器概述
1.1納米化學及生物傳感器
在化學及生物傳感器領域融入納米技術，有效提升了生物傳感器及化學的檢測性能，推動了新型化學及生活傳感器的誕生。由於具備了亞微米的尺寸、換能器及納微米系統，大大提升了該傳感器的物理、化學性質對細胞的檢測靈敏度，檢測的反應時間也有了明顯的減少，而且可以實現高通量的實時檢測分析。使用納米材料所製成的非常靈敏的生物及化學傳感器，能夠早期診斷癌症及心血管疾病。使用碳納米管及其他納米微結構的化學傳感器可以檢測出氧化氮、過氧化氫、碳氫化合物及揮發性有機物等。和其他具備相同功能的分析儀相比，其不僅尺寸很小，而且價格非常便宜。在生物傳感器當中，使用納米顆粒、納米器件及多空納米結構均獲取了成功[1]。
1.2納米氣敏傳感器
構成納米氣敏傳感器的敏感材料有很多種，主要包括碳納米管、二維納米薄膜及金屬氧化物半導體納米顆粒等。在納米氣敏傳感器的研發過程中，最主要的方向就是在氣體環境當中，依靠敏感材料的電導發生變化來製造氣敏傳感器。將一些珍貴金屬的納米顆粒，融入於納米敏感材料中，可以有效增強選擇性，提升靈敏度，並且降低工作温度。納米氣體傳感器的另外一個方向是，採用多壁碳納米管來製作氣敏傳感器。1991年，碳納米管這種材料被初次發現，由於獨一無二的性質和製備工藝，得到了研究者的廣泛應用。而且多壁碳納米管具有極強的吸附能力，因為吸附的氣體分子和碳納米管所產生的相互作用，可以改變宏觀電阻，根據電阻的變化來檢測氣體成分，可以充當氣敏傳感器[2]。
2納米傳感器在環境化學教學中應用
2.1將納米傳感器融入環境化學教學的必要性
在中國地質大學，環境專業不僅是其中的熱門專業，也是特色專業之一。對於環境化學課程的設置，一直堅持着學校“特色加精品”的教育理念。將一些全新的技術元素及概念融合於以往環境化學課程的教學模式中，會給課程注入許多生機與活力。環境化學的研究內容紛繁複雜、千變萬化，其中主要包括檢測和識別環境污染物質，污染物質在空氣、水、泥土及生物體中的遷移變化、去除機理等。在此之中，對污染物的分析與檢測一直處於研究的上游階段。因為唯有精確、高效地檢測出污染物的濃度與存在方式，才可以給出有效準確的評價，並且制定出對污染物質進行高效處理和防治的有效措施。所以，在環境化學的實際教學過程中，環境分析化學的內容具有不可或缺的作用[3]。隨着經濟水平的提升，環境污染物的種類也在日益增多，而人們也在不斷地開發新的技術與材料，應對這些層出不窮的環境問題。在這樣的環境下，納米傳感器應運而生，其最主要的核心作用就是對環境進行監測及分析。總之，化學是一門內容豐富的綜合性學科，其中融合了環境分析、新材料的使用以及污染控制技術等。而納米傳感器主要由化學傳感器、生物傳感器兩部分組成，所能監測的物體主要涵蓋了氣體、固體、液體、温度及壓力等。所運用的材料除了碳與金屬之外，還有新合成的材料。所以，納米傳感器技術傳達的核心知識點和環境化學課程的核心內容存在着千絲萬縷的聯繫，可通過科學的設計及合理的導入，拓展教學範圍，提升教學質量，實現最理想的教學效果[4]。
2.2特色案例教學設計
在環境化學課程的教學過程中，會牽涉到環境分析化學的主題，隨之也會提及環境污染物最新的檢測技術與方法。此時便可以介紹一些以納米傳感器為基礎的快速檢測污染物的相關知識。並且根據有關的電分析化學理論，當物質發生氧化還原反應時，在電極表面及分析物之間會存在電子轉移，通過對電子轉移的捕捉，對電信號（電流值和電壓值）及特徵值進行定量及定性分析，從而獲取目標濃度及電子轉移數二者之間的一個定量關係，從而可以準確地將目標物的濃度檢測出來。一般該技術所需的設備體積小，容易操作，對現場進行分析檢測時更加方便。這樣的介紹不僅可以讓學生更深入地瞭解納米傳感器的核心技術、主要原理，激發學生的學習積極性及學習興趣，而且可以有效傳遞現階段納米材料在環境分析化學範圍的應用等有關知識，開發學生的創造性思維[5]。案例的展示加上豐富多彩的多媒體課件，結合電分析化學儀及電極等實物，力求做到繪聲繪色、動靜結合。此外，對一部分許多學生都充滿興趣的話題進行交流和討論，將全班的學生分為若干個小組，進行5～10min的討論，然後每個小組派一個代表進行發言，分別敍述自己的觀點。這樣在營造良好課堂氛圍的同時，還可以節約大量的時間，提升教學的質量和效率，事半功倍。現詳細介紹使用碳納米管傳感器檢測環境水樣中的農藥百草枯試驗。
2.3試驗部分
2.3.1儀器與試劑
多壁碳納米管（＜10nm，純度＞95%，長度在0.5～500μm），超聲非常均勻地分散於N-二甲基甲酰胺中（5mg/mL），市場上售賣的百草枯，磷酸緩衝溶液（PBS）：使用0.1MNa2HPO4和0.1MNaH2PO4配置。全部的化學試劑皆為分析純，試驗用水是二次蒸餾水。方波伏安法及循環伏安法都在CHI660b電化學工作站上進行。並且採用三級系統，分別為鉑絲電極為對電極，碳納米管修飾電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極。測試底液為磷酸緩衝溶液，每次測試之前都通氮除氧10min，在試驗過程中始終保持氮氣氛圍，試驗操作在温室下進行。
2.3.2納米傳感器的製備
把玻碳點擊表面用1.0、0.3、0.05μm的氧化鋁粉拋光，然後依次用水及酒精超聲清洗之後，在0.1MH2SO4中與-1.0～1.5V電位的範圍內反覆掃描，直到電流穩定下來為止。使用氮氣把電極表面吹乾，使用微量注射器吸取2μL多壁碳納米管DMF溶液，濃度為5mg/mL，均勻地滴落於乾淨的電極表明，利用室温將其揮發幹[6]。
2.3.3方波伏安法檢測環境中的百草枯
百草枯可以非常穩定地存在於酸性或者中性環境中，但是在pH值大於12時，便會發生水解，試驗檢測了在不同的底液中，傳感器對相同劑量的百草枯的響應電流，比如磷酸緩衝溶液、硼砂、Na2HPO4檸檬酸及鄰苯二甲酸氫鉀等。結果表明，在磷酸緩衝溶液當中的響應電流最大，以下試驗選用磷酸緩衝溶液為測試底液。pH對百草枯在修飾電極上的方波伏安響應存在一定的影響。當底液pH比較小時，響應電流就會隨着pH的增大而增大，在中性底液中變為最大值。在鹼性條件下，電流值會下降許多，所以選擇pH值為6.8。預富集電位對百草枯方波福安響應也存在一定的影響，預富集電位在0.1～0.4V時，響應電流會隨着電位的負移而逐漸增大，這主要是因為百草枯帶有正電荷。然而，當預富集電位小於-0.4V時，響應電流開始逐漸下降，造成這一現象的主要原因是預富集電位非常接近百草枯的氧化還原電位，少許的百草枯被氧化還原了，所以試驗選擇預富電位為-0.4V[7]。儘管百草枯響應電流會伴隨着預富集時間的增大而增大，但是時間過於漫長的話，會導致百草枯產生光分解，所以響應電流反而會下降，所以實驗所選擇的預富集時間為2min。維持試液當中的百草枯濃度是5.0×10-6M，將濃度不一致的干擾物質加入其中，考察一些共存的有機化合物，比如莠去津、鄰苯二酚對方波伏安檢測百草枯的干擾情況。倘若信號變化超過10%，則視為有干擾。結果顯示，鄰苯二酚的干擾最大，濃度若超過百草枯的100倍，就會引起干擾。如果是其他的重金屬離子，比如Zn2+、K+，濃度需在1000倍以上才會引發干擾。所以，MWNTs-GC修飾電極對百草枯具有極強的選擇性，不容易受到其他物質的干擾。在校園附近取少量湖水，靜置2h，然後用稀鹽酸或者氫氧化鈉將pH值調節至6.8，在磷酸緩衝溶液中用方波伏安法對實際樣品進行檢測。檢測結果如表1所示。從表1可以看出，在這種方法的檢測範圍之內，校園的湖水樣品當中並不含百草枯成分，進而表面湖水並沒有被百草枯所污染。維持試液當中的百草枯濃度為8.3×10-6M，使用方波伏安法用MWNTs-GC修飾電極連續測定5次，標準偏差為1.3%左右。將測定之後的修飾電極保存於0.1MpH6.8PBS當中，30d後，使用其測定含有8.3×10-6M的底液，響應電流仍然保持過去的95%，這也進一步表面納米管在電極上結合得十分牢固，而且性質也十分穩定。
2.4納米產品的開發及案例教學的課堂實踐
因為納米技術及其材料具備多樣性特徵，評估其對環境所產生的影響，需要採用可適應多種條件的傳感器。所以，在將來的3～10a，需要開發出評估納米材料暴露在空氣當中影響的儀器。現階段頻繁接觸納米材料的人，都急需價格低廉且便於攜帶的樣本收集器，從而測量工作環境當中納米材料的暴露情況，主要包括比表面積及數量等。這種儀器需要在未來3a內商業化。納米產品在製造過程中所產生的廢物，比如防曬油這種液體消費品當中產生的納米顆粒，一定會在水中堆積，不對這些廢物進行追蹤，就無法確定納米顆粒存在的好壞。所以，必須在未來5a開發追蹤納米顆粒在水中聚集及轉化情況的儀器[9]。筆者在高校環境化學課程的實際教學過程中，把納米傳感器的基礎知識、研究心得及實際經驗融入於具體的教學過程中，對教學質量的提升發揮了良好的推動作用。比如，在環境化學課程中，講述環境污染物質的檢測環節時，介紹了碳納米管、石墨烯及碳納米纖維等納米材料充當以電分析原理為基礎的傳感器材料的優勢。與其他材料相比較可知，碳納米材料具備非常大的比表面積、良好的導電性、便宜的價格，而且易於修飾成各種外形，有助於蛋白質或者酶等生物性物質與碳納米材料融合，從而構建出高效生物傳感器。這些介紹可以讓學生直觀全面地瞭解到碳納米材料在傳感器中的使用。並且根據現存的理論結合實際的教學思路，對教學內容發揮拓展及延伸的作用[9]。除了上述幾點之外，在簡介如何靈活運用納米傳感器檢測水環境中的污染物質時，牽涉到了電子轉移理論及電化學反應，並且詳解講述了傳感器的工作原理及傳感器的種類。這樣可以向學生講述納米電化學傳感器，是基於特異性點分析化學反應基礎的知識點，並且詳細介紹了膜狀電極、芯片傳感器及柱狀電極等多種不同形式下的具體作用方法，生動具體地展現了納米傳感器檢測污染物的整個過程。在拓展教學內容的形式及內容時，對環境化學教學的發展起到了有效的推動作用。每當在講述這些具體案例的過程中，學生都興致蓬勃，充滿了熱情，甚至進一步激發了許多學生的想象力及好奇心，自己也想親自參與到納米傳感器的開發及應用過程中來。所以，作為一個生動有效的教學載體，納米傳感器推動了環境化學課程教學質量的提升。在未來的教育教學實踐工作中，筆者必須進一步豐富教學經驗，並且讓教學方法更加科學完善[10]。
3結語
將納米傳感器應用於環境化學的教學過程中，有助於培養學生主動分析問題及處理問題的能力，提升教學質量。隨着此項技術的不斷髮展演變，可以把更多有價值的信息以案例教學的模式導入環境化學教學的過程中，不僅可以激發學生對該項技術的興趣，還可以使納米傳感技術得以進一步發展，形成良性循環。在未來的環境化學課程的教學中，應深入探索，總結經驗，進而提升教學的質量。
作者：周林宗 單位：楚雄師範學院地理科學與旅遊管理學院
參考文獻
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一、教師要有滲透環境保護的意識
“思想支配行動”，作為化學教師而言，首先要在思想上引起足夠的重視，要意識到化學教學對環境教育的重要性和必要性，只有這樣，咱們才能在化學教學中有意識的對學生進行環境教育，提高學生的環境保護意識。
二、在實驗教學中滲透環境教育
化學實驗，不論是演示實驗還是分組實驗，它們既能培養學生的動手能力、觀察能力、思維能力，又能很好的對學生進行環境教育。而“化學是一門以實驗為基礎的科學，化學的許多重大發現和研究成果都是通過實驗得到的。”因此，在化學實驗中滲透環境教育就更生動、更具體、更直接、更有教育意義。如藥品取用為什麼要按規定用量，沒説明用量則取少量，固體藥品蓋滿試管底部，液體藥品則取1－2ml，這樣既節約藥品又減少對環境的污染。再如對用剩藥品的處理：為什麼不能放回原瓶，不能拋棄，不能帶出實驗室，要放在指定容器裏，其根本原因就是為了防止造成對環境的污染和危險；硫磺在空氣中的燃燒需要在密閉的容器中進行；制氣體的裝置為什麼首先要檢查裝置的氣密性；一氧化碳還原氧化鐵為什麼要對尾氣進行處理；以及聞氣體的方法；化學試劑的貯存和使用等等。化學實驗是對學生進行環境教育的重要環節，也是環境教育的重要時機，教師必需運用好這環節，對學生進行環境教育。
三、在課堂教學中滲透環境教育
新課標提倡：“以教師為主導，以學生為主體”。教師要充分利用現有教材中的環境教育因素加強對學生的環境教育。例如，在講“我們周圍的空氣”一單元時，可以給學生講解空氣的污染與治理，沙塵瀑的產生與防治，也可根據學生的實際，講解如何避免SO2、CO的中毒以及SO2、CO中毒後如何處理；還可以給學生講解臭氧的作用以及出現臭氧空洞的嚴重後果等。在講解“自然界的水”時，淡水資源的危機、水體的污染便可貫穿其中，從全球來看，淡水資源短缺，分佈不均，而水污染又在進一步加劇，造成淡水供需矛盾的尖鋭；這樣能很好的讓學生意識到，環境污染給人類造成的極大危害，使之體會到水資源保護的重要性；講解“碳和碳的氧化物”的知識學習後，可以給學生介紹“温室效應”的形成、事實、危害。在講解“使用燃料對環境的影響”時給學生講解酸雨的形成、空氣的污染、温室效應，以及為何要尋找和開發新能源等。在講解“金屬資源的利用和保護”時，教育學生為什麼要合理開採和利用資源以及廢舊電池為何要回收等；在講解“有機合成材料”時給學生講解什麼是“白色污染”以及如何解決“白色污染”，教育學生從身邊的小事做起，爭做保護環境的主人。
作為化學教師要充分利用書本知識，結合身邊實際把環境教育穿穿於課堂教學之中，讓學生了解環境問題的前因後果以及一些相應的解決辦法，培養學生的環境憂患意識。
四、在課外活動中滲透環境教育
教育的目的之一就是讓學生獲得知識、具有一定的能力，因此環境教育的根本目的就是要讓學生明白為什麼要保護環境。教師可以利用如3月12日植樹節、5月31日世界無煙日、6月5日世界環境日等紀念日，爭取當地有關部門的支持，讓學生參與到活動中去，使學生通過這些活動受到教育，從而提高環境保護的認識。還可以利用寒署假、節日等空餘時間讓學生通過開展社會調查的方式對自己生活的地方進行環境調查，看一看我們身邊存在哪些環境問題？造成這些環境污染的原因是什麼？首要污染物是什麼？有什麼嚴重後果？可以通過什麼方法加以解決等，從而提高學生的環境保護意識，增強社會責任感。
五、在化學試題中滲透環境教育
摘要科學技術的進步，將促進社會各項生產事業的發展，使人民生活更加豐富、更為方便，由此也帶來各種公害以及破壞自然環境的隱患．只有當人們，尤其是作為跨世紀勞動者的中學生普遍樹立起環境意識之時，才能形成社會力量，來共同保護人類自身的生活環境．
關鍵詞中學化學教學，環境化學，環保意識
中圖分類號G633．8
人類以其科學技術改造自然，推動社會進步，但同時卻給自身帶來環境污染的不幸．近代屢屢發生的公害事件終於使人們承認了這一事實，並發現化學品造成的環境污染最為嚴重．治理已發生的污染固然重要，而根本大計還在防患於未然，要使人們在建設的同時考慮到環境的影響，樹立“環境意識”．可見，在中學向學生介紹有關環境化學與防止環境污染的知識是非常必要的．
1加強中學生環境化學教育的重要性
我國屬於發展中國家，改革開放以來，鄉鎮企業異軍突起，在帶來巨大的經濟效益的同時，也給我國廣大農村這塊淨土帶來了新的環境污染和勞動保護問題．“八五”期間報道，當時我國大氣污染程度已相當於世界發達國家50～60年代污染最嚴重時期，每年的排塵量為2300萬噸，年排放SO2量達14610萬噸．到本世紀末，燃燒煤和機動車輛排放出的廢氣將對大氣造成更為嚴重的污染．面對如此嚴峻的形勢，若不加強環境管理，讓不斷增加的工業“三廢”繼續污染環境、破壞生態平衡，就會給我國社會主義建設、經濟發展造成嚴重的後果．所以對全民族進行環境、生態知識的宣傳教育是不可缺少的，務必從中學教育抓起．
2結合化學教學對學生開展環境化學教育
2．1通過課堂教育把環境保護作為小公民自覺行動
環境化學重要內容之一，是研究化學污染物在環境中的變化規律，即在原子、分子的水平上用物理化學等方法去研究環境中化學污染物的來源、遷移、轉化過程中的化學行為，以及反應機制、積累和歸宿等．由於我國公民環境意識較差，這和日趨嚴重的環境問題是不相適應的．要提高全民的環保意識，使保護環境成為每個公民的自覺行動，首先就要從學生做起，從課堂做起．當學生在做製取Cl2，NO2，H2S等有毒氣體實驗時，應強調學生注意對製取氣體裝置氣密性的檢查、化學藥品用量的適當（儘量採用微量，只要達到實驗效果明顯即可）、以及設計吸收尾氣的裝置等．實驗完畢，還應將廢液集中倒入廢液缸中，可回收的儘量回收，以養成保護環境的良好習慣．
2．2通過實驗開展環境化學知識教育
中學教育目的之一，就是為社會造就合格的後備勞動者．中學化學教育對環境科學的學習將起着啟蒙作用，應很好地利用這門實踐性很強的學科，通過實驗使學生掌握一定的環保知識．中學實驗室的污染源多，國家提出居民區大氣中的有毒物質有21種，中學化學實驗室裏就有14種．例如，製取溴苯實驗過程中逸出的臭味是溴蒸氣，它既污染了教室環境又嚴重地影響了師生的身體健康．針對這一問題，利用所學知識引導學生認真分析，找出原因是製取溴苯的裝置不夠嚴密，因此在反應過程中逸出的Br2通過長玻璃管時不可能完全被冷凝成液體，因而會從導管口逸出．要避免實驗中Br2的逸出，就應設法改進實驗裝置，使整個涉及Br2的反應過程在一個密閉系統內進行，即將反應安排在“Y”形管內進行．在反應裝置和HBr氣體的吸收裝置間串聯一個洗氣瓶，內裝四氯化碳以吸收氣體中的Br2．
3理論聯繫實際提高學生學習環保知識的認識
3．1從人類與大自然的協調中激發學生的學習積極性
新的《化學教學大綱》明確指出：“在教學過程中要十分注意聯繫實際，以使學生更好地掌握所學的知識和技能，以及這些知識和技能在工農業生產、第三產業、科學技術和日常生活的應用．隨着科學技術的發展，聯繫實際的教學內容應有所增加，可以充實包括環境保護、新內容、新能源、海洋、衞生保艦食品等方面內容，但應限於有關的化學基礎知識範圍之內”．可見，環境化學基礎理論知識和原理的學習是十分重要的，並應着重於理論聯繫實際和基礎知識面的擴展上．要以地球化學知識為基儲生態系統中物質循環和能量流動為線索，講授空氣、水體、土壤、森林、植物與人類的關係，展示好的生態小環境和污染嚴重區的對比，簡明介紹當今世界關注的環境問題，以講座、競賽等形式讓學生提高認識，使學生深切地感到環境化學就在自己身邊．
3．2針對温室效應引導學生分析此類生態問題
運用學生所獲得的知識，引導分析“温室效應”，使他們瞭解到由於大氣層CO2濃度逐年上升，太陽能輻射的一部分——地球紅外輻射熱不能透過大氣層，因而造成“温室效應”，使地球表面升温、冰川溶化，直接影響着現代文明社會發展的情況．以提高對控制“温室效應”等生態問題的認識．還應讓學生通過討論分析得出人類必須控制戰爭和固體廢物燃燒、大力發展森林等結論，以利於生態環境的改善．
3．3結合現有法律法規的宣傳加深學生對環保意義的認識
組織學生參加環保法律法規的宣傳，利用3月12日植樹節、5月31日世界無煙日、6月5日世界環境日等紀念日，取得當地環保、水保、森保等部門的支持，讓學生們在宣傳中瞭解我國有關這方面的規定和常識，以提高學生在環境管理環境文化方面的認識．
3．4結合第二課堂教學提高學生的學習興趣
利用節假日、夏令營，組織學生對當地自然保護區、生態保護區、水土保護區和環境污染區等進行實地考查，使他們認識到人與氣温、氣候、空氣、穀物增產、水土流失、森林砍伐及環境保護等都存在着密切關係．通過現場對比，豐富學生環境方面的知識，結合已學的知識，開展有關環境污染與保護知識的問答．例如，酸雨是如何形成的？造成大氣污染的主要物質是什麼？防治途徑如何？等等．以提高學生的學習興趣，併為今後工作奠定良好的環保基礎．
一、高中化學理論下大氣污染：温室效應、酸雨、光化學煙霧、臭氧空洞、鉛污染。
1、CO2與温室效應：（此知識已在國中化學學習）
我們知道燃燒礦物燃料燃燒後，產生CO2、CH4、CFCl3、N2O…，允許陽光進入地面，對紅外線有強烈吸收作用，使大氣温度上升。它的危害將非常深遠：近百年地球氣候年均升温0.6℃；夏季降水量將減少，颱風頻繁發生；森林減少，荒漠擴大，昆蟲北移；預計到2100年全球氣温上升3.5℃；兩極冰山融化，海平面上升15-95cm；中緯度氣候帶北移150-550km。
2、SO2與硫酸酸霧：（此知識在高一化學氧族元素）
SO2來自含S的煤石油的燃燒，H2SO4廠，礦物煅燒：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨，它將使祖國土壤、江河湖泊酸化，導致魚類不能繁育，腐蝕建築和古蹟，影響人體健康，使農作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大範圍公害。有季節性，夏季pH高。我國酸雨屬硫酸型。
3、NOx與光化學煙霧（此知識在高二化學氮族元素）
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是對人體有害的氣體。氮氧化物和碳氫化合物(HC)在大氣環境中受強烈的太陽紫外線照射後產生一種新的二次污染物----光化學煙霧，在這種複雜的光化學反應過程中，主要生成光化學氧化劑(主要是O3)及其他多種複雜的化合物，統稱光化學煙霧。CxHy化物、NO2在日光下：NO2→NO+O、O+O2→O3、O3+CxHy→RCHO、RCHO+NO2+NO→CH3(CO)OONO2（PAN）、PAN+O3+RCHO→光化學煙霧（強氧化劑）。
1943年，美國洛杉磯市發生了世界上最早的光化學煙霧事件，此後，在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區也先後出現這種煙霧。經過反覆的調查研究，直到1958年才發現，這一事件是由於洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣污染造成的，這些汽車每天消耗約1600t汽油，向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物，這些氣體受陽光作用，釀成了危害人類的光化學煙霧事件。目前，由於我國內地汽車油耗量高，污染控制水平低，已造成汽車污染日益嚴重。部分大城市交通幹道的NOx和CO嚴重超過國家標準，汽車污染已成為主要的空氣污染物；一些城市臭氧濃度嚴重超標，已具有發生光化學煙霧污染的潛在危險。
4、氣臭氧層及其破壞（此知識在高一化學氧族元素）
大氣臭氧層分佈於平流層，是地球的天然屏障，可以吸收99%的紫外線。氟里昂即氯氟烴，包括F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龍1301（CF3Br）等。當氟里昂進入同温層受紫外線照射並與O3反應：CF2Cl2→CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3→ClO·+O2、ClO·+O→Cl·+O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10萬O3。O3減少10%，紫外線輻射增加19-22%，皮膚癌增加15-25%。危害角膜、免疫系統。
5、鉛污染
自1923年美國實際使用四乙基鉛作為汽油的抗爆性能（即汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒能力，用辛烷值表示）起，到70年代初，世界各國大都採用含鉛汽油。在當時的技術水平和歷史條件下，汽油加鉛對改造汽油性能起到了重要作用。但是，四乙基鉛是一種無色油狀、易溶於汽油的劇毒物質。使用含鉛汽油的車輛，所排放的廢氣中鉛主要是以氧化鋁形式存在，它損害人的造血機能，使腸胃中毒，嚴重時可使神經中樞中毒，還能損害心臟和腎臟功能。它對孕婦和嬰兒的影響尤為重要，血鉛含量過高影響兒童的身體發育和智力；兒童血鉛含量每公斤體重增加10微克，智商水平下降2－4個智商數，而鉛在人體中蓄積，不易排出，衰期為12年，一旦嬰兒體內血鉛增高，將產生長期的危害。鉛不僅使人體健康遭到嚴重損害，也可使汽車淨化裝置中的催化劑“中毒”而失去淨化效果，使機動車輛排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。據分析，城市中80％的空氣污染物源於含鉛汽油，全世界有17億《www．》人的健康因此受到威脅。
二、高中化學理論下水污染：水體富營養化與赤潮與海洋污染、重金屬污染。
水污染的種類有：1.無機污染物、2.有機污染物、3.水體富營養化、4.水體熱污染、5.赤潮與海洋污染等。其中水體富營養化與赤潮與海洋污染是高中化學經常接觸的。（此知識在高二化學氮族元素）
1、水體富營養化與赤潮與海洋污染
赤潮是在特定的環境條件下，海水中某些浮游植物、原生動物或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態現象。赤潮是一個歷史沿用名，它並不一定都是紅色，實際上是許多赤潮的統稱。
由於城市工業廢水和生活污水大量排入海中，使營養物質在水體中副集，造成海域富營養化。此時，水域中氮、磷等營養鹽類；鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加，促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明，赤潮發生海域的水體均已遭到嚴重污染，富營養化。氮磷等營養鹽物質大大超標。據研究表明，工業廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小於3mg/dm3的鐵螯合劑和小於2mg/dm3的錳螯合劑，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率，相反，在沒有鐵、錳元素的海水中，即使在最適合的温度、鹽度、PH和基本的營養條件下也不會增加種羣的密度。
2、重金屬污染。
1）水俁病事件：1953～1956年日本熊本縣水俁市含甲基汞的工業廢水污染水體，使水俁灣和不知火海的魚中毒，人食用毒魚後受害。1972年日本環境廳公佈：水俁灣和新縣阿賀野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。2）痛痛病事件：1955～1972年日本富山縣神通川流域鋅、鉛冶煉廠等排放的含廢水污染了神通川水體，兩岸居民利用河水灌溉農田，使稻米和飲用水含鎘而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。
三、高中化學理論下土壤污染：無機污染物、有機污染物
無機污染物：Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等；有機污染物：酚、氰、農藥等。（此知識在高二化學氮族元素）公務員之家
染污的土壤，影響作物的生長如Mn、Cu和磷酸影響植物對Fe的吸收；無機砷影響水稻的生長；磷肥中的三氯乙醛影響小麥的生長等。影響人體的健康，土壤污染可以進而造成大氣污染、水污染，吸入人體或通過飲水和食物鏈進入人體，影響健康。
“思想支配行動”，作為化學教師而言，首先要在思想上引起足夠的重視，要意識到化學教學對環境教育的重要性和必要性，只有這樣，咱們才能在化學教學中有意識的對學生進行環境教育，提高學生的環境保護意識。
二、在實驗教學中滲透環境教育
化學實驗，不論是演示實驗還是分組實驗，它們既能培養學生的動手能力、觀察能力、思維能力，又能很好的對學生進行環境教育。而“化學是一門以實驗為基礎的科學，化學的許多重大發現和研究成果都是通過實驗得到的。”因此，在化學實驗中滲透環境教育就更生動、更具體、更直接、更有教育意義。如藥品取用為什麼要按規定用量，沒説明用量則取少量，固體藥品蓋滿試管底部，液體藥品則取1－2ml，這樣既節約藥品又減少對環境的污染。再如對用剩藥品的處理：為什麼不能放回原瓶，不能拋棄，不能帶出實驗室，要放在指定容器裏，其根本原因就是為了防止造成對環境的污染和危險；硫磺在空氣中的燃燒需要在密閉的容器中進行；制氣體的裝置為什麼首先要檢查裝置的氣密性；一氧化碳還原氧化鐵為什麼要對尾氣進行處理；以及聞氣體的方法；化學試劑的貯存和使用等等。化學實驗是對學生進行環境教育的重要環節，也是環境教育的重要時機，教師必需運用好這環節，對學生進行環境教育。
三、在課堂教學中滲透環境教育
新課標提倡：“以教師為主導，以學生為主體”。教師要充分利用現有教材中的環境教育因素加強對學生的環境教育。例如，在講“我們周圍的空氣”一單元時，可以給學生講解空氣的污染與治理，沙塵瀑的產生與防治，也可根據學生的實際，講解如何避免SO2、CO的中毒以及SO2、CO中毒後如何處理；還可以給學生講解臭氧的作用以及出現臭氧空洞的嚴重後果等。在講解“自然界的水”時，淡水資源的危機、水體的污染便可貫穿其中，從全球來看，淡水資源短缺，分佈不均，而水污染又在進一步加劇，造成淡水供需矛盾的尖鋭；這樣能很好的讓學生意識到，環境污染給人類造成的極大危害，使之體會到水資源保護的重要性；講解“碳和碳的氧化物”的知識學習後，可以給學生介紹“温室效應”的形成、事實、危害。在講解“使用燃料對環境的影響”時給學生講解酸雨的形成、空氣的污染、温室效應，以及為何要尋找和開發新能源等。在講解“金屬資源的利用和保護”時，教育學生為什麼要合理開採和利用資源以及廢舊電池為何要回收等；在講解“有機合成材料”時給學生講解什麼是“白色污染”以及如何解決“白色污染”，教育學生從身邊的小事做起，爭做保護環境的主人。
作為化學教師要充分利用書本知識，結合身邊實際把環境教育穿穿於課堂教學之中，讓學生了解環境問題的前因後果以及一些相應的解決辦法，培養學生的環境憂患意識。
四、在課外活動中滲透環境教育
教育的目的之一就是讓學生獲得知識、具有一定的能力，因此環境教育的根本目的就是要讓學生明白為什麼要保護環境。教師可以利用如3月12日植樹節、5月31日世界無煙日、6月5日世界環境日等紀念日，爭取當地有關部門的支持，讓學生參與到活動中去，使學生通過這些活動受到教育，從而提高環境保護的認識。還可以利用寒署假、節日等空餘時間讓學生通過開展社會調查的方式對自己生活的地方進行環境調查，看一看我們身邊存在哪些環境問題？造成這些環境污染的原因是什麼？首要污染物是什麼？有什麼嚴重後果？可以通過什麼方法加以解決等，從而提高學生的環境保護意識，增強社會責任感。
五、在化學試題中滲透環境教育
重視環境保護，治理環境污染，實現社會、經濟的可持續發展，已成為大家的共識，環境問題已成為世界性熱點，社會各界對環境保護的呼聲日趨高漲。2006年4月17日第六次全國環保大會在漫天的浮塵中召開。開幕式上，從黃色沙塵中走來的國務院總理的開場白振聾發聵。温總理提醒代表們：發達國家上百年工業化過程中分階段出現的環境問題在我國已集中出現。目前全世界每年因沙塵暴損失480億美元，我國損失也達65億美元。如果在中學化學教學中與時俱進，加強對中學生的環保教育，則能讓學生養成保護環境的良好習慣，從而提高全民的環保意識，改善我國公民環境意識較差這一現狀，是每一位化學教師義不容辭的責任。那麼如何在教學中滲透環保知識呢？下面淺談一下本人的看法。
一、課堂教學中有機地滲透環保教育
中學化學教材中潛在環境教育的因素很多，日常教學中要把它科學地、巧妙地滲透各章節的教學之中。潛移默化中使學生明白，為了人類自身的生存，就一定要保護環境，愛護我們賴以生存的家園。由於初、高中學生化學儲備知識不一樣，所以進行環保教育要有針對性，不可一視同仁。
比如對於剛剛接觸化學的國中學生，要儘可能多舉些事例，以生動、活潑的形象教育為主，適度地進行環保教育，藉以提升學生學習化學的興趣。國中階段主要應抓住以下四個方面進行環保教育：學習“空氣組成”的知識時，除了給學生講述大氣的主要污染物，大氣污染的來源和危害，還列舉了1995年6月20日我國上海市發生的“光化學煙霧”事件和日本“四日氣喘病”等污染事件；在學習“氧氣”後利用教材對“臭氧”的介紹，指出空調等的使用，已造成大氣臭氧層的破壞，導致臭氧層空洞的出現，致使癌症發病率增加，嚴重地威脅人類的健康和生命，直接威脅人類的生存。還利用衞星拍攝的南極上空臭氧空洞的照片，以及環境污染對人類造成危害的漫畫等，形象地告訴學生保護環境的迫切性和重要性。教材有關“碳及其氧化物”的知識學習後，給學生介紹“温室效應”的形成、事實、危害。在講《水》一章時，淡水資源的危機、水體的污染便可藴涵其中：1980年在發展中國家約有3/5的人很難獲得安全用水，約有18億人由於使用受到污染的水而遭到疾病的威脅。從全球來看，淡水資源短缺，分佈又不均勻，而水污染又在進一步加劇，造成淡水供需矛盾尖鋭。這樣儘可能地讓學生認識到污染給人類造成的極大危害，使學生從中體會到保護自身生存環境的重要性。
對於高中的學生，教學上應結合他們的認知特點，在各知識點的講解中引入環境科學領域中新信息，調動學生學習化學的積極性，並注意把知識性教育與環保共寓一體，學生的環保意識就會點點積累，逐步深化。如講述高中化學教材中“硫及其化合物”時，列舉一些事例比如國外的海灣戰爭、倫敦煙霧事件等。為了引起學生對自身生存環境的關注，又列舉80年代以來我國南方重慶、貴陽等工業城市大面積的“酸雨”以及1994年重慶市連續的“四潮黑雨”事件；2005年全國二氧化硫排放量比2000年增加了27%。並趁熱打鐵與學生共同分析酸雨的危害、形成，啟發學生的抽象思維，學生甚至自發地尋找消除措施：有的同學就提出改農村的分散取暖為集體取暖。最後採用近幾年的大學聯考題中有關“酸雨”的題目，在測試題中進一步加深學生的印象。在化學教材中還有很多知識點可跟環保教育緊密結合，如：氮的氧化物、電鍍、電解、金屬的冶煉等。抓住時機把環保教育穿插於課堂教學，讓學生了解環境問題的前因後果及相應的解決辦法，關注這些問題，培養學生的環境憂患意識。二、環保教育應與化學實驗有機結合
化學是一門以實驗為基礎的科學，在化學實驗教學中，也應重視環保教育。據瞭解，按教學大綱要求，中學需做的化學實驗比較多，其中有毒的實驗佔一半。而絕大多數的學校沒有廢水回收裝置，所以結合化學實驗進行環保教育則顯得優為重要。
國中學生剛接觸化學，必須指導學生要嚴格按照實驗操作的程序，正確地聞氣體、取藥品。雖然所做實驗毒性不大，但為了加深學生的環保意識，在沒有廢水回收流程這一前提下，每次學生實驗都提供一個回收儀器，對收集的廢液稍作處理後再行排放。實驗結束後把儀器洗滌乾淨放回原處，擦洗乾淨實驗枱面。這樣從一開始就讓學生養成良好的習慣，受到直觀的環境保護的教育。比如做硫在氧氣中燃燒的演示實驗時，強調硫的用量並在集氣瓶中事先放入少量鹼液教材在對學生進行環境保護意識教育的同時，也注意改進實驗裝置，以吸收實驗中所產生的有毒氣體。例如，改進銅片與硝酸反應的實驗，改銅片為銅絲，採用蘸有Na2CO3溶液的棉花來吸收反應所產生的SO2等有毒氣體，使這些氣體儘量不外逸，以改善學生實驗的外部環境，增強學生的環保意識。
高中有些實驗毒性較大，國家提出居民區大氣的有毒物質21種，中學化學實驗室裏就有14種。。所以不論是演示實驗，還是學生實驗，動腦設計環保實驗則是重要的一個環節。比如採用全封閉裝置製取溴苯：改進銅片與硝酸反應的實驗裝置，採用蘸有Na2CO3溶液的棉花來吸收反應所產生的SO2等有毒氣體，使這些氣體儘量不外逸，以改善學生實驗的外部環境，增強學生的環保意識。在製取有毒氣體時，要強調尾氣吸收的重要性，使學生養成一個慣性思維：凡是涉及氣體的製備就應考慮尾氣的處理。對於學生實驗要儘可能採用微型化學實驗（如氯氣的性質實驗），即對常見實驗儀器進行微縮，對常用試劑給出限量。這樣既節約了藥品，又減少了廢液、廢氣、廢渣的產生和排放。總之，通過改進一些實驗裝置，不僅可收到良好的實驗效果，還可把化學實驗與環境教育有機結合，進一步增強學生的環保體驗。
三、充分利用課外科技活動，推進學生的環保行動
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