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環(huán)境化學(xué)的研究方法范文第1篇

國際化學(xué)研究的前沿內(nèi)容即綠色化學(xué)，該研究主題受到世界各國的廣泛關(guān)注?；瘜W(xué)不僅能夠?yàn)槿藗兩钐峁┍Ｕ希€可以保護(hù)自然環(huán)境，使化學(xué)工業(yè)處于有利競爭地位?；瘜W(xué)知識以及研究成果的應(yīng)用為人們?nèi)粘Ｉ顜砀Ｒ?，在衣、食、住、行上均得到了有效?yīng)用。但是，伴隨化學(xué)品的生產(chǎn)和應(yīng)用，在一定程度上破壞了生態(tài)環(huán)境，污水、廢物、煙塵等給人們身體健康和生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅，應(yīng)引起廣泛關(guān)注。對于此，我們應(yīng)充分認(rèn)識到綠色化學(xué)的重要意義和價(jià)值，這也將作為素質(zhì)教育的重要內(nèi)容之一。

1 綠色化學(xué)的概念與原則

1.1 概念

綠色化學(xué)是指基本原則為原子經(jīng)濟(jì)性的化學(xué)過程和化學(xué)反應(yīng)，即在化學(xué)反應(yīng)中對每個參與反應(yīng)的原料因子進(jìn)行充分利用，在獲得新物質(zhì)的同時(shí)確保零排放，使資源得到充分利用，且不會造成環(huán)境污染問題。同時(shí)通過無毒害的催化劑、助劑以及溶劑等，生產(chǎn)出對人體健康、環(huán)境保護(hù)有積極作用的環(huán)境友好型化學(xué)產(chǎn)品。綠色化學(xué)的核心是通過化學(xué)原理使污染在源頭上得到消除。綠色化學(xué)與環(huán)境化學(xué)之間存在差異，環(huán)境化學(xué)作為一門科學(xué)，其主要研究對象是污染物，研究內(nèi)容包括污染物存在形式、分布特點(diǎn)、遷移與運(yùn)行、對生態(tài)環(huán)境造成的影響等。綠色化學(xué)是從開始階段就通過化學(xué)原理預(yù)防污染，這也是其最大特點(diǎn)，所以綠色化學(xué)的過程及其終端才能夠?qū)崿F(xiàn)零污染與零排放。綠色化學(xué)又被稱為環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué)，針對傳統(tǒng)化學(xué)中對環(huán)境產(chǎn)生破壞的反應(yīng)，綠色化學(xué)將通過新環(huán)境友好反應(yīng)將其取代。

1.2 原則

綠色化學(xué)的應(yīng)用需要遵循一定原則，只有遵循應(yīng)用原則才能將綠色化學(xué)的實(shí)際意義充分發(fā)揮出來。綠色化學(xué)應(yīng)用原則概括起來主要包括以下內(nèi)容：第一，從廢物產(chǎn)生上進(jìn)行預(yù)防，避免產(chǎn)生之后再進(jìn)行處理。第二，化學(xué)反應(yīng)應(yīng)盡量控制能量消耗，以經(jīng)濟(jì)條件和生態(tài)環(huán)境可接受為準(zhǔn)。第三，化學(xué)反應(yīng)中盡量避免分離試劑、溶劑等輔物質(zhì)的應(yīng)用，若有涉及應(yīng)選擇無毒的輔物質(zhì)。第四，化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不僅要將原功能保持，還應(yīng)盡量減少毒性或做到無毒。第五，化學(xué)反應(yīng)所涉及的物質(zhì)應(yīng)盡量減少毒性甚至做到無毒，避免給人體健康和生態(tài)環(huán)境造成影響。第六，在最終產(chǎn)物中嵌入、并入所有起始物質(zhì)是合成方法設(shè)計(jì)的重中之重。第七，化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將產(chǎn)品本身性質(zhì)考慮在內(nèi)，當(dāng)其功能發(fā)揮之后不能在環(huán)境中滯留，應(yīng)降解成為無毒、無害的產(chǎn)物。第八，針對衍生中一些不必要的過程應(yīng)盡量避免，如臨時(shí)修改化學(xué)過程、物理過程等。第九，盡量選擇具備高選擇性的催化劑，而非依靠反應(yīng)物配料比的提高。第十，如果經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件允許應(yīng)使用可再生原材料。第十一，深入研究并開發(fā)綠色化學(xué)的分析方法，使其實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控和實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免有害物質(zhì)產(chǎn)生。第十二，化學(xué)過程中涉及的物質(zhì)應(yīng)盡量避免著火、爆炸等危險(xiǎn)事件的存在。

2 綠色化學(xué)的研究內(nèi)容和方向

2.1 研究內(nèi)容

通常情況下，化學(xué)反應(yīng)容易受以下幾方面因素影響：第一，起始物或原料性質(zhì)。第二，合成路線或試劑特點(diǎn)。第三，反應(yīng)條件。第四，目標(biāo)分子或產(chǎn)物性質(zhì)。這一系列因素之間存在著密切聯(lián)系，在一定條件下可產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，所以這些方面也是綠色化學(xué)的主要研究內(nèi)容。

綠色化學(xué)研究內(nèi)容的重點(diǎn)在于：第一，重新設(shè)計(jì)化合物，保證人體健康和生態(tài)環(huán)境，這也是研究綠色化學(xué)的重要內(nèi)容。第二，探索更安全、更新、更利于環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝與合成路線，這部分內(nèi)容的研究可以從起始化合物以及原料的變換、新試劑引入上著手。第三，不斷改善并突破化學(xué)反應(yīng)條件，使其對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害降低，廢棄物排放減少。綠色化學(xué)追求更安全的理念，不僅體現(xiàn)在人體健康方面，還體現(xiàn)在整個生命周期影響下的動物、植物等方面。在考慮直接影響的同時(shí)，不能忽視代謝物毒性等間接影響。

2.2 研究方向

綠色化學(xué)以原料、溶劑、化學(xué)反應(yīng)、催化劑、產(chǎn)品為中心展開研究，主要包括以下方面：第一，對綠色反應(yīng)進(jìn)行開發(fā)，使原子利用率得到提升。第二，選用無毒害原料。第三，在催化劑選擇上應(yīng)注意無毒害。第四，在溶劑選擇上應(yīng)注意其無毒、無害。第五，發(fā)展綠色工藝技術(shù)。第六，開發(fā)綠色產(chǎn)品。

3 綠色化學(xué)教育實(shí)施的方法和意義

3.1 實(shí)施方法

首先，通過化學(xué)知識滲透綠色化學(xué)意識。綠色化學(xué)的相關(guān)教育是中學(xué)化學(xué)教育工作的重點(diǎn)內(nèi)容。由于中學(xué)化學(xué)課程中包括了化工生產(chǎn)相關(guān)知識，這是滲透綠色化學(xué)意識的素材，在傳授知識過程中可通過實(shí)例講解、對比的方式逐漸滲透給學(xué)生，使學(xué)生建立綠色化學(xué)意識。例如：可通過三個途徑固定氮：一是人工化學(xué)固定；二是苜蓿與豆科植物根部瘤菌固定；三是閃電固定。其中人工化學(xué)固定的方式工藝復(fù)雜且能源消耗較高，生產(chǎn)過程會影響環(huán)境。而植物根部瘤菌固定的方式不僅不會造成能源消耗，還不需要機(jī)械設(shè)備等，同時(shí)不會污染環(huán)境，此種固定氮的方法體現(xiàn)了綠色化學(xué)。其次，通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)滲透綠色化學(xué)意識。在綠色化學(xué)應(yīng)用原則中要求化學(xué)過程中涉及的物質(zhì)應(yīng)盡量避免著火、爆炸等危險(xiǎn)事件的存在。這可以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到體現(xiàn)，進(jìn)而引起學(xué)生思考。例如：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，藥品取用應(yīng)定量化，部分藥品的取用需要通過微型化操作或取最小量；在氫氣、乙烯、甲烷等物質(zhì)點(diǎn)燃之前應(yīng)先檢驗(yàn)其純度；在銀氨溶液配置過程中，應(yīng)做到隨配隨用，不能長時(shí)間放置等；稀釋濃硫酸過程中應(yīng)謹(jǐn)防其爆沸等。最后，通過社會實(shí)踐活動中滲透綠色化學(xué)意識?；瘜W(xué)教育除具備知識性特點(diǎn)之外，還具備社會性、開放性特點(diǎn)，因此可由學(xué)校組織，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入造紙廠進(jìn)行參觀，對其污水排放給環(huán)境帶來的影響進(jìn)行深入了解，讓學(xué)生在參觀過程中親身體驗(yàn)到綠色化學(xué)的重要意義，豐富學(xué)生感受，增強(qiáng)學(xué)生意識。

3.2 實(shí)施意義

伴隨著環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重，人們對環(huán)境問題的關(guān)注程度也隨之提升。在化學(xué)工業(yè)方面，人們提出了諸多質(zhì)疑，懷疑化學(xué)的科學(xué)性。人們認(rèn)為環(huán)境污染嚴(yán)重的根本原因是化學(xué)。對于此，化學(xué)研究者除堅(jiān)信化學(xué)屬于中心科學(xué)之外，還應(yīng)做好宣傳工作。首先，應(yīng)面向?qū)W生進(jìn)行宣傳，將化學(xué)在人們生活質(zhì)量提升、身體健康、社會發(fā)展等方面的積極影響介紹給學(xué)生，并宣傳化學(xué)在科學(xué)技術(shù)中的關(guān)鍵性地位。其次，在化學(xué)研究方面應(yīng)做好反思工作，積極總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并努力改進(jìn)和完善，以綠色化學(xué)應(yīng)用的基本原則為依據(jù)，對合成路線進(jìn)行深入研究，對生產(chǎn)工藝和技術(shù)進(jìn)行認(rèn)真檢討，探索出新反應(yīng)條件，使原子合成路線得到突破，開發(fā)并生產(chǎn)出更新、更安全的化學(xué)物，讓化學(xué)工?I成為綠色工業(yè)。為社會發(fā)展提供更多、更優(yōu)質(zhì)的技術(shù)材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。

環(huán)境化學(xué)的研究方法范文第2篇

1.（1）觀測圖繪制。該圖的繪制主要針對城市環(huán)境中某些特定參數(shù)，例如化學(xué)元素種類，在該圖中應(yīng)當(dāng)有相關(guān)的標(biāo)示，且每種元素的檢測值應(yīng)當(dāng)與分布地理位置進(jìn)行對應(yīng)。這繼承了傳統(tǒng)地球化學(xué)觀測圖的繪制方法。

（2）化學(xué)系統(tǒng)分布圖繪制。該圖需要針對區(qū)域進(jìn)行，通過特定的觀測手段與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將區(qū)域內(nèi)地球化學(xué)的相關(guān)參數(shù)以空間分布形式展現(xiàn)出來。

（3）化學(xué)系統(tǒng)關(guān)系圖繪制。有了化學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布，要想獲得更多的信息，還需要將這些信息有條理的建立聯(lián)系。例如水文觀測與地球環(huán)境化學(xué)轉(zhuǎn)移，運(yùn)用模擬遷移對地球化學(xué)的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行分析。景觀地球?qū)W則更有利于展示地球化學(xué)的系統(tǒng)概覽，對于化學(xué)轉(zhuǎn)移的過程有更加直觀的理解，相關(guān)化學(xué)控制因素也更加突出。這樣的關(guān)系圖能夠有效的模擬真實(shí)環(huán)境系統(tǒng)的各項(xiàng)化學(xué)行為，并且在加入評價(jià)體系后，人類主觀的參與可以將該圖作為環(huán)境規(guī)劃的主要參考內(nèi)容。

（4）預(yù)測圖繪制。更接近實(shí)際的地理圖，通過分布圖和關(guān)系圖的分析，在預(yù)測圖上針對區(qū)域進(jìn)行環(huán)境污染的分析，預(yù)測污染的過程和涉及范圍，在聯(lián)系實(shí)際情況規(guī)劃污染治理策略，是主要的環(huán)境治理參考圖。

2.城市環(huán)境地球化學(xué)中人為因素人類生產(chǎn)生活活動向自然環(huán)境中釋放了多種有害元素，這些元素一是生產(chǎn)活動釋放，例如化肥農(nóng)藥的使用，向自然環(huán)境中釋放了打破原有平衡的元素，還改變了土壤的主要結(jié)構(gòu)，破壞了土壤化學(xué)平衡，相應(yīng)的土壤受到污染還會將這些有害元素通過循環(huán)作用釋放到更大的環(huán)境中；二是生活廢物的排放，這些有害廢物不經(jīng)處理直接進(jìn)入環(huán)境中，例如生活廢水和垃圾，因?yàn)槭澄镒冑|(zhì)產(chǎn)生的有害元素因此進(jìn)入土壤或者水環(huán)境，城市垃圾的主要處理方法填埋等幾種處理方法又將這些有害元素富集起來，加重了城市水環(huán)境和土壤環(huán)境的污染。

二、城市環(huán)境地球化學(xué)治理工程學(xué)

城市環(huán)境出現(xiàn)了嚴(yán)重污染，就需要人為進(jìn)行治理和幫助環(huán)境進(jìn)行自我恢復(fù)，地球環(huán)境治理工程學(xué)的相關(guān)技術(shù)和原理就發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。治理學(xué)是工程學(xué)新生分支學(xué)科，對環(huán)境發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，從其根本目標(biāo)和基本科學(xué)思想來看，有著巨大的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)當(dāng)受到國家相關(guān)部門和社會各界的關(guān)注。地球環(huán)境治理工程學(xué)也可以稱作是地球化學(xué)改造應(yīng)用科學(xué)，利用地球自然資源和基礎(chǔ)化學(xué)特性，盡量降低人類對自然環(huán)境的干擾，按照原有化學(xué)環(huán)境進(jìn)行人為的平衡。地球環(huán)境治理工程學(xué)與人類生存的環(huán)境有著至關(guān)重要的作用，從地球環(huán)境化學(xué)基本原理入手，研究地球上各大生態(tài)體系及生態(tài)體系之間的關(guān)系，更關(guān)注了交互關(guān)系的研究，將污染原理、規(guī)律和環(huán)境效應(yīng)直觀的表達(dá)出來，所以地球環(huán)境治理工程學(xué)應(yīng)當(dāng)用做與環(huán)境發(fā)展，合理治理和修復(fù)以破壞的城市生態(tài)壞境。

環(huán)境化學(xué)的研究方法范文第3篇

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué) 可持續(xù)發(fā)展 清潔生產(chǎn)

中圖分類號：X38 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0263-01

隨著全球性資源的消耗和環(huán)境污染問題的急劇增加， 人類的發(fā)展受到了前所未有的威脅。人類正面臨著有史以來最嚴(yán)重的生態(tài)和環(huán)境危機(jī)。當(dāng)代全球面臨的十大環(huán)境問題其中大部分與化學(xué)和化工產(chǎn)品的化學(xué)物質(zhì)污染有直接關(guān)系， 綠色化學(xué)就由此而生。

綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)或環(huán)境無害化或清潔化學(xué)，即是利用新的化學(xué)方法， 減少或消除有害物質(zhì)的使用， 避免副產(chǎn)物、有害產(chǎn)物的產(chǎn)生， 實(shí)現(xiàn)“ 零排放” ， 從而維護(hù)人類健康、生態(tài)環(huán)境和社會安全的化學(xué)。綠色化學(xué)是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。要從根本上解決環(huán)境污染問題必須發(fā)展綠色科技， 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。發(fā)達(dá)國家對環(huán)境的治理已開始從治標(biāo)轉(zhuǎn)向治本。科學(xué)界已經(jīng)越來越廣泛地認(rèn)識到：我們正面臨可持續(xù)發(fā)展問題的深刻挑戰(zhàn)， 必須從節(jié)約資源和防止污染的觀點(diǎn)來重新審視和改革現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)， 發(fā)展新的可持m發(fā)展的新技術(shù)。

一、國內(nèi)外綠色化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

綠色化學(xué)在節(jié)約原料、防治污染、保障人類健康與安全方面發(fā)揮了日益顯著的作用， 受到社會的廣泛關(guān)注。一些發(fā)達(dá)國家走在了前列。1996 年美國政府設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎， 下設(shè)學(xué)術(shù)獎、小企業(yè)獎、新合成路線獎、新反應(yīng)類型獎和無害化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)獎， 每年頒發(fā)一次。

二、綠色化學(xué)―化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的結(jié)合

綠色化學(xué)就是化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展結(jié)合在一起， 它的發(fā)展方向是化學(xué)要適應(yīng)于改善人們的健康和保護(hù)環(huán)境的要求。21 世紀(jì)是綠色產(chǎn)業(yè)， 綠色消費(fèi)和綠色文明的世界。綠色化學(xué)為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)帶來希望?；瘜W(xué)是中心學(xué)科之一。綠色化學(xué)在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

1. 21 世紀(jì)的化學(xué)―綠色化學(xué)

綠色化學(xué)是具有確定的社會需要和科學(xué)目標(biāo)的新興的多學(xué)科相互滲透和交叉的基礎(chǔ)學(xué)科。綠色化學(xué)是為了滿足人類的需要而一步一步形成的。是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果。綠色化學(xué)跟傳統(tǒng)化學(xué)相比具有更高層次。它的定義是：利用化學(xué)的工藝和方法去減少或消除那些對人體健康、環(huán)境有害的物質(zhì)產(chǎn)生。綠色化學(xué)的目的是不再使用有毒、有害的物質(zhì)， 不再產(chǎn)生廢物， 不再處理廢物。它是一門從源頭上預(yù)防污染， 最大限度地合理利用資源， 實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)及生態(tài)平衡等方面滿足人類可持續(xù)發(fā)展的化學(xué)。綠色化學(xué)研究的基本內(nèi)容是：圍繞化學(xué)反應(yīng)、催化劑、原料、溶劑和產(chǎn)品的綠色化展開。綠色化學(xué)采用無毒、無害， 可再生資源為原料， 實(shí)現(xiàn)原料的綠色化；發(fā)展原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)， 用來增加反應(yīng)的選擇性， 以實(shí)現(xiàn)全部反應(yīng)的綠色化， 最終得到綠色化的產(chǎn)品綠色化學(xué)徹底擺脫了那種先發(fā)展后治理， 發(fā)展經(jīng)濟(jì)是以犧牲環(huán)境為前提的發(fā)展規(guī)律， 進(jìn)而采用綠色與環(huán)境相兼容的發(fā)展方式， 從根本上解決污染的產(chǎn)生， 從源頭上降低或消滅污染， 滿足了當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的需要。所以， 綠色化學(xué)是21 世紀(jì)化學(xué)發(fā)展研究最的新方向。

2.綠色化學(xué)的研究原則

綠色化學(xué)的目的和研究范圍是從源頭上擺脫染源， 而不是被動地治理環(huán)境污染問題。故， 它的研究必須符合以下原則。

2.1原子經(jīng)濟(jì)性。綠色化學(xué)的主要特點(diǎn)是原子經(jīng)濟(jì)性。原子經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)是使原料分子中的原子更多或全部地進(jìn)入最終的產(chǎn)品之中。最大限度地利用了反應(yīng)原料，最大限度地節(jié)約了資源；最大限度地減少了廢物的排放，因而最大限度地減少了環(huán)境污染， 適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.2預(yù)防環(huán)境污染。這既能帶來經(jīng)濟(jì)效益又能帶來環(huán)境效益。通過有意識地設(shè)計(jì)1 個不產(chǎn)生廢物的反應(yīng)， 分離、治理和處理有毒物質(zhì)的必要就減少了。防止廢物的生成， 而不是廢物產(chǎn)生后再處理。

3.開發(fā)環(huán)境友好產(chǎn)品

綠色化學(xué)開發(fā)研究環(huán)境友好型產(chǎn)品 就是為了消除污染環(huán)境產(chǎn)品的消極影響。隨著保護(hù)環(huán)境的呼吁聲日益增加， 在汽車燃料方面， 已逐步推廣使用壓縮燃?xì)?、液化石油氣、甲醇和乙醇等無污染燃料， 另外也成功開發(fā)了環(huán)境友好海洋生物防垢劑和防止“白色污染”的生物降解塑料等。

參考文獻(xiàn)

[1]Anastas P T， and Williamson T C， Green Chemistry - designing chemistry for the environment ， ACS symoposium Series 626th ， Washington D C ：American Chemical Society ， 1996

[2]劉文莉， 姜海波.中國人口資源與環(huán)境.2000， 10 ：79

環(huán)境化學(xué)的研究方法范文第4篇

關(guān)鍵詞：中學(xué)生 化學(xué) 發(fā)展 發(fā)展趨勢

21世紀(jì)的社會主角是當(dāng)代的中學(xué)生，21世紀(jì)的化學(xué)發(fā)展還要靠當(dāng)代中學(xué)生的努力。要想在化學(xué)方面有所建樹，中學(xué)生就應(yīng)該了解化學(xué)的發(fā)展歷程及未來的發(fā)展趨勢。

自人類出現(xiàn)后，化學(xué)便與人類結(jié)下了不解之緣。遠(yuǎn)古時(shí)代的鉆木取火，用火燒煮食物，制陶，冶銅和鐵器等等，這些化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用極大地促進(jìn)了當(dāng)時(shí)社會生產(chǎn)力的發(fā)展，標(biāo)志著人類社會的進(jìn)步。今天，化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，在科學(xué)技術(shù)和社會生活的各個方面起著越來越大的作用。那么，從古至今，伴隨著人類社會的進(jìn)步，化學(xué)歷史的發(fā)展經(jīng)歷了哪些時(shí)期呢？

一、化學(xué)學(xué)科發(fā)展歷程的回顧

1、遠(yuǎn)古的工藝化學(xué)時(shí)期

在遠(yuǎn)古的工藝化學(xué)時(shí)期，人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝，主要是憑借幾千萬年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)摸索出來的，當(dāng)時(shí)化學(xué)雖然知識還沒有形成，但已經(jīng)有了萌芽，這便是化學(xué)發(fā)展的萌芽時(shí)期。

2、煉丹術(shù)和煉金術(shù)時(shí)期

大約到了公元前1500年，人們開始對長生不死向往，戰(zhàn)國時(shí)期的方士認(rèn)為只有金石之類的不朽之物方能成就人們的不死之身。于是，煉丹術(shù)便由此開始。由于絲綢之路的開通，中國的煉丹術(shù)逆向傳入歐洲的波斯和阿拉伯地區(qū)。這時(shí)的波斯已經(jīng)伊斯蘭化，伊斯蘭教徒?jīng)]有得道成仙、長生不老的觀念，他們只有對金的崇拜，于是人們想把其他金屬皆變作黃金，因此煉丹術(shù)在該地區(qū)演化成煉金術(shù)。這便是最早的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，化學(xué)方法轉(zhuǎn)而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當(dāng)?shù)膽?yīng)用。在歐洲文藝復(fù)興時(shí)期，出版了一些有關(guān)化學(xué)的書籍，第一次有了“化學(xué)”這個名詞。英語的chemistry起源于alchemy（煉金術(shù)）。

3、燃素化學(xué)時(shí)期

從1650年到1775年，隨著冶金工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)的積累，人們總結(jié)感性知識，認(rèn)為可燃物能夠燃燒是因?yàn)樗腥妓?，燃燒的過程是可燃物中燃素放出的過程，可燃物放出燃素后成為灰燼。

4、定量化學(xué)時(shí)期

氣體化學(xué)的定量方法的應(yīng)用，從化學(xué)科學(xué)內(nèi)部不斷地沖擊著陳舊的燃素學(xué)說。而在十八世紀(jì)后期的工業(yè)革命和資產(chǎn)階級民主革命，推動整個自然科學(xué)進(jìn)入了一個空前的發(fā)展時(shí)期。這就又在化學(xué)科學(xué)外部提供了燃素學(xué)說，建立科學(xué)燃燒理論的條件。綜合這些因素，就使得化學(xué)家能夠把從氣體性質(zhì)中推導(dǎo)出來的物理概念應(yīng)用到傳統(tǒng)的化學(xué)中去，建立了新的氧化學(xué)說。1775年前后，拉瓦錫用定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)闡述了燃燒的氧化學(xué)說，開創(chuàng)了定量化學(xué)時(shí)期，實(shí)現(xiàn)了一場深刻的化學(xué)革命。這樣，化學(xué)也就從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)性的學(xué)科，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢杂脭?shù)學(xué)進(jìn)行定量計(jì)算的學(xué)科了。

二、化學(xué)學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀

20世紀(jì)初化學(xué)已深入到原子、分子層次，化學(xué)成為在原子、分子層次上研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性能的科學(xué)，建立了一套物質(zhì)分子的研究方法(包括理論研究和計(jì)算，分子層次上的測量，微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)的研究)。這些科研成果如約里奧-居里夫婦用人工方法創(chuàng)造出放射性元素、在費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)下成功地建造了第一座原子反應(yīng)堆、化學(xué)鍵和現(xiàn)代量子化學(xué)理論的建立、合成化學(xué)、高分子科學(xué)的建立和發(fā)展等等使化學(xué)發(fā)生了深刻地變化。

在進(jìn)入21世紀(jì)的今天，人們在談?wù)摽茖W(xué)的發(fā)展時(shí)指出，“這將是一個生命科學(xué)和信息科學(xué)的世紀(jì)?！蹦敲椿瘜W(xué)還有什么用呢？如諾貝爾獲得者H.W.Kroto在回答這個問題時(shí)所述，“正是因?yàn)槭巧茖W(xué)和信息科學(xué)的世紀(jì)，所以化學(xué)才更為重要。”因?yàn)檫@是一門承上啟下、滲透于各種新興交叉學(xué)科的中心科學(xué)?；瘜W(xué)的原理和這些研究方法廣泛使用于其他學(xué)科，使化學(xué)滲透到其他學(xué)科形成許多新的交叉前沿學(xué)科，從而使化學(xué)處于中心學(xué)科的地位。

材料化學(xué)、生命化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、綠色化學(xué)等均屬于新的交叉前沿學(xué)科。

1、材料化學(xué)

材料科學(xué)的發(fā)展十分迅速，它是物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物、工程等一級學(xué)科交叉而產(chǎn)生的新學(xué)科領(lǐng)域。材料化學(xué)處于核心地位，它的應(yīng)用目的性很強(qiáng)。它是人類衣、住、行、用的原料，也是社會生產(chǎn)的最根本的物質(zhì)基礎(chǔ)。比如新型高分子薄膜材料及其多層膜形成技術(shù)的研發(fā)成功，才使得舉世稱譽(yù)的“水立方”游泳館的設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，為2008年北京奧運(yùn)會增添了色彩。

功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是社會發(fā)展、國民經(jīng)濟(jì)及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。它不僅對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，還對我國相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展起著重要的促進(jìn)作用。

當(dāng)前國際功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨著新的突破，諸如超導(dǎo)材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)換及材料的分子、原子設(shè)計(jì)等正處于日新月異的發(fā)展之中，發(fā)展功能材料技術(shù)正在成為一些發(fā)達(dá)國家強(qiáng)化其經(jīng)濟(jì)及軍事優(yōu)勢的重要手段。

目前已發(fā)現(xiàn)上千種超導(dǎo)材料，但是實(shí)際上只有鈮基超導(dǎo)體[1]真正投入使用。以NbTi[2]、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化。以鈮為基礎(chǔ)的導(dǎo)體做成線材、電纜和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體已經(jīng)成為高磁場領(lǐng)域必不可少的工具。

鈮基超導(dǎo)體最突出的用途是醫(yī)療診斷上的磁性共振成像技術(shù)(MRI)。 在醫(yī)療器械領(lǐng)域，超導(dǎo)體已經(jīng)開辟出約2.5 B$ 的市場。MRI的一個典型的功能例子是腦成像，因血液中氧的含量不同，因而其磁特性不同，從而可探測大腦的活動。

第二個重要用途是核磁共振(NMR)的光譜技術(shù)，NMR 光譜在化學(xué)，生物學(xué)，醫(yī)學(xué)和材料研究領(lǐng)域已成為有力的分析工具。在NMR光譜方面，被研究的某一同位素共振線的光譜被記錄下來和分析，可以得到試樣中分子結(jié)構(gòu)的信息。商業(yè)用NMR光譜的范圍現(xiàn)在300 MHz(7T)和900 MHz (18.8T)之間。磁場達(dá)到400 MHz(9.4T)以上時(shí)，只能采用NbTi導(dǎo)體。對于500 MHz (11.8T) 和更高磁場的磁體, 其內(nèi)部高磁場部分采用的是Nb3Sn導(dǎo)體制成, 因此是NbTi/Nb3Sn的復(fù)合體。

另一個應(yīng)用領(lǐng)域是核熔融技術(shù)。電能不僅可以由重核分裂產(chǎn)生， 而且可以用氫同位素核融解來生產(chǎn)。熔融反應(yīng)只能發(fā)生在非常高的溫度下，此時(shí)必須采用加入粒子的等離子體。該等離子體必須包容在高磁場內(nèi)，該高磁場必須用超導(dǎo)磁體產(chǎn)生，應(yīng)用Nb3Sn材料的熔融裝置具有很高的磁場。核熔融為今后電力生產(chǎn)提供了另一種選擇。

2、生命化學(xué)

生命化學(xué)是運(yùn)用化學(xué)原理及方法研究生命現(xiàn)象及其運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科。它是從分子水平來研究生物體的：研究其成分及它們?nèi)绾伟磭?yán)密特定的方式組合而成；研究其各部分為什么具有其特殊的生理功能；研究生物體是如何進(jìn)行物質(zhì)與能量新陳代謝的；研究生物體如何繁殖，遺傳的原因等等。生命化學(xué)對于改良和創(chuàng)造新生物品種，充分利用資源，豐衣足食，提高生活質(zhì)量和健康水平以及改善環(huán)境均具有極其重要意義。

3、環(huán)境化學(xué)

環(huán)境化學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個分支，就其基礎(chǔ)來看更多的屬于化學(xué)范疇，它使用化學(xué)的基本原理和方法來研究環(huán)境問題。環(huán)境化學(xué)是研究環(huán)境中物質(zhì)相互作用的學(xué)科。環(huán)境化學(xué)的研究任務(wù)主要指分析檢測環(huán)境介質(zhì)中存在的有害物質(zhì)，追蹤它們的來源以及在環(huán)境介質(zhì)中化學(xué)物質(zhì)的行為，了解有害物質(zhì)對生物和人體產(chǎn)生不良影響的規(guī)律，由此會推動環(huán)境分析化學(xué)、大氣環(huán)境化學(xué)、水環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)等三級學(xué)科的發(fā)展。

4、綠色化學(xué)

綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的原料的每個原子，實(shí)現(xiàn)零排放。這樣不僅充分利用了資源，而且不會產(chǎn)生污染，并采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑，生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人身健康的環(huán)境友好產(chǎn)品?；瘜W(xué)家不僅要考慮化學(xué)品生產(chǎn)的可行性及其用途，還要設(shè)計(jì)出不產(chǎn)生或減少污染的化學(xué)過程。綠色化學(xué)將會改變化學(xué)工業(yè)的面貌。

三、化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢

1、化學(xué)仍是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障

不斷提高生存質(zhì)量和生存安全是人類進(jìn)步的標(biāo)志?；瘜W(xué)研究至少可以從三方面對保證生存質(zhì)量的提高做出貢獻(xiàn)：

① 通過研究各種物質(zhì)和能量的生物效應(yīng)的化學(xué)基礎(chǔ)，特別是搞清楚兩面性的本質(zhì)，找出最佳利用條件；

② 研究開發(fā)對環(huán)境無害的化學(xué)品和生活用品，研究對環(huán)境無害的生產(chǎn)方式。提供安全有防病作用的食物和食物添加劑(特別是抗氧化劑)，改進(jìn)食品儲存加工方法，以減少不安全因素，有效防止“三聚氰胺”、“瘦肉精”、“有色饅頭”、“奶茶塑膠”、“有毒黃瓜”等類似事件發(fā)生。

③ 研究大環(huán)境與小環(huán)境中不利因素的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化與人體的相互作用，提出優(yōu)化環(huán)境建立潔凈生活空間的途徑。

健康是重要的生存質(zhì)量的標(biāo)志，預(yù)防疾病將是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的中心任務(wù)?；瘜W(xué)可以從分子水平了解病理過程，提出預(yù)警生物標(biāo)志物的檢測方法，建議預(yù)防途徑。

2、化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用

21世紀(jì)初期，我國重點(diǎn)能源仍然為煤碳、石油、天然氣等能源。這就要求研究高效潔凈的轉(zhuǎn)化技術(shù)和控制低品位燃料的化學(xué)反應(yīng)，使之既能保護(hù)環(huán)境又能降低成本。此外還要開發(fā)新能源，新能源必須滿足高效、經(jīng)濟(jì)、潔凈、安全的要求。太陽能、新型的高效潔凈電源與燃料電池都將成為21世紀(jì)的重要能源。

3、化學(xué)將繼續(xù)推動材料科學(xué)發(fā)展

2l世紀(jì)電子信息技術(shù)將向更快、更小、功能更強(qiáng)的方向發(fā)展。目前正在致力于量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、分子電路、生物蕊片等高新技術(shù)，進(jìn)入分子信息技術(shù)階段要求化學(xué)家設(shè)計(jì)、合成所需的物質(zhì)和材料。

化學(xué)家還應(yīng)該研究各種與電子信息有關(guān)的材料的性質(zhì)和功能以及與各個層次結(jié)構(gòu)的關(guān)系，特別是物質(zhì)與能量的相互作用的化學(xué)特征，創(chuàng)造具有特殊功能的新物質(zhì)和新材料。

最后希望學(xué)生們努力學(xué)習(xí)化學(xué)，將來為化學(xué)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)，加快社會發(fā)展，提高人們的生活質(zhì)量，讓化學(xué)改變整個世界!

參考文獻(xiàn)：

[1] Helmut Krauth. FABRICATION AND APPLICATION OF NbTi AND Nb3Sn SUPERCONDUCTORS.

環(huán)境化學(xué)的研究方法范文第5篇

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；綠色化學(xué)觀；化學(xué)實(shí)驗(yàn)

2001年，我國實(shí)施了基礎(chǔ)教育教學(xué)改革。改革后的新課標(biāo)要求確立以人為本的思想觀念，要求教師要采用多種教育教學(xué)方法?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)初中生可以在學(xué)習(xí)理論知識的同時(shí)提高觀察能力，思維能力，創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。在化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是素質(zhì)教育所積極倡導(dǎo)的。

綠色化學(xué)觀是在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的新的社會歷史背景下產(chǎn)生的，綠色化學(xué)可以預(yù)防化學(xué)污染。所以隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展負(fù)面影響的到來，將綠色化學(xué)融入到教育教學(xué)工作已迫在眉睫。初中老師應(yīng)承擔(dān)起向祖國新一代傳播綠色化學(xué)的責(zé)任和義務(wù)，在教學(xué)時(shí)以素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，將綠色化學(xué)觀貫穿到教學(xué)中，貫穿到實(shí)驗(yàn)中。

一、綠色化學(xué)觀與初中化學(xué)

要想在教學(xué)中貫穿綠色化學(xué)觀，首先要明確什么是綠色化學(xué)觀。綠色化學(xué)是指對自然環(huán)境無害的、清潔的、友好的化學(xué)。綠色化學(xué)觀倡導(dǎo)在化學(xué)轉(zhuǎn)換的整個過程中和結(jié)果里低污染，低排放。綠色化學(xué)要求盡可能提高原子的利用率，要有效預(yù)防污染的發(fā)生。所以說綠色化學(xué)觀是針對節(jié)能減排的一個重要的指導(dǎo)觀念。綠色化學(xué)觀又包括綠色化學(xué)的發(fā)展觀，綠色化學(xué)的價(jià)值觀，綠色化學(xué)的道德觀和綠色化學(xué)的教育觀。

綠色化學(xué)的發(fā)展觀是指在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)注意資源和環(huán)境相協(xié)調(diào)，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)兼顧對污染物的控制和廢物的排放，要節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境，注意社會的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)的價(jià)值觀指人們在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，對化學(xué)與環(huán)境所持有的觀點(diǎn)和看法。綠色化學(xué)的價(jià)值觀要求教師在在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)注意引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識人與自然相平等的觀念，將綠色化學(xué)觀作為重要的教育指導(dǎo)思想。綠色化學(xué)的道德觀是在現(xiàn)代環(huán)境日益惡化的背景下產(chǎn)生的，初中教師應(yīng)樹立正確的道德觀，加深對綠色化學(xué)觀的認(rèn)識，要認(rèn)識到綠色化學(xué)不僅是社會化學(xué)工作者的任務(wù)，也是整個化學(xué)領(lǐng)域的責(zé)任和義務(wù)。初中化學(xué)教師有責(zé)任向?qū)W生傳授綠色化學(xué)的思想和知識。綠色化學(xué)的教育觀要求教師在教學(xué)過程中要時(shí)刻謹(jǐn)記綠色化學(xué)觀，將綠色化學(xué)融入到教育教學(xué)工作中。

化學(xué)教師要想將綠色化學(xué)應(yīng)用到自己的教學(xué)工作中就要從自身做起，提高自身的知識和素質(zhì)，調(diào)整自己的知識體系，豐富自己的知識，尤其是有關(guān)綠色化學(xué)的知識。要理解綠色化學(xué)的思想內(nèi)涵、主要內(nèi)容和實(shí)施綠色化學(xué)的方法途徑。

二、在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)綠色化學(xué)觀

在新課改的背景下，初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材也做出了相應(yīng)的改變，現(xiàn)行的初中化學(xué)課本有關(guān)實(shí)驗(yàn)的部分充分體現(xiàn)著綠色化學(xué)的思想。比如說刪除了一些相對危險(xiǎn)的、有害的試劑的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對其他實(shí)驗(yàn)的試劑的用量也給出了明確的規(guī)定。新編的人教版初中化學(xué)課本引入了試劑用量少，排出的廢物較少的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中也介紹了尾氣和廢液的處理方法。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)觀的重要一部分，為了能更好的培養(yǎng)綠色化學(xué)觀念，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)記住以下幾點(diǎn)：

（一）做微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)并不是對化學(xué)實(shí)驗(yàn)簡單地減少用量，而是在微型條件下重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)達(dá)到既能完成教學(xué)目標(biāo)又能節(jié)能減排的目的。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般對試劑的需求量較低，節(jié)約了藥品。同時(shí)實(shí)驗(yàn)裝置也更加的簡單易行，容易操作。有的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)甚至利用生活中的廢物來進(jìn)行。比如用藥品使用后的鋁板代替滴板，這樣對廢物進(jìn)行利用減少了對環(huán)境的污染。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了綠色化學(xué)的觀念。

（二）規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)

高中教師在引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意規(guī)范性，對前期實(shí)驗(yàn)藥品的取用步驟和后期廢料的處理都要嚴(yán)格規(guī)范。比如在聞氣味時(shí)注意開口不能過大防止有毒氣體的泄露；取藥品時(shí)不能取量太多，以免造成浪費(fèi)：對于實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的廢液要按類倒入不同的回收容器中然后進(jìn)行無公害處理；對于廢氣要進(jìn)行吸收處理。

（三）串聯(lián)化學(xué)實(shí)驗(yàn)

對于一些有聯(lián)系性的實(shí)驗(yàn)，教師在設(shè)計(jì)時(shí)可以將它們放在一起，這樣能避免重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，減少了對實(shí)驗(yàn)藥品的浪費(fèi)。比如在做濃硫酸和銅的反應(yīng)，觀察完反應(yīng)過程還可以利用反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫做二氧化硫使品紅褪色的實(shí)驗(yàn)。這種利用實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物去做下一個驗(yàn)的教學(xué)方法充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想。

（四）微視頻展示實(shí)驗(yàn)

對于一些藥品用量大，污染厲害不好控制的實(shí)驗(yàn)，教師可以錄制成微視頻，錄制時(shí)要逼真全面，讓學(xué)生有身臨其境的感覺，上課時(shí)以微視頻的形式展示給學(xué)生，可以讓學(xué)生在了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)減少對藥品的的浪費(fèi)、降低環(huán)境污染。

（五）定期舉行綠色化學(xué)專題討論