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一、教师要有渗透环境保护的意识
“思想支配行动”，作为化学教师而言，首先要在思想上引起足够的重视，要意识到化学教学对环境教育的重要性和必要性，只有这样，咱们才能在化学教学中有意识的对学生进行环境教育，提高学生的环境保护意识。
二、在实验教学中渗透环境教育
化学实验，不论是演示实验还是分组实验，它们既能培养学生的动手能力、观察能力、思维能力，又能很好的对学生进行环境教育。而“化学是一门以实验为基础的科学，化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。”因此，在化学实验中渗透环境教育就更生动、更具体、更直接、更有教育意义。如药品取用为什么要按规定用量，没说明用量则取少量，固体药品盖满试管底部，液体药品则取1－2ml，这样既节约药品又减少对环境的污染。再如对用剩药品的处理：为什么不能放回原瓶，不能抛弃，不能带出实验室，要放在指定容器里，其根本原因就是为了防止造成对环境的污染和危险；硫磺在空气中的燃烧需要在密闭的容器中进行；制气体的装置为什么首先要检查装置的气密性；一氧化碳还原氧化铁为什么要对尾气进行处理；以及闻气体的方法；化学试剂的贮存和使用等等。化学实验是对学生进行环境教育的重要环节，也是环境教育的重要时机，教师必需运用好这环节，对学生进行环境教育。
三、在课堂教学中渗透环境教育
新课标提倡：“以教师为主导，以学生为主体”。教师要充分利用现有教材中的环境教育因素加强对学生的环境教育。例如，在讲“我们周围的空气”一单元时，可以给学生讲解空气的污染与治理，沙尘瀑的产生与防治，也可根据学生的实际，讲解如何避免SO2、CO的中毒以及SO2、CO中毒后如何处理；还可以给学生讲解臭氧的作用以及出现臭氧空洞的严重后果等。在讲解“自然界的水”时，淡水资源的危机、水体的污染便可贯穿其中，从全球来看，淡水资源短缺，分布不均，而水污染又在进一步加剧，造成淡水供需矛盾的尖锐；这样能很好的让学生意识到，环境污染给人类造成的极大危害，使之体会到水资源保护的重要性；讲解“碳和碳的氧化物”的知识学习后，可以给学生介绍“温室效应”的形成、事实、危害。在讲解“使用燃料对环境的影响”时给学生讲解酸雨的形成、空气的污染、温室效应，以及为何要寻找和开发新能源等。在讲解“金属资源的利用和保护”时，教育学生为什么要合理开采和利用资源以及废旧电池为何要回收等；在讲解“有机合成材料”时给学生讲解什么是“白色污染”以及如何解决“白色污染”，教育学生从身边的小事做起，争做保护环境的主人。
作为化学教师要充分利用书本知识，结合身边实际把环境教育穿穿于课堂教学之中，让学生了解环境问题的前因后果以及一些相应的解决办法，培养学生的环境忧患意识。
四、在课外活动中渗透环境教育
教育的目的之一就是让学生获得知识、具有一定的能力，因此环境教育的根本目的就是要让学生明白为什么要保护环境。教师可以利用如3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日，争取当地有关部门的支持，让学生参与到活动中去，使学生通过这些活动受到教育，从而提高环境保护的认识。还可以利用寒署假、节日等空余时间让学生通过开展社会调查的方式对自己生活的地方进行环境调查，看一看我们身边存在哪些环境问题？造成这些环境污染的原因是什么？首要污染物是什么？有什么严重后果？可以通过什么方法加以解决等，从而提高学生的环境保护意识，增强社会责任感。
五、在化学试题中渗透环境教育
重视环境保护，治理环境污染，实现社会、经济的可持续发展，已成为大家的共识，环境问题已成为世界性热点，社会各界对环境保护的呼声日趋高涨。2006年4月17日第六次全国环保大会在漫天的浮尘中召开。开幕式上，从黄色沙尘中走来的国务院总理的开场白振聋发聩。温总理提醒代表们：发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的环境问题在我国已集中出现。目前全世界每年因沙尘暴损失480亿美元，我国损失也达65亿美元。如果在中学化学教学中与时俱进，加强对中学生的环保教育，则能让学生养成保护环境的良好习惯，从而提高全民的环保意识，改善我国公民环境意识较差这一现状，是每一位化学教师义不容辞的责任。那么如何在教学中渗透环保知识呢？下面浅谈一下本人的看法。
一、课堂教学中有机地渗透环保教育
中学化学教材中潜在环境教育的因素很多，日常教学中要把它科学地、巧妙地渗透各章节的教学之中。潜移默化中使学生明白，为了人类自身的生存，就一定要保护环境，爱护我们赖以生存的家园。由于初、高中学生化学储备知识不一样，所以进行环保教育要有针对性，不可一视同仁。
比如对于刚刚接触化学的初中学生，要尽可能多举些事例，以生动、活泼的形象教育为主，适度地进行环保教育，借以提升学生学习化学的兴趣。初中阶段主要应抓住以下四个方面进行环保教育：学习“空气组成”的知识时，除了给学生讲述大气的主要污染物，大气污染的来源和危害，还列举了1995年6月20日我国上海市发生的“光化学烟雾”事件和日本“四日气喘病”等污染事件；在学习“氧气”后利用教材对“臭氧”的介绍，指出空调等的使用，已造成大气臭氧层的破坏，导致臭氧层空洞的出现，致使癌症发病率增加，严重地威胁人类的健康和生命，直接威胁人类的生存。还利用卫星拍摄的南极上空臭氧空洞的照片，以及环境污染对人类造成危害的漫画等，形象地告诉学生保护环境的迫切性和重要性。教材有关“碳及其氧化物”的知识学习后，给学生介绍“温室效应”的形成、事实、危害。在讲《水》一章时，淡水资源的危机、水体的污染便可蕴涵其中：1980年在发展中国家约有3/5的人很难获得安全用水，约有18亿人由于使用受到污染的水而遭到疾病的威胁。从全球来看，淡水资源短缺，分布又不均匀，而水污染又在进一步加剧，造成淡水供需矛盾尖锐。这样尽可能地让学生认识到污染给人类造成的极大危害，使学生从中体会到保护自身生存环境的重要性。
对于高中的学生，教学上应结合他们的认知特点，在各知识点的讲解中引入环境科学领域中新信息，调动学生学习化学的积极性，并注意把知识性教育与环保共寓一体，学生的环保意识就会点点积累，逐步深化。如讲述高中化学教材中“硫及其化合物”时，列举一些事例比如国外的海湾战争、伦敦烟雾事件等。为了引起学生对自身生存环境的关注，又列举80年代以来我国南方重庆、贵阳等工业城市大面积的“酸雨”以及1994年重庆市连续的“四潮黑雨”事件；2005年全国二氧化硫排放量比2000年增加了27%。并趁热打铁与学生共同分析酸雨的危害、形成，启发学生的抽象思维，学生甚至自发地寻找消除措施：有的同学就提出改农村的分散取暖为集体取暖。最后采用近几年的高考题中有关“酸雨”的题目，在测试题中进一步加深学生的印象。在化学教材中还有很多知识点可跟环保教育紧密结合，如：氮的氧化物、电镀、电解、金属的冶炼等。抓住时机把环保教育穿插于课堂教学，让学生了解环境问题的前因后果及相应的解决办法，关注这些问题，培养学生的环境忧患意识。二、环保教育应与化学实验有机结合
化学是一门以实验为基础的科学，在化学实验教学中，也应重视环保教育。据了解，按教学大纲要求，中学需做的化学实验比较多，其中有毒的实验占一半。而绝大多数的学校没有废水回收装置，所以结合化学实验进行环保教育则显得优为重要。
初中学生刚接触化学，必须指导学生要严格按照实验操作的程序，正确地闻气体、取药品。虽然所做实验毒性不大，但为了加深学生的环保意识，在没有废水回收流程这一前提下，每次学生实验都提供一个回收仪器，对收集的废液稍作处理后再行排放。实验结束后把仪器洗涤干净放回原处，擦洗干净实验台面。这样从一开始就让学生养成良好的习惯，受到直观的环境保护的教育。比如做硫在氧气中燃烧的演示实验时，强调硫的用量并在集气瓶中事先放入少量碱液教材在对学生进行环境保护意识教育的同时，也注意改进实验装置，以吸收实验中所产生的有毒气体。例如，改进铜片与硝酸反应的实验，改铜片为铜丝，采用蘸有Na2CO3溶液的棉花来吸收反应所产生的SO2等有毒气体，使这些气体尽量不外逸，以改善学生实验的外部环境，增强学生的环保意识。
高中有些实验毒性较大，国家提出居民区大气的有毒物质21种，中学化学实验室里就有14种。。所以不论是演示实验，还是学生实验，动脑设计环保实验则是重要的一个环节。比如采用全封闭装置制取溴苯：改进铜片与硝酸反应的实验装置，采用蘸有Na2CO3溶液的棉花来吸收反应所产生的SO2等有毒气体，使这些气体尽量不外逸，以改善学生实验的外部环境，增强学生的环保意识。在制取有毒气体时，要强调尾气吸收的重要性，使学生养成一个惯性思维：凡是涉及气体的制备就应考虑尾气的处理。对于学生实验要尽可能采用微型化学实验（如***的性质实验），即对常见实验仪器进行微缩，对常用试剂给出限量。这样既节约了药品，又减少了废液、废气、废渣的产生和排放。总之，通过改进一些实验装置，不仅可收到良好的实验效果，还可把化学实验与环境教育有机结合，进一步增强学生的环保体验。
三、充分利用课外科技活动，推进学生的环保行动
摘要科学技术的进步，将促进社会各项生产事业的发展，使人民生活更加丰富、更为方便，由此也带来各种公害以及破坏自然环境的隐患．只有当人们，尤其是作为跨世纪劳动者的中学生普遍树立起环境意识之时，才能形成社会力量，来共同保护人类自身的生活环境．
关键词中学化学教学，环境化学，环保意识
中图分类号G633．8
人类以其科学技术改造自然，推动社会进步，但同时却给自身带来环境污染的不幸．近代屡屡发生的公害事件终于使人们承认了这一事实，并发现化学品造成的环境污染最为严重．治理已发生的污染固然重要，而根本大计还在防患于未然，要使人们在建设的同时考虑到环境的影响，树立“环境意识”．可见，在中学向学生介绍有关环境化学与防止环境污染的知识是非常必要的．
1加强中学生环境化学教育的重要性
我国属于发展中国家，改革开放以来，乡镇企业异军突起，在带来巨大的经济效益的同时，也给我国广大农村这块净土带来了新的环境污染和劳动保护问题．“八五”期间报道，当时我国大气污染程度已相当于世界发达国家50～60年代污染最严重时期，每年的排尘量为2300万吨，年排放SO2量达14610万吨．到本世纪末，燃烧煤和机动车辆排放出的废气将对大气造成更为严重的污染．面对如此严峻的形势，若不加强环境管理，让不断增加的工业“三废”继续污染环境、破坏生态平衡，就会给我国社会主义建设、经济发展造成严重的后果．所以对全民族进行环境、生态知识的宣传教育是不可缺少的，务必从中学教育抓起．
2结合化学教学对学生开展环境化学教育
2．1通过课堂教育把环境保护作为小公民自觉行动
环境化学重要内容之一，是研究化学污染物在环境中的变化规律，即在原子、分子的水平上用物理化学等方法去研究环境中化学污染物的来源、迁移、转化过程中的化学行为，以及反应机制、积累和归宿等．由于我国公民环境意识较差，这和日趋严重的环境问题是不相适应的．要提高全民的环保意识，使保护环境成为每个公民的自觉行动，首先就要从学生做起，从课堂做起．当学生在做制取Cl2，NO2，H2S等有毒气体实验时，应强调学生注意对制取气体装置气密性的检查、化学药品用量的适当（尽量采用微量，只要达到实验效果明显即可）、以及设计吸收尾气的装置等．实验完毕，还应将废液集中倒入废液缸中，可回收的尽量回收，以养成保护环境的良好习惯．
2．2通过实验开展环境化学知识教育
中学教育目的之一，就是为社会造就合格的后备劳动者．中学化学教育对环境科学的学习将起着启蒙作用，应很好地利用这门实践性很强的学科，通过实验使学生掌握一定的环保知识．中学实验室的污染源多，国家提出居民区大气中的有毒物质有21种，中学化学实验室里就有14种．例如，制取溴苯实验过程中逸出的臭味是溴蒸气，它既污染了教室环境又严重地影响了师生的身体健康．针对这一问题，利用所学知识引导学生认真分析，找出原因是制取溴苯的装置不够严密，因此在反应过程中逸出的Br2通过长玻璃管时不可能完全被冷凝成液体，因而会从导管口逸出．要避免实验中Br2的逸出，就应设法改进实验装置，使整个涉及Br2的反应过程在一个密闭系统内进行，即将反应安排在“Y”形管内进行．在反应装置和HBr气体的吸收装置间串联一个洗气瓶，内装四氯化碳以吸收气体中的Br2．
3理论联系实际提高学生学习环保知识的认识
3．1从人类与大自然的协调中激发学生的学习积极性
新的《化学教学大纲》明确指出：“在教学过程中要十分注意联系实际，以使学生更好地掌握所学的知识和技能，以及这些知识和技能在工农业生产、第三产业、科学技术和日常生活的应用．随着科学技术的发展，联系实际的教学内容应有所增加，可以充实包括环境保护、新内容、新能源、海洋、卫生保舰食品等方面内容，但应限于有关的化学基础知识范围之内”．可见，环境化学基础理论知识和原理的学习是十分重要的，并应着重于理论联系实际和基础知识面的扩展上．要以地球化学知识为基储生态系统中物质循环和能量流动为线索，讲授空气、水体、土壤、森林、植物与人类的关系，展示好的生态小环境和污染严重区的对比，简明介绍当今世界关注的环境问题，以讲座、竞赛等形式让学生提高认识，使学生深切地感到环境化学就在自己身边．
3．2针对温室效应引导学生分析此类生态问题
运用学生所获得的知识，引导分析“温室效应”，使他们了解到由于大气层CO2浓度逐年上升，太阳能辐射的一部分——地球红外辐射热不能透过大气层，因而造成“温室效应”，使地球表面升温、冰川溶化，直接影响着现代文明社会发展的情况．以提高对控制“温室效应”等生态问题的认识．还应让学生通过讨论分析得出人类必须控制战争和固体废物燃烧、大力发展森林等结论，以利于生态环境的改善．
3．3结合现有法律法规的宣传加深学生对环保意义的认识
组织学生参加环保法律法规的宣传，利用3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日，取得当地环保、水保、森保等部门的支持，让学生们在宣传中了解我国有关这方面的规定和常识，以提高学生在环境管理环境文化方面的认识．
3．4结合第二课堂教学提高学生的学习兴趣
利用节假日、夏令营，组织学生对当地自然保护区、生态保护区、水土保护区和环境污染区等进行实地考查，使他们认识到人与气温、气候、空气、谷物增产、水土流失、森林砍伐及环境保护等都存在着密切关系．通过现场对比，丰富学生环境方面的知识，结合已学的知识，开展有关环境污染与保护知识的问答．例如，酸雨是如何形成的？造成大气污染的主要物质是什么？防治途径如何？等等．以提高学生的学习兴趣，并为今后工作奠定良好的环保基础．
环境污染：有害物质进入生态系统的数量超过了生态系统的自净能力，因而打破了生态平衡，使人类赖以生存的环境发生恶化，环境中发生有害物质积聚的状态。当前，主要有三大环境问题：大气污染、水污染、土壤污染。那么面对目前日益恶化的环境问题，作为当今高中生、明日国家的建设者，对高中化学理论和环境污染认识，将对祖国未来建设产生影响。而环境教育要从现在抓起、从娃娃抓起。那么高中化学理论在环境污染方面作何解释：
一、高中化学理论下大气污染：温室效应、酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、铅污染。
1、CO2与温室效应：（此知识已在初中化学学习）
我们知道燃烧矿物燃料燃烧后，产生CO2、CH4、CFCl3、N2O…，允许阳光进入地面，对红外线有强烈吸收作用，使大气温度上升。它的危害将非常深远：近百年地球气候年均升温0.6℃；夏季降水量将减少，台风频繁发生；森林减少，荒漠扩大，昆虫北移；预计到2100年全球气温上升3.5℃；两极冰山融化，海平面上升15-95cm；中纬度气候带北移150-550km。
2、SO2与硫酸酸雾：（此知识在高一化学氧族元素）
SO2来自含S的煤石油的燃烧，H2SO4厂，矿物煅烧：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨，它将使祖国土壤、江河湖泊酸化，导致鱼类不能繁育，腐蚀建筑和古迹，影响人体健康，使农作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大范围公害。有季节性，夏季pH高。我国酸雨属硫酸型。
3、NOx与光化学烟雾（此知识在高二化学氮族元素）
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾，在这种复杂的光化学反应过程中，主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种复杂的化合物，统称光化学烟雾。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→光化学烟雾（强氧化剂）。
1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件，此后，在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究，直到1958年才发现，这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的，这些汽车每天消耗约1600t汽油，向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物，这些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟雾事件。目前，由于我国内地汽车油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NOx和CO严重超过国家标准，汽车污染已成为主要的空气污染物；一些城市臭氧浓度严重超标，已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。
4、气臭氧层及其破坏（此知识在高一化学氧族元素）
大气臭氧层分布于平流层，是地球的天然屏障，可以吸收99%的紫外线。氟里昂即氯氟烃，包括F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龙1301（CF3Br）等。当氟里昂进入同温层受紫外线照射并与O3反应：CF2Cl2→CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3→ClO·+O2、ClO·+O→Cl·+O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10万O3。O3减少10%,紫外线辐射增加19-22%,皮肤癌增加15-25%。危害角膜、免疫系统。
5、铅污染
自1923年美国实际使用四乙基铅作为汽油的抗爆性能（即汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧能力，用辛烷值表示）起，到70年代初，世界各国大都采用含铅汽油。在当时的技术水平和历史条件下，汽油加铅对改造汽油性能起到了重要作用。但是，四乙基铅是一种无色油状、易溶于汽油的剧毒物质。使用含铅汽油的车辆，所排放的废气中铅主要是以氧化铝形式存在，它损害人的造血机能，使肠胃中毒，严重时可使神经中枢中毒，还能损害心脏和肾脏功能。它对孕妇和婴儿的影响尤为重要，血铅含量过高影响儿童的身体发育和智力；儿童血铅含量每公斤体重增加10微克，智商水平下降2－4个智商数，而铅在人体中蓄积，不易排出，衰期为12年，一旦婴儿体内血铅增高，将产生长期的危害。铅不仅使人体健康遭到严重损害，也可使汽车净化装置中的催化剂“中毒”而失去净化效果，使机动车辆排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。据分析，城市中80％的空气污染物源于含铅汽油，全世界有17亿人的健康因此受到威胁。
二、高中化学理论下水污染：水体富营养化与赤潮与海洋污染、重金属污染。
水污染的种类有：1.无机污染物、2.有机污染物、3.水体富营养化、4.水体热污染、5.赤潮与海洋污染等。其中水体富营养化与赤潮与海洋污染是高中化学经常接触的。（此知识在高二化学氮族元素）
1、水体富营养化与赤潮与海洋污染
赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实际上是许多赤潮的统称。
由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物质在水体中副集，造成海域富营养化。此时，水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明，赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染，富营养化。氮磷等营养盐物质大大超标。据研究表明，工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的铁螯合剂和小于2mg/dm3的锰螯合剂，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率，相反，在没有铁、锰元素的海水中，即使在最适合的温度、盐度、PH和基本的营养条件下也不会增加种群的密度。
2、重金属污染。
1）水俣病事件：1953～1956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。2）痛痛病事件：1955～1972年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。
三、高中化学理论下土壤污染：无机污染物、有机污染物
无机污染物：Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等；有机污染物：酚、氰、农药等。（此知识在高二化学氮族元素）
染污的土壤，影响作物的生长如Mn、Cu和磷酸影响植物对Fe的吸收；无机砷影响水稻的生长；磷肥中的三氯乙醛影响小麦的生长等。影响人体的健康，土壤污染可以进而造成大气污染、水污染，吸入人体或通过饮水和食物链进入人体，影响健康。
“思想支配行动”，作为化学教师而言，首先要在思想上引起足够的重视，要意识到化学教学对环境教育的重要性和必要性，只有这样，咱们才能在化学教学中有意识的对学生进行环境教育，提高学生的环境保护意识。
二、在实验教学中渗透环境教育
化学实验，不论是演示实验还是分组实验，它们既能培养学生的动手能力、观察能力、思维能力，又能很好的对学生进行环境教育。而“化学是一门以实验为基础的科学，化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。”因此，在化学实验中渗透环境教育就更生动、更具体、更直接、更有教育意义。如药品取用为什么要按规定用量，没说明用量则取少量，固体药品盖满试管底部，液体药品则取1－2ml，这样既节约药品又减少对环境的污染。再如对用剩药品的处理：为什么不能放回原瓶，不能抛弃，不能带出实验室，要放在指定容器里，其根本原因就是为了防止造成对环境的污染和危险；硫磺在空气中的燃烧需要在密闭的容器中进行；制气体的装置为什么首先要检查装置的气密性；一氧化碳还原氧化铁为什么要对尾气进行处理；以及闻气体的方法；化学试剂的贮存和使用等等。化学实验是对学生进行环境教育的重要环节，也是环境教育的重要时机，教师必需运用好这环节，对学生进行环境教育。
三、在课堂教学中渗透环境教育
新课标提倡：“以教师为主导，以学生为主体”。教师要充分利用现有教材中的环境教育因素加强对学生的环境教育。例如，在讲“我们周围的空气”一单元时，可以给学生讲解空气的污染与治理，沙尘瀑的产生与防治，也可根据学生的实际，讲解如何避免SO2、CO的中毒以及SO2、CO中毒后如何处理；还可以给学生讲解臭氧的作用以及出现臭氧空洞的严重后果等。在讲解“自然界的水”时，淡水资源的危机、水体的污染便可贯穿其中，从全球来看，淡水资源短缺，分布不均，而水污染又在进一步加剧，造成淡水供需矛盾的尖锐；这样能很好的让学生意识到，环境污染给人类造成的极大危害，使之体会到水资源保护的重要性；讲解“碳和碳的氧化物”的知识学习后，可以给学生介绍“温室效应”的形成、事实、危害。在讲解“使用燃料对环境的影响”时给学生讲解酸雨的形成、空气的污染、温室效应，以及为何要寻找和开发新能源等。在讲解“金属资源的利用和保护”时，教育学生为什么要合理开采和利用资源以及废旧电池为何要回收等；在讲解“有机合成材料”时给学生讲解什么是“白色污染”以及如何解决“白色污染”，教育学生从身边的小事做起，争做保护环境的主人。
作为化学教师要充分利用书本知识，结合身边实际把环境教育穿穿于课堂教学之中，让学生了解环境问题的前因后果以及一些相应的解决办法，培养学生的环境忧患意识。
四、在课外活动中渗透环境教育
教育的目的之一就是让学生获得知识、具有一定的能力，因此环境教育的根本目的就是要让学生明白为什么要保护环境。教师可以利用如3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日，争取当地有关部门的支持，让学生参与到活动中去，使学生通过这些活动受到教育，从而提高环境保护的认识。还可以利用寒署假、节日等空余时间让学生通过开展社会调查的方式对自己生活的地方进行环境调查，看一看我们身边存在哪些环境问题？造成这些环境污染的原因是什么？首要污染物是什么？有什么严重后果？可以通过什么方法加以解决等，从而提高学生的环境保护意识，增强社会责任感。
五、在化学试题中渗透环境教育
关键词：环境化学；教学；纳米传感器
随着社会的发展以及经济水平的提升，环境问题日渐凸显，社会需要大量具备科学环境知识的高素质人才，所以高校肩负着塑造大批环境类人才的使命。在众多高校的课程体系中，环境化学课程占据着不可或缺的地位。环境化学课程主要探讨的是化学污染物质在环境介质中的存在、化学性质、行为及控制的化学原理等。新诞生的纳米传感技术涵盖的知识面广泛，并且具有全面性和综合性，将其融入于课程的教学中，可以显著提升教学效果。在环境化学现存的教学工作的基础上，紧密地结合学校自身的办学特点，是提升教学质量的重要措施之一。
1纳米传感器概述
1.1纳米化学及生物传感器
在化学及生物传感器领域融入纳米技术，有效提升了生物传感器及化学的检测性能，推动了新型化学及生活传感器的诞生。由于具备了亚微米的尺寸、换能器及纳微米系统，大大提升了该传感器的物理、化学性质对细胞的检测灵敏度，检测的反应时间也有了明显的减少，而且可以实现高通量的实时检测分析。使用纳米材料所制成的非常灵敏的生物及化学传感器，能够早期诊断癌症及心血管疾病。使用碳纳米管及其他纳米微结构的化学传感器可以检测出氧化氮、过氧化氢、碳氢化合物及挥发性有机物等。和其他具备相同功能的分析仪相比，其不仅尺寸很小，而且价格非常便宜。在生物传感器当中，使用纳米颗粒、纳米器件及多空纳米结构均获取了成功[1]。
1.2纳米气敏传感器
构成纳米气敏传感器的敏感材料有很多种，主要包括碳纳米管、二维纳米薄膜及金属氧化物半导体纳米颗粒等。在纳米气敏传感器的研发过程中，最主要的方向就是在气体环境当中，依靠敏感材料的电导发生变化来制造气敏传感器。将一些珍贵金属的纳米颗粒，融入于纳米敏感材料中，可以有效增强选择性，提升灵敏度，并且降低工作温度。纳米气体传感器的另外一个方向是，采用多壁碳纳米管来制作气敏传感器。1991年，碳纳米管这种材料被初次发现，由于独一无二的性质和制备工艺，得到了研究者的广泛应用。而且多壁碳纳米管具有极强的吸附能力，因为吸附的气体分子和碳纳米管所产生的相互作用，可以改变宏观电阻，根据电阻的变化来检测气体成分，可以充当气敏传感器[2]。
2纳米传感器在环境化学教学中应用
2.1将纳米传感器融入环境化学教学的必要性
在中国地质大学，环境专业不仅是其中的热门专业，也是特色专业之一。对于环境化学课程的设置，一直坚持着学校“特色加精品”的教育理念。将一些全新的技术元素及概念融合于以往环境化学课程的教学模式中，会给课程注入许多生机与活力。环境化学的研究内容纷繁复杂、千变万化，其中主要包括检测和识别环境污染物质，污染物质在空气、水、泥土及生物体中的迁移变化、去除机理等。在此之中，对污染物的分析与检测一直处于研究的上游阶段。因为唯有精确、高效地检测出污染物的浓度与存在方式，才可以给出有效准确的评价，并且制定出对污染物质进行高效处理和防治的有效措施。所以，在环境化学的实际教学过程中，环境分析化学的内容具有不可或缺的作用[3]。随着经济水平的提升，环境污染物的种类也在日益增多，而人们也在不断地开发新的技术与材料，应对这些层出不穷的环境问题。在这样的环境下，纳米传感器应运而生，其最主要的核心作用就是对环境进行监测及分析。总之，化学是一门内容丰富的综合性学科，其中融合了环境分析、新材料的使用以及污染控制技术等。而纳米传感器主要由化学传感器、生物传感器两部分组成，所能监测的物体主要涵盖了气体、固体、液体、温度及压力等。所运用的材料除了碳与金属之外，还有新合成的材料。所以，纳米传感器技术传达的核心知识点和环境化学课程的核心内容存在着千丝万缕的联系，可通过科学的设计及合理的导入，拓展教学范围，提升教学质量，实现最理想的教学效果[4]。
2.2特色案例教学设计
在环境化学课程的教学过程中，会牵涉到环境分析化学的主题，随之也会提及环境污染物最新的检测技术与方法。此时便可以介绍一些以纳米传感器为基础的快速检测污染物的相关知识。并且根据有关的电分析化学理论，当物质发生氧化还原反应时，在电极表面及分析物之间会存在电子转移，通过对电子转移的捕捉，对电信号（电流值和电压值）及特征值进行定量及定性分析，从而获取目标浓度及电子转移数二者之间的一个定量关系，从而可以准确地将目标物的浓度检测出来。一般该技术所需的设备体积小，容易操作，对现场进行分析检测时更加方便。这样的介绍不仅可以让学生更深入地了解纳米传感器的核心技术、主要原理，激发学生的学习积极性及学习兴趣，而且可以有效传递现阶段纳米材料在环境分析化学范围的应用等有关知识，开发学生的创造性思维[5]。案例的展示加上丰富多彩的多媒体课件，结合电分析化学仪及电极等实物，力求做到绘声绘色、动静结合。此外，对一部分许多学生都充满兴趣的话题进行交流和讨论，将全班的学生分为若干个小组，进行5～10min的讨论，然后每个小组派一个代表进行发言，分别叙述自己的观点。这样在营造良好课堂氛围的同时，还可以节约大量的时间，提升教学的质量和效率，事半功倍。现详细介绍使用碳纳米管传感器检测环境水样中的农药百草枯试验。
2.3试验部分
2.3.1仪器与试剂
多壁碳纳米管（＜10nm，纯度＞95%，长度在0.5～500μm），超声非常均匀地分散于N-二甲基甲酰胺中（5mg/mL），市场上售卖的百草枯，磷酸缓冲溶液（PBS）：使用0.1MNa2HPO4和0.1MNaH2PO4配置。全部的化学试剂皆为分析纯，试验用水是二次蒸馏水。方波伏安法及循环伏安法都在CHI660b电化学工作站上进行。并且采用三级系统，分别为铂丝电极为对电极，碳纳米管修饰电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极。测试底液为磷酸缓冲溶液，每次测试之前都通氮除氧10min，在试验过程中始终保持氮气氛围，试验操作在温室下进行。
2.3.2纳米传感器的制备
把玻碳点击表面用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉抛光，然后依次用水及酒精超声清洗之后，在0.1MH2SO4中与-1.0～1.5V电位的范围内反复扫描，直到电流稳定下来为止。使用氮气把电极表面吹干，使用微量注射器吸取2μL多壁碳纳米管DMF溶液，浓度为5mg/mL，均匀地滴落于干净的电极表明，利用室温将其挥发干[6]。
2.3.3方波伏安法检测环境中的百草枯
百草枯可以非常稳定地存在于酸性或者中性环境中，但是在pH值大于12时，便会发生水解，试验检测了在不同的底液中，传感器对相同剂量的百草枯的响应电流，比如磷酸缓冲溶液、硼砂、Na2HPO4柠檬酸及邻苯二甲酸氢钾等。结果表明，在磷酸缓冲溶液当中的响应电流最大，以下试验选用磷酸缓冲溶液为测试底液。pH对百草枯在修饰电极上的方波伏安响应存在一定的影响。当底液pH比较小时，响应电流就会随着pH的增大而增大，在中性底液中变为最大值。在碱性条件下，电流值会下降许多，所以选择pH值为6.8。预富集电位对百草枯方波福安响应也存在一定的影响，预富集电位在0.1～0.4V时，响应电流会随着电位的负移而逐渐增大，这主要是因为百草枯带有正电荷。然而，当预富集电位小于-0.4V时，响应电流开始逐渐下降，造成这一现象的主要原因是预富集电位非常接近百草枯的氧化还原电位，少许的百草枯被氧化还原了，所以试验选择预富电位为-0.4V[7]。尽管百草枯响应电流会伴随着预富集时间的增大而增大，但是时间过于漫长的话，会导致百草枯产生光分解，所以响应电流反而会下降，所以实验所选择的预富集时间为2min。维持试液当中的百草枯浓度是5.0×10-6M，将浓度不一致的干扰物质加入其中，考察一些共存的有机化合物，比如莠去津、邻苯二酚对方波伏安检测百草枯的干扰情况。倘若信号变化超过10%，则视为有干扰。结果显示，邻苯二酚的干扰最大，浓度若超过百草枯的100倍，就会引起干扰。如果是其他的重金属离子，比如Zn2+、K+，浓度需在1000倍以上才会引发干扰。所以，MWNTs-GC修饰电极对百草枯具有极强的选择性，不容易受到其他物质的干扰。在校园附近取少量湖水，静置2h，然后用稀盐酸或者氢氧化钠将pH值调节至6.8，在磷酸缓冲溶液中用方波伏安法对实际样品进行检测。检测结果如表1所示。从表1可以看出，在这种方法的检测范围之内，校园的湖水样品当中并不含百草枯成分，进而表面湖水并没有被百草枯所污染。维持试液当中的百草枯浓度为8.3×10-6M，使用方波伏安法用MWNTs-GC修饰电极连续测定5次，标准偏差为1.3%左右。将测定之后的修饰电极保存于0.1MpH6.8PBS当中，30d后，使用其测定含有8.3×10-6M的底液，响应电流仍然保持过去的95%，这也进一步表面纳米管在电极上结合得十分牢固，而且性质也十分稳定。
2.4纳米产品的开发及案例教学的课堂实践
因为纳米技术及其材料具备多样性特征，评估其对环境所产生的影响，需要采用可适应多种条件的传感器。所以，在将来的3～10a，需要开发出评估纳米材料暴露在空气当中影响的仪器。现阶段频繁接触纳米材料的人，都急需价格低廉且便于携带的样本收集器，从而测量工作环境当中纳米材料的暴露情况，主要包括比表面积及数量等。这种仪器需要在未来3a内商业化。纳米产品在制造过程中所产生的废物，比如防晒油这种液体消费品当中产生的纳米颗粒，一定会在水中堆积，不对这些废物进行追踪，就无法确定纳米颗粒存在的好坏。所以，必须在未来5a开发追踪纳米颗粒在水中聚集及转化情况的仪器[9]。笔者在高校环境化学课程的实际教学过程中，把纳米传感器的基础知识、研究心得及实际经验融入于具体的教学过程中，对教学质量的提升发挥了良好的推动作用。比如，在环境化学课程中，讲述环境污染物质的检测环节时，介绍了碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维等纳米材料充当以电分析原理为基础的传感器材料的优势。与其他材料相比较可知，碳纳米材料具备非常大的比表面积、良好的导电性、便宜的价格，而且易于修饰成各种外形，有助于蛋白质或者酶等生物性物质与碳纳米材料融合，从而构建出高效生物传感器。这些介绍可以让学生直观全面地了解到碳纳米材料在传感器中的使用。并且根据现存的理论结合实际的教学思路，对教学内容发挥拓展及延伸的作用[9]。除了上述几点之外，在简介如何灵活运用纳米传感器检测水环境中的污染物质时，牵涉到了电子转移理论及电化学反应，并且详解讲述了传感器的工作原理及传感器的种类。这样可以向学生讲述纳米电化学传感器，是基于特异性点分析化学反应基础的知识点，并且详细介绍了膜状电极、芯片传感器及柱状电极等多种不同形式下的具体作用方法，生动具体地展现了纳米传感器检测污染物的整个过程。在拓展教学内容的形式及内容时，对环境化学教学的发展起到了有效的推动作用。每当在讲述这些具体案例的过程中，学生都兴致蓬勃，充满了热情，甚至进一步激发了许多学生的想象力及好奇心，自己也想亲自参与到纳米传感器的开发及应用过程中来。所以，作为一个生动有效的教学载体，纳米传感器推动了环境化学课程教学质量的提升。在未来的教育教学实践工作中，笔者必须进一步丰富教学经验，并且让教学方法更加科学完善[10]。
3结语
将纳米传感器应用于环境化学的教学过程中，有助于培养学生主动分析问题及处理问题的能力，提升教学质量。随着此项技术的不断发展演变，可以把更多有价值的信息以案例教学的模式导入环境化学教学的过程中，不仅可以激发学生对该项技术的兴趣，还可以使纳米传感技术得以进一步发展，形成良性循环。在未来的环境化学课程的教学中，应深入探索，总结经验，进而提升教学的质量。
作者：周林宗 单位：楚雄师范学院地理科学与旅游管理学院
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[2]段静，卓莎，姚付军，等。基于MspA蛋白质纳米孔传感器的主客体化学研究[J].分析化学，2016,44(12):1801-1807.
[3]田力，韩鑫，张纪梅，等。基于能量转移的荧光纳米传感器研究进展[J].天津工业大学学报，2013,12(6):49-54.
[4]曹培江，彭双娇，韩舜，等。ZnO纳米/微米结构传感器对乙醇气敏性研究[J].发光学报，2014,35(4):460-464.
[5]黄晓玮，邹小波，赵杰文，等。新型室温硫化氢纳米传感器的制备及性能[J].高等学校化学学报，2014,12(6):1175-1180.
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一、高中化学理论下大气污染：温室效应、酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、铅污染。
1、CO2与温室效应：（此知识已在初中化学学习）
我们知道燃烧矿物燃料燃烧后，产生CO2、CH4、CFCl3、N2O…，允许阳光进入地面，对红外线有强烈吸收作用，使大气温度上升。它的危害将非常深远：近百年地球气候年均升温0.6℃；夏季降水量将减少，台风频繁发生；森林减少，荒漠扩大，昆虫北移；预计到2100年全球气温上升3.5℃；两极冰山融化，海平面上升15-95cm；中纬度气候带北移150-550km。
2、SO2与硫酸酸雾：（此知识在高一化学氧族元素）
SO2来自含S的煤石油的燃烧，H2SO4厂，矿物煅烧：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨，它将使祖国土壤、江河湖泊酸化，导致鱼类不能繁育，腐蚀建筑和古迹，影响人体健康，使农作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大范围公害。有季节性，夏季pH高。我国酸雨属硫酸型。
3、NOx与光化学烟雾（此知识在高二化学氮族元素）
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾，在这种复杂的光化学反应过程中，主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种复杂的化合物，统称光化学烟雾。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→光化学烟雾（强氧化剂）。
1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件，此后，在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究，直到1958年才发现，这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的，这些汽车每天消耗约1600t汽油，向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物，这些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟雾事件。目前，由于我国内地汽车油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NOx和CO严重超过国家标准，汽车污染已成为主要的空气污染物；一些城市臭氧浓度严重超标，已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。
4、气臭氧层及其破坏（此知识在高一化学氧族元素）
大气臭氧层分布于平流层，是地球的天然屏障，可以吸收99%的紫外线。氟里昂即氯氟烃，包括F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龙1301（CF3Br）等。当氟里昂进入同温层受紫外线照射并与O3反应：CF2Cl2→CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3→ClO·+O2、ClO·+O→Cl·+O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10万O3。O3减少10%，紫外线辐射增加19-22%，皮肤癌增加15-25%。危害角膜、免疫系统。
5、铅污染
自1923年美国实际使用四乙基铅作为汽油的抗爆性能（即汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧能力，用辛烷值表示）起，到70年代初，世界各国大都采用含铅汽油。在当时的技术水平和历史条件下，汽油加铅对改造汽油性能起到了重要作用。但是，四乙基铅是一种无色油状、易溶于汽油的剧毒物质。使用含铅汽油的车辆，所排放的废气中铅主要是以氧化铝形式存在，它损害人的造血机能，使肠胃中毒，严重时可使神经中枢中毒，还能损害心脏和肾脏功能。它对孕妇和婴儿的影响尤为重要，血铅含量过高影响儿童的身体发育和智力；儿童血铅含量每公斤体重增加10微克，智商水平下降2－4个智商数，而铅在人体中蓄积，不易排出，衰期为12年，一旦婴儿体内血铅增高，将产生长期的危害。铅不仅使人体健康遭到严重损害，也可使汽车净化装置中的催化剂“中毒”而失去净化效果，使机动车辆排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。据分析，城市中80％的空气污染物源于含铅汽油，全世界有17亿《》人的健康因此受到威胁。
二、高中化学理论下水污染：水体富营养化与赤潮与海洋污染、重金属污染。
水污染的种类有：1.无机污染物、2.有机污染物、3.水体富营养化、4.水体热污染、5.赤潮与海洋污染等。其中水体富营养化与赤潮与海洋污染是高中化学经常接触的。（此知识在高二化学氮族元素）
1、水体富营养化与赤潮与海洋污染
赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实际上是许多赤潮的统称。
由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物质在水体中副集，造成海域富营养化。此时，水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明，赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染，富营养化。氮磷等营养盐物质大大超标。据研究表明，工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的铁螯合剂和小于2mg/dm3的锰螯合剂，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率，相反，在没有铁、锰元素的海水中，即使在最适合的温度、盐度、PH和基本的营养条件下也不会增加种群的密度。
2、重金属污染。
1）水俣病事件：1953～1956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。2）痛痛病事件：1955～1972年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。
三、高中化学理论下土壤污染：无机污染物、有机污染物
无机污染物：Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等；有机污染物：酚、氰、农药等。（此知识在高二化学氮族元素）公务员之家
染污的土壤，影响作物的生长如Mn、Cu和磷酸影响植物对Fe的吸收；无机砷影响水稻的生长；磷肥中的三氯乙醛影响小麦的生长等。影响人体的健康，土壤污染可以进而造成大气污染、水污染，吸入人体或通过饮水和食物链进入人体，影响健康。