印刷工程專業教學中的綠色化學教育論文

　　根據我國印刷工業的現狀及可持續發展需要，結合印刷專業特點，文章指出在印刷專業進行綠色化學教育的必要性，并提出了在理論教學、實踐教學中實施綠色化學教育的措施，培養學生的環保理念和素養，進而為社會輸送高素質的印刷人才。

　　一、引言

　　綠色化學又稱環境無害化學或環境友好化學，是指用化學的技術、原理和方法來降低或消除對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學品的使用和生產[1]。綠色化學是以開發原子經濟反應為核心理念，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，在反應過程中和化工生產中，盡量減少或徹底消除有害物質的生成，實現了從根源上就采用實現污染預防的科學手段，實現每個環節均為零排放和零污染。綠色化學文件倡導主動地根本上切斷化學污染，而不是被動地治理環境污染，它合理利用資源和能源、降低生產成本，符合經濟可持續發展的要求，符合世界的環保要求。隨著綠色化學的發展，人們逐漸認識到綠色化學的科研成果對解決環境問題所具有的重大意義，同時也認識到對社會大眾，尤其是在校學生進行綠色化學教育，教學中溶入綠色化學理念，對綠色化學的發展至關重要。

　　二、印刷工程專業進行綠色化學教育的必要性和緊迫性

　　當今社會，工業生產高度發展的同時也帶來了一系列的環境問題，它制約了經濟的可持續發展，危害了人類的長遠利益。印刷行業也毫無例外地面臨著環境、資源等問題。印刷與人類的生活密不可分，同時印刷行業也是我國的支柱產業，印刷業日新月異地不斷發展，絢麗多彩的印刷品在給人類帶來文明的同時，也造成了環境污染，印刷行業的污染來源眾多，從印前、印刷到印后加工，每個環節都存在污染源，如圖1所示。長期以來，印刷業為了在微利中求取高利潤，忽視了環保綠色的因素，傳統印刷過程對自然資源和能耗的過度消耗，印刷過程中產生的廢氣、廢水、噪音、粉塵、固體廢棄物等，對環境產生了嚴重污染，對人類健康產生了極大的危害，致使長期以來印刷行業都頂著“高污染”的帽子，已嚴重阻礙行業的持續發展。隨著全球對綠色環保的重視，人類的環保意識也在不斷提高，各行各業都在積極采取綠色環保行動。印刷行業為了適應可持續性發展的需要，就必須積極利用綠色化學的知識和技術把印刷工業的“先污染，后治理”改變為“從源頭上節約能源、根除污染”，如更新原材料，進行綠色印前設計，改進工藝標準和新的管理理念，引進高新設備，淘汰落后工藝、技術和產能，減少生產環節對環境的污染等，使印刷變為綠色環保印刷，已成為印刷業面臨的歷史責任，也是全世界印刷業發展的趨勢，是消費者未來的必然需求，這也將成為今后一代甚至幾代印刷人的歷史使命。化學家提出的綠色化學正是從化學角度對環境治理提出的新概念，其根本就是從節約資源和防治污染的角度重新審視和改革傳統化學，從而使人類對環境的治理由治標轉向治本[2]。印刷專業的學生是未來印刷科技革命的主力軍，印刷科學技術的掌握者、創造者、應用者及傳播者，對印刷專業學生的教學中滲透“綠色化學”理念，進行綠色化學教育，使其樹立綠色化學觀，增強環境責任感，具有極其重要的意義。

　　三、印刷工程專業實施綠色化學教育的措施

　　1.在印刷化學課程教學中引入綠色化學。綠色化學教育早在1997年已經開始引起高校的注意，目前，已有越來越多的高校開展了形式多樣的綠色化學教育，但是也有一些高校并沒有意識到將此重要的新信息、新知識傳授給學生的重要性，這一遲緩行動必將阻滯教育的快速發展。在高等院校與化學相關的專業和課程中，進行綠色化學教育，存在著緊迫性和必要性。印刷工程專業雖然與化學關系密切，但由于教學總課時緊張，不可能對綠色化學課程獨立設課，可以采取在學生的基礎化學課——《印刷化學》的教學中進行綠色化學教育的滲透。教師在教學中，不僅要傳授學生學習印刷所必要掌握的基本化學知識和技能，且要在平時的教學中深入研究教材，及時挖掘、適時滲透綠色化學思想。比如，在無機化學的鹵化銀內容的教學中，除了介紹鹵化銀制備生成、特點及常規應用，還可以特別講解鹵化銀在印刷膠片(菲林)中的應用，鹵化銀顆粒作為菲林的感光材料，膠片經曝光會產生潛影——一種看不見的影像。當菲林顯影的同時，鹵化銀晶體(結構已發生變化)便轉化為黑色金屬銀顆粒的聚結，不可避免地大量的銀離子和一些化學物質被留在了廢顯影液和定影液中。這些物質若不經處理直接排入環境中，重金屬銀離子能污染水資源和土壤而造成對環境的危害。讓學生明白在印刷工藝流程中，出菲林環節的去除，不僅節省人力、財力和時間，更是從源頭上減輕了環境污染治理的負擔。在有機化學中，可以專門介紹作為溶劑型油墨分散介質的溶劑，說明為避免環境污染和按照綠色化學的要求應加以回收利用。油墨中的有機揮發物，可以形成比二氧化碳更嚴重的溫室效應，而且在陽光的照射下會形成氧化物和光化學煙霧，嚴重污染大氣環境[3]。對于酒精潤濕，潤版溶液中所含有的異丙醇，遇高溫揮發后的蒸汽具有難聞的氣味，且有毒，遇明火會引起火災，被光線照射易生成臭氧，刺激眼睛及上呼吸道，危害人體健康，不利于環境保護，影響植物生長。因此，減少或替換異丙醇在膠印潤版液中的用量是一種必然的趨勢。再如講解油墨中的溶劑、有機顏料、染料在包裝上的遷移對食品、藥品的污染，印刷紙張中過度添加的熒光增白劑對人體的傷害。配合觸目驚心的圖片、驚心動魄的數據、紀實的新聞報道等對學生進行綠色教育。在教授高分子酶時，可以介紹高分子酶在生物油墨制備及廢紙脫墨中的應用，如酶法脫墨不僅脫墨效果顯著，且能降低化學藥品用量，減輕廢水處理負荷。

　　通過這些教學，不僅可以使教學過程更加生動有趣，更能使學生視野開闊，在潛移默化中受到綠色化學教育，增強綠色化學觀念和意識，加深對印刷專業的了解，提起學習興趣和積極性，啟發他們自己去思考人類生活中的綠色化學的重要性。

　　2.印刷專業理論課教學中綠色化學的滲透。在印刷專業理論課教學中綠色化學的滲透，具體地說，就是針對印刷工業的發展前沿和學生未來的職業需要，整合印刷工程專業知識結構，每節課花費幾分鐘的教學時間，將涉及有關綠色化學方面的知識及時地、適當地穿插在教學中，這樣在課堂教學中占時不多，而學生又能收獲頗多。印刷工程專業課程涉及了印前設計、印刷工藝、印后加工等印刷各個環節及印刷材料、印刷設備的內容，在這些課程教學中，可以充分利用教材中的綠色化學相關知識，結合具體的教學大綱及任務，將綠色化學知識“適時、適度、適量”地滲透于課堂教學中。

　　在印前設計環節，教授學生合理拼版技巧，滿足印刷機的最大印刷面積和合理紙開的同時，還能提高工效，減少時間、機械損耗以及紙張開切損耗的浪費。合理選擇印刷用紙、油墨等印刷耗材，如選用環保、印刷質量好、可反復清洗、經久耐用的可清洗紙質，常用的有合成紙和石頭紙。也可使用本色紙，本色紙以秸稈為原料抄造而成，不消耗林木資源，更可避免由于秸稈焚燒、堆放造成的環境污染，不經漂白，安全健康，且所印刷刊物長時間閱讀不易造成視覺疲勞[4]。

　　在印刷環節，教學中滲透能源節約、環境保護的思想，如講授計算機直接制版系統(CTP)、數字化工作流程軟件、中央集中供墨系統、油墨預置技術等對節能的貢獻以及采取單張紙印刷機的噴粉收集裝置、印刷設備廢氣收集裝置對環保的影響[5]。普及正確的印刷設備操作及維修方法，把環保理念細化到每一個印刷操作細節上。

　　印后加工環節，教學生分析不同的材料特性，正確選擇后加工材料，如膠裝、覆合使用的膠水需不含有苯、酮、醛等對人體有害物質，在使用過程中不產生氧化、分解沉淀物及揮發性煙霧，且能在短時間內快速熔解具備膠粘特性，節省電能。新型材料水性上光油和UV上光油不含溶劑，不會危害人體，目前已在標簽、食品、藥品包裝袋等產品的包裝上得到廣泛應用。另外，合理選擇低碳、節能、減排的印后加工方式，如印后上光和覆膜一樣，也可以保護印刷品表面，提高印品表面光澤度，但是選擇上光，從工藝上來講比覆膜要簡單，從成本上來講也更合算。

　　3.用綠色化學思想設計、改進印刷實踐教學。印刷工程專業作為我校的國家級特色專業，加強課堂基礎理論教學的同時，非常重視實踐教學環節，注重培養學生的實踐訓練，開設的課程中《印刷化學》、《印刷材料與適性》、《印刷信息記錄材料》及《印刷原理與工藝》等都有涉及到了實驗課的教學。實驗教學和綠色化學的聯系最緊密、最直接，可以直觀地體現節約資源和防止污染這一綠色化學的根本目的，是培養學生綠色化學觀的一條非常重要的途徑。為了更好地對學生進行綠色化學教育，有必要對相關實踐課程教學進行創新性的改革。

　　首先，在保證教學效果的前提下，教師要強化綠色化學教育意識，大力推廣微型實驗。微型化學實驗是以盡可能少的試劑來獲取所需化學信息的實驗原理和技術，使用無毒或毒性小的試劑替代毒性大的試劑，節約水、能源、紙張、油墨及其他實驗耗材。微型實驗既可節約原料的消耗又可減少實驗時間，減少污染，是推廣綠色化學的重要實踐，且體現了綠色化學的理念[7]。如在油墨的適性和油墨配色等實驗中，采用幅面小的微型印刷適性儀，實驗紙張、油墨、洗版溶劑的取用量都可以減小，同時又可減少實驗廢水的產生，減少對實驗環境的污染。

　　其次，要結合印刷專業特點，增設與專業內容及環境保護密切相關的實驗內容，在實驗原理、實驗過程設計中滲入綠色化學的基本觀念，達到激發學生創新思維、引導學生樹立綠色化學思想觀念、增強學生對環保的感性認識，如在印刷材料與適性實驗中產生的油墨廢液和廢紙等可以積攢下來，用于帶領學生做一些課題實驗研究，如“印刷油墨廢水的處理”、“印刷廢紙脫墨”以及“再生紙的制備”等。在本科畢業設計中，帶領學生做一些課題，如“環保大豆油墨的制備及適性研究”、“天然色素可食性油墨的制備”等。

　　再次，可通過采用多媒體技術仿真實驗，對印刷實驗原理、印刷設備結構、故障產生及解決進行仿真。印刷工程專業大多是上機操作實驗，隨著印刷機的飛速運轉，不可避免地存在著大量紙張、油墨、潤版液、印版等實驗材料的消耗，廢液、廢氣的排放，噪聲的污染及人身安全問題，不僅給師生身體健康帶來極大的危害，且對環境造成較大的破壞。同時難聞的氣味、轟鳴的噪音可能會導致學生反感，失去實驗興趣，不能達到有效的實驗教學目的。利用印刷模擬系統進行印刷實驗課教學將是一個不錯的多媒體仿真實驗的選擇，它是一種印刷故障學習系統，它不僅呈現在學習者面前一臺虛擬的印刷機，印刷機的細部及操作面板與印刷機幾乎一致，學習者可以了解印刷機的各部位結構。同時印刷故障的影響因素繁多，也造就了印刷故障具有多樣性和復雜性的特點，學生難以在短時間內掌握對眾多印刷故障的識別、診斷和解決能力，而印刷模擬系統能夠模擬不同機型和印刷材料(包括薄膜、箔、紙張、印版以及水性或溶劑油墨)存在的數百種多樣而復雜的印刷問題，印刷模擬系統的應用使得學生在脫離真實印刷機的情況下，可以根據虛擬印刷品學習快速判斷印刷故障的類型、產生的原因和有效的解決方法。在模擬系統操作過程中，學生可以身臨其境，猶如操作真正的印刷機，且不存在印刷材料的損耗、廢氣廢液的產生及噪聲的污染[8]。模擬實驗雖然在操作上不能代替實際的上機操作而存在缺點，但其成功率高，無污染、安全可靠，趣味性強，不失為常規上機實驗的有益的補充，不僅能夠彌補理論教學中的疏漏，還可以增強學生對非常見問題的認識，從而提高教學質量，增進學習興趣，同時又使那些耗材昂貴、污染環境、危害人身安全的實驗變成了綠色化實驗，從而實現了“零污染”和“零排放”。

　　4.開展形式多樣的綠色化學課外活動。全面實施綠色化學教育，樹立學生的環保觀念，可以在學生中開展形式多樣的綠色化學課外教育活動。如組織學生學習環境保護法規、參加綠色化學及環境保護治理方面的講座。組織學生制作環保網站、環保微電影、環保海報等，通過社會調查寫調查報告或

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　　，并進行比賽評優。還可利用節假日組織學生參觀一些造紙、油墨、印刷廠等印刷相關企業，讓學生發現問題、分析問題，在潛移默化中增強環保的意識和責任感，形成低碳生活的理念，提高自身的基本素質。

　　四、結語

　　為了實現印刷行業的可持續發展，教師要在印刷專業的課堂教學、實踐教學、課外活動等多方面，向學生滲透綠色化學的思想，傳授綠色化學知識，讓印刷專業的學生了解綠色化學，接受綠色化學，利用綠色化學知識為印刷生產服務，這樣，不但能向社會輸送更多高素質、高能力人才，也可為印刷行業的發展做出應有的貢獻。

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