中職化學(xué)實驗廢棄物的綠色無害處理

張靖也

摘 要：化學(xué)教學(xué)過程中，為了更好地體現(xiàn)化學(xué)知識，必然會通過化學(xué)實驗向?qū)W生展示相關(guān)知識內(nèi)容，但化學(xué)實驗所產(chǎn)生的垃圾以及廢氣、廢液會對試驗周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，因此在中職化學(xué)教學(xué)過程中要倡導(dǎo)綠色化學(xué)實驗思想，有意識、有目的地對實驗環(huán)境及其實驗產(chǎn)生的垃圾進行綠色無害處理，達到化學(xué)課程教學(xué)的最終目的。該文結(jié)合實際對化學(xué)實驗產(chǎn)生影響和如何綠色處理進行探討和分析。

關(guān)鍵詞：廢棄物 綠色化學(xué) 無害

中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（a）-0165-02

近幾年隨著環(huán)保意識逐漸加強，在社會的各個方面都倡導(dǎo)環(huán)保綠色、可持續(xù)發(fā)展，同時在化學(xué)教育過程中也開始滲透環(huán)境教育，內(nèi)容也涉及環(huán)境污染及保護問題，如大氣污染、水污染、溫室效應(yīng)等內(nèi)容。中職學(xué)生在此階段也是比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)知識的階段，教師需要讓學(xué)生們了解化學(xué)實驗所產(chǎn)生的污染情況，同時還要將綠色化學(xué)思想融入化學(xué)教育的過程，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)思想。新的預(yù)防化學(xué)污染的理念和新實踐已經(jīng)成為當(dāng)今主流，需要加強此方面的教育。中職化學(xué)實驗多多少少都會產(chǎn)生實驗垃圾，對周邊環(huán)境造成影響，如不進行處理，就會影響師生及學(xué)校環(huán)境，最重要的是學(xué)生的這種綠色化學(xué)理念將越來越淡薄，有悖于我們教育的初衷。

1 化學(xué)實驗的污染問題

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)教學(xué)中一半以上的化學(xué)知識都需要實驗引入，但教材對實驗設(shè)計往往只會重視實驗現(xiàn)象明顯、實驗裝置簡單，便于教師、學(xué)生操作，很少考慮實驗產(chǎn)物對環(huán)境的污染問題。而化學(xué)實驗教學(xué)中，很多學(xué)校在建設(shè)實驗室時也沒有考慮化學(xué)實驗對實驗室環(huán)境以及周邊環(huán)境的污染，在完成教學(xué)實驗后直接將實驗室廢水、廢氣、廢物排放到環(huán)境中，在造成環(huán)境污染的同時也影響到了人體的健康。

1.1 廢液

化學(xué)實驗廢液多為實驗殘留液體、實驗原料溶液以及清洗儀器、器皿的廢液。幾乎所有的化學(xué)實驗都會產(chǎn)生廢液，也都存在不同程度的廢水污染。并且這些廢液成分相對復(fù)雜，不但含有有機物、無機物、重金屬，甚至?xí)毦⒂泻ξ⑸?。有些廢液甚至具有腐蝕性、易燃性、毒性，有的甚至還可以致癌。

1.2 廢氣

化學(xué)實驗常產(chǎn)生具有污染的廢氣，例如酸霧、苯系物、汞蒸汽、有機溶劑蒸汽以及甲醛等。這些廢氣的污染性較大，對人體也具有傷害。例如硫化氫會嚴重刺激人上呼吸道以及裸露黏膜；甲醛會對呼吸道以及人體造成損傷；苯系物可能致癌等。雖然很多實驗室會設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)，要求所有產(chǎn)生毒害氣體的實驗在通風(fēng)櫥中進行，但這樣雖然保證了實驗室中人和環(huán)境的安全，但卻對實驗室周圍環(huán)境造成了污染。

1.3 固體廢棄物

固體廢棄物是化學(xué)實驗過程中產(chǎn)生的主要廢物之一，且種類具有多樣性，例如多余樣品、消耗實驗用品（棉花、紗布等）、破損實驗用品（玻璃器皿）、殘留化學(xué)試劑以及失效化學(xué)藥品等?；瘜W(xué)成分復(fù)雜的固體廢棄物含有多種污染物，若處理不慎很容易引發(fā)嚴重的環(huán)境污染。

2 綠色化學(xué)理念

中職化學(xué)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)引入綠色化學(xué)理念，這是一種對環(huán)境影響相對較小的化學(xué)理念，綠色化學(xué)要求化學(xué)活動應(yīng)當(dāng)友好地對待人類健康以及環(huán)境，其目的是尋找能夠利用的無毒害化學(xué)原料進行實驗，最大限度地減少實驗材料用量，在節(jié)約能源的同時降低有害物質(zhì)的使用、產(chǎn)生，從源頭上消除化學(xué)污染物，是一種可持續(xù)發(fā)展理念較強的化學(xué)理念。

2.1 化學(xué)課堂教學(xué)是最直接的環(huán)保教育基地

在國外化學(xué)教學(xué)過程中，比如在新加坡，化學(xué)教學(xué)實驗室都會給每一個實驗臺專門設(shè)置廢液回收裝置，學(xué)生在進行化學(xué)實驗后通過回收裝置處理實驗廢物；并且每個實驗臺專門配置干凈的抹布，可以及時清理實驗完成后實驗臺上遺留的污漬，以免這些遺留污漬污染實驗臺。由于現(xiàn)代實驗室設(shè)備大多較先進，很多實驗借助儀器都可進行微量化實驗，避免了傳統(tǒng)實驗對實驗材料的浪費，也減少了污染環(huán)境的廢物的產(chǎn)生。除此之外，實驗室下水道也需要在出口設(shè)置專門的監(jiān)測儀器，以方便隨時監(jiān)測實驗室流出的液體，從而達到雙重保障的作用，降低實驗廢液對環(huán)境的污染。

2.2 將環(huán)保由課堂延伸到校外

隨著人們環(huán)保意識的加強，相關(guān)研究逐漸增加，但環(huán)保及環(huán)境治理相關(guān)教育內(nèi)容卻很少，并沒有真正融入中職生的生活中。環(huán)保知識教育也只是一種普及教育，目的僅限于對國民素質(zhì)的提高，而沒有針對學(xué)校教育特點的專門性教育。化學(xué)與環(huán)境污染密切相關(guān)，環(huán)境污染主要是由化學(xué)污染物造成的，很多環(huán)境問題的解決要依靠化學(xué)的方法來實現(xiàn)。中職化學(xué)課堂教學(xué)是最直接的環(huán)保教育基地，只有把環(huán)保教育貫穿于化學(xué)學(xué)科教學(xué)的課內(nèi)課外，把中職研究性學(xué)習(xí)與環(huán)保教育聯(lián)系起來，才能真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

3 化學(xué)實驗廢棄物綠色無害化處理

3.1 通過實驗改進從根源上減少化學(xué)實驗廢棄物

在化學(xué)實驗中最有效的就是從實驗根源入手，從儀器、實驗方法、實驗原料等方面進行改進，減少廢棄物的產(chǎn)生。比如，使用微型化的儀器裝置進行實驗，試劑用量大幅減少。吸熱反應(yīng)的實驗，藥品減半；物質(zhì)的量濃度配置實驗，將用量由500 mL改為100 mL；濃硫酸的脫水性實驗，蔗糖用量減半；學(xué)生分組進行物質(zhì)性質(zhì)實驗，均采用小試管或點滴板進行。在不影響實驗效果的前提下，學(xué)生可以尋找一些無毒害的藥品來替換有毒害的藥品；尋找一些對環(huán)境無影響或影響較小的藥品來替代對環(huán)境影響較大的藥品。如溶液的導(dǎo)電性實驗，鹽酸和氯化鈉在通電時會產(chǎn)生有害的氯氣，將它們換成硝酸鈉和稀硝酸，這樣既達到了比較電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力強弱的目的，又避免了氯氣的污染。又如用CuSO4溶液代替水與電石反應(yīng)，產(chǎn)生的H2S氣體就可以和CuSO4溶液反應(yīng)而被吸收，從而減少污染。

3.2 廢氣的無害化處理

中職化學(xué)實驗廢氣主要是實驗中產(chǎn)生的尾氣，尾氣處理通常和某制取或性質(zhì)實驗結(jié)合在一起，相對研究較多。中職化學(xué)實驗中主要出現(xiàn)以下十幾種氣體：O2、N2、H2、CO、CO2、Cl2、HCl、Br2、SO2、H2S、NO2、NH3、CH4等。一般的，教師和學(xué)生對有毒尾氣處理比較注意，無毒氣體如甲烷、氫氣等就覺得好像不必處理，實際上這兩種氣體也是引起溫室效應(yīng)的物質(zhì)之一；還有的習(xí)慣把實驗產(chǎn)生的尾氣通過通風(fēng)櫥排出室外，這樣也會污染環(huán)境。尾氣處理方法按其方法的不同可以分為3類：液體吸收法（溶液或水吸收法）、燃燒法、袋裝法（塑料袋或氣球）。

3.3 廢液的無害化處理

各類酸堿廢液，含鉛、溴、碘、汞、鎘的廢液和有機化學(xué)廢液是中職化學(xué)教學(xué)實驗過程中產(chǎn)生的主要幾種廢液。其中最為常見的化學(xué)廢液便是酸堿廢液。對于不含重金屬的酸堿廢液，濃度非常稀的可以無需處理直接進行排放；濃度高的則可以直接通過酸堿中和的方式進行處理，保證最終排放廢液pH值為6～8；一般化學(xué)實驗過程中會將酸堿廢液分開貯存，最后相互進行中和處理。而含有重金屬的化學(xué)實驗廢液則需要首先使用酸堿溶液，將廢液pH調(diào)節(jié)到3～4，繼而加入鐵粉進行攪拌，攪拌30 min后將pH調(diào)節(jié)至9，再攪拌10 min，而后加入堿式氯化鋁或硫酸鋁對溶液進行沉淀處理，此時得到的上層清夜可以直接排放，而沉淀物則必須進行廢渣處理。

4 結(jié)語

中職化學(xué)教學(xué)也是比較系統(tǒng)化的教學(xué)階段，因此教學(xué)中必然會進行化學(xué)實驗。教師應(yīng)當(dāng)在本階段的學(xué)習(xí)中讓學(xué)生明晰化學(xué)實驗污染狀況，并將綠色化學(xué)思想融入教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保理念。同時還要有目的地將實驗產(chǎn)生的廢物、垃圾無害化處理方式融入教學(xué)中，從而達到綠色教學(xué)的目的。

參考文獻

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