調(diào)查餐飲業(yè)污染物對環(huán)境的影響
——基于核心素養(yǎng)的生物實驗課探索

成瑤

一、背景分析

高中階段對于污染物給環(huán)境帶來的影響的實踐性學習，由于教學課時安排的限制以及實驗條件的局限性，還需要調(diào)查走訪及進行連續(xù)的實驗分析，所以本實踐探究選擇在假期實施。

人類活動對自然環(huán)境的影響在生物教材中也被多次提及，滬版第三冊就有一節(jié)專門針對水質(zhì)污染影響的實驗——“水質(zhì)污染對生物的影響”，但實驗中的污染物種類的選擇對于現(xiàn)今學生的生活和眼界來說已經(jīng)缺乏新意與吸引力，期中污染物的檢測標準及量化指標也并未提及，而這些恰恰是有心環(huán)保的學生所迫切想要了解的知識。所以為了滿足學生對環(huán)保知識的渴求和動手能力的同步提升，以生物學核心素養(yǎng)為導向，以普通高中生物學課程標準為依托，由書本實驗引申出本次教學實踐探索，希望通過調(diào)查和研究提高學生實踐探索能力的同時也為改善目前餐飲業(yè)的污染狀況獻出一己之力。

二、確定目標

為了人類自身的可持續(xù)性發(fā)展和長久福祉，保護環(huán)境迫在眉睫，旨在通過實踐幫助學生增加環(huán)境污染對生物影響的感性認識，增強環(huán)境保護的使命感鍛煉培養(yǎng)生物實驗技能，提高對比分析整合數(shù)據(jù)的能力。

1.科學探究 在教師指導下，通過分工合作確定走訪對象，制定實驗步驟，挑選實驗方案，完成實驗檢測和數(shù)據(jù)整理與記錄。

2.科學思維 根據(jù)實驗結(jié)果所得數(shù)據(jù)，加以提煉分析并完成相應指標比對，在相互交流的基礎上整理總結(jié)得出有否污染，污染物種類，及相應污染物排放超標與否。

3.環(huán)境觀念 生物與環(huán)境是統(tǒng)一的整體，結(jié)合穩(wěn)態(tài)與環(huán)境，體會和諧相處之道。

4.社會責任 通過問卷的設計與調(diào)查，數(shù)據(jù)的整合與處理，到后期改善方案的提出，使學生不僅具有科學文化素養(yǎng)和終身學習能力，更能夠具有良好的自主發(fā)展能力和溝通能力。

三、研究過程

1.準備階段 完成分組及相關調(diào)查問卷和實驗表格的繪制。確定各組的調(diào)查區(qū)域，問卷調(diào)查對象，采樣的區(qū)域劃定及相關企業(yè)的溝通說明。

2.問卷調(diào)查與收集整理（問卷見下）

餐飲企業(yè)對周邊居民產(chǎn)生的影響調(diào)查（表1）

（1）請問您是否清楚目前餐飲企業(yè)所排放的污染物對環(huán)境有所破壞是否了解？

A非常清楚30% B知道一部分65% C完全不清楚2%

（2）在您的日常生活中，是否受到過住宅周邊餐飲企業(yè)對你生活與學習的影響

A有69% B沒有28%

（3）您覺得餐飲污染物中哪類污染物對生活學習影響較大（可多重選擇）

A泔腳81% B噪音75%

C油煙77% D沖洗或洗滌廢水84%

（4）您是否關心如何解決污染物對環(huán)境的影響這一問題

A關心89% B無所謂8%

（5）如有切實可行的解決方法，你會積極配合嗎？（或提出合理化建議）

A是88% B不會8%

3.BOD5（生化需氧量）的測定［1］依據(jù)：采用稀釋接種法。原理：生化需氧量是指在規(guī)定的條件下，微生物分解水中的某些可氧化的物質(zhì)，特別是分解有機物的生物化學過程所消耗的溶解氧。通常情況下是指水樣充滿完全密閉的溶解氧瓶中，在（20±1）℃的暗處培養(yǎng)5d±4h或（2＋5）d±4h［先在04℃的暗處培養(yǎng)2d，接著在（20±1）℃的暗處培養(yǎng)5d，即培養(yǎng)（2＋5）d］，分別測定培養(yǎng)前后水樣中溶解氧的質(zhì)量濃度，由培養(yǎng)前后溶解氧的質(zhì)量濃度之差，計算每升樣品消耗的溶解氧量，以BOD5形式表示。儀器：培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)箱、測定溶解氧儀器、冰箱、稀釋容器。

4.COD（化學需氧量）的測定［2］依據(jù)：快速消解分光光度法。原理：在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在強酸介質(zhì)中，以硫酸銀作為催化劑，經(jīng)高溫消解后，用分光光度法測定COD值。儀器：分光光度計、加熱設備等。

四、調(diào)查、實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

通過問卷調(diào)查，針對污染物的BOD5、COD取樣測量分析等，發(fā)現(xiàn)餐飲業(yè)對周圍環(huán)境造成的主要污染有：各類廢水、油煙、噪音、泔腳；并進一步明確其污染物的排放對環(huán)境和人體健康的影響。

1.調(diào)查餐飲企業(yè)對周邊居民產(chǎn)生的影響 從回收的有效問卷中可以看出，表1中有近70%居民的生活受到過餐飲污染物的影響，其中廢水等幾項是較為主要的污染源。大部分居民對餐飲業(yè)污染物的影響有著清晰的認識，但仍有不少居民對餐飲污染物的危害不夠清楚或完全不知道，但他們普遍表示會關注這方面的情況。在環(huán)保日益受重視的今天，努力提高公眾的環(huán)境意識已經(jīng)成為全社會的共識。環(huán)境意識是環(huán)境行為的決定因素，而環(huán)境行為對環(huán)境意識亦起了促進和提高的作用。環(huán)境教育和宣傳作為提高公眾環(huán)境意識的主要途徑，應該引起環(huán)保工作者足夠的重視。有關部門對環(huán)境教育的長期性要有充分的認識；對社會不同的階層可采用不同的方式來宣傳教育，注重參與性；提倡環(huán)保從每個人做起，環(huán)境教育從小開始。由此可見，在解決污染問題的的同時，還必須提高人們的環(huán)境保護意識，切實做到“人人有責，人人受益”。

2.餐飲污染物BOD5、COD取樣測量分析 通過對區(qū)內(nèi)部分餐飲企業(yè)進行實地調(diào)查，取得餐飲企業(yè)的排污樣本，以廢水為主測定其COD、BOD5等指標。餐飲業(yè)的廢水主要包括餐廳的飲食廢水、洗滌廢水及沖洗廢水等。利用周末走訪本區(qū)不同規(guī)模的餐飲服務單位，采集了其綜合水樣并對其進行BOD5、COD的實驗（具體數(shù)值的測定結(jié)果見表2）。

表2 多家餐飲企業(yè)廢水理化指標測量結(jié)果

3.BOD5實驗結(jié)果討論 通過餐飲服務業(yè)廢水排放的樣本（BOD5）采集實驗數(shù)據(jù)表明（從表二中可見）：污染物的超標現(xiàn)象還十分嚴重，根據(jù)以上表格中生物需氧量（BOD5）發(fā)現(xiàn)其中含碳化合物等有機物的含量遠超于國家標準（見表3）。這些被排放的廢水污染水域后，在水體中分解時要消耗大量溶解氧，從而破壞水體中氧的平衡，使水質(zhì)惡化，會導致魚類及其它水生生物因缺氧而死亡。

4.COD實驗結(jié)果討論 根據(jù)表2數(shù)據(jù)反映出化學需氧量（COD）遠超于國家標準（見表3）。說明廢水中受還原性物質(zhì)污染程度較重，這些還原性物質(zhì)包括有：亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。

表3 第二類污染物最高允許排放濃度（單位：mg／L）［3］（1998年1月1日后建設的單位）

五、污染防治建議

經(jīng)過分組討論，學生總結(jié)得出以下建議：

從經(jīng)濟角度出發(fā)，要控制餐飲業(yè)的環(huán)境污染，可以適當提高排污收費的標準。這些餐飲企業(yè)大多位于市中心，要求其有機廢水排放納入管線到達城市污水處理廠集中處理達標后再排放，以發(fā)揮規(guī)模效益優(yōu)勢。因此，應提高排污收費標準，利用強有力的經(jīng)濟手段控制餐飲業(yè)的環(huán)境污染。同時要加強監(jiān)控力度，因轉(zhuǎn)變“三天打漁兩天曬網(wǎng)”的監(jiān)管方式，縮短監(jiān)管周期，并且采用不定期監(jiān)察的形式。

除了統(tǒng)一的硬性手段，還要大力加強宣傳力度，提高全社會的環(huán)保意識，這就需要得到各級領導的重視，發(fā)展經(jīng)濟不能以犧牲環(huán)境為代價，應做到統(tǒng)籌規(guī)劃，以達到可持續(xù)發(fā)展的目標。

從技術角度考慮，飲食服務業(yè)應限期改用清潔能源、提高氣化率、安裝高效、低噪音的脫排油煙機，以減少廢氣排放。對產(chǎn)生經(jīng)營性廢水的單位，廢水必須經(jīng)過處理后達標排放。餐飲業(yè)廢水還可采用隔油池，經(jīng)隔油處理分離，過濾后排放。浮油應回收利用，防止二次污染，真正做到可持續(xù)發(fā)展。

六、教學反思

在本次活動中，學生遵循生命科學探究的基本步驟，完成了從提出疑問、提出假設、設計實驗、實施實驗、分析數(shù)據(jù)、直至得出結(jié)論全過程。在交流討論等科學探究過程中，鍛煉了分工協(xié)作的團隊合作能力。在查閱相關資料的過程中獲得了污染物監(jiān)測的相關知識和實驗檢測技能，知悉了相關量化標準。因為實驗的針對性較強，所以需要學生從眾多資料中篩選出和本實驗相關部分，在此過程中分析整合的能力也得到了較明顯的提升。所有的過程皆親歷親為，促使學生對餐飲污染的現(xiàn)狀有了更進一步了解，更激發(fā)了學生對環(huán)境保護的緊迫感。

在本次試驗中還有一些因素會影響到BOD5的測定結(jié)果，可以就此引導學生展開討論。在水樣的運輸方面應當注意時效及采取適當?shù)牡蜏乇４娲胧?，在選擇盛放水樣的容器時盡量選擇玻璃材質(zhì)并注意保證器皿的潔凈。對于稀釋水的要求也較為嚴格，這關系到實驗測定的成敗，也是影響測定結(jié)果準確性的主要因素。還有樣品來源地的水溫也會通過影響溶解氧含量，而使最后的實驗結(jié)果產(chǎn)生誤差。學生在思考的同時分析解決問題的能力也就得到了極大地提升。

因為本次實驗教學面對的是高中學生又是初次嘗試所以對于實驗測量的方法選擇方面不宜過多，只選取了BOD5和COD這兩個指標檢測，日后可以考慮增加組別和增加測量項目如：氨氮、PH、懸浮物、電導率、陰離子表面活性劑、油類等，這樣有利于學生獲得較全面的實驗數(shù)據(jù)，也更有利于后繼進行全面地比較分析。

七、學生成果

學生劉劍等在以“餐飲業(yè)污染物對環(huán)境的影響”一文（獲得“第十九屆英特爾上海市青少年科技創(chuàng)新大賽”優(yōu)秀科技論文二等獎和創(chuàng)造發(fā)明二等獎。）基礎上利用自習和業(yè)余時間不僅撰寫了有關餐飲業(yè)污染物的調(diào)查報告，并提出進一步的問題——泔腳對小白鼠生長的影響，通過分析實驗中所記錄的數(shù)據(jù)，并加以整理比較最后設計了一組利用泔腳生產(chǎn)蛋白飼料的系統(tǒng)。