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保护自然生态环境对人类的生存发展意义重大。化学实验对于科研和教育的发展固然也有极为重要的推动作用,但并不意味化学实验就可以无视对生态环境的不良影响。可能少量的化学实验对于环境的影响微乎其微,但是在不断形成规模的化学实验中,这种污染问题日益凸显出来,而且经过长时间的积累后,可能会引发严重的环境污染问题。因此,针对当前化学实验室的运行情况,相关部门必须采取一定的防治措施,减少其对环境造成的危害。
1化学实验室形成的污染源头
根据调查分析来看,化学实验室所形成的污染源头主要来自科研机构、企业和教育机构。其中最主要的是企业和高校与化学实验相关的实验室,由于许多高校的化学实验室是教师、科研人员、学生开展化学实验的重要地点,每天都会有大批的人员尝试各种化学实验,产生种类多样的化学实验“三废”。通过调查了解发现,很多教育机构对于化学实验产生的废物,没有制定完善可行的管理、处理机制,大多被当作普通垃圾处理掉,甚至很多实验废水、废料被直接倒入下水道、垃圾桶。没有经过严格处理的化学实验“三废”从实验室流出,且其数量在不断增加,存在较大的污染风险。相比于传统的工业生产和制造单一的化学污染,化学实验中所采用的化学药品种类较多,各类实验原料所形成的废弃物成分也十分复杂,因此,产生的污染也更复杂。
2化学实验室污染物成分及其危害分析
化学实验室所产成的主要废弃物由固体、气体和液体构成。
2.1液体污染物
从成分构成来看,化学实验室所产成的液体污染物主要分为有机物和无机物。通常情况下,因为稳定性强、难分解的特性,有机污染物会比无机污染物引发更多的环境污染灾害。很多学校的化学实验室由于没有设计合理的化学污染物处理方案,也没有做好人员的防污染处理意识教育,使得很多化学实验室在实验完成之后,直接将这些实验废水倒入下水道或者厕所,经年累月之后,必然会影响周围的土壤、地下水环境等。一些实验中的有机污染物被排放到环境后,可能会对环境产生长久的影响,引发一些生物种群的变化。比如溶解氧效应会加剧水质恶化,威胁水生生物的生存[1]。
2.2气体污染物
化学实验室所产生的污染废气主要是化学反应中产生的有害气体和可挥发性物质。泄露的污染气体可能包含甲醛、苯系物、有机溶剂、汞蒸气等。很多实验室规定在实验过程中要保持环境通风,虽然这是保护人员安全的重要措施,但是这些未经处理的污染气体被直接排放到空气中,必然会对周围环境造成一定程度的污染和破坏。
2.3固体污染物
化学实验室所产生的固体废弃物种类较多,包括样品材料、合成产物、消耗或者破损的实验器材、一次性的实验消耗器材等。这些固体废弃物通常包含较为复杂的化学成分,也可能残留各种有害的化学物质,尤其一些有毒化学试剂,若处理不妥当,容易引发不良的污染事故。
3造成化学实验污染的原因分析
3.1环保意识不足
由于当前社会市场中各类化学实验室的数量不断增加,形成的污染物会对自然生态环境造成极大的影响。但是许多人员对化学实验室产生的各类废弃污染物造成的污染问题以及对环境、民众产生的污染危害性都没有形成足够的认知。一些学校的化学实验室就存在缺乏科学的管理制度、管理化学实验“三废”认识不到位、意识过于单薄的问题,认为实验产生的废弃物根本无法造成污染,加强防治是小题大做。在这样的意识影响下,很多人员直接将废弃液体、固体倒入下水道、厕所、垃圾桶,或者直接就地掩埋,学生也没有受到良好的指引,导致这种随意倾倒实验废物的现象更加严重。
3.2管理投入不足
企业、高校化学实验室由于在运行过程中没有足够的资金投入和人员保障,缺少处理实验废弃物的强制制度和设备,即使管理人员和使用者有环保意识,依然对污染防治无能为力;而且缺少环保资金投入,也间接导致相关的环保工业发展缓慢。3.3化学实验污染物没有完善的收集处理流程由于化学实验所涉及的各类化学实验样品种类繁多,收集处理的方法会涵盖多门化学学科知识,导致整体的化学实验废物的收集处理流程工序十分复杂,需要由专业人员进行处理,且处理成本较高。
4完善化学实验室污染防治工作的措施
4.1强化管理、使用人员的环境保护意识
随着科研、教育活动的不断增多,很多地区开展的各种化学实验数量增加、频率加快。相关环保部门应重视化学实验室产生的污染危害,并加大防治工作的开展力度。21世纪初,国家就已经制定了相关的化学废气物防治政策,并且对化学实验物的处理排放也进行了明确的规定。比如《水污染防治法》就明令禁止向水中排放酸液、碱液、油污等废弃液体,更是禁止将含有铅、汞、镉、氰化物等有害物质向周边土壤、水源中倾倒、排放或者掩埋。这些法规都明令禁止直接排放相关污染物,必须经过专门的处理来减轻其对周边环境的危害。因此,为了遵守国家的相关污染防治规定,相关管理监督人员应起到相应的监管责任。针对学校等教育机构,教师等管理者也需要做好引导带头的作用,重视化学废弃物随意排放对环境造成的巨大危害,并且积极向学生们宣传相应的环保防治措施,强化学生的环保和污染防治意识,降低化学实验造成的环境危害程度[2]。
4.2规范实验室的选址建设、加强管理
化学实验室的布置建设也需要严格遵循国家相关的环保建设规定,如《环境保护法》和《环境影响评价法》。为了从源头上控制和减轻化学实验室在实验中所造成的污染和危害,科研机构和高校等在新建、改建、扩建实验室时,要切实遵守环境评价制度规定;此外,必须要合理规划布局实验室,尤其要注重一些特殊实验室的布局和选址,完善实验室污染防治体系,同时也与高校环保体系建设相互连接,促进环保防治工作的有效宣传和开展。此外,高校的实验室还需要落实环保评估工作。比如当前很多实验室在资质认证和环境评估方面都有关于废弃污染物的处理管理措施,但是这些规章制度很多都流于表面,在实际操作中,并未很好地体现和落实。所以,针对此类情况,国家应该有针对性地制定相应的环保强制性标准,推行实验室ISO14000号环境质量管理体系认证,严格将相应的管理措施落实到实验室管理中。
4.3具体的化学污染防治措施
4.3.1减少有毒化学试剂的使用很多化学实验会造成严重的环境污染,都是由于在化学实验中使用了较高毒性和危害性的试剂原料。因此,实验部门在保证实验效果的前提下,应尽量使用无毒无污染或者危害性较小的试剂原料来替代,而这也是降低实验污染危害性的有效途径。4.3.2强化实验废气的处置在实验过程中,一般的实验废气可能会通过通风管道、通风橱,然后再经过空气稀释后排出。实验室要将大量的有毒气体经过严格的处理后才能进行排放,可以对实验室通风管道排出的废气进行活性炭的吸附处理,然后经过空气污染检测后排放。此外,为了减少实验过程中产生的粉尘,满足实验室基本的环境要求,还要对实验室的具体环境进行优化设置,比如对墙面、地面的建设材料进行优化,使用一些可以减少扬尘的材料。同时,实验室与外界的通风口都应该加装过滤设备,防止实验过程中的有害气体外泄。4.3.3废弃液体的处理实验室产生的废弃液体需要实验人员按照废弃液体的化学特性进行合理处理,要选择合适的收集容器并挑选合适的存放地点。要保证容器良好的密闭性,而且存储液体时不能混合存放。装有废弃液体的容器一定要贴上明确的标签,记录其具体的液体种类、性质、存放时间以及后续的处理时间[3]。4.3.4废弃固体的处理实验后的废弃固体要尽可能地保证回收后再利用,如果某些物质确实无法回收再利用,如含有有毒物质的固体废弃物需要进行严格的处理。常见的一些方法是将其与水泥混合凝固后,排放到远离生活住宅区的位置进行深埋处理,或者采取焚烧处理的方式。当然很多中小型实验室可能不具备自主回收处理的条件,所以应该积极联系相关处理部门来妥善处置[4]。4.3.5完善试剂样品的共享调度网络失效、过期的化学实验试剂和材料的处理方法,一直都是世界性的处理难题。很多试剂、材料由于使用不及时,导致过期、失效,要想处理,对经济和技术成本的要求较高。针对这类问题,各个地区的实验室可以合作成立一个区域性的试剂、材料共享调度网络,将一些具有危害性、污染性且容易过期失效的试剂和材料分享到调度网络中,实现区域性的资源共享,可以很大程度地减少大批量的化学试剂过期失效的问题,还能降低各个实验室的经济成本。
5结语
由于化学实验室长期频繁的实验活动,造成的环境污染已经逐步凸显。为了顺应我国绿色发展的理念,在开展各类化学实验时,必须怀有生态保护意识。本着“谁污染、谁治理”的原则,化学实验室作为污染的源头之一,必须担负起环保的主要责任,进一步完善建设、实验和处理的方式,避免给我国生态环境造成更严重的危害。
[参考文献]
[1]傅雪梅,孙源媛,苏婧,等.基于水化学和氮氧双同位素的地下水硝酸盐源解析[J].中国环境科学,2019(9):369-376.
[2]刘芳彤,邢钢,陈晓越.液体推进剂实验室的环境污染与控制[C].青岛:中国化学会第八届全国化学推进剂学术会议论文集,2017.
[3]张燕青.浅谈化学实验室对环境的污染及其治理[J].建筑工程技术与设计,2016(11):2863.
关键词:环境化学污染;应急监测;技术与设备
人们的生活与化学物质有着密切的联系,环境化学污染也备受人们的关注,由于环境化学污染传播速度快、危害大、范围广,严重的威胁了自然生态系统的土壤、水、空气和生物等。而空气污染、大气污染、生物污染、土壤污染是环境化学污染的主要方面。由于环境化学污染事故具有一定的突发性,要想将环境化学污染进行预防和制止其难度非常的大。随着现代科技的发展,利用先进的事故应急监测技术与设备可以有效的处理环境化学污染。因此,深入的研究环境化学污染事故的应急监测技术与设备是具有重要意义的。
1环境化学污染事故的作用和特点
在环境化学污染事故中,第一步就是事故的应急监测。无论用任何一种处理污染事故的方法,首要步骤就是进行环境化学污染的应急监测。这一主要环节就是要对污染进行细致的查明和分析,如化学污染物的浓度、危害性、种类、污染范围等。应急监测技术是科学、准确的检测环境化学污染造成事故的基础和前提,确保环境化学污染事故造成严重后果的重要保障。同时也是减少事故危害、制动恢复的依据,在处理环境化学污染事故中起到尤为重要的作用。同时污染事故也有不同的特点,其一,突发性。一旦发生化学污染事故,它的传播速度非常快,在短时间内是很难被控制的。一旦应急监测技术存在缺陷,那么将很难控制污染造成的危害;其二,严重性。在发生污染事故时,都会造成不同程度的后果和影响,有的甚至会相当严重。如核电站发生核泄漏事故,周围的居民和工作者都会受到损害,甚至在核电站附近的几千里都会受到不同程度的影响;其三,长期性。化学污染物只要进入到机体内,它的器脏都会受到严重的损伤,恢复起来比较困难,甚至会失去正常的机能。
2环境化学污染事故的应急监测技术内容
2.1事故应急监测项目的选择。应急监测项目的选择,主要是对环境化学污染事故进行确定和分析,并做好相应的应急监测措施。首先,需要以污染事故的特定为判断依据,确定引发事故的原因,如泄漏、火灾、爆炸等。也可以以监测人员对化学污染的气味或颜色做出初步的判断;其次,利用检测试纸、检测仪器等对化学污染进行检测和分析,并采集现场的化学污染物质,在实验室中进一步的检测,通过细致的分析和监测,制作出科学合理的解决方案,降低事故发生的伤害。
2.2应急监测方案的确定。环境化学污染事故的应急监测方案的确定,需要根据污染物质的特点进行分析,对有关污染源的单位进行调查,收集发生污染事故单位的生产材料、产品、生产记录、生产所用的设备进行检测和调查,通过一系列的分析后,最终确定事故应急监测措施和方案。
2.3应急监测的要求及方法的选择。环境化学污染事故的应急监测技术和方法都有着不同的选择,如果人、动物、植物发生中毒状况,需要判断其中毒后所反馈的症状来判断,选择动物、植物检测法进行监测处理;如果是流动物质导致化学污染事故,就需要对有关人员进行咨询和调查,并对危险品的来源、单位、数量等调查后,选择仪器检测法进行检测;如果在化学污染事故无法确定的情况下,观察它的颜色、气味、挥发性等,利用化学分析法对有毒物质进行监测。
3应急监测技术与设备
3.1感官检测法。感官检测法是应急监测技术最容易、最简单的监测方法,但它对检测人员的实践经验和专业素质的要求很高。人体感官器官,如皮肤、鼻子、耳朵、嘴巴等,在感官检测法中又可以称作人体生物传感器。化学物质通常具有一定的味道和颜色,根据人体生物传感器可以较快的判断出需要检测的化学物质。如有杏仁味道的就可以判断是氰化物;有恶臭味道的可以判断为是含巯基有机磷农药;味道刺鼻的就是二氧化硫;HCI会使人流眼泪等等。同时感官检测法也具有一定程度的局限性和不确定性,具有无色无味的化学有害物质就无法用这种方法进行检测,这种检测方法也会对检测人员造成一定的身体伤害。
3.2化学分析法。侦检片、侦检粉、检测管、侦检粉笔法等都是较为传统的化学分析的方法,这种化学分析的方法具有操作方便、成本低、方便携带等优势。在滤纸上的化学试剂存在较差的稳定性、试剂使用量大、极大的选择性时差等问题,这些问题都会影响到监测的结果。风光光度法、目视比色法等都是目前比较先进的化学检测方法,完全可以取代传统的化学分析方法,在进行监测时,通常会运用多种分析方法来解决化学分析法存在的问题。
3.3动物、植物检测法。在人类感官检测法的相比之下,动物、植物对化学物质的感官更加可靠、准确。如嗅觉非常灵敏的动物狗来说,通过狗的嗅觉可以监测出多种不同的有毒化学试剂,在专业人员的严格训练下,狗可以发出不用的声音对信息进行反馈。雏鸟或金丝鸟大多会被饲养在农药厂的生产车间中,一旦发生有毒气体泄露,这些鸟类会及时做出反馈。而植物检测方法就是根据植物表皮的损害状况来判断大气污染的程度及种类,当空气中二氧化硫的浓度在0.3~0.5pm的时候,敏感植物的表面就会出现不同程度的伤斑。而经受光化学污染的叶片会变成银白色与古铜色,有的叶片也会出现不同程度的坏死。因此,动物、植物检测法可以根据它们的不同特性,为环境化学污染提供可靠的依据,并根据不同的判断和反馈及时的进行处理。
3.4便携式仪器检测法。便携式仪器包括色谱仪器、光学式仪器、电学式仪器等。这些仪器有着共同的优势,主要为使用试剂量少、灵敏度高、监测范围广、操作简单、较高的性价比、干扰少,广泛的样品种类、也可以多个仪器连续或同时检测。但是部分仪器也有自身的缺点,如色谱仪器要求较高的专业知识、有的单项仪器只能分单组进行检测、有的仪器在检测时现场需要具备电源和采样设备才能工作。环境化学污染事故应急监测技的主要设备和技术不是一直不变的,它会顺应时代的发展,根据环境化学污染事故的不同而进行改变。这需要长时间的研究和探索,从而减小环境化学污染对大自然和人们的危害。
参考文献
[1]陈伟.浅谈环境化学污染事故应急监测[J].化工管理,2015(6):204.
化学实验绿色化学环境污染实验教学是化学教学的重要途径,是使学生快速理解和掌握化学理论知识的一种重要手段,是化学教学不可或缺的方法。然而化学实验产生的废液、废气、废渣、不可避免地对环境造成污染。因此,如何减少化学实验对环境的污染是化学教学亟需解决的重要问题。经过几年来的探索研究,绿色化学走入人们的视野,它强调的是用化学的知识和技术,去减少或杜绝危害人体健康和对环境产生污染的原料,通过控制反应条件,使化学品在生产和应用时都能做到无污染、无毒害。把绿色化学应用到化学教育之中,从根本上防止和治理环境污染,从治标转向治本,是化学教学的改革重点。
一、提高环保意识
人是意识性动物,观念意识决定人的行为。在化学教学中,提高学生的环保意识,是保护环境、消除或减轻化学实验污染的前提条件。化学专业学生是参与化学实验,从事化学类工作的主体人员,提高他们的环保意识是减轻化学实验对环境污染的前提工作。学校可以通过举办环保讲座、图片展览、环境保护法宣传、环境污染展示等一系列活动,使他们能够认识到环境保护的重要性。环境是与我们每个人都息息相关的,是我们赖以生存的条件,保护环境人人有责。老师要重点讲解化学实验污染的危害性,及实验中废弃物的处理方法。化学实验污染的特点是规模小、浓度高、种类杂。实验过后,随意排放“三废”,将会对周边环境及人群,造成相当大的危害。因此在实验中,学生要按照老师的要求,自觉地按规定量取用药品、规范性操作、及时妥善地处理实验废弃物,养成良好的实验方法和习惯。
二、引进微型实验
微型化学实验是指以微量的化学试剂,在微量化的仪器和装置中进行的一种化学实验。它是一种新型的化学实验方法,以绿色化学为基本理念,以环境保护为根本出发点,它通过尽可能少的使用化学试剂,而获得比较明显的化学反应结果和准确的化学信息。引进微型化实验,代替传统的化学实验,在降低环境污染的同时还可以减少设备、水、电等的消耗,减少实验费用。微型化实验效果更为明显,使学生更为准确的观察化学方应,提高了化学教学质量。同时由于较少的使用化学试剂,减少危害,提高实验的安全性。
三、完善实验设备
化学实验是在化学设备下进行的,化学反应是在设备下产生的,可见设备对化学实验的重要性。设备的好坏不仅仅影响了化学反应的效果,而且落后的设备在安全、环保等方面也存在着很大的隐患。改进实验的设备,更新实验技术,先进的技术在某些实验中减少化学药剂用量、方便操作,反应速度快,减少了环境污染。运用先进的设备替换常规的设备,不易发生有毒气体泄露情况,避免师生受到危害,使化学实验在安全有序中进行。
四、化散为整实验
对于化学教学,一学期是由很多大小不同的实验组成的,教师可以在集中讲解一章或几节相关联的课程后,组装合并串联其中的实验,化散为整,把几个分散的小实验组合成一个整体,做一个连续的系列实验。要求这一系列的实验,前一个实验的产物是后一个实验的原料。这样通过试剂的回收及重复利用,不仅可以缩短实验时间,减少了课时,还有趣味性强,教学效果明显;节省实验试剂,减少了耗费;最重要的是减少三废的排放,有利于环境保护。
五、应用仿真实验
21世纪是信息时代,信息已经渗透到各个行业之中。信息的速度和更新,正是教学所需要的。利用计算机多媒体技术对化学实验的实验原理、装置、流程、实验过程等进行仿真,通过文字、声音、图像、动画、影视等方式来显示。这种教学方式是新兴起来的一种实验教学手段。学生通过这样的模拟仿真实验,自行操作,生动形象的观看到实验的现象,对于不懂的地方可以无限循环观看,低成本、高质量。既可以提高学生的学习积极性,又能做到实验废弃物的零排放、零污染,且始终对人体无害,实现绿色化化学实验教学。
六、慎用化学药品
化学实验的污染主要是由于实验中所用的高毒试剂引起的,所以在化学教学中,在保证实验正常进行的前提下,尽可能的选用无毒或低毒性,无污染或低污染,且废弃物容易处置的化学药剂。
七、正确处理“三废”
化学实验所产生的废气、废液、废渣,如不妥善处理,将会对环境造成严重的污染,也使资金大量流失。具体问题具体分析,对于化学实验产生的不同形态的废弃物处置的方法不同。国家对化学实验废弃物的处理有明确的条文规定,在遵从国家条文的前提下,要以保护环境、节约资源为原则。
1.废气的处理方法。化学实验室产生的废气种类较多,废气的处理以净化措施为主,采取废气净化方法很多,有吸收法、冷凝法、燃烧法、吸附法等。如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等酸性气体可用水进行吸收处理。实际应用中应根据废气的性质,选择适当净化方法进行处理,以求达到最好的效果。
2.废液的处理方法,化学实验室产生的废液数量虽不多,但是种类较多,且对环境的危害较大。废液的处理方法主要是回收和净化。废液回收是指从实验废液中回收有用成分,进行再利用。废液净化处理是通过一系列的物理方法(沉淀、过滤、离心、分离等),化学方法(混凝、中和、氧化还原、电解、吸附等)及其他的有效手段将废水中所含的污染物分离出来或将其转化为无害物质。
3.废渣的处理方法。化学实验所产生的废渣量一般较少,但是他们的组成十分的复杂,不能随意丢弃。废渣的处理以回收为主,不能回收的进行无毒化处理。
八、结语
环境保护一直是大家关注的问题,是我们的立国之本, 强国之册, 所有人都必须予以高度重视。环境保护是全民行动,人人有责。作为化学教师, 在传授学生理论知识和技能的同时, 还要灌输给学生保护环境防止污染的意识及做法,努力做到最大限度地消除或减轻化学实验对环境所造成的污染。培养学生良好的实验习惯和环保意识,真正实现人与自然的和谐统一。
参考文献:
[1]虞春妹,刘晟波.高校有机化学实验的绿色化管理路径探究.中国现代教育装备,2010,(07):119-122.
关键词: 高中化学教学 环保意识 渗透
随着现代科学技术的日新月异、社会经济的快速发展、人口数量急剧上升、资源消耗逐渐增加,全球各地都出现了严峻的环境问题:水资源污染严重、全球气温变暖;大量工业废渣、废水、废气,生活垃圾、污水及化肥农药造成垃圾土壤污染;各种有害细菌、寄生虫及有害化学物质引起食品污染,等等。环境日益恶化,人类的健康发展遭到前所未有的威胁,更危及炎黄子孙后代的生存生活。面对这样严峻的情况,环境保护迫在眉睫。化学与环境问题息息相关,高中化学教师自然也义不容辞地承担起环保教育的重任。
笔者认为,高中化学教师应当树立环保意识,并在日常教学中渗透环保意识,培养学生热爱环境、保护家园的责任意识,为人类与自然的和谐相处和可持续发展献一份绵薄之力。具体而言,可以从以下三个方面实施环保教育。
一、紧扣课本,渗透环保意识
课本是化学课堂教学的重要依据,是学生接触最多的“化学资料”。在高中化学新教材中,已经编排了许多与环境相关的知识,教师要充分利用课本资源,在讲解理论知识的时候渗透环保意识,对化学理论知识进行深化和延伸,将环境问题与化学物质、原理关联起来,让学生了解环保的重要性及其与化学的关系。
例如在教学《金属及其化学物质》时,可以结合课本中有关钢铁的生产过程和原理,讲解在工业制造过程中会产生大量的废气、废水及废渣,这些工业废物的排放会直接造成空气污染、水污染等环境污染,对人体造成危害,所以要正确处理这些废弃物的排放。又如教学《氨、硫、硫酸》,在讲解氨、硫和硫酸的化学原理及其化学反应问题时,让学生了解一氧化氮和二氧化氮是一种常见的大气污染物,可以导致人体急性或慢性中毒;让学生知道二氧化硫是如何产生的;它有什么样的危害;酸雨是如何形成的;有何危害。这时,教师还可以结合世界上的一些真实事例进行讲解,如世界著名公害事件:美国洛杉矶烟雾事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市废气事件等,这些都是与化学息息相关的环境污染事件,值得我们关注与警惕。另外在课本中的《化学与自然资源的开发利用》、《保护生产环境》等章节还花了大量篇幅介绍金属矿物、海水资源的开发、利用及保护,科学地指出了如何改善大气质量,如何爱护水资源,如何让垃圾变废为宝,等等。通过利用课本素材,将环保教育渗透在化学理论知识的教学之中,让学生们了解环境污染造成的原因、化学原理、危害,以及预防保护措施,树立起保护环境的意识。
二、联系生活,渗透环保意识
化学物质广泛应用于各国的农业、工业、国防、科技等领域的制造发展,给人类带来福音的同时,也产生了前所未有的环境问题。化学污染物造成的环境污染事件在生活中也屡见不鲜。高中化学教学过程中,教师要善于将理论联系生活,用生活中实实在在的例子来启发学生,让学生意识到化学污染物的严重危害,意识到环境保护的紧迫性。比如学习《氨、硫、硫酸》这一节时,可以我国的“酸雨事件”为例进行讲解。截至目前,在我国南方地区包括重庆、四川、贵州等11个省份都已遭遇过酸雨危害,大量植被受到腐蚀破坏,其中重庆市每年由于酸雨导致的经济损失就高达5.48亿元。酸雨就是由于燃烧石油、煤排放出的二氧化硫酸性气体与天上的水蒸气相遇形成的。可见,化学污染给人类带来的后果是致命的。因此,保护环境,义不容辞。
在高中化学教学中,还要将环保教育贯穿到我们的日常生活与行为之中,从点滴做起。例如在生活中做到节约用电、节约用水、节约用纸,尽量少使用塑料袋和一次性筷子、饭盒、纸杯等;尽量乘坐公交车、自行车出行,减少私家车带来的汽车尾气排放;日常生活中学会旧物利用、垃圾分类、变废为宝,不铺张浪费……我们要在日常生活中养成保护环境、爱护环境的良好习惯,倡导低碳生活,从细微之处做起,并将环保观念传播给周围的人。此外,化学教师还可以组织学生开展诸如“保护环境之校园行”之类的环保活动,例如在植树节、世界环境日、世界无烟日、国际保护臭氧层日、世界停电日,等等,通过活动强化学生的环保观念、意识及行动。
三、实验教学,渗透环保意识
化学与离不开实验,实验教学也是高中化学教学中的重要内容之一。实验可以培养学生的操作能力、逻辑思维能力,以及自主学习探究的能力。在实验教学过程中渗透环保教育也十分有效,不仅教师能够通过实验以身作则,做到环保、节约、低碳,还可以帮助学生从实验中增强环保意识,锻炼其认识并解决环保问题的能力。
首先,在化学实验物品的选择上面,教师要尽量选择毒性较低、污染较小、剂量较少的化学药品,避免影响师生的身体健康,避免造成对环境的污染等。其次,在化学实验操作时,也必须要严格按照实验操作基本规范执行,例如称药品的重量、对化学物质进行加热、冷却、分离、提纯,对溶液进行配制,等等。如果不按照要求操作,比如乙醚、苯、甲醛等很容易挥发,操作不规范就很容易造成实验人员中毒,并造成环境污染。最后,实验操作完成之后,对于实验用过的废液、废渣也不能随意丢弃,而是将其倒在废液缸中,以避免污染水资源,养成良好的化学实验习惯和操作规范。此外,还要在教学实践中不断进行经验总结,不断反思和改进实验操作步骤,降低其对环境带来的危害。例如将平常的一些较大实验,尽量改成微型的化学实验,不仅节约化学药品,还可以避免废液废气废渣过多造成的环境污染和危害。总之,在实验过程中渗透环保教育十分有效,可以让学生在亲手操作的过程中,深切感受到环境保护的重要性,并将这种意识转化成行为。人人都为环保贡献一份力,地球明天将会变得更美丽。
参考文献:
[1]何晶.浅析环保意识在化学教育教学中的渗透[J].中国科技信息,2011(07).
【关键词】 化学实验 绿色化 污染 措施
化学是一门实验性学科,其化学实验是高校化工、生物、材料、师范类化学等专业的必修课程。化学实验室在履行其实验和试验功能的同时也向环境排放着大量的污染物质,这就带来了额外的化学环境问题,环境污染的加剧其因素之一是化学品引起的危害。因此,改善环境的迫切任务就使得“化学实验绿色化”应运而生。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则对化学实验进行改进,使得化学实验过程达到绿色化的方法。
1. 绿色化学的概念
1984 年美国环保局( EPA ) 提出废物最小化, 基本思想是通过减少生产废物和回收利用废物达到废物最少, 这是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了污染预防的概念, 它是指最大限度地减少生产场地产生的废物, 包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源。至此, 绿色化学的思想初步形成。1990年美联邦政府通过防止污染行动的法令, 第一次使用绿色化学一词。1992 年美国环保局又了污染预防战略。1995 年美国政府设立了总统绿色化学挑战奖。1999 年英国皇家化学会创办第一份国际性绿色化学杂志, 日本也制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的新阳光计划, 绿色化学很快成为国际化学科学的前沿。
绿色化学( Green Chemistry) 又称环境无害化学( Environmental Benign Chemistry), 是指从污染预防的基本思想出发, 在化学品生产的始端就采用预防的科学手段, 整个过程和终端均为零排放或零污染, 它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点: (1) 采用无毒、无害的原料;(2) 在无毒、无害的反应条件( 催化剂、溶剂) 下进行; (3) 具有原子经济性, 即反应具有高选择性, 极少副产品, 甚至实现零排放; (4) 产品应是对环境友好的; (5) 满足物美价廉的传统标准。
2. 大学化学实验绿色化的主要内容
化学实验绿色化主要内容包括: (1) 化学试剂绿色化。应选择无毒或毒性较小的试剂及利用可再生资源( 如生物质作试剂) 。(2) 溶剂绿色化。应尽量选择水作溶剂, 避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用, 特别是卤代烃类溶剂的使用。(3) 催化剂绿色化。应采用无毒无害无腐蚀性的物质作催化剂。(4) 反应条件绿色化。应选择无有毒副产物生成或有毒副产物生成最小化的反应条件。(5) 化学反应绿色化。应选择不产生“三废”的原子经济反应。(6) 反应产物绿色化。反应的生成物( 产物和副产物) 应无毒无害, 是环境友好产品。(7) 剂量绿色化。化学反应所需试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验效果的前提下, 要达到实验剂量最小化。( 8) 末端处理绿色化。对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染最小化。即化学反应全过程绿色化。
3. 大学化学实验绿色化的途径
3.1实验项目的选择
本着从源头制止污染, 而不是在末端治理污染的原则, 尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的具有环保型的实验项目。在高校化学实验中, 性质实验是别人已设计好的验证性实验, 综合操作技能的要求不如制备实验要求高, 化学实验过程中消耗化学试剂种类繁多, 成本较高, 每看完一个实验现象, 就要弃去这批用过的试剂, 其中不乏一些有毒、有害物质, 这样不仅造成大量的浪费, 而且对环境造成一定的污染, 这与绿色办学理念相悖。因此提倡将性质实验进行压缩, 选取具有代表性的、低毒的性质实验来锻炼学生的基本操作技能。选择与环境保护密切相关的实验, 如硫酸铜提纯中产品的回收、水的总硬度的测定以及废旧电池的回收和利用等, 让学生了解有害物质对人体和环境的危害, 学习有害物质的鉴定、分离、提纯和回收利用等方法, 这是培养学生环境保护意识和能力的重要手段。
3.2分析方法的选择
测定同一物质含量的方法常常有多种, 可以选择使用无毒或低毒、污染小的试剂方法来进行同一目的的实验。
3.3替代性试剂的寻找
绿色化目标是将化学过程危害性降至最小。实验中要尽可能不用或少用危险化学品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蚀性的, 特别是剧毒物质。要研究取代危险化学品特别是剧毒化学品的方法,尽可能地选择对人体和环境危害小的药品, 做到低毒化。即使无危害物质也应尽可能减少使用, 因为任何化学物质过多时都会污染环境。通过化学实验中用到的有毒、有害、易腐蚀药品, 使人们明白这些药品对环境、对人类健康的影响, 感觉到有毒有害物质在人们身旁, 体会到保护环境就是保护人类自己。
3.4密封仪器的使用
用密封的成套仪器来完成有毒的化学实验, 使仪器和药品循环使用, 不存在污染毒害。
3.5推广微型化学实验
被誉为化学实验的革命的微型化学实验是近20年来发展很快的一种化学实验方法、新技术。它是在微型化的仪器装置中进行的化学实验, 其试剂用量比相应的常规化学实验节省90% 以上, 是公认的以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理与技术。微型化学实验室是绿色化学的组成部分, 它既能从源头上节约原材料和时间, 减少污染, 又具有安全、便捷、高效等优点, 是化学实验教学改革中的一个重要方面。
3.6引进微波、超声波技术
微波作为一种新型能量形式, 其促进化学反应速度可比传统的加热技术快数倍及至数千倍,具有反应条件温和、操作方便、时间短( 节能) 、产率高、产品易纯化、减少用量或不用溶剂、加热时微波设备本身几乎不辐射能量, 可避免环境高温, 改进工作环境, 对环境友好等优点。在化学实验中引入微波、超声波技术, 如微波辅助提取、微波消化、微波灼烧、超声催化, 不但能减少环境污染, 节约能源,是实现化学实验绿色化的一个重要方法。
3.7研究对基础化学实验废液的处理
化学实验要产生大量的废弃物, 如做完实验,把废液往水池中一倒, 自来水一冲, 不及时处理随意排放, 久而久之不仅对环境造成污染, 而且会淡化人们的环保意识, 养成不良的习惯。废液绝不可以倒入下水道, 应该设有废液缸, 作统一回收处理。
放弃有污染的传统化学实验, 探索传统化学实验的绿色化改造, 是化学实验工作的必然趋势。实现大学化学实验绿色化的途径还很多。总之,全面实现化学实验绿色化的道路还很漫长, 这期间, 不但需要对化学实验教学进行绿色化改革, 更需要高校化学教育工作者对化学实验绿色化的方法进行深入的研究与探索, 推动整个高等化学教育质量的提高。
参考文献:
[1] 朱清时. 绿色化学与可持续发展[J] . 中国科学院院刊, 1997( 6) : 415-420.