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關(guān)鍵詞:化學(xué)實驗;環(huán)境污染;治理
保護自然生態(tài)環(huán)境對人類的生存發(fā)展意義重大?;瘜W(xué)實驗對于科研和教育的發(fā)展固然也有極為重要的推動作用,但并不意味化學(xué)實驗就可以無視對生態(tài)環(huán)境的不良影響??赡苌倭康幕瘜W(xué)實驗對于環(huán)境的影響微乎其微,但是在不斷形成規(guī)模的化學(xué)實驗中,這種污染問題日益凸顯出來,而且經(jīng)過長時間的積累后,可能會引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。因此,針對當(dāng)前化學(xué)實驗室的運行情況,相關(guān)部門必須采取一定的防治措施,減少其對環(huán)境造成的危害。
1化學(xué)實驗室形成的污染源頭
根據(jù)調(diào)查分析來看,化學(xué)實驗室所形成的污染源頭主要來自科研機構(gòu)、企業(yè)和教育機構(gòu)。其中最主要的是企業(yè)和高校與化學(xué)實驗相關(guān)的實驗室,由于許多高校的化學(xué)實驗室是教師、科研人員、學(xué)生開展化學(xué)實驗的重要地點,每天都會有大批的人員嘗試各種化學(xué)實驗,產(chǎn)生種類多樣的化學(xué)實驗“三廢”。通過調(diào)查了解發(fā)現(xiàn),很多教育機構(gòu)對于化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢物,沒有制定完善可行的管理、處理機制,大多被當(dāng)作普通垃圾處理掉,甚至很多實驗廢水、廢料被直接倒入下水道、垃圾桶。沒有經(jīng)過嚴(yán)格處理的化學(xué)實驗“三廢”從實驗室流出,且其數(shù)量在不斷增加,存在較大的污染風(fēng)險。相比于傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)和制造單一的化學(xué)污染,化學(xué)實驗中所采用的化學(xué)藥品種類較多,各類實驗原料所形成的廢棄物成分也十分復(fù)雜,因此,產(chǎn)生的污染也更復(fù)雜。
2化學(xué)實驗室污染物成分及其危害分析
化學(xué)實驗室所產(chǎn)成的主要廢棄物由固體、氣體和液體構(gòu)成。
2.1液體污染物
從成分構(gòu)成來看,化學(xué)實驗室所產(chǎn)成的液體污染物主要分為有機物和無機物。通常情況下,因為穩(wěn)定性強、難分解的特性,有機污染物會比無機污染物引發(fā)更多的環(huán)境污染災(zāi)害。很多學(xué)校的化學(xué)實驗室由于沒有設(shè)計合理的化學(xué)污染物處理方案,也沒有做好人員的防污染處理意識教育,使得很多化學(xué)實驗室在實驗完成之后,直接將這些實驗廢水倒入下水道或者廁所,經(jīng)年累月之后,必然會影響周圍的土壤、地下水環(huán)境等。一些實驗中的有機污染物被排放到環(huán)境后,可能會對環(huán)境產(chǎn)生長久的影響,引發(fā)一些生物種群的變化。比如溶解氧效應(yīng)會加劇水質(zhì)惡化,威脅水生生物的生存[1]。
2.2氣體污染物
化學(xué)實驗室所產(chǎn)生的污染廢氣主要是化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體和可揮發(fā)性物質(zhì)。泄露的污染氣體可能包含甲醛、苯系物、有機溶劑、汞蒸氣等。很多實驗室規(guī)定在實驗過程中要保持環(huán)境通風(fēng),雖然這是保護人員安全的重要措施,但是這些未經(jīng)處理的污染氣體被直接排放到空氣中,必然會對周圍環(huán)境造成一定程度的污染和破壞。
2.3固體污染物
化學(xué)實驗室所產(chǎn)生的固體廢棄物種類較多,包括樣品材料、合成產(chǎn)物、消耗或者破損的實驗器材、一次性的實驗消耗器材等。這些固體廢棄物通常包含較為復(fù)雜的化學(xué)成分,也可能殘留各種有害的化學(xué)物質(zhì),尤其一些有毒化學(xué)試劑,若處理不妥當(dāng),容易引發(fā)不良的污染事故。
3造成化學(xué)實驗污染的原因分析
3.1環(huán)保意識不足
由于當(dāng)前社會市場中各類化學(xué)實驗室的數(shù)量不斷增加,形成的污染物會對自然生態(tài)環(huán)境造成極大的影響。但是許多人員對化學(xué)實驗室產(chǎn)生的各類廢棄污染物造成的污染問題以及對環(huán)境、民眾產(chǎn)生的污染危害性都沒有形成足夠的認(rèn)知。一些學(xué)校的化學(xué)實驗室就存在缺乏科學(xué)的管理制度、管理化學(xué)實驗“三廢”認(rèn)識不到位、意識過于單薄的問題,認(rèn)為實驗產(chǎn)生的廢棄物根本無法造成污染,加強防治是小題大做。在這樣的意識影響下,很多人員直接將廢棄液體、固體倒入下水道、廁所、垃圾桶,或者直接就地掩埋,學(xué)生也沒有受到良好的指引,導(dǎo)致這種隨意傾倒實驗廢物的現(xiàn)象更加嚴(yán)重。
3.2管理投入不足
企業(yè)、高?;瘜W(xué)實驗室由于在運行過程中沒有足夠的資金投入和人員保障,缺少處理實驗廢棄物的強制制度和設(shè)備,即使管理人員和使用者有環(huán)保意識,依然對污染防治無能為力;而且缺少環(huán)保資金投入,也間接導(dǎo)致相關(guān)的環(huán)保工業(yè)發(fā)展緩慢。3.3化學(xué)實驗污染物沒有完善的收集處理流程由于化學(xué)實驗所涉及的各類化學(xué)實驗樣品種類繁多,收集處理的方法會涵蓋多門化學(xué)學(xué)科知識,導(dǎo)致整體的化學(xué)實驗廢物的收集處理流程工序十分復(fù)雜,需要由專業(yè)人員進(jìn)行處理,且處理成本較高。
4完善化學(xué)實驗室污染防治工作的措施
4.1強化管理、使用人員的環(huán)境保護意識
隨著科研、教育活動的不斷增多,很多地區(qū)開展的各種化學(xué)實驗數(shù)量增加、頻率加快。相關(guān)環(huán)保部門應(yīng)重視化學(xué)實驗室產(chǎn)生的污染危害,并加大防治工作的開展力度。21世紀(jì)初,國家就已經(jīng)制定了相關(guān)的化學(xué)廢氣物防治政策,并且對化學(xué)實驗物的處理排放也進(jìn)行了明確的規(guī)定。比如《水污染防治法》就明令禁止向水中排放酸液、堿液、油污等廢棄液體,更是禁止將含有鉛、汞、鎘、氰化物等有害物質(zhì)向周邊土壤、水源中傾倒、排放或者掩埋。這些法規(guī)都明令禁止直接排放相關(guān)污染物,必須經(jīng)過專門的處理來減輕其對周邊環(huán)境的危害。因此,為了遵守國家的相關(guān)污染防治規(guī)定,相關(guān)管理監(jiān)督人員應(yīng)起到相應(yīng)的監(jiān)管責(zé)任。針對學(xué)校等教育機構(gòu),教師等管理者也需要做好引導(dǎo)帶頭的作用,重視化學(xué)廢棄物隨意排放對環(huán)境造成的巨大危害,并且積極向?qū)W生們宣傳相應(yīng)的環(huán)保防治措施,強化學(xué)生的環(huán)保和污染防治意識,降低化學(xué)實驗造成的環(huán)境危害程度[2]。
4.2規(guī)范實驗室的選址建設(shè)、加強管理
化學(xué)實驗室的布置建設(shè)也需要嚴(yán)格遵循國家相關(guān)的環(huán)保建設(shè)規(guī)定,如《環(huán)境保護法》和《環(huán)境影響評價法》。為了從源頭上控制和減輕化學(xué)實驗室在實驗中所造成的污染和危害,科研機構(gòu)和高校等在新建、改建、擴建實驗室時,要切實遵守環(huán)境評價制度規(guī)定;此外,必須要合理規(guī)劃布局實驗室,尤其要注重一些特殊實驗室的布局和選址,完善實驗室污染防治體系,同時也與高校環(huán)保體系建設(shè)相互連接,促進(jìn)環(huán)保防治工作的有效宣傳和開展。此外,高校的實驗室還需要落實環(huán)保評估工作。比如當(dāng)前很多實驗室在資質(zhì)認(rèn)證和環(huán)境評估方面都有關(guān)于廢棄污染物的處理管理措施,但是這些規(guī)章制度很多都流于表面,在實際操作中,并未很好地體現(xiàn)和落實。所以,針對此類情況,國家應(yīng)該有針對性地制定相應(yīng)的環(huán)保強制性標(biāo)準(zhǔn),推行實驗室ISO14000號環(huán)境質(zhì)量管理體系認(rèn)證,嚴(yán)格將相應(yīng)的管理措施落實到實驗室管理中。
4.3具體的化學(xué)污染防治措施
4.3.1減少有毒化學(xué)試劑的使用很多化學(xué)實驗會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,都是由于在化學(xué)實驗中使用了較高毒性和危害性的試劑原料。因此,實驗部門在保證實驗效果的前提下,應(yīng)盡量使用無毒無污染或者危害性較小的試劑原料來替代,而這也是降低實驗污染危害性的有效途徑。4.3.2強化實驗廢氣的處置在實驗過程中,一般的實驗廢氣可能會通過通風(fēng)管道、通風(fēng)櫥,然后再經(jīng)過空氣稀釋后排出。實驗室要將大量的有毒氣體經(jīng)過嚴(yán)格的處理后才能進(jìn)行排放,可以對實驗室通風(fēng)管道排出的廢氣進(jìn)行活性炭的吸附處理,然后經(jīng)過空氣污染檢測后排放。此外,為了減少實驗過程中產(chǎn)生的粉塵,滿足實驗室基本的環(huán)境要求,還要對實驗室的具體環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置,比如對墻面、地面的建設(shè)材料進(jìn)行優(yōu)化,使用一些可以減少揚塵的材料。同時,實驗室與外界的通風(fēng)口都應(yīng)該加裝過濾設(shè)備,防止實驗過程中的有害氣體外泄。4.3.3廢棄液體的處理實驗室產(chǎn)生的廢棄液體需要實驗人員按照廢棄液體的化學(xué)特性進(jìn)行合理處理,要選擇合適的收集容器并挑選合適的存放地點。要保證容器良好的密閉性,而且存儲液體時不能混合存放。裝有廢棄液體的容器一定要貼上明確的標(biāo)簽,記錄其具體的液體種類、性質(zhì)、存放時間以及后續(xù)的處理時間[3]。4.3.4廢棄固體的處理實驗后的廢棄固體要盡可能地保證回收后再利用,如果某些物質(zhì)確實無法回收再利用,如含有有毒物質(zhì)的固體廢棄物需要進(jìn)行嚴(yán)格的處理。常見的一些方法是將其與水泥混合凝固后,排放到遠(yuǎn)離生活住宅區(qū)的位置進(jìn)行深埋處理,或者采取焚燒處理的方式。當(dāng)然很多中小型實驗室可能不具備自主回收處理的條件,所以應(yīng)該積極聯(lián)系相關(guān)處理部門來妥善處置[4]。4.3.5完善試劑樣品的共享調(diào)度網(wǎng)絡(luò)失效、過期的化學(xué)實驗試劑和材料的處理方法,一直都是世界性的處理難題。很多試劑、材料由于使用不及時,導(dǎo)致過期、失效,要想處理,對經(jīng)濟和技術(shù)成本的要求較高。針對這類問題,各個地區(qū)的實驗室可以合作成立一個區(qū)域性的試劑、材料共享調(diào)度網(wǎng)絡(luò),將一些具有危害性、污染性且容易過期失效的試劑和材料分享到調(diào)度網(wǎng)絡(luò)中,實現(xiàn)區(qū)域性的資源共享,可以很大程度地減少大批量的化學(xué)試劑過期失效的問題,還能降低各個實驗室的經(jīng)濟成本。
5結(jié)語
由于化學(xué)實驗室長期頻繁的實驗活動,造成的環(huán)境污染已經(jīng)逐步凸顯。為了順應(yīng)我國綠色發(fā)展的理念,在開展各類化學(xué)實驗時,必須懷有生態(tài)保護意識。本著“誰污染、誰治理”的原則,化學(xué)實驗室作為污染的源頭之一,必須擔(dān)負(fù)起環(huán)保的主要責(zé)任,進(jìn)一步完善建設(shè)、實驗和處理的方式,避免給我國生態(tài)環(huán)境造成更嚴(yán)重的危害。
[參考文獻(xiàn)]
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關(guān)鍵詞:環(huán)境化學(xué)污染;應(yīng)急監(jiān)測;技術(shù)與設(shè)備
人們的生活與化學(xué)物質(zhì)有著密切的聯(lián)系,環(huán)境化學(xué)污染也備受人們的關(guān)注,由于環(huán)境化學(xué)污染傳播速度快、危害大、范圍廣,嚴(yán)重的威脅了自然生態(tài)系統(tǒng)的土壤、水、空氣和生物等。而空氣污染、大氣污染、生物污染、土壤污染是環(huán)境化學(xué)污染的主要方面。由于環(huán)境化學(xué)污染事故具有一定的突發(fā)性,要想將環(huán)境化學(xué)污染進(jìn)行預(yù)防和制止其難度非常的大。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,利用先進(jìn)的事故應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備可以有效的處理環(huán)境化學(xué)污染。因此,深入的研究環(huán)境化學(xué)污染事故的應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備是具有重要意義的。
1環(huán)境化學(xué)污染事故的作用和特點
在環(huán)境化學(xué)污染事故中,第一步就是事故的應(yīng)急監(jiān)測。無論用任何一種處理污染事故的方法,首要步驟就是進(jìn)行環(huán)境化學(xué)污染的應(yīng)急監(jiān)測。這一主要環(huán)節(jié)就是要對污染進(jìn)行細(xì)致的查明和分析,如化學(xué)污染物的濃度、危害性、種類、污染范圍等。應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)是科學(xué)、準(zhǔn)確的檢測環(huán)境化學(xué)污染造成事故的基礎(chǔ)和前提,確保環(huán)境化學(xué)污染事故造成嚴(yán)重后果的重要保障。同時也是減少事故危害、制動恢復(fù)的依據(jù),在處理環(huán)境化學(xué)污染事故中起到尤為重要的作用。同時污染事故也有不同的特點,其一,突發(fā)性。一旦發(fā)生化學(xué)污染事故,它的傳播速度非???,在短時間內(nèi)是很難被控制的。一旦應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)存在缺陷,那么將很難控制污染造成的危害;其二,嚴(yán)重性。在發(fā)生污染事故時,都會造成不同程度的后果和影響,有的甚至?xí)喈?dāng)嚴(yán)重。如核電站發(fā)生核泄漏事故,周圍的居民和工作者都會受到損害,甚至在核電站附近的幾千里都會受到不同程度的影響;其三,長期性。化學(xué)污染物只要進(jìn)入到機體內(nèi),它的器臟都會受到嚴(yán)重的損傷,恢復(fù)起來比較困難,甚至?xí)フ5臋C能。
2環(huán)境化學(xué)污染事故的應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)內(nèi)容
2.1事故應(yīng)急監(jiān)測項目的選擇。應(yīng)急監(jiān)測項目的選擇,主要是對環(huán)境化學(xué)污染事故進(jìn)行確定和分析,并做好相應(yīng)的應(yīng)急監(jiān)測措施。首先,需要以污染事故的特定為判斷依據(jù),確定引發(fā)事故的原因,如泄漏、火災(zāi)、爆炸等。也可以以監(jiān)測人員對化學(xué)污染的氣味或顏色做出初步的判斷;其次,利用檢測試紙、檢測儀器等對化學(xué)污染進(jìn)行檢測和分析,并采集現(xiàn)場的化學(xué)污染物質(zhì),在實驗室中進(jìn)一步的檢測,通過細(xì)致的分析和監(jiān)測,制作出科學(xué)合理的解決方案,降低事故發(fā)生的傷害。
2.2應(yīng)急監(jiān)測方案的確定。環(huán)境化學(xué)污染事故的應(yīng)急監(jiān)測方案的確定,需要根據(jù)污染物質(zhì)的特點進(jìn)行分析,對有關(guān)污染源的單位進(jìn)行調(diào)查,收集發(fā)生污染事故單位的生產(chǎn)材料、產(chǎn)品、生產(chǎn)記錄、生產(chǎn)所用的設(shè)備進(jìn)行檢測和調(diào)查,通過一系列的分析后,最終確定事故應(yīng)急監(jiān)測措施和方案。
2.3應(yīng)急監(jiān)測的要求及方法的選擇。環(huán)境化學(xué)污染事故的應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)和方法都有著不同的選擇,如果人、動物、植物發(fā)生中毒狀況,需要判斷其中毒后所反饋的癥狀來判斷,選擇動物、植物檢測法進(jìn)行監(jiān)測處理;如果是流動物質(zhì)導(dǎo)致化學(xué)污染事故,就需要對有關(guān)人員進(jìn)行咨詢和調(diào)查,并對危險品的來源、單位、數(shù)量等調(diào)查后,選擇儀器檢測法進(jìn)行檢測;如果在化學(xué)污染事故無法確定的情況下,觀察它的顏色、氣味、揮發(fā)性等,利用化學(xué)分析法對有毒物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。
3應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備
3.1感官檢測法。感官檢測法是應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)最容易、最簡單的監(jiān)測方法,但它對檢測人員的實踐經(jīng)驗和專業(yè)素質(zhì)的要求很高。人體感官器官,如皮膚、鼻子、耳朵、嘴巴等,在感官檢測法中又可以稱作人體生物傳感器?;瘜W(xué)物質(zhì)通常具有一定的味道和顏色,根據(jù)人體生物傳感器可以較快的判斷出需要檢測的化學(xué)物質(zhì)。如有杏仁味道的就可以判斷是氰化物;有惡臭味道的可以判斷為是含巰基有機磷農(nóng)藥;味道刺鼻的就是二氧化硫;HCI會使人流眼淚等等。同時感官檢測法也具有一定程度的局限性和不確定性,具有無色無味的化學(xué)有害物質(zhì)就無法用這種方法進(jìn)行檢測,這種檢測方法也會對檢測人員造成一定的身體傷害。
3.2化學(xué)分析法。偵檢片、偵檢粉、檢測管、偵檢粉筆法等都是較為傳統(tǒng)的化學(xué)分析的方法,這種化學(xué)分析的方法具有操作方便、成本低、方便攜帶等優(yōu)勢。在濾紙上的化學(xué)試劑存在較差的穩(wěn)定性、試劑使用量大、極大的選擇性時差等問題,這些問題都會影響到監(jiān)測的結(jié)果。風(fēng)光光度法、目視比色法等都是目前比較先進(jìn)的化學(xué)檢測方法,完全可以取代傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法,在進(jìn)行監(jiān)測時,通常會運用多種分析方法來解決化學(xué)分析法存在的問題。
3.3動物、植物檢測法。在人類感官檢測法的相比之下,動物、植物對化學(xué)物質(zhì)的感官更加可靠、準(zhǔn)確。如嗅覺非常靈敏的動物狗來說,通過狗的嗅覺可以監(jiān)測出多種不同的有毒化學(xué)試劑,在專業(yè)人員的嚴(yán)格訓(xùn)練下,狗可以發(fā)出不用的聲音對信息進(jìn)行反饋。雛鳥或金絲鳥大多會被飼養(yǎng)在農(nóng)藥廠的生產(chǎn)車間中,一旦發(fā)生有毒氣體泄露,這些鳥類會及時做出反饋。而植物檢測方法就是根據(jù)植物表皮的損害狀況來判斷大氣污染的程度及種類,當(dāng)空氣中二氧化硫的濃度在0.3~0.5pm的時候,敏感植物的表面就會出現(xiàn)不同程度的傷斑。而經(jīng)受光化學(xué)污染的葉片會變成銀白色與古銅色,有的葉片也會出現(xiàn)不同程度的壞死。因此,動物、植物檢測法可以根據(jù)它們的不同特性,為環(huán)境化學(xué)污染提供可靠的依據(jù),并根據(jù)不同的判斷和反饋及時的進(jìn)行處理。
3.4便攜式儀器檢測法。便攜式儀器包括色譜儀器、光學(xué)式儀器、電學(xué)式儀器等。這些儀器有著共同的優(yōu)勢,主要為使用試劑量少、靈敏度高、監(jiān)測范圍廣、操作簡單、較高的性價比、干擾少,廣泛的樣品種類、也可以多個儀器連續(xù)或同時檢測。但是部分儀器也有自身的缺點,如色譜儀器要求較高的專業(yè)知識、有的單項儀器只能分單組進(jìn)行檢測、有的儀器在檢測時現(xiàn)場需要具備電源和采樣設(shè)備才能工作。環(huán)境化學(xué)污染事故應(yīng)急監(jiān)測技的主要設(shè)備和技術(shù)不是一直不變的,它會順應(yīng)時代的發(fā)展,根據(jù)環(huán)境化學(xué)污染事故的不同而進(jìn)行改變。這需要長時間的研究和探索,從而減小環(huán)境化學(xué)污染對大自然和人們的危害。
參考文獻(xiàn)
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化學(xué)實驗綠色化學(xué)環(huán)境污染實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要途徑,是使學(xué)生快速理解和掌握化學(xué)理論知識的一種重要手段,是化學(xué)教學(xué)不可或缺的方法。然而化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢液、廢氣、廢渣、不可避免地對環(huán)境造成污染。因此,如何減少化學(xué)實驗對環(huán)境的污染是化學(xué)教學(xué)亟需解決的重要問題。經(jīng)過幾年來的探索研究,綠色化學(xué)走入人們的視野,它強調(diào)的是用化學(xué)的知識和技術(shù),去減少或杜絕危害人體健康和對環(huán)境產(chǎn)生污染的原料,通過控制反應(yīng)條件,使化學(xué)品在生產(chǎn)和應(yīng)用時都能做到無污染、無毒害。把綠色化學(xué)應(yīng)用到化學(xué)教育之中,從根本上防止和治理環(huán)境污染,從治標(biāo)轉(zhuǎn)向治本,是化學(xué)教學(xué)的改革重點。
一、提高環(huán)保意識
人是意識性動物,觀念意識決定人的行為。在化學(xué)教學(xué)中,提高學(xué)生的環(huán)保意識,是保護環(huán)境、消除或減輕化學(xué)實驗污染的前提條件?;瘜W(xué)專業(yè)學(xué)生是參與化學(xué)實驗,從事化學(xué)類工作的主體人員,提高他們的環(huán)保意識是減輕化學(xué)實驗對環(huán)境污染的前提工作。學(xué)??梢酝ㄟ^舉辦環(huán)保講座、圖片展覽、環(huán)境保護法宣傳、環(huán)境污染展示等一系列活動,使他們能夠認(rèn)識到環(huán)境保護的重要性。環(huán)境是與我們每個人都息息相關(guān)的,是我們賴以生存的條件,保護環(huán)境人人有責(zé)。老師要重點講解化學(xué)實驗污染的危害性,及實驗中廢棄物的處理方法?;瘜W(xué)實驗污染的特點是規(guī)模小、濃度高、種類雜。實驗過后,隨意排放“三廢”,將會對周邊環(huán)境及人群,造成相當(dāng)大的危害。因此在實驗中,學(xué)生要按照老師的要求,自覺地按規(guī)定量取用藥品、規(guī)范性操作、及時妥善地處理實驗廢棄物,養(yǎng)成良好的實驗方法和習(xí)慣。
二、引進(jìn)微型實驗
微型化學(xué)實驗是指以微量的化學(xué)試劑,在微量化的儀器和裝置中進(jìn)行的一種化學(xué)實驗。它是一種新型的化學(xué)實驗方法,以綠色化學(xué)為基本理念,以環(huán)境保護為根本出發(fā)點,它通過盡可能少的使用化學(xué)試劑,而獲得比較明顯的化學(xué)反應(yīng)結(jié)果和準(zhǔn)確的化學(xué)信息。引進(jìn)微型化實驗,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)實驗,在降低環(huán)境污染的同時還可以減少設(shè)備、水、電等的消耗,減少實驗費用。微型化實驗效果更為明顯,使學(xué)生更為準(zhǔn)確的觀察化學(xué)方應(yīng),提高了化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。同時由于較少的使用化學(xué)試劑,減少危害,提高實驗的安全性。
三、完善實驗設(shè)備
化學(xué)實驗是在化學(xué)設(shè)備下進(jìn)行的,化學(xué)反應(yīng)是在設(shè)備下產(chǎn)生的,可見設(shè)備對化學(xué)實驗的重要性。設(shè)備的好壞不僅僅影響了化學(xué)反應(yīng)的效果,而且落后的設(shè)備在安全、環(huán)保等方面也存在著很大的隱患。改進(jìn)實驗的設(shè)備,更新實驗技術(shù),先進(jìn)的技術(shù)在某些實驗中減少化學(xué)藥劑用量、方便操作,反應(yīng)速度快,減少了環(huán)境污染。運用先進(jìn)的設(shè)備替換常規(guī)的設(shè)備,不易發(fā)生有毒氣體泄露情況,避免師生受到危害,使化學(xué)實驗在安全有序中進(jìn)行。
四、化散為整實驗
對于化學(xué)教學(xué),一學(xué)期是由很多大小不同的實驗組成的,教師可以在集中講解一章或幾節(jié)相關(guān)聯(lián)的課程后,組裝合并串聯(lián)其中的實驗,化散為整,把幾個分散的小實驗組合成一個整體,做一個連續(xù)的系列實驗。要求這一系列的實驗,前一個實驗的產(chǎn)物是后一個實驗的原料。這樣通過試劑的回收及重復(fù)利用,不僅可以縮短實驗時間,減少了課時,還有趣味性強,教學(xué)效果明顯;節(jié)省實驗試劑,減少了耗費;最重要的是減少三廢的排放,有利于環(huán)境保護。
五、應(yīng)用仿真實驗
21世紀(jì)是信息時代,信息已經(jīng)滲透到各個行業(yè)之中。信息的速度和更新,正是教學(xué)所需要的。利用計算機多媒體技術(shù)對化學(xué)實驗的實驗原理、裝置、流程、實驗過程等進(jìn)行仿真,通過文字、聲音、圖像、動畫、影視等方式來顯示。這種教學(xué)方式是新興起來的一種實驗教學(xué)手段。學(xué)生通過這樣的模擬仿真實驗,自行操作,生動形象的觀看到實驗的現(xiàn)象,對于不懂的地方可以無限循環(huán)觀看,低成本、高質(zhì)量。既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,又能做到實驗廢棄物的零排放、零污染,且始終對人體無害,實現(xiàn)綠色化化學(xué)實驗教學(xué)。
六、慎用化學(xué)藥品
化學(xué)實驗的污染主要是由于實驗中所用的高毒試劑引起的,所以在化學(xué)教學(xué)中,在保證實驗正常進(jìn)行的前提下,盡可能的選用無毒或低毒性,無污染或低污染,且廢棄物容易處置的化學(xué)藥劑。
七、正確處理“三廢”
化學(xué)實驗所產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣,如不妥善處理,將會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,也使資金大量流失。具體問題具體分析,對于化學(xué)實驗產(chǎn)生的不同形態(tài)的廢棄物處置的方法不同。國家對化學(xué)實驗廢棄物的處理有明確的條文規(guī)定,在遵從國家條文的前提下,要以保護環(huán)境、節(jié)約資源為原則。
1.廢氣的處理方法。化學(xué)實驗室產(chǎn)生的廢氣種類較多,廢氣的處理以凈化措施為主,采取廢氣凈化方法很多,有吸收法、冷凝法、燃燒法、吸附法等。如二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等酸性氣體可用水進(jìn)行吸收處理。實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)廢氣的性質(zhì),選擇適當(dāng)凈化方法進(jìn)行處理,以求達(dá)到最好的效果。
2.廢液的處理方法,化學(xué)實驗室產(chǎn)生的廢液數(shù)量雖不多,但是種類較多,且對環(huán)境的危害較大。廢液的處理方法主要是回收和凈化。廢液回收是指從實驗廢液中回收有用成分,進(jìn)行再利用。廢液凈化處理是通過一系列的物理方法(沉淀、過濾、離心、分離等),化學(xué)方法(混凝、中和、氧化還原、電解、吸附等)及其他的有效手段將廢水中所含的污染物分離出來或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。
3.廢渣的處理方法?;瘜W(xué)實驗所產(chǎn)生的廢渣量一般較少,但是他們的組成十分的復(fù)雜,不能隨意丟棄。廢渣的處理以回收為主,不能回收的進(jìn)行無毒化處理。
八、結(jié)語
環(huán)境保護一直是大家關(guān)注的問題,是我們的立國之本, 強國之冊, 所有人都必須予以高度重視。環(huán)境保護是全民行動,人人有責(zé)。作為化學(xué)教師, 在傳授學(xué)生理論知識和技能的同時, 還要灌輸給學(xué)生保護環(huán)境防止污染的意識及做法,努力做到最大限度地消除或減輕化學(xué)實驗對環(huán)境所造成的污染。培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和環(huán)保意識,真正實現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。
參考文獻(xiàn):
[1]虞春妹,劉晟波.高校有機化學(xué)實驗的綠色化管理路徑探究.中國現(xiàn)代教育裝備,2010,(07):119-122.
關(guān)鍵詞: 高中化學(xué)教學(xué) 環(huán)保意識 滲透
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日新月異、社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、人口數(shù)量急劇上升、資源消耗逐漸增加,全球各地都出現(xiàn)了嚴(yán)峻的環(huán)境問題:水資源污染嚴(yán)重、全球氣溫變暖;大量工業(yè)廢渣、廢水、廢氣,生活垃圾、污水及化肥農(nóng)藥造成垃圾土壤污染;各種有害細(xì)菌、寄生蟲及有害化學(xué)物質(zhì)引起食品污染,等等。環(huán)境日益惡化,人類的健康發(fā)展遭到前所未有的威脅,更危及炎黃子孫后代的生存生活。面對這樣嚴(yán)峻的情況,環(huán)境保護迫在眉睫?;瘜W(xué)與環(huán)境問題息息相關(guān),高中化學(xué)教師自然也義不容辭地承擔(dān)起環(huán)保教育的重任。
筆者認(rèn)為,高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)樹立環(huán)保意識,并在日常教學(xué)中滲透環(huán)保意識,培養(yǎng)學(xué)生熱愛環(huán)境、保護家園的責(zé)任意識,為人類與自然的和諧相處和可持續(xù)發(fā)展獻(xiàn)一份綿薄之力。具體而言,可以從以下三個方面實施環(huán)保教育。
一、緊扣課本,滲透環(huán)保意識
課本是化學(xué)課堂教學(xué)的重要依據(jù),是學(xué)生接觸最多的“化學(xué)資料”。在高中化學(xué)新教材中,已經(jīng)編排了許多與環(huán)境相關(guān)的知識,教師要充分利用課本資源,在講解理論知識的時候滲透環(huán)保意識,對化學(xué)理論知識進(jìn)行深化和延伸,將環(huán)境問題與化學(xué)物質(zhì)、原理關(guān)聯(lián)起來,讓學(xué)生了解環(huán)保的重要性及其與化學(xué)的關(guān)系。
例如在教學(xué)《金屬及其化學(xué)物質(zhì)》時,可以結(jié)合課本中有關(guān)鋼鐵的生產(chǎn)過程和原理,講解在工業(yè)制造過程中會產(chǎn)生大量的廢氣、廢水及廢渣,這些工業(yè)廢物的排放會直接造成空氣污染、水污染等環(huán)境污染,對人體造成危害,所以要正確處理這些廢棄物的排放。又如教學(xué)《氨、硫、硫酸》,在講解氨、硫和硫酸的化學(xué)原理及其化學(xué)反應(yīng)問題時,讓學(xué)生了解一氧化氮和二氧化氮是一種常見的大氣污染物,可以導(dǎo)致人體急性或慢性中毒;讓學(xué)生知道二氧化硫是如何產(chǎn)生的;它有什么樣的危害;酸雨是如何形成的;有何危害。這時,教師還可以結(jié)合世界上的一些真實事例進(jìn)行講解,如世界著名公害事件:美國洛杉磯煙霧事件、英國倫敦?zé)熿F事件、日本四日市廢氣事件等,這些都是與化學(xué)息息相關(guān)的環(huán)境污染事件,值得我們關(guān)注與警惕。另外在課本中的《化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用》、《保護生產(chǎn)環(huán)境》等章節(jié)還花了大量篇幅介紹金屬礦物、海水資源的開發(fā)、利用及保護,科學(xué)地指出了如何改善大氣質(zhì)量,如何愛護水資源,如何讓垃圾變廢為寶,等等。通過利用課本素材,將環(huán)保教育滲透在化學(xué)理論知識的教學(xué)之中,讓學(xué)生們了解環(huán)境污染造成的原因、化學(xué)原理、危害,以及預(yù)防保護措施,樹立起保護環(huán)境的意識。
二、聯(lián)系生活,滲透環(huán)保意識
化學(xué)物質(zhì)廣泛應(yīng)用于各國的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防、科技等領(lǐng)域的制造發(fā)展,給人類帶來福音的同時,也產(chǎn)生了前所未有的環(huán)境問題。化學(xué)污染物造成的環(huán)境污染事件在生活中也屢見不鮮。高中化學(xué)教學(xué)過程中,教師要善于將理論聯(lián)系生活,用生活中實實在在的例子來啟發(fā)學(xué)生,讓學(xué)生意識到化學(xué)污染物的嚴(yán)重危害,意識到環(huán)境保護的緊迫性。比如學(xué)習(xí)《氨、硫、硫酸》這一節(jié)時,可以我國的“酸雨事件”為例進(jìn)行講解。截至目前,在我國南方地區(qū)包括重慶、四川、貴州等11個省份都已遭遇過酸雨危害,大量植被受到腐蝕破壞,其中重慶市每年由于酸雨導(dǎo)致的經(jīng)濟損失就高達(dá)5.48億元。酸雨就是由于燃燒石油、煤排放出的二氧化硫酸性氣體與天上的水蒸氣相遇形成的。可見,化學(xué)污染給人類帶來的后果是致命的。因此,保護環(huán)境,義不容辭。
在高中化學(xué)教學(xué)中,還要將環(huán)保教育貫穿到我們的日常生活與行為之中,從點滴做起。例如在生活中做到節(jié)約用電、節(jié)約用水、節(jié)約用紙,盡量少使用塑料袋和一次性筷子、飯盒、紙杯等;盡量乘坐公交車、自行車出行,減少私家車帶來的汽車尾氣排放;日常生活中學(xué)會舊物利用、垃圾分類、變廢為寶,不鋪張浪費……我們要在日常生活中養(yǎng)成保護環(huán)境、愛護環(huán)境的良好習(xí)慣,倡導(dǎo)低碳生活,從細(xì)微之處做起,并將環(huán)保觀念傳播給周圍的人。此外,化學(xué)教師還可以組織學(xué)生開展諸如“保護環(huán)境之校園行”之類的環(huán)保活動,例如在植樹節(jié)、世界環(huán)境日、世界無煙日、國際保護臭氧層日、世界停電日,等等,通過活動強化學(xué)生的環(huán)保觀念、意識及行動。
三、實驗教學(xué),滲透環(huán)保意識
化學(xué)與離不開實驗,實驗教學(xué)也是高中化學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容之一。實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、邏輯思維能力,以及自主學(xué)習(xí)探究的能力。在實驗教學(xué)過程中滲透環(huán)保教育也十分有效,不僅教師能夠通過實驗以身作則,做到環(huán)保、節(jié)約、低碳,還可以幫助學(xué)生從實驗中增強環(huán)保意識,鍛煉其認(rèn)識并解決環(huán)保問題的能力。
首先,在化學(xué)實驗物品的選擇上面,教師要盡量選擇毒性較低、污染較小、劑量較少的化學(xué)藥品,避免影響師生的身體健康,避免造成對環(huán)境的污染等。其次,在化學(xué)實驗操作時,也必須要嚴(yán)格按照實驗操作基本規(guī)范執(zhí)行,例如稱藥品的重量、對化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行加熱、冷卻、分離、提純,對溶液進(jìn)行配制,等等。如果不按照要求操作,比如乙醚、苯、甲醛等很容易揮發(fā),操作不規(guī)范就很容易造成實驗人員中毒,并造成環(huán)境污染。最后,實驗操作完成之后,對于實驗用過的廢液、廢渣也不能隨意丟棄,而是將其倒在廢液缸中,以避免污染水資源,養(yǎng)成良好的化學(xué)實驗習(xí)慣和操作規(guī)范。此外,還要在教學(xué)實踐中不斷進(jìn)行經(jīng)驗總結(jié),不斷反思和改進(jìn)實驗操作步驟,降低其對環(huán)境帶來的危害。例如將平常的一些較大實驗,盡量改成微型的化學(xué)實驗,不僅節(jié)約化學(xué)藥品,還可以避免廢液廢氣廢渣過多造成的環(huán)境污染和危害??傊?,在實驗過程中滲透環(huán)保教育十分有效,可以讓學(xué)生在親手操作的過程中,深切感受到環(huán)境保護的重要性,并將這種意識轉(zhuǎn)化成行為。人人都為環(huán)保貢獻(xiàn)一份力,地球明天將會變得更美麗。
參考文獻(xiàn):
[1]何晶.淺析環(huán)保意識在化學(xué)教育教學(xué)中的滲透[J].中國科技信息,2011(07).
【關(guān)鍵詞】 化學(xué)實驗 綠色化 污染 措施
化學(xué)是一門實驗性學(xué)科,其化學(xué)實驗是高?;ぁ⑸?、材料、師范類化學(xué)等專業(yè)的必修課程?;瘜W(xué)實驗室在履行其實驗和試驗功能的同時也向環(huán)境排放著大量的污染物質(zhì),這就帶來了額外的化學(xué)環(huán)境問題,環(huán)境污染的加劇其因素之一是化學(xué)品引起的危害。因此,改善環(huán)境的迫切任務(wù)就使得“化學(xué)實驗綠色化”應(yīng)運而生?;瘜W(xué)實驗綠色化是以綠色化學(xué)的理念和方法為核心和基本原則對化學(xué)實驗進(jìn)行改進(jìn),使得化學(xué)實驗過程達(dá)到綠色化的方法。
1. 綠色化學(xué)的概念
1984 年美國環(huán)保局( EPA ) 提出廢物最小化, 基本思想是通過減少生產(chǎn)廢物和回收利用廢物達(dá)到廢物最少, 這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年美國環(huán)保局又提出了污染預(yù)防的概念, 它是指最大限度地減少生產(chǎn)場地產(chǎn)生的廢物, 包括減少使用有害物質(zhì)和更有效地利用資源, 并以此來保護自然資源。至此, 綠色化學(xué)的思想初步形成。1990年美聯(lián)邦政府通過防止污染行動的法令, 第一次使用綠色化學(xué)一詞。1992 年美國環(huán)保局又了污染預(yù)防戰(zhàn)略。1995 年美國政府設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎。1999 年英國皇家化學(xué)會創(chuàng)辦第一份國際性綠色化學(xué)雜志, 日本也制定了以環(huán)境無害制造技術(shù)等綠色化學(xué)為內(nèi)容的新陽光計劃, 綠色化學(xué)很快成為國際化學(xué)科學(xué)的前沿。
綠色化學(xué)( Green Chemistry) 又稱環(huán)境無害化學(xué)( Environmental Benign Chemistry), 是指從污染預(yù)防的基本思想出發(fā), 在化學(xué)品生產(chǎn)的始端就采用預(yù)防的科學(xué)手段, 整個過程和終端均為零排放或零污染, 它研究的中心問題是使化學(xué)反應(yīng)及其產(chǎn)物具有以下特點: (1) 采用無毒、無害的原料;(2) 在無毒、無害的反應(yīng)條件( 催化劑、溶劑) 下進(jìn)行; (3) 具有原子經(jīng)濟性, 即反應(yīng)具有高選擇性, 極少副產(chǎn)品, 甚至實現(xiàn)零排放; (4) 產(chǎn)品應(yīng)是對環(huán)境友好的; (5) 滿足物美價廉的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
2. 大學(xué)化學(xué)實驗綠色化的主要內(nèi)容
化學(xué)實驗綠色化主要內(nèi)容包括: (1) 化學(xué)試劑綠色化。應(yīng)選擇無毒或毒性較小的試劑及利用可再生資源( 如生物質(zhì)作試劑) 。(2) 溶劑綠色化。應(yīng)盡量選擇水作溶劑, 避免有毒有害和揮發(fā)性有機溶劑的使用, 特別是鹵代烴類溶劑的使用。(3) 催化劑綠色化。應(yīng)采用無毒無害無腐蝕性的物質(zhì)作催化劑。(4) 反應(yīng)條件綠色化。應(yīng)選擇無有毒副產(chǎn)物生成或有毒副產(chǎn)物生成最小化的反應(yīng)條件。(5) 化學(xué)反應(yīng)綠色化。應(yīng)選擇不產(chǎn)生“三廢”的原子經(jīng)濟反應(yīng)。(6) 反應(yīng)產(chǎn)物綠色化。反應(yīng)的生成物( 產(chǎn)物和副產(chǎn)物) 應(yīng)無毒無害, 是環(huán)境友好產(chǎn)品。(7) 劑量綠色化?;瘜W(xué)反應(yīng)所需試劑、溶劑、催化劑的用量在保證實驗效果的前提下, 要達(dá)到實驗劑量最小化。( 8) 末端處理綠色化。對實驗產(chǎn)生的“三廢”進(jìn)行無毒無害化處理,確保污染最小化。即化學(xué)反應(yīng)全過程綠色化。
3. 大學(xué)化學(xué)實驗綠色化的途徑
3.1實驗項目的選擇
本著從源頭制止污染, 而不是在末端治理污染的原則, 盡量選擇低毒、污染較小且后處理容易的具有環(huán)保型的實驗項目。在高?;瘜W(xué)實驗中, 性質(zhì)實驗是別人已設(shè)計好的驗證性實驗, 綜合操作技能的要求不如制備實驗要求高, 化學(xué)實驗過程中消耗化學(xué)試劑種類繁多, 成本較高, 每看完一個實驗現(xiàn)象, 就要棄去這批用過的試劑, 其中不乏一些有毒、有害物質(zhì), 這樣不僅造成大量的浪費, 而且對環(huán)境造成一定的污染, 這與綠色辦學(xué)理念相悖。因此提倡將性質(zhì)實驗進(jìn)行壓縮, 選取具有代表性的、低毒的性質(zhì)實驗來鍛煉學(xué)生的基本操作技能。選擇與環(huán)境保護密切相關(guān)的實驗, 如硫酸銅提純中產(chǎn)品的回收、水的總硬度的測定以及廢舊電池的回收和利用等, 讓學(xué)生了解有害物質(zhì)對人體和環(huán)境的危害, 學(xué)習(xí)有害物質(zhì)的鑒定、分離、提純和回收利用等方法, 這是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護意識和能力的重要手段。
3.2分析方法的選擇
測定同一物質(zhì)含量的方法常常有多種, 可以選擇使用無毒或低毒、污染小的試劑方法來進(jìn)行同一目的的實驗。
3.3替代性試劑的尋找
綠色化目標(biāo)是將化學(xué)過程危害性降至最小。實驗中要盡可能不用或少用危險化學(xué)品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蝕性的, 特別是劇毒物質(zhì)。要研究取代危險化學(xué)品特別是劇毒化學(xué)品的方法,盡可能地選擇對人體和環(huán)境危害小的藥品, 做到低毒化。即使無危害物質(zhì)也應(yīng)盡可能減少使用, 因為任何化學(xué)物質(zhì)過多時都會污染環(huán)境。通過化學(xué)實驗中用到的有毒、有害、易腐蝕藥品, 使人們明白這些藥品對環(huán)境、對人類健康的影響, 感覺到有毒有害物質(zhì)在人們身旁, 體會到保護環(huán)境就是保護人類自己。
3.4密封儀器的使用
用密封的成套儀器來完成有毒的化學(xué)實驗, 使儀器和藥品循環(huán)使用, 不存在污染毒害。
3.5推廣微型化學(xué)實驗
被譽為化學(xué)實驗的革命的微型化學(xué)實驗是近20年來發(fā)展很快的一種化學(xué)實驗方法、新技術(shù)。它是在微型化的儀器裝置中進(jìn)行的化學(xué)實驗, 其試劑用量比相應(yīng)的常規(guī)化學(xué)實驗節(jié)省90% 以上, 是公認(rèn)的以盡可能少的試劑來獲取所需化學(xué)信息的實驗原理與技術(shù)。微型化學(xué)實驗室是綠色化學(xué)的組成部分, 它既能從源頭上節(jié)約原材料和時間, 減少污染, 又具有安全、便捷、高效等優(yōu)點, 是化學(xué)實驗教學(xué)改革中的一個重要方面。
3.6引進(jìn)微波、超聲波技術(shù)
微波作為一種新型能量形式, 其促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度可比傳統(tǒng)的加熱技術(shù)快數(shù)倍及至數(shù)千倍,具有反應(yīng)條件溫和、操作方便、時間短( 節(jié)能) 、產(chǎn)率高、產(chǎn)品易純化、減少用量或不用溶劑、加熱時微波設(shè)備本身幾乎不輻射能量, 可避免環(huán)境高溫, 改進(jìn)工作環(huán)境, 對環(huán)境友好等優(yōu)點。在化學(xué)實驗中引入微波、超聲波技術(shù), 如微波輔助提取、微波消化、微波灼燒、超聲催化, 不但能減少環(huán)境污染, 節(jié)約能源,是實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化的一個重要方法。
3.7研究對基礎(chǔ)化學(xué)實驗廢液的處理
化學(xué)實驗要產(chǎn)生大量的廢棄物, 如做完實驗,把廢液往水池中一倒, 自來水一沖, 不及時處理隨意排放, 久而久之不僅對環(huán)境造成污染, 而且會淡化人們的環(huán)保意識, 養(yǎng)成不良的習(xí)慣。廢液絕不可以倒入下水道, 應(yīng)該設(shè)有廢液缸, 作統(tǒng)一回收處理。
放棄有污染的傳統(tǒng)化學(xué)實驗, 探索傳統(tǒng)化學(xué)實驗的綠色化改造, 是化學(xué)實驗工作的必然趨勢。實現(xiàn)大學(xué)化學(xué)實驗綠色化的途徑還很多。總之,全面實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化的道路還很漫長, 這期間, 不但需要對化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行綠色化改革, 更需要高校化學(xué)教育工作者對化學(xué)實驗綠色化的方法進(jìn)行深入的研究與探索, 推動整個高等化學(xué)教育質(zhì)量的提高。
參考文獻(xiàn):
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