淺析化學(xué)實驗中的環(huán)境問題

淺析化學(xué)實驗中的環(huán)境問題

1人類活動的發(fā)展過程中受制環(huán)境是經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。該環(huán)境為經(jīng)濟發(fā)展提供資源，并為經(jīng)濟活動、社會活動和人類生存提供場所。環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系著人們的身體健康和經(jīng)濟、社會的發(fā)展進程。人類社會要發(fā)展必須要有相應(yīng)的自然環(huán)境作基礎(chǔ)，同時，清潔、優(yōu)美的環(huán)境也應(yīng)該是人類發(fā)展追求的目標(biāo)之一。一方面環(huán)境直接影響著人類的生存和發(fā)展，另一方面，人類的活動也直接或間接地影響著環(huán)境。人類為了生存和發(fā)展，必須從環(huán)境中獲取資源和能量，同時向環(huán)境中排放廢棄物，構(gòu)成了對環(huán)境的破壞。人類在各個不同時期對環(huán)境影響程度不同。在工業(yè)社會之前，人類以從事農(nóng)業(yè)和手工業(yè)為主，相對來說，對環(huán)境需求和對自然的改造能力是有限的，對環(huán)境的影響小，不至于引發(fā)全球性的環(huán)境問題乃至影響到人類的持續(xù)發(fā)展。工業(yè)社會開始后，人類改造利用自然界的規(guī)模和強度驚人地大起來，不僅直接消耗大量資源，并將生產(chǎn)出的廢棄物重返自然界，形成了對自然界的雙重打擊。出現(xiàn)了環(huán)境污染等全球性的環(huán)境問題，威脅著人類的持續(xù)發(fā)展。因此在聯(lián)合國42屆大會通過了《我們共同的未來》的報告，提出了“既滿足當(dāng)代人的需要又不致?lián)p害子孫后代滿足其需要之能力的發(fā)展”的可持續(xù)的人類發(fā)展的方向，強調(diào)把保護環(huán)境作為發(fā)展進程的一個重要組成部分。2化學(xué)評價中的環(huán)境問題2.1化學(xué)實驗中的浪費由于環(huán)境能為人類提供資源，所以資源也是環(huán)境的組成部分，化學(xué)實驗中使用的礦物質(zhì)都來自于不可再生資源。我們的資源是有限的、不充足的，開發(fā)資源又是極為不容易的?？墒牵袝r人們對實驗中的浪費現(xiàn)象卻習(xí)以為常。有的化學(xué)實驗教材中沒有明確取用多少藥品，實驗者就隨意多取，過量實驗；還有的化學(xué)實驗，由于使用的儀器大或?qū)嶒炘O(shè)計不合理也造成藥品使用上的浪費；更有的實驗室管理不善，丟失試劑瓶標(biāo)簽，只好將整瓶的試劑倒入下水道?；瘜W(xué)實驗中的浪費不僅包括一般意義上的浪費，而且還有不被認(rèn)為是浪費的浪費，那就是在對反應(yīng)生成物處理上的浪費?；瘜W(xué)實驗不同于物理實驗，物理實驗多可以重復(fù)使用用品。例如，用一些電氣元件連接成某種電路的實驗，達到目的后，電路被拆成電氣元件，這些元件下次實驗仍然可以重復(fù)使用。而化學(xué)實驗結(jié)束后剩余的物品往往不是這個實驗開始時的用品了，所以一般實驗者在觀察到了實驗現(xiàn)象或測得了所需要的數(shù)據(jù)后，實驗就達到了目的，實驗所得到的產(chǎn)物就被認(rèn)為是廢物而被仍掉了?；瘜W(xué)實驗中人們對這種現(xiàn)象已經(jīng)司空見慣了。全國有多少個學(xué)校年復(fù)一年地進行著化學(xué)實驗，其浪費可謂驚人。而且無意中給學(xué)生養(yǎng)成了不珍惜資源的習(xí)慣，這將影響學(xué)生今后一生對資源問題的態(tài)度和行為。成千上萬個學(xué)生的行為就構(gòu)成了我們?nèi)祟愇磥淼陌l(fā)展，這不能不引起我們的重視。如果我們在實驗結(jié)束后，將實驗中生成的產(chǎn)物收集起來留做其它實驗的用品，就可以避免浪費并減少對環(huán)境的污染。這種化學(xué)實驗中藥品循環(huán)利用的研究，已經(jīng)在一些文獻中有報道。2.2污染人類生存的大環(huán)境在化學(xué)實驗中，由于使用和生成了各種化學(xué)物質(zhì)，很可能會對周圍的環(huán)境造成不同程度的污染：（1）有很多化學(xué)實驗中使用的藥品本身就有較大的毒性，在正常實驗操作時，就會對實驗者及周圍的環(huán)境造成危害。例如苯與溴的反應(yīng)，實驗中使用了苯和液溴，而苯和液溴都具有毒性且揮發(fā)性強，對人身健康的危害、對環(huán)境的污染都很嚴(yán)重；又如還原氧化銅時使用的一氧化碳、蛋白質(zhì)變性實驗中使用的乙酸鉛、制取酚醛樹脂時使用的苯酚和甲醛等，這些物質(zhì)都分別能對人體健康造成危害和對環(huán)境造成污染。（2）有許多化學(xué)實驗會產(chǎn)生有害的揮發(fā)物，污染周圍的空氣。例如氨的催化氧化反應(yīng)中生成一氧化氮，一氧化氮揮發(fā)在空氣中被氧化成二氧化氮，而二氧化氮是嚴(yán)重污染空氣的有毒氣體，能刺激人和動物的呼吸道，引起呼吸系統(tǒng)疾病，又是形成酸雨和光化學(xué)煙霧的罪魁。這些有害揮發(fā)物不僅對實驗室的小環(huán)境產(chǎn)生污染，排放到大氣中也污染人類生存的大環(huán)境。（3）有的化學(xué)實驗中產(chǎn)生固體、液體有害生成物。如，苯的硝化反應(yīng)中生成的硝基苯、萃取實驗中剩余的碘的四氯化碳溶液等，這些有害物質(zhì)處置不當(dāng)，就會污染實驗室周圍的水和土地。過去，人們對實驗室里這樣的有害物質(zhì)污染的問題并不在意，認(rèn)為和工廠相比，實驗室里的那點兒污染物太少，不算什么。還是讓我們來算一算，以銅和濃硫酸反應(yīng)為例，按照教材上的要求，每個實驗小組取2ml濃硫酸，根據(jù)反應(yīng)方程式每實驗小組將產(chǎn)生417mlSO2氣體，通常每班分25個實驗組，全班一次實驗就排放出10.4升SO2氣體。按實驗室平均面積為50平方米計算，實驗期間，實驗室內(nèi)SO2氣體的質(zhì)量濃度為3.68mg/m3，約是我國規(guī)定居民區(qū)大氣中SO2平均最大允許質(zhì)量濃度（0.15mg/m3）的25倍。而且每個年級又會有幾個平行班，連續(xù)做實驗，實驗室里SO2的濃度會更大。排放的有毒氣體，污染著實驗室內(nèi)外的空氣，影響了師生及附近人群的身體健康。當(dāng)然，通?；瘜W(xué)實驗室也采取一些措施盡量避免實驗室內(nèi)污染。人們采取的方法主要有：（1）大力發(fā)展排風(fēng)設(shè)備。有條件的學(xué)?；蛐陆▽W(xué)校都在實驗室學(xué)生實驗臺上及藥品柜里安裝電力排風(fēng)設(shè)備，并建有帶電力排風(fēng)的通風(fēng)櫥，及時排除實驗室里的有毒有味氣體。這曾經(jīng)是一種流行的并被認(rèn)為是比較先進的做法。（2）棄置或掩埋有害廢棄物。實驗結(jié)束后，對殘留下來的固體液體廢物，各個學(xué)校的處理方法不同。有的學(xué)校學(xué)生將廢液直接倒入下水道，教師也不加以阻攔，默認(rèn)之；有的學(xué)校，將實驗后的廢棄物集中在一起，或倒入垃圾站，或倒入廁所，或埋入實驗室周圍的墻邊、角落地下。（3）不做或少做化學(xué)實驗。因嫌棄實驗的毒害和污染，有的學(xué)校就盡量不做實驗，或者少做，選擇那些不涉及有害物質(zhì)的實驗來做。本文就此問題對省內(nèi)152所中學(xué)進行了調(diào)查，其結(jié)果見表1。顯然不做、少做實驗的做法是不妥當(dāng)?shù)?，難以達到教學(xué)目標(biāo)。將廢氣、廢液、廢物這些實驗室里的小三廢排放到室外環(huán)境中，而將對室內(nèi)的污染轉(zhuǎn)嫁給實驗室外周圍的環(huán)境，也是對自然對社會極不負(fù)責(zé)任的做法。教師處理污染物的方式具有雙重意義，一方面是教師本人對環(huán)境的作用，另一方面是對學(xué)生環(huán)境觀念的言傳身教。我們對學(xué)生進行環(huán)境教育時，常引用日本富山事件，指責(zé)日本三井金屬礦業(yè)公司煉鋅廠，將含鎘廢水排入神通川中，致使河水污染，引發(fā)骨痛病，給神通川兩岸的人民帶來了巨大的痛苦。在這同時，我們又在實驗室里制造污染物，并將污染物排放到周圍的環(huán)境中，這能不對學(xué)生產(chǎn)生負(fù)面影響嗎？我們的環(huán)境教育還有說服力嗎？轉(zhuǎn)嫁到實驗室外的污染，反過來又需要人們花費人力、物力去治理，這實際上就是西方先污染后治理的傳統(tǒng)發(fā)展模式在我們化學(xué)實驗中的反映，它不符合可持續(xù)發(fā)展原則。3化學(xué)實驗教學(xué)的歸因原則在生產(chǎn)貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，應(yīng)該力求從根本上解決化學(xué)實驗對環(huán)境的負(fù)作用，其出發(fā)點是污染預(yù)防而不是污染后的治理，使化學(xué)實驗教學(xué)在對待環(huán)境的問題上發(fā)生革命性的變化。總的原則應(yīng)該是設(shè)計研究沒有或只有盡可能小的環(huán)境負(fù)作用的、并在技術(shù)上、經(jīng)濟上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程。在實驗中應(yīng)盡