浅析化学实验中的环境问题

浅析化学实验中的环境问题

1人类活动的发展过程中受制环境是经济发展的物质基础。该环境为经济发展提供资源，并为经济活动、社会活动和人类生存提供场所。环境质量的优劣直接关系着人们的身体健康和经济、社会的发展进程。人类社会要发展必须要有相应的自然环境作基础，同时，清洁、优美的环境也应该是人类发展追求的目标之一。一方面环境直接影响着人类的生存和发展，另一方面，人类的活动也直接或间接地影响着环境。人类为了生存和发展，必须从环境中获取资源和能量，同时向环境中排放废弃物，构成了对环境的破坏。人类在各个不同时期对环境影响程度不同。在工业社会之前，人类以从事农业和手工业为主，相对来说，对环境需求和对自然的改造能力是有限的，对环境的影响小，不至于引发全球性的环境问题乃至影响到人类的持续发展。工业社会开始后，人类改造利用自然界的规模和强度惊人地大起来，不仅直接消耗大量资源，并将生产出的废弃物重返自然界，形成了对自然界的双重打击。出现了环境污染等全球性的环境问题，威胁着人类的持续发展。因此在联合国42届大会通过了《我们共同的未来》的报告，提出了“既满足当代人的需要又不致损害子孙后代满足其需要之能力的发展”的可持续的人类发展的方向，强调把保护环境作为发展进程的一个重要组成部分。2化学评价中的环境问题2.1化学实验中的浪费由于环境能为人类提供资源，所以资源也是环境的组成部分，化学实验中使用的矿物质都来自于不可再生资源。我们的资源是有限的、不充足的，开发资源又是极为不容易的。可是，有时人们对实验中的浪费现象却习以为常。有的化学实验教材中没有明确取用多少药品，实验者就随意多取，过量实验；还有的化学实验，由于使用的仪器大或实验设计不合理也造成药品使用上的浪费；更有的实验室管理不善，丢失试剂瓶标签，只好将整瓶的试剂倒入下水道。化学实验中的浪费不仅包括一般意义上的浪费，而且还有不被认为是浪费的浪费，那就是在对反应生成物处理上的浪费。化学实验不同于物理实验，物理实验多可以重复使用用品。例如，用一些电气元件连接成某种电路的实验，达到目的后，电路被拆成电气元件，这些元件下次实验仍然可以重复使用。而化学实验结束后剩余的物品往往不是这个实验开始时的用品了，所以一般实验者在观察到了实验现象或测得了所需要的数据后，实验就达到了目的，实验所得到的产物就被认为是废物而被仍掉了。化学实验中人们对这种现象已经司空见惯了。全国有多少个学校年复一年地进行着化学实验，其浪费可谓惊人。而且无意中给学生养成了不珍惜资源的习惯，这将影响学生今后一生对资源问题的态度和行为。成千上万个学生的行为就构成了我们人类未来的发展，这不能不引起我们的重视。如果我们在实验结束后，将实验中生成的产物收集起来留做其它实验的用品，就可以避免浪费并减少对环境的污染。这种化学实验中药品循环利用的研究，已经在一些文献中有报道。2.2污染人类生存的大环境在化学实验中，由于使用和生成了各种化学物质，很可能会对周围的环境造成不同程度的污染：（1）有很多化学实验中使用的药品本身就有较大的毒性，在正常实验操作时，就会对实验者及周围的环境造成危害。例如苯与溴的反应，实验中使用了苯和液溴，而苯和液溴都具有毒性且挥发性强，对人身健康的危害、对环境的污染都很严重；又如还原氧化铜时使用的一氧化碳、蛋白质变性实验中使用的乙酸铅、制取酚醛树脂时使用的苯酚和甲醛等，这些物质都分别能对人体健康造成危害和对环境造成污染。（2）有许多化学实验会产生有害的挥发物，污染周围的空气。例如氨的催化氧化反应中生成一氧化氮，一氧化氮挥发在空气中被氧化成二氧化氮，而二氧化氮是严重污染空气的有毒气体，能刺激人和动物的呼吸道，引起呼吸系统疾病，又是形成酸雨和光化学烟雾的罪魁。这些有害挥发物不仅对实验室的小环境产生污染，排放到大气中也污染人类生存的大环境。（3）有的化学实验中产生固体、液体有害生成物。如，苯的硝化反应中生成的硝基苯、萃取实验中剩余的碘的四氯化碳溶液等，这些有害物质处置不当，就会污染实验室周围的水和土地。过去，人们对实验室里这样的有害物质污染的问题并不在意，认为和工厂相比，实验室里的那点儿污染物太少，不算什么。还是让我们来算一算，以铜和浓硫酸反应为例，按照教材上的要求，每个实验小组取2ml浓硫酸，根据反应方程式每实验小组将产生417mlSO2气体，通常每班分25个实验组，全班一次实验就排放出10.4升SO2气体。按实验室平均面积为50平方米计算，实验期间，实验室内SO2气体的质量浓度为3.68mg/m3，约是我国规定居民区大气中SO2平均最大允许质量浓度（0.15mg/m3）的25倍。而且每个年级又会有几个平行班，连续做实验，实验室里SO2的浓度会更大。排放的有毒气体，污染着实验室内外的空气，影响了师生及附近人群的身体健康。当然，通常化学实验室也采取一些措施尽量避免实验室内污染。人们采取的方法主要有：（1）大力发展排风设备。有条件的学校或新建学校都在实验室学生实验台上及药品柜里安装电力排风设备，并建有带电力排风的通风橱，及时排除实验室里的有毒有味气体。这曾经是一种流行的并被认为是比较先进的做法。（2）弃置或掩埋有害废弃物。实验结束后，对残留下来的固体液体废物，各个学校的处理方法不同。有的学校学生将废液直接倒入下水道，教师也不加以阻拦，默认之；有的学校，将实验后的废弃物集中在一起，或倒入垃圾站，或倒入厕所，或埋入实验室周围的墙边、角落地下。（3）不做或少做化学实验。因嫌弃实验的毒害和污染，有的学校就尽量不做实验，或者少做，选择那些不涉及有害物质的实验来做。本文就此问题对省内152所中学进行了调查，其结果见表1。显然不做、少做实验的做法是不妥当的，难以达到教学目标。将废气、废液、废物这些实验室里的小三废排放到室外环境中，而将对室内的污染转嫁给实验室外周围的环境，也是对自然对社会极不负责任的做法。教师处理污染物的方式具有双重意义，一方面是教师本人对环境的作用，另一方面是对学生环境观念的言传身教。我们对学生进行环境教育时，常引用日本富山事件，指责日本三井金属矿业公司炼锌厂，将含镉废水排入神通川中，致使河水污染，引发骨痛病，给神通川两岸的人民带来了巨大的痛苦。在这同时，我们又在实验室里制造污染物，并将污染物排放到周围的环境中，这能不对学生产生负面影响吗？我们的环境教育还有说服力吗？转嫁到实验室外的污染，反过来又需要人们花费人力、物力去治理，这实际上就是西方先污染后治理的传统发展模式在我们化学实验中的反映，它不符合可持续发展原则。3化学实验教学的归因原则在生产贯彻可持续发展战略，应该力求从根本上解决化学实验对环境的负作用，其出发点是污染预防而不是污染后的治理，使化学实验教学在对待环境的问题上发生革命性的变化。总的原则应该是设计研究没有或只有尽可能小的环境负作用的、并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。在实验中应尽