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淺析化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。該環(huán)境為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供資源,并為經(jīng)濟(jì)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(jì)、社會的發(fā)展進(jìn)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(shí),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(shí)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(gè)不同時(shí)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(qiáng)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(bào)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(qiáng)調(diào)把保護(hù)環(huán)境作為發(fā)展進(jìn)程的一個(gè)重要組成部分。2化學(xué)評價(jià)中的環(huán)境問題2.1化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的浪費(fèi)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(shí)驗(yàn)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?,有時(shí)人們對實(shí)驗(yàn)中的浪費(fèi)現(xiàn)象卻習(xí)以為常。有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中沒有明確取用多少藥品,實(shí)驗(yàn)者就隨意多取,過量實(shí)驗(yàn);還有的化學(xué)實(shí)驗(yàn),由于使用的儀器大或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)不合理也造成藥品使用上的浪費(fèi);更有的實(shí)驗(yàn)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。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的浪費(fèi)不僅包括一般意義上的浪費(fèi),而且還有不被認(rèn)為是浪費(fèi)的浪費(fèi),那就是在對反應(yīng)生成物處理上的浪費(fèi)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)不同于物理實(shí)驗(yàn),物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),達(dá)到目的后,電路被拆成電氣元件,這些元件下次實(shí)驗(yàn)仍然可以重復(fù)使用。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后剩余的物品往往不是這個(gè)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的用品了,所以一般實(shí)驗(yàn)者在觀察到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或測得了所需要的數(shù)據(jù)后,實(shí)驗(yàn)就達(dá)到了目的,實(shí)驗(yàn)所得到的產(chǎn)物就被認(rèn)為是廢物而被仍掉了?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中人們對這種現(xiàn)象已經(jīng)司空見慣了。全國有多少個(gè)學(xué)校年復(fù)一年地進(jìn)行著化學(xué)實(shí)驗(yàn),其浪費(fèi)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(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將實(shí)驗(yàn)中生成的產(chǎn)物收集起來留做其它實(shí)驗(yàn)的用品,就可以避免浪費(fèi)并減少對環(huán)境的污染。這種化學(xué)實(shí)驗(yàn)中藥品循環(huán)利用的研究,已經(jīng)在一些文獻(xiàn)中有報(bào)道。2.2污染人類生存的大環(huán)境在化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中使用的藥品本身就有較大的毒性,在正常實(shí)驗(yàn)操作時(shí),就會對實(shí)驗(yàn)者及周圍的環(huán)境造成危害。例如苯與溴的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)中使用了苯和液溴,而苯和液溴都具有毒性且揮發(fā)性強(qiáng),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(shí)使用的一氧化碳、蛋白質(zhì)變性實(shí)驗(yàn)中使用的乙酸鉛、制取酚醛樹脂時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室周圍的水和土地。過去,人們對實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室里的那點(diǎn)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(gè)實(shí)驗(yàn)小組取2ml濃硫酸,根據(jù)反應(yīng)方程式每實(shí)驗(yàn)小組將產(chǎn)生417mlSO2氣體,通常每班分25個(gè)實(shí)驗(yàn)組,全班一次實(shí)驗(yàn)就排放出10.4升SO2氣體。按實(shí)驗(yàn)室平均面積為50平方米計(jì)算,實(shí)驗(yàn)期間,實(shí)驗(yàn)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(gè)年級又會有幾個(gè)平行班,連續(xù)做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室里SO2的濃度會更大。排放的有毒氣體,污染著實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室也采取一些措施盡量避免實(shí)驗(yàn)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)校或新建學(xué)校都在實(shí)驗(yàn)室學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(shí)排除實(shí)驗(yàn)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(jìn)的做法。(2)棄置或掩埋有害廢棄物。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,對殘留下來的固體液體廢物,各個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室周圍的墻邊、角落地下。(3)不做或少做化學(xué)實(shí)驗(yàn)。因嫌棄實(shí)驗(yàn)的毒害和污染,有的學(xué)校就盡量不做實(shí)驗(yàn),或者少做,選擇那些不涉及有害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)來做。本文就此問題對省內(nèi)152所中學(xué)進(jìn)行了調(diào)查,其結(jié)果見表1。顯然不做、少做實(shí)驗(yàn)的做法是不妥當(dāng)?shù)模y以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。將廢氣、廢液、廢物這些實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行環(huán)境教育時(shí),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(shí),我們又在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室外的污染,反過來又需要人們花費(fèi)人力、物力去治理,這實(shí)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(shí)驗(yàn)中的反映,它不符合可持續(xù)發(fā)展原則。3化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)對環(huán)境的負(fù)作用,其出發(fā)點(diǎn)是污染預(yù)防而不是污染后的治理,使化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jì)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程。在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡
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