對學生進行環保意識滲透,是每個化學教師義不容辭的責任。
一、結合教材內容,聯系實際滲透環保教育
在化學課里,教師應結合教材內容,介紹大氣、水體污染等,讓學生獲得化學知識,認識化學物質對環境的污染及其解決的方法。
1.在學習了“碳及其化合物”的知識后,可向學生介紹CO、CO2污染的產生及危害
CO是城市大氣中數量最多的污染物,約占大氣中污染物總量的1/3,主要是由含碳的物質不充分燃燒產生的。C+O2—→CO而由汽車等移動燃燒產生的CO占人為污染源排放CO達總量55%。
CO能與血液中血紅蛋白結合,妨礙其輸氧,造成缺氧癥,輕者出現頭痛、惡心,重者出現昏迷,甚至死亡。1984年印度地下毒氣(CO)罐泄漏,造成25000多人死亡,5萬多人雙目失明。
CO2與“溫室效應”:含碳燃料(如煤等)的燃燒、動物的呼吸、有機物的氧化分解、工業生產中廢氣的任意排放都會產生CO2,特別是近年來,由于人們的大肆砍伐,森林面積銳減,破壞了生態系統之間的固有平衡,導致CO2不斷增加。有資料報道,1950~1985年全球排放的CO2等增加20倍,因而氣候變暖,氣候專家預計到2100年全球氣溫上升3.5℃。如果真是這樣,兩極冰川將融化,海面升高,沿海一些平面地區將被淹沒,土地減少,甚至引起世界性人口流動,增加社會的不穩定,而且,溫室環境有利害蟲、老鼠的繁殖,嚴重危害人類的健康和植物的生長。
2.學習了“硫及硫化合物”知識后,可向學生介紹“酸霧”(雨)的產生及危害
含硫燃料的燃燒、化工生產中廢氣的任意排放產生大量的SO2及SO3。SO2能通過肺侵入血液,與血液內的維生素C結合,使人體內維生素C平衡失調,還可抑制或破壞某些酶的活性,使糖和蛋白質的代謝發生紊亂而影響人的生長發育,如吸入過高濃度的SO2可引起喉水葉、支氣管、腦炎等,甚至使人死亡。
SO2+O2—→SO3 SO3+H2O—→H2SO4
SO3和NO2與水作用形成酸雨,酸雨可使工業機械銹蝕,壽命縮短,也可使河流湖泊中沉積的某些金屬元素化合物溶出,從而進入魚、貝體內或其他生物中,這些有毒的重金屬元素通過食物鏈而危害人的健康,同時,還可使土壤酸化,造成農作物大幅度減產等。早期報道過的礦旁一些村莊農民過高死亡事件,正是這樣的危害。如果酸雨發生漂移,將會造成更大的公害。
3.學習“氮及氮化物”后,可向學生介紹“光化學煙霧”的產生及危害
氮氧化物主要是NO、NO2,都是對人體有害的氣體,氮氧化物和碳氫化合物在大氣環境中受到強烈的太陽紫外線作用產生一種新的二次污染物──“光化學煙霧”。在這種復雜的光化學反應過程中,主要生成光化學氧化劑(O3)及其他復雜化合物,統稱為“光化學煙霧”。主要反應如下:
NO2+hr—→NO+O(3P)
式中,hr為光子能量;h為普朗克常量;r為光的頻率;O(3P)為基態氧原子。
r=c/λ
O(3P)+O2+M—→O3+M(其他分子)
O3+NO—→NO2+O2
O3+CxHy —→RCHO
RCHO+NO2+NO—→CH3(CO)OONO2(PAN)
PAN+O3+RCHO—→光化學煙霧(強氧化劑)
人接觸了這種煙霧會中毒,時間長了可導致肺氣腫、生理機能衰退等,嚴重時,甚至死亡。美國、日本、澳大利亞、歐洲等部分地區,先后出現過“光化合煙霧”,1952年美國洛杉磯發生了“光化合煙霧”事件,有500多人在此事件中喪生。由于汽車污染日益嚴重,我國部分大城市交通干道的NO、NO2和CO嚴重超過國家標準,一些城市臭氧濃度嚴重超標,已具有發生“光化學煙霧”污染的潛在危險。1996年6月2日,我國上海就發生了“光化合煙霧”事件。
4.學習氧族元素時,介紹大氣臭氧層及其破壞
地球上空離地面25~50km處存在著一層含臭氧90%左右的臭氧層,太陽輻射的光經過臭氧層時,波長200~300μm范圍的內對地球上的生命有害的紫外線大部分被吸收,使人類和生物免受輻射之害。
由于飛機在平流層飛行,排出氮的氧化物和弗里昂(致冷劑)進入平流層,與臭氧(O3)發生反應。
NO+O3—→NO2+O2
+ NO2+O2—→NO+O2
O3+O2—→2O2
弗里昂離解出氯離子,上升到紫外線射過的高度便進行光分解,生成氯原子。
Cl+O3—→ClO+O2
+ ClO+O—→Cl+O2
O3+O—→2O2
每一Cl(氯自由基)消耗10萬O3,O3減少10%,紫外線輻射將增加19%~22%,這樣臭氧層受到破壞,導致大氣遮蔽波長小于3000埃的紫外線能力降低,從而禍及地球生靈。近幾年來癌癥、黑色素瘤、白內障患者不斷增加,一些植物不明原因的枯死,其中一個重要的因素就是紫外線輻射造成的。
5.在學習過濾元素時,向學生介紹重金屬污染物
大多數重金屬鹽在水中形成絡合物,對人體有明顯的毒效應,人體內含量過多,重者可導致死亡。例如,195~1972年日本縣神通流域許多鋅鉛冶煉廠等排放的含重金屬廢水污染了神通川水體,沿岸居民利用河水灌溉農田,導致人們飲用水及生長出的稻米含鎘中毒,其中死亡人數超過80人。
另外,在學習石油煉制時,向學生介紹石油工業廢水含有醛、酚、芳烴等,人吃了含有酚污染的水會中毒致癌,在學習氯氣與苯酚反應生成六氯環己烷時,可向學生介紹有機氯農藥易殘留不易分解,易富集在生物體內,對人產生極大的危害。我國目前不允許使用六六六粉,而用其他綠色農藥代替正是這方面的原因。
了解了大氣、水體污染的原因,再向學生介紹它們的防治措施:
(1)大力發展植樹造林,恢復生態系統之間的固有平衡。
(2)控制污染源,開辟新能源,如太陽能、原子能、水中的H2能源、無污染的致冷劑等。
(3)優化產業結構,對工業廢氣、廢水進行綜合處理,提高回收利用率。
(4)淘汰有機氯農藥,使用有機磷農藥,最好用蟲治蟲(保護好青蛙等),用菌治菌。
二、在實驗中滲透環保教育
在實驗教學中,經常向學生介紹常用化學試劑的有關性質、貯存和使用知識,以及預防環境污染的措施。例如,液溴貯藏時,用水加封液面和用蠟封瓶口,溴水現配現用,防止溴蒸氣逸散空中污染環境。
要求學生制取有毒氣體時,盡量利用少量的反應物來制取少量的有毒物質,把污染減少到最低的程度。例如,Cu+2H2SO4(濃)—→CuSO4+SO2+H2O,盡量控制反應物的用量,只要能得到正確的明顯的結果,學生能觀察到其物質的存在,了解和掌握它的性質就可以了。
要不斷改進實驗裝置,盡量避免氣體外逸或液體泄漏,注意尾氣和廢液的處理。對有害尾氣要增加吸收或轉化裝置,不能任意排入大氣中,如CO還原CuO時,把尾氣點燃;Cl2、H2S、NO2等氣體實驗的尾氣,可用堿液(如NaOH液)來吸收。每次實驗完畢后的廢液,一定要按指定傾倒或回收,進行統一處理,嚴禁隨意胡亂傾倒。
三、實地教學,加強環保意識
為了使環保教育更加結合生產實際,還可組織學生到一些工廠去參觀(如水泥廠、造紙廠、煉油廠等)進行現場教學,讓學生到社會中去,并指導學生觀察和分析社會問題,運用所學的知識去解決污染問題。
(作者單位:廣東省茂名市第二技工學校)