中學化學實驗室污染與防治

摘 要： 本文通過分析化學實驗室污染產生的主要原因和特點，闡述了如何增強化學實驗人員的環(huán)保意識，提出了加強化學試劑和藥品的科學管理，引入微型化實驗、開發(fā)虛擬實驗，改進實驗裝置，規(guī)范實驗操作等減少污染的主要措施。

關鍵詞： 化學實驗室污染 產生原因 防治措施

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學實驗是檢驗化學知識的標準，是培養(yǎng)學生觀察能力、動手能力、分析解決問題能力和創(chuàng)新能力的重要手段。傅鷹曾說：“只有實驗才是化學的最高法庭?！睅缀趺刻於加写笈鷰熒谶M行化學實驗，過程中用到的有毒、有害的試劑和藥品，產生的有毒、有害氣體，直接影響了實驗人員的身心健康。同時，這些有毒、有害物質無組織地排放，給排放區(qū)附近造成了嚴重的環(huán)境污染?？梢哉f：幾乎每個化學實驗室都是一個小小的環(huán)境污染源。如何處理化學實驗室污染物，是擺在我們面前的一個急待解決的問題。

1.化學實驗室污染產生的主要原因

1.1化學實驗人員的環(huán)境保護意識不強。

首先由于部分實驗管理人員的環(huán)境保護意識十分薄弱，對實驗室試劑和藥品缺乏科學的統(tǒng)籌管理，一次性采購過多的實驗試劑和藥品，致使實驗室每年都會把大量過期藥品和試劑倒入下水道或埋入地下，對環(huán)境產生直接危害。其次，學生存在試劑用量越大，實驗現象越明顯的思想，大量使用試劑，造成試劑浪費和環(huán)境污染。并且絕大多數實驗人員認為化學實驗室對環(huán)境產生的污染與工業(yè)生產相比算不了什么，實驗過程中隨意把廢液倒入下水道、固體廢物扔進垃圾桶，直接排放有毒、有害氣體，忽略了化學實驗重復量大，日積月累對環(huán)境污染危害大的特點。

1.2化學實驗室污染治理經費投入不足。

目前由于化學實驗室經費不足，對化學實驗室的經費預算通常只是針對實驗室儀器、設備和試劑，而沒有對實驗室污染控制條件的預算。因此實驗室沒有直接處理實驗廢物的能力，普遍采用通風櫥和換氣扇來減輕室內空氣污染，轉移廢氣，不能達到有效消除或減少污染的目的，造成環(huán)境污染。

1.3化學實驗室污染防治法規(guī)制度不全。

目前尚未有專門針對化學實驗室污染防治的法律法規(guī)和技術標準，對化學實驗室污染的防治、廢物處理處置及排放等事項沒有明確規(guī)定。絕大多數化學實驗室也沒有專門設置廢物處理處置系統(tǒng)，一般實驗室廢物都直接通過下水道或排氣管道排放，嚴重污染環(huán)境，缺乏對化學實驗室污染問題的監(jiān)督管理。

2.減少化學實驗室污染的主要措施

2.1增強實驗室人員的環(huán)保意識。

增強實驗人員的環(huán)保意識，是保護環(huán)境、減少實驗污染的先決條件。實驗室管理人員要從我做起，加強對國家有關政策和法規(guī)的學習，熟悉各種廢棄物排放標準，具有一定的實驗室“三廢”治理的能力，言傳身教，幫助學生形成良好的環(huán)境保護意識和責任感，強化學生節(jié)約藥品的意識，做到能少用的一定要少用，能回收的一定要回收，能循環(huán)使用的一定要循環(huán)使用。對于有些沒有指明藥品濃度的實驗，應該對藥品濃度進行探索和改進，達到既節(jié)約藥品、保證實驗效果，又減少環(huán)境污染的目的。同時由于對化學廢物的處理是一種經歷學習、運用和解決實際問題的教與學的過程，而這種生動的教學，更能激發(fā)學生的學習興趣，特別是對于幫助學生形成保護環(huán)境的責任感具有十分重要的意義。

2.2加強化學藥品和試劑的管理。

化學實驗室中大多數試劑和藥品危險性大，若管理或取用不當就會帶來事故隱患，造成環(huán)境污染。國家有關部門應認真研究實驗室的污染特點和防治途徑，提出操作性強、簡便實用的技術規(guī)范。同時，化學實驗室必須建立健全規(guī)章制度，加強對化學試劑和藥品的管理，堅持“安全第一”的思想，把試劑和藥品按類分層存放。儲存危險試劑和藥品的柜子實行雙人雙鎖管理，嚴格試劑和藥品的入庫管理和規(guī)范登記。領取一般試劑和藥品時，必須填寫單據，單據的填寫內容應包括：試劑和藥品的名稱、質量、用途、領用的時間、領用人和實驗管理人員簽名等內容。若領用劇毒藥品，則必須建立申請、審批、領用人、實驗管理人員和實驗室主任三人同時登記制度。

2.3改進實驗裝置，規(guī)范實驗操作。

化學實驗總是791c3b6a375b86391dbe062cff294cb7b0631e5c61559be83d23b4e0ffe2a048伴隨氣、液或固體產物的生成，且反應物或產物中多數是有毒或有害的物質。因此在不影響實驗結果的前提下改進實驗裝置，規(guī)范實驗操作，可以有效地減少環(huán)境污染。如：二氧化硫漂白性，還原性，以及其水溶液具有酸性的演示實驗，一般的實驗方法存在藥品用量大，使用儀器多，實驗時間長，實驗過程中有二氧化硫和硫化氫逸出，造成了嚴重的環(huán)境污染。若采用下圖所示的實驗裝置[1]，可有效地解決上述問題。

1.無水亞硫酸鈉+濃 2.濕潤的藍色試紙 3.吸有品紅溶液的濾紙條 4.吸有高錳酸鉀溶液的濾紙條 5.吸有硫化鈉溶液的濾紙 6.吸有氫氧化鈉溶液的脫脂棉 7.細玻璃管 8.粗玻璃管

圖1 密閉式二氧化硫系統(tǒng)演示實驗裝置圖

在粗玻璃管的外壁上從下往上依次用透明膠帶分別粘牢如圖所示的4條紙環(huán)，放入盛放無水亞硫酸鈉的大試管中，實驗時沿粗玻璃管內壁滴一點濃硫酸，立即塞上上述帶有單孔橡皮塞的球形干燥管，觀察紙環(huán)顏色變化。實驗后期用酒精燈烘烤品紅溶液退色的濾紙環(huán)處的試管壁，觀察顏色變化。此實驗裝置將二氧化硫的制取和性質實驗集中在1個密閉式的儀器內完成，實驗裝置簡單、實用，實驗現象明顯，藥品用量小，有效地防止了二氧化硫和硫化氫等有毒氣體對環(huán)境的污染。同時規(guī)范了學生在藥品的取用、稱量、液體的量取等方面的操作，提高了實驗的成功率，避免重復實驗，既減少了藥品的使用量，又減輕了污染。

2.4引入微型實驗，開發(fā)虛擬實驗。

微型化學實驗是化學實驗方法的一項重要發(fā)展和改革。其定義為：在微型化的儀器中進行的化學實驗，其實際用量比對應常規(guī)實驗少90%以上（或為常規(guī)實驗的十分之一或千分之一）。由于微型實驗儀器微型化，試劑用量小，同時減少了試劑在器皿上的附著量，現象明顯、便于操作、適用性強，是實現化學實驗室綠色化的重要手段。

對于一些因受客觀條件限制而難以進行的實驗，如：臭氧的制備；瞬間變化的實驗，如鉀與水的反應；高速微觀世界的實驗，如：原電池和電解池的工作原理等，可以開展虛擬實驗。虛擬實驗就是利用計算機作為載體，通過安裝虛擬實驗軟件，即可進行直觀性的、形象性的虛擬化學實驗。虛擬實驗除了具有直觀、形象外，還可在計算機上進行反復實驗，包括對比實驗，有利于促進學生發(fā)散思維，準確地得到實驗結論，實現了藥品的“零投入”和廢物的“零排放”，是化學實驗室建設的一個特色方向。

2.5注重實驗廢品回收和再利用。

每次化學實驗結束都會有很多廢品，大多數都被直接倒入了下水道或垃圾桶，嚴重污染環(huán)境。若加以回收和再利用，則不僅減少了污染，還節(jié)約了資源。如可以向含銀的廢液中加入過量的氯化鈉，攪勻，放置3～4小時。再取其少量廢液并加入少量氯化鈉，檢驗沉淀作用是否完全。若沉淀完全，過濾，用氨水溶解氯化銀沉淀。待沉淀溶解完全后，向該溶液中放入適量的細銅絲或薄銅片，加蓋密閉，在室溫下放置24天以上，除去過量的銅，便可得到比較純的金屬銀[2]。再比如對于口部和底部磨破的試管，可以用三角銼截去，制成雙通反應管和短試管。一些玻璃藥品包裝瓶具有多種容量，可根據實驗要求計算出某容量下配制這種試劑所需藥品的量，每次配制這種試劑時就可以直接稱取一定量的藥品加入瓶中，用去離子水稀釋即可[3]。不僅對玻璃藥品瓶進行了再利用，同時還大大提高了實驗管理人員配制試劑的速度。

3.結語

總之，化學實驗室污染與防治是永遠值得關注的問題。實驗人員必須樹立綠色化學理念，本著“誰污染，誰處理”的原則，規(guī)范實驗操作，引入微型化實驗、注重虛擬實驗的開發(fā)，盡量避免化學實驗室對環(huán)境的污染。同時，國家有關部門必須完善管理制度，加強對化學實驗室的科學管理，采取有效措施，建立全面、系統(tǒng)的治理方案，為有效減少環(huán)境污染提供保障。

參考文獻：

[1]熊言林.化學教學論實驗[M].合肥：安徽大學出版社，2004：50-53.

[2]陳章映.實驗室廢液中銀的回收及利用[J].遵義科技，2004（4）：56.

[3]趙素瑞.樊娟.化學實驗室廢棄物的回收利用[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2008（5）：18.

[4]劉珍.化驗員讀本[M].北京：化學工業(yè)出版社，1998：433-434.

通訊作者：方艷紅