淺談中學化學實驗室中固體廢棄物的處理和利用

喬 麗

（陜西省西安市曲江第一中學，陜西 西安 710061）

現如今，人類已進入工業信息化加速發展的新世紀，面臨著很多環境挑戰。工業的技術進步，給我們的生產生活帶來了巨大變化，但也使我們嚴重依賴于石化能源和化工業。化工業生產擴張，給環境造成了困擾，產生了諸多問題，如地球溫室效應。國際社會提出碳中和、碳達峰目標，我國為了響應這個目標，承諾要逐步減少碳排放，實現碳達峰，發展綠色能源，走科學發展、環境友好的道路。為此，中學化學教育提出了“綠色化學”的新理念。“綠色化學”要求我們關注環境，減少污染，減少有害排放。順應這種新形勢，探索實驗室固體廢棄物的處理途徑和方法，從而培養師生的“綠色化學”理念，應是今后的一個長期有意義的研究課題。

1 化學實驗室產生固體廢棄物的種類

在中學化學實驗過程中，總會產生一些廢棄物，這些物品如隨意丟棄，當生活垃圾處理，會對環境產生不良影響，如對廢棄物稍加處理再排放，或集中回收交給專門的機構處理，不僅可以減少對環境的污染，還可以對有限的資源進行回收利用，一舉多得。

新課程標準中要求實驗要盡可能綠色環保，可持續，對實驗中的固體廢物的科學處理，是擺在我們面前不可避免的問題。

中學化學實驗室常見的固體廢棄物種類大致有以下五種：（1）無污染、無毒害的垃圾；（2）危險廢棄物，指有潛在的生物危險、可燃、腐蝕、有毒（如氫氧化鈉、氫氧化鈣、冰乙酸、苯酚、氫氧化鋇、氯化鋇）；（3）易燃固體（鎂條、鋁粉、紅磷、鈉）；（4）氧化劑（高錳酸鉀、氯酸鉀、硝酸鉀、硝酸銨、過氧化鈉）；（5）廢棄化學藥品（過期失效的固體藥品、各種廢舊試劑空瓶）。

中學化學實驗產生的固體廢棄物種類復雜，品種多，數量少，大多有毒有害，處理起來困難，費時費力。但是如果不進行無害化處理則會對環境造成不可估量的危害。這要求實驗室不得隨意丟棄用過的試驗品和容器，應按廢棄物的種類分類存放，必須有明確醒目的標識。環境保護事關人類的可持續發展，人人都有責任維護環境的安全。

2 化學實驗室固體廢棄物的處理方法

2.1 無污染、無毒害的可作為垃圾處理

九年級分組實驗《氧氣的實驗室制法》用剩的火柴梗、脫脂棉、小木條，高一分組實驗《粗鹽提純》的濾紙、稱量紙以及玻璃器皿的碎片等可按垃圾分類的標準，放入垃圾桶。

2.2 具有強氧化性的固體廢物，要分容器在固定地點存放，積累到一定量后，經過再處理重新利用

例：用高錳酸鉀（KMnO4）制取氧氣后的廢物，積累到一定量后，可經過再處理后可以做氯酸鉀制氧氣的催化劑；再如高一實驗，鈉的化合物過氧化鈉（Na2O2）的吹氣生火和滴水生火實驗后的廢藥棉中，含有沒有反應完的過氧化鈉（Na2O2），作為垃圾處理有安全隱患，加水后讓其充分反應后過濾得到氫氧化鈉（NaOH）溶液，可以作為實驗室處理酸性廢液的中和劑；高中實驗鐵和水蒸氣反應后的固體（鐵和四氧化三鐵的混合物）加酸后可以得到Fe2+、Fe3+溶液，可用做探究Fe2+、Fe3+之間相互轉化及檢驗的試劑。

2.3 有毒、有腐蝕的固體廢物無害化處理

高中必修二教材中《化學能與熱能》的實驗涉及固體有毒藥品氫氧化鋇[Ba（OH）2]反應后需通過沉淀法處理；高中必修一氨氣實驗室制法實驗中，固體廢物中堿性腐蝕劑氫氧化鈣[Ca(OH)2]需加酸性物質通過中和反應處理；濃硫酸（H2SO4）性質的黑面包實驗后的廢棄物中，含有沒有反應完的硫酸、在有機實驗中蛋白質的顏色反應、酚類物質中的苯酚（C6H5-OH）實驗后的廢棄物需加堿處理。同時處理過程中一定要細心作好記錄，做好標識。

2.4 實驗室中處理不了的固體廢棄物要回收，交給專業的部門集中處理

例如各種廢舊電池，過期變質的有機藥品、有劇毒藥品（氰化鉀）。目前的中學化學實驗室不具備處理的條件都不要在實驗室中擅自處理，以免發生不必要的問題。廢棄試劑用紙箱或包裝袋整齊裝好，包裝外張貼分類標簽并做好記錄。

3 化學實驗室固體廢棄物的回收和利用

實驗室應按國家綠色發展的要求和理念，堅持有效回收化學實驗室固體廢棄物，這樣會節約實驗材料經費，可減少有毒、有害物質對環境的損害。

3.1 無機鹽的利用

中學化學實驗中常含有一些無機鹽，經過實驗室處理后可以作為澆灌校園花卉、綠地的肥料，如在九年級（科教版）化學肥料一節內容的實驗教學用到NH4Cl、熟石灰[Ca（OH）2]、NH4NO4等無機鹽，實驗后的廢棄物可以經處理、稀釋后可以作為氮肥使用；在溶液一章的實驗中用到氯化鉀（KCl）、硝酸鉀（KNO3）、硫酸鉀（K2SO4）廢棄物處理后可作為鉀肥使用；在高中必修一鐵及化合物的性質實驗中用到硫酸亞鐵鹽（FeSO4）、氫氣的實驗室制法中的廢棄物中的硫酸鋅（ZnSO4）、常用來檢驗水蒸氣后裝置中廢棄無水硫酸銅（CuSO4）等，含有植物所需的一些微量元素（Fe、Zn、Cu）均可以以離子的形式（鐵是二價）被植物吸收。從高中“粗鹽的提純分組實驗”得到的氯化鈉（NaCl）收集起來可作為分組實驗《一定物質的量濃度溶液的配制》的藥品、高中實驗碳酸氫鈉（NaHCO3）固體加熱分解實驗生成物碳酸鈉（Na2CO3）可回收利用，這樣可以避免資源浪費。

3.2 廢舊金屬收集到指定容器中回收再利用

在中學化學實驗中九年級實驗金屬部分內容的實驗中用到的鋅片、鐵片、鋁片、銅片、鎂條、實驗室制氫氣和氫氣的性質實驗時反應后的鋅粒及還原出的銅、探究鐵生銹實驗中的鐵釘、鐵絲在氧氣中燃燒后廢鐵絲、高中原電池實驗中的銅片、鋅片等都可以重復再利用。有機實驗中銀鏡反應實驗用過的試管，用水清洗后再用一定濃度的硝酸浸泡后得到一定濃度的硝酸銀（AgNO3）溶液，這樣既可節約資源，又能減少環境污染。

3.3 金屬氧化物的回收再利用

在初中用過氧化氫（H2O2）制氫氣（H2）的實驗中，將反應后固液混合物通過過濾、加熱、烘干方法得到二氧化錳（MnO2）固體。化學變化一節鎂帶燃燒后得到的白色粉末氧化鎂（MgO）回收到固體粉末罐中。堿式碳酸銅分解后的固體產物氧化銅（CuO）回收，在用一氧化碳（CO）還原CuO時，先要將沒反應完的CO用酒精燈點燃，以防止CO污染空氣，同時反應后的固體廢棄物還有沒反應完的氧化銅加稀硫酸后過濾得到金屬銅和硫酸銅（CuSO4）溶液。在空氣成分的研究實驗中實驗完剩余的有毒紅磷如用紙包好，遇火易引起失火，用燃燒法處理產生大量白煙污染環境，只要用蒸餾水洗滌、干燥后可放回原瓶回收再用。

4 通過對化學實驗中產生的固體廢棄物的處理，培養學生化學垃圾分類、回收習慣，形成綠色化學的理念

中學化學實驗教學中，應注意貫徹綠色化學理念，依據“減量化、再利用、再循環”的整體思維方式來考慮和解決實驗室固體廢棄物污染問題。根據廢棄物特點，做到分類收集、存放、集中處理。化學實驗室應堅持對固體垃圾分類處理、回收利用，以此培養學生的環境保護意識。

在演示實驗時，化學教師應言傳身教，對分類回收各類垃圾提供技術方法及路徑；在日常課程中，將自己良好習慣潛移默化地傳達給學生，做到言傳身教。在課堂上，做到絕不亂扔垃圾。教師不僅要做好演示實驗，還應注意收集實驗時產生的垃圾，用自己的行動感化學生，培養學生的環保意識和社會責任感。

在分組實驗時，教師要不斷強調“實驗垃圾不能隨意丟棄”的原則，使學生能按要求回收各類垃圾并合理處置。如：做二氧化碳（CO2）的制取和性質分組實驗時，要求學生按標簽將反應后大試管的固液混合物（CaCO3和 CaCl2、HCl）回收在裝固體和液體的容器中，蠟燭、火柴桿、小木條及小試管中的石灰水[Ca（OH）2]和石蕊溶液分別收集到不同容器中，通過教師示范，使學生認識化學垃圾的危害性和回收的必要性，學會化學垃圾分類回收的方法，引導師生對實驗后的廢棄物科學分類，積極探究廢棄物無害化處理的綠色環保意識。

中學化學實驗室中的廢棄物，如能堅持有效回收和處理，對各類固體廢棄物，做到有相應制度有明晰規范和科學的操作流程，長期執行下去，必將會對社會發展和環境保護產生積極影響。在今后教學實踐中，我們還應不斷總結，努力提高，使中學化學實驗中產生的固體廢棄物能夠科學處理，使其對人體和環境的污染降到最低，最終踐行“環境友好，綠色發展”的新理念。