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涉及当今世界上主要的环境及污染问题,虽然氢

来源:http://www.pthyfx.com 作者:永利集团登录网址-永利集团最新网站 时间:2019-09-20 07:35

中学化学实验课上都有这样一个美妙的场景:清澈透亮的硫酸铜溶液,滴入适量氢氧化钠,马上产生美丽的蓝色絮状沉淀。如魔术般神奇的化学实验太让人着迷了。

一、高中化学实验室污染的原因

环境与发展问题,已成了当代世界共同面临的两难选择,成了对21世纪人类最严峻的挑战,人类不得不面临新的环境问题。为了从根本上预防和治理环境污染,必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学 一、“绿色化学”的提出和内涵 “绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。1995年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。 “绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%。原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。 把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。 二、“绿色化学”在中学化学中的渗透 1、立足课堂,渗透绿色知识。 化学课堂是教学的主阵地,也是向学生传授环保知识的好场所。而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感。化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容,采取渗透的方式,在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识,让学生增长环保知识。如讲二氧化硫时,我就向学生说明它是一种主要的大气污染物,它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质,空气中二氧化硫70%来源于工业燃料,12%来源于工业燃油,其余则来源于生活燃煤等。它既直接危害人的身体健康,又可以导致水质酸化,水生动物减少或绝迹,树木、庄稼枯死,还能腐蚀建筑物和文物。最后让学生讨论:如何防止和减少二氧化硫的污染。这样既增强了学生的环保意识,又调动了学生学习的积极性 2、立足实验,培养绿色习惯。 化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象,增强直观的感性认识,而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质,从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。实验教学与绿色化学联系最为紧密,最为直接,在实验教学贯彻绿色化学思想是非常必要的。 、药品的贮存方法的规范化。如易挥发的液溴、浓硝酸、浓盐酸等用钟罩封闭贮存;对大多数有机物如苯、甲苯、丙酮、甲醛等用专柜避光保存;对剧毒品如汞、白磷等用专柜上锁保存,定期检查贮存情况。 、实验中尾气的吸收处理。如在制取硫化氢、二氧化硫、氯气、氯化氢、一氧化氮、二氧化氮、氨气、一氧化碳等气体时一定要通过演示实验讲情吸收的原因(有害气体不允许直接排放到大气中),强调尾气吸收的重要性,使学生深深认识到只要涉及气体的制备问题就应考虑尾气处理。 、规范实验操作使实验在严密的情况下进行,体验绿色化学。化学实验中,师生都要接触有害物质和无害物质,在实验中也会闻到有害和无害气体。因此,必须指导学生要严格按照实验操作的程序,有条不紊地进行各种实验。严格教育学生规范操作,正确地闻气体、取药品、取有毒性原料。实验结束后,处理化学废物和实验中产生的废气。把仪器洗涤干净放回原处,擦洗干净实验桌面,这些都要认真细致指导,使实验活动从使至终成为对学生进行环境教育的课堂。 、实验微型化。目前在常规实验中,药品用量较多不仅造成浪费,还污染环境。因此,在实验中用玻璃管制成各种可加热仪器的替代实验仪器、用点滴板等进行微型系列实验。这种方法药品用量少、反应产物少、操作安全,实验不会造成危险,对环境的污染程度较轻。同时也达到了实验的目的。 3、立足课外,提高绿色素质 课堂教学是对学生进行绿色教育的主阵地,但课外活动形式多种多样,内容丰富多彩,是课堂教育的很好补充。为了全面提高每个学生的绿色素质,组织学生积极参与课外社会实践活动。 、专题讲座。对教材中讲的少而对环保具有重大意义的内容,可以专题讲座的形式向学生介绍,如针对有的学生认为环境污染主要是由于工业生产造成的,与自身没有太大的关系。可举办家庭生活与环境污染讲座。 、课外实验。积极利用课外实验配合课堂教学,开展环保教育。“河水、雨水酸碱性的检测”、“模拟水体受硝酸汞、硫酸铜等污染的检测及危害”、“干电池的收回河利用”等,让学生在实验过程中既锻炼动手能力又强化了绿色意识。 、实地参观社会调查。组织学生参观本地邻近的自来水厂、污水处理站、化工厂并进行实地调查。如空气污染调查、水污染及对策调查等调查报告,并进行交流。这样不仅能培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度,而且能使他们感知环境污染的危害性河环境保护的迫切性。 随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球,二十一世纪将成为绿色世纪。在中学化学教学中开展绿色化教育是历史赋予我们的责任。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学必须体现绿色化学教育,要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中,真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。

近几年环境的问题已经逐步严重,作为高中化学教学中不可缺少的部分,化学实验进行绿色化有着非常重大的意义。在高中化学实验中,对环境的保护和绿色化的处理的这种理念提出了化学实验教学绿色化。本文根据高中化学实验的实际情况,提出了化学实验教学绿色化的具体策略,这对教学水平和环保都有着巨大的意义。

日前,由昆明第十四中学师生20人组成的科技竞赛代表队,参加了新加坡第13届基础科学博览会暨2012年安德逊初级学院(以下简称“安初学院”)科技挑战赛。其中杨俊凡、谌亿、赵子文、李涵彭皓4名学生的研究项目《中学化学实验室的绿色化研究》荣获金奖。在这篇论文中,他们提出了一个极少有人关注的问题:中学化学实验室是一种不容忽视的污染源,其污染种类复杂,虽然每次排放的污染物量不算大,但“聚沙成塔”的累计效应会造成较大的毒害。

1.资金投入不到位

在高中化学的课程中,化学实验教学是重要的组成部分。在世界的各个国家均有在实行绿色化学的探究,同时也对绿色化学教育非常得重视。在绿色化学的理念逐步的进行推广时,实验教学的绿色化也随着逐渐地被加以重视,实验教学绿色化不仅能够使学生更加恰当地运用实验物品,还能够对生态环境进行保护。通过在药品上的用量减少,对实验所产生的废弃物进行妥善的处理以及利用多媒体技术三个方面,实现高中化学实验教学的绿色化。

中学化学实验设计很少考虑污染问题

高中化学实验室污染的主要原因在于学校对化学实验教学投入的资金不够。仅有的一部分实验经费刚刚够买化学实验药品,没有多余的经费来购买实验所用的仪器,比如实验桌上常用的通风装置、回收实验废弃物品设备等。资金问题是解决化学实验室污染的根本性问题,只有解决这一问题,才有助于解决污染问题。

一、在化学实验上减少药品的用量

化学实验是化学学习和研究的基本方式,实验室的环境质量直接关系到教师和学生的身体健康。据教育部2010年的统计,目前我国拥有普通高中14058所,初中5.49万所。每天数以万计的中学生在做着各种各样的化学实验。

2.实验内容与过程不合理

化学实验教学的绿色化要首先在药品上表现出来,在这一点上高中化学实验教学很有必要进行改变。根据以往的实验教学中的情况可见,学生们基本没有对化学药品进行节约应用的意识,除此之外还有出现很严重的浪费现象,这是非常需要加以重视的问题。药品的浪费会产生一定程度的经济损失,而且很多的化学药品对生态环境也会产生污染,这个与绿色化学的相关理念背道而驰。所以,教师要在这个问题上做出相应的解决办法。要先改变学生的思想加深其环保的意识,使大家合理科学地应用化学药品,减少用量和科学使用,照样能够完成实验的整个过程,同时实验结果也比较好。比如在“氯、溴、碘的性质氯离子的检验”这个实验的过程中,若是高浓度的氯和溴就对人体有着比较大的毒害。其实验中并没有对氯水和溴水有着浓度上的要求。所以教师在实验中可以把氯水和溴水的浓度尽量降到最低,比如把溴水的外观颜色从棕红色稀释到淡黄色,以此降低溴水的浓度,从而降低其危害。除此之外,在酚酞、品红以及石蕊等试剂的实验中均可降低其浓度,在酚酞原有的0.5%-1.0%的浓度可调至0.1%-0.25%。氧化铁溶剂的浓度也可从0.01molL调至0.005molL。上面的实验药品的浓度都被减少,但是实验效果依旧不会变化,这就可以证明了减少药剂的使用量依然可以维持其实验效果和合理性。

我国比较重视在化学教育中渗透环境教育,在环境教育的内容编排上,涉及当今世界上主要的环境及污染问题,例如教材中分别穿插有关“大气污染、水污染、温室效应、酸雨、臭氧空洞”等内容。

在高中化学实验教学过程中,有些实验的设计不合理或者教师在实验操作上存在违规操作的问题,从而使实验过程对周围环境造成了污染。比如,关于氯气或二氧化硫的实验,因为它们都是有毒气体,所以必须考虑产生尾气后的处理办法。有些确实将尾气进行有效收集了,但是却没有后续的处理措施,只是将尾气收集在装置中就搁置了。比如,关于金属与酸反应生成了氢气,虽然氢气不是有毒气体,但是直接排放到教室里也是对环境造成一定的污染,而且氢气具有助燃作用,也是有一定危险性的。另外,有些教师侧重于对学生有利的实验项目,对于环境保护意识的内容始终认为是不重要的内容,忽略新课改的教学目标,导致对学生环保意识的培养不到位,使学生得不到全面的发展。

二、妥善处理实验产生的废弃物

“但化学是一门以实验为基础的自然科学,现行初、高中教材有60%的知识通过实验引入,但教材中的实验设计只重视了操作方便、装置简单、现象明显,却很少顾及环境污染问题,更谈不上对实验进行绿色化设计。”昆明第十四中学副校长、中学化学特级教师魏戚光说:“在实验教学中,大多数学校忽视了化学实验室的污染问题,对化学实验室的废弃物很少进行处理就直接将它们排放到环境中,不仅严重污染环境,也对人体健康造成损害。”

3.缺少专业废弃物回收处理指导

化学实验后的残留物品的回收和利用是绿色化学的另一策略。除开产生所需的产物之外,还会有其他的物质伴随着一起产生,有些附产的物质是能够在本次化学实验中进行再次循环利用的,而有些则可以为另外的化学实验做反应条件或者一些其他的用途。在化学实验的教学中要进行废弃物品在进行利用的教育方式,在实行化学实验之前要先告诉学生,在实验结束后要将所产生的废弃物要放到指定的回收容器中,不要乱扔乱弃,以免对环境造成污染和对相关资源的浪费。比如对实验中产生的废酸进行集中的回收保存,使其来处理废碱。在石灰乳和碳酸钠中和过后,在其PH值在6.5-8.5之间是在进行排放。在含有锌和钡的金属离子废液中可以加入碱,让金属离子转换成氢氧化物,其产生的残渣可以直接埋在土里。酚类废液可以加入漂白粉稍加煮一下,能够让其氧化分解过后再排放。醇和醛等污染物可以利用高锰酸钾进行氧化处理。以上可见废弃物的回收和再次利用都有利于资源的节约,这对减少环境污染有着很大的意义。

十四中团委书记、中学化学一级教师陈明告诉记者,化学实验室废弃物主要有三类:废液、废气和固体废弃物。

截至目前,我国并没有对收集化学废弃物方面有过针对性的研究,也没有相关的书籍报刊。另外,我国也没有相关的法律文件针对此事情进行明确的规定或者强制的要求。再加上中学化学的知识点比较分散,设计的化学药品种类繁多,这就导致收集化学废弃物的种类繁多,使收集也变得困难起来。高中化学教师在实验操作前就应该对化学废弃物的处理进行详细的说明,也可以在日常学习中介绍一些相关书籍或者资料给学生进行知识拓展。同时,对于实验操作,也要求对废弃物的处理进行综合的评定,加入考核内容之中,对学生的综合成绩进行考评。这样,就逐渐对学生环保意识加以培养和熏陶了。

三、多媒体辅助仿真实验

废液包括:多余溶液、实验残液、失效的贮藏液、清洗仪器时的废液等。“几乎所有的化学实验都不同程度存在着废水污染问题。这些废液中成分非常复杂,包括最常见的有机物、重金属离子、有害微生物和细菌毒素等。这些废液大多具有易燃性、腐蚀性和毒害性,有的甚至还可以致癌。”陈明说。

二、高中化学实验绿色化的对策

在化学教学实验化中的一些典型的实验是不具有绿色化条件的,所以化学教学进行绿色化还是存在着一定的局限性。因此可以运用现代化技术方案来进行辅助实验教学。比如一些录像和模拟软件等。通过仿真系统来对实验过程实验仿真,处理了实验器材贵以及实验的技术相对困难的问题。使用多媒体系统实行模拟化的仿真化学实验可以大幅度地提升教学的效果。用多媒体技术可以在教室里面实现工厂里发生的一些过程,例如硫酸工业等,以此实现逼真和可信的实验效果,同时这样也可以保障学生的安全和减轻化学污染对学生的危害性。比如在金刚石的燃烧中能够产生二氧化碳,以此证明金刚石的组成部分是碳这一点。但是对于一般的学校来说,金刚石价格很高,这样的实验费用支付不起,那么就能够用录像来表现。还有就是铯和水的反应会产生爆炸,这项实验的危险性太高,为了以防万一,就可以采用在网络上下载相关的实验反应的视频来给学生观看,这样同样可以给学生直接和安全的效果。目前互联网的广泛运用给教学带来了不少的便利,化学教师在进行实验教学的时候就应该通过网络来对学生进行教材外的扩展教学。

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