初中化學實驗廢棄物綠色化處理研究

劉永謙

摘 要：本文分析了初中化學實驗廢棄物的產生及危害，并提出了切實可行的處理辦法。

關鍵詞：初中化學實驗廢棄物；危害；處理方法

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）07-176-02

化學實驗是化學的重要組成部分，演示實驗對學生學習實驗操作，對于化學知識的理解提供了感性現象，而學生實驗可以讓學生練習基本操作，便于理解化學概念和化學理論，因此化學實驗非常重要，但如何處理化學實驗廢棄物是一個值得研究的課題，實驗廢棄物的“綠色化”是一個方向，所謂廢棄物綠色化處理是以“綠色化學”為指導，使實驗廢棄物無毒無害，“綠色化學”要求化學反應在無毒無害條件下完成，反應物盡量完全轉化到需要的生成物，盡最大可能不污染環境不改變環境的本來面貌，因此“綠色化學”又被稱為“環境友好化學”和“清潔技術化學”。Anastas和Warner提出了綠色化學的12條原則，它為化學的發展指明了方向，也為化學實驗廢棄物處理指明了方向。初中化學實驗以無機實驗為主，相對有機實驗來說，有毒有害物質較少，因此容易忽視實驗廢棄物的無害化處理。初中學生在做學生實驗時，由于初中學生初次接觸化學實驗，還沒有自我保護意識，也沒有保護環境的意識，因此對實驗后的廢棄物無處理意識，但是初中化學實驗廢棄物并非對環境無任何危害，有些廢棄物如不加以處理危害很大，尤其是初中生正是身心發展的關鍵時期，對化學有害物更應避免接觸，作為化學教師在教室進行演示實驗時必須以人為本，既要對學生負責同時也是對自己身心健康負責，時時處處避免有害化學物進入教室。

按狀態區分化學廢棄物可分三類﹕

（1）﹕廢氣類，二氧化硫、氨氣、氯化氫、一氧化碳

（2）﹕廢液類，廢酸、廢堿、鹽溶液，有些鹽溶液有劇毒如鋇鹽。

（3）﹕廢渣類，氯酸鉀、高錳酸鉀制氧氣后的廢棄物，

人教版初中教材涉及到的有毒有害化學品及其危害﹕

廢氣類如二氧化硫、氨氣、氯化氫、一氧化碳對人健康危害很大，

二氧化硫對人的危害非常大，當其在空氣中的體積分數為8×10-6時人們就會難以忍受，二氧化硫強烈刺激粘膜，導致流淚疼痛咽干，可引起嚴重的支氣管炎甚至引起窒息死亡。

氨氣強烈刺激眼睛導致流淚，吸入氨氣會引起聲音嘶啞，甚至導致肺炎。如果濃氨水不慎進入眼內可引起失明。

一氧化碳使血液中的血紅蛋白失去運輸氧氣的能力，因此導致人體缺氧中毒，引起頭暈惡心全身無力，中樞神經癱瘓，甚至呼吸停止死亡。

氯化氫氣體吸入后可引起呼吸道水腫發炎充血，咳嗽，嚴重者窒息死亡。

可溶性鋇鹽如進入食道，會引起強烈的燒灼感，引起嘔吐﹑腹痛，血壓下降心肌麻痹而死亡。

白磷為劇毒物，誤服0.1克即可致人死亡，誤服后口腔有燒灼感，導致消化道傷害，嚴重者呼吸衰竭引起死亡。長期接觸白磷也會引起慢性蓄積性中毒。紅磷雖然被認為毒性較小，但紅磷進入人體仍然會導致人體中毒，會引起血液病變，使肝腎發生病理性改變。

濃硫酸﹑氫氧化鈉為強腐蝕性化學品，如不慎，可引起嚴重的化學燒傷很難治愈。

化學廢棄物處理的一般原則[3]為：處理廢棄物的同時不能再產生新的有害廢棄物，盡可能回收再循環利用即可節約資金又可避免環境破壞，無法回收時也要使排放物對環境無害，按類收集以利處理，用最小的代價獲得最安全的排放，盡量避免成本高昂的處理方法，實驗室廢氣一般采用溶液吸附法，廢液一般采用酸堿中和法、化學沉淀法等[4]。以此指導，下面以人教版初中化學教材中演示實驗及學生實驗為例介紹如何使實驗對環境無害化。

人教版九年級化學上冊第一單元課題一演示實驗（3）硫酸銅與氫氧化鈉反應得到氫氧化銅，如將氫氧化銅扔掉甚為可惜，可向反應后的沉淀物再加適量稀硫酸又得到硫酸銅溶液，反應方程式如下﹕

而學生實驗需大量硫酸銅溶液，這樣可循環利用節省資金避免排放。演示實驗（4）石灰石與稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應后為氯化鈣溶液，將氯化鈣溶液收集，利用太陽能蒸發水分，得到固態氯化鈣。

上冊第二單元課題一演示實驗﹕利用紅磷測定空氣里氧氣的含量，實驗后集氣瓶中水顯酸性，這是五氧化二磷與水反應生成的磷酸所致，反應方程式如下﹕

此時應加熟石灰調pH值至中性，做無害化處理。課題二硫磺在氧氣中燃燒，集氣瓶中事先應加入堿液以吸收有毒的二氧化硫。課題三高錳酸鉀制氧氣后的廢棄物如扔掉很可惜應回收利用。可以先把反應后的廢棄物溶解然后向其中加入醋酸，把錳酸鉀轉變為高錳酸鉀，重新利用，避免了直接扔掉對環境的破壞。其方程式如下：

氯酸鉀制氧氣后的廢棄物，溶解后過濾，可得到氯化鉀和二氧化錳，重新循環利用化廢為寶。

過氧化氫制氧氣后過濾可得到二氧化錳，供下次實驗再用。

上冊第七單元課題一做白磷和紅磷的燃燒條件實驗，教材的演示實驗設計為在開放的環境下進行，白磷為劇毒物，產物五氧化二磷對人體危害很大，如任其在教室擴散，對學生和教師身心健康危害很大。如在燒杯上面扣一個大燒杯即可避免污染物擴散至教室。課題二鋅和稀硫酸制氫氣后的產物為硫酸鋅，蒸發后即可得硫酸鋅。

下冊第八單元課題三一氧化碳還原氧化鐵的實驗，剩余的一氧化碳燃燒轉化為二氧化碳，做到了對環境的無害化，但是應當在點燃一氧化碳前，加進一個除去二氧化碳的裝置，這樣燃燒效果更好。

酸堿鹽部分實驗，酸性溶液均須加入熟石灰調酸堿度為中性，以避免溶液腐蝕金屬制品，如是堿性溶液均須加酸調酸堿度為中性，以避免對土壤和水生動物的生長產生不利影響。含重金屬離子的鹽溶液應加入熟石灰或碳酸鈉使重金屬離子形成沉淀，這是最經濟的除去重金屬離子的方法。

對實驗后廢棄物做合理的處理，即是對廣大師生的健康負責，也是對環境的保護，同時廢棄物的循環利用，也可為國家節約資金，是一項功德無量惠及當代造福子孫的工作，值得我們每個化學工作者身體力行付諸于教學實踐。作為化學教師自己首先要有環保意識，時時處處做環保衛士，化學實驗盡量避免有毒有害化學試劑的使用，只要現象明顯，盡量用最少量的試劑進行實驗，大力提倡微型實驗，同樣重要的要對學生做綠色化學教育，保護自己，保護環境，做好每一個實驗，不浪費試劑，做好實驗后的廢棄物處理，不能隨便倒入下水道，應倒入指定的地方，再回收處理。

參考文獻：

[1] 曹洪玉.張 曄.綠色化學與實驗室污染[J] .赤峰學院學報（自然科學版）.2007，23（1）﹕64

[2 ] 朱家風.化學實驗中“綠色化學”意識的滲透[J].內蒙古石油化工.2007.（4） ﹕73.