高中化學(xué)滲透“環(huán)境保護(hù)”研究性學(xué)習(xí)案例

楊麗娟

摘 要： 高中化學(xué)新教材的特點(diǎn)之一是增加研究性學(xué)習(xí)課題。作者結(jié)合嘉峪關(guān)本地有大型鋼鐵企業(yè)，就鋼鐵企業(yè)對周圍大氣、水、土壤的污染及鋼鐵企業(yè)的防治措施，組織學(xué)生開展題為《鋼鐵工業(yè)對環(huán)境的污染及治理措施》的研究性學(xué)習(xí)活動。

關(guān)鍵詞： 研究性學(xué)習(xí) 鋼鐵企業(yè) 污染 防治措施

新課程的產(chǎn)生是為了更好地解決教育要面向現(xiàn)代化，為我國當(dāng)前和今后一個時期的社會主義建設(shè)服務(wù)這一教育的基本功能問題。基于新課程的要求，高中化學(xué)新教材的特點(diǎn)之一是增加了研究性學(xué)習(xí)課題。研究性學(xué)習(xí)較好地體現(xiàn)了跨學(xué)科知識的整合性，其內(nèi)容更廣泛，操作更合理。研究性學(xué)習(xí)課是體現(xiàn)該主導(dǎo)思想的一種較好途徑。同時我國經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展要求教育培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和動手實(shí)踐能力僅靠必修課和選修課是無法完成的。因此，要形成一個完全體現(xiàn)當(dāng)前教育思想的課程體系，就離不開研究性學(xué)習(xí)這個有機(jī)組成部分。化學(xué)教師在教學(xué)過程中應(yīng)該緊扣這一特色，讓學(xué)生有更多機(jī)會將課堂中所學(xué)的化學(xué)知識與生活實(shí)際相結(jié)合，解決實(shí)際問題。高中化學(xué)新教材選修1的第四章為“保護(hù)生存環(huán)境”，簡要介紹大氣、水、的污染與防治。作為嘉峪關(guān)市的一名高中化學(xué)教師，筆者結(jié)合嘉峪關(guān)本地有大型鋼鐵企業(yè)，就鋼鐵企業(yè)對周圍大氣、水、土壤的污染及鋼鐵企業(yè)的防治措施，組織學(xué)生開展題為《鋼鐵工業(yè)對環(huán)境的污染及治理措施》的研究性學(xué)習(xí)活動。其活動目標(biāo)為：了解鋼鐵企業(yè)的各類污染與治理；了解鋼鐵企業(yè)周邊環(huán)境情況；通過對周圍環(huán)境的調(diào)查與查閱有關(guān)資料，提高學(xué)生的社會實(shí)踐能力和搜集處理信息的能力。

在教師的幫助下，學(xué)生分為多組進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，結(jié)合查閱圖書館和互聯(lián)網(wǎng)上的資料了解到。

一、鋼鐵工業(yè)廢氣來源與治理

1.鋼鐵工業(yè)廢氣的來源及特點(diǎn)

鋼鐵工業(yè)廢氣主要來源于：①原料、燃料的運(yùn)輸、裝卸及加工等過程中產(chǎn)生的大量含塵廢氣；②鋼鐵廠的各種窯爐在生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生大量含塵及有害氣體的廢氣；③生產(chǎn)工藝過程中化學(xué)反應(yīng)排放的廢氣。如：混合料在燒結(jié)時，將產(chǎn)生含有粉塵、煙氣、SO2和NOX的高溫廢氣；在破碎、篩分、冷卻、貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中也將產(chǎn)生含塵廢氣。在高爐出鐵時將產(chǎn)生一些有害廢氣，該廢氣主要包括粉塵、一氧化碳、二氧化硫和硫化氫等污染物；煉鋼廠廢氣主要來源于冶煉過程，特別是在吹氧冶煉期產(chǎn)生大量廢氣。該廢氣中含塵濃度高，含CO等有毒氣態(tài)物的濃度也很高。鋼鐵企業(yè)廢氣的排放量非常大，污染面廣；冶金窯爐排放的廢氣溫度高，鋼鐵冶煉過程中排放的多為氧化鐵煙塵，其粒度小、吸附力強(qiáng)，加大廢氣的治理難度；在高爐出鐵、出渣等及煉鋼過程中的一些工序，其煙氣的產(chǎn)生排放具有陣發(fā)性，且以無組織排放多。

2.鋼鐵工業(yè)廢氣的治理對策

鋼鐵工業(yè)是大氣的污染大戶，鋼鐵工業(yè)廢氣治理必須貫徹綜合治理的原則。努力降低能耗和原料消耗，這是減少廢氣排放的根本途徑之一；改革工藝、采用先進(jìn)的工藝及設(shè)備，以減少生產(chǎn)工藝廢氣的排放；積極采用高效節(jié)能的治理方法和設(shè)備，強(qiáng)化廢氣的治理、回收；大力開展綜合利用。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)廢氣具有回收價值，如溫度高的廢氣余熱回收，煉焦及煉鐵、煉鋼過程中產(chǎn)生的煤氣的利用，以及含氧化鐵粉塵的回收利用。如采用高煙囪排放、煙氣脫硫等方法治理二氧化硫。為縮小脫硫裝置的規(guī)模，可只將含SO2濃度高的燒結(jié)尾氣引人脫硫裝置。世界各國燒結(jié)機(jī)脫硫研究已進(jìn)入實(shí)用階段，如日本的氨硫銨法、石灰石膏法、鋼渣石膏法；前蘇聯(lián)的是灰石膏法和循環(huán)菱鎂礦法及我國的茍性蘇打亞硫酸鹽法等。

二、鋼鐵工業(yè)廢水污染及治理對策

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程包括采選、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼（連鑄）、軋鋼等工藝，每個生產(chǎn)過程都會產(chǎn)生廢水。如：鐵礦的礦山采選廢水。選礦主要產(chǎn)生廢水和廢渣污染。由于硫、鐵元素會生成硫酸鹽，呈酸性廢水，且多含有高濃度懸浮物、多種金屬離子、選礦藥劑等。選礦廠用水量很大，應(yīng)提倡一水多用，提高廢水處理回用率；廢水中有用金屬回收；減少廢水排放量；煉鐵廠廢水。煉鐵是把鐵礦石、溶劑、焦炭，按一定比例填入高爐內(nèi)，熔煉成生鐵，同時產(chǎn)生爐渣和高爐煤氣的生產(chǎn)工藝。產(chǎn)生的廢水主要是高爐煤氣洗滌水和沖渣廢水；煉鋼廢水。煉鋼廢水分：設(shè)備間接冷卻水，水溫高，未受污染；設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻廢水，含有大量氧化鐵和少量潤滑油脂處理后可循環(huán)利用；煉鋼廢水經(jīng)除去懸浮物和降溫后可循環(huán)使用，多數(shù)鋼鐵廠已實(shí)行用水的循環(huán)使用。

三、鋼鐵工業(yè)廢渣及回收利用

硫鐵礦燒渣主要成分是鐵、氧化亞鐵和二氧化硅，是一種重要的化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)中間產(chǎn)物，可用高溫氯化法回收其中金屬，減少污染物排放。燒渣可作為煉鐵原料，回收有色金屬和稀貴金屬，制作水泥，等等。因此，它是一種很有價值的原料。

各小組在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)后，對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行匯總、討論、總結(jié)，學(xué)生對于鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境問題及治理措施有了較為全面的認(rèn)識。