淺談中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(xué)，陜西 西安 710061）

現(xiàn)如今，人類(lèi)已進(jìn)入工業(yè)信息化加速發(fā)展的新世紀(jì)，面臨著很多環(huán)境挑戰(zhàn)。工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，給我們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了巨大變化，但也使我們嚴(yán)重依賴(lài)于石化能源和化工業(yè)。化工業(yè)生產(chǎn)擴(kuò)張，給環(huán)境造成了困擾，產(chǎn)生了諸多問(wèn)題，如地球溫室效應(yīng)。國(guó)際社會(huì)提出碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)，我國(guó)為了響應(yīng)這個(gè)目標(biāo)，承諾要逐步減少碳排放，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，發(fā)展綠色能源，走科學(xué)發(fā)展、環(huán)境友好的道路。為此，中學(xué)化學(xué)教育提出了“綠色化學(xué)”的新理念。“綠色化學(xué)”要求我們關(guān)注環(huán)境，減少污染，減少有害排放。順應(yīng)這種新形勢(shì)，探索實(shí)驗(yàn)室固體廢棄物的處理途徑和方法，從而培養(yǎng)師生的“綠色化學(xué)”理念，應(yīng)是今后的一個(gè)長(zhǎng)期有意義的研究課題。

1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生固體廢棄物的種類(lèi)

在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，總會(huì)產(chǎn)生一些廢棄物，這些物品如隨意丟棄，當(dāng)生活垃圾處理，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，如對(duì)廢棄物稍加處理再排放，或集中回收交給專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)處理，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，還可以對(duì)有限的資源進(jìn)行回收利用，一舉多得。

新課程標(biāo)準(zhǔn)中要求實(shí)驗(yàn)要盡可能綠色環(huán)保，可持續(xù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的固體廢物的科學(xué)處理，是擺在我們面前不可避免的問(wèn)題。

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的固體廢棄物種類(lèi)大致有以下五種：（1）無(wú)污染、無(wú)毒害的垃圾；（2）危險(xiǎn)廢棄物，指有潛在的生物危險(xiǎn)、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(guò)氧化鈉）；（5）廢棄化學(xué)藥品（過(guò)期失效的固體藥品、各種廢舊試劑空瓶）。

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的固體廢棄物種類(lèi)復(fù)雜，品種多，數(shù)量少，大多有毒有害，處理起來(lái)困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。但是如果不進(jìn)行無(wú)害化處理則會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可估量的危害。這要求實(shí)驗(yàn)室不得隨意丟棄用過(guò)的試驗(yàn)品和容器，應(yīng)按廢棄物的種類(lèi)分類(lèi)存放，必須有明確醒目的標(biāo)識(shí)。環(huán)境保護(hù)事關(guān)人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展，人人都有責(zé)任維護(hù)環(huán)境的安全。

2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室固體廢棄物的處理方法

2.1 無(wú)污染、無(wú)毒害的可作為垃圾處理

九年級(jí)分組實(shí)驗(yàn)《氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法》用剩的火柴梗、脫脂棉、小木條，高一分組實(shí)驗(yàn)《粗鹽提純》的濾紙、稱(chēng)量紙以及玻璃器皿的碎片等可按垃圾分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)，放入垃圾桶。

2.2 具有強(qiáng)氧化性的固體廢物，要分容器在固定地點(diǎn)存放，積累到一定量后，經(jīng)過(guò)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(jīng)過(guò)再處理后可以做氯酸鉀制氧氣的催化劑；再如高一實(shí)驗(yàn)，鈉的化合物過(guò)氧化鈉（Na2O2）的吹氣生火和滴水生火實(shí)驗(yàn)后的廢藥棉中，含有沒(méi)有反應(yīng)完的過(guò)氧化鈉（Na2O2），作為垃圾處理有安全隱患，加水后讓其充分反應(yīng)后過(guò)濾得到氫氧化鈉（NaOH）溶液，可以作為實(shí)驗(yàn)室處理酸性廢液的中和劑；高中實(shí)驗(yàn)鐵和水蒸氣反應(yīng)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(zhuǎn)化及檢驗(yàn)的試劑。

2.3 有毒、有腐蝕的固體廢物無(wú)害化處理

高中必修二教材中《化學(xué)能與熱能》的實(shí)驗(yàn)涉及固體有毒藥品氫氧化鋇[Ba（OH）2]反應(yīng)后需通過(guò)沉淀法處理；高中必修一氨氣實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)中，固體廢物中堿性腐蝕劑氫氧化鈣[Ca(OH)2]需加酸性物質(zhì)通過(guò)中和反應(yīng)處理；濃硫酸（H2SO4）性質(zhì)的黑面包實(shí)驗(yàn)后的廢棄物中，含有沒(méi)有反應(yīng)完的硫酸、在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)、酚類(lèi)物質(zhì)中的苯酚（C6H5-OH）實(shí)驗(yàn)后的廢棄物需加堿處理。同時(shí)處理過(guò)程中一定要細(xì)心作好記錄，做好標(biāo)識(shí)。

2.4 實(shí)驗(yàn)室中處理不了的固體廢棄物要回收，交給專(zhuān)業(yè)的部門(mén)集中處理

例如各種廢舊電池，過(guò)期變質(zhì)的有機(jī)藥品、有劇毒藥品（氰化鉀）。目前的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室不具備處理的條件都不要在實(shí)驗(yàn)室中擅自處理，以免發(fā)生不必要的問(wèn)題。廢棄試劑用紙箱或包裝袋整齊裝好，包裝外張貼分類(lèi)標(biāo)簽并做好記錄。

3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室固體廢棄物的回收和利用

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)按國(guó)家綠色發(fā)展的要求和理念，堅(jiān)持有效回收化學(xué)實(shí)驗(yàn)室固體廢棄物，這樣會(huì)節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料經(jīng)費(fèi)，可減少有毒、有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的損害。

3.1 無(wú)機(jī)鹽的利用

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常含有一些無(wú)機(jī)鹽，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室處理后可以作為澆灌校園花卉、綠地的肥料，如在九年級(jí)（科教版）化學(xué)肥料一節(jié)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用到NH4Cl、熟石灰[Ca（OH）2]、NH4NO4等無(wú)機(jī)鹽，實(shí)驗(yàn)后的廢棄物可以經(jīng)處理、稀釋后可以作為氮肥使用；在溶液一章的實(shí)驗(yàn)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(zhì)實(shí)驗(yàn)中用到硫酸亞鐵鹽（FeSO4）、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法中的廢棄物中的硫酸鋅（ZnSO4）、常用來(lái)檢驗(yàn)水蒸氣后裝置中廢棄無(wú)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(jià)）被植物吸收。從高中“粗鹽的提純分組實(shí)驗(yàn)”得到的氯化鈉（NaCl）收集起來(lái)可作為分組實(shí)驗(yàn)《一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制》的藥品、高中實(shí)驗(yàn)碳酸氫鈉（NaHCO3）固體加熱分解實(shí)驗(yàn)生成物碳酸鈉（Na2CO3）可回收利用，這樣可以避免資源浪費(fèi)。

3.2 廢舊金屬收集到指定容器中回收再利用

在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中九年級(jí)實(shí)驗(yàn)金屬部分內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)中用到的鋅片、鐵片、鋁片、銅片、鎂條、實(shí)驗(yàn)室制氫氣和氫氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)反應(yīng)后的鋅粒及還原出的銅、探究鐵生銹實(shí)驗(yàn)中的鐵釘、鐵絲在氧氣中燃燒后廢鐵絲、高中原電池實(shí)驗(yàn)中的銅片、鋅片等都可以重復(fù)再利用。有機(jī)實(shí)驗(yàn)中銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)用過(guò)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(jié)約資源，又能減少環(huán)境污染。

3.3 金屬氧化物的回收再利用

在初中用過(guò)氧化氫（H2O2）制氫氣（H2）的實(shí)驗(yàn)中，將反應(yīng)后固液混合物通過(guò)過(guò)濾、加熱、烘干方法得到二氧化錳（MnO2）固體。化學(xué)變化一節(jié)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(chǎn)物氧化銅（CuO）回收，在用一氧化碳（CO）還原CuO時(shí)，先要將沒(méi)反應(yīng)完的CO用酒精燈點(diǎn)燃，以防止CO污染空氣，同時(shí)反應(yīng)后的固體廢棄物還有沒(méi)反應(yīng)完的氧化銅加稀硫酸后過(guò)濾得到金屬銅和硫酸銅（CuSO4）溶液。在空氣成分的研究實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生大量白煙污染環(huán)境，只要用蒸餾水洗滌、干燥后可放回原瓶回收再用。

4 通過(guò)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的固體廢棄物的處理，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)垃圾分類(lèi)、回收習(xí)慣，形成綠色化學(xué)的理念

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)注意貫徹綠色化學(xué)理念，依據(jù)“減量化、再利用、再循環(huán)”的整體思維方式來(lái)考慮和解決實(shí)驗(yàn)室固體廢棄物污染問(wèn)題。根據(jù)廢棄物特點(diǎn)，做到分類(lèi)收集、存放、集中處理。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)堅(jiān)持對(duì)固體垃圾分類(lèi)處理、回收利用，以此培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，化學(xué)教師應(yīng)言傳身教，對(duì)分類(lèi)回收各類(lèi)垃圾提供技術(shù)方法及路徑；在日常課程中，將自己良好習(xí)慣潛移默化地傳達(dá)給學(xué)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(shí)驗(yàn)，還應(yīng)注意收集實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的垃圾，用自己的行動(dòng)感化學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

在分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要不斷強(qiáng)調(diào)“實(shí)驗(yàn)垃圾不能隨意丟棄”的原則，使學(xué)生能按要求回收各類(lèi)垃圾并合理處置。如：做二氧化碳（CO2）的制取和性質(zhì)分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生按標(biāo)簽將反應(yīng)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(guò)教師示范，使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)垃圾的危害性和回收的必要性，學(xué)會(huì)化學(xué)垃圾分類(lèi)回收的方法，引導(dǎo)師生對(duì)實(shí)驗(yàn)后的廢棄物科學(xué)分類(lèi)，積極探究廢棄物無(wú)害化處理的綠色環(huán)保意識(shí)。

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的廢棄物，如能堅(jiān)持有效回收和處理，對(duì)各類(lèi)固體廢棄物，做到有相應(yīng)制度有明晰規(guī)范和科學(xué)的操作流程，長(zhǎng)期執(zhí)行下去，必將會(huì)對(duì)社會(huì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生積極影響。在今后教學(xué)實(shí)踐中，我們還應(yīng)不斷總結(jié)，努力提高，使中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的固體廢棄物能夠科學(xué)處理，使其對(duì)人體和環(huán)境的污染降到最低，最終踐行“環(huán)境友好，綠色發(fā)展”的新理念。