《环境分析化学》教学中融入环保理念

田大民,刘向云

(河南城建学院化学与化学工程系,河南平顶山 467044)

环境分析化学是化学与环境科学的一门交叉学科,为环境科研、环境管理和环境治理提供实验分析与数据支持。人们为了认识、评价和改造环境,就必须了解引起环境质量变化的原因,这就要对环境的各个组成部分,特别是对某些危害大的污染物的性质、来源、含量及其分布状态,进行细致的监测和分析。环境分析化学就是研究环境中污染物的种类、成分,以及如何对环境中的化学污染物进行定性分析和定量分析的一个学科。例如,某一区域环境受到化学物质污染,首先要查明它是由何种化学污染物引起的,为此就须要鉴别污染物,也就是进行定性分析;其次,为了说明污染的程度,还需要测定污染物的含量,即进行定量分析。我院环境工程系所开设的《环境分析化学》课程是环境工程专业的基础课,其中的基础知识和分析方法和学生以后的工作结合紧密,在环境保护、环境监测和环境治理中发挥着重要作用。本文根据笔者多年《环境分析化学》课程的教学经验以及学生对教学方法和教学内容的反馈,讨论《环境分析化学》的教学方法。

一 、以选定教材的内容为主线,适当设立专题讲座,在课堂教学环节中融入环保理念

河南城建学院环境科学专业的《环境分析化学》课程的教材选用高等教育出版社出版的由但德忠教授编写的《环境分析化学》,同时给学生推荐多种参考教材,以拓宽他们的视野。为了丰富课堂教学,此专业还设置了几个专题讲座,如:大气与环境分析化学、水与环境分析化学、土壤与环境分析化学以及无机和有机污染物在环境中的迁移和转化等。分析化学在环境检测应用中非常广泛,因此,在教学过程中,教师可以将实际的环境检测范例渗透到所涉及的知识点中,这样既能增强学生的学习兴趣,又可以在学生中树立起环境保护的意识。例如,在讲述络合滴定法时介绍水中硬度的测定,讲述沉淀滴定法时介绍水中氯的测定,强化学生对环境的保护意识。

二、在实验教学环节中加强学生的环保意识

实验课是《环境分析化学》课程的重要组成部分,是分析方法的具体应用。在分析化学实验中,选择对环境会造成污染的样品让学生检测,这样可以使学生对污染有更接、更具体的了解,增强学生的环保意识。比如在做配位滴定的实验时,可选择进行水硬度的测定实验,让学生 EDTA作标准溶液,EBT作指示剂,滴定饮用水中 Ca2+、Mg2+的含量,看其硬度是否超标。这种和自身生活相关的实验不仅增强了学生做实验的认真程度,同时也使他们感受到保护水资源的重要性。

在实验课教学中,教师要精选实验内容并改进实验方式。不仅要考虑实验的典型性和代表性,还应考虑对环境的毒害性。应尽量选择低毒,对环境影响小、处理容易的,并能达到实验目的、实验现象明显、操作简便规范的实验。

另外,教师要大力推广微型实验。微型化学实验是人们为了预防和减少污染,在提出绿色化学前提下发展起来的一种实验方法。它是在微型的化学仪器装置中进行的化学实验,是以用尽可能少的化学试剂 (仅为常规实验的 1/l0至 l/100),获得比较清晰的反应结果和化学信息的一种新型实验方法。它具有实验仪器小、功能多、易封闭、操作安全容易、药品用量少、实验时间短、污染少等优点。如果适当地将一些污染比较大的实验改成微型实验,能大大减少实验对环境的污染。

实验教学环节还要求教师和学生规范实验操作,节约实验用品。分析化学实验要求学生在药品取用、物质称量、滴定等方面的基本操作准确规范。无论是药品的取放还是仪器的使用,都应做到动作准确,操作娴熟,运用灵活,避免操作错误而造成的重复实验。同时,正确把握药品取放的数量和方法,避免因方法违规而造成药品损失,减少对环境的污染。

实验结束后,要妥善处理实验室废弃物。分析化学实验总伴随着大量废弃物产生,可采用分类收集,保存,回收利用等方式进行处理。我们在实验室设立了废酸槽及废碱槽,一段时间后,将其进行中和,达到规定的 pH值后再排放。实验室经常使用到重铬酸钾滴定液,其废液中含具有致癌的Cr6+,必须将其还原为毒性小的 Cr3+,然后加碱调节 pH使其形成 Cr(OH)3沉淀,过滤回收或将沉淀埋在地下。对废弃物中的贵重金属,可进行回收和利用,如分析化学中的银量法实验产生的AgCl沉淀,不进行回收处理就直接排入下水道不仅污染环境,还造成了很大的浪费,因此我们可以采用电解还原的方法进行回收。

三、联系实际,强调实用性

环境分析化学是一门实践性极强的学科,应用分析化学的知识是关键。在基础理论的教学中,应将环境分析化学的知识渗透到环境领域中,才能使学生深感学好环境分析化学的重要性,激发他们的学习兴趣,提高他们观察和实践的能力,培养他们实事求是、严肃认真的科学态度以及良好的道德品质。将环境分析化学实验扩展到环境污染物的检测,可以使学生对环境污染有更直接、更具体的了解,增强环境保护意识。例如:在氧化和还原滴定实验中,让学生尝试用 K2Cr2O7法测定废水中的化学需氧量 (COD),尝试用碘量法测定水中的溶解氧(DO);在重量分析实验中,可让学生进行环境土壤中的水分的测定。有了环保知识,学生对实验的废气、废液、废渣就有了有效处理的意识并产生进一步的环保行为。

四、理论联系实际,活学活用

在每学期的教学中,我校会组织环境科学专业的学生去平顶山市环境监测站进行实习,让学生将在课堂中所学到的知识和实践加以对比,并请专家讲解环境与化学的联系及保护环境的意义,使同学们更好地理论联系实际,激发学生学习环境分析化学的兴趣,收到了很好的效果。

在许多领域中,环境保护活动与分析化学的发展是密不可分的。只有通过分析化学的技术和手段,人们才能识别化学制品及其代谢物在环境中的迁移和形态的变化,进而采取相应的措施控制污染,达到保护环境的目的。因此,发挥分析化学的优势,增强它在环境保护中的作用,同时降低它对环境的污染,是今后环境分析化学教学发展的必然趋势。

将环保理念融入到分析化学教学中,是时代的要求。它不仅能使学生用学到的系统的分析化学知识解决环境检测中的实际问题,而且能使学生学到必要的环保知识,强化其环保意识,使其拥有对社会高度负责的主人翁精神。环境保护人人有责,一定要从我做起,从实验室做起,从点滴做起。保护环境是我们高校教师和当代大学生义不容辞的责任。

[1]戴树桂.环境化学[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]武汉大学编写.分析化学 [M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]但德忠.环境分析化学 [M].北京:高等教育出版社,2008.