浅谈中学化学实验室中固体废弃物的处理和利用

乔 丽

（陕西省西安市曲江第一中学，陕西 西安 710061）

现如今，人类已进入工业信息化加速发展的新世纪，面临着很多环境挑战。工业的技术进步，给我们的生产生活带来了巨大变化，但也使我们严重依赖于石化能源和化工业。化工业生产扩张，给环境造成了困扰，产生了诸多问题，如地球温室效应。国际社会提出碳中和、碳达峰目标，我国为了响应这个目标，承诺要逐步减少碳排放，实现碳达峰，发展绿色能源，走科学发展、环境友好的道路。为此，中学化学教育提出了“绿色化学”的新理念。“绿色化学”要求我们关注环境，减少污染，减少有害排放。顺应这种新形势，探索实验室固体废弃物的处理途径和方法，从而培养师生的“绿色化学”理念，应是今后的一个长期有意义的研究课题。

1 化学实验室产生固体废弃物的种类

在中学化学实验过程中，总会产生一些废弃物，这些物品如随意丢弃，当生活垃圾处理，会对环境产生不良影响，如对废弃物稍加处理再排放，或集中回收交给专门的机构处理，不仅可以减少对环境的污染，还可以对有限的资源进行回收利用，一举多得。

新课程标准中要求实验要尽可能绿色环保，可持续，对实验中的固体废物的科学处理，是摆在我们面前不可避免的问题。

中学化学实验室常见的固体废弃物种类大致有以下五种：（1）无污染、无毒害的垃圾；（2）危险废弃物，指有潜在的生物危险、可燃、腐蚀、有毒（如氢氧化钠、氢氧化钙、冰乙酸、苯酚、氢氧化钡、氯化钡）；（3）易燃固体（镁条、铝粉、红磷、钠）；（4）氧化剂（高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾、硝酸铵、过氧化钠）；（5）废弃化学药品（过期失效的固体药品、各种废旧试剂空瓶）。

中学化学实验产生的固体废弃物种类复杂，品种多，数量少，大多有毒有害，处理起来困难，费时费力。但是如果不进行无害化处理则会对环境造成不可估量的危害。这要求实验室不得随意丢弃用过的试验品和容器，应按废弃物的种类分类存放，必须有明确醒目的标识。环境保护事关人类的可持续发展，人人都有责任维护环境的安全。

2 化学实验室固体废弃物的处理方法

2.1 无污染、无毒害的可作为垃圾处理

九年级分组实验《氧气的实验室制法》用剩的火柴梗、脱脂棉、小木条，高一分组实验《粗盐提纯》的滤纸、称量纸以及玻璃器皿的碎片等可按垃圾分类的标准，放入垃圾桶。

2.2 具有强氧化性的固体废物，要分容器在固定地点存放，积累到一定量后，经过再处理重新利用

例：用高锰酸钾（KMnO4）制取氧气后的废物，积累到一定量后，可经过再处理后可以做氯酸钾制氧气的催化剂；再如高一实验，钠的化合物过氧化钠（Na2O2）的吹气生火和滴水生火实验后的废药棉中，含有没有反应完的过氧化钠（Na2O2），作为垃圾处理有安全隐患，加水后让其充分反应后过滤得到氢氧化钠（NaOH）溶液，可以作为实验室处理酸性废液的中和剂；高中实验铁和水蒸气反应后的固体（铁和四氧化三铁的混合物）加酸后可以得到Fe2+、Fe3+溶液，可用做探究Fe2+、Fe3+之间相互转化及检验的试剂。

2.3 有毒、有腐蚀的固体废物无害化处理

高中必修二教材中《化学能与热能》的实验涉及固体有毒药品氢氧化钡[Ba（OH）2]反应后需通过沉淀法处理；高中必修一氨气实验室制法实验中，固体废物中碱性腐蚀剂氢氧化钙[Ca(OH)2]需加酸性物质通过中和反应处理；浓硫酸（H2SO4）性质的黑面包实验后的废弃物中，含有没有反应完的硫酸、在有机实验中蛋白质的颜色反应、酚类物质中的苯酚（C6H5-OH）实验后的废弃物需加碱处理。同时处理过程中一定要细心作好记录，做好标识。

2.4 实验室中处理不了的固体废弃物要回收，交给专业的部门集中处理

例如各种废旧电池，过期变质的有机药品、有剧毒药品（氰化钾）。目前的中学化学实验室不具备处理的条件都不要在实验室中擅自处理，以免发生不必要的问题。废弃试剂用纸箱或包装袋整齐装好，包装外张贴分类标签并做好记录。

3 化学实验室固体废弃物的回收和利用

实验室应按国家绿色发展的要求和理念，坚持有效回收化学实验室固体废弃物，这样会节约实验材料经费，可减少有毒、有害物质对环境的损害。

3.1 无机盐的利用

中学化学实验中常含有一些无机盐，经过实验室处理后可以作为浇灌校园花卉、绿地的肥料，如在九年级（科教版）化学肥料一节内容的实验教学用到NH4Cl、熟石灰[Ca（OH）2]、NH4NO4等无机盐，实验后的废弃物可以经处理、稀释后可以作为氮肥使用；在溶液一章的实验中用到氯化钾（KCl）、硝酸钾（KNO3）、硫酸钾（K2SO4）废弃物处理后可作为钾肥使用；在高中必修一铁及化合物的性质实验中用到硫酸亚铁盐（FeSO4）、氢气的实验室制法中的废弃物中的硫酸锌（ZnSO4）、常用来检验水蒸气后装置中废弃无水硫酸铜（CuSO4）等，含有植物所需的一些微量元素（Fe、Zn、Cu）均可以以离子的形式（铁是二价）被植物吸收。从高中“粗盐的提纯分组实验”得到的氯化钠（NaCl）收集起来可作为分组实验《一定物质的量浓度溶液的配制》的药品、高中实验碳酸氢钠（NaHCO3）固体加热分解实验生成物碳酸钠（Na2CO3）可回收利用，这样可以避免资源浪费。

3.2 废旧金属收集到指定容器中回收再利用

在中学化学实验中九年级实验金属部分内容的实验中用到的锌片、铁片、铝片、铜片、镁条、实验室制氢气和氢气的性质实验时反应后的锌粒及还原出的铜、探究铁生锈实验中的铁钉、铁丝在氧气中燃烧后废铁丝、高中原电池实验中的铜片、锌片等都可以重复再利用。有机实验中银镜反应实验用过的试管，用水清洗后再用一定浓度的硝酸浸泡后得到一定浓度的硝酸银（AgNO3）溶液，这样既可节约资源，又能减少环境污染。

3.3 金属氧化物的回收再利用

在初中用过氧化氢（H2O2）制氢气（H2）的实验中，将反应后固液混合物通过过滤、加热、烘干方法得到二氧化锰（MnO2）固体。化学变化一节镁带燃烧后得到的白色粉末氧化镁（MgO）回收到固体粉末罐中。碱式碳酸铜分解后的固体产物氧化铜（CuO）回收，在用一氧化碳（CO）还原CuO时，先要将没反应完的CO用酒精灯点燃，以防止CO污染空气，同时反应后的固体废弃物还有没反应完的氧化铜加稀硫酸后过滤得到金属铜和硫酸铜（CuSO4）溶液。在空气成分的研究实验中实验完剩余的有毒红磷如用纸包好，遇火易引起失火，用燃烧法处理产生大量白烟污染环境，只要用蒸馏水洗涤、干燥后可放回原瓶回收再用。

4 通过对化学实验中产生的固体废弃物的处理，培养学生化学垃圾分类、回收习惯，形成绿色化学的理念

中学化学实验教学中，应注意贯彻绿色化学理念，依据“减量化、再利用、再循环”的整体思维方式来考虑和解决实验室固体废弃物污染问题。根据废弃物特点，做到分类收集、存放、集中处理。化学实验室应坚持对固体垃圾分类处理、回收利用，以此培养学生的环境保护意识。

在演示实验时，化学教师应言传身教，对分类回收各类垃圾提供技术方法及路径；在日常课程中，将自己良好习惯潜移默化地传达给学生，做到言传身教。在课堂上，做到绝不乱扔垃圾。教师不仅要做好演示实验，还应注意收集实验时产生的垃圾，用自己的行动感化学生，培养学生的环保意识和社会责任感。

在分组实验时，教师要不断强调“实验垃圾不能随意丢弃”的原则，使学生能按要求回收各类垃圾并合理处置。如：做二氧化碳（CO2）的制取和性质分组实验时，要求学生按标签将反应后大试管的固液混合物（CaCO3和 CaCl2、HCl）回收在装固体和液体的容器中，蜡烛、火柴杆、小木条及小试管中的石灰水[Ca（OH）2]和石蕊溶液分别收集到不同容器中，通过教师示范，使学生认识化学垃圾的危害性和回收的必要性，学会化学垃圾分类回收的方法，引导师生对实验后的废弃物科学分类，积极探究废弃物无害化处理的绿色环保意识。

中学化学实验室中的废弃物，如能坚持有效回收和处理，对各类固体废弃物，做到有相应制度有明晰规范和科学的操作流程，长期执行下去，必将会对社会发展和环境保护产生积极影响。在今后教学实践中，我们还应不断总结，努力提高，使中学化学实验中产生的固体废弃物能够科学处理，使其对人体和环境的污染降到最低，最终践行“环境友好，绿色发展”的新理念。