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顯然,食品安全已成為一個全社會共同關心的熱點問題,問題食品不僅存在于大型超市、集貿市場,也存在于校園周邊的小店鋪、小攤販。然而就中學生而言,正是這些校園周邊食品小攤位上所售食品對青少年健康的影響反而更大。例如,校園周邊常有出售各種油炸食品的小攤販,對于青少年來說,攝取過多的油炸食品,本已會造成青少年肥胖、營養不良等諸多健康問題,倘若如果攝取的這類型食品是由地溝油制成的,那么無疑將對身體造成長期的潛在性傷害;又比如,校園周邊小商店里常賣的各種辣制熟食,里面可能添加了各種非法添加劑,甚至可能其所使用的原材料就已經過了一些違規處理。例如,前段時間報道過的硫磺熏蒸金銀花事件,而事實上類似使用SO2對食品進行漂白屢禁不止,諸如金針菇和蘑菇等菌類作物都曾被抽查檢測出SO2含量超標。如果頻繁長期食用這類問題食品,有毒有害物質在體內積聚,很有可能會對身體造成不可逆的傷害。因此,本文運用探究性實驗的方法對市售金針菇的質量安全進行了實驗研究。
1.1加入漂白劑的原因
漂白劑是破壞、抑制食品的發色因素,通過氧化反應以達到使其褪色或使食品免于褐變的物質。其中,SO2就是一種允許使用的常用氧漂白劑。在金針菇的生產過程中,加入SO2漂白劑,不僅可以改善金針菇的色澤,還具有一定的抑菌作用。但是SO2本身沒有營養價值,不是食品不可缺少的成分,反而如果使用量過大,對人體的健康還會帶來一定的影響。當SO2的溶液濃度達到0.5%~1%時,即產生毒性,一方面有腐蝕作用,另一方面破壞血液凝結作用并生成血紅素,最后使神經系統發生麻痹現象。所以,必須要對食品中SO2的含量進行嚴格的控制。
1.2實驗原理
樣品中的二氧化硫包括游離的和結合的,加入氫氧化鉀使之破壞其結合狀態,并使之固定。SO2+2KOHK2SO3+H2O加入硫酸又使二氧化硫游離,可用標準碘液滴定,反應式如下:K2SO3+H2SO4K2SO4+H2O+SO2SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI到達終點時,稍過量的碘即與淀粉指示劑作用,生成藍色的碘-淀粉復合物。從碘標準溶液的消耗量可計算出二氧化硫的含量。
1.3實驗材料
試劑:氫氧化鉀溶液(100g/L)、硫酸溶液(1∶3)、碘標準溶液(0.01mol/L)、淀粉指示液(10g/L);儀器:電子天平、容量瓶、具塞錐形瓶、酸式棕色滴定管、移液管。
1.4操作方法
樣品的前處理:首先,將金針菇干燥并搗碎,稱取試樣約10g(準確至0.01克)至250mL容量瓶中,加蒸餾水150mL,加塞振蕩,加水至刻度,搖勻后靜置1h。滴定步驟:待瓶內液體澄清后,精密量取50mL溶液,置于具塞錐形瓶中,加入氫氧化鉀溶液25mL,搖勻,放置10分鐘,然后一邊振蕩一邊加入硫酸溶液10mL和淀粉指示液1mL,立即用碘標準溶液迅速滴定至呈淺藍色,30s內不褪色即為終點。同時不加試樣按上述進行空白試驗。結果計算:XSO2=[(V1-V2)×C×0.032×1000]/(10.00×50/250)X:樣品中二氧化硫的含量(g/kg)V1:樣品溶液所消耗碘標液的量(mL)V2:空白溶液所消耗碘標液的量(mL)C:碘標準溶液的摩爾濃度(mol/L)0.032:與1.00mL碘標準溶液(c=0.01mol/L)相當的二氧化硫的質量(g)
1.5實驗結果
對市售的三種不同來源的金針菇樣品的檢驗結果可知:三種不同來源的金針菇中二氧化硫的含量測定結果均符合國家標準規定。除了采用上述直接碘量法對3種不同來源的金針菇樣品進行測定,本文還采用了蒸餾法作為對照方法進行測定,結果顯示兩法測定結果無顯著性差異(t=0.015,P>0.05)。但是,直接碘量法與蒸餾法相比較而言,對實驗裝置要求更加簡單,操作更為快捷方便,結果也并無顯著差異。所以利用直接碘量法測定金針菇中SO2的含量是可行的,結果真實可靠,更加便于高中生親自動手實踐。
2討論
實驗前實施安全教育考核制度
在進行化學實驗課程之前,學生對化學實驗了解得往往不多,雖然對實驗項目興趣濃厚,有迫切進行實驗的欲望,但對實驗的機理、內容和安全知識卻是知者甚少。傳統的安全教育安排在這個階段,讓學生系統地了解相關安全知識,確實具有一定的效果。但教師在講并不表明學生一定在聽,由于多種原因,能完全掌握安全知識的學生較少。臺灣清華大學在這方面實行的是安全教育結合化學實驗室的準入制度。學生在進入化學實驗室之前,必須通過相應的安全教育和考試,并把通過安全考試作為進入化學實驗室的必要條件。安全教育方式多樣化,學生可選擇選修安全教育課和網絡教育等不同方式。在考試前往往還會安排進行一次集體授課,請專業的實驗室安全人員來進行講解。對于缺考或考試不合格的學生,會安排重修和考試,直至合格后才準進入實驗室。在安全考試面前人人平等,即便是來訪的資深教授也要在進入實驗室進行實驗前通過安全考試,否則是不允許進入的。我們傳統的實驗安全教育也有自學和集中授課環節,但往往缺乏的是安全考試制度。進行安全考試能在一定程度上提高學生安全學習的效果,同時把其作為進入實驗室的必要條件,能讓學生在思想上充分重視,避免了傳統安全教育方式中學生可聽可不聽的懈怠局面。臺灣清華大學在授課方面也盡可能以形象教育方式為主,用實物演示、圖片展示等教育方式來提高安全教育效果。例如,在講解實驗室滅火知識時,重點強調需要沉著冷靜,及時判斷火勢大小、原因并正確使用消防器材:局部著火,順手用濕布、沙子等材料蓋滅;火勢較大時,依據著火原因和火情使用適宜的滅火器材;火勢無法控制時,及時斷電關氣,迅速離開并立即報警。在講解使用滅火器材時,可以把常見的各類滅火器向學生展示,同時用示范的方式給大家進行演示。通過這樣的系列課前安全教育與考試,讓每名學生都掌握相關安全知識,提高安全意識和安全能力。這不僅保障安全教育的效果,而且最大限度地減少了實驗室安全事故。
教學過程中強化安全教育
傳統安全教育方式往往只重視課前的安全教育,在教學實施過程中和結束后并沒有實質性的安全教育內容。這也給學生造成誤解和思維定勢,認為安全教育只是走過場,對于化學實驗室安全管理制度也產生不在意的心理,因而易于發生實驗室安全事故。在日常實驗室安全教育方面,臺灣清華大學采取了一些很有特點的措施。例如在每間實驗室門口都有危險提示標志,說明該實驗室可能產生哪些危險,同時也提示禁止在該實驗進行不恰當行為(如吸煙、帶入磁性物體等)。每個實驗室需要使用的危險試劑、藥品都需要進行登記和專人保管使用,在實驗室門口醒目的位置建立文件夾,放有該實驗室使用的危險藥品的性質和預防、處理措施的資料,不斷提醒進入實驗室的人員要時刻進行規范操作和安全處理。他們還專門成立環安中心來進行實驗室安全檢查和安全設施維護工作,往往每學期有多次的安全檢查。相比之下,內地高校實驗室的安全制度實施則相對不力,有些安全檢查流于形式,這是需要認真改進的。在化學實驗教學過程中需要不斷強化安全教育。我校在進行每項化學實驗之前,都要求學生進行預習,不僅要對實驗機理和實驗過程進行預習,而且需要查明實驗中每一個用到的試劑與藥品的物理、化學性質和安全特性(MSDS)[10]。這樣能有效提高學生的安全意識,同時也能指導學生在實驗中進行規范操作,避免安全事故。為了能提高學生在化學實驗教學過程中的學習效果和安全覺悟,我們計劃讓學生自己進行實驗安全監督。學生相互進行實驗操作監督,對實驗設施和實驗環境提出安全意見,不僅使學生實驗操作更加規范,而且讓他們時刻具有安全意識,同時也改進了實驗室環境和條件。在這個過程中,畢竟學生的經驗尚淺,教師應當在合適的時候進行引導,以取得更好的實驗教學和安全教育效果。學校提倡在實驗前和教學過程中將實驗安全教學引入案例教學方式,對社會上最近發生的安全事故和實驗室以往的安全隱患進行分析。這樣既可以提高學生的學習興趣和視野,同時也讓學生了解正確的安全處理方式。例如在使用金屬鈉的實驗中,在課堂上讓學生對“實驗室中金屬鈉著火是否能直接用水進行澆滅?”進行討論。這樣不只是教師直接灌輸關于金屬鈉的安全知識,還讓學生在討論中更加深刻了解金屬鈉的性質,同時也讓學生正確掌握用砂土隔絕氧氣而滅火的手段。當然,如果在確保安全條件下用少量金屬鈉為學生進行教學演示,將能取得更直觀的教學效果。這些安全教學方式和手段都是在教學過程中對學生進行安全教育的強化,能讓學生在潛意識上強化正確的安全理念和掌握實驗安全技巧,培養學生進行化學實驗的綜合能力。
課后安全評價鞏固安全教育效果
傳統教學方式忽視了實驗結束后對學生的安全教育。實驗結束后,學生只是對實驗過程進行復述,對實驗結果進行處理并書寫實驗報告。在調查中發現,大多數學生都以獲得實驗產物的多少來衡量實驗的成敗,而對實驗的規范操作和安全事項不加重視。為了能達到安全教育與實驗教學一體化,在課后對學生的安全教育是極其重要的。引入學生對實驗安全的自我總結評價方式,能讓學生對實驗過程的安全進行有效的總結,達到將安全教育貫穿整個實驗教學過程的目的。在實驗報告中增加實驗安全評價一項,讓學生從安全角度去審視自己的整個實驗過程:實驗儀器裝置是否按照要求搭建,原料稱取時是否有撒漏,實驗過程中廢氣是如何處理的,實驗結束后的廢料是否進行規范處置等,對每次實驗操作進行安全總結。只有這樣才能讓學生時刻意識到實驗安全的重要性。對于那些實驗操作不規范、存在實驗安全隱患的學生,雖然僥幸得到實驗預期的產品和結果,但整個實驗嚴格來說是不合格的。傳統教學方式并沒有讓這些學生意識到問題所在,通過實驗后的安全評價能讓他們進行這方面的自我批評和改正,真正在實驗能力上得到提高。因此推行課后自我安全評價教育方式,能進一步鞏固整個實驗教學過程的安全教育效果。
安全實驗的關鍵是要按照操作規定進行實驗,危險也能變為安全。反之,安全也變得不安全。但也不要害怕,也不必滿腹恐懼不敢動手實驗;要熟悉操作規定,了解反應規律,不懂要問,不可蠻干。否則,在實驗過程中一旦發生事故,危及師生的安全,甚至嚴重致殘造成終生不幸,且會影響學生學習化學的興趣,事關重大,務必高度警惕。
請注意下列情況下常常會發生實驗事故:
一、違反操作規定
例如,點燃氫氣必須先檢驗純度??墒?,如果你在用鋅和鹽酸反應制取氫氣的演示實驗過程中,當鋅粒反應完后,打開反應器的塞又裝上鋅粒,塞上塞就點燃,就會引起儀器爆炸。為什么會發生爆炸事故呢?這是因為你違背了點燃氫氣前必須檢驗純度的操作規定。實驗過程中打開塞裝鋅粒跟實驗開始時裝鋅粒相同,反應器里進入了空氣,氫氣和氧氣混合,點燃都會發生爆炸。
又如,在制乙烯時,在大試管里倒入酒精和濃硫酸,加熱時,就會發生液體噴出事故。為防止這樣的事故發生,在加熱液體制取氣體時,應加入瓷片以防爆沸。
還要注意,如果你用酒精和濃硫酸加入瓷片加熱制乙烯,用排水取氣法收集完畢時,先撤去了酒精燈,冷水就會沿導管流入盛濃硫酸的燒瓶,以致引起燒瓶炸裂。這是因為你違背了實驗操作而引起的。
加熱制取氣體并用排水法收集,實驗完畢時,應先把導管從水里撤出,再撤酒精燈。上面的操作正好顛倒了,先撤去了酒精燈,還沒來得及取導管,水就沿導管流入反應器,引起儀器炸裂,濺出硫酸。
二、用藥過量發生事故
一些實驗雖然劇烈,但試劑量小并無危險,用藥量稍大便會發生危險。如紅磷在氧氣里燃燒時,反應很劇烈,但藥量少時并無危險。
在做分組實驗時,讓學生觀察紅磷在氧氣里燃燒時的現象,放入的藥量一定要適量,不得隨意用藥,否則就會發生意外事故。
又如:用小蘇打和濃硫酸反應做二氧化碳的滅火實驗。如果小蘇打和濃硫酸用量大,產生氣壓過大,會沖開膠塞,噴出酸液。像這樣,也曾發生過燒壞衣服,腐蝕操作者的手的事故。
再如:配制銀氨溶液時,如果加入過量的氨水,且不隨配隨用,久置后再用,溶液中生成了容易爆炸的物質,用時就會引發爆炸事故。此實驗要防止加入過量氨水,銀氨溶液必須隨配隨用,不能久置。
三、藥品混入雜質
在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,錯把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,使得藥品中混入了雜質,造成了爆炸事故。因此用藥時要認真辨清藥物,不得馬虎從事。
又如:做甲烷的演示實驗時,有人沒有把空氣排凈就點燃甲烷氣體,產生爆炸事故。此實驗應先做甲烷的性質實驗,再點燃甲烷氣體,以防空氣的混入,保證甲烷的純度,避免爆炸事故的發生。
四、使用失落標簽未經鑒定的試劑發生事故
如,在配制溶液時錯把硫酸當鹽酸使用,造成傷害事故。凡失落標簽的試劑一定要檢驗確定后再使用,以避免傷害事故的發生。
五、實驗室空氣不流通
在演示氯氣、硫化氫、二氧化氮、一氧化碳等有毒氣體時,或學生實驗可燃性氣體。如制氫氣、乙烯、乙炔等時,如果實驗室空氣不流通,有毒、易燃氣體逸散到空氣中越積越多,達到一定濃度,會引起師生中毒或其他意外事故。因此實驗室應安置通風櫥、換氣扇等通風設施,必須做到實驗室空氣流通。
為安全地進行化學實驗教學,實驗時一定要做到以下幾點:
1.一切實驗一定要按照操作規定進行。
2.一切實驗一定要在預備室準備好,做到實驗無誤,方可拿到教室或實驗室做。
3.做有毒、可燃性實驗時,一定要打開門窗,使空氣流通。
4.有可燃性氣體參加的實驗,在點燃或加熱前切勿混入空氣或氧化劑。
5.用藥量寧少勿多,不要取用未經鑒定無標簽的試劑,隨配隨用,不可久置。
6.沒做過的實驗要向能者請教或查清資料再做,不要冒然實驗。
7.步驟多的實驗,操作順序要記熟,不可看一步做一步。
8.實驗室要有一定的安全設施。