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化學污染的特點范文1
關鍵詞:土壤污染;土地;可持續利用
中圖分類號:X144 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)03-0056-02
1 概 述
土壤被污染的主要特征有:隱蔽性與滯后性;累積性與地域性;不可逆性和治理難而周期長等四個主要特點,土壤一旦被污染了,不僅治理起來特別的困難,它帶來的危害也相當之大,土壤污染會導致經濟受損,導致大氣的次生污染,土壤污染最直接的受害者就是農民。為了我們的子孫后代,為了人類的繼續生存,實行土地的可持續利用成為了全世界人民共同的目標。
土壤污染的問題越來越嚴重,僅僅依靠個人已經不能解決了,要想從根源上解決土壤污染的問題,需要國家和人民共同努力。我們總以為土壤污染很多是發生在北上廣等發達的大城市,因為那里經濟發展的更快一些,工業也會相對發達,土地污染便會變的很嚴重。殊不知,日常生活中的很多小事積少成多都會對土壤造成污染,隨后丟在地上一個垃圾袋,或者舊電池不好好處理,都會造成土壤的污染。一個垃圾袋埋在地下就需要用大約200年的時間才能腐爛,對土壤的污染特別大,廢舊電池中的鉛、汞、鎘等都會造成土壤的污染。汽車尾氣,過量使用農藥等都在直接或間接的造成了土壤的污染。所以說,解決土壤污染的大問題,必須從生活中的一件件小事抓起。
我國在環境修復數量歷年變化曲線圖,如圖1所示。
由此可見,我國在治理土壤污染方面取得成就還是相當高的,環境修復數量也在穩步上升,治理土壤的形勢也非常的好,下面我們就來說一說如何實現土地的可持續利用。
2 通風去污法
通風去污法主要采用的方法就是在受污染的地區打上幾口井,一部分的井用于通風,一部分的井用于抽氣,在抽氣的井口上安裝凈化裝置,這樣做既可以把地下的臟氣排出去,又可以把地上的新鮮空氣稠抽入到地下,抽氣的井口還安裝了凈化裝置,可以防止空氣的二次污染。通風去污法首先在德薩斯研究院通過,被認為是最有效的去污技術。通風去污法所用的成本較低,安全性又極高,對環境的要求也比較低,可以在各個受污染的地區都可以進行土壤凈化。它簡單方便還不會對空氣造成二次污染。通風去污法把土壤中的有害氣體通通排出去,把外面新鮮的空氣再次吸入到地下,這樣一呼一吸之間,讓土壤進行了充分的呼吸,土壤自身得到了更好的修復,人類需要呼吸,土壤同人類一樣也需要呼吸。充分的呼吸才有利于排污氣吸新氣,讓土壤自身進行改良。
3 植物提取法
植物提取法是利用超積累植物將土壤中的毒素轉接出來,再搬到植物的根部和地上部位,等這種植物取得果實之后,再將它的果實繼續播種在其他地方,這樣做看似將污染轉移到更多的地方,實則是通過土壤中的堵塞分解開來,植物本身就有一定的修復功能,把土壤中毒素轉接到植物身上,由植物進行凈化。
很多植物都有一定的凈化功能,研究表明牛角瓜,香根草,飛機草等植物自身的凈化能力都比較強??梢源竺娣e的種植這幾種植物,然后利用技術將土壤的毒素轉移到這些植物的根部,待這些植物果實成熟之后再繼續進行種植。
4 微生物修復法
微生物在治理土壤污染,實現土地的可持續性利用方面還處在一個不成熟的階段,實施這一措施具有一定的風險性。微生物修復是指利用微生物來吸收和沉淀土壤中的污染物,完好的微生物修復會讓土壤中的污染物降解成水和二氧化碳,但是如果降解的不夠充分,微生物就會轉化成帶有毒性的中間產物,這些未降解好的中間產物對于人類的身體健康有很大的害處,所以說,要想進行微生物修復一定要進行風險評估,它存在的威脅性比較大,微生物運用的好就會治理土壤,運用的不好就會成為另外一種威脅人類健康的隱形殺手。
5 化學柵防止法
化學柵是近幾年深受人們重用的一種利用化學方法進行對受污染土壤的治理的方法,化學柵是一種擁有能透水又能沉淀污染物的固體材料,像活性炭和樹脂等都屬于化學柵產品。將化學柵放在土壤受污染地區的底層,將土壤中的污染物進行吸附和沉淀,又不會阻礙土壤的水流,水流對土壤有一定的活化作用,化學柵材料的最大特點就是透水,既起到了凈化土壤的作用又不會讓土壤缺水,一舉兩得。
化學柵根據性質又可以分為沉淀柵,吸附柵,和混合柵。在運用化學柵材料時還可以根據不同地區不同的土壤污染情況利用不同的化學柵進行凈化。但是化學柵還存在一定的問題,就是化學柵材料老化的問題,將化學柵放在土壤受污染地區的底層,將土壤中的污染物進行吸附和沉淀,又不會阻礙土壤的水流,水流對土壤有一定的活化作用,化學柵材料的最大特點就是透水,既起到了凈化土壤的作用又不會讓土壤缺水,一舉兩得。
化學柵根據性質又可以分為沉淀柵,吸附柵,和混合柵。在運用化學柵材料時還可以根據不同地區不同的土壤污染情況利用不同的化學柵進行凈化。但是化學柵還存在一定的問題,就是化學柵材料老化的問題,和化學柵費用高的問題等,這些問題都需要不斷的進行探究進而解決。
6 異位生物修復法
異位生物修復是指將被污染的土壤通過搬運輸送到其他地區,然后進行生物修復,這種方法主要包括土地耕種,堆肥等,土地耕種法實施范圍廣泛且費用較低,但是對于一些土地稀少的地區而言,這種做法會將有害的物質揮發到空氣中,造成環境的二次污染;而堆肥法具有處理時間短,而且效果好的特點,更多的應用在治理土地污染當中。
除了這些生物修復我們還可以從其他方面治理土地,比如多層面的實施土地管理制度;做好相關調查,讓土地環境一直在掌控之中;環保部門充分發揮自己的職責,進行治理;加強對土地污染源的控制;加強土地修復技術。我們可以從很多方面進行土壤污染的治理,從國家到個人,每個人都可以為治理土壤,實現土壤的可持續性利用貢獻自己的力量。
7 結 語
土地污染越來越嚴重,很多地區的土壤都受到了不同程度的污染,控制土壤污染,實現土地的可持續利用是一項長期而艱巨的工作,國家要制定相應的法律法規,企業要發展綠色經濟,公民個人也要從日常生活的每件小事著手,從上到下的實行土地的可持續利用。土壤是我們賴以生存的根本,土壤遭到了污染,從動植物到人類自己都會受到不同程度的威脅。我們自己要生存,我們的子孫后代也要生存,控制土壤污染,實現土地的可持續利用,不僅僅是為了環境,更多的是為了人類自己。
參考文獻:
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化學污染的特點范文2
關鍵詞: 中學化學教學 環境化學 滲透方法
一、中學化學滲透環境化學知識教育的必要性
隨著科學技術日新月異的發展,越來越突出的環境污染問題給人類帶來了許多災難,嚴重威脅著人類的安全,保護環境已成為全人類的共同事業。我國作為世界上最大的發展中國家,在經濟發展蒸蒸日上的同時,環境污染也日趨嚴重,嚴峻的環境危機使我們認識到:加強環境教育,提高人的環保意識。中學階段是一個人成長和發展的關鍵時期,結合學科特點,在中學化學教學中加強對學生的環境保護意識的教育具有潛移默化的作用。
新版教材中很多章節涉及環境保護內容,并且比較詳細地介紹了這些污染的成因、危害,特別指出大氣污染、水污染等全球性環境問題,正在威脅著人類的生存和發展,保護自然環境已成為實現人類社會可持續發展的重要課題。把環境教育納入學校的教學計劃,寫進教材,融入教學中,可以培養學生們的環境意識,使之了解環境狀況,自覺參加環境保護活動。化學課堂上環保教育的滲透,既能拓寬學生知識面,又能使學生認識環境污染的嚴重性,增強環保意識。
二、中學化學滲透環境化學知識教育的可行性
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,它與社會、環境聯系十分密切,教師可以通過以下方式在教學中滲透環境教育。
1.在化學實驗中進行環境教育。
化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學既是化學教學的重要組成部分,又是影響學生環境意識的重要手段。保護環境,從教室、實驗室做起,從自己做起。在演示實驗和學生分組實驗中,都存在著“廢氣、廢液、廢渣”的問題,這些問題的處理過程是培養學生良好的環保行為習慣的好機會。從某種意義上講,學校的環境污染主要來源于化學實驗,近年來化學實驗操作考試,實驗次數增多,藥品用量加大,化學實驗要力求在不影響實驗結果的前提下,讓學生討論、改進實驗,盡量減少實驗過程對人及環境的污染。某些廢棄物經過簡單處理后可以變廢為寶,利用高錳酸鉀制取氧氣的殘留物可以用做氯酸鉀分解制取氧氣的催化劑,最終殘余物還可以用做鉀的顏色反應或作為花草樹木的優質肥料,使學生在化學實驗中養成保護環境,造福人類的優良品質。微型實驗是當前國際化學實驗教學改革的重要趨勢,其操作技術是用盡可能少的試劑來獲得較明顯的反應結果和準確的化學信息的一種實驗方法。在微型實驗中,由于實驗過程中反應物和生成物的量都很少,產生的有害物質對環境造成的污染可降到最低程度。微型實驗充分體現了綠色化學中的減量原則,即減少藥品用量、減少“三廢”排放量)。因此,組織學生進行微型實驗儀器的制作、環保實驗、實驗的無害化研究等活動,是非常有意義的。改進有污染的實驗,可進一步深化學生對環境保護的認識,培養學生實驗探究的能力,同時注意培養學生觀察演示有污染物排放實驗的規范性。
2.通過多媒體和形象化教學,樹立環保意識。
在學習《環境保護》這一節時,采用多媒體教學。播放畫面:未經處理的工業廢水,直接排放到江河中,水色發黑,河面布滿死魚,赤潮現象,人喝了被污染的水而染上嚴重的皮膚病……今天,人們瘋狂地砍伐森林,肆意采掘地下礦藏,濫施化肥和農藥,傾倒有害的工業廢水,地球表面已千瘡百孔、傷痕累累。亂開、亂采、森林消失,使水土流失嚴重、土地沙漠化、沙塵暴施威……學生直觀地看到了污染危及人類的生存,而且直接威脅到整個生物圈的生態平衡。再播放一組畫面:政府投入資金,通過化學、生物等方法治理后的五島公園,河水清澈,景色怡人。這時學生們又會在感受美好自然的同時,意識到優美的環境與自己的學習息息相關,愿意認真學習化學知識,將來走出學校利用化學知識多做環保工作。通過以上方式的教學,學生不僅掌握了環保的有關概念,更重要的是環保意識已根植于學生的腦海中,并加強了對環境污染治理重要性的認識。
3.用研究性課題,激發自覺參與意識。
將環保知識滲與課內,寓于課外,從學科課堂教學滲透走向具有更多開放性、問題性、綜合性、社會性、實踐性和層次性特征的研究性學習,這是有效開展環境教育的更為理想的策略。在教學中適當布置研究性課題,可使學生對某些問題進行思考和綜合分析,加深理解,激發學生的自我參與意識。如探究本地區的水資源問題,學生寫出了《水資源的污染浪費情況》,其中收集了大量資料,調查了許多數據,而且走訪了環保部門,探究使學生深刻體會到保護環境是何等重要。研究性課題已不再是一種負擔,強烈的求知欲和社會責任感始終貫穿于整個研究過程,每一步的進展都使學生感到興奮,從而激發了他們在保護環境中的自覺參與意識。
4.舉辦環保專題,豐富環保知識。
環保專題講座不僅能增長學生環保知識,而且是進行環保法制教育的重要途徑,化學教學中,應注重定期舉辦“環境與化學”的知識講座。環保專題講座內容聯系課本,如結合空氣的成分,向學生介紹有關臭氧層的形成、臭氧層所起的作用及破壞臭氧層后的危害,從大氣質量、飲水質量、工廠排污情況等進行介紹,對本地的一些工廠造成環境污染而進行處罰的案例進行分析。充分利用學校宣傳欄,展出環境化學科普常識。對于這樣的專題講座,學生都會樂意去聽,容易接受。
5.加強化學課外活動。
學生的環保意識和環保觀念的提高,還可通過組織學生開展化學課外實踐活動和環保知識競賽、制作化學與環境的知識板報等,讓學生直接參與環境保護、環境監測等活動,有效地提高學生的環保意識,增強環保責任感和使命感。
總之,中學化學中的環境教學應根據不同年級學生的心理特點、知識水平、實際接受能力和當地環境問題的具體特點,來確定教學內容和教學方法,使學生初步具備判斷和處理污染的能力,對環境保護具有主人翁意識,對主要的環境要素有所了解,具備初步認識和評價環境的能力,為我國的環保教育事業作貢獻。
參考文獻:
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化學污染的特點范文3
關鍵詞:環境化學;課程思政;教學實踐
一、課程內容與思政教學融合的架構
環境化學是環境工程專業基于OBE①理念課程體系中很重要的一門專業課。目前,全國普通高校建有環境類本科環境化學專業點700余個,每年招收新生數萬人。該課程的質量和內涵建設的推進符合一流本科教育的時代需求及生態文明建設所需高水平創新型人才的國家需求。環境化學雖主要是基于化學的理論和方法,但又有別于傳統化學課程的教學重點。該課程是結合地學、生物、醫學等交叉學科技術,以污染物為研究對象,注重將化學理論應用于解決復雜環境工程問題;研究污染物的甄別與表征、生成與釋放、環境賦存與歸趨、轉化與代謝、毒理效應與健康影響以及污染控制原理與技術的一門課程[4],同時,環境化學也是支撐生態文明建設、保護人體健康和人類命運共同體可持續發展的基礎學科,其主要有以下幾個特點:(1)多介質體系,涉及氣、液、固等不同形態與尺度的污染物;(2)多專業覆蓋,涉及農業、冶煉、化工、交通等不同行業所導致的污染問題;(3)潛在危害性,涉及影響人體及生態健康的污染物的暴露,污染危害性和風險性評價、預測與防治;(4)復合性,資源—經濟—社會多系統融合,復合污染及多樣化解決手段;(5)區域性,污染問題的地理空間差異,區域的環境、生態污染差異;(6)全球性,污染物跨媒介、跨界和跨區域遷移,影響人類命運共同體的和諧與可持續發展。環境化學以化學理論為主線,涉及普通化學、大氣污染控制、水環境污染、土壤污染、綠色修復等諸多學科與方向,從環境、環境污染問題、環境污染治理三個方面為切入點,培養學生理論與原理的掌握、理論應用于解決復雜環境工程問題的實踐能力以及環境可持續發展思維的培養,這些都為生態文明建設可持續科學發展觀[5]等思政元素的融入提供了有效載體與實踐途徑。
二、環境化學思政教學實踐
本課程基于“學生為中心”的教學設計,全方位將思政內容融入教學實踐。采取課堂理論授課與學生課外拓展學習并重的模式,將生態文明建設、可持續發展內涵作為主旨思政內容與環境化學基本理論、原理與方法進行有機結合,實現以下思政目標:首先是在專業理論知識的歷史沿革與發展中體會文化自信;在案例教學和拓展自主學習中了解我國對環境問題基礎理論的持續探索和偉大實踐,深刻體會新時代中國特色社會主義道路自信、理論自信和制度自信;在專業領域深刻領悟并踐行生態文明建設,培養高度的人類環境憂患意識、環境保護責任感和正確的環境倫理觀;并能夠基于環境化學的新方法、新理論的拓展學習,對經濟—社會體系的可持續發展內涵和系統分析,培育和踐行社會主義核心價值觀。
三、總結
化學污染的特點范文4
關鍵詞:高校實驗;實驗教學;綠色化學
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)19-0043-02
綠色化學也稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學,是指運用化學原理,在化學品及其制備過程的設計、開發和應用過程中減少或消除對人類健康和環境有害的物質的使用和產生,是一門從源頭上阻止污染的化學,是可持續發展戰略在化學領域里的體現[1,2]。化學實驗作為大學化學專業的一門必修課程,將涉及各種不同類型的化學實驗,使用大量各種有毒化學試劑,而現在的大學化學實驗教學中,許多學校仍是按傳統的實驗方法進行教學,即按常量法使用大量的有毒、易揮發的有機試劑,且實驗后,各種廢液不經任何處理就直接倒入下水道等等。這些都給環境造成了直接或間接的影響。本文從實驗試劑的用量、實驗方案的改進及實驗內容的改進等方面對推動大學化學實驗的綠色化進行了簡單的探討。
一、高?;瘜W實驗的現狀
高校化學實驗包括有機、無機、物化、分析和環境檢測和分析等學科的實驗,不可避免地排放著各種廢液和廢物,現在隨著學生的擴招,學生實驗的人數也在不斷增加,因而實驗中消耗的試劑和藥品也大大增加,相應地,實驗過程中產生的廢液和廢物也在大大增加。但高校化學實驗的特點是實驗試劑和藥品種類繁多,一個化學專業的學生,在大學期用到的化學試劑和藥品可達上百種之多,如果有的學生能讀到碩士和博士時,接觸的試劑和藥品就更多了;另外,高校化學實驗的廢液和廢物中的組成成分復雜,分離提純的難度很大,因而,高?;瘜W實驗的廢液直接倒入下水道。因此,這樣日復一日,年復一年,不但傷害著學生的身體,而且也污染著學校周邊的環境。同時,很多高校的實驗室下水道與居民的下水道相連,污染物將通過下水道形成交叉污染,最后會流入河中或進入土壤中,這樣,污染的水將影響灌溉到的農作物或飲用水,對環境和人的安全帶來極大的危害。因此,必須從源頭上控制污染物,除了化學實驗污染物單獨處理和排出外,加強化學實驗改進,實現化學實驗綠色化是從源頭上控制污染物的最有效的手段。作為高校教師,有責任和義務遵照綠色化學的原則,從各方面不斷地改進各種實驗,為實現化學實驗的綠色化進行不懈地努力。
二、減少化學實驗中的試劑用量,用微型實驗代替常量實驗
現在很多大學實驗大部分都是采用常量試劑進行實驗,所用液體試劑動不動就是幾十毫升,固體藥品用量動不動就是十幾克,并且,作為大學教學實驗,做完實驗后,一般是不進行試劑回收的,都是作為廢液倒入廢液池,甚至直接倒入下水道,例如,在有機實驗中的1-溴丁烷的制備中,有的實驗教材中,要求用到的試劑的量為12mL濃硫酸、8mL正丁醇和10克溴化鈉。又如,在有的高分子實驗教材中,在甲基丙烯酸甲酯的本體聚合中,甲基丙烯酸甲酯的用量就要40mL,在苯乙烯與馬來酸酐的交替共聚合中,溶劑甲苯的用量就要76mL,以上有機和高分子實驗中的試劑和藥品的用量都很大,不但濃硫酸、甲基丙烯酸甲酯和甲苯本身是有毒有害物質,而且在實驗過程中會產生大量的有毒副產物。微型實驗的特點是實驗藥品微量化及實驗儀器微型化,它能有效減少試劑用量,降低實驗排廢量,減少環境污染,縮短實驗時間,而且安全可靠。因此,在不影響教學計劃和教學效果的情況下,我們將上面的實驗試劑和藥品減少,采用微型實驗,實際證明,我們的改進,不但達到了教學目的,而且實現了從源頭上減少污染的綠色化學實驗。
三、改進實驗方案,盡量避免使用有毒試劑和藥品
1998年,Anastas等[3]針對綠色化學提出了12原則,其中之一是在合成方法中盡量不使用和不產生對人類健康和環境有毒有害的物質。在滿足教學要求和保證實驗效果的情況下,可以將使用有毒試劑和藥品的傳統實驗方案進行適當調整,盡量避免使用有毒試劑和藥品的使用。例如,在高分子實驗中,大部分是選用酮以及苯或甲苯等有毒物質為溶劑來做溶液聚合實驗,為了減少實驗中的有毒有害物質,我們將溶液聚合改成以水為溶劑的丙烯酰胺的水溶液聚合;又如,在物理化學實驗中,在燃燒熱測定實驗,傳統實驗中是用有毒的萘作為實驗藥品,可以用無毒的蔗糖代替萘作為待測物;在凝固點降低法測定物質摩爾質量實驗中,也可用無毒的水-蔗糖體系取代傳統的有毒環己烷-萘實驗體系[4,5]。通過上面的用無毒物質代替傳統的有毒試劑和藥品進行實驗,不但能減少對環境的污染和對人體的傷害,而且能達到實驗教學的目的。
四、精選實驗內容,盡量使實驗內容之間具有連續性
設計具有高使用效益、低環境毒性的化學品是綠色化學的原則之一[3]。本著此原則,在選擇實驗內容時,我們可以選擇前后實驗的連續性,即用前一個實驗的產物作為下一個實驗的反應物,這樣就高效利用了反應產品,相應地減少了化學藥品的浪費,節省了實驗成本。例如,在高分子實驗中,可以把乙酸乙烯酯的溶液聚合和聚乙烯醇的制備兩個實驗安排為相鄰的兩個實驗,因為乙酸乙烯酯的溶液聚合的產物可以用來作為實驗聚乙烯醇制備的原料;在進行凝膠滲透色譜(GPC)測量聚合物分子量的實驗中,可以用學生由聚合物制備實驗中制得的聚合物作為樣品進行測試,這樣就不需購買實驗樣品,達到綠色化學的目的;又如在有機實驗中,可以把對氨基苯磺酸的制備和甲基橙的制備連續安排,因為上一實驗制備的對氨基苯磺酸可以作為下一實驗甲基橙制備的原料。
五、結論
綠色化學是一種新的創造性思想,是當今國際化學科學研究的前沿。綠色化學實驗使用化學藥品的基本原則為拒絕使用危害品原則(reject)、減量使用原則(reduce)、循環使用原則(recycle)、重新使用原則(reuse),極大地減少或消除了實驗室的“三廢”,盡可能減少環境污染或無污染,以實現綠色化學要求盡可能少的負作用的理想和目標,是綠色化學可持續發展戰略在化學實驗中的具體體現,是培養學生綠色化學觀念的重要途徑[4]。在化學實驗教學中,只要本著綠色化學的原則,對各實驗深入探究,就會不斷出現新的措施和方法,但這是一個漫長的過程,需要教育工作者堅持不懈地研究和探索。總之,將綠色化學教育納入高等院校教學改革內容,把綠色化學的思想滲透到化學課程教學內容之中,對培養具有可持續發展理念和具有綠色化學理念的專業人才具有重要意義。
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化學污染的特點范文5
關鍵詞:綠色化學;有機化學;應用實踐
隨著綠色理念的盛行,綠色教育事業也相繼出現。有機化學在實驗過程中通常會應用很多的有害試劑,為了避免化學實驗過程對環境的影響,提高對環境的重視度是非常有必要的。本文主要闡述綠色化學理念在有機化學教學中的應用。
1綠色化學理念價值
1.1綠色化學理念
綠色化學是以生態環保為基礎發展方向的一項學科,其主要目的是降低化學實驗過程中的污染率,利用新型的清潔能源完成化學實驗或是化學實驗中資源的替換,降低污染排放量,達到環境友好型的化學實驗,實驗化學實驗的“0排放”。合理運用綠色化學理念可以有效改善有機化學實驗副反應的生成以及污染物質的排放。
1.2核心價值
綠色理念與化學的結合形成了綠色化學,主要是為了體現無污染、環境友好型、清潔的特點。其核心的價值是原子經濟性以及減量、循環、回收、再生、拒用的“5R”原則,并實現有機化學實驗的“0排放”;提升學生的環保意識,增強學生的科學發展觀,為學生灌輸可持續發展的概念,引導學生和社會環境友好相處。
2綠色化學理念的應用
2.1建立綠色化學實驗室
2.1.1硬件設施建設在原有化學實驗室的基礎上進一步實驗綠色化學實驗室的建立,通過改善學校的硬件設施,優化“三廢”的管理過程,實現綠色化學理念在化學實驗建立中的應用?!叭龔U”處理包括對廢水、廢氣、廢渣的處理,以增加通風柜的臺數,對廢液加強回收處理后排放,有毒氣體以及污染氣體處理后排放,通過蒸餾以及有機溶劑的添加,降低“三廢”的污染度和污染性。
2.1.2軟件建設方面對綠色實驗室的規章制度加強建設,提升學生和老師的環境保護意識以及灌輸綠色化學理念,對“三廢”的處理辦法以及規定打印出來黏貼到實驗室的墻上,供學生和老師閱讀和遵守,建立一個綠色理念的有機化學實驗室文化,將“5R”原則灌輸給老師以及學生,在充分理解原則的基礎上進行有機化學的實驗,傳播綠色化學意識。
2.2實驗內容綠色化
2.2.1實驗內容優化在有機化學實驗的過程中,注重對實驗過程的總結和歸納,分步驟優化實驗過程,選擇污染小、毒性小、清潔型的實驗試劑以及實驗過程中,對不必要的實驗選擇用清潔型的實驗替代或是刪除。例如,以Al2O3/SO42-固體超強酸代替濃硫酸作為制備乙酸乙酯、制備乙酰水楊酸等的催化劑,這樣可以有效的減少實驗過程中的副反應,降低“三廢”的產生以及排放量。通過對有機溶劑的選擇和廢渣的處理,再次蒸餾以及分類處理,在實驗的過程中實現了綠色化。
2.2.2開展微量、半微量實驗微量、半微量實驗作為成功教學經驗已在多個高校推廣應用,并已有多套相關教材出版發行,其最突出的優點是使用最少的藥品、試劑完成教學任務。由于試劑用量大大減少,產生的“三廢”量也就非常少,既節省了實驗經費,又減少了環境污染。實踐證明,微量、半微量實驗與常量化實驗在準確性與嚴密性方面并無明顯差別,而且,學生在做實驗時更細心,更認真。因此,在校財政支持下,購置了部分微型實驗儀器,積極開展微量、半微量實驗并取得了較好的效果。
2.2.3先進教學技術的應用隨著信息技術和科學技術的發展和應用,模擬仿真技術的出現可以替代實際動手操作,以及降低了有毒溶劑和揮發性溶劑的使用。計算機多媒體系統通過文字、聲音、圖像、動畫在不同的界面上流動,從而對實驗的原理、裝置、實驗步驟及實驗注意事項進行展示。學生還可以自由搭建實驗裝置,添加藥品,實驗現象逼真,實驗數據準確。不僅具有形象生動的特點,而且真正實現了化學實驗的零排放、零污染。通過對這些先進教學技術的應用,可以有效的滿足學生的好奇心和興趣,帶動學生的學習熱情以及學習興趣。在實驗學習的過程中,向學生灌輸綠色化學、環境友好型的理念。
2.3綠色化學實驗技術應用
2.3.1微波加熱技術微波加熱技術是利用微波介質效應將電磁能轉化為熱能的新技術。它具有加熱速度快、效率高、反應條件溫和、操作簡單等優點,微波加熱屬于分子意義上的攪拌,反應物轉化率高,產品質量好,副反應少,原子經濟好,可直接減少環境污染。微波加熱技術在有機合成也有一個特定的應用程序,如微波輻射合成阿司匹林,可以不需要有機溶劑,大大減少了環境污染和微波輻射。合成苯甲酸也是一個典型的微波化學實驗,反應時間只有15min,不僅大大縮短了反應時間,而且副產品可回收利用,不污染環境。除了上述微波合成實驗外,還對乙酸乙酯和正丁基醚的微波合成進行了探索,得到了一些結果。
2.3.2超聲波合成技術超聲波合成技術是在超聲波條件下完成有機反應。超聲的化學作用與物質沒有直接關系,主要是通過液體的聲空化作用。所謂聲空化,是指微泡核在液體中形成、振蕩、生長、收縮、坍縮所引起的物理化學變化。超聲波合成技術具有反應速率快、高產量、時間短、條件溫和等的特點。超聲波合成技術作為一種新興的綠色實驗技術,在有機合成中得到了廣泛的應用??娠@著提高原子經濟,符合綠色化學的理念。具有重要的現實意義和發展前景。
化學污染的特點范文6
關鍵詞:污染土壤 重金屬 修復 發展趨勢
中圖分類號:X53 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)07(a)-0130-02
土壤是人類賴以生存的要素之一,是動植物生存的保障。土壤構成成分復雜,主要構成元素是硅、氧,此外還含有鐵、鋁等金屬元素。自然環境中,土壤中各種元素含量維持在相對平衡的狀態。伴隨著現代社會發展,人類活動產生了大量污染物,這些污染物進入土壤引起重金屬含量超標。重金屬超標對動植物生長、人類健康都有很大危害。防治和修復污染土壤已經刻不容緩。
近幾年,食品安全越來越受人們所關注,治理好土壤污染便是做好食品安全工作的第一步。但是土壤污染遠沒有像水、空氣污染那樣受人們關注。有資料顯示,我國有1300~1600萬hm2的耕地受到農藥的污染,直接經濟損失超過200億元人民幣。土壤污染具有隱蔽性、滯后性、難處理性等特點,在相當長的時間內我國土壤污染都難以解決,并且有惡化的可能。為了實現中國現代化進程,我們堅決不能走“先污染后治理”的老路,從現在開始關注污染土壤的修復技術。
1 土壤重金屬污染物來源
土壤中重金屬污染的來源較廣泛,其中主要包括重工業生產中產生的廢渣、廢氣,以及農業生產中過量使用農藥、化肥。冶煉、化工、電子等企業如果不及時處理廢渣廢氣,將會產生大量危害環境的重金屬污染物,如:鉛、鎘、汞和砷等。這些重金屬污染物難以在自然條件下降解。我國農業生產中大量農藥、化肥的使用也使重金屬污染形勢變得相當嚴峻。農業生產中有機磷和有機氯農藥是污染土壤的主要種類,除此之外無機-有機復合物污染物是土壤污染物來源的新方向[1]。
2 常見的污染土壤修復技術
2.1 生物修復技術
廣義的生物修復技術包括植物修復技術、動物修復技術、微生物修復技術。但是因為植物修復技術研究的比較廣泛,所以另作一類。生物修復技術是指依靠生物的活動使土壤污染降解或轉化為無毒或低毒的過程[2]。這里生物修復技術主要介紹的是微生物。微生物在自身的生長代謝中產生酸類,這些酸與重金屬結合,降低了重金屬活性,從而達到修復土壤的目的。另外微生物菌根可以促進植物根系吸收重金屬的效率,尤其是叢枝菌根對砷污染的土壤具有極大的應用價值[3]。近幾年,動物在生物修復技術也有成功應用的案例。高巖等論證了蚯蚓具有強化污染土壤的修復潛力,可見蚯蚓等動物是修復污染土壤的“綠色力量”[4]。
2.2 植物修復技術
植物修復技術是指植物本身特有的吸收富集污染物、轉化固定污染物以及通過氧化還原或水解反應等生物化學過程,使土壤環境中的有機污染物得以降解,使重金屬等無機污染物被固定脫毒。植物修復技術主要包括四種:植物提取、植物降解、植物穩定、植物揮發[2]。其中通過植物吸收來去除污染土壤中重金屬是目前應用最廣的方法。這種方法利用超累計植物從土壤中吸收一種或幾種重金屬,并將其轉移、存儲到地面上部,最后通過收割集中處理。遏藍菜屬、印度芥菜等被證明是改善污染土壤的理想植物[5]。周啟星等認為雜草具有品種多、生態適應能力強的特點,以雜草為對象將會在植物修復技術中取得較大突破[6]。單純利用植物修復污染土壤存在很多缺陷,近些年人們開始著手從多方面增強植物修復技術的修復效率。增強其效率的方法主要分為兩類:第一類是從植物自身入手,主要通過導入能夠增強植物吸收重金屬效率的基因來增強植物修復效率;第二類從外部環境入手,主要通過微生物(根際促生菌)、物理方法(電動法)、化學方法(向土壤中添加化學試劑)等來增強植物修復效率。
2.3 化學修復技術
化學修復技術是利用加入到土壤的化學修復劑與污染物發生一定的化學反應,使污染物被降解和毒性被去除或降低的修復技術[2]。對于不同類型的污染物和污染土壤的具體特征,化學修復手段和注入的化學物質一般不同。注入的化學物質可以是氧化劑、沉淀劑或解析劑。相對于其他修復技術,化學修復技術起步較早,技術相對成熟。化學修復技術主要依靠化學物質將重金屬固定,降低重金屬的活性。國內化學修復技術主要是原位淋洗修復,這種方式的修復技術既要考慮修復效率,同時更要考慮試劑對土壤的破壞程度。荷蘭、德國、美國等國家的異位淋洗已經較為普及。曾敏等驗證了EDTA是一種治理含有鉑、鋅、鉛污染土壤的較好的化學物質[7]。
2.4 物理修復技術
現階段,物理修復技術在英、美等發達國家得到了很大重視,異位土壤修復已經實現工業化生產。物理修復技術主要包括物理分離技術、蒸汽浸提技術、玻璃化技術和電動修復技術等[1]。其中電動修復技術應用在原位土壤修復方面在近幾年比較流行,是一項新興的物理修復技術。電動修復技術的基本原理類似于原電池,通過直流電將污染物帶到陽極附近而被去除。理論和實驗證明電動修復技術能夠有效的去除污染土壤中鉛、鎘、鉻、砷和汞等重金屬。單純利用電動修復技術容易受到外部條件干擾,效率較低,現在已經有多種和電動修復技術聯用的技術?,F階段,電動修復技術可以和Fenton技術、可滲透反應墻(PRB)、植物修復技術和超聲波等聯用[8]。多種修復技術的聯用可以提高電動修復技術的修復效率。
3 污染土壤修復技術的局限性