前言:中文期刊网精心挑选了化学污染的特点范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
化学污染的特点范文1
关键词:土壤污染;土地;可持续利用
中图分类号:X144 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)03-0056-02
1 概 述
土壤被污染的主要特征有:隐蔽性与滞后性;累积性与地域性;不可逆性和治理难而周期长等四个主要特点,土壤一旦被污染了,不仅治理起来特别的困难,它带来的危害也相当之大,土壤污染会导致经济受损,导致大气的次生污染,土壤污染最直接的受害者就是农民。为了我们的子孙后代,为了人类的继续生存,实行土地的可持续利用成为了全世界人民共同的目标。
土壤污染的问题越来越严重,仅仅依靠个人已经不能解决了,要想从根源上解决土壤污染的问题,需要国家和人民共同努力。我们总以为土壤污染很多是发生在北上广等发达的大城市,因为那里经济发展的更快一些,工业也会相对发达,土地污染便会变的很严重。殊不知,日常生活中的很多小事积少成多都会对土壤造成污染,随后丢在地上一个垃圾袋,或者旧电池不好好处理,都会造成土壤的污染。一个垃圾袋埋在地下就需要用大约200年的时间才能腐烂,对土壤的污染特别大,废旧电池中的铅、汞、镉等都会造成土壤的污染。汽车尾气,过量使用农药等都在直接或间接的造成了土壤的污染。所以说,解决土壤污染的大问题,必须从生活中的一件件小事抓起。
我国在环境修复数量历年变化曲线图,如图1所示。
由此可见,我国在治理土壤污染方面取得成就还是相当高的,环境修复数量也在稳步上升,治理土壤的形势也非常的好,下面我们就来说一说如何实现土地的可持续利用。
2 通风去污法
通风去污法主要采用的方法就是在受污染的地区打上几口井,一部分的井用于通风,一部分的井用于抽气,在抽气的井口上安装净化装置,这样做既可以把地下的脏气排出去,又可以把地上的新鲜空气稠抽入到地下,抽气的井口还安装了净化装置,可以防止空气的二次污染。通风去污法首先在德萨斯研究院通过,被认为是最有效的去污技术。通风去污法所用的成本较低,安全性又极高,对环境的要求也比较低,可以在各个受污染的地区都可以进行土壤净化。它简单方便还不会对空气造成二次污染。通风去污法把土壤中的有害气体通通排出去,把外面新鲜的空气再次吸入到地下,这样一呼一吸之间,让土壤进行了充分的呼吸,土壤自身得到了更好的修复,人类需要呼吸,土壤同人类一样也需要呼吸。充分的呼吸才有利于排污气吸新气,让土壤自身进行改良。
3 植物提取法
植物提取法是利用超积累植物将土壤中的毒素转接出来,再搬到植物的根部和地上部位,等这种植物取得果实之后,再将它的果实继续播种在其他地方,这样做看似将污染转移到更多的地方,实则是通过土壤中的堵塞分解开来,植物本身就有一定的修复功能,把土壤中毒素转接到植物身上,由植物进行净化。
很多植物都有一定的净化功能,研究表明牛角瓜,香根草,飞机草等植物自身的净化能力都比较强。可以大面积的种植这几种植物,然后利用技术将土壤的毒素转移到这些植物的根部,待这些植物果实成熟之后再继续进行种植。
4 微生物修复法
微生物在治理土壤污染,实现土地的可持续性利用方面还处在一个不成熟的阶段,实施这一措施具有一定的风险性。微生物修复是指利用微生物来吸收和沉淀土壤中的污染物,完好的微生物修复会让土壤中的污染物降解成水和二氧化碳,但是如果降解的不够充分,微生物就会转化成带有毒性的中间产物,这些未降解好的中间产物对于人类的身体健康有很大的害处,所以说,要想进行微生物修复一定要进行风险评估,它存在的威胁性比较大,微生物运用的好就会治理土壤,运用的不好就会成为另外一种威胁人类健康的隐形杀手。
5 化学栅防止法
化学栅是近几年深受人们重用的一种利用化学方法进行对受污染土壤的治理的方法,化学栅是一种拥有能透水又能沉淀污染物的固体材料,像活性炭和树脂等都属于化学栅产品。将化学栅放在土壤受污染地区的底层,将土壤中的污染物进行吸附和沉淀,又不会阻碍土壤的水流,水流对土壤有一定的活化作用,化学栅材料的最大特点就是透水,既起到了净化土壤的作用又不会让土壤缺水,一举两得。
化学栅根据性质又可以分为沉淀栅,吸附栅,和混合栅。在运用化学栅材料时还可以根据不同地区不同的土壤污染情况利用不同的化学栅进行净化。但是化学栅还存在一定的问题,就是化学栅材料老化的问题,将化学栅放在土壤受污染地区的底层,将土壤中的污染物进行吸附和沉淀,又不会阻碍土壤的水流,水流对土壤有一定的活化作用,化学栅材料的最大特点就是透水,既起到了净化土壤的作用又不会让土壤缺水,一举两得。
化学栅根据性质又可以分为沉淀栅,吸附栅,和混合栅。在运用化学栅材料时还可以根据不同地区不同的土壤污染情况利用不同的化学栅进行净化。但是化学栅还存在一定的问题,就是化学栅材料老化的问题,和化学栅费用高的问题等,这些问题都需要不断的进行探究进而解决。
6 异位生物修复法
异位生物修复是指将被污染的土壤通过搬运输送到其他地区,然后进行生物修复,这种方法主要包括土地耕种,堆肥等,土地耕种法实施范围广泛且费用较低,但是对于一些土地稀少的地区而言,这种做法会将有害的物质挥发到空气中,造成环境的二次污染;而堆肥法具有处理时间短,而且效果好的特点,更多的应用在治理土地污染当中。
除了这些生物修复我们还可以从其他方面治理土地,比如多层面的实施土地管理制度;做好相关调查,让土地环境一直在掌控之中;环保部门充分发挥自己的职责,进行治理;加强对土地污染源的控制;加强土地修复技术。我们可以从很多方面进行土壤污染的治理,从国家到个人,每个人都可以为治理土壤,实现土壤的可持续性利用贡献自己的力量。
7 结 语
土地污染越来越严重,很多地区的土壤都受到了不同程度的污染,控制土壤污染,实现土地的可持续利用是一项长期而艰巨的工作,国家要制定相应的法律法规,企业要发展绿色经济,公民个人也要从日常生活的每件小事着手,从上到下的实行土地的可持续利用。土壤是我们赖以生存的根本,土壤遭到了污染,从动植物到人类自己都会受到不同程度的威胁。我们自己要生存,我们的子孙后代也要生存,控制土壤污染,实现土地的可持续利用,不仅仅是为了环境,更多的是为了人类自己。
参考文献:
[1] 赵沁娜,杨凯,张勇.土壤污染治理与开发的环境经济调控对策研究[J].
环境科学与技术,2005,(5).
[2] 李金惠,马海斌,夏新,等.有机污染土壤通风去污技术优化设计[J].城市
环境与城市生态,2001,(4).
化学污染的特点范文2
关键词: 中学化学教学 环境化学 渗透方法
一、中学化学渗透环境化学知识教育的必要性
随着科学技术日新月异的发展,越来越突出的环境污染问题给人类带来了许多灾难,严重威胁着人类的安全,保护环境已成为全人类的共同事业。我国作为世界上最大的发展中国家,在经济发展蒸蒸日上的同时,环境污染也日趋严重,严峻的环境危机使我们认识到:加强环境教育,提高人的环保意识。中学阶段是一个人成长和发展的关键时期,结合学科特点,在中学化学教学中加强对学生的环境保护意识的教育具有潜移默化的作用。
新版教材中很多章节涉及环境保护内容,并且比较详细地介绍了这些污染的成因、危害,特别指出大气污染、水污染等全球性环境问题,正在威胁着人类的生存和发展,保护自然环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题。把环境教育纳入学校的教学计划,写进教材,融入教学中,可以培养学生们的环境意识,使之了解环境状况,自觉参加环境保护活动。化学课堂上环保教育的渗透,既能拓宽学生知识面,又能使学生认识环境污染的严重性,增强环保意识。
二、中学化学渗透环境化学知识教育的可行性
化学是一门以实验为基础的自然科学,它与社会、环境联系十分密切,教师可以通过以下方式在教学中渗透环境教育。
1.在化学实验中进行环境教育。
化学是一门以实验为基础的学科,实验教学既是化学教学的重要组成部分,又是影响学生环境意识的重要手段。保护环境,从教室、实验室做起,从自己做起。在演示实验和学生分组实验中,都存在着“废气、废液、废渣”的问题,这些问题的处理过程是培养学生良好的环保行为习惯的好机会。从某种意义上讲,学校的环境污染主要来源于化学实验,近年来化学实验操作考试,实验次数增多,药品用量加大,化学实验要力求在不影响实验结果的前提下,让学生讨论、改进实验,尽量减少实验过程对人及环境的污染。某些废弃物经过简单处理后可以变废为宝,利用高锰酸钾制取氧气的残留物可以用做氯酸钾分解制取氧气的催化剂,最终残余物还可以用做钾的颜色反应或作为花草树木的优质肥料,使学生在化学实验中养成保护环境,造福人类的优良品质。微型实验是当前国际化学实验教学改革的重要趋势,其操作技术是用尽可能少的试剂来获得较明显的反应结果和准确的化学信息的一种实验方法。在微型实验中,由于实验过程中反应物和生成物的量都很少,产生的有害物质对环境造成的污染可降到最低程度。微型实验充分体现了绿色化学中的减量原则,即减少药品用量、减少“三废”排放量)。因此,组织学生进行微型实验仪器的制作、环保实验、实验的无害化研究等活动,是非常有意义的。改进有污染的实验,可进一步深化学生对环境保护的认识,培养学生实验探究的能力,同时注意培养学生观察演示有污染物排放实验的规范性。
2.通过多媒体和形象化教学,树立环保意识。
在学习《环境保护》这一节时,采用多媒体教学。播放画面:未经处理的工业废水,直接排放到江河中,水色发黑,河面布满死鱼,赤潮现象,人喝了被污染的水而染上严重的皮肤病……今天,人们疯狂地砍伐森林,肆意采掘地下矿藏,滥施化肥和农药,倾倒有害的工业废水,地球表面已千疮百孔、伤痕累累。乱开、乱采、森林消失,使水土流失严重、土地沙漠化、沙尘暴施威……学生直观地看到了污染危及人类的生存,而且直接威胁到整个生物圈的生态平衡。再播放一组画面:政府投入资金,通过化学、生物等方法治理后的五岛公园,河水清澈,景色怡人。这时学生们又会在感受美好自然的同时,意识到优美的环境与自己的学习息息相关,愿意认真学习化学知识,将来走出学校利用化学知识多做环保工作。通过以上方式的教学,学生不仅掌握了环保的有关概念,更重要的是环保意识已根植于学生的脑海中,并加强了对环境污染治理重要性的认识。
3.用研究性课题,激发自觉参与意识。
将环保知识渗与课内,寓于课外,从学科课堂教学渗透走向具有更多开放性、问题性、综合性、社会性、实践性和层次性特征的研究性学习,这是有效开展环境教育的更为理想的策略。在教学中适当布置研究性课题,可使学生对某些问题进行思考和综合分析,加深理解,激发学生的自我参与意识。如探究本地区的水资源问题,学生写出了《水资源的污染浪费情况》,其中收集了大量资料,调查了许多数据,而且走访了环保部门,探究使学生深刻体会到保护环境是何等重要。研究性课题已不再是一种负担,强烈的求知欲和社会责任感始终贯穿于整个研究过程,每一步的进展都使学生感到兴奋,从而激发了他们在保护环境中的自觉参与意识。
4.举办环保专题,丰富环保知识。
环保专题讲座不仅能增长学生环保知识,而且是进行环保法制教育的重要途径,化学教学中,应注重定期举办“环境与化学”的知识讲座。环保专题讲座内容联系课本,如结合空气的成分,向学生介绍有关臭氧层的形成、臭氧层所起的作用及破坏臭氧层后的危害,从大气质量、饮水质量、工厂排污情况等进行介绍,对本地的一些工厂造成环境污染而进行处罚的案例进行分析。充分利用学校宣传栏,展出环境化学科普常识。对于这样的专题讲座,学生都会乐意去听,容易接受。
5.加强化学课外活动。
学生的环保意识和环保观念的提高,还可通过组织学生开展化学课外实践活动和环保知识竞赛、制作化学与环境的知识板报等,让学生直接参与环境保护、环境监测等活动,有效地提高学生的环保意识,增强环保责任感和使命感。
总之,中学化学中的环境教学应根据不同年级学生的心理特点、知识水平、实际接受能力和当地环境问题的具体特点,来确定教学内容和教学方法,使学生初步具备判断和处理污染的能力,对环境保护具有主人翁意识,对主要的环境要素有所了解,具备初步认识和评价环境的能力,为我国的环保教育事业作贡献。
参考文献:
[1]戴树桂.环境化学[M].北京:高等教育出版社,1997.
[2]夏适怡.从学科渗透走向研究性学习[J].环境教育,2003,36(1):11-12.
[3]张玲.爱护环境系列教育活动从身边小事入手[J].环境教育,2003,36(1)41.
[4]张智峰.浅谈化学研究性学习[J].中学化学教学参考,2003,235(3):20-21.
化学污染的特点范文3
关键词:环境化学;课程思政;教学实践
一、课程内容与思政教学融合的架构
环境化学是环境工程专业基于OBE①理念课程体系中很重要的一门专业课。目前,全国普通高校建有环境类本科环境化学专业点700余个,每年招收新生数万人。该课程的质量和内涵建设的推进符合一流本科教育的时代需求及生态文明建设所需高水平创新型人才的国家需求。环境化学虽主要是基于化学的理论和方法,但又有别于传统化学课程的教学重点。该课程是结合地学、生物、医学等交叉学科技术,以污染物为研究对象,注重将化学理论应用于解决复杂环境工程问题;研究污染物的甄别与表征、生成与释放、环境赋存与归趋、转化与代谢、毒理效应与健康影响以及污染控制原理与技术的一门课程[4],同时,环境化学也是支撑生态文明建设、保护人体健康和人类命运共同体可持续发展的基础学科,其主要有以下几个特点:(1)多介质体系,涉及气、液、固等不同形态与尺度的污染物;(2)多专业覆盖,涉及农业、冶炼、化工、交通等不同行业所导致的污染问题;(3)潜在危害性,涉及影响人体及生态健康的污染物的暴露,污染危害性和风险性评价、预测与防治;(4)复合性,资源—经济—社会多系统融合,复合污染及多样化解决手段;(5)区域性,污染问题的地理空间差异,区域的环境、生态污染差异;(6)全球性,污染物跨媒介、跨界和跨区域迁移,影响人类命运共同体的和谐与可持续发展。环境化学以化学理论为主线,涉及普通化学、大气污染控制、水环境污染、土壤污染、绿色修复等诸多学科与方向,从环境、环境污染问题、环境污染治理三个方面为切入点,培养学生理论与原理的掌握、理论应用于解决复杂环境工程问题的实践能力以及环境可持续发展思维的培养,这些都为生态文明建设可持续科学发展观[5]等思政元素的融入提供了有效载体与实践途径。
二、环境化学思政教学实践
本课程基于“学生为中心”的教学设计,全方位将思政内容融入教学实践。采取课堂理论授课与学生课外拓展学习并重的模式,将生态文明建设、可持续发展内涵作为主旨思政内容与环境化学基本理论、原理与方法进行有机结合,实现以下思政目标:首先是在专业理论知识的历史沿革与发展中体会文化自信;在案例教学和拓展自主学习中了解我国对环境问题基础理论的持续探索和伟大实践,深刻体会新时代中国特色社会主义道路自信、理论自信和制度自信;在专业领域深刻领悟并践行生态文明建设,培养高度的人类环境忧患意识、环境保护责任感和正确的环境伦理观;并能够基于环境化学的新方法、新理论的拓展学习,对经济—社会体系的可持续发展内涵和系统分析,培育和践行社会主义核心价值观。
三、总结
化学污染的特点范文4
关键词:高校实验;实验教学;绿色化学
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)19-0043-02
绿色化学也称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是指运用化学原理,在化学品及其制备过程的设计、开发和应用过程中减少或消除对人类健康和环境有害的物质的使用和产生,是一门从源头上阻止污染的化学,是可持续发展战略在化学领域里的体现[1,2]。化学实验作为大学化学专业的一门必修课程,将涉及各种不同类型的化学实验,使用大量各种有毒化学试剂,而现在的大学化学实验教学中,许多学校仍是按传统的实验方法进行教学,即按常量法使用大量的有毒、易挥发的有机试剂,且实验后,各种废液不经任何处理就直接倒入下水道等等。这些都给环境造成了直接或间接的影响。本文从实验试剂的用量、实验方案的改进及实验内容的改进等方面对推动大学化学实验的绿色化进行了简单的探讨。
一、高校化学实验的现状
高校化学实验包括有机、无机、物化、分析和环境检测和分析等学科的实验,不可避免地排放着各种废液和废物,现在随着学生的扩招,学生实验的人数也在不断增加,因而实验中消耗的试剂和药品也大大增加,相应地,实验过程中产生的废液和废物也在大大增加。但高校化学实验的特点是实验试剂和药品种类繁多,一个化学专业的学生,在大学期用到的化学试剂和药品可达上百种之多,如果有的学生能读到硕士和博士时,接触的试剂和药品就更多了;另外,高校化学实验的废液和废物中的组成成分复杂,分离提纯的难度很大,因而,高校化学实验的废液直接倒入下水道。因此,这样日复一日,年复一年,不但伤害着学生的身体,而且也污染着学校周边的环境。同时,很多高校的实验室下水道与居民的下水道相连,污染物将通过下水道形成交叉污染,最后会流入河中或进入土壤中,这样,污染的水将影响灌溉到的农作物或饮用水,对环境和人的安全带来极大的危害。因此,必须从源头上控制污染物,除了化学实验污染物单独处理和排出外,加强化学实验改进,实现化学实验绿色化是从源头上控制污染物的最有效的手段。作为高校教师,有责任和义务遵照绿色化学的原则,从各方面不断地改进各种实验,为实现化学实验的绿色化进行不懈地努力。
二、减少化学实验中的试剂用量,用微型实验代替常量实验
现在很多大学实验大部分都是采用常量试剂进行实验,所用液体试剂动不动就是几十毫升,固体药品用量动不动就是十几克,并且,作为大学教学实验,做完实验后,一般是不进行试剂回收的,都是作为废液倒入废液池,甚至直接倒入下水道,例如,在有机实验中的1-溴丁烷的制备中,有的实验教材中,要求用到的试剂的量为12mL浓硫酸、8mL正丁醇和10克溴化钠。又如,在有的高分子实验教材中,在甲基丙烯酸甲酯的本体聚合中,甲基丙烯酸甲酯的用量就要40mL,在苯乙烯与马来酸酐的交替共聚合中,溶剂甲苯的用量就要76mL,以上有机和高分子实验中的试剂和药品的用量都很大,不但浓硫酸、甲基丙烯酸甲酯和甲苯本身是有毒有害物质,而且在实验过程中会产生大量的有毒副产物。微型实验的特点是实验药品微量化及实验仪器微型化,它能有效减少试剂用量,降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间,而且安全可靠。因此,在不影响教学计划和教学效果的情况下,我们将上面的实验试剂和药品减少,采用微型实验,实际证明,我们的改进,不但达到了教学目的,而且实现了从源头上减少污染的绿色化学实验。
三、改进实验方案,尽量避免使用有毒试剂和药品
1998年,Anastas等[3]针对绿色化学提出了12原则,其中之一是在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质。在满足教学要求和保证实验效果的情况下,可以将使用有毒试剂和药品的传统实验方案进行适当调整,尽量避免使用有毒试剂和药品的使用。例如,在高分子实验中,大部分是选用酮以及苯或甲苯等有毒物质为溶剂来做溶液聚合实验,为了减少实验中的有毒有害物质,我们将溶液聚合改成以水为溶剂的丙烯酰胺的水溶液聚合;又如,在物理化学实验中,在燃烧热测定实验,传统实验中是用有毒的萘作为实验药品,可以用无毒的蔗糖代替萘作为待测物;在凝固点降低法测定物质摩尔质量实验中,也可用无毒的水-蔗糖体系取代传统的有毒环己烷-萘实验体系[4,5]。通过上面的用无毒物质代替传统的有毒试剂和药品进行实验,不但能减少对环境的污染和对人体的伤害,而且能达到实验教学的目的。
四、精选实验内容,尽量使实验内容之间具有连续性
设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品是绿色化学的原则之一[3]。本着此原则,在选择实验内容时,我们可以选择前后实验的连续性,即用前一个实验的产物作为下一个实验的反应物,这样就高效利用了反应产品,相应地减少了化学药品的浪费,节省了实验成本。例如,在高分子实验中,可以把乙酸乙烯酯的溶液聚合和聚乙烯醇的制备两个实验安排为相邻的两个实验,因为乙酸乙烯酯的溶液聚合的产物可以用来作为实验聚乙烯醇制备的原料;在进行凝胶渗透色谱(GPC)测量聚合物分子量的实验中,可以用学生由聚合物制备实验中制得的聚合物作为样品进行测试,这样就不需购买实验样品,达到绿色化学的目的;又如在有机实验中,可以把对氨基苯磺酸的制备和甲基橙的制备连续安排,因为上一实验制备的对氨基苯磺酸可以作为下一实验甲基橙制备的原料。
五、结论
绿色化学是一种新的创造性思想,是当今国际化学科学研究的前沿。绿色化学实验使用化学药品的基本原则为拒绝使用危害品原则(reject)、减量使用原则(reduce)、循环使用原则(recycle)、重新使用原则(reuse),极大地减少或消除了实验室的“三废”,尽可能减少环境污染或无污染,以实现绿色化学要求尽可能少的负作用的理想和目标,是绿色化学可持续发展战略在化学实验中的具体体现,是培养学生绿色化学观念的重要途径[4]。在化学实验教学中,只要本着绿色化学的原则,对各实验深入探究,就会不断出现新的措施和方法,但这是一个漫长的过程,需要教育工作者坚持不懈地研究和探索。总之,将绿色化学教育纳入高等院校教学改革内容,把绿色化学的思想渗透到化学课程教学内容之中,对培养具有可持续发展理念和具有绿色化学理念的专业人才具有重要意义。
参考文献:
[1]曾家驹.应用型人才关头必须走改革创新之路[J].中国高教研究,2001,(2):79-80.
[2]蔡卫权,程蓓,张光旭,等.绿色化学原则在发展[J].化学进展,2009,21(10):2001-2008.
[3]Anas t as P T,Warner J C.Green Che mistry:Theory and Practice. New York:Oxford Universi ty Press,Inc.,1998:11-56.
化学污染的特点范文5
关键词:绿色化学;有机化学;应用实践
随着绿色理念的盛行,绿色教育事业也相继出现。有机化学在实验过程中通常会应用很多的有害试剂,为了避免化学实验过程对环境的影响,提高对环境的重视度是非常有必要的。本文主要阐述绿色化学理念在有机化学教学中的应用。
1绿色化学理念价值
1.1绿色化学理念
绿色化学是以生态环保为基础发展方向的一项学科,其主要目的是降低化学实验过程中的污染率,利用新型的清洁能源完成化学实验或是化学实验中资源的替换,降低污染排放量,达到环境友好型的化学实验,实验化学实验的“0排放”。合理运用绿色化学理念可以有效改善有机化学实验副反应的生成以及污染物质的排放。
1.2核心价值
绿色理念与化学的结合形成了绿色化学,主要是为了体现无污染、环境友好型、清洁的特点。其核心的价值是原子经济性以及减量、循环、回收、再生、拒用的“5R”原则,并实现有机化学实验的“0排放”;提升学生的环保意识,增强学生的科学发展观,为学生灌输可持续发展的概念,引导学生和社会环境友好相处。
2绿色化学理念的应用
2.1建立绿色化学实验室
2.1.1硬件设施建设在原有化学实验室的基础上进一步实验绿色化学实验室的建立,通过改善学校的硬件设施,优化“三废”的管理过程,实现绿色化学理念在化学实验建立中的应用。“三废”处理包括对废水、废气、废渣的处理,以增加通风柜的台数,对废液加强回收处理后排放,有毒气体以及污染气体处理后排放,通过蒸馏以及有机溶剂的添加,降低“三废”的污染度和污染性。
2.1.2软件建设方面对绿色实验室的规章制度加强建设,提升学生和老师的环境保护意识以及灌输绿色化学理念,对“三废”的处理办法以及规定打印出来黏贴到实验室的墙上,供学生和老师阅读和遵守,建立一个绿色理念的有机化学实验室文化,将“5R”原则灌输给老师以及学生,在充分理解原则的基础上进行有机化学的实验,传播绿色化学意识。
2.2实验内容绿色化
2.2.1实验内容优化在有机化学实验的过程中,注重对实验过程的总结和归纳,分步骤优化实验过程,选择污染小、毒性小、清洁型的实验试剂以及实验过程中,对不必要的实验选择用清洁型的实验替代或是删除。例如,以Al2O3/SO42-固体超强酸代替浓硫酸作为制备乙酸乙酯、制备乙酰水杨酸等的催化剂,这样可以有效的减少实验过程中的副反应,降低“三废”的产生以及排放量。通过对有机溶剂的选择和废渣的处理,再次蒸馏以及分类处理,在实验的过程中实现了绿色化。
2.2.2开展微量、半微量实验微量、半微量实验作为成功教学经验已在多个高校推广应用,并已有多套相关教材出版发行,其最突出的优点是使用最少的药品、试剂完成教学任务。由于试剂用量大大减少,产生的“三废”量也就非常少,既节省了实验经费,又减少了环境污染。实践证明,微量、半微量实验与常量化实验在准确性与严密性方面并无明显差别,而且,学生在做实验时更细心,更认真。因此,在校财政支持下,购置了部分微型实验仪器,积极开展微量、半微量实验并取得了较好的效果。
2.2.3先进教学技术的应用随着信息技术和科学技术的发展和应用,模拟仿真技术的出现可以替代实际动手操作,以及降低了有毒溶剂和挥发性溶剂的使用。计算机多媒体系统通过文字、声音、图像、动画在不同的界面上流动,从而对实验的原理、装置、实验步骤及实验注意事项进行展示。学生还可以自由搭建实验装置,添加药品,实验现象逼真,实验数据准确。不仅具有形象生动的特点,而且真正实现了化学实验的零排放、零污染。通过对这些先进教学技术的应用,可以有效的满足学生的好奇心和兴趣,带动学生的学习热情以及学习兴趣。在实验学习的过程中,向学生灌输绿色化学、环境友好型的理念。
2.3绿色化学实验技术应用
2.3.1微波加热技术微波加热技术是利用微波介质效应将电磁能转化为热能的新技术。它具有加热速度快、效率高、反应条件温和、操作简单等优点,微波加热属于分子意义上的搅拌,反应物转化率高,产品质量好,副反应少,原子经济好,可直接减少环境污染。微波加热技术在有机合成也有一个特定的应用程序,如微波辐射合成阿司匹林,可以不需要有机溶剂,大大减少了环境污染和微波辐射。合成苯甲酸也是一个典型的微波化学实验,反应时间只有15min,不仅大大缩短了反应时间,而且副产品可回收利用,不污染环境。除了上述微波合成实验外,还对乙酸乙酯和正丁基醚的微波合成进行了探索,得到了一些结果。
2.3.2超声波合成技术超声波合成技术是在超声波条件下完成有机反应。超声的化学作用与物质没有直接关系,主要是通过液体的声空化作用。所谓声空化,是指微泡核在液体中形成、振荡、生长、收缩、坍缩所引起的物理化学变化。超声波合成技术具有反应速率快、高产量、时间短、条件温和等的特点。超声波合成技术作为一种新兴的绿色实验技术,在有机合成中得到了广泛的应用。可显著提高原子经济,符合绿色化学的理念。具有重要的现实意义和发展前景。
化学污染的特点范文6
关键词:污染土壤 重金属 修复 发展趋势
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(a)-0130-02
土壤是人类赖以生存的要素之一,是动植物生存的保障。土壤构成成分复杂,主要构成元素是硅、氧,此外还含有铁、铝等金属元素。自然环境中,土壤中各种元素含量维持在相对平衡的状态。伴随着现代社会发展,人类活动产生了大量污染物,这些污染物进入土壤引起重金属含量超标。重金属超标对动植物生长、人类健康都有很大危害。防治和修复污染土壤已经刻不容缓。
近几年,食品安全越来越受人们所关注,治理好土壤污染便是做好食品安全工作的第一步。但是土壤污染远没有像水、空气污染那样受人们关注。有资料显示,我国有1300~1600万hm2的耕地受到农药的污染,直接经济损失超过200亿元人民币。土壤污染具有隐蔽性、滞后性、难处理性等特点,在相当长的时间内我国土壤污染都难以解决,并且有恶化的可能。为了实现中国现代化进程,我们坚决不能走“先污染后治理”的老路,从现在开始关注污染土壤的修复技术。
1 土壤重金属污染物来源
土壤中重金属污染的来源较广泛,其中主要包括重工业生产中产生的废渣、废气,以及农业生产中过量使用农药、化肥。冶炼、化工、电子等企业如果不及时处理废渣废气,将会产生大量危害环境的重金属污染物,如:铅、镉、汞和砷等。这些重金属污染物难以在自然条件下降解。我国农业生产中大量农药、化肥的使用也使重金属污染形势变得相当严峻。农业生产中有机磷和有机氯农药是污染土壤的主要种类,除此之外无机-有机复合物污染物是土壤污染物来源的新方向[1]。
2 常见的污染土壤修复技术
2.1 生物修复技术
广义的生物修复技术包括植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术。但是因为植物修复技术研究的比较广泛,所以另作一类。生物修复技术是指依靠生物的活动使土壤污染降解或转化为无毒或低毒的过程[2]。这里生物修复技术主要介绍的是微生物。微生物在自身的生长代谢中产生酸类,这些酸与重金属结合,降低了重金属活性,从而达到修复土壤的目的。另外微生物菌根可以促进植物根系吸收重金属的效率,尤其是丛枝菌根对砷污染的土壤具有极大的应用价值[3]。近几年,动物在生物修复技术也有成功应用的案例。高岩等论证了蚯蚓具有强化污染土壤的修复潜力,可见蚯蚓等动物是修复污染土壤的“绿色力量”[4]。
2.2 植物修复技术
植物修复技术是指植物本身特有的吸收富集污染物、转化固定污染物以及通过氧化还原或水解反应等生物化学过程,使土壤环境中的有机污染物得以降解,使重金属等无机污染物被固定脱毒。植物修复技术主要包括四种:植物提取、植物降解、植物稳定、植物挥发[2]。其中通过植物吸收来去除污染土壤中重金属是目前应用最广的方法。这种方法利用超累计植物从土壤中吸收一种或几种重金属,并将其转移、存储到地面上部,最后通过收割集中处理。遏蓝菜属、印度芥菜等被证明是改善污染土壤的理想植物[5]。周启星等认为杂草具有品种多、生态适应能力强的特点,以杂草为对象将会在植物修复技术中取得较大突破[6]。单纯利用植物修复污染土壤存在很多缺陷,近些年人们开始着手从多方面增强植物修复技术的修复效率。增强其效率的方法主要分为两类:第一类是从植物自身入手,主要通过导入能够增强植物吸收重金属效率的基因来增强植物修复效率;第二类从外部环境入手,主要通过微生物(根际促生菌)、物理方法(电动法)、化学方法(向土壤中添加化学试剂)等来增强植物修复效率。
2.3 化学修复技术
化学修复技术是利用加入到土壤的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应,使污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术[2]。对于不同类型的污染物和污染土壤的具体特征,化学修复手段和注入的化学物质一般不同。注入的化学物质可以是氧化剂、沉淀剂或解析剂。相对于其他修复技术,化学修复技术起步较早,技术相对成熟。化学修复技术主要依靠化学物质将重金属固定,降低重金属的活性。国内化学修复技术主要是原位淋洗修复,这种方式的修复技术既要考虑修复效率,同时更要考虑试剂对土壤的破坏程度。荷兰、德国、美国等国家的异位淋洗已经较为普及。曾敏等验证了EDTA是一种治理含有铂、锌、铅污染土壤的较好的化学物质[7]。
2.4 物理修复技术
现阶段,物理修复技术在英、美等发达国家得到了很大重视,异位土壤修复已经实现工业化生产。物理修复技术主要包括物理分离技术、蒸汽浸提技术、玻璃化技术和电动修复技术等[1]。其中电动修复技术应用在原位土壤修复方面在近几年比较流行,是一项新兴的物理修复技术。电动修复技术的基本原理类似于原电池,通过直流电将污染物带到阳极附近而被去除。理论和实验证明电动修复技术能够有效的去除污染土壤中铅、镉、铬、砷和汞等重金属。单纯利用电动修复技术容易受到外部条件干扰,效率较低,现在已经有多种和电动修复技术联用的技术。现阶段,电动修复技术可以和Fenton技术、可渗透反应墙(PRB)、植物修复技术和超声波等联用[8]。多种修复技术的联用可以提高电动修复技术的修复效率。
3 污染土壤修复技术的局限性