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新形勢 環(huán)境保護(hù) 污染治理
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,環(huán)境保護(hù)與污染治理已成為當(dāng)今社會的重大問題。在上個(gè)世紀(jì)末,人類社會的文明得到了飛躍性的發(fā)展,工業(yè)科技飛速進(jìn)步。然而,這卻是人類用環(huán)境的代價(jià)換來的社會進(jìn)步。如今,我們在享受物質(zhì)文明的時(shí)候,卻也被污染的環(huán)境深深的傷害著。在當(dāng)前形勢下,對環(huán)境的保護(hù)和污染的治理,已經(jīng)到了刻不容緩的程度。
一、主要的環(huán)境污染
當(dāng)今世界環(huán)境污染問題涉及到許多方面,其中最顯著的有以下幾個(gè)
(一)二氧化碳排放所造成的“溫室效應(yīng)”?!皽厥倚?yīng)”是新形勢下人類社會面臨的全球性環(huán)境問題之一,據(jù)了解,如果大氣中的二氧化碳?xì)怏w含量增加1倍,那么全球的年平均氣溫將升高1.5~4.5℃。據(jù)科學(xué)家預(yù)測,隨著人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體大量的增加,到2100年,全球的氣溫將上升2~5℃。而隨著“溫室效應(yīng)”的不斷增強(qiáng),將對人類生存環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)生重大影響。有的科學(xué)家認(rèn)為,隨著全球氣候的變暖,兩極冰雪將會部分融化,從而導(dǎo)致海平面上升,使沿海的一些國家和城市被海水淹沒。另外,隨著氣溫升高,各地區(qū)降水和干濕狀況也會發(fā)生變化,除此之外。氣候的變化還會引起一些疾病的蔓延,危害人體的健康等。因此二氧化碳排放所造成的“溫室效應(yīng)”,已引起世界各國的普遍關(guān)注,成為當(dāng)前形勢下環(huán)境議論的焦點(diǎn)。
(二)臭氧層遭到嚴(yán)重破壞。人類在創(chuàng)造財(cái)富,發(fā)展工業(yè)的同時(shí),卻也在破壞著環(huán)境。臭氧層被破壞就是當(dāng)今人類社會面臨的全球性環(huán)境問題之一,是人類活動(dòng)致使大氣層嚴(yán)重污染的結(jié)果。臭氧層遭到破壞之后,會使照射到地面上的太陽紫外線增多,將會嚴(yán)重?fù)p害地面上動(dòng)植物的基本結(jié)構(gòu),并危害到海洋生物的生存。此外,還會使地球的氣候和生態(tài)環(huán)境發(fā)生異變,能夠直接影響到人體的健康,如皮膚癌、白內(nèi)障等疾病增多。據(jù)科學(xué)家研究,大氣中的臭氧每減少1%,照射到地面上的紫外線就會增加2%。在80年代,科學(xué)家曾觀測到南極上空的臭氧在每年的9~10月會急劇減少,導(dǎo)致各種海洋生物的滅絕,1985年公布的測量結(jié)果也表明,南極上空的臭氧層濃度大大減少,臭氧層“空洞”已擴(kuò)大。1987年,科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)北極上空也出現(xiàn)了臭氧層“空洞”。種種調(diào)查表明,臭氧層已經(jīng)遭到了嚴(yán)重的破壞,亟待得到解決。
(三)酸雨。隨著工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,酸雨業(yè)已成為了當(dāng)前形勢下又一重大環(huán)境問題之一。酸雨的形成主要是來自工廠、汽車、飛機(jī)等燃燒和石油、天然氣,不斷地向大氣中排放硫和氮等有害物質(zhì)所物造成的。酸雨的危害性很大,如果降落在河湖,將會致使河湖水酸化,影響魚類生長和繁殖乃至大量死亡;如果酸雨降落在土壤中,也將會使土壤酸化,危害農(nóng)作物或森林生長并進(jìn)而危害人體健康;此外,酸雨還能夠蝕建筑物、橋梁、鐵軌等,就連保存了不知多少個(gè)世紀(jì)的文物古跡、碑刻石雕等也會被酸雨腐蝕得斑駁脫落、滿目瘡痍。由此可見,酸雨給人類生存、發(fā)展帶來巨大危害,被人們稱為“空中死神”。
(四)固體廢物所造成的污染。固體廢物所造成的污染又是工業(yè)化發(fā)展所遺留下來的一個(gè)重大問題之一。固體廢物的堆放帶來的嚴(yán)重環(huán)境問題主要有:1.占用土地資源,損傷地表。當(dāng)前越來越多的城市垃圾、礦業(yè)尾礦、煤矸石、工業(yè)廢渣等侵蝕了大量土地,直接地影響到了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn),妨礙了城市環(huán)境衛(wèi)生,并且對植被造成嚴(yán)重的損害,破壞了大自然的生態(tài)平衡。2.將會污染土壤、水體、大氣。堆放在地面的固體廢物以及滲出物會改變土壤的成分和結(jié)構(gòu),同時(shí)有毒的固體廢物還會殺傷土壤中的微生物和動(dòng)物,降低土壤肥力,破壞植被生長。3.嚴(yán)重危害人體的健康。固體廢物中所含的有毒物質(zhì)和病原體,除了以大氣、水體、土壤為媒介進(jìn)行傳播外,還會通過多種有害生物為媒介傳播疾病,比如傳播鼠疫等。
二、環(huán)境保護(hù)與污染治理
面對越來越嚴(yán)峻的環(huán)境形勢,如何對環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)和對污染進(jìn)行有效的治理就顯得尤為重要??刂骗h(huán)境的進(jìn)一步惡化與治理當(dāng)前面臨的各種環(huán)境污染,已經(jīng)成為各國所關(guān)注的焦點(diǎn)。
(一)防止或減緩溫室效應(yīng)。“溫室效應(yīng)”是指透射陽光的密閉空間由于和外界缺乏熱交換而形成的一種保溫效應(yīng)。對產(chǎn)生溫室效應(yīng)有重要影響的氣體有二氧化碳、甲烷、臭氧、氯氟烴以及水氣等。眾所周知,溫度一般較室外溫度高,不散熱,對室內(nèi)具有保溫效用,如今的地球與地球上的大氣層就像是室內(nèi)外。一般而言,要想防止或者減緩溫室效應(yīng),就必須將大氣中的二氧化碳濃度控制在0.03%左右,具體做法:1. 大力推行植樹造林活動(dòng),使植物吸收大氣中的二氧化碳;2. 控制工廠二氧化碳的排放量;3. 改善能源結(jié)構(gòu),開發(fā)新能源。比如春季的植樹造林、夏季升高空調(diào)溫度、節(jié)約用電、每人少開一天車等活動(dòng)就是防止或減緩溫室效應(yīng)的具體措施和行動(dòng)。
(二)控制酸雨對人體造成的危害。在我國,長江以南地區(qū)是全世界三大酸雨區(qū)之一,占國土面積資源的30%。酸雨的危害是眾所周知,它能讓森林面積減少,導(dǎo)致全世界每年有1200萬公頃的森林消失,而我國年均消失天然林40萬公頃,按近十年的平均采伐和毀壞森林的速度,到5055年將失去全部森林。同時(shí),酸雨能夠?qū)λ|(zhì)的污染和對人體皮膚的造成損害,將人類的健康造成了重大威脅。對于酸雨,可以采用以下措施來減少其危害:1.控制工廠和汽車尾氣二氧化硫的排放量;2.發(fā)展新型能源;3. 制定一系列的相關(guān)政策來限制管理企業(yè)工廠的環(huán)境破壞行為,令其做好環(huán)保措施。
(三)保護(hù)環(huán)境措施。1.必須制訂和完善環(huán)境保護(hù)法,規(guī)定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格控制工業(yè)上的二氧化硫、氮氧化物和氰、汞、鎘、砷等有毒有害物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn);2.設(shè)立和健全各級環(huán)保機(jī)構(gòu)、做到專人負(fù)責(zé);3.采取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)手段,堅(jiān)決打擊破壞“環(huán)境保護(hù)法”的人和事;4.注意工業(yè)合理布局和建廠對環(huán)境的影響,規(guī)定工業(yè)區(qū)各種污染物的排放量;5.大力進(jìn)行污染的治理工作;6.建立系統(tǒng)的環(huán)境科研和監(jiān)測網(wǎng),建立預(yù)警制度,隨時(shí)將各地污染狀況通報(bào)居民和有關(guān)廠礦;7.宣傳環(huán)保意識,發(fā)動(dòng)群眾綠化環(huán)境;8.控制劇毒高殘留農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用等。
我們?nèi)祟惿娴沫h(huán)境是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),它包括自然環(huán)境和社會環(huán)境兩部分.現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)和社會化的大生產(chǎn),擴(kuò)大了人類活動(dòng)的領(lǐng)域,增強(qiáng)了人類利用改造自然的能力,改變了環(huán)境的組成、結(jié)構(gòu)和環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力,豐富了人類的物質(zhì)生活.但與此同時(shí),由于人類某些活動(dòng)沒有遵循自然規(guī)律,向自然界索取的物質(zhì)和能量超過了自然界的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力,向自然界排放的廢棄物超過了自然界的自然凈化能力,這就造成了全球性的環(huán)境問題.環(huán)境的日益惡化,已對整個(gè)人類的生存和發(fā)展敲響了警鐘,增強(qiáng)全民環(huán)境保護(hù)意識已經(jīng)成為刻不容緩的大事.新的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)以提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為總目標(biāo).通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生將保持對自然現(xiàn)象較強(qiáng)的好奇心和求知欲,養(yǎng)成與自然界和諧相處的生活態(tài)度;初步形成可持續(xù)發(fā)展的觀念,并能關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會的相互影響. 因此結(jié)合新課程改革要求對學(xué)生進(jìn)行環(huán)境保護(hù)教育勢在必行.初中科學(xué)與環(huán)境科學(xué)之間的關(guān)系十分密切.初中科學(xué)教師可以充分利用學(xué)科優(yōu)勢對學(xué)生進(jìn)行環(huán)境教育,使學(xué)生在學(xué)習(xí)初中科學(xué)知識的同時(shí),也潛在地受到環(huán)境保護(hù)的教育.
一、在課堂教學(xué)中開展環(huán)境保護(hù)教育
1.利用教材內(nèi)容直接開展環(huán)境教育
初中科學(xué)教材中有關(guān)環(huán)境教育的內(nèi)容分散在教材的各個(gè)部分中.包括生態(tài)平衡、生物多樣性、大氣污染、水體污染、土壤污染等.教師在教材涉及到相關(guān)內(nèi)容時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)教育.例如,在七年級下冊中學(xué)習(xí)《空氣》的時(shí)候,根據(jù)初一學(xué)生的心理特點(diǎn),應(yīng)選擇以生動(dòng)、活潑的形象教育為此部分的教學(xué)手段和方式.如在講到全球環(huán)境問題之一的溫室效應(yīng)時(shí),首先可以給學(xué)生提供閱讀材料:“溫室效應(yīng)淺析”,讓學(xué)生思考:為什么會產(chǎn)生溫室效應(yīng)?其次,請學(xué)生觀看有關(guān) “溫室效應(yīng)影響”的教學(xué)錄像片,并討論總結(jié)出溫室效應(yīng)的主要影響;最后,觀看“關(guān)于溫室效應(yīng)發(fā)展”的教學(xué)錄像片,結(jié)合已有背景知識思考并討論:人為因素對溫室效應(yīng)的影響有多大、各種溫室氣體的主要來源與我們目前的生產(chǎn)生活方式之間有何聯(lián)系.通過以上的教學(xué)活動(dòng),使學(xué)生深刻意識到溫室效應(yīng)對人類生存發(fā)展的不良影響,減輕和消除溫室效應(yīng)是每一個(gè)人的責(zé)任,并以實(shí)際行動(dòng)為減輕溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)力量,即將觀念和意識轉(zhuǎn)化成實(shí)際行動(dòng),真正達(dá)到環(huán)境教育的目的.又例如學(xué)習(xí)《水》的時(shí)候,先通過教材中的數(shù)據(jù)使學(xué)生了解人們能直接利用的淡水只占地球上水的極小部分.再播放有關(guān)“水華”、“赤潮”生成及其后果的視頻使學(xué)生對水體污染有了直觀認(rèn)識.最后又給學(xué)生觀看非洲等缺水地區(qū)人們的生活現(xiàn)狀的圖片.學(xué)生課后感言:想不到看似選擇洗衣粉這么小的事情也包含著環(huán)境保護(hù)的大道理.
2.在科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中言傳身教,開展環(huán)境保護(hù)教育
科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)教學(xué)的重要組成部分,同樣擔(dān)負(fù)著對學(xué)生進(jìn)行環(huán)境教育的重要職責(zé),并且較之課堂教學(xué)更具有直觀性.但很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程或生成物中會產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì),導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為教師雖然在講環(huán)境保護(hù)但只不過是講講道理,并沒有真正重視環(huán)境保護(hù).因此,科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要言傳身教,開展環(huán)境保護(hù)教育,力求利用最少的實(shí)驗(yàn)藥品,獲得最佳的實(shí)驗(yàn)效果,最大限度地減少廢棄物,提高學(xué)生的環(huán)境意識,這是非常必要的,也是切實(shí)可行的.在一些涉及有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,要不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,盡量避免氣體外逸或液體泄漏,對有害尾氣要增加吸收或轉(zhuǎn)化裝置,不能任意排入大氣中.如在做一氧化碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)時(shí),在尾氣處理裝置的設(shè)計(jì)上,作為開放性問題,要啟發(fā)學(xué)生大膽設(shè)想,設(shè)計(jì)出減少有毒氣體排放的裝置,防止一氧化碳逸散空中污染環(huán)境.學(xué)生經(jīng)過熱烈討論后,最后想出再接一導(dǎo)管將一氧化碳回收至酒精燈處燃燒再利用的辦法,使環(huán)境保護(hù)教育落到實(shí)處.再例如硫酸銅的制取實(shí)驗(yàn)中,原理上有許多種方法,如可用濃硫酸直接和銅反應(yīng),也可用將銅在空氣中加熱,再和稀硫酸反應(yīng).這時(shí)教師就引導(dǎo)學(xué)生從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā),盡量減小環(huán)境污染,合理選取藥品.在具體的實(shí)驗(yàn)操作中,教師還要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程進(jìn)行操作,盡量利用少量的反應(yīng)物來制取少量的物質(zhì),使學(xué)生從教師的行動(dòng)中受到教育.在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生把每次實(shí)驗(yàn)完畢后的廢液按指定處傾倒或回收,統(tǒng)一處理,嚴(yán)禁隨意胡亂傾倒,力爭把污染減少到最低程度.這樣既可減少污染,也教育學(xué)生環(huán)境保護(hù)要身體力行,從自身做起,逐漸形成良好的環(huán)保習(xí)慣.
3.在練習(xí)題中加深環(huán)境保護(hù)意識
練習(xí)是教師教學(xué)后學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋,也是教學(xué)中常用的一種具體控制方法.在當(dāng)前的教學(xué)環(huán)境中是比較受學(xué)生重視的一種教學(xué)手段.所以老師也可通過練
習(xí),潛移默化,使學(xué)生逐步建立環(huán)境保護(hù)意識.在編制練習(xí)時(shí),可將環(huán)保理念與具體知識結(jié)合去觀察解釋社會熱
點(diǎn)問題.特別是一些環(huán)境保護(hù)中常出現(xiàn)的概念如綠色化學(xué)、白色污染、溫室效應(yīng)等.例如:新能源的開發(fā)利用是當(dāng)今全球的一個(gè)重大研究課題,發(fā)展氫能源有著廣闊的前景.練習(xí)題如下:有研究人員提出了“利用太陽能,以水
為原料,大量生產(chǎn)氫氣,并用作各種機(jī)械的動(dòng)力燃料”這一設(shè)想.試回答下列問題:
(1)你認(rèn)為這一設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)?若認(rèn)為能,請寫出有關(guān)的兩個(gè)化學(xué)方程式_______.
(2)氫氣作為燃料與現(xiàn)在廣泛使用的化石燃料相比有什么優(yōu)點(diǎn)?(要求答出兩點(diǎn))
①_______;②_______.
(3)為了降低汽車尾氣對空氣的污染,可用納米級的某種氧化物作催化劑,使尾氣中的CO與氮氧化物(NO)反應(yīng),轉(zhuǎn)化為空氣中含有的兩種氣體(其中一種為單質(zhì)),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______,其中NO發(fā)生了_______(填“氧化”或“還原”)反應(yīng).
二、在豐富多彩的課外活動(dòng)中,開展環(huán)境教育
環(huán)境教育本身是一種感知性的教育活動(dòng).科學(xué)教師要重視“在環(huán)境中學(xué)習(xí)”,可以組織學(xué)生參與以環(huán)境教育為主題的探究性學(xué)習(xí)、社會調(diào)查、參觀采訪等實(shí)踐活動(dòng),使學(xué)生在環(huán)境中真正感受到環(huán)境以及環(huán)境問題與他們自身是息息相關(guān)的,從而在感知中得到了理性的提高.如把探究性實(shí)驗(yàn)安排在課外活動(dòng)中進(jìn)行,既可補(bǔ)充課堂教學(xué)上因時(shí)間限制而造成的時(shí)間不足,又可使學(xué)生加深認(rèn)識,充分理解污染物對環(huán)境的危害.例如探究酸雨對環(huán)境的危害:先提供給學(xué)生有關(guān)的背景資料.指出是排放出的二氧化硫酸性氣體或汽車排放出來的氮氧化物煙氣上升到空中與水蒸氣相遇時(shí),形成硫酸和硝酸小滴,使雨水酸化,這時(shí)落到地面的雨水就成了酸雨.酸雨會對環(huán)境帶來廣泛的危害,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,如腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備;破壞露天的文物古跡;損壞植物葉面,導(dǎo)致森林死亡;使湖泊中魚蝦死亡;破壞土壤成分,使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡.學(xué)生以酸雨對種子萌發(fā)的影響進(jìn)行探究,通過噴不同濃度的pH的模擬酸雨,再數(shù)同樣顆粒的萌發(fā)種子噴清水作對照組.經(jīng)過半月觀察酸雨對其的影響,包括量作物莖,葉和根的長度,得出結(jié)論.為了讓實(shí)驗(yàn)更有說服力,可以采用不同組用不同的作物如水稻、菜豆、綠豆、小麥等.學(xué)生認(rèn)識到酸雨對生物的危害,進(jìn)一步提高了對環(huán)境保護(hù)的意識.又如,通過課堂教學(xué)學(xué)生已經(jīng)了解到水體污染的危害性,但本地區(qū)水體污染的嚴(yán)重程度學(xué)生并不是很清楚.教師讓學(xué)生對本村或本鎮(zhèn)河流的污染情況進(jìn)行調(diào)查,寫出調(diào)查報(bào)告.通過一系列不同層次、不同形式的環(huán)境實(shí)踐活動(dòng),幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固環(huán)境知識,陶冶環(huán)境道德情操,提高環(huán)境保護(hù)技能和環(huán)境宣傳能力,養(yǎng)成“從自己做起,從現(xiàn)在做起”的良好環(huán)境行為習(xí)慣.
通過具體教學(xué)實(shí)踐,證明在新課程標(biāo)準(zhǔn)下的科學(xué)教學(xué)中環(huán)境教育是必要的、有優(yōu)勢的.要把環(huán)境教育貫徹始終,使學(xué)生在此過程中逐步建立起一種科學(xué)的環(huán)境保護(hù)意識;養(yǎng)成與自然界和諧相處的生活態(tài)度;初步形成可持續(xù)發(fā)展的觀念.這也是時(shí)代對我們下一代的要求.
關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué);環(huán)境意識;培養(yǎng)
近幾年的高考試題中,都出現(xiàn)了有關(guān)環(huán)境問題的題目.現(xiàn)行的中學(xué)化學(xué)教材中,進(jìn)行環(huán)保意識滲透的知識點(diǎn)有所增加.除此之外,還可聯(lián)系實(shí)際,加強(qiáng)這方面知識的拓寬.下面談?wù)勎以诮虒W(xué)實(shí)踐中的幾點(diǎn)做法.
一、精心準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),喚起學(xué)生的環(huán)保意識
中學(xué)化學(xué)教材中,Cl2、HCI的制取,強(qiáng)調(diào)要在密閉系統(tǒng)或通風(fēng)櫥中進(jìn)行,可聯(lián)系Cl2、HCl的毒性向?qū)W生指明這樣做的目的.而Cl2、H2S、SO2、濃H2SO4、HNO3等性質(zhì)實(shí)驗(yàn),特別是分組實(shí)驗(yàn),尾氣直接排放到空氣中,對學(xué)生的危害較大,也污染了環(huán)境.據(jù)此可向?qū)W生講解:實(shí)驗(yàn)室條件下的排放量與工廠相比是微乎其微的,由此可以推知,工礦企業(yè)排放的有毒氣體必須經(jīng)吸收后才能排空,否則會對環(huán)境造成多么嚴(yán)重的污染.比如,對于NO2的制取,我進(jìn)行了這樣的改進(jìn):在盛有一小塊銅片的試管中,加入1mL左右的濃硝酸,然后立即用帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞住試管口,導(dǎo)氣管的另一端插入盛有NaOH溶液的小燒杯中,可看到紅棕色的NO2氣體充滿試管,多余的NO2氣體則通過導(dǎo)管進(jìn)入NaOH溶液中,這樣有毒的NO2氣體被NaOH溶液吸收,轉(zhuǎn)化為硝酸鈉和亞硝酸鈉,此改進(jìn)簡單易行有效,也極大地啟發(fā)和調(diào)動(dòng)了學(xué)生的思維,使學(xué)生在建立起環(huán)保意識后,開始了參與解決環(huán)境問題的實(shí)踐.
二、聯(lián)系化工生產(chǎn)工藝,進(jìn)行環(huán)保意識滲透
1 接觸法制硫酸.接觸法制硫酸的尾氣中含有SO2等氣體,直接排放到空氣中會造成環(huán)境污染.SO2對人體健康有很大危害,與支氣管炎、氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾病有關(guān),著名的倫敦?zé)熿F事件就造成了4000多人死亡.SO2對土壤、湖泊、河流造成酸化,使植物和農(nóng)作物造成損害,通過這些介紹,使學(xué)生意識到尾氣必須凈化回收.可啟發(fā)學(xué)生從S02的性質(zhì)出發(fā)選用合適的吸收液,然后指明我們一般用氨水來吸收,生成的亞硫酸銨,可作為生產(chǎn)氮肥的原料.
2 工業(yè)制HNO2.制硝酸的尾氣中含有少量的NO和NO2,如果不加處理就排放到空氣中,也會造成污染.NO能通過光化學(xué)氧化作用轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2.NO2對呼吸器官有強(qiáng)烈刺激,能引起急性哮喘病,造成肺損傷,引起胸悶,眼部灼傷和頭痛,特別會引起氣管炎和支氣管炎.為了消除其對大氣的污染,變廢為寶,我們常用堿液去吸收,使之轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和亞硝酸鹽這些化工產(chǎn)品.
3 制水泥.水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的粉塵,它能引起或加重呼吸道疾病,并會損害肺部.五六十年代嚴(yán)重的倫敦和紐約煙霧中就有粉塵,造成了數(shù)千人死亡.目前水泥廠都裝有除塵裝置,將回收的粉塵與粉煤灰、煤渣混合制成建筑用墻磚,實(shí)現(xiàn)廢物利用,又減少了普通粘土磚廠的土地用量,既提高了環(huán)境質(zhì)量,又保護(hù)了土地資源.
三、結(jié)合當(dāng)前環(huán)境熱點(diǎn),拓寬學(xué)生的知識面
上世紀(jì)80年代以來,溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨成為三大全球性環(huán)境問題,引起了第二次環(huán)保浪潮.化學(xué)是一門實(shí)用性較強(qiáng)的科學(xué),高考試題就很注重考查運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識來解決實(shí)際問題的能力.石油、煤化工及環(huán)境保護(hù)的知識在近幾年的試卷中重現(xiàn)率達(dá)100%.如,2010年江蘇高考試卷選擇題第1題,考查的就是環(huán)境保護(hù)與綠色能源問題.而且,隨著高考新方案的改革,化學(xué)學(xué)科也越來越重視學(xué)生的實(shí)用能力和知識面的考查.因此,向?qū)W生拓寬這方面的知識,顯得十分必要.
1 溫室效應(yīng).溫室效應(yīng)指地球大氣中的CO2等氣體,能讓太陽短波輻射透過它到達(dá)地面,而把地面長波大量吸收后又反射回地球表面,使地球表面溫度升高.目前溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w為CO2.由于溫室效應(yīng),將使全球氣候出現(xiàn)嚴(yán)重的混亂與反常.能使海平面上升,海水上漲造成的水災(zāi)將威脅世界30%的沿海城市和地區(qū),這一系列變化,將給世界各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然和社會環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞.因此,我們必須采取措施控制溫室效應(yīng),減少煤、石油、天然氣等化石燃料的用量,研究利用清潔安全的替代能源,并大力植樹造林.
2 臭氧層破壞.自從南極上空發(fā)現(xiàn)巨大的臭氧層空洞后,人們對臭氧層被破壞的原因極為關(guān)注.臭氧層能強(qiáng)烈地吸收短波紫外線,能濾掉99%以上的紫外線,護(hù)佑著地表各種生物的繁衍和生長.造成臭氧層被破壞的罪魁禍?zhǔn)资锹确鸁N.世界各國在控制和淘汰消耗臭氧層物質(zhì)及保護(hù)臭氧層免遭破壞方面作出了巨大努力,相繼推出無氟冰霜、代氯致冷劑等產(chǎn)品,取得了一定成效,極地上空的臭氧層空洞已有所愈合.
3 酸雨.現(xiàn)在國際上公認(rèn),pH小于5.6的酸性降雨、降雪、濃霧統(tǒng)稱為酸雨.酸雨的形成是一種復(fù)雜的物理和化學(xué)過程.酸雨中主要含有硫酸和硝酸,中國的酸雨主要是硫酸型酸雨,這與中國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)有關(guān).酸雨造成的危害是多方面的,影響范圍很廣,大致有以下幾方面:①土壤酸化,損害農(nóng)作物及林木的生長.②使河流湖泊等地表水酸化,污染飲水源,危害漁業(yè)生產(chǎn).③腐蝕建筑物,金屬材料、文物等.④影響人體健康.
關(guān)鍵詞:林業(yè);碳交換機(jī)制;溫室效應(yīng)
近年來由于溫室效應(yīng)的加劇,對于林業(yè)也需要有新的機(jī)制去管理。根據(jù)國家《關(guān)于加快林業(yè)發(fā)展的決定》,要求林業(yè)要有歷史性的轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變的途徑、內(nèi)容、方式、目的等都要緊緊圍繞排碳權(quán)進(jìn)行。
一、降低溫室效應(yīng)是目前全球需要
地球上由于二氧化碳的大量排放,導(dǎo)致空氣升溫不均衡,極地比赤道升溫快,內(nèi)陸高于沿海地區(qū),北部大于南部,使得整個(gè)地球的生態(tài)平衡遭到嚴(yán)重破壞,出現(xiàn)土地沙漠化、生物多樣性減少、水資源短缺等一系列問題。地球的升溫導(dǎo)致各冰川融化,海平面上升,它們的融化還給處于下游的地區(qū)帶來了常年的洪澇災(zāi)害,同時(shí)這些冰川對于太陽光照有折射作用,增加了地球?qū)τ谔柲艿奈?,?dǎo)致溫度升高,而且這些冰川都是寶貴的淡水資源,不久的將來會產(chǎn)生旱災(zāi)。農(nóng)作物的生長也需要相對于適宜的溫度,地球上氣溫的上升將導(dǎo)致農(nóng)作物的大量減產(chǎn)。地球變暖導(dǎo)致風(fēng)暴的能量增加,許多地方出現(xiàn)了以往沒有的大風(fēng)暴,沙塵暴的出現(xiàn)也變得頻繁,造成大量的損失。溫度上升會導(dǎo)致物種的滅絕和轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致外來物種入侵,產(chǎn)生新的疾病,比如艾滋病、非典等。
二、林業(yè)在緩解氣候變暖中的作用地位
林業(yè)想要真正服務(wù)于生態(tài)環(huán)境,要以緩解空氣中二氧化碳的含量為主。森林的光合作用可以吸收二氧化碳排放出氧氣,由于森林和土壤是陸地上最大的碳庫,森林生產(chǎn)部門單位是最主要的碳匯單位,植物在生長過程中吸收的二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌闹θ~、根莖,可以用木材代替鋼筋水泥等材料,降低使用這些材料所帶來的高耗能、高二氧化碳排放等問題。同時(shí)由于木材對原材料的消耗最少,植樹造林、增加森林碳匯量是目前解決空氣中二氧化碳含量最有效的措施。
提高森林的覆蓋率是最正確的選擇,但是植物只有在新葉、根莖的生長中才能形成新的碳匯,假如只關(guān)注森林的總量,那么產(chǎn)生的效果是有限的?,F(xiàn)有的森林生長緩慢,甚至不生長,對于碳的吸收很少,因此,就固碳制氧的作用上來說,增加森林的生長量的作用遠(yuǎn)大于增加森林的總蓄積量。目前我國林業(yè)只注重蓄積量而輕視生長量,這種觀念下的經(jīng)營理念、管理措施都是不科學(xué)的,要把森林的生長量放在第一位,才能增加森林的碳匯,發(fā)揮出應(yīng)有的作用。合理的采伐是必要的,不能一味的因?yàn)楸Wo(hù)森林資源而不去采伐,這樣影響了森林的再生,也極大的影響了碳循環(huán)。
三、生態(tài)危機(jī)導(dǎo)致碳交換機(jī)制的建立
溫室效應(yīng)的持續(xù)增高,使得地球上二氧化碳的排放空間越來越少,因此需要對二氧化碳的排放量進(jìn)行分配。但是由于各個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一,導(dǎo)致有的國家二氧化碳排放權(quán)過多、有的國家過少,對于二氧化碳排放權(quán)的交易就無法避免,碳交Q機(jī)制的建立使得碳匯市場化、產(chǎn)權(quán)化。一個(gè)國家林業(yè)量勢必會影響到該國家的發(fā)展空間,林業(yè)的地位越來越高。林業(yè)只依靠政府的補(bǔ)貼時(shí)代已經(jīng)結(jié)束,現(xiàn)在已經(jīng)開啟了市場交換的新模式。國家《森林法》的相關(guān)規(guī)定,以及國家對林業(yè)的投入,森林狀況已經(jīng)日益好轉(zhuǎn)。利用市場化的道路,讓一些二氧化碳排放量多的企業(yè),比如交通、電力、煤炭等通過購買二氧化碳排放權(quán),建立起可持續(xù)發(fā)展的新機(jī)制,這也是時(shí)展的必然需求。
四、碳交換機(jī)制的建議對林業(yè)產(chǎn)生的影響
森林的生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)大于其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而生態(tài)價(jià)值中,森林的制氧、固碳功能占主要地位,一個(gè)國家森林新增碳匯量的多少是決定該國家生存、發(fā)展空間的重要因素。碳交換機(jī)制的建立,使得碳匯產(chǎn)權(quán)化,生態(tài)服務(wù)也不再僅僅是公益項(xiàng)目,林業(yè)部門真正在市場經(jīng)濟(jì)上取得發(fā)展,不再像以往僅靠木材的收入、以及國家的補(bǔ)貼去發(fā)展。
五、保證碳交換機(jī)制建議所做的措施
為了盡快實(shí)現(xiàn)碳交易,不僅要做好宣傳工作,還要在理論上進(jìn)行分析,為宣傳提供強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)。首先,要對于森林碳匯量有一個(gè)相應(yīng)的測定方法,對于碳匯總量有合理的預(yù)算,為我國爭取到更多的二氧化碳排放權(quán)。其次,通過對碳源進(jìn)行研究,核實(shí)碳源單位及其排放量。經(jīng)過分析,工業(yè)部門占排放比例的30%,商業(yè)民用占排放量的40%,交通部門占20%,農(nóng)業(yè)部門占10%。同時(shí)優(yōu)化交易方式,比如收取二氧化碳排放稅,對相應(yīng)碳匯單位進(jìn)行補(bǔ)貼,或者為碳源、碳匯單位搭起直接、合法交易的平臺。
結(jié)束語
解決溫室效應(yīng)引發(fā)的一系列生態(tài)問題,必須對二氧化碳的排放權(quán)進(jìn)行分配,建立碳交換機(jī)制,林業(yè)部門也要在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行相應(yīng)政策的調(diào)整,保證自身的健康、快速發(fā)展,為地球的生態(tài)平衡做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]齊闖. 林業(yè)應(yīng)對氣候變化政策機(jī)制綜合評價(jià)研究[D].東北林業(yè)大學(xué),2013.
關(guān)鍵詞:陽極效應(yīng) 環(huán)境工程 鋁電生產(chǎn)
一、陽極效應(yīng)的發(fā)生機(jī)理及對環(huán)境的危害
工業(yè)鋁電解槽里氧化鋁含量低于1%時(shí),氟離子和氧離子共同在碳陽極上放電,形成氧氟化合物(COF),隨后和其他吸附化合物一起積聚在陽極表面上。此時(shí),電解質(zhì)對碳陽極的濕潤性變壞,電解質(zhì)會在更大程度上為陽極所排斥,于是陽極的有效電流密度逐漸增加,達(dá)到臨界電流密度時(shí),便發(fā)生陽極效應(yīng)。陽極效應(yīng)是熔鹽電解特有的現(xiàn)象,而以電解鋁生產(chǎn)表現(xiàn)尤為明顯。陽極效應(yīng)的產(chǎn)生是多種因素耦合產(chǎn)生的結(jié)果,主要表現(xiàn)出電解槽在物料和能量轉(zhuǎn)換過程中不相匹配的因素,因此導(dǎo)致陽極效應(yīng)發(fā)生的主要有設(shè)備、原料供應(yīng)、電解槽情況、操作控制等方面的因素。
陽極效應(yīng)的最大危害在于陽極效應(yīng)發(fā)生過程中產(chǎn)生的全氟化碳(簡稱PFCs,主要是CF4和C2F6)對環(huán)境的影響。CF4和C2F6是高溫室潛勢氣體,其C-F鍵非常穩(wěn)定、不易分解,并且具有很強(qiáng)的紅外光線吸收能力,能吸收大量的地表及低空熱輻射能,對全球溫室效應(yīng)影響很大。鋁電解生產(chǎn)中,陽極效應(yīng)還伴隨著對大氣臭氧層有破壞性的PFCs氣體的產(chǎn)生。當(dāng)今西方發(fā)達(dá)國家對鋁電解的環(huán)保要求極為嚴(yán)格,已從傳統(tǒng)的對氟化鹽揮發(fā)控制,轉(zhuǎn)向效應(yīng)發(fā)生的PFCs=CF4+C2F6的控制,而控制PFCs(CF4·C2F6)氣體是極為困難的。因此西方國家將電解鋁技術(shù)輸出到第三世界國家也是由于這方面的原因。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的倡導(dǎo)和節(jié)能減排政策的實(shí)施,減少溫室效應(yīng),嚴(yán)格控制有害氣體排放成為當(dāng)前環(huán)境工程面臨的重要任務(wù)。近些年來我國原鋁工業(yè)的快速發(fā)展,產(chǎn)能、產(chǎn)量均居世界首位,減少PFCs (CF4·C2F6)排放是鋁行業(yè)面對節(jié)能減排的現(xiàn)實(shí)問題。
二、控制陽極效應(yīng)發(fā)生的具體措施
陽極效應(yīng)發(fā)生的主要有設(shè)備、原料供應(yīng)、電解槽情況、操作控制等方面的因素,因此,降低陽極效應(yīng)系數(shù),減少溫室氣體排放主要可以從重視設(shè)備管理、優(yōu)化技術(shù)條件和改變管理觀念等方面入手解決生產(chǎn)中存在的具體問題。
1.保證槽內(nèi)原料的及時(shí)補(bǔ)充
電解質(zhì)中氧化鋁的含量是誘發(fā)陽極效應(yīng)發(fā)生的關(guān)鍵要素。實(shí)現(xiàn)氧化鋁的有效補(bǔ)充,氧化鋁控制策略優(yōu)化、氧化鋁供配料方式優(yōu)化、打殼下料機(jī)構(gòu)的適時(shí)維護(hù)、氧化鋁砂狀含量的比例控制等都是在生產(chǎn)中要密切注意的內(nèi)容。對氧化鋁濃度的控制是通過分析電解質(zhì)電阻變化引起的槽電壓變化,進(jìn)而控制槽電壓來實(shí)現(xiàn)的。一般的控制策略下,物料平衡與能量平衡之間是存在缺陷的:在氧化鋁投入量加大時(shí)控制電壓是下降的,并且在電解質(zhì)中氧化鋁濃度達(dá)到最大時(shí)控制電壓達(dá)到最小值。由于客觀限制,解決這一缺陷是困難的。因此在控制過程中常出現(xiàn)失控情況。凈化系統(tǒng)投料工藝、超濃相輸送系統(tǒng)輸送、現(xiàn)場包括卡錘頭、堵料、冒料、下料器漏料和不下料等,都會對電解槽內(nèi)氧化鋁的補(bǔ)充產(chǎn)生影響。實(shí)際生產(chǎn)中,要對凈化系統(tǒng)投料工藝、超濃相輸送系統(tǒng)輸送進(jìn)行不斷優(yōu)化,針對氧化鋁狀況進(jìn)行調(diào)整,避免出現(xiàn)載氟不均勻、結(jié)塊、結(jié)渣等影響輸送。為避免卡錘頭、堵料、冒料、下料器漏料和不下料等影響生產(chǎn),要指定專門人員通過及時(shí)分析電壓與下料曲線過欠量的關(guān)系,經(jīng)常進(jìn)行現(xiàn)場巡查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并迅速處理。
2.改善技術(shù)條件,優(yōu)化控制程序
槽型其技術(shù)條件的保持各不相同,要通過不斷的實(shí)踐來摸索本槽型不同階段各項(xiàng)技術(shù)條件之間的匹配關(guān)系,尋求最優(yōu)的技術(shù)條件保持范圍,有利于降低效應(yīng)系數(shù)??刂瞥绦螂S著電解鋁生產(chǎn)的不斷發(fā)展在逐步升級,從最初的簡單的下料控制到濃度控制、再到物料平衡和能量平衡控制,控制程序逐步科學(xué)化、智能化、人性化,操作界面更為友好。通過優(yōu)化控制程序,能夠更好的控制電解槽的物料平衡和能量平衡,降低陽極效應(yīng)系數(shù)。陽極狀況也是控制陽極效應(yīng)一個(gè)環(huán)節(jié)。陽極狀況分為陽極物化質(zhì)量和陽極表面狀態(tài)兩方面。陽極物化質(zhì)量對陽極掉渣、陽極消耗異常等有直接影響,進(jìn)而成為陽極效應(yīng)發(fā)生的誘因之一。因此在生產(chǎn)中要盡量使用高質(zhì)量陽極。陽極表面狀態(tài)主要是陽極表面的形狀,改變陽極氣體的溢出性質(zhì),目前主要的措施有梯形陽極、開槽陽極、開孔陽極等,采用這些措施的主要目的是減少氣泡撓動(dòng),降低二次反應(yīng)而提高電流效率或減小無效極距實(shí)現(xiàn)降低電解槽工作電壓達(dá)到低電耗生產(chǎn)的目的,但實(shí)踐表明這些措施對控制陽極效應(yīng)也有貢獻(xiàn)。電解工藝技術(shù)條件的合理配置是控制陽極效應(yīng)的重要內(nèi)容。平穩(wěn)有序的工藝運(yùn)行狀況對降低陽極效應(yīng)系數(shù)非常必要。鋁量及鋁水平、電解質(zhì)高度、電壓、覆蓋料、分子比、引風(fēng)量、槽溫等技術(shù)條件對合理的能量耗散分布規(guī)整的爐膛內(nèi)形有重要影響,同時(shí)也直接影響陽極效應(yīng)的產(chǎn)生,因此在生產(chǎn)中要合理配置并盡可能保持穩(wěn)定。
3.改變管理理念,經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益并重
摒棄以往對電解槽效應(yīng)優(yōu)缺點(diǎn)參半的錯(cuò)誤認(rèn)識,追求零效應(yīng)系數(shù)管理理念。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為陽極效應(yīng)具有消耗爐底沉淀、清理陽極底掌、判定電解槽冷熱狀態(tài)的功能,大型預(yù)焙電解槽具有點(diǎn)式定容下料方式爐底沉淀少,單塊陽極底掌面積小,炭渣容易排出,可采集和測量的參數(shù)多等特點(diǎn),陽極效應(yīng)對電解槽的熱平衡和爐膛破壞嚴(yán)重,因此要樹立零效應(yīng)控制理念。通過對員工的操作技能和操作方法的培訓(xùn),使之具備對電壓曲線監(jiān)控、下料系統(tǒng)異常處理、設(shè)備運(yùn)行異常及時(shí)發(fā)現(xiàn)的能力,從而保證基礎(chǔ)管理工作。
三、結(jié)束語
鋁電生產(chǎn)中產(chǎn)生的陽極效應(yīng)不僅影響生產(chǎn),還會對環(huán)境造成極大的危害,隨著時(shí)代的進(jìn)步,節(jié)能降耗已成為大勢所趨,愈來愈受到人們的重視。傳統(tǒng)的鋁電解生產(chǎn)及對陽極效應(yīng)的理解和管理已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前形勢的要求,隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入,鋁電解生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)零效應(yīng)管理是今后發(fā)展的方向。
參考文獻(xiàn)