可降解塑料的原理范文
時間:2023-12-25 17:36:20
導語:如何才能寫好一篇可降解塑料的原理,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
【關鍵詞】廢塑料,降解塑料,裂解油化,環境保護
1前言
廢塑料自然環境下很難直接被降解,造成嚴重的環境污染;塑料制品在生產過程中加入的大量助劑、填料、溶劑等添加劑,會析出進入環境,從而污染土壤及水體。廢塑料如粘有污染物,會吸引蚊蠅和繁殖細菌,危害人體健康。從能源角度,塑料原料主要來自不可再生的煤、石油、天然氣等化石資源,如果廢塑料不加以控制、回收利用,將加重能源危機。
隨著塑料應用領域的拓寬和使用量的急劇增加,廢塑料的污染問題已越來越為社會所關注。各國紛紛投入大量的人力、物力、財力解決其污染問題,在其替代品開發和回收再利用方面取得了較好的成效。
2廢塑料的環境危害
2.1對生物體的危害
通常組成塑料的高聚物是安全無毒的,但為改善塑料制品的加工和使用性能,一般需添加各種添加劑。例如,在有些聚氯乙烯制品中,加入量達35%~50%甚至更高的鄰苯二甲酸酯類增塑劑,在許多塑料中都加有含重金屬的穩定劑、著色劑,這些添加劑可遷移到外環境。研究發現,這些添加劑在大氣、生物質、水體、土壤以及河流底泥、城市污泥等介質中均有殘留,且分解緩慢,研究表明,鄰苯二甲酸酯類有類雌激素作用,能干擾內分泌,
甚至可能造成生殖功能異常。還有,在其單體聚合以及制品加工過程中會殘留有毒有害的單體和有毒有害的助劑,這些都是潛在的危害因素。
2.2對土壤、水資源的危害
農地膜對提高土地利用率,有效提高農作物的產量和質量發揮了巨大作用。但目前我國使用的地膜多為聚烯烴膜,難以自然降解,破壞了土壤性狀及肥料的均勻分布,影響其水分養分的吸收,阻礙了土壤與外界的空氣交換,使土壤中的微生物難以存活,影響植物根系生長,最終使土壤板結,嚴重的會造成土地鹽堿化,從而導致農作物減產,甚至難以生長。
粘有污物的生活和工業廢塑料無法回收利用,衛生填埋因其體積大而效率低,因其密度小造成填埋場地基松,使垃圾中的有害物質滲入地下,危害地下水及周圍環境。
2.3石化資源的浪費
合成塑料的原料主要是煤、石油和天然氣等化石資源。全世界每年數億噸的塑料消費量,將產生上億噸的塑料廢棄物,如果沒有采取積極的治理措施,將對日益緊缺的化石資源產生巨大的浪費。
3 廢塑料的技術防治措施
作為廢塑料的技術防治措施目前主要是使用降解塑料和循環利用。
3.1開發使用降解塑料
塑料是合成高分子材料,一般在自然環境中的光降解和生物降解速度都比較慢。可降解塑料是一類其制品的各項性能在保存期內可滿足使用要求,性能不變,而使用后在自然環境條件下,能降解成對環境無害的物質的塑料,從而避免破壞環境。 塑料降解主要指大分子鏈的斷裂,主要方式有光降解、化學降解、生物降解,實際應用中往往相互增效、協同使用。
3.1.1光降解塑料
光降解塑料是利用光化學反應使大分子鏈的化學鍵斷裂,塑料失去其物理強度并脆化,在自然力作用下變為粉末,進入土壤,在微生物作用下重新進入生物循環。光降解產品開發早技術成熟,但完全降解不容易,且完全降解的時間長。
3.1.2光-生物雙降解塑料
光-生物雙降解塑料是利用光降解和生物降解相結合制得的一類可降解塑料。和部分生物降解塑料一樣是在母體中加入一些促進其降解的淀粉、纖維素、微生物聚酯、光敏劑、生物降解劑等,產品使用后,在自然條件下,其化學結構完整性受到破壞,降解為水、二氧化碳和其他物質。 此類產品在自然環境中只能降解為細小顆粒,不能完全降解,對環境可能造成更嚴重的二次污染。
3.1.3生物降解塑料
完全生物降解塑料是指可以在自然條件下,能夠100%生物降解的塑料。按其原料來源方式可分為來源于化石資源的化石基生物降解塑料、來源于可再生資源的可再生材料基生物降解塑料以及以上兩類材料共混加工得到的塑料。
化石基生物分解塑料是指主要以石化產品為原料單體,通過化學合成的方法得到的聚合物。如脂肪族聚酯類、聚丁二酸丁二醇酯( PBS)、聚己內酯(PCL)、二氧化碳基共聚物(APC)等。
脂肪族聚酯。主要有PBS和PBSA (聚丁二酸/ 己二酸丁二醇共聚物)。PBS具有與PE、PP相近的優異力學性能,熱變形溫度接近100℃,耐熱性能良好,有能用現有通用設備加工成型的優良加工性能,且已生產規模化,由它開發出來的產品有發泡材料、薄膜、注塑制品等。另外為提高材料性能,通過改性得到脂肪族芳香族共聚酯,如PBAT(單體為己二酸、對苯二甲酸、1,4-丁二醇),其有與LDPE非常相似的加工性能,可擠出吹膜,不僅能與其他生物分解塑料如聚羥基丁酸戊酸酯(PHBV)、PLA等共混吹膜,還可添加淀粉等天然材料吹膜成型。
聚己內酯(PCL) 是一種由ε-己內酯合成的聚合物材料,具有較好的生物降解性能和生理相容性,是植入人體的首選材料,可用作手術縫合線等體內材料。由于PCL 的熔點低(60℃),加之價格較高,所以很少單獨使用。PCL 常與其他降解塑料共混使用,用作改性材料,以降低成本和改善性能。
二氧化碳基共聚物(APC)屬于脂肪族聚碳酸酯類,是目前生物降解材料的熱門研究課題,因為用二氧化碳氣體為原料合成降解塑料,可利用大量的二氧化碳溫室氣體,既節約了資源,又保護了環境,可謂兩全其美。APC 為二氧化碳(含量50% 左右)與環氧化合物的共聚物。如共聚單體為環氧乙烷,則共聚產物為PEC(二氧化碳/ 環氧乙烷共聚物);如共聚單體為環氧丙烷,則共聚產物為PPC(二氧化碳/ 環氧丙烷共聚物);如共聚單體為環氧丁烷,則共聚產物為PBC(二氧化碳/ 環氧丁烷共聚物)。目前產業化的有二氧化碳與環氧乙烷或環氧丙烷的共聚物。制約APC 發展的是環氧乙烷或環氧丙烷的價格高,合成催化劑價格高且供應緊張,造成成本居高不下。中山大學孟躍中教授改進的優化合成工藝預計可降低60% 的成本,價格接近通用塑料。APC 合成技術我國處于世界領先地位,目前只有我國的企業有規模化生產,APC 類塑料突出的優點是其氣體阻隔性比PET 和PA6高,接近EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物)。
可再生材料基生物降解塑料又分為天然材料基生物降解塑料和生物基生物降解塑料。直接以天然聚合物如淀粉、纖維素、甲殼素、大豆蛋白等以及其衍生物或混合物為原料成型制成的生物分解塑料為天然材料基生物降解塑料,其中工業化的有熱塑性淀粉和植物纖維模塑,但其性能穩定性及價格影響其應用普及。生物基生物降解塑料是利用可再生天然生物質資源,通過微生物發酵或發酵產生的乳酸等單體合成的聚合物。如聚羥基烷酸酯類(PHA)、聚乳酸( PLA) 等
PHA為聚羥基烷酸酯類降解塑料,目前產業化品種有:第一代產品PHB(聚3-羥基丁酸酯),第二代產品PHBV(3-羥基丁酸與3-羥基戊酸共聚物),第三代產品PBHH(3-羥基丁酸與3-羥基己酸共聚物),第四代產品P34HB(3-羥基丁酸與4-羥基丁酸共聚物)。PHA類屬于典型的生物降解塑料,具有綜合性能好、綠色環保等優點,缺點為原料價格較高。
聚乳酸(PLA)是目前產量最大、應用最廣的合成降解塑料,也是目前降解塑料中價格最低的品種,屬于典型的生物降解塑料。PLA 的主要缺點是脆性大、耐熱溫度低及氣體阻隔性差。目前針對PLA 脆性及耐熱溫度低的改性已取得重大成果,已廣泛用于流延薄膜、片材、板材、注塑和紡絲等產品中。
共混生物分解塑料是指利用上述幾種生物分解材料共混加工得到的產品。如PBS與淀粉、木質素、秸稈、殼聚糖以及各種棉麻纖維等的共混改性,既使共混后的復合材料可降解,又有效降低成本,還能充分利用天然材料,做到綠色低碳環保。
3.2廢塑料循環利用
廢塑料的處理方式目前主要有填埋、焚燒、熔融再生、和裂解轉化等方法。塑料填埋方法簡單、處理能力大,但不能有效利用資源,且塑料在土壤中長期不能分解,使土壤處于不穩定狀態,并產生二次污染;塑料焚燒可以回收熱能,但燃燒不完全,產生大量有害氣體,特別是二f英等有毒有害物質,對生態環境和人類健康產生嚴重影響;由于廢塑料的多樣性和混雜性,熔融再生法得到的復合再生塑料性質不穩定,易變脆,存在質量問題和二次污染問題。廢塑料裂解轉化制液體燃料(汽油、柴油等)或化工原料,不但能有效解決廢塑料污染問題,還可在一定程度上緩解能源緊缺狀況,可成為最有效的塑料回收利用途徑。
廢塑料裂解油化技術是指通過加熱或同時加入一定的催化劑,使塑料分解制取燃料油和燃料氣的資源化利用方法。按裂解原理可分為熱裂解法、催化裂解法、熱裂解-催化改質法和催化裂解-催化改質法。熱裂解法是通過提供熱能,使廢塑料大分子裂解,生成單體或低分子化合物,是最簡單的廢塑料裂解法;催化裂解法是熱裂解與催化裂解同時進行;熱裂解-催化改質法是先進行熱裂解,然后對熱裂解產物進行催化改質;催化裂解-催化改質法是先進行催化裂解,然后對催化裂解產物進行催化改質。
通過催化作用,可有效降低裂解溫度,并根據目的產物不同對產物選擇性進行有效調控。催化劑性能直接決定芳烴、低碳烯烴等化工原料或液體燃料的產率與質量,在適當的催化劑和催化條件下,PE、PP、PS等可完全轉化,且PS為裂解原料時,可以生成較高含量的苯乙烯單體。催化劑是廢塑料催化轉化技術的關鍵,也是限制其發展的重要因素。
目前,裂解油化新技術在市場上飽受追捧。美國、英國、加拿大、日本等發達國家,許多公司都已實現熱裂解油化技術的產業化。上海同濟大學與北京裂源環保技術設備有限公司、上海纖和環保科技有限公司等聯合攻關,已取得重大進展。研制的裂解爐,可連續穩定生產。產氣率約15%~20%(wt%),產油率達到65%以上(按塑料量計),可以處理廢塑料含量在30%以上的生活垃圾100噸/天,整個系統廢塑料裂解的油、氣、碳產品轉化率不低于廢塑料自身質量的99%,具有明顯的社會效益和經濟效益。
4 結束語
現階段,由于可降解塑料的消費量只占塑料年消費量的1%左右,大量使用的是不可降解的石化原料生產的塑料,因此,降解塑料新技術的推廣應用及廢塑料裂解油化技術相結合才能有效減少廢塑料對環境的污染。
參考文獻:
[1]齊桂蓮.白色污染及其防治[J].山東農業大學學報,2002,4(3):17.
[2]胡愛武.塑料包裝廢棄物的回收處理途徑[J].包裝工程,2002,23(3):94-95.
[3]趙延偉.塑料包裝廢棄物綜合治理研究塑料包裝[J].塑料包裝, 2002,12(3):6-13.
[4]周衛平.塑料污染及其治理對策[J].現代化工,2000,20(6): 1-4.
[5]趙勝利,黃寧生,朱照宇.塑料廢棄物污染的綜合治理研究進展[J].生態環境,2008, 17(6):2473-2481.
[6]翁云宣,金蘭英,許國志.中國生物基與生物分解塑料現狀及發展建議[J].現代化工,2010,30(1):2-5.
[7]劉軍,季君暉,張維等.生物可降解塑料PBS 與天然可降解高分子材料共混改性研究進展[J].化工新型材料,2013,41(8):1-3.
[8]王文廣.生物塑料和降解塑料的研究進展[J].塑料科技,2011,39(5):95-98.
[9]劉賢響,尹篤林.廢塑料裂解制燃料的研究進展[J].化工進展,2008,27(3):348-351.
[10]Serrano D P,Aguado J,Escola J M,etal.Nanocrystalline ZSM-5:A highly active catalyst for polyolefin feedstock recycling[J].Stud.Surf.Sci.Catal.,2002,142:77-84.
[11]Serrano D P,Aguado J, Escola J M, etal.Performance of a continuous screw kiln reactor for the thermal and catalytic conversion of polyethylene-lubricating oil mixtures [J].Appl.Catal. B,2003,44: 95-105.
篇2
【關鍵字】生物降解;高分子;材料
隨著經濟的不斷發展,人們生活水平的不斷提高,大量的高分子材料在各個領域發揮重要作用,而廢棄的高分子材料對環境的污染也日益嚴重。廢棄塑料的處理方法主要分為掩埋和焚燒,這兩種方法都會產生新的污染物污染環境。針對這一問題,許多國家實行了3R工程,3R指的是減少使用(Reduction)、重復使用(Reuse)、循環回收(Recycle)。但這只是減少了廢棄塑料的使用,沒有從根本上解決問題。如今,各種存在的處理廢棄塑料的方法都會造成污染,因此研究與開發環境可接受的降解性高分子材料是解決環境污染的重要方法。
1生物可降解高分子材料的用途
生物可降解高分子材料也被稱為“綠色生態高分子材料”,它在環境日益污染的今天發揮著重要的作用,主要分為以下幾個部分。
1.1解決環境污染問題
利用生物可降解高分子的生物可降解性有效解決環境污染問題。據統計,目前世界的高分子材料的產量已經超過1.2億噸,這些高分子材料在被使用后產生了大量廢棄物,這些廢棄物變成污染源,造成地下水與土壤的嚴重污染,進一步危害動植物的生長,對人類更是極其不利。20世紀90年代初期,在可以用來處理固體廢物垃圾填埋的場地用完以后,一些發達國家開始向落后國家出口垃圾,這一行為對發展中國家的影響是巨大的。一系列環境危機引發了人類的覺醒,發展可降解的環境友好型的材料成了科學家們的主要研究的方向,生物可降解高分子材料的出現為人類解決了這一難題,它能在一定條件下,利用微生物分泌酶的作用進行分解,大大減少了對環境的污染。
1.2生物可降解高分子在醫療器材中的使用
利用生物可降解高分子的特性可以制作生物醫用材料。使用可降解高分子制作成的藥物可以在人體內分解,參與人體的新陳代謝。在生物可降解分子研究的初期,研究內容主要集中于部分降解的可崩潰型高分子材料的研究,但現在這一研究已經逐漸被否定。目前許多國家仍然在不斷研究與發展生物可降解性的高分子材料,然而由于技術水平與成本的制約,生物可降解高分子的研究還沒有達到令人滿意的程度。
1.3生物可降解高分子材料在包裝行業中的應用
眾所周知,包裝行業中使用高分子材料的情況非常多,大量的廢棄包裝材料對環境的污染程度是可想而知的。目前市面上各種包裝材料主要以聚乳酸為首。聚乳酸具有良好的隔水性和透明性。作為基本材料的乳酸是人體可接受的固有物質之一,這使得聚乳酸對人體無毒無害,被廣大消費者接受。而傳統的包裝材料由合成樹脂構成,由于傳統樹脂的分解性不強,廢棄的包裝材料造成了40%的城市垃圾,成為最主要的環境污染源。
2生物可降解高分子的降解機理
生物降解指微生物的分解作用,在高分子領域指的是高分子材料在溶劑化,簡單水解和酶反應等條件下,轉化為相對簡單的中間產物或小分子的過程。高分子材料的生物降解主要由水合作用,強度損失,物質整體化喪失和質量損失4個階段組成。水合作用是指由范德華力氫鍵所維系的二次、三次結構的破裂而引發的水合作用。接下來在化學作用或酶的催化作用下,高分子主鏈可能破裂,造成高分子材料的強度降低。而高分子主鏈、交聯劑、外懸基團的開裂會進一步造成交聯高分子材料強度的降低,高分子鏈進一步斷裂。高分子鏈的不斷斷裂造成質量損失和相對分子質量的降低,相對分子質量低到一定程度后就會被酶分解代謝稱為水和二氧化碳等。由此可見,生物的降解過程并非是單一的化學反應,而是復雜的生物物理,生物化學的協同作用,是物理化學生物相互影響促進的過程。
3影響生物可降解高分子降解性的因素
3.1生物高分子的分子主鏈的影響
四大通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯都具有C―C鍵為主鍵的結構,使得它們對微生物的阻抗性很高,而根據研究表明,當聚合物的主鏈上含有C-O,C-N鍵時,聚合物對生物降解的敏感性大大提高。因此,根據共聚原理,想要制備出生物降解塑料就必須要在聚合物中引入易于生物降解的化學鍵。
3.2支化與分子量對生物高分子降解的影響
國外研究表明,對分子量范圍為170~620的線性與支鏈型碳氫聚合物的生物降解性進行分析比較,結果表明支鏈型聚合物的真菌生長速度與線性聚合物相比明顯小得多,也就是說線性的碳氫聚合物更易于降解。同時分子量的大小對高分子材料的影響也是巨大的,例如PS、PE、聚丁二烯和聚異丁烯只有在分子量小于特定值后才能夠被菌種所分解。
3.3降解環境對生物高分子降解的影響
雖然材料結構是決定生物大分子降解的主要因素,但是環境對生物大分子材料的降解也有一定的影響作用。降解環境主要指降解過程中的水,溫度,酸堿度和氧濃度等。水是微生物生長與代謝的基本條件,只有水的供應量足夠,微生物才可以進行分解材料。而溫度對微生物也有影響,每一種微生物都有適合其生長的最佳溫度與酸堿度,一般來說真菌生長在酸性條件下,而細菌在堿性條件下的生長更加迅速,想要提高降解效率,就必須要保證微生物的正常生長,為微生物提供合適的溫度,酸堿度等生長環境。
4生物可降解高分子的前景展望
由于我國生物高分子技術的研究并不成熟,國內的生物可降解高分子的開發與應用還存在一些問題。比如:產品價格過高,產品的性能和用途受到限制,產品生產技術不夠成熟等。盡管高分子市場存在許多不足,隨著人們環保意識的增強和我國環保法規的不斷完善,生物可降解高分子的市場仍在迅速增長。塑料薄膜、包裝材料、醫用材料等領域生物可降解高分子材料的研究將會得到更好的發展。目前針對如何解決市場出現的問題,研究者正在不斷努力,降低開發生產成本,對現有的可降解高分子進行性能改進,以獲取更高質量的高分子材料。研究開發低成本,高性能,具有降解時控性,高效性和徹底性的生物高分子材料成為高分子領域的主要研究方向。
【參考文獻】
[1]王身國.生物降解高分子――一類重要的生物材料 1.脂肪族聚酯的本體改性[J].高分子通報,2011,(10):1-14.
篇3
關鍵詞:廣州市;固體廢物;二次污染
1 廣州市固體廢物污染現狀
1.1 廣州市工業廢物污染現狀
近年來,廣州市工業生產產生的固體廢物急劇增加,組成成份日趨復雜。2005年全市固體廢物產生總量達2334萬噸,其中一般工業固體廢物就占有1400萬噸,該市固體廢物的處理處置總量雖接近1000萬噸,但現有的固體廢物處理處置設施數量上遠遠不能滿足廢物處置需求,設施建設普遍簡陋,達不到“無害化”的標準,二次污染嚴重。
1.2 廣州市城市生活垃圾污染現狀
目前廣州市平均日產垃圾6300噸。生活垃圾,主要在位于黃埔區的大田山垃圾填埋場集中處理。但由于各種原因,這些生活垃圾在處理過程中又給當地的居民群眾造成了較為突出的二次污染。尤為令人吃驚的是,已開場10多年、并計劃將于年內關閉的大田山垃圾填埋場,其污水處理系統至今還處于調試階段,大量未經任何處理的污水直接排放到河涌里。
1.3 廣州市有毒化學固體廢物污染現狀
目前廣州市每年的危險固體廢物產量約為2萬噸,廢舊電子電器12萬噸,廢塑料包裝物和農用薄膜32萬噸。其中醫療廢物進行集中處理處置的只有廣東生活環境無害化處理中心等3家,醫療廢物集中安全處置達標率只有40%;大量的危險廢物被不規范焚燒或傾入沒有采取防滲措施的生活垃圾填埋場,甚至直接排入環境中,造成嚴重的環境污染。
1.4 廣州市白色污染現狀
廣州市目前使用的是EPS(俗稱白色)泡沫塑料快餐具,其年消耗量在20億~30億只,大量棄擲的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世紀廣州市的白色垃圾有300多萬噸。由于EPS泡沫塑料消耗的是無法再生的石油資源,用作發泡劑的氟利昂是對地球大氣臭氧層造成不可逆轉破壞的“元兇”,它埋在地里會使土壤劣化,焚燒處理又會產生10余種有毒氣體污染空氣,故而成為災難性的“白色污染”。它已同汽車尾氣、有磷洗滌劑一起被列為我國環保治理的三大重點。因為白色垃圾需要百年以上時間才可以在自然界自然降解,所以解決它的污染問題被稱做百年難題。
2 廣州市固體廢物污染治理對策
2.1 工業固體廢物污染的治理對策
(1)冶金廢渣的治理對策。
①高爐渣:高爐渣的產量隨冶煉技術及礦石的品位不同而變化。高爐渣屬于硅酸鹽材料。它化學性質穩定,并具有抗磨、吸水等特點,可供廣泛應有,國內對高爐渣的應用都很重視,美、英、法、日本等國高爐渣的利用率已達100%,甚至出現了很多專營高爐渣商品的公司和工廠。我國高爐渣的利用率已達85%以上。為了適應不同的用途,高爐渣可分別被加工成水渣、礦渣碎石和膨脹礦渣等幾類主要產品。
②鋼渣:鋼渣是煉鋼過程中排出的固體廢物,包括轉爐渣、電爐渣等。煉鋼過程中的排渣工藝,不僅影響到煉鋼技術的發展,也與鋼渣的綜合利用密切相關。目前,煉鋼過程的排渣處理工藝大體可分為如下四種:冷棄法;熱潑碎石工藝;鋼渣水淬工藝;風淬法。
(2)化工固體廢物的治理對策。
①對硫鐵礦燒渣,應根據其含鐵量的不同確定其用途,鐵含量高的應回爐煉鐵;低鐵、高硅酸鹽的硫鐵礦燒渣宜做水泥配料。
②鉻渣可代替石灰石作煉鐵熔劑。在冶煉過程中鉻成為金屬進入鐵組分中,可徹底消除六價鉻浸出的危害;根據鉻渣在高溫下能還原成低價態無毒鉻的原理,可將鉻渣摻入煤中用于發電、用鉻渣作玻璃著色劑或鈣鎂磷肥和鑄石。還可利用碳對鉻渣進行干法還原除毒;用電解法處理鉻酸、生產鉻鹽精、回收原理含鉻硫酸氫鈉等。
③燒堿鹽泥可采用抽濾、沉淀過濾法進行處理,或用于制氧化鎂等;含汞鹽泥可用次氯酸鈉氧化法、氯化-硫化-熔燒法進行處理,并回收金屬汞。
④電石渣可制水泥或代替石灰作各種建筑材料、筑路材料等,還可用來生產氯酸鉀等化工產品。
⑤其它化工廢物,如,磷渣可燒制磷酸;甲醇廢觸媒可生產鋅-銅復合微肥;溶劑廠母液可生產二甲基甲酰胺等;染料廢渣制硫酸銅等產品;膠片廠的廢膠片和廢液可回收銀。
2.2 生活垃圾污染的治理對策
(1)填埋法。
①垃圾填埋場的選址。選址時遵循的原則是:遠離生活區和水源地;避開上風口和水源地上游;自然地理條件不適宜飄浮擴散和滲漏。
②對填埋場需要進行嚴格的防滲漏處理,以免垃圾中的有害物在雨水或地表徑流的沖刷下隨水滲漏,污染地下水和相鄰土壤。
③垃圾場表面覆土和排氣管網設置。
(2)堆肥法.
堆肥生產的主要工藝過程是:生活垃圾-分類-破碎-發酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包裝-出廠。如果是生產一般堆肥,則在發酵工藝完成后,即可直接使用;如果生產有機復合肥,則在配料工藝需要添加一定配比的化肥。有機復合肥的有效肥力是一般堆肥的4~5倍。目前廣州市的固體污染只有少量是用的堆肥法處理。
(3)焚燒法。
廣州市現在有1座大型垃圾焚燒廠――李坑垃圾焚燒廠。李坑生活垃圾焚燒發電廠一期是廣州市重點工程項目之一,項目總投資7.25億元。投入運行的一期工程設計日處理垃圾1040噸,占目前廣州市日產生活垃圾量的約1/7;該廠年發電1.3億度,能滿足10萬戶家庭生活所需,是符合廣州特點,達到國內領先水平的垃圾焚燒發電廠。利用垃圾發電、“變廢為寶”是李坑生活垃圾焚燒發電廠有別于垃圾填埋場的一大亮點。該項目還是國內第一個采用中溫次高壓參數的焚燒發電廠,通過提高蒸汽溫度和壓力有效提高蒸汽回收效率,使發電量增加20%以上。此外,與垃圾填埋場需大量占用土地不同,該廠在設計原則上盡可能節約用地,目前一期用地僅為3.2萬平方米,是興豐垃圾填埋場的1/10。
3.3 白色污染處理方法
①實行垃圾分類,以利回收利用。清潔的廢塑料制品可重復使用、造粒、煉油、制漆、作建材等。而從垃圾場重新分揀廢塑料制品,則費時費力,且塑料的利用價值也很低。所以一定要在廢塑料制品進入垃圾流之前將其分類回收上來。目前,發達國家大都走回收利用的路子。我國城鎮盡快推行垃圾分類棄置已勢在必行。
②依靠科技進步,發展可降解塑料。美國、日本等發達國家已研制成功以植物淀粉為主要原料的可降解塑料,大大縮短了其可降解周期。廣州市新型塑料的研制也取得了重大進展,已經和正在開發出以淀粉、秸稈纖維、天然草漿等材料制成的“綠色”替代品。
③加強立法,強化管理,盡量減少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法規的形式明確生產者、各級銷售者和消費者回收利用的義務。目前美國、日本等發達國家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。廣州市也為此專門制定了地方性法規,扼制“白色污染”的污染源。
2.4 廣州市垃圾二次污染的防治措施
(1)填埋場場底防滲。
為防止垃圾滲濾液污染地下水,必須在填埋場底采取有效的防滲措施。以前垃圾填埋場底部都鋪放一層防滲材料,主要有黏土、瀝青、塑料膜等合成橡膠等。近幾年國外開始采用人工合成防滲層,有的采用雙防滲層,效果明顯好于前者。垂直防滲可采用帷幕灌漿、不透水布等。各填埋場可根據具體工程和水文地質情況,采取相應的防滲措施。
(2)滲濾液的收集處理。
垃圾滲濾液的處理方法包括生物、物化及土地處理法。生物處理法包括好氧處理、厭氧處理和厭氧 -好氧處理。物化法主要有化學混凝沉淀、電解氧化、活性炭吸附、密度分離、化學氧化、化學還原、膜滲析、汽提、濕式氧化等多種方法。和生物法相比,物化法受水質水量影響小,出水水質穩定,尤其對 BOD/COD 較低而難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果。由于物化法處理費用較高,一般用于滲濾液預處理或深度處理。滲濾液的土地處理包括慢速滲濾系統( SR )、快速滲濾系統( RI )、表面漫流快速滲濾處理系統( ARI )等多種土地處理系統。土地處理主要通過土壤顆粒的過濾,離子交換吸附和沉淀等作用去除滲濾液中懸浮顆粒和溶解成分。通過土壤中微生物作用使滲濾液中有機物和氮發生轉化,通過蒸發作用減少滲濾液量。
(3)填埋氣的處理和回收利用。
①填埋氣的收集。由于大部分沼氣在填埋場填埋過程中就已形成,所以沼氣采集應在填埋過程中就開始實施。在荷蘭,對正在使用的垃圾場,主要采用立式或水平式收集技術。立式采氣系統是在垃圾場的填埋過程逐步建造成的,其方法是在填埋場內均勻分布豎立大口徑鋼管,在每個鋼管外砌筑豎井,當填埋厚度達到 2 ~ 5 米時,將鋼管向上抽一部分,并繼續砌筑,直到填埋場達到設計高度,然后將鋼管移走。
②填埋氣的凈化。溶劑吸收法是目前較為成熟的沼氣凈化方法,如采用雙塔式溶劑吸收法提純垃圾沼氣,設備簡單、成本低、操作簡便,凈化效果好。
2.5 廣州市固體廢物優化方法
1)用作生產建筑材料。許多工業廢渣的成分,性質類似于天然建筑材料或人工制成的建筑材料,如含有鈣、硅、鋁等氧化物并具有(或潛在有)水硬膠凝性的廢渣,可作水泥、磚瓦等墻體材料;具有一定強度、體積穩定的廢渣和廢石,可作混凝土骨料。目前,利用熱電廠的粉煤灰筑路,利用燃煤的灰渣做鋼廠鑄錠保護渣、巖棉制品、水泥原料等,不僅獲得了良好的環境效益也獲得了可觀的經濟效益。
2)回收資源和能源。許多廢石、尾礦、廢渣等都含有一定量的金屬元素或含有提煉金屬元素所需的輔助成分。若是用于冶金、化工生產,可收到良好的經濟和環境效益。每年從廢物中回收利用的金屬在各種金屬產量中所占的比例為:鋁18%,銅50%,鉛50%,鋼鐵31%。回收垃圾中的廢紙可節約大量的造紙木材,還可以減少由木材造紙工藝中的一系列污染
參考文獻
[1]米歇爾.E.亨斯脫殼.城市固體廢物的處置與回收[M].北京:中國環境科學出版社 ,1992.
[2]赫英臣,孟偉,鄭丙輝.固體廢物安全填埋場選址與勘察技術[M].北京:海洋出版社,1998.
[3]劉均科.塑料廢棄物的回收與利用技術[M].北京:中國石化出版社,2000.
篇4
目前我國由于工業“三廢”污染、農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染,嚴重的影響了我國的生態環境,使得水污染日益加劇,水資源嚴重短缺,全國600多個城市中已有一半城市缺水,農村則有8000萬人和6000萬頭牲畜飲水困難;土壤污染嚴重,耕地面積銳減,近10年來每年流失的土壤總量達50億t,土地荒漠化日益加劇;森林覆蓋面積下降,草場退化,每年減少森林面積達2500萬畝;人們的身體健康受到嚴重威脅,疾病發病率急劇上升。因此,加大環境保護和環境治理力度,加快應用高新技術,如現代生物技術來控制環境污染和保持生態平衡,提高環境質量已成為環保工作者的工作重點。
2現代生物技術與環境保護
現代生物技術是以DNA分子技術為基礎,包括微生物工程,細胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術的總稱。現代生物技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環境問題在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。自20世紀80年代以來生物技術作為一種高新技術,已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視,發展十分迅猛。與傳統方法比較,生物治理方法具有許多優點。
(1)生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構,降解的產物以及副產物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度,這樣既做到一勞永逸,不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。
(2)利用發酵工程技術處理污染物質,最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉移而造成重復污染,因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。
(3)生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質,其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的,所以大多數生物治理技術可以就地實施,而且不影響其他作業的正常進行,與常常需要高溫高壓的化工過程比較,反應條件大大簡化,具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩定、操作簡便等優點。
所以,當今生物技術已廣泛應用于環境監測、工業清潔生產、工業廢棄物和城市生活垃圾的處理,有毒有害物質的無害化處理等各個方面。
3現代生物技術在環境保護中的應用
3.1污水的生物凈化
污水中的有毒物質的成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合,將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定,即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等,此方面國內外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶,以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對硫磷廢水,去除率達95%以上;近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展,對于含100mg/L廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母細胞降解含酚廢水也已實際應用于廢水處理。
3.2污染土壤的生物修復
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態,使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發微生物的活性,由此可以改善土壤的生態結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。
3.3白色污染的消除
廢棄塑料和農用地膜經久不化解,估計是形成環境污染的重要成分。據估計我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農作物減產,若再連續使用而不采取措施,十幾年后不少耕地將顆粒無收,可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態和環境,研究和開發生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌,另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使兩者同時發揮各自的作用,將塑料和農膜迅速降解。同時,還需大力推行可降解塑料和地膜的研發、生產和應用。
有些微生物能產生與塑料類似的高分子化合物即聚酯,這些聚酯是微生物內源性貯藏物質,可以用發酵方法進行生產,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點、高彈性、不含有毒物質等優點而在醫學等許多領域有極好的應用前景。為了降低成本、提高產量,人們正在用重組DNA技術對相關的微生物進行改造,此方面目前一個研究熱點是采用微生物發酵法生產聚-β羥基烷酸(PHAs),研究人員正設法構建出自溶性PHAs生產菌種,即將PHAs重組菌進行發酵,在積累大量的PHAs后,加入信號物質,使裂解蛋白產生,細胞壁破壞,PHAs析出,以簡化胞內產物PHAs的提取過程,降低提取成本。
3.4化學農藥污染的消除
一般情況下,使用的化學殺蟲劑約80%會殘留在土壤中,特別是氯代烴類農藥是最難分解的,經生態系統造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法,而利用微生物降解農藥已成為消除農藥對環境污染的一個重要方面。能降解農藥的微生物,有的是通過礦化作用將農藥逐漸分解成終產物CO2和H2O,這種降解途徑徹底,一般不會帶來副作用;有的是通過共代謝作用,將農藥轉化為可代謝的中間產物,從而從環境中消除殘留農藥,這種途徑的降解結果比較復雜,有正面效應也有負面效應。為了避免負面效應,就需要用基因工程的方法對已知有降解農藥作用的微生物進行改造,改變其生化反應途徑,以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學農藥的污染,最好全面推廣生物農藥。
所謂生物農藥是指由生物體產生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質總稱,它們多是生物體的代謝產物,主要包括微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲劑得到了最廣泛的研究,主要包括病毒殺蟲劑、細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等。長期以來并沒有得到廣泛的使用。現在人們正在利用重組DNA技術克服其缺點來提高殺蟲效果,例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點是桿狀病毒基因工程的改造,人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強桿狀病毒的毒性;將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中,形成重組桿狀病毒并使其表達出相關激素,以破壞害蟲的激素平衡,干擾其正常的代謝和發育從而達到殺死害蟲的目的。
參考文獻
1孔繁翔.環境生物學[M].北京:高等教育出版社,2000
2陳堅.環境生物技術[J],生物工程進展,2001(5)
3姜成林,徐麗華.微生物資源的開發與利用[M].北京:中國輕工業出版社,2001
篇5
近幾年來,國民經濟快速發展造成的區域環境污染越來越嚴重。為降低環境污染,特別是從源頭上杜絕污染源,我國實行了多項治理“白色污染”的措施,如規定從2008年6月1日起,各大超市的塑料袋改為有償購買。塑料袋是造成“白色污染”的重要原因之一,被掩埋的垃圾需要上百年才能夠得以分解再利用,對于自然界的循環來說是極大的危害,對人類的生存環境是極大的考驗。除了中國外,世界各國都面臨環境污染的危機和挑戰,如何維護各場所的環境衛生,改善日益嚴重的“白色污染”,尋求塑料的代替品,在滿足人們的日常生活方便的同時,又能保護環境,已經成為一個迫切需要解決的重要問題,值得各個國家和地區關注和研究[1]。
在研究治理“白色污染”的過程中,聚-β-羥丁酸(PHB)逐漸受到人們的關注,并在農業、環境、醫藥等多個領域具有廣闊的應用。PHB是微生物在營養不平衡的條件下貯存的內源性生物高分子聚合物,不僅具有良好的生物降解性、生物組織相容性和光學活性,還具有與化學合成塑料相似的性質[2]。20世紀70年代,英國ICI公司利用真養產堿桿菌進行發酵生產,商品名為“BIOPOL”,但由于當時生產成本偏高,PHB的應用范圍受到極大的限制。目前,PHB的生產以微生物發酵生產為主。許多種屬的微生物都可以積累PHB,菌種質量也是制約PHB能否進一步發展的重要因素之一[3-4]。當前原料成本和提取成本偏高,影響聚羥基烷酸酯的大規模工業化應用,因而研究和生產活動中亟需一種成本廉價、簡便易行的分離提取方法。
1 產生PHB的主要微生物
有許多菌株都能產生PHB,但適用于工業生產的菌株須具備以下優點:生長繁殖的速率高,細胞內積累多聚物的濃度高,合成多聚物的速率快,能夠高效利用廉價的碳源。
研究表明,能合成PHB的種屬很多,如產堿桿菌屬、固氮菌屬、假單胞菌屬、生絲微菌屬、嗜鹽桿菌屬和甲基桿菌屬等。國內外一些領域使用的PHB生產菌種也有基因工程菌,如產堿桿菌、固氮菌和假單胞菌。利用菌株生產PHB的過程中,能作為碳源的有脂肪酸、糖類、碳氫化合物、脂肪醇等,不同均屬用不同的碳源產生不同的PHB,其對底物的要求、所合成PHB的結構、產率甚至合成機制均有很大差別[5]。
2PHB的提取方法
在利用菌株提取PHB的后期生產工藝中,提取價格較高。影響PHB提取過程的因素有很多,如提取方法、PHB純度、提取率等,同時也影響生產成本。
2.1直接成型法
直接成型法在高溫高壓的條件下使細胞破裂,PHB交聯聚合,并與細胞殘渣互相混熔,共同成型,當發酵過程中PHB達到細胞干重的50%后,可以很方便地得到經壓制成膜的產物[6]。利用該方法得到的產物具有較好的可塑性,可以進一步用于工業加工。
2.2溶劑提取法
PHB是積累于細胞內不溶于水而溶于一些有機溶劑的大分子聚酯,因而可利用PHB溶于特定溶劑的方法,采取溶劑提取法生產PHB。國際上這方面的研究開展較早,許多工藝方法都已申請專利。溶劑提取法簡便易行,提取率高,很多研究領域至今都在采用該方法。
應用于溶劑提取法的有機溶劑較多,如氯仿、亞甲基氯、一氯乙烷等氯代烴共沸物。由于PHB僅溶于為數不多的一些有機溶劑中,且溶解度較低,故溶液顯得很黏稠,從而使PHB的提取液與雜質的分離變得很困難。為了易于分離,就必須加大溶劑的用量,一方面造成溶劑回收問題,另一方面也會帶來溶劑損失問題[7-9]。即使溶劑回收率很高,但大量的溶劑會提升生產成本,也會造成環境的污染。總體來說,利用溶劑提取法需要使用大量溶劑,盡管能回收再利用,但是仍會對環境造成污染。
2.3化學試劑法
化學試劑法是利用氧化劑、表面活性劑或螯合劑等化學物質的作用,將細胞中的雜質轉化成可溶于水的成分,從而去除雜質。細胞壁是機械破碎的主要障礙,堿性條件下細胞壁的強度變弱。因此,使用化學試劑預處理能降低細胞壁強度,可減少操作壓力;在機械破碎前,調節pH值并加入化學試劑提取PHB的效果更加理想[3-4]。
2.3.1表面活性劑法[10]。即在水相條件下應用表面活性劑處理細胞,使細胞破裂,釋放產物。如果要求提高提取產物的純度,則加入絡合劑或消化劑。表面活性劑種類繁多,作用廣泛,用其提取PHB的研究較為廣泛。
2.3.2次氯酸鈉破除細胞壁分離法。利用次氯酸鈉來分離提取物質是目前化學試劑法中報道最多的一種方法[11]。該方法在應用時受到一些限制,因為生產工藝中需用到次氯酸鈉,該物質的氧化性較強,對PHB有劇烈的降解作用。隨著研究的不斷深入,學者發現通過控制次氯酸鈉的作用條件,可以降低次氯酸鈉對PHB的降解作用。
次氯酸鈉破除細胞壁分離法的過程中,為防止提取物受到過多的損壞,須加入溶劑保護提取物。Hahn et al研究表明,pH值為10的條件下,將等體積的氯仿和次氯酸鈉加入到細胞中,作用90 min,離心取氯仿相,得到的產物純度高,分子量大。李偉等[10]利用Alcaligenes eutrophus提取PHB,產物純度可達97%,提取率82%,分子量為310 kg/mol。
2.4物理方法
從細菌中提取PHB須經過細胞破壁,通常采用高壓均質或高速珠研磨。一般PHB顆粒的粒徑為1 μm左右,小于細胞顆粒的粒徑[6]。因此,將干細胞粉碎后,形成極細的顆粒,再利用粒徑的差異在液相或氣相中分離、獲取產物。Nod對Alcaligenes eutrophus和重組E.coli分別進行研究:超聲波破胞,懸液進入旋流除砂器,4 Pa下高壓分離,取上層噴霧干燥,獲得產物,純度均高于95%,產率90%。
2.5酶法
應用酶消化細胞物質,從而釋放出產物。由于單一的酶不能消化全部的細胞物質,產物的純度也不是很高,因而經常采用復合酶類并添加緩沖劑和表面活性劑。通過嚴格控制作用條件,可取得較好的效果[4]。
2.6基因工程方法
應用基因工程的原理和方法,在細菌體內克隆外源自溶基因,使菌體自溶,釋放PHB顆粒。
3小結
PHB具有不可替代的生物相容性和生物可降解性,同時還具有光學活性、壓電性、抗潮性、低透氣性等特點,是世界上公認最理想的可完全降解的生物塑料新型材料。該文介紹各種分離提取PHB的方法,是為了降低PHB后期生產的提取成本,可為其廣泛使用奠定一定的理論基礎。研究PHB的提取方法技術含量高,符合現代社會的發展要求,隨著研究的深入、材料性能的提高和公眾環保意識的增強,PHB的應用將越來越廣泛。
4參考文獻
[1] 王貴林,矯學成,王偉,等.我國農村白色污染的危害及防治對策[J].現代農業科技,2008(24):231-235
[2] 徐愛玲,張帥,張燕飛,等.積累PHB菌種隱藏嗜酸菌DX1-1的誘變改良[J].微生物學通報,2008(10):111-118
[3] 梁亮.G7y菌株生產的PHAs提取工藝方法及降解特性研究[D].西安:西北大學,2001.
[4] 何竹青.PHA高產菌株的誘變選育及培養條件的研究[D].西安:西北大學,2009.
[5] 季愛云,崔志芳,李春露,等.生物可降解塑料聚β-羥基丁酸酯產生菌的選育[J].塑料,2010(3):98-103
[6] 羊依金,李志章,張雪喬.微生物降解塑料的研究進展[J].化學研究與應用,2006,18(9):1015-1021.
[7] 許旭萍,陳接鋒,李惠珍.Sphaerotilus natans FQ40合成聚β-羥基丁酸(PHB)條件的研究[J].食品與發酵工業,2004,30(9):23-26.
[8] 黃媛媛.活性污泥合成聚羥基脂肪酸脂的研究進展[J].生物技術通報,2009(6):59-61,74.
[9] 唐明宇.聚β-羥基丁酸酯的微生物合成[J].山師范高等專科學校學報,2003,16(3):232-234.
篇6
【關鍵詞】生物技術;環境保護;應用;分析
引言:生物技術又被稱作是生物工程,首要是以生命科學為根底,使用生物有機體或許組成有些以及工程技術原理,研討和開發新商品是新技術的一種具有綜合性的科學技術系統。隨生物技術的飛速發展和大家環保意識的增強,近幾年在環境保護作業中,生物技術得到了十分廣泛的使用,并在一定程度上顯示出極好的發展前景。這篇文章就生物技術進行了簡略介紹,并就其在環境保護作業中的使用進行了簡略總述,期望對生物技術在環境保護中的進一步使用起到必定的推進效果。
1.中國生態環境現狀
當時,中國經濟得到了前所未有的發展,工、農業也較快的發展起來,可是發展進程中構成的“三廢”污染也越來越嚴重,嚴重的影響了中國的生態環境,并且構成了水、大氣、土壤等資本的損壞。據不完全統計,當時中國六百多個城市中有一半城市都呈現出缺水的現狀,近來幾年來土地丟失量能夠到達50億噸,土地荒漠化日益加劇。另外,森林覆蓋面積也越來越小,牧場逐步退化,每年有高達兩千五百萬畝綠地不見,對大家的日子環境和身體健康構成嚴重的傷害,疾病發病率也越來越高。因而在一定程度上加大對環境的管理力度,進步大家的環境保護意識,使用高新技術進行環境保護作業,操控生態平衡已經變成環保作業者面臨的難題和作業重點。
2.現代生物技術在環境保護中的使用
2.1生物技術在水處理中的使用
生物技術在改進水體質量,管理水源污染方面有很重要的效果。首要,在水體質量改進方面,生物技術使用最為廣泛。污水中含有很多的有毒物質,成分十分復雜,其間包含重金屬、有機磷、酚類、氰化物、有機酸、醛及蛋白質等等。使用微生物本身的推陳出新等生命活動,能夠將水體中的有些有毒有害物質極好的去掉,然后使得水體中的有害物質轉化為無毒物質,使水體得到凈化。固定化酶技術即是使用最為廣泛的一種污水處理技術,首要是經過化學鍵合法使水溶性酶和固態不溶性載體相結合,然后將酶變成不溶于水但仍保存催化活性的衍生物,然后有效的對污水中的有機污染物進行處理。除此之外,生物膜處理法、活性污泥法、穩定塘法、人工濕地處理系統工程以及土地處理系統法等都是多見的水污染操控與管理的生物技術。
2.2生物技術在廢氣凈化方而的使用
生物技術使用于水環境管理已經有了很長的前史,可是在廢氣管理方面前史還很短,研討也十分有限。上個世紀80時代晚期,生物技術在工業廢氣凈化處理領域的使用變成很多專家研討的搶手。對比當時成熟的廢氣生物處理技術有生物洗刷、生物吸附以及生物過濾法等等,與傳統的廢氣處理技術比較,突顯出很多的優勢,比如高效率、低成本、高安全性等等。當前,廢氣生物處理技術首要能夠分為吸附法和過濾法兩大類,吸收法首要在一些含有胺、酚和乙醛等污染物的氣體的凈化中廣泛使用,去掉率能夠高于百分之九以上,而生物過濾常被用作除臭技術,用于臭味廢氣的降解。德國使用生物膜過濾處理含硫臭氣時,硫化氫去掉率能夠到達百分之九十以上。
2.3生物技術在固廢處理中的使用
固廢首要指城市中的廢物、污泥、工農業生產廢物等。使用生物技術,能夠將固體廢棄物進行無害化、資本化、減量化的處理,然后使其變成用于農業生產廢料或者是有效商品,然后真正的完成變廢為寶。通常廢物堆肥技術能夠分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩大類,其間當前研討最為搶手的是高溫好氧堆肥技術。經過高溫好氧堆肥技術得到腐熟肥料具有改進土壤、增強肥效等長處,達到保護環境目標的有效辦法。
2.4生物技術在土壤污染管理中的使用
在對土壤污染管理進程中,生物技術首要使用于重金屬污染修復進程,即是使用微生物的效果,對土壤中的重金屬進行凈化和削減,然后下降其毒性。土壤中的重金屬會轉變其化學形狀,然后使重金屬固定,經過生物吸附,還能夠將重金屬的量削減乃至消除。去掉重金屬以后的土壤,能夠進步有機質的含量,改進生態構造,然后有利于土壤固定,非常好的防止水土的丟失。
2.5污水的生物凈化
污水的生物凈化是使用微生物本身的生命活動進程對污水中的有毒物質進行搬運和轉化,然后使污水得到凈化的處理辦法。當前,污水生物凈化技術發展較快,好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法己趨于成熟,這篇文章只簡略介紹幾種辦法:
第一是固定化微生物技術。固定化微生物技術是70時代末由固定化酶技術發展起來的,它是指經過物理或化學的手段將游離的微生物固定在限定的空間區域使其保持活性并可重復使用的一項生物技術。其能夠被用來處理通常高濃度有機廢水、印染廢水、含氮廢水、難降解有機廢水及其他廢水等,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或發明,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后,菌體密度進步,大大增強了處理效率,尤其是對難降解有毒物質有顯著優勢。
第二是生物強化處理技術。生物強化處理技術是為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中挑選的優勢菌種發生的高效菌種,以去掉某一種或某一類有害物質。首要效果方式有:直接投加特效降解微生物,廢水中的微生物能夠附著在載體上構成高效生物膜或以游離的狀況存在;引進生物強化制劑,主要用于處理城市污水,有機物的去除率可以得到顯著提高,固體物質的產生會減少、硝化作用得以增強,從而提高污水脫氮脫磷效果;固化生物強化技術,在一定程度上把特定的微生物關閉在高分子網絡載體內,使菌體掉落少、活性高,然后進步優勢微生物濃度,增加了其在生物處理器中的存留時間。
2.6白色污染的消除
“白色污染”是指被扔掉在環境中的廢塑料包裝物及廢農膜對自然景觀和生態環境構成的損壞。據資料顯示,當前中國土壤、溝河中塑料廢物有百萬噸左右,約45000km2面積的廢農膜殘存在土壤中,若再不采取相應辦法,將會在一定程度上影響中國生態和環境,研討和開發生物可降解塑料己迫在眉睫。而使用現代生物技術消除白色污染的路徑有:
第一是使用生物工程技術能夠廣泛地挑選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌。
第二是使用生物工程技術能夠別離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使兩者一起表現各自的效果,將塑料和農膜敏捷降解。
結束語:總之,環境保護事業離不開生物技術的使用,生物技術在環境保護事業中起到了不行代替的重要效果。在將來,生物技術在環境保護進程中必需要考慮到發展的因素,必須將經濟發展同環境保護有效的一致起來,構成與經濟密切配合的環境保護系統,然后完成生物技術真實的價值,保證生物技術的不斷發展,為大家發明更多的經濟效益和社會效益,為在一定程度上不斷促進經濟發展與環境保護的和諧一致作出應有的奉獻。
參考文獻:
[1]唐瓊,李正山,尹華強. 生物技術在環境保護中的應用及前景[J]. 環境污染治理技術與設備,2002,10:28-35.
[2]宋佳. 生物技術在環境保護中的應用及前景[J]. 化工管理,2014,15:214.
篇7
【關鍵詞】教學資源 基本觀念
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)6-0122-02
化學課程標準中指出,化學學習的重要目標之一是要使學生形成一些基本的學科觀念。這些基本觀念不是具體的化學知識,而是在具體的化學知識基礎上,經過不斷的內化、概括、提升而形成的,對相關的具體知識的學習具有統率和指導作用,對促進學生學習方式和行為方式的轉變,以及學生終身學習和發展都將發揮重要的作用。基于此,在教學中我嘗試利用各類教學資源,不斷提煉、滲透和提升學生的化學基本觀念。
一、活用教材資源,提煉化學基本觀念
要想使學生形成一些化學基本觀念,老師首先要清楚需要培養哪些化學基本觀念的內容以及培養的基本途徑和方式。因此在日常教學實踐中,我們積極依托生命化課堂,依據課程標準的要求,潛心研究課標和教材,圍繞某一化學基本觀念的形成,積極開展說課活動,深入挖掘和提煉化學基本觀念,創造性地運用教材。通過說課活動,對教材內容或事實材料進行加工,設計出有思考價值的問題和有效的探究活動,并在不斷的反思、評價基礎上修改完善,進一步明確"教什么"、"怎么教"以及"教到什么程度"。在觀念的引領下,依據學生認識發展的規律,努力創設學習情境,讓學生盡可能在自己的生活經驗基礎上,從比較熟悉的自然、生產、生活中感知化學事物、領悟化學基本概念和原理,并通過不斷地概括提煉,逐步形成化學基本觀念。
如對九年級第六單元第二節《化學與材料研制》內容的學習,我們根據學生賣廢品的經歷展開交流:誰能介紹一下生活中你都賣過哪些廢品,這些廢品都是怎樣產生的?然后分別列舉生活中的玻璃產品和塑料制品,依次歸納出玻璃和塑料的優缺點和簡單分類,體會通過化學方法可以將用途小的物質轉化為用途大的物質(由砂子到玻璃);聯系一次性可降解塑料和限塑令以及賣廢舊塑料的原因等素材,交流歸納出我們能為減少白色污染做些什么,通過塑料的生產過程讓學生體會小分子化合物通過聚合可以得到高分子材料,體會化學與新材料研制之間的緊密聯系;通過對鋼筋混凝土成分的分析,讓學生體會使用混合的方法可以改變物質的性能、擴展物質的應用范圍,進一步增強學生對化學在實現物質轉化、改良物質性能進而服務社會中的重要地位的認識。
再比如對九年級第四單元第二節--"金屬的化學性質"內容的學習,在學生得出通過金屬與酸反應的劇烈程度能判斷出金屬的活潑程度(即活動性強弱)這一結論后,順勢引出金屬活動性順序,并通過多次閱讀,猜測金屬活動性順序的意義。最后通過三個反思交流問題把本節課引向深入。第一個問題是"以鎂和鹽酸反應為例,從微觀的角度分析為什么很多金屬能與酸溶液反應生成氫氣?",根據學生現有的知識和能力水平以及年齡特征,結合使用一些輔助的教學方法幫助學生突破本節課的難點,讓學生體會到物質的組成結構能決定物質的性質這一基本的化學觀念。第二個問題是訂正比較導學案中金屬與酸反應的化學方程式,歸納出初中接觸的最后一種基本反應類型――置換反應。由學生自己發現知識,體驗學習的樂趣。第三個問題是區分真假黃金,讓學生認識到金屬的化學性質在生活中可以用來揭穿偽科學,體會到物質的性質能決定物質的用途,學習和掌握如觀察、對比、歸納、控制變量等科學方法。在親歷科學探究活動的過程中,體驗實驗探究是認識物質的化學性質及其變化過程的重要方法,學會把自己能看到的和所想到的歸納表達出來,并養成大膽質疑,大膽推測,勇于探究和綜合分析的好習慣。
二、巧用生成資源,滲透化學基本觀念
觀念的培養,不論在復習課還是新授課中,我們都應該"悄悄"滲透,要貫穿教學的始終,并要運用教學智慧,處理好教學的預設性與生成性,善于利用學生學習過程發表的意見、提出的問題作為教學資源和啟發引導的契機,使課堂教學具有生成性、開放性。
在學習《金屬的化學性質》一節中,為驗證金屬與鹽酸反應的難易和劇烈程度與金屬本身性質有關,學生進行了分組實驗,有的小組用鎂條與鹽酸反應,有的小組用鎂條與硫酸反應,都能得出鎂能與酸溶液反應的結論,但做鎂與鹽酸反應實驗的幾組同學發現,冒出的氣體有刺激性氣味,這與以往的知識是有沖突的,這不是氫氣的氣味。針對這一情況,我順勢提問,這是什么氣體,為什么會有這種氣體產生?這個問題拋出后,一石激起千層浪,學生們各抒己見,在討論交流的過程中,其中一個小組的同學根據他們觀察到的現象這樣回答:鎂條與稀鹽酸反應放出熱量使溶液溫度升高,稀鹽酸中的溶質是氯化氫氣體,而氣體的溶解度隨溫度的升高而減小,所以溶液中的氯化氫氣體會隨氫氣進入空氣中。通過這樣的交流,學生對于化學反應中的能量觀、變化觀以及研究科學探究的一般思路有了更深刻的理解,對于探究過程中的意外情況也不再是視而不見,而是積極探索,不放過,體驗到學習成功的愉悅和知識學習的價值。
三、借用生活資源,提升化學基本觀念
篇8
【摘 要】我們的高中化學教學,不但要讓學生掌握必要的化學學科知識,還需要通過教學提高學生的化學素養,幫助學生樹立化學觀念,讓學生明白化學源于生活,還必將應用于生活。在教學中,化學教師要善于把教學活動和生活實際聯系在一起,這樣不但能夠讓學生愛上化學課,學好化學課,還能夠引導學生在生活中去發現化學知識,運用化學知識,這對于培養高中生的化學素養有非常大的好處。在本文中,筆者以蘇教版高中《化學2》為例,談了談自己在這方面的認識。
關鍵詞 高中化學教學;化學素養;培養
隨著時代的發展,化學教學一定要不斷地更新教學理念,把我們的學生培養成為適應現代化發展的人才,著眼未來,努力提高學生的科學素養。那么,我們該如何通過高中化學教學培養學生的科學素養呢?化學學科在培養學生科學素養方面又占有什么位置呢?筆者提出,化學素養是科學素養的一種,我們培養學生的化學素養,也就是要求學生能夠使用化學思維、化學觀念來對生活中與化學相關的問題或者現象進行科學解釋。高中化學教學,不但要教給學生必要的化學知識,還要教會學生化學思維方式。通過三年的高中化學學習,我們不但要讓學生掌握基本的化學符號、化學方程式、化學理論等,還要讓學生真正地掌握化學知識,并能夠在實踐中應用。
一、《化學2》教學的現狀分析
在現實教學中,很多化學教師往往都會忽略《化學2》的教學。對那些非選修化學的學生來講,他們只要通過學業水平測試就可以了,而學業水平測試中關于《化學2》的知識相對比較少并且非常簡單;而對那些選修化學的學生來講,《化學2》中包括的主要內容在其他選修教材中的講解更加詳細,例如關于微觀結構的相關知識點,在《物質結構與性質》這一教材中的解釋就非常深刻,這是《化學2》所無法相比的,所以《化學2》就顯得無足輕重了。正是因為這些,許多化學教師都不怎么重視《化學2》的教學,有的教師只是泛泛而教,有的學校由于文理分科比較早,干脆就不講這本書了,為的就是挪出更多的時間學習其他內容。
二、實施策略
知識只有應用于現實之中才能發揮應有的作用,也才有意義。知識是離不開其知識環境的,因此學習知識最好的辦法就是在一定的知識環境中進行。當知識融匯在情境之中時就不再是枯燥的方程式、化學原理了,就變得有意義了,這樣學生理解和接受起來就會更加容易,也就更有利于學生把課堂所學應用于生活實踐當中。在課堂教學中,當學生看到和自己的生活聯系非常緊密的情境時,就自然而然地會產生學習的熱情。那么,我們應該怎樣從生活中選取恰當的素材來創設教學情境呢?筆者以《化學2》為例進行了簡單的介紹。
(一)注重素材的生活性
化學教師可以選取原電池來作為例子。隨著電力技術的發展進步,原電池的使用越來越廣泛。在我們的日常生活中,幾乎到處都可以看到或者用到電池,比如用于照明的普通干電池、電動車使用的蓄電池、小電子產品使用的紐扣電池、筆記本、平板電腦等使用的鋰電池、戶外宿營使用的蓄電池等等。化學教師可以通過PPT向學生展示各種電池,并且讓學生來對各種電池的正極、負極以及電解液等進行分析,同時還應該向學生介紹無汞電池與堿性電池的區別以及優缺點,廢舊電池對我們生活的危害,還可以讓學生通過計算來對各種電池電量的優勢、劣勢等進行分析等等。這樣的化學課,就會讓學生感覺這門課程現實意義非常強,從而增強其學習的主動性與積極性。
(二)注重素材的實用性
在課堂教學中,化學教師還可以從生活出發,舉一些實用性非常強的例子來引導學生思考和學習。例如從2011年5月1日開始,我國加強了對酒駕、醉駕行為的處罰。那么,相關部門是怎樣來對司機體內的酒精含量進行檢驗呢?在《化學2》中就進行了簡單的介紹。化學教師在教學中,可以根據教材中的檢測方法及圖案,向學生簡單地介紹一下呼氣式酒精檢測儀。這樣,學生們就更能夠理解化學在生活中的應用之廣泛了。
(三)注重素材的趣味性
在開始教學前,化學教師可以提前準備一個音樂賀卡,上課時先讓學生聽賀卡中美妙的音樂,然后輕輕取出電池,音樂就停止了。這時,化學教師再換上自己制作的蘋果電池,音樂再次響起。他們一定好奇蘋果怎么可以發電呢?然后教師再一次換其他的水果,如橘子、西紅柿、鴨梨等等,音樂一樣可以發出。這樣的導入方式,就會激發起學生巨大的學習熱情和興趣,他們特別好奇“水果怎么可以發電呢?”學生有了極大的好奇心,紛紛投入思考與實踐當中。此時,化學教師在引導學生逐漸了解原電池的組成條件以及電子、離子等相關知識,然后再結合課堂的水果賀卡實驗來分析原因,學生們理解起來就容易多了,掌握得也更加牢固。課后,學生們紛紛從生活中尋找素材來進行電池設計,還增強了學生的動手能力。
(四)注重素材與環保的銜接
隨著社會經濟的飛速發展,環境污染也日益嚴重,溫室效應、白色污染、工業垃圾等等對人類的生存發出了警告。而這些關于環保的素材,我們化學教師必須予以恰當的運用。由于各地頻頻發生污染事件,很多學生都覺得化學的發展就是環境污染的根源,認為化學罪不可恕。所以,我們必須轉變學生這種片面的認識,讓學生明白利用化學知識也可以緩解甚至解決環境問題,如利用CO2制造的可降解塑料不但能夠減少白色污染,還能夠減輕溫室效應等。
結語
總之,在高中化學教學中,我們不僅僅要教會學生必要的化學知識,讓學生在考試中取得理想的成績,還應該努力培養和提高學生的化學素養,讓他們能夠學以致用,把化學學寬、學廣、學活,真正地掌握化學這門科學。
參考文獻
[1]張文韜.優化高中化學課堂教學評價策略[J].學周刊.2013(08)
[2]陳偉.調整教學順序,有效完成初高中化學知識銜接[J].西藏教育.2012(08)
篇9
[關鍵詞]生物能源;循環經濟;可持續發展
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.20.104
[中圖分類號]F426.72 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194(2015)20-0-02
社會的發展,加快了人類的工業化進程,在為人類創造巨大物質財富的同時,也對人類的生產生活環境產生了各種不利的影響。當前,資源的嚴重匱乏、環境嚴重污染、能源的極其短缺等問題,已經嚴重限制社會主義市場經濟的健康快速發展,更是威脅到整個人類社會的和諧持續發展。因此,相關企業要注重企業發展循環經濟,實現能源利用的最大化,促進人類社會的和諧持續發展。
1 河南天冠企業集團發展現狀及存在問題的分析
1.1 河南天冠企業集團循環經濟發展現狀
當前,實現生態能源的可持續發展、走循環經濟之路,建設生態工業園區是繼經濟技術開發區和高新技術開發區之后,所形成的第三代產業園區。總體來看,河南天冠企業集團在實現生態能源可持續發展以及建設生態園區方面,還處于不斷實踐的過程中,其正在積極吸取國內外生態能源發展的先進經驗,對國內外成功發展循環經濟的經驗認真學結,在結合天冠集團自身情況和工業特點的基礎上,逐步推進天冠企業集團生態能源的可持續發展。
1.2 企業實現生物能源可持續發展方面存在的問題
1.2.1 企業可能出現污染問題
傳統工業模式,會對當地的社會生活環境造成不良影響,例如,乙醇企業的生產,如果沒有做好節能減排方面的工作,對環境的危害是非常嚴重的。我們知道,乙醇生產是僅僅次于造紙生產的有機污染源,也就是說,在乙醇生產的過程中,會有大量的廢棄物(如廢水、二氧化碳氣體以及各種廢渣等)產生。據專家推算,生產1噸的液態乙醇,大概能產生10~12噸的糟液。酒糟呈現酸性,是高濃度的有機廢水,被認為是乙醇生產最主要的污染源,乙醇生產產生的二氧化碳,其回收率較低,直接排入大氣,必然對大氣環境造成污染。同時,乙醇生產需要大量的水資源,還會排放大量廢水,這必然會造成水資源的嚴重浪費,也必然對人類的生活環境造成污染。
1.2.2 多數企業產業區工業生態鏈簡單,難以滿足發展需求
根據生態經濟學和工業生態學原理,所有資源的利用和開發之間,是存在網狀或鏈狀關系的。并且,短鏈與長鏈結構相比,長鏈結構循環轉化的環節較多,對于物質能源的多層次利用以及工業系統的穩定發展是有利的,能夠保證系統生產力的提高。同時,網狀結構的優點在于其各個環節是相互聯通的,途徑是多條的,這樣可以保證生態系統具有相對穩定性,對于減少和分散風險也是有利的。然而,當前河南天冠企業集團產業園區內其余共同生產的企業是比較少的,所生產產品的種類也較單一,其產業鏈條相對單一,完善的工業共生鏈條還沒有形成,這種情況下,對實現生物能源的可持續發展,走循環經濟之路是不利的。
2 如何走循環經濟之路,實現生物能源的可持續發展
根據河南天冠企業集團的實際發展狀況,其在未來如何在實現生態能源可持續發展、真正走上循環經濟的發展道路,可從以下幾個方面尋求突破和進行完善。
2.1 創新方法,注重節能減排
河南天冠企業集團,始建于1939年,是一個具有76年光榮歷史的老國有企業。多年來,其能在激烈的市場競爭中占據一席之地,與其注重科研和創新是分不開的。通過創新節能減排方法,在生產實踐中不斷摸索,大力發展循環經濟,實現了企業與自然、社會的和諧發展。發展循環經濟是實現企業生物能源可持續發展的根本途徑。天冠集團在探索循環經濟的道路上,其發展理念是可持續發展,主線是清潔生產。通過科學管理,加大對落后生產技術以及設施的改進,促進企業資源得到充分開發與利用,實現了生態系統的良性循環。同時,通過科研技術,“天冠燃料乙醇循環經濟模型”逐步在企業內建立,為企業的健康循環發展提供了保障。下一步,應繼續在創新方式方法上繼續做文章,通過大力引進吸收、加大企業自主研發力度等技術進步手段持續推動節能減排工作的開展。
2.2 發展生態乙醇工業
河南天冠企業集團位于河南省,該省是我國重要的小麥生產省份。長期以來,小麥等農產品的精深加工和轉化一直是該省研究的課題。河南天冠集團根據當地的糧食發展實際情況,積極發展燃料乙醇生產和精深加工,有利于減少小麥倉儲,增加當地農民收入,促進當地經濟社會的和諧發展。另外,傳統的乙醇行業污染問題一直為乙醇生產企業所高度重視,為了實現生物能源的可持續發展,走循環經濟之路,只有通過生產各個環節所形成的工業生態鏈,促進資源利用的最大化,減少廢棄物對自然和社會環境的污染,有效促進乙醇在生產和加工方面都形成良性循環,才能真正實現天冠集團走循環經濟的可持續發展之路。
天冠集團的主產品是燃料乙醇,為了充分利用燃料乙醇有機廢水開發綠色新能源,促進節能減排、綜合利用工作的有效實施,實現廢物的減量化、資源化、無害化,該企業不斷拉長產業鏈條,先后建立了飼料公司、沼氣公司、肥料公司、二氧化碳全降解塑料公司,形成了圍繞相關廢棄物和副產品而構成的工業生態鏈。小麥被加工生產成乙醇,乙醇生產產生的酒糟在生產成飼料后剩余糟液被制成沼氣,剩余沼液被加工后成為有機肥料,被用于小麥種植;在生產乙醇過程中,產生的二氧化碳氣體一部分經提純后生產為食品級二氧化碳產品,一部分被生產成可降解的塑料制品,可徹底解決環境污染的白色垃圾污染問題。這樣,天冠企業集團的整個生產過程,就形成了閉路循環,能源和廢棄物都被循環利用,工業污染問題也被解決,實現了資源利用的最大化,實現了天冠集團的可持續發展。
2.3 進一步完善天冠集團生態工業系統
嚴格按照生態工業園的定義,天冠集團目前雖然基本實現了能源的循環利用,但其還不是完全意義上的生態工業園。也就是說,部分天冠集團下屬企業參與到整個生態工業網絡的建設力度尚不夠深入。同時,參與進生態工業網絡建設的企業所形成的生態工業鏈也較少,相互交錯的網狀鏈條還沒有形成,還有部分鏈條的閉路循環也沒有實現。因此,河南天冠企業集團還要不斷加強科研力度,完善生產和管理等各個方面的工作,拉長企業集團的生態工業鏈條,針對各種工業廢棄物和副產品持續開發新產品,不斷推動廢物利用、變廢為寶、可持續綠色循環發展工作的開展,不斷完善企業生態工業園區建設。
3 結 語
作為社會發展重要保障的企業集團,要從自身做起,加大科研力度,建立起與傳統工業模式不一樣的新的經濟模式,要注重“效率”和“環境”雙重指標,走循環經濟之路,實現生物能源的可持續發展,就是促進環境、資源和經濟和諧發展的有效途徑,能夠實現人類和社會的長久持續發展。
主要參考文獻
篇10
初中化學;方法;能力;習慣
1.抓住興趣點,吸引學生注意力
興趣的培養在于誘導,學生剛接觸化學,老師通過一些小魔術和小實驗,如“燒不焦手帕”、“玻璃棒點燈”,酸堿中和滴定中指示劑顏色的改變、沉淀的生成與消失、沾有濃鹽酸和濃氨水的玻璃棒靠近但不接觸會產生白煙等,對化學實驗感到有意思會,從而引起對化學學習的興趣使他們能積極主動自覺地學。偉大的科學家愛因斯坦說:“興趣是最好的老師”。興趣是求知的巨大動力,發明創造的源泉。
2.利用小故事,激發學生對化學學習的熱情
結合書本介紹科學家探索化學奧秘的軼事,如道爾頓和阿伏伽德羅提出的近代原子論和分子學說,居里夫人一生榮獲兩次諾貝爾獎,門捷列夫發現了元素周期律并編寫出元素周期表,使化學學習和研究變得有規律可循;談聞名世界的中國古明如造紙術、火藥、燒制瓷器(China中國)等,侯氏制堿法,1921年正在美國留學的侯德榜為了實現中國人自己制堿的夢想,揭開蘇爾維法生產的秘密,打破洋人的封鎖,發展我國的民族工業,毅然回國,把全部身心都投入到研究和改進制堿工藝上,經過5年艱苦的摸索,終于在1926年生產出合格的純堿。為解決當時國內外市場急需純堿,在較短的時間掌握并改進了著名的索爾維制堿法,使工藝過程縮短,而產量大增,1939年首先提出并自行設計的新的聯合制堿法的連續過程,使純堿工業和氮肥工業得到發展,這就是著名的“侯氏制堿法”。我國科學院院士張青蓮教授為相對原子質量的測定作出了卓越的貢獻。我們在平時的化學教學中,必須注意端正學生的學習動機,鼓勵他們為了將來更好地為祖國工作、造福人類、成為人們尊敬的有用人才而努力學習,激發學生學習化學的熱情,樹立遠大的理想,學好化學的信心和為祖國繁榮昌盛而學習的高尚愛國情操。
3.巧妙運用多種方法,加強學生記憶
在初中化學教學中,化學需識記的知識比較多,有時又很集中,如何能幫助學生從繁重的課業負擔中解脫出來,教師要教會學生一些技巧。
分散記憶,如教材中第一章第六節里一下就出現了二十七種元素符號,讓學生很難記住,為此我們從講緒言開始,將需記住的元素符號分批分期地布置給學生,并經常提問檢查。我們把元素符號、原子團等制成小卡片,把化合價編成順口溜,把重點內容寫成韻語,簡化記憶。
聯想記憶。在第十二單元課題2《化學元素與人體健康》中,講到常量元素與微量元素,常量元素有十一種,較難記住,可以聯想糖類物質(碳水化合物C、H、O)、金屬活動性順序表中前四位元素(K、Ca、Na、Mg)、化肥中含有的元素(N、P、K)、胃液的主要成分(H、Cl),剩下的就只需要記住硫元素(S),重復的去掉就可以了。
諧音記憶。在講到實驗室制氧氣時,制取氧氣的過程是“查(裝置的氣密性)、裝(藥品)、定(固定裝置)、點(點燃酒精燈)、收(收集氣體)、離(把導管移出水槽)熄(熄滅酒精燈)”記為“茶、莊、定、點、收、利、息”;在講到一氧化碳還原氧化銅時操作的先后順序可記為“一氧化碳早出晚歸,酒精燈遲到早退”在記金屬活動性順序時,“鉀鈣鈉鎂鋁、鋅鐵錫鉛氫、銅汞銀鉑金”,諧音記憶為“加蓋那美女,身體細纖輕,統共一百斤。”在講堿的溶解性時,除了陽離子是銨根離子、鉀離子、鈉離子、鋇離子、鈣離子的堿可溶之外,其他均不溶,這些陽離子可記為“俺家拿被蓋”就這樣,通過諧音記憶法,提高了學生的學習興趣,同時也減輕了學生的負擔。
4.合理布置作業,提高學生動手和動腦能力
現在都在提倡教育教學的高效,對課堂高效的要達到目標提的非常明確。但是,對于化學而言,有時單靠課堂上時間是不夠的,比如,小實驗做‘水晶雞蛋’讓雞蛋變成了半透明的;鐵生銹,觀察為了使涂有石灰漿的墻壁快點干,常在室內生個碳火盆,墻壁反而更潮濕等,都無法在課堂完成,化學學科在中考中分數占據比例較小,不布置作業,不能引起學生重視,不合理又會加重課業負擔,導致學生厭學,那么,作業應該怎樣布置呢?
山東的成功經驗,高效課堂的五項策略中提到:課后盡可能實現“零作業”,如需布置,只布置發展學生思維、引導學生探究、提升學生能力的拓展作業。針對化學學科而言,課后習題中設計的實驗,可以讓學生自己動手去做,這點課后作業中都有涉及,通過自己動手,在實驗中獲取知識,學生印象特別深刻,同時獲取的知識不易遺忘,也從而提高了學生動腦思考的良好的學習習慣;另外,讓學生運用化學知識去觀察生活、生產和社會中的各類問題,尤其是近年來,食品安全事件頻發,三聚氰胺超標奶粉事件、“瘦肉精”、蘇丹紅雞蛋、化學火鍋事件;酸雨、臭氧層破壞、溫室效應、土地荒漠化、水污染、白色污染、生活垃圾的分類回收和利用,可燃冰的開發和利用,使用可降解塑料袋等等。通過學生做這些作業,不僅僅把學生從化學是一門無關緊要的學科的錯誤認識中走出來,而且還能使學生認識到化學來源于生活,又能為生活服務,又在中學化學教育中加強了食品安全教育,因此,關注生活中的熱點問題,做一個自覺抵制利用化學知識危害公民生命與健康安全的合格公民,這也是符合新課程理念要求的。
5.多媒體在化學教學中的適當應用
以多媒體技術為靈魂的現代信息教育技術賦予傳統教育新的內涵,多媒體技術服務于教學主要有以下優點:將文字、圖像、聲音、動畫有機結合,多種感官刺激,易于激發學生興趣。傳輸信息量大,傳遞速度可隨機調節,以及操作的可重復性,易于學生對知識的接受。交互性強,有益于學生主體地位的培養。
在運用多媒體進行化學教學中,根據教學目標、教學內容,適時播放,從而優化認知結構,但它又不可能拋棄所有的傳統教學手段,因此我做了以下幾方面的探索與實踐,在設計多媒體教程時,要把握好多媒體的使用時機,正確處理多媒體和粉筆、黑板、實驗儀器、語言表達之間的關系,特別要考慮時間因素,正確處理好多媒體教學時間,切忌滿堂放。在化學教學中,主要從第三單元課題2《分子和原子》、第四單元課題1《原子的構成》、課題3《離子》、第六單元《二氧化碳和一氧化碳》等節用動畫形式播放,使看不見的微粒形象化,抽象的概念具體化,加深了學生對這些知識的認識和理解;在第三單元課題4《愛護水資源》,第七單元課題3《使用燃料對環境的影響》的教學中下載大量的圖片,使學生意識到保護環境和愛護水資源的重要性,節約用水刻不容緩;在第九單元《溶液》的教學中加入表格,溶解度曲線等,形成大容量的信息傳遞,對課堂的高效起到不可替代的作用;在第十單元酸和堿的教學中,播放了化學版的《青花瓷》,不僅使課堂氣氛大為活躍,而且使學生對發生的現象記憶深刻,因此通過多媒體,改變了依靠“一支粉筆,一張嘴”教學模式,使過去表達不清的信息變得顯而易見,對于創設生動愉悅的學習情境方面,有著得天獨厚的優勢。
6.建立知識體系,幫助學生建構知識網絡
在復習時將課本中各部分相應的知識點按其內在聯系進行歸納,整理,將散亂的知識點串成線、連成片、織成網,納入自己的知識結構之中,從而形成一個系統完整的知識體系。通過梳理知識結構,提煉解題策略,總結解題方法。
按初中化學課標要求,將教材分成六個知識板塊進行復習:即物質的化學變化、身邊的化學物質、物質構成的奧秘、化學與社會發展、化學實驗與科學探究、化學計算。并將每個版塊劃分成幾個專題,進行逐一復習;重點知識重點復習。如:物質的分類、元素化合物知識、氣體的制取凈化和干燥,是復習中的重中之重,也是能充分體現考綱新精神的重要部分;難點部分各個擊破。例如:離子共存問題,物質的檢驗和鑒別,除雜和分離,物質的推斷等。在復習中除根據各物質相互關系形成知識網絡進行系統歸納復習外,還應注重方法,我們把氫氣、氧氣、二氧化碳三種
氣體進行綜合歸納對比,對上述三種氣體的性質、用途、制取裝置、原理、收集檢驗等知識進一步加深理解和掌握。
7.培養學生良好的學習習慣
有一段名言“播種一種行為,收獲一種習慣;播種一種習慣,收獲一種性格;播種一種性格,收獲一種命運”。一天兩天孩子的差距可能不大,但是孩子的學習習慣一旦養成,那就很難再改變了,那么對于初中化學的學習應怎養成哪些好習慣呢?
會預習。養成習慣,堅持預習;了解教材所涉及的知識及相關的內容,利用網絡查找不理解的物質的性質、用途、制備方法,為聽課做好知識積累。
會聽課。注意力高度集中,專心聽課;抓住重點,大膽發言,敢于質疑,把預習中遺留的問題課堂解決。
相關文章
精品范文
10可降解塑料方法