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當今時代,化學成為了一門非常有用的科學。。化學科學的研究成果和化學知識的應用為推動人類的進步起到了決定性的作用。目前,化學及其制品已經滲透到人類生活、生產和國民經濟的各個領域。但另一方面,化學化工的發展為人類的生活改善提供了源源不斷的能源和物質基礎,但同時又造成了很多的能源和環境問題。隨著化學品的大量生產和廣泛應用,人類對全球性環境污染的加劇、能源的匱乏和資源的減少日益關注。人們逐漸發現, 僅依靠開發更有效的污染控制技術對改善環境是很有限的,而應該把注意力集中到原始污染的預防上則對消除污染更有效。“綠色化學”的出現,為人類最終從化學的角度解決環境和能源問題帶來了新的希望。
1.概念及核心內容
1.1概念
綠色化學又稱環境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則,即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在始端就采用實現污染預防的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學。。
1.2核心內容
原子經濟性是綠色化學的核心內容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點:一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地減少了廢物的排放。
2.滲透“綠色化學”思想
我國古代就有“不涸澤而漁,不焚林而獵”的保護自然環境的思想。今天,我們保護環境不僅要保護環境不受污染,而且要繼承古代環境保護的思想,合理利用資源,以保證資源的永久利用。我們應該懂得保護環境就是保護我們自己。為了更好地保護環境,許多國家正在廣泛地宣傳環境保護思想,制定相應的法律法規。我國于1979年9月頒布了《中華人民共和國環境保護法(試行)》,并在1983年底召開的全國第二次環境保護大會上將保護環境確立為我國一項基本國策。
白色污染是當今社會的一大公害,而且越來越受到公眾和政府的關注。塑料作為人工合成的高分子材料,由于它有良好的成膜性、絕緣性、成型性、耐酸堿、耐腐蝕,外觀鮮艷,而且它具有極其低廉的價格,隨著石油化工的發展迅速成為人類不可缺少的一種材料。
因此,人類在生產、生活中都應貫穿綠色化學的思想,在生活中對其廢棄物要妥善處理,決不能隨意傾倒,造成環境污染,有的還可以變廢為寶。如使用環保節能電池;使用太陽能熱水器;使用節能燈;不食保護的野生動、植物等。如不使用難降解的一次性飯盒,少使用與廢棄塑料袋,不亂扔廢舊電池等。關注重大的綠色化學研究成果。。如環境友好的海洋生物防垢劑,新配方汽油,環境友好柴油等。使用具有綠色環保標志的產品如綠色電冰箱,無磷洗衣粉,太陽能熱水器等。當然我們要鼓勵大家多騎自行車,少用機動車。
3.設計“綠色新工藝”
我國在環境資源、容量方面,總量雖大但人均擁有量很小。經濟生產的特點是工業技術水平整體不高,能源和資源消耗及污染排放量高,鄉鎮企業比重還是很大,“三廢”污染十分嚴重。以2006年甘肅徽縣鉛錠冶煉廠鉛中毒事件為例,涉及村民2000多人,其中373人為兒童。這些兒童中,90%以上血鉛超標,最高者血鉛含量超標數倍,被診斷為重度鉛中毒,被診斷為重度鉛中毒年齡最小的孩子,只有1歲2個月。而成人中血鉛超標也很普遍。依次來看,人們不僅不能走“先污染破壞,后治理恢復”的道路,也不能走“邊污染,邊治理”的道路,而應該采取我國政府制定的“全面規劃,合理布局,綜合利用,化害為利,依靠群眾,大家動手,保護環境,造福人民的環境保護方針,還要在化工工藝上采取更為綠色的、環保的工藝過程。綠色化學不是被動地治理環境污染,而是主動的防止化學污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。
3.1設計環保工藝
開展環境分析方法和標準化的研究,建立高靈敏度、高選擇性、快速、自動化程度高的監測方法;開發新材料、新能源、用綠色化學工藝代替經典工藝;在制定污染物向環境排放量標準的同時與其他手段相結合,積極開展處理和利用廢物的技術研究,變廢為寶。三廢的處理過程不應產生新的污染,這樣才能實現減少或消除污染。更有實際意義的是綠色工藝的設計。如粉煤加壓氣化技術:該氣化技術在高溫高壓下以粉煤為原料,純氧作氧化劑生產合成氣,氣化爐采用擁有自主知識產權的多噴嘴對置式爐型。其工藝過程的特點是消耗低、煤種適應性廣,碳轉化率高,熱效率高,適宜大規模放大等,是一項綠色的潔凈煤利用技術。探索污染物的防治、轉化、處理及綜合利用的途徑,積極改革舊工藝,探尋無污染或低排放的“綠色”新工藝。
3.2開發和生產綠色產品
綠色產品是指產品在使用過程中和使用后不會危害生態環境和人體健康,產品具有合格的使用功能及使用壽命,產品易于回收、利用和再生,報廢后易于處理,在環境條件下容易降解。如日常生活中適用的包裝材料,用后可以進行再利用,如用再生紙作購物袋,用再生塑料制造各種容積,不但可節約寶貴的資源,還可以減少固體廢棄物的排放。再如目前大量使用的聚苯乙烯發泡塑料快餐盒,使用后成為白色垃圾,在自然條件下,需數百年方能降解,對環境帶來嚴重的影響。為了加速它的自然降解,生產時可在其中加入光敏劑、化學助劑等,使其在使用后幾個月內即分解成無害物質。逐步推廣使用新配方汽油,減小由汽車尾氣中的一氧化碳以及烴類引發的臭氧和光化學煙霧等對空氣的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽壓、苯含量,還將逐步限制芳烴和烯烴含量,還要求在汽油中加入含氧化合物,比如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。這種新配方汽油的質量要求已推動了汽油的有關煉油技術的發展。
4.綠色化學與環境治理
目前,隨著綠色化學作為學科前沿方向的逐步形成, 在很短的時間內,通向綠色化學的各種途徑已隱約可見。這說明綠色化學是有效的,也是有益的。從科學觀點認識,綠色化學是對傳統化學思維方式的更新和發展;從環境觀點認識,它是從源頭上消除污染;從經濟觀點認識,它合理利用資源和能源,降低生產成本,符合經濟可持續發展的要求。其目的就是要把現有化學和化工生產的技術路線從“先污染、后治理”改變為“從源頭上根除污染”。然而,必須指出的是, 綠色化學與環境治理是完全不同的概念。環境治理是對已被污染的環境進行治理,使之恢復到被污染前的面目;而綠色化學則是從源頭上阻止污染物的生成,即所謂污染預防。因此,只有通過綠色化學的途徑,從科學研究出發,發展環境友好化學、化工技術,才能解決環境污染與經濟可持續發展的矛盾。另一關鍵問題是培養具有環境保護意識的人,樹立可持續發展的觀念。通過宣傳,強化公眾的環境意識。作為高等學校培養的各種層次的高素質人才,應努力學習有關知識,加強對保護環境,改善環境的責任感。創造一個清潔美好的生活環境是人類的共同愿望,給后代留下一個良好的環境,也是我們這一代人所必須履行的責任和義務!
1 綠色化學的概述
1.1 綠色化學的概念
所謂綠色化學,其主要是通過采取化學方法將一些對于生態環境和人類健康有害物質,在其生產或使用的過程中消除掉。同時通過對能源進行充分合理的利用,達到以最小的成本代價換取治理環境污染的目的。綠色化學的整個過程都必須符合我國經濟和環境的可持續發展戰略。
1.2 綠色化學的主要特點
綠色化學最主要的特點就是原子經濟性,原子經濟性主要是利用化學原理,在化學物質使用的過程中或其實施的過程中充分的利用每一個原料,或者是將一些廢棄的原料原子通過化學轉換的方法轉化為一些新的化學物質,再進行充分地利用,從而可以實現“零排放”,不會對周邊生態環境造成污染。另外,也可以將綠色化學看作是傳統化學工程的一種可持續發展戰略,將傳統的粗放型化學生產過程,轉變成為現代綠色集約型的化學生產過程。
1.3 綠色化學的重要性
雖然我國社會經濟的快速增長,工業化進展也日益加快,但由于前期我國粗放式的發展模式,以至于對原有的生態環境帶來嚴重的污染,甚至影響到人們的身體健康。根據相關數據顯示,各種有害氣體、水以及固態廢雜污染都呈現出日益增長的趨勢,例如在農村耕地中大量使用一些化肥、農藥以至于出現土地日益貧瘠的現象;在人們的日常生活中使用的塑料袋,導致白色污染日益加重。
當人們意識到這些環境污染的嚴重性時,也開始了加大了污染治理的力度,然而也付出了較高的代價。因為有些環境污染是不可能在短時間可以解決的,例如全球變暖、霧霾天氣、臭氧層破壞以及農田重金屬污染等。所以,如果想要解決環境污染問題,同時促進工業經濟發展,那么就必須嚴格使用綠色化學的方法和技術,以此來實現環境和經濟的可持續發展策略。
2 綠色化學與環境污染
2.1 環境污染與綠色化學的相關問題
目前,由于化學物質所帶來的環境污染有水、空氣污染,尤其是空氣污染問題尤為嚴重。主要是由于空氣中含有大量的含氮氧化物和二氧化碳所造成空氣污染,它們主要是在能源的消耗過程中所產生的,例如石油、煤炭等燃料在燃燒過程中所產生的,另外就是來源于一些化學工廠生產硝酸的過程,排向空氣的廢氣中還有大量的含氮物質。當這些廢氣中的含氮物質和空氣中的二氧化碳相遇后,再經過紫外線的照射,就會產生一系列的化學反應,產生很多大城市所存在的光化學煙霧,在陽光特別強烈的夏季表現的尤為突出,繼而對地球的臭氧層造成嚴重的破壞。所以,如何更好地從根本上解決環境污染所帶來的問題,已經成為人們亟待解決的問題。
綠色化學就是對那些影響人們身體健康和生態環境的化學物質,對其生產的源頭進行消除,杜絕出現有害有毒的物質。因此,綠色化學已經成為人們追求綠色環境的最佳方法。
2.2 綠色化學在環境保護中的研究成果
目前,對于綠色化學的研究也日益受到人們的重視,綠色化學在環境保護的很多方面也取得了較好的研究成果,主要表現在以下三個方面:
第一,能源清潔。至今為止,煤炭一直是我國非常重要的能源來源。綠色化學技術在我國得到推廣以來,相關部門和企業也開始著重處理煤炭燃燒所帶來的環境污染問題,而且大力推廣煤炭液化以及洗煤技術。另外,我國的一些清潔能源技術也得到了快速地推廣使用,例如核能、水能、風能以及太陽能等,在很大程度上也避免了由于能源制造過程所產生的環境污染問題。
第二,二氧化碳也得到了較為有效地吸收。二氧化碳是造成溫室效應的罪魁禍首,而且目前全球的溫室效應問題也日益嚴重,而二氧化碳的主要來源就是燃料燃燒所帶來的。然而二氧化碳過量問題在短時間是不能解決的,如何更好地處理和吸收二氧化碳也開始引起了人們的關注。隨著綠色化學技術的發展,目前也研制處理了很多吸收二氧化碳的方法和技術,例如膜分離技術、碳酸鉀加熱化學吸附法等。
第三,越來越多的環境友好的產品得到了開發。正是由于人們對于環境保護問題開始了日益關注,而且對于環境保護也提出了更高的要求,不但要對已經出現的環境污染源進行控制和治理之外,還要求更多地開發出新的、綠色的能源,以便于建造更加適合人類居住的自然生態環境。在一些傳統的化學工藝中,很多化學原料都是有害物質,會對人們的身體健康和生態環境造成一定的威脅。而隨著現代科技的快速發展,人們開始采用生物作為原材料,然后使用酶作為催化劑,這樣就可以從根本上消除一些污染源。
3 綠色化學的發展方向
3.1 開發利用一切的綠色能源
在傳統的能源獲取方面,燃料燃燒的過程中有大約60%的能量都會由于不同的原因被消耗掉,這樣的能源有效利用率實在是太低了。目前,雖然水利發電已經開始作為商業運用的可再生資源,但是其電量也僅占所有發電量的18%左右。所以需要大力發展一切可再生資源作為能源的來源,例如風能、太陽能等,從最根本上解決能源制造過程中所產生的環境污染問題。
3.2 大量可再生材料的重復使用
對于一些難以降解的材料進行二次利用,或者一些可再生材料進行多次重復使用。借助綠色化學技術將原有的化學物質結構進行改變,以此衍生出具有其他功能的精細化學品。就目前我國環境保護情況而言,使用綠色化學技術對可再生材料進行使用,正逐步成為引領和開展綠色革命的重要課題,而且也將促進環境保護技術的大力發展。
3.3 實現農藥化學的綠色化
農藥化學已經成為了一門單獨學科,其是由生物學與有機化學交叉而形成的。在農村,與生態環境接觸較多的化學污染主要來源于農藥、化肥等,而且農藥、化肥污染已經成為全球化環境污染的重要影響因素之一。然而,在對植物的保護過程中,農藥以及化肥依舊是起著非常關鍵的作用。如何更好地促使農藥和環境得到友好相處是目前化學農藥的主要發展方向,那么大力發展農藥化學的綠色化也已經成為迫在眉睫的問題。
4 綠色化學的可持續性發展
如何更好地解決環境污染問題,保持社會經濟和環境的可持續發展已經成為現代人們研究的重要課題之一。那么就需要采用綠色化學的方法和途徑,對綠色化學技術和方法進行更加深入的科學性研究,以此發展綠色化學技術。與此同時,也要改變人們對環境保護傳統觀念,將可持續發展作為環境保護的基本理念樹立于人們心中。只有在整個過程中對資源進行充分、全面地利用,才能夠更好地推進低碳經濟的快速發展,構造出一個人和自然和諧相處的生活居住環境。
5 結論
綠色化學不但是要利用化學原理實現“零排放”,而且也是化學發展的新目標。綠色化學的應用能夠真正地實現社會經濟和環境的可持續發展。
【參考文獻】
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2廢液污染
化學實驗產生的廢液常常伴有一定的毒性,例如吡啶、氯仿、二甲苯會對人體的免疫系統造成損傷,使人體機能紊亂;亞硝酸鹽、巴比妥等物質會促使人體產生癌變。此外,像濃硫酸和氫氧化鈉等強酸、強堿試劑具有很強的腐蝕性,如果在實驗室結束后,不對其進行及時處理隨意倒入水池內就會對周圍環境造成嚴重的污染。因此,在進行化學實驗時,必須要重視對廢液進行及時、有效的處理,盡量避免不規范的操作習慣,不隨意傾倒廢液,減少對水質造成的污染。
3化學實驗室環境污染的處理方法
針對上文中介紹的化學實驗室常見的污染類型,本文主要從以下幾個方面分析這些污染物的處理方法:
3.1廢氣處理
對于化學實驗室里易揮發的藥劑需要進行密封處理,對于化學實驗中產生的CO、SO2、NO、NH3等具有刺激性氣味以及毒害性的廢氣需要采用封閉式實驗操作方法,確保這些氣體不向周圍的空間擴散,然后再對產生的廢氣進行集中收集。對于CO2、SO2、NO2、H2S等可溶性氣體,可以這些氣體導入水中使其充分溶解。對于Cl、Br氣體則可以利用堿溶液進行吸收,使其生成相應的鹽。
3.2廢渣處理
在化學實驗過程中,對于產生的廢渣可以進行急沖處理。對于一些需要回收利用的,則可以根據回收物的化學性質,統一收集進行重復利用。對于一些貴重金屬也可以進行回收,例如銀鏡反應過程中產生的銀,可以用適量的HNO3進行溶解回收。對于一些化學實驗過程中的產生的殘留物,例如銅與硝酸反應、鋅與硝酸反應時產生的銅和鋅也需要進行二次回收。對于具有毒性的物質,在化學過程中需要進行謹慎處理,如果不慎散落到外面,需要及時用化學方法進行處理,例如金屬汞需要利用滴管進行收集,然后在散落的地方撒上一層硫磺粉,反應生成難以揮發的硫化汞降低對環境的污染程度。對于一些用量較大的有機溶劑殘渣和浸過有害物質的履職等廢棄物,需要進行焚燒,然后再做掩埋處理。
3.3廢液處理
化學污染對人體健康的危害是一個非常復雜的問題,與污染物本身的性質、濃度以及污染途徑和方式有關。大致可概括為以下兩個方面。
1急性危害
環境污染物在短時間內大量進入環境,使得暴露在其中的人群在較短時間內出現不良反應、急性中毒,甚至死亡等。例如在英國多次發生的倫敦煙霧事件;美國的洛杉磯、東京發生的光化學煙霧事件;日本的米糠油多氯聯苯污染事件等。1984年印度博帕爾農藥廠發生的異氰酸甲酯泄漏事件,造成12.5萬人中毒,6495人死亡,5萬多人終身受害等等。環境污染的急性作用顯現較快,影響明顯,易于引起人們的重視。
2慢性危害
有毒的化學物質污染環境,小劑量長期作用于人體至一定程度,可以產生慢性中毒。環境中的某些污染物,含量雖微,卻可通過食物鏈以千倍或萬倍以上的濃度在生物體內富集。人在這種受污染環境中生活數月、數年后可逐漸引起機體的慢性中毒,影響機體生長發育和生理生化的功能變化,使人群中慢性疾病的發病率和死亡率增高。慢性危害常常并不引人注意,而是日積月累,緩慢地進行著從量變到質變的過程,一旦覺察,往往己為時過晚。如日本流行的“骨痛病”、“水俁病”,都是這方面的突出例證。
二環境保護教育的目的
目前環境保護已成為全球共同關注的焦點,保護環境是我們每個公民義不容辭的責任。要搞好環境保護,必須抓好環境保護教育工作,這已成為大家的共識。環境保護教育的首要目的是向人們提供一些知識,以便其在開發資源以滿足人類當前和未來的物質、文化需要時,可以對所有由此可能引起的環境問題有所覺察和預見,并在開發活動中對此加以考慮,從而對這些資源的利用有一個嶄新的認識。第二,環境教育還應促進人們對環境在社會發展過程中所起的重要作用有所認識。發展經濟與保護環境是既對立又統一的關系,經濟的發展提高了人們的生活水平,使得人們對環境質量的要求進一步提高,發達的經濟也為保護環境提供了物質條件,這是環境與經濟統一的一面;另一方面,大力發展經濟,特別是工業的高速發展,必然會使工業產生的“三廢”增多,從而加大對環境的壓力,降低人們生活的質量,并且,對環境資源的掠奪性開發雖然能使經濟得到短期的高速發展,但這種發展是有害于人類的,因此,我們應該認清環境與經濟的這種辯證關系,它實質上也就是人與環境的對立統一關系,這是環境保護教育的重要目的之一。第三,環境保護教育還應該使人們認清經濟、政治和生態三者之間的關系。人類所面臨的很多環境問題都是全球性的,某個環境問題可能會對多個國家甚至全球產生影響,例如溫室效應、酸雨等,它們的解決毫無疑問地會牽涉到政治因素。因此,認清它們之間的關系,可以使人們認識到國家與國家之間、地區與地區之間在環境領域合作的重要性,從這種意義上講,環境保護教育在建立改善環境的國際秩序方面,具有十分重要的作用。最后,環境保護教育應該使各個階層的人們都能意識到自己對保護環境所應負的責任。環境保護教育對象的廣泛性,決定了它的這一目的。要使人們明白,任何個人和團體的活動都可能對環境產生影響,從而意識到自己在保護環境與改善環境中的責任。
三我國環境保護教育現狀及存在的問題
“環境保護,教育為本。”30多年來,在教育、環保等部門的努力下,我國的環境保護教育已初步形成一個多層次和多形式的環境保護教育體系。一是專業教育。一些普通高校、中等專業學校開設了環境類的專業;高校和中等專業學校的一些專業開設了有關環境保護的必修課程或選修課程,為環保事業輸送了大量科技管理人才。二是崗位專業培訓。面對環境系統不少人員專業面窄、知識老化等情況,開展成人環境保護教育,通過崗位培訓、繼續教育、學歷教育等工作,提高了環保干部的素質。三是全日制學校的普及教育。在普通中小學中,強調把環境科學滲透到相關學科教學中,在教材中有所體現。近年來,也有不少地方開展課外環境保護教育活動,通過講座、競賽、論文、夏令營等形式,吸引了中小學生的參與。四是社會教育。環保部門通過舉辦學習班等形式,對企業領導和職工進行環境教育,增強了他們的環保意識。應該說,我國的環境保護教育取得了不少成績,特別是專業教育方面,形成了一套多層次人才結構培養體系。但是,不難看到,與國外一些國家相比,我們的環境保護教育還存在不少問題,主要表現在:
1環境保護教育面窄
環境保護教育具有全民性的特點,每一個國民,都應該對環境負有責任。由于體制原因,我國教育或環保門只能在一定范圍內做一些工作,廣大人民群眾不能有效地接受到有關環境保護知識的教育。一些發達國家的公眾有較高的環境意識,是因為他們通過各種途徑接受了環境保護教育。
2宜傳力度不夠
環境保護教育具有全程性的特點,即每個人,從出生到死亡都要隨時接受環境保護教育,各種公共媒介都負有宣傳責任。我國在這方面做得遠遠不夠,無論從宣傳的廣度與力度上都顯得較薄弱。世界上公眾環保素質高的國家,其政府都不遺余力地運用電視、廣播、報刊、電影、展覽等新聞宣傳媒體進行環境保護教育。
3決策層和領導者缺乏重視
環境保護是我國的一項基本國策。對環境保護,很多人往往以為只是環保部門的責任,在企業中,廠長經理也只注意經濟效益,很少考慮生態效益。所以應當提高領導者的環境保護意識,落實領導責任。
四師范院校開展環境保護教育的重要意義
1師范院校的環境保護教育是素質教育必不可少的一部分
人才素質除了我們通常所說的身體、文化、道德、心理等素質外,環境意識應是21世紀人類必須具備的一個基本素質。而公民環境意識的提高,其中最主要一部分靠的是教師的傳授,教師在講授本專業知識的同時,還要培養學生的全面素質和保護環境的責任感,使他們能正確處理和對待生產生活中有關的環境問題,進而提高他們的綜合素質。
2師范院校中的環境保護教育有助于環境教育體系的完善
中國的環保大業成功與否的關鍵就是能否建立起完善的環境保護教育體系。環境保護教育分為三部分,家庭教育、社會教育和學校教育,其中學校教育的任務最重,如學校的環境保護教育能搞好,家庭教育、社會教育就能隨之很快提高,而學校教育的關鍵取決于教師的素質。環境保護教育要求教師必須具備環境保護專業知識和環境教育的教學技能,這樣才能在教學中滲透相關知識進行環境保護教育,進而提高學生的環境保護意識。加強師范院校的環境保護教育,對整個環境保護教育體系的完善有重要作用。
3教師是環境保護教育的中堅力量
高師院校是培養基礎教育各級各類教師的專門機構。改善人類賴以生存的環境不是哪一代人的事,它是人類社會繁衍生息的永恒主題,需要人們持續不斷地為之努力奮斗。就目前的情況看,環境保護教育的重點是廣大青少年,而實施環境保護教育的主戰場又在大中小學。在中小學校教育中,占主導地位的中小學教師有生態意識和環保意識,是中小學搞好環境保護教育的關鍵。高等師范院校要站在可持續發展的高度,高度重視師范教育在實施環境保護教育中的特殊地位和作用。
4化學教育是普及環境教育的重要組成部分
化學與環境的關系極為密切。中學化學教師自覺地寓環境教育于化學教育之中,提高青少年的環境意識、樹立環境道德,已成為中學化學教育的新內容。高師化學系承擔著培養面向中等教育化學教師的重任,學生將來大部分將走向中學或其他相應的教育崗位,通過他們的教育將會影響一批又一批未來的化學及科技人才。
中學化學教師應有較扎實的環保知識,這就要求在高師化學教育中增設有關環境保護方面的課程,如環境化學、環保化工等,講授環保的意義、污染的危害性、大氣污染及其防治、水污染及其防治、工業廢物的處理、現代環保新技術新方法等,把當今人們最關心的環境保護、能源問題等引入教學計劃之中,這樣既開拓了化學專業學生的知識面,又教給了學生與化學專業相關的環境科學知識與技能,以便在中學化學教學中,很好地對中學生進行環境保護教育,使他們把保護環境的行為變為自覺的行動,珍視環境與資源。
總之,環境保護教育是百年大計,只有高素質的教師,才有可能培養出高質量的人才。在師范院校加強環境保護教育意義尤為重大,它可促進人與自然的和諧,全面提高未來公民的環保素養,推動我國的環保事業健康發展。
參考文獻
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環境科學是在全球環境污染加劇的形勢下逐漸發展起來的一門新興學科,它運用相關的自熱、社會科學相關理論與技術為環境問題作出了突出貢獻。發展至今,環境科學已經形成了三大分支:自然環境科學、社會環境科學、綜合環境科學。環境化學則是自然環境科學中的一項至關重要的代表性技術,并逐漸成為了環境科學的核心組成部分。為此,下面本文將首先對環境化學展開詳細的概述,并在此基礎上論述環境化學在現代環境科學中的地位和作用,以期能夠充分發揮環境化學的積極作用,有效解決環境污染問題,還人類一個清新環保的生存環境。
一、環境化學概述
(一)環境化學的概念
環境化學是一門復合學科,它既是環境學的分支,又與化學存在著非常密切的聯系。概括說來,環境化學是指研究有害的污染物質在環境介質中的產生、發展、遷移、轉化、歸宿等問題,并詳細闡述控制污染物進一步發展的化學原理及化學方法的綜合科學。環境化學的研究范圍極其廣泛,既包括對污染物的分析與鑒定,又包括對化學環境污染物的運動規律的研究,還包括對化學污染物的發生、分布、轉化機制、狀態結構的變化及歸宿的研究,因此,環境化學是一門綜合的研究化學污染物的全部化學行為與化學現象的科學。
(二)環境化學的分類
環境化學包括環境分析化學、環境污染化學、環境污染控制化學、生態化學四大類。環境分析化學是現代環境化學一個非常重要的發展方向,它主要是借助各類分析儀器對壞境污染中的污染物含量、形態、價態、結構等進行詳盡的分析,為環境污染治理提供可靠的解決方案。環境污染化學是對環境污染物在環境介質中的產生、遷移、轉化、累積、降解等過程進行詳細研究。它主要包括大氣污染化學、水污染化學、土壤污染化學和生態污染化學以及多介質污染化學四大類。環境控制化學的側重點在于環境控制上,它主要是在相關化學原理的理論基礎之上研究污染物的控制原理和控制技術,如今已經發展到了“一體化污染預防戰略”的高度上。生態化學主要是研究化學污染物在環境中所引起的生態效應和對人體的危害。目前的研究重點是將污染物的直接毒性轉化為間接毒性。
二、環境化學在現代環境科學研究中的地位和作用
(一)環境化學在環境污染認識中的地位和作用
隨著我國工業的發展、人口的劇增,環境污染問題日漸突出,而且它的危害性變得更加的強大,已經形成了一場環境污染災害。為此,我們不能再被動承受這些環境污染所引起的災害,而應該積極去掌握污染物的產生、產生危害的機理,掌握它是如何在環境介質當中進行遷移轉化的。環境化學恰恰就提供了這方面的科學資料,可以幫助我們了解污染物質在環境中是如何引發危害并不斷轉化和富集的,這樣便可科學地增強人們對環境污染的防治能力。
(二)環境化學在環境治理中的地位和作用
環境化學是環境治理的理論基礎和實踐支撐。環境化學分析與研究的結果可以詳細的還原出環境污染物的整個發展過程,有助于我們了解和掌握環境污染物的產生、遷移、轉化、累積、歸宿的整體發展規律,這些規律可以幫助我們得出有針對性、實效性的預防和治理措施,使得環境治理能夠有的放矢。因此,環境化學既是環境治理的基礎,又是環境治理的保障。例如,在治理大氣污染時,可以運用污染物的發展規律,采用吸收劑吸收和轉化為無毒無害氣體兩種方法來處理空氣中的有害氣體;在治理水污染時,可以通過吸附、化學凝聚、化學沉淀、離子交換、電滲析、氯消毒等方法來處理水中污染物,帶到凈化水體的目的。而這些治理措施的開發與實施都是在環境科學的研究結論的基礎上得來的。
(三)環境化學在環境監測中的地位和作用
環境科學是隨著環境污染的出現、加劇而逐漸形成并發展起來的。經過漫長的發展,環境科學已經成為了一門比較成熟的綜合性學科,并且逐步形成了許多分支學科,主要包括三大體系:社會環境科學、自然環境科學和綜合環境科學。而環境化學是自然科學的重要分支之一,是環境科學的重要核心組成部分。一是因為引起環境污染的化學、生物、物理等因子中,化學物質占據較大的比例;二是因為隨著時代的發展和科技的進步,現代環境科學的研究開始轉為對圍微觀層面的研究,在具體的研究過程中,需要運用到環境化學。因此,環境化學在現代環境科學研究中具有不可替代的重要地位和作用。
一、環境化學概述
簡單來說,環境化學就是以化學為基礎,對污染物進行一定的分析、鑒定,了解污染物在環境中如何實現轉化和轉移,進而認識污染物通過何種方式污染環境和生物,然后采取相應的解決辦法和治理措施,有效治理環境污染。環境化學主要有以下幾類:
1.環境分析化學
環境分析化學是環境化學的一個重要發展方向,主要是指借助一些現代儀器,根據具體的環境情況進行研究,主要研究環境中污染物的具體含量、污染物的形態、污染物的價態,以及污染物的結構。目前,環境分析化學的發展重心主要是環境中微量有害化合物分析和痕量有害化合物分析,主要是“三至”有機化合物的痕量分析和具體的超痕量分析,如室內空氣中的劇毒化學物質;農業生產中的農藥、除草劑、有機磷、有機氮;因工業固體廢棄物揮發、分解、燃燒等產生的揮發烴、芳烴、醛、酯,以及工業廢氣等。
2.環境污染化學
環境污染化學主要是研究環境污染物在水、空氣、土壤等各種介質當中的產生、轉化、降解、遷移、累積、危害和歸宿過程中的化學行為,及其產生的一連串生態效應。根據不同的環境介質,基本可以將環境污染化學分為水污染化學、大氣污染化學、土壤污染化學,以及生態污染化學等各種不同的介質污染化學。
3.環境污染控制化學
環境污染控制化學是針對環境污染化學而產生的,主要研究如何控制污染物和控制污染物相關技術,以及一些相關的化學原理。目前,很多人都已經意識到了環境污染給人們生產和生活帶來的巨大危害,所以自覺地提高了污染預防意識和清潔生產意識,逐步形成了一體化污染預防戰略,而傳統的對環境污染進行末端控制的思想已經逐漸淡出歷史舞臺。
4.生態化學
生態化學,顧名思義,主要是研究各種化學污染物在環境中引起的各種生態效應,以及這些生態效應有可能對人體產生的各種影響。當前,對生物化學研究的熱點物質主要有多氯聯苯、有機氯化物、類雌激素有機污染物、農藥和多環芳烴等。對物質有害性研究的重點也發生了變化,開始由傳統的研究直接毒性轉變為今天的研究間接毒性,由研究人類轉為研究各種野生動物,由研究局部環境轉為研究全球性環境生態系統,如對寒帶、溫帶、熱帶等氣候差別較大地區的環境進行研究。可以說研究的范圍更廣、研究的對象更豐富,研究的更深入、更透徹。
二、環境化學在現代環境科學研究中的地位和作用
1.環境化學在對環境污染認識中的地位和作用
隨著工業化進程的加快和人口的急劇增長,人們在生產和生活當中產生的大量污染物被肆無忌憚地排放到環境當中,引起了一系列嚴重的環境問題。但是,這些污染物究竟是如何產生的?它們是通過何種方式危害環境的?除了危害環境它們還對什么造成嚴重的危害,是如何危害的?它們在環境中如何實現各種轉化過程?如果這些問題得不到有效解決,人們就只能看到環境被污染、被破壞的表面現象,而且沒有任何解決辦法,只能被動地接受環境污染帶來的各種危害和災難。如美國洛杉磯光化學煙霧事件、日本痛痛病、水俁病、四日市哮喘以及倫敦煙霧事件等重大公害,已經奪取了數以千計人的寶貴生命。而環境化學不但可以清楚地揭示化學物的具體來源,而且還可以給出這些污染物對環境和生物的危害機理。通過對污染物在環境中遷移和轉化過程的研究,人們認識到污染物在環境中可以通過一定的理化作用,以及借助一定的生物發生轉化、降解,或富集、增毒,進而改變其原有的濃度或其原有的性狀,產生各種不同的危害。并且,污染物還可以通過水體、食物、大氣、土壤等多種途徑,對人體產生長期影響。也就是說,通過環境化學,人們可以對環境問題進行更深入、更科學的認識,從而增強對污染的防治能力。
另外,由于自然環境中的因素不僅數量較多,而且復雜多變,人們只是單純地應用一般的化學規律,并不能很好地揭示反應的實質和全貌。所以,我們需要借助環境化學提出和探索新的課題,如大氣中光化學反應和二次污染物的生成、有毒污染物在各種生物體內的酶化學反應、有機污染物在環境中的生物氧化和降解等。可以說,環境化學在對各種環境問題認識的具體過程中起了不可替代的重要作用,而這些問題得到解決的同時也促進了環境化學的迅速發展。同時,環境化學將人們對環境污染的研究從過去的宏觀研究轉向了微觀研究,使人們對環境污染問題的認識更加深刻,少走很多彎路。
2.環境化學在環境治理中的地位和作用
環境化學是環境治理的理論基礎,在環境治理中的具有重要的地位和作用。具體來說就是,在環境治理的過程中,我們只有對環境中的污染物進行詳細的分析和研究,找出這些污染物在水體、大氣、土壤等介質中的轉化、遷移等規律,才能找到合理的預防措施和科學的治理措施。如面對日益嚴重的大氣污染和污染,要想實現有效的治理,就要對產生大氣污染和水污染的的原因及產生的污染物有比較深入的了解和分析,這樣才能找出相應的解決辦法和治理措施。如人們可以通過吸收劑吸收,以及轉化等兩種方法,對石燃料燃燒產生的SO2、CO2等有害氣體進行比較有效的處理;可以通過吸附、曝氣、化學凝聚,以及沉淀、電滲析、氯消毒、離子交換、反滲透等處理方法,對污染水進行處理,使之能夠正常使用。以上這些治理大氣污染和水污染的具體治理措施,都是在對環境化學進行理論研究的基礎上慢慢產生的。所以水,環境化學在治理環境中的地位和作用非常重要,不可替代。
3.環境化學在環境監測中的地位和作用
環境化學除了是治理環境的理論基礎,同時也為環境監測提供理論依據,在環境監測有著廣泛的應用。而環境監測在治理環境污染中具有重要的作用,可以為環境質量評價提供重要的可靠信息,為相關部門制定相應的環境保護法律法規提供重要科學依據,是現代環境科學的重要研究手段之一。通過環境監測,我們可以及時發現環境污染情況,了解污染物的來源,以及污染物的組成和各種成分的含量等,進而采取相應的有力措施,進行綜合治理。
環境監測不是獨立存在的,而是建立在環境分析化學基礎上,是一種比較常用的研究手段。如環境監測中常用的色譜分析法和光譜分析法,其理論支撐就是環境分析化學的基本原理和方法。可以說,環境分析化學的快速發展可以極大提高環境監測儀器的精確度和靈敏度。
結語
總之,環境化學在現代環境科學研究中具有不可不可替代的重要地位和作用,可以深化人們對環境問題的認識、是環境治理的理論基礎和環境監測的理論依據。但是,隨著工業的發展和人口的增長,環境污染物物開始多樣化,環境問題更加復雜化,環境進一步惡化,環境化學在現代險境科學研究中的地位將更加突出,作用將更加重要,環境化學的發展將帶動現代環境科學研究的全面進步,進而為人類的環境保護事業作出更大的貢獻。
參考文獻:
環境污染按環境要素可分為:大氣污染、水體污染、土壤污染;按人類活動可分為:工業環境污染、城市環境污染、農業環境污染;到目前為止已經威脅人類生存并已被人類認識到的環境問題主要有:全球變暖、臭氧層破壞、酸雨、能源短缺森林資源銳減、物種加速滅絕、垃圾成災、有毒化學品污染等眾多方面。
一、認真閱讀教材,認識環境污染
新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,特別指出氣候變暖、臭氧層破壞、酸雨和赤潮等全球性和區域性環境問題,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。
二、利用學科教學,進行環保教育
在教學中可以通過一些“思考與交流”活動以及圖片的認識和“資料卡片”的學習,讓學生知道生活中的一些環境污染問題,了解臭氧空洞的形成及危害,認識含硫、含氮氧化合物形成酸雨及其化學控制的原理,從環境保護的角度,討論在化學實驗以及化工生產中應注意些什么問題等等,提高“愛護環境從我做起”的自覺性,培養學生珍惜資源、珍愛生命、愛護地球等礦區人民應該具有的價值觀和社會責任感。
三、加強實驗教學,掌握環保方法
教材中介紹了化工生產中尾氣回收方法和處理裝置以防止或減少環境污染。例如:金鼎鋅業公司冶煉廠硫酸車間利用硫化鋅焙沙產生的二氧化硫來生產硫酸,變廢為寶、化害為利。
四、結合生活實際,介紹環保措施
通過化工生產實例分析,環境污染的原因,可以采取以下措施:(1)節約能源,調節能源結構,發展清潔能源,優化能源質量,提高能源利用率,減少使用煤、天然氣等礦物燃料,更多地利用太陽能、風能等。(2)加強環境管理,限制并逐步停止氟氯烴的生產和使用。(3)回收可利用的舊物品,制造對環境友好的材料,如可光解的或微生物降解的塑料。(4)大力植樹造林,嚴禁亂砍亂伐森林等。(5)強化環保執法,嚴格控制“三廢”排放,做好“三廢”的處理和綜合利用。
參考文獻:
1.《云南冶金集團志》.2006年5月
2.《中國環境報》.2007年3月
健康的人生,才是美麗的人生,健康美好的人生,是人生的最高境界。
人們追求健康,常去求醫問藥,為的是防病治病。判別病因,方能對癥下藥。隨著環境醫學的發展和對環境與健康關系的研究,人們發現,許多疾病都與環境有關,有的就是由環境污染直接引起的。世界衛生組織2006年6月的一份研究報告顯示,全球接近1/4的疾病由可以避免的環境暴露引起,每年超過1 300萬的超額死亡歸因于可預防的環境因素,在最不發達地區,接近1/3的死亡和疾病歸因于環境問題。
國際社會高度關注環境與健康問題,在世界衛生組織的倡導下,我國的“環境與健康行動計劃”正式啟動,這標志著我國環境科學、醫藥衛生科學及其交叉學科的發展與進步。是對“重醫學、輕衛生”、“重醫治、輕預防”的糾正。“環境與健康行動計劃”的實施,將有力促進環境污染治理與防病治病相結合,也為傳統的醫藥衛生事業拓寬了創新發展的空間,更重要的是給健康美好的人生開通了全新的綠色通道。
求醫問藥固然好,污染擾民病難消,欲得健康人長壽,還有環境路一條。為配合《國家環境與健康行動計劃》的實施,應《開卷有益――求醫問藥》雜志主編之約,以“環境與健康”為話題,向廣大讀者介紹水污染與健康、大氣污染與健康、農藥污染與健康、食品安全與健康等方面的相關知識及防范措施,希望您在通往健康的綠色大道上一路走好。
環境污染危害健康
一、環境污染的概念及類型
環境污染是指人類活動所引起的環境質量下降而有害于人類及其他生物正常生存和發展的環境現象。比如,空氣污濁、異味、水體黑臭就是環境污染。
環境污染有不同類型,按環境要素可分為大氣污染、水體污染和土壤污染等;按污染物的性質可分為生物污染、化學污染和物理污染;按污染物形態可分為廢氣污染、廢水污染和固體廢物污染以及噪聲污染、輻射污染等;按污染物產生的原因可分為生活污染和生產污染,生產污染又可分為工業污染、農業污染、交通污染等;按污染物的影響范圍又可分為全球性污染、區域性污染和局部性污染等。
二、環境污染對人體的危害
環境污染物可通過多種環境介質(水、空氣、食物)及渠道進入人體而產生危害。由于污染物毒性不同,受污染人群個體差異較大,危害顯現的狀況和程度也有不同,主要有急性危害、慢性中毒、致癌危害和致畸危害等類型。
急性危害。由于高濃度污染物在短期內大量進入環境,使暴露人群驟間出現不良反應、急性中毒,甚至死亡,稱為急性危害。急性危害的特征是有明確、固定的污染源,污染物突然排放,病情發展迅速,后果嚴重。比如,1952年英國倫敦煙霧事件,居民呼吸困難,死亡4 703人;我國江蘇省淮安發生運輸車輛液氯泄漏事件,造成335人中毒住院搶救,28人中毒死亡。
慢性中毒。有毒有害污染物低濃度、長時間、反復作用于人體所產生的危害稱為慢性中毒。這種危害是通過毒物在體內蓄積或對人體危害程度逐步累積所造成的。環境污染引起的慢性中毒的潛伏期長,可以是幾個月、幾年甚至幾十年,病情進展不明顯,容易被人們所忽視。大量資料說明,城市大氣污染是慢性支氣管炎、肺氣腫和支氣管哮喘等呼吸器官疾病的誘因。例如,20世紀50年代,日本四日市的石化煉油廠排放大量SO2和工業粉塵,大氣中SO2濃度高達(0.75~1)×10-6,市民長期吸入被污染的空氣,造成慢性哮喘病,使許多人因而喪失勞動能力。
慢性中毒的另一個特征是污染物在體內持續性蓄積。有些污染物在水、空氣、食物中雖然含量很低,但日積月累,在體內可達相當可觀的數量。鉛污染就表現為持續性蓄積,有資料顯示,城鄉不同環境下生活或工作的人群中,體內血鉛含量明顯不同。郊區農民11微克/100毫升、交通警察30微克/100毫升、汽車修理工38微克/100毫升。這種持續性蓄積所帶來的遠期效應值得引起重視。
致癌危害。據一些學者估計,人類癌癥80%~90%與環境因素有關,其中病毒因素致癌占5%,放射性因素致癌占5%,化學性因素致癌占90%。目前,已報道有1 000多種化學物質有致癌作用,而這些化學物質主要是從環境污染而來的。已知的化學致癌物質分為三類:第一類是經流行病學調查和動物實驗證實的化學致癌物,包括砷、鉻、鉻酸鹽、鎳和羰基鎳、石棉、苯并(a)芘、2-萘胺、聯苯胺、4-氨基聯苯、4-硝基聯苯、氯甲甲醚、氯乙烯等,對這類化學物質應嚴禁污染排放,避免直接接觸;第二類是對人體疑有致癌作用的化學物質,包括鈹、鎘、亞硝胺類化合物、黃曲霉毒素、一些芳香胺類染料等,對這類化學物質,應控制其污染排放,盡量少接觸;第三類是對人體有潛在致癌作用的化學物質,包括DDT、六六六、四氯化碳、氯仿、二甲基肼等,對此類化學物質應密切關注其對人體的影響。
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)06-0177-02
現今環境污染問題已越來越令人注目,為減少環境污染問題,我國的基本國策其中一項任務是保護環境,實施可持續發展戰略。為加速這一任務的完成,加強對青少年的環境教育是必不可少的,因為青少年是環境保護事業的未來和中堅力量,提高他們的環境保護意識對推動整個國家的環境保護工作有著至關重要的作用,尤其是在化學教學中滲透環境教育,不僅可以使學生樹立正確的環境價值觀,還可以提高和完善化學知識和技能。
一、強調化學知識與環境保護知識相結合的內容
高中化學中很多知識點都與環境保護密切相關,例如,“氧及其化合物”這一化學知識點就與“光化學煙霧”和“臭氧層空洞”等這些環境污染問題密切相關;還有“硫及其化合物”這一化學知識點就與酸雨的形成有一定的關聯性;在學習“石油和煤”這一化學知識點時,就不得不結合實際中“溫室效應”這一環境現象。教師只有在課堂上讓學生了解這些化學知識與環境污染的關系以及這些化學現象產生的原因以及對環境的危害,才能更好地將環境教育滲透到高中化學教學中。
首先,在學習“氧及其化合物”這一知識點時,教師應將“光學煙霧”和“臭氧層空洞”這一現象結合書本知識點,向學生重點介紹與分析。在介紹“光學煙霧”時,教師應將光學煙霧的來源和主要成分一一講授給學生,然后利用多媒體向學生們展示由于生活中大量汽車尾氣的有害氣體導致的光化煙霧的案例,這些案例可以是世界各地發生的一些由于過于嚴重的光化煙霧導致的一些負面影響等。在播放完案例后,教師可以為學生們總結光化煙霧的具體為危害有哪些,并介紹一些可以防止光化煙霧的措施和方法,由此讓學生了解現實生活,提高環境保護意識。在介紹“臭氧層空洞”時,教師可以首先向學生講解臭氧層的概念、形成和作用,然后再介紹其危害與預防措施,在介紹時要與“氧及其化合物”這一化學知識點緊密結合,讓學生在掌握一定生活知識的同時,加深對課本知識的影響,以提高學習效率和學習興趣。
其次,在學習“硫及其化合物”這一化學知識點時,教師應將其與生活中發生次數越來越多的、破壞性越來越大的酸雨結合在一起。首先可以向學生講述酸雨的形成是由于人們破壞環境的程度越來越高,工業工廠排放的有毒氣體越來越多,從而使得空氣中的硫酸和硝酸越來越多,而二氧化硫和氮氧化合物是污染大氣的主要有害物質,在氧氣和水的共同作用下就形成了酸雨。又因為酸雨具有一定的腐蝕性,進一步由課本知識點引入到實際生活中,教師可以基于書本知識點論述酸雨的危害和預防酸雨的措施,由此進一步提高學生的環境保護意識和了解更多課本以外的知識點。
另外,在學習“石油與煤”這一化學知識點時,教師就應將最引人關注的話題“溫室效應”搬到課堂上,向學生們講述“溫室效應”的概念,然后結合書本知識,講述二氧化碳、甲烷及碳的氧化物和氟氯代烷等這些氣體是如何導致“溫室效應”的,然后再舉例分析“溫室效應”的危害,最后讓學生根據現實生活中自然現象的變化,舉出一些“溫室效應”的現象,并結合書本知識提出如何預防和改善“溫室效應”。
二、在化學實驗教學中加強環境教育的滲透
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學實驗是化學教育的重要內容和必要保證。然而,高中的化學實驗大多數都是敞口式和半封閉式,導致化學實驗過程中會產生一定的污染。雖然,由于學校條件的改善,很多實驗材料都得到了調整與改進,但仍然有些實驗在實施過程中會造成一定的環境污染,對學生和教師的身體健康都造成了一定的影響。這就需要教育者積極探索,加強環境教育在高中化學實驗教學中的應用。
首先,教師應引導和輔助學生提高實驗的規范性。在提取細小的化學物質時,教師應強調學生對不同形態的化學物質采用不同的化學器具,并且在操作工程中應小心翼翼,以免一些粉末狀或液體物質散落在空氣中或地上,造成周圍環境的污染;在采用托盤稱量物質時,教師應在學生操作過程中不斷強調稱量步驟,規范學生的基本實驗的操作。通過教師在一旁不斷地提示和輔助,完善學生的實驗操作步驟,讓學生養成規范操作實驗的習慣,提高學生操作的準確和熟練程度,以此避免因藥品灑落、揮發等而造成的環境污染。
其次,教師在指導學生進行化學實驗時,還應不斷創新,不斷改進實驗操作過程。教師在備課時,應考慮到在化學實驗課上,既能讓學生親眼目睹教材中所要求的實驗現象,又能向學生灌輸環境保護意識,使化學實驗課做到不污染環境。多媒體技術在教學中的引用,就給化學教師帶來了方便,教師在化學實驗課上可以利用多媒體技術,將實驗操作過程利用多媒體教學手段制作成視頻或影片展示給學生。
三、將化學教學與環境保護實踐教育相結合
化學是一門與生活聯系十分緊密的一門課程,換言之,化學教學和學習具有很強的實踐性。教師可以在課堂教學之余,帶領學生參加一些社會活動或野外活動,例如,教師可以在節假日時,組織學生對當地的自然保護區、生態保護區、水土保護區和各種環境污染區等進行實地考察,并針對這些地區發生的一些環境污染,進行探索和解析形成原因,結合課本知識提出預防和解決問題的措施。通過實踐教學,不僅可以加強學生學習化學的認知和興趣,也可以豐富學生環境保護方面的知識,從而提高環境保護意識。
總而言之,加強環境教學在高中化學課堂教學、化學實驗室、社會實踐中的滲透,不僅可以強化學生學習化學知識的能力、提高學習化學知識的興趣、培養化學創新技術能力,還可以進一步加強學生保護環境意識,從而推動整個國家保護環境的意識,以減少環境污染,提高環境質量。
參考文獻:
1 引言
自進入二十一世紀以后,人類社會得到了突飛猛進的發展,無論是工業發展速度、社會經濟發展速度還是人口增長速度,都給生態環境帶來巨大的壓力,環境污染與能源問題已經影響到人類社會的生存與發展,環境問題已經成為關系整個人類社會可持續發展的重要問題。面對嚴峻的環境問題,全球各國都加強了環境污染監測與治理方面的工作,微生物對環境污染或環境變化極為敏感,利用微生物檢測技術對微生物進行檢測,能有效的通過微生物信息掌握環境狀況,從生物學角度監測和評估環境質量,并且還能反映出環境污染的歷史情況,能有效彌補物理、化學檢測的不足,在環境監測中有著得天獨厚的優勢。
2 常用微生物檢測技術
目前常用的微生物檢測技術有顯微技術、染色技術、分離純化技術、微生物鑒定技術、細菌診斷技術、聚合酶技術等幾大類。
2.1 顯微技術
顯微技術是微生物檢測中常用的技術之一,包括普通光學顯微鏡、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡、熒光顯微鏡、電子顯微鏡等多種設備,在不同的檢測需求中所運用的檢測設備并不相同。顯微技術是微生物檢測中最為簡便,操作最為容易的檢測技術之一,但檢測結果準確度和檢測控制較差,直接觀測的結果有可能會產生極大的誤差。
2.2 染色技術
染色技術則是對微生物細胞進行染色后,對微生物進行觀察檢測的一種技術,不過由于染色后微生物標準基本是死的,其形態和結構會在染色過程中發生一定變化,無法切實反應出活細胞的真實情況,因此通常只作為輔助檢測手段。在實際操作中,整個流程也較為繁瑣,染色、脫色都需要嚴格控制,否則將會影響檢測結果的準確性。
2.3 分離純化技術
自然環境中的微生物通常是雜居混生的,在微生物檢測中需要對混生微生物群體進行分離純化,以對純微生物進行檢測的技術,分離純化技術常用于菌種鑒定中,分離純化技術是微生物檢測的一項重要技術,是微生物檢測的重要基礎。
2.4 其它技術
在微生物常規檢測中,通常對微生物進行形態結構、培養特性方面的觀察,再利用化學反應來測定微生物的代謝物,以鑒別一些形態和其它方面不易區別的微生物,以更好的進行微生物分類鑒定。近年來,在環境監測中,微生物檢測技術運用方法較為廣泛,如運用細菌總數和糞便污染指示菌監測水質,運用發光細菌檢測環境有毒物質,運用水中藻類生長量監測水質或物質霉性等等,這些方法都已經有了較為成熟的操作手段和檢驗標準,具有較強的實踐價值。
3 環境監測中常用微生物檢測技術
3.1 微生物群落監測
微生物群落監測是一種較為經濟、快速、有效的微生物檢測方法,被廣泛應用于各種廢水、土壤、空氣監測中。如重金屬、農業、石油、化工、冶煉、食品加工、制藥、綿紡、化肥、生活污水等方面,即大量運用了微生物群落監測技術。由于環境污染物的含量會隨著時間變化而變化,會隨著其它環境條件的變化而且變化,因此對一定區域內的微生物群落進行監測,能更好的將一定時間范圍內環境污染的變化情況、環境污染歷史情況更好的描述出來。目前,急需運用現代微生物群落監測技術,對微生物群落的群落生態、個體生態進行監測,對微生物進行毒性測定、致突變測定,對微生物進行生理、生化指標測定等等。
3.2 環境污染細菌學監測
環境污染對硅藻生物、叢生植物等生物的影響較為明顯,對細菌等異養生物的影響不太生長感。不過環境污染依然會對細菌等異養生物造成巨大的影響,在環境監測中進行細菌學監測,也能獲得豐富的數據。在實際環境監測中,通常會利用檢驗細菌總數的方法,來間接判斷環境污染程度,為水污染、土壤污染提供細菌學指標,如通過檢驗總大腸菌群、烘大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒等,能有效判斷出水的衛生學質量。雖然空氣并非是菌群生長繁殖的天然環境,不存在固定的菌落群,但隨著土壤、水、人體等進入空氣中,依然可以對空氣中的菌落群進行檢測以獲得環境污染的監測數據。在空氣污染監測中,也可以通過對細菌的分布、生長狀況、變異特性、生理生化指標、細菌群落系統變化等來研究空氣污染情況,測定空氣中的污染物毒性。包括如敏感菌群的消失、抗性強菌群的保留和發展、菌群個體的發育狀況、菌群適應性的變化、菌群生化反應等等。
3.3 微生物毒理學監測及其它檢測技術
環境污染物除了對人體、動植物造成影響外,對微生物也會造成影響,通過監測微生物對環境污染物的生物效應,進行污染物毒理性質、作用機理、損壞現象等檢測,用以探明環境污染物對微生物造成的影響,把握環境中污染物各項指標情況,為環境監測提供早期敏感性指標,判斷環境狀況和尋求治理路徑。此外,還有其它一些近兩年得到迅速發展的微生物檢測技術,如生物傳感器技術、PCR技術、酶免疫技術、核酸探針技術等。生物傳感器技術利用微生物傳感器,如甲烷生物傳感器、氨生物傳感器、菌濃度檢測器等對環境進行自動、連續檢測,能準確及時的獲取環境污染信息,具有極高的時效性和靈敏度。PCR技術利用微生物異性DN段,對微生物進行序列分析、基因克隆等獲取環境污染信息。
4 微生物檢測技術和化學、物理分析法的對比
傳統的化學、物理檢測方法大多集中針對環境污染物的性質、來源、含量、分布狀態等進行檢測,所需儀器和設備通常較為復雜,并且部分檢測方法存在缺陷,如重量法在環境污染物濃度較低時會產生較大誤差,容量法雖然操作方法但靈敏度不高,光學分析法多適用于水和液體試樣的分析,在實際應用中,這些方法存在不少不足和缺陷,無法較全面的把握環境污染數據。微生物檢測技術針對微生物對環境污染或環境變化的反應進行監測,所需儀器設備相對物理、化學檢測更易操作,且樣本受污染影響較小,具有較高的靈敏度、可靠性、穩定性、實時性,并能廣泛應用于各種環境的監測之中,從生物學的角度反應出環境污染的情況和歷史背景,獲取豐富的數據。
參考文獻