化學與能源的關系匯總十篇

時間:2024-01-05 08:30:33

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化學與能源的關系

篇(1)

信息化教學改革是現代教育發展的必然方向,作為組織教學的主導者,教員角色的定位必然要求轉變傳統教育觀念,積極適應新時期信息化教學的發展要求,提高自己的能力素質來支撐這種角色的定位,并有力地在教學實踐中推進信息化教學改革進一步向前發展。

一、信息化教學的內涵及特點

信息化教學與一般的教學具有相同之處,它也是教員教和學員學的雙方活動。信息化教學既要向學員傳遞知識和技能,重視信息的傳遞和交流,也強調教學以學習為根本。它既關注學員的認識活動,也重視教材體系、課程結構改革等。

(一)信息化教學的內涵

信息化教學特指教員和學員借助現代教育媒體、教育信息資源進行的雙邊教學活動,擴展或延伸了教學活動的時空間,使教學信息傳播方式發生變化,從而引起教學方法發生了相應的變化。它是以系統論、信息論、控制論的觀點對教育系統進行整體分析,有效利用信息技術,推進教育現代化的過程。信息化教學離不開多媒體計算機技術和網絡通信技術的支持,但信息化教學絕不僅僅是多媒體和網絡化,更不是將信息技術硬搬進教學的過程,而是應用現代信息技術對現行教育系統進行全方位更新和改造的過程。從這個意義上講,在教學中使用現代媒體和信息技術,必須得到教學經驗和教學理論的參與和支持,適應學員的學習特點以及自覺地接受學習理論和教學理論的指導,尋找理論依據,并且接受教學評價標準的檢驗。

(二)信息化教學特點

1.信息化教學過程是在信息技術環境中開展教與學的過程

現代教育媒體和信息技術是信息化教學過程的重要基礎和標志。沒有應用現代教育媒體和信息技術的教學不能稱其為信息化教學,也很難說是信息化教學過程了。當然,是否是信息化教學過程,不能簡單地以教學中出現的現代教育媒體形式、數量而論;不能以使用了幾張以上的幻燈片、放了多長時間的動畫錄像等外在形式來認定。而是看現代教育媒體是否在教學過程中真正起了作用,是否在教學中真正發揮了功能。只要現代教育媒體在教學真正解決了問題,在教學過程中扮演著不可缺少或替代的角色,哪怕僅用了幾張幻燈片,幾分鐘錄像都是信息化教學。所以,信息化教學過程不是追求用信息技術設備“徹底包裝”起來的外在形式,而是信息技術在教學過程中所真正起到的作用。

2.信息化教學過程是教學雙方借助信息技術手段進行教學信息傳遞、交流和探索的規程

信息化教學過程不僅有教員通過媒體向學員傳遞信息的活動,而且有學員利用媒體和信息技術進行主動探索、獲得信息的活動。傳統教學一般注重教員對信息的搜集、加工、整理,然后再傳遞給學員。信息化教學過程不僅有教員的這種活動,更有學員利用信息技術手段主動搜集、加工和整理信息的活動。學員的這種活動在現代教學中將變的越來越重要。所以,信息化教學過程不僅體現教學活動的主要特征——傳遞知識和技能,更體現了學員對教育信息的主動探求、加工和應用,這是信息時代對人提出的基本要求。此外,信息化教學過程還包括了對教學過程和教育信息資源的設計、開發、使用、管理和評價等教學工作。

3.信息化教學過程是憑借豐富教育信息資源而進行的教學活動過程

與傳統教學過程比較而言,信息化教學過程是在比較豐富的教育信息環境之中進行的。信息化教學不僅要以課程和教材為中介,而且利用了媒體和信息技術手段,使得課程和教材的表現方式或傳遞渠道變得多種多樣,豐富了教育信息資源。教育信息資源的豐富表現在:信息呈現形式的多樣化,可以文字、圖形、聲音、動畫、視頻圖像等反映。教學內容、信息交流方式的多樣化,可以用廣播、電視、計算機網絡等信息工具進行交流,構成各種形式的教學活動;信息來源的多樣化,利用廣播電視、計算機網絡可以超出了課堂和學校相對狹小范圍來獲得更多更好的教育信息資源。

二、信息化教學改革中教員角色的定位

(一)傾聽心聲與研究者

傳統的教學中,教員具有絕對的話語權,學員只是填鴨式地被動地去接受教員的知識灌輸,而沒有主動地去思考,更沒有對教員的話語產生質疑。在信息化教學的進程中,就要求教員要善于傾聽學員的發言。利用信息化的設備和學員形成良好的互動,使學員能把自己在課堂上的疑問表達出來,把自己喜歡的知識傳授方式說出來。這樣教員才能根據學員的意見,來改善自己的授課方法,去適應現代信息化教學的環境。同時,信息化教學正處于一個發展的過程當中,這就要求教員在傾聽學員意見和建議的同時。根據課程的現實需求和現階段的課堂教學去探索一條適合學員的教學方法,需要具備新的技能,需求最佳的策略,進而提高教學的質量。這是一個研究的過程,所以教員在這個過程中是一個研究者。要去研究在信息化教學的背景下,怎樣把這一現實背景和課程結合起來,必須站在研究者的角度看教材、大綱、教學實踐,這就要求教員主動提高自己的研究能力和知識發現能力。

(二)啟發思維引導者

篇(2)

引言

物聯網(Internet Of Things)指的是將各種信息傳感設備如射頻識別裝置(RFID)、紅外感應器、GPS、氣體感應器等各種裝置與互聯網連結起來的一個巨大網絡,目標是通過互聯網產生萬物互聯的效果,從而極大地方便人們的生活。

隨著時代的發展,高校也正日益完善各自的信息化平臺,物聯網技術初步融入到校園的日常管理事務中。物聯網校園管理平臺在高校中的運用,既可以優化整合校園資源,又可以提高教學效率,還能為高校節能減排做出貢獻,并且可以提高學生的生活和學習質量。因此,筆者著力調查江蘇大學在物聯網智能管理方面的成果及現狀,擬定其發展方案。

研究江蘇大學的信息化智能管理系統,首先要對我校的許多功能區域分類,分別是教學活動區域(包括圖書館)、學生宿舍、生活功能區域(食堂浴室等必要的校內功能設施)三類。

先來看教室資源的使用問題,除了在每周固定的課程有安排教室以外,學生也可以去教務處申請借用教室,并舉辦一系列的活動,學校的管理系統對教室資源有一個全局性的把控,通過統一調度才使每天的課程、活動都井然有序的進行。

再來看整個教學樓的供水供電問題,首先,所有教室都沒有安裝熱敏、光敏傳感器開關,仍然使用傳統的開關。這就導致在晚間許多空教室亮著燈。從物聯網智能管理層面來看,我校教學區域的能耗管理就存在盲點,浪費的電能不在少數。下面我們援引一個來自江南大學的例子,江南大學在2008年開始建設數字化低碳校園,之前具體到一棟教學樓一個月的電能消耗是73000度,在整個系統成型且正常運轉之后,每月的電能消耗僅僅為41000度,僅僅一個月,一棟教學樓就省下了30000余度電,醒目的數字也正說明江蘇大學在能源節約方面確實還有很大的進步空間。

與電能問題一樣,用水問題也是類似,我們的教學樓用水,主要是廁所用水和飲用水供給,平常一直在教學樓學習,我們偶爾就能發現一些諸如水龍頭漏水,廁所異常沖水的情況,這些情況肯定不在少數,甚至還有更嚴重的水管漏水事故??墒菍W校也并沒有對于日常用水的一個數字化流量監督、報修機制。一旦發生漏水事故,最快也得到下月抄水表時才能發現問題,那時巨量的浪費已經造成了,與其投入大量的人力去檢修,我認為引入信息化管理方式才是解決根本問題的必由之路。

另外,在教學區域還存在一些細節問題。比如,傳統的失物招領方式找回效率低,許多東西都堆積在了一個小小的房間里無人認領;比如,有些教室里存在許多嚴重損壞的椅子,壞了一個學期也沒有修理,有時甚至影響到學生上課;再比如,投影儀,教室電腦的日常維護,以及學生熱水灌水機擺放的位置等等,這些都是可以通過物聯網智能管理系統來統一管理的。

除此以外,學生宿舍與教學樓一樣,同樣缺乏一套有效的物聯網能耗監控管理系統,在此也不再贅述。不過宿舍作為學生們大學生涯的家,也有一些特殊的問題。宿舍電費的查詢和充值就是其中之一,目前,江蘇大學已經開通了一個微信企業號,它可以用于一卡通充值,電費查詢等功能,已經初步形成了信息化管理的雛形,然而具體分析這個企業號的功能,還僅僅只可以查詢剩余的電量。充值電費,繳納宿舍開水費等等一系列日常的宿舍生活基本功能仍未實現,只能在學校中散落的幾臺圈存機終端上才能完成這些業務,這些細節雖小卻也實實在在地影響到了學生的日常生活。

最后,學校的食堂浴室體育館等功能設施的信息化管理現狀也是一個盲區,與教學區域、宿舍區域相比,這些區域主要提供大學生的日常生活服務,而且多是外包給一些企業,所以一些管理上的問題會比較復雜,不可能完全受學校統一調度。但是,如果學校可以能整合這些區域的服務信息,實時在互聯網上,對提高這些校園服務的質量也是有所脾益的。另外,這些設施比較容易出現擁堵狀況,學校采取的分時上課分時就餐等方法,有一定效過但未能解決根本問題。

總結而論,江蘇大學的物聯網信息化管理仍然處在起步嘗試的階段,引進了許多時下普適的信息管理方式,但缺乏特色,缺乏自主創新的精神,在物聯網智能校園管理上還有很大的上升空間。

3、建議和發展方案:本方案集思廣益,既借鑒了其他學校先進的信息管理模式,也利用問卷調查的方式采納了江蘇大學各級本科生、研究生、教師的寶貴意見和建議。

1、完善整個校園水電能耗的物聯網智能管理調度系統,這個系統需要軟硬件雙方面的支持。首先,要完成所有硬件設施安裝,即給每個可能發生浪費的環節都裝上傳感器,監督每一分水每一分電的流向,給所有給水管網、變電所裝上傳感器,實時監控這些關鍵位置的水電流量,一旦發現異常,可以立即派人修理,以防止出現更大的損失。再之,為建設綠色校園、貫徹低碳理念,我們可以在教室、走廊安裝上高靈敏度紅外加光敏的節能開關,實現“人來燈開,人走燈滅”。在這樣一個由數不甚數的傳感器所聯系的萬物互聯的狀態下,整個校園的能源消耗細節盡收眼底。這樣的管理系統在建立初期的投資會比較大,但從長遠來看,既節約了資源,又可以防患于未然,使一些潛在的威脅無所遁形,有百利而無一害。

2、完善網上報修機制,讓在校大學生更多地承擔起公共責任,發現問題后很方便的就可以通過網絡報修,不管是教室的椅子、燈、投影儀,還是水管漏水、熱水灌水機故障等等都可以。學校后勤部門實時監控網絡報修平臺,對報修信息進行及時的處理并反饋。

3、食堂、澡堂進行流量監測,讓所有大學師生通過網絡就可以實時了解各個食堂各個浴室在每時每刻的擁擠,避免了這些公共服務設施的擁堵現象,提高這些設施的運行效率。

4、校園生活必要繳費充值查詢等功能通過網絡管理進一步簡化,讓師生們足不出戶就可以搞定這些生活中的瑣碎。

篇(3)

[中圖分類號] R725.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721(2015)09(b)-0085-03

Expreesion of endogenous hydrogen sulfide in serum in children with bronchial asthma and its correlativity with respiratory function

TANG Dan1 XIA Wan-min2

1.Department of Pediatrics,the Second Clinical College of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu 611137,China;2.Department of Respiration,Women and Children′s Central Hospital of Chengdu City,Chengdu 610017,China

[Abstract] Objective To explore expressive level of endogenous hydrogen sulfide (H2S) in serum in children with bronchial asthma and its correlativity with respiratory function. Methods 50 children with bronchial asthma in acute attack stage from December 2013 to December 2014 in our hospital was selected as the acute attack group,50 children with bronchial asthma in remission stage were selected as the remission group and 50 cases of healthy children were selected as the control group during the same period.Endogenous H2S was detected with sensitive sulphur electrode and respiratory function was detected with lung function diagnostic system in every groups.The expression level of endogenous H2S,the index of forced vital capacity(FVC),forced expiratory volume in 1 second (FEV1%),maximal mid-expiratory flow (MMEF) among three groups was compared respectiveiy,and relativity of H2S with FVC,FEV1% and MMEF was analyzed in acute attack group. Results The level of H2S in the acute attack group and the remission group was lower than that in the control groups,with significant difference(P

[Key words] Endogenous hydrogen sulfide;Bronchial asthma;Forced vital capacity;Forced expiratory volume in 1 second;Maximal mid-expiratory flow

支氣管哮喘是兒童期最常見的呼吸系統疾病之一,全球每年大約有670萬兒童被診斷為哮喘,我國近年來的調查資料也顯示[1],國內小兒哮喘發病率呈上升趨勢,哮喘已成為影響全球兒童健康的主要疾病之一。內源性硫化氫(H2S)是近年來發現的氣體信號分子。有研究顯示[2],在急、慢性肺病發病過程中,H2S可能參與肺功能損傷的過程,在小兒支氣管哮喘的發病過程中,H2S是否參與其肺功能損傷以及對H2S進行檢測是否具有臨床意義目前尚缺乏研究。本研究就支氣管哮喘患兒H2S的表達情況以及其對呼吸功能的影響進行研究,旨在探討H2S在小兒支氣管哮喘發病中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年1月~2014年12月成都市婦女兒童中心醫院呼吸科收治的50例支氣管哮喘急性發作期患兒作為急性發作組,其中男29例,女21例;年齡6~11歲,平均(8.9±3.2)歲。選取同期的50例支氣管哮喘臨床緩解期患兒作為緩解組,其中男30例,女20例;年齡6~12歲,平均(8.6±2.8)歲。支氣管哮喘急性發作期及臨床緩解期診斷符合中華醫學會兒科學會呼吸學組2008年修訂的小兒支氣管哮喘診斷和防治指南標準。選取同期體檢的正常健康兒童50例作為對照組,其中男28例,女22例;年齡6~12歲,平均(8.4±3.1)歲。排除合并先天性心血管疾病患兒、胸廓病變患兒、免疫系統疾病患兒。3組的性別、年齡等一般資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。所有患兒監護人對研究內容知情同意,且經院倫理委員會批準。

1.2 標本采集

各組患兒入選后,次日清晨采集空腹靜脈血1 ml,立即在4℃條件下低溫離心10 min,離心機轉速3000 r/min,獲得血清后深低溫冰箱-70℃密封保存,用于測定H2S含量。

1.3 H2S檢測

內源性H2S檢測采用敏感硫電極法,配制標準S2-溶液,梯度稀釋,敏感硫電極及參比電極(上海雷磁公司)采用去離子水沖洗3次,一同浸入標本中,檢測S2-濃度,依據S2-濃度繪制標準曲線,血清標本解融后,加入抗氧化液后,敏感硫電極及參比電極一同浸入標本中,讀數穩定后記錄,依據標準曲線計算檢測標本內源性H2S濃度。

1.4 呼吸功能檢測

氣道功能檢測采用德國耶格Masterscope Apspro肺功能檢測儀,由專業醫師進行檢測,檢測前對受檢小兒進行指導,采用坐立位進行檢測,重復檢測3次,檢測指標包括用力肺活量(FVC)、第一秒最大呼氣率(FEV1%)、最大呼氣中期流速(MMEF)。

1.5 統計學處理

采用SPSS 17.0統計學軟件對數據進行分析,計量資料以x±s表示,采用t檢驗,組間比較采用SLN-q檢驗,相關性檢驗采用線性相關分析,以P

2 結果

2.1 3組血清H2S水平及呼吸功能的比較

急性發作組和緩解組的血清H2S水平顯著低于對照組,急性發作組的血清H2S水平顯著低于緩解組,差異有統計學意義(P

表1 3組血清H2S水平及呼吸功能的比較(x±s)

與緩解組比較,*P

2.2 急性發作期血清H2S與呼吸功能參數的相關性分析

相關性分析結果顯示,急性發作組的血清H2S水平與FVC呈正相關(r=0.302,P=0.008),H2S水平與FEV1%呈正相關(r=0.349,P=0.004),H2S水平與MMEF水平呈正相關(r=0.446,P=0.001)。

3 討論

支氣管哮喘是兒童期最常見的呼吸系統疾病之一,其發病機制復雜,是由多種炎性細胞和細胞組分共同參與的氣道慢性炎癥,氣道高反應性是發病的中心環節,在感染,接觸物理、化學、生物等刺激因素的作用下發生廣泛多變的可逆性氣道受限,引起急性發作,導致氣道功能急劇下降,進而引起呼吸功能障礙。近年來的研究顯示[4-5],支氣管哮喘患者體內氣體信號分子在疾病進展中具有重要作用,如一氧化氮等,對其進行檢測對于預測患者肺功能和疾病嚴重程度具有重要意義

H2S是近年來發現的新的氣體信號分子,在體內以L-半胱氨酸為底物,在CBS和CSE兩種酶的催化下生成[5-6]。CBS和CSE廣泛分布于體內,尤其在血管組織、肺組織及肝組織等表達水平較高。近年來的研究發現[7-8],H2S在呼吸系統疾病的發病中具有重要作用,其能夠調節氣道平滑肌功能,而且能夠作為炎性介質參與氣道炎癥的發展過程,在支氣管哮喘患者中,其表達水平同炎性細胞在氣道的趨化作用及激活具有密切關系[9-10]。在對支氣管哮喘患兒的檢測中發現,H2S在支氣管哮喘患兒的血清中表達水平明顯降低,而且在急性發作期降低的水平更為明顯;對呼吸功能的檢測也證實,FVC、FEV1%和MMEF水平在支氣管哮喘患兒明顯降低。FVC、FEV1%能夠反映大氣道功能,MMEF能夠反映小氣道功能,提示在支氣管哮喘患兒中,大氣道和小氣道功能同時受損。進一步的研究顯示,在急性發作期的支氣管哮喘患兒中,H2S水平同患兒FVC、FEV1%和MMEF水平呈現正相關,提示H2S表達降低同患兒大氣道及小氣道的功能受損具有密切關系,可能參與氣道功能受損的過程。有研究顯示[11-12],在肺動脈高壓時,H2S能夠參與對氣道平滑肌功能的調節,而且參與氣道組織的重塑過程,而采用外源性H2S,能夠改善氣道平滑肌功能,舒張氣道,改善呼吸功能,因此推測患兒FVC、FEV1%大氣道功能指標的下降,可能與患兒內源性H2S水平下降,對氣道平滑肌調節功能降低有關。此外,有研究顯示[13-15],支氣管哮喘患者內源性硫化氫與氣道炎癥及炎性介質的表達密切相關,內源性H2S能夠抑制氣道吞噬細胞、中性粒細胞等炎癥細胞的表達,同時能夠降低白細胞介素等炎癥因子的表達,從而降低氣道炎癥及其激發的氣道痙攣等,在支氣管哮喘患兒中,小氣道功能的降低可能與H2S水平降低對氣道炎癥抑制作用的下降有關。

H2S在支氣管哮喘患兒血清中的表達水平降低,而且與大氣道及小氣道功能密切相關,提示H2S參與小兒支氣管哮喘呼吸功能受損的過程,H2S水平檢測對小兒支氣管哮喘活動度及病情嚴重程度具有一定的預測價值。

[參考文獻]

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篇(4)

熱力學是自然科學中的一個重要分支學科,它是研究化學反應過程中能量相互轉換規律的科學。在生產和科學研究中,我們經常會遇到這樣一些問題:一個化學反應能否進行,反應進行的最佳條件是什么?化學反應是放熱還是吸熱,完成一個化學反應我們需要提供或者得到多少能量?解決這些問題的理論基礎就是熱力學。熱力學內容,與環境問題有著直接聯系?;瘜W反應和能量之間有著重要的內在聯系。熱力學正是研究它們之間的關系?;瘜W反應常常伴隨著能量的變化。無論是人類已經大量利用的能源還是新開發的能源,大多都是依靠它們進行化學反應來獲得能量。人類的文明始于火的使用,燃燒是人類最早的化學實踐之一。燃燒把化學與能源緊密地聯系在一起。人類巧妙地利用化學變化過程中所伴隨的能量變化,創造出豐富多彩的物質文明。同時燃料的燃燒也帶來了一系列的環境問題,如大氣污染、溫室效應。人們必須掌握化學反應中的熱量變化規律,從根本上解決能源問題。能源與清潔生產是當今社會的熱門話題,而在這部分內容中蘊含著大量的相關知識。人們對能源進行了分類:可再生能源和不可再生能源、清潔型能源和污染型能源等。例如,水力能、太陽能、核能等都是清潔型能源而且是可再生能源,煤炭和石油污染型能源是不可再生能源。目前,能源問題主要有兩個方面,一是能源短缺的資源問題,另一個是能源造成的環境污染問題。在這部分內容中,可以向學生大力倡導使用清潔源及可再生資源,開發研制新能源,向學生提出可持續發展的方向。

再如:在介紹熱力學第二定律,學習概念、原理時,可以將抽象理論與社會發展相聯系。比如,有位科學家將對熵的性質的理解上升到哲學層面,將自然科學與社會科學有機融為一體。熵代表的就是系統的混亂度,往往系統都是向著混亂度增大的方向移動。如果從哲學的角度分析,熵不僅向著無組織性滑去,在某些條件下熵本身會成為有序的根源,所以有序來源于混沌。如人類社會的發展經歷著由簡單到復雜的變化,于是,人和自然之間以及人與人之間需要有一種新關系,那就是和諧共生的有序關系。自然科學與社會科學原本是為了研究客觀世界而分裂的整體,但人們往往忘記將它們結合,片面強調某一科學的實用價值,這無法使受教育者全面看清世界的本質及發展。所以,在化學教學中要注意結合人文教育進行環境教育滲透。

二、在化學反應原理中滲透環境教育

化學反應原理中包括化學平衡和化學動力學?;瘜W平衡問題,是指在一定條件下,反應物可以轉化成產物的最大限度問題?;瘜W反應動力學是研究反應速率的問題即反應完成需要多長時間以及化學反應速率機理的學科。只有掌握化學反應的基本原理,才能把握反應的可能性和現實性,在環境保護中利用化學反應的原理可以實現清潔生產。

化工生產及其相關工業生產中,包含很多化學反應。所以,化學反應原理與實際生產過程密切聯系。工業生產排放的“三廢”是污染的主要來源,而且也是最難消除和降解的。所以,在這部分內容中,筆者認為可以提倡從源頭上控制使用有害原料,并且在生產過程中最大地轉化利用原料,避免有害污染物的產生,即清潔生產的新思想――生產全過程的無害化。這就需要應用所學到的化學反應原理,判斷反應進行的方向,實現反應的最大轉化率,促進清潔生產的推廣使用。這樣,既聯系實際,明確學習的目的及應用,又有效進行了環境教育的滲透,加深了環境意識,又指導了環境行為。當學生將來進入生產第一線時,會為社會創造不可估量的價值。因此,在化學反應原理中要注重滲透清潔生產相關內容及如何運用化學反應原理實現清潔生產。比如,上世紀70年代以來,全球環境日益惡化。為此,世界各國不斷增加投入,治理生產過程中排放的三廢。然而,污染物一經排放到環境,再進行治理,不但難度大,而且效果差,達不到要求。為此,國際上對工業污染控制戰略進行了重大變革,其核心是:以污染防止戰略取代末端處理為主的污染防治戰略,即清潔生產。利用化學改革傳統的生產工藝,從三方面保證生產的清潔:能源清潔、生產過程清潔、產品清潔,從而達到清潔生產的目的。

三、在電化學中滲透環境教育

電化學是研究電能與化學能相互轉化的科學。在進行二者間相互轉化的同時,必須發生有電子轉移的氧化還原反應,這樣才能實現電能和化學能之間的相互轉換。很多污染的形成都涉及電化學反應機理,相反,學習電化學也可以幫助我們分析污染的形成過程,以此來防止污染的形成及污染的治理。所以,在這部分內容中,我們要注意結合實例,講解電化學與污染的關系。電化學中的氧化還原反應是化學中非常重要的一類反應。在我們的生存環境中,氧化還原反應是一種非常普遍的化學現象。例如,長期暴露在潮濕空氣中的金屬器具會腐蝕生銹。燃料燃燒時產生的一氧化氮在空氣中轉化成二氧化氮,二氧化硫在空氣中氧化生成三氧化硫。由于污染氣體的排放,再經氧化形成的酸雨現象已經是全球性環境問題,它嚴重影響人類及生物的健康、腐蝕建筑物、破壞植被的生長等。

篇(5)

一、脫鉤理論

近年來,脫鉤理論被廣泛應用于經濟增長與環境質量之間的關系中。脫鉤理論認為,當一國或者一個地區經濟發展不以環境惡化為代價,即其資源利用和對環境的壓力不隨著經濟的發展而增加,則稱脫鉤關系;反之則稱耦合關系。脫鉤理論中有完全脫鉤和相對脫鉤兩種狀態。完全脫鉤是指經濟持續發展,環境保護的正指標保持穩定或者增長;相對脫鉤是指經濟發展指標與環境破環指標都有變化,只是環境破壞的指標變化比率低于經濟發展的指標變化比率。一般來說,絕對脫鉤狀態相對較少,其發生的前提條件是資源的生產效率超過經濟的增長率(De Bruyn 2002)。

OECD在《衡量經濟增長對環境影響脫鉤關系的指標》報告中研究了環境壓力與經濟增長的脫鉤指標,發現OECD各成員國已經普遍處在經濟增長與環境破壞的脫鉤狀態,更有部分國家已經實現了經濟增長的完全脫鉤。

UNEP在研究經濟發展與環境影響的關系時,也采用了脫鉤理論。在UNEP體系中,脫鉤理論分為資源脫鉤和影響脫鉤兩種模式。其中資源脫鉤指的是減少單位經濟增長所消耗的資源量,其實現途徑是通過提高資源使用效率,在不降低經濟增長率的前提下,實現資源、能源使用量的減少。影響脫鉤指的是在保持經濟增長的同時,減少其對環境的影響。

二、我國綠色經濟發展概況分析

(一)分析思路

本文擬采用脫鉤理論分別分析我國經濟發展與能源、環境污染、資源之間相互的影響關系。首先,通過數據采集分別得到我國經濟發展與能源消費變量、環境污染變量和資源消耗變量之間的發展趨勢。其次,由公式■分別得到我國經濟發展與能源消費變量、環境污染變量和資源消耗變量的脫鉤系數。最后,通過脫鉤系數的值及其發展趨勢,簡要得到我國綠色經濟發展的概況。當DIt≥1時,有資源消費或者污染物排放的增長速度不低于經濟的增長速度,呈現出耦合關系。在完全耦合階段,脫鉤系數越高,表示經濟發展對資源的依賴越高,對環境的破壞越大。當0<DIt<1時,則有資源消費或者污染物排放的增長速度低于經濟的增長速度,構成了相對脫鉤關系,代表相對高效的資源使用效率,或者相對低的環境破壞程度。當DIt≤0時,則有資源消費或者污染物排放的增幅小于0,構成了絕對脫鉤關系,代表經濟增長的同時,資源消費或污染物的排放隨之減少。

(二)我國經濟發展與能源消耗的脫鉤分析

在我國經濟發展與能源消耗的脫鉤分析中,采用國內生產總值作為經濟發展的指標,年能源消費總量作為能源消耗的指標,數據來源于《中國統計年鑒(1999—2011)》。

1999—2010年,我國國民經濟增長迅速,由1999年的89677.1億元人民幣增長為2010年的401202億元人民幣,增幅高達3.5倍;能源消耗總量也呈現逐年增長的趨勢,其增長的速度緩于國內生產總值的增長速度,增幅為135%。

由公式■,得到我國國內生產總值與能源總消耗的脫鉤系數,見圖1。

由圖1可見,2000—2010年間,除2003年外,我國GDP與能源消耗脫鉤系數取值范圍在0至1之間,其發展趨勢大體可以分為三個階段。第一階段是2000—2003年,這一階段我國GDP與能耗總量的脫鉤系數逐年上升。2000—2003年間,我國GDP與能耗總量的脫鉤系數從0.33上升到1.19,2003年DI>1,GDP與能耗形成了耦合關系。2003—2008年,我國GDP與能耗總量的脫鉤系數呈現逐年遞減的趨勢,從2003年的1.19下降到2008年的0.21。2008年后,我國GDP與能耗總量的脫鉤系數呈現震蕩趨勢,但均低于1。

縱觀10年間的GDP與能耗總量的脫鉤系數,可以認為兩者之間構成相對脫鉤關系,表明在2000—2010年間,我國能源使用效率有一定提高,我國能源消費的增長速度低于國內生產總值的增長速度。2003年我國國內生產總值與能耗總量脫鉤系數大于1,與當年沿海地帶新建擴建鋼鐵項目有較大關系。

(三)我國經濟發展與環境的脫鉤分析

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引言

我國“十三五”能源規劃進一步突出了深化能源體制改革、增強能源科技創新能力、大力拓展能源國際合作、清潔高效開發利用煤炭、增強國內油氣供應能力、建立能源可持續發展的政策標準體系等重點。隨著社會經濟的快速發展,能源消耗和環境污染的矛盾日益突出,解決這對矛盾已成為了關乎國家發展和安全的戰略性問題。根據我國現階段經濟發展還主要依靠資源消耗的特殊性,2011年教育部新增了能源化學工程專業,各高校也陸續從2011年開始開設能源化學工程專業。該專業是國家戰略性新興產業相關本科專業,以開展化石資源優化利用為基礎研究,面向可再生能源技術、低碳經濟、清潔煤技術等領域的人才需求,重點解決高效催化劑研制及其產業化等重大問題;其主要關注怎么利用能源且對大自然造成最少的傷害[1-4]。我國專門解決能源與環境矛盾問題的相關專業開設較晚,能源化學工程專業的建設還處于起步階段[4-6],因此,如何建設該專業課程體系,使其有助于達到人才培養效果,是能源化學工程專業教學過程中必須思考的問題[6,7]。西南科技大學于2012年開始籌建能源化學工程本科專業,通過充分的前期調研、在強大的硬件設施和師資力量的支持下于2013年獲批,目標為培養厚基礎、高素質、強能力,具有創新潛能和協作精神的高級應用型專門人才,培養學生扎實的化學化工基礎知識和能源化學工程專業知識,使學生能夠適應涉及化學、化工和新能源化學工程等領域的廣泛需求。畢業生可在鋰離子電池、堿性電池、燃料電池、太陽能電池等領域從事工藝設計、生產控制、科技管理以及新技術、新材料、新產品的開發與研究工作。文章通過總結西南科技大學3年來在能源化學工程專業核心課程建設方面的經驗和積累,對該專業課程的建設進行探討。

一、西南科技大學能源化學工程專業現有核心課程設置與建設情況

今年,我校能源化學工程專業在校本科生已達120余人,為達該專業培養目標,學生畢業總共需修滿170學分,其中專業課程需修滿86學分,占50.6%。根據專業建設培養目標和專業教師的知識背景,設置的現有專業課程可分為四個板塊,即化學基礎課程、電化學課程、分析測試課程和實踐課程(見圖1)。這樣設置的依據在于能源化學工程專業涉及多學科交叉的課程,僅靠某一個學科知識很難培養出適合新形勢發展需求的專門型人才。其中化學基礎課程涵蓋了有機化學、物理化學、無機化學、分析化學、化工原理、化學反應工程、工程制圖(化學工程)、化工熱力學、工業催化基礎、化工安全工程化學等基礎課程;電化學課程涵蓋了電化學原理、能源材料基礎、化學電源設計、應用電化學、太陽能電池概論、動力電池原理及應用、燃料電池技術等課程;分析測試課程包括材料分析與測試方法、儀器分析、電化學測試技術、材料分析與測試方法;實踐課程涵蓋了電化學基礎實驗(電化學原理實驗、電化學測試技術實驗)、化學電源設計與應用實驗(化學電源設計實驗)和能源化學工程實踐(能源化學工程綜合設計實驗A、能源化學工程專業認識實習、能源化學工程專業畢業實習)等實踐課程。我校課程的設置有如下優點:

(1)通過化學基礎課程的學習,尤其是通過化學、物理、化工原理、化工催化等基礎課程的系統學習,能夠夯實學科基礎,具備多學科知識交叉的背景

(2)完成化學基礎課程群的學習之后,學生緊接著進入與電化學及電化學測試技術有關課程的學習,這樣設置有利于學生較好地理解和掌握所學習的知識。此外,學生可在此基礎上根據自己的興趣選擇相應的側重新能源材料某一個方向的選修課,鞏固所修的專業知識,成為某一個方向上的專門人才。

(3)對一些重要的基礎課,如無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、儀器分析、材料分析與測試方法等,都分別單獨或者在課程學習中開設有實驗課,有利于學生學以致用,加強了學生實踐能力的培養。

(4)學生的實踐課程合理而豐富。電化學原理實驗、電化學測試技術實驗、化學電源設計實驗、能源化學工程綜合設計實驗的內容讓學生掌握和學習從電化學基礎實驗到鋰離子電池、超級電容器等器件從材料至成品的制作工程應用知識。此外,我校學生可在四川長虹新能源科技有限公司、四川長虹電源有限責任公司、四川久遠環通電源有限責任公司等公司完成工程實踐,體現了我校對學生第二課堂建設的重視。

二、存在的主要問題和建議

經過近三年的建設,我們發現在專業課程設置上仍存在不足之處,在21世紀及目前新形勢下其課程建設還應注意以下問題。

(1)當前的體系過于偏重化學基礎課程,輕材料科學基礎學科課程,如固體物理、半導體物理或材料科學基礎等以材料結構與性能之間關系的基礎課程沒有開設,不利于學生掌握相關器件材料的合成及其使用性能。

(2)在煤化工、石油化工及其綠色合成、污染控制與防治等可選修的基礎課程上應完善。能源化學工程專業開設的最初目的是以化石資源優化利用為基礎研究,解決能源與環境污染的重大問題。煤化工、石油化工在當今我國國民經濟中還有重要地位,因此,課程設置在煤化工、石油化工及其綠色合成等選修課程上還應加強。這些課程可供學生學習專業基礎課程后選修,拓寬培養人才的知識面和技能。

(3)創新意識和科學素養培養不足。創新意識和科學素養來源于對基礎知識的扎實掌握及對行業的全面和前瞻性了解,當前課程還存在容量不夠大、涵蓋面不足、供學生選擇的課程還不夠豐富,需要在今后的建設中繼續完善。其次,學生工程實踐機會和場地還有待進一步挖掘和拓展,加強與更多的國內乃至國外知名公司合作更佳。因此建議能源化學工程專業在今后在發展中要不斷完善專業課程的設置,進一步擴大課程體系容量。

三、結束語

能源化學工程專業課程的建設直接關系到培養出的專業人才質量以及人才專業素質能否滿足社會需求,在當前國家和地方急需能源化學工程專業技術人才的大背景下,完善該專業課程的建設尤為重要。西南科技大學經過3年的建設,取得了一定的成果,但也應該看到專業課程的建設還需要進一步完善。希望文章對能源化學工程專業課程建設的闡述能為國內開設該專業的相關兄弟院校有借鑒和啟迪作用,也希望有更多的研究工作能集中在能源化學工程專業課程的建設上,加快其完善的步伐。

參考文獻

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在經濟高速增長的時代,工業造成的大氣污染,農業造成的生物中毒,捕殺造成生態不平衡,生物鏈正在遭到破壞。環境問題正在成為人類面臨的共同問題。環境問題大多數與物質、化學過程有一定關系。掌握化學知識是認識這些環境問題的基礎。所以,低碳理念深入人心歸咎與人類因氣候變化、能源短缺而對未來產生的擔憂。低碳理念的核心在于加強研發和推廣節能技術、環保技術、低碳能源技術,促進森林恢復和增長,增加碳匯,減緩氣候變化。

新課標中學化學教材中編入了大量的有關環境教育的內容。如“硫和硫的化合物”“硝酸”“金屬的冶煉”“石油和石油產品概念”“煤和煤的綜合利用”“原電池原理及其應用”“有機化學”“化學實驗”“新型材料”“化學反應中的能量變化”等章節中均涉及到了節約能源、消除污染、保護環境的內容。在中學化學教學中進行低碳理念教育,讓學生從接觸化學開始就形成低碳意識、環保意識,是向學生傳授化學知識,提高科學素養、培養化學學科意識的有效途徑之一。

一、化學教學中培養低碳意識的重要性

在化學教學中大多數教師只重視課本知識的講解,而忽視了環境意識教育,這顯然與經濟發展的要求不相適應。新課標中學化學教材中蘊含了豐富的低碳生活教育素材,掌握環境化學發展新動態,以便將有關環境問題方面的知識滲透在化學教學中,使學生樂于接受。

比如在學習了初中化學的“碳的氧化物”知識后,可結合CO、CO2的污染來源,造成酸雨、溫室效應、臭氧層的破壞等的危害采取的預防措施方面加以介紹,進一步引發學生思考,讓學生清楚控制污染源,減少含碳物質燃燒對保護環境和人類生命健康的重要性,以及充分利用太陽能、水能、風能、核能等一次能源,同時開辟新能源,積極營造低碳生活環境的必要性。

二、注意引導學生樹立環境保護的低碳理念

環境問題的產生可能來自某一國家和地區,但環境問題造成的影響是全球性的,在高中有機化學中介紹鹵代烴、酚、甲醛、甲醇、農藥、塑料、橡膠等的污染時,可以從鹵代烴等有機物的危害方面入手,使學生明白減少氟氯代烴的使用,尋找新的低污染制冷劑,開發無氯農藥,有機化工廠的“三廢”經處理后再排放等是防止污染、保護環境的有效措施,還可以結合“金屬的冶煉”知識介紹礦產資源的綜合利用與節約環保的關系,向學生滲透低碳生活理念。

三、充分挖掘教材,結合實驗教學,培養學生低碳生活行為

在實驗基本操作中可以培養低碳行為。要求學生做到藥品節約、防止浪費、污染,盡可能使藥品循環使用。例如,利用高錳酸鉀制氧氣后的殘留固體可用作氯酸鉀制氧氣的催化劑,最終殘留固體還可以用于鉀的焰色反應實驗,或用于花草的花肥等。

在實驗設計方面培養節能環保意識。實驗設計應要求做到實驗步驟簡明、操作簡單、現象明顯、節省能源、減少污染。鼓勵學生多設計微型實驗(如簡易實驗、套管實驗、點滴板實驗等),這樣不僅節約藥品,也減少“三廢”的排放。

四、結合課外活動,培養學生低碳環保習慣

根據學生的愛好、特點和興趣等,有計劃的安排一些課外活動,讓學生親身體驗周邊環境的變化,在活動中增強低碳節能的環保意識。可組織學生測定土壤的酸堿度,到周邊的村莊調查農藥的使用,水質的變化,到附近的工廠觀察污水排放和凈化過程,共同倡導低碳生活方式,對氣候變暖帶來的挑戰采取積極的“綠色”行動。

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今年7月,新疆高調宣布整合成立本土地方能源集團——新疆能源集團公司、新疆中泰集團公司、新疆新能源集團。三家依靠新疆當地資源,分別捆綁成立的國企能源集團,其目的直指煤炭、煤化工和新能源三大市場。

按照當地官方的設想:這三家國企將全面覆蓋新疆能源領域的各個層面。其中,新疆能源集團立足新疆煤炭資源優勢,探索煤炭資源有償使用新機制,打造資源儲備、資源開發、資源轉化、礦權招商、資本運營的平臺;中泰集團負責推進煤化工、石化、氯堿產業發展,打造自治區現代化工產業體系;新能源集團推進風能、光伏、清潔能源產業發展,構建新疆的新能源產業體系。

這無疑是新疆大開發戰略啟動以來,新疆打出的一張新牌。不過,觀察人士普遍擔心,當前這三家企業的規模還遠遠不夠,難以對央企等區外巨頭構成壓力。

梳理與集權

在揭牌當日,新疆黨委常委、自治區副主席庫熱西·買合蘇提出席了揭牌儀式。他在發言中聲稱:“它們(三大集團)對實現新疆跨越式發展和長治久安具有十分重要的意義。”

不僅如此,三大集團在人員配置上也極為搶眼。除了王洪欣、武鋼作為兩家上市公司(中泰化學、金風科技)董事長為外界熟知外,不少人都曾身居要職。

其中,新任新疆能源集團董事長的王健,曾是新疆煤炭工業管理局局長。他曾多年任職煤炭業,對當地煤炭產業了如指掌。據知情人透露:“隨著煤炭正在成為當地經濟支柱的背景下,調王健出任能源集團董事長,是意料之中的事?!?/p>

而與王健搭檔的新疆能源集團總經理李建軍,此前則是新疆發改委的副主任。同時,出任新疆中泰集團副總經理的陳道強,是國有重要骨干企業第三監事會主席(副廳級)。

不過,中泰集團和新能源集團總經理職位的人選卻稍有不同。據記者了解,目前所公布的人事當中,中泰集團與新能源集團暫缺總經理職務。分析人士稱,因為這兩大集團與中泰化學、金風科技兩大上市公司關系甚密,所以對于總經理職務的選擇也頗為謹慎。未來最有可能的方式是,從現有公司內部調整或是社會公開招聘。

與三大集團的人事相比,當前各集團內部關系要更為復雜。

以中泰集團為例:作為上市公司的中泰化學,2012年3月20日接到實際控制人“新疆國資委”通知:由新疆國資委作為出資人組建國有獨資的公司——中泰集團,注冊資本10億元,分期出資,首期出資2億元,其余注冊資本兩年內到位。該集團是以化學工業規劃、設計、項目建設,以及化工產品研發、生產、銷售和融資為主的綜合性化學工業集團公司。

按照該通知,新疆國資委將新疆投資發展集團持有的中泰化學集團的股權及其他國有股權,作為分期出資資本劃入中泰集團。上述股權劃轉完成后,中泰化學集團的控股股東將變更為新疆中泰集團,實際控制人仍為新疆國資委。

目前,中泰集團正在全力推進甘泉堡和大黃山兩大工業園建設,今年9月陸續建成投產后,將形成年產150萬噸聚氯乙烯樹脂、110萬噸離子膜燒堿、120萬千瓦熱電聯產機組、200萬噸電石的規模,成為全國最大的氯堿企業。

對于上述股權結構的變動,有人頗為疑慮和擔心。在深交所的互動平臺中,有人質疑:如果中泰化學成為中泰集團的子公司,那么中泰集團是否會把中泰化學的項目搶走。

為此,中泰化學的答復是:他們會按照既定的規劃逐步推進;待新投集團持有中泰化學的股份劃轉至中泰集團后,中泰集團將成為中泰化學的大股東,中泰化學是中泰集團的重要子公司,從這個角度看,中泰化學的規劃包括在中泰集團的規劃中。

本刊記者就此聯系中泰化學時,對方也給出了同樣的答復。相關負責人表示,所有與中泰集團相關的內容都會出現在后續的公告,不過還需要等一段時間才能。

與中泰集團一道掛牌的新能源集團也頗為類似。此前,金風科技曾公告:新疆國資委作為出資人組建一家新能源集團,注冊資本10億元,由國有出資,分期到位。首期出資2億元,其余8億元通過其他企業所持的金風科技股權劃入完成,2年內到位。據知情人判斷,屆時,新能源集團將成為金風科技的第一大股東,不過持有的股權不會太多,沒有絕對控股也沒有相對控股,也就是說它不具備控股的條件。

未來新能源集團的業務會不會與金風科技的業務重合。據知情人士透露:“它不會與金風科技產品雷同,不做設備,更多的會是一個投資控股公司,有的產品如垃圾發電等。”

另辟蹊徑

在新疆能源企業眾多,不僅有神華、國電等大型央企,也有中泰化學、金風科技這樣的本土知名企業。那么當地為何還要成立專門的能源集團呢?

新疆國資委主任張繼勛曾對媒體公開解釋說,組建三大企業集團,主要出于三方面考慮。一是加快構建符合新疆實際的現代產業體系,發揮國有經濟在新疆新型工業化建設中的推動作用;二是發揮大企業集團的引領和帶動作用,依靠大企業集團推動重大項目建設,推動傳統產業轉型升級;三是在新能源化工領域取得突破進展,在已形成的石油天然氣化工的基礎上,使新能源化工成為新疆經濟的支柱產業和新增長點。

事實上,在很多人看來,培養新的增長點才是關鍵。

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事實上,二氧化碳減排的最有效措施是以重點領域作為突破口和重要抓手?;瘜W工業作為工業部門中高能耗、高污染的行業之一,自然成為了我國減排工作實施的重點領域。據統計,化工行業年排放工業廢水30多億噸,工業廢氣1.4萬億立方米,產生工業固體廢棄物8400多萬噸,分別占全國“三廢”排放總量的16%、%和5%,位居工業行業的第1、和5位。另一方面,盡管通過新的節能技術和減排技術已使我國化學工業主要耗能產品的單位能耗有不同程度的降低,但單位產品的能耗和排放與國際先進水平相比仍有一定差距。就能源利用效率而言,我國化學工業的能源效率比發達國家低10%-15%左右,一些產品單位能耗比發達國家高10%-20%左右。因此,化學行業二氧化碳減排工作的有效開展對于我國整體節能減排工作的突破和循環經濟的發展具有重要現實意義和示范作用。

然而,對化學行業二氧化碳減排政策制定和實施離不開對該行業的碳減排影響因素分析。究竟哪些因素推動了能耗量的增長和碳排量的變動?哪些部門是主要的耗能部門或者是最大的碳排放源?等等,只有充分掌握上述影響碳排放的因素,才能有針對性地制定和實施有效的行業節能減排政策。因此,研究化學行業的二氧化碳排放的影響因素具有重要的理論和現實意義,并能為制定可行的行業節能減排等環境政策提供參考。

二、國內外研究現狀

目前與本文研究相關的文獻主要集中碳排放強度以及碳排放因素兩個方面。

(1)碳排放強度

Greening等(1998)對10個OECD國家(丹麥、芬蘭、法國、聯邦德國、意大利、日本、挪威、瑞典、英國和美國)的生產部門(1971-1991年)進行了分析,認為生產部門能源強度下降是其碳排放強度下降的主要原因,同時能源價格等一些其他因素對碳排放強度有很大影響0。Zhang(2003)利用沒有殘差的Laspeyres方法分析了中國工業部門1990-1997年能源消費的變化,研究結果表明1990-1997年工業部門所節約能源的87.8%是由于實際能源強度下降引起的,能源下降主要體現在黑色金屬、化學、非金屬礦物、機械制造四個部門?。Wu等(2005)根據中國各省的數據,利用一種新的三層分析法研究了1996-1999年中國二氧化碳排放“突然下降”的原因,研究結果表明:工業部門能源強度下降的速度以及勞動生產率的緩慢下降是化石燃料利用二氧化碳排放下降的決定因素5。Fan等(2007)分析了1980-2003年一次能源利用和物質生產部門終端能源利用的碳排放強度變化情況,研究發現能源強度下降是中國碳排放強度下降的主要原因0。魏一鳴等(2008)在《中國能源報告(2008):碳排放研究》中對中國能源消費與碳排放進行了研究指出中國碳排放強度高于世界平均水平,但是下降較快,中國碳排放強度仍存在一定的下降空間,減緩二氧化碳排放增長的重點是降低能源強度、降低能源消費結構中的高碳能源比例、增加低碳能源消費、以及控制人口數量來實現0。

(2)碳排放因素

許多學者利用因素分解方法和投入產出理論,研究了二氧化碳氣體排放變化的影響因素以及與環境相關的問題。Gould和Kulshreshtha(1986)首次將最終需求、結構依存以及節約能源與薩斯喀徹溫省的能源消費結合起來?。Rose和Chen(1991)運用投入產出結構分解方法來解釋1972-1982年美國經濟的中間部門的基于燃料和其他投入之間的中間燃料替代0。Chang和Lin(1998)利用投入產出結構分解法分析了1981-1991年臺灣二氧化碳排放趨勢和工業部門排放二氧化碳的變化M。Fan(2006)等分析了1975-2000年人口、經濟、技術對中國、世界、高收入國家、較高的中等收入國家、較低的中等收入國家、低收入國家的二氧化碳排放的影響,研究發現人口、經濟、技術對不同收入水平國家二氧化碳排放量的影響是不同的。MichaelDalton等(2008)的研究中指出從長遠的角度來看,人口老齡化會減少二氧化碳的排放,人口的年齡結構對二氧化碳的排放和能源利用等產生影響,如果在人口相對較少的情況下,排放量幾乎會降低40%12。MinZhao、LirongTan等(2010)基于LMDI方法利用1996年-2007年的歷史數據研究了上海工業部門的碳排放影響因素,結果表明經濟產出效應是推動碳排放增長的主要因素,而能源強度的降低和能源結構、產業結構的調整成為抑制碳排放增長的因素13。ClaudiaSheinbaum等(2010)米用LMDI方法定量研究了1970-2006年間墨西哥鋼鐵工業部門的能耗和碳排放情況,他們指出經濟活動效應使能耗在所研究時間范圍內增長了227%,而結構效應和能源效率效應則分別使能耗減少5%,90%14。SebastianLozano、EsterGutier?rez(2008)運用數據包絡分析(DEA)研究了人口、能耗、碳排放和GDP之間的關系M。牛叔文、丁永霞等(2010)以亞太八國為對象,采用面板數據模型,分析了1971-2005年間能耗、GOT和二氧化碳之間的關系,他們的研究顯示發達國家的碳排放基數和能源利用率高,單位能耗和單位GDP排放的二氧化碳低,而發展中國家則相反,我國的能耗和碳排放指標所優于其他三個發展中國家,但次于發達國家116。ChengF.Lee、SueJ.Lin(2001)利用投入產出結構分解的方法研究了影響臺灣石化行業1984年到1994年二氧化碳排放的關鍵因素,通過指數分解分析、投入產出理論以及結構分解方法,識別出二氧化碳排放系數,能源強度、能源替代、增值率、中間需求、國內最終需求、最終出口需求等8個因素臺灣石化行業的二氧化碳排放變化的影響,并提出了相應的政策建議。

綜上可以看出,盡管目前關于碳減排研究較多,但多集中在國家或者區域層面上,且大多關于西方國家和地區,而對在經濟領域具有重要地位的特定工業部門研究卻不多見,特別是采用定量實證分析化學工業碳排放的研究很少。

三、方法及數據來源

(一)二氧化碳排放量的估算

根據IPCC給出的溫室氣體排放指導方針目錄(1996年修訂版),中國化學工業的二氧化碳排放量可以采用以下公式進行估算,如式(1)所示。

(二)化學工業二氧化碳排放量變化的因素分解模型

借鑒Kaya恒等式M,為了分析化學工業的二氧化碳排放量變化的影響因素,可以將化學工業二氧化碳排放總量分解為以下的影響因素:化學工業能源消費總量、化學工業具體部門能源消費比例、化學工業化石能源比例、化學工業化石能源結構以及能源碳排放系數。具體公式如(2)所示,公式(2)中的參數說明如表2。

為了下文敘述方便,將(2)、(3)式分別稱為二氧化碳排放模型、能源消費模型。Ang(2004)B9]比較了各種不同的指數分解方法,認為對數平均指數分解法(LMDI)在其理論基礎、適用性以及結果解釋等方面具有優勢,因此本文選擇LMDI(Log-MeanDivisiaIndex)方法。根據LMDI分解方法,可以推出如下等式。

(1)二氧化碳排放模型

E表示現期相對基期化學工業能源消費量的變動;AEq、、Eu尾,AEei分別表示化學工業能源消費量的經濟增長效應、化學工業產出比例效應、化學工業的部門結構效應、能耗強度效應。同樣地,根據LMDI分解方法得到如下分解結果:

對基期二氧化碳排放量的變動;ACEi,ACfe,ACes,ACec、ACQ、ACu、ACss、/AC?分別表示部門能源消費效應、化學工業化石能源比例效應、化石能源結構效應、能源碳排放強度效應、經濟增長效應、化學工業產出比例效應、化學工業的部門結構效應、能耗強度效應。

(三)數據來源

本文分析了1996-2007年我國主要化學工業二氧化碳排放量的變動情況。1996-2007年的各部門的工業總產值數據來源于中國工業經濟統計年鑒1997、1998、2000、2001、2002、2003、2004、

2006、2007,由于未得到1998年和2004年的工業總產值,因此本文通過前后兩年平均得到1998年和2004年的工業總產值。1996-2007年的二氧化碳排放量根據國家發改委能源研究所的數據計算得到。各部門的能源消費量以及煤炭、石油、天然氣等的能源消耗來源于中國統計年鑒1996-

2007。在本文中假定三種能源的二氧化碳排放強度保持不變,因此,ACm=0。

四、結果分析及討論

能源消費、能源強度以及能源結構都與化學工業二氧化碳排放相關,另外,一些經濟因素如工年二氣化碳排放模型分解結果累積圖業總產值等也會影響化學工業二氧化碳的排放。LMDI方法可以有效地識別這些關鍵因素的影響程度。本文將化學工業分為化學原料及化學制品制造業、醫藥制造業、化學纖維制造業、橡膠制品業以及塑料制品業等5個部門。

(一)二氧化碳排放模型結果根據(4)式,以1996年為基年,逐年變動累積得到的結果如圖1所示。

結果顯示,在1996年至2007年之間,中國化學工業二氧化碳排放量的變動基本上可以由能源消費量的變動來解釋,化學工業化石能源結構效應、化學工業化石能源比例效應的影響其次,化學工業具體部門的能源消費效應的影響最小。從整體趨勢來看,化學工業能源消費的增長增加了二氧化碳排放量,而化石能源結構效應以及化石能源比例效應的負向變化抑制了二氧化碳的排放。另外,1996年至1999年間,化學工業二氧化碳排放量是逐年減少的,主要是由這幾年化學工業能源消費以及化學工業具體部門能源消費的降低所致。隨著部門及總體能源消費的增加,二氧化碳排放開始出現明顯增長,到2004年,出現大幅度增長,此時則主要緣于化學工業化石能源比例效應及能源消費效應,即能源消耗,尤其是大量的化石能源的消耗直接導致了二氧化碳排放量的增加。

以1996年為基期,2007年為現期,根據4式的分解結果如圖2。2007年相對于1996年化學工圖2中國化學工業1996年和

業二氧化碳排放量的變動中,能源消費效應的貢獻度為172.86%,化石能源比例效應和化石能源結構效應的貢獻度分別為-5.08%、-67.43%,而化學工業具體5個部門(包括化學原料和化學制品制造業、醫藥制造業、化學纖維制造業、橡膠制造業以及塑料制造業)的能源消費效應的貢獻率僅為-0.34%。自上世紀90年代中期以后,煤炭在化石能源中的比例有所下降,石油和天然氣的比重有所上升。三種化石能源中,煤炭的二氧化碳排放強度最高,石油次之,天然氣最低。因此,化學工業化石能源的結構變動有利于減少二氧化碳的排放。在全球氣候變暖、溫室氣體排放不斷增加的壓力下,除了調整化石能源結構以外,還應大力推進新能源(包括風電、核電和水電)的使用比例。

(二)能源消費模型結果

根據(6)式,以1996年為基年,逐年變動累積得到的結果如圖(3)和(4)所示。

從圖3可以看出,經濟發展和能耗強度變動是影響化學工業能源消費量的最主要的兩個因素,其中,經濟增長增加了二氧化碳的排放,而能耗強度變動減少了二氧化碳排放。而化學工業經濟效應以及化學工業具體部門結構效應的影響較小。

2007年二氣化碳排放模型分解結果

圖4從更細致的層面反映了化學工業中具體5個部門能耗強度的變化情況。其中,化學原料和化學制品制造業以及化學纖維制造業的能耗強度下降很快,尤其在2001年以后。醫藥制造業、橡膠制品業以及塑料制品業的能耗強度減少較緩慢。說明化學原料和化學制品制造業以及化學纖維制造業兩個部門是化學工業所有部門中能耗較高、同時經濟發展也較高的部門。為了降低化學工業二氧化碳排放量,提高能源效率,應該加強化學原料和化學制品制造業以及化學纖維制造業的經濟投入,同時通過改善相應設備,增加清潔能源比重,降低化石能源消費。

根據(6)式,以1996年為基期,2007年為現期,分解結果如圖5所示。

(三)疊加結果

在(4)、(6)兩式分解結果的基礎上,根據(8)式,疊加后的結果如圖6所示。

以1996年為基期,2007年為現期,疊加后的結果如圖7所示。

圖7全面地反映了各影響因素對1996-2007年中國化學工業二氧化碳排放量變動的貢獻程度。根據圖7及以上的分析,可以得到:

(1)經濟活動和能耗強度下降是影響中國化學工業1996-2007年二氧化碳排放的兩個最重要的因素。能耗強度的下降明顯減少了二氧化碳的排放,但仍無法抵消經濟增長導致的二氧化碳排

放量的增加。

(2)中國整體經濟增長導致的二氧化碳排放源于經濟增長對能源的需求和消耗,這也造成了化學工業二氧化碳減排與其經濟發展之間的矛

盾。為了在減少二氧化碳排放的同時不會抑制經濟的發展,需要考慮更多的因素,如化石能源的減少,能源結構的優化,部門結構的調整等等。

(3)由圖7可以看出,化學工業的經濟發展反而會降低其二氧化碳的排放,因此,應繼續關注我國化學工業的生產和發展,加大投入。

(4)能耗強度的下降無疑是化學工業二氧化碳減排最有力的貢獻因素,因此,為了提高化學工業的能源利用效率,降低二氧化碳排放,需要不斷降低能耗強度,可以通過增加研發投入、改進技術以及改善相應設備、增加新能源比重入手。

(5)化學工業具體部門結構的變動會增加能

年和2007年疊加分解結果

源的消費量,因此需要調整各部門的結構,關注高耗能部門(化學原料和化學制品制造業以及化學纖維制造業)的能源消費,增加較低耗能部門的投入,以期降低能源消耗。

篇(10)

為了適應社會高速發展的需要,實施創新型教育,培養創新型人才已成為我國21世紀教育的必然趨勢。獨立學院作為一種全新的高等教育辦學機制與人才培養模式,主要以就業為導向,注重應用人才的培養。《化學與社會》課程是高校面向非化學化工類學生開設的一門自然科學選修課,應該擔負起培養應用創新型人才的任務。隨著時代的發展,社會對高等教育有了更高的要求,同時也給予了高等教育更多的機會。教育改革在經歷了知識教育、能力教育之后,如今的素質教育成為最主要的內容,其核心在于加強科研與教學的緊密結合,大力提倡和促進學生自主學習,培養具有創新意識和創造能力的新型人才。為了實現這個目標,今年作者所在的長安大學興華學院開設了多門公共選修課,其中包括《化學與社會》。本論文通過分析現代社會科技發展的形勢,闡明現代社會獨立學院開設《化學與社會》公共選修課的必要性;同時結合本人講授《化學與社會》過程中的體會,探討了如何在獨立學院提高公共選修課《化學與社會》的教學效果,并呼吁應加強三本學生自然科學素質的培養。

一、獨立學院開設《化學與社會》公共選修課的必要性

公共選修課是提高學生綜合素質的有益選擇。我國現行的專業《人才培養方案》大多偏重對學生本專業的學習要求,而對學生在其他學科領域的知識掌握以及素質修養則鞭長莫及。公共選修課在幫助學生完善其他學科領域的知識和提高素質修養方面大有可為。獨立學院的人才培養目標定位為應用復合型。公共選修課是高校實現培養寬口徑、厚基礎的應用復合型人才的重要且必須的課程結構模塊,是獨立學院因時制宜地因材施教、實現人才培養目標的必不可少的環節[1]。且公共選修課作為高校教學體系的重要組成部分,在優化學生的知識結構,拓寬學生的知識面,增強學生各個方面的適應能力,培養學生的學習興趣,體現因材施教原則,提高學生的文化品位、審美情趣、人文素養和科學素質等方面發揮著重要作用,公共選修課的開設,使學生可以不拘于專業和年級的限制,自主選擇自己喜歡的課程和主講教師,這一方面為開闊學生視野、豐富學生知識素養創造了條件,另一方面也有利于提高授課教師、尤其是青年教師的教學能力和水平[2]。

隨著現代社會科技的不斷發展,化學這一古老而又現代的科學越來越受到人們的重視,并滲透到了環境保護、新材料、醫療衛生等各個領域。對于現代社會來說,離開化學科學是不可想象的。但是,相對于化學在現代社會中的重要作用,化學知識的普及遠遠的落后了[3]。相反,由于各種傳播媒體無意或有意的宣傳,在大眾的心中,化學卻越來越多的與一些負面影響相聯系,例如環境污染、能源消耗等等。固然,化學作為一門傳統科學,必須正視這些已經存在并不斷發展的問題。但同時我們也必須認識到科學發展是人類社會進步的必由之道,只有通過科學的發展我們才能消除經濟發展所帶來的一些負面影響。因此,我們有必要開設這樣一門課程,向大學生普及化學知識,使其全面客觀的認識化學對人類文明和社會發展不可替代的作用,以及如何通過化學科學的進步來解決人類目前所面臨的種種問題,隨著我國獨立學院數量的增加,獨立學院亦如此。通過《化學與社會》這門課程的學習能“大大開闊視野,豐富生活情趣,充分認識化學與人人有關,衣食住用樣樣離不開化學,生活中處處有化學,時時為化學提供實用的機會。同時本課程的學習對提高人的素質,改善生活質量,增強人體健康、保護生態環境,推動社會的進步也大有幫助。本課程的特征是知識性、科學性、實用性、新穎性的統一。

二、《化學與社會》公共選修課的主要內容

公共選修課《化學與社會》開設對象是全校性不分專業不分年級的三類本科大學生,考慮到三類本科學生的特點,內容的安排要以必需和夠用為度,不求理論的系統性。課程內容不宜涉及到過于專業的化學知識,而應結合學校整體教學規劃和選課學生的專業特點擬訂合適的教學內容。在課程內容的選擇上,筆者力求與社會發展同步,不斷補充最新最前沿的科技成果,重點講述有關化學發展和應用現狀及存在的問題,而不再遵循以往教科書按章節進行教學,筆者按照化學與社會的關系,在有限的教學時間內,將課程分為5個部分,分別講述了化學與能源、環境、日常生活、材料、計算機科學的關系。課程所涉及對象從全球變暖、資源消耗和環境污染等大的方面,到空氣、食品、能源等日常生活中賴以生存的用品,以具體而有趣的實例討論化學在社會中所起到的關鍵作用。通過本課程的學習,學生普遍反映良好,在擴大了學生知識面的同時還增加了許多日常生活經驗常識,尤為重要的是為非化學專業的同學打開了一扇了解化學世界的窗口[4]。

三、如何針對學生特點提高《化學與社會》公共選修課的教學效果

1.設置具有科學性、趣味性、新穎性、先進性和適用性的課程內容

為三本學生講化學,重要的是要引起他們對化學的興趣,并讓他們真正學到有關的化學實際應用的知識,同時要注意到其在中學時的化學基礎。所以講授的基點不是放在大量的化學分子式、化學反應式、化學原理上,而是從化學角度來討論一些社會問題,更多的是大量素材的歸納和實際應用知識,讓學生“認識”化學,理解化學和我們日常生活、國家經濟建設、保護環境、增強人民體質的關系等。所以,設置具有科學性、趣味性、新穎性、先進性和適用性的課程內容是提高教學效果的首要途徑。例如:(1)我們在講化學能源部分,首先從最近的油價上漲開始,向學生介紹了人類利用能源的歷史,尤其是煤炭、石油等傳統能源開采利用的歷史;然后介紹了世界當前能源危機產生的原因以及化學在緩解這一危機中所做的努力,其中不但講解了電池的發明和應用,還包括了最新的生物柴油技術和擴展的燃料電池技術,以及混合動力汽車、氫燃料電池、太陽能電池等最新的科研成果;最后對未來的能源開發進行了展望,其中更詳細探究了核能與礦物能之間的比較,并引入了2008年北京奧運的氫能源汽車。(2)在講化學材料時,我們講到了“神七”太空漫步時穿的太空服的特殊化學合成耐高溫材料芳綸1313。(3)在講化學與日常生活時,在講述“化學元素周期表"的基礎上,介紹元素在生物體中的含量、微量元素的主要功能;然后討論微量元素與人體健康的關系,著重介紹微量元素與某些地方病如克山病、甲狀腺腫、氟中毒營養飲食與鍵康的關系,并結合有關當前學生營養、體質狀況的調查材料以及飲食與某些地方病的關系,引導學生要正確樹立平衡營養觀念;就學生所關心的問題介紹了皮膚的結構、護膚品中常用原料的化學成分、護膚品中有毒成分以及防曬的基本知識;結合日常生活講解了日用洗滌劑的種類、去污原理,引導學生正確認識洗滌劑與環境、人類健康的關系;同時還講了“三鹿奶粉”事件中添加的三聚氰胺的化學檢測法,西安市場出現的硫磺生姜事件中硫磺生姜的危害與辨別以及硫磺熏制食品時發生的一系列化學變化等。

2.利用不同課程教學形式來提高教學效果

開設化學與社會選修課,其目的是擴大學生的知識面、增加學生的知識積累,培養學生的能力。為使學生能更好地利用已有的化學知識,對當前社會的焦點問題有更清楚的了解,化學與社會選修課在教學形式上要體現靈活性:

第一,以專題講座為主,采用多媒體系統進行教學,俗話說“百聞不如一見”,口頭和書面表達的再好也不及多媒體對信息傳遞的直觀和有效。對于《化學與社會》這種公共選修課程來說,多媒體的合理使用能起到事半功倍的效果。為此,筆者準備了內容豐富的多媒體課件,大量的圖片和圖表使得學生理解更為便捷。此外,筆者還根據課程的安排精選了多部科教影片,在課程講解完成后播放,學生看完后進行分組討論,通過這種方式進一步加深了學生對于課程的理解,從而增加知識的容量;

第二,擺脫傳統習題模式,布置思考題,引導學生去發現化學在理論和實踐方面的作用與價值,培養學生分析與判斷能力;

第三,鼓勵學生將自己感興趣的選題制作成PPT(PowerPoint)演示文稿,在班上作口頭交流,這種方式特別受到學生歡迎,極大地激發了他們的學習熱情和創造性。

3.加強學生的環保意識和社會責任感的培養

科學的發展是一柄雙刃劍,在帶給人們便利的同時也在不斷影響著周圍的環境,對于化學來說這一點尤為明顯。不可否認近現代的化工工業的飛速發展對于環境的傷害是巨大的。保護環境人人有責。大學生在畢業后將成為社會生產建設的主力軍,增加他們在環保方面的知識素養,對于提高全社會的環保意識有著重要作用。因此在本課程的教學中,應不斷強化學生的環保意識。為此,課程中專門安排了“化學與環境”一節,從環境污染的源頭、現狀、后果以及目前的應對辦法進行全面而細致的介紹;除此之外,在其它內容的授課中,也需要不斷滲透環保方面的知識。

四、結論與建議

化學科學是現代社會科技發展的核心學科,掌握一定的化學知識對于促進大學生知識結構的全面健康發展有著重要的作用,也有利于提高大學生的環保意識和社會責任感。公共選修課《化學與社會》較全面的介紹化學科學的發展現狀與應用情況,內容豐富且淺顯易懂,適合全校性文理科學生擴大知識面,對學生具有長遠的現實意義,因此獨立學院應該努力提高各類人員對《化學與社會》的認識,建議有條件的獨立學院盡可能開設《化學與社會》公共選修課。

參考文獻

[1]陳媛媛.提高獨立學院公共選修課質量的思考[J].成都大學學報(教育科學版),2008,22(7):37-38,42.

[2]郭娟.關于高校公共選修課建設與管理的思考[J].中國電力教育,6(2009):39-40.

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