可降解塑料的原理范文

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可降解塑料的原理

篇1

【關(guān)鍵詞】廢塑料,降解塑料,裂解油化,環(huán)境保護(hù)

1前言

廢塑料自然環(huán)境下很難直接被降解,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染;塑料制品在生產(chǎn)過程中加入的大量助劑、填料、溶劑等添加劑,會析出進(jìn)入環(huán)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(xì)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(jī)。

隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)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(guān)注。各國紛紛投入大量的人力、物力、財(cái)力解決其污染問題,在其替代品開發(fā)和回收再利用方面取得了較好的成效。

2廢塑料的環(huán)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(dá)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(wěn)定劑、著色劑,這些添加劑可遷移到外環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn),這些添加劑在大氣、生物質(zhì)、水體、土壤以及河流底泥、城市污泥等介質(zhì)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(nèi)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(nóng)地膜對提高土地利用率,有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量發(fā)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(yǎng)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(jié),嚴(yán)重的會造成土地鹽堿化,從而導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn),甚至難以生長。

粘有污物的生活和工業(yè)廢塑料無法回收利用,衛(wèi)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(zhì)滲入地下,危害地下水及周圍環(huán)境。

2.3石化資源的浪費(fèi)

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(shù)億噸的塑料消費(fèi)量,將產(chǎn)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(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。

3 廢塑料的技術(shù)防治措施

作為廢塑料的技術(shù)防治措施目前主要是使用降解塑料和循環(huán)利用。

3.1開發(fā)使用降解塑料

塑料是合成高分子材料,一般在自然環(huán)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(xiàng)性能在保存期內(nèi)可滿足使用要求,性能不變,而使用后在自然環(huán)境條件下,能降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)的塑料,從而避免破壞環(huán)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(xué)降解、生物降解,實(shí)際應(yīng)用中往往相互增效、協(xié)同使用。

3.1.1光降解塑料

光降解塑料是利用光化學(xué)反應(yīng)使大分子鏈的化學(xué)鍵斷裂,塑料失去其物理強(qiáng)度并脆化,在自然力作用下變?yōu)榉勰?,進(jìn)入土壤,在微生物作用下重新進(jìn)入生物循環(huán)。光降解產(chǎn)品開發(fā)早技術(shù)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(jié)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(jìn)其降解的淀粉、纖維素、微生物聚酯、光敏劑、生物降解劑等,產(chǎn)品使用后,在自然條件下,其化學(xué)結(jié)構(gòu)完整性受到破壞,降解為水、二氧化碳和其他物質(zhì)。 此類產(chǎn)品在自然環(huán)境中只能降解為細(xì)小顆粒,不能完全降解,對環(huán)境可能造成更嚴(yán)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(chǎn)品為原料單體,通過化學(xué)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(nèi)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(yōu)異力學(xué)性能,熱變形溫度接近100℃,耐熱性能良好,有能用現(xiàn)有通用設(shè)備加工成型的優(yōu)良加工性能,且已生產(chǎn)規(guī)模化,由它開發(fā)出來的產(chǎn)品有發(fā)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(nèi)酯(PCL) 是一種由ε-己內(nèi)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(shù)縫合線等體內(nèi)材料。由于PCL 的熔點(diǎn)低(60℃),加之價(jià)格較高,所以很少單獨(dú)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?yàn)橛枚趸細(xì)怏w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(jié)約了資源,又保護(hù)了環(huán)境,可謂兩全其美。APC 為二氧化碳(含量50% 左右)與環(huán)氧化合物的共聚物。如共聚單體為環(huán)氧乙烷,則共聚產(chǎn)物為PEC(二氧化碳/ 環(huán)氧乙烷共聚物);如共聚單體為環(huán)氧丙烷,則共聚產(chǎn)物為PPC(二氧化碳/ 環(huán)氧丙烷共聚物);如共聚單體為環(huán)氧丁烷,則共聚產(chǎn)物為PBC(二氧化碳/ 環(huán)氧丁烷共聚物)。目前產(chǎn)業(yè)化的有二氧化碳與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的共聚物。制約APC 發(fā)展的是環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的價(jià)格高,合成催化劑價(jià)格高且供應(yīng)緊張,造成成本居高不下。中山大學(xué)孟躍中教授改進(jìn)的優(yōu)化合成工藝預(yù)計(jì)可降低60% 的成本,價(jià)格接近通用塑料。APC 合成技術(shù)我國處于世界領(lǐng)先地位,目前只有我國的企業(yè)有規(guī)模化生產(chǎn),APC 類塑料突出的優(yōu)點(diǎn)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(yè)化的有熱塑性淀粉和植物纖維模塑,但其性能穩(wěn)定性及價(jià)格影響其應(yīng)用普及。生物基生物降解塑料是利用可再生天然生物質(zhì)資源,通過微生物發(fā)酵或發(fā)酵產(chǎn)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(chǎn)業(yè)化品種有:第一代產(chǎn)品PHB(聚3-羥基丁酸酯),第二代產(chǎn)品PHBV(3-羥基丁酸與3-羥基戊酸共聚物),第三代產(chǎn)品PBHH(3-羥基丁酸與3-羥基己酸共聚物),第四代產(chǎn)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(huán)保等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)為原料價(jià)格較高。

聚乳酸(PLA)是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的合成降解塑料,也是目前降解塑料中價(jià)格最低的品種,屬于典型的生物降解塑料。PLA 的主要缺點(diǎn)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(chǎn)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(chǎn)品。如PBS與淀粉、木質(zhì)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(fù)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(huán)保。

3.2廢塑料循環(huán)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(zhuǎn)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(wěn)定狀態(tài),并產(chǎn)生二次污染;塑料焚燒可以回收熱能,但燃燒不完全,產(chǎn)生大量有害氣體,特別是二f英等有毒有害物質(zhì),對生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)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(fù)合再生塑料性質(zhì)不穩(wěn)定,易變脆,存在質(zhì)量問題和二次污染問題。廢塑料裂解轉(zhuǎn)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(shù)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(zhì)法和催化裂解-催化改質(zhì)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(jìn)行;熱裂解-催化改質(zhì)法是先進(jìn)行熱裂解,然后對熱裂解產(chǎn)物進(jìn)行催化改質(zhì);催化裂解-催化改質(zhì)法是先進(jìn)行催化裂解,然后對催化裂解產(chǎn)物進(jìn)行催化改質(zhì)。

通過催化作用,可有效降低裂解溫度,并根據(jù)目的產(chǎn)物不同對產(chǎn)物選擇性進(jìn)行有效調(diào)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(chǎn)率與質(zhì)量,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖痛呋瘲l件下,PE、PP、PS等可完全轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化技術(shù)的關(guān)鍵,也是限制其發(fā)展的重要因素。

目前,裂解油化新技術(shù)在市場上飽受追捧。美國、英國、加拿大、日本等發(fā)達(dá)國家,許多公司都已實(shí)現(xiàn)熱裂解油化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。上海同濟(jì)大學(xué)與北京裂源環(huán)保技術(shù)設(shè)備有限公司、上海纖和環(huán)??萍加邢薰镜嚷?lián)合攻關(guān),已取得重大進(jìn)展。研制的裂解爐,可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。產(chǎn)氣率約15%~20%(wt%),產(chǎn)油率達(dá)到65%以上(按塑料量計(jì)),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(tǒng)廢塑料裂解的油、氣、碳產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率不低于廢塑料自身質(zhì)量的99%,具有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段,由于可降解塑料的消費(fèi)量只占塑料年消費(fèi)量的1%左右,大量使用的是不可降解的石化原料生產(chǎn)的塑料,因此,降解塑料新技術(shù)的推廣應(yīng)用及廢塑料裂解油化技術(shù)相結(jié)合才能有效減少廢塑料對環(huán)境的污染。

參考文獻(xiàn):

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篇2

【關(guān)鍵字】生物降解;高分子;材料

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,大量的高分子材料在各個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,而廢棄的高分子材料對環(huán)境的污染也日益嚴(yán)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(chǎn)生新的污染物污染環(huán)境。針對這一問題,許多國家實(shí)行了3R工程,3R指的是減少使用(Reduction)、重復(fù)使用(Reuse)、循環(huán)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(fā)環(huán)境可接受的降解性高分子材料是解決環(huán)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(tài)高分子材料”,它在環(huán)境日益污染的今天發(fā)揮著重要的作用,主要分為以下幾個部分。

1.1解決環(huán)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(huán)境污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前世界的高分子材料的產(chǎn)量已經(jīng)超過1.2億噸,這些高分子材料在被使用后產(chǎn)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(yán)重污染,進(jìn)一步危害動植物的生長,對人類更是極其不利。20世紀(jì)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(fā)達(dá)國家開始向落后國家出口垃圾,這一行為對發(fā)展中國家的影響是巨大的。一系列環(huán)境危機(jī)引發(fā)了人類的覺醒,發(fā)展可降解的環(huán)境友好型的材料成了科學(xué)家們的主要研究的方向,生物可降解高分子材料的出現(xiàn)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(jìn)行分解,大大減少了對環(huán)境的污染。

1.2生物可降解高分子在醫(yī)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(yī)用材料。使用可降解高分子制作成的藥物可以在人體內(nèi)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(nèi)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(xiàn)在這一研究已經(jīng)逐漸被否定。目前許多國家仍然在不斷研究與發(fā)展生物可降解性的高分子材料,然而由于技術(shù)水平與成本的制約,生物可降解高分子的研究還沒有達(dá)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(yè)中的應(yīng)用

眾所周知,包裝行業(yè)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(huán)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(zhì)之一,這使得聚乳酸對人體無毒無害,被廣大消費(fèi)者接受。而傳統(tǒng)的包裝材料由合成樹脂構(gòu)成,由于傳統(tǒng)樹脂的分解性不強(qiáng),廢棄的包裝材料造成了40%的城市垃圾,成為最主要的環(huán)境污染源。

2生物可降解高分子的降解機(jī)理

生物降解指微生物的分解作用,在高分子領(lǐng)域指的是高分子材料在溶劑化,簡單水解和酶反應(yīng)等條件下,轉(zhuǎn)化為相對簡單的中間產(chǎn)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(qiáng)度損失,物質(zhì)整體化喪失和質(zhì)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(jié)構(gòu)的破裂而引發(fā)的水合作用。接下來在化學(xué)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(qiáng)度降低。而高分子主鏈、交聯(lián)劑、外懸基團(tuán)的開裂會進(jìn)一步造成交聯(lián)高分子材料強(qiáng)度的降低,高分子鏈進(jìn)一步斷裂。高分子鏈的不斷斷裂造成質(zhì)量損失和相對分子質(zhì)量的降低,相對分子質(zhì)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(xué)反應(yīng),而是復(fù)雜的生物物理,生物化學(xué)的協(xié)同作用,是物理化學(xué)生物相互影響促進(jìn)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(jié)構(gòu),使得它們對微生物的阻抗性很高,而根據(jù)研究表明,當(dāng)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(jù)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(xué)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?xì)渚酆衔锏纳锝到庑赃M(jìn)行分析比較,結(jié)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?xì)渚酆衔锔子诮到?。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(huán)境對生物高分子降解的影響

雖然材料結(jié)構(gòu)是決定生物大分子降解的主要因素,但是環(huán)境對生物大分子材料的降解也有一定的影響作用。降解環(huán)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(yīng)量足夠,微生物才可以進(jìn)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(xì)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(huán)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(shù)的研究并不成熟,國內(nèi)的生物可降解高分子的開發(fā)與應(yīng)用還存在一些問題。比如:產(chǎn)品價(jià)格過高,產(chǎn)品的性能和用途受到限制,產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)不夠成熟等。盡管高分子市場存在許多不足,隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)和我國環(huán)保法規(guī)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(yī)用材料等領(lǐng)域生物可降解高分子材料的研究將會得到更好的發(fā)展。目前針對如何解決市場出現(xiàn)的問題,研究者正在不斷努力,降低開發(fā)生產(chǎn)成本,對現(xiàn)有的可降解高分子進(jìn)行性能改進(jìn),以獲取更高質(zhì)量的高分子材料。研究開發(fā)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(lǐng)域的主要研究方向。

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篇3

關(guān)鍵詞:廣州市;固體廢物;二次污染

1 廣州市固體廢物污染現(xiàn)狀

1.1 廣州市工業(yè)廢物污染現(xiàn)狀

近年來,廣州市工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的固體廢物急劇增加,組成成份日趨復(fù)雜。2005年全市固體廢物產(chǎn)生總量達(dá)2334萬噸,其中一般工業(yè)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(xiàn)有的固體廢物處理處置設(shè)施數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足廢物處置需求,設(shè)施建設(shè)普遍簡陋,達(dá)不到“無害化”的標(biāo)準(zhǔn),二次污染嚴(yán)重。

1.2 廣州市城市生活垃圾污染現(xiàn)狀

目前廣州市平均日產(chǎn)垃圾6300噸。生活垃圾,主要在位于黃埔區(qū)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(dāng)?shù)氐木用袢罕娫斐闪溯^為突出的二次污染。尤為令人吃驚的是,已開場10多年、并計(jì)劃將于年內(nèi)關(guān)閉的大田山垃圾填埋場,其污水處理系統(tǒng)至今還處于調(diào)試階段,大量未經(jīng)任何處理的污水直接排放到河涌里。

1.3 廣州市有毒化學(xué)固體廢物污染現(xiàn)狀

目前廣州市每年的危險(xiǎn)固體廢物產(chǎn)量約為2萬噸,廢舊電子電器12萬噸,廢塑料包裝物和農(nóng)用薄膜32萬噸。其中醫(yī)療廢物進(jìn)行集中處理處置的只有廣東生活環(huán)境無害化處理中心等3家,醫(yī)療廢物集中安全處置達(dá)標(biāo)率只有40%;大量的危險(xiǎn)廢物被不規(guī)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(huán)境中,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

1.4 廣州市白色污染現(xiàn)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(jì)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(fā)泡劑的氟利昂是對地球大氣臭氧層造成不可逆轉(zhuǎn)破壞的“元兇”,它埋在地里會使土壤劣化,焚燒處理又會產(chǎn)生10余種有毒氣體污染空氣,故而成為災(zāi)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(huán)保治理的三大重點(diǎn)。因?yàn)榘咨枰倌暌陨蠒r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(yè)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(chǎn)量隨冶煉技術(shù)及礦石的品位不同而變化。高爐渣屬于硅酸鹽材料。它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,并具有抗磨、吸水等特點(diǎn),可供廣泛應(yīng)有,國內(nèi)對高爐渣的應(yīng)用都很重視,美、英、法、日本等國高爐渣的利用率已達(dá)100%,甚至出現(xiàn)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(dá)85%以上。為了適應(yīng)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(chǎn)品。

②鋼渣:鋼渣是煉鋼過程中排出的固體廢物,包括轉(zhuǎn)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(shù)的發(fā)展,也與鋼渣的綜合利用密切相關(guān)。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(fēng)淬法。

(2)化工固體廢物的治理對策。

①對硫鐵礦燒渣,應(yīng)根據(jù)其含鐵量的不同確定其用途,鐵含量高的應(yīng)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(jìn)入鐵組分中,可徹底消除六價(jià)鉻浸出的危害;根據(jù)鉻渣在高溫下能還原成低價(jià)態(tài)無毒鉻的原理,可將鉻渣摻入煤中用于發(fā)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(jìn)行干法還原除毒;用電解法處理鉻酸、生產(chǎn)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(jìn)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(jìn)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(chǎn)氯酸鉀等化工產(chǎn)品。

⑤其它化工廢物,如,磷渣可燒制磷酸;甲醇廢觸媒可生產(chǎn)鋅-銅復(fù)合微肥;溶劑廠母液可生產(chǎn)二甲基甲酰胺等;染料廢渣制硫酸銅等產(chǎn)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(yuǎn)離生活區(qū)和水源地;避開上風(fēng)口和水源地上游;自然地理?xiàng)l件不適宜飄浮擴(kuò)散和滲漏。

②對填埋場需要進(jìn)行嚴(yán)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?fù)寥馈?/p>

③垃圾場表面覆土和排氣管網(wǎng)設(shè)置。

(2)堆肥法.

堆肥生產(chǎn)的主要工藝過程是:生活垃圾-分類-破碎-發(fā)酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包裝-出廠。如果是生產(chǎn)一般堆肥,則在發(fā)酵工藝完成后,即可直接使用;如果生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥,則在配料工藝需要添加一定配比的化肥。有機(jī)復(fù)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(xiàn)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(fā)電廠一期是廣州市重點(diǎn)工程項(xiàng)目之一,項(xiàng)目總投資7.25億元。投入運(yùn)行的一期工程設(shè)計(jì)日處理垃圾1040噸,占目前廣州市日產(chǎn)生活垃圾量的約1/7;該廠年發(fā)電1.3億度,能滿足10萬戶家庭生活所需,是符合廣州特點(diǎn),達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平的垃圾焚燒發(fā)電廠。利用垃圾發(fā)電、“變廢為寶”是李坑生活垃圾焚燒發(fā)電廠有別于垃圾填埋場的一大亮點(diǎn)。該項(xiàng)目還是國內(nèi)第一個采用中溫次高壓參數(shù)的焚燒發(fā)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(fā)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(shè)計(jì)原則上盡可能節(jié)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(shí)行垃圾分類,以利回收利用。清潔的廢塑料制品可重復(fù)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(fèi)時費(fèi)力,且塑料的利用價(jià)值也很低。所以一定要在廢塑料制品進(jìn)入垃圾流之前將其分類回收上來。目前,發(fā)達(dá)國家大都走回收利用的路子。我國城鎮(zhèn)盡快推行垃圾分類棄置已勢在必行。

②依靠科技進(jìn)步,發(fā)展可降解塑料。美國、日本等發(fā)達(dá)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(jìn)展,已經(jīng)和正在開發(fā)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(qiáng)立法,強(qiáng)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(guī)的形式明確生產(chǎn)者、各級銷售者和消費(fèi)者回收利用的義務(wù)。目前美國、日本等發(fā)達(dá)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(guī),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(jù)具體工程和水文地質(zhì)情況,采取相應(yīng)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(xué)混凝沉淀、電解氧化、活性炭吸附、密度分離、化學(xué)氧化、化學(xué)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(zhì)水量影響小,出水水質(zhì)穩(wěn)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(fèi)用較高,一般用于滲濾液預(yù)處理或深度處理。滲濾液的土地處理包括慢速滲濾系統(tǒng)( SR )、快速滲濾系統(tǒng)( RI )、表面漫流快速滲濾處理系統(tǒng)( ARI )等多種土地處理系統(tǒng)。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?jié)B濾液中有機(jī)物和氮發(fā)生轉(zhuǎn)化,通過蒸發(fā)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(yīng)在填埋過程中就開始實(shí)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(shù)。立式采氣系統(tǒng)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(nèi)均勻分布豎立大口徑鋼管,在每個鋼管外砌筑豎井,當(dāng)填埋厚度達(dá)到 2 ~ 5 米時,將鋼管向上抽一部分,并繼續(xù)砌筑,直到填埋場達(dá)到設(shè)計(jì)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(shè)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(yōu)化方法

1)用作生產(chǎn)建筑材料。許多工業(yè)廢渣的成分,性質(zhì)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(qiáng)度、體積穩(wěn)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(hù)渣、巖棉制品、水泥原料等,不僅獲得了良好的環(huán)境效益也獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)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(chǎn),可收到良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。每年從廢物中回收利用的金屬在各種金屬產(chǎn)量中所占的比例為:鋁18%,銅50%,鉛50%,鋼鐵31%?;厥绽械膹U紙可節(jié)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(xiàn)

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[3]劉均科.塑料廢棄物的回收與利用技術(shù)[M].北京:中國石化出版社,2000.

篇4

目前我國由于工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的污染以及廢棄塑料和農(nóng)用地膜的污染,嚴(yán)重的影響了我國的生態(tài)環(huán)境,使得水污染日益加劇,水資源嚴(yán)重短缺,全國600多個城市中已有一半城市缺水,農(nóng)村則有8000萬人和6000萬頭牲畜飲水困難;土壤污染嚴(yán)重,耕地面積銳減,近10年來每年流失的土壤總量達(dá)50億t,土地荒漠化日益加??;森林覆蓋面積下降,草場退化,每年減少森林面積達(dá)2500萬畝;人們的身體健康受到嚴(yán)重威脅,疾病發(fā)病率急劇上升。因此,加大環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理力度,加快應(yīng)用高新技術(shù),如現(xiàn)代生物技術(shù)來控制環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡,提高環(huán)境質(zhì)量已成為環(huán)保工作者的工作重點(diǎn)。

2現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ),包括微生物工程,細(xì)胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱?,F(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環(huán)境問題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。自20世紀(jì)80年代以來生物技術(shù)作為一種高新技術(shù),已普遍受到世界各國和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視,發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較,生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。

(1)生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu),降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)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(jìn)行了資源化利用。

(2)利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì),最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì),如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染,因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。

(3)生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì),其反應(yīng)過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的,所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施,而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行,與常常需要高溫高壓的化工過程比較,反應(yīng)條件大大簡化,具有設(shè)備簡單、成本低廉、效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。

所以,當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理,有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個方面。

3現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

3.1污水的生物凈化

污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)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(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì),使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)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(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)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(xì)胞是一個天然的固定化酶反應(yīng)器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定,即是可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無機(jī)金屬毒物等,此方面國內(nèi)外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農(nóng)藥的酶,以共介結(jié)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(dá)95%以上;近幾年我國在應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)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(jìn)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(xì)胞降解含酚廢水也已實(shí)際應(yīng)用于廢水處理。

3.2污染土壤的生物修復(fù)

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(fù)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(yīng))改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài),使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達(dá)到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復(fù)過程可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量,激發(fā)微生物的活性,由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu),這將有助于土壤的固定,遏制風(fēng)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(nóng)用地膜經(jīng)久不化解,估計(jì)是形成環(huán)境污染的重要成分。據(jù)估計(jì)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(nóng)作物減產(chǎn),若再連續(xù)使用而不采取措施,十幾年后不少耕地將顆粒無收,可見數(shù)量巨大的塑料垃圾嚴(yán)重影響著生態(tài)和環(huán)境,研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術(shù)一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構(gòu)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?qū)肽骋煌寥牢⑸?如:根瘤菌)中,使兩者同時發(fā)揮各自的作用,將塑料和農(nóng)膜迅速降解。同時,還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。

有些微生物能產(chǎn)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(nèi)源性貯藏物質(zhì),可以用發(fā)酵方法進(jìn)行生產(chǎn),由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點(diǎn)、高彈性、不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而在醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域有極好的應(yīng)用前景。為了降低成本、提高產(chǎn)量,人們正在用重組DNA技術(shù)對相關(guān)的微生物進(jìn)行改造,此方面目前一個研究熱點(diǎn)是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚-β羥基烷酸(PHAs),研究人員正設(shè)法構(gòu)建出自溶性PHAs生產(chǎn)菌種,即將PHAs重組菌進(jìn)行發(fā)酵,在積累大量的PHAs后,加入信號物質(zhì),使裂解蛋白產(chǎn)生,細(xì)胞壁破壞,PHAs析出,以簡化胞內(nèi)產(chǎn)物PHAs的提取過程,降低提取成本。

3.4化學(xué)農(nóng)藥污染的消除

一般情況下,使用的化學(xué)殺蟲劑約80%會殘留在土壤中,特別是氯代烴類農(nóng)藥是最難分解的,經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)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(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對環(huán)境污染的一個重要方面。能降解農(nóng)藥的微生物,有的是通過礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)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(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物,從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥,這種途徑的降解結(jié)果比較復(fù)雜,有正面效應(yīng)也有負(fù)面效應(yīng)。為了避免負(fù)面效應(yīng),就需要用基因工程的方法對已知有降解農(nóng)藥作用的微生物進(jìn)行改造,改變其生化反應(yīng)途徑,以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學(xué)農(nóng)藥的污染,最好全面推廣生物農(nóng)藥。

所謂生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質(zhì)總稱,它們多是生物體的代謝產(chǎn)物,主要包括微生物殺蟲劑、農(nóng)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(xì)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(xiàn)在人們正在利用重組DNA技術(shù)克服其缺點(diǎn)來提高殺蟲效果,例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點(diǎn)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(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強(qiáng)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(dá)出相關(guān)激素,以破壞害蟲的激素平衡,干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達(dá)到殺死害蟲的目的。

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3姜成林,徐麗華.微生物資源的開發(fā)與利用[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2001

篇5

近幾年來,國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展造成的區(qū)域環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。為降低環(huán)境污染,特別是從源頭上杜絕污染源,我國實(shí)行了多項(xiàng)治理“白色污染”的措施,如規(guī)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(huán)來說是極大的危害,對人類的生存環(huán)境是極大的考驗(yàn)。除了中國外,世界各國都面臨環(huán)境污染的危機(jī)和挑戰(zhàn),如何維護(hù)各場所的環(huán)境衛(wèi)生,改善日益嚴(yán)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(hù)環(huán)境,已經(jīng)成為一個迫切需要解決的重要問題,值得各個國家和地區(qū)關(guān)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(guān)注,并在農(nóng)業(yè)、環(huán)境、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用。PHB是微生物在營養(yǎng)不平衡的條件下貯存的內(nèi)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(xué)活性,還具有與化學(xué)合成塑料相似的性質(zhì)[2]。20世紀(jì)70年代,英國ICI公司利用真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn),商品名為“BIOPOL”,但由于當(dāng)時生產(chǎn)成本偏高,PHB的應(yīng)用范圍受到極大的限制。目前,PHB的生產(chǎn)以微生物發(fā)酵生產(chǎn)為主。許多種屬的微生物都可以積累PHB,菌種質(zhì)量也是制約PHB能否進(jìn)一步發(fā)展的重要因素之一[3-4]。當(dāng)前原料成本和提取成本偏高,影響聚羥基烷酸酯的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用,因而研究和生產(chǎn)活動中亟需一種成本廉價(jià)、簡便易行的分離提取方法。

1 產(chǎn)生PHB的主要微生物

有許多菌株都能產(chǎn)生PHB,但適用于工業(yè)生產(chǎn)的菌株須具備以下優(yōu)點(diǎn):生長繁殖的速率高,細(xì)胞內(nèi)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(jià)的碳源。

研究表明,能合成PHB的種屬很多,如產(chǎn)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(nèi)外一些領(lǐng)域使用的PHB生產(chǎn)菌種也有基因工程菌,如產(chǎn)堿桿菌、固氮菌和假單胞菌。利用菌株生產(chǎn)PHB的過程中,能作為碳源的有脂肪酸、糖類、碳?xì)浠衔?、脂肪醇等,不同均屬用不同的碳源產(chǎn)生不同的PHB,其對底物的要求、所合成PHB的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)率甚至合成機(jī)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(chǎn)工藝中,提取價(jià)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(chǎn)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(xì)胞破裂,PHB交聯(lián)聚合,并與細(xì)胞殘?jiān)ハ嗷烊?,共同成型,?dāng)發(fā)酵過程中PHB達(dá)到細(xì)胞干重的50%后,可以很方便地得到經(jīng)壓制成膜的產(chǎn)物[6]。利用該方法得到的產(chǎn)物具有較好的可塑性,可以進(jìn)一步用于工業(yè)加工。

2.2溶劑提取法

PHB是積累于細(xì)胞內(nèi)不溶于水而溶于一些有機(jī)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(chǎn)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(lǐng)域至今都在采用該方法。

應(yīng)用于溶劑提取法的有機(jī)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(shù)不多的一些有機(jī)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(zhì)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(chǎn)成本,也會造成環(huán)境的污染??傮w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(huán)境造成污染。

2.3化學(xué)試劑法

化學(xué)試劑法是利用氧化劑、表面活性劑或螯合劑等化學(xué)物質(zhì)的作用,將細(xì)胞中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成可溶于水的成分,從而去除雜質(zhì)。細(xì)胞壁是機(jī)械破碎的主要障礙,堿性條件下細(xì)胞壁的強(qiáng)度變?nèi)?。因此,使用化學(xué)試劑預(yù)處理能降低細(xì)胞壁強(qiáng)度,可減少操作壓力;在機(jī)械破碎前,調(diào)節(jié)pH值并加入化學(xué)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(yīng)用表面活性劑處理細(xì)胞,使細(xì)胞破裂,釋放產(chǎn)物。如果要求提高提取產(chǎn)物的純度,則加入絡(luò)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(xì)胞壁分離法。利用次氯酸鈉來分離提取物質(zhì)是目前化學(xué)試劑法中報(bào)道最多的一種方法[11]。該方法在應(yīng)用時受到一些限制,因?yàn)樯a(chǎn)工藝中需用到次氯酸鈉,該物質(zhì)的氧化性較強(qiáng),對PHB有劇烈的降解作用。隨著研究的不斷深入,學(xué)者發(fā)現(xiàn)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(xì)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(hù)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(xì)胞中,作用90 min,離心取氯仿相,得到的產(chǎn)物純度高,分子量大。李偉等[10]利用Alcaligenes eutrophus提取PHB,產(chǎn)物純度可達(dá)97%,提取率82%,分子量為310 kg/mol。

2.4物理方法

從細(xì)菌中提取PHB須經(jīng)過細(xì)胞破壁,通常采用高壓均質(zhì)或高速珠研磨。一般PHB顆粒的粒徑為1 μm左右,小于細(xì)胞顆粒的粒徑[6]。因此,將干細(xì)胞粉碎后,形成極細(xì)的顆粒,再利用粒徑的差異在液相或氣相中分離、獲取產(chǎn)物。Nod對Alcaligenes eutrophus和重組E.coli分別進(jìn)行研究:超聲波破胞,懸液進(jìn)入旋流除砂器,4 Pa下高壓分離,取上層噴霧干燥,獲得產(chǎn)物,純度均高于95%,產(chǎn)率90%。

2.5酶法

應(yīng)用酶消化細(xì)胞物質(zhì),從而釋放出產(chǎn)物。由于單一的酶不能消化全部的細(xì)胞物質(zhì),產(chǎn)物的純度也不是很高,因而經(jīng)常采用復(fù)合酶類并添加緩沖劑和表面活性劑。通過嚴(yán)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(yīng)用基因工程的原理和方法,在細(xì)菌體內(nèi)克隆外源自溶基因,使菌體自溶,釋放PHB顆粒。

3小結(jié)

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(xué)活性、壓電性、抗潮性、低透氣性等特點(diǎn),是世界上公認(rèn)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(chǎn)的提取成本,可為其廣泛使用奠定一定的理論基礎(chǔ)。研究PHB的提取方法技術(shù)含量高,符合現(xiàn)代社會的發(fā)展要求,隨著研究的深入、材料性能的提高和公眾環(huán)保意識的增強(qiáng),PHB的應(yīng)用將越來越廣泛。

4參考文獻(xiàn)

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[4] 何竹青.PHA高產(chǎn)菌株的誘變選育及培養(yǎng)條件的研究[D].西安:西北大學(xué),2009.

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篇6

【關(guān)鍵詞】生物技術(shù);環(huán)境保護(hù);應(yīng)用;分析

引言:生物技術(shù)又被稱作是生物工程,首要是以生命科學(xué)為根底,使用生物有機(jī)體或許組成有些以及工程技術(shù)原理,研討和開發(fā)新商品是新技術(shù)的一種具有綜合性的科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)。隨生物技術(shù)的飛速發(fā)展和大家環(huán)保意識的增強(qiáng),近幾年在環(huán)境保護(hù)作業(yè)中,生物技術(shù)得到了十分廣泛的使用,并在一定程度上顯示出極好的發(fā)展前景。這篇文章就生物技術(shù)進(jìn)行了簡略介紹,并就其在環(huán)境保護(hù)作業(yè)中的使用進(jìn)行了簡略總述,期望對生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的進(jìn)一步使用起到必定的推進(jìn)效果。

1.中國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

當(dāng)時,中國經(jīng)濟(jì)得到了前所未有的發(fā)展,工、農(nóng)業(yè)也較快的發(fā)展起來,可是發(fā)展進(jìn)程中構(gòu)成的“三廢”污染也越來越嚴(yán)重,嚴(yán)重的影響了中國的生態(tài)環(huán)境,并且構(gòu)成了水、大氣、土壤等資本的損壞。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),當(dāng)時中國六百多個城市中有一半城市都呈現(xiàn)出缺水的現(xiàn)狀,近來幾年來土地丟失量能夠到達(dá)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(dá)兩千五百萬畝綠地不見,對大家的日子環(huán)境和身體健康構(gòu)成嚴(yán)重的傷害,疾病發(fā)病率也越來越高。因而在一定程度上加大對環(huán)境的管理力度,進(jìn)步大家的環(huán)境保護(hù)意識,使用高新技術(shù)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)作業(yè),操控生態(tài)平衡已經(jīng)變成環(huán)保作業(yè)者面臨的難題和作業(yè)重點(diǎn)。

2.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的使用

2.1生物技術(shù)在水處理中的使用

生物技術(shù)在改進(jìn)水體質(zhì)量,管理水源污染方面有很重要的效果。首要,在水體質(zhì)量改進(jìn)方面,生物技術(shù)使用最為廣泛。污水中含有很多的有毒物質(zhì),成分十分復(fù)雜,其間包含重金屬、有機(jī)磷、酚類、氰化物、有機(jī)酸、醛及蛋白質(zhì)等等。使用微生物本身的推陳出新等生命活動,能夠?qū)⑺w中的有些有毒有害物質(zhì)極好的去掉,然后使得水體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),使水體得到凈化。固定化酶技術(shù)即是使用最為廣泛的一種污水處理技術(shù),首要是經(jīng)過化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)不溶性載體相結(jié)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(jī)污染物進(jìn)行處理。除此之外,生物膜處理法、活性污泥法、穩(wěn)定塘法、人工濕地處理系統(tǒng)工程以及土地處理系統(tǒng)法等都是多見的水污染操控與管理的生物技術(shù)。

2.2生物技術(shù)在廢氣凈化方而的使用

生物技術(shù)使用于水環(huán)境管理已經(jīng)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(jì)80時代晚期,生物技術(shù)在工業(yè)廢氣凈化處理領(lǐng)域的使用變成很多專家研討的搶手。對比當(dāng)時成熟的廢氣生物處理技術(shù)有生物洗刷、生物吸附以及生物過濾法等等,與傳統(tǒng)的廢氣處理技術(shù)比較,突顯出很多的優(yōu)勢,比如高效率、低成本、高安全性等等。當(dāng)前,廢氣生物處理技術(shù)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(shù),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(dá)百分之九十以上。

2.3生物技術(shù)在固廢處理中的使用

固廢首要指城市中的廢物、污泥、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢物等。使用生物技術(shù),能夠?qū)⒐腆w廢棄物進(jìn)行無害化、資本化、減量化的處理,然后使其變成用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(shù)能夠分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩大類,其間當(dāng)前研討最為搶手的是高溫好氧堆肥技術(shù)。經(jīng)過高溫好氧堆肥技術(shù)得到腐熟肥料具有改進(jìn)土壤、增強(qiáng)肥效等長處,達(dá)到保護(hù)環(huán)境目標(biāo)的有效辦法。

2.4生物技術(shù)在土壤污染管理中的使用

在對土壤污染管理進(jìn)程中,生物技術(shù)首要使用于重金屬污染修復(fù)進(jìn)程,即是使用微生物的效果,對土壤中的重金屬進(jìn)行凈化和削減,然后下降其毒性。土壤中的重金屬會轉(zhuǎn)變其化學(xué)形狀,然后使重金屬固定,經(jīng)過生物吸附,還能夠?qū)⒅亟饘俚牧肯鳒p乃至消除。去掉重金屬以后的土壤,能夠進(jìn)步有機(jī)質(zhì)的含量,改進(jìn)生態(tài)構(gòu)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(jìn)程對污水中的有毒物質(zhì)進(jìn)行搬運(yùn)和轉(zhuǎn)化,然后使污水得到凈化的處理辦法。當(dāng)前,污水生物凈化技術(shù)發(fā)展較快,好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)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(shù)。固定化微生物技術(shù)是70時代末由固定化酶技術(shù)發(fā)展起來的,它是指經(jīng)過物理或化學(xué)的手段將游離的微生物固定在限定的空間區(qū)域使其保持活性并可重復(fù)使用的一項(xiàng)生物技術(shù)。其能夠被用來處理通常高濃度有機(jī)廢水、印染廢水、含氮廢水、難降解有機(jī)廢水及其他廢水等,一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或發(fā)明,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)行固定化后,菌體密度進(jìn)步,大大增強(qiáng)了處理效率,尤其是對難降解有毒物質(zhì)有顯著優(yōu)勢。

第二是生物強(qiáng)化處理技術(shù)。生物強(qiáng)化處理技術(shù)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(yōu)勢菌種發(fā)生的高效菌種,以去掉某一種或某一類有害物質(zhì)。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(gòu)成高效生物膜或以游離的狀況存在;引進(jìn)生物強(qiáng)化制劑,主要用于處理城市污水,有機(jī)物的去除率可以得到顯著提高,固體物質(zhì)的產(chǎn)生會減少、硝化作用得以增強(qiáng),從而提高污水脫氮脫磷效果;固化生物強(qiáng)化技術(shù),在一定程度上把特定的微生物關(guān)閉在高分子網(wǎng)絡(luò)載體內(nèi),使菌體掉落少、活性高,然后進(jìn)步優(yōu)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(huán)境中的廢塑料包裝物及廢農(nóng)膜對自然景觀和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成的損壞。據(jù)資料顯示,當(dāng)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(nóng)膜殘存在土壤中,若再不采取相應(yīng)辦法,將會在一定程度上影響中國生態(tài)和環(huán)境,研討和開發(fā)生物可降解塑料己迫在眉睫。而使用現(xiàn)代生物技術(shù)消除白色污染的路徑有:

第一是使用生物工程技術(shù)能夠廣泛地挑選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構(gòu)建高效降解菌。

第二是使用生物工程技術(shù)能夠別離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸铮ㄈ纾焊鼍┲?,使兩者一起表現(xiàn)各自的效果,將塑料和農(nóng)膜敏捷降解。

結(jié)束語:總之,環(huán)境保護(hù)事業(yè)離不開生物技術(shù)的使用,生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)事業(yè)中起到了不行代替的重要效果。在將來,生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)進(jìn)程中必需要考慮到發(fā)展的因素,必須將經(jīng)濟(jì)發(fā)展同環(huán)境保護(hù)有效的一致起來,構(gòu)成與經(jīng)濟(jì)密切配合的環(huán)境保護(hù)系統(tǒng),然后完成生物技術(shù)真實(shí)的價(jià)值,保證生物技術(shù)的不斷發(fā)展,為大家發(fā)明更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,為在一定程度上不斷促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的和諧一致作出應(yīng)有的奉獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

[1]唐瓊,李正山,尹華強(qiáng). 生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用及前景[J]. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2002,10:28-35.

[2]宋佳. 生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用及前景[J]. 化工管理,2014,15:214.

篇7

【關(guān)鍵詞】教學(xué)資源 基本觀念

【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)6-0122-02

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中指出,化學(xué)學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)之一是要使學(xué)生形成一些基本的學(xué)科觀念。這些基本觀念不是具體的化學(xué)知識,而是在具體的化學(xué)知識基礎(chǔ)上,經(jīng)過不斷的內(nèi)化、概括、提升而形成的,對相關(guān)的具體知識的學(xué)習(xí)具有統(tǒng)率和指導(dǎo)作用,對促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和行為方式的轉(zhuǎn)變,以及學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展都將發(fā)揮重要的作用?;诖耍诮虒W(xué)中我嘗試?yán)酶黝惤虒W(xué)資源,不斷提煉、滲透和提升學(xué)生的化學(xué)基本觀念。

一、活用教材資源,提煉化學(xué)基本觀念

要想使學(xué)生形成一些化學(xué)基本觀念,老師首先要清楚需要培養(yǎng)哪些化學(xué)基本觀念的內(nèi)容以及培養(yǎng)的基本途徑和方式。因此在日常教學(xué)實(shí)踐中,我們積極依托生命化課堂,依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,潛心研究課標(biāo)和教材,圍繞某一化學(xué)基本觀念的形成,積極開展說課活動,深入挖掘和提煉化學(xué)基本觀念,創(chuàng)造性地運(yùn)用教材。通過說課活動,對教材內(nèi)容或事實(shí)材料進(jìn)行加工,設(shè)計(jì)出有思考價(jià)值的問題和有效的探究活動,并在不斷的反思、評價(jià)基礎(chǔ)上修改完善,進(jìn)一步明確"教什么"、"怎么教"以及"教到什么程度"。在觀念的引領(lǐng)下,依據(jù)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的規(guī)律,努力創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,讓學(xué)生盡可能在自己的生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,從比較熟悉的自然、生產(chǎn)、生活中感知化學(xué)事物、領(lǐng)悟化學(xué)基本概念和原理,并通過不斷地概括提煉,逐步形成化學(xué)基本觀念。

如對九年級第六單元第二節(jié)《化學(xué)與材料研制》內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們根據(jù)學(xué)生賣廢品的經(jīng)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(chǎn)生的?然后分別列舉生活中的玻璃產(chǎn)品和塑料制品,依次歸納出玻璃和塑料的優(yōu)缺點(diǎn)和簡單分類,體會通過化學(xué)方法可以將用途小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為用途大的物質(zhì)(由砂子到玻璃);聯(lián)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(chǎn)過程讓學(xué)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(xué)與新材料研制之間的緊密聯(lián)系;通過對鋼筋混凝土成分的分析,讓學(xué)生體會使用混合的方法可以改變物質(zhì)的性能、擴(kuò)展物質(zhì)的應(yīng)用范圍,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、改良物質(zhì)性能進(jìn)而服務(wù)社會中的重要地位的認(rèn)識。

再比如對九年級第四單元第二節(jié)--"金屬的化學(xué)性質(zhì)"內(nèi)容的學(xué)習(xí),在學(xué)生得出通過金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度能判斷出金屬的活潑程度(即活動性強(qiáng)弱)這一結(jié)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(jié)課引向深入。第一個問題是"以鎂和鹽酸反應(yīng)為例,從微觀的角度分析為什么很多金屬能與酸溶液反應(yīng)生成氫氣?",根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識和能力水平以及年齡特征,結(jié)合使用一些輔助的教學(xué)方法幫助學(xué)生突破本節(jié)課的難點(diǎn),讓學(xué)生體會到物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)能決定物質(zhì)的性質(zhì)這一基本的化學(xué)觀念。第二個問題是訂正比較導(dǎo)學(xué)案中金屬與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,歸納出初中接觸的最后一種基本反應(yīng)類型――置換反應(yīng)。由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)知識,體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。第三個問題是區(qū)分真假黃金,讓學(xué)生認(rèn)識到金屬的化學(xué)性質(zhì)在生活中可以用來揭穿偽科學(xué),體會到物質(zhì)的性質(zhì)能決定物質(zhì)的用途,學(xué)習(xí)和掌握如觀察、對比、歸納、控制變量等科學(xué)方法。在親歷科學(xué)探究活動的過程中,體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究是認(rèn)識物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及其變化過程的重要方法,學(xué)會把自己能看到的和所想到的歸納表達(dá)出來,并養(yǎng)成大膽質(zhì)疑,大膽推測,勇于探究和綜合分析的好習(xí)慣。

二、巧用生成資源,滲透化學(xué)基本觀念

觀念的培養(yǎng),不論在復(fù)習(xí)課還是新授課中,我們都應(yīng)該"悄悄"滲透,要貫穿教學(xué)的始終,并要運(yùn)用教學(xué)智慧,處理好教學(xué)的預(yù)設(shè)性與生成性,善于利用學(xué)生學(xué)習(xí)過程發(fā)表的意見、提出的問題作為教學(xué)資源和啟發(fā)引導(dǎo)的契機(jī),使課堂教學(xué)具有生成性、開放性。

在學(xué)習(xí)《金屬的化學(xué)性質(zhì)》一節(jié)中,為驗(yàn)證金屬與鹽酸反應(yīng)的難易和劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關(guān),學(xué)生進(jìn)行了分組實(shí)驗(yàn),有的小組用鎂條與鹽酸反應(yīng),有的小組用鎂條與硫酸反應(yīng),都能得出鎂能與酸溶液反應(yīng)的結(jié)論,但做鎂與鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的幾組同學(xué)發(fā)現(xiàn),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(chǎn)生?這個問題拋出后,一石激起千層浪,學(xué)生們各抒己見,在討論交流的過程中,其中一個小組的同學(xué)根據(jù)他們觀察到的現(xiàn)象這樣回答:鎂條與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量使溶液溫度升高,稀鹽酸中的溶質(zhì)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(jìn)入空氣中。通過這樣的交流,學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)中的能量觀、變化觀以及研究科學(xué)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(yàn)到學(xué)習(xí)成功的愉悅和知識學(xué)習(xí)的價(jià)值。

三、借用生活資源,提升化學(xué)基本觀念

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【摘 要】我們的高中化學(xué)教學(xué),不但要讓學(xué)生掌握必要的化學(xué)學(xué)科知識,還需要通過教學(xué)提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng),幫助學(xué)生樹立化學(xué)觀念,讓學(xué)生明白化學(xué)源于生活,還必將應(yīng)用于生活。在教學(xué)中,化學(xué)教師要善于把教學(xué)活動和生活實(shí)際聯(lián)系在一起,這樣不但能夠讓學(xué)生愛上化學(xué)課,學(xué)好化學(xué)課,還能夠引導(dǎo)學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識,運(yùn)用化學(xué)知識,這對于培養(yǎng)高中生的化學(xué)素養(yǎng)有非常大的好處。在本文中,筆者以蘇教版高中《化學(xué)2》為例,談了談自己在這方面的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞 高中化學(xué)教學(xué);化學(xué)素養(yǎng);培養(yǎng)

隨著時代的發(fā)展,化學(xué)教學(xué)一定要不斷地更新教學(xué)理念,把我們的學(xué)生培養(yǎng)成為適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的人才,著眼未來,努力提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。那么,我們該如何通過高中化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)呢?化學(xué)學(xué)科在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面又占有什么位置呢?筆者提出,化學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的一種,我們培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng),也就是要求學(xué)生能夠使用化學(xué)思維、化學(xué)觀念來對生活中與化學(xué)相關(guān)的問題或者現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)解釋。高中化學(xué)教學(xué),不但要教給學(xué)生必要的化學(xué)知識,還要教會學(xué)生化學(xué)思維方式。通過三年的高中化學(xué)學(xué)習(xí),我們不但要讓學(xué)生掌握基本的化學(xué)符號、化學(xué)方程式、化學(xué)理論等,還要讓學(xué)生真正地掌握化學(xué)知識,并能夠在實(shí)踐中應(yīng)用。

一、《化學(xué)2》教學(xué)的現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中,很多化學(xué)教師往往都會忽略《化學(xué)2》的教學(xué)。對那些非選修化學(xué)的學(xué)生來講,他們只要通過學(xué)業(yè)水平測試就可以了,而學(xué)業(yè)水平測試中關(guān)于《化學(xué)2》的知識相對比較少并且非常簡單;而對那些選修化學(xué)的學(xué)生來講,《化學(xué)2》中包括的主要內(nèi)容在其他選修教材中的講解更加詳細(xì),例如關(guān)于微觀結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識點(diǎn),在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》這一教材中的解釋就非常深刻,這是《化學(xué)2》所無法相比的,所以《化學(xué)2》就顯得無足輕重了。正是因?yàn)檫@些,許多化學(xué)教師都不怎么重視《化學(xué)2》的教學(xué),有的教師只是泛泛而教,有的學(xué)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(xué)習(xí)其他內(nèi)容。

二、實(shí)施策略

知識只有應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)之中才能發(fā)揮應(yīng)有的作用,也才有意義。知識是離不開其知識環(huán)境的,因此學(xué)習(xí)知識最好的辦法就是在一定的知識環(huán)境中進(jìn)行。當(dāng)知識融匯在情境之中時就不再是枯燥的方程式、化學(xué)原理了,就變得有意義了,這樣學(xué)生理解和接受起來就會更加容易,也就更有利于學(xué)生把課堂所學(xué)應(yīng)用于生活實(shí)踐當(dāng)中。在課堂教學(xué)中,當(dāng)學(xué)生看到和自己的生活聯(lián)系非常緊密的情境時,就自然而然地會產(chǎn)生學(xué)習(xí)的熱情。那么,我們應(yīng)該怎樣從生活中選取恰當(dāng)?shù)乃夭膩韯?chuàng)設(shè)教學(xué)情境呢?筆者以《化學(xué)2》為例進(jìn)行了簡單的介紹。

(一)注重素材的生活性

化學(xué)教師可以選取原電池來作為例子。隨著電力技術(shù)的發(fā)展進(jìn)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(chǎn)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?;瘜W(xué)教師可以通過PPT向?qū)W生展示各種電池,并且讓學(xué)生來對各種電池的正極、負(fù)極以及電解液等進(jìn)行分析,同時還應(yīng)該向?qū)W生介紹無汞電池與堿性電池的區(qū)別以及優(yōu)缺點(diǎn),廢舊電池對我們生活的危害,還可以讓學(xué)生通過計(jì)算來對各種電池電量的優(yōu)勢、劣勢等進(jìn)行分析等等。這樣的化學(xué)課,就會讓學(xué)生感覺這門課程現(xiàn)實(shí)意義非常強(qiáng),從而增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的主動性與積極性。

(二)注重素材的實(shí)用性

在課堂教學(xué)中,化學(xué)教師還可以從生活出發(fā),舉一些實(shí)用性非常強(qiáng)的例子來引導(dǎo)學(xué)生思考和學(xué)習(xí)。例如從2011年5月1日開始,我國加強(qiáng)了對酒駕、醉駕行為的處罰。那么,相關(guān)部門是怎樣來對司機(jī)體內(nèi)的酒精含量進(jìn)行檢驗(yàn)?zāi)??在《化學(xué)2》中就進(jìn)行了簡單的介紹。化學(xué)教師在教學(xué)中,可以根據(jù)教材中的檢測方法及圖案,向?qū)W生簡單地介紹一下呼氣式酒精檢測儀。這樣,學(xué)生們就更能夠理解化學(xué)在生活中的應(yīng)用之廣泛了。

(三)注重素材的趣味性

在開始教學(xué)前,化學(xué)教師可以提前準(zhǔn)備一個音樂賀卡,上課時先讓學(xué)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(xué)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(fā)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(fā)出。這樣的導(dǎo)入方式,就會激發(fā)起學(xué)生巨大的學(xué)習(xí)熱情和興趣,他們特別好奇“水果怎么可以發(fā)電呢?”學(xué)生有了極大的好奇心,紛紛投入思考與實(shí)踐當(dāng)中。此時,化學(xué)教師在引導(dǎo)學(xué)生逐漸了解原電池的組成條件以及電子、離子等相關(guān)知識,然后再結(jié)合課堂的水果賀卡實(shí)驗(yàn)來分析原因,學(xué)生們理解起來就容易多了,掌握得也更加牢固。課后,學(xué)生們紛紛從生活中尋找素材來進(jìn)行電池設(shè)計(jì),還增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力。

(四)注重素材與環(huán)保的銜接

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,環(huán)境污染也日益嚴(yán)重,溫室效應(yīng)、白色污染、工業(yè)垃圾等等對人類的生存發(fā)出了警告。而這些關(guān)于環(huán)保的素材,我們化學(xué)教師必須予以恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用。由于各地頻頻發(fā)生污染事件,很多學(xué)生都覺得化學(xué)的發(fā)展就是環(huán)境污染的根源,認(rèn)為化學(xué)罪不可恕。所以,我們必須轉(zhuǎn)變學(xué)生這種片面的認(rèn)識,讓學(xué)生明白利用化學(xué)知識也可以緩解甚至解決環(huán)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(yīng)等。

結(jié)語

總之,在高中化學(xué)教學(xué)中,我們不僅僅要教會學(xué)生必要的化學(xué)知識,讓學(xué)生在考試中取得理想的成績,還應(yīng)該努力培養(yǎng)和提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng),讓他們能夠?qū)W以致用,把化學(xué)學(xué)寬、學(xué)廣、學(xué)活,真正地掌握化學(xué)這門科學(xué)。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳偉.調(diào)整教學(xué)順序,有效完成初高中化學(xué)知識銜接[J].西藏教育.2012(08)

篇9

[關(guān)鍵詞]生物能源;循環(huán)經(jīng)濟(jì);可持續(xù)發(fā)展

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.20.104

[中圖分類號]F426.72 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194(2015)20-0-02

社會的發(fā)展,加快了人類的工業(yè)化進(jìn)程,在為人類創(chuàng)造巨大物質(zhì)財(cái)富的同時,也對人類的生產(chǎn)生活環(huán)境產(chǎn)生了各種不利的影響。當(dāng)前,資源的嚴(yán)重匱乏、環(huán)境嚴(yán)重污染、能源的極其短缺等問題,已經(jīng)嚴(yán)重限制社會主義市場經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展,更是威脅到整個人類社會的和諧持續(xù)發(fā)展。因此,相關(guān)企業(yè)要注重企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化,促進(jìn)人類社會的和諧持續(xù)發(fā)展。

1 河南天冠企業(yè)集團(tuán)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題的分析

1.1 河南天冠企業(yè)集團(tuán)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前,實(shí)現(xiàn)生態(tài)能源的可持續(xù)發(fā)展、走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路,建設(shè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)是繼經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)和高新技術(shù)開發(fā)區(qū)之后,所形成的第三代產(chǎn)業(yè)園區(qū)??傮w來看,河南天冠企業(yè)集團(tuán)在實(shí)現(xiàn)生態(tài)能源可持續(xù)發(fā)展以及建設(shè)生態(tài)園區(qū)方面,還處于不斷實(shí)踐的過程中,其正在積極吸取國內(nèi)外生態(tài)能源發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),對國內(nèi)外成功發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)真學(xué)結(jié),在結(jié)合天冠集團(tuán)自身情況和工業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,逐步推進(jìn)天冠企業(yè)集團(tuán)生態(tài)能源的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 企業(yè)實(shí)現(xiàn)生物能源可持續(xù)發(fā)展方面存在的問題

1.2.1 企業(yè)可能出現(xiàn)污染問題

傳統(tǒng)工業(yè)模式,會對當(dāng)?shù)氐纳鐣瞽h(huán)境造成不良影響,例如,乙醇企業(yè)的生產(chǎn),如果沒有做好節(jié)能減排方面的工作,對環(huán)境的危害是非常嚴(yán)重的。我們知道,乙醇生產(chǎn)是僅僅次于造紙生產(chǎn)的有機(jī)污染源,也就是說,在乙醇生產(chǎn)的過程中,會有大量的廢棄物(如廢水、二氧化碳?xì)怏w以及各種廢渣等)產(chǎn)生。據(jù)專家推算,生產(chǎn)1噸的液態(tài)乙醇,大概能產(chǎn)生10~12噸的糟液。酒糟呈現(xiàn)酸性,是高濃度的有機(jī)廢水,被認(rèn)為是乙醇生產(chǎn)最主要的污染源,乙醇生產(chǎn)產(chǎn)生的二氧化碳,其回收率較低,直接排入大氣,必然對大氣環(huán)境造成污染。同時,乙醇生產(chǎn)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(yán)重浪費(fèi),也必然對人類的生活環(huán)境造成污染。

1.2.2 多數(shù)企業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)工業(yè)生態(tài)鏈簡單,難以滿足發(fā)展需求

根據(jù)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和工業(yè)生態(tài)學(xué)原理,所有資源的利用和開發(fā)之間,是存在網(wǎng)狀或鏈狀關(guān)系的。并且,短鏈與長鏈結(jié)構(gòu)相比,長鏈結(jié)構(gòu)循環(huán)轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)較多,對于物質(zhì)能源的多層次利用以及工業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展是有利的,能夠保證系統(tǒng)生產(chǎn)力的提高。同時,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于其各個環(huán)節(jié)是相互聯(lián)通的,途徑是多條的,這樣可以保證生態(tài)系統(tǒng)具有相對穩(wěn)定性,對于減少和分散風(fēng)險(xiǎn)也是有利的。然而,當(dāng)前河南天冠企業(yè)集團(tuán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)其余共同生產(chǎn)的企業(yè)是比較少的,所生產(chǎn)產(chǎn)品的種類也較單一,其產(chǎn)業(yè)鏈條相對單一,完善的工業(yè)共生鏈條還沒有形成,這種情況下,對實(shí)現(xiàn)生物能源的可持續(xù)發(fā)展,走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路是不利的。

2 如何走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路,實(shí)現(xiàn)生物能源的可持續(xù)發(fā)展

根據(jù)河南天冠企業(yè)集團(tuán)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r,其在未來如何在實(shí)現(xiàn)生態(tài)能源可持續(xù)發(fā)展、真正走上循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展道路,可從以下幾個方面尋求突破和進(jìn)行完善。

2.1 創(chuàng)新方法,注重節(jié)能減排

河南天冠企業(yè)集團(tuán),始建于1939年,是一個具有76年光榮歷史的老國有企業(yè)。多年來,其能在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地,與其注重科研和創(chuàng)新是分不開的。通過創(chuàng)新節(jié)能減排方法,在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷摸索,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)了企業(yè)與自然、社會的和諧發(fā)展。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)生物能源可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。天冠集團(tuán)在探索循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路上,其發(fā)展理念是可持續(xù)發(fā)展,主線是清潔生產(chǎn)。通過科學(xué)管理,加大對落后生產(chǎn)技術(shù)以及設(shè)施的改進(jìn),促進(jìn)企業(yè)資源得到充分開發(fā)與利用,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。同時,通過科研技術(shù),“天冠燃料乙醇循環(huán)經(jīng)濟(jì)模型”逐步在企業(yè)內(nèi)建立,為企業(yè)的健康循環(huán)發(fā)展提供了保障。下一步,應(yīng)繼續(xù)在創(chuàng)新方式方法上繼續(xù)做文章,通過大力引進(jìn)吸收、加大企業(yè)自主研發(fā)力度等技術(shù)進(jìn)步手段持續(xù)推動節(jié)能減排工作的開展。

2.2 發(fā)展生態(tài)乙醇工業(yè)

河南天冠企業(yè)集團(tuán)位于河南省,該省是我國重要的小麥生產(chǎn)省份。長期以來,小麥等農(nóng)產(chǎn)品的精深加工和轉(zhuǎn)化一直是該省研究的課題。河南天冠集團(tuán)根據(jù)當(dāng)?shù)氐募Z食發(fā)展實(shí)際情況,積極發(fā)展燃料乙醇生產(chǎn)和精深加工,有利于減少小麥倉儲,增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入,促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會的和諧發(fā)展。另外,傳統(tǒng)的乙醇行業(yè)污染問題一直為乙醇生產(chǎn)企業(yè)所高度重視,為了實(shí)現(xiàn)生物能源的可持續(xù)發(fā)展,走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路,只有通過生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)所形成的工業(yè)生態(tài)鏈,促進(jìn)資源利用的最大化,減少廢棄物對自然和社會環(huán)境的污染,有效促進(jìn)乙醇在生產(chǎn)和加工方面都形成良性循環(huán),才能真正實(shí)現(xiàn)天冠集團(tuán)走循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展之路。

天冠集團(tuán)的主產(chǎn)品是燃料乙醇,為了充分利用燃料乙醇有機(jī)廢水開發(fā)綠色新能源,促進(jìn)節(jié)能減排、綜合利用工作的有效實(shí)施,實(shí)現(xiàn)廢物的減量化、資源化、無害化,該企業(yè)不斷拉長產(chǎn)業(yè)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(guān)廢棄物和副產(chǎn)品而構(gòu)成的工業(yè)生態(tài)鏈。小麥被加工生產(chǎn)成乙醇,乙醇生產(chǎn)產(chǎn)生的酒糟在生產(chǎn)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(jī)肥料,被用于小麥種植;在生產(chǎn)乙醇過程中,產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w一部分經(jīng)提純后生產(chǎn)為食品級二氧化碳產(chǎn)品,一部分被生產(chǎn)成可降解的塑料制品,可徹底解決環(huán)境污染的白色垃圾污染問題。這樣,天冠企業(yè)集團(tuán)的整個生產(chǎn)過程,就形成了閉路循環(huán),能源和廢棄物都被循環(huán)利用,工業(yè)污染問題也被解決,實(shí)現(xiàn)了資源利用的最大化,實(shí)現(xiàn)了天冠集團(tuán)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 進(jìn)一步完善天冠集團(tuán)生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)

嚴(yán)格按照生態(tài)工業(yè)園的定義,天冠集團(tuán)目前雖然基本實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用,但其還不是完全意義上的生態(tài)工業(yè)園。也就是說,部分天冠集團(tuán)下屬企業(yè)參與到整個生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)力度尚不夠深入。同時,參與進(jìn)生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的企業(yè)所形成的生態(tài)工業(yè)鏈也較少,相互交錯的網(wǎng)狀鏈條還沒有形成,還有部分鏈條的閉路循環(huán)也沒有實(shí)現(xiàn)。因此,河南天冠企業(yè)集團(tuán)還要不斷加強(qiáng)科研力度,完善生產(chǎn)和管理等各個方面的工作,拉長企業(yè)集團(tuán)的生態(tài)工業(yè)鏈條,針對各種工業(yè)廢棄物和副產(chǎn)品持續(xù)開發(fā)新產(chǎn)品,不斷推動廢物利用、變廢為寶、可持續(xù)綠色循環(huán)發(fā)展工作的開展,不斷完善企業(yè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設(shè)。

3 結(jié) 語

作為社會發(fā)展重要保障的企業(yè)集團(tuán),要從自身做起,加大科研力度,建立起與傳統(tǒng)工業(yè)模式不一樣的新的經(jīng)濟(jì)模式,要注重“效率”和“環(huán)境”雙重指標(biāo),走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路,實(shí)現(xiàn)生物能源的可持續(xù)發(fā)展,就是促進(jìn)環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的有效途徑,能夠?qū)崿F(xiàn)人類和社會的長久持續(xù)發(fā)展。

主要參考文獻(xiàn)

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初中化學(xué);方法;能力;習(xí)慣

1.抓住興趣點(diǎn),吸引學(xué)生注意力

興趣的培養(yǎng)在于誘導(dǎo),學(xué)生剛接觸化學(xué),老師通過一些小魔術(shù)和小實(shí)驗(yàn),如“燒不焦手帕”、“玻璃棒點(diǎn)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(chǎn)生白煙等,對化學(xué)實(shí)驗(yàn)感到有意思會,從而引起對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣使他們能積極主動自覺地學(xué)。偉大的科學(xué)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(fā)明創(chuàng)造的源泉。

2.利用小故事,激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情

結(jié)合書本介紹科學(xué)家探索化學(xué)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(xué)說,居里夫人一生榮獲兩次諾貝爾獎,門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律并編寫出元素周期表,使化學(xué)學(xué)習(xí)和研究變得有規(guī)律可循;談聞名世界的中國古明如造紙術(shù)、火藥、燒制瓷器(China中國)等,侯氏制堿法,1921年正在美國留學(xué)的侯德榜為了實(shí)現(xiàn)中國人自己制堿的夢想,揭開蘇爾維法生產(chǎn)的秘密,打破洋人的封鎖,發(fā)展我國的民族工業(yè),毅然回國,把全部身心都投入到研究和改進(jìn)制堿工藝上,經(jīng)過5年艱苦的摸索,終于在1926年生產(chǎn)出合格的純堿。為解決當(dāng)時國內(nèi)外市場急需純堿,在較短的時間掌握并改進(jìn)了著名的索爾維制堿法,使工藝過程縮短,而產(chǎn)量大增,1939年首先提出并自行設(shè)計(jì)的新的聯(lián)合制堿法的連續(xù)過程,使純堿工業(yè)和氮肥工業(yè)得到發(fā)展,這就是著名的“侯氏制堿法”。我國科學(xué)院院士張青蓮教授為相對原子質(zhì)量的測定作出了卓越的貢獻(xiàn)。我們在平時的化學(xué)教學(xué)中,必須注意端正學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),鼓勵他們?yōu)榱藢砀玫貫樽鎳ぷ?、造福人類、成為人們尊敬的有用人才而努力學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情,樹立遠(yuǎn)大的理想,學(xué)好化學(xué)的信心和為祖國繁榮昌盛而學(xué)習(xí)的高尚愛國情操。

3.巧妙運(yùn)用多種方法,加強(qiáng)學(xué)生記憶

在初中化學(xué)教學(xué)中,化學(xué)需識記的知識比較多,有時又很集中,如何能幫助學(xué)生從繁重的課業(yè)負(fù)擔(dān)中解脫出來,教師要教會學(xué)生一些技巧。

分散記憶,如教材中第一章第六節(jié)里一下就出現(xiàn)了二十七種元素符號,讓學(xué)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(xué)生,并經(jīng)常提問檢查。我們把元素符號、原子團(tuán)等制成小卡片,把化合價(jià)編成順口溜,把重點(diǎn)內(nèi)容寫成韻語,簡化記憶。

聯(lián)想記憶。在第十二單元課題2《化學(xué)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(lián)想糖類物質(zhì)(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(fù)的去掉就可以了。

諧音記憶。在講到實(shí)驗(yàn)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(diǎn)(點(diǎn)燃酒精燈)、收(收集氣體)、離(把導(dǎo)管移出水槽)熄(熄滅酒精燈)”記為“茶、莊、定、點(diǎn)、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(xì)纖輕,統(tǒng)共一百斤?!痹谥v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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時也減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

4.合理布置作業(yè),提高學(xué)生動手和動腦能力

現(xiàn)在都在提倡教育教學(xué)的高效,對課堂高效的要達(dá)到目標(biāo)提的非常明確。但是,對于化學(xué)而言,有時單靠課堂上時間是不夠的,比如,小實(shí)驗(yàn)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(diǎn)干,常在室內(nèi)生個碳火盆,墻壁反而更潮濕等,都無法在課堂完成,化學(xué)學(xué)科在中考中分?jǐn)?shù)占據(jù)比例較小,不布置作業(yè),不能引起學(xué)生重視,不合理又會加重課業(yè)負(fù)擔(dān),導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué),那么,作業(yè)應(yīng)該怎樣布置呢?

山東的成功經(jīng)驗(yàn),高效課堂的五項(xiàng)策略中提到:課后盡可能實(shí)現(xiàn)“零作業(yè)”,如需布置,只布置發(fā)展學(xué)生思維、引導(dǎo)學(xué)生探究、提升學(xué)生能力的拓展作業(yè)。針對化學(xué)學(xué)科而言,課后習(xí)題中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),可以讓學(xué)生自己動手去做,這點(diǎn)課后作業(yè)中都有涉及,通過自己動手,在實(shí)驗(yàn)中獲取知識,學(xué)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(xué)生動腦思考的良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣;另外,讓學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識去觀察生活、生產(chǎn)和社會中的各類問題,尤其是近年來,食品安全事件頻發(fā),三聚氰胺超標(biāo)奶粉事件、“瘦肉精”、蘇丹紅雞蛋、化學(xué)火鍋事件;酸雨、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、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(fā)和利用,使用可降解塑料袋等等。通過學(xué)生做這些作業(yè),不僅僅把學(xué)生從化學(xué)是一門無關(guān)緊要的學(xué)科的錯誤認(rèn)識中走出來,而且還能使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)來源于生活,又能為生活服務(wù),又在中學(xué)化學(xué)教育中加強(qiáng)了食品安全教育,因此,關(guān)注生活中的熱點(diǎn)問題,做一個自覺抵制利用化學(xué)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(xué)教學(xué)中的適當(dāng)應(yīng)用

以多媒體技術(shù)為靈魂的現(xiàn)代信息教育技術(shù)賦予傳統(tǒng)教育新的內(nèi)涵,多媒體技術(shù)服務(wù)于教學(xué)主要有以下優(yōu)點(diǎn):將文字、圖像、聲音、動畫有機(jī)結(jié)合,多種感官刺激,易于激發(fā)學(xué)生興趣。傳輸信息量大,傳遞速度可隨機(jī)調(diào)節(jié),以及操作的可重復(fù)性,易于學(xué)生對知識的接受。交互性強(qiáng),有益于學(xué)生主體地位的培養(yǎng)。

在運(yùn)用多媒體進(jìn)行化學(xué)教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容,適時播放,從而優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu),但它又不可能拋棄所有的傳統(tǒng)教學(xué)手段,因此我做了以下幾方面的探索與實(shí)踐,在設(shè)計(jì)多媒體教程時,要把握好多媒體的使用時機(jī),正確處理多媒體和粉筆、黑板、實(shí)驗(yàn)儀器、語言表達(dá)之間的關(guān)系,特別要考慮時間因素,正確處理好多媒體教學(xué)時間,切忌滿堂放。在化學(xué)教學(xué)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(gòu)成》、課題3《離子》、第六單元《二氧化碳和一氧化碳》等節(jié)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(xué)生對這些知識的認(rèn)識和理解;在第三單元課題4《愛護(hù)水資源》,第七單元課題3《使用燃料對環(huán)境的影響》的教學(xué)中下載大量的圖片,使學(xué)生意識到保護(hù)環(huán)境和愛護(hù)水資源的重要性,節(jié)約用水刻不容緩;在第九單元《溶液》的教學(xué)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(xué)中,播放了化學(xué)版的《青花瓷》,不僅使課堂氣氛大為活躍,而且使學(xué)生對發(fā)生的現(xiàn)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(xué)模式,使過去表達(dá)不清的信息變得顯而易見,對于創(chuàng)設(shè)生動愉悅的學(xué)習(xí)情境方面,有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

6.建立知識體系,幫助學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)

在復(fù)習(xí)時將課本中各部分相應(yīng)的知識點(diǎn)按其內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行歸納,整理,將散亂的知識點(diǎn)串成線、連成片、織成網(wǎng),納入自己的知識結(jié)構(gòu)之中,從而形成一個系統(tǒng)完整的知識體系。通過梳理知識結(jié)構(gòu),提煉解題策略,總結(jié)解題方法。

按初中化學(xué)課標(biāo)要求,將教材分成六個知識板塊進(jìn)行復(fù)習(xí):即物質(zhì)的化學(xué)變化、身邊的化學(xué)物質(zhì)、物質(zhì)構(gòu)成的奧秘、化學(xué)與社會發(fā)展、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究、化學(xué)計(jì)算。并將每個版塊劃分成幾個專題,進(jìn)行逐一復(fù)習(xí);重點(diǎn)知識重點(diǎn)復(fù)習(xí)。如:物質(zhì)的分類、元素化合物知識、氣體的制取凈化和干燥,是復(fù)習(xí)中的重中之重,也是能充分體現(xiàn)考綱新精神的重要部分;難點(diǎn)部分各個擊破。例如:離子共存問題,物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別,除雜和分離,物質(zhì)的推斷等。在復(fù)習(xí)中除根據(jù)各物質(zhì)相互關(guān)系形成知識網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)歸納復(fù)習(xí)外,還應(yīng)注重方法,我們把氫氣、氧氣、二氧化碳三種

氣體進(jìn)行綜合歸納對比,對上述三種氣體的性質(zhì)、用途、制取裝置、原理、收集檢驗(yàn)等知識進(jìn)一步加深理解和掌握。

7.培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

有一段名言“播種一種行為,收獲一種習(xí)慣;播種一種習(xí)慣,收獲一種性格;播種一種性格,收獲一種命運(yùn)”。一天兩天孩子的差距可能不大,但是孩子的學(xué)習(xí)習(xí)慣一旦養(yǎng)成,那就很難再改變了,那么對于初中化學(xué)的學(xué)習(xí)應(yīng)怎養(yǎng)成哪些好習(xí)慣呢?

會預(yù)習(xí)。養(yǎng)成習(xí)慣,堅(jiān)持預(yù)習(xí);了解教材所涉及的知識及相關(guān)的內(nèi)容,利用網(wǎng)絡(luò)查找不理解的物質(zhì)的性質(zhì)、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(diǎn),大膽發(fā)言,敢于質(zhì)疑,把預(yù)習(xí)中遺留的問題課堂解決。