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绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。
2绿色化学化工产品的发展研究
即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。
2.1加大宣传力度,转变生产方式
虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。
2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新
绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。
2.3重视人才培养
在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。
3结语
1.1开设“绿色化学”课程,邀请校外专家及技术人员进行专题讲座。
我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座,介绍化工前沿性知识,回答学生的提问,与学生进行直面交流,学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可通过尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从根本上减少了原料的消耗,对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路,激发了学生的求知欲。
1.2重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识。
专业授课教师通过案例中采用绿色工艺,实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源,制取氢气的方法很多,有①电解法:2H2O2H2+O2;②甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤气法:C+H2OCO+H2;④碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2;⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2+O2;⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,且该反应没有废弃物,不会对环境造成污染;第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能,提高了反应速率,降低了反应温度、操作压力,简化了流程。在大规模生产中,这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,主要用作合成有机玻璃的单体,也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸,污染严重,设备腐蚀严重,而且合成路线长,原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质,原料价格低,利用钯催化剂反应一步完成,产品收率高,原子利用率高,经济效益、环境效益均好。
1.3教学方法多样化,教学手段现代化。
绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中,如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等,传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解,只能演示设备静态,讲授过程枯燥,不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面,吸引学生主动求知。
2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识
2.1改进化学实验项目,多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识,并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5],舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后
处理困难的实验项目,尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目,注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验,这些实验原料是天然的,提取溶剂是无毒的,并且可以回收利用,废渣无公害且可以用作肥料;如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”,其传统方法是盐酸-甲醛提取法,我们改用木瓜蛋白酶作催化剂,超声波提取。这样不但大大缩短提取时间,提出率从30%提高到90%以上,而且工艺简单,无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少,从而降低实验成本,而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少,提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少,极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”,其所用单体丙烯腈不但价格贵,而且有毒,而采用微型实验后,不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料,乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。
2.2选用先进仪器和技术进行实验,利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。
先进检测手段包括红外、紫外光谱,气相、液相色谱,电镜扫描,X-衍射等。选用较先进的实验仪器,不但减少了试剂用量,减轻了环境污染,同时也增加了实验操作难度,有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能,有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验,其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法,因此,实验气体往往只能选用氨气,致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后,实验气体可用CO2代替氨气,这既改善了实验环境,又使测量速度加快、测量精度大大提高,且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水,尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全,这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法,又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。
2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念
大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,激发大学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识,在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”,海藻是可再生性资源,储量相当丰富,而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等,极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品质,而且该保水剂能被降解,对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用,该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识,开阔了眼界,培养了绿色环境意识及环保理念。
2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念
见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业的实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识,让理论知识和实际生产相结合,提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此,学校和企业积极联手,结合企业生产实际,对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时,亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处:该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理,它既避免了废物直接排放对环境造成污染,又回收到硫磺,创造了巨大经济效益;学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底,运行费用较低,基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高;降低产品成本,提高竞争能力;同时,企业的环境好、无污染、不扰民,使企业具有一个良好的社会形象,增加了消费者对企业产品的信任度;改善了职工的生产操作条件乃至生活环境,减轻了对职工身心健康的影响。
3结束语
绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。
2绿色化工技术的开发
2.1原料的选用
绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。
2.2无毒害催化剂的选用
在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。
3绿色化工技术在化学工业中的应用
3.1清洁生产技术
清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。
3.2生物技术
生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。
3.3生产环境友好型产品
关键词钢铁工业绿色化环境
1引言
中国的钢铁工业历经50年的发展,特别是改革开放20年以来,有了巨大进步,取得了举世瞩目的成就:钢产量增加速度加快,技术水平明显提高,产品结构不断调整,成为名副其实的钢铁大国。但是,钢铁工业也是高能耗、高水耗、高污染的产业,是能源、资源消耗、污染物排放的大户。目前,钢铁行业的能耗占全国总能耗的10%以上,钢铁行业水耗占全国工业水耗的9%左右;而且,我国钢铁工业的能耗、水耗指标大大高于国外的先进水平。随着我国钢铁工业的快速发展,将会带来一系列更加严重的资源、环境问题。生态环境问题已成为影响钢铁工业发展的重要问题。因此,对于中国钢铁绿色化的研究具有重要的理论意义和现实意义。
2近年来我国钢铁工业化迅速发展的状况
1996年我国钢产量首次超过1亿吨大关,跃居世界第一位,此后我国钢产量一直保持世界排名第一的位置。2002年实现钢产量1.8亿吨,到2003年钢产量突破2亿吨,达到22234万吨,2004年全国共产钢27279万吨,比上年增长22.7%,生铁、钢材的产量分别达到创纪录的25185万吨与29723万吨(含重复材),同比增长均在20%以下。在钢材品种和质量方面,已经逐步形成能冶炼包括高温合金、精密合金在内的1000多个钢种,轧制和加工包括板、带、管、型、线、丝等各种形状的4万多个品种规格的钢材;各项技术经济指标明显提高。从1991~2003年钢产量增加近2.13倍,总能源消耗量只增加1.84倍;吨钢耗新水量下降了75.2l%;吨钢废水排放量下降了82.56%。尤其是吨钢能源消耗大幅度降低,去年我国重点企业平均吨钢综合能耗764.06kg/t,比1991年下降50.53%;吨钢可比能耗为741.48kg/t;污染物综合排放合格率达到90.59%;废气处理率达到98.31%,环境质量明显提高。
从以上数据中可以看出,我国钢铁工业确实以举世瞩目的速度发展着,但是,目前我国综合能源利用率约为33%,比发达国家低10个百分点,单位产值能耗是世界平均水平的2倍多,是日本的11.5倍,是德国和法国的7.7倍,是美国的4.3倍。因此,从某种意义上说,我国钢铁工业的发展是以高消耗、高污染为代价的。
3我国钢铁工业环境危机的原因
从半个世纪以来我国的发展历程看,基本上是"大量开采--大量生产--大量排放"的生产模式。目前,我国钢铁工业仍然是走先发展后治理的道路,有的企业甚至是只顾发展不管环境的治理,尚未完全摆脱粗放型的增长模式。与世界其它国家的钢铁企业相比,我国钢铁企业存在着很大环保差距。
3.1企业经营管理不善,装备技术落后
目前,我国现有技术装备平均单机能力小、技术水平低、部分生产能力和工艺技术不配套,使得生产消耗高、效率低、质量差。据有关统计资料显示,国内总生产装备中仅10%~20%可以进入国际先进行列,已实施高效连铸的铸机只占总数的10%,相当一部分的普通钢材生产能力面临淘汰或改造,而国民经济急需的关键品种仅能满足约2/3的需求。我国钢铁企业有几千座高炉,大多规模较小,大型钢铁企业高炉平均容积为1600m3,这与国外水平相比有很大差距,例如日本高炉平均容积3000m3以上。
3.2节能、环境保护的层次水平低2004年全国能源消费总量19.7亿吨标准煤,比2003年增长15.2%。其中,煤炭消费量18.7亿吨,增长14.4%;原油2.9亿吨,增长16.8%;天然气415亿立方米,增长18.5%;水电3280亿千瓦小时,增长15.6%。主要原材料消费中,钢材3.1亿吨,增长15.1%;氧化铝1284万吨,增长9.7%;水泥9.6亿吨,增长12.4%。万元GDP能耗1.58吨标准煤,上升5.3%。与国际先进水平相比,我国钢铁企业吨钢能耗仍高出15%左右。
如下表所示,除宝钢的吨钢综合能耗已达到世界先进国家水平外,其他大中型企业尽管有较大的进步,但仍然有相当差距。比较国内大中型企业的综合能耗,在能耗大于100万吨标煤的45家企业中,综合能耗大于宝钢的有39家大型企业;全国73家大中型企业的吨钢综合能耗介于宝钢与39家大型企业之间。
3.3能源循环利用率低下
目前我国废旧金属回收率为50%左右,而发达国家的平均水平在80%以上。我国每年平均约有200万~300万吨废钢铁、10万~15万吨废杂有色金属尚未被合理回收。据资料显示,高炉矿渣的利用率约50%,而钢渣的利用率还不到10%,这些废渣中实际上有做水泥的原料、可以轧钢的原料等;钢铁企业把经过处理的污水排出去,实际上把二次能源水资源浪费掉了,如果把这些污水循环利用,可以大大节约水资源;同时,粉尘经过处理也把它倒掉了;高炉的煤气向空中排放,如果把这些废气如二氧化碳、氮气等进行回收,也可以作为资源。
3.4环保理念和环保意识差,法制法规不健全
目前,我国一些钢铁企业尚未认识到实施绿色化生产的重要作用和意义,缺乏参与行动和采取有效的绿色生产措施,通过IS014000环境管理体系认证的钢铁企业少。
4钢铁工业绿色化的必要性
必须承担起社会责任。不断开发"绿色产品",实现"绿色制造"。绿色化是指企业把节约资源、保护环境、有益于消费者和公众的身心、健康的理念融入企业活动的全过程的各个方面,转变企业生产方式,实行清洁生产,使企业与自然、社会和谐统一,促进经济社会的可持续发展,实现企业可持续成长。"绿色冶金"即符合环保要求,做到低能源消耗、低资源消耗、低排放再循环使用。绿色化钢铁制造的目标是产品从设计、制造、包装、运输和使用到报废处理的整个生命周期对环境负面影响最小、资源利用率最高,并使企业的经济效益、环境效益和社会效益协调优化。
从世界范围看,绿色化是不可逆转的浪潮。现在,国际社会和各国政府都认识到,全球的资源环境危机正日益加深,而企业的粗放生产方式,就是其中的重要原因。因此,对企业的生产和经营提出了越来越严格的要求。20世纪70年代以来,越来越多的国家制定了严格的环境标准,规定只有满足这些标准的产品才准予进入本国市场。京都协议日标在气体散发物远远超过周围环境并且达到全球的维持的温室以上才被采用。欧盟钢铁工业已经有助于UNFCCC的目标了,因为它过去20年中已经降低几乎温室气体散发物的数量40%。
绿色化也是适应我国加入WTO后的国际竞争形势的要求。我国钢铁工业增长方式粗放,长期以来采用高投入来维持高增长速度的数量扩张型方式,实际上,我国钢铁工业的发展在一定程度上是以牺牲环境为代价的。多年重复建设造成大量生产能力过剩结构不合理,不能适应市场经济发展的需要。面对新世纪的到来,钢铁行业的可持续发展,正面临着市场与环境的双重严峻挑战。同时也说明了实施绿色化生产的迫切性及必要性。
4.1加强企业技术改造
钢铁工业绿色化对策的重要依托是绿色化技术,只有采用绿色化技术,才能保证绿色化对策的实施,最终实现绿色化的战略目标。建议普及、推广一批成熟的节能环保技术,如熔融还原炼铁技术及新能源开发、新型焦炉技术和处理废旧轮胎、垃圾焚烧炉等与社会友好的废弃物处理技术,通过短流程研究,广泛应用高效单体熔炼精炼、连铸连轧、控温控轧等技术,实现低能耗、少物耗。深入研究冶金反应和凝固过程中所出现的许多新现象,不断催生新的生产工艺。投资开发一批有效的绿色化技术,在此基础上进一步集成为钢铁生产企业的绿色化制造流程。
4.2高效利用资源,使能源消耗最小
利用铁矿石及其他天然矿物资源,多用再生资源如废钢、钢厂粉尘等;少用不可再生能源如煤、油、天然气等,开发采用新的能源如氢、太阳能等,少用淡水资源,发展节水技术,强化水循环,减少废水排放。钢铁行业节水潜力巨大。宝钢等企业每吨钢耗水只有6m3,一般企业为20~30m3,个别企业为50m3甚至更高。通过技术改造,到2005年和2010年,钢铁行业吨钢耗水指标下降到16m3至12~14m3是完全可能的。其中,大型钢铁企业可以下降到6~8m3。钢铁行业可以做到增产不增取水量。
4.3与相关工业链
钢厂不仅要质优、价廉、清洁地生产钢铁产品,而且还要发挥其能源转换功能。因为钢铁工业可向社会提供余热副产品,如煤气、高炉渣、钢渣等,还可消纳社会的废弃物,如废塑料、垃圾、废轮胎、废钢及各种合金返回料等,所以钢铁工业可与相关工业形成工业生态链。传统模式的钢厂没有充分利用能源,钢厂发挥能源转换功能是有希望的。比如钢、电、水泥集成,可以形成一个环境负荷低的生态工业过程。
4.4信息技术、管理技术的应用
在钢铁企业管理信息化方面,通过建设企业ERP(企业资源计划)系统,综合企业的人、财、物各种资源状况和产、供、销各个环节的信息,对生产进行合理有效的计划、组织,使生产经营活动协调有序进行,并对企业的战略计划进行了决策。其中,能源管理是其重要的组成部分,它包括能源计划的编制,能源的生产,供应供需平衡以及能耗考核等功能。科技是第一生产力,在环保治理方面同样发挥着重要作用,只有通过深入的科学研究,才能在对投资较大的环保治理方案选择上从可行性及经济性上提出有力的依据,只有科研与管理并举,在环保治理上才会如虎添翼。
4.5增强环保意识,实现绿色化生产
企业应增强钢铁工业从业人员的环保意识和责任感,加强有关专业培训和普及环保知识,将IS01400l认证环境评价、年度环境报告纳入钢铁企业的评价体系。必须根据实际情况制定不断完善的法律、法规、产业技术政策等,以约束和指导钢铁工业不断改善环境状况并逐步向绿色化迈进。
5结语
钢铁工业作为国民经济的基础产业,对经济的发展及人民生活水平的提高起着重要的作用,没有钢铁工业就没有现代工业文明。但是随着钢铁工业的发展,钢铁工业生产的不文明表现日益突出,工业排放对生态环境的污染制约着钢铁工业的发展。钢铁工业如何才能既满足当代人对钢铁的需求,又不危害后代人生存环境的问题,亦即钢铁工业的绿色化问题,是钢铁工业发展所面临的重大课题。在2l世纪初,如何把"绿色钢铁"这一概念变为现实,如何化解环境危机,如何坚持走可持续发展的道路,中国钢铁工业面临着前所未有的挑战,承载着责无旁贷的责任,更孕育着无限的生机。
参考文献
l徐先养.走向未来之路一可持续发展的理论与实践[M].北京:中国广播电视出版社,2002
2干守兰,武少华.清洁生产理论与实务[M].北京:机械工业出版社,2003
内容摘要:本文主要以供应链中供应方和需求方为对象,分析了在政府在强弱不同的监管力度下,供应链企业中供应方和需求方因为实施绿色化而带来成本转移及其利益分配的问题。“限塑令”的出台,标志着国家对绿色经济提出了更新、更具体的要求。物流活动作为经济活动的一个强有力推动者更要从环保的角度出发,大力发展绿色物流,这样供应链中的各企业将面临着新一轮的机遇和挑战。
关键词:政府监管供应链绿色因素
“限塑令”的出台,标志着国家对绿色经济开始提出了更新更具体的要求。作为经济活动的一个强有力推动者,物流活动更要从环保的角度出发,大力发展绿色物流,而供应链中的各企业则面临着新一轮的机遇和挑战。于2008年6月起国家限制超市、农贸市场等地的塑料袋使用,要求消费者必须进行购买,目的是通过减少消费者使用塑料袋的数量,从而达到减少环境污染的目标。
自1996年绿色供应链(GSCM)在美国提出以来,国内外许多学者对此进行了研究,陈蓝荪(2007)认为物流活动中的绿色因素有外部和内部之分,外部主要指绿色环境包括“生态环保和降耗利废”等;而内部主要指的是绿色产品。李静芳(2008)提出在循环经济下绿色供应链有三种形态,以核心制造企业为主导,以行业为主导和以地区为主导。Sarkis(2003)认为将环境改善和企业战略、日常运营集成才能解决政府的直接控制与市场的辅助调节的冲突。Nagurne(2003)借助博弈论分析了各行业中的制造商、一级分销商与顾客的特征。Baumann(2002)研究了德国和荷兰的政府政策对供应链的推动作用,认为政府政策对供应链的绿色化有改变消费需求,关闭产品链和使产品设计绿色化的功能。可见国内外学者的对于绿色供应链的研究主要集中在外部性因素,而绿色因素及其成本收益的转移问题研究较少。
本文主要以供应链中供应方和需求方为对象,分别分析了在政府在强弱不同的监管力度下,供应链企业中供应方和需求方因为实施绿色化而带来成本及其利益分配的问题。
1传统供应链企业间的绿色因素分析
在国际社会环保的影响和我国政府的积极参与下,国家制定了企业环保标准并以法律作为保障来执行。但在实施的过程中,监管力度不大或者时管时不管等,再加上企业实施“绿色”的成本高于不实施的,治污的成本要高于不治(也包括被罚)的成本以及市场机制中绿色观念尚未形成,供应链中企业对实施绿色化持消极态度,政府监管严厉时强调一下,稍有松懈便置于脑后,绿色流通往往流于形式。本文分别从环境保护和资源节约的外部性特征和供应链企业追求利润最大化的两个方面进行分析。
(一)供应链企业间的绿色因素外部性特征
从总体来看,在物流活动中供应方的压力大于需求方,需求方要求供应方用更多的物流资源保障自己,而对于供应方,在满足需求方的前提下,自己会使用尽可能少的资源。由于政府的监管不是特别的严格,供应方为需求方提供能达到其要求的最低价格的原料,这样可以节省自己的成本也能争取到了客户,其他供应链上的企业也这样做,则在流通的过程中,把实施绿色的责任随之转移,直到流通的消费端,这样就会造成了整个社会成本的上升。
更严重的是政府所提出的绿色要求可能只是针对供应链中的某些关键企业,但其他的企业却不一定遵守,导致绿色供应链的目标难以实现。并且在整个流通过程中,废弃物和排放物的处理、回收和再利用没有被充分考虑,环境保护的权责不清晰,企业之间互相推委,对整个社会的环境造成了极大的伤害。与此同时,遵守绿色要求的企业付出了巨大的成本,在共同分享市场蛋糕的时候却造成了其他企业“搭便车”的现象。即环境保护和资源节约的外部性会使不实施绿色要求的企业获益大于实施绿色要求的企业。这使得实施绿色要求的企业成本增加,如果政府的监管力度不能始终如一的话,这类企业也会极力寻求“搭便车”,使环境随着经济的发展迅速恶化。
(二)供应链企业追求利润最大化
由于环境保护和资源节约的外部性作用,供应链各企业争相“搭便车”,以便成为供应链中获益最大者,从而导致这种趋势发展的恶性循环。对于供方来说,既可以提供绿色原料或服务,也可以提供一般原料或服务,但是提供绿色原料或服务的成本高于提供一般原料和服务的,所以在政府监管不是很严的情况下,供方更愿意提供一般原料和服务,以降低自己的成本。而需方也乐意使用这些原料和服务从而节约自己的成本。这种恶性循环使得企业不再进行创新,整个供应链企业转而寻求投机的机会。
供应链上各企业看似在追求自己利润的最大化,但由于整个供应链都在寻求投机,所以这种共同的“短视”行为导致整个供应链的效率越来越低下,供应链及其组成的各企业的竞争力越来越低下,不但造成了严重的社会、环境问题,而且也必然难以在激烈的市场竞争中生存,在当前世界范围内各国都在大力推广绿色经济的环境下,这种传统的企业及供应链组织正处在被淘汰的边缘。2政府监管下的供应链企业间绿色因素分析
世界各国均加强了环保的要求,政府也加大了监管力度,供应链企业之间“搭便车”的可能性下降,人们环保意识的加强对供应链结点各企业的绿色化要求也越来越高,供应链中绿色因素对供应方和需求方有了新的影响。
(一)类牛鞭效应的形成
在这种情况下,最终的制造企业将面临较大的绿色因素带来的成本压力,但在政府加大监管力度下,供方企业却不能实现“搭便车”了,这是因为在现代物流活动中,需方处于一个有利的地位,在政府要求它们必须实施绿色化的时候,它们会对自己的原料供应商提出相应的要求,由于需方的有利地位,所以供应商会相应地改善自己的产品或服务,努力达到绿色化的要求,因此“搭便车”现象得到了遏制。需方促使供方实施绿色要求,但是需求方的优势地位却很容易造成绿色要求(这里也可能包括其他要求)沿供应链逐级放大,形成一种类“牛鞭效应”。
“牛鞭效应”原本是指供应链中需求波动的放大现象,此处的表现为:在政府监管不严格时,为了降低成本,需方并不要求供方提供绿色原料或服务。随着政府对最终产品或服务监管力度的加强,需方对从供方提供的原料或服务中提出了更高的包含绿色要求在内的许多要求,使得供方面临更大的压力,而供方又向自己的供应企业提出了类似的要求。原料或服务的供应方因要保证实施绿色化而付出更大的成本。在这种情况下,由于政府只对最终需方提出了强制性的要求,使它们利用自己在供应链中的优势地位向供方企业提出更严格的要求。原料供应商就处于供应链中比较被动的地位。以农产品为例,在消费端对于供应的水果有了更高的绿色要求,于是销售商将市场中对水果的绿色要求传达给供应方即果农(假设只有供方和最终的销售商),果农则要采取一系列措施来保证果品的绿色化,如采用绿色肥料,少喷施含有化学物质的农药等,而这必然导致自己的种植成本的上升。但政府只是对最终的水果做出了绿色要求却没有给果农一个绿色种植的要求,从而导致最终的实施绿色化的成本由果农来承担。
(二)政府规范监管下的供应链企业间利益分析
在政府对供方和需方都采取强制性措施时,供方和需方都会按照具体要求去实施,在政府的强制性要求下当绿色的市场观念树立起来之后,这时不实施绿色化的企业将不能在市场中生存,所有的企业都会努力实施绿色化以便赢得市场份额。供方和需方企业都将只承担自己的成本,不会发生将实施绿色化带来的成本的转移现象。
以上述农产品为例,如果政府对于果品在生产端和最终和销售端都有绿色要求时,在果品生产时按照绿色化的要求进行,在将产品转运到需方(销售方)时进行相关检测,则在最终的消费终端,如果超出了绿色化的标准,比如销售方为了保鲜存储等原因使用了某些药剂等致使超出食用绿色化要求的范围,则能比较明确地界定责任,而不是由销售方将这种责任转移给果农。
在各节点企业均实施了绿色化后,对供应链中绿色因素带来的利益分配就成为各企业要考虑的问题了。供应链企业利益分配主要是通过在各个节点企业的产品或服务的定价来实现的,所以对于企业来讲除了能在本行业中占领市场之外,最直接的表现为供应链各企业产品价格的提高,但这种由于实施了绿色化而给整个供应链带来的收益因为企业在供应链中地位的重要性不同而导致利益分配的不均。这种利益的分配不可能像其他类型的合作利益分配的那样,根据最后得到的、看到的利益进行分配,而只是通过供应链企业间的相互不断协商和谈判,并通过产品定价而在企业之间实现利益的分配。
这种分配的重要意义在于使每个企业都能够从这种分配方法中得到合适的利益,从而积极参与维护整个供链的稳定,以提高自己企业的创新能力,提升整个供应链企业的价值,减少整个供应链的交易成本,有助于提高整个供应链的效率以及体现公平性。常用的供应链企业间利益分配的方法有夏普利值法(shapley法),MCRS(Mimumuncost-Remainingsaving)和群体重心模型等方法。
3结论
在现实中,由于不同行业企业之间关系的复杂性,政府的监管比较困难,实施绿色化带来的成本及收益也难以度量。产业的规范化,消费者绿色意识的加强,绿色化市场的形成以及政府的有效监管相结合才能最终实现绿色经济的目标。
通过本文分析,在政府监管力度强弱不同,供应链中绿色因素带来的成本和利益发生了相应的转移,在以往情况下,由于法制的不健全和政府监管的不充分,出现了供应链上某些企业“搭便车”和恶性竞争的现象。当政府只对需求方进行强力监管时,由于需求方企业在供应链中的优势地位,会将实施绿色化带来的成本逐级转移,使得供应方在供应链中处于被动的地位;而当政府监管力度在供应链各节点均加强时,各企业明确了自己的绿色化责任,通过产品或服务定价等方式分配绿色因素带来的收益。
参考文献:
(1)实验操作绿色化。对于任何一个环境工程的实验来讲,都需要学生进行规范正确的操作,从试剂的选取到仪器的运用,都要求准确、娴熟,尽量降低由于误操作而导致试剂的浪为费。要执行“节约”思想,能够以最少试剂量来达到实验目的就不需要再用更多的试剂,能够进行回收的就最大程度的进行回收,确保试剂的循环使用,这不仅降低了实验经费,同时,也起到了保护环境的作用。实验过程中遇到一些有毒性物质时,应根据规定的操作章程,或者在通风环境下操作,避免由于有毒物质的产生而危害到学生的身体。
(2)采取微型实验方式。当前环境工程实验中,微型实验法由于其高效、无污染的特点受到了广泛的推广。采取微型实验法,最大程度的降低实验过程中产生的废液、废气,并对这些废弃物进行优化处理,从而提高实验室环境与空气质量。当前某些高校,采用的点滴板作,仅需数滴试剂量就能够实现很好的实验效果,这不仅避免了化学试剂可能对环境造成的污染,同时也实现了实验室的绿色化管理。
(3)减少剧毒化学药品的用量。对于一些有毒试剂的实验室应用,需要进行严格的控制,如采用三氧化二砷来测量无水中的砷含量时,只需要滴1.3200g质量就可以配置出1L砷的实验室标准储备液。所以,对于这种有毒试剂,需要按照最小量标准来取量,而一些非毒性试剂则可以在此基础上稍多。每次取量都要做到准确记录,及时补充,并要确保整个过程的安全环保。
二、实验后期的绿色化
实验过程中所形成的废弃物,在结束后都需要对剩余的试剂进行处理,能够实现循环利用的可以进行再利用,对于废液、废气、废渣,具体的操作如下所示。
(1)废气处理。在对实验室废气进行处理时,通常采用的是向上排式通风系统,利用配备的通风口来实现实验室的空气流通,从而降低有毒性物质的影响,产生的废气在特殊的排气管道中经过吸收瓶的转化处理,并稀释后再排向大气,避免对周遭环境的污染。
(2)废液处理。①对于一些浓度较低的酸、碱性废液。可以采取相互中和的方式,当混合溶液的PH值保持在6时-8时,进行过滤后再排放。②对于一些盐溶液来讲,若对环境没有危害,则可直接排放,若里面含有危害的物质,则首先经过化学法将物质进行转化稀释后再进行排放,同时,回收一些贵重的金属离子物质。③对于一些富含了铬元素的化合物,可以在酸性环境下采用亚硫酸铁来将正四价Cr还原成三价Cr,再经过碱性处理,获得沉淀物Cr(OH)3,然后通过过滤、分层,调节混合溶液的PH值,最后才进行排放。④对于一些具有强酸性特征的含砷废液,可以通过Na2S进行砷离子的沉淀反应,并经过静置分层,经过碱性处理,再进行排放。⑤对于含氰化物的废液,首先在溶液中加入适量的碱性溶液,使溶液中的金属阳离子转变成沉淀吸出,再调整混合溶液的PH值保持在6-8,通过在溶液中添加过量NaClO来氧化分解CN-,使其变为气态物质排放。⑥对于含有重金属铜、汞、铅、锌离子的废液,首先需要将熔盐调整到碱性条件下(PH值保持在8-10之间),再加入适量的Na2S,从而使对应的金属阳离子生成相应的硫化物沉淀,再静止分层,过滤,将获得的少量固体废渣集合起来,进行深埋处理,同时,对混合溶液进行酸化处理,保持溶液的中性,再进行排放。例如在对废液中的金属汞离子进行处理时,根据国家相关部门的规定,排污废液中的汞元素含量应该低于0.05mg/ml。因此,根据上述具体步骤,首先需要调节废液中的PH值保持在8-10的偏碱性条件下,再向废液中添加足量的Na2S溶液,得到HgS的沉淀物质。通过向混合液中添加FeSO4汞沉淀剂与剩下的S2-反应得到FeS沉淀,此时一些溶于水的细微颗粒状HgS能够吸附汞沉淀,再进行静置分层,然后在对溶液进行离心、过滤操作,从而将溶液中的汞含量降低到规定的范围内。⑦对于一些有机溶剂的废液,可以采用蒸馏回收法进行操作。在实验过程中,对于乙醇的消耗量是巨大的,因此,在处理一些乙醇废液的过程中,首先采用水浴法在一定温度条件下对废液进行加热,并在78.4oC条件下收集形成的馏分。若在这个过程中需要进行乙醇的精提炼,可将获得的馏分别放入含有氧化钙的烧杯中,再次进行水浴加热,这样获得的乙醇具有较高的纯度。
(3)废渣的处理。实验室条件下并不会产生较多的废渣量,其中主要的废渣成分是一些固体废弃物、实验完成后的试剂剩余物、进行水污染控制处理后形成的固体试剂以及带来的污泥等。实验过程中产生的污泥可以预先进行脱水处理,然后在进行相关的卫生填埋;而对于一些堆肥固体物质,可以托运到近郊农村,作为绿色有机肥而得到重复利用;对于一些产生的剩余固体试剂,若能够再进行重复回收利用,则可进行再重复利用,一些不能够进行循环利用的固体物质首先需要进行无毒化处理,然后根据学校统一规定,针对不同类型的废渣,进行填埋处理。
三、结语
会议邀请农业部农药检定所顾宝根副所长和上海华东理工大学钱旭红院士到会做报告。
年会的主题
技术进步企业发展环境和谐
会议日期
2012年5月9日—5月12日(5月9日报到)
会议地点
浙江乐清 金鼎大酒店(浙江省 乐清市 宁康西路96号)
温州永强机场 41 公里 乘坐机场大巴至乐清站下车后,乘出租车约5分钟可到。
乐清火车站 14 公里 乘出租车约20分钟,费用约40元。
会议收费
每位代表收会务费2000元,在校学生凭学生证减半;住宿由会议统一安排,费用自理。参考价格:标准间450元/间,单间398元/间。
论文征集内容
现开始向学会理事、团体会员单位及从事农药科研、生产、应用、环境毒理学研究等相关领域工作的学者征集本次年会的会议论文。论文的主要内容为:关于我国农药研究的新思维、新品种、新方法等;合成技术研究、生产工艺改进、三废治理及分析方法等绿色化研究;农药加工工艺、助剂应用及剂型研究;生物技术在农药研究中的应用;农药应用技术研究;安全评价性研究;农药生产用新设备、新器械研究等;农药在环境中的代谢与残留等。
论文征集具体要求
1.论文要求主题明确,观点新颖,结构严谨,数据准确,文责自负;2.提交的论文在国内外刊物上未公开发表;3.提交的论文请按《农药》杂志要求格式书写;4.论文请用电子文件形式发到学会秘书处;5.论文不退,请作者自留底稿。本次论文征集截止日期为2012年4月1日。敬请附上你的详细联系地址、邮政编码、电话(单位及手机)、传真以及E-mail地址;6.省略
赵平 13898152073,
1.中国化学论文与国家自然科学基金化学项目地域分布的比较研究
2.化学论文中表格设计存在的问题及解决方法
3.合成类化学论文前言的审改原则及实例分析
4.合成类化学论文摘要的基本标准及其审改实例
5.合成类化学论文题名的审改原则及实例分析
6.科技文献检索与化学论文撰写
7.如何撰写分析化学论文
8.提高化学类本科毕业论文质量的思考
9.课程论文在公安基础化学教学中的实践
10.化学论文中几组易混字辨析
11.基于合著论文的学科知识流动网络的特征分析——以“药物化学”学科为例
12.2002~2012年我国化学类高被引论文分析
13.广西高校大学生化学论文设计竞赛的实践与研究
14.医用化学论文写作的实践教学
15.30种化学类核心期刊高被引论文研究
16.千名医学家推荐最新七大生物化学论文
17.课程论文与化学专业实验一体化教学探索与实践
18.浅谈化学专业英语论文写作
19.化学化工本科毕业论文产学研教学模式的实践
20.分析化学实验教学改革论文的统计分析
21.PTA量表在物理化学课程论文评价中的应用
22.缩短科技期刊周期的思考及实践——以《化学学报》为例
23.指导教师在化学本科毕业论文中的指导作用
24.物理学、化学论文的特点及写作要求
25.促进化学类本科毕业论文质量提高的几点思考
26.美国化学镀镍年会论文综述
27.高被引论文的参考文献特征研究——以化学领域为例的实证分析
28.物理学、化学论文的写作特点和要求
29.广东省举行分析化学论文报告会
30.基于创新型人才培养的毕业论文化学实验的绿色化
31.1983年分析化学论文报告会概况
32.分析化学论文报告会在陕西临潼召开
33.化学化工本科毕业论文存在问题和改革措施
34.电子期刊库对于高校化学学科科研的文献保障状况研究——以上海师范大学化学学科用户近五年SCI收录论文为例
35.应用化学专业本科毕业设计(论文)质量控制的探讨
36.试析化学类论文英文摘要特点
37.化学类论文图形摘要的主要类型及设计技巧
38.诺贝尔奖与科学家论文数量、被引频次的相关性——基于2000-2010年诺贝尔化学、物理学获奖者的实证研究
39.化学基础研究论文的引文统计与评价
40.我国化学论文产出的科学计量分析
41.农科院校提高化学类专业毕业论文质量的探索与实践
42.2000~2004年SCI-E收录《生物化学与生物物理进展》论文分析
43.中美科技期刊论文英文标题词汇特征对比分析——以化学类为例
44.国外新发表的皮革化学论文
45.综述论文在化学期刊中的作用及编辑组稿策略——以《高等学校化学学报》的办刊实践为例
46.应用化学毕业论文教学中指导教师和实验员角色的探讨
47.小论文在分析化学教学改革中的应用
48.自然科学基金资助项目(有机化学)论文统计分析
49.地方本科院校化学化工类毕业论文教学改革
50.转型目标下如何提高化学类专业毕业论文质量
51.课程论文在食品化学理论教学中的实践与探索
52.论文式实验报告在生物化学实验教学中的应用
53.中美高影响因子化学类科技期刊研究性论文标题用词对比分析
54.如何提高化学、化工类毕业论文质量
55.化学专业科研论文的撰写技巧探究
56.论化学类本科毕业论文的撰写
57.高师院校化学专业本科毕业论文中的问题及其撰写要求
58.论文写作在专科临床医学专业生物化学教学中的应用
59.一九八年中国化学会分析化学论文报告会论文目录
60.生物化学实验教学改革探讨——论文式实验报告
61.地方高校应用化学本科毕业论文改革探索
62.化学专业毕业论文教学改革与应用型科研人才培养的实践
63.中国化学研究论文总数已名列世界第三
64.普通本科院校化学化工类毕业论文(设计)质量改进探索与实践
65.第四次中日煤化学、碳——化学论文报告会介绍(Ⅱ)
66.指导化学工艺专业硕士研究生论文开题报告的一些体会
67.化学文摘(CA)对我国化学期刊论文的处理
68.提高独立院校化学专业本科毕业论文质量的探讨
69.应用化学专业毕业论文(设计)实施方案的探索及实践
70.保障应用化学本科毕业论文质量的探索
71.Elsevier收录我国分析化学类期刊论文的特点及对题名和关键词的修改
72.硕士学位论文质量过程控制及管理探索——以广西大学化学化工类硕士学位论文为例
73.应用化学专业毕业论文教学中存在的问题与指导策略
74.提高化学专业本科毕业论文质量的实践与思考
75.中国化学研究论文总数名列世界第三
76.化学论文关键词的选定与排序
77.理工科本科毕业论文改革创新模式研究与实践——以化学类专业为例
78.化学化工常用软件在相关科技论文中的应用
79.化学专业本科毕业论文中创新性问题的思考
80.提高化学专业本科毕业论文质量的探讨
81.浅谈《科技论文写作》在化学化工专业本科教学中的作用—以“合肥学院能源化学工程”专业为例
82.提高化学本科毕业论文质量的建议
83.科技创新导向的化学化工类本科毕业论文模式思考与实践
84.化学化工类毕业论文(设计)质量的影响因素与对策研究
85.“《化学学报》2014年度最具影响力论文奖”揭晓
86.提高应用化学专业毕业论文(设计)质量的探索与实践——以安徽工程大学应用化学专业为例
87.“《化学学报》2014年度最有影响力论文奖”揭晓
88.“《化学学报》2013年度最有影响力论文奖”揭晓
89.理工科本科毕业论文现状及分析—以化学类专业为例
90.应用为导向的《化学文献检索及论文写作》教改探索
91.《结构化学》教学中设置课程论文的思考与尝试
92.有机化学专业本科生毕业论文改革的探索
93.我国成为化学论文大国
94.28届地质大会有关矿物岩石地球化学论文摘要选
95.强化化学本科毕业论文实验教学环节的几点探讨
96.化学十年:世界与中国——基于2001-2010年WoS论文的文献计量分析
97.校企合作指导应用化学专业毕业论文(设计)的新模式的探讨
98.国内期刊近期发表的油田化学论文题录
关键词:绿色化学 医用基础化学 多媒体教学 教学改革
绿色化学又称环境无害化学。它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生对人类健康、社区安全、生态环境有害的物质。
化学教育尤其大学化学教育是为经济建设服务的。医学类职业是与人类生死、健康休戚相关的事业,保障人类健康离不开药物,药物合成又离不开化学,而化学工业的发展又在很大程度上直接影响了人类的健康。如何在这三者之间构建和谐,绿色化学是唯一出路。绿色化学不应是一门独立学科,而应是一种指导思想,是人们应该倾力追求的目标[1]。作为大学化学教师,我们首先应该结合实际情况,将绿色化学教育渗透到教学工作中去,通过广泛的宣传教育,让学生树立起绿色化学意识,培养出具有绿色化学意识的一代新人[2]。绿色化学成为医用基础化学教育的一个重要组成部分,给改革课堂教学、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。
1.提高自身实施绿色化学教育的能力和专业水平。
绿色化学是化学科学与物理、生物、材料及信息等科学结合的产物,是化学科学的发展与进步。因此教学人员不但需要具备化学基础知识、理论和技能,还要系统地学习关于绿色化学的理论知识,了解有关绿色化学技术的最新研究成果和发展方向,掌握相关学科的知识。
2.改革实验方式,避免实验污染物产生。
化学实验中总有气体、液体或固体产物的生成,或多或少地会产生有害或有毒的实验废弃物。笔者所在的安徽三联学院医用基础化学课程针对的是文理兼收的医药营销专业学生,他们毕业后从事药物开发、合成的可能性很小,进行化学实验实际意义不大,因此在实际教学中取消了实验操作环节。对于个别必要的实验,借助网络,利用录像、多媒体课件、Flas、计算机虚拟实验等现代教育技术手段进行演示,避免了化学污染物的产生。
3.针对职业需要,整合医用基础化学知识结构,添加绿色化学教学内容,激发学生的学习兴趣。
笔者选用了张法浩主编的《医用基础化学》,该教材包含了无机、分析及有机化学的内容。随着教学改革的深入,根据专业的特点及教育部对高职学生理论知识“够用为度”的原则,我院该课程总学时只有72节,比过去减少了二分之一,这就要求教师在教学思想、教学内容以及教学方法等方面做出调整,以适应新世纪人才培养目标的需要[3]。要更多地将医药营销工作中实际需要的知识融入教学过程,摒弃那些不重要又晦涩难懂的知识,使医用基础化学真正成为理论的基石。现行教材内容与职业缺乏紧密联系,忽视了与实际的联系,学生学习缺乏主动性和积极性。因此,笔者对课程进行了重新整合,删减和压缩了教材中电解质溶液、酸碱滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子轨道理论等章节内容。将压缩的理论和实验课时用以补充绿色化学内容[4][5],多元化、多层次、多角度地向学生揭示、展现绿色化学与基础化学的紧密联系。对晦涩难懂的内容以教师精讲为主;常识性的内容由学生讲解;与生活息息相关相关的内容设计题目,让学生发表见解、分组讨论或辩论,然后由教师进行总结。这样既突出了重点、难点,又培养了学生自学的能力,提高了学习兴趣。
4.学生应用化学知识、原理,结合绿色化学,撰写科技小论文。
作业是课程教学的一个重要环节,是课堂教学的继续和延伸。除了布置教材习题外,为让学生更深入更主动地将绿色化学的理念渗透到传统化学学习中,在课程结束前,笔者布置学生选择与“可持续发展”有关的选题,通过探究和调查,查找相关文献、资料,并对其进行分析、解释、评价、调查、讨论、研究,写出科技小论文。从对连续三届学生提交的论文情况看,由于平时的教学中始终贯穿了“绿色”这个与人类健康密切相关的主题,学生兴趣浓厚、选题广泛、立意明确,从问题的提出到问题的解决,学生始终是决策者、行动者。学生从可持续发展的高度去关心环境及环境问题,更深刻地理解了人与自然、人与社会、人与人之间的相互依存关系,认识到他们的态度、行为和决定将对现在和未来的全球环境、整个社会产生影响,激发了学生的忧患意识和社会责任感。
5.改革教学方式及成绩评定方式。
随着现代教育技术的普及,多媒体教学也得到了越来越广泛的应用。五年的教学中,笔者经历了传统教学――传统教学+多媒体教学――多媒体教学这一教学手段改革过程。实践证明,利用多媒体教学,无论信息量还是教学效果都得到了极大的提升。
完整的教学过程应该包括成绩的评定,考试方法的创新是教学改革不可缺少的环节。从2005级开始,课程成绩的评定项目包括:平时成绩20分,科技论文40分,理论考试40分。前两项是基本体现学生综合素质的考核,占总分60%,比重超过了理论知识的考核,既有利于调动学生提高自身素质的积极性,又促进了教改的不断推进和完善。
笔者经过几年尝试性地将绿色化学融入到医用基础化学的教学探索,逐渐实现了“教师为主导,学生为主体”的教学理念,激发了学生学习的主动性。教学中及时渗透绿色化学方面的知识,适当地加深和思维拓展,使学生在潜移默化中受到绿色化学教育,成为有绿色化学理念的新一代高职大学生,是时代的要求,是素质教育的要求。
参考文献:
[1]马莉,冉呜.绿色化学的提出与发展.成都教育学院学报,2005,9,(6).
[2]何树华,田开江.大学化学专业应加强绿色化学教育.涪陵师范学院学报,2000,18,(5)
[3]乔秀文,杜志坚,李洪玲,曾宪佳.医用基础化学教学改革探讨.农垦医学,2004,II(1):47
英文名称:Environmental Chemistry
主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院生态环境研究中心
出版周期:月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:0254-6108
国内刊号:11-1844/X
邮发代号:82-394
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1982
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
联系方式
期刊简介
《环境化学》(月刊)创刊于1982年,是中国科学院生态环境研究中心主办的学术性刊物,为中文核心期刊。主要刊登范围包括大气、水体、土壤、生态、工程和人体健康等各个层面,包括大气、水和土壤环境化学、环境分析化学、污染生态化学、污染控制和绿色化学等方面;主要涉及行业有:科研、教育、环境保护、环境监测、污水处理、垃圾处理、市政、印染、化工、造纸、煤炭、食品、医疗、农业等。
关键词电镀;硅酸盐;钝化;工艺;机理;技术;
中图分类号:F407.4 文献标识码:A 文章编号:
引言
金属的腐蚀给人类带来巨大的经济损失和社会危害。电镀锌是提高钢铁抗腐蚀能力的有效途径,但是锌镀层在潮湿的环境中,镀层极易发生腐蚀,从而失去防护作用。为进一步提高镀锌层的耐蚀性,提高其表面质量,延长其使用寿命,需对其进行钝化处理。传统铬酸盐钝化处理毒性大,污染环境和危害人体健康。
一、概述
电镀是金属防腐蚀常用技术之一。电镀锌是提高钢铁抗腐蚀能力的有效途径,目前广泛地应用于造船工业、机械工业、航空、建筑等许多领域中。但在潮湿的环境中,尤其在不通风的湿热环境中,镀层极易发生腐蚀,表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物—白锈,影响外观质量;时间长了会出现红锈,从而失去防腐效果。因此,在生产过程中,为了改善金属或镀层制品表面耐蚀性能和涂装性能,提高其表面质量,延长其使用寿命,一般都要对其进行适当的钝化处理。钝化处理属一种化学转化膜技术,它是通过化学或电化学等手段,使金属或镀层表面由活泼态转变成不活泼态的过程。
二、化学转化膜的定义
化学转化膜又称金属转化膜(钝化膜)。它是金属(包括镀层金属)表层原子与介质中的阴离子相互反应,在金属表面生成附着力良好的隔离层,这层化合物隔离层称为化学转化膜,而这个反应过程被称为金属的钝化过程。在本论文中采用的是化学处理液,使金属表面与溶液界面上产生的化学或电化学反应,生成稳定的化合物的薄膜处理技术。有人用下面反应式来严格定义和表达化学转化膜的产生:
式中,M表示表层的金属原子;Az一表示介质中价态为z的阴离子,e为电子。
化学转化膜同金属上别的覆盖层(如电镀层)不一样,它是基体金属与选定的介质起反应,生成自身转化产物(MmA。)。反应式中,电子是作为反应产物来表征的。这就表明,化学转化膜的形成既可以是金属/介质界面间的纯化学反应,也可以是在施加外电源的条件下所进行的电化学反应。对于前一种情形,反应式所产生的电子将交给介质中的氧化剂;在后一种情形下,电子将交给与外电源接通的阳极,并以阳极电流所形式脱离反应体系。化学转化膜的形成过程相当复杂,它可以是在不同程度上综合化学、电化学和物理化学等多个过程的结果。而该反应式只是用来定义,化学转化膜的一种表达方式。
三、镀锌及钝化试验工艺
3.1镀锌工艺的选择
镀锌电解液可分为碱性和弱酸性两大类,国内外常用的有无氰锌酸盐镀锌、氰化物镀锌、钱盐镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌等,各种体系都有各自的优缺点。通过综合对比考虑,本论文拟采用氯化物体系进行电镀锌。这不仅是因为氯化物镀液具有成分简单,镀液稳定,使用维护方便。而且氯化物镀液是不含络合剂的单盐镀液,废水极易处理;镀层的光亮性和整平性优于其它镀液体系;电流效率高,沉积速度快;容易施镀于氢过电位低的钢材如高碳钢、铸件、锻件等。
氯化物镀锌溶液根据导电盐的不同又分为3种体系,分别是氯化氨体系、氯化钾体系和氯化钠体系。查阅大量资料对这三种体系做综合比较,如表1所示:
表1氯化物镀锌液的优缺点
经过综合对比,氯化钾体系镀液具有:导电性好,镀层脆性小,镀层结晶细致、光亮,配置成本低,镀液处理简单等优点,故本论文拟采用氯化钾镀液进行施镀,并对该镀层进行钝化工艺研究。
3.2氯化钾镀锌溶液组成
其中,电流密度选用1. S A/dm2,电镀时间为20分钟。.镀层厚度采用Hcc- 24涂层测厚仪进行测定,试样镀层厚度6一10 μm.
3.2.1铬酸盐钝化液的组成及工艺
试验中将硅酸盐钝化工艺与小哨电镀厂用的GR-10高耐蚀蓝白钝化工艺进行对比(以下均称为低铬酸盐钝化),低铬酸盐钝化液的组成及操作工艺如下:
3.2.2钝化工艺流程
镀锌层钝化处理工艺流程如下:
试样除油一水洗一酸洗一水洗一活化一,水洗一电镀Zn一水洗~出光一水洗一钝化一水洗一吹干。其中,出光液为自配浓度约3%0稀HNO3溶液,出光时间55左右。
四、硅酸盐钝化工艺应用前景
4.1不同镀层硅酸盐钝化膜盐雾试验对比
采用中性盐雾试验方法,对锌镀层、锌铁合金镀层的硅酸盐钝化膜耐腐蚀性能进行检测,并比较其结果。表2为不同镀层硅酸盐钝化膜中性盐雾试验结果。由表2可知,Zn一Fe合金镀层硅酸盐钝化膜的抗出白锈时间略高于Zn镀层硅酸盐钝化膜,说明硅酸盐钝化工艺能够应用于Zn一Fe合金镀层中去,并且此工艺能显著提高Zn一Fe合金镀层的耐蚀性能,硅酸盐钝化工艺适用性好。
表2不同镀层硅酸盐钝化膜中性盐雾试验对比
4.2应用前景分析
针对镀锌层开发的硅酸盐钝化工艺,经过在Zn一Fe合金镀层中的试探性应用试验,得知硅酸盐钝化工艺能够成功应用于Zn一Fe合金镀层中,显著提高了Zn一Fe合金镀层的耐腐蚀性能,且其钝化膜耐蚀性高于镀锌钝化膜,可见,硅酸盐钝化工艺的适用性较好,能够在Zn一Fe合金镀层中直接应用。而因低铁含量(0.2%一0.8%)锌铁合金镀层具有优良的抗蚀性能、机械性能、焊接性能和漆膜的附着性能等优良性能,在日、美等发达国家已得到普遍应用,多用于汽车、机械、电子和电器各种部件;我国也在九十年代开始进行研究和开发,目前zn一Fe合金镀层在国内也开始应用于生产[64]。zn一Fe合金镀层作为镀锌层的升级工艺,有广泛的应用前景,有必要对其进行试验研究。将硅酸盐钝化工艺应用于低铁含量Zn一Fe合金镀层中,并针对Zn一Fe合金镀层对硅酸盐钝化工艺进行进一步改善,则钝化效果能得到进一步提高。另外,硅酸盐钝化工艺无毒无污染,符合绿色环保要求,其应用前景十分可观。
结束语
综上所述,镀锌硅酸盐钝化工艺稳定性能好,耐蚀性优于传统低铬钝化工艺,操作简单,成本低,无毒、无污染,可改善电镀锌行业环境污染的现状。因此,硅酸盐钝化工艺在代替传统含铬钝化、促进电镀行业实现绿色生产方面,具有广阔的应用前景。
参考文献
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我国化学的基础研究逐渐开始与|世界前沿化学研究接轨,正处于新的历史发展时期。化学科研队伍有了较大发展,已经形成了一支规模较大、素质良好、年龄分布合理、学科门类齐全的化学研究队伍,优秀人才队伍不断扩大,形成多学科前沿创新研究团队。研究水平快速提升,国际影响力曰益增强,在国际组织和期刊中任职的中国学者越来越多,凸显我国化学学科的国际地位明显提高。专利申请和授权大幅度增加,自主创新的理念深入人心,自主知识产权的核心技术初具规模,为我国石油、化工产业和国民经济的快速发展正在和必将作出重要贡献。国家财政投入大幅增加,创新研究环境达到较大改善,具备了从事重大科学问题研究的条件和基础。
我国在化学领域发表的文章总数和被引用文章数以及论文的引用次数逐年上升,已经跃居世界前列。在2000—2010年期间,中国在化学研究领域发表的SCI论文总量列世界第2位;2007、2008年成为SCI论文增长速度最快的国家见图1、图2),在此期间论文被引用次数名列世界第四位;2005—2008年,中国在化学领域被引论文的数量超过曰本,成为重要研究成果的主要产出国家之一。论文的数量与质量同步提高,质量提高更快(见图4)。中国化学在国际化学界顶尖1的论文比例从1998年的0.3%增加到2008年的8.1%中国人在化学领域发表的文章从19W—2!丨n3年的9%上升到2丨104—2丨IIm年的17%(有中国作者在内的所有文章)(源于基本科学指标.汤姆森-路透影响力的提高,我国化学家在包括IUPAC重要学术机构的担任重要职务的人数越来越多,越来越多的中国化学家担任包括Acc.Chem.Res.,Chem.Soc.Rev.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.等重要学术期刊的编辑、副主编、编委、顾问编委。
我国化学领域越来越重视对知识产权的保护,专利申请数量稳步增力口。2009年中国化学科学领域在中国申请的专利件数已经超过曰本和美国(见图5)。
我国生产的化工产品的销售额占全球的比例有了大幅度提升,2009年已经超过美国,成为继欧盟之后的第二大化工产品大国(图6)。
中国化学发展存在的问题
近年来在化学领域顶尖刊物上发表的论文已经有了较大幅度的增长,专利申请有了较快增长,在国际化学界有了一定的影响。但是,我们必须清楚地看到,我国化学的发展与具有传统研究优势的欧美和曰本相比,仍然存在着较大的差距,这主要体现在:高质量、原创性和系统性的研究成果仍然较少;国际顶尖科学家还很少;研究队伍在化学的各个分支研究方向结构不甚合理;缺乏与其他学科的深度交叉融合,缺乏化工产业的核心技术以及对相关产业的发展缺乏引领作用等。因此,充分的认识目前我国化学发展的制约因素和存在的问题,在“十二五”期间进行正确的引导,对维护我国化学的健康和可持续发展具有重要的意义。
中国化学学科发展的战略
一是要保持已有优势,发展新的特色领域。在已有的研究基础上,继续深入开展以化学合成及理论为核心,以材料科学、能源科学、生命科学、农业科学、环境科学和信息科学等领域的重大需求为导向,发展定向、高效、低耗、绿色的化学合成、能量和物质转换体系及相关技术,加强基础研究思想和方法向原理器件设计和制备技术的转化,强化探索和创新意识,注重基础研究和应用研究的结合与协调发展,加快化学科学的全面发展。
二是要鼓励具有原创性的新思想、新概念、新理论、新方法的提出,鼓励变革性研究项目,对重大基础问题科学研究应给予持续性的支持,使我国在一些重要的研究领域取得突破,形成一些由我国科学家提出的、在国际上具有重要影响的学术思想和理论,使我国在化学科学的若干领域的研究水平跨入世界先进行列,且在一些领域形成优势和特色。
三是要在化学科学的前沿和新兴领域取得重要突破,赶超国际先进水平。在化学科学的前沿及其新兴领域,选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键科学问题,集中力量,重点突破。争取在揭示分子及其组装体的可控合成、设计规律、性质与微观结构的本质关系,在高性能、不同凝聚态结构化学材料体系的制备、表征、理论模拟和计算方法,在高效能源和物质转化催化剂的设计和机理,在关乎人类生存和健康的药物设计和合成等领域取得重要研究成果。
四是要加强学科交叉,形成新的生长点,有重点地发展一些新的国际前沿研究领域。瞄准化学科学前沿和国家战略需求,完善学科布局与结构,注重和加强化学科学各分支学科及其与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学等学科的交叉、渗透和融合,推动学科建设,形成新的学科生长点,赋予化学科学新的内涵和生命力。前瞻性地重点部署和发展一些新的具有战略意义的国际前沿研究领域(例如:能源、环保、生物、催化等),组织学科交叉研究和多学科综合研究。
五是要面向国民经济与国防建设的重大需求,取得一批具有自主知识产权的应用性成果。深入开展与化石能源高效绿色转化、太阳能和核能利用相关的能源科学和材料研究,深入开展与光、电、磁等的发生、转换、存储、输运、显示和掩蔽相关的信息和防护科学和技术研究,深入开展与人体健康相关的检测、诊断和治疗药物和技术研究,深入开展与动植物生长、发育和抗逆性相关的农业科学和技术研究,深入开展以水资源、土壤和空气等相关的分离净化科学和技术研究,坚持不懈地推动关键领域技术的群体突破。
关键词:绿色,环保,无磷,洗衣粉
0引言
随着人们生活水平的提高,对洗衣粉的需求量也在逐年的增加。然而,当生活中大量的含磷污水被排放到水中,很容易造成水体“富营养化”,破坏水体中生态系统原有平衡[1-3]。与此同时,人们对环境越来越关注,环保意识的增强,人们对绿色环保产品的需求也越来越大,绿色产品也越来越受到人们的重视。随着全国禁磷、限磷区域的扩大,无磷洗衣粉的产量也在不断地增长。免费论文参考网。但是目前市场上的无磷洗衣粉绝大部分是基于4A沸石体系的,与三聚磷酸钠(STPP)相比,许多代磷助剂在软化硬水、分散、乳化、胶溶和缓冲能力方面都有明显的不足,并不能真正起到代替STPP生产高质量的无磷粉的目的。 因此,研制和开发一种无磷洗衣粉是相当有环保意义和经济价值。
目前已有报道[4-5],以烷基糖苷(alkylpolyglycoside,简称APG)作为表面活性剂合成洗衣粉。在洗衣粉中,使用APG代替AEO或部分LAS具有极高的表面活性、良好的去污效果和生物降解性,同时具有柔软、抗静电及防缩功能。烷基糖苷兼具阴离子和非离子表面活性剂的特性,表面张力低,在硬水中使用仍具有优良的去污力,而且对皮肤粘膜极低的刺激性、无毒性、与其他表面活性剂的良好配伍性及较强的广谱抗菌活性、可与任何类型表面活性剂复配,协同效应明显等性能特点[6-8],可广泛应用于化工生产的各个领域,被称作是新一代绿色表面活性剂。
1 实验部分
1.1 实验材料与仪器
1.1.1 实验材料
烷基糖苷(APG)、14-烷基二甲基甜菜碱、月桂醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、脂肪醇聚乙烯醚硫酸钠(AES)、RL-碱性蛋白酶、香料、荧光增白剂(RBS)等均为工业品;硫酸钠、碳酸钠、过碳酸钠、硅酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)等均为分析纯;精制玉米淀粉为市售。
1.1.2 实验仪器
1.2 实验方案
1.2.1 实验方案一
采用正交实验法选择出与APG表面活性剂复配效果最佳的表面活性剂。
1.2.2 实验方案二
经过实验方案一可以选出与APG复配效果最佳一种表面活性剂。进一步对配方比例进行优化:分别以APG和该表面活性剂的比例为:1:1、2:1、2:3、3:2,做五次实验:(其它配料的百分比仍不变)。
1.3 实验步骤
按照每一组实验方案中表面活性剂的比例,用电子天平分别称量出APG和甜菜碱,再称量出相应的羧甲基纤维素钠,将三种配料放入约500毫升的烧杯里混合并搅拌均匀。分别按比例称量出其他固体配料(除香料、荧光增白剂、RL—碱性蛋白酶),同样放入一个500毫升的烧杯里混合并搅拌均匀。免费论文参考网。等以上两烧杯里中配料都搅拌均匀后,将固体后者加入前一烧杯里混合并搅拌均匀。搅拌均匀后,在不超过30度左右的室温下将其适当干燥。等干燥后再加入适量的RL-碱性蛋白酶、香料、荧光增白剂,然后再混合并搅拌均匀。
2 结果与讨论
2.1 正交试验
2.1.1 正交试验安排
按1.2.1实验方案Ⅰ安排设计L9(33)正交试验,因素水平表见表1。免费论文参考网。
表1 因素水平表
新型工业化与循环经济原则【摘要】循环经济原则下的工业经济特征是自然资源的节约、保护和循环利用,指导理论是系统论和生态学;目标体系是全面建成节约型和环境友好型社会
【关键词】循环经济原则下的工业经济特征自然资源的节约保护和循环利用
【本页关键词】学术期刊征稿职称论文投稿职称
【正文】
一、新型工业化与循环经济原则藕合互联循环经济是以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,组织成“资源—产品—再生资源”的物质反复循环流动的过程,大大提高能源利用率,基本上不产生或者只产生很少的废弃物。因而,发展循环经济是科学发展观的具体体现,是实现新型工业化和可持续发展的必然选择。发展循环经济与新型工业化存在着内在的必然联系。从不同工业型态比较看:传统工业经济的特征是征服自然,指导理论是社会财富论;目标体系是高增长、高消费,最大限度创造社会财富;价值观是金钱至上、竞争;经济要素是劳力、土地、资本;资源状况是掠夺性地开发自然资源。循环经济原则下的工业经济特征是自然资源的节约、保护和循环利用,指导理论是系统论和生态学;目标体系是全面建成节约型和环境友好型社会;价值观是经济、社会与生态效益统一,人与自然和谐共处;经济要素是劳力、资源、资本、环境、科技智力资本;资源状况是逐步提高资源循环利用率。新型工业化包含科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少和人力资源优五个方面的要求,这是一个相互联系、相互制约的统一体。新型工业化道路所追求的工业化,不是只讲工业增加值,而是要实现五个方面的兼顾和统一。因而,新型工业化是全面统筹资源开发利用的、以信息化带动的、依靠科技创新的、以高新技术为支撑的、可持续发展的新型工业化。新型工业化与循环经济在可持续发展理念上是一致的。二、按照循环经济原则,构建恩施州生态工业体系循环经济在生产领域的发展模式就是改造和重构涉及国民经济的各个产业,使其向生态化方向转型,重点包括建设生态工业体系、生态农业体系和绿色服务业体系,其中改造现有的工业体系,建设生态工业体系是生产领域的核心内容,也是走新型工业化道路的本质要求。1.明确生态工业发展目标。从可持续发展目标着眼生态工业化建设,恩施州新型工业化应确立四大目标体系:以保护自然生态环境为目标。把生态系统建设作为基础设施建设,是循环经济的基本原则。循环经济认为生态系统建设也是基础设施建设,如狠抓“清江流域环境保护”,加强“鄂西林海”建设,集约利用土地资源、规划利用水能、风能和硒铁磷等矿产资源、特色产业基地建设等,既是产业开发,更是生态系统建设。通过这些基础设施的建设来提高生态系统对经济发展的承载能力,实现人与自然、经济与环境的和谐发展。以优化整个经济结构为目标。从产业结构分析,“十五”期末,全州三次产业结构已由2000年的44.1:24.9:31调整为41:23.5:35.5,但二三产业在三次产业的组成中相对偏低,并且二产内部本身的结构也有待进一步调整,“十一五”期间全州第一、二、三产业增长目标分别为3%、11.5%、9.5%。从城乡结构看,2005年全州城镇化率达到21.3%,分别低于同期全国43%和全省47.3%,按照新型工业化发展的要求,差距较大。从劳动力就业状况在三次产业中的构成讲,在二产中所占比重相对偏低,按照成熟工业化阶段的要求必须占到15%以上。从所有制结构看,2005年民营经济总产值占全州总产值的比重为70%以上;其中,工业总产值所占比重达85%以上。要进一步改善产业结构、城乡结构、就业结构和所有制结构,提高人均GDP;通过生态工业化带动农业产业化、生态城镇化和社会主义新农村建设,建成“小康恩施”。以强化科技教育为目标。尽可能利用高科技,是循环经济和新型工业化的共用原则。要加大科教投入,促进科技与经济圆满结合,加速科技成果转换,提高科技创新能力;合理使用现有科技专业人才,合理引进紧缺人才,科学配置各类人才,从而使人才结构适应新型工业化发展的动态需要;要着力提高人口整体素质,加强基础教育,大力发展职业技术教育,提高高等教育质量,保障实施科技强州和人才强州战略。以提高社会经济效益为目标。充分提高生产和再生产活动的生态效率,以最少的资源能源消耗,取得最大的经济产出和最低的污染排放,实现经济、环境和社会效益的统一,形成可持续的生产和消费模式,建设资源节约型和环境友好型社会,建成“生态恩施”。2.重点构建“特色资源开发型”工业体系。为实现生态工业目标,要选择循环经济增长方式,结合州域资源特色,充分发挥水力电力、医药化工、建筑材料和富硒绿色食品加工等支柱产业的支撑作用,继续做大做强特色工业。支持卷烟工业适应结构调整,渐近培植烟草产业的替代产业。支持电力工业加快优质电源点和电力外送通道建设。扶持药化工业拓宽市场空间,做大做强中药材及成品药工业,实现稳步发展。培育壮大富硒绿色食品工业,提升企业整体素质。引导建材工业科技创新、扩大企业规模、提高产品质量。科学规划、开发和利用各种矿产资源,建成特色矿产工业基地。科学谋划生态工业园区建设,构建特色生态资源工业体__【本站说明】中国期刊投稿热线:专业致力于期刊论文写作和发表服务。提供毕业论文、学术论文的写作发表服务;省级、国家级、核心期刊以及写作辅导。“以信誉求生存以效率求发展”。愿本站真诚、快捷、优质的服务,为您的学习、工作提供便利条件!自05年建立以来已经为上千客户提供了、论文写作方面的服务,同时建立了自己的网络信誉体系,我们将会继续把信誉、效率、发展放在首位,为您提供更完善的服务。
关键词:高分子化学实验教学改革;探究式教学;绿色化学
当今环境污染问题日趋严重,对于化学化工行业“绿色化”发展的需求愈发明确、清晰[1-2]。高分子化学实验是高分子专业的一门专业必修课,在高分子化学教学中占有重要地位,可以有效地训练学生的基本技能和综合素质。但传统高分子实验中的试剂使用量很大,种类较多且大部分试剂都具有毒副作用和较强的挥发性,对环境影响很大;同时在教学过程中侧重于实验技能,对于学生的绿色化学意识、环保意识和责任意识相对较少。因此,通过高分子化学实验的绿色化学教学改革,可以加深学生对理论知识的实践理解,提高学生的创新意识和绿色意识[3-5]。为此,笔者在从事高分子化学实验教学中进行了一些有益探索。
一、探究式教学概念
探究式教学,又称发现法、研究法,是美国教育学家杜威在20世纪初提出的,他认为科学教育不仅仅要使学生掌握大量的理论知识,更重要的是学会科学研究的过程和方法[6-8]。其实古人在很多年前就提到“授人以鱼,不如授人以渔”,已经明确表明了学会方法的重要性。探究式教学方法具体是指从学科研究领域或者从现实社会中选择和确定一个主题,然后在教学中设置一个类似于科学研究的问题,以学生为主体,在教师的引导下,学生自觉、主动地探索科学知识,找出解决问题的方法,进行修改和完善,形成自己思想的学习过程。相比于传统实验教学方法,尝试让学生发现实验教学中存在的问题并主动地提出相应的解决方法,可以提高学生的参与度和积极性。探究式教学方法的实施可以促使教师教学方法和学生学习方式的转变,有利于学生创新意识和动手能力的培养。
二、高分子化学实验教学中存在的问题
传统高分子化学实验教学和有机化学实验等实验教学一样,以“验证式”实验教学为主。使用的实验教材,对每一个实验的目的、原理、操作、注意事项等都有具体描述。课前学生预习翻看一遍,上课时教师讲解一遍,最后学生按照教材上操作进行实验过程“验证”。学生对教材和教师存在着严重的依赖性,而且对实验课也不重视,认为是理论课的附属,因此无法充分发挥实验课程的作用。目前高分子化学实验教学中存在的主要弊端可以归结为:第一,“照方抓药”式传统教学方法无法有效调动学生的学习积极性、培养学生的独立思考能力和创新能力,最终导致学生无法有效地使用这些实验知识,在大四实习和毕业论文写作时就表现出明显的弱势;第二,教科书里的方法与现代化工的绿色化、可持续发展方向的要求依然跟不上,教材里描写的原理和方法无法反映当今绿色化学的迫切要求[9-10],即使是全国广泛采用的新版教科书,依然没有及时反映化工技术发展的新成果,容易给学生造成“现行技术就是如此水准”的印象,导致很多学生毕业后就放弃了本专业。
三、探究式教学的实施策略
目前高分子化学实验主要针对高分子专业三年级学生进行开课。高分子专业学生在开展高分子化学实验时,已经经过了无机化学、分析化学和有机化学等化学实验的训练,具有一定的实验操作技能,因此完全可以采用要求更高的探究式教学法来完成高分子化学实验。教师不仅要向学生详细地传授知识(原因与机理),而且要求学生在探究学习的过程中,实现知识的掌握和科研能力的培养。在实验过程中,教师根据教学内容、目标和学生实际情况,设置合适的探究性问题,并根据这些问题让学生展开相应的实验探究活动。这些问题的设置要合适,既有一定的针对性,又要有一定的难度,但是学生通过努力后可以得到解决。虽然教材上的实验步骤非常经典,但与现实生产特别是“绿色化学”要求存在一定的差距,因此我们在开展高分子化学实验的探究性实验时,主要针对教材中实验方案的“绿色性”展开探究性研究。针对这个问题,要求学生在预习过程中,通过查阅文献资料,提出实验中违反“绿色化学”的地方,然后再提出更为合理的实验方案来解决教材中实验方案存在的问题,并在教师的指导下改进实验方案;最后在开展实验过程中,将学生分成两个组分别采用改进实验方案和教材上的实验方案展开实验,在实验中进行比较分析,总结两套实验方案的优缺点。例如,《高分子化学实验》中的双酚A环氧树脂制备实验[11],该实验主要存在以下三个问题:一,该反应用到的化学试剂用量是过量的,完全可以用较少的化学试剂用量来完成整个实验,但是化学试剂的最终用量需要根据最后产品的使用量进行倒推设计;二,在该反应中用到苯作为环氧树脂的溶剂,而苯是一种剧毒性的试剂,那么有没有可能选择一种可以实现相似功能,但是无毒或者低毒性的其他试剂来替代呢?通过查阅资料,甲苯完全可以作为环氧树脂的溶剂,而且毒性低的多;三,在黏结实验中,教材中采用了挥发性很强的刺激性剧毒乙二胺作为固化剂,而事实上环氧树脂的固化剂很多,目前已经有许多低毒甚至无毒的固化剂来替代乙二胺,如多乙烯多胺,而且多乙烯多胺固化后的环氧树脂具有更好的黏结强度。采用探究式教学法,就可以让学生从这三个角度进入,通过查阅文献资料设计更为合理绿色的的实验方案,还可以进一步根据实验结果写出科研小论文,接受真正的科研锻炼,同时,对绿色化学有更深入的理解。因此,采用探究式教学法不但可以培养学生积极的科学探索精神、合作精神,有利于提高学生的实践动手能力和创新能力,同时由于学生采用的实验方案与教材多少会有一些差异,而且实验方案会有学生心理上一些期待,从而有利于学生学习积极性的提高,更加认真负责的去完成整个实验过程,避免学生在实验间隙聊天玩手机等开小差。
四、探究式教学的考核方式
实验的考核方式对学生的学习积极性具有非常重要的影响。传统实验考核主要分为两块:平时成绩(40%),主要包括实验预习(10%)和实验操作(30%);实验报告成绩(60%),主要包括考核实验结果(20%)和实验报告(40%)[12]。但探究式教学法由于采用了超越教材的实验方案,因此要求考核的重点和考核面都有所改变。比如,预习设计实验时,学生需要大量的时间查阅资料来寻找实验中有违“绿色化学”的地方,并设计合适的实验方案;完成实验后,学生需要对实验结果进行详细的对比分析讨论,总结传统和改进后实验方案的优缺点,并写出自己的实验心得。这两部分内容在以前的实验考核中比例很少,甚至没有,但探究式教学法中这两块内容可以在很大程度上反映学生的主动性和创新性,因此这两块内容在最后成绩中所占的比重需要大幅提高。为此,我们将实验预习的考核比例提高到20%;作为探究性实验,实验结果往往具有不确定性,因此实验结果比例降为10%,而传统和对比实验结果的分析讨论是探究式实验教学的重要组成部分,是在实验报告中一起上交完成,因此实验报告的比例提高到50%,其中实验对比分析讨论部分为20%,其他实验报告部分为30%,促使学生认真地对实验结果进行分析总结。
五、结语
采用探究式教学方法,通过设置合理的实验目标,在教师的指导下,让学生积极地设计合理的实验方案并实施,可以促使学生更为专注认真地去完成实验,提高学生的学习主动性和积极性,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,取得了良好的教学效果。
作者:邵林军 齐陈泽 单位:绍兴文理学院
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