污染物實驗方案范文

時間:2024-03-05 18:08:37

導語:如何才能寫好一篇污染物實驗方案,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

污染物實驗方案

篇1

第二條區城市規劃區范圍內從事飲食業(包括賓館、飯店、招待所、酒樓、茶樓、戶外營業點、機關和企事業單位食堂等經營和服務業務)排放的油煙污染防治和管理適用本規定。

第三條城區飲食業油煙污染防治由區環境保護行政主管部門(以下簡稱區環保部門)實施統一監督管理,區商務、工商、住建、衛生、城管等部門在各自職責范圍內對飲食業油煙污染實施管理。

第四條區環保部門和其他監督管理部門有權對飲食業經營單位和個體工商戶進行現場檢查,被檢查者必須如實反映情況,提供必要的資料。檢查部門有義務為被檢查單位保守技術秘密和業務秘密。

第五條飲食業經營者應按規定在區環保部門辦理排污申

報登記手續,如實填寫申報登記表。

第六條新建或改建、擴建的飲食業項目,應按照建設項目環境保護管理規定編制環境影響報告書(表或登記表),報區環保部門審批。

選址必須符合所在環境功能區劃的要求,做到選址得當,布局合理。不得在居民住宅樓下開設飲食業。

第七條經區環保部門審批,獲準新建、改建、擴建的飲食業項目,必須安裝符合環保要求的油煙凈化設施,嚴格執行污染防治設施同時設計、同時施工、同時使用的“三同時”制度,經驗收合格后方可開業經營。

第八條區商務、衛生、工商、住建等行政主管部門要積極配合區環保部門加強飲食業油煙污染防治工作,在辦理相關行政許可時嚴格執行環保審批制度。

第九條飲食業經營者必須采取有效措施防治油煙污染。油煙的排放,必須符合《大氣污染物綜合排放標準》、《飲食業油煙排放標準》。

第十條排放油煙超過國家排放標準的,由區環保部門責令限期治理。

第十一條飲食業經營者必須加裝油煙凈化裝置,對所排放的油煙進行凈化處理,確保設施正常運行,做到油煙達標排放。

第十二條禁止飲食游攤、戶外經營,禁止飲食油煙和異味的無組織排放。

第十三條飲食業經營者,必須采取措施,防治油煙對附近居民居住環境造成污染。

禁止向排水、排洪設施內傾倒不符合排放標準的油污。

第十四條城市規劃區范圍內從事油煙污染防治的單位,必須具有環保部門認定的治理技術和產品。

第十五條違反本辦法第四條規定,拒絕區環保部門或其他依照法律規定行使環境監督管理權的部門現場檢查或者在被檢查時弄虛作假的,由區環保部門或依照法律規定行使環境監督管理權的部門責令限期改正,給予警告,處以三百元至三千元罰款。

第十六條違反本辦法第六條規定,未辦理執行環境影響評價審批手續進行建設的,由區環保部門責令限期補辦環評手續,并處一千元至二萬元的罰款。

第十七條違反本辦法第七條規定,建設項目的油煙治理設施未安裝或未達到國家油煙污染防治規定的要求,投入使用的,由區環保部門責令停止使用,并處五千元至五萬元罰款。

第十八條違反本辦法第十條規定,逾期未完成油煙治理任務的,由區環保部門除依照國家規定加收超標準排污費外,可以根據造成的危害后果處以一萬元以上十萬元以下的罰款,或者責令停業、關閉。

第十九條違反本辦法第十一條規定,餐飲業經營者不正常使用油煙污染物處理設施,或者未經區環保部門批準,擅自拆除、閑置油煙處理設施的,由區環保部門責令限期改正,給予警告,并處以五百元至三萬元罰款。

篇2

摘 要:可持續發展就是既滿足當代人的需求,而又不損害后代人滿足其需求能力的發展。減少化學實驗造成的污染,既是保護我們以及子孫后代賴以生存的環境的需要,又是促進社會可持續發展的推進劑。本文就中學中一些污染較大的實驗給出了一些自己的改進方法。

關鍵詞:優化實驗 污染 可持續發展

如今,環境保護是事關可持續發展的大戰略,減少化學實驗造成的污染既是保護我們以及子孫后代賴以生存的環境的需要,又是促進社會可持續發展的推進劑。下面筆者就簡單談談如何減少中學化學實驗的污染。

一、對于會產生有毒有害物質的實驗進行改進,從源頭上盡量減少直至杜絕污染的發生。

1、刪除一些以劇毒物質為主的實驗。例如在現行的江蘇高中化學教材《化學1必修》專題2第1單元中,將氯氣的實驗室制法由以前的必修內容,改為了化學史話,教師就可以通過講解來讓學生了解氯氣的實驗室制法的原理、制備、除雜、收集等一系列流程,避免了在教室內制取氯氣污染環境,損害教師和學生身體的事情發生。

2、改進實驗方法。例如,氯氣與鐵絲的反應作為氯氣性質的經典演示實驗,教科書一直采用將鐵絲一端放在酒精燈上灼燒至紅熱,迅速伸入氯氣的集氣瓶中,但是當把鐵絲伸入集氣瓶內反應的過程中,由于該演示實驗在敞口的集氣瓶中進行,會有氯氣及反應產物逸出,影響課堂氣氛和師生身體健康,造成污染環境。我們可以對該實驗進行如下改進:(1)取干燥的集氣瓶,用排氣法收集干燥的氯氣,集氣瓶口涂少量的凡士林,蓋上毛玻璃片。(2)取直徑一束擦亮的細鐵絲,彎成螺旋狀,總高度低于集氣瓶高度。鐵絲的一端扎在與集氣瓶配套的橡皮塞的小頭上,在酒精燈火焰上充分加熱橡皮塞上的鐵絲至紅熱,移去集氣瓶上的毛玻璃片,把鐵絲立即伸入集氣瓶中,并迅速蓋好橡皮塞,反應迅速進行。這種簡單的改進不僅實驗現象明顯,同時避免反應時有害物質的逸出,大大減少了污染。

3、運用多媒體模擬/演示實驗。例如現行江蘇高中化學教材《有機化學基礎》專題3第2單元中有苯的溴化實驗,這里用到的苯和液溴不僅是毒性很強的物質,而且這兩種原料均具有很強的揮發性,且該實驗要用到冷凝管,在很多教室中沒有自來水,所以該實驗非常適合用多媒體展示給學生。

4、創新微型化學實驗,減少環境污染。

微型化學實驗是近十多年來在國內外得到迅速發展的化學實驗新方法,它是在綠色化學思想指導下,在微型化儀器裝置中對化學實驗進行創新性設計的一種新的實驗模式。例如現行江蘇高中化學教材《化學1必修》專題4第二單元的銅與濃硝酸、稀硝酸分別反應生成NO2、NO的實驗,課本裝置如圖,在分液漏斗中先加濃硝酸觀察現象,然后在分液漏斗中加水繼續觀察現象。這種設計操作繁瑣,藥品用量大,造成藥品的浪費,同時產生的污染就大,又因為產生的NO2會立即與水反應生成NO,實驗現象不明顯。 可以將書中的實驗改進為注射器實驗:事先將螺旋好的細銅絲放入兩支注射器中,分別吸取濃稀硝酸,讓反應在注射器中進行,產生的氣體可以將注射器的活塞頂起,由于注射器內無空氣,可以觀察到無色的氣體,然后抽動吸入稀硝酸的注射器活塞,讓空氣進入,則可以明顯地觀察到氣體的顏色變化。此實驗經改進后,不僅藥品的用量大大減少,實驗現象明顯,而且極大地減少了有毒氣體的排放。所以實驗微型化、藥品微量化使化學實驗的排污量大大減少,是一種綠色化學,是對學生環保意識最生動、最現實的教育。

二、對實驗中避免不了的一些污染產生物進行恰當處理

1、廢氣的處理。對于無毒害氣體,我們可以直接通過通風設施排放。會產生少量有毒氣體的實驗,應在通風櫥內進行,通過通風櫥將少量毒氣排到室外(或排到外面大量空氣中稀釋)。而對于有毒害氣體,我們應該針對不同的性質進行處理。例如:對于堿性氣體(如NH3)用回收的廢酸進行吸收,對于酸性氣體(如SO2等)用回收的廢堿進行吸收處理。

2、廢液的處理

(1)無機廢酸、廢堿。中學化學實驗對酸堿的使用較為頻繁,且用量相對很大,鑒于此,我們通常把廢酸、廢堿分別集中回收保存,然后用于處理其它廢棄的堿性、酸性物質。最后用中和法使其pH值達到6~8后就可排除。

(2)含重金屬離子廢液處理。最有效和最經濟的處理辦法是,加堿或加硫化鈉把重金屬離子變成難溶性的氫氧化物或硫化物而沉積下來,從而過濾分離,少量殘渣可埋于地下。

(3)一般有機廢水。實驗過程中產生的高濃度有機廢水能夠回收再利用的盡量集中收集,統一處理,循環使用。無法回收的有機廢液一般可以采用焚燒法、活性炭吸附法、溶劑提取法、氧化分解法、水解法以及生物化學法等進行處理。

3、廢渣的處理。廢渣主要采用掩埋法。有毒的廢渣必須先進行化學處理后深埋在遠離居民區的指定地點,無毒的廢渣可直接掩埋,掩埋地點應有記錄。

參考文獻

[1] 王祖浩 吳星《化學1必修》[J].江蘇教育出版社,2009,6(1)。

[2] 王祖浩 王云生《化學2必修》[J].江蘇教育出版社,2009,6(5)。

篇3

關鍵詞:高校實驗;實驗教學;綠色化學

中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)19-0043-02

綠色化學也稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學,是指運用化學原理,在化學品及其制備過程的設計、開發和應用過程中減少或消除對人類健康和環境有害的物質的使用和產生,是一門從源頭上阻止污染的化學,是可持續發展戰略在化學領域里的體現[1,2]。化學實驗作為大學化學專業的一門必修課程,將涉及各種不同類型的化學實驗,使用大量各種有毒化學試劑,而現在的大學化學實驗教學中,許多學校仍是按傳統的實驗方法進行教學,即按常量法使用大量的有毒、易揮發的有機試劑,且實驗后,各種廢液不經任何處理就直接倒入下水道等等。這些都給環境造成了直接或間接的影響。本文從實驗試劑的用量、實驗方案的改進及實驗內容的改進等方面對推動大學化學實驗的綠色化進行了簡單的探討。

一、高校化學實驗的現狀

高校化學實驗包括有機、無機、物化、分析和環境檢測和分析等學科的實驗,不可避免地排放著各種廢液和廢物,現在隨著學生的擴招,學生實驗的人數也在不斷增加,因而實驗中消耗的試劑和藥品也大大增加,相應地,實驗過程中產生的廢液和廢物也在大大增加。但高校化學實驗的特點是實驗試劑和藥品種類繁多,一個化學專業的學生,在大學期用到的化學試劑和藥品可達上百種之多,如果有的學生能讀到碩士和博士時,接觸的試劑和藥品就更多了;另外,高校化學實驗的廢液和廢物中的組成成分復雜,分離提純的難度很大,因而,高校化學實驗的廢液直接倒入下水道。因此,這樣日復一日,年復一年,不但傷害著學生的身體,而且也污染著學校周邊的環境。同時,很多高校的實驗室下水道與居民的下水道相連,污染物將通過下水道形成交叉污染,最后會流入河中或進入土壤中,這樣,污染的水將影響灌溉到的農作物或飲用水,對環境和人的安全帶來極大的危害。因此,必須從源頭上控制污染物,除了化學實驗污染物單獨處理和排出外,加強化學實驗改進,實現化學實驗綠色化是從源頭上控制污染物的最有效的手段。作為高校教師,有責任和義務遵照綠色化學的原則,從各方面不斷地改進各種實驗,為實現化學實驗的綠色化進行不懈地努力。

二、減少化學實驗中的試劑用量,用微型實驗代替常量實驗

現在很多大學實驗大部分都是采用常量試劑進行實驗,所用液體試劑動不動就是幾十毫升,固體藥品用量動不動就是十幾克,并且,作為大學教學實驗,做完實驗后,一般是不進行試劑回收的,都是作為廢液倒入廢液池,甚至直接倒入下水道,例如,在有機實驗中的1-溴丁烷的制備中,有的實驗教材中,要求用到的試劑的量為12mL濃硫酸、8mL正丁醇和10克溴化鈉。又如,在有的高分子實驗教材中,在甲基丙烯酸甲酯的本體聚合中,甲基丙烯酸甲酯的用量就要40mL,在苯乙烯與馬來酸酐的交替共聚合中,溶劑甲苯的用量就要76mL,以上有機和高分子實驗中的試劑和藥品的用量都很大,不但濃硫酸、甲基丙烯酸甲酯和甲苯本身是有毒有害物質,而且在實驗過程中會產生大量的有毒副產物。微型實驗的特點是實驗藥品微量化及實驗儀器微型化,它能有效減少試劑用量,降低實驗排廢量,減少環境污染,縮短實驗時間,而且安全可靠。因此,在不影響教學計劃和教學效果的情況下,我們將上面的實驗試劑和藥品減少,采用微型實驗,實際證明,我們的改進,不但達到了教學目的,而且實現了從源頭上減少污染的綠色化學實驗。

三、改進實驗方案,盡量避免使用有毒試劑和藥品

1998年,Anastas等[3]針對綠色化學提出了12原則,其中之一是在合成方法中盡量不使用和不產生對人類健康和環境有毒有害的物質。在滿足教學要求和保證實驗效果的情況下,可以將使用有毒試劑和藥品的傳統實驗方案進行適當調整,盡量避免使用有毒試劑和藥品的使用。例如,在高分子實驗中,大部分是選用酮以及苯或甲苯等有毒物質為溶劑來做溶液聚合實驗,為了減少實驗中的有毒有害物質,我們將溶液聚合改成以水為溶劑的丙烯酰胺的水溶液聚合;又如,在物理化學實驗中,在燃燒熱測定實驗,傳統實驗中是用有毒的萘作為實驗藥品,可以用無毒的蔗糖代替萘作為待測物;在凝固點降低法測定物質摩爾質量實驗中,也可用無毒的水-蔗糖體系取代傳統的有毒環己烷-萘實驗體系[4,5]。通過上面的用無毒物質代替傳統的有毒試劑和藥品進行實驗,不但能減少對環境的污染和對人體的傷害,而且能達到實驗教學的目的。

四、精選實驗內容,盡量使實驗內容之間具有連續性

設計具有高使用效益、低環境毒性的化學品是綠色化學的原則之一[3]。本著此原則,在選擇實驗內容時,我們可以選擇前后實驗的連續性,即用前一個實驗的產物作為下一個實驗的反應物,這樣就高效利用了反應產品,相應地減少了化學藥品的浪費,節省了實驗成本。例如,在高分子實驗中,可以把乙酸乙烯酯的溶液聚合和聚乙烯醇的制備兩個實驗安排為相鄰的兩個實驗,因為乙酸乙烯酯的溶液聚合的產物可以用來作為實驗聚乙烯醇制備的原料;在進行凝膠滲透色譜(GPC)測量聚合物分子量的實驗中,可以用學生由聚合物制備實驗中制得的聚合物作為樣品進行測試,這樣就不需購買實驗樣品,達到綠色化學的目的;又如在有機實驗中,可以把對氨基苯磺酸的制備和甲基橙的制備連續安排,因為上一實驗制備的對氨基苯磺酸可以作為下一實驗甲基橙制備的原料。

五、結論

綠色化學是一種新的創造性思想,是當今國際化學科學研究的前沿。綠色化學實驗使用化學藥品的基本原則為拒絕使用危害品原則(reject)、減量使用原則(reduce)、循環使用原則(recycle)、重新使用原則(reuse),極大地減少或消除了實驗室的“三廢”,盡可能減少環境污染或無污染,以實現綠色化學要求盡可能少的負作用的理想和目標,是綠色化學可持續發展戰略在化學實驗中的具體體現,是培養學生綠色化學觀念的重要途徑[4]。在化學實驗教學中,只要本著綠色化學的原則,對各實驗深入探究,就會不斷出現新的措施和方法,但這是一個漫長的過程,需要教育工作者堅持不懈地研究和探索。總之,將綠色化學教育納入高等院校教學改革內容,把綠色化學的思想滲透到化學課程教學內容之中,對培養具有可持續發展理念和具有綠色化學理念的專業人才具有重要意義。

參考文獻:

[1]曾家駒.應用型人才關頭必須走改革創新之路[J].中國高教研究,2001,(2):79-80.

[2]蔡衛權,程蓓,張光旭,等.綠色化學原則在發展[J].化學進展,2009,21(10):2001-2008.

[3]Anas t as P T,Warner J C.Green Che mistry:Theory and Practice. New York:Oxford Universi ty Press,Inc.,1998:11-56.

篇4

關鍵詞: 化學教學 環保理念 污染問題

隨著化學科技的發展,化學這門學科越來越多地與生產生活發生著各種各樣的聯系,伴隨著化學科技發展給我們帶來的各種便利,與化學相關的污染問題也變得越來越突出。由于化學污染本身的高危害性和難治理性等特征,努力推進化學學科的環保發展之路就顯得尤為關鍵。初中是學生接觸化學科學的起始階段,如果在這個階段將環保理念引入其中,讓環保理念從小抓起,對未來環保事業發展是大有裨益的。初中化學教師在教學中如何潤物細無聲地將環保理念引進來呢?

一、在知識傳授中進行環保滲透

化學教材中幾乎每個章節都會設計一些與環保內容有關的知識點,教師講授日常知識時,可以充分利用這些環保內容進行教學設計,將知識性教學同環保教學緊密結合在一起,讓學生學習知識的同時不知不覺接受環保意識,例如,講到《化學與環境保護》這節內容,筆者結合課本上的知識,給學生講解水污染、酸雨等問題的時候,設計了這樣一些問題:淮河作為我國重要的水系,污染問題十分突出,你們認為誰應該對淮河污染問題負有責任?假如你是地方的環保局局長,你會采取什么辦法進行污染治理?這些帶有實際意義且有一定角色扮演的環保問題,可以有效激發學生的探究興趣,學生會結合剛學過的知識,從環保角度思考問題,這樣一來,就會在學習知識的過程中不知不覺地將環保理念滲入其中。

二、聯系生活實例進行環保滲透

隨著化學工業的發展,這門學科不再是束之高閣的學科,而變成與每個人都息息相關的學科,我們在生活中每天都與化學打交道。相比較于書本上的化學知識,身邊的化學知識顯然更接地氣,而談到環保問題,一些與生活密切相關的化學問題就可以作為環保教育素材。例如,講到《有多種物質組成的空氣》這節內容,筆者給學生播放了一段幾乎每天都能看見的天氣預報片段,在講到空氣質量報告的時候,將畫面暫停下來,讓學生認真觀察空氣質量報告中的幾個數據,給學生分析包括PM2.5指數在內的關于空氣質量的專業名詞,簡要地給學生說明空氣質量對人體健康的影響,從而讓學生意識到保護空氣質量、預防大氣污染的重要性。這樣從身邊實例入手進行環保教育,可以讓學生切身體會到環境保護對每個人的重要性,更利于堅定他們的環保之心。除了在課堂上,在課外實踐中,也有很多現實生活實例可以作為環保教育素材,例如,可以讓學生調查一下自己家是否經常使用一次性筷子或者一次性塑料袋之類的一次性制品?家中的廢舊電池一般是怎么處理的?家中安裝的電池是否屬于節能燈?這些生活中看似不起眼的小事情,認真追究起來都是關系整個環保事業的大事情,如果學生能從生活中的小事入手,結合實踐培養環保理念,會產生更有價值的實踐意義。

三、通過優化實驗教學進行環保滲透

實驗是化學學習中不可逾越的環節,實驗教學對整個化學教學的意義是非常重大的。在滲透環保理念的教學目標下,對實驗活動進行優化改進是非常有必要的。畢竟各種化學產生的污染最直接的方式就是各類實驗活動和化學反應,因此,我們要努力通過化學實驗改進優化進行環保教育。首先,對藥品的取用要規范。化學實驗中很多實驗污染都與藥品取用不當密切相關,尤其在學生進行的實驗活動中,由于經驗限制,取用藥品的時候往往缺乏嚴謹性,想取多少就取多少,這樣隨意取用藥品不僅會影響反應效果,還可能造成不必要的污染物產生和污染物殘留。因此,在開展化學實驗活動之前,教師一定要就如何取用藥品,取多少量等問題嚴格規定,盡量避免使用一些含糊的字詞描述取用量,而盡量采用精確計量,例如,在進行“硫在O2中燃燒”的實驗時,就要明確規定取用0.02g的硫磺粉就能獲得需要的實驗效果,有了這個明確的計量標準后,在取用藥品的時候就能以此為參照恰當取用;其次,積極嘗試對實驗進行改進。在化學學習中有很多實驗是必做的實驗,并且很多時候化學實驗污染都是難以避免的,然而,不同的實驗方案、不同的實驗材料,乃至于不同的實驗裝置設置,都會對化學污染的產生造成一定的影響,有些產生的污染很大,而有些則很小,甚至可能做到零污染。由此可見,在保證能夠實現實驗目標的前提下,根據實際情況對實驗進行適當改進是實現環保化實驗的重要手段。就拿探究燃燒條件的實驗來說,為了讓該實驗盡可能減少污染物排放,提高實驗環保性,我們可以對原本實驗方案進行改進,首先減少白磷取用量,與此同時,為了保障實驗效果,將原本大燒杯換成小燒杯,接下來將燒杯放入水槽中,并向水槽中加入少量清水,最后在燒杯的外部罩上玻璃罩。實驗方案經過這樣一改進,不僅實驗產生的污染物減少了,還不會影響實驗效果;最后妥善處理實驗廢棄物。化學實驗產生的廢棄物往往在成分上十分復雜,如果隨意處理這些廢棄物,一旦造成污染,就會很難治理,因此,對于實驗結束后的廢棄物,一定要妥善處理,對于可回收的廢棄物要盡量再循環利用,對于不可回收的廢棄物,如果污染性較強,可以通過化學反應進行無毒化處理,或者統一分類傾倒。

環保對整個社會發展來說都至關重要,關系到各行各業及每個人的生活,而化學學科由于特殊的學科性,在環保事業中理應扛起大旗,努力為環保事業發展作出應有的貢獻,因此,化學教師一定要努力將環保理念滲透其中,努力推進化學教學朝著綠色化方向不斷邁進。

參考文獻:

[1]向直三.在初中化學教學中應滲透環保理念[J].課程教育研究,2014(31).

篇5

汽車作為現代社會的交通工具,給人們的工作和生活都帶來了極大的便利,但同時也對大氣環境造成了嚴重污染。由于汽車保有量的急劇增加,且我國的汽車檢查和維修系統不完善,及汽車尾氣污染控制水平低等原因,致使汽車尾氣污染日益嚴重。大量汽車尾氣污染物集中在城市,造成城市中汽車污染源的污染分擔率明顯增加。汽車排出的污染物主要有碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化合物、鉛、二氧化硫等有害物質。這些污染物危害人類健康,影響動植物的生長;另外氮氧化合物與碳氫化合物在強日光的作用嚇,遇到不利于擴散的氣候和地理環境時可形成光化學煙霧,造成眼中的二次污染和生態環境的破壞。因此,限制和治理汽車排氣污染已迫在眉睫。20世紀80年代中期出現了第三代的Pt/Rh/Pd三金屬三效催化劑。該技術充分利用了Pd的耐高溫性能和Rh優異的NOx催化凈化能力,大大提高了三效催化劑的活性。它的凈化原理是:將貴金屬三效催化劑制成凈化裝置后裝入汽車內,使催化劑與尾氣中的CO、NOX和有機物起氧化還原作用而生成無害物質排出,從而達到消除有害氣體的目的。

二、思路及方法:

三效催化劑一般由四部分組成,包括:載體、涂層、活性催化劑、催化劑助劑。三效催化凈化法,對一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物都有催化作用。本實驗準備制備以γ-Al2O3及其他金屬物質或陶瓷為載體,用La和Ce作為催化劑助劑的三效催化劑,并初步研究其催化性能。

三、主要內容:

采用浸漬法、機械混合法、離子交換法等制備三效催化劑

改變不同條件和助劑,改良單鈀三效催化劑的性能

探討改良三效催化劑的催化作用

四、工作計劃:

1、2019年12月至2019年2月:查閱相關文獻資料,初步確定論文題目;

2、2019年3月:擬定實驗方案;

篇6

隨著社會的進步,經濟的發展,全球機動車數量持續增加,機動車尾氣造成的環境污染日益嚴重。在國內外許多大城市中,機動車尾氣污染排放分擔率相當高。以CO為例,1983年英國汽車尾氣CO排放率占85%,1967年芝加哥為94%,1970年洛杉磯為98%,1965年紐約占96%[1],美國1995年汽車尾氣污染排放率占總排放的66%,上海市在1998年機動車排放的CO就占到了總排放的64%[2],廣州市1994年CO占88.8%,北京市1992年占62%[2]。機動車尾氣中另外兩種主要污染物NOx、HC的排放在總排放量中的分擔率也非常高,如NOx,東京市在1975年汽車尾氣排放分擔率占到了80%[1]。

近年來,隨著經濟的迅速發展以及機動車保有量的持續增長,機動車排放所造成的污染也日益成為人們所關注的焦點[3~9]。自九十年代以來本市加強了在用車尾氣排放檢測、普及使用無鉛汽油、提前執行輕型車新車排放標準等一系列機動車污染控制措施,較為有效地控制了中心城區的環境空氣質量繼續惡化的勢頭,但郊區環境空氣質量受機動車污染排放影響日益突出。2000年全市NOx年均濃度0.056毫克/立方米,比1995年上升了10%;城區和郊縣NOx年均濃度為0.090毫克/立方米和0.032毫克/立方米,分別比1995年上升了23%和39%,見表1[10]。

表1.1995~2000年上海市NOx年日平均濃度變化

年份全市城區郊縣

濃度

(微克/立方米)相對濃度

(%)濃度

(微克/立方米)相對濃度

(%)濃度

(微克/立方米)相對濃度

(%)

1995511007310023100

19975911610514428122

2000561109012332139

根據國外機動車發展經驗可知,當人均國內生產總值達到3000美元以上時,轎車將成為機動車保有量增長的主要方向。作為國際大都市的上海,汽車工業的發展不僅預示和帶動本市經濟的騰飛,同時,人民生活水平的提高也急切期待現代化便捷交通方式的到來和家庭汽車的普及,機動車在今后相當長時間內將保持快速增長的速度。根據市交通所預測,到2020年本市機動車保有量將達到200~350萬輛,是2000年的3~5倍,可以預見如果不采取措施加以控制,本市大氣環境勢必進一步惡化。

目前,國內外對于機動車污染控制的研究,主要集中于兩個方面,一是機動車排放因子的研究;二是機動車污染治理和控制對策的探討。排放因子是反映機動車排放狀況的最基本的參數,也是確定機動車污染物排放總量及其環境影響的重要依據。目前用來計算機動車排放因子的模式主要有美國加州空氣資源局的EMFAC模式,歐洲共同體的COPERT模式,美國EPA的MOBILE系列模式。其中,MOBILE汽車源排放因子系列模型是美國環保局開發的計算車隊排放水平的程序[11]。在該模型中,綜合考慮了汽車的使用年限、行駛里程、新車排放因子、劣化系數、行駛速度、氣溫、I/M(檢查/維護)制度以及車用油料特性等因素對排放的影響[12]。國內外對于該模式已有廣泛的應用。墨西哥采用美國EPA的Mobile5a基本結構模式,用來計算5個特定區域中8種車型的排放因子。根據氣溫、平均車速、汽車操作模式,燃料揮發和里程自然增長率條件估計1960年到2020年的排放因子[13]。此模型在加拿大的多倫多地區[14]、泰國曼谷等也有所應用。MOBILE模式在國內的小范圍內也得到了一定的應用。北京清華大學郝吉明、傅立新等于1997年曾結合北京市實際情況對MOBILE5進行修正,并將之應用于北京市機動車尾氣排放的研究中;祝昌健等應用MOBILE5模式對廣州市機動車尾氣排放系數及污染趨勢進行了探討[15];李修剛等將MOBILE5模式用于南京市,將給出的南京市現狀排放因子直接應用于南京市及附近城市的環境影響評價[16]。

將MOBILE5模式結合上海實際情況進行本土化已經有人做過嘗試,但是由于基礎數據嚴重不足,因此對于此模式的修正尚不能進行檢驗。主要的方法仍是采用美國FTP的測試數據,將上海市機動車目前的排放水平類比于美國70年代,計算得到不同車型的排放因子。

在污染物的擴散方面,目前一般沿用有限源高斯擴散模型,即根據線源的長度、高度、強度、距離、風速、風向和相應擴散參數計算空間任一點的污染物濃度[17]。但目前這方面的研究較少考慮城市空間的特殊性,即對城市各類人為設施,包括綠化、建筑等對擴散的影響考慮較少。

對于線源排放污染物的擴散研究,國外主要的模式有CALINE、BLP(BouyantLineandPointSourceModel)、CDM2(ClimatologicalDispersionModel)、ISC3(IndustrialSourceComplexModel)、RAM(Gaussian-PlumeMultipleSourceAirQualityAlgorithm)。以上模型均由美國環保局(USEPA)開發。其中,CALINE為穩態高斯擴散模型,用于確定高速公路下風向的空氣污染濃度,要求地形相對不太復雜。BLP為高斯煙流擴散模型,用于處理煉鋁工廠以及其它的工業污染源的單一建模問題,要求其煙流上升和下降是主要由固定線源所影響的。CDM2為氣候穩態高斯煙流模型,用于確定城市區域平地下風向的長期(每季或每年)的污染物的算術平均濃度。ISC3是一個穩態高斯煙流模型,可用于評價來自與工業帶相關的許多污染源的污染物的濃度。這個模型涉及到了下列因素:粒子的下沉和干沉降、風向、點面線及立體污染源、煙流的上升為距離的函數、點源的分離以及有限的地形調整功能。ISC3可以有長期和短期兩種模式可供選取。RAM是高斯煙流多源空氣質量算法,是一個穩態高斯煙流模型,用于估算相對穩定的污染物濃度,平均從一小時到一天、從點源到面源、在鄉村或者城市的沉降,其地形條件可以假設。

我國目前汽車污染僅相當于國外70年代中期水平,現有汽車90%以上是國產車,由于排放控制技術落后,在同樣運行工況下,國產車較發達國家同類產品排放量高幾倍甚至幾十倍,加上交通管理手段落后,在用車檢查維修制度不完善,城市交通道路擁擠和市內居民集中,大量車況惡劣的車輛繼續行駛,更加劇了污染物的排放。國產車平均日排污量為0.6—0.9kg[18]。本論文旨在借助GIS環境,根據城市路網、交通流量、車型比例等信息,采用經過修正的MOBILE模型,計算不同車型機動車的排放因子,從而確定每條路段不同污染物的排放量。由于機動車流量和排放因子是計算道路機動車污染物排放源強的關鍵參數[19~21],本論文將通過抽樣調查和MOBILE模型修正得到了這兩個量。在確定道路線源排放源強的基礎上,利用CALINE3有限長線源擴散模式,建立上海市城區多線源污染擴散模式,以此來分析道路污染物擴散狀況,并在GIS圖形上進行顯示,最終完成上海市交通線源污染管理信息系統。此系統可為政府有關部門制定道路交通污染管理制度、合理制定城市規劃和建設管理決策提供理論依據。

參考文獻

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二、研究方案

1、研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題

研究目標:研究上海市機動車尾氣排放造成的道路線源源強,以及機動車污染物在中心城區街道峽谷中的擴散效應,并在GIS系統上進行顯示,完成自主開發的上海市交通線源污染管理信息系統。

研究內容:1)上海市主要道路機動車尾氣排放源強;

2)機動車尾氣在街道峽谷中的擴散效應;

3)交通污染在GIS平臺上的實現。

關鍵問題:1)機動車大氣污染排放源強計算模型;

2)上海市道路機動車尾氣在峽谷中的擴散模擬;

3)地理信息系統與交通大氣污染模型整體集成的方法和途徑。

2、擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析

研究方法:基礎數據調研、模型修正、機動車污染物排放和影響預測可視化界面設計、系統整合。

技術路線:如圖1所示。

實驗方案與可行性分析:

1)建立機動車排放源強計算模型、污染物擴散模型,以及基于GIS技術應用模型,其工作量較大,其中基礎數據(包括車流量、車速)的調研尤其困難。但是通過參與上海市環境保護局2002年科技攻關項目——《上海市機動車發展和大氣環境保護研究》,并搜集大量的國內外相關文獻,可獲得系統開發所需要的相關數據,因此本研究已經有較好基礎。

2)參與《影響上海大氣能見度的主要因素與控制管理對策研究》課題的研究工作,對于本市機動車污染現狀和歷史沿革已有所了解。

3)參與了“上海市數字城市大氣環境模塊”的工作,初步掌握了GIS系統開發和實現方法。

據此我認為,按期完成論文是可行的。

圖1.研究技術路線

3、本論文的特色與創新之處

建立適合上海市情景的主要道路機動車尾氣中污染物源強排放模式。建立線源擴散模式,使其適用于大城市中街道峽谷中機動車尾氣污染物的擴散狀況。給出上海市上空污染物擴散狀況。

目前國內將交通污染模擬與地理信息系統結合的研究還不多見,因此本論文在該方面的研究將是一個新的嘗試。

4、預期的論文進展和成果

預期進展:

2003.07——2003.09收集中外文文獻

2003.09——2003.10基礎數據的收集和處理

2003.10——2003.12模型的修正

2004.01——2003.03GIS系統的編程實現

2004.03——2004.05論文的撰寫與修改

預期成果:

•研究上海市機動車尾氣排放狀況,建立源強計算模型;

•綜合城市氣象條件、交通污染物排放強度、建立污染物擴散模式,確定機動車污染物影響的時間變化、空間分布,;

•完成交通污染管理信息系統;

•除完成畢業論文之外,在國內外有關刊物上2篇。

三、論文大綱

摘要

前言

第一章大城市機動車尾氣污染排放數值模擬的研究背景及意義

一、研究背景

二、國內外研究現狀

第二章機動車排放因子計算模型

一、MOBILE6模型介紹

二、利用修正的MOBILE6計算機動車排放因子

第二章道路機動車尾氣污染物排放源強

一、線源源強計算模式

二、上海市道路機動車尾氣污染排放源強的計算

第三章城市上空污染物擴散模式

第四章街道峽谷污染物擴散模式

一、CALINE4模型介紹

二、模式修正

三、上海市街道峽谷污染物擴散模式的建立及應用

第五章上海市交通污染管理信息系統的建立

一、排放清單數據庫的建立

二、系統的開發

第六章結論

參考文獻

四、研究基礎

1、已參加過的有關研究工作和已取得的研究工作成績

(1)參加《中國氣象百科全書》建筑氣象、城市氣象等內容的編寫。

(2)參與上海市普陀區建設項目環境影響評價工作。

(3)參加“揚塵污染來源與控制管理研究”課題的研究工作。

(4)承擔了“崇明島綜合開發項目”的大氣監測和采樣工作。

(5)參與“影響上海大氣能見度的主要因素與控制管理對策研究”課題的研究工作。

(6)參與“機動車發展與大氣環境保護研究”項目。

(7)參與“上海市能見度影響因子研究”研究生科研基金項目。

(8)參與上海市數字城市課題交通環境模塊的模擬研究。

2、已具備的實驗條件,尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑

擁有以下主要設備:

•桌面地理信息系統軟件ArcView3.2及其主要擴展模塊

篇7

關鍵詞:實驗室;廢棄物;環境污染;治理

隨著我國科學技術的發展,對各類實驗室的需求越來越多,各學科的重點實驗室、各學校、各系統內的重點實驗室層出不窮。從實驗室的分布來看,主要集中在學校(包括各高等院校和中學學校)、科研機構、檢測機構和企業中的檢驗研究部門。企業實驗室的污染問題可歸納為企業的環保問題,易于被各級部門重視,企業在處理自身的環保問題時,污染問題也得到相應的處理。而各類實驗室多為相對獨立的行政單位,區域分散,單個污染少,易于被忽視。

我國目前擁有各類高等院校1100所(1999年統計數字),普通高中1.5萬所,初中6.3所。科研院所、質檢、衛生防疫、環境監測、農林等各級檢驗機構近20000余個,已成為一個龐大的系統。實驗室實際上是一類典型的小型污染源,建設的越多,污染的越大。這些實驗室,尤其是在城區和居民區的實驗室對環境的危害特別大,因為很多實驗室的下水道與居民的下水道相通,污染物通過下水道形成交叉污染,最后流入河中或者滲入地下,其危害不可估量。科學工作者或者未來的科學工作者成了環境的污染者,令人十分遺憾。環境保護是事關可持續發展經濟的大戰略。在環保面前人人平等,必須本著“誰污染環境,誰負責處理”的原則貫徹執行。實驗室的成本核算和對外收費都應包括實驗室的環保費用在內。

實驗室的污染源種類復雜,品種多,毒害大,應根據具體情況,分別制訂處理方案。

1實驗室環境污染種類及危害[1]

1.1按污染性質分

1.1.1化學污染

化學污染包括有機物污染和無機物污染。有機物污染主要是有機試劑污染和有機樣品污染。在大多數情況下,實驗室中的有機試劑并不直接參與發生反應,僅僅起溶劑作用,因此消耗的有機試劑以各種形式排放到周邊的環境中,排放總量大致就相當于試劑的消耗量。日復一日,年復一年,排放量十分可觀。有機樣品污染包括一些劇毒的有機樣品,如農藥、苯并(α)芘、黃曲霉毒素、亞硝胺等。無機物污染有強酸、強堿的污染,重金屬污染,氰化物污染等。其中汞、砷、鉛、鎘、鉻等重金屬的毒性不僅強,且有在人體中有蓄積性。

1.1.2生物性污染

生物污染包括生物廢棄物污染和生物細菌毒素污染。生物廢棄物有檢驗實驗室的標本,如血液、尿、糞便、痰液和嘔吐物等;檢驗用品,如實驗器材、細菌培養基和細菌陽性標本等。開展生物性實驗的實驗室會產生大量高濃度含有害微生物的培養液、培養基,如未經適當的滅菌處理而直接外排,會造成嚴重后果。生物實驗室的通風設備設計不完善或實驗過程個人安全保護漏洞,會使生物細菌毒素擴散傳播,帶來污染,甚至帶來嚴重不良后果。2003年非典流行肆虐后,許多生物實驗室加強對SAS病毒的研究,之后報道的非典感染者,多是科研工作者在實驗室研究時被感染的。

1.1.3放射性污染物

放射性物質廢棄物有放射性標記物、放射性標準溶液等。

1.3按污染物形態分

1.3.1廢水

實驗室產生的廢水包括多余的樣品、標準曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量洗滌水等。幾乎所有的常規分析項目都不同程度存在著廢水污染問題。這些廢水中成分包羅萬象,包括最常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對少見的氰化物、細菌毒素、各種農藥殘留、藥物殘留等。

1.3.2廢氣

實驗室產生的廢氣包括試劑和樣品的揮發物、分析過程中間產物、泄漏和排空的標準氣和載氣等。通常實驗室中直接產生有毒、有害氣體的實驗都要求在通風櫥內進行,這固然是保證室內空氣質量、保護分析人員健康安全的有效辦法,但也直接污染了環境空氣。實驗室廢氣包括酸霧、甲醛、苯系物、各種有機溶劑等常見污染物和汞蒸汽、光氣等較少遇到的污染物。

1.3.3固體廢物

實驗室產生的固體廢物包括多余樣品、分析產物、消耗或破損的實驗用品(如玻璃器皿、紗布)、殘留或失效的化學試劑等。這些固體廢物成分復雜,涵蓋各類化學、生物污染物,尤其是不少過期失效的化學試劑,處理稍有不慎,很容易導致嚴重的污染事故。

2對實驗室污染物的處理辦法

為防止實驗室的污染擴散,污染物的一般處理原則為:分類收集、存放,分別集中處理。盡可能采用廢物回收以及固化、焚燒處理,在實際工作中選擇合適的方法進行檢測,盡可能減少廢物量、減少污染。廢棄物排放應符合國家有關環境排放標準。

2.1化學類廢物

一般的有毒氣體可通過通風櫥或通風管道,經空氣稀釋排出。大量的有毒氣體必須通過與氧充分燃燒或吸收處理后才能排放。

廢液應根據其化學特性選擇合適的容器和存放地點,通過密閉容器存放,不可混合貯存,容器標簽必須標明廢物種類、貯存時間,定期處理。一般廢液可通過酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放,有機溶劑廢液應根據性質進行回收。

2.1.1含汞廢液的處理

排放標準3:廢液中汞的最高容許排放濃度為0.05mg/L(以Hg計)。

處理方法:①硫化物共沉淀法:先將含汞鹽的廢液的pH值調至8-10,然后加入過量的Na2S,使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀劑),與過量的S2-生成FeS沉淀,將懸浮在水中難以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀.然后靜置、分離,再經離心、過濾,濾液的含汞量可降至0.05mg/L以下。[2]

②還原法:用銅屑、鐵屑、鋅粒、硼氫化鈉等作還原劑,可以直接回收金屬汞。

2.1.2含鎘廢液的處理

①氫氧化物沉淀法:在含鎘的廢液中投加石灰,調節pH值至10.5以上,充分攪拌后放置,使鎘離子變為難溶的Cd(OH)2沉淀.分離沉淀,用雙硫腙分光光度法檢測濾液中的Cd離子后(降至0.1mg/L以下),將濾液中和至pH值約為7,然后排放。

②離子交換法:利用Cd2+離子比水中其它離子與陽離子交換樹脂有更強的結合力,優先交換.

2.1.3含鉛廢液的處理

在廢液中加入消石灰,調節至pH值大于11,使廢液中的鉛生成Pb(OH)2沉淀.然后加入Al2(S04)3(凝聚劑),將pH值降至7-8,則Pb(OH)2與Al(OH)3共沉淀,分離沉淀,達標后,排放廢液。

2.1.4含砷廢液的處理

在含砷廢液中加入FeCl3,使Fe/As達到50,然后用消石灰將廢液的pH值控制在8-10。利用新生氫氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用,除去廢液中的砷。放置一夜,分離沉淀,達標后,排放廢液。

2.1.5含酚廢液的處理

酚屬劇毒類細胞原漿毒物,處理方法:低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉煮一下,使酚分解為二氧化碳和水。如果是高濃度的含酚廢液,可通過醋酸丁酯萃取,再加少量的氫氧化鈉溶液反萃取,經調節pH值后進行蒸餾回收.處理后的廢液排放。

2.1.6綜合廢液處理

用酸、堿調節廢液PH為3-4、加入鐵粉,攪拌30min,然后用堿調節pH為9左右,繼續攪拌10min,加入硫酸鋁或堿式氯化鋁混凝劑、進行混凝沉淀,上清液可直接排放,沉淀于廢渣方式處理。

2.2生物類廢物

生物類廢物應根據其病源特性、物理特性選擇合適的容器和地點,專人分類收集進行消毒、燒毀處理,日產日清。

液體廢物一般可加漂白粉進行氯化消毒處理。固體可燃性廢物分類收集、處理、一律及時焚燒。固體非可燃性廢物分類收集,可加漂白粉進行氯化消毒處理。滿足消毒條件后作最終處置。

2.2.1一次性使用的制品如手套、帽子、工作物、口罩等使用后放入污物袋內集中燒毀。

2.2.2可重復利用的玻璃器材如玻片、吸管、玻瓶等可以用1000-3000mg/L有效氯溶液浸泡2-6h.然后清洗重新使用,或者廢棄。

2.2.3盛標本的玻璃、塑料、搪瓷容器可煮沸15min.或者用1000mg/L有效氯漂白粉澄清液浸泡2-6h,消毒后用洗滌劑及流水刷洗、瀝干;用于微生物培養的,用壓力蒸汽滅菌后使用。

2.2.4微生物檢驗接種培養過的瓊脂平板應壓力滅菌30min,趁熱將瓊脂倒棄處理。

2.2.5尿、唾液、血液等生物樣品,加漂白粉攪拌后作用2-4h,倒入化糞池或廁所。或者進行焚燒處理。

2.3放射性廢棄物

一般實驗室的放射性廢棄物為中低水平放射性廢棄物,將實驗過程中產生的放射性廢物收集在專門的污物桶內,桶的外部標明醒目的標志,根據放射性同位素的半衰期長短,分別采用貯存一定時間使其衰變和化學沉淀濃縮或焚燒后掩埋處理。

2.3.1放射性同位素的半衰期短(如:碘131、磷32等)的廢棄物,用專門的容器密閉后,放置于專門的貯存室,放置十個半衰期后排放或者焚燒處理。

2.3.2放射性同位素的半衰期較長(如:鐵59、鉆60等)的廢棄物,液體可用蒸發、離子交換、混凝劑共沉淀等方法濃縮,裝入容器集中埋于放射性廢物坑內。

3解決實驗室污染的措施

3.1提高認識,制定技術規范

各級實驗室都需要進一步提高對實驗室環境污染問題的認識,不能回避,聽之任之,而是應該根據本實驗室工作的特點、重點,積極探索,想方設法減少實驗室污染。國家有關部門也應認真研究實驗室的污染特點和防治途徑,提出操作性強、簡便實用的技術規范,并出臺相應的考核要求及辦法。最好是融入實驗室的建設和驗收中去,使之成為能力建設的一部分,從而有利于貫徹落實各項實驗室環境污染的防治措施。

3.2建立實驗室環境管理體系[3]

實驗室在能力建設、質量管理的同時,還要建立完備的實驗室環境管理體系。按照ISO14001環境管理體系的理念和要求,全面考察實驗分析的各個方面,制定相應的程序文件,規范實驗室環境行為,充分貫徹ISO14001一貫強調的污染預防和持續改進的基本要求,力爭減小每一個過程的環境影響,從而不斷提升實驗室管理水平。

3.3全面推行綠色化學、清潔實驗

3.3.1選擇污染少的分析方法

在保證實驗效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強的試劑,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。在一些特定實驗要用到高毒性藥品時,一定要用封閉的收集桶收集廢液。

學校在進行教育實驗中,還要特別注意發揮教學多媒體的作用。教學多媒體是知識經濟的產物,它是信息社會的標志之一,在實驗教學中,計算機輔助教學模擬化學實驗(仿真實驗)是一種化學試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式,它非常適合于演示實驗。因為演示實驗主要是用于培養學生的觀察能力和用于模仿而不是訓練動手操作能力的。某些毒害較大的化學實驗也可以采用這種方式,從而可防止為了學習一點兒知識而付出高昂的環境代價的作法。[4]

3.3.2改進實驗條件,開展推廣微型實驗[5]

在實驗中改善實驗裝置,是有效防止有毒氣體逸散、有毒液體外溢的重要舉措。一些商品化實驗裝置的產生可以大大減少實驗中化學試劑的用量。

微型實驗是指在微型化的儀器裝置中進行的實驗,其試劑用量是常規實驗的數十分之一至千分之一。因此,開設微型實驗,是節約藥品,減少開支,降低實驗污染的簡便方法。

改進實驗方法,可以減少試劑使用量。在農殘檢測中利用固相萃取取代傳統的液液萃取,可以大大減少乙腈等有毒試劑的使用,減少污染。

3.3.3成立試劑調度網絡

過期、失效的化學試劑的處理是世界性的難題。各實驗室可以合作成立區域性的試劑調度網,選擇一部分危害大,用量少,易失效的試劑進入網絡,實行實驗室間資源共享,盡量避免大批化學試劑失效,也可節約實驗成本。

3.3.4加強地區中心實驗室的功能

現行的管理體制使各級行政部門都擁有各自小而全的實驗室,既浪費了大量資源,又不利于環境保護。應發揮地區中心實驗室的作用,集中部分項目,對社會開發。從而達到資源共享,相對降低實驗室污染物的排放,對污染相對大的實驗室有利于集中治理。

3.3.5一些行之有效的清潔實驗行為的實例

•在滿足實驗要求的情況下,適當降低采樣量;

•不要購買暫時用不上的試劑;

•盡量利用可回收的試劑;

•應使用可降解的無磷洗滌劑;

•使用酒精溫度計從而避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。

4國內外實驗室污染治理的現狀

在國外,有專門的實驗室廢棄物處理站來集中收集處理。實驗室廢棄物集中處理站的管理規范、嚴格,安全環境保護意識極強。專門地點集中、專門房間、專門容器存放,專門人員管理,嚴格分區、分類,集中送特殊廢品處理場處理。各種廢棄物由各實驗室分類上交后,處理站要對交來廢棄物稱重后將信息存進計算機,再分類放到規定地方集中。例如,報廢放射源、廢機油、報廢化學試劑、化學合成“三廢物”、化學品廢棄容器等都分類存放。[6]

廢棄物集中處理站設計內容周密,設施完備先進,安全可靠。為防止集中后的地下滲漏二次污染,設計時將處理站地下全部用水泥整體澆注。危險化學品、放射源存放在專門房間,還有安全監控、排風系統。

廢棄物集中處理站的費用由政府每年的經費預算中列支。另一方面,可回收廢品被收購后所得資金則用于廢棄物集中處理站的進一步發展。

目前我國對實驗室的污染排放并沒有專門的規定,一般參照企業的污染排放標準。實驗室在建設或認可驗收時會對實驗室的廢棄物排放提出要求。如氣體實驗在通風處做,廢棄物由專門的環保公司回收等。由于實驗室污染種類齊全,情況復雜,多數項目產生的污染量較小,缺乏相應資金,操作起來存在著相當難度,給污染治理帶來一定困難。目前除少數一些環保意識強的實驗室,沒有直接排放廢棄物外,多數實驗室僅僅把環保放在口頭上,廢棄物回收協議簽在紙上,大量的廢棄物仍然直接排放。

由于實驗室大多數項目只是零星開展,各項目之間的工作頻次不均勻,廢棄物排放物規律,污染分散,這些也給環保部門監控帶來困難。一些環保措施的后處理沒有完善,如殘液缸滿后如何處理,都是一個棘手的問題。

篇8

【關鍵詞】 實驗室污染;綠色化實驗;環保意識

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2013)17-0-01

化學是以實驗為基礎,通過學生對生活中各種化學物質的組成、性質、結構、變化規律等的研究和學習,培養他們科學探究素養的一門自然科學。如魔術般神奇的化學實驗“噴霧寫字”、“燒不壞的手帕”、“氨的噴泉實驗”等在讓學生著迷的同時,更重要的是讓他們探究到了化學知識,用更加科學的眼光認識世界。

然而,光環的下面存在著陰影,神奇過后是實驗帶來的廢棄物。這些廢棄物是一種不容忽視的污染源,大致有三類。第一類是廢液包括實驗后的殘液、失效的貯藏液、清洗儀器后的洗液等。其污染成分是有機物(苯及同系物、醛類等)、重金屬離子(Cu2+、Ag+、Hg2+、Ba2+)、酸液(鹽酸、硫酸等)、堿液(氫氧化鈉等)。廢液大多具有毒性、腐蝕性:如苯酚的毒性非常強,極少量就會造成湖泊里的魚類大量死亡;苯是大家熟知的致癌物。第二類是廢氣包括甲醛、苯系物蒸氣、酸霧、有機溶劑蒸氣和汞蒸氣等。它們對人體幾乎都有傷害:如硫化氫是一種劇毒氣體,較多的硫化氫會造成人中度甚至死亡;甲醛會刺激眼睛和呼吸道;除苯是致癌物質外,其它的苯系物幾乎都有不同程度的毒性。這些有毒、有害的氣體被排放出去還會污染周圍空氣。第三類是固體廢棄物包括過量的反應物、實驗生成物、消耗的實驗用品(PH試紙、過濾紙等)、破損的實驗儀器(玻璃器皿、玻璃溫度計等)、失效的化學試劑等。其中包括各類化學污染物,尤其是過期失效的化學試劑,處理稍有不慎,很容易導致嚴重的污染事故。小小的化學實驗室,居然能產生這么多種類復雜繁多的污染物。

化學教學中至少有一半的知識須通過實驗引入。隨著課程改革的實施,學生的實驗動手次數還在增加。據有關資料統計,目前我國擁有普通高中一萬多所,初中五萬多所。中學化學實驗所產生的廢物,如果不加處理就排放的話,其有毒有害物的排放量就相當大了。但學校實驗室卻沒有設置專門的廢物處理裝置系統,一般廢棄物未經處理就被沖入下水道,廢氣則是通過抽氣管被排放到空氣中,這對環境和人類的污染可想而知了。

對中學化學實驗進行綠色化設計是當下減少實驗室污染的最有效的途徑。通過近年來的摸索,我對化學實驗綠色化的問題作了一些探究,尋找到了以下幾條途徑:

一、盡可能減少藥品用量

中學化學以定性實驗居多,定量實驗較少。我們在保證實驗效果的前提下,可以盡量減少試劑的用量。選用小型號的反應儀器裝置,操作時用膠頭滴管滴加液體試劑代替傾倒、用藥匙的小匙取用固體藥品,可以達到盡可能減少藥品用量的目的。例如:二氧化碳與水的反應,用100ml的軟質塑料瓶比用500ml的瓶子試劑用量大大減少;濃硫酸的脫水性實驗,用20ml的燒杯,蔗糖10g,濃硫酸5ml,就可以使藥品用量減半;一定物質的量濃度溶液配制實驗,用100ml容量瓶是1000ml容量瓶藥品用量的1/10。

二、采用微型儀器實驗

對于不用加熱的開放實驗,用表面皿或點滴板代替傳統的試管、燒杯、燒瓶等大體積容器,使實驗小型化、微型化,試劑用量大幅度減少,可以達到最大程度減少藥品用量的目的。特別是學生分組探究實驗,采用表面皿或點滴板進行,是減少污染的最佳途徑、是一個值得推廣的好方法。如:酸、堿、鹽的性質實驗,絕大多數都可以在點滴板或表面皿中進行。初中化學新教材中已經提到――微型化學實驗消耗藥品少,所用儀器和操作簡單,污染也少,符合綠色化學的理念。

三、開發綠色實驗

綠色化學實驗的目標和任務不是被動地治理污染,而是主動地減少和消除實驗室的化學污染。我們在設計實驗方案時要增強環保意識,精選實驗內容,改進實驗方式,開發綠色實驗,在滿足實驗效果的前提下,用無毒害的反應物代替有毒害的反應物;用產生無毒害生成物的藥品代替產生有毒害生成物的藥品,采取切實可行的有效措施防止和消除實驗室造成的環境污染。例如:實驗室以過氧化氫分解制氧氣取代氯酸鉀或高錳酸鉀分解的方法,不僅可以實現原料和反應過程的綠色化和零排放,不需加熱還可以達到節能的效果,可謂一舉兩得;溶液的導電性實驗,用硝酸鈉和稀硝酸代替鹽酸和氯化鈉,既達到了實驗的目的,又避免了在通電時產生有害的氯氣而污染環境。

四、對危險、反應條件苛刻、污染嚴重、儀器試劑價格昂貴,又找不到合適替代品的實驗,運用多媒體教學制成課件或觀看實驗錄像,不失為一個環保的好方法。例如:氫氣的爆鳴實驗、硝酸與銅反應、苯的性質實驗等。

五、妥善處理實驗廢棄物

實驗后的廢棄物應當根據其具體情況分別處理。比如:氯氣、二氧化硫、硫化氫等尾氣可以用堿液吸收;氫氣、一氧化碳等尾氣可以采用點燃的方法。無毒的廢液用碳酸鈉或醋酸調節其PH在7左右再排放;含重金屬離子的廢液可加堿或硫化鈉使其沉積,再過濾分離,殘渣埋于地下。而對于實驗廢渣盡可能再生利用,不能再生利用的有毒物要遠離生活區深埋。

可喜的是,初中化學新版教材中滲透了環保教育,增添了環保題材。實驗的設置上也體現了綠色化實驗的理念。教師在課堂上應注重培養學生的環保意識,把綠色化學教育滲透到化學實驗室。實驗后要求學生把廢液、廢渣倒到指定的容器盡可能回收利用或作妥善處理。減少有害氣體的任意揮發,將其盡可能作化學處理。讓我們師生共同樹立起綠色化學和環境保護的理念,不斷改良現行實驗,關心和重視綠色化學實驗室的建設。

參考文獻

[1]隋良永:《化學實驗創新中的綠色化學理念》人教網,2011(10)

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[關鍵詞] 分析化學實驗 綠色化學 實驗教學

綠色化學又稱環境無害化學(Environmentally BenignChemistry)、環境友好化學(Environmentally FriendlyChemistry)、清潔化學(CleanChemistry)。

綠色化學是用化學的技術和方法去消滅或減少那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑在生產過程中的使用,同時也要在生產過程中不產生有毒有害的副產物、廢物和產品。為維持經濟和社會的可持續發展,各國都對綠色化學非常重視。高等院校肩負為我國建設培養優秀人才的重任,在化學教育中關注人文主義的科學精神,灌輸提倡節約、保護環境、維護健康的綠色化學理念就顯得尤為重要。分析化學實驗是化工、生物、環境、農業、醫藥、食品等專業的基礎實驗課,其實驗內容覆蓋面大,所需試劑種類多,且大部分為常量實驗,造成的實驗性環境污染現象較為嚴重。因此,筆者認為,對分析化學實驗綠色化的實踐探索意義重大。

一、多媒體與計算機輔助教學

21世紀是信息時代,在電子科學飛速發展的今天,多媒體與計算機早已走進了理論教育的課堂。而隨著計算機模擬仿真化學實驗的產生和發展,使得化學實驗有了擺脫實物教育的可能,其對保護自然資源、緩解化學實驗對環境的污染等,具有深遠的意義。

在分析實驗開始前,組織學生觀看分析儀器的基本操作和演示實驗的多媒體課件,使學生對實驗內容和原理有直觀的認識;模擬實驗中可能產生的違規操作,讓學生了解其后果,可有效防止錯誤的產生,減少實驗消耗。

對那些中間實驗現象不明顯、危險性大或操作條件苛刻的實驗,利用計算機模擬仿真技術,通過多媒體教學手段,可以很方便的解決這些問題,并在保護環境的同時取得最佳的教學效果。

利用多媒體與計算機輔助實驗教學,不僅能夠解決實驗硬件的不足與學生數量快速增長的矛盾,還提供了減少實驗性環境污染的途徑,是化學實驗教學綠色化研究的重要內容。

二、優化實驗

首先,對于一些安排上重復、且所用藥品毒性較大的實驗,在不影響培養學生實驗操作能力和知識結構的前提下,可以進行刪除。

其次,對排放有害物質的實驗,可以改進實驗方案,減少或消除污染。例如,在《酸堿標準溶液的配置和濃度的比較》實驗中,若采用揮發性大的濃鹽酸,實驗室會彌漫大量的酸霧而造成空氣污染,而改用6mol/L的鹽酸,此項污染會大幅度降低。再如,在《雙氧水中過氧化氫含量的測定》實驗中,改用濃度為3%的雙氧水(在醫學上可作消毒劑)代替濃度為30%的雙氧水(氧化性極強,污染環境),就不會造成污染。

另外,還可以引入先進的實驗方法來消除污染。例如,在分析一些成分復雜的樣品時,加入掩蔽劑是常規的實驗方法,而掩蔽劑多數是有害的物質。通過儀器掩蔽方法――導數分光光度法和雙波長分光光度法,可以做到不加掩蔽劑而消除干擾直接測定。

三、推行微型分析化學實驗

微型化學實驗是國內外日益廣泛采用的一種化學實驗方法,因具有減少環境污染、減少試劑用量從而節省實驗經費、節省學時等優點而得到普遍認同。

近年來,通過教育工作者對分析化學微型滴定實驗的探索表明,微型滴定分析實驗結果準確可靠,方法可行,可節約試劑80%以上。這對使用有毒試劑的實驗,如重鉻酸鉀的實驗而言,可顯著減少其對環境的污染;另外,微型實驗較常規滴定分析需要更加細致的操作,對學生的實驗水平要求更高、更規范。因此,微型分析化學實驗的推行在減少環境污染的同時,有利于提高學生的實驗技能。

四、消除污染物的直接排放

分析化學實驗過程中,排放最多的是廢液,其中大多數均含有有毒有害物質,有些甚至是劇毒物和致癌物。而長期以來,學生把實驗過程中產生的和實驗完成后剩余的試劑大多直接倒入下水道中,造成了環境的污染。這種現象是急需杜絕的。每次實驗結束后,應要求學生將廢液進行處理后再利用或排放。通過這樣的做法,既減少了污染,又培養了學生保護環境的意識和綜合解決環境污染問題的能力。

例如,可以將《酸堿標準溶液的配置和濃度的比較》實驗中剩余的酸和堿進行中和至PH=7,然后再進行排放。

再如,在《鉛鉍合金中Pb2+、Bi3+含量的連續滴定》實驗中,可以用硫化鈉作為沉淀劑回收Pb2+和Bi3+,之后用稀硝酸溶解硫化物,并控制酸的用量,使回收后的混合液酸度恰好為滴定Pb2+和Bi3+所需的PH值,達到了廢液回收再利用的目的,既節約實驗成本,又減少實驗污染。

五、結論

分析化學是一門以實驗為基礎的自然科學,它與環境聯系十分密切。通過實踐和研究表明,把綠色化學的思想融于分析化學實驗教學中,有效地減少了分析化學實驗對環境的污染,節約了實驗成本,并有利于學生綜合素質的提高和實驗技能的培養。

參考文獻:

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[2]陳偉珍,沈戮,黃美玲等.微型滴定分析化學實驗探索[J].實驗室研究與探索,2007,26(2):31-34.

[3]羅明輝,楊勤,韋永勤等.定量化學分析實驗微型化的研究[J].化工高等教育,2002,73(3):71-72.

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[關鍵讕]中學化學 化學實驗 綠色化

實驗是中學化學教學不可或缺的重要組成部分,它除了能讓學生學習化學知識掌握化學技能,還能培養他們的學習興趣激發學習熱情。因此,大多數學校都盡可能多地采用實驗這種教學方式。但是對于試驗后排放出的污染卻很少有學校去做處理。21世紀,世人已經把環境保護提高全局高度,不過由于我國還沒有實驗室污水排放的法規和標準,使得大家對于中學化學實驗室里排放出的污染卻一直鮮有關注。因此,作為化學教師應該具有綠色化學思想,在教學中以身作則,注重培養學生的環保意識,對實驗排放的“三廢”進行控制和治理,從而達到減少排放量,保護環境的目的。本文著力探討如何把綠色化學教育貫穿于化學教學實驗的始終。

一、化學實驗綠色化的概念和意義

“化學實驗綠色化”即化學實驗潔凈化。化學實驗綠色化與化學工業綠色化一樣,就是將綠色化學的基本原理和理念應用于化學實驗中的一項技術,是一個在傳統化學實驗基礎上的創新過程。

1.化學實驗綠色化最重要的意義就是保護自然環境

中學化學實驗所用的試劑品種繁多,其中不乏許多有毒有害藥品。這使得實驗室排放的污染物不僅污染巨大,而且成份復雜,治理起來非常困難。目前,大部分學校的實驗廢液和部分廢渣都是直接排放到下水道。這樣污染物就會流人江河、水塘或者滲入地下,而最終進入生態系統,破壞環境。特別我國很多城市已經是缺水性城市,這些不斷通過下水道排放的化學實驗廢棄物對于城市的水源更是雪上加霜。所以研究化學實驗的綠色化刻不容緩。

2.提倡化學實驗綠色化也是為了保障學生們的人身安全

由于化學實驗而造成的傷害事故一直以來時有發生。近年來比較嚴重的一次發生在徐州一名初三學生饒南的身上。一次化學實驗課,老師讓饒南幫忙把實驗用的化學品送到實驗室,途中,饒南出于好奇心從標有紅磷和氯酸鉀的容器內分別拿出來一小塊紅鱗、一小塊氯酸鉀。回到家后。饒南迫不及待地想知道這兩種化學藥品放在一起會發生什么反應,于是就把紅磷和氯酸鉀放入一個小玻璃瓶里,并搖晃了幾下。就當饒南準備把玻璃瓶放到窗臺時,意想不到的事情發生了,小玻璃瓶在手中發生爆炸。經過醫院診斷為:右手爆炸傷。右手食指末節套狀撕脫、右手拇指挫傷、頭皮裂傷。

怎樣才能避免這種傷害事件,降低化學實驗的危險性呢?我們知道可以通過降低暴露性和降低內在危害性兩種方法。降低暴露性有很多種方法。比如保護性衣服、工程控制、防毒面具等。但這只是一個治標的方法,無法從根本上消除危害與危險。我認為最主要的還是降低其內在危害性:即教師在化學設計時應該充分考慮到危害性,采用各種方法與手段將危害降至最小。這就是綠色化學研究的內容。

3.化學實驗綠色化符合素質教育的思想

在化學實驗綠色化的過程中,能給增強學生的環保意識,教會他們防治污染的重要方法。同事,高中化學實驗綠色化的實現需要不斷更新實驗方法和實驗設計,這可以激發學生的創新意識。

二、實踐化學實驗綠色化的途徑

1.進行綠色化學實驗設計

要控制污染,首先應該從源頭著手。為了實現化學實驗的綠色化,先應該盡量避免使用或生成毒性較大、容易造成污染的物品。這就需要發揮化學教師的創新思維,通過改進實驗方案、實驗設計,來減少化學實驗對環境的污染。但通過改變這些有毒有害物質的制取方法,并進行巧妙的實驗設計,就會使實驗無污染,并同樣達到預想的實驗目的,實現實驗的綠色化。

例如,在中學化學實驗中,CI2、CO2、SO2、H2S等都是經常要用到的有毒有害物質,這些物質在實驗中經常會產生嚴重的污染。但是如果我們通過改變這些有毒有害物質的制取方法,并改進實驗設計,就會使實驗無污染。并同樣達到預想的實驗目的,實現實驗的綠色化。

2.改善實驗條件、實驗裝置

實驗裝置是化學實驗的,必須載體,也是可以減少污染的關鍵一環。如果在實驗設計環節中,實在無法避免使用或者產生有害物質和污染,那么實驗應該在密閉的裝置內進行,盡量避免敞口操作,防止有害物質擴散到空氣當中。如果無法進行密閉實驗時,實驗應在通風櫥內進行。

3.規范實驗操作,控制藥品用量

無論課堂演示實驗還是學生實驗都要精量細算,堅持適量的原則,從而達到節省資源,減少污染的目的。目前,在中學化學教材上對于很多實驗的藥品用量都未明確給出限量,基本都采用“少量”、“少許”、“適量”、“一定量”等籠統的詞匯來限定,使得學生很難把握藥品的實際用量。這樣不僅會影響實驗的科學性和實驗的效果,又會造成藥品的浪費,更會對環境造成大量的污染。化學實驗綠色化要求化學教師應該在保證實驗效果的基礎上盡可能地減少藥品用量,以減少化學實驗的廢棄物。

4.注重對實驗廢棄物的回收處理