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新形勢 環境保護 污染治理
進入二十一世紀以來,環境保護與污染治理已成為當今社會的重大問題。在上個世紀末,人類社會的文明得到了飛躍性的發展,工業科技飛速進步。然而,這卻是人類用環境的代價換來的社會進步。如今,我們在享受物質文明的時候,卻也被污染的環境深深的傷害著。在當前形勢下,對環境的保護和污染的治理,已經到了刻不容緩的程度。
一、主要的環境污染
當今世界環境污染問題涉及到許多方面,其中最顯著的有以下幾個
(一)二氧化碳排放所造成的“溫室效應”。“溫室效應”是新形勢下人類社會面臨的全球性環境問題之一,據了解,如果大氣中的二氧化碳氣體含量增加1倍,那么全球的年平均氣溫將升高1.5~4.5℃。據科學家預測,隨著人類活動產生的溫室氣體大量的增加,到2100年,全球的氣溫將上升2~5℃。而隨著“溫室效應”的不斷增強,將對人類生存環境和社會經濟發生重大影響。有的科學家認為,隨著全球氣候的變暖,兩極冰雪將會部分融化,從而導致海平面上升,使沿海的一些國家和城市被海水淹沒。另外,隨著氣溫升高,各地區降水和干濕狀況也會發生變化,除此之外。氣候的變化還會引起一些疾病的蔓延,危害人體的健康等。因此二氧化碳排放所造成的“溫室效應”,已引起世界各國的普遍關注,成為當前形勢下環境議論的焦點。
(二)臭氧層遭到嚴重破壞。人類在創造財富,發展工業的同時,卻也在破壞著環境。臭氧層被破壞就是當今人類社會面臨的全球性環境問題之一,是人類活動致使大氣層嚴重污染的結果。臭氧層遭到破壞之后,會使照射到地面上的太陽紫外線增多,將會嚴重損害地面上動植物的基本結構,并危害到海洋生物的生存。此外,還會使地球的氣候和生態環境發生異變,能夠直接影響到人體的健康,如皮膚癌、白內障等疾病增多。據科學家研究,大氣中的臭氧每減少1%,照射到地面上的紫外線就會增加2%。在80年代,科學家曾觀測到南極上空的臭氧在每年的9~10月會急劇減少,導致各種海洋生物的滅絕,1985年公布的測量結果也表明,南極上空的臭氧層濃度大大減少,臭氧層“空洞”已擴大。1987年,科學家們又發現北極上空也出現了臭氧層“空洞”。種種調查表明,臭氧層已經遭到了嚴重的破壞,亟待得到解決。
(三)酸雨。隨著工業化進程的快速發展,酸雨業已成為了當前形勢下又一重大環境問題之一。酸雨的形成主要是來自工廠、汽車、飛機等燃燒和石油、天然氣,不斷地向大氣中排放硫和氮等有害物質所物造成的。酸雨的危害性很大,如果降落在河湖,將會致使河湖水酸化,影響魚類生長和繁殖乃至大量死亡;如果酸雨降落在土壤中,也將會使土壤酸化,危害農作物或森林生長并進而危害人體健康;此外,酸雨還能夠蝕建筑物、橋梁、鐵軌等,就連保存了不知多少個世紀的文物古跡、碑刻石雕等也會被酸雨腐蝕得斑駁脫落、滿目瘡痍。由此可見,酸雨給人類生存、發展帶來巨大危害,被人們稱為“空中死神”。
(四)固體廢物所造成的污染。固體廢物所造成的污染又是工業化發展所遺留下來的一個重大問題之一。固體廢物的堆放帶來的嚴重環境問題主要有:1.占用土地資源,損傷地表。當前越來越多的城市垃圾、礦業尾礦、煤矸石、工業廢渣等侵蝕了大量土地,直接地影響到了農業的生產,妨礙了城市環境衛生,并且對植被造成嚴重的損害,破壞了大自然的生態平衡。2.將會污染土壤、水體、大氣。堆放在地面的固體廢物以及滲出物會改變土壤的成分和結構,同時有毒的固體廢物還會殺傷土壤中的微生物和動物,降低土壤肥力,破壞植被生長。3.嚴重危害人體的健康。固體廢物中所含的有毒物質和病原體,除了以大氣、水體、土壤為媒介進行傳播外,還會通過多種有害生物為媒介傳播疾病,比如傳播鼠疫等。
二、環境保護與污染治理
面對越來越嚴峻的環境形勢,如何對環境進行有效的保護和對污染進行有效的治理就顯得尤為重要。控制環境的進一步惡化與治理當前面臨的各種環境污染,已經成為各國所關注的焦點。
(一)防止或減緩溫室效應。“溫室效應”是指透射陽光的密閉空間由于和外界缺乏熱交換而形成的一種保溫效應。對產生溫室效應有重要影響的氣體有二氧化碳、甲烷、臭氧、氯氟烴以及水氣等。眾所周知,溫度一般較室外溫度高,不散熱,對室內具有保溫效用,如今的地球與地球上的大氣層就像是室內外。一般而言,要想防止或者減緩溫室效應,就必須將大氣中的二氧化碳濃度控制在0.03%左右,具體做法:1. 大力推行植樹造林活動,使植物吸收大氣中的二氧化碳;2. 控制工廠二氧化碳的排放量;3. 改善能源結構,開發新能源。比如春季的植樹造林、夏季升高空調溫度、節約用電、每人少開一天車等活動就是防止或減緩溫室效應的具體措施和行動。
(二)控制酸雨對人體造成的危害。在我國,長江以南地區是全世界三大酸雨區之一,占國土面積資源的30%。酸雨的危害是眾所周知,它能讓森林面積減少,導致全世界每年有1200萬公頃的森林消失,而我國年均消失天然林40萬公頃,按近十年的平均采伐和毀壞森林的速度,到5055年將失去全部森林。同時,酸雨能夠對水質的污染和對人體皮膚的造成損害,將人類的健康造成了重大威脅。對于酸雨,可以采用以下措施來減少其危害:1.控制工廠和汽車尾氣二氧化硫的排放量;2.發展新型能源;3. 制定一系列的相關政策來限制管理企業工廠的環境破壞行為,令其做好環保措施。
(三)保護環境措施。1.必須制訂和完善環境保護法,規定環境標準、污染物排放標準,嚴格控制工業上的二氧化硫、氮氧化物和氰、汞、鎘、砷等有毒有害物質的排放標準;2.設立和健全各級環保機構、做到專人負責;3.采取相應的經濟手段,堅決打擊破壞“環境保護法”的人和事;4.注意工業合理布局和建廠對環境的影響,規定工業區各種污染物的排放量;5.大力進行污染的治理工作;6.建立系統的環境科研和監測網,建立預警制度,隨時將各地污染狀況通報居民和有關廠礦;7.宣傳環保意識,發動群眾綠化環境;8.控制劇毒高殘留農藥的生產和使用等。
我們人類生存的環境是一個龐大而復雜的系統,它包括自然環境和社會環境兩部分.現代化的科學技術和社會化的大生產,擴大了人類活動的領域,增強了人類利用改造自然的能力,改變了環境的組成、結構和環境中物質循環的關系,提高了勞動生產力,豐富了人類的物質生活.但與此同時,由于人類某些活動沒有遵循自然規律,向自然界索取的物質和能量超過了自然界的自動調節能力,向自然界排放的廢棄物超過了自然界的自然凈化能力,這就造成了全球性的環境問題.環境的日益惡化,已對整個人類的生存和發展敲響了警鐘,增強全民環境保護意識已經成為刻不容緩的大事.新的科學課程標準以提高每個學生的科學素養為總目標.通過本課程的學習,學生將保持對自然現象較強的好奇心和求知欲,養成與自然界和諧相處的生活態度;初步形成可持續發展的觀念,并能關注科學、技術與社會的相互影響. 因此結合新課程改革要求對學生進行環境保護教育勢在必行.初中科學與環境科學之間的關系十分密切.初中科學教師可以充分利用學科優勢對學生進行環境教育,使學生在學習初中科學知識的同時,也潛在地受到環境保護的教育.
一、在課堂教學中開展環境保護教育
1.利用教材內容直接開展環境教育
初中科學教材中有關環境教育的內容分散在教材的各個部分中.包括生態平衡、生物多樣性、大氣污染、水體污染、土壤污染等.教師在教材涉及到相關內容時應及時進行環境保護教育.例如,在七年級下冊中學習《空氣》的時候,根據初一學生的心理特點,應選擇以生動、活潑的形象教育為此部分的教學手段和方式.如在講到全球環境問題之一的溫室效應時,首先可以給學生提供閱讀材料:“溫室效應淺析”,讓學生思考:為什么會產生溫室效應?其次,請學生觀看有關 “溫室效應影響”的教學錄像片,并討論總結出溫室效應的主要影響;最后,觀看“關于溫室效應發展”的教學錄像片,結合已有背景知識思考并討論:人為因素對溫室效應的影響有多大、各種溫室氣體的主要來源與我們目前的生產生活方式之間有何聯系.通過以上的教學活動,使學生深刻意識到溫室效應對人類生存發展的不良影響,減輕和消除溫室效應是每一個人的責任,并以實際行動為減輕溫室效應貢獻力量,即將觀念和意識轉化成實際行動,真正達到環境教育的目的.又例如學習《水》的時候,先通過教材中的數據使學生了解人們能直接利用的淡水只占地球上水的極小部分.再播放有關“水華”、“赤潮”生成及其后果的視頻使學生對水體污染有了直觀認識.最后又給學生觀看非洲等缺水地區人們的生活現狀的圖片.學生課后感言:想不到看似選擇洗衣粉這么小的事情也包含著環境保護的大道理.
2.在科學實驗操作中言傳身教,開展環境保護教育
科學實驗作為科學教學的重要組成部分,同樣擔負著對學生進行環境教育的重要職責,并且較之課堂教學更具有直觀性.但很多科學實驗過程或生成物中會產生污染環境的物質,導致學生認為教師雖然在講環境保護但只不過是講講道理,并沒有真正重視環境保護.因此,科學實驗教學中教師要言傳身教,開展環境保護教育,力求利用最少的實驗藥品,獲得最佳的實驗效果,最大限度地減少廢棄物,提高學生的環境意識,這是非常必要的,也是切實可行的.在一些涉及有毒物質的實驗中,要不斷改進實驗裝置,盡量避免氣體外逸或液體泄漏,對有害尾氣要增加吸收或轉化裝置,不能任意排入大氣中.如在做一氧化碳還原氧化銅實驗時,在尾氣處理裝置的設計上,作為開放性問題,要啟發學生大膽設想,設計出減少有毒氣體排放的裝置,防止一氧化碳逸散空中污染環境.學生經過熱烈討論后,最后想出再接一導管將一氧化碳回收至酒精燈處燃燒再利用的辦法,使環境保護教育落到實處.再例如硫酸銅的制取實驗中,原理上有許多種方法,如可用濃硫酸直接和銅反應,也可用將銅在空氣中加熱,再和稀硫酸反應.這時教師就引導學生從環境保護角度出發,盡量減小環境污染,合理選取藥品.在具體的實驗操作中,教師還要嚴格遵守操作規程進行操作,盡量利用少量的反應物來制取少量的物質,使學生從教師的行動中受到教育.在學生實驗中,要求學生把每次實驗完畢后的廢液按指定處傾倒或回收,統一處理,嚴禁隨意胡亂傾倒,力爭把污染減少到最低程度.這樣既可減少污染,也教育學生環境保護要身體力行,從自身做起,逐漸形成良好的環保習慣.
3.在練習題中加深環境保護意識
練習是教師教學后學生學習情況的反饋,也是教學中常用的一種具體控制方法.在當前的教學環境中是比較受學生重視的一種教學手段.所以老師也可通過練
習,潛移默化,使學生逐步建立環境保護意識.在編制練習時,可將環保理念與具體知識結合去觀察解釋社會熱
點問題.特別是一些環境保護中常出現的概念如綠色化學、白色污染、溫室效應等.例如:新能源的開發利用是當今全球的一個重大研究課題,發展氫能源有著廣闊的前景.練習題如下:有研究人員提出了“利用太陽能,以水
為原料,大量生產氫氣,并用作各種機械的動力燃料”這一設想.試回答下列問題:
(1)你認為這一設想能否實現?若認為能,請寫出有關的兩個化學方程式_______.
(2)氫氣作為燃料與現在廣泛使用的化石燃料相比有什么優點?(要求答出兩點)
①_______;②_______.
(3)為了降低汽車尾氣對空氣的污染,可用納米級的某種氧化物作催化劑,使尾氣中的CO與氮氧化物(NO)反應,轉化為空氣中含有的兩種氣體(其中一種為單質),該反應的化學方程式為_______,其中NO發生了_______(填“氧化”或“還原”)反應.
二、在豐富多彩的課外活動中,開展環境教育
環境教育本身是一種感知性的教育活動.科學教師要重視“在環境中學習”,可以組織學生參與以環境教育為主題的探究性學習、社會調查、參觀采訪等實踐活動,使學生在環境中真正感受到環境以及環境問題與他們自身是息息相關的,從而在感知中得到了理性的提高.如把探究性實驗安排在課外活動中進行,既可補充課堂教學上因時間限制而造成的時間不足,又可使學生加深認識,充分理解污染物對環境的危害.例如探究酸雨對環境的危害:先提供給學生有關的背景資料.指出是排放出的二氧化硫酸性氣體或汽車排放出來的氮氧化物煙氣上升到空中與水蒸氣相遇時,形成硫酸和硝酸小滴,使雨水酸化,這時落到地面的雨水就成了酸雨.酸雨會對環境帶來廣泛的危害,造成巨大的經濟損失,如腐蝕建筑物和工業設備;破壞露天的文物古跡;損壞植物葉面,導致森林死亡;使湖泊中魚蝦死亡;破壞土壤成分,使農作物減產甚至死亡.學生以酸雨對種子萌發的影響進行探究,通過噴不同濃度的pH的模擬酸雨,再數同樣顆粒的萌發種子噴清水作對照組.經過半月觀察酸雨對其的影響,包括量作物莖,葉和根的長度,得出結論.為了讓實驗更有說服力,可以采用不同組用不同的作物如水稻、菜豆、綠豆、小麥等.學生認識到酸雨對生物的危害,進一步提高了對環境保護的意識.又如,通過課堂教學學生已經了解到水體污染的危害性,但本地區水體污染的嚴重程度學生并不是很清楚.教師讓學生對本村或本鎮河流的污染情況進行調查,寫出調查報告.通過一系列不同層次、不同形式的環境實踐活動,幫助學生進一步鞏固環境知識,陶冶環境道德情操,提高環境保護技能和環境宣傳能力,養成“從自己做起,從現在做起”的良好環境行為習慣.
通過具體教學實踐,證明在新課程標準下的科學教學中環境教育是必要的、有優勢的.要把環境教育貫徹始終,使學生在此過程中逐步建立起一種科學的環境保護意識;養成與自然界和諧相處的生活態度;初步形成可持續發展的觀念.這也是時代對我們下一代的要求.
關鍵詞:化學教學;環境意識;培養
近幾年的高考試題中,都出現了有關環境問題的題目.現行的中學化學教材中,進行環保意識滲透的知識點有所增加.除此之外,還可聯系實際,加強這方面知識的拓寬.下面談談我在教學實踐中的幾點做法.
一、精心準備實驗,喚起學生的環保意識
中學化學教材中,Cl2、HCI的制取,強調要在密閉系統或通風櫥中進行,可聯系Cl2、HCl的毒性向學生指明這樣做的目的.而Cl2、H2S、SO2、濃H2SO4、HNO3等性質實驗,特別是分組實驗,尾氣直接排放到空氣中,對學生的危害較大,也污染了環境.據此可向學生講解:實驗室條件下的排放量與工廠相比是微乎其微的,由此可以推知,工礦企業排放的有毒氣體必須經吸收后才能排空,否則會對環境造成多么嚴重的污染.比如,對于NO2的制取,我進行了這樣的改進:在盛有一小塊銅片的試管中,加入1mL左右的濃硝酸,然后立即用帶有導管的橡皮塞塞住試管口,導氣管的另一端插入盛有NaOH溶液的小燒杯中,可看到紅棕色的NO2氣體充滿試管,多余的NO2氣體則通過導管進入NaOH溶液中,這樣有毒的NO2氣體被NaOH溶液吸收,轉化為硝酸鈉和亞硝酸鈉,此改進簡單易行有效,也極大地啟發和調動了學生的思維,使學生在建立起環保意識后,開始了參與解決環境問題的實踐.
二、聯系化工生產工藝,進行環保意識滲透
1 接觸法制硫酸.接觸法制硫酸的尾氣中含有SO2等氣體,直接排放到空氣中會造成環境污染.SO2對人體健康有很大危害,與支氣管炎、氣管炎等呼吸系統疾病有關,著名的倫敦煙霧事件就造成了4000多人死亡.SO2對土壤、湖泊、河流造成酸化,使植物和農作物造成損害,通過這些介紹,使學生意識到尾氣必須凈化回收.可啟發學生從S02的性質出發選用合適的吸收液,然后指明我們一般用氨水來吸收,生成的亞硫酸銨,可作為生產氮肥的原料.
2 工業制HNO2.制硝酸的尾氣中含有少量的NO和NO2,如果不加處理就排放到空氣中,也會造成污染.NO能通過光化學氧化作用轉變為NO2.NO2對呼吸器官有強烈刺激,能引起急性哮喘病,造成肺損傷,引起胸悶,眼部灼傷和頭痛,特別會引起氣管炎和支氣管炎.為了消除其對大氣的污染,變廢為寶,我們常用堿液去吸收,使之轉化為硝酸鹽和亞硝酸鹽這些化工產品.
3 制水泥.水泥生產過程中產生大量的粉塵,它能引起或加重呼吸道疾病,并會損害肺部.五六十年代嚴重的倫敦和紐約煙霧中就有粉塵,造成了數千人死亡.目前水泥廠都裝有除塵裝置,將回收的粉塵與粉煤灰、煤渣混合制成建筑用墻磚,實現廢物利用,又減少了普通粘土磚廠的土地用量,既提高了環境質量,又保護了土地資源.
三、結合當前環境熱點,拓寬學生的知識面
上世紀80年代以來,溫室效應、臭氧層破壞和酸雨成為三大全球性環境問題,引起了第二次環保浪潮.化學是一門實用性較強的科學,高考試題就很注重考查運用所學的化學知識來解決實際問題的能力.石油、煤化工及環境保護的知識在近幾年的試卷中重現率達100%.如,2010年江蘇高考試卷選擇題第1題,考查的就是環境保護與綠色能源問題.而且,隨著高考新方案的改革,化學學科也越來越重視學生的實用能力和知識面的考查.因此,向學生拓寬這方面的知識,顯得十分必要.
1 溫室效應.溫室效應指地球大氣中的CO2等氣體,能讓太陽短波輻射透過它到達地面,而把地面長波大量吸收后又反射回地球表面,使地球表面溫度升高.目前溫室效應的主要氣體為CO2.由于溫室效應,將使全球氣候出現嚴重的混亂與反常.能使海平面上升,海水上漲造成的水災將威脅世界30%的沿海城市和地區,這一系列變化,將給世界各國的經濟發展、自然和社會環境造成嚴重的破壞.因此,我們必須采取措施控制溫室效應,減少煤、石油、天然氣等化石燃料的用量,研究利用清潔安全的替代能源,并大力植樹造林.
2 臭氧層破壞.自從南極上空發現巨大的臭氧層空洞后,人們對臭氧層被破壞的原因極為關注.臭氧層能強烈地吸收短波紫外線,能濾掉99%以上的紫外線,護佑著地表各種生物的繁衍和生長.造成臭氧層被破壞的罪魁禍首是氯氟烴.世界各國在控制和淘汰消耗臭氧層物質及保護臭氧層免遭破壞方面作出了巨大努力,相繼推出無氟冰霜、代氯致冷劑等產品,取得了一定成效,極地上空的臭氧層空洞已有所愈合.
3 酸雨.現在國際上公認,pH小于5.6的酸性降雨、降雪、濃霧統稱為酸雨.酸雨的形成是一種復雜的物理和化學過程.酸雨中主要含有硫酸和硝酸,中國的酸雨主要是硫酸型酸雨,這與中國以煤為主的能源結構有關.酸雨造成的危害是多方面的,影響范圍很廣,大致有以下幾方面:①土壤酸化,損害農作物及林木的生長.②使河流湖泊等地表水酸化,污染飲水源,危害漁業生產.③腐蝕建筑物,金屬材料、文物等.④影響人體健康.
關鍵詞:林業;碳交換機制;溫室效應
近年來由于溫室效應的加劇,對于林業也需要有新的機制去管理。根據國家《關于加快林業發展的決定》,要求林業要有歷史性的轉變,轉變的途徑、內容、方式、目的等都要緊緊圍繞排碳權進行。
一、降低溫室效應是目前全球需要
地球上由于二氧化碳的大量排放,導致空氣升溫不均衡,極地比赤道升溫快,內陸高于沿海地區,北部大于南部,使得整個地球的生態平衡遭到嚴重破壞,出現土地沙漠化、生物多樣性減少、水資源短缺等一系列問題。地球的升溫導致各冰川融化,海平面上升,它們的融化還給處于下游的地區帶來了常年的洪澇災害,同時這些冰川對于太陽光照有折射作用,增加了地球對于太陽能的吸收,導致溫度升高,而且這些冰川都是寶貴的淡水資源,不久的將來會產生旱災。農作物的生長也需要相對于適宜的溫度,地球上氣溫的上升將導致農作物的大量減產。地球變暖導致風暴的能量增加,許多地方出現了以往沒有的大風暴,沙塵暴的出現也變得頻繁,造成大量的損失。溫度上升會導致物種的滅絕和轉移,導致外來物種入侵,產生新的疾病,比如艾滋病、非典等。
二、林業在緩解氣候變暖中的作用地位
林業想要真正服務于生態環境,要以緩解空氣中二氧化碳的含量為主。森林的光合作用可以吸收二氧化碳排放出氧氣,由于森林和土壤是陸地上最大的碳庫,森林生產部門單位是最主要的碳匯單位,植物在生長過程中吸收的二氧化碳轉變為新的枝葉、根莖,可以用木材代替鋼筋水泥等材料,降低使用這些材料所帶來的高耗能、高二氧化碳排放等問題。同時由于木材對原材料的消耗最少,植樹造林、增加森林碳匯量是目前解決空氣中二氧化碳含量最有效的措施。
提高森林的覆蓋率是最正確的選擇,但是植物只有在新葉、根莖的生長中才能形成新的碳匯,假如只關注森林的總量,那么產生的效果是有限的。現有的森林生長緩慢,甚至不生長,對于碳的吸收很少,因此,就固碳制氧的作用上來說,增加森林的生長量的作用遠大于增加森林的總蓄積量。目前我國林業只注重蓄積量而輕視生長量,這種觀念下的經營理念、管理措施都是不科學的,要把森林的生長量放在第一位,才能增加森林的碳匯,發揮出應有的作用。合理的采伐是必要的,不能一味的因為保護森林資源而不去采伐,這樣影響了森林的再生,也極大的影響了碳循環。
三、生態危機導致碳交換機制的建立
溫室效應的持續增高,使得地球上二氧化碳的排放空間越來越少,因此需要對二氧化碳的排放量進行分配。但是由于各個國家的經濟發展水平不一,導致有的國家二氧化碳排放權過多、有的國家過少,對于二氧化碳排放權的交易就無法避免,碳交Q機制的建立使得碳匯市場化、產權化。一個國家林業量勢必會影響到該國家的發展空間,林業的地位越來越高。林業只依靠政府的補貼時代已經結束,現在已經開啟了市場交換的新模式。國家《森林法》的相關規定,以及國家對林業的投入,森林狀況已經日益好轉。利用市場化的道路,讓一些二氧化碳排放量多的企業,比如交通、電力、煤炭等通過購買二氧化碳排放權,建立起可持續發展的新機制,這也是時展的必然需求。
四、碳交換機制的建議對林業產生的影響
森林的生態價值遠大于其經濟價值,而生態價值中,森林的制氧、固碳功能占主要地位,一個國家森林新增碳匯量的多少是決定該國家生存、發展空間的重要因素。碳交換機制的建立,使得碳匯產權化,生態服務也不再僅僅是公益項目,林業部門真正在市場經濟上取得發展,不再像以往僅靠木材的收入、以及國家的補貼去發展。
五、保證碳交換機制建議所做的措施
為了盡快實現碳交易,不僅要做好宣傳工作,還要在理論上進行分析,為宣傳提供強有力的科學依據。首先,要對于森林碳匯量有一個相應的測定方法,對于碳匯總量有合理的預算,為我國爭取到更多的二氧化碳排放權。其次,通過對碳源進行研究,核實碳源單位及其排放量。經過分析,工業部門占排放比例的30%,商業民用占排放量的40%,交通部門占20%,農業部門占10%。同時優化交易方式,比如收取二氧化碳排放稅,對相應碳匯單位進行補貼,或者為碳源、碳匯單位搭起直接、合法交易的平臺。
結束語
解決溫室效應引發的一系列生態問題,必須對二氧化碳的排放權進行分配,建立碳交換機制,林業部門也要在這個時期進行相應政策的調整,保證自身的健康、快速發展,為地球的生態平衡做出貢獻。
參考文獻:
[1]齊闖. 林業應對氣候變化政策機制綜合評價研究[D].東北林業大學,2013.
關鍵詞:陽極效應 環境工程 鋁電生產
一、陽極效應的發生機理及對環境的危害
工業鋁電解槽里氧化鋁含量低于1%時,氟離子和氧離子共同在碳陽極上放電,形成氧氟化合物(COF),隨后和其他吸附化合物一起積聚在陽極表面上。此時,電解質對碳陽極的濕潤性變壞,電解質會在更大程度上為陽極所排斥,于是陽極的有效電流密度逐漸增加,達到臨界電流密度時,便發生陽極效應。陽極效應是熔鹽電解特有的現象,而以電解鋁生產表現尤為明顯。陽極效應的產生是多種因素耦合產生的結果,主要表現出電解槽在物料和能量轉換過程中不相匹配的因素,因此導致陽極效應發生的主要有設備、原料供應、電解槽情況、操作控制等方面的因素。
陽極效應的最大危害在于陽極效應發生過程中產生的全氟化碳(簡稱PFCs,主要是CF4和C2F6)對環境的影響。CF4和C2F6是高溫室潛勢氣體,其C-F鍵非常穩定、不易分解,并且具有很強的紅外光線吸收能力,能吸收大量的地表及低空熱輻射能,對全球溫室效應影響很大。鋁電解生產中,陽極效應還伴隨著對大氣臭氧層有破壞性的PFCs氣體的產生。當今西方發達國家對鋁電解的環保要求極為嚴格,已從傳統的對氟化鹽揮發控制,轉向效應發生的PFCs=CF4+C2F6的控制,而控制PFCs(CF4·C2F6)氣體是極為困難的。因此西方國家將電解鋁技術輸出到第三世界國家也是由于這方面的原因。隨著我國可持續發展戰略的倡導和節能減排政策的實施,減少溫室效應,嚴格控制有害氣體排放成為當前環境工程面臨的重要任務。近些年來我國原鋁工業的快速發展,產能、產量均居世界首位,減少PFCs (CF4·C2F6)排放是鋁行業面對節能減排的現實問題。
二、控制陽極效應發生的具體措施
陽極效應發生的主要有設備、原料供應、電解槽情況、操作控制等方面的因素,因此,降低陽極效應系數,減少溫室氣體排放主要可以從重視設備管理、優化技術條件和改變管理觀念等方面入手解決生產中存在的具體問題。
1.保證槽內原料的及時補充
電解質中氧化鋁的含量是誘發陽極效應發生的關鍵要素。實現氧化鋁的有效補充,氧化鋁控制策略優化、氧化鋁供配料方式優化、打殼下料機構的適時維護、氧化鋁砂狀含量的比例控制等都是在生產中要密切注意的內容。對氧化鋁濃度的控制是通過分析電解質電阻變化引起的槽電壓變化,進而控制槽電壓來實現的。一般的控制策略下,物料平衡與能量平衡之間是存在缺陷的:在氧化鋁投入量加大時控制電壓是下降的,并且在電解質中氧化鋁濃度達到最大時控制電壓達到最小值。由于客觀限制,解決這一缺陷是困難的。因此在控制過程中常出現失控情況。凈化系統投料工藝、超濃相輸送系統輸送、現場包括卡錘頭、堵料、冒料、下料器漏料和不下料等,都會對電解槽內氧化鋁的補充產生影響。實際生產中,要對凈化系統投料工藝、超濃相輸送系統輸送進行不斷優化,針對氧化鋁狀況進行調整,避免出現載氟不均勻、結塊、結渣等影響輸送。為避免卡錘頭、堵料、冒料、下料器漏料和不下料等影響生產,要指定專門人員通過及時分析電壓與下料曲線過欠量的關系,經常進行現場巡查,及時發現問題并迅速處理。
2.改善技術條件,優化控制程序
槽型其技術條件的保持各不相同,要通過不斷的實踐來摸索本槽型不同階段各項技術條件之間的匹配關系,尋求最優的技術條件保持范圍,有利于降低效應系數。控制程序隨著電解鋁生產的不斷發展在逐步升級,從最初的簡單的下料控制到濃度控制、再到物料平衡和能量平衡控制,控制程序逐步科學化、智能化、人性化,操作界面更為友好。通過優化控制程序,能夠更好的控制電解槽的物料平衡和能量平衡,降低陽極效應系數。陽極狀況也是控制陽極效應一個環節。陽極狀況分為陽極物化質量和陽極表面狀態兩方面。陽極物化質量對陽極掉渣、陽極消耗異常等有直接影響,進而成為陽極效應發生的誘因之一。因此在生產中要盡量使用高質量陽極。陽極表面狀態主要是陽極表面的形狀,改變陽極氣體的溢出性質,目前主要的措施有梯形陽極、開槽陽極、開孔陽極等,采用這些措施的主要目的是減少氣泡撓動,降低二次反應而提高電流效率或減小無效極距實現降低電解槽工作電壓達到低電耗生產的目的,但實踐表明這些措施對控制陽極效應也有貢獻。電解工藝技術條件的合理配置是控制陽極效應的重要內容。平穩有序的工藝運行狀況對降低陽極效應系數非常必要。鋁量及鋁水平、電解質高度、電壓、覆蓋料、分子比、引風量、槽溫等技術條件對合理的能量耗散分布規整的爐膛內形有重要影響,同時也直接影響陽極效應的產生,因此在生產中要合理配置并盡可能保持穩定。
3.改變管理理念,經濟效益與環保效益并重
摒棄以往對電解槽效應優缺點參半的錯誤認識,追求零效應系數管理理念。傳統的觀念認為陽極效應具有消耗爐底沉淀、清理陽極底掌、判定電解槽冷熱狀態的功能,大型預焙電解槽具有點式定容下料方式爐底沉淀少,單塊陽極底掌面積小,炭渣容易排出,可采集和測量的參數多等特點,陽極效應對電解槽的熱平衡和爐膛破壞嚴重,因此要樹立零效應控制理念。通過對員工的操作技能和操作方法的培訓,使之具備對電壓曲線監控、下料系統異常處理、設備運行異常及時發現的能力,從而保證基礎管理工作。
三、結束語
鋁電生產中產生的陽極效應不僅影響生產,還會對環境造成極大的危害,隨著時代的進步,節能降耗已成為大勢所趨,愈來愈受到人們的重視。傳統的鋁電解生產及對陽極效應的理解和管理已經無法適應當前形勢的要求,隨著我國可持續發展戰略的深入,鋁電解生產實現零效應管理是今后發展的方向。
參考文獻