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有機化學綜述

時間:2023-06-26 16:23:54

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇有機化學綜述,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

有機化學綜述

第1篇

1、老師要將自身的科研與學生的實驗學習相結合

老師在進行自己的科研時,也可以通過開設開放性實驗的方法來吸引學生的參加,在豐富學生課余時間,并通過讓學生自主學習的方式,提前對實驗原理、試驗過程等有直觀的印象,并促進學生完善個人的設想在老師的幫助下進行實驗的優化,與此同時可以動手進行試驗,而且還可以建議學生通過這部分的實驗學習來些相關的報告和論文,可以幫助學生在未來再深造時打下良好的基礎。

2、可以進行有機實驗的雙語教學模式

可以考慮到中職學生在將來畢業后多數會在進行深造學習的現狀,想要幫助中職學生在未來能夠提高科研能力和順利能夠升學面試等多方面的需要,可以進行有針對性的發展有機實驗的雙魚教學模式,也就是說對于同一種實驗,可以同時的開展中文和英文的兩組進行,要給與學生自由的英語發揮能力,很據自身的英語理解水平進行選擇,在實驗結束后,對于學生的相關報告建議學生利用英文寫,這樣就可以培養學生在以后撰寫科技論文方面是很有好處的,也可以提高以后再未來的社會中在進行學術交流時的能力也是很關鍵的。

3、建立全新的試驗考核體系

教學過程最終的質量需要在實驗課的成績評定來表示出來,實驗課的成績還會促進學生進行認真的試驗,所以說實驗課最后的成績評定是促進學生認真完成實驗的重要環節之一,也就是說必須要建立新的試驗考核體系,是引導、激勵學生、監督和檢查學生學習效果、提高教學質量的最佳方案,因此,在建立全新的考核體系中,要包括對平時的考核、操作檢查、期中期末的實驗理論等環節,一方面在平時的考核中要對學生的相關實驗報告完成的情況進行評價和打分,作為老師要在整個學期的實驗過程中的觀察,要對學生整體的真正學習水平進行分析、并且還要根據學生平時的實驗能力、思維觀察能力等多方面進行全方面的考核,這一大部分要占有總成績的25%左右,另外操作檢查中要對學生選定的設計型實驗對學生搭建儀器裝置和實驗基本操作的動手能力,對實驗原理、實驗現象、實驗過程中出現的各種問題的綜合能力等多個角度進行考查,并且還根據學生在操作過程中和回答的實際情況進行綜合評價,這部分占總成績30%,最后實驗理論的部分,這部分是必須要讓學生掌握的主要部分,實驗的理論考試是可以幫助學生在進行實驗操作過程中能夠更好的理解各環節操作的背靜知識,那么在理論考試的過程中將理論知識、實驗現象、操作規范、相關的數據處理都必須要納入到考核范圍之內,最終的成績要占總成績的45%左右。因此,這樣的考核方式不但可以幫助學生更好的掌握實驗操作流程和實驗理論知識,還可以考察學生的實際動手能力、還可以體現成績的真實、公平性質。

4、結束語

通過以上闡述的觀點可以看出,中職學校對化學實驗教學進行改革是一項刻不容緩換的任務之一,在改革的過程中,必須要充分的考慮到學生才是實驗中的主體,要充分的將學生的興趣和積極性調動起來,要知道只有興趣才是最好的老師,只有抱有這樣的思想觀念,才能真正的提高化學有機實驗教學的質量,才能為國家和社會在不久的將來輸送一批合格、高素質的復合型人才。

作者:鐘冠華 單位:惠州農業學校

第2篇

論文摘要:通過改革基礎有機化學實驗課教學內容,本科生有機化學實驗技能的強化訓練,開設綜合性實驗—有機化學大實驗的實施與實踐,對高等林業院校有機化學實驗教學改革進行了初步探索。

教學改革的中心問題之一就是進一步加強學生素質和能力的培養。如何通過高等林業院校的化學教學,特別是實驗教學提高學生的化學素質、知識和能力,將“素質和能力”培養落到實處,是一個值得探討和研究的課題,也是我們進行有機化學實驗教學改革的目的。有機化學實驗教學的改革,包括實驗教學體系和實驗教學內容的改革。“七五”、“‘八五”期間,我們主要致力于實驗教學內容的改革,將立足點放在結合林業院校的特點,優化實驗內容,淘汰某些驗證性實驗,增加操作實驗和應用性較強的實驗,開放實驗室,強化學生實驗技能,在此基礎上適當開設綜合性實驗,從而為實驗教學體系的改革奠定了基礎。

1、改革基礎有機化學實驗課教學內容

1.1實驗指導書內容和實驗方法的改革

(1)基本操作高等林業院校林學類專業基礎有機化學實驗課的教學內容包括基本操作、有機化合物的制備、有機化合物的性質、色譜技術和天然有機物的提取。基本操作部分對于提高學生實驗技能和培養學生動手能力至關重要。編人我院有機化學實驗指導書的絕大部分基本操作既有獨立的實驗,又結合在有機化合物制備和天然有機物提取分離這兩部分內容之中,且涉及每項基本操作在生物學科特別是在林業上的應用,強化了學生把基本理論學習、基本技能訓練與林業科技工作緊密結合的意識,提高了學生學習的積極性。例如。水蒸氣蒸餾屬重要的基本操作之一,廣泛用于植物中易揮發成分(香精油等)的提取,與植物資源的利用和開發關系密切,而一般的有機化學實驗指導書都是通過含雜質苯胺的提純,使學生掌握這一基本操作。實驗人員在查閱大量資料的基礎上,選用含雜質的正丁醇作為苯胺的替代物,既解決了安全問題,又適于初學者掌握操作步驟。除此以外,實驗指導書中還安排了供選做的水蒸氣蒸餾的應用性實驗:松脂含油量的測定。通過前一個實驗內容,對于真正掌握水蒸氣蒸餾這一基本操作的學生,完全能夠借助實驗指導書獨立完成松脂含油量的測定。

(2)色譜技術色譜技術對于從植物資源中提取、分離和鑒定天然有機物,是必不可少的實驗手段。其中薄層色譜既可直接用于天然有機物的定性定量分析,又可用于柱色譜選擇洗脫劑和收集流分。而許多天然有機物對紫外光有吸收,所以在薄層色譜中常利用一定波長紫外光照射替代顯色劑進行顯色.。鑒于一般實驗指導書上無此內容,任課教師選用蔡、a-茶酚作為試樣,摸索出用硅膠板分離這兩種化合物的展開劑,用紫外光(=254nm)顯色,檢驗分離效果。經過幾年實踐,表明該實驗方法既簡便又省時,效果十分明顯。

(3)天然有機化合物的提取天然有機化合物的提取屬應用性較強的實驗內容。在掌握基本操作的基礎上,對學生進行這方面的技能訓練,所選實驗項目應難度適中,而且要能夠在3學時內完成。我院有機化學實驗指導書中天然有機化合物的提取部分共編人了7個實驗,其中兩個實驗分別選自我院和兄弟院校教師科研項目的部分實驗內容,但由于條件和實驗學時所限,無法面對本科生開設二“七五”期間開設‘、油脂的提取”和、“茶葉中提取咖啡因”,這兩個實驗內容綜合性不強,儀器、試劑的投人和消耗量過大,因此在“八五”期間逐漸被另一個實驗“黃楊葉中色素的提取”所替代。該實驗內容屬有機化學大實驗“黃楊葉中胡蘿卜素的提取、分離和鑒定”內容的一部分,其中包括復習分液漏斗的使用、薄層色譜用薄板的制作及薄層色譜。柱色譜等實驗技能以及初步掌握溶劑提取植物材料中天然有機化合物的方法。該實驗內容綜合性較強,試劑、玻璃儀器的消耗量低,而且能夠在3學時內完成。

1.2優化實驗內容

為了在有限的學時內完成教學大綱要求的實驗項目,我們除淘汰一定數目的驗證實驗外,盡可能優化實驗內容。首先安排固體有機物的重結晶。第二次實驗則包括熔點、沸點的測定兩個實驗內容,一方面便于用學生以已知標準物為對照,檢驗重結晶實驗所得樣品的純度;另一方面通過常量法測沸點,又掌握了普通蒸餾這一最基本的操作技能。第三次實驗則安排水蒸氣蒸餾和折光率的測定,除用無水乙醇、蒸餾水為樣品學習阿貝折光儀的使用外,還測定水蒸氣蒸餾分離提純后的正丁醇折光率,并用分析純正丁醇作為對照,既掌握了折光儀的使用方法,也檢驗了水蒸氣蒸餾分離提純的效果。而分液漏斗的使用和液態有機物的干澡,則是通過水蒸氣蒸餾、乙酸乙醋的制備,以及黃楊葉中色素的提取和分離等三次實驗,使學生得以掌握和鞏固。另外,我們把柱色譜、薄層色譜和紙色譜三個實驗內容集中在一次實驗內完成,利用柱色譜洗脫樣品的間隙,完成另兩個實驗內容。隨后安排的色素提取和分離實驗,又為學生掌握色譜技術創造了條件。

2、本科生有機化學實驗技能的強化訓練

在指導學生畢業論文的過程中,我們發現僅依靠有限的基礎有機化學實驗學時,難以使學生的基本功更加扎實,對基本操作也不可能運用自如。因此,在院教務處的協調下,我們利用課余時間,對本科生的有機化學實驗技能進行強化訓練。把立足點放在操作要點的指導和掌握方面。例如,對蒸餾和合成實驗,反復對學生進行實驗裝置的裝卸和操作要點的訓練。在此基礎上、指定實驗內容,對學生進行考核。讓他們根據實驗指導書獨立列出所需儀器的名稱和件數,自選儀器,完成裝置的裝卸,再由教師指出操作過程的不足,并針對實驗內容提出問題讓學生回答,最后根據各個環節給出成績。又如,對糖和蛋白質的性質實驗,我們則模擬理論考試中的化合物性質鑒定,讓學生擬定方案,自己動手鑒定未知物,并寫出鑒定過程和結果。

以上是強化訓練的第一個環節,接下來是由教務處統一安排時間,各系部挑選出5名學生(優秀生1名,中等生2名,一般生2名),進行有機化學實驗技能的抽測。由主講教師擔任主考,有關各系部主任擔任監考,教務處處長擔任巡考,學生持學生證進人實驗室,以抽簽的方式選定實驗內容,在3學時內完成實驗和實驗報告,主考教師按實驗考核辦法當場評分。6個專業7個班級的36名學生參加考核,平均成績87.7分、90分以上14人,8D一89分17人,7079分5人。其結果表明,強化實驗技能訓練獲得了預期的效果。

第三個環節是開放實驗室,利用晚自習和雙休日,讓學生針對自己的操作薄弱環節,有目的的進行進一步強化訓練。

經過以上三個環節的強化訓練,使每個學生的基本技能達到合格標準,并對綜合能力的提高起到了循序漸進的作用。

3、開設綜合性實驗—有機化學大實驗

為了進一步提高本科生的動手能力和綜合實驗技能、在我院林學系和教務處的支持下,以林學本科為試點,調整教學計劃,并撥出專款,安排一周有機化學大實驗的教學實習,從1988一1995年,我們連續8年承擔了林學本科生的該項教學任務(表1)。并于1996年開始又推廣到經濟林專業。

第3篇

綜述了有機化學這一學科對于制藥工程專業的重要性和這門課程的特點,從教學方式,教學對象,教學內容,教師的自我修養的實踐教學環節幾個方面介紹該門課程的教學方法。

關鍵詞:

有機化學;教學;理論;實踐

隨著國民經濟的飛速發展,科學技術的更新亦是日新月異,制藥企業要想在國民經濟的大潮中巍然屹立并取得長足的發展,必須要有不斷更新的生產技術和掌握這些技術的專業人才。因此,作為民辦三本院校的制藥工程專業,目的就是為了培養適應企業需要的應用型人才。有機化學這一學科是制藥工程專業第一學年所開設的一門專業基礎課。它是介紹化合物的組成、結構、性質、合成、應用及其變化規律的一門學科。它和本專業的其他專業基礎課及專業課有著密切的聯系。例如,藥物化學,藥物分析,制藥工藝學等課程中所涉及到的有機物的分子結構,合成信息等都是有機化學這一學科所涵蓋的,屬于后繼課程的先備知識。所以該門課程的教學及對相關知識的掌握情況對于制藥工程專業其他課程的進一步學習至關重要。本人通過五年的教學實踐,體會感悟良多,現總結如:

第一,教學方式方面,目前大多數高校都采用的多媒體教學,古老的板書教學大多被廢棄。

兩種教學方式本人都嘗試過,無可否認,多媒體教學通過徇麗多彩的幻燈片使學生的視覺上得到了很大的滿足,客服的單純的板書教學的單調枯燥和乏味,特別是在分子結構方面,反應機理方面,通過動畫的形式播放出來,更加生動形象有趣,增強了學生對知識的理解。但另一角度,板書教學之所以存在這么多年,這種經典的教學方式必然有它的可取之處,相比多媒體教學來說,該教學方式每節課的信息量較少,但通過教師在板書上的細致講解,學生對知識的接收和掌握情況較好。綜上所述,本人認為兩種教學方式各有其優缺點,在實際的教學過程中,應該有機結合,取長補短,在每一章的分子結構和立體化學部分采用多媒體方式,使學生對反應物之間進行的反應機理能夠有一個更加生動形象的記憶,而其余部分部分如化學性質、物理性質等板書教學效果更佳。

第二,要在教學對象上下功夫。古人云:因地制宜,因材施教。

現在我們的教學對象是大學一年級的學生,九零后的新新人類,思維方式極其活躍,性格也是活潑開朗,陳舊的教學模式已經不適合他們。要想成為他們好的老師,必須先成為他們的朋友。要備課,就要先備學生,根據學生的特點采取相應的適合他們的教學方法。此外,這些九零后的孩子們表現欲很強,枯燥的滿堂灌方式并不適合他們,相反啟發式教學效果更佳。在老師的引導下,他們自己去發現問題,解決問題,在此過程中對知識也實現了了解、熟悉、掌握和運用的一系列轉化。除了課堂上的互動,課余時間和學生的接觸也是非常重要的,例如當下使用廣泛的網絡就是很好的溝通交流工具,多關注多互動才能走進學生的心里,了解學生的心聲,成為他們的良師益友。

第三,在教學內容上,因為我們院校的培養目標是適應企業需求的應用型人才

在內容上的選擇上,側重與生產的結合和案例的講解,激發學生的學習興趣。例如,第十三章是羧酸及其衍生物,其中阿司匹林這個藥物是大家非常熟悉的,而它的化學結構就是乙酰水楊酸,水楊酸屬于羥基酸,化學名叫做羥基苯甲酸,這就是制藥和化學的聯系。生活中很多人都喜愛的路邊燒烤,這隨處可見的美味中卻含有大量的芳香類化合物,苯并芘,這一物質有何特點它進入我們人體后是好是壞,這就是我們在第六章第七章所介紹的內容。二十世紀最大的藥害事件“反應停事件”,之所以出現畸形兒的慘劇就是因為沙利度胺是以外消旋體的形式上市的,其中R構型是有效性,能夠充分的緩解妊娠反應所帶來的不適,而它的對映體S構型則是具有強烈的致畸作用,而這些內容都是第八章立體化學中所介紹的。

第四,在教師的自我修養方面,教師本人要不斷的要求進步

了解學科的最新發展動態,閱讀有機化學相關的雜志期刊,參加學術會議,多和有經驗的老師學習借鑒,去企業親身實踐鍛煉等等都是有效的提升方式,只有老師心中有才,才能培養出更好更多的人才。

第五,在實踐教學環節方面,有機化學實驗的安排上,注重培養學生科學嚴謹的實驗態度,逐步提升學生的動手操作能力。

有機化學實驗不同于其他學科的實驗,用到的很多藥品都是易燃易爆、揮發性強、有毒的物質,因此在安排實驗項目時既要考慮到實驗室現有的設備條件,還有考慮到操作人員,即學生的安全問題,同時還有考慮到這些實驗的應用型。因為我們的教學對象是大一的學生,第一次真正接觸有機化學實驗,操作可能并不規范,會存在很大的安全隱患,因此在學期前半部分教師一定選擇一些毒性小,反應條件溫和的實驗供學生實踐,隨著學生能力的提升再逐步加大實驗難度。在實驗過程中,引導學生自己發現問題,解決問題,從而培養學生獨立的分析解決問題的能力,這樣在日后的工作中才能獨立解決生產中遇到的問題。同一個實驗,不同的小組做出來的產品形狀、產率各不相同,對于這種現象學生心理必然會有很大的疑問,都是采用相同的物質,在同樣的反應條件下,為何會出現這么大差異。因此,在實驗結束要組織學生討論和總結實驗成敗的原因,從該實驗的反應原理入手到實驗的每一步操作詳細分析問題所在。這樣,通過一次完整的實驗,學生不僅動手能力得到了鍛煉,還加深了理論的理解,真正做到實踐與理論的結合。在課余時間,還可以給學生布置一些小題目,如化學藥物對乙酰氨基酚的制備,從文獻的調研到路線的選擇,再到實驗的完成,讓學生以小組的形式來完成這一項目,擺脫以前實驗教學中既有的模式,讓學生充分鍛煉自己,在實踐能力,操作技能上有所提升。

作者:李慧敏 王巍 周月 單位:長春工業大學人文信息學院

參考文獻

第4篇

前景:對石油獲取基本有機化工原料的方法和發展提出建議。

關鍵詞:石油、油田氣、煉廠氣、液體石油餾分。

中圖分類號:TE626文獻標識碼:A 文章編號:

從石油獲取基本有機化工原料,大體需要通過以下幾個主要步驟,首先是開采石油,與此同時可以得到油田氣或天然氣。然后將石油進行加工,除得到石油產品外,還得到各種石油加工氣體,稱之為煉廠氣:此外還得到液體石油產品。天然氣、油田氣、煉廠氣和液體石油六份,他們是石油化學工業的三大起始原料。將它們進行分離,脫氫或裂解等操作可以得到各種烷烴、烯烴、二烯烴、乙炔、芳香烴等重要的基本有機原料,從石油獲取基本有機原料的主要途徑。

1 油田氣

開采石油時,伴隨石油從油井中采出的氣體,稱為油田氣或石油伴生氣。油田氣和天然氣的來源非常相似,主要成分是飽和烴,其中含有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷以及少量輕汽油。此外還含有雜質硫化氫、硫醇等。根據甲烷含量的多少,油田氣也可分為干氣和濕氣兩種。

油田氣多為濕氣,可用各種方法將其中的烷烴分離出來。油田氣產量也很大,每開采1噸石油,可同時得到約50立方米的油田氣。油田氣是烷烴的重要來源,可用于生產各種基本有機原料。

2 煉廠氣

煉廠氣的組成。原油一般不直接使用,須經加工煉制,按沸點范圍切割成不同的餾分。

煉廠氣是石油煉制加工過程中副產氣體的總稱。主要是比碳四輕的烯烴和烷烴、氫氣和其它雜質的氣體,其組成因煉油廠的產品和工藝的不同而變化,沒有固定組成。

各種煉廠氣中比較容易加壓液化的組成稱為液化氣。它們主要是C3 ,C4以上的烴類,經加壓液化后可存放于儲罐中作為燃料。也可以回收分離后得C5餾分、C4餾分和C3餾分。剩余氣體,主要含甲烷、乙烷和少量乙烯、丙烯等,這些氣體稱為煉廠干氣。

煉廠氣的利用。將原油加工精制成各種石油產品的過程中都副產一定量的氣體產品(包括H2C1C4的烷烴和烯烴以及少量C5烴類)

由煉油廠所得煉廠氣,組成比較復雜,隨加工裝置的不同而有很大的差異。由煉油廠常減壓裝置所得的拔頂氣,重整合加氫裂化所得的干氣和液化氣,均是以烷烴含量為主的:而焦化、熱裂化和催化裂化所得的干氣和液化氣,則含有大量的烯烴。因此。當由煉廠氣生產基本有機原料時,常將各種干氣和液化氣通入氣體分離裝置進行分離,再根據所得餾分的組成,分別進行進一步的加工處理。

由煉廠氣可獲得大量的丙烯、丙烷、丁烯和丁烷,此外尚可獲得少量的乙烯和C5烴類。由此回收而得的烯烴和烷烴時石油化工基礎原料的重要來源之一。

顯然,隨著煉油廠產量的增加和加工深度的提高,煉廠氣的回收利用將是石油化工發展中的一個重要環節。

采用油田氣或煉廠氣等氣態烴作為原料,價格便宜,產品成本低;裂解氣態烴生產烯烴的生產技術較為成熟,烯烴收率較高。但是,一個年處理原油能力為250萬噸的燃料-型的煉廠,副產的煉廠氣才能滿足年產乙烯萬噸的裂解爐的需要,而且由于供氣不穩定氣體組成波動大,難以滿足石油化工大型現代裝置發展的需要。因此,必須根據具體情況作出詳細的技術經濟分析后才能確定。從綜合利用的觀點出發,盡可能利用煉廠氣,除了充分利用氣態烴原料外,還必須擴大技術經濟更為合理的其它原來源。

3.液體石油餾分

石油化學工業發展初期,主要以石油煉制過程的煉廠氣和天然氣中的輕烴為原料,隨著石油化學工業的高速發展,僅僅依靠輕烴裂解生產的烯烴和從煤焦油中回收的芳烴已遠不能滿足需要。因此,石油化工的原料很快擴展到石油餾分,即一方面從石腦油甚至柴油餾分為裂解原料,在大量生產烯烴的同時,副產一定量的芳烴;另一方面為滿足對芳烴的需要,以石腦油為原料,用催化重整法大量生產石油芳烴。當前,除用直餾餾分油之外,由減壓柴油或減壓渣油進一步加工所得的石腦油也廣泛用于重整制芳烴或裂解制乙烯;甚至二次加工所得的柴油餾分也可用作生產乙烯的原料;加氫裂化石腦油也廣泛用作重整原料;加氫后的焦化汽油可用于生產乙烯。從而使石油餾分成為有機化學工業的主要原料。

餾分油裂解裝置副產的裂解汽油,加氫后即可抽提出大量芳烴,其抽余油含量大量環烷烴,是重整的良好原料。而重整抽余油又可作為生產乙烯的原料。

用作石油化工的原料的液體石油餾分主要有以下幾類

直餾餾分油

第5篇

【關鍵詞】Darzens反應;堿作用;醛酮

[中圖分類號]O643132 [文獻標識碼]A

Darzens反應是醛或酮在強堿(如氨基鈉、醇鈉)作用下與α-鹵代羧酸酯反應,生成α,β-環氧酸酯的反應。其產物α,β-環氧酸酯經水解可以得到醛、酮。

傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重,目前全世界每年產生的有害廢物達到3億噸到4億噸,給環境造成危害,并威脅著人類的生存。化學工業能否生產出對環境無害的化學品呢?就有人提出了綠色化學,即利用化學原理從源頭上消除污染。綠色化學得到了各國政府、企業界和化學界的普遍關心和重視,已成為世界各國普遍接受和大力實施的可持續發展方針的重部分。其目的就是在反應過程和化工生產中盡量減少或徹底消除使用和生產有害物質。許多傳統的有機化學反應是在有機溶劑中進行,而大多數有機溶劑都是易燃、易爆、有毒并且污染環境。為此科學家開始致力于新反應體系的研究。

為了滿足綠色化學的要求,科學家們研究從各種反應機理、條件以及催化劑等方面做出改進。相轉移催化技術、不對稱催化、路易斯酸/布朗斯特堿催化、模擬酶催化等技術被廣泛應用于Darzens縮合反應,成為構建環氧、氮雜環和環丙烷化合物的重要方法。

早期的Darzens反應涉及芳香族與苯甲酰甲基鹵化物在催化量的牛血清白蛋白(BSA)存在下的縮合。用對硝基甲醛和α-氯代苯乙酮反應時,以高達62%的e1e1值生成相應的環氧酮;當使用鄰、間硝基苯甲醛時,反應的e1e1值急劇下降到2%和8%.黃乃聚嘗試用β-環糊精催化不對稱Darzens縮合,效果不理想。丁幫安等對反應物、溶劑等也做了有益的探討。相轉移催化劑應用到Darzens反應,發現反應的立體選擇性有了很大的提高,因此逐漸成為研究的熱點。相轉移催化是有機合成中一種常用的技術,利用相轉移催化劑可以催化完成許多傳統合成方法所不能完成的反應。相轉移催化作用是指:一種催化劑能加速或者能使分別處于互不相溶的兩種溶劑中的物質發生反應。反應時,催化劑把一種實際參加反應的實體從一相轉移到另一相中,以便使它與底物相遇發生反應。相轉移催化作用能使離子化合物與不溶于水的有機物質在低極性溶劑中進行反應,或者加速這些反應。相轉移催化反應條件溫和,反應速度快,產物易于處理,產率高,因此這一技術得到了廣泛的應用。相轉移催化技術其實就是把一種實際參加反應的化合物,從一相轉移到另一相中,以便使它和底物相遇而發生反應。

也可利用手性氮雜冠醚PTC-4(a~f)作為相轉移催化劑運用于苯甲酰甲基氯和苯甲醛的Darzens反應,發現催化劑在液液兩相體系中催化效果優于固液兩相體系。可以看出,應用于Darzens反應的冠醚,主要是由單糖為手性源組成的。對于N-支套索冠醚,由于其特有結構,作為手性催化劑應用于不對稱Darzens反應中,可獲得較高e1e1值的手性產物。

也有科學家對金屬參與的Darzens縮合的動力學和機理進行了研究。該反應中立體選擇性的控制是不對稱合成中的一個重要方向,這一領域已越來越引起化學工作者的興趣。在鎂粉與乙醇體系中,用TMSCl催化制備了Darzens反應的環氧化合物,拓展了Darzens反應的條件。大多數產物的收率都比較高(見表1),芳醛取代基的電子效應對目標化合物的收率影響不明顯。實驗發現在該體系中帶有吸電子基團或者供電子基團的芳香醛都能與溴代苯乙酮反應,但是含有吸電子基團的醛反應較快,產率較高,供電子基團的醛反應較慢,產率和吸電子基團相差不多,氫鍵對收率的影響比較明顯,產率較低。該法具有處理簡便、反應條件溫和、產率高、使用環境友好的乙醇為溶劑,符合綠色化學發展的要求。該法為反式芳基取代環氧乙烷類衍生物的合成提供了有效方法,具有潛在的工業應用前景。

三甲基氯硅烷(TMSCl)是一種簡單易得的硅烷試劑,屬于較強的路易斯酸,對加速有機反應、提高反應產率和區域性、促進腈類化合物轉化為相應的酰胺或酯以及烯醇硅醚中間體形成等具有重要作用。醇、胺、羧酸和金屬炔化物與三甲基氯硅烷迅速反應,分別生成三甲基硅醚、三甲基硅基胺類、三甲基酯和三甲基硅基炔烴,在有機合成反應中常用于反應的催化劑或基團的保護劑,是一種處理方便反應活性高,廉價易得的首選試劑。三甲基氯硅烷在有機化學中有很廣泛的用途,既可作為三甲基硅基的來源,也可以在無水條件下提供氯離子。借鑒金屬參與Darzens縮合反應合成三元雜環化合物的相關報道,選擇在TMSCl催化下,以鎂粉和乙醇為反應體系,芳香醇和溴苯乙酮為原料合成了一系列環氧衍生物。

由于環張力的存在,環氧化合物具有很高的反應活性,對酸和親核試劑都很敏感,能與鹵化氫、水、醇、胺等多種試劑發生反應而開環,是有機合成的重要中間體原料。由于之前已經發現了有這樣的反應機理,科學家們也對各式各樣的醛、酮進行了不一樣的實驗,試驗出怎樣在最經濟溫和的條件下能夠取得更大的產率,以及不污染環境等等因素。因為Darzens condensation不管是在醫藥用途還是在我們的生活中都具有很重要的地位,怎樣最經濟有效以及是否所有的醛酮都可以用來反應,它們的經濟性是有待商榷的。

要符合綠色化學的要求也可以從反應條件方面入手。例如在溶劑方面,可以考慮用無毒無害的溶劑代替有毒有危害的溶劑,抑或在無溶劑條件下一樣可以發生的反應。在無溶劑條件用碾磨的方法實現了通過Darzens反應制備環氧化合物,該反應的優點是操作簡單、反應條件溫和、環境污染小。傳統的Darzens縮合反應總是反式為主,可以通過光譜數據和有關文獻報道的熔點得到證實。實驗中還發現在強堿作用下帶有吸電子基團或者供電子基團的芳香醛都能與氯代苯乙酮反應,對反應的產率無影響,但是空間位阻對產率的影響明顯。弱堿條件下只有鄰位帶有強吸電子基團的芳香醛能反應。

自然反應被發現以來,經過大量化學工作者多年的探索與探究,已取得巨大進展。反應所適應的底物類型大大豐富,更多的綠色化學介質也已經在該反應中得到了應用,這就更進一步擴大了該反應的適用范圍,特別是在有機合成中得到了廣泛的應用。然而,在這一領域中仍然有一些急待進一步研究的課題,例如:相轉移催化Darzens反應中,催化反應機理從分子水平上去認識還有待進一步探討,目前該體系中部分相轉移催化劑立體選擇性與適用范圍不十分滿意,開發較為廉價的高效催化劑體系也是一個具有挑戰性的課題,探索與研究更多適應于該反應的底物類型,擴大反應適用范圍是另一個努力的方向。應該考慮能否在更加溫和的條件下進行Darzens縮合,減少設備的損失與負擔。以及在催化劑催化方面發現更加安全、高效的催化劑,使反應更加優化。相信,Darzens反應在不久的將來會變得更加完善。

【參考文獻】

[1]謝建剛,李樹白,朱思君,等.相轉移催化Darzens反應的研究進展[J].化學試劑,2008,30(7):500-504.

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第6篇

    藥學專升本的課程設置與教學模式

    學生基礎存在著較明顯差異,對藥學知識的掌握情況參差不齊。針對這一特點,課程設置和教學內容應偏重補充、鞏固藥學專業基礎知識,并增加綜合性課程的比例,即以藥學專業知識為主干,以化學和基礎醫學為基礎,以外語、數學、計算機為基本手段,重點講授藥學領域的新技術、新成就和前沿性內容。全日制專升本的學制為2年,其中還有一個學期為畢業實習,真正只有3個學期的課程學習時間,科學合理地進行課程安排十分重要。根據藥學專業方向的需要,可將藥理學、藥物化學、藥物分析、藥物合成、藥劑學、生物藥劑學與藥代動力學、天然藥物資源的利用與開發、天然藥物化學、藥用植物學與生藥學等設為專業必修課;并增設生理學、臨床醫學概論等基礎性課程;有機化學、無機化學、分析化學等化學學科,在專科期間已學過,也是入學考試的考察科目,不必重復開設,可適當增加化工原理、藥用高分子材料學、制劑工藝設計學等學科課時;同時,為提高學生外語水平、文獻檢索能力和綜合技能,開設英語、文獻檢索、計算機、醫藥數理統計等應用型和綜合性課程。另外,浙江中醫藥大學屬于以中醫學和中藥學為基礎的綜合性大學,可將中醫藥學相關知識如中藥學、中醫學概論、中藥炮制學、中藥商品學等課程設為公選課,讓學生根據興趣選修,利于他們結合藥學與中藥學知識,形成自身的特色和所長。教學模式由于專升本的學生具有一定的知識基礎,理論課程教學中應改變以往單純老師講、學生聽的被動模式,可借助錄像、多媒體、幻燈片等多種教學技術,開展問題式討論、案例分析、角色扮演等教學方式,增加老師與學生間的互動。教師在進行教學內容講授的基礎上,應結合學科的當前現狀及發展動態,啟發學生發現問題并解決問題,重點培養學生對藥學專業知識的綜合運用能力和協同合作能力。例如,藥劑學課程中講授靶向制劑章節時,課堂討論后老師要求學生選擇一種靶向制劑,圍繞其輔料、制備、優點和不足等,以小組為單位撰寫論文,并以PPT的形式進行課堂匯報,通過小組答辯、教師點評的形式予以評價。此種方式不僅極大地鞏固了相應的知識點,充分調動了學生學習的主動性。也提高了學生的語言表達能力和溝通組織能力。實驗課的教學則可融合藥學相關的理論知識和操作技能,把藥學各專業課程的獨立實驗相結合,設計成綜合性實驗。例如,阿司匹林腸溶片的制備,通過分組,分別完成藥物化學部分合成阿司匹林原料藥、藥物制劑部分制備阿司匹林片劑;藥物分析部分檢測阿司匹林原料及片劑的質量、藥理學部分進行藥效學和毒理學研究、生物藥劑學部分開展藥代動力學和穩定性研究等。這種模式有利于學生將理論知識與專業技能相銜接,優化他們的知識結構,提升知識的綜合運用能力,從而提高人才培養的質量。同時,教師的教學內容得以豐富,學生也對每一門課程的研究方向有了進一步的了解,不僅激發了他們的學習熱情,也為他們步入社會、更好地開展崗位工作奠定了良好的基礎。

    藥學專升本畢業論文導師制的開展

    由于目前大多數藥學高等院校往往提前一年甚至一年半進行畢業論文的導師選報工作,而此時專升本學生剛剛入校,在校時間較短,不知道導師的專業方向,導師也不清楚學生各方面的情況,相互間缺乏了解,造成了專升本學生難以找到適宜的畢業論文指導老師。因此,學校在專升本學生進校后應給予學生與導師充分交流的機會,通過在網站上導師的相關信息、與導師的見面會等方式,使學生與導師間相互熟悉,在雙方相互了解的基礎上,首先由學生自愿選擇導師,導師再對學生進行一定的考核,合格后開展論文指導。學生在導師的指導下,自選課題或參與導師的科研課題,進行文獻查閱、方案設計、實驗開展、論文撰寫等一系列工作。由于此時專升本學生也正在藥學專業課程的學習過程中,學生也可結合畢業論文工作的實施過程中遇到的問題,在理論課堂上尋求解決的方法,從而形成理論與實踐相互促進的良性循環。而導師也應結合學生的個性差異因材施教,依據畢業論文計劃表,要求學生完成開題報告、文獻綜述、外文翻譯等任務后進入實驗室;同時指導學生在畢業環節合理安排好畢業課題、實習、考研等的時間,協助解決在實驗過程中出現的問題,引導學生開展畢業論文工作,順利地完成學業和就業。

第7篇

關鍵詞: 污水處理廠 臭氣除臭工藝天然植物液除臭

中圖分類號: X703 文獻標識碼: A 文章編號:

城市污水處理過程中產生的惡臭氣體主要集中在泵房、沉砂池、曝氣池、沉淀池和污泥處理區,主要污染物有硫化氫、氨等無機物和低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類、鹵代烴等有機物。除臭技術在國外已經有幾十年的運營經驗,隨著國內經濟水平的提高和環保意識的加強,在國內也正開始興起并呈走向蓬勃的趨勢。目前,國內外主要的除臭技術有活性炭吸附法、熱氧化法、氧離子基團除臭法、化學洗滌法、生物過濾法、植物液除臭法和高能離子除臭技術等。其中最常用的方法有化學洗滌法、生物濾池法、植物液除臭法、高能離子除臭技術。本文著重探討植物提取液除臭法在現代污水處理廠中的應用。植物提取液除臭法具有無二次污染、處理費用低、操作維護方便、除臭效率高等優點,在臭氣產生量大的城市污水廠的提升泵房、污泥脫水間的惡臭氣體處理中越來越受到關注。

上個世紀七十年代初,國外就開始了從純天然植物液中提取汁液消除惡臭的研究工作,并成功的從多種可食用的天然植物中得到可以消除不同異味的、多種型號的植物提取液。從3500多種天然植物提取液配制成工作液來消除空氣中的異味,在全球已經有超過四十個國家和地區在使用天然植物提取液異味控制技術消除各類環境異味,尤其是由有機物散發的惡臭。其重要特點是能夠迅速消除臭味而不是暫時的掩蓋臭臭味。

天然植物液產品由純天然植物提煉,對人體無毒無害,不會引起皮膚或呼吸系統過敏等各種不良反應,是可靠的、符合國際健康標準的環保產品。天然植物提取液可以根據各種不同的工作場合和公共場所,不同的異味源,有針對性的設計工藝,清除異味,保持空氣環境清潔。

一、天然植物提取液的組成

在天然植物提取液異味控制技術中,所使用的工作液是一系列植物提取液復配而成的,這些植物提取液它們是從樹、草和花等植物中提取的含有氣味的有機物。

這些有味的有機化合物含有大量的復雜的化合物,它們都是絕大多數植物油的主要成份,可以分成四大類:

①萜烯類:這類天然存在的化合物是植物油中的最重要的成份。它們都有相同的經驗式C10H16。例如,蒎烷、薄荷烷。

②直鏈化合物:組成這一部分的化合物有醛、醇和酮。它們是存在一系列由水果中提取的可揮發的植物油中。如葵醇、月桂醇。

③苯的衍生物:這些化合物與從苯,特別是從丙苯衍生出來的化合物有相同的分子式。如乙酸酯。

④其它化合物:第四類的例子有香草醛、肉桂酸和甲酸香葉酯工作液

二、植物提取液的除臭機理

經過天然植物提取液除臭設備霧化,天然植物提取液形成霧狀,在空間擴散液滴的半徑≤0.04mm。液滴具有很大的比表面積,具有很大的表面能。平均每摩爾約為幾十千卡。這個數量級的能量已是許多元素中鍵能的1/3-1/2。溶液的表面不僅能有效地吸咐在空氣中的異味分子,同時也能使被吸附的異味分子的立體構型發生改變,削弱了異味分子中的化合鍵,使得異味分子的不穩定性增加,容易與其他分子進行化學反應,植物液中的酸性緩沖液發生反應,最后生成無味、無毒的有機鹽。如硫化氫在植物液的作用下反應生成硫酸根離子和水;氨在植物液的作用下,生成氮氣和水。

天然植物提取液中所含的有效分子是來自于植物的提取液,它們大多含有多個共軛雙鍵體系,具有較強的提供電子對的能力,這樣又增加了異味分子的反應活性。吸附在天然植物提取液溶液的表面的異味分子與空氣中的氧氣接觸,此時的異味分子因上述兩種原因使得它的反應活性增大,改變了與氧氣反應的機理,從而可以在常溫下與氧氣發生反應。植物提取液除臭劑分解臭氣分子的機理如下:

酸堿反應:植物提取液中含有生物堿,它可以與硫化氫等酸性臭氣分子反應。與一般酸堿反應不同的是,一般的堿是有毒的,不可食用的,不能生物降解的。而天然植物提取液能進行生物降解,無毒。

A、堿性氣體:

B、酸性氣體:酸性氣體在水中會形成離子,與植物液有效成分發生加成反應。如H2S的去除原理:

催化氧化反應。如硫化氫,在一般情況下不能與空氣中的氧進行反應,但在除臭劑的催化作用下,可以與空氣中的氧發生反應。

以硫化氫的反應為例:

R-NH2+H2S R-NH3+ + SH-

R-NH2+SH-+O2+H2O R- NH3+SO42- +OH-

R-NH3++OH- R-NH2 +H2O

又如,硫醇在空氣的氧化反應:

R-SH(空氣)+O2 R-SS-R(慢)

R-SH(天然植物提取液)+ O2 R-SS-R(快)

路易斯酸堿反應。在有機化學中,能吸收電子云的分子或原子團稱為路易斯酸,在有機硫的化合物中,硫原子的外層有空軌道,可以接受外來的電子云,因此可稱這類有機硫的化合物為路易斯酸。相反,能提供電子云的分子或原子團稱為路易斯堿。一般帶負電荷的原子團、含氮的有機物屬于路易斯堿。兩者可以發生酸堿中和反應。

從熱力學的角度來討論。經過霧化的液滴,其直徑在0. 04 mm。在這種情況下,液滴的表面能已達到一些有機化合物鍵能的1 /3和1 /2。在這種情況下,足以破壞臭氣分子中的鍵,使它們不穩定、易分解。

氧化還原反應。例如,甲醛具有氧化性,在植物提取液中有的有效分子具有還原性,它們可以直接進行反應。

表1:部分異味分子在天然植物提取液作用下的反應

理論上植物液可以消除任何異味氣體,它是利用以下幾種力來發揮作用的:1.范德華力;2.偶合力;3.化學反應力;4吸引力。植物液除臭有以下階段:植物液靠范德華力與臭氣分子結合,臭氣分子因為和植物液發生化學反應而被消除。

另外,天然植物除臭液還可以消除氯氣和二氧化碳,它是通過在微粒的周圍產生電暈作用,電暈產生后,氣體分子和植物液結合從而被除去。

三、植物提取液除臭系統工藝流程

由于臭源的各不相同,對植物液的選型、用量和處理方式要求也各不相同。影響處理效果的主要因素有:1.臭氣濃度(ppm);2.空氣流動的速度;3.臭氣的溶解性;4.臭氣的分子量;5.臭氣分子密度;6.臭氣結構組成。只有根據各種不同情況采用具有針對性的系統工藝才能達到各種不同的除臭要求。

1、空間霧化法:

植物提取液經過專用霧化控制系統以微米級粒徑霧化在空氣當中,霧化后的分子均勻地分散在空氣中,吸附空氣中的異味分子,與異味分子發生分解、聚合、取代、置換和加成等等的化學反應,促使異味分子發生改變了原有的分子結構,使之失去臭味。該系統工藝不能有效控制惡臭氣體從惡臭源外溢造成的周邊環境污染,適用與中等規模和濃度的臭氣源;建設投資較少,運營成本較高。

2、收集蒸發法:

植物提取液經過專用蒸發器蒸發成氣態彌散在容器當中,引風機通過收集管道將惡臭氣體抽引至容器中,與彌散在容器中氣態的植物提取液混合反應后經排氣口排出,從而將臭味消除。該系統工藝可以有效控制惡臭氣體從惡臭源外溢造成的周邊環境污染,適用于較低臭氣濃度和較小臭氣量的臭氣源;建設投資中等,運營成本較低。

3、洗滌過濾法:

儲液槽內稀釋的植物提取液經過循環泵揚送至洗滌容器內的噴淋器噴淋,噴淋液瀝經填料層回至儲液槽再經循環泵循環。引風機通過收集管道將惡臭氣體抽引至洗滌容器中,惡臭氣體經布氣板均勻布氣后與噴淋液逆向行進進入填料層,氣流經多向切割、分流并充分與填料表面的稀釋的植物提取液接觸、反應,此時的惡臭氣體流速緩,在容器內的停留時間長,成半液相,表面有植物提取液的填料對其形成過濾作用,流出填料層的惡臭氣體被噴淋液洗滌后經排氣口排出,從而將臭味消除。該系統工藝可以有效控制惡臭氣體從惡臭源外溢造成的周邊環境污染,處理效果顯著,適用于較高臭氣濃度和較大臭氣量的臭氣源;建設投資略高,運營成本較低。

四、植物提取液除臭工藝特點

需增加土建工程、收集系統和高空排放管道,沒有二次污染。

該系統容易安裝及使用,不需花費太多時間和費用;處理空氣不需要安裝任何其他的配件。

該系統容易移動,設備可以根據異味源的情況移動和改動。

天然植物提取液除臭的設備簡單易用,基本不需要維護,為全自動操作。

應用實例

五、天然植物液除臭技術的安全性和優越性

植物提取液與空氣中的各種異味分子迅速分解,且分解后的產物都是無害的物質,如水、氧、氮等等。植物提取液工作液的特點在于是迅速分解空氣中的異味分子,而不是掩蓋臭味。植物提取液都是無毒無害的液體,經過全球四十個國家和地區的嚴格檢測認可。一致認同:植物提取液安全、無毒、無刺激、不燃燒、不爆炸 。天然植物液惡臭控制技術不僅投資低、操作方便,而且適用性廣、占地少、不用改變、添加構筑物和附加更多的設施。采用專用異味控制系統不需要耗用大量的電能、安全使用簡單、方便工人操作、僅需要定期補充工作液,整個系統維護和營運費用低廉。異味控制系統不僅適用于封閉的室內空間,更適合于大型、超大型的室外空間。

天然植物除臭劑是一種效果很好的除臭劑,和其接觸反應后,臭氣如硫化氫和氨的含量會減少95%,二氧化硫、乙醇硫、甲醇硫的含量減少97%,所以廣泛地適用于各類污水處理廠(站)、垃圾處理轉運站、垃圾填埋場、堆肥廠、污泥堆置區等場所的除臭以及石油、化工、合成橡膠、制藥、食品加工、造紙等生產車間的廢氣凈化。

隨著我國經濟的發展,國外產品的打入和技術交流的活躍,極大地轉變了人們的觀念。隨著居民對環境質量的要求日趨提高和環保法規的日益強化,植物提取液除臭方法在污水廠惡臭氣體控制中的應用將迅速增加,并將帶動我國植物提取液除臭產業在國際化的道路上快速發展。

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第8篇

關鍵詞:獨立學院;特色教學;化學教學

獨立學院是我國高等學校辦學機制創新與模式改革的產物,更是高校優質教育資源與社會辦學力量結合的產物。近年來,隨著獨立學院的快速發展和特色辦學的不斷創立,獨立學院正逐漸成為當前和今后一個時期內,我國高等教育發展的重要組成部分。而與此同時,學生培養的質量也受到了廣泛的關注。根據學院的辦學特色及學生的特點,開展特色課堂教學對于提高教學質量有著至關重要的作用。本文將以化學導論的課堂教學為例探討獨立學院特色教學。

化學導論是化學專業學生必修的基礎課,是專業學習和未來的專業工作的基礎學科。隨著高等教育專業設置變化和課程體系的整合,以及化學技術的迅猛發展,化學課程教學改革的問題也日益顯現。尤其作為三本獨立學院來講,它的教育是一種具有全新概念與目標的教育方式。

一、獨立學院學生的特點

獨立學院的大學生是當代大學生中比較特殊是一部分群體,他們除了具備當代高校大學生所具有的共同點外,還具有很鮮明的特性。

1.入學成績普遍較差,專業基礎薄弱,缺乏自我約束能力和主動性學習能力。

2.多數為獨生子女,家庭條件好,從小嬌生慣養,為人常表現出自私的性格,對環境的適應能力差,對困難和挫折的承受能力極弱。

3.大部分學生綜合素質較強,興趣愛好廣泛,多才多藝,思維活躍,動手能力強,易于接受新事物。

二、獨立學院化學專業學生學習的特點

與高中相比,大學的課程難度和數量都增大了,需要掌握和理解的知識越來越多,尤其是化學專業的學生,要求學生學習具有自主性、專業性,這恰恰是獨立學院學生的弱點,他們往往缺乏良好的學習習慣和學習方法,缺乏自主性學習能力和自我約束能力,出現“必修課選逃,選修課必逃”的現象,或者是人在教室,卻神游課堂。特別是大班課堂,更是前排座位遭冷遇,后排座位得青睞,手機上網、玩游戲、吃東西等更是屢見不鮮,導致課堂秩序混亂,教學效率不高。相反在課堂上,老師講些題外話卻能吸引學生的注意力,會滔滔不絕的和老師、同學們進行交流和互動。

三、特色教學的提出。基于上述獨立學院學生的特點及課堂教學中出現的問題,本文提出獨立學院化學導論課程特色教學目標,基本思路是:整合教學內容,創新教學方法,優化考核制度,加強教學實踐,拓展知識應用。主要從課堂教學中、動手能力培養與實踐經驗的積累上進行改革創新,力求培養出具有學院特色的人才。

四、特色教學的實施

1.考勤,首先達到量再求質的突破。點名考勤對于獨立學院這些自覺性積極性不是很高的學生來說是非常重要的。第一節課就向學生明確日常考勤作為期末考核的一部分,打消部分學生逃課的念頭,獨立學院學生逃課的常用理由:“這門課程不重要也和我的專業關系不大,不上也罷”;“對這門課程毫無興趣,老師講課也枯燥乏味,不如自己看書”;“反正是老師不點名,考試肯定及格”。剛開始可能有一部學生是因為點名來上課的,但是慢慢的養成了不逃課的習慣,也慢慢喜歡上這門課程,并且把考勤作為期末考試考核的一部分,提高學生學習積極性。

2.上好緒論課。大一新生第一節化學課是非常最重要的,化學導論課也是學好無機化學、有機化學等專業課的基礎。通過化學導論的學習,使學生系統地了解化學發展的歷史和規律;了解化學作為二十一世紀的中心學科,其自身及相關學科(如材料、環境、生命、醫學、信息等)的發展對人類社會進步的重要作用;了解化學發展對人類生活的影響;了解化學學科的前沿發展領域和廣闊的應用前景;掌握學習化學的方法;初步掌握自己查閱、索取相關學習資料的方法。

3.開展專題講座。針對學生感興趣方向及最前沿領域如綠色化學、能源材料等主題開展專題講座活動,通過一些前沿科研實例讓學生在課堂上了解納米材料、新能源材料的應用及其合成方法,掌握化學最前沿及最熱門的研究課題,激發學生們的學習興趣和求知欲望。

4.指導學生查閱、搜取資料及撰寫科學小論文

文獻資料是我們了解國內外科研動向并掌握最新研究進展和最新科研成果的有效途徑,通過查閱文獻資料,了解國內外最新的理論、實驗手段和研究方法,同時也可以從以往和目前的有關研究成果中受到啟發,為自己的研究提供有用的研究思路和方法,避免重做前人已經提出的正確觀點,而且為更科學地論證自己的觀點提供有說服力的、豐富的事實和數據資料,使研究結論建立在可靠的材料基礎上。

通過實例示范、視頻教程等方式讓學生掌握文獻檢索方法,培養學生文獻檢索能力,并且通過文獻資料查閱、整理,提出自己的觀點撰寫綜述性小論文。

第9篇

為更好地適應國家經濟建設和社會發展對高層次應用型人才的迫切需要,積極發展具有中國特色的專業學位教育,教育部決定從2009年起,開始招收以應屆本科畢業生為主的全日制專業學位碩士研究生,并逐年增加招收人數,目前已形成了較大的規模。創新能力和實踐能力的培養是全日制專業學位碩士研究生的教育核心。如何保證全日制專業學位碩士研究生培養質量、探索培養模式是近幾年來大家關注的重要課題。哈爾濱工程大學化學工程專業從2009年開始招收全日制專業學位碩士研究生,到目前為止,已招收4屆。由于全日制專業學位碩士研究生的培養目標與定位不同于傳統的學術型研究生,對全日制專業學位碩士研究生的培養模式以及管理體制一直在進行著探索與嘗試,努力為社會培養出富有創新能力的高級工程技術人才。

一、化學工程專業全日制專業學位碩士研究生培養的課程設置

根據全國工程碩士專業學位教育指導委員會“關于制訂全日制工程碩士研究生培養方案的指導意見”的精神,要求所培養的學生掌握化學工程領域的基礎理論、先進技術方法和手段,在領域的某一方向具有獨立從事工程設計、工程實施、工程研究、工程開發、工程管理等能力。結合學院實際學科研究方向,確定了化學工程專業的培養方案。按照學校的統一要求,學制為2年,最長學習年限不超過4年,應修總學分不低于32學分,其中,必修課不低于17學分(公共必修課5學分,校級基礎課2學分,專業基礎課不少于8學分,專業技術課本文由收集整理不少于2學分);綜合環節12學分;專業選修課不少于3學分。專業基礎課主要包括高等化學工藝學、高等化學反應工程、新型分離技術、化工傳遞過程原理、化工過程建模仿真與優化、現代電化學、化學工程前沿講座、經典學術專著選讀、化工系統工程等課程。專業選修課包括合成化學、材料化學、高分子材料、高等有機化學、有機化合物的波譜解析、近代有機合成技術與方法、化學電源、精細化學品化學、液相色譜手性分離、應用腐蝕電化學、綠色化學與化工、化工網絡資源與化工軟件、現代實用電鍍技術、高性能樹脂合成方法的應用等課程。綜合實踐環節包括綜合實驗、科研實踐、文獻綜述報告、學術活動、知識產權基礎與實務、工程信息資源獲取與專題利用等內容。

二、培養模式的探索

實踐環節是全日制專業學位碩士研究生培養的重點和難點,是全日制專業學位碩士研究生教育質量的重要保證。實踐基地的建設,是進行實踐教學環節的根本保障,為了積極落實國家對全日制專業學位碩士研究生的培養要求,保證學生不少于半年的實踐教學要求,學校、學院把建設各種形式的實踐基地作為全日制專業學位碩士研究生培養的重點工作,積極利用各種社會資源,多層次、多角度建立符合全日制專業學位碩士研究生培養的實踐基地。如學校層面上建立的大型實踐基地,學院層面建立的中型實踐基地,以及指導教師通過科研合作等方式建立的小型實踐基地,都可以納入到學生的實踐教學培養環節,在學院調查、核實的基礎上就可以投入使用。指導教師對于全日制專業學位碩士研究生創新能力和綜合素質的培養有直接影響,實行“雙導師制”是全日制專業學位碩士研究生與學術型研究生培養的又一區別。“雙導師制”對于培養具有實踐創新能力的全日制專業學位碩士研究生更具有優越性。目前,企業導師的選聘成為全日制專業學位碩士研究生培養的制約因素。具有堅實理論基礎、豐富實踐經驗并且愿意指導全日制專業學位碩士研究生的企業導師不多。目前,學院主要通過兩種方式確定企業導師,一是校外實習基地所在企業推薦;二是在科研項目合作過程中積極爭取。進一步明確學校導師和企業導師的職責,學校導師由于具有深厚的理論知識和豐富的教學經驗,主要負責基礎課和專業課的教學,把握學位論文的理論深度,規范學位論文的寫作。企業導師具有豐富的實踐經驗,主要負責將學生的研究與企業的工程、生產實際結合起來,使研究更有目的性,提高學生的實踐能力。從現在運行的情況看,效果良好。

三、加強學位論文的過程管理。

從選題開始,學校導師和企業導師就需要密切合作,加強對選題的評估與論證,明確選題技術背景和研究目標,使選題與生產實際相結合,解決企業的實際問題,論文完成后能夠為企業帶來一定的經濟效益。在論文研究進入到中期階段,學院將聯合企業一起對研究工作進行中期檢查,一方面督促學生保證論文進度,對進展緩慢的學生提出警告,對另一方面,幫助學生把握研究方向,并給出合理的意見與建議,使研究工作能夠順利進行。在此期間,加強對于學校導師和企業導師定期交流的管理,鼓勵學生進行學術交流。在后期階段,學院主要結合學位論文對學生加強管理,在雙方導師修改同意后,對學位論文實行雙盲評審。學院將在校內外選擇相同或相近領域的專家進行評閱,對學位論文給出評價,并做出是否同意提交答辯的結論,學院根據評審意見決定是否同意學生參加論文答辯。這使得學位論文的質量得到了保證。

四、培養過程中的問題與建議

1.實習基地的建立。企業與學校密切結合是培養全日制專業學位碩士研究生的一個主要特點。實習基地的好壞直接影響到學生培養的質量。目前,能夠主動與高校建立實習基地的企業不多,學校更多的時候是利用自身的各種資源來尋求企業的幫助。企業從技術保密、安全生產等方面考慮,積極性不高。如何提高企業積極性,是制約全日制專業學位碩士研究生培養的一個重要問題。目前,高校主要通過給企業提供技術支持、解決生產難題、提供優秀畢業生等方式,要求企業給學生提供實習、實訓的機會,這顯然不能從根本上解決問題。國家應該在更高的層面上,引導企業服務于教學,如在稅收、政策上對服務教學的企業給予適當的優惠,鼓勵企業為人才培養做出貢獻。

第10篇

關鍵詞:物理化學;教學模式;講授;導修;教學質量

物理化學是化學專業本科階段一門非常重要的專業基礎理論課程,歷來倍受各高校化學類專業的重視。又由于物理化學具有“兩多三強”(即概念多、公式多,理論性強、系統性強、邏輯性強)的特點,一直是大學化學中難度較大的課程。大學物理化學課堂的主體教學模式基本上是傳統的大班講授教學模式,學生也習慣了這種講授式教學的模式。老師滿堂灌,學生被動聽。由于物理化學本身是用數學和物理的方法處理物質化學變化過程,其思維方法的新穎和復雜,要求學生具備較扎實的高等數學和物理科學知識基礎,因此有相當一部分學生學習感到困難,加上我國學生自主思維能力較弱,使得物理化學教與學的難度都較高。如何教好物理化學,使學生在掌握其基本內容和學習方法的同時,提高學習效率,一直是物理化學教學中教師研究的一個重要課題。本文采用“講授加導修”教學模式進行物理化學教學,并進行了課程全程教學實踐,獲得了良好的教學效果。

一、“講授加導修”教學模式構建

授課與研討相結合是世界一流大學教學實踐中廣泛采用且行之有效的一種重要教學組織形式[1-3],有利于充分調動“教師-學生”雙主體作用,激發學生學習的主動性、創造性和內在潛力,在提高教學質量和培養創新人才中發揮著重要作用。多項研究表明[4-6],被動學習的效率是很低的,而讓學生主動學習,其學習的效率將大大提高。根據我校對課程教學改革的要求(大班授課、小班討論)和物理化學教學的實際情況,我們在物理化學教學中采用“講授加導修”的教學新模式。

1.物理化學講授課

由于物理化學是將物理方法與數學方法相結合,從宏觀層面研究物質化學變化原理的科學,其研究方法復雜,這些認知方法在學生的原有認知結構里是不存在的,因此是一種新的認知圖式。這種認知圖式如何與學生原有的認知圖式結構相結合,需要教師進行傳授。因此物理化學中的基本研究方法必須通過教師傳授。

教師講授課是大班的形式進行的。要求教師精心進行教學設計,重點傳授物理化學科學的基本研究方法,讓學生把握物理化學的一般研究方法和重要的具體研究方法,發展學生的認知圖式。

課堂教學要有導學方案設計,主要體現在如下方面:

(1)承前啟后,發揮樞紐作用。了解授課對象的先修和后繼課程與物理化學的聯系,深化化學原理課程中的物理化學理論,介紹其在后繼專業課程中的應用,以開闊視野并兼顧系統性和趣味性。

(2)少而精和博而通。傳統的基礎內容要突出重點,講深講透,體現學科框架,選擇介紹相關前沿的內容以擴大知識面。

(3)提倡內容側重的多樣化。針對不同專業時要不拘一格,倡導內容側重的多樣化;即便面對同一專業,內容側重亦應有寬松的選擇余地。

(4)體現理科與工科不同的特色。理科專業需要加強理論的掌握,而工科專業強調應用性和實踐性。引入研究型實踐項目,使學生加深對理論的理解,培養學習興趣,提高應用水平。

(5)通過問題調動學生學習的積極性和主動性。

(6)典型的例題講解開發學生思路,讓學生完成計算過程和獲得計算結果。不把題目完全求解,讓學生學會動手動腦,擺脫機械接受。

(7)設計創新性思維的題目,真正做到讓學生在學習方法上有所創新。

2.物理化學導修課

物理化學導修課的教學目標是解決學生學習中的難點和盲點,提高學生學習的興趣,培養獨立思維與解決問題的能力,體現學生在學習中的主體地位。這種導修課將能充分調動學生學習的主動性和積極性,提高學生學習的效率,提升教學質量。

導修課的具體內容是物理化學學習中的難點內容,如(熱力學第一、二定律以及焓、熵、吉布斯能等概念的理解與計算等)。這些內容的特點是公式多、推導繁瑣、關系復雜、概念抽象,比較難于理解和掌握,需要采用輔助的教學方法來加深對學習內容的理解和掌握。

導修課的基本教學形式是學生討論,教師引導,主角是學生。為了能使所有學生都能參與討論,因此導修課采取小班教學,同時由主講教師和助理教師共同參與。課前布置學習內容,學生進行自主預習,課堂上學生在教師的指導下,為解決某個主要問題(包括基本概念的理解,重要公式的掌握和重要結論的應用)進行探討,辨明概念。一方面,學生進行了主動的思考,運用教師課堂講授的研究方法學習新的知識,對學生鞏固物理化學講授的研究方法很有效;另一方面,學生能表明自己學到的知識,教師可以及時了解學生學習中的問題,從而及時進行矯正,并且通過討論學生可以相互進行學習,使自主學習能力得到較快的發展。

導修課的基本要求是:

(1)討論的問題要有吸引力。抓好問題是討論的前提,問題要有吸引力,能激起學生的興趣,有討論鉆研的價值。

(2)適當補充一些課外材料和參考書目。對于整節課的討論,課前要求學生到圖書館查閱資料,閱讀補充的材料,讓學生清楚地了解討論內容。

(3)善于在討論中對學生進行啟發和引導。要引導他們進行獨立思考,勇于發表自己的見解;把大家的注意力集中到討論主題和爭論的焦點上,引導討論縱向發展;研究關鍵問題,以便使問題得到解決;教師不要暗示問題的結論。

(4)做好討論小結。討論課結束前,教師簡要地概括討論情況,糾正錯誤片面的模糊認識,使學生獲得正確的觀點和系統的知識。

(5)教師要對課堂討論問題有較全面、深入的準備。

首先要精選討論題目,討論課所選定的題目應具有思考性、普遍性和重要性。討論題目的選擇是否適當,直接關系到討論課的成敗。為了有效地利用有限的課堂教學時間,討論課所選擇的題目應具備上述三個特點。所謂思考性,指討論的題目要易于引起學生對問題的思考,有一定的深度,對于那些瑣碎的純技術性問題不宜涉及過多;普遍性,指多數學生在學習中所遇到的具有共同性的難點,因此也是普遍關心的問題;重要性,則是指討論題目在學生所學習的整個知識體系中處于關鍵性的地位,學生透徹地理解這些問題,能使他們在自學中舉一反三,增強其自學能力。從這種指導原則出發,我們一方面從各種教材中挑選出一些合適的思考題,另一方面又把學生作業中反復出現錯誤的同類問題加以分類和概括,從中選出具有以上三個特點的問題。這些精選出來的問題,既與學生的知識水平相適應,又具有一定的深度,從而為他們提供了深入探討的基礎。

其次要求教師對導修課的程序有一個總體的設計,并且要有百問不倒的把握。這就要求主講教師對課程的知識體系要有一個準確、全面的了解,而且要認真備課,開拓思路,把討論題的各種解法都要考慮在內。同時,對于學生現有的知識水平也要做到心中有數。這樣才能夠做到在活躍的討論中臨變不亂,對討論的方向和速度實行最佳控制,從而達到預期的目的[7]。

二、物理化學“講授加導修”教學模式結果分析

1.講授更精練,促進了教師教學水平的提高

由于主講的課時壓縮,教師必須設法改變原有教學的觀念,重新認識物理化學的教學,精心組織教學內容和設計教學策略,從而促使教師對物理化學教學進行全面研究。更由于導修課中學生提出的問題是不確定的,因此主講教師和助理教師都必須認真進行準備,以便能順利解答學生提出的問題。

例如:不可逆條件下H、S、G均可運用狀態函數之殊途同歸變化等的特點,設計出從相同始態達到相同終態的兩個不同的途徑進行計算,我們在講H時詳細分析,而后面的S、G則運用類比的方法進行分析,使學生學會舉一反三、觸類旁通。從而節約了課時。

又如:為了促使學生認真聽講,同時也為了了解學生對所講內容的掌握程度,教師經常在課堂講授過程中會提出問題,問題提出后,教師通常會隨便選擇一個學生來回答這個問題,如果不行就另換一個學生。但是幾乎每個老師都遇到過這樣的尷尬場面:換了幾個學生后仍然得不到正確答案。這樣不但起不到預期的效果,而且還使被叫到的學生感到很尷尬,有的學生因此而害怕上課;另外,某些學生在回答問題后會感到放松,不再集中精力聽講,因為他知道老師在短時間內不會再次對他提問。因此必須改進傳統的提問方式,才能獲得更好的教學效果。我們參照哈佛大學化學系在授課中采用的一種很有效的提問方法:在介紹了某個主要概念后,暫停授課,給出一個與所介紹概念有關的多項選擇題,給學生1分鐘的時間獨立思考,并舉手選擇一個正確答案,然后鼓勵他們和鄰座的學生討論,互相解釋自己的答案,如果兩人答案一致,則每個人用自己的語言解釋一下自己是怎么理解這一問題的,如果答案不一致則要求他們互相說服對方。這一過程可持續2分鐘左右。最后,讓學生再次舉手選擇正確答案。經驗表明,經過討論后,答對的學生通常能增加30%左右。相關研究也表明,這種讓一部分學生充當教師去教另一部分學生的學習方法是很有效的,而且學生們認為這種方式可以讓他們用自己的方式和方法解決問題, 有助于加深他們對問題的理解。

2.導修課使學生對知識的理解更深入,學習效率大大提高

由于學生從中學到大學已經習慣了講授式的教學模式,他們不太喜歡在課堂上主動發言,表達自己的意見,當然還有一個原因是怕自己說錯而不敢發言,這些都是阻礙發揮主動學習和調動積極思維的障礙。只有通過老師的引導、啟發和鼓勵,方可調動學生積極參與討論的積極性[8]。

例如:我們曾在表面物理化學的討論課上選擇了這樣的一個題目:請運用表面物理化學原理,解釋在重量分析實驗中為什么要有“陳化”這一過程?學生看到這個題目時,剛開始不知所措。這時候我們給了同學們一點小提示:重量分析這個實驗過程的目的及實驗過程是怎么樣的?這時他們便開始活躍起來,有學生回憶重量分析的過程,其中有個過濾的步驟,猜測“陳化”可能與這個步驟有關。又有學生說“陳化”過程可能是提高重量分析某個步驟的精確度,因為獲取的沉淀的質量一般都很少。這時候,我們再跟同學們說最好是把我們所學的知識結合起來解釋一下。同學們一下子頓悟了,他們聯想到所學的Kelvin公式,推斷出粒子大小不同的沉淀處在同一環境中,小顆粒會不斷溶解,大顆粒不斷長大,陳化過后的沉淀會更容易過濾出來,從而提高了實驗的精確度。回想整個解題過程,同學們通過“你添一磚我添一瓦”的方式就把題目完整解了出來。這樣,通過積極的參與回答問題,同學們把實驗過程重新回憶了一遍,而且也能把課本上的知識與實際操作聯系起來,增強了對公式的理解,更提高了他們對知識的實際應用能力。

通過討論,充分調動了學生的學習積極性和主動性,

不僅能活躍課堂氣氛、提高學生的學習興趣,更能加深對知識點的記憶和理解。學生對知識點的理解、掌握和應用就是我們的最終目的。

通過本期的物理化學期末考試證明,采用講授加導修教學模式后,學生反映不懂的問題少了,學習的熱情高了。全班期末考試平均成績比前幾屆明顯有所提高,不及格率下降。這說明開設討論課對學生們更好地理解物理化學基本概念和原理取得了良好的效果。

3.學生學習的主動性大大提高

在導修課上,大多數的學生發言是比較積極的。因為他們希望通過自己不懂的問題在老師和同學們的幫助下,了解更多解題思路,更好的掌握知識。通過對問題的回答,學生能夠加深對學科知識的理解,更好地鍛煉自己的語言組織能力以及知識的串接能力。只有把想法說出來讓老師和同學去檢驗,才知道正確與否。通過討論也可以產生一些創新性的想法。也有個別學生在課上并沒有積極發言,原因是這些學生對于知識的掌握理解不夠,不知道自己的想法對不對,更多的時候是完全沒有想法。老師的加分政策慢慢地改變了這部分學生不愛發言的習慣,使學生能夠主動去思考老師所提出的問題,積極參與討論當中,提高了學生學習的主動性。

參考文獻:

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第11篇

關鍵詞:中專工業;教學方式;職業教育

中圖分類號:G718文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2012)03-0063-01

1.引導學生應用計算機進行設計

隨著計算機的廣泛應用,把計算機作為一種教學工具進行輔助教學顯得越來越重要。《化工》課程設計中,計算機應用主要是編制大型程序和繪圖。首先,教師給出設計框圖和必要的子程序,根據不同的設計任務,要求學生自編子程序,這樣有利于學生對有關問題進行思考和消化。在程序調試和運行中,既解決了問題,又完善了程序。在設計中,還要改變條件,進行多次計算,從而激發學生對計算機的學習興趣。在設計畫圖時,要求學生借助軟件進行計算機繪圖。以板式精餾塔的設計為例。筆者預先把物料衡算、理論塔板數的求算等作為計算機作業布置下去,中間穿插了程序框圖和算法的指導。由于預先練習了與課程設計題目有關的計算機作業,學生也認識到利用計算機進行輔助設計是一種潮流趨勢。因此,學生運用計算機解決問題的熱情高漲,不僅能應用VB、AutoCAD,多數學生還全程使用了Word等文字處理軟件排版、打印課程設計說明書。

2.采用多種教學方法,激發學生的學習興趣

由于學生大多數基礎較差,且對這門學科缺乏正確認識,有些學生甚至覺得學習理論在實際中沒有多大的用處,因此缺乏學習積極性。要激發中專學生的學習積極性,在教學中就應針對中專學生特點,采用多種教學方法。

2.1啟發式。啟發式教學是一種注重發揮學生主體能動性的一種學習方法,比較適合中專學生獨立思維、積極主動地去獲取知識的特征。去調動學生學習的積極性和主動性,指導他們動腦、動口、動手,經過自己的思考去獲得知識,引導學生去發現問題、提出問題、分析問題、解決問題,使之生動活潑、有興致地學習。有人提出了啟智的七把鑰匙:第一,質疑;第二,引趣;第三,勤學;第四,改難;第五,動情;第六,求變;第七,務本。教師在教學中采用滿堂罐式的教學,只能使學生覺得乏味,最后完全失去學習的興趣。在教學中如果教師善于應用啟發式教學,不但使學生想學、愿學,而且提高了學生的創造性思維能力。例如,我們在講授硫酸這門課時,可以提出"生產硫酸的原料有哪些?""原料不同對后面的工序有何影響"、"由于原料的不同生產硫酸的工藝有何不同?""為什么硫酸的凈化工序差別較大?"等一系列問題,要求他們認真思考后再回答,這樣就能使他們的思維活動變得非常積極而主動,講授的有關知識也就很快掌握了。這樣不僅可以啟發學生學習基礎知識的自覺性,而且對培養學生的科研興趣和創新意識大有裨益。

2.2 對比式。化工專業有些課程的內容比較相似,要想區別并理解記憶這些內容,對比法是一種行之有效的講授方法。例如,有機化學中的雙分子親核取代、單分子親核取代和雙分子消除反應、單分子消除反應非常相似,很容易混淆,而這部分內容既是重點又是難點,在講授過程中我們把這四個內容放在一起進行列表找出相同點和不同點,并且抓住幾個關鍵詞取代、消除,單分子、雙分子進行講解,再從反應機理進一步對比,這樣就使學生對這幾個概念有一徹底的理解,從而達到了對理論知識的掌握。

2.3比喻式。化工專業課的理論性較強,在教學過程中常常會遇到一些較難理解的理論和概念,如果只用專業語言去講,中專學生由于專業基礎普遍較差,很難聽懂,此時就可以運用比喻的方法把一些理論問題形象化去講,可達到事半功倍的效果。如在物理化學中講授熵的物理意義時,我們可以把熵比喻成一個小孩,孩子天生好動,這是一個自愿過程,熵是增大的,無序度也是增大的;而想讓孩子不動,則必須束縛他,這是一個非自愿的過程,熵是減小的,有序度是增大的。這樣把一個抽象的概念形象化,使學生很容易理解。

2.4總結式。一堂課講完以后,都必須留十分鐘左右的時間,可以用準確簡練的語言,提綱挈領地對一些重點、難點進行總結。這樣學生可以牢牢抓住本節本章的重點、難點,加快了對知識的掌握,除此總結式還可以提高學生對知識的概括能力,不會出現眉毛胡子一把抓的結果,更有利于學生更好的完成學習任務。

第12篇

關鍵詞:城市;土壤污染;園林綠化;生態環境

近年來,由于城市人口急劇增長,城市化和工業化進程的加快,固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒,有害廢水不斷向土壤中滲透,大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中,使城市土壤受到侵蝕、酸化和硬化等, 造成城市土壤污染,不僅影響城市植物的正常生長發育,同時也使作物成為污染物被攝入人體,直接危及到城市市民的健康和安全,城市土壤污染問題已經引起人們的高度重視,本文將通過分析城市土壤污染的來源及特征、植物修復機理,提出城市園林綠化對策,以期對改善城市生態環境提供幫助。

1 城市土壤污染物的來源及特征

1.1城市土壤污染物的來源

大量施用化肥和農藥、廢物(廢渣、污水和垃圾等)的堆放以及大氣或水體中的污染物質的遷移、轉化等,都有可能使大量有機和無機污染物質隨之進入土壤。從土壤的自然屬性角度考慮,引起土壤環境污染的主要污染物是土壤的重金屬污染與土壤的農藥、化肥污染以及放射性污染等。

(1)重金屬污染。城市工業生產帶來了大量的工業固體廢棄物和污泥濁水,加上在城市綠地中不斷使用化肥,形成重金屬進入土壤中,當土壤重金屬含量明顯高于其自然背景值,并造成生態破壞和環境質量惡化即形成重金屬污染。重金屬不能為土壤微生物所分解, 難予徹底消除,可為生物所富集并通過食物鏈在人體中積累,進而危害人體健康。

(2)化肥污染。在城市園林綠化和市郊農業生產中,大量使用化肥,進入土壤后除一部分發揮作用之外,另一部分因其固有的穩定、不易分解特性被土壤固結而在土壤中累積,造成土壤養分結構失調,物理性狀變差,有害金屬和有害病菌超標,長此以往形成化肥土壤污染。同時由于施入過多的化肥,土壤水溶性養分等物質被雨水和灌水淋溶到地下水及河流中,造成部分地區的地下水及河流污染,導致環境污染。主要的化肥主要包括氮肥和磷肥。

(3)有機物污染。在農業生產和園林綠化作業中長期使用化學農藥及工業“三廢”,形成洗滌劑、多氯聯笨、酚、石油等有機物,這些有機物一旦進入土壤環境,能阻塞土壤孔隙,破壞土壤結構,影響土壤的自凈能力;同時由于其獨特的熱穩定性能、化學穩定性能和絕緣性能常造成嚴重的積累后果,不僅影響植物生長,而且通過動植物轉移到食物鏈中,給人類生存和健康帶來威脅。

(4)放射性污染 核電站放射性物質排泄、使用含放射性核素化肥、燃煤等產生放射性物質,進入土壤后危及土壤微生物群落的安全,進而影響土壤肥力和有毒物質的分解進化能力,并且伴隨著地表地質作用的進行, 進入土壤環境中的放射性核素通過地表徑流作用進入各種水源和大氣環境中,危及地下水的飲用安全,造成放射性核素的擴散。

1.2城市土壤污染特征

(1)污染隱蔽、表現滯后。各種有害物質在土壤中總是與土壤相結合,有的被土壤生物所分解或吸收,從而改變了其本來性質和特征,它們可被隱藏在土壤中或者以難以被識別發現的形式從土壤中排出,當土壤有害物質輸送給農作物,再通過食物鏈損害人畜健康時,土壤本身可能還會繼續保持其生產能力,所以土壤污染往往較隱蔽。另外土壤污染從產生到出現問題會滯后一段時間才能表現出來。

(2)污染物容易被固定。在進入土壤的污染物中,多數是無機污染物特別是重金屬和放射性元素都能與土壤有機質或礦物質相結合,長久地保存在土壤中,依靠稀釋和自凈化很難消除,無論它們如何轉化,也很難離開土壤,治理污染土壤通常成本較高,治理周期較長,成為頑固的環境污染問題。

(3)污染不可逆。一些重金屬污染物進入土壤后,很難通過自然過程將其從土壤中清除或稀釋,對生物體的危害和對土壤生態系統結構與功能的影響難以恢復,許多有機化學物質的污染也需要較長的時間才能降解。

(4)污染物容易累積。污染物質在大氣和水體中,一般容易遷移,土壤中的污染物不可能像在大氣和水體中那樣,被擴散和稀釋,因此污染物在土壤中不斷積累,也使土壤污染具有很強的地域特征。

(5)危害性大。一些含重金屬濃度較高的污染表土以及建筑施工時產生的深層土,在風力的作用下進入大氣環境中,導致城市空氣污染;土壤污染物通過城市地表徑流進入地表水及地下水,對城市水體造成污染。不僅如此,土壤被重金屬污染后,將通過食物鏈傳導到人類,從而影響人類健康。

2 園林綠化對策

綠色植物是生態系統的主要組成部分,擔負著生態和景觀的雙重功能,對于城市中大量的污染土壤,園林綠化工作應根據以人為本生態優先的城市綠化原則,在園林綠化實踐中首先考慮環境可能對人體健康的影響,利用植物修復機理,從園林綠化設計綠化植物選擇綠化施工及養護管理等方面統一部署,達到既能在污染土壤上種植植物使其長勢旺盛,又能通過綠色植物對污染土壤進行修復。

2.1植物修復污染土壤機理

污染土壤傳統的修復方法如排土填埋法、稀釋法、淋洗法等,成本高,易造成二次污染,對環境擾動大。植物修復是以植物忍耐和超量積累能某種或某些化學元素的理論為基礎,通過吸收、轉運并積累從而去除土壤中有害物質(包括放射性物質),被譽為一種經濟綠色擾動小非破壞型的修復方式。

(1)植物吸取。植物吸取是指利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中的金屬吸收,富集并轉移到植物根部和地上莖葉,然后收割離地處理的過程,連續種植該植物,達到降低或去除土壤重金屬污染的目的。研究表明植物可以通過根部吸收石油烴,并將吸收的有機化合物不同程度地蓄積在植物的根和莖葉器官。

(2)植物降解。植物降解技術是利用植物體內產生的酶把污染物質降解為無毒或毒性低的產物,其修復途徑包括污染物質在植物體內轉化和分解及在植物根分泌物酶的作用下引起的降解。這一過程可以是通過植物根系分泌到土壤中的酶來催化、將污染物質吸收到植物體后再將解、植物通過向根際分泌氨基酸等低分子有機物而刺激微生物的大量繁殖、間接促進有機污染物的根際微生物降解等。

(3)植物揮發。植物揮發與植物吸收相連,它是利用植物根系從污染土壤中吸收重金屬,將其轉化為可揮發的低毒性形態揮發到大氣中,以降低土壤污染。目前研究較多的是Hg和Se。濕地上的某些植物可清除土壤中的Se,其中單質占75%,揮發態占20~25%。揮發態的Se主要是通過植物體內的ATP硫化酶的作用,還原為可揮發的CH3SeCH3和 CH3SeSeCH3;Meagher等把細菌體中的Hg還原酶基因導入芥子科植物,獲得耐Hg轉基因植物,該植物能從土壤中吸收Hg并將其還原為揮發性單質Hg。

(4)植物穩定。利用耐重金屬植物或超累積植物降低重金屬的活性,從而減少重金屬被淋洗到地下水或通過空氣擴散進一步污染環境的可能性。其機理主要是通過金屬在根部的積累、沉淀或根表吸收來加強土壤中重金屬的固化。如,植物根系分泌物能改變土壤根際環境,可使多價態的Cr、Hg、As的價態和形態發生改變,影響其毒性效應。植物的根毛可直接從土壤交換吸附重金屬增加根表固定。

2.2 園林綠化對策

(1)篩選培育超積累植物(Hyperaccumulator)由于植物修復周期較長,如何提高植物的吸收效果、縮短修復周期是當前最受關注的問題,而選育超積累植物、提高土壤中重金屬的生物有效性則是改進植物修復的關鍵。為了提高植物修復技術的應用效果,必須對植物種及其變種進行篩選、得到對某一具體重金屬污染物具有超級修復潛力的植物,然后進行在苗圃中培育和生產。

(2)在園林設計中因地制宜選擇修復污染植物 在進行城市園林綠化設計時,首先應對綠化土壤進行調查,了解土壤中所含污染物,然后本著先治污后美化的原則進行設計,設計者應了解各種園林植物的生態特性、種植地的環境條件特別是土壤中的污染元素,充分利用現有的土壤植物修復成果,結合園林綠化實際因地制宜,選擇綠化植物品種,在被污染土壤上營造出既能適應又能修復土壤,且景色宜人的近自然植物群落。

(3)在園林施工時增加環境質量監測 由于城市土壤與自然土壤相比,土壤物理特性和化學特性均發生了很大變化,有的已經被污染,在園林施工時應對施工單位進行資質審查,制定綠化施工質量標準和技術規范,對綠化地整地栽植技術排水流向施工中地處理等方面做出規定,不僅要實行工程質量和進度監理,更主要的是要進行環境質量監測。

(4)在園林綠化養護管理時施用螯合劑接種特殊微生物 在污染土壤上綠化養護既要考慮綠化景觀效果,還要根據植物修復特性,采取相應的養護措施。①施用螯合劑。植物修復特別是植物提取在實際操作時受到二個因素限制,一是超富集植物的生長特性,這種植物生長慢,生物量少;二是重金屬在土壤中的有效性低,植物難以吸收,并且難以將重金屬由根系轉移到地上部分。向土壤中施加螯合劑(EDTADTPAEGTA檸檬酸草酸等)能活化土壤中的重金屬,促進植物吸收。螯合劑與土壤溶液中的重金屬離子結合,降低土壤液相中的金屬離子濃度,為維持液固相之間的離子平衡,重金屬從土壤顆粒表面解收,由不溶態轉化為可溶態,同時螯合劑本身又減少了土壤對重金屬-螯合劑復合體的吸持強度,從而增加了土壤溶液中重金屬的濃度,有利地提高了植物提取修復效率。②接種特殊微生物。接種某些內生菌根可以增加超富集植物對重金屬的吸收,菌根菌的菌絲可使根系在更為廣泛的范圍內更有效的吸收土壤中的水分和礦質元素供給植物;部分微生物對重金屬的耐性很強,可以使土壤酸化,加強重金屬的溶出,從而進行生物淋濾(bio-leaching), 生物淋濾可以考慮在植物提取中應用。目前植物-微生物聯合修復技術已成為植物修復研究的一個熱門方向。③改善施肥技術。良好的施費技術可以使超富集植物生長旺盛生物量提高,從而提高植物提取效率。選用酸性或生理酸性肥料如(NH4)2SO4、NH4CL、KCL、過磷酸鈣等,可明顯增加植物提取重金屬。適當使植物缺P,可以增加植物根系分泌有機酸,提高植物提取重金屬的效率。在實踐中應根據所用植物及目標重金屬的種類,有選擇地施加營養物,以最大限度地提高植物生物量極其重金屬吸收能力。

3 展望

在大量被污染土壤上進行園林綠化設計施工及養護,已經成為城市園林工作的新課題,雖然利用植物修復土壤取得了一些進展,但要使園林綠化達到既能修復被污染土壤,又能改善生態環境,同時美化環境,善有許多方面需要研究和完善。

(1)積極開展超積累植物的選擇與培育。目前情況是,由于直接在野外篩選到比較理想超積累植物的難度很大,科學家們希望對植物通過基因改造獲得較理想的重金屬超積累植物。但是,必須先篩選出具有超積累特性植物種,再對其特性進行研究,如吸收速率、富集程度以重金屬在植物組織的分布情況。然后進行培育和推廣。

(2)理順植物生態功能與景觀功能的關系。園林綠化工作強調以人為本生態優先,在城市綠化中首先應創造舒適無污染的生態環境,保證人民的身體健康,其次才能考慮綠地的景觀效果。

參考文獻

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6、楊小飛 我國土壤污染的現狀特征及其法律規制環境科學 2008,37(4)63-64

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