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臭氧稀薄熱浪滾滾溫室效應懲戒世人
近年來,熱浪已成為全球新聞的焦點,從美洲,到歐洲,再到亞洲,到處都是熱浪,熱死人的事也屢見不鮮。據聯合國今年7月初在日內瓦發(fā)表的一份報告指出,在人口集中的大城市,將會有越來越多的人因為熱浪而致死。另據科學家估計,排除人口增長的因素,到公元2050年前后,全世界各大都市每年死于熱浪的人數都會增加數千人。
那么,地球為什么變得這么熱呢?科學家將其歸結為地球隔熱的功能正在日趨衰弱,而這又與大氣層遭受破壞有著密切關系,其中為害最烈的莫過于臭氧層破裂、溫室效應和酸雨。由于三者多半系交互作用,因此即使是最先進的超級電腦也都很難區(qū)別出各自的污染后果。
科學家認為導致全球氣溫升高的很大原因是臭氧層受到破壞,高空(地表上空10公里至80公里高度)平流層的臭氧層越來越稀薄,自1986年科學家在南極天空首度發(fā)現一個臭氧稀薄的破洞后,又在北極和青藏高原的天空發(fā)現兩個臭氧層破洞。
而臭氧層之所以受到破壞,罪魁禍首是空氣污染和全球溫室效應。所謂溫室效應是指4大溫室氣體——二氧化碳、甲烷、氟氯碳化物(CFC)和氧化亞氮等濃度越來越高,從而使地球溫度也越來越高。
原本這些氣體扮演著維持地表溫度、使生物得以生存的角色,但是由于人類活動過度制造這些氣體,卻導致地表溫度不斷升高,反而威脅到人類的生存。
先看二氧化碳,人吸進氧氣,呼出二氧化碳。而樹木行光合作用需要二氧化碳,并釋放出氧氣。如果兩者達到平衡,就不會有溫室效應問題。
但是由于現代醫(yī)學的發(fā)達,以及對營養(yǎng)和健康的重視,人類的壽命已經大為延長,而且人口增長率也大為提高,從幾十年前的一二十億增加到現在突破50億,人類呼出的二氧化碳也更多。加上熱帶雨林遭到砍伐和空氣受嚴重污染,導致大氣層中的二氧化碳已經多到無法控制,成為溫室效應的最大成因,占溫室效應成因的50%。
至于CFC,最初發(fā)明問世時被視為本世紀的魔術化學品。由于沸點低,可以用作冰箱、冷藏器和冷氣機的冷媒。但它的破壞力與其冷卻力一樣強。1973年,美國麻省理工學院的大氣化學專家英里納與加州大學厄爾文分校的化學家羅蘭德,率先提出CFC破壞臭氧層的理論,自此,世人即深信,CFC是破壞臭氧層的大毒瘤之一,因為它的吸熱能力而助長了溫室效應。它約占溫室效應成因的25%。
甲烷則要對溫室效應負15%的責任。說來令人難以置信,甲烷的主要來源是牛和稻田。由于人類對牛肉需求甚大,導致畜牧業(yè)者砍伐森林以便放牧,這使得二氧化碳增加,而且牛只越來越多,復雜的牛消化系統排放出來的甲烷,也使溫室效應更為嚴重。
溫室效應成因的最后10%,來自一種常見的污染物,名叫氧化亞氮,它和二氧化碳形成汽車廢氣的主要部分。目前全球有5億輛汽車行駛在街道上,到2030年可望增加一倍。燃燒礦物廢料也會產生氧化亞氮。此外,現代農民大量使用的氮肥,也是大氣層中氧化亞氯增加的因素。
據統計,自工業(yè)革命以來,大氣內二氧化碳的濃度增長了1/4,其他的溫室氣體,如甲烷增長了100%,氧化亞氮增長了19%,地球的熱輻射留在地表上空的比例也越來越高,導致大氣溫度逐年升高。自工業(yè)革命以來,地球平均溫度約升高0·5——1攝氏度。而1995年則是近百年來地球平均溫度最高的一年。
而據聯合國贊助的跨國氣候變化研究組織預測,人類若再不控制溫室氣體的排放量,則在未來100年間,全球的平均氣溫還將上升1—3.6攝氏度,這種加
溫速度比過去9000年的任何溫度改變階段都要來得快,大概只有冰河期的溫差變化差可比擬。屆時,我們現在看似科幻小說的情景就有可能成為真實的事實:地表加速沙漠化,人類將面臨嚴重的糧荒和水荒;各國為了爭奪生命要素而兵戎相向;從南半球到北半球的黎民百姓將長期受困于瘧疾、登革熱、血吸蟲病、病毒性腦脊髓炎、霍亂、食物中毒等“熱病”的折磨。
這絕不是危言聳聽,事實上,自1940年以來,南極洲的溫度升高了攝氏2·5度,導致海平面上升,一些島嶼國家,如馬爾代夫已經面臨陸沉的危險。而臭氧層的稀薄,則增加了人們患皮膚癌的可能性,在南極臭氧層附近的智利愛倫娜岬,人們出門必須要涂抹防曬油、戴墨鏡,許多動物的眼睛都瞎了。而最新消息指出,今年年中,全世界臭氧層最薄的地方在美國的觀光勝地夏威夷,這對于喜愛大自然洗禮的人們來說,似乎是個相當沮喪的警訊。
厄爾尼諾天侯大亂風調雨順幾成夢想
俗話說,風調雨順,國泰民安。但近幾年來,全球氣候變化多端,該降雨的地方頻鬧干旱,該冷的地方又熱得出奇,不僅使人類生活大亂,就是農作物也跟著產量失序。
科學家認為,造成目前全球氣候一團亂的因素雖不止一個,但其元兇卻是厄爾尼諾現象。每隔2—7年的圣誕節(jié)前后,太平洋東部從厄瓜多爾、秘魯到智利附近海域的溫度便會突然上升2—4度,并往往維持半年至一年左右。
炙人的熱浪、猛烈的野火、殘酷的干旱、洶涌的洪水以及強有力的風暴,最近以來,極端天氣就像一部好萊塢大片一樣,以緊湊的情節(jié)和震撼的場面在美國集中上演。今年以來,美國已有210萬畝土地遭到野火焚燒,2/3的地區(qū)在經歷干旱;6月,洪水還襲擊了明尼蘇達州和佛羅里達州……全球變暖,將某氣象節(jié)點變成熱島或水島—地球將大病一場。
以中醫(yī)的理論,人體就是個小宇宙。人之所以生病,來自于體內的瘀積即不通,一旦達到無法自我修復的地步,生命健康將遭受嚴重威脅。從人體望過去,人類在現代化上的片面追求,導致環(huán)境欠賬所造成的“淤積”使大氣環(huán)流“不通”,“陰陽”嚴重失調的后果,就如眼前席卷全球的極端天氣。
一陰一陽之謂道。天氣極端,是“氣”在作怪。如同蔬菜溫室大棚,先是人類排放的廢氣給地球罩上了“大棚”,再是臭氧層形成“空洞”使地球產生溫室效應,由于通氣口不能有效的控制,當空氣形成強對流,這就是氣候異常帶來極端天氣的原因。如是,上有太陽活動對氣候的影響即“陽”,下有人類生產形成了突然的大量的破壞即“陰”,兩者不合于“道”的矛盾運動即人類在工業(yè)現代化上的片面追求,使得人類賴以生存的環(huán)境面臨嚴重問題。
極端天氣,是天災?還是人禍?先是科技進步在商業(yè)化的推動下形成了科技的“瘋長”,再是資本主義市場經濟造成世界性貧富懸殊的“失調”,導致全人類在和平與發(fā)展中面臨空前的困境—當曬太陽可以領救濟金成為希臘人反對緊縮的理由,非洲的少年正趕著牛群尋找往年那曾經還有的水源……
水有源,樹有根。你怎樣對待大自然,它就會怎樣反過來對你??梢钥隙ǖ恼f,極端天氣一旦變成常態(tài),對人類經濟與社會發(fā)展的影響或呈“極端”。根據美國國家海洋和大氣局的統計,2011年全美共經歷了14個由極端天氣導致的重大災害性事件,造成損失超過550億美元。這個數字超越了上世紀整個80年代所經歷的天氣災害經濟損失總和。而泰國、澳大利亞、哥倫比亞、斯里蘭卡和柬埔寨5個國家一年內因極端天氣造成的經濟損失也達到有史以來的最高值。
[關鍵詞]大氣物理;研究
中圖分類號:TH72 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)29-0383-01
隨著人類社會中生產活動和生活日常活動的增加和頻繁,大氣中人為排放出的氣溶膠粒子和微量污染氣體的數量大大增加,并且進一步帶來了嚴重的土地污染、河流污染等問題,也會對生物圈及人類生活圈造成極為嚴重的影響。全球的氣候變化,CO2量不斷增多,氣候日益變暖,微量氣體的溫室效應問題、南極臭氧層空洞問題以及大氣平流層的O3層的變薄的問題等等,都會引發(fā)嚴重的氣候和環(huán)境問題,不斷地演變成為大氣研究領域的研究熱點。大氣物理研究院的相關學者和研究員的專業(yè)性研究人類活動的影響和大氣演變規(guī)律,減少大氣物理狀況變化對人類生產生活的影響,是現今大氣物理研究的重點工作和關鍵性任務。
一、大氣物理學概述
(一)大氣物理學概念
大氣物理學是主要研究地球大氣中的物理現象、物理演變的規(guī)律和物理相關過程的學科,它主要是研究大氣中的聲像、電象、光象、云、降水物理和輻射過程,以及近地面層大氣物理平流層和中層的大氣物理。大氣物理學是大氣科學的基礎理論部分,也是環(huán)境科學的一個分支。
(二)大氣物理學研究內容
大氣物理學得研究內容十分廣泛,主要包括大氣邊界、云和降水、雷達氣象、大氣光學、大氣輻射、平流層和中流層大氣及大氣電學等等。主要有光、電、聲現象及光、聲、、電磁波在大氣中的傳播特性,氣象雷達關于大氣物理的相關研究原理和研究方法,大氣輻射的平衡和大氣層的傳輸轉換過程,以及大氣底層與降水、地面的溫度、濕度和各個要素的關系和相互之間的影響關系。
(三)大氣物理學研究特點
1、學科交叉性。大氣物理學存在自身的獨立性外,還與大氣科學的其他分支有著緊密的聯系。大氣物理過程受制于大氣過程,應用于大氣的天氣預報和分析。大氣物理和天氣學、大氣動力學等有廣泛的聯系。很多天氣學和大氣動力學的研究數據、結果對于大氣物理的研究、分析有十分重要的作用。
2、應用性。大氣物理學的研究,不止停留在理論層面,更多的和我們的日常生產、生活密切相關。許多的大氣物理學的檢測數據和研究結論,廣泛的應用到大氣預報、空氣質量檢測、霧霾治理和降水控制等領域。大氣物理學的這種高度應用性,在未來的大氣環(huán)境檢測、全球溫室效應的問題上也極為重要。
二、未來大氣物理學研究熱點
(一)大氣物理化學問題
國內外地研究已表明,大量化石燃料的燃燒,會增加二氧化碳的濃度,進而導致全球的平均溫度處于上升狀態(tài),這必然引起災難性的后果。在溫室氣體的考量之外,更多的大氣物理學者,將眼光轉向對流層的大氣氣溶膠的輻射強迫作用對于溫室效應也有巨大的影響。大氣氣溶膠可以吸收大氣中的輻射,平衡由于溫室氣體的排放造成的大氣溫度的上升。除此之外,大氣的云的厚度和數量及云降水的變化,改變云的光學特性和膠性穩(wěn)定性,帶來云與降水的變化,從而在大環(huán)境上改變溫室氣體對于整體大氣環(huán)境的影響。最后,大氣物理學中關于大氣平流層的相關結構的研究,在全球大氣變暖和霧霾問題不斷變得嚴重的今天,大氣物理學領域中關于大氣物理化學的研究和新的發(fā)現,將促使這些關乎我們生產、日常生活的問題更加科學的、有效的得以處理。
(二)平流層臭氧問題
人類生產生活排放的大量污染性氣體,導致平流層臭氧被損耗,帶來的直接后果是地面紫外線輻射的增強,這也會導致人類、動物和植物生存的大氣和自然環(huán)境受到影響,正常的生存環(huán)境大不如前,也導致了很多起疑病癥的出現。國際、國內逐漸加大了對大氣層中的中高層的對流層的研究,以更多的了解大氣結構的變化對于對流層機構、組成、天氣系統的變化的影響,在未來的研究中,以關于大氣物理學中的臭氧問題的研究和解決,來輔助地面紫外線不斷變強的問題逐漸得到解決。
(三)云降水學問題
云降水學的研究一直是大氣物理學領域的重點研究內容,隨著近幾年酸沉降問題研究的不斷深入,在云降水方面關于大氣物理的結構和變換過程的研究也成為熱點。云降水涉及的相關大氣物理要素具有復雜性,和多尺度性,因而,其研究難度和工作開展起來較為困難。近幾年關于大氣物理和云降水檢測的技術和設備不斷更新,對于云降水學得研究也不斷地更新,走在大氣物理學研究的前端。對于云尺度、云尺度系統、云講述涉及的系數等問題的關注,也是推進力大氣物理學將更多的研究重點轉移到云降水研究,云降水過程中的大氣中的可溶性成分,例如:微量氣體和氣溶膠粒等,通過一系列的物理變化過程,轉化成為雨滴沉降。大氣物理學中的關于云降雨的領域是當前的研究熱點和研究前沿性問題。
科W技術研究的許多新的成就和發(fā)展,都不斷地推動著大氣物理科學向前不斷進步、發(fā)展,逐漸的向大氣物理研究者和實踐者提出了新的要求和挑戰(zhàn)。人類的生產生活處于大氣環(huán)境中,人類的活動不斷地變得頻繁,不經意之間,影響大氣的狀況,使大氣狀態(tài)變得更加復雜和多變。為了更進一步精細化的了解大氣物理的結構組成,深入發(fā)掘大氣三維空間的演變過程,有效地利用、科學的研究及不斷地改善大氣環(huán)境,是大氣物理學界所有專家、研究者的重要任務。
參考文獻
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“環(huán)?!边@兩個字,看起來平平淡淡,沒什么含義。但實際上,要做到真正的“環(huán)?!保钟卸嗌偃四苣??
現在的世界,地震、洪水、氣溫上升……都是由我們人類造成的,這些都只有一個原因,就是——破壞生態(tài)、破壞環(huán)境。過去幾百年,甚至幾千年,南、北兩極的冰川都好好的。但現在,由于人類的破壞生態(tài)環(huán)境,造成大氣層增厚,地球的熱氣不能散發(fā),熱氣碰到大氣層就反彈,形成了溫室效應,南、北兩極的冰川都開始融化了。如果南、北兩極的冰川都融化了,那么海平面至少會增高1米,這是一個多么驚人的數字啊!再講到我們身邊:那些無良企業(yè)亂排放污水到河里,導致河水變得又黑又臭;那些砍伐者亂砍亂伐,導致地球上的森林面積逐日減少。還有很多人都不注意保護環(huán)境:他們經常使用一次性用品,用完的電池隨手扔掉……
為什么環(huán)境會變成這樣,這都是因為我們,所以,我們要拯救地球!讓我們一起行動起來:1.少用一次性物品。2.不亂扔廢舊電池。3.多植樹。4.不亂砍伐樹木。5.不亂排污水。6.買東西最好帶環(huán)保袋。
環(huán)保很重要,開始保護環(huán)境吧,否則,后果不堪設想!
近年來,我國的經濟取得迅猛的發(fā)展,但是經濟快速發(fā)展的背后也帶來了嚴重的環(huán)境問題,比如霧霾、酸雨、土地沙漠化、洪災等等。這些環(huán)境問題導致我國經濟發(fā)展的速度有所減緩,而且給人們的生活也帶來了諸多的不便,在這個講究效益與生態(tài)文明的時代,環(huán)境問題的嚴重性讓更多人意識到治理環(huán)境的重要性。
2、問題的提出
在意識到改善環(huán)境問題的若干措施中,人們往往想到的是加強植樹造林,擴大森林覆蓋面積。因為對植樹造林能夠有效地避免空氣中的二氧化碳過多形成溫室效應,也避免了硫等化合物在大氣中形成酸雨沉降腐蝕和破壞地表生態(tài)環(huán)境,還能夠為多水地區(qū)緩解洪水災害,為缺水地區(qū)加固地表結構防止沙化,所以說,植樹造林是一項利國利民的事業(yè),加強植樹造林是一項具有重大意義的工作,人人都要保護環(huán)境才能夠避免污染進一步給人類帶來困擾,使林業(yè)經營以最小的成本提高最大的經濟、生態(tài)和社會效益,促進林業(yè)生態(tài)系統的可持續(xù)發(fā)展。
3、我國環(huán)境污染現狀分析目前我國的環(huán)境污染現狀主要表現在以下幾個方面。
3.1環(huán)境污染帶來的酸雨
酸雨的形成主要就是因為現代化的工業(yè)比如說像化工廠之類的污染性物質,還有通過大量交通設施排放的尾氣等危害物質升到高空中,和雨雪等接觸而形成的一種腐蝕性物質。降落的酸雨大量的腐蝕金屬材料,也會造成土壤、水流等酸化的后果,并且對植物有很大的危害。
3.2環(huán)境污染帶來的溫室效應
溫室效應主要就是由于二氧化碳的大量排放造成的,導致目前全球范圍內的氣溫都有不同程度的升高,而且我國的二氧化碳排放量僅僅在美國之下位居第二,雖然說大量的工業(yè)會帶來一定的經濟效益,但這也反過來證明了我國的發(fā)展是以危害環(huán)境為代價的,這種危害性的發(fā)展模式是必不可取的。
3.3環(huán)境污染帶來的土地沙漠化
我國人均耕地數量少,與此同時,由于人們還沒有意識到治理環(huán)境的重要性,進行大規(guī)模的、無節(jié)制的開采土地,造成土地沙漠化的現象更加嚴重。根據相關數據表明,平均每天在我國的國土范圍內就有500多公頃的土地被沙漠化,如果長此以往下去,我國實際可用的耕地數量更會大大的降低,這樣會給我們的生活造成無法想象的損失。
4、植樹造林在改善生態(tài)環(huán)境中的應用
植樹造林工作在我國部分地區(qū)已經在有效地開展,它在改善生態(tài)環(huán)境中的應用主要體現在以下幾個方面:
4.1調節(jié)大氣中碳的含量
眾所周知,樹木在有光照的情況下會產生光合作用,樹木的光合作用可以有效減少空氣中二氧化碳的含量,減少溫室效應的危害。另外,工業(yè)生產過程中燃料的使用會產生大量的二氧化碳,要從根本上解決二氧化碳帶來的危害,就應該種植更多的樹木,我國現有的林業(yè)種植面積遠不能滿足環(huán)境治理的需求,仍然要進一步加大種植面積,這也將是一個長期的種植過程。同時,大規(guī)模的推廣植樹造林還可以為我們的生活和生產提供一些原材料。首先,木材可以代替一些工業(yè)燃料,有效地降低了空氣中有害物質的種類和含量;其次,利用木材制作一些工具,既可以減少金屬材料的應用,還能夠控制控制空氣中二氧化碳的含量。
4.2固定土壤,防止水土流失
現在,我國針對沙地的治理方法是采用人工灌木固沙林,通過灌木更好的固定土壤。而林業(yè)相對于灌木對土壤的固定能力更強,而樹木的落葉又可以滋潤土地,為土地提供營養(yǎng),而且形成的這種地面結構,可以有效地對水分進行吸收和排放,減少洪水帶來的危害。因此,從固定土壤,防止水土流失方面看,大規(guī)模的推廣植樹造林對于改善環(huán)境具有重要作用。
4.3改善大氣中酸性物質的含量
酸雨對于環(huán)境的危害非常大,它主要是由于大氣污染造成的,酸雨不僅會腐蝕一些金屬材質,還會對樹木造成危害,嚴重的可以導致樹木的死亡。有關部門對于各種樹木的凈化作用曾做過專門的研究,發(fā)現不同樹種對于酸雨的凈化作用是不同的,比如說:杉樹類樹種對于酸雨的抗擊能力比較差,而一些山茶樹對于酸雨的抗擊能力卻非常強。針對這種情況,相關部門可以在酸雨頻發(fā)的地方多種植一些山茶樹,這樣既能夠抵抗酸雨帶來的危害,還能夠改善當地的生態(tài)環(huán)境,減少酸雨的發(fā)生。
4.4樹木可以過濾空氣中的塵埃
由于樹木枝繁葉茂,能夠有效地減小風速,這樣大氣中的大顆粒的灰塵就會落到地上。同時,植物的葉表面比較粗燥,而且多生有茸毛,有的還能分泌油脂和黏性物質,這些都能吸附、滯留空氣中的一部分粉塵,從而使大氣得到凈化,比如:草地吸附粉塵的能力比的地面大七十倍,而森林吸附能力比地面強七十五倍。目前,可以有效吸附空氣中灰塵的樹木有樺木、銀白楊以及法國梧桐等等,相關部門可以在空氣污染比較嚴重的地方大量種植一些吸附灰塵能力較強的樹木。通過樹木吸附灰塵的作用,可以更好地凈化我們的環(huán)境,這也是大規(guī)模推廣植樹造林的因素之一。
5、結束語
關鍵詞:化學教學 滲透 環(huán)保意識 教育
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)01-0259-01
由于化學是以物質的組成、結構、性質和應用為主要研究對象的一門科學,改造原有物質和制造新物質就成了化學的主要內容。只有化學才能夠擔負起既滿足人類物質生活不斷提高,又防止環(huán)境問題的產生和惡化的要求,從而導致了綠色化學的提出和內涵的持續(xù)發(fā)展。綠色化創(chuàng)導物質的生產和消費當與人類社會持續(xù)所需的物質環(huán)境想適應。它的提出,進一步證明了化學與人類社會生活、環(huán)境保護密不可分的關系。為此,必須在化學教學中滲透環(huán)境意識教育。
一、在中學化學教學中滲透環(huán)境保護意識教育的重要性
我國屬于發(fā)展中國家,改革開放以來,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)異軍突起,在帶來巨大的經濟效益的同時,也給我國廣大農村這塊凈土帶來了新的環(huán)境污染和勞動保護問題.“八五”期間報道,當時我國大氣污染程度已相當于世界發(fā)達國家50~60年代污染最嚴重時期,每年的排塵量為2300萬噸,年排放SO2量達14610萬噸.到本世紀末,燃燒煤和機動車輛排放出的廢氣將對大氣造成更為嚴重的污染.面對如此嚴峻的形勢,若不加強環(huán)境管理,讓不斷增加的工業(yè)“三廢”繼續(xù)污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡,就會給我國社會主義建設、經濟發(fā)展造成嚴重的后果。所以對全民族進行環(huán)境、生態(tài)知識的宣傳教育是不可缺少的,務必從中學教育抓起。
二、結合化學教學對學生滲透環(huán)境保護意識教育
1.通過課堂教育把環(huán)境保護作為小公民自覺行動
環(huán)境化學重要內容之一,是研究化學污染物在環(huán)境中的變化規(guī)律,即在原子、分子的水平上用物理化學等方法去研究環(huán)境中化學污染物的來源、遷移、轉化過程中的化學行為,以及反應機制、積累和歸宿等。由于我國公民環(huán)境意識較差,這和日趨嚴重的環(huán)境問題是不相適應的。要提高全民的環(huán)保意識,使保護環(huán)境成為每個公民的自覺行動,首先就要從學生做起,從課堂做起.當學生在做制取Cl2,NO2,H2S等有毒氣體實驗時,應強調學生注意對制取氣體裝置氣密性的檢查、化學藥品用量的適當(盡量采用微量,只要達到實驗效果明顯即可)、以及設計吸收尾氣的裝置等。實驗完畢,還應將廢液集中倒入廢液缸中,可回收的盡量回收,以養(yǎng)成保護環(huán)境的良好習慣。
2.通過實驗開展環(huán)境化學知識教育
中學教育目的之一,就是為社會造就合格的后備勞動者.中學化學教育對環(huán)境科學的學習將起著啟蒙作用,應很好地利用這門實踐性很強的學科,通過實驗使學生掌握一定的環(huán)保知識.中學實驗室的污染源多,國家提出居民區(qū)大氣中的有毒物質有21種,中學化學實驗室里就有14種。例如,制取溴苯實驗過程中逸出的臭味是溴蒸氣,它既污染了教室環(huán)境又嚴重地影響了師生的身體健康.針對這一問題,利用所學知識引導學生認真分析,找出原因是制取溴苯的裝置不夠嚴密,因此在反應過程中逸出的Br2通過長玻璃管時不可能完全被冷凝成液體,因而會從導管口逸出.要避免實驗中Br2的逸出,就應設法改進實驗裝置,使整個涉及Br2的反應過程在一個密閉系統內進行,即將反應安排在“Y”形管內進行.在反應裝置和HBr氣體的吸收裝置間串聯一個洗氣瓶,內裝四氯化碳以吸收氣體中的Br2。
三、理論聯系實際提高學生對學習環(huán)境保護的認識
1.從人類與大自然的協調中激發(fā)學生的學習積極性
新的《化學教學大綱》明確指出:“在教學過程中要十分注意聯系實際,以使學生更好地掌握所學的知識和技能,以及這些知識和技能在工農業(yè)生產、第三產業(yè)、科學技術和日常生活的應用。隨著科學技術的發(fā)展,聯系實際的教學內容應有所增加,可以充實包括環(huán)境保護、新內容、新能源、海洋、衛(wèi)生保艦食品等方面內容,但應限于有關的化學基礎知識范圍之內”。可見,環(huán)境化學基礎理論知識和原理的學習是十分重要的,并應著重于理論聯系實際和基礎知識面的擴展上。要以地球化學知識為基儲生態(tài)系統中物質循環(huán)和能量流動為線索,講授空氣、水體、土壤、森林、植物與人類的關系,展示好的生態(tài)小環(huán)境和污染嚴重區(qū)的對比,簡明介紹當今世界關注的環(huán)境問題,以講座、競賽等形式讓學生提高認識,使學生深切地感到環(huán)境化學就在自己身邊。
2.針對溫室效應引導學生分析此類生態(tài)問題
運用學生所獲得的知識,引導分析“溫室效應”,使他們了解到由于大氣層CO2濃度逐年上升,太陽能輻射的一部分――地球紅外輻射熱不能透過大氣層,因而造成“溫室效應”,使地球表面升溫、冰川溶化,直接影響著現代文明社會發(fā)展的情況。以提高對控制“溫室效應”等生態(tài)問題的認識。還應讓學生通過討論分析得出人類必須控制戰(zhàn)爭和固體廢物燃燒、大力發(fā)展森林等結論,以利于生態(tài)環(huán)境的改善.
3.結合現有法律法規(guī)的宣傳加深學生對環(huán)保意義的認識
組織學生參加環(huán)保法律法規(guī)的宣傳,利用5月12日植樹節(jié)、5月31日世界無煙日、6月5日世界環(huán)境日等紀念日,取得當地環(huán)保、水保、森保等部門的支持,讓學生們在宣傳中了解我國有關這方面的規(guī)定和常識,以提高學生在環(huán)境管理環(huán)境文化方面的認識。
4.結合第二課堂教學提高學生的學習興趣
關鍵詞: 溫室氣體;交通問題;生物燃料;節(jié)能建筑
溫室氣體無節(jié)制的排放、資源無限制的開發(fā),已經使地球不堪重負。2011年3月11日日本遭遇了歷史上最強烈地震及最強烈海嘯。8.8級的地震引發(fā)最高達10米的大海嘯,瞬間撲向幾乎日本全境沿海地區(qū)。4月16日一場強風暴襲擊了美國中東部地區(qū),造成的人員傷亡之慘重為數十年來罕見。干旱、洪水、酷熱、嚴寒、火山爆發(fā)等,這些極端氣候的出現,在不斷向人類發(fā)出警告。是時候采取行動了,是時候讓地球重回綠色了,低碳經濟時代已經到來!
什么是全球變暖
二氧化碳和水蒸氣是最重要的兩種溫室氣體,其中二氧化碳在大氣中的含量僅占0.03%~0.04%[1]。自然環(huán)境中的溫室效應正是依靠這兩種氣體的存在才得以正常進行的。如果沒有這兩種氣體,整個溫室效應體系就會受到破壞,地球上的平均溫度會因此驟降至-20℃左右。反之,如果地球大氣中溫室氣體含量不斷增加,尤其是二氧化碳含量的增加,則會導致地球低層大氣溫度持續(xù)增加。
大氣中二氧化碳含量的增加一般來說是由化石燃料燃燒及森林砍伐造成的,這兩項都屬于人類活動。溫室氣體的濃度越高,全球的平均氣溫就會越高,海平面也會因此而升高。海平面升高的結果必然使沿海國家更容易遭受海嘯、海浪、風暴和臺風等的破壞,從沿途居民的住宅、交通和基礎設施到農田、工廠企業(yè),從本地居民到旅游者,無一不受到危害。更為可怕的是,海平面的升高,將要淹沒馬爾代夫這樣的國家。同樣,這種家園和棲息地被淹沒的危險還直逼有1700萬人口的孟加拉國。即使海水還不至于淹沒那里人們的家園,但逐漸升高的海平面也必然污染他們的淡水系統,使他們的生存面臨威脅。氣候變化會讓人類在土地使用以及資源配置方面面臨更為嚴峻的壓力,甚至還可能會毀滅整個生態(tài)系統,如物種滅絕加速、淡水不足、能源供應時斷時續(xù)。對于整個人類來說,它所造成的后果不啻于驚世浩劫、滅頂之災。
交通問題與生物燃料問題
汽車尾氣中含有上百種不同的化合物,其中的污染物有固體懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛及硫氧化合物等。一輛轎車一年排出的有害廢氣比自身重量大3倍。汽車排出的廢氣在日光作用下,會形成以臭氧為主的光化學煙霧。20世紀40年代初期美國洛杉磯光化學煙霧事件,主要就是由汽車廢氣造成的[2]。英國空氣潔凈和環(huán)境保護協會曾發(fā)表研究報告稱,與交通事故遇難者相比,英國每年死于空氣污染的人要多出10倍。 在杭州的大氣污染中,機動車尾氣污染已占了5成以上的比例,特別是市民活動最多的主城區(qū)。可以說,機動車尾氣的排放,已成了杭州大氣環(huán)境質量和公眾健康的最大危害。 鐘南山說:給廣州人做手術,打開的肺都是黑色的,如果不黑,那他就不是廣州人。可見汽車尾氣的危害有多可怕。因此我們要倡導綠色出行,少開車,少排放。
生物燃料作物通常為玉米、小麥等莊稼和棕櫚油。美國國際食物政策研究所數據顯示,未來20年,使用生物燃料將比使用汽油等化石燃料平均減排36%。然而,歐盟委員會聯合研究中心最新研究發(fā)現,現行生物燃料政策實際上可能導致未來20年溫室氣體排放量增加,比單純使用化石燃料還要增排21%?!犊沙掷m(xù)能源、決策者框架》的報告警告說,大力發(fā)展生物燃料可能引發(fā)環(huán)境問題和社會問題,抵消其產生的正面效果。因為生物燃料生產的迅速發(fā)展,需要大量的土地和水資源。大量土地被用于種植某幾種作物以生產生物能源,造成用來食用的部分農產品供應不足,價格上漲,給低收入者帶來負擔。
發(fā)展可再生交通用能源。我國進口原油有30%被汽車消耗了,汽車正在和迅速發(fā)展的工業(yè)搶燃料。要解決汽車工業(yè)的可持續(xù)問題,開發(fā)可再生能源迫在眉捷。美國與巴西主要使用乙醇與汽油的混合物作為燃料,印度使用乙醇、汽油、生物柴油的混合物作為燃料[3]。我國正開展利用纖維素廢棄物制取乙醇燃料的研究;利用甜高梁、莖稈等生物質原料生產液體燃料的研究。而以植物油和廢棄動物油為原料,經過科學的脂化斷鏈技術和復雜的加工程序得到的生物柴油已進入了市場。降低生物柴油的生產成本,提高燃料性能,尋找生產過程中副產品的出路,這樣生物柴油將有一個光明的未來。
發(fā)展節(jié)能型建筑
建筑節(jié)能是一個世界性的大潮流,也是現代建筑技術發(fā)展的一個基本方向和重大戰(zhàn)略問題。國內建筑能耗占全社會總能耗比例達29%以上,并且還在以每年1個百分點的速度增加。再加上建材生產,建筑方面的能耗高達全社會的45%左右。[4]甚至國內的一些大型建筑,每年要“燒”掉幾千萬元的能源費用。因此發(fā)展節(jié)能型建筑刻不容緩。
太陽能制冷和采暖技術,可以有效解決大型建筑的高能耗問題。綜合利用太陽能,全面實現太陽能與建筑一體化及太陽能光熱光電綜合應用一體化,太陽能采暖、制冷系統可解決50%的建筑能耗,光伏發(fā)電可節(jié)約30%的建筑能耗,整個建筑的節(jié)能率近10%。[5]
窗戶使用優(yōu)質的節(jié)能建材如溫屏節(jié)能玻璃,這種玻璃具有優(yōu)越的隔熱、隔音、低溫無霜露三大優(yōu)點,比普通單片玻璃節(jié)能75%,比普通中空玻璃節(jié)能50%,比LOW-E中空玻璃節(jié)能15%-20%。另一種最新技術的窗戶,使用了三層高品質的中空玻璃,采用具有專利技術的隔熱材料和設計,比普通產品節(jié)能70%-80% 。
建筑中常使用的外墻保溫主要有內保溫、外保溫、內外混合保溫等方法。據專家介紹,與其他建筑節(jié)能技術相比較,外墻外保溫不會產生“熱橋”、“冷橋”現象,具有良好的建筑節(jié)能效果。目前一種采用炭渣、粉煤灰等為原材料制作的新型墻磚,使用該磚后就可以不再使用外保溫材料了,等于減少了一件建筑的‘外套’,節(jié)約成本,減輕自重。
我們只有一個地球,保護地球家園,造福子孫后代是我們的職責,讓我們行之有效地投身低碳經濟,為美化我們的家園盡一份力。
[1] (美)達拉斯 著, 王瑤 譯,低碳經濟的24堂課,電子工業(yè)出版社,2010.4
[2] 賈振邦,環(huán)境與健康,北京大學出版社,2008.8
[3] 高建業(yè) 孫明, 全球燃料乙醇應用發(fā)展趨勢, 煤氣與熱力,2009年03期
關鍵詞:化學實驗;環(huán)保意識;環(huán)保知識;社會實踐
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,他是一個融實驗方案設計、實驗技能操作、科學方法應用、疑難問題探討于一體的動腦動手過程。《初中化學課程標準》明確指出:“在化學教學中,通過幫助學生了解化學制品對人類健康的影響,懂得運用化學知識和方法去治理環(huán)境,合理地開發(fā)和利用化學資源,逐步學會從化學的角度認識自然與環(huán)境的關系,分析有關的社會現象”。因此,化學實驗教學不僅是化學知識教學的重要環(huán)節(jié),更是培養(yǎng)學生環(huán)保意識和能力的最佳途徑。
一、利用化學實驗,培養(yǎng)學生環(huán)保意識
化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗教學不僅要培養(yǎng)學生的操作能力,也要重視對學生進行環(huán)保教育。有些化學實驗會產生有害氣體、有害廢水等有害物質,對教室、實驗室等造成污染,甚至影響到師生健康。因此,教師在教學時對每一個會對環(huán)境造成污染的實驗,都要強調注意事項,講解如何避免污染,讓學生認識到每一個與環(huán)境有關的實驗,都是一個很好的教材。環(huán)境保護無小事,環(huán)境保護從身邊做起。例如:做硫在氧氣中燃燒的實驗,要預先在集氣瓶中裝少量水或稀的氫氧化鈉溶液,目的是吸收產生的二氧化硫,硫粉的用量要盡量的少,只要不影響到實驗現象即可,若實驗后還有硫沒有燃燒完,要及時熄滅,不能讓其持續(xù)燃燒,防止二氧化硫逸散到教室中造成污染。又如:做一氧化碳還氧化銅的實驗,為防止一氧化碳對空氣的污染,尾氣不能直接排放,要用氣球收集或直接點燃,并引導學生討論是否還有更科學的處理方法?(用導管把尾氣引到氧化銅下方點燃,既可防止污染,又可節(jié)約能源)。在做酸、堿與指示劑作用、酸、堿、鹽之間的反應時,把其中的許多反應改成微型實驗,改在點滴版上做,不僅節(jié)約了藥品,同時也減少了廢液的產生。對實驗后的廢液,要求統一倒在指定的地方,集中處理后再排放。
二、通過化學實驗,開展環(huán)境保護知識教育
中學教育目的之一,就是為社會造就合格的后備勞動者。中學化學教育對環(huán)境科學的學習將起著啟蒙作用,應很好地利用這門實踐性很強的學科,通過實驗使學生掌握一定的環(huán)保知識。中學實驗室的污染源多,國家提出居民區(qū)大氣中的有毒物質有21種,中學化學實驗室里就有14種。例如:制取溴苯實驗過程中逸出的臭味是溴蒸氣,它既污染了教室環(huán)境又嚴重地影響了師生的身體健康。針對這一問題,利用所學知識引導學生認真分析,找出原因是制取溴苯的裝置不夠嚴密,因此在反應過程中逸出的Br2通過長玻璃管時不可能完全被冷凝成液體,因而會從導管口逸出。要避免實驗中Br2的逸出,就應設法改進實驗裝置,使整個涉及Br2的反應過程在一個密閉系統內進行,即將反應安排在“Y”形管內進行。在反應裝置和HRr氣體的吸收裝置間串聯一個洗氣瓶,內裝四氯化碳以吸收氣體中的Br2。但是,由于缺乏生態(tài)、環(huán)境意識與農藥常識,環(huán)境科學教育又未跟上,不僅危及人們的生命安全,在化學實驗中加強環(huán)保知識教育,不僅能促進經濟社會可持續(xù)發(fā)展,提高公民的環(huán)保意識,而且還可推動無公害生物農藥的研究和使用。
三、學生參與社會實踐,加強環(huán)境污染危害的認識
地理環(huán)境是一個綜合的統一體,在這個統一體中,每一種要素都不是彼此孤立的。而是彼此聯系彼此作用的。比如,地理環(huán)境中的日照、水文、土壤、濕度、溫度等要素,就對生物的生存有著重要影響,例如,土壤里缺少水份,就會影響植被的生長,從而決定了依賴植被生存的動物群體的種類,地球歷史中幾次冰河期和造山運動等地質變遷,曾經使許多生物遭到滅絕;另一方面,生物也在不斷地改變著地理環(huán)境要素,例如,綠色植物的光合作用改變了表大氣的成分,使地球早期還原態(tài)的大氣變?yōu)榱爽F在氧化態(tài)狀態(tài);森林在防止水土流失的同時,又把水分輸送到空氣中去,提高了大氣濕度,從而改變了氣候,形成不同地域的小氣候。此外,生活在一定地域內的各種生物之間,也是相互聯系,相互制約的.達爾文曾引用三葉草、土峰、田鼠和貓之間相互聯系、相互制約的例子,來說明生物群落內復雜的關系,他指出三葉草依靠土峰傳粉,因此,土峰多的地方,三葉草就長得茂盛,而土峰的生活又和田鼠的生活有關,田鼠以土峰的蜜和幼蟲為食物,因此田鼠多的地方,土蜂窩就受到破壞,也就使土峰的生長受到了制約,也制約了三葉草的生長。而貓又是田鼠的死敵,貓多的地區(qū),田鼠較少,土峰就多,三葉草也長得茂盛。
由此看來.在地球表層內,生物之間.以及生物與地理環(huán)境之間是相互聯系、相互制約的,這種由生物群落及其生活的環(huán)境所共同組成的功能系統或自然綜合體,即我們常說的生態(tài)系統,生態(tài)系統的范圍可大可小,一個池塘,一塊田地,一片森林,一條河流,都可以是生態(tài)系統,整個生物圈即是各種各樣的生態(tài)系統縱橫交錯聯系起來的綜合體系。
在生態(tài)系統中,各種生物之間是本質的聯系是通過食物鏈來實現的,它是生產者、消費者和分解者相互聯系紐帶,也是生態(tài)系統中能量流動與物質循環(huán)的渠道,自然界中單一的食物鏈極少,通常都是由多條食物鏈形成復雜的食物網,在生態(tài)系統的演變過程中,當系統發(fā)展到成熟、穩(wěn)定階段時,各種對立因素通過食物網相互作用,使物質與能量的輸入與輸出之間達到相對平衡的狀態(tài),即生態(tài)平衡。
在人類出現之前,影響生態(tài)系統的因素,光、熱、降水等氣候條件,土壤的物理、化學特性和生物間的相互作用之外,沒有人的因素作用,當人類在地球上出現之后,沒有人的因素作用,當人類在地球上出現之后,情況發(fā)生了很大變化。自然,我們承認人是生態(tài)系統的組成部分,是系統內的要素之一,人的環(huán)境也是生態(tài)系統的環(huán)境。但是,人類活動的因素不同于其他生態(tài)因素,它對自然有著巨大而深刻的影響,當然,人與自然的關系并非單方面的,而是相互起作用。
近半個多世紀以來,由于人口的猛增和科學技術的飛速發(fā)展,大大增加了人們向自然界索取資源的速度和規(guī)模,但也因此帶來了不少違反自然規(guī)律的行動,造成了許多破壞生態(tài)平衡的后果,嚴重威脅著人類生產、生活和健康,例如,近百年來,由于大量燃燒化石燃料和砍伐森林的結果,不僅煤煙污染事件不斷發(fā)生,大氣中二氧化碳含量迅速增加,二氧化碳雖然不會影響陽光對大氣層的穿透,但能阻止地球熱量的散發(fā),產生“溫室效應”,因此,隨著二氧化碳含量的增加,導致全球氣溫升高,引起氣候異常,近年來,全球氣溫明顯上升也以事實證明了確實是“溫室效應”的結果。另外由于化石燃料的燃燒,大氣中浮懸物增加,這些浮懸顆料的增加又增加了對太陽光的反射,使氣溫下降,造成“陽傘效應”。從生態(tài)學角度出發(fā),氣候變冷、變暖結果都將引起人類生態(tài)環(huán)境大幅度改變,這對于動、植物的生長和人類的生活,后果都是嚴重的。此外,由于大工業(yè)、現代化城市和農業(yè)的發(fā)展,大量排放含毒的廢水、廢氣、廢渣和不適當的使用農藥、化肥,造成空氣、水質和土壤等污染事件也屢見不鮮。
這些環(huán)境問題的出現,再次證明人類活動對自然界的變化起著重大影響,同時也喚醒人們對自己活動或近或遠的后果應有足夠重視,就是說,當我們對自然界采取任何重大措施時,都必須考慮其生態(tài)后果和它的長遠影響,否則就會受到大自然的“報復”。