水环境化学全(精选9篇)
【化合反应】镁带在空气中燃烧
铝箔在氧气中燃烧
铁丝在氧气中燃烧
纯氢在空气中燃烧
磷在氧气或空气中燃烧
硫在氧气或空气中燃烧
碳完全燃烧
碳不完全燃烧
铝缓慢氧化
一氧化碳燃烧
二氧化碳通过炽热碳层
二氧化碳和水反应
生石灰和水反应
【分解反应】电解水
过氧化氢分解制氧气
加热高锰酸钾制氧气
加热氧化汞
碳酸分解
高温煅烧石灰石
【置换反应】锌与稀盐酸反应
镁与稀盐酸反应
铁与稀盐酸反应
锌与稀硫酸反应(实验室制氢气)镁与稀硫酸反应
铁与稀硫酸反应
氢气还原氧化铜
木炭还原氧化铜
木炭还原氧化铁
铁片浸入硫酸铜溶液
铝丝浸入硫酸铜溶液
铜丝浸入硝酸银溶液
【复分解反应】
实验室制取二氧化碳(盐酸除水垢)
纯碱和稀盐酸反应(灭火原理)
纯碱和稀硫酸反应
烧碱溶液与硫酸铜溶液反应
火碱和稀盐酸反应
苛性钠和稀硫酸反应
石灰水与稀盐酸反应
熟石灰除去硫酸厂废酸
盐酸除水垢(成分之一氢氧化镁)
氢氧化铝中和胃酸过多
小苏打治疗胃酸过多
纯碱制烧碱
盐酸除铁锈
硫酸除铁锈
氧化铜和稀盐酸反应
氧化铜和稀硫酸反应
【其他类型】一氧化碳还原氧化铜
高炉炼铁主要反应原理
二氧化碳通入石灰水(检验CO2)
烧碱久置变质(吸收或除去CO2)
甲烷燃烧
酒精燃烧
关键词:留学生,高等环境化学,全英文教学
一、引言
随着国家科技水平的不断提高, 国际交流日益频繁, 高等教育全球化的趋势日渐显著, 中国高校的对外教育面临着严峻的考验。虽然大部分高校, 主要为“985”及“211”高校开设了多门课程的双语教学[1], 但是针对外国留学生的全英文教学并不多。目前, 外国学生来中国求学的专业主要集中在中医、经济管理等[2], 而工科和理科等专业则相对较少[3,4,5]。
我校苏州科技学院自2004年开始招收硕士研究生起, 即开设了高等环境化学课程。本课程是环境工程、环境科学专业的学术型硕士研究生所必修的学位基础课, 同时是面向环境工程专业的工程硕士开设的专业技术课。2015年起, 我校申请并获批了国际环境工程硕士项目, 本项目主要针对发展中国家的相关官员或技术人员开设为期两年的硕士学历学位教育, 至此, 本校开设了高等环境化学的全英文授课课程。
根据文献检索结果, 国内关于环境化学课程双语教学的文章较多, 特别是南开大学、同济大学等院校均设立了双语教学的精品课程[6]。然而, 关于留学生高等环境化学的全英文教学的报道几乎没有。本文将主要通过课程的全英文授教学实践, 总结相关教学体会, 并为进一步提高教学质量提出一些建议。
二、课程准备
(一) 学生背景调研
学校的留学生主要来自于亚非地区, 包括马拉维、阿尔及利亚、加纳、肯尼亚、埃塞俄比亚、牙买加等十个国家, 授课对象的语言背景要求课程必须为全英文教学。尽管任课教师都具有海外留学经历, 英文表达与沟通都很流利, 且对课程内容非常熟悉, 但是教师的母语并非英语, 与英语国家的教师相比, 仍存在一定的距离;同时, 亚非地区学生的英语均带有浓重的口音。这些都要求教师不仅能够熟练运用英语正确地传授课程内容, 同时要做好与学生在课后的互动。因此在备课阶段, 教师必须要对课程内容和涉及的专业词汇做到精准地掌握, 同时要强化英文听说能力, 做到运用自如。
从授课对象来自的国家和学生的工作背景来看, 学生的文化知识结构差异甚大。虽然留学生在来中国之前都接受过正规的本科或专科教育, 但是亚非国家与中国教育水平有差距, 且大部分学生离开学校时间较长, 甚至有的学生属于跨专业学习。他们的相关专业基本知识, 特别是化学基础知识薄弱, 因此要求教师对课程内容的设置进行适当的调整。在课程考核中, 不适用对国内研究生的考核标准, 需要适当放低标准, 但并不意味着对留学生就放任自由。留学生相较于中国学生来说, 在思维上会更活跃, 自主查阅文献的能力相对较强, 因此在课程考核中适当增大此部分的比例, 从而构成较合理的考核标准。
(二) 教材选择与编排
教材是一门课程的核心部分。教学团队选用Stanley E. Manahan主编的英文原版教材《Environmental Chemistry》第九版作为主要参考教材, 同时参考Colin Baird等编写的 《Environmental Chemistry》第五版, 和Thomas G. Spiro等编写的《Chemistry of the Environment》第三版。由于国内在购买英文原版教材的局限性且价格高昂, 无法给学生指定教材, 因此团队主要采取节选的方式, 从参考教材中选择适当的章节, 并适当修改, 编订成讲义, 分发给学生作为阅读参考。实验教学教材主要参考了尤宏等主编的《环境实验化学》, 结合本校原有的实验课程设置, 团队参照其中几个趣味性相对较强的实验, 进行了英文翻译, 编写了相应的英文实验讲义。
(三) 课程设置与教学形式
根据学校教学大纲的要求, 该课程为32学时, 结合学生背景, 对课程的设置进行了调整, 授课形式结合了课堂教学、课外实践参观、实验教学以及研讨式教学。
三、教学实践
(一) 课堂教学内容
根据授课对象的特殊性, 主要体现在文化背景、年龄层次、知识结构等方面的差异都较大, 且课程设置仅32学时, 决定了本课程在课堂教学内容上无法做到全面深入地剖析。本校环境科学与工程学院的特色科研主要集中在水处理技术, 且近来全球对大气治理越来越重视, 因此在教学内容上, 教师重点讲解大气环境化学和水环境化学两个知识模块, 详细介绍几种典型的有机和无机污染物在环境中的迁移和转化过程, 同时布置学生自习土壤和生物环境化学。课堂教学中教师注意结合国际案例以及身边案例, 给学生分析环境中的重要化学现象。比如, 在讲解烟雾知识模块时, 以往的教科书主要引用伦敦雾、洛杉矶雾等事件。作者曾经在新加坡工作与学习过, 新加坡作为著名的“花园城市”, 也正经受着烟雾的空气污染。由于印尼烧芭产生了大量的烟雾颗粒, 经过空气流动越过印度洋, 迁移至新加坡和马来西亚等周边国家, 使得这些国家的空气质量急剧下降。作者在教学过程中, 结合自己的切身体会, 将被烟雾污染国家的前、后照片进行强烈对比, 进一步结合目前中国的雾霾现状, 适时地讲解烟雾形成的化学原理, 让学生对现象和背后的化学知识有了深刻的体会与认识。
(二) 实验教学
实验教学中增加了学生室外样品采集教学活动。学生所测试的样品为从两个不同湖水 (苏州金鸡湖、独墅湖) 所采集的水样, 分组采取不同位点的水样, 带回实验室进行测试分析并进行对比。这种实验教学活动既增加了趣味性, 又调动了学生的积极主动性, 同时还能够让留学生了解苏州当地的环境情况, 使得教学效果显著。在实验教学过程中, 教师与学生的互动显得更为突出, 留学生的动手能力相对较差, 教师要主动观察学生在实验过程中遇到的困难并及时帮忙解决。
(三) 课外实践教学
教学团队组织学生参观了本地一个有代表性的污水处理厂。在参观前, 让学生搜集他们本国的污水处理方法和设施等资料。通过带领学生参观, 引导员给外国学生讲解本地污水处理设施及原理等, 让学生能够对水环境化学, 特别是水处理方面有了直观的认识, 有利于学生对课堂知识的消化。
(四) 研讨式教学
作为研究生高等教育, 除了向他们灌输基本知识以外, 鼓励他们自主学习, 自主查阅文献资料, 培养他们独立完成课题的能力也尤为重要。在教学中, 团队引入了研讨式教学。将学生分组并指定课题, 让组员自行查阅文献, 以报告和演讲的形式呈现。学生演讲后, 其他同学积极提问。作者发现通过这种方式教学, 更能激发学生学习的主动性。相较于中国学生普遍比较害羞、不自信的表现, 外国学生较积极, 比课堂教学时更活泼, 能发现并掌握很多与课堂教学内容中相对应的知识模块, 同时还丰富了课堂教学知识。其中一个题为“The effect of chemical fertilizers on environment and human health” (化学肥料对环境与人体健康的影响) 的报告讨论了化学肥料对环境的污染, 指出化学肥料主要由含氮化合物组成, 经过土壤、微生物等一系列吸附降解过程之后会产生N2、NO、NO2、N2O等, 会对大气环境造成不同程度的危害, 与教学内容中大气污染物中NO、NO2的知识点相呼应, 同时也有学生提出“为什么N2O也是污染物”的问题, 教师在此时可以适时地补充一些关于温室气体的知识。
四、仍存在的问题与建议
国内高校中开设全英文授课的课程并不少, 全英文授课与传统中文教学的主要区别在语言方面, 要求教师能够流利地用英语进行教学和日常交流。各大高校不断引进有国外学习和工作经历的教师, 语言基本已不是问题, 更多的要求还是在教学方法上。针对不同的教学对象, 教师需要充分了解学生的文化知识背景, 因材施教。教师在提高自身教学水平时, 应注重学习英语教学国家的教学理念与方法, 真正做到与国际接轨。
留学生来华学习, 教授课本知识之余, 教师应加强与学生的课外交流互动, 教师可以及时地调整或纠正教学内容、教学方式, 有利于增强学生的学习兴趣和提高学习效果, 也有利于提高教师的英文教学水平。
在教材的引进与编排方面, 目前国内购买英文原版教材的渠道有限且价格较高, 如需大量采购作为学生的教科书, 仍需要学校图书馆相关部门的支持。同时, 教学团队应该组织讨论, 编写出合适的英文讲义。
大部分学校网站都是中文网页, 即便有英文网站, 有用信息也相对较少。作者所在学校的英文数据库资源有限, 这对于留学生来校如何做好研究生课题是一个较大障碍。这些都是教学团队、校方亟待改进的地方。
参考文献
[1]周溶冰, 谢正苗, 吴卫红.环境化学双语教学模式改革的探索与实践[J].教育教学论坛, 2015, (33) :151-152.
[2]王芳, 张岚, 张锦宏, 苏晓波.留学生医学细胞生物学全英文教学实践与思考[J].中华医学教育探索杂志, 2014, (1) :62-65.
[3]余冉, 王玉敏, 杨安康.“环境微生物学”全英文教学探索与实践[J].东南大学学报 (哲学社会科学版) , 2016, (16) :172-173, 176.
[4]张云莲, 文献民.土木工程专业课程全英文教学探讨[J].高等建筑教育, 2013, (4) :59-62.
[5]辛飞飞, 吴娇蓉, 王晓博.“交通工程学”课程全英文教学试点研究[J].教育教学论坛, 2014, (41) :184, 205-206.
【关键词】榴果黑种草化学成分;结构鉴定
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(x).2013.07.681文章编号:1004-7484(2013)-07-4065-01
榴果黑种草为毛茛科黑种草属植物,新疆地区是其主产区。瘤果黑种草具有利尿、活血、解毒、延缓衰老的作用。为了研究黑种草发挥药理作用的主要成分。利用各种色谱分离技术把乙醇提取液进行分离纯化,得到五种化合物。
1仪器和材料
RY-1G型数字熔点仪。Autospec-Ultima ETOF型质谱仪。Bruker AV 400核磁波谱仪。色谱柱用硅胶、薄层色谱。美国同位素公司氘代试剂,其他试剂均为分析纯。
2提取与分离
将榴果黑种草7.5kg用热的乙醇(体积分数30%)回流提取三次,提取时间为3个小时/次。将提取液进行冷冻干燥得到300克的浸膏。把浸膏用适量的温水溶解,按照顺序用石油醚、正丁醇、乙酸乙酯进行萃取。取正丁醇萃取物75g过硅胶柱色谱。用三氯甲烷-甲醇(体积比为10:1-1:1)为流动相进行梯度洗脱,所得组分经sephadexLH-20、OSD柱处理得到化合物II(150mg),化合物IV(30mg)、化合物V(45mg)。称取(萃取物)乙酸乙酯9g过硅胶柱色谱,用三氯甲烷-甲醇(体积比为15:1-1:1)为流动相进行梯度洗脱,得到化合物I(60mg),化合物III(105mg)。
3结构的鉴定
化合物I:白色粉末状,熔点(mp)287-288℃.醋酐-浓硫酸(Libermann-Burchard)反应呈现阳性。紫环反应(Molish)呈现阳性。做KBr压片IR,谱图以及EI/MS,所得数据与已知物胡萝卜苷对照,IR谱图一致、Rf值相同、混合熔点不发生变化。根据上述结果判定此化合物为谷甾醇-3-O-葡萄糖苷。
化合物II:白色结晶,熔点(mp)222-224℃。醋酐-浓硫酸(Libermann-Burchard)反应呈现阳性。紫环反应(Molish)呈现阳性。样品在薄层板上进行酸水解后薄层色谱(TLC)分析显示有鼠李糖、阿拉伯糖、木糖。根据以上理化性质和该化合物的H-NMR(300MHz,C5D5N)及C-NMR(75MHZ,C5D5N)的光谱数据,参考文献鉴定该化合物为常春藤皂苷元-3-O-β-D-吡喃木糖基-(1→3)-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→2)-α-L-吡喃阿拉伯糖苷。
化合物III:白色方晶,熔点(mp)217-219℃。醋酐-浓硫酸(Libermann-Burchard)反应呈现阳性。紫环反应(Molish)呈现阳性。样品在薄层板上进行酸水解后薄层色谱(TLC)分析显示有鼠李糖和阿拉伯糖。根据以上理化性质和该化合物的H-NMR(300MHz,C5D5N)及C-NMR(75MHZ,C5D5N)光谱数据,参考文献鉴定该化合物为常春藤皂苷元-3-O-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→2)-α-L-吡喃阿拉伯糖苷。
化合物IV:黄色固体,和三氯化铝发生反应出现黄绿色的荧光,和盐酸-镁粉反应呈现阳性。紫环反应(Molish)呈现阳性。样品在薄層板上进行酸水解后薄层色谱(TLC)分析显示有葡萄糖、山奈酚和半乳糖。根据以上理化性质和该化合物的H-NMR(600MHz,DM.SO-d6)及C-NMR(150MHZ,C5D5N)的光谱数据,并参考文献鉴定鉴定化合物为山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃半乳糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄苷,此化合物为该种植物中首次分离得到的。
化合物V:白色结晶,醋酐-浓硫酸(Libermann-Burchard)反应呈现阳性。紫环反应(Molish)呈现阳性。样品在薄层板上进行酸水解后薄层色谱(TLC)分析显示鼠李糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖。根据以上理化性质和该化合物的H-NMR(600MHz,C5D5N)及C-NMR(150MHZ,C5D5N)的光谱数据,参考文献鉴定该化合物为kaempferol3-O-[β-D-glueopyranosyl-(1→2)-β-D-galactopyranosyl-(1→2)-glucopyranosyl]此化合物为该属植物中首次分离得到的。
4结论
中药榴果黑种全草甲醇提取液经过分离纯化得到5种化合物,其中第四五类化合物为首次从该属植物中分离得到。
参考文献
[1]国家中医药管理局.中华本草[M].上海:上海科学技术出版社,1999.09.
[2]郝海峰,任丽娟,陈玉武.黑草种子化学成分研究[J].药学学报,1996,31(9):689-694.
[3]Yu-Ming Liu,Jun-Shan Yang,Qing-Hua Liu.A New Alkaloid and its Artificial Derivative with Indazole Ring from Nigella glandulifera[J].Chem.Pharm.Bull,2004,52(4):454-455.
1、反应物冷却后为什么要倒入50mL 水中?各步的洗涤目的何在?
答:反应物冷却后倒入 50mL 水中,是为了分出有机层,除去沸石和绝大部分溶于水的物质。水洗,除去有机层中的大部分醇;碱洗,中和有机层中的酸;10mL水洗,除去碱和中和产物;15mL 饱和氯化钙溶液,除去有机层中的大部分水和醇类。
2、能否用本实验方法由乙醇和2-丁醇制备乙基仲丁基醚?你认为用什么方法比较好?
答:不能,会产生很多副产物。应该用Williamson 合成法。用氯乙烷钠和2-甲基-1-丙醇钠
正溴丁烷的制备[思考题]
1、什么时候用气体吸收装置?如何选择吸收剂?
答:反应中生成的有毒和刺激性气体(如卤化氢、二氧化硫)或反应时通入反应体
系而没有完全转化的有毒气体(如氯气),进入空气中会污染环境,此时要用气体
吸收装置吸收有害气体。选择吸收剂要根据被吸收气体的物理、化学性质来决定。
可以用物理吸收剂,如用水吸收卤化氢;也可以用化学吸收剂,如用氢氧化钠溶
液吸收氯和其它酸性气体。
2、在正溴丁烷的合成实验中,蒸馏出的馏出液中正溴丁烷通常应在下层,但有
时可能出现在上层,为什么?若遇此现象如何处理?
答:若未反应的正丁醇较多,或因蒸镏过久而蒸出一些氢溴酸恒沸液,则液层的相对密度发生变化,正溴丁烷就可能悬浮或变为上层。遇此现象可加清水稀释,使油层(正溴丁烷)下沉。
3、粗产品正溴丁烷经水洗后油层呈红棕色是什么原因?应如何处理?
答:油层若呈红棕色,说明含有游离的溴。可用少量亚硫酸氢钠水溶液洗涤以除
去游离溴。
反应方程式为
Br + NaHSO
+ H O → 2HBr + NaHSO 己二酸的制备[思考题]
1、加料时,量过环己醇的量筒能否直接用来量取50% HNO ?
答:量过环己醇的量筒不可直接用来量取50% NHO。因为50% NHO 与残留的环己醇会剧烈反应,同时放出大量的热,这样一来,量取50% NHO3 的量不准,而且容易发生意外事故。
2、用环己醇氧化制备己二酸时,为什么要在回流冷凝管的上端接气体吸收装置? 吸收此尾气是用水还是用碱液好?
答:由于环己醇被氧化成己二酸的同时会生成NO,NO遇到O2后就转变成有毒的NO2。故应接上气体吸收装置,除去此尾气,避免造成污染和中毒。由于酸性的 NO2在水中溶解度不大,因此用碱液吸收更好。
3、为什么有些实验在加入最后一个物料之前,都要先加热前面的物料(如己二酸制备实验中就得先预热到50—60℃)?
答:不论是吸热反应还是放热反应都需要活化能。对活化能较高的一些反应(室温时仍达不到其活化能的),都需通过外部加热供给能量,使其达到所需要的活化能。
4、制备己二酸时,你如何控制氧化温度?
答:在未加入最后一个物料环己醇之前,先预热反应瓶中的稀硝酸接近沸腾。在振摇下,慢慢滴加5—6 滴环己醇,反应发生,同时放出热量。这时应控制滴加环己醇的速度,维持反应液在微沸状态,直至滴加完所有的环己醇。若反应液出现暴沸时,应及时用冷水浴冷却至微沸状态。注意不能冷却太久,否则,又得重新加热,才能继续发生反应。
5、反应完毕后,为什么要趁热倒出反应液?抽滤后得到的滤饼为何要用冰水洗
涤?
答:反应刚结束的时候,反应液容易倒出,若任其冷却至室温的话,己二酸就结
晶析出,不容易倒出,造成产品的损失。己二酸在冰水中的溶解度比室温时在水
中的溶解度要小得多。为了洗涤己二酸晶体,又减少损失,所以实验中用冰水洗
涤滤饼。
从茶叶中提取咖啡因[思考题]
1.索式提取器的优点是什么?
答:使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取,减少了溶剂用量,缩短了提取时
间,因而效率较高。萃取前,应先将固体物质研细,以增加溶剂浸溶面积。
2.对于索式提取器滤纸筒的基本要求是什么?
答:滤纸筒的直径要略小于抽提筒的内径,其高度一般要超过虹吸管,但是样品
不得高于虹吸管。如无现成的滤纸筒,可自行制作。其方法为:取脱脂滤纸一张,卷成圆筒状(其直径略小于抽提筒内径),底部折起而封闭(必要时可用线扎紧),装入样品,上口盖脱脂棉,以保证回流液均匀地浸透被萃取物。
3、升华装置中,为什么要在蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸?漏斗颈为什么塞棉
花?答:在蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸是为了避免已升华的咖啡因回落入蒸发皿
中,纸上的小孔应保证蒸气通过。漏斗颈塞棉花。为防止咖啡因蒸气逸出。
4、咖啡因与过氧化氢等氧化剂作用的实验现象是什么?
答:咖啡因可被过氧化氢、氯酸钾等氧化剂氧化,生成四甲基偶嘌呤(将其用水
浴蒸干,呈玫瑰色),后者与氨作用即生成紫色的紫脲铵。该反应是嘌呤类生物
碱的特性反应。
蒸馏及沸点的测定思考题
1、沸石(即止暴剂或助沸剂)为什么能止暴?如果加热后才发现没加沸石怎么办?由于某种
原因中途停止加热,再重新开始蒸馏时,是否需要补加沸石?为什么?
答:(1)沸石为多孔性物质,它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流,这一泡流以及随之而产生的湍动,能使液体中的大气泡破裂,成为液体分子的气化中心,从而使液体平稳地沸腾,防止了液体因过热而产生的暴沸。
(2)如果加热后才发现没加沸石,应立即停止加热,待液体冷却后再补加,切忌在加热过 程中补加,否则会引起剧烈的暴沸,甚至使部分液体冲出瓶外,有时会引起着火。
(3)中途停止蒸馏,再重新开始蒸馏时,因液体已被吸入沸石的空隙中,再加热已不能产
生细小的空气流而失效,必须重新补加沸石。
2、如果液体具有恒定的沸点, 是否为纯净物?
答:纯粹的液体有机化合物,在一定的压力下具有一定的沸点,但是具有固定沸点的液体不
一定都是纯粹的化合物,因为某些有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物,它
们也有一定的沸点。
3、什么叫沸点?液体的沸点和大气压有什么关系?文献里记载的某物质的沸点是否即为你们那里的沸点温度?
答:将液体加热,其蒸气压增大到和外界施于液面的总压力(通常是大气压力)相等时,液
体沸腾,此时的温度即为该液体的沸点。文献上记载的某物质的沸点不一定即为我们那里的沸点度,通常文献上记载的某物质的沸点,如不加说明,一般是一个大气压时的沸点,如果我们那里的大气压不是一个大气压的话,该液体的沸点会有变化。
4、为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为 1-2滴/s 为宜?
答:在整个蒸馏过程中,应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴,让水银球上液滴和蒸气温
度达到平衡。所以要控制加热温度,调节蒸馏速度,通常以 1-2滴/s 为宜,否则不成平衡。蒸馏时加热的火焰不能太大,否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象,使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量,这样由温度计读得的沸点会偏高;另一方面,蒸馏也不能进行的太慢,否则由于温度计的水银球不能为馏出液蒸气充分浸润而使温度计上所读得的沸点偏低或不规则。
薄层色谱[思考题]
1、在一定的操作条件下,为什么可利用R 值来鉴定化合物?
f
答:不同的化合物在相同的溶剂中扩散速度是不相同的,所以可以用比移值来确
定化合物的种类。
2、在混合物薄层色谱中,如何判定各组分在薄层上的位置?
答:常用于薄层的固定相是硅胶和氧化铝,它们都是极性物质,因此对极性物质
吸附力更强。而在展开缸中,吸附力越强的物质被展开剂吸附就越难;而吸附力
弱的物质,则很容易被吸附。所以在混合物薄层中,极性物质的斑点在薄层板下
方,而弱极性物质的斑点在薄层板上方。
3、展开剂的高度若超过了点样线,对薄层色谱有何影响?
答:展开剂若高于样品点,会使本就少量的样品溶于展开剂,难以随展开剂的展
绪言 化学使世界变得更加绚丽多彩
第一单元 走进化学世界
课题1 物质的变化和性质
课题2 化学是一门以实验为基础的科学
课题3 走进化学实验室
第二单元 我们周围的空气
课题1 空气
课题2 氧气
课题3 制取氧气
实验活动1 氧气的实验室制取与性质
第三单元 物质构成的奥秘
课题1 分子和原子
课题2 原子的结构
课题3 元素
第四单元 自然界的水
课题1 爱护水资源
课题2 水的净化
课题3 水的组成
课题4 化学式与化合价
第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律
课题2 如何正确书写化学方程式
课题3 利用化学方程式的简单计算
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60
课题2 二氧化碳制取的研究
课题3 二氧化碳和一氧化碳
实验活动2
二氧化碳的实验室制取与性质
第七单元 燃料及其利用
课题1 燃烧和灭火
课题2 燃料的合理利用与开发
实验活动3 燃烧的条件
九年级下册
第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
课题2 金属的化学性质
课题3 金属资源的利用和保护
实验活动4
金属的物理性质和某些化学性质
第九单元 溶液
课题1 溶液的形成 课题2 溶解度
课题3 溶液的浓度
实验活动5
一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制
第十单元 酸和碱
课题1 常见的酸和碱
课题2 酸和碱的中和反应
实验活动6 酸、碱的化学性质
实验活动7 溶液酸碱性的检验
第十一单元 盐 化肥
课题1 生活中常见的盐
课题2 化学肥料
实验活动8 粗盐中难溶性杂质的去除
第十二单元 化学与生活
课题1 人类重要的营养物质
课题2 化学元素与人体健康
There are more high-rise apartment buildings built in the city we live to acmodate more city dwellers. To make room for these constructions, a large number of trees are cut down. We have to be constantly afflicted with the noise and air pollution everyday. Obviously, we are paying the cost of the development.
Even the most developed countries are troubled with environmental issues. In fact, the more developed the country is, the severer the problem has. To maintain our economy prosperity and stability, we have to be in full operations and spread the workload in industry fields. As a result, we may seek temporary economic development at the expense of the environment and resources. The consumption of natural resources has been a big problem. It is admitted that the world economy is booming with the satisfaction of environment. However, we have made a blunder by equating material prosperity with better living standards.
A better life should be a life closer to nature. The modern lifestyle is best characterized by hectic, mass-productive and seemingly fortable. But actually something originally natural and invaluable has been lost. We are no longer able to breathe fresh air, take a walk in the woods or even look at the stars in the sky as the stars are obscured by smog and artificial lights.
Hence, we need to curb the quick tempo of life in order to protect our environment and ironically improve our life. Science and technology thus should be employed to create a harmonious relationship between mankind and nature. A better environment means much more than material forts. Besides, by slowing down a little bit, our life would turn out to be less stressful. To have a better life, we need take effective measures right now.
只有加强对环境监测进行全程序质量控制, 才能保证环境监测数据的科学、准确, 切实提高环境监测质量[1], 也只有获得高质量的监测结果, 才能为环境保护做出相应的政策措施提供准确、科学的现实依据。
2 环境监测全程序质量控制措施
环境监测的全程序质量控制是指根据国家相关部门颁布的环境监测质量的相关规定、法律、条例、手册、工作计划等对环境进行样品收集、检验、分析、得出结论的过程, 并根据得出的数据结论进行检查和反馈, 不断的完善质量监控体系。加强环境监测全程序质量控制有利于提高环境监测的科学性、可靠性, 能够准确反映被监测对象的环境现状。
2.1 做好监测前的各项准备工作
环境监测前的准备工作主要有校正采样仪器流量、准备分析实验室。其中, 校正采样仪器流量, 主要是在每次监测之前需要对采样的仪器进行检查, 首先是要监测仪器运行是否正常;其次是要检查监测仪器的流量计的流量进行校正。准备分析实验室, 保持实验室内的卫生整洁、物件摆放整齐, 所需要的实验器皿要符合样品分析条件, 要定期请计量监督部门或被授权的机构检定, 对目前无检定规程的计量器具应编写自校方法, 并进行自校验, 贴上合格标志, 在有效期内使用, 以保证环境监测数据的可靠。
2.2 强化质量控制
质量控制主要包括现场采样质量控制和实验室分析质量控制。其中, 现场采样质量控制通过提高采样效率、加测现场平行样和现场加标等措施来提高现场采样的质量标准。以大气环境监测为例, 提高现场采样效率应该要做到:首先是要根据被监测物质在空气中的存在状态、理化性质、测定方法的灵敏度以及操作要求等, 选择合适的收集器和吸收液;其次是要确定采样的速度, 如对可吸入颗粒物的采样就需要严格采样速度, 不能超过相关规定, 否则采样的效率就会降低;再次是确定采样的气量和时间。此外, 还需要通过加测现场平行样和现场加标等手段来达到监测现场的质量控制[2]。实验室分析质量控制, 则主要通过试剂的空白试验, 采样现场空白以及密码样测定来加强对实验室的分析质量控制。
2.3 规范数据处理
监测后的数据处理、审核也是环境监测质量的有效保证。作为一名分析人员和质量保证人员, 在开展环境监测过程中, 继续要对监测方法、监测技术的熟练掌握, 也需要掌握必要的数据统计方法。监测完毕后, 既要对监测的结果进行纵向比较 (即, 与以往的分析数据进行比较) , 也需要进行横向比较 (即, 与其他分析项目的相关性进行比较, 例如对化学需氧量与生化需氧量直接的比较, 主要是分析监测到的数据之间在相关性方面有无发生异常) 。此外, 要做好真值的最佳估计以及确定该估计值的误差, 通过概率和数理统计的办法, 对数据中离群较远的极值进行适当取舍, 再对样品进行了解判断, 估计出数据的可信度, 以得到更接近真实的最佳结果[3], 保证实验室提交的监测报告, 在监测数据方面保证其完整性、代表性、准确性和可比性。
2.4 做好相关保障工作
影响环境监测质量的因素较多, 一方面需要不断提高环境监测的硬件水平, 添置性能更好的监测仪器设备, 以适应不断环境监测任务不断增加的发展势头;另一方面, 也需要不断提高广大环境监测人员的业务素能, 强化专业技术人员的岗位培训和思想政治素质, 牢固树立责任意识和质量意识, 大力引进拥有丰富环境监测理论知识和实践经验的专业型人才。此外, 还需要进一步完善现有环境监测工作的管理制度, 建立健全环境监测质量管理手册, 规范环境监测流程, 以规范促质量。
3 结语
环境监测工作对于环境保护来说起着至关重要的作用, 无论是环境监测前的准备还是实验室分析, 乃至后期的数据处理都关乎整个环境监测质量。必须要加强监测过程的规范性, 提高环境监测人员的责任心和职业精神, 尽量减少人为的偶然误差和过失误差, 以高质量的环境监测结果为政府的决策和环境管理做好服务, 也为提高环境监测事业的发展作出积极努力。
参考文献
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关键词:全要素能源效率 环境效应 参数 随机前沿分析
能源是人类生存和发展所必需的物质资料。随着经济发展和社会进步,人类对能源的需求量与日俱增。中国作为世界最大的发展中国家,正面临着日益严峻的能源问题:首先,能源供需失衡严重,能源需求不断增长,但能源供给方面电力短缺,石油大部分需要进口,能源对外依存度高;其次,技术落后导致能源利用效率低下;再次,能源消费量的增长和以煤为主的能源消费结构带来了严重的环境污染。在当前可持续发展的时代大背景下,面对能源安全与环境保护的双重压力,采取节能优先、提高能源利用效率的能源战略是当前最现实、最有效也是成本最低的途径。
能源利用效率一直是国内外学术界关注的热点问题,国际上对考虑环境效应的非参数效率模型方法和应用的研究已取得丰硕的成果,但对考虑环境效应的参数效率模型的研究还不多。因此,以能源利用效率与环境绩效评价为背景,系统研究考虑环境效应的参数能效模型、方法及应用的意义重大。
随机前沿分析(SFA)方法现已成为效率与生产率测度领域的主流方法之一,得到了广泛的应用。但是,SFA方法在能源、环境经济管理领域的应用还仅仅处于起步阶段,具有很好的研究前景。SFA方法的主要优点在于它能将纯粹的随机误差与非效率值分离,有效区分统计误差项和技术无效率误差项,可以避免不可控因素对生产无效率产生的影响,从而使得效率测度结果更接近于实际。
本文将能源利用过程中产生的环境污染引入全要素能效分析框架,基于SFA方法建立能效评价模型,实际测算2000—2012年我国各省区的考虑环境效应的全要素能效,并对其区域分布特征进行分析。
一、考虑环境效应的中国省域全要素能源效率的测算模型
(一)全要素能源效率测度方法
Hu和Wang(2006)基于全要素生产率框架,依据数据包络分析(DEA)方法创造性的提出了全要素能源效率(TFEE)的概念,并将其定义为在除能源要素投入外的其他要素(如资本、劳动)保持不变的前提下,按照最佳生产实践,一定产出所需的目标能源投入量与实际投入量的比值,从而有效弥补了传统单要素能源效率研究方法的缺陷,对后续研究产生了很大的启示作用。在全要素效率的分析中效率前沿的确定非常关键。法瑞尔(Farrell)1957年提出了两种可能的解决方案:一种是使用非参数估计的分段线性逼近的方法,另一种是使用参数估计的方法。前一种方案被查勒斯等人(Charnes,etal)采纳并最终演进成DEA方法;后一种方案被艾格勒等人(Aigner,etal)以及米尤森和范登布罗克(Meeusen and Van den Broeck)采用,并最终发展成SFA方法。
DEA和SFA是两种理念完全不同的建模思想。与DEA不同,SFA在本质上是一种使用极大似然估计的参数估计方法。和DEA相比,使用SFA确定效率前沿的缺点是必须要为效率前沿假定一种方程形式,这增加了使用SFA的风险。但SFA的优点也很明显,在确定效率前沿的时候它可以把随机因素的影响分离出来,这样它的最终结果相对来说就不易受到个别不准确的数据点的影响。
本文中用SFA创建的效率前沿可用下面的方程表达:
ln(GDPi)=β0+β1ln(Ki)+β2ln(Li)+β3ln(ECi)
+β4ln(SOi)+(vi-ui)
式中,GDPi是第i个地区的产出;Ki是第i个地区的资本存量;Li是第i个地区的劳动力投入;ECi是第i个地区生产所消耗的能源;SOi是第i个地区的二氧化硫排放量;β是待估参数;vi是随机变量,它表示一个地区社会生产中的随机因素,如自然灾害、突发事件等因素对地区能源消耗的影响,假定其服从标准正态分布N(0,σ2v);ui是非负的随机变量,表示一个地区的能源消耗偏离能效前沿的情况,假定其服从偏正态分布N+(μ,σ2u),且ui和vi相互独立。
则SFA效率前沿下的能效可以被定义为:
■
能效指标值EE-SFAi位于0到1之间。EE-SFAi的计算相对来说较复杂,本文采用FRONT4.1软件计算。
(二)非期望产出的处理
现实经济中的生产存在负外部性,加之技术条件的限制,能源利用过程中不可避免会产生各种环境污染物,如二氧化碳、二氧化硫及烟尘等大气污染物,对环境质量的负面影响非常大。由于经济产出往往伴随着环境污染物的排放,因此,生产单元的产出应该包括两大类:一类是期望产出(即经济产出,如GDP,也称“好”产出);另一类是非期望产出(即环境污染物,如二氧化碳、二氧化硫、废水、废气等,也称“坏”产出)。在现有文献中,处理非期望产出的方法较多,如曲线测度评价、数据转换处理法、污染物作投入处理法、方向性距离函数法等,这些方法各有利弊。本文认为环境污染是生产单元获得“好”产出所必须承担的环境成本投入,因此本文遵循文献11和12的做法,将非期望产出视为投入要素,这种处理方法的应用非常广泛。
(三)样本、数据与变量选取
本文的研究对象覆盖我国除西藏自治区、台湾省、香港特别行政区和澳门特别行政区外的所有30个省市自治区,研究时间范围为2000—2012年,因此本文研究的整体面板数据集包含了13年30个截面单位的390个观测值。由于SFA方法要求首先要为效率前沿假定一种方程形式,本文选择常用的C-K生产函数,投入指标有资本、劳动、能源、二氧化硫排放量等4个变量,产出指标为GDP。投入产出指标具体界定如下:
1、产出指标:本文采用地区GDP作为衡量一个地区经济产出的指标,并以GDP平减指数缩减为2000年不变价GDP。
2、环境成本:本文以二氧化硫排放量作为能源利用的环境成本纳入全要素能效评价体系。
3、资本存量:资本存量数据无法直接获得,本文与大多数文献一样也利用“永续盘存法”来进行估算,估算公式为:Kt=It+(1-δ)Kt-1,其中Kt是t期的资本存量,δ是折旧率,It是t期投资额。本文资本存量数据直接来源于张军等的研究结果,并利用其方法更新至2012年。
4、劳动力投入:本文采用当期从业人员数作为劳动力投入指标,由于资料限制,没有考虑劳动种类和劳动质量的差别。其中:
当期从业人员总数 =(当期末从业人员数+上期末从业人员数)/2
5、能源消耗:本文以地区能源消费总量来表示能源投入,单位为万吨标准煤。
以上变量缺失数据采用取前后两年的平均数予以补齐。
数据来源说明:本文所用数据来源于相应年份的《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》以及中国各地区统计年鉴整理得到。
二、中国省际全要素能效实证分析
本文基于SFA方法建立能效模型,利用中国2000—2012年的省际面板数据,以资本存量、劳动力、能源消耗和二氧化硫排放量为投入变量,以地区GDP为产出变量,直接应用FRONT4.1软件测算中国各地区考虑环境效应的全要素能效,并按照传统的区域划分方法,将中国划分为东部、中部和西部三大区域,以分析能源效率的空间分布特征和地区差异性。通过分析得到以下结果:
1、如图1所示。从全国整体来看,样本期间内,中国所有地区的能效均值为0.6482,整体水平依然偏低,节能减排潜力巨大;
2、如图2所示。虽然全国整体能效水平较低,但从2000到2012年,考虑环境效应的全国平均全要素能效不断提升,说明我国能效水平一直在稳步提高。从地区差异性和变动趋势来看,本文计算了变异系数,结果发现:在样本期内,变异系数在持续减小,说明全国各地区之间全要素能效的差距在不断缩小,存在收敛特征;
3、从单个地区来看。考虑环境效应的全要素能效存在显著差异,其中上海、天津、北京、海南、福建等地区的全要素能效最高,能源利用与二氧化硫排放都达到了相对较优水平,处于前沿面;排在最后五位的地区分别是云南、四川、山西、河北和贵州,这些省份在样本期内的所有年份全要素能效都没有超过60%,是节能减排的重点地区。本文的分析结果与当前大多数文献的结果略有差异,究其原因,是因为四川、山西、河北和贵州的二氧化硫排放量是全国最高的,但是其GDP又不是全国最高,这使得这几个省份的全要素能效水平较低,当然这与地区的工业结构也有关。
4、从东、中、西三大区域角度来看。东部地区的全要素能效最高,西部和中部的全要素能效接近,这个结论与当前大多数文献得到的结果不同,究其原因,是由于中部地区六个省份二氧化硫排放量总和与GDP总和的比例较高,而西部地区的二氧化硫排放量总和与GDP总和的比例较低,同时也说明本文只选择二氧化硫排放量一个非期望产出指标存在问题,应结合地区经济结构对非期望产出指标进行适当调整。
三、结论
本文以2000—2012年中国30个地区的面板数据为研究样本,基于全要素生产方法,将地区二氧化硫排放量作为能源利用的环境成本纳入能源效率的考核体系之中,基于SFA方法建立全要素能效评价模型,定量测算了中国各地区全要素能效,并对各区域全要素能效的分布特征和变动趋势进行了分析。全文得出以下结论:
研究期间内,中国全要素能源效率依然偏低,反映了我国目前低效的粗放型经济增长模式仍在继续,但也说明我国有巨大的节能减排潜力。
中国各地区、三大区域的全要素能效存在显著差异,东部沿海省份的全要素能效水平较高,处于能效前沿面,中西部地区的省份全要素能源效率偏低,能源浪费严重,环境质量恶化,但从整体来看,地区差距在逐渐缩小,即存在收敛特征。
此外,研究发现,由于环境成本只选择了二氧化硫排放量这一个指标,使得本文的研究结果与当前大多数文献研究结果略有出入,即部分二氧化硫排放量高、GDP水平相对低的省份其全要素能效偏低,虽然结果具有一定的片面性,但也反映了本文所用方法的环境变化敏感性。如果环境成本指标的选择更加全面综合,结果将更加客观,这也是本文有待进一步研究的问题。
参考文献:
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﹝本文系陕西省教育厅项目“基于环境效应的区域能源利用效率研究”(项目编号:2013JK0108)、“陕西环境保护投融资机制研究”(项目编号:2013JK0146)阶段性成果﹞
【教学目标】
1、了解人体的元素组成;
2、了解某些元素对人体健康的重要作用;
3、初步认识化学在帮助人类营养保健与战胜疾病方面的重大贡献,理解化学元素与人体健康的关系,感悟化学知识的重要性。
【教学重点】
1.了解人体元素的组成。
2.了解一些元素对人体健康的作用。
【教学方法】
学生主动参与,师生双向互动。
【教学过程】
引入:俗话说“民以食为天”,随着生活水平的提高,我们的饮食水平也逐渐提高。吃得好是否就身体好呢?
如果饮食不合理会引起营养不良。如何才能使身体更健康呢?
多媒体显示:几种营养强化食品
自主学习
阅读教材P97~P98,回答下列问题
(1)组成人体的元素约多少种?它们是以什么形式存在?
50多种,除碳、氢、氧、氮几种元素以水、糖类、油脂、蛋白质的形式存在外,其余的元素主要以无机盐的形式存在于水溶液中。
(2)人体中含量最高的非金属元素是什么?人体中含量最高的金属元素是什么?
氧元素、钙元素
归纳小结:
1.成人体内约含有钙1.2kg。钙是构成骨、牙齿的重要成分,它使得骨骼和牙齿具有坚硬的结构支架。
2.幼儿及青少年缺钙会引起生长迟缓、骨骼变形,出现佝偻病、牙齿发软,易患龋齿等症状。成人缺钙,发生骨质软化和骨质疏松,容易骨折,因此人体必须摄入足够的钙。幼儿、青少年处于生长发育阶段,需要摄入比成年人更多的钙。我国营养学会1998年对每日膳食中的钙供给量提出建议:婴幼儿400
mg~800
mg,青少年1
000
mg~1
200
mg,成年人800
mg,老年人1
000
mg~1
200
mg。
【设问】哪些食物中含有钙元素呢?
【学生活动】学生抢答(对答得最多的学生给予表扬。)
【多媒体显示】常用食物中的钙含量(mg/100
g)
提问:氯化钠在人的正常生理活动中的作用。
讲解:钠和钾元素对人体起着重要的作用。
讲解:以上元素在人体中含量均超过0.01%,称为常量元素,含量低于0.01%的元素称为微量元素,对人体也起着重要的作用。
合作交流
对照下表,分组讨论交流锌、铁、硒、碘、氟五种微量元素对人体的作用及健康的影响。
元素
人体内含量
对人体的作用
适宜摄入量
摄入过高、过低对健康影响
食物来源
锌
铁
硒
碘
氟
多媒体显示:
讲解:另外我们再介绍其他的一些微量元素在人体中的作用。
硒:生命的奇效元素,有防癌和抗癌作用,能治疗高血压等疾病,但是摄入过量会使人中毒。
锌:智慧元素,微量的锌可以强化记忆力,延缓脑的衰老,提高人体的免疫能力。
微量元素同其他元素一样,受体内平衡体制的调节和控制。摄入量过低,会发生某种元素缺乏症;但是摄入量过多,微量元素积聚在生物体内也会出现急、慢性中毒,甚至成为潜在的致癌物质。大量流行病学调查证实,环境中微量元素的含量对肿瘤的发生和发展有重大的影响。土壤和水中缺锰,可能是芬兰和中国某些地区癌症发病率高的原因。
反馈提升
1.用元素符号填空。
(1)主要存在于骨骼和牙齿中的元素。
(2)是血红蛋白的成分,摄人量过高、过低会引起贫血。
(3)能防止龋齿,缺乏易产生龋齿。
(4)缺乏会引起食欲不振,生长迟缓,发育不良,过量不会引起中毒。
(5)是甲状腺素的重要成分,摄人量不合理会引起甲状腺肿大。
2、请根据下表列出的一些微量元素对人体的作用,填写相应的元素名称及符号。
摄入量过高、过低对人体的影响
元素名称及符号
缺少可能引起表皮角质化和癌症。摄入量过高,会使人中毒
缺少会引起贫血
缺少会引起甲状腺肿大。幼儿会影响生长发育,造成思维迟钝。过量也会引起甲状腺肿大
缺少会引起食欲不振,生长迟缓、发育不良
3.钾元素可以调节体液平衡,维持肌肉和神经的功能及代谢。市场上出售的一种叫果味钾的补钾药,其主要成分是柠檬酸钾(C6H5K3O7·H2O)。下列有关果味酸钾的说法中,正确的是()
A、该物质每个分子中含25个原子
B、该物质是由原子直接构成的C、该物质是由碳、氢、钾、氧四种元素组成的D、该物质中碳、氢、钾、氧四种元素的质量比是6︰7︰3︰8
4.人体缺少必需微量元素会得病,因此有人认为应尽可能多吃含有这些元素的营养补剂。你认为这种想法对吗?为什么?
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