第一篇：研究性學(xué)習(xí)：化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

化學(xué)在我們的生活中演繹著一個(gè)不可缺少的部分。人們?cè)谏a(chǎn)、生活中會(huì)帶給大自然許許多多的傷害，但我們也有許許多多的途徑去緩和這種情況，而化學(xué)也在其中發(fā)揮著重要的作用。因此我們小組做了《化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用》這個(gè)課題。

首先，我們了解到了綠色化學(xué)的性質(zhì)，(1)充分利用資源和能源，采用無(wú)毒、無(wú)害的原料；(2)在無(wú)毒、無(wú)害的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以減少向環(huán)境排放廢物；(3)提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納，實(shí)現(xiàn)“零排放”；(4)生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)，國(guó)際上對(duì)此很重視。1996年，美國(guó)設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌，為子孫后代造福。

然后，我們知道了許多國(guó)家也通過(guò)化學(xué)手段在環(huán)境保護(hù)中得到了應(yīng)用，如：丹麥 給土壤消毒 丹麥的國(guó)土面積很小，為防止受污染的土壤給人造成危害，政府制訂了一項(xiàng)給污染土壤進(jìn)行消毒的計(jì)劃：估計(jì)用30年的時(shí)間，采用生物分解、水沖洗以及高溫處理等辦法，對(duì)過(guò)去和現(xiàn)在的化學(xué)、鑄鋼、采礦企業(yè)所在地的土壤，進(jìn)行消毒清潔，以消除污染。以及日本 風(fēng)車凈化湖水 日本第二大湖———霞浦湖的湖邊有一高25米、4個(gè)葉片直徑為20米的荷蘭式風(fēng)車，既是供人觀賞的一景，同時(shí)也是凈化湖水的設(shè)施。風(fēng)車隨著葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)部的一臺(tái)水泵將湖水不斷汲上，再通過(guò)過(guò)濾器將水中的浮游垃圾及污物除去，然后將這些去污的湖水再排入一座水生植物園，用于灌溉花草和養(yǎng)金魚等，為湖、園平添了清麗脫俗的氣氛等等。

同時(shí)，也有許多教訓(xùn)值得我們思考，比如：美 國(guó)西海岸的洛杉磯市。該市250萬(wàn)輛汽車每天燃燒掉1100噸汽油。汽油燃燒后產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锏仍谔?yáng)紫外光線照射下引起化學(xué)反應(yīng)，形成淺藍(lán)色煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼病。后來(lái)人們稱這種污染為光化學(xué)煙霧。1955年和1970年洛杉磯又兩度發(fā)生光化學(xué)煙霧事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。自1952年以來(lái)，倫敦發(fā)生過(guò)12次大的煙霧事件，禍?zhǔn)资侨济号欧诺姆蹓m和二氧化硫。煙霧逼迫所有飛機(jī)停飛，汽車白天開燈行駛，行人走路都困難，煙霧事件使呼吸疾病患者猛增。1952年12月那一次，5天內(nèi)有4000多人死亡，兩個(gè)月內(nèi)又有8000多人死去

因此我們應(yīng)該通過(guò)我們?nèi)粘５男袨閬?lái)保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境，我們得每一個(gè)細(xì)小的行為都會(huì)帶給環(huán)境或大或小，或好或壞的影響。而對(duì)于這一問題無(wú)論是根源還是解決的途徑都與化學(xué)有著密不可分的聯(lián)系，我們認(rèn)為應(yīng)該不斷深入得了解這個(gè)問題，只有我們真正了解了導(dǎo)致環(huán)境惡化的本質(zhì)才能夠治理并保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境。

第二篇：化學(xué)研究性學(xué)習(xí)

研究性學(xué)習(xí)結(jié)題報(bào)告

2011—2012學(xué)年第一學(xué)期

課題：補(bǔ)鈣保健品及含鈣化合物的調(diào)查

班級(jí)：高一五

相關(guān)科目：自然科學(xué)

課題組成員：張睿玲，于振欽，姚潤(rùn)中，張晴，劉雯，高夢(mèng)晗，郭瑀

凡，孫蒙

組長(zhǎng)：張睿玲

指導(dǎo)老師：劉群

起始時(shí)間：2011年12月

完成時(shí)間：2012年2月

課題背景說(shuō)明：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平越來(lái)越高，現(xiàn)今的中國(guó)人，不再僅僅滿足于吃飽、穿暖的水準(zhǔn)了，更要求生活質(zhì)量提高，如今電視廣告大都被生活保健品占領(lǐng)。如補(bǔ)鈣、補(bǔ)鐵、補(bǔ)鋅的保健品，撲天蓋地，席卷整個(gè)銀屏，大有全國(guó)上下都有缺鈣、缺鋅之勢(shì)。補(bǔ)鈣、補(bǔ)鈣、補(bǔ)鈣有治百疾之效，鑒于如此，我們化學(xué)研究性小組開展關(guān)于補(bǔ)鈣保健品之調(diào)查。

課題目的意義：整個(gè)探究?jī)?nèi)容讓我們對(duì)補(bǔ)鈣保健品有了更清楚的認(rèn)識(shí)，對(duì)正確的補(bǔ)鈣方法有了深入了解。

課題任務(wù)計(jì)劃：1對(duì)人們對(duì)補(bǔ)鈣的態(tài)度及認(rèn)識(shí)進(jìn)行調(diào)查

2.咨詢老師，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)幾種補(bǔ)鈣產(chǎn)品進(jìn)行鈣含量的檢測(cè)。

3.分析結(jié)果，查閱相關(guān)資料

4.更加深入探究補(bǔ)鈣知識(shí)

研究方式：查閱資料，提出自己的看法，做實(shí)驗(yàn)，詢問導(dǎo)師等

研究成果：

1、我們要正確對(duì)待補(bǔ)鈣保健品，不隨廣告走。增加自己的保健

知識(shí)，正確認(rèn)識(shí)補(bǔ)鈣。鈣品生產(chǎn)企業(yè)常以明星為前驅(qū)，吸引消費(fèi)者。對(duì)此應(yīng)根據(jù)自身需要做出選擇，而不要被各類響亮的補(bǔ)鈣商品名稱所惑，切記此類商業(yè)用語(yǔ)純屬炒作，在營(yíng)養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域多數(shù)并不存在。

2、不要聽信某些鈣品的夸大宣傳。如一些廣告稱的“沉積好、吸收快”，使人誤認(rèn)為人體對(duì)鈣的吸收是簡(jiǎn)單的過(guò)程，實(shí)際上鈣進(jìn)入人體首先要進(jìn)入血液，再形成含鈣細(xì)胞，之后再通過(guò)復(fù)雜的變化過(guò)程穿透骨頭最外面的硬層，固定到里面的骨質(zhì)中。另有廣告宣稱自己的產(chǎn)品“顆粒比一般產(chǎn)品小若干倍”，實(shí)際上顆料大小只是物理變化，并不能從本質(zhì)上改善人體對(duì)鈣的吸收率；目前人體對(duì)補(bǔ)鈣產(chǎn)品中鈣的吸收率僅在30%左右，事實(shí)上并不存在所謂的“95%”的吸收率。

3、老年人缺鈣是引起骨質(zhì)疏松癥的重要原因，應(yīng)從改善飲食結(jié)構(gòu)和服用鈣品兩方面加強(qiáng)鈣的攝入量。在攝入含鈣食品時(shí)，老年人應(yīng)考慮自身的身體狀況，飲食合理適中，促進(jìn)身體吸收；在服用補(bǔ)鈣產(chǎn)品時(shí)需注意，老年人腸道對(duì)鈣的吸收能力較弱，單純服用鈣制劑無(wú)法從發(fā)病機(jī)制上有效防治骨質(zhì)疏松癥，必須服用一定劑量的維生素，才能防止鈣質(zhì)流失，提高腸道吸收鈣的能力，促進(jìn)骨代謝和骨形成。但特別需要引起重視的是，單純補(bǔ)鈣并不能全面防治骨質(zhì)疏松癥，內(nèi)分泌失調(diào)、維生素D活力下降、運(yùn)動(dòng)量減少、鹽攝入量過(guò)高等因素都可能導(dǎo)致老年人患骨質(zhì)疏松癥。

4、兒童補(bǔ)鈣應(yīng)以食補(bǔ)為主，在服用鈣品時(shí)應(yīng)特別小心。兒童腸胃功能較弱，不要選擇堿性強(qiáng)的鈣品，如碳酸鈣、活性鈣等；不應(yīng)在服用鈣品時(shí)同時(shí)飲用汽水、碳酸飲料等，以免降低吸收率。另外，兒童過(guò)量服用鈣品，會(huì)抑制對(duì)鋅元素的吸收，因此對(duì)缺鋅兒童進(jìn)行補(bǔ)鈣時(shí)應(yīng)以食補(bǔ)為主。

5、服用添加維生素D的鈣品時(shí)，謹(jǐn)防積蘊(yùn)中毒。許多消費(fèi)者認(rèn)為，補(bǔ)鈣只能選擇與維生素D合一產(chǎn)品，這是一種誤解，由于人體個(gè)體差異普遍存在，并不是所有的人同時(shí)既缺鈣又缺維生素D，部分人長(zhǎng)期服用維生素D反而會(huì)抑制體內(nèi)自身維生素D的形成，或是引發(fā)維生素D大量攝入而積蘊(yùn)中毒現(xiàn)象，中毒癥狀為高鈣血癥引起的肝腎功能損傷和軟組織鈣化，表現(xiàn)為食欲減退、反應(yīng)遲鈍、心律不齊、呼吸困難、惡心嘔吐、煩渴多尿、便秘等。

6、一些疾病患者，應(yīng)在醫(yī)生指導(dǎo)下補(bǔ)鈣。研究發(fā)現(xiàn)，心臟病患者補(bǔ)鈣不當(dāng)，會(huì)因鈣沉積而引發(fā)人身意外，因此高血壓、冠心病等心血管疾病患者應(yīng)在專科醫(yī)生指導(dǎo)下，合理攝取鈣或服用鈣制劑來(lái)達(dá)到降血壓的目的，不能盲目補(bǔ)鈣，避免發(fā)生意外。此外，正在服用甲狀腺激素、四環(huán)素、皮質(zhì)類固醇等激素類藥物的患者，補(bǔ)鈣時(shí)要先向醫(yī)生咨詢清楚，因?yàn)檠a(bǔ)鈣劑與這類藥物可能會(huì)相互作用，對(duì)人體產(chǎn)生不利影響.研究材料來(lái)源：查閱相關(guān)書籍，詢問指導(dǎo)老師，網(wǎng)上查閱。

第三篇：化學(xué)研究性學(xué)習(xí)

銅鍋

歷史：使用銅制造的日常生活用品，在我國(guó)已有幾千年歷史。用銅制造的火鍋是深受全國(guó)各民族喜愛的傳統(tǒng)產(chǎn)品。用銅制造的生活用品具有質(zhì)堅(jiān)耐用、無(wú)毒、傳熱快等優(yōu)點(diǎn)，并具美觀華麗 之特點(diǎn)。它廣泛用于家庭、餐館、酒筵上煮食、加熱、保溫各種湯類、美味佳肴?；疱伒钠鹪?至今尚無(wú)定論。但在東漢出現(xiàn)了“

第四篇：思維導(dǎo)圖在研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)用

思維導(dǎo)圖在研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)用

思維導(dǎo)圖在研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)用 桐鄉(xiāng)市教師進(jìn)修學(xué)校

沈建強(qiáng)

摘要:介紹了什么是思維導(dǎo)圖，根據(jù)思維導(dǎo)圖的發(fā)散性特點(diǎn)，與頭腦風(fēng)暴教學(xué)法相結(jié)合，提出基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法，并探討了基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法的實(shí)施步驟。

關(guān)鍵詞:思維導(dǎo)圖；研究性學(xué)習(xí)；頭腦風(fēng)暴；教學(xué)法 圖在教學(xué)中應(yīng)用可以說(shuō)無(wú)處不在，它以其豐富的內(nèi)容含量和直觀的表現(xiàn)形式受到了學(xué)生的喜歡。如果說(shuō)文字、語(yǔ)言側(cè)重于邏輯表達(dá)，那么圖則以直觀形象見長(zhǎng)。在教學(xué)中有很多老師擅長(zhǎng)用“圖、表”來(lái)說(shuō)明問題，例如：數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科中解題，總要借助圖進(jìn)行分析、計(jì)算。那么，在教學(xué)中是不是應(yīng)多關(guān)注圖的作用呢？但令人遺憾的是在現(xiàn)有的教學(xué)中沒有將“圖”置于更重要的地位，僅是輔助或者是可有可無(wú)的。不僅在理科，甚至在文科中也太過(guò)于強(qiáng)調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫳磉_(dá)，忽視了直觀形象的思維和表達(dá)方式[1]。在國(guó)外，思維導(dǎo)圖在教學(xué)中應(yīng)用已較普遍，但在國(guó)內(nèi)，直到2000年，思維導(dǎo)圖才逐步進(jìn)入國(guó)內(nèi)專家、學(xué)者的視野，經(jīng)歷了引入、介紹，與概念圖的混同、整合,再到在基礎(chǔ)教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用、軟件開發(fā)等研究階段，取得了一定的成果[2]。本文針對(duì)思維導(dǎo)圖的發(fā)散性特點(diǎn)，試圖探究一下思維導(dǎo)圖在研究性學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。那么什么是思維導(dǎo)圖呢？

一、什么是思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖（Mind Mapping）是英國(guó)“記憶之父”東尼.博贊（Tony Buzan）在70年代所創(chuàng)，經(jīng)過(guò)三十多年的實(shí)驗(yàn)與深化，已經(jīng)得到學(xué)術(shù)界、教育界、企業(yè)界的認(rèn)可，風(fēng)靡歐美數(shù)十年，已成為21世紀(jì)風(fēng)靡全球的思維工具，到目前為止已被世界上2.5億人所使用,目前國(guó)內(nèi)也有許多專家學(xué)者在研究思維導(dǎo)圖的應(yīng)用和推廣。

思維導(dǎo)圖是終極的組織性思維工具，而且使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單。所有的思維導(dǎo)圖都有一些共同之處，它們都使用顏色，都是從中心發(fā)散出來(lái)的自然結(jié)構(gòu)，都使用線條、符號(hào)、詞匯和圖像，都遵循一套簡(jiǎn)單、基本、自然、易被大腦接受的規(guī)則。使用思維導(dǎo)圖，可以把一長(zhǎng)串枯燥的信息變成彩色的、容易記憶的、有高度組織性的圖，它與我們大腦處理事物的自然方式相吻合[3]（如圖1）。它組織信息的方式是非線性的。

圖1 什么是思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖（Mind Mapping）是一種思考的方式，也是一種有效使用大腦的方法，它就像大腦中的地圖，完整地將大腦的思維、想法呈現(xiàn)出來(lái)。思維導(dǎo)圖就是一種幫助我們思維和記憶的有效方法。

思維導(dǎo)圖也是一種全新的筆記模式，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的筆記模式一般都只用到圓珠筆、鋼筆、鉛筆來(lái)書寫，很少用到圖像及分類，傳統(tǒng)的筆記模式一般只調(diào)動(dòng)了大腦的2～4項(xiàng)功能。而用思維導(dǎo)圖記筆記時(shí)，它不但用文字、數(shù)字，還用到關(guān)鍵詞、分類、色彩、圖像。使用思維導(dǎo)圖，充分地調(diào)動(dòng)了整個(gè)大腦的功能，左右腦同時(shí)打開，并諧調(diào)地運(yùn)作，可以提高人的分析力、記憶力、判斷力、想象力、創(chuàng)造力，能綜觀整體，又能關(guān)注細(xì)節(jié)，讓大腦愈來(lái)愈靈活, 愈來(lái)愈聰明。

二、基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法

頭腦風(fēng)暴是一種教師引導(dǎo)學(xué)生就某一課題自由發(fā)表意見，教師不對(duì)其正確性進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠在最短的時(shí)間里獲得最多的思想和觀點(diǎn)，然后對(duì)各種思想和觀點(diǎn)進(jìn)行分析、整理，試圖產(chǎn)生新的觀點(diǎn)和思想的方法，是聚合思維訓(xùn)練的一種好辦法，已被廣泛應(yīng)用于教學(xué)、企業(yè)管理和科研工作中。在研究性學(xué)習(xí)中，可通過(guò)頭腦風(fēng)暴法，討論和收集解決實(shí)際問題的意見和建議（總稱為建議集合）。通過(guò)集體討論，集思廣益，促使學(xué)生對(duì)某一教學(xué)課題產(chǎn)生自己的意見，通過(guò)同學(xué)之間的相互激勵(lì)引發(fā)連鎖反應(yīng)，從而獲得大量的構(gòu)想，經(jīng)過(guò)組合和改進(jìn)，達(dá)到創(chuàng)造性解決問題的目的。人類的大腦思維呈現(xiàn)出的是一種放射性的樹狀結(jié)構(gòu)，即思維的發(fā)散性，它是指一個(gè)優(yōu)秀的創(chuàng)造性的思考者往往首先獲得一種“中心思想”，再以此為基礎(chǔ)，將自己的思維向各個(gè)方向延伸、發(fā)散和蔓延，并逐步完善，使之成為一種原創(chuàng)的思想[4]。思維導(dǎo)圖將思維的發(fā)散性充分體現(xiàn)出來(lái)，而我們?nèi)粘Ｔ诳偨Y(jié)這種思維時(shí)往往采取諸如1、2、3、4這樣的直線型方式，相互之間沒有關(guān)聯(lián)、沒有重點(diǎn)。而“思維導(dǎo)圖”將你的思維重點(diǎn)放在圖的中心，思維過(guò)程以及不同思路之間的聯(lián)系清晰的呈現(xiàn)在圖中。這種方式在處理復(fù)雜的問題時(shí)，一方面能夠顯示出思維的過(guò)程，另一方面可以很容易理清層次，讓你抓住重點(diǎn)，能夠啟發(fā)我們的聯(lián)想力與創(chuàng)造力。將思維導(dǎo)圖和頭腦風(fēng)暴教學(xué)法有機(jī)結(jié)合，可以快速地將大家的思維匯聚起來(lái)，并以圖的形式直觀地展示出來(lái)。將思維導(dǎo)圖與頭腦風(fēng)暴教學(xué)法相結(jié)合，就形成了基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法。

在研究性學(xué)習(xí)等需要充分討論的場(chǎng)合，效果特別明顯。波音公司將所有的飛機(jī)維修工作手冊(cè)繪成一張25英尺的思維導(dǎo)圖，使得原來(lái)要花一年以上時(shí)間才消化的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在只要短短幾周就可以掌握。僅此一項(xiàng)，就幫助波音公司節(jié)省了一千萬(wàn)美元，取得了很好的效果。

三、基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程 基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法在研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)用的效果非常明顯，那么該如何實(shí)呢？下面將基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法的操作步驟簡(jiǎn)要介紹一下。1）確定研究主題；

2）將研究主題畫在黑板上或多媒體的大屏幕上，要讓大家都能看到；

3）自由計(jì)論，將大家討論的子主題都畫出來(lái)，不要管它合理不合理，正確不正確；

4）讓大家獨(dú)立思考，考慮這些子主題與研究主題是否相關(guān)； 5）充分發(fā)表大家的想法，以表決的方式去除與研究無(wú)關(guān)的主題，留下研究的子主題；如果又有新的想法，2）、3）兩步重復(fù)一遍；

6）根據(jù)確定的子主題，分成若干個(gè)研究小組，對(duì)子主題進(jìn)行研究；

7）小組研究完成后，將研究主要方面在相應(yīng)的子主題上畫出來(lái)，所有小組都參與討論，補(bǔ)充完善；

8）這樣整個(gè)研究的架構(gòu)就呈現(xiàn)在了圖上，可對(duì)整體方案進(jìn)行一步討論完善；

9）整體方案確定后，就明確了研究的方向和研究的內(nèi)容，給每個(gè)小組分配相應(yīng)的研究任務(wù)；

10）各小組研究完成后，將研究成果整合到思維導(dǎo)圖中，這個(gè)思維導(dǎo)圖成了這次研究性學(xué)習(xí)成果的重要組成部分； 11）最后將研究成果以文字的形式表達(dá)出來(lái)。制作思維導(dǎo)圖的過(guò)程是一個(gè)相互學(xué)習(xí)和交流的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中加強(qiáng)了師生之間和同學(xué)之間的溝通和交流。有效的交流是最好的最有效的學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)了師生之間的合作精神和團(tuán)結(jié)意識(shí)，有利于研究性學(xué)習(xí)的順利開展。

基于思維導(dǎo)圖的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法除了在研究性學(xué)習(xí)之外，只要有集合眾人智慧，需要充分討論的場(chǎng)合，都適合使用這種方法，例如：思維導(dǎo)圖在集體備課中應(yīng)用、思維導(dǎo)圖在教研活動(dòng)中應(yīng)用、思維導(dǎo)圖在會(huì)議中應(yīng)用等等。

參考文獻(xiàn)：

[[1]] 齊偉.系列1:概念圖/思維導(dǎo)圖導(dǎo)論[J].教育技術(shù)導(dǎo)刊,2005(5).[2] 劉曉寧.我國(guó)思維導(dǎo)圖研究綜述[J].四川教育學(xué)院學(xué)報(bào), 2009(5).[3] 東尼.博贊.思維導(dǎo)圖----大腦使用說(shuō)明書[M].北京:外語(yǔ)教學(xué)與研究出版社,2005.4.[4] 東尼.托贊.思維導(dǎo)圖----喚醒創(chuàng)造天才的10種方法[M].北京:外語(yǔ)教學(xué)與研究出版社,2005.4.發(fā)表于《教學(xué)月刊中學(xué)版》 2010年第7期(教學(xué)管理)

第五篇：納米技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

納米技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

101221202 汪丹

摘要：現(xiàn)在全世界的環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的日常生活和身體健康，以及地球上其他的生物。溫室效應(yīng)使南北極冰川融化，海平面升高；森林被破壞使得大量動(dòng)植物滅絕，水土流失；工業(yè)亂排導(dǎo)致大氣污染、水污染；環(huán)境被嚴(yán)重破壞導(dǎo)致氣候異常，災(zāi)難多發(fā)等等這些都是人類在以自我為中心的價(jià)值觀下發(fā)展工業(yè)造成的。人類如果繼續(xù)這樣不顧環(huán)境的發(fā)展工業(yè)和科技，那么我想，電影《1012》中的情景很快就會(huì)出現(xiàn)。為了我們的子孫，為了地球上的其他生物，我們必須開發(fā)清潔能源，利用綠色材料，利用技術(shù)來(lái)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，而納米技術(shù)和納米材料就是其中一個(gè)不錯(cuò)的選著。近幾年隨著納米技術(shù)的崛起，那納米技術(shù)和納米材料被越來(lái)越多的用于防止大氣污染、水污染、噪音污染等，本文就介紹了納米技術(shù)以及它在環(huán)境保護(hù)各方面的運(yùn)用。納米技術(shù)不僅可以克服很多傳統(tǒng)環(huán)保措施不足，我相信，隨著此技術(shù)的不斷發(fā)展，他會(huì)給環(huán)境保護(hù)工程做出更多的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵字：環(huán)境保護(hù)

納米技術(shù)

納米材料

大氣污染

水污染

眾所周知，在整個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)中，人類僅僅是其中一環(huán)。然而，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，人類社會(huì)的不斷地進(jìn)步，人類在整個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)中的影響范圍和程度越來(lái)越深遠(yuǎn)。在理性主義和人類中心等價(jià)值觀和科技進(jìn)步的雙重影響下，人類活動(dòng)在征服自然的過(guò)程中對(duì)資源的使用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也達(dá)到空前的程度，引發(fā)了一系列環(huán)境問題。例如當(dāng)今威脅人類的十大生態(tài)環(huán)境問題有：人口膨脹、能源危機(jī)、大氣污染、臭氧層的破壞、生物資源急劇減少、全球變暖、森林減少、土地荒漠化與水土流失、水污染與水資源短缺、危險(xiǎn)性廢物越境轉(zhuǎn)移。[1]

現(xiàn)在環(huán)境問題已經(jīng)威脅到人類的生存和發(fā)展，因此，環(huán)境保護(hù)也應(yīng)該成為全世界人必須共同關(guān)注的話題。為了人類社會(huì)的持續(xù)進(jìn)步和人類后代的生存，人類必須要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，而為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展我們可以利用充分開發(fā)清潔能源，節(jié)能減排，利用綠色材料，崇尚低碳生活等方法。其中，隨著納米材料的悄然崛起，納米技術(shù)在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用也越來(lái)越多，人類利用資源和保護(hù)環(huán)境的能力也得到拓展。為徹底改善環(huán)境和控制新的污染源產(chǎn)生, 納米材料為其提供了技術(shù)支持。

一、納米技術(shù)及其特性

納米技術(shù)就是在1～100nm 尺度范圍內(nèi), 研究電子、原子和分子內(nèi)在規(guī)律和特征, 并用于制造各種物質(zhì)的一門嶄新的綜合性科學(xué)技術(shù)；納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。[2]納米材料通常以其表面原子數(shù)占總原子數(shù)比例大，還有顯示量子尺寸效應(yīng)這兩個(gè)重要特點(diǎn)而影響其各種物理和化學(xué)性能, 使納米顆粒具有獨(dú)特的性質(zhì)。納米材料具有小尺寸效應(yīng)(又稱體積效應(yīng))①、表面效應(yīng)②等獨(dú)特性質(zhì)，這使得納米材料具有輻射、吸收、催化、吸附等奇特的性能，因而在許多方面有著廣闊的應(yīng)用前景。由于納米材料具有的特殊性能使得它在水處理和大氣處理中有著廣泛的應(yīng)用。[3]

二、納米材料在大氣污染治理方面的應(yīng)用

大氣污染一直都是各國(guó)政府需要解決的難題，空氣中超標(biāo)的一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物是影響人類健康的有害氣體。在我國(guó)，“大氣污染導(dǎo)致每年有30到70萬(wàn)人因煙塵污染提前死亡，2500萬(wàn)兒童患慢性咽炎，400萬(wàn)到700萬(wàn)農(nóng)村婦女兒童受害。”[4]酸雨是大氣污染的一種重大表現(xiàn)。世界目前已有三大酸雨區(qū)，給人類環(huán)境帶來(lái)了多方面的不良影響，如土壤酸化與貧瘠化，作物減產(chǎn)，余下減少或滅絕等。而納米材料和納米技術(shù)的應(yīng)用為解決這些氣體的污染問題提供了新的方法。案例：作為一家長(zhǎng)期致力于燃油處理技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，并經(jīng)政府主管部門認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)，中國(guó)北京遠(yuǎn)通有限責(zé)任公司攜具有國(guó)際先進(jìn)水平的EPS納米燃油裝置亮相2009中國(guó)（北京）國(guó)際城市交通、地鐵軌道交通及市政設(shè)施展覽會(huì)。

該項(xiàng)技術(shù)經(jīng)中國(guó)科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所、中國(guó)原子能研究院核物理研究所中子實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院中子研究中心反復(fù)檢測(cè)對(duì)比研究確認(rèn)：經(jīng)過(guò)EPS納米燃油裝置處理后，燃油的成分均為納米級(jí)，全部小于3納米。這個(gè)結(jié)論權(quán)威地證實(shí)了，經(jīng)EPS納米燃油裝置處理后的燃油全部成為納米燃油，其物理性能發(fā)生了巨大變化，這是到目前為止世界上唯一產(chǎn)生納米燃油的技術(shù)。[5]

經(jīng)納米燃油技術(shù)處理過(guò)的燃油可以稱為“改性納米燃油”，其燃燒過(guò)程與未處理過(guò)的燃油有顯著不同，通過(guò)對(duì)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳優(yōu)化匹配調(diào)整，達(dá)到顯著的節(jié)油和環(huán)保效果。普通汽車加裝該裝置：可以節(jié)省燃油10%至30%，凈化尾氣50%至90%，增加動(dòng)力10%至30%，并能降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音，抑制積碳生成，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。[6]

此案例充分說(shuō)明納米技術(shù)在節(jié)能減排方面的巨大貢獻(xiàn)，利用EPS納米燃油裝置，燃油可以得到充分的燃燒，不僅減少了燃油量，而且還減少了燃油燃燒不充分帶來(lái)的大量CO、NO、SO2的排放，對(duì)大氣污染的防治起到重要作用。其實(shí)，除此之外，納米技術(shù)還通過(guò)其他途徑治理大氣污染。

（一）空氣中硫氧化物的凈化

二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影響人類健康的有害氣體，而這些有害氣體一般都是燃料不充分燃燒產(chǎn)生的。如果在燃料燃燒的同時(shí)加入納米級(jí)催化劑不僅可以使煤充分燃燒，不產(chǎn)生一氧化硫氣體，提高能源利用率，而且會(huì)使硫轉(zhuǎn)化成固體的硫化物，防止產(chǎn)生二氧化硫進(jìn)入空氣中。經(jīng)納米材料催化的燃料中硫的含量小于0．01％，不僅節(jié)約了能源，提高能源的綜合利用率，也減少了因?yàn)槟茉聪乃鶐?lái)的環(huán)境污染問題，而且使廢氣等有害物質(zhì)再利用成為可能。

（二）汽車尾氣凈化

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平提高了，越來(lái)越多的人買汽車。然而，汽車尾氣的排放會(huì)直接污染人們的生活空間及呼吸層，對(duì)人體健康影響極大。開發(fā)替代燃料或研究用于控制汽車尾氣對(duì)大氣污染材料，對(duì)凈化環(huán)境具有重要的意義。用納米復(fù)合材料制備與組裝的汽車尾氣傳感器，通過(guò)汽車尾氣排放的監(jiān)控，可及時(shí)對(duì)超標(biāo)排放進(jìn)行報(bào)警，并通過(guò)調(diào)整合適的空燃比，減少富油燃燒，達(dá)到降低有害氣體排放和燃油消耗的目的。[7]納米稀土鈦礦型復(fù)合氧化物對(duì)汽車尾氣所排放的NO、CO等具有良好的催化轉(zhuǎn)化作用，可以替代昂貴的重金屬催化劑用作汽車尾氣催化劑。

（三）室內(nèi)空氣凈化 現(xiàn)在，裝修材料中往往加入大量的有害化學(xué)物質(zhì)。所以，新裝修房間空氣中的有機(jī)物濃度大大高于室外，而光催化劑可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物，納米TiO2的降解效果最佳。納米TiO2經(jīng)光催化產(chǎn)生的空穴和形成于表面的活性氧化膜能與細(xì)菌細(xì)胞或細(xì)胞內(nèi)組成成分進(jìn)行生化反應(yīng)③，使細(xì)菌頭單元失活而導(dǎo)致細(xì)胞死亡，并且使細(xì)菌死亡后產(chǎn)生的內(nèi)毒素分解。即利用納米TiO2的光催化性能不僅能殺死環(huán)境中的細(xì)菌，而且能同時(shí)降解由細(xì)菌釋放出的有毒復(fù)合物。[8]而且，在醫(yī)院的病房、手術(shù)室及生活空間安放納米TiO2光催化劑可具有殺菌、除臭作用。

三、納米技術(shù)在水污染治理方面的應(yīng)用

案例：2006長(zhǎng)江淡水豚中外聯(lián)合考察隊(duì)經(jīng)歷了39天長(zhǎng)江航行后遺憾宣布，來(lái)回近3400公里考察未發(fā)現(xiàn)一頭白鰭豚，這個(gè)結(jié)果證明白鰭豚種群狀況極度瀕危，可能成為世界上第一個(gè)被人類消滅鯨類動(dòng)物。白鰭豚是僅生存中國(guó)長(zhǎng)江中下游珍稀水生哺乳動(dòng)物，屬國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，被列為世界最瀕危12種動(dòng)物之一。白鰭豚5歲～6歲性成熟，1年懷胎，一年哺乳，一胎一仔，習(xí)慣以小家庭形式生活。這一消息讓人感到恐懼，如果再不好好地治理長(zhǎng)江，好好地治理水污染，會(huì)有更多的物種滅絕。

長(zhǎng)江生態(tài)惡化，是沿江經(jīng)濟(jì)布局不合理惡果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)兩萬(wàn)多家化工企業(yè)，分布長(zhǎng)江沿岸就有9000多家，占全國(guó)45%。三峽庫(kù)區(qū)大中型工礦企業(yè)3000多家，化工廠有2000多座。這些化工企業(yè)污染嚴(yán)重，為發(fā)生重大污染事件埋下嚴(yán)重隱患，一旦發(fā)生污染事故，后果不堪設(shè)想。[9] 隨著人口的增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長(zhǎng)，人類的用水量大大增加，排污量也空前猛增，水污染非常嚴(yán)重，加劇了水資源危機(jī)的程度。當(dāng)前，全球80多個(gè)國(guó)家的15億人口面臨淡水不足，其中26個(gè)國(guó)家的3億人口完全生活在缺水狀態(tài)，所以保護(hù)水資源,節(jié)約用水勢(shì)在必行。污水中通常含有有毒有害物質(zhì)、懸浮物、泥沙、鐵銹、異味污染物、細(xì)菌病毒等，污水治理就是將這些物質(zhì)從水中去除。由于傳統(tǒng)的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題，污水治理一直得不到很好解決。而，納米技術(shù)在水污染治理方面也有突出表現(xiàn)，納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。污水中的貴金屬是對(duì)人體極其有害的物質(zhì)，它們從污水中流失，也是資源的浪費(fèi)。新的一種納米技術(shù)可以將污水中的貴金屬完全提煉出來(lái)，變害為寶。一種新型的納米級(jí)凈水劑具有很強(qiáng)的吸附能力，它的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑三氯化鋁的10~20倍。所以，納米技術(shù)在污水處理的很多領(lǐng)域都起到重要作用。

（一）處理無(wú)機(jī)污染廢水

污水中的重金屬對(duì)人體的危害很大，重金屬的流失也是資源的浪費(fèi)。納米粒子能對(duì)水中的重金屬離子通過(guò)光電子產(chǎn)生很強(qiáng)的還原能力。[10]如納米TiO2能將高氧化態(tài)汞、銀、鉑等貴重金屬離子吸附于表面，井將其還原為細(xì)小的金屬晶體，既消除了廢水的毒性，又回收了貴重金屬。

（二）處理有機(jī)污染廢水[11]

案例：中科院采用納米TiO2 粉末, 利用太陽(yáng)光進(jìn)行光催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸鈉水溶液,在多云和陰天的條件下光照12h, 濃度為0.5mmol/L 的苯酚已降解為零, 濃度為1mmol/L 的十二烷基苯磺酸鈉基本降解完全且無(wú)二次污染[12] 大量研究表明納米TiO2等作為光催化劑，在陽(yáng)光下催化氧化水中的有機(jī)污染物，使其迅速降解。至今為止己知納米TiO2能處理80余種有毒污染物，它可以將水中的各種有機(jī)物很快完全催化氧化成水和CO等無(wú)害物質(zhì)。例如納米R(shí)u／TiO2作催化劑，對(duì)酸性或堿性牛皮紙漂白廢水進(jìn)行光催化降解，廢水中的有機(jī)總碳④的去除率可達(dá)到99．6％，并使廢水完全脫色。經(jīng)光催化空氣氧化處理后的工廠廢水對(duì)弧菌的毒性的實(shí)驗(yàn)表明，用該方法處理后的工廠漂白廢水完全可以進(jìn)一步生物降解。此外，用納米TiO2催化降解技術(shù)來(lái)處理毛織染整廢水，具有省資、高校、節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，最終能使有機(jī)物完全礦化，不存在二次污染等問題，顯示出良好的應(yīng)用前景。[13]

（三）自來(lái)水的凈化處理

新型納米凈水劑的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑AI203的10～20倍，能將污水中懸浮物完全吸附并沉淀，然后采用納米磁性物質(zhì)、纖維和活性炭?jī)艋b置，有效地除去水中的鐵銹、泥沙以及異味等。再經(jīng)過(guò)由帶有納米孔徑的處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球組裝的處理裝置后，可以100％除去水中的細(xì)菌、病毒。得到高質(zhì)量的純凈水。這是因?yàn)榧?xì)菌、病毒的直徑比納米大，在通過(guò)納米孔徑的膜和陶瓷小球時(shí)，會(huì)被過(guò)濾掉，水分子及水分子直徑以下的礦物質(zhì)、元素則保留下來(lái)。[14]

四、納米技術(shù)在其它環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）噪聲控制

飛機(jī)、車輛、船舶等發(fā)動(dòng)機(jī)工作的噪聲可達(dá)上百分貝，容易對(duì)環(huán)境造成噪聲污染。當(dāng)機(jī)器設(shè)備等被納米技術(shù)微型化以后，其互相撞擊、磨擦產(chǎn)生的交變機(jī)械作用力將大為減少，噪聲污染便可得到有效控制。運(yùn)用納米技術(shù)開發(fā)的潤(rùn)滑劑，既能在物體表面形成永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生極好的潤(rùn)滑作用，大大降低機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲，又能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命冊(cè)。[15]

（二）固體廢物處理

現(xiàn)在，人類生活垃圾的排放量也大得驚人，而，納米技術(shù)及納米材料可以應(yīng)用于城市固體垃圾處理。它的作用主要有兩個(gè)方面：一是可以將橡膠制品、塑料制品、廢印刷電路板等制成超微粉末，除去其中的異物，成為再生原料回收；二是利用納米TiO2催化技術(shù)可以使城市垃圾J決速降解，其速度可達(dá)到大顆粒TiO2的10倍以上，從而緩解大量城市垃圾給城市環(huán)境帶來(lái)的壓力。[16]

（三）防止電磁輻射

近年來(lái)電磁場(chǎng)對(duì)人體健康的影響問題已經(jīng)成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。在強(qiáng)烈輻射區(qū)工作并需要電磁屏蔽時(shí)，通過(guò)在墻內(nèi)加入納米材料層或涂上納米涂料，能大大提高遮擋電磁波輻射性能。此外，中科院理化所利用納米技術(shù)研究出了新一代手機(jī)電磁屏蔽材料，不僅可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)信號(hào)抗干擾能力，同時(shí)還大大降低電磁波輻射。

（四）在照明工程方面的應(yīng)用

人類夜晚照明需要大量的電力，通過(guò)照明節(jié)電可以帶來(lái)巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。[17]而火力發(fā)電排放的CO2、SO2、煙塵懸浮物等會(huì)引起溫室效應(yīng)、酸雨和環(huán)境污染。在照明工程中，最理想的節(jié)電措施是充分利用太陽(yáng)光來(lái)照明，利用一些納米材料的光致發(fā)光特性是可行的辦法，白晝吸收自然光并貯存起來(lái)，晚上再直接把光射到需要的地方，這從多孔硅光致發(fā)光現(xiàn)象得到了驗(yàn)證。

五、納米技術(shù)在環(huán)境保護(hù)應(yīng)用上的前景 隨著納米科技和納米材料的研究深入，特別是納米科技與環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理的進(jìn)一步有機(jī)結(jié)合，許多環(huán)保難題將會(huì)得到解決?，F(xiàn)在有很多納米技術(shù)的成功研究都沒有用到世紀(jì)中，我相信，在不久的將來(lái)，這些技術(shù)都會(huì)出現(xiàn)在我們的日常生活中，諸如大氣污染、污水處理、城市垃圾等問題都將會(huì)得到解決。我們將充分享受納米技術(shù)給人類帶來(lái)的潔凈環(huán)境。有理由相信，納米科技作為一門新興科學(xué)，必將對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，利用納米科技解決環(huán)境污染問題將成為未來(lái)環(huán)境保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)?？傊?，納米技術(shù)正成為各國(guó)科技界所關(guān)注的焦點(diǎn)，正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣：“納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)將是下一階段科技發(fā)展的特點(diǎn)，會(huì)是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命?！?/p>

注釋：

①小尺寸效應(yīng)：隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會(huì)引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對(duì)超微顆粒而言，尺寸變小，同時(shí)其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生特殊的光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、超導(dǎo)電性、介電性能以及化學(xué)性能等一系列新奇的性質(zhì)。

②表面效應(yīng)：超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會(huì)迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意識(shí)地控制氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩(wěn)定化。

③生化反應(yīng)即生物化學(xué)反應(yīng)，就是指在生物的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。④有機(jī)碳總量即溶解于水中的有機(jī)物總量折合成碳計(jì)算的量。參考文獻(xiàn)：

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