生物资源论文:国外生物资源库建构 作者:方宇宁 温度之波动 “生物样本如果不经过适当的处理,其作用就可能受到限制,”马萨诸塞州剑桥博德研究所的克里斯汀•阿迪利(KristinArdlie)说道。她回忆起一个从胎盘组织样本分离RNA的项目,由于样本中含有太多的降解酶,经过多次分离均未能成功。原来研究人员起先将该样本放在-20℃的冰柜里,几个小时后再将样本转移到符合条件的-80℃的冰柜中。“他们可能认为‘冷冻不就是冷冻嘛’,”阿迪利说道,但一般的冰箱温度并不足以阻止酶的降解。除了DNA之外,几乎没有生物分子能在-20℃的温度条件下保存完好。大多数样本可在-80℃的条件保存完好,但某些样本,如活细胞,必须保存在接近-200℃的温度条件下。只有在这样的低温条件下,酶的所有活动才会完全停止。以不可预知的方式产生变化的分析物比没有任何分析物更为糟糕。一项研究表明,在对两个肿瘤标志物样本进行比较时发现,当场收集的血清与经过冷冻处理并在十年后解冻的血清比较,后者浓度增加了15%左右。在另一项模拟长期冷冻影响的实验中,研究人员检测了冷冻后再解冻其血清中多种肿瘤标志物的变化情况,一些蛋白质生物标记在几十年里,甚至经过多次冷冻解冻,似乎仍然保持稳定不变。然而,血管内皮生长因子———一种与糖尿病、关节炎和癌症等有关联的生物标志物,却是非常的不稳定,不适宜用冻结样本进行分析。 瑞士生物库顾问丹尼尔•S-杜巴切(DanielS-Dubach)说道,样本是否已解冻过用以研究,然后再次保存,这不是所有的生物库都有记录的,对冷冻温度进行监测,也不是所有的生物库都能做到的。即使是短期的温度波动,都会使样本形成破坏性的冰晶。杜巴切曾看到研究人员为炫耀他们的样本,将冰箱门敝开了好几分钟。 冷储与技术 马萨诸塞州霍普金顿的汉密尔顿存储技术公司可容纳25万至1000万个样本,在存取样本时,研究人员不需打开冰柜门,只需将样本试管放置在冰柜的一个传递口处,机械臂会将其移至内部的存储架上。研究人员甚至可以通过实验室的信息管理系统寻找所需的某个特定样本,根据他们的要求,系统进行检索并将检索到的样本存放在传递口处,完毕后,系统会通过电子邮件通知研究人员来取。温度保持在-80℃的冷冻系统还能够记录样本的存取次数,以及使用多长时间。即使不考虑配置这类先进的冷冻设备,冷冻储存的成本也是十分昂贵的。NCI生物样本库的吉姆•沃特(JimVaught)说道,一次典型的流行病学研究项目就有可能产生1万名患者的10万份样本,需要5个冰柜存放,单个冰柜每年正常使用的成本达6000美元。虽然冷冻被认为是保存生物分子和活细胞的最好方式,但其外形却有可能被破坏。为了降低存储成本,大多数研究人员采用的是一个多世纪前的保鲜技术:将取自病人的机体组织浸泡在防腐剂福尔马林中,一些固形组织则嵌放在石蜡块中。马里兰州银泉联合病理中心至今保存了2800万件嵌放在石蜡块中的样本,有的样本可追溯到一战期间。然而,从石蜡块中取出一小片组织薄片经染色后在显微镜下观察的方法不能有效保存生物大分子,这些生物组织细胞因缺氧而导致RNA降解,蛋白质发生变化,包括福尔马林也会致RNA和DNA遭到破坏。当研究人员试图恢复生物大分子,在去除石蜡时还会造成更多的破坏。虽然从石蜡中可以提取DNA和RNA,但无法保证质量。销售室温条件下存放DNA和RNA专用设备的加州IntegenX公司副总裁迈克•霍根(MikeHogan)认为,生物分子退化的原因并非直接源自于福尔马林,而是因为水解和氧化。冷冻能够让样本长期保存,是因为在较低温度条件下降解作用变得更加缓慢。IntegenX目前正在改进这方面的技术,旨在去除水分以减缓水解和氧化作用。如果这项技术改良成功,研究人员就能够利用福尔马林保存的样本来研究生物分子。其他的一些改进方法则着重于在样本使用过程中如何去除福尔马林。2009年德国Qiagen公司开发的PAXgene系统产品,采用以酒精为基础的固定剂来保存生物分子,并用石蜡嵌放组织标本。该技术可使生物组织样本在室温条件下保存7天,4℃条件下保存4周,-20℃条件下保存几个月,样本形态和生物分子都不会受到损害。这种保存方法正在替代深度冷冻。一项规模庞大的组织收集项目中有一个试点项目,其目的是利用以四种不同方式保存的几十种类型生物组织样本,进行基因表达和常见的遗传变异研究。基因型组织表达(GTEx)是美国国立卫生研究院(NIH)进行的一项合作研究项目,参与这一项目的还有选择PAXgene系统的一些研究所。美国人类基因组研究所项目总监杰弗里•斯特鲁威(JeffreyStruewing)解释道,PAXgene系统不仅能够保护RNA,还可免除样本收集过程中超冷保存带来的运输上的麻烦。但PAXgene系统长期保存如蛋白质这样的大分子的效果究竟如何,现在断言还为时过早。“没有任何一种保存方法能够适用于所有样本或所有分析物的。” 样本之收集 一些最棘手的困难在样本保存之前就已经存在了。NCI所辖的生物样本库和生物样本研究办公室(OBBR)负责人卡罗琳•康普顿(CarolynCompton)说道:“生物标本是人体的一部分,从体内分离时经历了前所未有的压力。”当血液供应被切断,并暴露在突然变化的温度条件下时,细胞的行为就变得很难预料。基因表达和蛋白磷酸化发生大幅度的变化,有可能激活细胞的自毁行为。康普顿指出,研究人员必须要弄明白,样本分析结果是否真实反映了来自患者的生物学状况,“在进行一次堪称完美的检测之后,得到的却有可能是错误的结果。” 即使组织保存完好,仍有可能不能反映真实的生物学状况。“问题不仅仅是样本收集后的时间保存间隔,”休伊特说道,“而是样本在收集时已经缺乏活力。”从戴呼吸器患者身上收集到的与不戴呼吸器收集到的组织样本可能会有所不同,“如果在我划船后进行手臂肌肉活检,我的RNA信息与休息后进行的活检其结果也会有很大的区别。”非住院志愿者的血液、尿液和唾液样本可以在预定点收集,但是固形组织样本通常是在医院急诊手术中收集到的,去除药物、麻醉药剂和血液残余的过程都会对样本质量产生影响。另外,样本冷冻之前在室温下停留时间的长短,使用固定液的类型,以及冷冻过程的快慢等都会影响样本保存的质量。在OBBR于今年二月举办的一次会议上,奥马哈市内布拉斯加卫理公会医院病理学家吉恩•赫伯克(GeneHerbek)讲述了与外科医疗团队的合作经验,即保证组织样本在切除后的一小时内送达病理学家的实验室里。德国汉堡的一家生物技术公司可以在组织切除后的10分钟内进行样本收集,并由指定的护士与手术组一起进行术前准备工作,机体组织一旦被切除,即刻被送到隔壁专门的房间进行切片固定和冷冻处理。“一般来说,从获取样本到开始处理的最佳时间在15分钟之内,”杜巴切说道。具体到不同器官是有所不同的,例如胃等胃肠器官的处理必须更快。验尸过程中收集组织样本的速度也很重要,收集人员要做好随时接收捐赠器官的准备。半数以上的组织样本可于死亡后6小时内收集和进行处理。当组织样本被送到参与GTEx计划一方的博德研究所,在开始分析之前,阿迪利的研究团队会先将RNA分离出来,并以RNA质量完整性指数RIN(RNAintegritynumber)对样本进行质与量的检测,虽然这称不上是一种非常完善的措施,但至少可以将一些完整性极差的样本排除在外。 评估与规范 许多生物库专家发现,在分析中研究人员对样本品质问题较少考虑。2004年至2009年间发表在开放式获取期刊上的125篇关于生物标记物的论文,半数以上都没有提及样本获取、保存和处理的相关信息。这种情况也许并不奇怪,生物库模式的样本收集、保存和处理只是在近年才出现。OBBR成立于2005年,2007年首次了样本收集最佳方法的有关规定,并于去年了提高研究质量的生物样本报告。美国国际生物资源和环境保护学会于2005年首次出版了样本收集的最佳做法,并于2010年了样本预分析标准规范(StandardPRE-analyticalCode),详细描述了样本组织的收集范围以及收集方法。欧盟也资助了一项被称为“通用预分析工具和体外诊断程序的标准化和改进”四年计划。这是一项由多机构参与的项目,由Qiagen公司居中协调,其目的是改进和规范体外诊断的样本处理。对此,沃特认为,公布的这类准则都是根据研究人员的印象和经验,并非是保存样本的最好方式。专业人员往往经过多次研究后形成了他们自己的一些做法,但没有正式公布出来。“目前并不存在建立在扎实研究为基础的统一国际标准。”事实上,用于研究和维护生物样本质量的资源极为短缺,“人们希望有足够的资金用于研究项目和分析,而不是支持它的基础设施,”康普顿说道。仅保存50000件样本第一年的启动成本就在300万至500万美元之间,这还不包括信息系统在内,为期十年的运营成本可能在1000万美元以上,这对于维持样本库的日常开支是一个极大的挑战。 发展与前景 目前,有一些组织专门帮助研究人员获取其所需的样本,例如,人体组织合作网络(旨在改善获得人体组织的途径)是由NCI发起的一个横跨美国各地的网络,它要求研究人员从常规的外科手术和尸体解剖过程中获取组织和组织液。又如,宾夕法尼亚州费城的美国疾病研究交流中心专门收集较罕有的标本,眼睛等。其他一些国家也开始发起大型生物库项目计划(见“链接:英国生物银行介绍”)。泛欧洲生物样本库和生物分子资源研究平台(BBMRI)是欧洲各生物库形成的一个网络,其宗旨是让研究人员能够共享人体组织样本和数据。包括加拿大魁北克省的基因组学公共人口项目(P3G),不仅提供样品收集和处理等方面的开源软件,同时也拥有自己的生物样本数据库。P3G研发主任、麦吉尔大学健康中心的伊莎贝尔•福捷(Is-abelFortier)认为,一项研究,甚至一个大的研究项目,都不可能拥有足够的样本。“对于已经收集到的数据,我们要赋予它们第二次生命。” 有关样本的信息越多,对其他研究人员的价值也更大。比如,研究某种与癌症有关特定基因的科学家,如果拥有大量可供研究的肿瘤样本,就可以省去很多时间并节省大量的经费。辉瑞药物公司高级副总裁、BBMRI科学顾问戴维•考克斯(DavidCox)认为,充分利用生物标本的方式是一种重新利用研究人员为他们自己的研究目的而收集样本的途径。“你不可能储存所有的样本或获得所有的样本,并将它们一一保存起来,这样的想法代价昂贵,而且很难保持质量。”与每个样本收集部门分别商谈样本的利用问题也是一种低效率的做法。他设想了一种松散协调的“卓越中心”模式:研究人员可存储样本,跟踪与自己研究方向有关的临床资料,同时也为共享和保证样本的质量作出自己的贡献。考克斯说道,生物库的问题之一是如何建设? 谁来买单?“有些人的目的是想利用某些生物样本获取利益,而不是建设一个庞大的生物库。”政府资金偏紧,制药公司只愿意资助能产生新产品的研究,而个人捐赠标本一般出于公众利益的考虑,而不是企业利润。需要有一种方式将生物库基础设施和相关信息“以竞争前模式结合起来,这样我们就可以对生物学有更好的了解,同时也能开发出更好的药物,”考克斯说道。对于生物库的建设来说,最困难的问题也许还是资金问题。 生物资源论文:生物资源保障与运用 作者:杜利强李顺才单位:河北科技师范学院生命科技学院 秦皇岛海洋生物资源利用现状 1海洋捕捞。秦皇岛海域是中国对虾、鲅鱼、带鱼等渤海大型的洄游鱼虾的产卵场与索饵场,也是鲆、鲽以及地方性品种鱼、虾、蟹的产卵场与索饵场,历来都是渤海主要鱼虾的良好渔场。近几十年来,由于过度捕捞以及拖网对幼鱼的损害,致使渔业资源逐年下降。目前,捕捞产品中短食物链、低营养级的上层鱼类的产量虽有一定幅度的增长,但底层鱼类产量却大幅下降。随着国家相关禁渔、限渔、护渔政策的实施,海洋捕捞在海洋渔业产值中所占的比重逐渐下降。 2海水养殖。秦皇岛市海水养殖业发展迅速,养殖品种已发展至20余种。目前,秦皇岛市浅海养殖品种有海湾扇贝、贻贝、太平洋牡蛎及虾夷扇贝等,其中扇贝养殖面积3.73万hm2,位居河北省第一;滩涂养殖品种有海参、河豚与对虾等,养殖面积3000hm2;浅海底播养殖品种有魁蚶、杂色蛤等,养殖面积3000hm2,人工鱼礁增殖1667hm2;海水工厂化养殖以鱼类为主,品种有红鳍东方鲀、牙鲆、大菱鲆、美国红鱼、鲈鱼、舌鳎等,工厂化养殖面积达35万m2。 3海洋水产品加工。随着水产品产量的增加和需求的多样化,以提高水产品附加值为主要目的海洋水产品加工业得到了一定的发展,水产品加工的比例和经济效益逐年提高。海洋水产品精深加工比例越来越高,产品结构不断优化,鱼类、虾类、贝类和鱼类加工工业体系正在建立并逐渐完善,已基本形成多品种系列化产品,包括冷冻冷藏、腌制、烟熏、干制、罐藏、调味休闲食品和工艺品等门类。 4海洋休闲渔业。海洋休闲渔业是对海洋渔业的补充,是对海洋生物资源的综合利用,是在海洋生物资源锐减情况下,充分利用现有生产工具和生物资源,开拓出来的一条新路,是海洋生物产业结构调整的战略选择。近年来,秦皇岛市海洋休闲渔业发展迅速,形成了出海捕捞、近海垂钓、海洋知识科普(新奥海底世界、山海关水族馆)、主题公园(山海关乐岛)、湿地观鸟等方式。 5海洋生物制药。海洋生物医药业(海洋药物和保健品工业)是新兴海洋生物产业。据笔者调查,秦皇岛海域具有丰富的海洋药用生物资源,仅海洋药动物就有56科90种;规模化生产的海洋生物,如海参、扇贝、对虾、牙鲆、鲈鱼等主要品种多具有较高的药用或保健价值,无论是药用生物的种类或是数量,都有很大利用潜力,具有广阔发展前景。目前,秦皇岛市除河北省水产研究所完成高纯度河豚毒素提取技术等研究外,相关研究与开发基本处于空白状态。 秦皇岛海洋生物资源开发利用过程中存在的问题 1海洋水体污染严重。随着人口增加,海洋开发活动加快,人们在向海洋索取的同时,也在破坏海洋环境。据报道,2002年秦皇岛各种途径入海的污染物质总量达2578.27万t,主要污染物为化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)和石油类。环境污染和过度的捕捞导致了生物资源的衰退和崩溃,海洋水体环境污染严重影响了邻近养殖区、保护区、滨海风景旅游区等海洋功能区的功能。由于海域污染的加重,海水富营养化程度加重,造成海洋赤潮频发,2000~2009年秦皇岛海域共监测记录赤潮10次,分析鉴定赤潮生物24科64种,对海洋生物危害严重。 2海洋生物栖息地遭到破坏。随着沿海地区海岸带、浅海资源的盲目开发利用,秦皇岛海洋环境面临的压力日益增加,海洋生态系统结构失衡,典型生态系统遭到严重破坏,海洋生物栖息地破坏严重。由于许多优良的索饵场、育苗场、育肥场、增养场的渔业功能丧失,渔业资源的增殖与恢复能力下降,主要传统经济鱼类资源衰退严重。 3海洋生物多样性遭到破坏。海洋生物资源不合理的开发利用,使海洋生态系统良性循环遭到破坏,“生态异化”问题突出。由于对物种的资源补充和变动规律缺乏深入的研究,更缺乏科学指导下的宏观调控,过度捕捞和滥用致使近海生态系统的基础生产力下降,种群补充和资源再生遭到破坏,导致生物资源质量严重下降。从海洋捕捞来看,秦皇岛海域由于长期过度捕捞,渔获物种类日趋减少,渔获物逐渐朝着低龄化、小型化、低质化方向演变;多数传统优质鱼种资源大幅度下降,甚至难以形成鱼汛,而低值鱼类数量增加,渔获个体也越来越小,渔业资源质量明显下降,面临着衰竭和崩溃的危险。 4海水养殖环境问题日益严竣。近年来,海水养殖业由于一味追求高密度和高产量,过量投喂配合饲料和鲜活饵料、滥用抗生素等水产药物,随意排放未经处理的养殖污水,从而造成局部特定水域环境污染。随着养殖规模的扩大,海水富营养化严重,近岸海洋生态结构发生明显的变化,造成近海生物种群发生变化,进而威胁到生态系统健康发展和生态服务功能的发挥。此外,随着养殖规模的扩大、集约化程度的提高,秦皇岛海水养殖病害频发,突发性、不明原因的病害种类逐渐增多。 秦皇岛海洋生物资源保护与可持续开发利用的对策 针对秦皇岛海洋生物资源、海洋环境特性及其利用过程中存在的问题,遵循海洋生物资源可持续利用的原则,提出秦皇岛海洋生物资源保护性开发利用的政策措施。 1加强宣传以提高全民的海洋生态、环保意识环境管理的基本任务是转变人类社会基本观念,调整人类社会的基本行为,其目的是使人类社会的组织形式、运行机制以及管理部门、生产部门的决策、计划和个人日常生活等各项活动符合人与自然和谐共进的要求。通过海洋环保宣传教育提高公众的海洋环保意识,使人们充分认识到海洋环境保护的重要性,使全社会懂得海洋环境保护需要每一个社会成员的参与。在全社会形成自觉的海洋环境保护道德规范,这将对保护海洋生物资源、实现可持续发展具有根本性意义。 2保护海洋环境,对已衰退的海洋生态环境进行生态修复海洋环境是海洋生物赖以生存的物质条件,海洋生物及海洋环境共同构成了海洋生态系统。应通过采取海洋污染与生态灾害防治、工程建设资源与生态补偿、海洋生态修复和发展生态养殖等措施,强化海洋生态保护管理,逐步减少人类活动和自然生态灾害对海洋生态造成的破坏和损失。由于多年的近海捕捞强度过大,秦皇岛近海生物资源的生物链受到严重影响。目前,应在实施配额捕捞以及禁渔、休渔等制度基础上,以生态工程原理为指导,有计划地积极进行人工生物资源增殖,在一些重要经济鱼虾越冬、产卵场投放人工鱼礁。由于大型藻类能大量吸收海域中的营养盐,对减轻海域的污染、减少赤潮的发生起着关键性的作用,因此,在重要贝类养殖区养殖大型藻类对一些衰退海域进行生态修复十分必要,促使海洋生物资源开发利用向良性循环方向发展。 3加强海洋生物资源保护与开发利用的基础研究应加强海洋生物资源保护与开发利用的基础研究,组织多学科协作,逐步形成秦皇岛市海洋生物资源保护与开发利用的研究特色,使海洋生物资源的保护有科学基础和应用技术的支撑。首先,应加强海洋生物资源的调查研究,了解掌握秦皇岛市海域中海洋生物的种类、分布等特征,认识海洋生物多样性及其保护的现状,研究探讨生物多样性保护的对策,为有效地开发利用和保护海洋生物奠定基础。其次,设立专项研究基金,加强对海洋生物资源的基础研究,进行海洋生物资源开发的课题招标,提倡鼓励各类企业参与研究开发,以增加资金投入,加快科技成果转化。 4积极发展生态养殖业针对海水养殖业中存在的问题,应按照资源节约、环境友好、循环经济等理念进一步改造水产养殖业发展模式;处理好水域、滩涂养殖功能与其他功能的关系,统筹安排好养殖功能区的布局;完善养殖许可证制度,实行清洁渔业生产,建立养殖许可证制度,开展无公害水产品认证。强化养殖环境监督管理,实施养殖水质监测、环境监控、渔用药物生产审批和投入品使用管理等各项制度;严格执行养殖水产品用药标准,推广HACCP(危害分析和关键控制点)管理体系在水产养殖中的应用。大力发展休闲渔业,在秦皇岛海域海水鱼类、对虾、扇贝等贝类养殖已形成一定的规模,可依据生态工程原理,充分利用生物高新技术,使海水养殖从单纯的面积扩张向高产优质的养殖模式转变。研究适应秦皇岛地区生态系统的生态渔业技术,支持海水养殖标准化基地的建设,建立良种化、高产、优质、低耗、无污染的良性渔业经济系统,全方位提升秦皇岛市海水养殖业,并利用资源优势、区位优势向休闲渔业模式转变,做到海洋生物资源保护与开发利用的协调统一。 5运用高新技术实现海洋生物资源综合开发利用根据海洋生物产业发展总的态势,海洋生物资源的开发利用综合考虑环保和经济效益对加工原料进行综合利用。今后,秦皇岛海产品加工业应以高新技术来充分挖掘水产品的利用价值,提高水产品的利用率和渔获物的加工率,在资源充分利用的前提下,使水产品加工向以食品为主的系列化、多样化,以及高值综合利用的多功能化方向发展。海洋生物资源不仅是人类巨大的蛋白质源泉,而且是生物活性物质的宝库。20世纪60年代以来,已从海洋生物中分离得到15000余种结构明确的化合物,其中近50%具有各种生物活性,有些在抗病毒、抗肿瘤、抗炎、抗心血管疾病等方面显示了广阔的药用前景。秦皇岛海洋生物制品产业应进一步研究开发以海洋生物为原料的药物、功能食品、生化制品和农用产品,创建有较高附加值的新兴海洋生物产业,以提高海洋生物开发的效益。 生物资源论文:海洋生物资源工艺实践革新探索 作者:方旭波陈小娥袁高峰余辉单位:浙江海洋学院食品与药学学院 在教学方式方面,从培养学生的创新能力出发,不断加大实验室开放力度,为学生进行创新创业实验和实践提供必要的条件,通过开展与课程相关的创新性实验内容和浙江省大学生新苗人才计划项目,全方位、多层次的培养学生的实践和创新创业能力。以科研教学互促模式,更新实验内容,提高学生实验积极性。课程组所在学科为水产品贮藏与加工学科,该学科为浙江省重点学科,形成了具有兼顾东海生物资源优势与舟山水产加工产业优势,服务地方经济布局和社会发展需求,基础研究为产业发展服务,产学研紧密结合的学科特色。在教学过程中,坚持人才培养与学科建设相结合的原则,坚持高水平的教学是以研究为基础的教学的理念,充分发挥学科的优势与特色,不断更新教学内容。近几年来,课程组教师主持国家自然科学基金,浙江省科技厅重大科技项目和浙江省公益项目等多项国家级和省部级项目,在教学和科研的过程中,坚持以科研促教学、教学和科研相互促进的原则,不断将最新的科研成果和内容反应到教学内容中去,如在完成浙江省科技厅项目《鱿鱼副产物高值化利用关键技术研究》的过程中,将研究成果———鱿鱼软骨素生产工艺参数应用到实验项目《软骨素的提取》、《蛋白胨的制作》中,提高了教学效果,在一定程度上也培养了学生对科学研究的兴趣,使一批优秀的本科生对本专业产生了浓厚的兴趣并进一步攻读硕士研究生学位。 校企联动实验教学方式,提高学生的实验自觉性 为了培养学生的实践能力和创新能力,该课程实验教学的过程中,采取校企联动的教学方式来提升实践教学效果。根据培养计划,食品科学与工程、食品质量与安全专业学生在第3学年暑假进行为期4周的生产(专业)实习,而该课程的开设是在第7学期,课程的任课教师同时是实习的带教老师。在实习的动员过程中,带教老师要求学生了解相关的实验内容并提出实验的关键问题,要求学生带着这些问题去进行实习,并将实习中所学知识反馈到课堂教学中,达到校企共同培养学生、校企联动互促教学的目的,形成校企联动实验教学方式共促教学的体系,这有助于调动学生专业学习积极性,提高学生的实践能力和创新能力,有效提升实践教学效果。以下面的实例说明。 (1)实验《甲壳素的制备》。甲壳素用途广泛,为浙江海洋学院所在地舟山的特色产业。在浙江普陀新兴医药化工有限公司实习时,我们要求学生深入工厂,了解甲壳素的生产工艺过程及原理,掌握甲壳素生产车间的主要设备和工艺管线的布置,了解企业开发甲壳素的方法和程序,了解甲壳素生产过程中的一些关键工艺条件和参数以及存在的问题。课程实验时,学生根据实习过程中所学到的知识及发现的问题,进一步在实验过程中加深学习,在实验过程中解决所发现的问题。学生在实习过程中,发现工厂生产时需要浸酸,酸需要回用和套用,以及后续的废水环保处理要求,但不能完全理解;而课程实验指导中提供了甲壳素的简单制备流程:虾壳或蟹壳浸酸(脱碳酸钙)水洗烧碱煮脱色水洗干燥粉碎成品甲壳素,这样通过老师的讲解和学生查阅资料,设计实验,就从原来的一个验证性实验自然转化成设计性实验,更好的比较与工厂实际工艺的差距,在实验过程中也不会存在废酸、废碱的随意排放。 (2)实验《淡碱水解法提取鱼肝油》、《鱼油氧化、酸价和过氧化值测定》。在《海洋生物资源综合利用工艺学》这一课程里,《淡碱水解法提取鱼肝油》为经典实验项目之一,其制备工艺流程为:鱼肝切碎加碱调pH水解过滤离心分离盐析离心分离水洗离心分离(低温处理冷滤清鱼肝油)。舟山市鱼油产业发达,目前已有多家企业生产鱼油,我们与浙江神州海洋生物工程有限公司合作建立学生实习基地,学生在实习时就已经学习和了解鱼肝油的生产流程以及鱼油在生产、贮藏过程中极容易氧化的现象,在该实验项目教学过程中,学生就能很好地了解加碱是为了将鱼肝油蛋白质组织分解,破坏蛋白质与肝油间的结合关系,盐析的目的是沉淀蛋白质等,从而比较充分地分离鱼肝油,从而能充分激发学生学习兴趣,调动学习积极性,使实验教学效果进一步的提高。在进行《鱼油氧化、酸价和过氧化值测定》实验项目时,学习在实习过程中已经在企业化验室进行过过学习和锻炼,认识到鱼油氧化、酸价和过氧化值测定实验原理和过程虽然简单,但是要做到数据准确度和紧密度高、可靠、操作熟练也非常不容易,从而更加珍惜学校课堂实验的机会。 实验考核体系的完善 改革前实验教学过分重视实验的结果,而对实验的过程中培养学生掌握方法、养成良好的实验习惯与态度重视不够;缺乏严格的实践教学考试制度,造成学生轻视实验,敷衍实验现象,实验成效不明显。改革后,改革实验环节的评分模式,在课程一开始,即向学生讲清楚本门课程的成绩考核方法,实行全程评价。建立了对最终实验课程成绩,以平时成绩占40%,从出勤率、实验纪律、实验操作、实验预习、设计报告质量来进行评判,实验现场考试占50%和奖惩制度占10%进行综合考核评定标准,大大改善了实验课堂的面貌。学生主动性实验增加,实验操作规范性增加。 教学效果评价 采用独立设实验课、撰写实验设计报告、校企业联动的实验设置、操作考试,大大改善了实验课堂的面貌。通过问卷调查形式在学生中进行了实验效果测评:参加测评人数70人认为通过实验教学独立设课,并采用实际操作考试,实验效果好的39人;认为完全掌握或基本掌握了海洋生物资源综合利用实验操作技能,对以后实验技能提高有帮助,增强对理论知识的巩固的有66人。认为今后很有必要采用这种实验教学模式的39人,不欢迎的只有5人。从测评情况及考核情况看,绝大多数同学对该类实验积极性高,主动认真,对他们实验分析能力和动手能力有很大提高,完全或基本掌握了海洋生物资源综合利用实验技能。在进行了改革以后的学生中,在毕业论文、工作岗位从事海洋食品研发工作的实践技能比往届毕业生有较大的提高,说明实验改革的必要性和有效性。 结语 近年来,对《海洋生物资源综合利用工艺学》课程实验和实践教学环节进行了探索与改革,根据课程特点,凝练和形成了海洋特色实验内容体系,并形成校企联动实验教学方式共促教学体系和以科研促教学、科研教学互促模式,并取得了一定的成绩,对教学效果和学生学习的积极性有一定的提高作用,对学生综合素质和实验能力有一定拓展和提升。比如,在2011年由共青团浙江省委、浙江省教育厅、浙江省科学技术协会、浙江省学生联合会共同主办的浙江省第十二届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中,由三个项目分别获得获一等奖、二等奖和三等奖。但《海洋生物资源综合利用工艺学》课程仍需进一步探索和实践,以完善和提高实验教学体系。 生物资源论文:生物资源科技布置探讨 作者:吴园涛任小波 孙恢礼单位:中国科学院资源环境科学与技术局中国科学院南海海洋研究所 国家重点基础领域项目部署和进展 “十一五”期间,国家“973”计划在海洋生物资源领域在资源环境领域、农业领域和重要交叉前沿领域部署项目,重点关注海水养殖中的病害生物学、基因组学和分子育种,近海生态系统安全(赤潮、水母、藻华等)和近海生态食物产出,以及海洋微生物次生代谢产物和活性物质等科学问题。这些项目关注海洋生物领域基础性科学问题的解决,促进了我国海水养殖产业的品种优化、病害防治、增产增收等产业关键问题的解决,保障了我国近海生态安全并促进近海食物产出和环境安全,为开发海洋生物活性物质进而获得海洋食品、功能食品、海洋药物提供了重要的理论基础。表1为“十一五”期间国家“973”计划海洋生物领域部分立项项目清单。国家“973”计划海洋领域项目取得了重要研究成果。例如,“重要海水养殖动物病害发生和免疫防治的基础研究”项目,由中国科学院海洋研究所等单位承担,项目聚焦于我国重要的海水养殖动物对虾和鱼类疾病产生和防治的各个环节,包括病原学、病原入侵、宿主免疫反应机制、免疫防治的途径等。通过调查主要病原的流行病学特点和感染宿主的机制,并以之为基础,对对虾和鱼类不同的免疫系统特点提出了针对性的免疫防治策略。项目申请国家发明专利56项,已获授权25项;获得国家技术发明奖二等奖2项,省部级奖8项;项目取得的原创性成果达到国际领先水平,并培养了一批在国内外颇有影响力的中青年学科带头人。“养殖贝类重要经济性状的分子解析与设计育种基础研究”和“海洋微生物次生代谢的生理生态效应及其生物合成机制”等项目,重点关注我国海洋养殖贝类、微生物等生物资源的遗传育种和活性物质开发方面的基础性科学问题,为我国海洋生物资源利用的发展提供了重要的基础。 国家高技术研究领域项目部署和进展 “十一五”期间,国家“863”计划海洋技术领域在海洋生物资源方面的研究目标是研制50个海洋创新药物与海洋生物制品等产品。部署了“抗肿瘤海洋药物的研究开发”、“抗心脑血管疾病海洋药物的研究开发”、“抗神经系统疾病海洋药物的研究开发”、“海洋生物功能基因工程产品关键技术研究”、“海洋微生物产品的中试研究”、“新型海洋生物制品研究开发”、“海洋滩涂耐盐植物开发及集成应用技术研究”等多项重点项目。部署了“海洋生物资源开发利用技术”专题项目,其中目标导向类项目4项,重点关注资源利用、病害防治、创新药物等方向;探索导向类项目43项,研究对象包括珊瑚、红树林、海藻、海绵、海蛇、海星、对虾、微生物等,通过分子生物学、基因组学、细胞生物学、发育生物学等学科技术手段,研究海洋生物资源开发利用中重要的过程和机理,研制获得海洋生物活性肽、海洋药物先导化合物等。承担单位主要分布在中国科学院相关研究所(中国科学院海洋研究所、上海药物研究所、微生物研究所、水生生物研究所、大连化学物理研究所等)、教育部高校(中国海洋大学、中山大学、北京大学、山东大学等)、国家海洋局第三海洋研究所、中国人民解放军第二军医大学等。通过国家“863”计划重点项目和专题项目的实施,对解决海洋生物资源利用领域的动植物微生物资源现状、天然产物和活性物质开发、产品加工关键技术、系列生物制品研制等产业链的核心科学问题具有重要作用。表2为“十一五”期间国家高技术研究发展计划海洋技术领域海洋生物资源开发利用技术部分重点项目和专题项目。 国家“863”计划海洋生物领域项目取得了重要研究成果。以“新型海洋生物制品研究开发”重点项目为例,该项目以海洋生物资源为原料,结合现代生物工程及生物化工等技术,重点突破了生物酶制剂、生物材料及生物农药等生物制品的规模化生产的关键技术,获得一批具有自主知识产权的原创性成果,建立我国海洋生物制品的创新体系,建立了我国海洋生物制品产业发展作用的研发基地,提升了我国海洋生物资源的综合开发能力。 国家科技支撑领域项目部署和进展 “十一五”期间,国家科技支撑计划在海洋生物资源领域部署了“海洋食品精深加工技术研究与产业化示范”、“海洋生物毒素药源高纯度规模化关键技术研究与应用开发示范”、“西沙群岛珊瑚礁生态恢复与特色生物资源增殖利用关键技术与示范”等多项支撑计划项目。国家科技支撑计划海洋生物资源领域项目的实施,显著提升了海洋生物资源利用的研究能力和技术水平,丰富拓展了海洋生物资源产品,增强了相关企业创新能力及产品市场竞争力,进一步拉动了海洋渔业上游产业链,为我国海洋食品现代加工技术创新体系建设和海洋产业可持续发展提供了有力支撑。 国家科技支撑计划项目在海洋生物资源利用领域取得了一批重要的科技创新成果。例如,“海洋食品精深加工技术研究与产业化示范”是迄今为止海洋食品领域最大的国家科技项目,突破了大宗低值鱼类蛋白的化加工、海洋食品原料功效因子的高效制备、海藻新型综合利用技术及海洋水产品质量与安全控制等4项海洋食品加工的重大技术;开发了低温组合干燥等10项海洋食品与功能食品产业制造技术;研制了低盐鱼酱油、脱敏鲐鱼等80种新型海洋食品及营养与功能食品(基料);建立了海洋大宗低值鱼类精深加工、海洋食品生物活性物质高效制备、高品质海藻胶加工等产业化示范基地7个,中试生产线11条,产业化示范生产线32条。“海洋生物毒素药源高纯度规模化关键技术研究与应用开发示范”项目主要开展了海洋生物毒素药源高纯度、规模化重大关键共性技术的突破与攻关,攻克了海洋生物药源高纯度规模化生产过程中的高精度检测技术、全程工艺设计、示范生产线建设、新药制剂学研究、新药临床前研究等关键技术及设备选型、设备安装调试、配套设施建设、操作人员培训等工作,建成了海洋生物毒素药源高纯度规模化生产线。“西沙群岛珊瑚礁生态恢复与特色生物资源增殖利用关键技术与示范”项目主要针对西沙群岛珊瑚礁人为损毁、特色海洋生物资源破坏和珊瑚敌害长棘海星及病原微生物危害严重,亟须珊瑚礁生态恢复技术、特色海洋生物资源增殖技术和珊瑚病敌害防控技术等重大问题,开展珊瑚礁结构生态修复与造礁石珊瑚增殖、特色生物资源增殖与珊瑚病敌害防控等关键技术研究,进行珊瑚礁生态增殖恢复技术集成与应用示范,促进珊瑚礁生态系统功能的有效恢复和珊瑚礁特色生物资源的生态增殖,转变渔民生产生活方式,发展珊瑚礁生态增殖产业,促进珊瑚礁生态系统的可持续利用。目前,该项目已经运行两年并取得了重要的阶段性进展。 其他 自2007年开始,财政部会同国家海洋局和科技部启动了公益性海洋行业科研专项,该专项支持了“贝类高值化利用技术中试研究与示范”等多项海洋生物资源利用项目。国家海洋局2010年启动了海洋可再生能源专项,部署了海洋能源微藻项目,开展海洋微藻在制备能源方面的高值化利用研究与示范。国家自然科学基金委生命学部、地学部等在海洋生物活性物质开发、海洋微生物等方面部署了多项青年基金和面上项目。中国科学院“创新三期”资源环境领域在海洋生物活性物质开发、海洋微生物资源利用、海水养殖产业链构建等方面部署了一批重要方向项目(群),其中包括“海洋生物活性物质高值利用技术”和“海洋微生物活性物质及其组合物合成技术”重要方向项目,以及“重要海水养殖动物绿色产业链构建原理与关键技术”项目群和“影响我国近海生物资源变动的关键生态与环境过程”项目群。表3为“十一五”期间中国科学院海洋生物领域重要方向项目立项项目清单。 我国海洋生物资源领域科技发展的制约因素 海洋生物资源的开发利用是我国战略性新兴产业重要的突破口,极有可能成为海洋产业发展的重要经济增长点。在取得所述创新科技成果的同时,也存在一些制约该领域发展的瓶颈问题。 1理论体系不完善 当前,海洋生物领域的部分科技成果浮于表面,对基础性科学问题和重大理论突破的关注度不够,对制约行业领域发展的重大技术问题和关键设备的解决缺乏有效的方法,一些研究思路和技术方案存在“炒概念”的嫌疑,科学研究对产业的技术支撑能力薄弱。科学研究的原始创新和突破能力不足,尚存在着上游和下游分离的问题,基础研究的科学家关注高水平研究论文的发表,产品开发的技术专家专注于有市场潜力的产品开发,上游的高技术和下游的产业化之间的有机链条需要巩固和加强。 2稳定经费投入不足 近年来,我国逐步开始高度重视海洋科学的发展,海洋生物资源领域的科技投入比例也在逐年增加。但相对于我国海洋生物制品、海洋药物、海洋食品等领域的巨大科研需求和重大经济效益产出,我国在该领域的科技投入比例尚需进一步加强。大部分海洋生物领域的科学家已经摆脱了缺乏稳定的经费来源开展研究工作的窘境,但是还存在科学家到处争取不同类别项目经费进行研究的情况。需要国家自然科学基金、“973”计划、“863”计划、科技支撑计划等从科学思想的培育、重大基础科学问题解决、关键技术问题解决、产业化支撑体系等各方面给予长期稳定的支持。 3科研平台支撑能力薄弱 海洋生物利用的科学研究和产业化开发都离不开科研条件平台的支持。当前,我国在海洋生物领域的科研条件平台建设较为薄弱。目前尚无海洋生物领域的国家重点实验室,仅拥有国家海藻工程技术研究中心等为数不多的工程中心,省部级重点实验室、技术转移转化中心等平台也需要加强支持。同时,产业化开发的体制机制方面尚存在不顺畅的环节,需要政府部门、企业单位、高校、科研机构的有机集合,从理论体系建设到技术支撑能力的提升各个层面协同发展。 4人才队伍培养力度不强 当前,我国的海洋生物资源可持续利用领域的科研骨干主要来源于海洋化学、食品科学、水产品加工等传统学科的延伸,真正从事该领域的理论研究和产业化开发的科研人才队伍亟待加强。海洋生物资源可持续利用作为一门重要的交叉学科,需要大量具备海洋生物学、水产科学、食品科学、生物化学、临床医学等多学科知识背景的综合人才队伍,需要同时具备基础科研能力和较强的产业化开发能力的复合型人才,需要科研院所和高校采取有效措施不断加大综合型人才的培养力度。 5产品集成开发亟待提升 科学技术的发展最终要转化为有效的生产力才能发挥作用,海洋生物制品开发需要重大产品的开发和技术集成创新能力的提升。当前,我国食品安全问题日益突出,陆源食品的安全问题受到巨大挑战。海洋生物产品具有与生俱来的优越性,陆源食品的令人担忧的安全性和海洋食品的绿色、无污染、安全等形成了鲜明的对比,人们更愿意接受新型的海洋生物制品。但是我国生物制品开发的重大产品较少,技术集成创新能力略显不足,如何开展重大产品开发和进行技术集成研究,推广应用海洋生物制品,是摆在相关企业面前的重要考验,海洋生物制品发展机遇与挑战并存。 我国海洋生物资源领域科技发展战略对策和建议 1关注重大基础性科学问题和技术问题 基础性科技问题的提出和解决,是海洋生物资源利用科学研究的核心推动。提出和解决制约领域科技进步和产业发展的基础性科技问题,将科学技术研究和产业化开发有机结合,解决我国海洋生物产业发展中存在的瓶颈问题,提高利用的研究和技术水平,为海洋产业发展、科技成果产出、企业技术进步、市场经济发展提供强有力的科技支撑。 2加大科技投入和提高利用效率 长期稳定的科技投入,是海洋生物资源利用科学研究的力量源泉。整合利用国家层面、部委层面、研究机构层面的国家科技资源,加大经费支持力度,延长稳定支持年限。开展海洋生物利用国家科技专项研究计划,集中全国优势力量开展技术攻关研究。加强资源和数据信息整合,提高资金、设备、平台和数据等集成作用。最大限度的发挥科研经费的作用,提高科技投入资源的使用效率,促进我国海洋生物技术领域重大科技成果产出。 3重视科研条件平台建设 强有力的科研条件平台是海洋生物资源利用的科学研究的物质基础。有效整合现有海洋生物资源利用的科技平台资源,集中建设一批国家重点实验室、国家工程(技术)中心、省市级重点实验室、企业技术中心、技术转移转化中心、产业示范基地等;建立健全理论体系突破、技术路线可行、产品安全有效、市场高度认可的“官产学研——政府部门、企业单位、高校、科研机构”的有机结合机制,促进理论体系突破和技术支撑能力提升。 4引进高水平领军人才和培养中青年科研骨干 稳定的高水平人才队伍是海洋生物资源利用科学研究的根本保障。大力培养具备海洋生物学、水产科学、食品科学、生物化学、临床医学等学科基础的综合性人才,引导相关领域人员专职从事海洋生物资源可持续利用的研究。加强技术人员的培养和引进,提高海洋生物科学领域整体技术水平。注重引进国际高水平领军人才,重视培养本土领军人才,加强中青年骨干人才的稳定支持力度,培养造就具备科学研究、技术攻关和产业化开发的综合性高水平人才队伍。 5重视新型海洋生物制品的研发和宣传 市场广阔的海洋生物制品是开展海洋生物资源利用科学研究的最终出路。吸取陆源食品安全问题的经验教训,集中力量提高新型海洋生物制品的科技含量。开发重大新型海洋生物制品,重点开发深海微生物活性物质、新型海洋生物医用材料、临床肠内营养制剂、海洋生物酶制剂等国家迫切需求的科技产品,重点关注技术集成创新能力的提升。有序开展科普宣传,树立海洋生物制品的良好的市场形象,为科学技术转化为生产力提供良好的社会氛围。 前景展望 “十一五”期间,我国通过“973”计划、“863”计划、科技支撑计划、行业专项、部门项目部署等方面,在海洋生物资源利用领域组织实施了一系列重要项目。这些项目的部署和顺利实施,在我国海洋生物活性物质、海洋功能食品、海洋微生物活性先导化合物、水产品加工技术与设备等方面的关键技术研发和科技支撑能力提高方面发挥了重要的作用,大大推动了我国海洋生物资源利用的基础理论和技术开发的发展。同时,我国海洋生物资源利用在理论体系、经费投入、科研平台、人才队伍、产品开发等方面也存在一些制约发展的问题。需要政府部门、企业单位、高等院校、科研院所等采取有效措施,针对制约产业发展的关键科学问题和核心技术问题,关注重大基础性科学问题和技术问题,加大科技投入提高利用效率,重视科研条件平台建设,稳定支持高水平领军人才和中青年科研骨干,重视新型海洋生物制品的研发和舆论宣传。从而促进海洋生物资源可持续利用基础理论体系突破和技术支撑能力提升,提高海洋生物资源可持续利用的科技含金量,树立海洋生物制品良好的市场形象,促进重大科技创新成果的产出,为科学技术转化为生产力提供良好的社会氛围。 生物资源论文:农业生物资源保护状态与发展策略 摘要:简述了保护与利用农业生物资源的重要性和紧迫性,总结分析了山东省农业生物资源保存、研究和利用现状。针对目前存在的突出问题,提出了构建全省农业生物资源保护与利用平台的设想,包括平台建设的总体思路、平台结构、三大体系建设及八大重点任务。 关键词:生物资源;保护现状;存在问题;发展战略 农业生物资源包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源,是维持人类生存、健康与发展的最根本物质基础和战略资源,也是农业新品种和生命科学源头创新的材料基础。育种实质上就是作物种质资源优异基因的重组再加工,小麦矮秆基因、水稻“野败”型不育基因的应用引发了“绿色革命”。因此,保护农业生物资源多样性,发掘其中的优异基因,是实现农业可持续发展的中心策略[1]。当前,山东省农业生物资源保护与利用工作仍处于初级阶段,还存在许多不足,而作物种类减少、品种遗传基础狭窄的问题却日益突出。我们应该充分认识农业生物资源在经济社会、农业可持续发展及食物与生态安全保障等方面的重要作用,站在国家和民族长远利益的高度,切实加强农业生物资源保护与利用工作[2]。 1山东省农业生物资源保护现状和主要存在问题 1.1农业生物资源收集保存现状 山东省地处温带,由于具有良好的气候、土壤、地形地貌条件及悠久的垦殖历史,农业生物资源相当丰富。新中国成立以来,有关农业行政部门和科研单位组织了三次较大规模的农作物品种资源调查、搜集和整理工作,特别是近几年,在省农业良种工程项目的支持下,大力开展了新品种选育和国内外种质资源的引进收集工作,进一步丰富了山东农业生物资源。初步统计,目前分散保存于全省科研和教学单位的农业生物种质资源约4万份,这些资源有效地支撑了全省动植物育种和农业可持续发展。 1.1.1主要农作物资源目前,以山东省农业科学院为主体搜集保存的普通小麦种质资源2200余份,其中本省地方品种441份,育成品种534份,国内征集品种(系)1025份,国外品种59份;另有国内外耐旱小麦种质156份,小麦近缘野生种属10份。玉米地方品种资源经过归并整理后保存441份,另有大批国内外引进种质和创新种质。国内外花生资源1800余份。棉花种质1470余份,包括野生棉及远缘杂交高代材料、彩棉、低酚棉等。谷子种质2200多份。高粱种质1200多份。大豆栽培品种835份。 建国以来,经过几次全省范围内对蔬菜资源的调查、征集和整理,到1983年,山东省农业科学院蔬菜研究所保存68种蔬菜(包括部分亚种和变种)共3000多份种质资源,其中收入《山东省蔬菜品种资源目录》的共计1680个。这些品种中有许多是山东名优特产蔬菜资源,如胶东大白菜、潍县萝卜、章丘大葱、莱芜姜、苍山大蒜、益都银瓜等。20世纪80年代以来,山东从国内外引进了大批优良蔬菜品种,加之本省选育的新品种,使山东的蔬菜资源十分丰富,并具有突出的经济性状[3]。 山东是我国北方落叶果树的原产中心之一,被誉为“北方落叶果树的王国”。现有果树种质资源24科,50属,141种,27个变种,其中原始分布的野生果树资源有20科,34属,81种或变种[4]。山东原产果树资源在现有资源种类中占有优势地位,烟台苹果、莱阳梨、肥城桃、乐陵金丝小枣、枣庄石榴、大泽山葡萄等都是山东久负盛名的特产。 1.1.2畜禽资源山东现有地方畜禽品种32个,其中鲁西黄牛、德州驴等大家畜5个,莱芜猪、大蒲莲猪、里岔黑猪等地方猪种8个,小尾寒羊、济宁青山羊等地方羊8个,寿光鸡、中国斗鸡等地方鸡7个,豁眼鹅、金乡百子鹅2个地方鹅,微山麻鸭、文登黑鸭2个地方鸭。现存的地方品种按保存数量和利用程度可分为三种情况:一是有一定群体数量,在畜牧生产中单独或作为杂交母本使用的畜禽品种,如鲁西黄牛、小尾寒羊、莱芜猪、里岔黑猪、微山麻鸭、豁眼鹅等,大约占畜禽品种资源总量的三分之一,已得到有效利用,市场需求趋向性凸显,资源价值得到认可,并对畜牧业发展提供了种质支撑。二是群体数量较少,某些特性突出,目前作为育种材料或满足特定需要的畜禽品种,如中国斗鸡、寿光鸡、济宁青山羊、大蒲莲猪等。三是尚未得到社会重视、存养地又无能力保护,数量急剧下降,已经灭绝或处于濒危的畜禽品种,建国以来,已有荣成元宝鸡、烟台糁糠鸡、沾化黑猪等6个品种灭绝;济宁百日鸡、文登黑鸭、大尾寒羊、黑耳兔等品种濒临灭绝[5]。 1.1.3农业微生物资源山东省在农业微生物资源研究与开发利用方面曾一度在全国处于领先水平。1963年山东省农业科学院分离到一种专性寄生于菟丝子的墨盘孢目毛炭疽菌属的真菌,利用该菌制备的微生物除草剂“鲁保1号”防治菟丝子效果显著,且不危害大豆和其它农作物,对人畜无害,成为我国将真菌用于杂草生物防治的首创。1966年以后,生物除草剂“鲁保1号”在全国20多个省(市、自治区)推广应用6617×104hm2,防效达85%以上,平均挽回损失30%~50%。目前,山东省农业科学院生物农药、生物肥料和食用菌等优良菌株的保存数量达400余株,山东农业大学的植物病原真菌菌种及动物病原菌保存数量达200余株,青岛农业大学也保存有一定数量的药用真菌资源。 1.1.4药用植物资源1987年第三次中药资源普查后编写的《山东省中药资源名录》共收载中药4类1470种,药用植物即达1299种,占中药资源总数的8814%,其中藻类植物43种,菌类植物32种,地衣植物2种,苔藓植物3种,蕨类植物73种,种子植物有1143种。除山东中医药大学、山东中医药研究院和各地植物园内种植少量的药用植物用于教学、科普或观赏外,大都处于野生状态。建国以来,山东开展野生种质人工驯化的药用植物90余种,较大规模(6617hm2以上)人工栽培的有20余种,其中桔梗、丹参、黄芩、黄芪、金银花等全国知名。从2005年始,在省良种产业化工程的支持下,开始了山东大宗类药用植物种质资源的搜集研究工作,山东省农业科学院鉴定保存桔梗、丹参、黄芪、黄芩、石竹子、紫苏等种质200余份,育种中间材料800余份;山东中医药大学鉴定保存金银花、丹参等种质资源140余份;山东中医药研究院鉴定保存黄芩种质50余份。 1.2农业生物资源保护与利用中存在的主要问题 农业生物资源研究是农业科技发展的重要基础。尽管山东农业生物资源保护与利用工作取得了显著成绩,但仍有诸多问题亟待解决[6~8]。 一是对生物资源的重要性认识不足,对生物资源保护和利用工作的基础性、长期性、稳定性和公益性还没有形成广泛的社会共识。 二是管理职责不明,缺乏高层次整体规划,尚未建立起统 一、高效的全省农业生物资源管理工作体系。 三是资源保存分散,共享效率低。长期以来,资源分散保存在不同的行业机构和技术人员手中,存在部门分割、单位所有的现象,机构之间以及保存者与利用者之间缺乏联系,资源共享的整体能力较差。 四是资源评价、鉴定等技术工作不深入,典型性和关键性数据缺乏,资源潜在的经济、社会和生态价值没能体现出来。 五是缺乏高层次专业人才。资源保护和管理工作具有基础性和技术支撑性等特点,短期内难以出大成果和高水平论文,难以吸引高层次人才从事这项工作。 六是缺乏持续稳定的经费支持。资源的收集保存、繁殖更新是一项基础性、公益性的工作,其经费至今尚未列入经常性财政预算。许多资源的保存借助一般科研项目的支持,而项目结束后,因资金断档,不得不放弃对大量资源的保存。 2山东省农业生物资源保护与利用的战略设想 山东具有丰富的农业生物资源,但随着农业集约化发展、生态环境变化和大规模经济建设,加之长期以来农业生物资源工作存在的诸多问题,使农业生物资源多样性破环严重,农业品种遗传基础越来越窄。因此,加强农业生物资源的管理、保护及研究利用越来越迫切,任务十分艰巨。为此,提出构建山东农业生物资源保护与利用平台的初步设想[9~13]。 2.1平台建设总体思路 2.1.1指导思想从全省农业科技发展的总体布局出发,以资源安全保护和科学利用为主线,搭建公益性、基础性、战略性的农业生物资源保护与利用平台,创新资源管理与共享机制,解决资源收集、保存、共享和利用过程中的关键问题,为山东省乃至黄淮海地区农业科技长远发展与重点突破提供强有力的基础支撑。 2.1.2基本原则 (1)统筹规划,分步实施。农业生物资源种类多、分布广,保存方式多样。平台建设必须注重顶层设计和统一规划,按照不同类型资源的性能特点和生命规律,分步骤、分级别、分阶段组织实施。 (2)政府主导,多方参与。充分发挥政府对公益性、基础性事业的主导作用,同时调动农业科研院所、高等院校、社会团体和个人参与的积极性,建立多元化的农业生物资源保护与利用体系。 (3)优化整合,高效利用。对全省农业生物资源状况进行全面调查、登记,优化整合分散在全省不同地区、不同单位的农业生物资源,确保资源安全,促进共享,提高利用效率。 (4)创新机制,加强管理。建立由省级行政主管部门参与的农业生物资源保护与利用决策机制,构筑以资源保存和研究机构为核心的收集保护体系,逐步完善咨询、运行、服务、监督、评价等管理机制,保证平台正常运转。 生物资源论文:农业生物资源保护发展 农业生物资源包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源,是维持人类生存、健康与发展的最根本物质基础和战略资源,也是农业新品种和生命科学源头创新的材料基础。育种实质上就是作物种质资源优异基因的重组再加工,小麦矮秆基因、水稻“野败”型不育基因的应用引发了“绿色革命”。因此,保护农业生物资源多样性,发掘其中的优异基因,是实现农业可持续发展的中心策略[1]。当前,山东省农业生物资源保护与利用工作仍处于初级阶段,还存在许多不足,而作物种类减少、品种遗传基础狭窄的问题却日益突出。我们应该充分认识农业生物资源在经济社会、农业可持续发展及食物与生态安全保障等方面的重要作用,站在国家和民族长远利益的高度,切实加强农业生物资源保护与利用工作[2]。 1山东省农业生物资源保护现状和主要存在问题 1.1农业生物资源收集保存现状 山东省地处温带,由于具有良好的气候、土壤、地形地貌条件及悠久的垦殖历史,农业生物资源相当丰富。新中国成立以来,有关农业行政部门和科研单位组织了三次较大规模的农作物品种资源调查、搜集和整理工作,特别是近几年,在省农业良种工程项目的支持下,大力开展了新品种选育和国内外种质资源的引进收集工作,进一步丰富了山东农业生物资源。初步统计,目前分散保存于全省科研和教学单位的农业生物种质资源约4万份,这些资源有效地支撑了全省动植物育种和农业可持续发展。 1.1.1主要农作物资源目前,以山东省农业科学院为主体搜集保存的普通小麦种质资源2200余份,其中本省地方品种441份,育成品种534份,国内征集品种(系)1025份,国外品种59份;另有国内外耐旱小麦种质156份,小麦近缘野生种属10份。玉米地方品种资源经过归并整理后保存441份,另有大批国内外引进种质和创新种质。国内外花生资源1800余份。棉花种质1470余份,包括野生棉及远缘杂交高代材料、彩棉、低酚棉等。谷子种质2200多份。高粱种质1200多份。大豆栽培品种835份。 建国以来,经过几次全省范围内对蔬菜资源的调查、征集和整理,到1983年,山东省农业科学院蔬菜研究所保存68种蔬菜(包括部分亚种和变种)共3000多份种质资源,其中收入《山东省蔬菜品种资源目录》的共计1680个。这些品种中有许多是山东名优特产蔬菜资源,如胶东大白菜、潍县萝卜、章丘大葱、莱芜姜、苍山大蒜、益都银瓜等。20世纪80年代以来,山东从国内外引进了大批优良蔬菜品种,加之本省选育的新品种,使山东的蔬菜资源十分丰富,并具有突出的经济性状[3]。 山东是我国北方落叶果树的原产中心之一,被誉为“北方落叶果树的王国”。现有果树种质资源24科,50属,141种,27个变种,其中原始分布的野生果树资源有20科,34属,81种或变种[4]。山东原产果树资源在现有资源种类中占有优势地位,烟台苹果、莱阳梨、肥城桃、乐陵金丝小枣、枣庄石榴、大泽山葡萄等都是山东久负盛名的特产。 1.1.2畜禽资源山东现有地方畜禽品种32个,其中鲁西黄牛、德州驴等大家畜5个,莱芜猪、大蒲莲猪、里岔黑猪等地方猪种8个,小尾寒羊、济宁青山羊等地方羊8个,寿光鸡、中国斗鸡等地方鸡7个,豁眼鹅、金乡百子鹅2个地方鹅,微山麻鸭、文登黑鸭2个地方鸭。现存的地方品种按保存数量和利用程度可分为三种情况:一是有一定群体数量,在畜牧生产中单独或作为杂交母本使用的畜禽品种,如鲁西黄牛、小尾寒羊、莱芜猪、里岔黑猪、微山麻鸭、豁眼鹅等,大约占畜禽品种资源总量的三分之一,已得到有效利用,市场需求趋向性凸显,资源价值得到认可,并对畜牧业发展提供了种质支撑。二是群体数量较少,某些特性突出,目前作为育种材料或满足特定需要的畜禽品种,如中国斗鸡、寿光鸡、济宁青山羊、大蒲莲猪等。三是尚未得到社会重视、存养地又无能力保护,数量急剧下降,已经灭绝或处于濒危的畜禽品种,建国以来,已有荣成元宝鸡、烟台糁糠鸡、沾化黑猪等6个品种灭绝;济宁百日鸡、文登黑鸭、大尾寒羊、黑耳兔等品种濒临灭绝[5]。 1.1.3农业微生物资源山东省在农业微生物资源研究与开发利用方面曾一度在全国处于领先水平。1963年山东省农业科学院分离到一种专性寄生于菟丝子的墨盘孢目毛炭疽菌属的真菌,利用该菌制备的微生物除草剂“鲁保1号”防治菟丝子效果显著,且不危害大豆和其它农作物,对人畜无害,成为我国将真菌用于杂草生物防治的首创。1966年以后,生物除草剂“鲁保1号”在全国20多个省(市、自治区)推广应用6617×104hm2,防效达85%以上,平均挽回损失30%~50%。目前,山东省农业科学院生物农药、生物肥料和食用菌等优良菌株的保存数量达400余株,山东农业大学的植物病原真菌菌种及动物病原菌保存数量达200余株,青岛农业大学也保存有一定数量的药用真菌资源。 1.1.4药用植物资源1987年第三次中药资源普查后编写的《山东省中药资源名录》共收载中药4类1470种,药用植物即达1299种,占中药资源总数的8814%,其中藻类植物43种,菌类植物32种,地衣植物2种,苔藓植物3种,蕨类植物73种,种子植物有1143种。除山东中医药大学、山东中医药研究院和各地植物园内种植少量的药用植物用于教学、科普或观赏外,大都处于野生状态。建国以来,山东开展野生种质人工驯化的药用植物90余种,较大规模(6617hm2以上)人工栽培的有20余种,其中桔梗、丹参、黄芩、黄芪、金银花等全国知名。从2005年始,在省良种产业化工程的支持下,开始了山东大宗类药用植物种质资源的搜集研究工作,山东省农业科学院鉴定保存桔梗、丹参、黄芪、黄芩、石竹子、紫苏等种质200余份,育种中间材料800余份;山东中医药大学鉴定保存金银花、丹参等种质资源140余份;山东中医药研究院鉴定保存黄芩种质50余份。 1.2农业生物资源保护与利用中存在的主要问题 农业生物资源研究是农业科技发展的重要基础。尽管山东农业生物资源保护与利用工作取得了显著成绩,但仍有诸多问题亟待解决[6~8]。 一是对生物资源的重要性认识不足,对生物资源保护和利用工作的基础性、长期性、稳定性和公益性还没有形成广泛的社会共识。 二是管理职责不明,缺乏高层次整体规划,尚未建立起统 一、高效的全省农业生物资源管理工作体系。 三是资源保存分散,共享效率低。长期以来,资源分散保存在不同的行业机构和技术人员手中,存在部门分割、单位所有的现象,机构之间以及保存者与利用者之间缺乏联系,资源共享的整体能力较差。 四是资源评价、鉴定等技术工作不深入,典型性和关键性数据缺乏,资源潜在的经济、社会和生态价值没能体现出来。 五是缺乏高层次专业人才。资源保护和管理工作具有基础性和技术支撑性等特点,短期内难以出大成果和高水平论文,难以吸引高层次人才从事这项工作。 六是缺乏持续稳定的经费支持。资源的收集保存、繁殖更新是一项基础性、公益性的工作,其经费至今尚未列入经常性财政预算。许多资源的保存借助一般科研项目的支持,而项目结束后,因资金断档,不得不放弃对大量资源的保存。 2山东省农业生物资源保护与利用的战略设想 山东具有丰富的农业生物资源,但随着农业集约化发展、生态环境变化和大规模经济建设,加之长期以来农业生物资源工作存在的诸多问题,使农业生物资源多样性破环严重,农业品种遗传基础越来越窄。因此,加强农业生物资源的管理、保护及研究利用越来越迫切,任务十分艰巨。为此,提出构建山东农业生物资源保护与利用平台的初步设想[9~13]。 2.1平台建设总体思路 2.1.1指导思想从全省农业科技发展的总体布局出发,以资源安全保护和科学利用为主线,搭建公益性、基础性、战略性的农业生物资源保护与利用平台,创新资源管理与共享机制,解决资源收集、保存、共享和利用过程中的关键问题,为山东省乃至黄淮海地区农业科技长远发展与重点突破提供强有力的基础支撑。 2.1.2基本原则 (1)统筹规划,分步实施。农业生物资源种类多、分布广,保存方式多样。平台建设必须注重顶层设计和统一规划,按照不同类型资源的性能特点和生命规律,分步骤、分级别、分阶段组织实施。 (2)政府主导,多方参与。充分发挥政府对公益性、基础性事业的主导作用,同时调动农业科研院所、高等院校、社会团体和个人参与的积极性,建立多元化的农业生物资源保护与利用体系。 (3)优化整合,高效利用。对全省农业生物资源状况进行全面调查、登记,优化整合分散在全省不同地区、不同单位的农业生物资源,确保资源安全,促进共享,提高利用效率。 (4)创新机制,加强管理。建立由省级行政主管部门参与的农业生物资源保护与利用决策机制,构筑以资源保存和研究机构为核心的收集保护体系,逐步完善咨询、运行、服务、监督、评价等管理机制,保证平台正常运转。2.1.3发展目标利用10年左右的时间,构筑起全省农业生物资源保护与利用的实物层、数据层和网络层三层结构,建成资源运行管理、保存更新和共享服务三大体系,完成一批农业生物资源保存、创新和共享等基础性工作,全面提升山东省资源保存与利用的标准化、信息化水平,与国家自然科技资源平台接轨,实现山东省农业生物资源保护与利用工作的跨越式发展。 2.2平台结构 农业生物资源保护与利用平台由实物层、数据层和网络层三层结构组成。 实物层包括主要农作物、养殖动物、农业微生物、药用植物等种质资源库(圃、区、场)及其所保存的种质资源。通过实物层建设,形成山东省农业生物资源保存体系。 数据层是按照统一的技术标准对农业生物资源的形态、特性、遗传等各种资料进行数字化处理,建立山东省农业种质资源数据库。 网络层是建设分布式的农业生物资源信息网络软硬件环境,建立山东省农业生物资源信息网络服务系统,农业生物资源信息,实现农业资源数据的远程查询和种质需求信息的传递。 2.3平台建设的主要内容 2.3.1收集保存体系建设为了实现农业生物资源的安全保存,避免已收集资源的再度丢失,应建立原生境保护与非原生境保护(如种质库、圃、场、园等)相结合的标准化、规模化、自动化和网络化的保存体系。 (1)山东省农业生物资源中心。建设、完善农业生物资源中心综合楼及其相应的配套设施,包括种子中期低温保存库、微生物库、离体材料库、畜禽种质库、种质鉴定评价实验室、资源信息网络室、资源繁育和展示基地等,使该中心成为山东乃至黄淮海地区现代化的种质资源保存中心、资源鉴定与评价中心、资源数据信息中心和生物多样性保护的科普教育基地。 (2)种质资源圃。以山东省农业科研机构和高等院校为依托,以不适宜种子保存的多年生和无性繁殖植物资源为重点,充分利用现有资源圃,建设、完善10个植物种质资源圃。 (3)畜禽保种场。以优势农业科研、教学机构和生产单位为依托,以特色、珍稀地方畜禽资源和优异资源为重点,按照生物安全规划,依据品种特性分类原则,建立20个畜禽资源保种场,保护地方资源和引进的优异资源。 (4)保护区。以生物资源原生地地方政府为主体,根据普查结果,设立10~20个种质资源原生境保护区,对山东特有的野生资源进行原生境保护。 (5)资源繁殖更新基地。以农业科研、教学机构和生产单位为依托,根据实际需要,在全省范围内建立10个资源繁育更新基地,对保存的农业生物种质材料分期分批进行更新繁殖。 2.3.2运行管理体系建设 (1)管理委员会。成立山东省农业生物资源管理委员会,作为全省农业生物资源保护和利用平台的领导机构和最高决策机构,主要功能是协调、规范平台建设的政策导向,从政策和运行方面协调有关部门、单位和个人之间的利益关系,保障平台顺畅运行。 (2)专家咨询委员会。聘请国内相关领域的知名专家,组成专家咨询委员会,负责对农业生物资源保护利用体系建设与运行的方针、路线和发展战略提供咨询意见和决策性建议,包括科技政策与科技规划的制定、重大科技项目与科学工程的前期论证、人才培养、国内外交流合作等。 (3)管理办公室。平台管理办公室是资源平台管理委员会和专家咨询委员会的日常办事机构,是平台共享服务和运行管理的枢纽,保障各项决策的实施以及安排协调相关的任务。 (4)省级资源中心。中心为非盈利的公益性事业单位,其职能和任务是进行农业生物资源的搜集、引进和保存工作,开展资源的鉴定评价、创新利用、分发代存和资源数据信息的研究与,在全省农业生物资源保护与利用工作的组织协调、信息沟通、资源共享等方面发挥牵头作用,是全省农业生物资源共享体系的中心。 (5)资源研究团队。以农业科研机构和高等院校的科研人员为主体,吸收社会力量,组建资源研究团队,承担资源收集保存、鉴定评价、繁殖更新、共享利用等具体工作。 2.3.3共享服务体系建设 (1)建立健全资源共享机制。研究制定共享行为主体的责权利界定规则,确定资源提供者、利用者和共享运行管理者等共享行为主体的责权利。研究制定农业生物资源共享保障规则,包括共享与利益分享相关政策和法规、约束与激励机制、信誉保障和咨询机制、绩效评价机制等。 (2)建立资源信息共享网络。集成资源主要数据信息,建立山东省农业生物资源信息共享服务网络,为政府主管部门掌握情况和宏观决策提供依据,为科研人员和普通公众获取和利用农业生物资源信息提供可靠、便捷的通道。 2.4平台建设的重点任务 2.4.1农业生物资源的考察与调查对全省农业生物资源的种类、分布、多样性、濒危状况、生态环境以及资源的保存条件、管理水平和共享共用现状等进行全面调查,探索农业生物资源长期保护和可持续利用的有效途径。 2.4.2农业生物资源的收集保存建设农业生物资源保存库(圃、场)及原生境保护点,向各级各类科研单位、高等院校等资源保有单位和个人征集现有资源,开展国内外优异资源的收集和引进,抢救性收集保护濒危、珍稀、野生农业生物资源。对收集的资源统一编目和入库(圃、场)保存。 2.4.3农业生物资源的繁殖更新及标志性性状数据的补充完善开展现存资源的定期繁殖更新工作,维持资源的生活力。对收集保存的资源深入开展农艺学、遗传学等相关研究,补充完善种质资源的标志性和关键性性状信息,增加资源信息数据,提高资源可利用性。 2.4.4农业生物资源的鉴定评价按照国家统一的资源描述标准和数据控制规范,对资源的生物学特征特性进行鉴定评价。研究各种农业生物资源鉴定评价的技术方法,特别是利用现代生物技术理论和方法,从分子水平研究资源的性状特征,构建地方特色生物资源核心种质,筛选优异资源和突破性新种质。 2.4.5标准化整理和数字化表达按照国家统一的资源描述规范,对资源的护照信息、标记信息、特征特性信息、保存信息等进行标准化整理和数字化表达,建立资源信息(包括图像、视频等信息)数据库,保证资源信息数据的可比性,提升资源的利用价值和共享水平。 2.4.6分子标记筛选、基因克隆与种质创新开展农业生物遗传多样性研究,发掘重要性状的基因标记,克隆功能基因,创造新型种质材料,丰富遗传资源基因库。利用分子标记技术,研究山东特有生物资源的分子图谱,构建智能化的种质指纹图谱识别系统,建立以分子标记辅助选择、转基因技术和分子设计育种技术为主体的高效分子育种技术平台。 2.4.7信息网络建设按照统一的资源信息标准、数字化标准和网络化标准,将资源实物、数据信息和网络相结合,建立数据容量大、检索查询功能全、网络服务方便快捷的信息化、现代化服务体系。 基于GIS、RS和GPS技术,建设农业生物资源原生地、资源圃、保种场、保护区和更新与繁殖基地自然与经济环境空间管理系统,与共享服务系统融合,支撑农业生物资源信息化管理与服务。 2.4.8虚拟博物馆建设建立和完善图像处理、多媒体数据采集加工的规范,开展代表性、典型性资源的多媒体数据采集工作;运用三维数据还原、视频、音频等技术制作多媒体展品,实现对资源全方位的数字化表达;建立多媒体信息查询系统,以“形”的方式实现对资源的检索,建成山东省农业生物资源虚拟博物馆,达到对社会公众进行科普教育、资源保护宣传和远程服务的目的。 生物资源论文:生物资源在初中生物课堂教学中的应用 一、充分发掘地方生物资源,为开放式教学做铺垫 生物课要做到从封闭式教学到开放式教学具有相当大的挑战性。封闭式教学是从20世纪50年代开始的,那时我国教育受苏联影响较大,推崇“三个中心论”,即“以课堂为中心,以教师为中心,以课本为中心”。这种教育思想把课堂作为实施教学的基地,教学活动大都是在课堂中进行的,学生的学习活动也往往局限于课堂。然而由于生物的结构、生理过程等知识往往比较抽象,如果只用语言描述,课堂会变得枯燥无趣,有些知识甚至利用多媒体也难以达到理想的教学效果,从而使学生的学习积极性受到打击。对于这种状况,教师应尽可能发掘当地生物资源,例如可从校园中的动植物开始,带领学生在校园中进行探索。实实在在的生物是感性的,是看得见、摸得着的,它能有效地丰富学生的感性认识,促进其感性认识向理性认识的转化和升华。另外,它是形象的、具体的,能有效地激发学生的想象和联想,使学生超越个人狭隘的经验范围和时空的限制,能够既让学生获得掌握的知识,认识更多的事物,又让学生的形象思维与抽象思维互动发展。 二、充分发掘地方生物资源,培养学生实践能力 毋庸置疑,校外资源比校内资源丰富得多,有养殖场、农林场、农产品加工厂,有公园、花木场、动植物标本馆,也有生物科技实践活动方面的素材,如三汊河湿地等,这些都是非常好的生物教学资源,在教学中教师应该注意运用。教师在发掘地方生物资源的过程中应当充分发挥学生的主观能动性,带领学生参与其中,给学生营造身临其境的氛围,以加强学生的实践能力。在当地生物资源发掘的过程中会涉及参观、访问、讲座、论坛等多种途径,学生会因此获得更多接触社会的机会,有更多了解生物与社会、科学之间关系,从而学习动机得到激发,实践能力和社会适应能力得到增强。如在教学水资源时,可让学生从当地河流中取水,对其水质进行调查、检验;在教学古生物进化时,可让学生参观动物园和标本博物馆;教学传染病时,可让学生调查学校附近卫生防疫站,了解病毒产生过程……这样的教学能让学生了解和体会到很多更加直观形象的生物信息。 三、充分发掘地方生物资源,提高课堂教学效率 生物科学是一门实验科学,教师应从学生的兴趣出发,结合生活实践,让学生参与问题与假设的提出、方案的设计、验证和得出结论等过程,让学生在自主思考、自主操作中完成实验,避免纸上谈兵。只有把所学的知识运用到实践中,才会真正理解知识,融会贯通;也只有在实践中学以致用,知识才能称之为知识。让学生通过探究获取知识,调动探求知识的心理需求,把课堂学习的主动权最大限度地还给学生,课堂教学就会和谐、高效。例如在说明某种鱼类对不同的水环境均有一定的适应性时,笔者鼓励学生用不同的水质饲养此鱼,并带领学生前往当地水族馆请教专业人员,以此来让学生获取生动案例和精准的答案。此外,在课堂上,笔者要求学生认真观察此鱼的结构,并与其他鱼类进行对比,找出其特点。由于此前学生已经对这种鱼有较深的了解,因此都积极地参与讨论,轻松地理解了所学内容,课堂轻松而有实效。 显而易见,地方生物资源对初中生物课堂教学具有积极的作用。我国地大物博,每个地区都有其独特的资源。生物教师应当充分挖掘本地区宝贵的生物资源,让它为生物教学增添趣味。同时,作为生物教师,我们必须具备紧随时代潮流的教学资源观,有所为有所不为,以现代教育理念为指导,辩证地开发和利用各种教学资源,把地方特色资源转化为课堂教学资源,提升学生对生物课的兴趣,提高课堂教学效率,为学生的发展创造更广阔的空间。 作者:李智峰 周娉 单位:酒泉第五中学 生物资源论文:水生生物资源增殖放流办法 为了坚持我市水生生物的多样性,修复水域生态情况,维护生态安全,完成人与天然和谐发展。依据《渔业法》、国务院《中国水生生物资源养护行动大纲》、省农业厅有关文件精神,为策应经济区建设,促进我市水域生态文明建设和渔业经济可继续发展。我市将开展以构建“漂亮赣江、生态赣江、和谐”为主题的水生生物资源增殖放流活动。现结合当地的实践状况,特制订本工作方案。 一、工作安排 (一)放流数目:全市13个县(市、区)方案放流水产物苗种3000万尾。其中市本级放流200万尾,投资15万元; (二)放流地址:各地应选择在赣江或其支流,以及大、中型水库中进行放流。市本级放流地址安排在赣江吉州段自来水公司取水站的上游500米处; (三)放流时间:2012年6—7月份; (四)放流种类:四大家鱼、鲤、鲫、鲂(鳊)等。 二、工作办法 (一)增强指导,成立专门机构。为了使增殖放流工作顺利进行,必需增强组织指导。市里成立以市农业局局长尹洪泉同志为组长,副调研员左家斌、陈志强同志为副组长,市水产(渔政)站、市农业行政法律支队负责人成员的增殖放流工作指导小组。其办公室设在市农业局水产(渔政)站,负责全市水生生物增殖放流工作的组织与协调,市水产站供应相关的技能支持和放流工作的结果评价工作。各县(市、区)也要成立响应的专门机构,以保证增殖放流的工作结果。 (二)宣传发起,提高社会关注度。充分应用播送、电视、报纸、收集等宣传媒体和路子,开展对水生生物资源增殖放流主要意义的宣传,加强社会各界和群众对水域生态情况、水生生物资源维护的认识。经过增殖放流这一方式,普遍接收大众参加,扩展社会影响,构成全市城乡居民一起关注增殖放流,维护生态情况的优越气氛。 (三)增强监管,规范放盛行为。放流苗种应符合《水生生物增殖放流规则》的要求,准则上如果来自水产良种场持证生产的优质苗种,并经由查验检疫及格,保证种苗质量。严禁向自然水域投放杂交种、转基因种以及不符合生态要求的水产种苗;放流苗种要经过公开投标收购,放流进程要公证公示,承受群众和社会监督;要做好增殖放流的跟踪查询和监督,科学评价增殖放流的工作结果。 (四)县政府指导,多方筹集资金。增殖放流工作是落实水生生物养护行动大纲和维护水生生物资源,维护生态情况的主要行动。2012年,市、县两级财务将拨出必然的指导资金用于增殖放流。积极倡议并争夺民间资金及社会各界的支持,保证水生生物资源的养护和增殖放流等公益性社会事业,多方筹集资金,使我市的增殖放流工作规范、长期、有用地开展。 (五)增强法律,保证放流结果。市、县渔政法律部分要以全市统一开展水生生物增殖放流的契机,结合本年的捕捞答应证的前置审批工作,开展一次打击不合法电、毒、炸鱼等为重点的渔业结合专治行动。经过加大对水生生物增殖放流的水域的有害渔具进行清算和整理,增强对捕捞答应的监管,严厉打击不合法捕捞和无证捕捞的行为,保证增殖放流的结果。 生物资源论文:小议生物资源保护现状与发展探讨 摘要:简述了保护与利用农业生物资源的重要性和紧迫性,总结分析了山东省农业生物资源保存、研究和利用现状。针对目前存在的突出问题,提出了构建全省农业生物资源保护与利用平台的设想,包括平台建设的总体思路、平台结构、三大体系建设及八大重点任务。 关键词:生物资源;保护现状;存在问题;发展战略 农业生物资源包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源,是维持人类生存、健康与发展的最根本物质基础和战略资源,也是农业新品种和生命科学源头创新的材料基础。育种实质上就是作物种质资源优异基因的重组再加工,小麦矮秆基因、水稻“野败”型不育基因的应用引发了“绿色革命”。因此,保护农业生物资源多样性,发掘其中的优异基因,是实现农业可持续发展的中心策略[1]。当前,山东省农业生物资源保护与利用工作仍处于初级阶段,还存在许多不足,而作物种类减少、品种遗传基础狭窄的问题却日益突出。我们应该充分认识农业生物资源在经济社会、农业可持续发展及食物与生态安全保障等方面的重要作用,站在国家和民族长远利益的高度,切实加强农业生物资源保护与利用工作[2]。 1山东省农业生物资源保护现状和主要存在问题 1.1农业生物资源收集保存现状 山东省地处温带,由于具有良好的气候、土壤、地形地貌条件及悠久的垦殖历史,农业生物资源相当丰富。新中国成立以来,有关农业行政部门和科研单位组织了三次较大规模的农作物品种资源调查、搜集和整理工作,特别是近几年,在省农业良种工程项目的支持下,大力开展了新品种选育和国内外种质资源的引进收集工作,进一步丰富了山东农业生物资源。初步统计,目前分散保存于全省科研和教学单位的农业生物种质资源约4万份,这些资源有效地支撑了全省动植物育种和农业可持续发展。 1.1.1主要农作物资源目前,以山东省农业科学院为主体搜集保存的普通小麦种质资源2200余份,其中本省地方品种441份,育成品种534份,国内征集品种(系)1025份,国外品种59份;另有国内外耐旱小麦种质156份,小麦近缘野生种属10份。玉米地方品种资源经过归并整理后保存441份,另有大批国内外引进种质和创新种质。国内外花生资源1800余份。棉花种质1470余份,包括野生棉及远缘杂交高代材料、彩棉、低酚棉等。谷子种质2200多份。高粱种质1200多份。大豆栽培品种835份。 建国以来,经过几次全省范围内对蔬菜资源的调查、征集和整理,到1983年,山东省农业科学院蔬菜研究所保存68种蔬菜(包括部分亚种和变种)共3000多份种质资源,其中收入《山东省蔬菜品种资源目录》的共计1680个。这些品种中有许多是山东名优特产蔬菜资源,如胶东大白菜、潍县萝卜、章丘大葱、莱芜姜、苍山大蒜、益都银瓜等。20世纪80年代以来,山东从国内外引进了大批优良蔬菜品种,加之本省选育的新品种,使山东的蔬菜资源十分丰富,并具有突出的经济性状[3]。 山东是我国北方落叶果树的原产中心之一,被誉为“北方落叶果树的王国”。现有果树种质资源24科,50属,141种,27个变种,其中原始分布的野生果树资源有20科,34属,81种或变种[4]。山东原产果树资源在现有资源种类中占有优势地位,烟台苹果、莱阳梨、肥城桃、乐陵金丝小枣、枣庄石榴、大泽山葡萄等都是山东久负盛名的特产。 1.1.2畜禽资源山东现有地方畜禽品种32个,其中鲁西黄牛、德州驴等大家畜5个,莱芜猪、大蒲莲猪、里岔黑猪等地方猪种8个,小尾寒羊、济宁青山羊等地方羊8个,寿光鸡、中国斗鸡等地方鸡7个,豁眼鹅、金乡百子鹅2个地方鹅,微山麻鸭、文登黑鸭2个地方鸭。现存的地方品种按保存数量和利用程度可分为三种情况:一是有一定群体数量,在畜牧生产中单独或作为杂交母本使用的畜禽品种,如鲁西黄牛、小尾寒羊、莱芜猪、里岔黑猪、微山麻鸭、豁眼鹅等,大约占畜禽品种资源总量的三分之一,已得到有效利用,市场需求趋向性凸显,资源价值得到认可,并对畜牧业发展提供了种质支撑。二是群体数量较少,某些特性突出,目前作为育种材料或满足特定需要的畜禽品种,如中国斗鸡、寿光鸡、济宁青山羊、大蒲莲猪等。三是尚未得到社会重视、存养地又无能力保护,数量急剧下降,已经灭绝或处于濒危的畜禽品种,建国以来,已有荣成元宝鸡、烟台糁糠鸡、沾化黑猪等6个品种灭绝;济宁百日鸡、文登黑鸭、大尾寒羊、黑耳兔等品种濒临灭绝[5]。 1.1.3农业微生物资源山东省在农业微生物资源研究与开发利用方面曾一度在全国处于领先水平。1963年山东省农业科学院分离到一种专性寄生于菟丝子的墨盘孢目毛炭疽菌属的真菌,利用该菌制备的微生物除草剂“鲁保1号”防治菟丝子效果显著,且不危害大豆和其它农作物,对人畜无害,成为我国将真菌用于杂草生物防治的首创。1966年以后,生物除草剂“鲁保1号”在全国20多个省(市、自治区)推广应用6617×104hm2,防效达85%以上,平均挽回损失30%~50%。目前,山东省农业科学院生物农药、生物肥料和食用菌等优良菌株的保存数量达400余株,山东农业大学的植物病原真菌菌种及动物病原菌保存数量达200余株,青岛农业大学也保存有一定数量的药用真菌资源。 1.1.4药用植物资源1987年第三次中药资源普查后编写的《山东省中药资源名录》共收载中药4类1470种,药用植物即达1299种,占中药资源总数的8814%,其中藻类植物43种,菌类植物32种,地衣植物2种,苔藓植物3种,蕨类植物73种,种子植物有1143种。除山东中医药大学、山东中医药研究院和各地植物园内种植少量的药用植物用于教学、科普或观赏外,大都处于野生状态。建国以来,山东开展野生种质人工驯化的药用植物90余种,较大规模(6617hm2以上)人工栽培的有20余种,其中桔梗、丹参、黄芩、黄芪、金银花等全国知名。从2005年始,在省良种产业化工程的支持下,开始了山东大宗类药用植物种质资源的搜集研究工作,山东省农业科学院鉴定保存桔梗、丹参、黄芪、黄芩、石竹子、紫苏等种质200余份,育种中间材料800余份;山东中医药大学鉴定保存金银花、丹参等种质资源140余份;山东中医药研究院鉴定保存黄芩种质50余份。 1.2农业生物资源保护与利用中存在的主要问题 农业生物资源研究是农业科技发展的重要基础。尽管山东农业生物资源保护与利用工作取得了显著成绩,但仍有诸多问题亟待解决[6~8]。 一是对生物资源的重要性认识不足,对生物资源保护和利用工作的基础性、长期性、稳定性和公益性还没有形成广泛的社会共识。 二是管理职责不明,缺乏高层次整体规划,尚未建立起统一、高效的全省农业生物资源管理工作体系。 三是资源保存分散,共享效率低。长期以来,资源分散保存在不同的行业机构和技术人员手中,存在部门分割、单位所有的现象,机构之间以及保存者与利用者之间缺乏联系,资源共享的整体能力较差。 四是资源评价、鉴定等技术工作不深入,典型性和关键性数据缺乏,资源潜在的经济、社会和生态价值没能体现出来。 五是缺乏高层次专业人才。资源保护和管理工作具有基础性和技术支撑性等特点,短期内难以出大成果和高水平论文,难以吸引高层次人才从事这项工作。 六是缺乏持续稳定的经费支持。资源的收集保存、繁殖更新是一项基础性、公益性的工作,其经费至今尚未列入经常性财政预算。许多资源的保存借助一般科研项目的支持,而项目结束后,因资金断档,不得不放弃对大量资源的保存。 2山东省农业生物资源保护与利用的战略设想 山东具有丰富的农业生物资源,但随着农业集约化发展、生态环境变化和大规模经济建设,加之长期以来农业生物资源工作存在的诸多问题,使农业生物资源多样性破环严重,农业品种遗传基础越来越窄。因此,加强农业生物资源的管理、保护及研究利用越来越迫切,任务十分艰巨。为此,提出构建山东农业生物资源保护与利用平台的初步设想[9~13]。 2.1平台建设总体思路 2.1.1指导思想从全省农业科技发展的总体布局出发,以资源安全保护和科学利用为主线,搭建公益性、基础性、战略性的农业生物资源保护与利用平台,创新资源管理与共享机制,解决资源收集、保存、共享和利用过程中的关键问题,为山东省乃至黄淮海地区农业科技长远发展与重点突破提供强有力的基础支撑。 2.1.2基本原则 (1)统筹规划,分步实施。农业生物资源种类多、分布广,保存方式多样。平台建设必须注重顶层设计和统一规划,按照不同类型资源的性能特点和生命规律,分步骤、分级别、分阶段组织实施。 (2)政府主导,多方参与。充分发挥政府对公益性、基础性事业的主导作用,同时调动农业科研院所、高等院校、社会团体和个人参与的积极性,建立多元化的农业生物资源保护与利用体系。 (3)优化整合,高效利用。对全省农业生物资源状况进行全面调查、登记,优化整合分散在全省不同地区、不同单位的农业生物资源,确保资源安全,促进共享,提高利用效率。 (4)创新机制,加强管理。建立由省级行政主管部门参与的农业生物资源保护与利用决策机制,构筑以资源保存和研究机构为核心的收集保护体系,逐步完善咨询、运行、服务、监督、评价等管理机制,保证平台正常运转。 2.1.3发展目标利用10年左右的时间,构筑起全省农业生物资源保护与利用的实物层、数据层和网络层三层结构,建成资源运行管理、保存更新和共享服务三大体系,完成一批农业生物资源保存、创新和共享等基础性工作,全面提升山东省资源保存与利用的标准化、信息化水平,与国家自然科技资源平台接轨,实现山东省农业生物资源保护与利用工作的跨越式发展。 2.2平台结构 农业生物资源保护与利用平台由实物层、数据层和网络层三层结构组成。 实物层包括主要农作物、养殖动物、农业微生物、药用植物等种质资源库(圃、区、场)及其所保存的种质资源。通过实物层建设,形成山东省农业生物资源保存体系。 数据层是按照统一的技术标准对农业生物资源的形态、特性、遗传等各种资料进行数字化处理,建立山东省农业种质资源数据库。 网络层是建设分布式的农业生物资源信息网络软硬件环境,建立山东省农业生物资源信息网络服务系统,农业生物资源信息,实现农业资源数据的远程查询和种质需求信息的传递。 2.3平台建设的主要内容 2.3.1收集保存体系建设为了实现农业生物资源的安全保存,避免已收集资源的再度丢失,应建立原生境保护与非原生境保护(如种质库、圃、场、园等)相结合的标准化、规模化、自动化和网络化的保存体系。 (1)山东省农业生物资源中心。建设、完善农业生物资源中心综合楼及其相应的配套设施,包括种子中期低温保存库、微生物库、离体材料库、畜禽种质库、种质鉴定评价实验室、资源信息网络室、资源繁育和展示基地等,使该中心成为山东乃至黄淮海地区现代化的种质资源保存中心、资源鉴定与评价中心、资源数据信息中心和生物多样性保护的科普教育基地。 (2)种质资源圃。以山东省农业科研机构和高等院校为依托,以不适宜种子保存的多年生和无性繁殖植物资源为重点,充分利用现有资源圃,建设、完善10个植物种质资源圃。公务员之家 (3)畜禽保种场。以优势农业科研、教学机构和生产单位为依托,以特色、珍稀地方畜禽资源和优异资源为重点,按照生物安全规划,依据品种特性分类原则,建立20个畜禽资源保种场,保护地方资源和引进的优异资源。 (4)保护区。以生物资源原生地地方政府为主体,根据普查结果,设立10~20个种质资源原生境保护区,对山东特有的野生资源进行原生境保护。 (5)资源繁殖更新基地。以农业科研、教学机构和生产单位为依托,根据实际需要,在全省范围内建立10个资源繁育更新基地,对保存的农业生物种质材料分期分批进行更新繁殖。 2.3.2运行管理体系建设 (1)管理委员会。成立山东省农业生物资源管理委员会,作为全省农业生物资源保护和利用平台的领导机构和最高决策机构,主要功能是协调、规范平台建设的政策导向,从政策和运行方面协调有关部门、单位和个人之间的利益关系,保障平台顺畅运行。 (2)专家咨询委员会。聘请国内相关领域的知名专家,组成专家咨询委员会,负责对农业生物资源保护利用体系建设与运行的方针、路线和发展战略提供咨询意见和决策性建议,包括科技政策与科技规划的制定、重大科技项目与科学工程的前期论证、人才培养、国内外交流合作等。 (3)管理办公室。平台管理办公室是资源平台管理委员会和专家咨询委员会的日常办事机构,是平台共享服务和运行管理的枢纽,保障各项决策的实施以及安排协调相关的任务。 (4)省级资源中心。中心为非盈利的公益性事业单位,其职能和任务是进行农业生物资源的搜集、引进和保存工作,开展资源的鉴定评价、创新利用、分发代存和资源数据信息的研究与,在全省农业生物资源保护与利用工作的组织协调、信息沟通、资源共享等方面发挥牵头作用,是全省农业生物资源共享体系的中心。 (5)资源研究团队。以农业科研机构和高等院校的科研人员为主体,吸收社会力量,组建资源研究团队,承担资源收集保存、鉴定评价、繁殖更新、共享利用等具体工作。 2.3.3共享服务体系建设 (1)建立健全资源共享机制。研究制定共享行为主体的责权利界定规则,确定资源提供者、利用者和共享运行管理者等共享行为主体的责权利。研究制定农业生物资源共享保障规则,包括共享与利益分享相关政策和法规、约束与激励机制、信誉保障和咨询机制、绩效评价机制等。 (2)建立资源信息共享网络。集成资源主要数据信息,建立山东省农业生物资源信息共享服务网络,为政府主管部门掌握情况和宏观决策提供依据,为科研人员和普通公众获取和利用农业生物资源信息提供可靠、便捷的通道。 2.4平台建设的重点任务 2.4.1农业生物资源的考察与调查对全省农业生物资源的种类、分布、多样性、濒危状况、生态环境以及资源的保存条件、管理水平和共享共用现状等进行全面调查,探索农业生物资源长期保护和可持续利用的有效途径。 2.4.2农业生物资源的收集保存建设农业生物资源保存库(圃、场)及原生境保护点,向各级各类科研单位、高等院校等资源保有单位和个人征集现有资源,开展国内外优异资源的收集和引进,抢救性收集保护濒危、珍稀、野生农业生物资源。对收集的资源统一编目和入库(圃、场)保存。 2.4.3农业生物资源的繁殖更新及标志性性状数据的补充完善开展现存资源的定期繁殖更新工作,维持资源的生活力。对收集保存的资源深入开展农艺学、遗传学等相关研究,补充完善种质资源的标志性和关键性性状信息,增加资源信息数据,提高资源可利用性。 2.4.4农业生物资源的鉴定评价按照国家统一的资源描述标准和数据控制规范,对资源的生物学特征特性进行鉴定评价。研究各种农业生物资源鉴定评价的技术方法,特别是利用现代生物技术理论和方法,从分子水平研究资源的性状特征,构建地方特色生物资源核心种质,筛选优异资源和突破性新种质。 2.4.5标准化整理和数字化表达按照国家统一的资源描述规范,对资源的护照信息、标记信息、特征特性信息、保存信息等进行标准化整理和数字化表达,建立资源信息(包括图像、视频等信息)数据库,保证资源信息数据的可比性,提升资源的利用价值和共享水平。 2.4.6分子标记筛选、基因克隆与种质创新开展农业生物遗传多样性研究,发掘重要性状的基因标记,克隆功能基因,创造新型种质材料,丰富遗传资源基因库。利用分子标记技术,研究山东特有生物资源的分子图谱,构建智能化的种质指纹图谱识别系统,建立以分子标记辅助选择、转基因技术和分子设计育种技术为主体的高效分子育种技术平台。 2.4.7信息网络建设按照统一的资源信息标准、数字化标准和网络化标准,将资源实物、数据信息和网络相结合,建立数据容量大、检索查询功能全、网络服务方便快捷的信息化、现代化服务体系。 基于GIS、RS和GPS技术,建设农业生物资源原生地、资源圃、保种场、保护区和更新与繁殖基地自然与经济环境空间管理系统,与共享服务系统融合,支撑农业生物资源信息化管理与服务。 2.4.8虚拟博物馆建设建立和完善图像处理、多媒体数据采集加工的规范,开展代表性、典型性资源的多媒体数据采集工作;运用三维数据还原、视频、音频等技术制作多媒体展品,实现对资源全方位的数字化表达;建立多媒体信息查询系统,以“形”的方式实现对资源的检索,建成山东省农业生物资源虚拟博物馆,达到对社会公众进行科普教育、资源保护宣传和远程服务的目的。 生物资源论文:生物资源科学专业核心课程 摘要:植物资源开发学是生物资源科学专业的一门重要的专业基础课程。本文以贵州师范学院11级生物资源科学专业的核心课程植物资源开发学为例,从本门课程的特点、教学中存在的问题、教学方法以及科教的紧密结合等方面出发,对植物资源开发学的教改方面进行了一些探索,以提高教学质量和教学效果。 关键词:生物资源科学,植物资源学,教学改革,探索 生物资源科学(代码:070411S)属于理学大类,生物科学类。此专业是贵州师范学院响应教育部关于战略性新兴产业相关专业申报的号召、开始申办的,并于2010年由教育部批准为传统招生目录外专业。获批后,我院于2011年开始招生,目前有在校生近160人。由于该专业属于传统招生目录外专业,目前只有浙江大学、贵州师范学院及泰山学在试验办学,还没有统一的办学模式,这就要求我们根据本省的实际情况,构建特色的办学模式,其中尤其是课程体系的构建。在课程体系构建中,植物资源开发学作为一门专业基础课程,其中所涉及到的一些专业技能是学生必须掌握的。 1、植物资源开发学课程特点 植物资源开发学以生物科学为背景以现代生物技术为主导,以植物资源的分布、繁殖、经济性状、机能特性、开发利用和相关知识及其可持续发展为中心内容进行教学和科研,是一个多学科交叉、宽口径的新学科,与药用植物学、植物分类学和保护生物学有密切关系。但是与这些学科相比又有所不同,植物资源开发学尤其是对实践能力要求更高些,重在开发利用,为人类的衣食住行提供所需的资源。因此在其培养模式以及植物资源开发课程的教学内容、教学方法上都存在着不同的侧重点。因此,如何根据本校的教学条件,进行教学改革,培养社会需要的生物资源科学专业方面的人才,是植物资源学这门课程在教学的时候需要必须用谨慎的态度来面对的问题。 2、目前在本门课程教学中存在的问题 2.1、植物资源开发学相关教材匮乏的问题 专业针对性强,教材必须针对培养目标和教学大纲的基本要求。对教材的实用性要求上,要让学生在知识结构和能力结构方面有突出的优势,所以对于专业课的选取上要独具匠心,有别于其它教材,充分展示创新思想,专业针对性要强,突出资源开发利用的能力要求。然而目前能够符合这方面要求的教材可以说几乎没有,鉴于此种情况,我们目前采取的措施是:对目前有的资源学方面的教材进行整合,再加工,形成具有自己院校办学特色的讲义。比如,我们在选择教材的时,尽量选择国家级的规划教材,注意各个版本之间的相互联系性、继承性,不断的吸取成熟的、公认的新技术、新进展、新成就,提示学科发展方向,然后再结合国内外的期刊进行补充最近的相关科研内容,充分利用数据库不断的完善新的知识进去,以利于学生了解资源学的学科发展的动态以及研究现状,也有利于学生的创新意识和能力的培养。让编写的讲义一定要紧跟时代步伐,体现知识更新的前瞻性,摆脱教材知识的滞后性的局限。让讲义的内容与知识结构称为一个体系,这个体系主要围绕着“三基”进行,体现专业发展的基础理论、基本知识和基本技能这三个方面。把资源开发的科学性与严谨性,以及与环境之间的相互关系结合起来,促进学生更好的把我本学科资源开发的基本路径和开发利用模式,充分调动学生学习的积极性和主动性。 2.2 针对本门课程的教学方法不够灵活问题 根据调查,“高等学校中大约有一半课程的课堂教学学生不满意。最主要的弊病是呆板、单调,教师在课堂上唱独角戏,一言堂,照本宣科,把教学大纲规定的知识内容单向地灌输给学生,而不问学生接受如何,如同‘填鸭’”[1],针对教师的“一言堂”,“满堂灌”等比较守旧的教学方法,不在教学方法上进行改革创新,势必影响学生学习的积极性,教师讲的辛苦,而学生昏昏欲睡,教与学相互分离,达不到教学相长的效果。因此,高校的教学方法改革势在必行。 对此,我们在资源学的课堂上充分利用现有的教育资源进行教学方法的创新。科技的进步给我们提供了现代化、信息化、立体化和多样化的教学手段,给教师以极大的运用自由度。 我们充分利用多媒体的平台,在课堂上积极优化课堂教学,积极调动学生的学习热情。教学中我们提倡“参与式”教学,资源开发学是一门实用型很强的学科,这就要求我们在教学方式上,不能只因循传统,重书本知识、轻能力培养。我们的讲义只是作为学生学习的参考书籍,而不是像中小学的教科书的功能,因此,我们在讲每一节课程之前,把下次上课的内容给学生,然后在上课时,分组讨论相关章节的课程内容。教师再将相关的资源开发利用的成功案例(视频资料)进行赏析,让每一组的同学们自己进行讨论总结,分析,归纳。最后各个组的代表发言,几个小组讨论交换意见之后再有教师进行鼓励性的对大家的结论进行欣赏式的评价,归纳。应经过这么的互动式的教学不但有目的地培养学生的表达能力、思维能力,而且最重要的是使教师从知识的传授者、教学的组织领导者,转变成为学习过程中的咨询者、指导者和伙伴。教学方法的改革极大地调动了学生的学习热情。 这种教学方法的改革对教师而言,对自身素质的提高也很有帮助。教师不再以照本宣科、固守传统的面貌出现在三尺讲台上,而是要指导学生懂得从哪儿得到知识,掌握获取知识的能力和方法,积极培养学生个性(健康、和谐发展的个性)和各种能力,引导学生对未来有充分的认识。因此,这就要求教师应该掌握教育基础文化知识,加强教育的实践活动,开展多种渠道的在职和脱产培训进修。充分利用数据库,追踪最新的科研的信息,把握本学科的前沿性,只有这样才能真正成为人格高尚、学识渊博、爱学生、有能力、具有创新精神的教师。 2.3 考试方法单一的问题 根据麻省理工的教改认为:调整课程的重心是非常必要的,这是为了纠正近几十年来偏向科学理论、脱离实践的倾向[2]。现在大学的课程考试正是具有调整课程重心的指挥棒的最用。在大学一般都是平时成绩占30%和学期末的考试成绩占70%的比例进行,两者得出最终的学生成绩。导致学生学习结果还是只重视理论知识,实践可以说是停滞的状态,最终学生形成了只是及格万岁,拿到学分了事。造成了目前学生一旦学期结束,那么到毕业都不会再有机会接触之前所学这门课程的现状。鉴于此,我们对本门课程的考试单一的情况进行了符合本门课程教学规律的改革。 由于平时是小组讨论,然后每组派代表,各个组之间展开辩论式的发言,做到了人人参与,人人发言的良好教学效果,因此也就不存在平时成绩这一说法,有时偶尔有同学表现不积极,就采取单独谈心的模式,对其进行关心,了解一下情况,听听他们的建议或意见,加以吸收运用到教学中去,大大调动了学生平时学习的积极性。对于考试,我们采取理论考核与实践考核相结合,由于平时也要进行实践考核,学生学习的目的性更强,大大提高课程的实践考核比例,甚至占60%,理论考试占40%。实践考试主要是进行资源开发利用的模拟,自己选择某一种植物资源的某一个点,运用课堂学到的知识,结合自己的阅历以及查阅相关的资料自行进行设计,对资源进行开发(一级开发、二级开发、三级开发均可),要求以项目的形式进行论证,进行可行性分析并最终到达一定的目的。其主要任务是加强这些理论在实际中的应用,其主要精力放在实际应用上,明显增强了学生的适应能力,有了这些基础,以后学生无论是在实际工作中还是自己创业相信都会普遍感到得心应手的。 3、科研与教学结合不够紧密 关于系统工程,钱学森认为: “系统工程就是从系统的认识出发,设计和实施一个整体,以求达到我们所希望得到的效果”[3]。目前各种专业都面临着,教学科研两条腿走路,不能紧密的结合,不能把科研的成果转到教学中去,学生也就不能很好的跟踪上本门课程的前沿知识,更没有机会去用实践来检验所学的理论知识。而我们认为:教学和科研就是一个整体,一个不可分割的工程,二者是相辅相成的。生物资源科学专业依托贵州省生物资源开发利用特色重点实验室这个平台,在制定培养目标时,就要求把资源开发的科研知识带到课堂上来,让学生走进实验室中去,用实践来检验理论,科研不在高高在上,而是为实践服务。这种不在单独的重视第一课堂的理论教学,而是第二科学的实践课堂对学生来说更加重要。从而让生涩的理论不再变得那么的枯燥,在年终的调查中受到了学生们的好评。 4、结语 生物资源科学专业是传统招生目录外专业,其相关的课目也是新开设的,需要在不断在探索中进行,植物资源开发学课程的改革路程很漫长,务必积极探索和实践,才能不断的创新。同时提高教师自身的知识水平与业务能力,尽我们所能来促使专业课程教学上一个新台阶,达到让学生掌握一门技能的目的,而实现这个目的的方法就是教会学生怎么样去学习,如何去利用所学为社会做贡献。钱伟长先生说过:教育的目的是使学生掌握正确的学习方法、工作方法和思想方法,所学的课程也好、专业也好,无非是一种载体,通过这个载体来促使大家掌握这种方法。而我们也正是在朝这个方向努力着,希望学生学有所用,希望为社会输送优秀的专业人才。 生物资源论文:海洋药用生物资源学教学改革 摘要:海洋药用生物资源学是我校海洋药学专业的一门主要专业课,笔者做了大量创新,包括为根据海洋药学专业教学发展的需要,不断修订教学内容;紧随海洋药物前沿进展,更新教材;优化教学方式,实现师生互动;开展野外实训,巩固基础知识;开展在企业暑期短期实习和毕业实习,促进就业,通过上述努力提高学生科研创新能力和就业竞争力。 关键词:海洋药学;海洋药用生物资源学;教学改革;创新 海洋生物因其独特生存环境,导致其次生代谢产物具备新颖的结构、出人意料的药理活性,目前越来越受到科研人员关注,人们期望从海洋中发现新药,以解决疑难病症或耐药性问题。近几年海洋药学研究不断有新发现,如芋螺毒素等一批海洋药物上市,极大刺激了研发热情。在我国,海洋药物是国家“十一五”和“十二五”海洋经济发展规划中重点发展领域。为响应国家需要和科技发展需要,培养海洋药学研究的专业人才,中国药科大学海洋药学专业于2004年获得教育部批准,并建立了海洋药学教研室,开始本科招生,并自2006年开始正式招收海洋药学硕士生和博士生。海洋药学专业开设主要专业课有海洋药用生物资源学、海洋生物技术、海洋药学、海洋制药学、海洋生物学等,目前基本形成具有海洋特色的药学教育体系。海洋药用生物资源学是近些年来随着人类对海洋研究和开发程度的不断深入而逐渐发展起来的一门新兴交叉学科,它主要研究海洋生物的种类、数量、分布、生物活性物质的开发利用以及对海洋生物的可持续利用等。海洋生物资源学的主要研究目标是通过综合运用包括分类学、生态学、地理学、天然产物化学、现代生物化学和分子生物学、药学、中药学以及现代管理学等学科在内的方法和手段,揭示海洋生物的种类和分布规律,发现具有食用、药用以及工业用的新生物资源,特别是海洋药物,来服务于人类。同时,利用现代生物技术手段实现对海洋生物资源的合理开发和利用,为人类未来的发展做出重要的贡献。海洋药用生物资源学的主要研究对象是海洋环境下生活的、具有潜在药用开发潜力的动物、植物和微生物。对于这门课的改革,我提出以下几点浅见。 一、根据海洋药学专业教学发展的需要,不断修订教学内容 我校海洋药学专业开设海洋药用生物资源学、海洋生物学、海洋天然产物化学等专业课程,三者既有紧密联系又各有侧重。由于海洋药学专业设立时间较短,没有现成教学内容可以借鉴,使用的教材都是自编教材,故教学工作一直在摸索和创新中;同时教学实践中也存在很多问题,如本专业设立之初并未全面考量细化专业课程内容,三门课程在教学内容方面存在不同程度的重复现象,特别是海洋药用资源学与海洋生物学有很多重叠。针对上述问题,通过开展教师之间研讨及学生意见反馈等方式,笔者协同其他教师一起修正教学内容,以符合教学发展的需要。以海洋药用生物资源学为例,突出“药用”和“资源”两个主题,以区别于海洋生物学的教学内容(海洋生物学重点讲授海洋生物的分类学特征)。具体包括“药用”的海洋生物分类特征、药用部位、药用开发与应用,及其资源分布。以软体动物为例,不再赘述软体动物分类学特征,而是突出介绍药用的品种,如海兔,具体介绍海兔生物分类特征、分布区域、药用部位、药用进展、药用进展、实例等,如Dolastatin10、Dolastatin15等研究进展。实例选择更趋向于来源于海洋的已经成为新药或临床在研的药物,特别是国外热点药物的追踪。本着由面到点,逐步深入,全面介绍药物研究过程的教学思路,帮助学生全面了解海洋药物研发历史、流程及研究思路,有助于培养学生的学术思维能力,拓宽知识面和眼界。 二、紧随海洋药物前沿进展,更新教材 目前海洋药学领域每年约有500~600篇,1000个左右的新结构化合物被发现,具有显著生理活性的海洋天然产物不断进入临床研究阶段,有部分药物已经被批准,有的药物被驳回,如来源于芋螺的齐考诺由2005年1月首次在美国上市,2005年2月获欧盟许可[1]。但就目前的教材而言,特别是教材2004~2005年期间编写的,许多知识已经陈旧,亟需更新。特别是对海洋来源的新药或候选药物的介绍不够深入,缺乏详细的有代表性的介绍,因此与药物化学相比较,缺乏系统性。因此笔者筛选了有代表性热点药物研究,将其更新于教材中,全面系统地介绍,使学生在学习基础知识外,了解最新研究动态,扩宽了学生的视野。 三、优化教学方式,实现师生互动 目前的教学模式主要是老师讲解为主,缺乏学生互动。学生被动接受知识,因此学生的创新思维和独立思考能力得不到有效锻炼,同时缺乏对外界的了解,如对企业的了解,不知道企业需求是什么。并且现有教学都进行独立内容讲授,学生了解知识往往很零散,缺少全面整合和融会贯通。对此笔者做了大量创新。如笔者参照企业新药立项报告形式,其内容涉及药物来源、结构、理化常数、药理活性、研究动态、专利情况、市场预测等方面,要求学生参照模版对某种海洋来源的药物进行综述。通过大量文献检索,规范书写报告,学生从中学习到有哪些著名企业,该企业的研发方向是什么,作为药物研究中重要一环的调研报告该如何撰写,从而全面整合已有知识,同时扩充新知识。学生在完成作业过程中,必然涉及到药理、药化、药剂等各种知识,故可以将已有知识进行回顾和整合;在课堂讨论中,采取演讲和提问的教学方式,鼓励学生敢于质疑,积极参与讨论,激发学生学习热情,锻炼学生的口才。笔者通过近三年的教学实践发现,这种教学方式非常受学生欢迎,但在实际操作过程中也存在一些难题,如学生的文献检索能力有待提高。 四、开展野外实训,巩固基础知识 海洋药用生物资源学这门课程的实践性非常强,学生如果只是学习课本内容,往往达不到良好的效果,特别是无法真正了解一些海洋动物或植物。为此本校海洋药学专业开设了野外实训教学。学校与海洋研究所、海洋大学等建立实训基地,安排前往海滨实地考察,了解海洋动物或者植物生活环境,观察活体或标本,参观养殖基地,如紫菜养殖基地、鱼虾蟹类养殖基地,参观相关生产海洋药物企业(如甲克素生产加工企业),聆听专家讲座。经过近年的教学实践,学生通过实地学习,加深了对课本内容的理解和掌握,同时增强了对企业的了解,扩展了知识面。 五、开展在企业暑期短期实习和毕业实习,促进就业 就业是学生的头等大事。海洋药学作为一个新专业,许多企业并不了解,不知道这个专业学生学习过什么知识,能够从事什么岗位,故需要与企业沟通和合作,使得企业了解学生。最佳办法为派学生到企业实习。为此,本教研室教师通过与企业沟通,设立培训基地等方式,开展暑期短期实习和本科毕业实习等方式,加强企业与学校,企业与学生相互了解,为今后学生就业打下基础。海洋药学不断发展,与此对应的教学工作也应适应时展,在教学内容和教学方式等方面进行改革创新,以适应培养新时代复合型人才、创新型人才的需要。本教学改革针对现有问题,针对教学内容、教材、教学方式等做了创新和改革,取得了良好的效果。本教研室在校及院部领导的支持下还在不断努力,为培养21世纪海洋药学专业创新型人才奠定基础。 生物资源论文:天竺山国家森林公园生物资源景观及其保护措施 摘要 天竺山国家森林公园生物资源丰富多彩,景观优美,具有很高的观赏、科研价值,应重视生物资源的保护工作。该文总结了该公园现有的生物资源景观,并提出了相应的保护措施。 关键词 天竺山国家森林公园;生物资源景观;保护措施 天竺山国家森林公园位于被誉为“中国龙脉”的秦岭南坡,区域多变的地形地貌赋予了森林公园丰富多彩、珍贵稀有的生物资源景观,是秦岭深处一处不可多见的森林生态旅游胜地,以其独特的生物资源优势驰名省内外。为保护好天竺山国家森林公园生物资源景观,充分发挥其生物景观资源作用,笔者对该公园生物资源景观及其保护工作进行了总结。 1 生物资源景观 1.1 植物资源景观 1.1.1 分布明显的森林垂直带谱景观。天竺山森林公园植被属山地亚热带针阔混交林带,森林公园的植被按海拔由低到高可呈现出明显的垂直带谱,自下而上分别为:①含常绿阔叶树的落叶林带。分布于海拔500~820 m的河谷地带,不仅生长着北亚热带和中亚热带植物,还长有南方型常绿阔叶林。②栓皮栎林带。分布于海拔800~1 500 m的山地,主要建群种是栓皮栎和油松。油松相当普遍,常形成松栎混交林。其他落叶阔叶乔木有杨、柳、榆、槐、楸、桑、柿子、板栗、泡桐、皂荚、椿树、黄连木等,林中灌木和草本主要有盐夫木、胡枝子、野棉花、铁杆蒿、柴胡、远志等[1]。③华山松、锐齿栎林带。主要分布于海拔1 500~2 000 m的深山地区。建群种主要为华山松和锐齿栎。优势种有油松、槲栎、山杨,其他乔木有白皮松、青皮椴、漆树、青枫、化香树等,林下灌木和草本植物有松花竹、连翘、小蘖、柴胡、野菊、天门冬等。④桦木林带,主要分布于海拔1 800 m以上的较高山地,以桦木科桦属植物占绝对优势,主要乔木有红桦、白桦、华山松、山杨、椴树和少量油松。林中灌木和草本植物主要有苦竹、忍冬、六道木、鹿蹄草等[2]。 1.1.2 四季分明的森林季相景观。天竺山丰富多样的植物资源,在不同季节产生不同的观赏效果,形成千姿百态、千变万化的季相景观,丰富而明显。春天,万物复苏,春雪消融,在针叶林暗绿色的背景下,落叶树种嫩初绽,继而花缀枝头,百花争艳,香飘绿谷。万山绿波之上,红、黄、蓝、紫,姹紫嫣红,煞是壮观。夏天,百花未尽,绿叶已丰,“野芳发而幽香,佳木秀而繁阴”,密林之下,普遍凉爽宜人,山风轻来,绿海荡漾,凉风习习。深秋,灌木林层林尽染,色彩斑斓,犹如给群山披上了一条五彩缤纷的锦缎,令人如痴如醉。深秋,此时眼前山水犹如一幅丹青妙画,让人陶醉。冬日,一夜西风,瑞雪飞舞,如梨花飘洒,林中银装素裹,玉树琼花,枯叶落尽则更显松柏之苍翠,翠松顶雪而立,整个山壑空灵而深邃[3]。 1.1.3 珍稀的古树名木和珍稀植物。位于秦岭南坡的天竺山,物华天宝,漭漭林海中隐藏着许多古树名木,成为森林旅游中重要的旅游资源,古树名木有以下2种:①麻栎。属于壳斗科栎属,又名华栎。在法官乡僧道观、扁头溪各有1株,树龄300~500年,树高15~24 m,胸围360~450 cm,树干高大,枝叶茂盛。②银杏。属于银杏科银杏属,又名白果树,在法官乡扁头溪老屋场有1株树龄600多年的大树,树高17 m,胸围300 cm,四大侧枝腾空而起,根茎萌蘖甚强。此外,公园内的珍稀植物有红豆杉、杜仲、水青树、连香树、秦岭冷杉、山白树、香果树等,分布范围广,数量多,是森林景观资源中十分珍贵的资源。 1.1.4 天竺杜鹃。天竺杜鹃,植物学名高山杜鹃、小叶杜鹃,主要分布于海拔1 800 m以上,丛状分布,尤以高程测量标记点——天竺山云盖观以北的山梁上数量多,密度大,面积约80 hm2,最大灌丛高1.8 m,直径2 m。花期5—6月,杜鹃盛开之时,满坡紫红,景观非常壮观。 1.1.5 华山松纯林。天竺山主峰附近逾1 200 hm2集中连片的华山松纯林,平均树高10 m,平均胸径26 cm,平均树龄30年左右,经过自然演替,分布均匀,生长旺盛,主干通直,树形美观,林相整齐,郁郁葱葱,具有观赏价值。盛夏时节,置身林中,凉风习习,松涛阵阵,使人神清气爽;阴雨天气,云雾缭绕,似雾似幻,如入仙境。这在全省天然林分布一般不太多见,具有较高的保护价值和科研价值。 1.2 野生动物资源与景观 1.2.1 野生动物资源。天竺山国家森林公园森林茂密,自然生态系统完整,为多种野生动物的栖息繁衍提供了条件。区系组成明显具有东洋界向古北界过渡的特点,草食性动物主要有青羊、野猪、林麝等。肉食性动物主要有金钱豹、豹猫、猪獾、青鼬等。这些都是旧大陆热带和亚热带的典型动物,也是秦岭东南区和华南区所有的特产。据陕西省动物研究所2002年调查,森林公园有野生脊椎动物190种,隶属28目72科。其中,兽类有6目23科69种,两栖爬行类有4目11科32种,鸟类有14目31科74种。被列入国家重点保护对象的有20种。其中,属于国家一级保护动物有5种(林麝、豹、云豹、金雕、黑鹳);属于国家二级保护动物的有15种(大鲵、红腹锦鸡、鸢、红隼、普通雕、斑头鸺留鸟、灰林、长耳、黑熊、豺、水獭、小灵猫、鬣羚、斑羚);省重点保护动物50余种。种群数量相对较多的有斑羚、红隼、锦鸡、斑头鸺留鸟等。 1.2.2 野生动物景观。茂密的森林中,各种兽类频繁活动,敏捷的身影稍瞬即逝,仅留下踪迹让游客猜想。树上,各种鸟类跳跃争鸣,鸣声婉转,悦耳动听。清澈的溪流中,鱼翔浅底的景观更是随处可见,极具情趣,颜色鲜艳的锦鸡,在林中幽径休闲散步,见人不惊。近几年来,生态环境的极大改善,森林中的野生动物活动日趋频繁,野生动物资源成为生物资源中一道亮丽的景观。 2 生物资源景观保护措施 2.1 植物资源景观保护措施 2.1.1 封山育林。对生态保护区和野生区实行封山,禁止牛羊进入,重点恢复建设景观林。禁止附近村民在景区内放牧及樵采活动。 2.1.2 森林防火。森林防火必须坚持“预防为主,积极消灭”的方针,具体措施:一是加强对游客关于森林防火的宣传,提高游客的认识。二是加强防火队伍建设,必须要建设一支技术过硬、反应快速的森林防火队伍。三是严格野外用火,旅游旺季设立游客野炊专用点,由专人负责管理。其地点选择以无环境污染、无火灾隐患为标准。四是对森林进行重点防火保护,严禁在森林内或周围随意用火。五是加强防火设施建设。购置森林消防车1辆、风力灭火机15台、灭火器40台,分别安放在各种容易发生火灾的建筑及景观附近;购置护林防火通讯设备4台(套);结合景观亭建设,建立天竺山防火瞭望台,在各景区制高点建瞭望台4座,塔高25 m,为仿古建筑,派专人每日观察火情。一塔多用,在以防火为主的功能条件下,可兼顾旅游功能,游客可登临塔顶进行瞭望,一览四周美景。 2.1.3 森林病虫害防治。病虫害防治必须遵循“预防为主,综合治理”的方针,以生物防治为主,化学防治为辅。具体防治措施:一是为天敌提供良好的栖息环境,加强生物防治的力度。二是清理林内因病虫害死亡的树木,消灭传染源,清洁森林环境。三是进行化学防治,注意所用化学药品要符合有关规定,防止污染水源及环境。 2.1.4 珍稀植物的保护与开发。公园范围内及周边分布着许多珍稀植物,为了有效地保护、开发公园周边的珍稀植物,规划建设珍稀植物繁育基地,规划建设珍稀植物盆景生产基地3 hm2 [1]。 2.2 野生动物保护措施 “加强保护,积极驯养繁殖,合理开发利用”是野生动物保护必须遵循的方针。为保护好野生动物必须做到以下几点:一是设立野生动物保护宣传牌。书写宣传文字,介绍野生动物,使游人了解、认识野生动物及其保护的重要性。二是禁止在公园内捕猎野生动物。旅游活动中不得进行对野生动物的追逐或其他行为的伤害。三是加强《野生动物保护法》的宣传,提高游客生态环境保护意识,自觉保护野生动物。四是通过投食活动为野生动物繁衍与生存提供有利条件。
随着社会经济持续发展与科技创新的不断加速,我国产业链安全发展面临高端产业“强链”与发达国家“技术管控”、中低端产业“固链”与发展中国家产业链竞争、国际国内产业“接链”与世界产业链重构等三大问题。对此,应坚持底线思维,在保障产业链供应链稳定基础上,充分发挥大国优势,提升产业链现代化水平,着力构建现代化产业体系。 一、疫情冲击下保障我国产业链安全稳定的重要性 随着全球大变局的加速演进和面对复杂严峻的内外部环境,我国经济安全正面临诸多风险挑战,而产业链供应链安全则成为经济安全的核心和关键。特别是疫情的蔓延促使美、日、欧等经济体和跨国公司深刻认识到构建自主安全可控产业链的重要性,纷纷加大力度吸引企业回流本土。美、日、欧等经济体更加强调“经济主权”,提升国产化率和自身产业链完整性的呼声愈来愈强,政府加大吸引本国企业回流国内的政策力度以减轻或摆脱对他国(尤其是中国)的市场依赖。 (一)确保我国产业链稳定发展的需要 全球产业链“纵向缩短、横向区域集聚”已经成为必然选择,也是跨国公司为了应对重大突发事件和确保产业链安全做出的必然调整。可以预见,未来的产业竞争将不再是产品内分工格局下的跨国公司与国际代工厂之间的订单竞争,而是产业链与产业链、产业集群与产业集群之间的竞争,并最终形成依托于区域性产业集群之上的全球产业链集群。因此,要在区域产业集群的基础上,加快推进全球产业链集群建设。改革开放以来,我国能够融入全球价值链、供应链、创新链的原因,就在于企业既嵌入产业集群又加入全球价值链的双重嵌入方式。从全球产业链变动格局来看,如何将我国现有产业集群升级为全球产业链集群,将成为确保我国产业链稳定发展的必然选择。 (二)提高我国产业链发展水平的需要 构建自主可控、安全可靠的产业链和供应链体系,事关国家安全和经济安全,特别是在突发事件和极端情况下成为保障经济正常运转的关键。促进国际国内产业链协同发展,一方面能够持续增强我国在高铁、电力装备、通信设备等领域的全产业链优势,锻造产业链长板,加快壮大新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、航空航天等领域的比较优势,强化国际产业链对我国的依存关系,从而形成对“断链”风险的强有力反制和威慑力。另一方面,能够加快补齐产业链短板,推进基础产业高级化,加强对产业集群中头部企业的扶持,积极培育全球价值链最终产品背后的“隐形冠军”,促进上下游企业的产业协同和技术合作,推动国际国内资源的高效配置和市场的深度融合。 (三)加强我国产业链对外合作的需要 加快构建双循环新发展格局必然要求我国利用超大市场规模的优势,吸引全球创新要素,实现产业链创新合作。长期以来,我国加入全球产业分工体系的特征是成功融入跨国公司主导的全球价值链,利用劳动力等资源优势开展国际代工,并以“大进大出”的出口导向型经济模式,实现对全球市场特别是发达国家的市场覆盖。在双循环格局下,要逐步探索建立以我为主的全球产业链和价值链体系,发挥中国市场作为最终产品目的地的巨大吸引力,虹吸全球创新资源以提升我国产业和科技创新水平。因此,应加强国际国内产业链协同和创新合作,推动我国形成创新力更强、附加值更高、安全可控更为牢固的产业链和供应链。 二、疫情冲击下我国产业链安全面临三大问题 在全球贸易保护主义抬头带动逆全球化浪潮下,叠加新冠疫情冲击,我国产业链“长板不长、短板太短”的问题凸显,产业链深度调整带来的断裂、收缩和重组风险逐步加大,这与我国产业链现代化、经济高质量发展的目标不符,将在很大程度上影响我国产业链安全稳定。 (一)高端产业“强链”与发达国家“技术管控” 我国高端制造处于全球价值链中低端,诸多行业与世界顶尖技术有相当大差距。据相关报告数据显示,我国制造业产业链仅60%安全可控,关键核心技术主导权和控制力较弱,部分关键零部件高度依赖进口,芯片、光刻机、系统软件、医疗器械、航空发动机、高端数控机床、特种材料、高端传感器等众多产业的关键核心技术存在短板。未来,我国产业链高端化趋势不可逆转,将加大高端产业的生产与研发,补短板、强弱项,攻克“卡脖子”技术和高端装备。但与此同时,美日欧等发达经济体鼓动新一代信息技术、航空航天、新能源汽车和生物技术等战略性产业回归和对我国施行核心产业技术、材料设备等上游封锁,严重限制我国产业链关键核心环节的发展和关键制造业的海外投资并购,这将影响我国高端制造产业链升级,我国面临高端产业“强链”与发达国家“技术管控”的矛盾。 (二)中低端产业“固链”与发展中国家产业链竞争 随着劳动力、土地等要素成本上升,我国制造业劳动力密集型环节向东南亚、南亚跨境转移的趋势明显。为了防止过快“转链”风险和保证国内充分就业,未来我国将在全球产业链深度调整中重新定位中低端产业发展方向,加大中低端产业链的稳固性。但与此同时,受中美经贸摩擦和新冠疫情影响,美日欧等国家正在瞄准劳动力成本、关税较低的中东欧、东南亚、拉美、印度等新兴生产中心,加紧布局“中国+X”的供应体系,发展中国家产业链竞争趋势增强,这使得我国以发达国家市场为目标的产业链以及代工型产业受到“发达国家市场萎缩、发展中国家竞争者增多”的“双重压力”,这将引发我国中低端产业链收缩,我国面临中低端产业“固链”与发展中国家产业链竞争的矛盾。 (三)国际国内产业“接链”与世界产业链重构 此次疫情暴露出我国产业链、供应链与国际产业链接轨不足、匹配不够、融通协同有待改进等问题。未来,我国将力推产业链、供应链与全球生产网络紧密融合,提高我国与国际产业链的互动,形成上下游交织、供需两侧交错、产学研交融的产业分工格局。但与此同时,全球产业链区域化导致多个新兴生产中心崛起,全球制造业生产能力将大大提高,而全球工业制成品的市场容量并不会同比例、同速度扩张,供给的相对过剩将驱动新老生产中心走向更激烈的市场竞争,形成新形态的全球市场割据,全球产业链供应链重构趋势加重,这将造成我国产业链在国内国外市场竞争、国内国外资源利用等方面的深度重组,我国面临国际国内产业“接链”与世界产业链重构的矛盾。 三、内外统筹保障我国产业链安全,充分发挥大国优势提高产业链 现代化水平产业链供应链安全稳定是构建新发展格局的基础,在全球可持续发展面临风险和挑战时,我国应更加重视发展与安全的联系,坚持共同、综合、合作、可持续的安全观。基于我国产业链发展面临的三大矛盾,应全面、系统、辩证地看待困难和挑战,充分发挥超大规模内需市场、人力储备、基础设施和产业配套等优势,顺应趋势、依托位势、巩固优势,积极维护产业链安全,统筹推进补齐短板和锻造长板,着力提高产业链现代化水平,加快构建现代化产业体系,推动形成以国内大循环为主体,国内国际双循环相促进的新发展格局。 (一)顺应全球产业链发展趋势,加强国际产业安全合作 一是深刻分析后疫情时期世界经济和全球产业布局结构调整的动向,从战略上把握产业链供应链本土化、分散化、区域化转型的新趋势,积极抢占全球产业链重构先机;二是在“一带一路”、RCEP等区域合作框架下,主动加强与周边国家的经济合作,建立多渠道、多层次的产业链安全合作机制,加速构建以我国为重心的区域分工体系,形成区域产业价值链;三是充分发挥自贸区自贸港对外开放水平新高地作用,全面提高对外开放水平,为高水平的外资提供一个更具竞争力,更公平的稳定发展环境;四是支持国内有条件、有实力的制造业企业积极投资海外市场,加强与国外一些先进制造业企业和研发机构的投资合作,以此带动提升我国产业开发实力和科研能力。 (二)依托国内经济大循环位势,加速转变内需主导经济全球化模式 一是发挥超大规模消费市场优势,虹吸全球先进生产要素,吸引更多海外高端制造业和关键零部件生产企业落地,打造先进制造业和关键产业链、供应链、研发链外商投资高地,形成先进制造业体系,解决好当前存在的产业链、供应链隐忧,拓展上下游产业发展空间,更好辐射并稳定全球产业链和供应链;二是发挥基础设施和产业配套优势,实施更加开放的创新战略,利用全球化城市平台吸引更多科技和知识,实现“引资紧链”和“技术补链”,同时力争与世界分享我国创新产出成果;三是发挥人力储备优势,从根本上改进国内收入分配结构,充分释放人口规模决定的潜在市场空间,实现“市场强链”战略。 (三)巩固提升工业体系优势,合理优化全产业链发展布局 一是充分发挥我国空间地域广、劳动力资源丰富优势,聚焦区域间发展不平衡和产业布局存在差异等特点,更好挖掘产业结构梯次转移的空间潜力,同时立足于发掘我国超大规模和不同层次结构的市场需求潜力,更好引导要素资源有效配置;二是科学制定区域空间布局规划,引导各地根据不同的资源禀赋和要素条件,因地制宜,发挥比较优势,优化生产力布局,完善国内产业链和供应链;三是通过更加有力有效的财税、金融、技术支持政策,引导、支持市场主体根据产业发展需要进行合理的、经济的产业链和供应链布局;四是鼓励、支持企业优先使用国产设备和国产零部件,推动我国全产业和供应链协调、有序、健康发展,逐步形成区域之间、产业之间、企业之间产业互补、生产互补、供应互补的内在经济联系和生产分工,有效实现各自的比较效益。 (四)发挥新型举国体制优势,加快突破关键核心技术 一是依托集中力量办大事的制度优势和巨大的市场规模,尽快在关键领域形成自主可控、配套体系完备的先进产业优势,着力打造安全可靠的产业链供应链;二是坚持政府引导与市场机制相结合,实施好揭榜挂帅制度,推动项目、平台、人才、资金一体化的配置和使用;三是加快培育数据的要素市场,健全以创新能力、质量、时效、贡献为导向的科技人才评价体系,促进各类创新要素向企业聚集,持续强化企业创新主体地位,推动成长出一批创新型领军企业、专精特新的领军冠军企业和科技型中小企业。 参考文献: 贺俊.从效率到安全:疫情冲击下的全球供应链调整及应对[J].学习与探索,2020(05):79-89+192. 姜江.增强战略性新兴产业产业链供应链自主可控能力的思考[J].经济纵横,2022(02):35-41. 李虹林,陈文晖.新冠疫情对全球制造业供应链的影响及我国应对策略[J].价格理论与实践,2020(05):9-12. 盛朝迅.从产业政策到产业链政策:“链时代”产业发展的战略选择[J].改革,2022(02):22-35. 作者:冯利华 孙楚姣
石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的核心[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的核心区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业核心竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号: 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其核心部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石油化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4从设备装置看 石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 1.5从动力能源上看 石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1建立健全安全制度体系 企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效预防和遏制事故的发生。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。 3.3用电安全技术措施 (1)为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 (2)对具有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。 (3)当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。
化学工程论文:化学工程领域工程硕士培育 1全日制化学工程工程硕士培养的实践与创新 1.1突出实践能力的培养 研究生的培养是一个系统工程,研究生培养过程的各个环节必须紧密配合,才能培养出合格的、受社会热捧的人才。特别是对于全日制工程硕士的培养来说更是如此。根据全日制工程硕士的特点,把研究生关闭在校园里培养已不能满足社会对人才的要求,异地培养,多地培养成为必然。必须把实践能力的培养作为主线贯穿于全日制工程硕士“培养链”的各个环节。在招生环节,我们对全日制化学工程工程硕士的考生的面试采取了与科学学位考生不同的方式,把对考生的实践经验作为主要的面试内容,让考生感受到实践经验的重要性,许多考生面试后积极主动地到工厂企业锻炼,入学后带着在实践中遇到的问题来学习,增强了解决实际问题的能力。在课程培养环节,我们的课程设置体现理论与实践相结合的原则,分为公共课,专业核心课,专业拓展课,专业实践教学四个模块。我们加大了公共课的比重,利用我校的有效资源,合理整合了专业学位研究生的计算机与管理类课程。无论是公共课还是专业课,都把实践教学内容贯穿其中,理论课中包含实践知识,实践课中包含理论知识。在实践培养环节,我们建立了湖南化工研究院、湖南海利化工有限公司、国家农药创制工程技术研究中心、湖南四达试剂有限公司等多个培养基地,实践条件得到了有力的保证。另外,鼓励研究生在学校组织的集中实践之外增加自主分散实践。在学位论文环节,我们要求化学工程工程硕士研究生在开题前认真查阅文献,尽量了解国内外相关的最新研究成果,选择直接来源于具有实际应用价值的应用技术课题和现实问题的课题。同时,聘请企业的专家、学者参加开题报告会,对选题进行严格审定,多角度考虑选题的合理性、可行性及实用价值。学位论文形式采用产品开发、工程或工艺设计、工程放大及新技术工程应用报告、典型案例分析等多种形式。 1.2突出课程教师和导师的主导地位 应用型人才的培养首先要通过相关课程和案例的学习和研讨来提升其解决实际问题的能力,我们通过聘请企业专家来校担任课程教师,通过改进教学方式方法加强课程教学。如研究生自主参与教学、由多位教师担任一门课程的“拼盘式”教学模式等等。在课程建设方面,学院加大了研究生教师编写适合我院工程硕士实践的教材或讲义的支持力度,加强了研究生精品课程的建设。研究生的培养离不开导师的主导作用,特别是全日制工程硕士的导师最少两位,或多位导师,无论哪个培养环节都需要导师的指导与配合,校企导师分工配合,共同提高研究生的培养质量。在导师的选择上,我们把有横向课题,应用实践经验丰富的教师选作化学工程工程硕士的导师和授课教师,把与培养基地联系较密切的老师选为校内导师,有利地促进了校企导师之间的交流与沟通,也能及时准确掌握论文选题的进展情况等等。 1.3突出工程硕士研究生的主体地位 工程硕士的培养目标是培养具有宽广知识结构的复合型应用型专门技术人才或技术管理人才,能独立从事专业技术工作和技术管理工作。如何实现这个目标,除了学校为研究生营造合理的宽松的环境,搭建良好的学习实践平台外,只能靠研究生自己长期的积累和持续的训练,知识结构的改善,实践能力的提高,学位论文设计都需要独立完成,最终自我实现培养目标。 1.4重视工程硕士培养管理制度和管理机制 尽管化学工程工程硕士培养时间短,但我校研究生教育历史悠久,有完整的研究生管理文件,管理制度也较为健全。我校研究生处成立了专业学位培养科,负责工程硕士的宏观管理与控制,学位论文的质量标准由研究生处学位办负责管理与控制,化学化工学院成立了由科研副院长负责的化学工程领域工程硕士培养管理小组以及由院长、教授、领域带头人、企业专家组成的学位分委员会。 2全日制化学工程工程硕士培养的困境 2.1生源问题 就我们这两年的招生情况来看,生源问题非常严重,直接报考化学工程工程硕士的比例相当少,大多是其他专业调剂过来的,与我院同类专业学位教育硕士相比,化学工程工程硕士推免生只占其1/10。 2.2工程硕士学制问题 我校化学工程全日制工程硕士学制为两年至三年的弹性学制,我们目前先按两年的计划安排课程学习、实践和学位论文,然后根据学位论文的进展情况安排论文答辩或适当延长学位论文的时间。普遍存在的问题是,在国家的全日制工程硕士的学位标准还未广泛 宣传执行之前,导师对工程硕士的学位论文还是沿用科学学位研究生的学位标准,而学校研究生处在办理各种证件时(如学生证、毕业证)都只体现两年学制,普遍反映两年的时间培养既要实践能力强保证充足的实践时间又按时完成高质量学位论文的人才导师压力相当大。为了保证全日制工程硕士的培养质量,以免出现矮化工程硕士的现象,现在大多数工科院校都把全日制工程硕士的学制确定到了三年。 2.3课程体系建设问题 课程体系建设是一个长期的开放的系统工程,需要持续不断的更新。课程建设是高校人才培养永恒的主题,目前我们在课程体系建设方面还主要借鉴科学学位的课程体系,需要政府、企业、高校、教师等多方面的热情参与。 3建议 3.1加强宣传力度,改变观念和教育理念 全日制工程硕士教育是为了适应社会经济发展对高水平应用型人才的迫切需要而开设的专业学位研究生教育类型,但无论是导师、研究生本人还是社会,对此都没有足够的认识,在我院关于“科学学位与专业学位的本质内涵与区别”的小型调查中,非常了解的导师只占9%,了解和比较了解的导师各占36%,不太了解的导师还占18%。由于工程硕士的生源大都是调剂生,研究生本人也是不自愿接受工程硕士教育的,重学术轻专业的倾向普遍存在。因此需要政府、高校,用人单位、宣传媒体等都要发挥其作用。 3.2推进职业资格认证 职业资格认证考试不仅是对从业人员接受职业教育和专业知识水平的考核,也是对行业发展趋势和职业技术要求的导向,是高校调整人才培养方案的依据。是课程体系建设的指挥棒,方向标。推进职业资格认证,是全日制专业学位教育持续发展的得力助手。在这方面,教育硕士就比较规范,工程硕士可以借鉴其他专业学位的经验。 3.3加强师资队伍建设 人才培养离不开教师、导师,要加强专门的工程硕士导师队伍建设,对新导师要及时培训,了解工程硕士的特点和培养目标。要改革教学方式,要大力研究完善与经济社会相适应的课程体系等等都离不开师资队伍建设。师资队伍建设是高校发展的关键。 3.4加强产学研合作,加强高校间实践基地平台共享 随着工程硕士教育的发展,高校的实践基地平台会越来越难以满足人才培养的要求,加强产学研合作,建立更多实践基地势在必行,这是一方面,另一方面,高校间实践基地平台共享,不仅可以缓减实践基地紧张的局面,还可以加强不同培养单位研究生之间交流与合作,取长补短,共同提高研究生培养质量。 化学工程论文:对化学工程毕业生教改分析 1毕业生调查结果 1.1在校期间状况回顾 为了掌握学生在校期间的专业教育及能力培养的效果,重点调查了对专业了解及能力培养的情况,学生回答的结果如下:1)对本专业的了解:了解61.45%,不是很清楚36.46%,不了解2.09%。2)获得的能力培养:各方面都得到培养30.21%,少数几个方面得到培养64.58%,只是专业能力得到培养4.17%,都得不到培养1.04%。3)最大收获:专业能力8.15%,综合能力21.20%,独立工作能力22.83%,动手能力13.04%,组织管理能力8.15%,社交能力15.22%,其他11.41%。 1.2工作后能力自评 学校的专业与素质教育和学生能力的培养锻炼的好坏直接反映在学生工作后的各方面能力上,因此从工作适应能力等11个方面进行了调查。 1.3教学印象 为了解设置的相关教学环节的确切效果,调查了拓宽专业知识等5个方面。 1.4对教育的评价或看法 旨在改革教学体系、教学环节及教学方法等,调整课程设置,使其更适合实际应用需要,调查结果如下:1)课程结构:基础课时多11.72%,专业基础不厚20.69%,专业课太深4.14%,人文课太少26.21%,实践环节弱33.10%,其他4.14%。2)需增加的课程与知识:环保10.37%,安全9.13%,营销9.96%,经济14.94%,企业管理17.01%,公共关系18.26%,人文修养20.33%。3)教学内容和教学方法:应结合学科前沿14.41%,应结合生产实际29.26%,应生动活泼7.42%,应形式多样8.73%,多培养思维与创新能力22.71%,不行、需改进2.18%,还好4.37%,要互动10.92%。4)喜欢的课堂教学手段:采用多媒体课件16.48%,采用黑板板书4.40%,采用多媒体课件与黑板板书相结合79.12%。5)喜欢的课堂教学模式:注重教材内容与顺序5.04%,注重前沿专业知识与实际40.34%,注重思维方式与启发54.62%。6)最关注的教师素质:人格魅力32.24%,对待学生的态度19.13%,教学水平29.51%,学术能力15?30%,其他能力3.82%。 1.5期望对教学方法的改进 1)喜欢的创新能力培养途径:提前进实验室20.00%,开展前沿性讲座22.31%,参加创新活动53?85%,其他3.84%。2)喜欢的毕业环节科研展开方式:围绕导师的方向5.16%,在导师指点下主动、自由发挥71.13%,按照自己的兴趣组合团队23.71%。3)喜欢的毕业环节科研选题:理论性强5.16%,与企业生产结合67.83%,个人兴趣爱好17.35%,与个人就业相关9.66%。 2所在单位调查结果 2.1用人单位对浙科院毕业生的评价和毕业生的自我评价与定位用人单位对毕业生使用后的评价和满意度,是非常有价值的数据,这些数据能够反映毕业生群体各方面情况是否适应用人单位的需要,以及适应程度如何;还能够影响这些单位现在和今后是否继续招聘相关院校的毕业生。用人单位对浙科院毕业生的总体评价:25%非常满意,69.4%比较满意,5.6%不好说;从用人单位层面看浙科院毕业生的自我评价与定位:89.2%准确合适,10.8%偏低,没有出现过高现象。结果说明绝大部分用人单位对浙科院毕业生是比较满意的,大多数毕业生对自己的评价和定位是准确的。 2.2用人单位对浙科院毕业生各方面的评价 表4中的各方面全面体现了用人单位对浙科院毕业生的评价。用人单位比较看重毕业生具有工作负责踏实、敬业精神,合作(团队)意识与奉献精神,竞争意识与挑战意识,创新意识与勇气;对适应、应变能力,人际交往能力,人文素养,社会实践和社会工作经历,专业学习成绩、学习能力等也比较看重;学校声望和户籍等不再成为影响学生就业的主要因素。 2.3对学校教育的建议 表6综合了用人单位对浙科院培养应用型人才的相关建议(在回答者中占的百分率)。 3调查结果的启示与对策思考 调查结果显示,用人单位对学生的思想道德水平评价很高,很多单位对浙科院学生在工作中的朴实和踏实精神给予了肯定。毕业生与单位对“专业素质”和“知识面”认可程度很高,其原因是浙科院通过不断深化教学改革,拓宽专业口径,增加学科交叉,增设不同学科选修课,增强实践实习环节,让学生走出课堂,走进实验室,到单位进行实地实岗的生产实习,充分做到理论与实践相结合,更好地吸收专业知识并灵活运用,较好地提高学生的专业素质和拓宽了知识面,使许多毕业生已成为基层单位的技术骨干和业务能手。随着计算机的普及和相关课程学习,毕业生的计算机应用能力已经不成问题;但外语的实际应用能力仍欠缺,在听、说、写、译上存在着一定差距,因此学校在外语教学上应注重应用能力培养,特别要利用好专业外语与文献检索课程和科研实践及毕业研究,锻炼学生的外文文献查阅、翻译和消化利用能力。整体素质的满意度较高,但某些方面的素质(能力)有待于增强,因此还需强化以下几方面的工作。 3.1加强专业教育 从对专业的了解情况看,有38.5%的学生在学校时对自己所学专业不清楚或不知道,这对学生专业知识的学习掌握有很大影响,没有明确的目标,没有学习的原动力。因此,应该加强学生进校后的专业教育:始业教育进行专业的介绍,让学生了解专业及行业在 国民经济中的地位,毕业后能从事什么工作;了解在学校学些什么,需要注意和掌握什么,通过哪些环节培养哪些技能,学校有什么平台和措施,等等。专业教育要通过始业教育、认识实习、课程教学、技术实习、科研实践、专业技术人员讲座及毕业环节等实现贯穿整个大学学习生涯。 3.2强化教学环节的效果 从教学印象的调查结果看,除计算机能力较好外,其他环节学生印象不深,效果不明显。究其原因,对“拓宽专业知识”宣传不够,重点没有突出,课程的安排反而使学生不知道本专业到底哪些课程是重要的。这就需要从始业教育开始向学生介绍专业的基本情况、基本要求、适应领域、所学的基本课程、专业课程以及为拓宽专业知识而需拓展的相关课程知识。对“社会实践活动”除实践小分队有实效外,大部分学生留于形式,也没有真正的考核;要讲明社会实践活动的意义,是锻炼能力的重要途径,事前要充分发动,事后总结汇报、评比,既要抓好集体小分队,又要抓好个体的活动,千万不要只填个表、找个单位盖个章。对“科研实践活动”还缺乏发动、组织和考核,只是少量学生在协助教师做科研的具体工作;相关人员要早发动、早安排,使学生要有创新的科技意识,通过申报科技项目和参与教师的科研活动来完成该环节,要避免到毕业时发现缺该环节的学分时找教师填个表来充数。对“专业学术讲座”还缺少气氛,学生的理解、沟通与接受能力还欠缺;针对不同年级的学生开展相应的学术讲座,大一大二可以是行业的介绍,大三大四可以是专业的研究领域和发展动态、成功的创新、创业和个人的发展等,千万不能为了营造气氛拉人凑数,学生不知在讲什么,从而就不喜欢。 3.3加强素质教育与能力培养 现代社会需要那种“诚信为本,才智并举,具有一定创新能力”的综合性人才。学生只有全面提高自身的综合素质,才能在激烈的竞争中立于不败之地。目前大部分学生只重专业技术,而轻视文化素质的教育,造成知识面过窄,文史哲、艺术修养不足,思维简单、呆板,应变能力和创新能力较差,这样的学生将难以适应市场对人才的需求。现代企业不仅需要具有良好专业知识的人才,同时要求员工具有较高的文化素养和较为广阔的知识面,具有良好的口头表达能力与社交能力,因此必须加强学生文化素质的培养与提高工作。从在校得到的能力培养与工作后能力自评看,大部分学生在学校时没有得到各方面能力的锻炼,工作后大部分感觉工作适应能力、团队合作能力、解决问题能力较好,动手操作能力基本满意;然而组织管理能力、人际交往能力、口头表达能力、文字写作能力、竞争创新能力、胜任专业能力还不够。学校要精心组织多种学生活动,如社会调查、社会服务、课外科技活动,以及各类文娱、体育活动,融素质教育于活动之中,并注意与专业培养相结合。要注重发挥学生个体的不同特点,力求做到让学生人人积极参与、人人从中受益。通过班级组织、学生会分团委、学生社团组织等干部的轮训和竞聘等方式,及社会实践、社团活动等,让更多的学生得到领导能力、应变能力、组织管理能力、人际交往能力、口头表达能力等综合能力的锻炼;重视与创造条件,通过课程实验、设计与综合性实验、开放性实验、科研实践、技术实践、各类学生科技计划与竞赛、参与教师课题等多种途径,锻炼学生的动手能力与专业能力;通过各类报告与论文的撰写锻炼学生的文字表达能力;通过课程、实验与科研的启发式教学与培养,锻炼学生发现问题、思考问题与解决问题的能力。强化以提高学生创新能力为目标的大学生科技活动运行机制,以培养学生的创新意识、创新思维和创新技能。使毕业生不仅有较强的专业知识和业务能力,同时也具备较高的综合素质,能不断适应新环境和新形势的挑战。 3.4加大课程体系改革力度 人才培养要与社会的需求相适应,做到学以致用;合理的课程设置不仅是培养复合型应用人才,改善学生知识结构的重要保证,而且是使学生个性得以充分发展的基本条件。现在的课程体系中,选修课不多,较多注意培养学生的“共性”而忽略了他们的个性发展,因而影响创新能力的培养。学生个人的兴趣爱好是激发学习兴趣的内在动力,现代经济社会更注重人的个性发展,大型企业是按照人的性格特点并结合其专业来定位人才的使用岗位。调查结果显示,有相当部分学生认为基础课时多、但专业基础又不厚实,人文课少,实践环节薄弱;许多学生根据实际工作中的感受,提出应该增加环保、安全、营销、经济、管理、公共关系及人文修养等课程。增开跨学科、跨专业课程,要根据专业培养目标来设置课程内容,增加一些实践性、操作性强的教学环节,培养学生实践动手能力;要适当减少一些理论性课程的课时,以期用来增加实际工作中需要的应用性知识;要适当削减课堂教学时间,增加学生自学时间和社会实践时间,使学生有自我发展的时间和空间。增加实践教学时间,丰富实践教学内容,加强创新开放实践项目与内容,充分利用现代科学技术最新成果和手段,激发学生创新兴趣,发挥学生的聪明才智,提高学生实践能力。同时,加大实践教学经费投入,不断改善办学条件,为学生的创造精神和创造思维培养提供有效保证。 3.5努力改进教学方法 素质教育是一项以知识传授、方法训练、能力培养和精神陶冶为实践内容的综合性系统工程,必须贯穿于专业教育、学科教育[4]。一个学生在学校所学的知识,无论是多么的现代化,都不能应对日新月异的科学技术的发展,学习方法的掌握优于系统知识的掌握。调查结果显示,近35%学生认为教学内容应结合学科前沿、结合生产实际,40.34%喜欢注重前沿专业知识与实际的内容;教学方法上22.71%要求多培养思维与创新能力,79.12%喜欢多媒体课件与黑板板书相结合的课堂教学手段,53.85%喜欢参加创新活动的创新能力培养途径,71.13%喜欢 在导师指点下主动、自由发挥和23.71%按照自己的兴趣组合团队的毕业环节科研展开方式,67.83%喜欢与企业生产结合,和17.35%喜欢个人兴趣爱好的毕业环节科研选题。为此,教学中教师要注意知识的更新,结合学科的发展动态与实际生产应用讲解相关知识,及时更新相关工程应用实例;教学手段上充分利用现代化教学方式,多采用图片、动画等,但要克服只读电脑课件的弊病;教学方法上要改变过去只重知识传授的做法,把发展独立思考和独立判断的能力放在首位,重在激发学生的学习主动性和学习潜能,重点加强与创造性活动有关的方法、能力的教育;教学方式上要多启发、要多互动交流、要给学生有思考的时间与机会,使之真正理解,能举一反三、活学活用;专业类课程教学中教师要始终贯彻工程理念,与实际应用紧密结合。要发挥学生的主体作用,培养学生自主学习意识,传授学生探索性的学习思想和研究思路,培养学生获取知识的能力。要探索产学研相结合的办学模式,以教师的科研带动学生的实践,使之与学生的创新能力培养与毕业环节紧密结合,并逐步引导学生根据企业实际需要与自己的爱好选择课题,使学生所学知识与生产实际相结合,有利于培养学生创造性思维。同时还需要加强各实践环节的指导,使学生真正能通过实践环节得到实践应用能力的锻炼和提高。 3.6培养一支高素质的教师队伍 没有适应现代化需要的教师,就不可能培养出现代化的人才。教师是高校教学活动的主导,教育改革的直接参与者和具体执行者,更是现代化人才的塑造者。在教学中要充分发挥学生的主体作用,教会学生学习的方法,培养学生创造性思维方式,使他们成为“可持续发展”的人才,关键是要建立一支具有现代意识、创新精神、创新能力和良好政治、业务素质的教师队伍[5]。调查结果表明,学生最关注的教师素质:人格魅力32.24%,教学水平29.51%,对待学生的态度19.13%,学术能力15.30%。通过提高学历、交流进修、与企业接轨、科研等多渠道来增强教师的理论与实践能力,特别是创新能力的提高。基于浙科院培养高层次、应用型人才的特点,特别要加强既具备扎实的基础理论知识和较高的教学水平,又具有与专业有关的实践工作能力的“双师型”师资队伍的建设,引进有企业或科研院所实际工作经历的人才充实教师队伍,但需要提高他们的教学水平;引进高学历的毕业生补充教师队伍,要通过下企业实习、与企业合作、开展各种科研项目等方式强化他们的实践能力,同时也要通过传、帮、带等方式提高他们的课堂讲授水平;对现有的低学历和没有实践经历的教师也要通过进修、下企业锻炼、开展项目研究等来提高其理论水平和实践能力。 3.7应加强全方位的就业指导工作 学校除了深化教学改革,对大学生进行专业知识教育,从入学开始就着力培养学生各方面素质、能力外,还要针对目前的就业压力、毕业生期望值与定位过高等问题,进一步加强对毕业生进行思想教育(含艰苦创业教育)、理想教育、形势教育,开展社会实践活动和心理咨询活动,引导大学生树立正确的择业观,客观地进行自我评价,增强他们的心理素质和在人才市场上的竞争力,培养出适应社会需求的合格人才。学校还应大力加强就业技巧指导,提高服务质量,为毕业生提供更多的就业信息。同时还要充分发挥教师的个体作用,如通过教师的个人关系网络为学生联系、收集和提供人才需求信息,毕业环节的指导教师要在指导论文(设计)的同时多联系多提供就业职位,多关心多指导多促进学生的就业,这样就可以使学生有更多的信息、更强的紧迫感和更大的信心来完成就业。相信只要齐抓共管,一定能将就业率最大化。 4结语 毕业生的跟踪调查和用人单位调查,给学校提供了很多重要的信息,相信这些数据对培养适应市场需求的具有较强综合素质能力的应用型人才,对改革人才培养模式和方法,对提高毕业生的就业能力、真正实现学校的办学目标有所裨益 化学工程论文:生物化学工程环境改造分析 一、我国生态环境现状 目前我国工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了国内的生态环境,使得水污染日益加剧。水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿吨,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。环境是人类和生物赖以生存和发展的各种因素的总和。环境包括自然环境和社会环境。环境与人相互对立又相互制约。环境给人类的生存和发展提供了必要的条件,而人类通过调节自身以适应不断变化的外界环境;同时也不断地改造环境,创造有利于自身生存、发展的环境条件。人类对环境的改造能力越强,环境对人类的作用就越强。人类在改造环境的同时,也将大量的废弃物带给了环境,造成了环境污染,对人体健康产生了不良影响甚至危及生命。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。几大环境问题:一是大气污染对健康的危害,空气污染物在短时间内大量进入人体,会导致急性危害。产生的原因,一种是污染地区的气象条件发生了变化,大量污物积聚在低空,扩散不开;另一种是事故排放使大量有害物质短时间内进入大气,造成严重污染。二是慢性危害:长期生活在低浓度污染的空气环境中,机体可受到慢性潜在性危害,使慢性呼吸系统疾病的发病率增高。如目前吸烟引发肺癌、石棉引起石棉肺、二氧化硅致矽肺等已为人们所共知。三是致癌作用:空气污染物的致癌作用是慢性危害的又一表现,是现代肺癌发病率增高、死亡率增加的重要原因之一。实验证实,有30余种空气污染物具有致癌作用,其中最突出的是多环芳烃化合物,以3,4苯并芘为代表。它是煤炭、石油、天然气、木材等燃烧不完全所形成的一种高活性致癌物,在煤烟、煤焦油、汽车废气、飞机尾气、柏油路灰尘中都能分离出3,4苯并芘。某些元素如砷、铅、镉、铬、铍的致癌性已在动物实验中被证实。 二、现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 三、现代生物技术在环境保护中的应用 (一)污水的生物净化 污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 (二)污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。 (三)白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌;另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs 生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。 (四)化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等,但长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果。例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 化学工程论文:绿色科技在化学工程中的应用 1 绿色科技能有效减少温室气体的排放 目前主要造成温室效应的气体是二氧化碳,从工业革命以前人们开始应用含碳类的能源物质开始,无论是科技生产还是工业生产,知道现代的科技,即便是已经开始了全球化的大生产,每年都会由于生产而产生数十万吨的CO2,这些气体被爱芳到大气中,就是造成温室效应禅城的最根本的原因。而过去并未有相应的法律法规对此类问题进行规范,因此很长的一个时期,工厂对大气的这种破坏是无需承担任何责任的。 目前针对这一问题,很多化工企业都开始积极的开展新的技术,通过利用新技术以改善高CO2气体排放的现状,随着投入的加大,这种现象得到了有效的控制。甚至目前已经在某些生产环节可以达到利用二氧化碳作为原料进行生产,以此降低其排放量。比如,尿素的生产过程中,化工企业就可以再生产中将CO2进行收集通过一些反应进行利用。这一工艺每年就可以减排数十万吨的二氧化碳。 2 海水淡化预处理中绿色科技的应用 水是生命源泉,无论是生活还是生产,最基础的生存都离不开水。水作为社会发展的基础资源,本身有具有着有限性,尤其是淡水资源。而随着社会以及经济的发展,淡水资源曾经的利用毫无章法和度,因此世界开始面临了淡水危机这又一环境问题。中国虽然地大物博,但是相对于整个世界而言,是淡水资源最缺乏的国家之一,因此就需要寻找到可以解决这一难题的有效途径,海水的淡化技术的产生和应用不得不说是成为了解决这一问题的有效途径。海水淡化技术在初期研发阶段的应用成本较高,只有少数发达国家才有技术以及资金使用,称得上是奢侈技术,但是随着科技的发展,海水淡化的应用成本随之降低,其开始作为一种普通技术为一些发展中国家引用并应用。 淡化海水本质上就是通过一些物理方法或者是化学方法将海水中的盐分以及水分进行相互分离的过程。在对海水进行淡化的过程中不会对环境造成任何不良的影响,并且获取海水对生态也没有造成结构上的破坏,这一点和目前我国提出的可持续发展的思想十分吻合,即满足了自身的需要,同时也给后代留下了能够发展的资源以及环境。这一点就符合了绿色科技的基础理念,所以海水的淡化中的一个重要环节就是绿色化学工艺的应用。而将这种绿色科学的理念同化工相互联系的过程实则就是现代化工发展的重要方向之一。氢氧化镁在海水的预处理淡化中产生,这种物质不但环保可靠,并且成本较为低廉,具有简单的操作工艺,同时不会造成换进的二次污染,在海水的淡化效果上又十分的明显,因此应用前景十分广阔。 3 传统香精香料生产中的绿色化工的应用 香精香料不仅仅是我国日常添加剂之一,同时在国际市场上也是我国进行进出口的贸易组成主要内容。作为日常化学产品之一,香精香料也受到了经济危机的影响,由于这种影响的逐步加深,经济萧条的状况开始蔓延整个世界,因此,随着这一影响的加深,我国在香料香精的出口活动中,由于订单的减少,受到了一定程度的打击。 在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。 4 绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。 实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。 近年来,随着国民经济的快速发展和科技水平的不断进步,化学工程也得到了前所未有的发展,其目前已经渗透到与人们生活息息相关的各个领域当中。化学及化工虽然促进了我国经济的发展,但是在这一发展的背后,却隐藏着环境的污染、生态平衡的破坏等严重问题,这与我国现阶段提倡的可持续发展的战略目标不符。因此,为了解决化学工程所带来的负面影响,必须合理应用绿色科技。基于此点,本文首先阐述了化学工程中发展绿色科技的必要性,进而分析了化学工程中绿色科技的特点,最后提出了绿色科技在各个领域中的具体应用。 化学工程论文:有关办好化学工程与工艺专业的几点思考 自1994年我校开设化学工程与工艺专业以来,十多年间,我校化工专业蓬勃发展,培养了千余名合格的毕业生。我校化工专业分两个专业方向培养,分别是煤化工专业方向和高分子化工方向,大三第二学期由同学们自愿选报专业方向。据统计,报高分子化工专业方向的学生不足11%,为了了解同学们的想法,我们对学生进行了一次问卷调查,调查结果显示,同学们选择专业方向的主要依据是考虑到就业的便利。近年来我国,尤其是西部,陕西、山西、宁夏等地煤化工行业较热,结合我院生学来源,超过一半的学生在考虑就业时倾向回原籍工作,于是参照往届同学的经验,大多选择了煤化工方向,无暇顾及到自身的兴趣。不少同学对这两个方向都不甚了解,对我国化工行业了解甚少,选报哪个方向都无所谓。还有相当一部分学生反映对专业的培养计划不了解,培养计划在实施过程中课程的设置和安排不尽合理,课程安排有前松后紧的现象。这些不解和困惑都在很大程度上影响到同学们的学习热情,从侧面反映出我校化学工程与工艺专业建设上亟待解决一些问题。 基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。 1 调整培养计划,进行培养规范的整体设计 专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。 应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的定位决定了人才培养模式的基本框架。 2 加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作 化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自2006年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:(1)有良好的职业道德,了解本行业的相关法律法规,体现出较好的人文素养。(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。 3 灵活设定培养方向 专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异[3]。 4 优化各级结构,提高培养质量 当前, 大学生毕业后难就业已经成为社会主要关注的问题,也是每所高校所面临的最为严峻的挑战。要解决这个问题除了国家宏观上的一些制度和政策的支持外,高校还应该根据市场所需人才,有针对性的提高培养质量。提高培养质量,既要从宏观上把握高等教育的结构,明确学校、院系和学科的定位,满足地方经济社会的发展对高等教育的要求,另外,要从微观上、从学校本身把握高等教育的内部结构,理顺专业结构、学科结构与理论结构,使我们培养的人才和社会需求相一致[4]。 我国的高等教育逐渐从精英教育转向大众化教育阶段,大学之间的功能也由以前的趋同转向为逐渐分化,这就使得学校的专业定位显得尤为重要。我校化工专业应根据主要生源地的用人需求,将培养的方向和层次准确定位,针对培养什么样规格的人才,满足哪些领域的社会需求等这些问题开展广泛的研究,谨慎决定。此外,认真处理好专业建设中适应与对口的关系,在一般的学校,学生是直接面对市场就业的,应该将专业设置得窄一点,对口性更强一点[4]。 通过以上论述可以看出,要想扩大我校化工专业在西部地区的办学影响力,还需要我们多了解学生的思想动态,提升认识水平,根据市场的需求,提高培养质量,能够很好的在地方经济建设中发挥主要作用,扎扎实实做好专业建设工作。相信在不远的将来,我校化学工程与工艺专业一定会成为西部最具影响力的王牌专业,为我国化工行业培养出更优秀的人才。 化学工程论文:基于国内外环境化学工程发展的思考 化学工程随化学工业的发展而发生并演变,反过来又推动化学工业的发展。在过去的一百年,化学工业与化学工程技术历经了孕育、诞生、发展,直至形成今天庞大产业的过程。它每年为社会提供数以亿吨计的千百万种合成产品,是我们衣、食、住、行须臾难以离开的物质基础,为社会繁荣做出了巨大的贡献。 一、环境化学工程的现状 20世纪60年代和70年代初期,工业发达国家经济发展迅猛,增长速度较快。但由于忽视对环境污染的控制与治理,致使环境污染问题日趋严重,公害事件不断发生,社会反应强烈,引起了各国政府的关注,采取了各种环境保护措施和对策,加强环境管理,制订各种环境保护法规和法律,规定污染物排放标准,增加环境保护投资,以控制污染,改善环境。这些措施虽然在局部地区或一定时期内起到一定的作用,但却未从根本上消除或减少污染的增长,不能适应经济发展和人类进步的要求。 1979年在日内瓦召开的“环境保护领域内进行国际合作的全欧高级会议”上,通过了《关于少废无废技术(工艺)和废物利用宣言》,指出:“无废技术是使社会和自然取得和谐关系的战略方向和重要手段”。欧洲共同体委员会在一篇报告中对“清洁工艺”下的定义为:清洁工艺就是以最合理地使用原料和能源来生产产品的一种技术,同时在生产过程和成品的使用过程中,减少排入环境中的可产生污染的废水和废物量。同时对环境的任何作用都不致破坏它的正常功能。有的学者认为,无废工艺的概念应当包括无害、节能、省地、复用、闭路等内涵。从技术上讲是一种具体技术。 化学工业作为造成大规模严重环境污染的主要过程之一,为了从根本上解决环境污染问题,实现化学工业的可持续发展,必须以预防为主,从源头着眼,从工艺入手,开辟绿色化工技术,将污染减少或消除在生产工艺过程之中;化学工程进入了环境化学工程时期。 二、环境化学工程的发展 新原理、新方法和新技术研究开发仍然是环境分析化学获得质的飞跃的原动力。可适用于极复杂基体中众多已知和未知污染物同时定性鉴定和准确定量的具有高分辨能力的新型色谱和质谱联用技术需要给予高度关注,例如,色谱技术中的多维色谱由于其高分辨能力可在复杂环境样品分析中发挥重要作用,而亲水性相互作用色谱则可完成高度极性和水溶性代谢产物和降解产物的分析和鉴定。飞行时间质谱(TOF-MS)、四极杆飞行时间质谱(Q-TOF-MS)和高分辨质谱(HRMS)等具有全扫描和准确质量分析功能的质谱与各种色谱技术的联用将使得同时鉴定和测定目标和非目标污染物以及超复杂基体样品的分析变得更加简单,从而在新型污染物发现和识别中扮演重要角色。先进的同位素质谱技术和手性分离分析技术将在微量污染物的准确定量、污染源解析中获得更多应用,生物检测、生物标志物和被动采样等可反映污染物生物效应和环境风险的新方法将得到更大发展,原位、现场、快速检测方法将在环境污染事件的快速处置中大显身手。此外,要高度重视新型污染物、纳米材料污染物、污染物代谢和降解产物的分析技术研究,而前苏联切尔诺贝利和日本福岛核事故造成的严重核素污染提醒我们必须高度关注核污染的检测、预警和处置研究。 环境污染化学研究在贴近世界环境科学前沿的同时,要密切结合我国环境污染的复合型、压缩型、结构型和严重性特点。在污染生态化学和环境健康研究方面,需要高度重视典型污染物的生物转化和生物致毒机制,低剂量、长时间、复合污染暴露下的生态毒理效应的分子机制,复合污染在种群、群落、生态系统水平上的生态毒理效应,污染胁迫下生物的抗性和适应机制,重要污染物在体内的吸收、分布、转化与消减排泄过程,污染胁迫下疾病发生的机制,纳米材料本身及其与有机污染物相互作用、生物有效性和毒性机制等关键科学问题的研究。 新原理、新方法和新技术的研究仍然是污染控制化学研究的重点。基于新型纳米材料催化剂、分子氧和可见光体系的高效、绿色、温和条件的高级氧化技术仍然是水体、大气污染控制技术的前沿课题,基于电化学原理的氧化还原、絮凝、沉积、气浮等将在电活性污染物的处理中发挥作用,用于大气和室内气体污染物处置处理的高效高选择性吸附剂、催化剂和低温等离子体技术仍然是持续努力的方向,绿色、环保、分散性、稳定性和运移性良好的纳米吸附和降解材料将更多地应用于地下水污染的修复治理,高效的植物-微生物联合修复技术和重污染场地的强化修复技术是土壤污染修复的关键。在对以上各新型的末端治理技术研究探索的同时,环境化学工作者需要比以往任何时候更密切地与工业、农业、工程技术等领域合作,尽可能地将清洁生产、绿色化学、生态工业和循环经济等源头控制理念贯彻于生产和环境治理当中,改变主要依靠末端治理的被动局面。 三、总结 环境化学仍然处于快速发展中,其学科的理论体系仍有待进一步完善。发展基于机理的可以用于反应性混合化学品环境暴露与联合毒性理论模拟的混合物毒性-构效关系预测方法,建立可用于污染物生物毒性分子机制和复杂环境过程研究的基于量子化学计算、分子力学和蒙特卡罗模拟结合的理论模拟方法,进行以污染物风险评价为目标的环境理论计算方法和模型研究,将是今后理论环境化学研究的重点。 化学工程论文:谈化学工程中的绿色科技 一、绿色科技促使温室气体排放量减少 我们所谓的温室气体,主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产,还是现阶段科技含量高,日趋现代化、国际化的社会化大生产,这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳[1]。这些二氧化碳气体的排放,成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内,造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用。 现在这一状况已经得到了明显的改善,许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术,来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如,有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺,就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。 二、海水淡化工程的预处理过程中运用绿色科技 每个人的生活都不能离开水,水对于每个人的生命和整个社会的发展而言是绝对不能缺少的,资源。而这种重要的资源,又具有这有限性、不可再生性等特点。随着社会和经济的迅猛发展,淡水的危机成为了世界性的环境难题。而我们中国,又是世界上最缺乏淡水资源的国家之一。因此,海水淡化技术的应用,就成了缓解我国淡水资源匮乏现状的一种有效的途径。随着近年来科技的快速发展,海水淡化所必须的成本也在逐渐的趋于大众化,使这一技术不再是那些经济发达的国家才使用的起得奢侈的技术。许多发展中国家也引进并采用了这一技术。 海水淡化技术指的就是一种利用物理上的或者化学上的方法将海水里面的盐和水进行分离的技术。在进行海水淡化技术的预处理进程中,任何影响环境状况的不良影响都没有产生。并且在获取海水资源的过程中,并没有继续对生态环境构成伤害。我们的党所提倡的可持续发展战略的思想,就是指要在满足自身生存发展的需要的同时,为子孙后代留下了可以继续发展的环境状况。因此,将绿色的化学工艺运用于海水淡化的过程中的这一举措至关重要。因此,将绿色的科学理念与化工产品的生产过程联系在一起,便成为了现代世界化的化工生产中的主要方向之一。在海水淡化构成的预处理过程中产生了一些氢氧化镁,成为了环保领域新的宠儿,这种物质具有成本低廉,工艺简单、不产生二次污染,处理效果良好的特点,具有非常广阔的发展前景。 三、绿色化学技术在我国传统香精香料工业中的应用 在日常化学产品的生产中,香精香料是不可缺少的添加剂之一。我国的香精香料产品在国际市场上的出口,是我国进出口贸易的一项重要组成部分。但是由于经济危机的影响逐渐加深,及全球性经济萧条的状况逐渐加剧,我国的香精香料出口产业收到了很大的打击,产品订单大幅度减少。 在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。 四、绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。 实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。 化学工程论文:分析化学工程与工艺 1 化学工程与工艺概述 化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。 化学工程的研究领域最初只是化工单元操作,如:输送现象(为化工学科当中“单元操作”的理论基础)、化工热力学输送现象。随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。 2 化学工程与工艺专业简介 2.1 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。 2.2 化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的核心部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学核心地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。 合成化学是化学学科的核心,化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也创造了大量非天然的化合物,使人类社会所有的化合物达到2230万个(美国化学文摘1999年12月10日收录的化合物数),并且以几个月就有100万个的速度发展,大量新化合物的产生是化学工业产品开发的基础。信息技术及工程技术的进步为设备和工艺创新创造了条件,推动了化工行业的技术进步。 化学工业的生产技术和许多深度加工的产品更新换代快,要求化学工业必须不断发展和采用先进科学技术,从而提高生产效率和经济效益。不断寻求技术上最先进和经济上最合理的方法、原理、流程和设备是化学工业工艺创新追求的目标。化工新技术开发程序是一套科学的程序,它是以市场为导向、以创新为宗旨,以工业化和商业化为目的的创新过程。世界上经济发达国家化学工业的研究开发费用、科研人员以及专利和文献的数量都居各工业部门的前列。 3 化学工程与工艺实验数据处理分析 传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。 化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。 MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而MATLAB是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。 4 结束语 21世纪世界进入资源、能源短缺的时代,解决由国家提出的节约资源对保护自然生态环境的任务,需要化学与化工学科的共同发展,社会经济的可持续发展,我国提出转变经济发展模式,为此,化工教育首先要端正学生和家长对化工产生的片面认识。融合从分子水平的化学到大规模制各工程科学的宽阔视野,现代化学工程教育内容既应跨越和涵盖整个化学和化工领域,也仍要重视工程教育的特征,强化工程实践环节,培养学生解决复杂问题的能力,完成化学工程教育的历史任务,探讨化工与其他学科的跨学科交叉,并落实到教学实践中,正确认识化学工程的学科范式和内涵。 化学工程论文:虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用 一、虚拟仪器的发展和结构组成 电子仪器的发展,一共经历了四个重要阶段:模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。前三个阶段的发展实际上是为第四阶段的发展奠定坚实的基础。第四代虚拟仪器,是通信技术、测试技术和计算机技术相结合的产物,三门学科最新技术的结晶,融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。虚拟仪器的产生是仪器发展史上一次大的革新。虚拟仪器是指将一些比较灵活高效的软件和一些性能较高的硬件结合起来,将其应用在各个领域中对各项参数进行测试和调节、控制等的一个应用性很强的平台。一般来说,完整的虚拟仪器系统中有三部分的组成结构,一部分是电子计算机,一部分是仪器软件,最后一部分是仪器硬件。在电子计算机和大型集成电路高速发展的今天,相比较传统仪器,虚拟仪器得到了飞跃发展。在基本硬件的支持下,虚拟仪器可以利用电子计算机合理的调用相应的高级软件模块来完成数据的采集、控制、分析、处理以及结果的存储和显示。与传统仪器相比,虚拟仪器具有成本低、性能高、扩展性强、开发时间短以及出色的集成这五大优势。基于此,本文对虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用进行了探究,为其未来的发展提供参考依据。 二、虚拟仪器的技术支撑和特点 硬件是虚拟仪器的基础,软件是虚拟仪器的核心。计算机主要完成数据处理和结果显示。硬件接口电路主要完成被测输入信号的采集、放大、模/ 数转换。根据构成虚拟仪器的接口总线不同,主要分为基于通用接口总线GPIB 的仪器系统、基于数据采集卡的虚拟仪器系统、基于VXI 总线仪器实现虚拟仪器系统、基于PXI 总线仪器实现虚拟仪器系统、基于串行口仪器的虚拟仪器系统和基于现场总线设备的虚拟仪器系统等类型。软件可定义仪器的功能图。虚拟仪器系统的软件结构从底到顶层分为仪器I/O 接口软件、驱动程序和应用软件3 个层次。 虚拟仪器作为新型的仪器种类,主要具有以下几个特点:首先,技术和接口技术,具有方便、灵活的互联性,可方便地同外设、网络及其它应用连接。其次,开放式体系结构,缩短系统开发周期。虚拟仪器开放性构成方式,使其具有灵活性和功能的可重构性,可使用户提高重复利用率,缩短系统组建时间,降低开发费用。最后,“软件就是仪器”,仪器功能由用户定义。虚拟仪器系统中,软件是整个仪器的关键,用户可以根据自己需要定义仪器的功能,通过修改软件,很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模,打破了传统仪器有厂家定义、用户无法改变的模式。 三、虚拟仪器在化学工程领域中的应用 虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助客户创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。它在化学工程领域的应用有以下几方面: 虚拟仪器可以应用在化工过程控制领域中、是由化工领域中以及化学工程模拟领域中。虚拟仪器可以对化学反映系统中的各个参数进行实时的检测,还能通过参数的检测来调整和控制各项参数,以更好地确保化学反应的正常进行。在化工过程控制领域中的应用有很多,例如,东南大学的王晓等人通过基于labview开发平台的虚拟仪器开发了换热器试验装置测控系统,这个系统有很多功能,包括对各项参数的检测、记录,同时还能对这些参数进行分析和调节,基于此,应该加强对该系统的研究和推广,使其在更多的领域得到应用。石油化工领域中也经常需要运用到虚拟仪器,通常是将计算机技术和虚拟仪器结合在一起进行应用。在这方面的应用实例有:通过虚拟仪器,对石油管道的压力进行监测,来判断石油管道在运行过程中会否出现泄漏现象。化学工程模拟,实际上是通过建立化工过程的一系列数学模型,然后根据标准的条件要求以及各项参数,利用计算机,对这些模型进行计算,并根据计算的结构模拟出整个化工过程中所发生的行为。在化工领域中,如果要使用一种新的仪器或者是使用一项新的工艺,需要先依靠计算机对这些仪器或者工艺进行模拟,得到一系列数据,并鉴定其可靠性。虚拟仪器在化学工程领域中的应用,使得整个过程的各项参数判断更加具体和直观,有利于判断其对于工程的影响。这方面的应用实例也有很多,例如,新疆大学的付志新等人开发出了一套基于全混流反应器的模拟系统,并且模拟计算了其中的不可逆的放热反应。 五、虚拟仪器的发展趋势和光明前景 虚拟仪器还可广泛应用于航天航空、军事工程、汽车、电力工程、机械工程、建筑工程、铁路交通、地质勘探、生物医疗等很多需要高性能测控设备进行科学分析的场合。例如,利用虚拟仪器系统可以开发复杂的汽车驾驶室模拟仿真系统,汽车ABS 传感器功能测试系统;可以测试飞机飞行过程中的噪音,进行飞机发动机测试,飞行控制系统测试;可以用于电力参数的测试,构建电力测量控制系统;可以用于开发内燃机测试系统,等等。 自从虚拟仪器出现以来,其技术也不断发展和成熟,逐渐向着图形化这一开发平台中的更强适应性、更高级别的硬件模块以及更符合标准的驱动程序等方向发展,而该平台自身的不断完善和发展也是促进虚拟仪器技术不断发展和提高的重要保证。同时,怎样缩短用户的学习时间和学习量,就能确保其进行具有强大功能虚拟仪器的使用,怎样让用户轻易地对该模拟系统中得到的结果进行判断,或者如何确保用户采用一些系统构成比较简洁的虚拟仪器来对复杂的内容 进行测试,都是虚拟仪器在未来的发展中需要解决的问题。 结束语: 虚拟仪器的结构具有很强的优越性,发展经历了四个阶段,目前,其相关技术的发展已经越来越成熟,被广泛应用于各个领域中。随着科学技术的不断发展,虚拟仪器的应用将不断扩大。除了上述提到的在化学工程领域中的各种应用,它应用的范围将不断扩展到其他相关领域中。因此,虚拟仪器的市场前景是广阔的。 化学工程论文:能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践 东北石油大学于2010年成功申请了能源化学工程专业——国家战略性新兴产业相关本科专业。如何在深化教育改革,全面推进素质教育的过程中,突出本专业学生创新素质的培养,积极探索培养高素质创新型工科人才的途径和方法,是培养我国能源化工人才和教育改革发展的主题。人才质量的高低在很大程度上取决于其创新意识和创新能力的高低,而这正是目前高等教育的薄弱环节。“授人以鱼,不如授人以渔”,就是对培养和锻炼学生创新意识和创新能力重要性的最好诠释。 一、优化课程结构 创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质,仅仅掌握单一的专业知识是很难做到的。因此,加强学生专业基础教育的内涵更新和外延拓展及构建合理的课程体系非常重要。首先要优化课程结构,按照“少而精”的原则设置必修课,增加选修课比重,允许学生跨系跨专业选修课程。还要提高学生获得信息的手段,使学生有机会接触各学科发展前沿,了解科技发展的趋势,掌握未来变化的规律。 二、优化课堂教学形式 课堂教学是教学的基本组成形式,学生的创新精神和创新能力的培养也必须渗透到各科教学过程中。教师既是知识的传授者,也是创新教育的实施者。要结合学生的认知水平和生活体验,创设新的教学情景导入新课,营造一个鼓励学生创新的课堂氛围。采用多样的课堂教学形式,鼓励学生提出不同的见解。加强各学科的相互渗透和交叉综合,有利于学生整体素质的提高;注意融合学科前沿知识和高新科技,激发学生的创新精神。 三、探索开放式实验教学体系 充分利用我院省级化学工程实验教学示范中心的仪器设备和师资力量,探索和完善实施开放式实验教学的方法及其在课堂教学、实验技能竞赛、创新实验设计竞赛、新能源设计竞赛、数学建模竞赛、本科生毕业设计(论文)中的应用,改革和完善实验课程成绩的科学评价体系,改革实验室管理运行机制,探索开放实验室的管理方式和体制,探索保障实验仪器设备不断更新以跟上学科发展的途径,完善实验仪器设备、实验经费和实验耗材的实验室管理体制。 四、完善学生科技创新体系,建立校内外创新实践基地 实行学生研究训练计划,引导学生在教师的指导下进行科研训练;鼓励学生参加教师的科研课题,与教师合作进行科学研究;实行学生科研立项制度,从政策和经费上鼓励学生进行科技创新;聘请国内外着名专家学者为学生作学术报告等形式,使学生了解能源化工专业发展的学术前沿;鼓励学生申报国家创新实验项目,省、校级挑战杯项目等,提高学生的科学素质,培养学生的科学精神。发挥区域经济优势,签约合作企业,并对创新设计实验室进行重点投入建设,本专业已建成国家级石油化工工程实践教育中心和大庆炼化公司的创新实践基地,为学生创新实践提供了保障。 五、完善评价体系,建立创新激励机制 评价是教育管理中实施控制的特殊手段,是教育管理的重要环节。传统培养体系不利于培养创新人才的弊病反映在评价体系上采用简单划一的方式,未能反映出学生的真实全面的水平和能力。对学生的评价不仅要重视知识的全面性考查,更要重视创新能力的考查。考试方式多样化,考试时间自主化。同时建立对学生的创新意识、创新能力、创新成果积极的激励机制,即对学生的各种创新行为和成果给予正面的激励和奖励。建立专门制度,从政策导向上鼓励和支持教师在传授知识过程中,积极探索创新思维能力培养的方法并付诸实践。 六、实践成果 1.丰富和完善了教育教学研究的改革和实践。项目在 能源化工专业2009级中进行了三年的应用,收到了良好效果,极大地推动了其他化工专业类拔尖人才和创新人才的培养和实践,对促进石油化工类拔尖创新本科人才培养质量的提高发挥了积极的作用。2010年以来,石油化工类专业承担省级教改项目3项。发表教学研究论文9篇,主编教材3部;完成了《分离工程》等省级精品课程的建设,《化工热力学》、《化学反应工程》、《工业催化》3门重点课程建设。 2.促进了石油化工专学科建设。石油化工创新拔尖人才培养的改革促进了以化学工程与工艺为主的石油化工类学科建设。目前在学科建设方面已有1个国家级特色专业—化学工艺,1个国家级战略性新兴产业相关专业—能源化学工程,1个省重点(特色)专业—化学工程。已有1个国家级实践教育平台—国家级石油化工工程实践教育中心,1个轻烃加工与利用部级重点实验室,1个石油与天然气化工省重点实验室和1个省级石油化工技术研发中心,已成为黑龙江省石油化工工程技术人才培养和培训基地。 3.学生创新实验与竞赛获奖。通过创新培养体系的实施,能源化工09-2班25名学生,8名学生参加国家级大学生创新实验计划,10余名学生参加国校级大学生创新实验,公开7篇,申请专利2项。英语四级一次性通过率100%,六级一次性通过率80%;国家二级计算机考试一次性通过率100%,并有40%的学生自愿考试通过国家三级计算机考试。同时该专业学生积极参加各种竞赛活动,3名同学获全国大学生化工设计竞赛1等奖,5名同学获得全国化工设计竞赛二等奖,2人获得全国英语竞赛三等奖。1人获得2011年“国信蓝点杯”全国软件人才设计与开发大赛黑龙江赛区C语言程序设计三等奖,1人获得2011年高教杯全国大学生数学建模竞赛二等奖。校级英语竞赛、物理竞赛,软件设计大赛和挑战杯等获奖30余项。经过系统化、有针对性的培养和严格的考核,学生的综合素质得到了极大的提高,班级大多数学生获得了“三好学生”、“优秀学生干部”、“优秀团干部”等荣誉称号。在此基础上班级的学风日益浓厚,多次获得校级荣誉。 七、理论水平与推广价值 项目研究从能源化学工程—战略性新兴产业相关专业设立的目标与东北石油大学化工学院特色优势实际出发,构建能源化学工程专业创新人才培养体系。研究成果既有高度概括的模式框架,又有具体可行的实施方案、操作办法,为全国相关专业的教学体系构建,深化教学改革,提升教学质量,为培养学生创新能力提供了较为全面的理论和实证参考,尤其是是对工科学校教学质量提升和专业教学改革具有推广价值。 化学工程论文:化学工程技术及发展动态 一、新型反应技术的研究 1.1 超临界化学反应技术 超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。 1.2 绿色化学反应技术 绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采用化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包括原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。 1.3 新的分离技术 研究从广义上说,分离强化首先是对设备的强化,然后是对生产工艺的强化,综合起来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,有利于实现可持续发展,这也是化工分离技术的主要趋势之一。古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,那就是:此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术的不断进步,分离技术也不断得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进有利于新的分离过程的深入,提高工作效率。 二、传热过程的一些新的研究进展和方向 2.1 微细尺度传热学研究进展 微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着惟妙惟肖的变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。 2.2 强化传热过程的研究进展 这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包括发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。 2.3 传热理论研究进展 近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采用机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。 2.4 与计算机技术相结合 计算机技术的进步使化学中大量的计算问题和数据采集分析的问题得到了解决,同时解决了人力物力和财力,也增加了数据的准确度与精确度,主要表现在计算机技术对计算流体力学和数值传热学上的主要贡献,其主要的研究方法是数值模拟法。这种方法的特点是需要大量的数据计算,而且需要大量的实验作为补充,采用计算机进行分析和计算,有利于将数据直观的表现出来,方式更加灵活多变,费用更加低廉,并且得出结论的周期比较短,对于应对此类问题计算机技术是最好的选择。 三、化学工程学科未来的发展动态 3.1 将化工过程与系统过程研究相结合 化学变化是一个复杂的过程,这是因为性质决定的,其非对称性和不平衡性打破了人们的惯性思维,使其控制因素增多,结构尺度变多,其中结构是对过程工程研究的中心问题,主要解决办法是简化其结构,使复杂的结构变得简单,更具有使用价值;首先研究特殊系统,然后推理出一般性的结论,进而推而广之,这些都为解决结构问题打下了良好的基础,解决了复杂系统不容易被分析的问题,采用整体法和还原法研究复杂的系统有利于把握系统的主要变换方向,多尺度的思考问题的方式可以将过程问题转换成平时的时间和空间问题,对研究化学工程的复杂结构有好处。化学工程的这一转变趋势预示着化学正在向着应用领域进行扩张,更加注重其实用性和价值性,而非学科本身理论的研究。这也在化学课堂上出现了明显的改革,从只有实验和理论两个过程的化学转换成有实验、有计算最后才产生结论的过程,这就需要化学与数学物理等相结合,甚至与计算机技术相结合,进而实现化学过程的更好研究。 3.2 将化学工程与材料科学研究相结合 科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现,并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用,这就为化学工程的研究提出了新的问题那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论,化学工程的发展就此进入老人一个新的发展阶段。在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科,这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题,为化学的发展做了良好的铺垫。 3.3 将化学工程与信息工程研究相结合 化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的 统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向。 四、结语 化学的影响以及需要重点探讨的方向,就是化学环保问题。由于化学工程往往都会涉及污染问题,因此从化学工程技术角度分析,将从技术角度出发,从而尽最大限度来降低化工技术对环境的影响。未来化学工程技术的发展,直接影响着其发展态势。 化学工程论文:化学工程中化工生产的工艺解析 1 引言 化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术,化工工艺的开发与发展在近年来更加火热,主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染。随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺受到了挑战。以往化工厂的污染问题一直得不到彻底的解决,污水化学残留物的排放,给人们的生活带来了很大的影响。化学生产造成污染,从很大程度上是其生产工艺存在问题。因此,为了解决其污染问题,并在一定程度上提高其生产效率,重点就在于改善其化学生产工艺。 2 我国化工生产的现状分析 我国工业的几大主体:机械工业、煤矿工业以及化学工业。化学工业之所谓成为工业的重要组成部分,其重要因素在于化工生产能够在很大程度上满足人们生产与生活的需要,从而推动了我国的工业以及农业的迅猛发展。化学肥料是目前我国农业农作物的主要肥料,在很大程度上维持着我国农业的发展与稳定。然而,由于化学生产过程中必然会产生化学废物,造成一定范围内的污染,尤其是排放的废水以及废渣,成为了自然中的主要污染源。从目前我国的化工厂的化工生产分析,总体上处于一种以牺牲能源以及环境为基础的化工生产。具体分析如下: 化工生产的效率不高;我国工业发展存在一个共同的弊端,主要在于其生产的效率不高。在化学反应过程中,主要由于生产环境以及生产设备的不过关。例如在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分,造成废气以及废物的产生。不仅如此,反应不充分,造成的最大问题在于反应后生产的化学产品合格率太低,无法满足人们的生产以及生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产,造成巨大的能源与资源的浪费,从而大大降低了化工生产效率。 化工生产造成自然环境污染严重;化工生产是目前我国主要自然污染的源头之一,尤其是重金属的生产与化学反应。在化工场附近的废水检测中的结果显示,废水中的重金属严重超标,造成水源的污染,从而影响土质,造成自然环境的失衡。此外,对于化工生产过程中造成的废水与废物,化工厂为了节约成本等原因,而采用直接排放的方式,将污水以及废物直接排放到自然中,造成了大范围的污染。 化学工程中,连续的化工生产环节不连贯,造成整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中,出现的影响,其主要原因也在于生产工艺的不合格。 综上所述,目前我国化工生产的主要现状为生产效率不高,防污染环节不重视,没有专门的污染处理系统以及化工生产的不完善等。这些问题,一起阻碍了我国化学工业的发展。 3 我国化工生产工艺解析 从上文中,对于我国目前的化工生产过程中,存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题,化学的生产工艺需要有哪些改进呢?在化工生产过程中,采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢? 首先,化学生产过程中,提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到高效生产,提高生产效率,减少废料的产生,反应条件是最为关键的因素。因此,提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准,才能保证在化工生产过程中,高效生产,并减少废物的产生。其中,废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能保证化工生产的相对环保。 其次,化工生产过程中,并非只是提高产品生产的环境,更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。目前,我国规定,有毒物质以及重金属是绝对不允许直接排放到自然环境中的。此外,还包括我们经常看到的废气,这些都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放一般要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单,主要是通过化学反应中最基本的原理,将废水中的重金属通过沉淀的方式,使其沉淀,从而减轻其危害性。此外,废气的处理应该在排气的中部以及顶部,都设置一出废气处理系统,这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤,从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。 最后,真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手,工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。例如制造氧气的方式就有很多种,那么哪种方式才是最为简单、效率高并且更适合化工生产呢?当然,在不同的环境下,对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的,并能通过改变来进行适应性生产,从而提高化学生产的效率,并实现高效以及绿色生产。 总之,化工生产工艺的提高,应该从当前的现状分析,找出生产环节中的弊端吗,从而大力发展化工工艺。 4 结语 以上分析主要探究化学工程中,化工生产的工艺问题。化工生产在环保以及节能减排等多个主流理念的影响下,开始不得不提高其生产工艺。传统的生产工艺以牺牲自然环境为代价,生产大量的化工产品。虽然这些化工产品对于我国农业以及整个工业的发展都起到了非常重要的作用,但是合理生产、绿色生产才是工业发展的基础。化工生产的工艺亟待提高,因此出现最新的化工生产技术以化工生产工艺,旨在能够在提高生产效率的同时,并能满足节能减排以及环保的要求。如果生产工艺无法真正实现环保与节能减排,那么也可以开发化工后期的环保处理工艺。总之,最大限度提高化工生产工艺,从根本上解决化工生产中的问题,实现合理化生产。 化学工程论文:浅议绿色化学工程和工艺对化学工业节能的促进作用 工业产业的发展,对国民经济的提高具有重要意义,但在工业产业的发展过程中,国家能源及生态环境也面临着越来越严峻的挑战,能源消耗、环境污染越来越受到关注[1]。工业污染物处理、生活废品处理等已经成为一个值得进行深入研究的重要课题。绿色化学工程是一个新型项目,其发展的主要目标为对化学生产过程中产生的资源浪费及环境污染现象进行处理,促进化工环境污染及资源浪费得到改善。 一、绿色化学工程与工艺的开发 在传统化学的生产过程中,在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性,因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果,资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高,还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷,其通过对相关科学技术及先进方法的利用,对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。 (一)采用绿色化学原料 在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。 (二)提高化学反应的选择性 在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。 (三)使用无毒无害催化原料 随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。 二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能产生的促进作用 目前,在各工业产业的生产过程中均已广泛应用到绿色化学工程与工艺。该工程中具有的应用性能不仅可有效改善化工产业发展过程中存在的资源浪费和环境污染问题,同时还可有效促进化工生产的结构不断得到优化。绿色化学工程与工艺在化工产业中的应用主要表现在如下几点。 (一)清洁生产技术的应用 清洁生产技术是一种具有较高价值的绿色技术,该种技术主要是通过对化工原料进行无害、无毒、无废处理,实现原料利用率得到提高,进而促进化学工程的生产质量得到提高。在清洁技术中,应用最为普遍的技术分别为脱硝和脱硫两种技术。应用该两种技术对存在较为严重的污染的化学废物、生活垃圾等进行绿色处理,经过相关技术的处理后,生活垃圾可有效转化为沼气。应用自然发电技术来代替传统发电技术。太阳能、风能的开发和应用是清洁生产技术飞速发展的重要标志。在生物工程中合理应用清洁生产技术,可有效促进细胞及基因工程的发展效果得到显着提高。在辐射加工中应用清洁生产技术,可促进催化剂的作用得到显着提高。 (二)与生物技术相互结合的应用 在生物技术领域中,其技术范畴具体包含细胞、微生物、基因、酶等多种技术。其在各化工生产中的应用主要包含有生物化工合化学仿生学两个方面的内容。在生物体内,生物酶作为催化剂存在,其具有显着的专一性和高效性,在生物合成的每个过程中均无法脱离酶的作用。在绿色化学工程与工艺中对生物技术进行合理应用,通过相关技术处理,可使再生资源转化为相应的化学品。早期所应用的有机化合物原料大部分是直接源自动物和植物,后来才逐渐发展为将煤炭、石油作为原材料使用。在绿色化学工程与工艺中,通常情况下均是应用工业酶或存在于自然界中的酶作为催化剂。将酶与通常应用的化学催化剂进行比较,酶在应用过程中的优点主要表现为无污染、产物性质好、反应条件温和等。例如通常情况下均是应用丙烯腈进行丙烯酰胺制备,当使用酶作为催化剂后,能耗消耗量大大降低,反应具有彻底性,并且在反应过程中无任何副产物产生。 (三)生产环境友好型产品 绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。 三、结束语 在绿色化学工程与工艺中,应用无毒、无害的物质作为原材料,使用节能减排的生产工艺,应用清洁生产的技术,可有效降低化学工业生产过程中能源消耗,减轻生态环境污染,促进人与社会和谐发展、产品与生态互补得以实现。因此,对绿色化学工程与工艺进行开发和研究是对当代化学工业的发展产生严重影响的主要因素之一,是促进化学工业可持续发展的重要前提条件。 化学工程论文:化学工程与工艺专业的煤化工特色建设 1化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则 1.1以市场为导向 随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。 1.2发扬创新精神 只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。 1.3稳定发展原则 化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。 2建设煤化工特色的对策 2.1创新教育观念 专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。 2.2创新课程体系 煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。 2.3理论与实践相结合 化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。 2.4建立健全质量保障体系 完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。 3结语 化学工程与工艺专业的煤化工是高校的特色专业,因此要坚持以市场为导向和创新性原则,在稳定发展的基础上,促进本专业特色发展。煤化工特色建设要创新教育观念,将理论与实践相结合,健全教学质量监督机制,突出特色,促进教学目标的实现,为社会培养更多的煤化工专业人才。 化学工程论文:探讨化学工程中的结构问题 1 结构的定义及其时空多尺度特征 “结构”在《辞源》中有如下定义:1)连接构架;2)物体构造的式样;3)诗文书画各部分的组织与布局。 结构具有多尺度和随时空变化的特征。如太阳系由太阳、地球、月亮等不同尺度的星体构成,它们在万有引力的相互作用下处于有序而不停的运动之中。又如一棵树由不同尺度的树干、树枝和树梢组成,相互依分数维的规律连接形成一个有机整体。化学工程同样具有多层次、多尺度并随时空变化的结构,一般可分为从分子到颗粒的小尺度区、从颗粒到单元设备的中尺度区和从单元设备到系统流程的大尺度区。各区中均有各自不同的结构。小尺度区中的结构,如超分子和离子液体结构。 2 多相流结构的预测 结构需要若干参数来定量表达,以工业快速流化床提升管中的流动结构为例,需要 8 个参数来描述,分别为密相表观气速、密相颗粒表观速度、聚团平均直径、密相空隙率、密相体积分率、稀相表观气速、稀相颗粒表观速度、稀相空隙率。李静海、郭慕孙在研究快速流态化床的局部结构时,提出了能量最小多尺度作用模型。该模型认为在快速床中流体用于颗粒的悬浮输送能最小,并以此作为系统的稳定性条件,与稀密两相的动量守恒方程、等压降方程、气固两相的质量守恒方程、聚团尺寸方程一起求解,成功预测了反映快速床局部结构的 8 个参数。借鉴 EMMS 模型的方法,结合研究不同床型、内构件、外力场对多相流动的影响规律,可望建立各种类型流态化床结构参数的预测模型。 3 结构—性能关系 众所周知,物质的分子结构与其热力学特性密切相关;材料的微观结构、介观结构与其宏观的物化和力学性能密切相关,如金刚石与石墨同样都是由碳元素组成的物质,由于碳原子排列的方式不同,金刚石坚硬无比,而石墨则非常柔软。同理,以尺度大小不同、空间分布不均的气泡、液滴、颗粒、聚团组成的化工多相流的局部结构与其流动、传递、反应行为密切相关。 图 1 为离子液体的结构图。各离子之间通过氢键形成网络结构,因此具有较高的黏度。图 2为微乳液中的胶团(水包油)和反胶团(油包水)的结构示意图,虽然其尺度微小,仅 10~100 nm,但结构复杂。以反胶团为例,其核心为自由水,核心周围是结合水层,再往外为表面活性剂和助剂双亲分子层,最外是油相。该结构与微乳液的萃取分离和反应性能密切相关。图 3 是由微观像探头(镜头直径 3 mm)拍摄到的快速循环流化床中的局部结构的照片,从中可见快速流化床中存在颗粒的聚集相(聚团)和颗粒的分散相(稀相)两相结构,聚团的形状不规则,大小不相同,这种结构对快速流化床中的传递与反应具有直接的影响。图 4 是纳微颗粒鼓泡流化床层流化时和断气塌落后的照片。纳微颗粒表面过剩的自由能使其具有聚集成团的特性。从图 4 可见,床下部是大尺度聚团,床中部是中等尺度聚团,床上部是小尺度聚团。颗粒聚团内部的颗粒与气流接触很差,严重影响传递和反应速率。图 5 为气固鼓泡流化床的照片。其中,图 5a 的床中无内构件,床层由气泡相和乳化相组成,气泡尺寸较大;图5b 的床中有多块百叶窗型横向挡板,床层由气泡相和乳化相组成,但气泡尺寸较小且均匀。气泡会形成气体短路,严重降低气固接触效率。图 6为工业流化床中设置的组合式横向斜片挡板,可以有效破碎气泡和颗粒聚团,斜片导向可进一步强化气固接触。图 7 为工业萘氧化制苯酐流化床反应器的内部结构图,床底的气体分布板可使气流均匀分布,床中的垂直换热管内构件可强化气固接触,减少放大效应。由于这种多相流结构的难以预测性和构效关系的复杂性,传统的化学工程采取平均的方法,必然造成预测的偏差,成为化学工程放大的瓶颈问题。 4 多相流结构的调控——散式化方法过程 工业多相反应和分离设备中局部结构由气泡、液滴、颗粒和聚团等尺度不同的分散相和气、液介质连续相组成。这种分散相的尺寸越小,它们在连续相介质中分散得越均匀,相间接触界面就越大,越有利于传质、传热和化学反应;同时如果相间的滑移速度越高,则相间界面越薄,界面的更新速度越快,同样有利于传质、传热和化学反应。影响结构的最主要因素是系统或设备条件(包括颗粒和流体的性质、设备与内构件的结构与形状、外力场的影响等)和操作条件(包括温度、压力、气液固三相各自的流速与流向、稳态操作与动态操作等)。当前引人注目的微通道与膜反应和分离技术的优势也在于可有效调控结构,得到尺度均匀而微小的气泡或液滴,强化相间接触。 5 多相流结构与计算机模拟 20 世纪 80 年代以来,随着计算机科学和测试技术的飞速发展,计算流体力学和过程的计算机数值模拟应运而生,人们可以通过实验和理论分析建立数学模型,并采用高效计算机对复杂过程进行计算机数值模拟,进一步通过多种实验参数的测量对模拟结果加以验证。这方面的工作已经取得了很大的进展。流化床结构的预测、优化调控以及规模放大的最终解决,无疑应当寄托于计算机的数值模拟和仿真技术。当前用于气固流化床数值模拟的数学模型主要有两流体模型(Two-Fluid Model,TFM)、颗粒轨道模型(ParticulateTrajectory Model,PTM)和流体拟颗粒模型(Pseudo-Particle Model,PPM)。巨大的计算量使 PTM 模型和 PPM 模型的应用受到限制,应用 PTM 模型和 PPM 模型对含有大量颗粒的工业系统的模拟目前还不现实。两流体模型将颗粒也视为流体来处理,由两套分别描述流体和颗粒相的流体动力学方程组来描述,其间通过相间作用项来封闭,两相同在 Euler 坐标系下处理。该模型主要是在微观足够大和宏观足够小的尺度上进行平均化,这使得这些微元适于在衡系统获得简单的本构方程,从而可以通过数值的手段预测系统的时空变换。由于系统的复杂性和局部非均匀结构的存在,真正能满足这种要求的微元尺度与反应器宏观尺度相比往往过于微小,目前的超级计算机速度也很难满足其需要,所以不得不采用加大尺度的微元,其内部含有丰富而显着的非均匀结构,这时现有的本构方程已经不再适用。目前多数具有应用价值的模拟成果都是应用双流体模型得到的。FLUNT、CFX 等以双流体模型为内核的商业软件被广泛采用。 结束语 化工多相流反应与分离设备中存在颗粒、气泡、液滴、聚团,且其尺寸大小不同、空间分布不均匀。该局部不均匀结构与流动、传递、反应行为密切相关。传统的化学工程忽视局部多尺度不均匀结构而采取平均的方法,造成对“三传一反”行为预测的偏差,成为化学工程放大的瓶颈问题,应引起学术界关注。近年来在结构参数的预测理论研究、结构与传递和反应的关系理论研究、结构的优化调控理论与方法研究以及结构参数与两流体模型相结合的多相流计算机模拟研究等方面已经取得一定进展。但面对复杂得多尺度结构问题,需要付出更多的努力 化学工程论文:分析化学工程与日常生活的联系 世界万物均是由物质组成的,化学就是一门研究物质的组成、结构、性质、和变化规律的科学,它对人类认识和改造物质世界有着极大的帮助[1]。而化学工程正是量产这些物质的工程,因此化学工程与我们的日常生活有着非常紧密的联系,千百年来,从河姆渡人烧制陶器到航天飞机飞向太空,化学工程的产品贯穿了日常生活的每一部分,并推进着社会文明的进步和人们生活质量的提高,不断地改善着我们的生活。 1 什么是化学工程 化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业(如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等)生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,并应用这些规律来解决过程及装置的开发、设计、操作及优化问题的工程技术学科。 化学工程通常应用数理化的基础理论,通过各种各样的实验,在最适化与合理生产量的情况下,充分考虑工业生产中的“放大效应”,并与化学工艺相配合,安排出经济而有效的程序,最终解决工业生产中遇到的问题,化学工程对于我们现在的生活已经有了极大的作用,因此研究化学工程迫在眉睫。 2 化学工程所涵盖的领域 由于化学工程是研究工业生产的化学和物理过程原理的学科,而在传统的工业生产,如矿石冶炼、燃料燃烧,石灰烧制中,往往都伴随着物质分解等化学过程和能量流动等物理过程的同时发生,因此化学工程所涵盖的领域是相当广泛的。它不仅包括矿石冶炼,食品加工,纸张制造等传统的化工产业,还包括生物制药,纳米技术等尖端新型化工产业[2]。这些行业中生产、制造、研究出的产品是我们无法缺少的,因此,可以说化学工程已经与我们的生活密不可分了。 3 化学工程与日常生活的联系 随着化学技术的不断发展,相应的化学工程也逐渐全面地渗透到我们的生活中,从平常的衣食住行中就可以看出化学与我们联系的密切性。 20世纪40年代,合成纤维工业开始起步,锦纶、腈纶、涤纶等陆续投入工业生产并快速发展起来。此后纺织工业的原料完全依赖农牧业的情况开始发生了改变[3]。合成纤维不仅可以用于生产服装、渔网、绳索等生活用品,还可以生产工业用织物、隔音、隔热、电气绝缘材料等,医疗用布、外科缝合线、止血棉、人造器官等医疗用品,它作为重要的纺织纤维,其地位已经超过天然纤维,广泛的应用于服装行业为主的各个行业中,保证了人们的对“衣”的需求。而橡胶合成和皮革加工行业则为几十亿人提供了日常所需的鞋子。 说到“食”,现今社会中,在这个“食”里充斥着的化学产品太多了,这些化学产品中有好的,也有很多具有副作用的,我们要选择性的发展。它们的技术产品革新,特别是合成氨技术的出现大大的提高了世界粮食的产量,保证是数以亿计的人的“吃饭”问题。这已足以说明化学工程在我们日常生活中重要的地位和作用。而日日与我们相伴的调味品,甚至食品添加剂、防腐剂在赋予了食物美味的同时,也保证了他们的新鲜,他们都是通过化学方法所制的,这些也是化学工程对生活的贡献。 在“住”方面,我们盖房所需的钢筋水泥、玻璃门窗,装修所需的油漆石膏、地砖马赛克,日常所需的锅碗瓢盆、肥皂化妆品都是以化学物理原理为基础,通过工业生产而成的典型的化学工程产品。正是这些炼制钢铁、烧制玻璃、配制油漆洗发水等化工工艺的不断提高,才保证了我们“住”的质量的巨大飞跃。 “千里之行,始于足下”,日常行走离不开我们的双脚和脚下的鞋,而说到鞋就不得不提我们前面说到的它对橡胶和皮革制造产业的依赖。当然,现代人在“行”方面更多的会选择自行车或汽车这种相对更加便捷的交通工具,制造它们必不可少的便是钢铁、塑料、皮革、橡胶这些化学工程相关产品。而汽车想要行驶起来,离不开铺设柏油路的沥青和各种汽油、柴油、添加剂、润滑油,这些都是石油化工的主要产物。所以说,我们的日常交通离不开化学工程的功劳。 谈到国防航天事业,虽说是国家大事,但也是与我们每个人都息息相关的事情,航母的下海,飞船的上天,这已不仅仅是关乎民族自豪感了,而是关乎我们整个国家全体国民的安全和利益的事情。但是想要把他们造出来却绝非易事,在太空中或极端恶劣的作战条件下,一般的钢铁材料往往承受不了环境带来的巨大伤害同时较大的自重更会影响其关键时刻的机动性。高分子材料、纳米技术等先进的化学工程技术的出现则较好的解决了这一难题[4]。这使其不仅具有抗高温、抗创击能力,又保持了自身的灵活性,极大的推进了我国国防航天事业的发展与进步,保证了国家的国泰民安。 当然,化学工程对我们日常生活的贡献还远远不只这些,生物制药技术帮助人们治疗病患,造纸厂满足人民生活学习中对纸张的需求,印染工业则给人们带来一个多姿多彩的世界…… 但是化学工业在给人们带来无限的“福利”的同时,也对人类造成了一些不小的危害[5]。众所周知,化工产业一直就是工业部门中的污染大户,且较难治理,这给生态环境带来了很大的威胁,并危害着人们的身体健康。同时,化学工程的高物耗、高能耗也在慢慢竭尽着地球上有限的资源,违背着人类的可持续发展战略。 4 结语 在千百年的发展历程中,化学工程在人们的实践与挫折中持续的进步,并一直的为人们的生活服务着,不断地提高着人们的生活质量,推进着社会的进步。虽然其不可避免的对我们的日常生活产生了一些不利的影响,但这不能掩盖它至关重要的作用和所做出的巨大贡献,可以说化学工程和日常生活是紧密相连密不可分的,没有化学工程的发展就没有我们现在的生活。 化学工程论文:浅议化学工程学科未来的发展动态 引言:化学工程是一门用来研究化学工业和其他相关产业在生产过程中所进行的化学过程和物理过程以及所使用设备的设计、操作和优化的工程学科。因为在化学工程方面所涵盖的内容比较广泛,所以,对化学工程技术从总体上进行发展探索研究具有深刻的意义,能够掌握研究的动态信息,吸收国内外最新的研究成果,促进研究工作效率的提高。 一、化学工程学科未来的发展动态 1、化学工程向过程工程的发展 过程工程所研究的对象是一个复杂的系统,具有多种控制因素、非线性和非平衡性、结构多尺度的特点。在过程工程这个复杂系统中结构是其中心问题,发展简化的方法是解决思路,才能够在工程中具有实用性;通过对特定系统的研究,发展其具有普遍适应的方法,才能够实现过程工程发展的机遇和优势;要想很好的解决复杂系统就必须采用整体和还原论相结合的方法;在解决复杂系统时多尺度方法是最有效的方法,过程工程是解决时间或空间上的多尺度问题,主要是为了解决跨尺度敏感性、尺度之间的模型封闭、关联问题。在应用领域内容的扩展所表现出来的是化学工程向过程工程的发展趋势,应用领域包括化学工业、向生物、环境、信息等扩展;研究的内容是 小尺度、大尺度之间的扩展。在过程工程的研究方法上也出现了新的变化,如由原来的实验或理论变为实验、计算、理论三者结合的方向发展,学科之间相互交叉、多尺度、复杂系统都是过程工程中研究的重要内容。 2、化学工程与材料化学工程的发展 随着我国社会的发展,科学技术也在不断的更新发展,新能源、新资源、生物技术等这些新兴的产业在逐渐取代传统产业,化学工程学科面对这一具有时代性的变化必须考虑到为新产业的形成与发展提供良好的服务,并继续完善本学科的理论,化学工程的发展进入到了一个新的发展阶段。在研究方法上以学科交叉的特征进行研究,已经发展了材料化学工程、能源化学工程、生物化学工程、环境化学工程等产业,为以后化学工程的发展创造了新的活力和发展空间。在这些以发展的产业中材料化学工程是发展最快的,并且成为了当代化学工程的热点研究领域。在材料化学工程中另一个研究的核心内容是新的单元技术和集成技术,它主要是以新材料作为基础。而在传统化学工程中主要是以设备作为基础,一些具有关键性新材料的突破对化学工程的发展起着至关重要的决定性作用。在我国也对这方面进行了相关研究,并取得了一定的成绩,在新材料的生产问题上得到了解决,并且也为化学工程学科创造了更好的发展空间。通过对化学工程的理论发展和过程工程的设备研究的深入了解,并结合现阶段材料学科的发展方向,进一步强调化学工程学科和材料学科相互交叉,发展以新材料作为基础的化学工程技术,利用化学工程理论进一步对新材料的生产过程进行研究,并为规模化生产做好准备,对我国的化学工程学科以及材料学科的发展具有十分重要的意义。所以,化学工程和材料科学的相互结合为我国化学工程学科的研究奠定了基础,并且取得了突破性的成果。 3、化学工程与信息工程的发展 根据科学的发展来看,科学数据的大量积累可以发现重大科学的发展规律。根据调查发现,在一篇外国化学文摘中记录了分子、化合物等相关数目近千百万种,但是在世界上相关化学家并没有对这些数目有明确的研究。尤其是在化学工程领域方面,这些数目的研究分析,很可能可以提高生产的效率和效益,所以必须对这些数据进行重新评估和整理。在我国一些知名大学利用先进的科学技术,已经开始对这些数据进行相关研究,并取得了一定的成果。 二、开展必要的化学工程基础应用研究 化学工程研究不仅要消化吸收引进技术,还要进行高科技的发展,开展相关基础研究。虽然基础应用研究具有科研周期长,投资费用高,在短时间内很难取得经济效益,但是为了保证化学工程的持续发展,更好的参与到国际合作与竞争中去,必须放眼于未来,进一步加强科学技术的开发,完善必要的基础应用研究,并加强消化吸收引进技术的化学工程基础研究,避免一些相关问题,如专利技术,形成具有自己特色的流程和设备。 三、建立一个具体有效管理和运行机制的体制 在我国相关研究所、设计院、企业甚至是一个部门的相关管理和运行机制都缺少活力。并且具体的分工不十分明确,组织困难,没有一个有效的运行机制,主要是在化学工程方面。所以要把开发工作切实落实起来。因此,必须建立一个以设计所、研究院和高校相互结合的开发体制,组织化学工程任务的相关课题。对化学工程的发展战略进一步深入研究,把握学科前沿,结合自己的相关情况,提出相应的化学工程发展战略,以化学工程作为主线进行先关研究,解决实际问题,取得相应成果。根据信息、计算机、新材料等这些工业要求以及环境、生物化工的发展情况,并结合国外化学工程的发展动态,抓准重点发展本学科的生长和结合点,形成良好的分支。 四、促进化学工程技术发展的对策 1、着眼全局提高化学工程技术水平 化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象,要进一步促进化学工程技术的进步,就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用,做好整体的规划,协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域,使各个学科领域相互促进,最后实现共同发展。 2、提高化学工程机械设备研究水平 机械设备是提高一项技术必须具备的,先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言,目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后,应该加强研究力度,向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备,在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。 3、做好化学工程技术的教育工作 任何一项技术的发展都不能离开高水平的人才,所以要促进化学工程技术进一步发展需要加强化学工程领域的教育培训工作。不仅需要培养化学工程技术方面的知识,与其相关的学科的教育与培训也要加强。不仅仅培训理论知识,更要加强学生的实践能力,为化学工程技术的发展储备人才。 4、积极开拓化学工程技术的应用市场 当今化学工程技术的应用领域已经很广泛,但是如果想要进一步的发展还要积极研究开发新的工艺、新的产品,寻找新的市场。市场是产品开发的动力,有了市场的需求才会带动产品的生产,也就会促进技术水平的提高。 结语:综上所述,随着科学技术的发展和化学行业的不断进步,专业人员已经把化学专业的研究重点从单一研究化学过程、设备等单一方面转而 研究化学行业与其他行业的融合方面.最大限度地节约地资源、能源,实现绿色化学的目标,实现可持续发展.探究化学工程技术的热点分析与发展趋势,通过对现有的化学工程技术的分析,研究其技术热点,从而经过理论分析,判断未来的化学工程技术的发展态势.化学的影响以及需要重点探讨的方向,就是化学环保问题.由于化学工程往往都会涉及污染问题,因此从化学工程技术角度分析,将从技术角度出发,从而尽最大限度来降低化工技术对环境的影响.未来化学工程技术的发展,直接影响着其发展态势。
绿色化工论文:绿色化工信念推进化工产业的发展 近年来,世界各国化学工业的发展在不断促进人类进步的同时,客观上也加剧了环境污染、温室效应等负面效应。一些著名的环境事件多与化学工业有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化,如2007年太湖蓝藻大面积暴发事件、2008年青岛浒苔暴发等。由于环境污染和资源匮乏等问题日趋严重,“可持续发展”成为21世纪经济和社会发展的重要战略,由此也催生了绿色化工的快速发展。 绿色化工指的是在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低了成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理,由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。 目前,绿色化工已被全球列为21世纪实现可持续发展的一项重要战略,是解决资源、能源紧缺、环境恶化的重要途径,是提高人类生存质量和保证国家与民众安全的核心基础科学与技术。绿色化工和清洁生产工艺技术将向节能、环保的方向发展。化学与材料、生命、信息、能源、资源、环境等领域的结合将开辟新的发展方向,为提高人类生活质量和环境改善提供多种途径。采用无毒、无害原料和溶剂,高选择性化学反应,从源头上消除污染的绿色化学过程将得到普遍关注。 未来几年,我国资源、能源消耗将呈持续增长趋势,面临的环保压力也将越来越大,完成节能减排的任务也更加艰巨。因此要积极引进、推动绿色化工的建设,通过环保、绿色化学工艺过程的开发,使化工行业生产从原料到产品的整个过程实现绿色化。如用无毒无害的原料代替剧毒的光气和氢氰酸等制备中间体,以无毒无害的溶剂代替挥发性有机溶剂等。 据了解,在太湖蓝藻暴发事件后,常州市政府采取了一系列措施,积极开展环保专项治理活动。对全区范围内排水工业企业,集中式污水处理厂、规模化畜禽养殖场的污染物排放量及去向以及企业立项。建设、三同时等执行情况按照方案进行全面调查。对进入化工园区的企业,严格执行区域环评要求,同时鼓励经济效益和产业发展前景好、管理规范、污染轻的企业做大做强,大力推进企业兼并重组,提升化工园区的产业层次,较好地从源头上解决污染问题。 绿色化工不仅使化工行业达到节能减排的目标,而且还通过绿色化学品以及绿色化学工艺在其他领域的应用,推动其他行业实现绿色生产。因此说,绿色化工已成为节能减排的助推器。 目前,世界各国都在大力推崇绿色化工的理念。在法国,“绿色化工”增长势头强劲,给农业发展带来了全新思路。随着“绿色化工”的迅速升温,未来这一新兴产业创造的财富很可能超过农产品本身,仅生物能源一项就将产生巨大经济效益和社会效益。 绿色化工的出现,为我国化工行业的快速发展提供了良好契机。绿色化工技术和科技产品的逐渐完善,将通过“变废为宝”做到“清洁生产”,资源利用“一体化”,使新兴化工工业园区实现循环经济。 绿色化工论文:化工中的绿色工程 摘要: 化学化工科学与技术的发展,给我们的生活带来了日新月异的变化。新的纤维材料的发明,给我们带来了衣着服饰的革命,突破了原有的棉、麻、毛等材料的局限;新的可替代能源的发明,给日益严峻的煤炭、石油等天然原料短缺的趋势提供了缓和压力的空间。在化学化工科技发展带来社会全面进步的同时,负面效应也随之产生,那就是环境的日益恶化以及废弃物污染情况的加剧。因此,绿色科技的运用就成了至关重要的问题。就化学工程中的绿色科技的运用给出了简要的探讨。 关键词: 化学工程;绿色科技;环境保护;绿色化学 1 绿色科技促使温室气体排放量减少 我们所谓的温室气体,主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产,还是现阶段科技含量高,日趋现代化、国际化的社会化大生产,这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳[1]。这些二氧化碳气体的排放,成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内,造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用。 现在这一状况已经得到了明显的改善,许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术,来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如,有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺,就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。 2 海水淡化工程的预处理过程中运用绿色科技 每个人的生活都不能离开水,水对于每个人的生命和整个社会的发展而言是绝对不能缺少的,资源。而这种重要的资源,又具有这有限性、不可再生性等特点。随着社会和经济的迅猛发展,淡水的危机成为了世界性的环境难题。而我们中国,又是世界上最缺乏淡水资源的国家之一。因此,海水淡化技术的应用,就成了缓解我国淡水资源匮乏现状的一种有效的途径[2]。随着近年来科技的快速发展,海水淡化所必须的成本也在逐渐的趋于大众化,使这一技术不再是那些经济发达的国家才使用的起得奢侈的技术。许多发展中国家也引进并采用了这一技术。 海水淡化技术指的就是一种利用物理上的或者化学上的方法将海水里面的盐和水进行分离的技术。在进行海水淡化技术的预处理进程中,任何影响环境状况的不良影响都没有产生。并且在获取海水资源的过程中,并没有继续对生态环境构成伤害。我们的党所提倡的可持续发展战略的思想,就是指要在满足自身生存发展的需要的同时,为子孙后代留下了可以继续发展的环境状况。因此,将绿色的化学工艺[3]运用于海水淡化的过程中的这一举措至关重要。因此,将绿色的科学理念与化工产品的生产过程联系在一起,便成为了现代世界化的化工生产中的主要方向之一。在海水淡化构成的预处理过程中产生了一些氢氧化镁,成为了环保领域新的宠儿,这种物质具有成本低廉,工艺简单、不产生二次污染,处理效果良好的特点,具有非常广阔的发展前景。 3 绿色化学技术在我国传统香精香料工业中的应用 在日常化学产品的生产中,香精香料是不可缺少的添加剂之一。我国的香精香料产品在国际市场上的出口,是我国进出口贸易的一项重要组成部分。但是由于经济危机的影响逐渐加深,及全球性经济萧条的状况逐渐加剧,我国的香精香料出口产业收到了很大的打击,产品订单大幅度减少。 在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷[4]。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。 4 绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择[5],成为了历史的必然。 实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用[6]。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。 绿色化工论文:绿色化工机械制造的发展 一、化工机械使用过程中的环保措施。 (1)针对化工机械回收环节的合理性设计。绿色化工机械的设计理念重点在于“绿色”,在充分考虑环境影响因素的基础上,尽可能的体现“节俭”,即节俭资源和能源,合理设计机械回收部分,实现环保目标的同时创造更大的经济价值。就目前我国大部分化工机械而言,手工分解依然为主流,虽然回收率较为客观,但是环保效果却不尽人意。DFR即化工机械回收设计是指在化工机械的设计过程中将机械零部件以及材料的回收纳入到考量范围内,尽量选取回收价值高、处理方式简易的环保材料,以实现资源的回收再利用,从而达到环保的目的。在此过程中,还应注重对外国先进科技手段的引进,以创造符合我国社会发展需求和环境保护标准的现代设计方式。 (2)面向化工机械拆卸环节的设计。DFD即化工机械拆卸设计是指在化工机械的设计过程中充分考虑机械的拆卸性能,通过现代科技手段的运用提高机械的可拆卸性,这其中应注重以下几个方面的设计原则:一是在充分满足化工机械使用要求的前提下,秉承“预测”原则,即在化工机械的设计过程中尽量简化装卸设计,从而减少未来机械的拆卸步骤,为将来的零部件回收奠定良好的设计基础;二是化工机械的材料选取上尽量减少使用种类,使用兼容性能好的材料;三是坚持化工机械设计的统一性原则,即尽量规则化、标准化、通用化结构和功能相近的机械零部件,这样减少拆卸使用工具种类和数量的同时便于机械零部件的循环利用;四是绿色化工机械的设计应在坚持拆卸设计原则的基础上依据使用和操作功能的不同而进行具体设计。 (3)必要的化工机械使用寿命评价。所谓的化工机械使用寿命评价在此主要是就其使用过程中所产生的环境问题而提出的,与此同时它也是绿色化工机械设计分析和评价的主要措施。化工机械使用寿命评价主要包括两个方面的内容:一方面是指环保材料的选用、化工产品所涉及到的回收设计、可装卸设计、废弃物的回收再利用以及资源优化处理等绿色设计;另一方面是指在化工机械的可使用生命周期过程中使得技术、经济以及环境实现最优化。由此可见,对化工机械进行必要的使用寿命评价就绿色化工机械与环境的和谐发展而言是必然的、是不可或缺的。 二、化工机械自身生产制造过程中的环保措施。 1.将“绿色”灌输到生产制造过程中。此处所指的“绿色”主要包括两个深层次的含义即环保和节省。环保是指在绿色化工机械的整个生产制造过程中从产品的设计、生产、包装、运输、回收等环节降低对环境所产生的不利影响;节省即为节约、节俭的意思,是指通过先进的技术手段改造整个生产制造工艺流程,进而达到低消耗、高产出的目的。就目前我国的经济形势而言,实现资源配置最优化,厉行节俭,无疑是实现企业和环境双赢的重要举措。 2.注重先进科技在生产制造过程中的应用。当前化工机械所应用到的先进技术手段主要分为四种,即:一是数字化。数字化主要是指在化工机械的生产制造过程中,将繁杂多变的信息转化成可度量的数字、数据予以记载,继而通过计算机进行精准的计算和控制,从而优化资源配置,降低能源消耗。二是自动化。自动化是指通过化工机械的自主运行,较少人工操作,节省人力资源,使得整个生产制造过程实现自动控制、自动调节、自动补偿等。以不影响产品质量为前提,完善操作环境,通过先进生产工艺以及管理体制的应用,促进绿色化工机械产业的再发展。三是集成化。集成化不仅包括技术集成,还包括管理集成。融合各先进技术手段的优点,从管理以及技术方面双管齐下,创建一种符合现代制造标准,节省高效的生产模式。四是网络化。信息网络化是顺应全球经济一体化潮流的必然趋势。通过信息技术与通信技术的融合,汲取当前世界最先进的生产制造、管理、工艺等方面的技术,并结合自身的生产制造特点,形成一种新型的现代生产制造流程,从而实现绿色制造。 3.建立完善的废弃物再循环利用体系。废弃物的再循环利用,一方面改善了化工机械生产制造的环境,另一方面循环使用,降低了成本,节约了能源,对促进绿色化工机械与环境的和谐发展具有重大的意义。在充分做好设计和生产过程中环保工作的同时还应注意化工生产后所产生的废弃物再利用。对“三废”的开发和利用予以应有的重视,高效回收,重复使用,以尽量规避其对生态环境、人体健康以及经济等方面所产生的不良影响。 4.实现绿色包装。绿色包装是实现绿色化工机械与环境和谐发展的必要因素,在此应注重以下几方面的内容:一是设计符合环保标准的绿色包装,优化包装结构;二是在包装材料的选取上,选用污染小、无毒无害的材质,减少材料浪费;三是包装废弃物应易回收再利用或易于自行降解,对环境无污染;四是尽量避免对生态环境、人身健康等产生不良影响。 5.注重提升化工机械工业的创新能力。自主创新是现代经济社会对企业的必然要求。注重提升化工机械工业的创新能力,就要求企业时刻保持自身化工机械设计技术、生产制造技术、包装技术的先进性,以此为基础,实现自身的知识创新以及技术创新。与此同时,企业还应注重紧随国家政策制度,以坚强的决心和勇气,完成自身的创新、转变,从而为绿色化工机械与环境的和谐发展奠定扎实的企业基础。 作者:韦凯单位:广西石化高级技工学校 绿色化工论文:环保管理与化工企业绿色发展 1坚持绿色化工企业的发展目标 在新时期、新形势下,化工企业必须增强绿色发展的意识,充分认识和理解绿色发展的真正意识和基本内涵,并积极进行落实。作为企业,首先要积极学习国家关系化工企业节能减排和发展的基本政策法规,树立正确的绿色环保和人文主义发展意识,将绿色发展和环保管理作为下一阶段发展的重要目标;其次要加强技术革新,积极引入更多先进的节能减排设备,为绿色发展创造条件。同时还要制定和完善相应的环保管理制度和体系,从多方面入手规范企业的绿色发展。以下也将从几个方面具体分析。 2进一步建立和完善环保管理体系 2.1建立企业环境治理机构,实行三级系统控制。完善的环境治理机构是实施环保管理的重要保障。一级控制是要成立专门的环境保护委员会,主要负责贯彻落实国家对企业节能减排和绿色发展相关的政策法规,对于整体的环保管理工作进行管控;二级控制是基于委员会基础上设立环保安全部,主要负责基本的企业宣传工作以及环境治理和监测;三级控制在每一个基础性企业单位中设有专门的环境保护人员,主要负责监督企业单位的环保实施情况,协同好企业单位的基本环保管理工作,并确保一些最新的环保政策法规能够宣传到位并落实好。2.2注重环境污染风险防控。环境污染问题已经成为社会关注的焦点,环境污染后也会带来众多的影响和破坏性,因此要能够对环境污染的风险所发生的可能性进行分析和研究。在认知和关注评析风险的过程中对环境污染的各种因素进行综合评定和分析,进而制定相应的管理方案和整改措施。同时针对于重大环境影响因素或者是危险源的风险分析,应该启动紧急的风险预案和防控,既可以有效的保护环境同时也可以更好的保证人们的生命财产安全。风险分析和预测将作为环境污染防治的重要手段。2.3建立企业环境动态管理制度。作为化工企业应该将绿色发展作为自己新的发展目标,并能够建立完善的动态管理制度。积极配合相关部门检查和监测,积极落实环境保护和节能减排相关的政策法规。作为企业管理委员会也应该履行好自身的职责,做好基本的环境监测和检测工作,定时定点对于企业进行各项指标的监测和管控,对于违反指标规定的单位要进行曝光处理并进行整改,保证企业节能减排工作的顺利开展。 3建立全面的环保管理考核评价和激励管理体系 考核和评价是规范环境管理的重要手段,完善的环保管理考核评价和激励管理体系是加强环保管理的重要基础和保障。通过完善的评价考核体系可以对于企业的各项环境指标、设备的能耗、废弃物的排放量、污染事故的责任方等等进行综合评判,同时根据这些内容进行评分考核并作为最终企业考核的重要依据。节能减排的指标应和化工企业的实际情况相符合,通过层层考核和评估每年要对一些为环保管理做出突出贡献的化工企业进行奖励和表扬,而对于不符合各项指标的企业要予以整改和批评。同时我们也应该鼓励节能减排技术的创新,为环保管理创造更和谐的环境氛围。 4加强科技创新,为化工企业的绿色发展保驾护航 科技创新是发展的必由之路,同时也将成为化工企业绿色发展的重要保障。应该把技术进步放在突出位置,加大经济投入和研发投入,发挥传科技具备的基础创新、集成创新和引进消化吸收再创新优势。大力发展环保技术、清洁技术,开发应用投资省、消耗低、污染小、效益好的新技术、新工艺、新产品,降低减少原材料能源消耗,实现污染物质减量化、资源化、再利用,其措施:要能够抢占国际、国内技术创新制高点.开发环保工艺、研制环保产品。结合市场新产品开发、技术成果产业化竞争要求,企业每年用于技术进步的投入加大,开发了一大批既有利于节能降耗、提高产品质量,增强市场竞争能力,又有利于企业保护环境、治理污染的新技术、新工艺和新产品。 5结语 在构建环境友好型社会的今天,环境友好型企业也应该是绿色化工企业发展的目标,绿色发展要求化工企业要全棉实施和落实环保管理,落实好节能减排相关的法律法规,无论是企业还是政府都应该确立化工企业绿色发展的重要目标,将环保管理措施进行推广和落实。绿色企业文化是企业现金的文化,也是企业发展的重要基础,在科学发展观正确引导下的化工企业必然能得到更加全面的发展。 作者:刘泰宇 单位:哈尔滨石油学院 绿色化工论文:绿色化工技术在精细化工的运用 摘要:随着国民经济不断发展,我国工业制造业发展逐步迈向更高的高度,当然由于环境的变化及工业发展带来的问题也在不断增加,国家对于环境的保护意识逐步增加,环境的排污容量在不断减少,国家及政府针对环境的保护政策也在不断细化,在此基础上进行的环保化工技术越来越被更多人重视,其绿色化工技术也越来越成熟,化工工业的生产污染零排放指标逐渐得到落实。 关键词:绿色化工技术;精细化工;研究分析 工业经济不断发展,环境保护形势越来越严峻,必须要将绿色化工技术落实到实际的化工生产中。本文针对绿色化工技术进行了研究,首先分析了其零排放无污染利用和资源充分利用,遵循可持续发展以及采用无毒、无害的原料等特点,同时具体阐述了精细化工具备的装置规模小、种类较多和生产装置具有多功能和综合生产能力以及技术密集度高等主要特点,提出要积极应用浅析微化工技术和绿色催化技术以及绿色分离技术绿色精细化工合成技术等建议,希望对提升绿色化工生产效率有所启发。 1绿色化工的的特点概述 1.1“零”排放无污染利用。绿色化工技术实现的精细化工装置在获取新物质的转化过程中,对每一个可能产生的产品及规格都进行更加充分的吸收及利用,保证整个产品生产过程的零污染。1.2资源充分利用,遵循可持续发展。在生产过程中不仅要考虑是否对人类健康和生态环境是否有效利用,绿色化工不仅要考虑是否产生对人类健康和生态环境有害的污染物,在此基础上,还需要考虑的是整个产品的生产过程的健康性和绿色性,以及是否符合健康可持续发展的特征。1.3绿色新型。生产技术的主要目标是为了实现“零排放”和使用无毒、无害原材料,实现可持续发展,所以为了实现这一目标就必须使用绿色新型生产技术,比如近年来的膜分离技术、超临界流体技术、新型生物发酵技术、无毒、无害可再生的催化剂技术等。 2精细化工的主要特点 2.1装置规模小。精细化工装置要比一些石油化工等行业相对小很多,但是国内外的市场不断扩大,已经有不少的精细化工产品的规模越来越大。2.2种类较多。随着社会发展和科学技术进步,精细化工产品的应用领域也在不断丰富和发展,不仅是通用型精细化工产品,一些专用品种和定制品种不断出现及丰富化工市场,即使是类型相同的产品,也会出现多种规格的特点,科学技术不断提升,多种品种和型号的产品也在不断增加。2.3技术密集度高。化工产品的形势更加多样,在此基础上进行的市场研发工作也要符合市场需要,所以其中的开发周期往往相对较短,工业技术的不断发展对技术的要求越来越严格,其开发周期也越来越长,所应用的开发成本也越来越大,这样一来,其中的精细化工的产业技术密集度也得到提升。从技术密集度方面来讲,以机械工业技术密集度指数为100,则精细化工中的医药可达到340,而且有上升的趋势。从而导致行业利润率较高,比较容易推行绿色化工技术,同时也是绿色化工技术的发展的前沿。在此基础上进行的绿色化工技术推广及应用,越来越多的应用与精细化工行业。 3绿色化工技术及应用浅析 3.1绿色催化技术。日益发展的先进技术大大促进了绿色催化剂的研究进展,有机合成工业借助仿酶催化剂、固体酸碱催化剂、纳米催化剂等催化剂大大促进了有机合成工业的发展。比如现在人们都是采用更加先进的手段来对传统催化剂进行强化优化,保证整个催化反应过程更加高效合理,使得每一个反应条件更加适宜于进行催化工作,保证整个生产环节向绿色方面进行转换和发展。可以这么说,未来反应过程节能要依靠绿色催化技术的进步。3.2绿色分离技术。化工技术的发展使得其化工装置的形式也在不断优化和高效,精细的化工装置相类似于其他的化工装置一样,其分离技术的应用也往往更加普遍而多样,但是其中也有例外,比如像超临界流体萃取、膜分离、树脂吸附、分子筛吸附、微波萃取等分离技术是发展迅速的几种主要的绿色分离技术。他们往往具备有能耗低、污染小、效率高、操作简单等特点。这种绿色分离技术在一些医药、农药、香料、添加剂、表面活性剂、化妆品等行业中都得到了积极广泛的应用。3.3绿色精细化工合成技术。随着工业经济的发展,针对信息技术和计算机技术的研发及应用也得到了巨大的进步,在此基础上,科学研究成果和先进技术的共享,大大促进了整体绿色精细化工合成技术的加速进步。绿色精细化工合成技术不对称催化合成技术在手性药物、部分医药、农药、香料等行业都提供了绿色高效的合成方法。有机电化学合成技术取代了一些高温、高压、高污染的传统化学合成技术,如电氧化、电还原、电取代、电聚合、电裂解、电环化、电耦合等。 4结语 总体来说,工业经济不断发展,针对化工发展来说,必须要将绿色化工技术落实到实际的化工生产中,在此基础上首先要把握绿色化工零排放无污染利用和资源充分利用,遵循可持续发展以及采用无毒、无害的原料等特点,科学把握精细化工的装置规模小、种类较多和生产装置具有多功能和综合生产能力以及技术密集度高等主要特点,积极应用及应用浅析微化工技术和绿色催化技术以及绿色分离技术绿色精细化工合成技术等绿色化工技术,促进绿色化工生产迈向新的台阶。 作者:柴委 单位:枣庄职业学院 绿色化工论文:绿色化工技术探析 摘要:结合当前的绿色化工技术发展情况,从多方面论述了化学工程工艺中绿色化工技术的具体发展情况,在此基础上,探讨了化学工程工艺中的绿色化工技术应用方面,并于最后提出了绿色化工技术展望,希望能对化工领域中的绿色化工技术发展有所帮助。 关键词:化学工艺;绿色化工技术;发展趋势 随着我国经济社会的快速发展,人们越来越关注环境保护问题,这也是制约我国经济发展中重要影响因素。在新时期的经济社会发展中,环境污染问题已经影响到人们的日常工作和生活,其中,化学工业中的污染问题尤为突出,应该引起各方面的关注。所以,化工领域中的绿色化工技术发展具有十分广阔的前景,应该在各个层面予以充分重视,以保障化工产业的长期稳定发展[1,2]。总体来看,通过利用绿色化工技术,能够改善传统化工产业中所引发的环境污染问题,这点对于人类社会的长期发展具有至关重要的作用。所以,应该结合新时期的技术发展需求,重视化工领域中的绿色化工技术的研究工作,特别是相对应的理论以及实践方面的工作。 1绿色化工技术概述 在化工领域中的绿色化工技术具有非常重要的作用,通过实施绿色化工技术,能有效保证化工生产对环境问题所造成的污染情况,希望能够进一步提升化工技术创新,通过合理的工艺技术的进步,有效控制化学原料中废弃物所带给环境的危害。所以,应该充分重视有毒的废弃物的排放问题,充分利用好废弃物资源回收技术,保证资源利用效率的进一步提升,根据规范标准,通过对污染物的排放严格控制,以充分发挥绿色化学工业技术的优势。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 2.1化学催化剂选取 分析化工领域中的具体生产,化学催化剂则具有广泛的用处,也是化工领域中不可或缺的,能明显提升化工产生效率。与此同时,也不可避免会造成大量的有毒废弃物的排放,会造成周边环境的不可替代的危害情况存在。所以,在相应的绿色化工技术研发过程中,应该重点落实如何进行无毒无害化学催化剂的开发,并在此基础上,充分有效控制好各种有毒废弃物的排放工作[3,4]。另外,还应该结合项目的要求,做好催化剂的选取工作,一般情况下,首选毒性小、危害程度低的催化剂,保证化工工业的绿色发展。结合现阶段的化工产业发展趋势,针对无毒害催化剂研发已经取得一定的进展,比如,针对烷基化固相催化剂来说,这种无毒害的催化剂,并没有造成环境的实际污染问题,应该在合适的项目中进行推广应用。另外主要指出一点,针对无毒害化学催化剂的研发工作,应根据相关规定标准要求,严格控制好废弃物排放量,并重视排放的废弃物循环问题,进一步提升资源的有效利用率。 2.2化学原料选取 对于绿色化工技术中的化学原料部分,也应该引起足够的重视,并从根本的污染源方面进行严格控制,保证环境污染问题得到一定程度的解决。当前,绿色无污染化工原料的研发过程中,还存在一定的不足之处,依然会造成大量的污染物在生产中产生,出现一定的环境污染问题。所以,应该结合项目实际需求,尽量选择毒性小或者无毒的原材料,尽量不添加化学药剂。比如,比较好的材料包括天然农作物、天然植物等方面。随着化工工业的深入发展,应该从环保的角度考虑,尽可能放弃有毒害的材料的使用,而大力推广无污染、无毒害的原材料,从源头上尽量降低环境污染的问题,也有利于无毒害材料进一步推广使用。 2.3化学反应选择性深化 在研发绿色化工技术时,还应该重视化学反应选择性方面的问题,能提升化学生成物的提取的效率,使其能够符合相关的环境标准要求,进一步降低化工生产的成本,保证满足提升资源利用效率的预期要求。比如,我们经常把烃类选择性氧化物应用在石油化工领域中,主要是考虑到化学反应中极易氧化性的特征,这就会造成生成物存在严重的损害和浸染的可能。所以,应该进一步深化化学反应选择性的工作,避免出现损坏生成物的反应条件,从而符合化工绿色生产的要求,有效解决环境污染难题。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 3.1清洁生产技术应用 应充分发挥清洁生产技术的优势,其不仅在废弃物处理、海水淡化以及冶金方面具有较为广泛的应用,由于不存在毒害反应,这样自然也没有污染物的产生。比如,具体的海水淡化处理中,利用此技术进行海水淡化,能够有效提炼出海水中的盐分或其他,能满足日常生活的需求,并且在整体的应用环节中,清洁生产技术并不会出现污染环境的问题,没有任何的潜在危害情况。 3.2生物技术的应用 针对生物化工技术的发展特点,利用生物技术的优势能够获得很好的效果。一般来说,膜化学技术具有较为广泛的应用范围,并获得良好的效果。利用生物技术,能充分利用好可再生资源,并将其转变为有价值的化学品。充分利用酶的成分的催化剂作用,能够保证反应速度的加快,控制选择得当则不会出现污染废弃物的问题,具有相对温和的特性,对于化工产业的发展具有重要意义。传统的化学生产中,原料大都选择动植物内部的有机原料,在逐步发展中,才逐渐使用了自然中的煤炭和石油等资源。 3.3环境友好型产品应用 考虑到人们日常生活中的环境问题,应充分重视环境对于人们生活的影响,所以,在各个方面对于环境有着更为苛刻的要求。对于环境友好型产品来说,则是在日益严重的环境污染背景下,提出有效控制措施。考虑到传统化石类的煤炭、石油等资源的应用,资源消耗中带给了大气的严重污染问题,引发人们身体健康的严重危害性,所以,应该积极开展新型环保产品的研发,这也是符合人们日益增强的环保意识的需求。比如,以酒精的生产为例,主要是利用天然甘蔗为主的原料,能够通过技术发展生成新型乙醇汽油,实现汽油替代,具有一定的应用范围。在越来越多实践应用中,环境友好型绿色产品能够有效降低环境污染所带来的难题。 4绿色化工技术展 望化学工业中的绿色化工技术具有重要意义,对于我国社会的可持续化发展功不可没,同时,绿色低碳科学理念也必将是未来化学工业发展的重要方面,这里结合当前的化学工业发展现状,针对未来绿色化工技术的发展,应着重分析以下几个方面的内容[5]:第一,通过直接转化技术,使得合成步骤的“原子经济”性有所提升。从实际的绿色角度来看,有机合同需要两步或者三步才能完成,如果能将其缩短为一步的原子经济反应,能充分体现出直接转化技术的优势。比如,在进行生产环氧丙烷的过程中,传统则是利用两步法的反映方式,在得到钛硅分子筛后,可以满足催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。诚然,在化工领域中,满足原子经济性的条件还比较困难,有些条件甚至还是不可能实现的,但是,应该不断优化,充分利用化学反应的集成,能利用好排出的废物,可将其作为另外反应的原料,满足封闭循环的要求,实现零排放的需求。第二,保证输入端能量和过程中能量的管理得到充分的重视,满足整体循环过程中的能量消耗最低原则。在节能减排的指导原则下,不断开发新技术和新工艺,替代传统的排放量大、能耗高的技术,充分利用好新型的热能、氢能以及太阳能资源,尽量减少碳排放。第三,保证输出端CO2的集中转化技术进一步提升。利用高效的催化材料,满足高效活化、定向转化CO2等技术的突破,通过电化学方法、光催化等手段,尽量实现工业生产中的CO2排放量最小的原则。 5结语 综上所述,化工生产中的有害物质会造成环境污染问题,对社会持续稳定发展造成严重影响。所以,应该重视绿色化工技术的研发,充分利用绿色化工技术的优势,实现环境污染问题得到有效控制,进一步综合性利用资源,有利于实现化工行业的进一步健康、和谐发展。 作者:郑小伟 单位:合肥铜冠国轩铜材有限公司 绿色化工论文:化学工程工艺中绿色化工技术的应用 摘要:化工行业对环境造成的危害难以想象,已成为当下非常紧迫的重大课题,针对环境的巨大破坏,将绿色化工技术应用到化学工程工艺中十分重要,既能从根源上解决环境污染的问题,又能实现社会健康、和谐、持续发展。本文阐述了绿色化工技术的开拓情况及其在实际中的应用状况,对绿色化工技术深化探究,达到改观化工生产的目的。 关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用 在我国经济飞速发展的条件下,环境问题呈现出了可怕的形势,环境污染问题已慢慢的浸透到人们的日常生产生活中,而化学工业中的污染对环境造成的危害十分突出,是需要迫切解决的问题,因此,化学工程工艺中绿色化工技术的应用价值更为显著,具有长远的影响,不仅对环境污染问题进行改善,更对化学工业健康持续发展起着不可估量的作用。 1绿色化工技术阐述 绿色化工技术在化学工业生产过程中充当的角色十分突出,绿色化工技术应用的主要目的是控制化学工业生产对环境所产生的污染,期望通过对化学工业生产方法的革新和改良,来控制化学技术中化学原料和废弃物给环境所带来的污染和潜在的危害,因此,一定要减少排放有毒的废弃物,将废弃物资源回收利用做好,使资源利用率得到充分高效的提高,对污染物的排放实行有效的限制,把绿色化学工业的健康持续发展作为前进的方向。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 (1)化学原料选取化学原料作为绿色化工技术开拓中的基础,能从根源上使污染源得到很好的控制,进而缓解环境污染问题。对于绿色无污染化工原料并不是最佳的原料选取,其依然存在着缺陷,在生产的过程中依旧会产生污染物,给环境造成污染。因此,在生产中最好选用无毒的或是毒害相对少的原材料,不添加化学药剂的,比如,天然植物、天然农作物都是较好的材料选择。随着化学工业的兴盛,应该舍弃有毒害的材料,而选用无污染、无毒害的原材料,这样,才能在达到环境保护标准的条件下,使原材料成本减少,材料来源得到充分扩展。(2)化学催化剂选取化学工业在具体的生产过程中,往往会习惯性地运用化学催化剂加速化学反应,对化学工业生产效率的提升具有明显的效果,但是,同时也会有大量的有毒废弃物排放出来,给周围环境造成潜在的危害。因此,在面对具体的绿色化工技术开发时,应将焦点聚集在无毒无害化学催化剂研发上,以此为核心,使有毒废弃物排放量得到有效控制。另外,需要重视化学催化剂的选取要点,把无毒害或是毒害甚小的化学催化剂作为首选,从而接近工业绿色发展。在现阶段的化学工业中,众多研究人员在对无毒害催化剂研发方面的成绩令人们醒目,对烷基化固相催化剂倾向关注,它是一种无毒害,甚至不会对环境造成污染的化学催化剂,非常适合大力扩展应用。在此,需要强调说明的是,关于无毒害化学催化剂的研发,必须控制废弃物排放量严格符合规定要求,重视排放的废弃物循环使用这一点,使资源利用率有良好的改观。(3)化学反应选择性深化绿色化工技术具体钻研过程中,需要偏重深化化学反应选择性,进而达到加倍有效地实现化学生成物的提取,在确保符合减少环境污染标准要求的情况下,还可以使化学工业生产成本得到有效降低,更进一步改进资源利用效率。比如,在石油化学工业中,通常会运用烃类选择性氧化物,因为其化学反应极其易于发生氧化,在生成物产生方面存在着严峻的损坏与浸染。对此,针对化学反应选择性深化这一点,必须把防止产生损坏生成物的反应作为重点关注,进而使化学工业沿着绿色生产发展,消除对环境污染的潜在危害。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 (1)清洁生产技术应用清洁生产技术的优点非常独到,不仅在冶金、海水淡化、废弃物处理等范畴被普遍的应用,而且也不会出现任何毒害反应,更不会产生任何的污染物。比如,在海水淡化中,通过清洁生产技术针对海水实行淡化处理,把海水里面的盐分和其他物质提炼出来,转化为日常生产生活中需要的水资源,所有环节中应用的清洁生产技术对环境不会造成污染,不会存在潜在的危害。(2)生物技术的应用生物技术通常在生物化工中比较充分的展示其优势,在实际操作应用中膜化学技术应用比较普遍,其效果最佳。通过生物技术把很多可再生资源转化成有价值的化学品,比如,酶成分,是一种比较普遍存在与环境中的化学催化剂,在化学反应过程能够充分发挥其作用,加快反应速度,而且不会出现污染废弃物,其反应特点相对温和,在化学行业中使用意义相当深远。而在以前的化学生产过程中,通常是把动植物内部的有机原料作为原料,以后改用自然环境条件下的石油和煤炭。(3)环境友好型产品应用环境与人们的日常生活紧密相关,拥有良好的环境十分的重要,因此,对环境的要求越来越严格,对环境的注重程度也越来越高,而环境友好型产品是针对控制环境污染问题而研发的一种摒除以往污染严重的产品。传统汽油,在日常生活中使用相当普遍,传统汽油燃烧,不仅给大气带来严重的污染,更会对人们身体健康造成危害,对此,需要开发新型产品取代这种情况,环保型汽油和新型燃料和能源等迅速出现,人们的环保意识在不断的增强。比如,酒精的生产,其原料以天然甘蔗为主,以新型乙醇汽油代替原来的汽油,在实际中应用非常普遍。环境友好型绿色产品,在具体的实际应用中对减缓环境污染起着至关重要作用。 4结语 总而言之,在化工生产过程中产生的有害物质给环境造成了危害,导致污染问题日趋严重,使社会健康和谐持续发展受到了严重的限制。因此,发展绿色化工,将绿色化工技术恰到好处的应用到化学工程工艺中,不仅能高效控制环境污染,更能对资源的合理利用起到关键作用,进而促使化工行业朝着健康和谐的方向发展。 作者:赖锦杰 单位:广东新华粤石化股份有限公司 绿色化工论文:化学生产绿色化工技术研究 摘要:绿色化工技术是应用化学原理最大限度地控制化学生产中污染物的排放量,为满足当前社会化学工业生产的可持续性发展的需求,将绿色化工技术广泛的应用到化学生产企业中,可以有效地降低化学生产过程中污染物的排放,减少对环境和人体健康的影响,对保护环境,保护人类生命安全具有重要的现实意义。本文对绿色化工技术在化学生产中的应用进行分析探讨,阐述了绿色环保将是未来化学生产行业的重要发展方向。 关键词:绿色化工技术;化学生产;应用分析 一、引言 随着社会经济的快速发展,化工行业也日益蓬勃壮大,生产规模和产量逐步扩大,污染物的排放对环境造成的污染越来越严重,同时极大的影响了人类的身体健康和生命安全,不利于化工产业的可持续性发展。绿色化工技术成为当前化工行业急需的新技术,应用化学原理,采取相应的措施最大限度地控制化工生产过程中污染物的排放,降低排放物中的有毒有害物质,有效的解决化学工业对空气、土壤、水源等环境造成的污染问题。 二、绿色化工技术的优势 1、科学利用化工原料 在绿色化工技术中科学利用化工原料是首要的优势,也是研发绿色化工技术的关键步骤。在化学生产过程中选用无毒无害的原材料,可以有效地降低化学生产过程中有毒有害物质的生成,极大的减少污染物的排放量,对解决环境污染问题具有重要的作用。随着科学技术的不断进步与发展,许多新型的无毒无害的原材料和添加剂、催化剂、溶剂等被研制和生产出来,例如天然的植物、生物等原材料代替有毒有害的化学原料,既保证了原材料的绿色环保无毒无害,还能够降低生产成本。 2、合理的使用催化剂 在传统的化学生产过程中大量的使用催化剂用来加快化学反应速度,提高生产效率,但过量的使用催化剂也会增加废弃物的排放,加大对环境的污染。在绿色化工技术开发过程中重点研究了无毒无害催化剂的使用,比如对烷基化固相催化剂的研发,这项技术能够使催化剂达到无毒无害绿色环保,用此代替传统的催化剂,可以降低化学反应中污染物的生成,同时还可以将排放的废弃物进行收集处理后再次利用,提高利用效率,促进化学生产的可持续发展。 3、强化化学反应的选择 在石油化学生产过程中通常使用的烃类选择性氧化,这个化学反应产生的物质非常容易产生氧化现象,严重破坏了化学反应生成物。为了避免这种现象的发生,使化学生产更加环保健康,产品质量能够得到有效的保证,就要采用绿色化工技术,强化化学反应的选择性,使化学反应的生成物能够得到有效的提取和净化,降低生产成本和能源消耗,减少废弃物的排放,实现化学生产的绿色环保。 三、在化学生产中广泛应用的绿色化工技术 1、清洁生产技术的应用 在绿色化工技术中采用绿色催化技术、辐射热加工技术等新型科学技术进行化学工业生产,实现无毒无害、无污染的现代化清洁生产技术。在垃圾处理过程中采用这项清洁化工技术可以有效的降低垃圾中有毒有害物质的生成和扩散,同时将垃圾再处理加工成可以利用的沼气,实现废弃物的循环再利用,既减少了垃圾对环境的污染,还可提高资源的利用率。同样在清洁煤气化的化工生产过程中清洁生产技术可以有效的降低污染物的生成,减少对大气的污染。在海水淡化生产过程中利用清洁生产技术生成的氢氧化镁,不仅生产成本低,而且不会产生污染环境的物质,有效的避免了二次污染,解决了我国淡水资源短缺的问题。目前清洁生产技术已经被广泛的应用到冶金工业、印染企业、风能和太阳能发电、煤气化和垃圾处理等化学生产领域中,取得了良好的效果。 2、生物化学技术的应用 随着化工产业的发展,化学原料的大量使用加剧了不可再生资源的消耗,同时严重的污染了环境,影响了人类身体健康。绿色化工技术中的生物化学技术涉及了基因、细胞和酶等先进的科学技术,利用植物、生物等体内的生物酶和生物催化剂,降低化学生产过程中污染物的生成和排放,这些原材料来源于动植物,来源广泛成本低。比如利用自然界中的生物酶代替丙烯腈制成丙烯酰胺不仅可以减少环境污染还可以降低能源消耗。在石油化工生产过程中就是采用了氯离子、葡萄糖、丙烯和过氧化氢等作为原料利用生物发酵法制成环氧丙烷和环氧乙烷,。化学反应的生成物是左旋果糖,不会产生氯化钙等废弃物,化学反应的生成物成本低,使用性能好有很高的生产和利用价值。 3、光催化技术的应用 化学物在光和催化剂的共同作用下进行的光化学反应与催化反应的有机结合,使化学反应速度得到极大的提高。在氧气、氧化锌、硫化锌、二氧化钛等常见的光催化剂中尤其是二氧化钛的效果是最显著的,被广泛的应用到化学生产过程中。将二氧化钛作为功能材料复合到塑料、皮革、纤维、涂料等材料中研制成无毒无害、无污染的二氧化钛光催化绿色复合材料,能够充分发挥降解有机污染物的抗菌作用达到除臭和净化的功效,在建筑材料、室内装饰材料、家俱以及家用产品的生产过程中被广泛的采用,为人们生活环境的净化和环保开辟了新的天地。 四、结语 综上所述,随着绿色化工技术的不断进步与发展,在化学生产过程中被广泛的应用,极大的减少有毒有害污染物的生成和排放,降低对大气、土壤、水源等环境的污染,减少不可再生资源的消耗,有效的推动化工产业的可持续化、绿色化健康发展,实现最大的经济效益、社会效益和环保效益,对社会进步和经济发展具在积极的促进作用。 作者:王丹 单位:沈阳师范大学化学化工学院 绿色化工论文:化学工程工艺中绿色化工技术要点研究 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料 化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。 2.2选用绿色化学催化剂 化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。 2.3选择性强化化学反应 化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术 清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。 3.2应用生物技术 生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。 3.3应用环境友好型产品 环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 绿色化工论文:绿色化工环保技术应用意义与展望 摘要:本文首先针对绿色化工环保技术这一理论进行分析,详细解释它的含义和存在意义。然后针对这一理念重要性进行讨论,总结我国绿色化工领域内所出现的问题以及相应的处理方法,最终对绿色环保领域的未来做出展望,为实现化工产业的可持续发展提出建议。 关键词:绿色化工;环保技术;问题和解决措施;展望未来 在经济水平的发展下,我国化工行业也日益成熟,但是与发达国家相比,我国化工产业技术晚,科技含量偏低,对于生产环境也造成了一定的威胁,影响了我国化工行业的可持续发展,要解决这一问题,需要将化工与绿色环保技术融合起来,更好的解决化工与环保中存在的问题,促进两者的和谐发展。 1绿色环保化工技术的含义与意义 绿色化工环保技术是利用化学的技术和手段减少或消除有害物的技术措施。伴随着我国改革开放的步伐加快,中国的化工行业有了突飞猛进的提升,虽然整体水平相较国际水平仍处于劣势,但是已经有了赶上世界一流工业大国的趋势,当前我国首先要面对的就是如何完美解决工业发展与环境之间产生的冲突。可持续发展理念的出现,为实现工业技术与绿色环保和平共存提供了理论支撑。因此绿色环保技术由此产生。它的核心思路是从根源上消除或减少工业生产对于环境产生的影响,它是解决环境与工业发展之间冲突的必需途径,是控制工业污染最有效的方法之一。 2绿色化工环保技术的使用势在必行 我国的工业发展从最初落后世界水平已经逐渐达到世界中上游水平,这期间的高速发展除了我国各方面的扶持以外,也是以环境为代价的,如今,人们都已经意识到了环境的重要性,因此,绿色化工环保技术的发展就已经成为了研究的重点,各个国家都开始大力发展绿色环保技术。首先,对材料使用化工技术和手段进行无毒无害处理,其次对于工业废物进行处理回收。这样才能保证最后得到的产品对环境和人都没有任何危害。人类在在生存发展过程中不断的消耗着大自然的资源,化学技术作为科学基础技术,也是改变世界的基础,当人们意识到环境与化工产生了冲突的时候,绿色化工环保技术就成为解决这一冲突的有效手段。 3绿色化工环保技术的探讨 3.1从绿色化工产品的选择方面分析 从源头上控制污染,实现生产绿色工业产品的目标,必须要对化工原料进行筛选,必要时采取制备新原料代替对环境有污染的材料。正常状态下的工业生产中,尽可能将化学合成操作中带来的污染降至最低,而加工有毒材料时尽量添加催化剂削弱产品的毒性。在工厂设计过程中对化学法中能源的使用进行分析,避免出现能源上的浪费等问题。 3.2从化工产品的回收方面 我国作为能源消耗大国,虽然地域广阔,资源丰富,但是,我们也需要利用自身的知识将自然资源重复利用,既避免了自然资源的浪费,也减少了对于环境的破坏,最大限度的为人类提供服务。因此,在生产过程中需要充分考虑是否可以进行废物的回收利用、重新加工等。 4绿色化工环保技术的发展方向 绿色化工环保技术的理念就是在化工生产中保证无污染、无毒害的特点,有着巨大的发展潜力,随着绿色化学的研究进一步发展,中国在绿色化学方面已经得到了政府以及各界人士的认可,使得绿色化工环保技术得到了更多的发展机会,科学家也有很多的精力去研究生产与环境和谐共处的化工产品,最大限度的减少能源消耗,完成化工与环保共同发展的最终目标,这将会推动中国的社会发展,也会为环保技术提供更多的发展机会。 5绿色化工环保相关措施 5.1采用新的设计分析技术 想要从源头上改变化工污染状况,需要对现有的分析设计技术进行改革,研发出新的化工产品,并且对具备污染性的化工产品合成方式进行改进,最终实现生产无污染化工产品的目标。在设计过程中也要严格对化学产品的生命周期和循环回收进行考虑,以降低化学过程中能源的耗费,对环境的影响降低到最低,另外如果没有特殊情况,尽可能地不使用助剂或附料,选用更安全的化学产品。 5.2控制化工产品的寿命 对工厂废物的回收处理需要实现零排放,这不仅是绿色社会的要求,也是促进人类可持续发展的客观需求。通过对原料、催化剂等材料进行绿色加工,可以避免生产过程中产生具有危害的副产物,得到最优化的绿色加工产物,不会产生其他的废弃物,实现物质的循环利用。 5.3推动科技创新进度 要将化工污染扼杀在萌芽中,就需要采用新型化学合成方式与合成技术,在新技术的应用过程中,不仅要充分考虑到理论产量问题,还要考虑如何将原料分子最大化的转化为产品,提升原子利用率,避免出现其他废物或者副产物,实现化工生产的零排放。目前,很多发达国家都已经可以做到这一点,在未来阶段下,我国需要积极借鉴发达国家的生产技术,完善现阶段化工生产的环境评估指标,选择环保的生产路线,减少有害物质,利用科学软件来评估成本,预测生产危险,提升生产工艺。 5.4控制化工新产品的生命周期 为了实现废弃物的零排放,对产品的原料、试剂、催化剂等辅助材料要进行绿色化加工处理,使新产品得到最优化的反应,使原料中的分子、原子全部地转变成所需要的绿色化工产品,不产生任何废水、废渣、废气,并实现废弃物的循环利用,即能满足经济的增长又不带来环境的污染。此外,还要加强化工高级人才的培养,将绿色化工思想贯穿于整个化工业教育的过程中,提高相关人员的绿色环保意识。并使他们认识到绿色化工环保技术在人类和化工行业可持续发展中占据着重要位置,激发新型绿色化工产品的开发潜能。 6结语 化工业发展的核心思想就是创造高效节能环保的产品,这也是所有化工企业的研究和主攻方向。绿色化工领域作为本世纪最有发展潜力的学科之一,已经得到了世界各个国家的一致认可,并且对化工企业的改革发展提供了各种扶持。随着绿色化工环保技术的发展,逐渐实现生产化工产品的无污染生产。在下一阶段下,还需要不断的创新绿色化工环保技术,在生产为人类生活提供便利的化工产品的同时,保护我们的生活环境,实现人与自然的和谐发展。 作者:郭雨轩 单位:湖南省长沙市明德中学 绿色化工论文:绿色化工企业环保管理探讨 摘要:随着我国经济的发展,化工企业进程的加快,化工企业的环保问题也逐渐的受到重视,并切实制定方案实施。本文对化工企业中存在的污染问题提出一些措施来进行分析,需要加强对员工关于化工企业环保问题的培训,对企业工作机制进行完善,对污染源头进行控制分析,建立良好的环保管理机制等。 关键词:化工企业;环境保护;问题;对策 化工企业在发展过程中自身具备一定的独特性,特别是目前大的环境压力下,人们环保意识的提升,就必须采用比较现代化的技术来进行处理,从化工实际的情况来进行分析,特别是从化工企业以及经济环境发展方面相呼应,可以通过选取防腐材料,建立环保意识,环保措施等方面进行分析,这样以方便形成很好地发展模式。 1化工企业环保管理的必要性 1.1社会发展需要 在经济管理过程中,环保问题是其中不容忽视的一个重要问题。尤其是在社会经济处于转型的关键时期,人们对环保的关注度越来越高。化工企业生产过程中会产生废水、废渣、废气,影响环境质量,所以,化工企业环保管理,关系到国计民生问题,要想维护社会安定,就应该加紧解决环保问题,提出环保管理措施。 1.2企业可持续发展需求 尽管说企业管理的目的为了最大限度的实现经济效益,所以,企业处理好环保问题,对企业长期有效的发展可以创造一个良好的氛围,这样就能够更加使得企业竞争中有很好的形象,容易被人们接受。所以,从某种意义上来说,化工企业要实现企业的可持续发展,就应当加强环保管理。 2分析化工企业环保管理的现状 2.1环保技术和产品不达标 随着我国社会各界人士环保意识的增强,化工企业在环保管理中应用了许多新能源、新技能。然而,随之在市场中出现了许多假冒伪劣产品,借节能减排的名义,实际上却没有节能减排的效果。这些应用到化工企业环保管理中的产品,取得很少的功效。还有,许多化工企业因为经济问题,采取比较简单的环保措施来实施环保节能,但是这些环保设施和技术并没有达到应有的标准。 2.2意识不浓厚 在一些化工企业中,以追求经济效益为朱,没有足够的投入环保,环保意识不是很强,特别是具体应用中,机制不够完整,并没有真正落实到实处,也没有全面的对企业环保发展以及现代化技术处理进行分析应用。许多企业主没有完善的环保意识,增加了企业环保的负面效应,对企业发展的良性形象有所损害。 2.3污染处理设施有效运行率较低 许多化工企业的污染设施处理的运转效率低,发生了对环境产生污染的很大问题,这样的结果就会引起群众不满,上访、上诉的现象时常发生,对社会稳定构成威胁。许多企业对治污、排污没有进行彻底的处理,只是进行了一些比较简单的污染处理方法,没有进行完善的污染处理技术。许多企业没有足够的对环保问题进行投入,使得设施念旧失修,不能投入使用,从而成为摆设,甚至有可能出现管理和制度保障缺失的情况,建成环保设施滞后,对正常的操作和运转没有认真的进行管理,造成无法达到生产要求的情况;还有一些企业甚至没有对污染处理设施进行检查应付的局面,检查环保现场的时候没有完善的体系,仓促开机,快速停机。 3探讨环保管理方法在化工企业中的运用 3.1构建绿色环保管理模式 化工企业环保管理的主要问题就是绿色环保模式的构建,对化工企业的实际要求出发,根据环境保护以及企业发展的情况进行分析,对节能减排,环境污染等问题进行认真考虑,从而加强投入环保管理,使得现代化设施得到广泛的应用。自觉地利用一些现代的信息技术,接受政府和相关部门的监督管理,保证企业内部信息的处理科学有效,从而保证环保信息披露渠道可信,内容真实有效,从而激发企业内部的环保管理层、基层院等更加深刻认真的了解到国家环保政策以及企业制度;通过对其中存在高污染的一些环节进行淘汰,关停,改变一直以来对环境粗放的管理形式,在化工最严重的地方进行废水处理,建设废水以及处理的设施,集中将收集到的事故废水、消防废水等进行集中处理,对救援人员以及生产重地配备应急的器材,更好地鼓励并促进环保部门对新产品的开发和改造,使得企业环保管理质量得到提高,从而达到节能减排目的。 3.2成强有力的监管机制 严格的管理机制是化工企业环保管理的重要保障,特别是将化工企业环保进行监管是实现环保部门职能的重要作用,这种管理模式更好地融入舆论监管以及现场的检测,贯穿到化工企业环境保护的每一个生产环节,更好地强化了企业管理的程序。更好地建立良好的联动机制,在监督的同时,对于环境问题应该加强控制,可以采取专项任务以及排污征收工作,从而更好地制定监察工作,提供一些环境破坏的数据,形成好的联合执法组,严格的对超标、不合格、污染严重的情况进行登记监察部门收到关于环境污染的相关举报或者上访的,必须提前通知检测部门进行快速监测,严格执法,以违法必究,执法必严为基准。4结语目前,我国化工企业发展迅速,同时其化工污染也是非常重要的。因此,要想更好地解决化工环境污染是非常重要的一个人居,所以,化工企业的发展过程中应该加强对环保意识的理解和切实认知,更好地培养员工的环保意识,重视环保的根本,加大环保力度,解决环境污染,以求达到环境和经济共赢的状态。 作者:张宇晟 单位:长沙高新技术产业开发区隆平高科技园管理委员会 绿色化工论文:化工企业绿色经营创新探讨 摘要:随者科学技术的不断发展与人们环境保护意识的不断提高,绿色企业便应运而生,掀起了企业的绿色经营风。就化工企业而言,其作为污染大户,伴随着绿色经营的不断深化,绿色经营创新迫在眉睫。本文以此为背景,对化工企业绿色经营创新进行了研究,旨在促进化工企业的可持续发展。 关键词:化工企业;绿色经营;创新 从绿色产品、绿色产业再到绿色消费,无不渗透着绿色经营的理念,且绿色经营已然成为企业发展的趋势,因而,在绿色革命的不断冲击下,化工企业如何顺应潮流,做好绿色经营便成为业界普遍研究的热点课题。本文围绕化工企业绿色经营创新的研究,有着较为深远的现实意义。 1我国化工企业绿色经营现状及原因 我国属发展中国家,1绿色经营的起步较晚,最早的实践为仪器行业,而后,随着科学技术的发展与人们环境保护意识的不断发展,绿色经营获得了长足发展,但其与我国日渐增多的化工企业而言,数量仍较少,且有诸多企业尚未达到国家环境保护标准,造成此状况的原因如下。 1.1内部因素 首先,部分化工企业绿色经营意识薄弱,因经营者受传统管理体制的影响较深,过度重视企业运营中的成本与利益,而忽略了企业生产经营中的生态效应,因而对绿色技术与绿色产品的开发力度不够;其次,关于绿色经营方面的投入过少,当前,新改造资金排污收费、基建资金、国外环保贷款以及国家环保补助等为我国企业绿色资金的主要来源,其较之于企业绿色资金(尤其是绿色技术创新资金)的数量要多,且有数据显示,我国企业基建投资中仅有4.5%用于绿色技术创新,改造投资中仅有1.3%用于绿色技术创新,且绿色技术创新仅占国民生产总值的0.7%,较之于国家标准远远要低;最后,当前我国的企业技术水平相对落后,高投入、低产出、高能耗现象显著,对环境造成恶劣影响,化工行业急需发展绿色经营。 1.2外部因素 首先,我国环境法规尚不完善,虽然有相关的法律法规作为支持,但缺乏完善性,细节方面并不明确,再加上实施力较低,大多通过经济与行政手段来实现环保目标,导致执法不力、政企不分、以权代法等现象凸显,化工企业绿色经营便缺乏法律层面的规范;其次,绿色经营并未受到地方政府的足够重视,地方政府并未认识到环境产在推动经济增长中所起到的重要作用,因而并未化工企业未来的发展与绿色经营二者有机结合;最后,人们对绿色经营缺乏系统的认识,绿色消费意识不强,因而对化工企业在环境破坏方面缺乏一定的监督。 2化工企业绿色经营创新对策 为进一步适应来自于国际市场的绿色冲击,提升化工企业的国际竞争力,在充分考虑到当前化工行业绿色经营现象的情况下,有必要做出创新,以提高绿色经营水平,可从如下三方面入手。 2.1社会公众方面 社会公众对环境保护方面的认识尚存在较低层次,主要源于其对日常生活中环境的环保意识强,但对日常生活外的生态环保注意力欠缺。首先应加大对化工企业绿色经营的宣传力度,使其意识到生态平衡、保护自然资源与经济发展之间的关系;其次应开展环保知识普及活动,使其充分认识到化工企业绿色经营与之息息相关,进而参与到绿色经营中来。 2.2企业自身方面 首先应提高企业经营者与员工对绿色经营的认识,促使企业利益取向更加正确化,生产过程中应不断对经营者与员工的环保意识进行强化,使绿色经营日渐深入人心;其次应加大绿色技术创新与环保投入力度,以强化绿色科技的成果转化,提高自身竞争力,与此同时还应加大对环境污染治理的投入,落实义务与责任,发挥企业在环境保护方面的主导作用;最后强化生态文化建设,树立生态文化价值观念,形成属于化工企业的绿色形象,以充分发挥其在绿色经营中的主体地位,增强其自身的竞争力。 2.3政府方面 首先应不断建立健全和完善环境法律法规政策建设,并提高其可操作性,如在环境税费制中,可提高污染处罚,坚持“谁污染谁治理,谁治理谁受益”的原则,并加大化工企业对污染治理的补贴力度;其次应逐渐建立起一整套的绿色经济制度,如绿色生产、激励、考核、会计制度等,并将资源环境核算制度纳入其中,以对率先行低污染、低消耗的经济行进行鼓励,并以绿色经济技术取代传统高污染、高消耗的生产经营行为;最后应当增加宏观调控,以帮助企业发挥好其在环境保护中的主体地位,积极推广绿色经营。 3结语 绿色经营伴随着科技发展、人们环保意识的提升等而逐渐发展成为化工行业从事生产经营活动中不可或缺的重要组成部分,在化工行业绿色经营创新中,社会公众、企业自身以及政府方面均应做出改进,以提高我国化工行业绿色经营水平,进而推动化工行业的可持续发展。 作者:梅明辉 单位:浙江省环境保护科学设计研究院 绿色化工论文:绿色理念下的化工技术论文 1校企联合在理论教学中的绿色化工教育 1.1开设“绿色化学”课程,邀请校外专家及技术人员进行专题讲座。 我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座,介绍化工前沿性知识,回答学生的提问,与学生进行直面交流,学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可通过尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从根本上减少了原料的消耗,对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路,激发了学生的求知欲。 1.2重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识。 专业授课教师通过案例中采用绿色工艺,实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源,制取氢气的方法很多,有①电解法:2H2O2H2+O2;②甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤气法:C+H2OCO+H2;④碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2;⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2+O2;⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,且该反应没有废弃物,不会对环境造成污染;第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能,提高了反应速率,降低了反应温度、操作压力,简化了流程。在大规模生产中,这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,主要用作合成有机玻璃的单体,也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、润滑剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸,污染严重,设备腐蚀严重,而且合成路线长,原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质,原料价格低,利用钯催化剂反应一步完成,产品收率高,原子利用率高,经济效益、环境效益均好。 1.3教学方法多样化,教学手段现代化。 绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中,如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等,传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解,只能演示设备静态,讲授过程枯燥,不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面,吸引学生主动求知。 2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识 2.1改进化学实验项目,多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识,并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5],舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后 处理困难的实验项目,尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目,注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验,这些实验原料是天然的,提取溶剂是无毒的,并且可以回收利用,废渣无公害且可以用作肥料;如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”,其传统方法是盐酸-甲醛提取法,我们改用木瓜蛋白酶作催化剂,超声波提取。这样不但大大缩短提取时间,提出率从30%提高到90%以上,而且工艺简单,无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少,从而降低实验成本,而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少,提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少,极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”,其所用单体丙烯腈不但价格贵,而且有毒,而采用微型实验后,不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料,乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。 2.2选用先进仪器和技术进行实验,利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。 先进检测手段包括红外、紫外光谱,气相、液相色谱,电镜扫描,X-衍射等。选用较先进的实验仪器,不但减少了试剂用量,减轻了环境污染,同时也增加了实验操作难度,有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能,有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验,其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法,因此,实验气体往往只能选用氨气,致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后,实验气体可用CO2代替氨气,这既改善了实验环境,又使测量速度加快、测量精度大大提高,且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水,尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全,这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法,又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。 2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念 大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,激发大学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识,在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”,海藻是可再生性资源,储量相当丰富,而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等,极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品质,而且该保水剂能被降解,对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用,该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识,开阔了眼界,培养了绿色环境意识及环保理念。 2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念 见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业的实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识,让理论知识和实际生产相结合,提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此,学校和企业积极联手,结合企业生产实际,对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时,亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处:该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理,它既避免了废物直接排放对环境造成污染,又回收到硫磺,创造了巨大经济效益;学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底,运行费用较低,基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高;降低产品成本,提高竞争能力;同时,企业的环境好、无污染、不扰民,使企业具有一个良好的社会形象,增加了消费者对企业产品的信任度;改善了职工的生产操作条件乃至生活环境,减轻了对职工身心健康的影响。 3结束语 绿色化工是降低传统化工所造成的环境污染的最有效手段,学生是未来化工行业的主力军,需要高校与企业联手加强对学生绿色化工意识的培养,这也是素质教育的一项重要内容,是培养学生对社会及未来责任感的一项重要举措。当然,我们的校企合作在不少方面也有不如人意的方面,如合作关系多停留在表层,还不够深入,合作关系脆弱、具有不对等性。总之,校企合作工作任重而道远,需要政府、企业、学校的不断探索和实践。只有大家共同努力,培养学生保护环境、实施绿色化工的意识,我国化工工业才能健康、稳定、可持续发展。 作者:杨连利黄怡张卫红单位:咸阳师范学院化学与化工学院 绿色化工论文:绿色化工发展与应用 1、绿色化工技术的概念 绿色化工主要指的是采用现代化化工技术及方法,以便尽可能减少甚至消除那些可能危害人类健康、污染生态环境及威胁社区安全的物质,这种技术手段即所谓的绿色化工技术。绿色化工技术以绿色化学为基础,并能够从源头上对可能污染环境的过程进行阻止,因此,此技术已经成为开发环境友好型工艺、化工反应及产品的重要技术支撑。随着我国可持续发展战略的逐步深入,绿色化工技术责无旁贷的已经成为我国化工企业生产过程的必然选择,近些年来,绿色化工应用效果最为理想的即原子经济反应,也就是将原料中各原子转变为产品,同时,不会产生任何污染物及副产品,真正实现了污染物的零排放,此过程中也无需使用各种有毒溶剂、原料及催化剂,并最终生产出了环境友好型产品。 2、绿色化工技术的最新发展及应用情况分析 2.1、原子经济反应技术 现如今,化工行业所面临最严峻的考验即节能与减排,经过反复分析和研究化学同资源与环境之间的关系,原子经济反应技术诞生了。原子经济反应的概念最早是在1991年美国托罗斯特教授提出来的,虽然概念提出的早,但在近些年才得到广泛的关注和研究,并已经发展成为当前全球国际化学科研的前沿领域之一,为新世纪化工领域的可持续性发展奠定了基础。原子经济反应的本质即将传统化工技术生产的路线由原来的“先污染,后治理”转变为“源头上消除污染”,因此,此项技术越来越受到全球各国的关注。作为绿色化工技术中十分重要的一个方面,这些年来原子经济反应的研究及应用也越来越多,美国化工领域将其作为新世纪化工绿色化发展的主要方向之一,并将“绿色化工挑战奖”颁发给该领域最新成果的研发人员。我国自然科学基金委员会及中科院也进行了相关技术咨询活动的开展,并将原子经济反应等绿色化工技术研究课题纳入到了我国国家重大科技计划之中,相关院校也纷纷进行了绿色化工技术研究机构的组建,对于推动我国原子经济反应等相关绿色化工技术的进一步发展和应用具有十分重要的意义。 2.2、绿色化学技术 所谓的绿色化学技术,也被称为可持续发展化学技术,如今,其在全世界化工领域研发中的地位也越来越重要。各类化学生产商纷纷从绿色化学技术中获得了潜在的商机及市场效益。对于绿色化学技术而言,推动其发展的源动力除了企业及研究领域的关注以外,还有越来越严格的环境法律法规,例如,欧盟的REACH法规,即所谓的“化学品注册、评估、授权及限制”,环境法律法规的制定旨在防止潜在有害污染物或物质的生产及使用,因此,全球有关节能及可再生资源产品的市场需求也越来越大。各大企业纷纷将绿色化学技术作为研发的重中之重,而绿色化学技术的开拓企业及大型公司均不断进行创新计划的公布,以不断加强绿色化、可持续发展产品的研发力度。 2.3、分子设计技术 为了从源头控制污染物的产生,必须选择科学的化学反应途径,除了考虑理论产率以外,还应当考虑到原料利用率的不同。例如,对于原子经济反应而言,其原子的转化率高达100%,且不会有废物或副产物的出现,真正做到了废物及污染物的零排放,因此,此反应有助于保护环境,节约资源。目前,国外不少化工企业所生产的产品已经达到了此标准,这已经成为评价化工生产过程对环境所带来的潜在影响的另一种标准。此外,采用目前十分流行的特定分子合成路线等相关软件来进行绿色化工生产过程的辅助设计,以便对不同生产流程中的污染物质进行有效鉴别,确定最佳生产路线,从而制定一条绿色化、污染少、经济、合理的生产流程,实现化工生产工艺的进一步完善。 2.4、生物化学技术 对于石油产品而言,其生产过程需要消耗大量的石油等不可再生资源,并对环境带来极大的危害。天然生物原料由于自身属性等原因,能够同环境达到相融相合的境界,因此,已经成为绿色化工领域的关注重点,也开始成为化工领域生产过程中的首选材料。例如,木质纤维素、淀粉等,这些由于含有大量的糖类聚合物,因此,将其破碎为单体后作为化工原料,经较为温和的条件,如酶类催化或细菌发酵等作用,就可以生产出无污染,又能够生物降解的绿色产品,此技术目前已经在产铜化工中得到了一定程度的应用,并获得了较为理想的效果。 3、结语 总而言之,随着绿色化学技术研发力度的不断加大,其应用深度及广度也将得到进一步扩展和延伸,对于推动我国化工领域的绿色化、可持续性发展具有十分重大的意义。因此,无论是化工企业的一线工作人员,还是行业研究人员,都应当重视绿色清洁化工技术的研发与推广,紧跟绿色化工技术发展的最新趋势,为我国绿色化工行业的发展贡献自己的一份力量。 作者:沈亮明工作单位:绍兴贝斯美化工有限公司 绿色化工论文:积极推进节能减排 打造绿色化工企业 节能减排是党和国家为缓解资源环境约束,应对全球气候变化,促进经济发展方式转变,建设资源节约型、环境友好型社会而制定的基本国策,是企业发展循环经济,增强可持续发展能力的必由之路。河南能源化工集团煤气化公司是经河南省人民政府批准成立的从事煤制气生产、输配、销售的大型煤化工企业,是集社会、环保和经济效益于一体的国家“九五”重点工程。十多年来,企业为解决郑州、洛阳、三门峡沿线城市居民生活、工商业、服务业用气、优化豫西沿线能源利用结构和改善周边大气环境做出了巨大贡献,先后被授予“中国能源绿色企业50佳”、“全国煤炭系统首批文明单位”、“国家环保部中国环境报社环境理事单位”、“河南省节能减排绿色发展十佳单位”、“河南省节能减排科技创新示范企业”等一系列荣誉。 “十二五”以来,面对更加严峻的节能减排形势和任务,煤气化公司通过从管理、技术、结构调整等多方面入手,积极寻求节能减排新途径,建立新机制,倡导全员参与,促进了公司经济的健康可持续发展。现把近两年来企业积累的一些经验、取得的一些成绩和几点体会总结下来以供分享。 1 创新管理手段、强化精细管理,向管理要节能 随着节能减排工作的深入开展,管理措施对节能减排工作的影响日益显现,要求企业不断创新思想,将管理方式由原先粗放型向精细化转变,煤气化公司通过不断摸索,形成了一套行之有效的管理方案。 1.1 借力专业市场,促进节能减排 煤气化公司在内部市场化机制运作过程中建立了多个专业市场,如污水市场、连运市场、工艺指标市场、修旧利废市场等,并制定了详细的项目方案和考核细则,对量、效、能进行了严格的控制,每月进行考核兑现;同时借力专业市场,在车间、班组之间开展竞赛活动,实现了人人为节能做贡献,人人为减排献良策的良好局面,有效地促进了节能减排。 1.2 坚持深化“零泄漏工厂创建”,持续提升基础管理 从2011年开始,煤气化公司开始了持续创建“零泄漏工厂”工作,并不断提升管理手段,先后实施了漏点分级动态管理、六好设备评级管理和漏点公示牌管理等措施,以漏点消除和设备消缺为基础,动态掌握设备管理和漏点消除情况。仅半年时间就累计消除设备缺陷3065项,消除漏点1830个,完成检修项目160项。通过该创建活动,不但使现场环境得到了改善,能源的浪费也得到了遏制,降成本、增效益的效果也日益凸显,获得了集团公司的认可和推广。 1.3 狠抓煤场规范化管理,严把“量、质配比关” 煤场管理一直是公司的老大难问题,由于煤炭在煤场存放时间过长,会产生缓慢氧化和自燃现象,造成原料煤的损耗,同时原来的粗放式管理,严重影响了装置的稳定运行,导致净煤气单耗居高不下。针对上述情况,煤气化公司于今年初研究下发了《煤气化公司煤场规范化项目实施方案》,通过一系列科学有效的管理手段做到“五化”,即采购标准化、进煤有序化、存煤定制化、配煤食谱化、分析日常化,最终实现了煤炭的科学存放和精确掺配,大幅降低存煤损耗和煤场管理费用,达到了气化炉最优的配煤指标。通过煤场管理的提升,每年可节约标煤2400吨,节约转运费等管理费用200万元。 1.4 推行乘车券制度,严格控制公务车管理 为加强车辆管理,降低车辆油品消耗和费用,煤气化公司对公务用车实行了乘车券控制。按照年初各部室经济责任制车辆费用考核标准每月发放一次公务车乘车券。乘车人使用完毕后,按实际行驶里程向驾驶员支付相应数额乘车券并进行登记,乘车券用完后,原则上不再派车。该制度的实行,养成了员工拼车和计划用车的习惯,遏制了公务用车的浪费,仅上半年就比去年同期节约用车费用约十万元。 1.5 积极响应国家政策,加大合同能源管理力度 合同能源管理是以节约的能源计费来支付节能项目资金投入的节能业务方式,可以降低用能单位节能改造的资金和技术风险,是政府近年来大力推广的一种节能技改资金投入方式,并将根据项目的节能量给予奖励。为此,公司加大了对合同能源管理的宣传和培训,并配套出台一系列制度和措施,要求在节能减排项目论证、招标和实施中尽量采用合同能源管理形式。 2 依靠科技创新、狠抓重点工程,向技术要节能 企业以提高资源利用率与减少废弃物排放为目标,淘汰落后产能,加强科技创新对节能减排的支撑和引领作用,将最新的节能技术予以应用。 2.1 锅炉系统节能改造项目 煤气化公司是较早完成锅炉氨法脱硫的企业之一,近两年更是投资2200余万元对锅炉系统进行整体升级改造,将原水膜除尘改为电袋一体化除尘,更新脱硫塔,采用高效省煤器,通过改变省煤器结构,提高换热效率,使锅炉给水温度提高了约25度,从而降低了蒸汽单耗,改造完成后每年每台锅炉可节约标煤约2600吨,并减少了二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放。工程验收结果显示,烟气中粉尘含量及脱硫后二氧化硫含量远低于国家排放标准。由于该项目开展较好,效果显著,申报了国家节能奖励资金300万元并已获得通过。 2.2 废气回收综合利用项目 改造前净化闪蒸汽、甲醇精馏闪蒸汽等大部分送入锅炉锅炉燃烧,多余部分通过管道送入火炬燃烧,造成了很大的资源浪费。公司经过论证,通过新增压缩机,将所有可回收气体全部压缩回送入净化系统,不但减少了污染物排放,而且提高了经济效益。完成后,年可节约标煤16500吨,由于效果突出,申请了国家节能奖励资金400多万元并已获得通过。 2.3 废水治理改造项目 煤气化公司采用较先进的污水生化处理方法,运行较稳定,并通过逐步调高水解池入口PH值的探索,实现了降低污水处理酸碱消耗和达标排放的目标。与此同时,企业积极开展对生产污水生化处理后回用至循环水系统的研究,截至目前,每日可节约循环补充水2630方,预计全年可回用污水96万方,节约成本百万元,实现了很好的社会效益和经济效益。 3 深化结构调整、拉长产业链条,向结构要节能 随着西气东输和“气化河南”战略的出台,煤气化公司调整思路,以提高能源利用效率为核心,优化调整现有产品结构:采用深冷分离技术从净煤气提纯CH4,从而为义马―郑州沿线城市供应优质高效的CNG或LNG天然气产品,同时为现有醋酸装置提供合格的原料气CO;其富余部分氢气则用于新建合成氨装置生产,并配套氨合成生产硝酸、硝铵。延长了产品链条,最大程度的提高了碳转化率,达到了产品的优化升级和废气的资源化再利用,走出一条循环经济和资源综合利用之路。 4 小结 节能减排是一项十分艰巨的工作,任重而道远,“十二五”规划中已将“节能减排”列为重大专项进行规划,研究建立节能减排倒逼机制和长效机制。作为企业,我们坚信只要我们高度重视、深刻理解“经济、社会和环境效益的三统一”对于构建和谐社会的重大意义,坚持“节能与发展相促进,开发与节约相协调”的宗旨,在企业发展上全面贯彻“节能减排、循环经济”的理念,在资源利用上落实“减量化、再利用、资源化”的原则,做好工业废水、废气、废渣的处理和有效回用,就一定能够实现企业的可持续发展,一定能够给大家创造一个碧水蓝天的生存环境。 绿色化工论文:谈绿色化工中无毒无害溶剂的应用 摘 要:该文论述了无毒无害溶剂在绿色化工中四个发展方向,绿色溶剂、超临界流体、水和不使用溶剂各有其特点和应用。这四个方向代表了以后化工溶剂的基本发展方向。 关键词:绿色溶剂 超临界流体 绿色化工 绿色化学也被称为环境友好化学、环境无害化学和清洁化学。绿色化学就是通过科学的技术和手段来减少和消灭对人体或环境有害的原料、反应催化剂、溶剂和试剂的使用和产生,以确保对人类生活和生态环境没有损害,实现可持续发展。绿色化学就是在化工生产过程中坚持采用预防污染的手段,从原料到中间产物,再到目的产品都要做到无污染,实现零污染,甚至零排放。绿色化学的最高理想就是在整个化工生产过程中不使用任何有毒有害的物质作原料、催化剂和中间产物,对环境和人类不再有伤害。绿色化学是一门从源头上就不再污染环境的化学,集合了生物化学、分析化学和生态化学的综合学科。 化工生产中大量的污染物质不仅来源于生产的原料和制造的产品,而且在化工生产过程中大量的中间产物也会对环境产生大量的危害。其中最常见的污染来源来自于溶剂,这些溶剂被广泛应用于反应介质中,在物质分离也大量采用溶剂。目前在化工生产过程中广泛应用的溶剂大部分是具有挥发性的有机化合物,这些有机化合物在应用过程中不仅会引起当地水源的污染,而且会引起地面臭氧的形成。这是因为溶剂作为化学反应的介质,它的用量是非常巨大的,通常是反应底物的数倍甚至几十倍。因此,如果能够采用无毒无害的绿色溶剂来替代这些对环境有害的有机化合物作化学反应的溶剂,那对人体健康和环境保护,实现可持续发展提供了可靠的保障。正因为这样,采用无毒无害的绿色溶剂,少用或不用对环境有害溶剂已经成为了当前化工生产的研究方向。为了减少环境污染,绿色化工中无毒无害溶剂的应用有以下四个方面。 1 选用绿色溶剂代替不利于环保的溶剂 烃类溶剂和氯化溶剂是过去化工生产常用的溶剂。烃类溶剂和氯化溶剂的优点是不容易燃烧,表面张力小和黏度,渗透能力很强,可以很容易清除狭小缝隙中的污垢。溶解油污能力强,特别是在金属加工油、油脂等方面。烃类溶剂和氯化溶剂最大的优点是沸点很低,非常适合利用蒸汽进行清洗油污的方式。但是烃类溶剂和氯化溶剂的毒性非常高,它们在空气中的允许浓度非常低,一旦超标将会对生产车间的工人身体损害极大。正因为如此,欧盟和美国等许多西方国家已经限制生产和进口这些种类的清洗剂。 现在化工生产中对环境和人体有害的溶剂,正越来越多的被无毒无害的绿色溶剂所取代。比如:砧烯和过氧化氢之类的清洁剂正逐渐替代烃类溶剂和氯化溶剂。砧烯和过氧化氢之类物质能够生物降解的非常彻底,不会留下残留物质,对环境不会造成污染,而且对臭氧层造成破坏。随着人们环保意识的增强,在油漆、衣物洗涤剂和电子产业中被越来越多的应用。价格高是帖烯类溶剂最大的缺点,这造成了成本的提高,缩小了它的应用界限。 高速发展的电子工业对电路板的需求量越来越大,因而带动了清洗剂大量需求,目的是除去电路板中过多的掺杂物。过氧化氢由于其清洁无污染的特性正在被广泛应用。在使用后过氧化氢分解成了水和氧气,一点都不会构成污染,近年来超级纯过氧化氢每年的需求量正以11.6%的速度增长。 N-甲基吡咯烷酮和N-乙烯基吡咯烷酮是非常重要的化工原料,具有选择性强和稳定性好的溶剂,具有极性强,不容易燃烧,毒性很低、不易挥发、生物可完全降解、可重复利用、使用安全等优点。而且分子中不包含卤素,不会破坏臭氧层,在化工产业中应用非常广泛。譬如在涂料行业印刷工业中正越来越多的应用。N-甲基吡咯烷酮和N-乙烯基吡咯烷酮也可用作萃取剂,在化工生产过程中常用作有机溶剂,在杀虫剂的生产过程中常用作载体溶剂,在生产滑润剂过程中常用作萃取剂。总之,酯类溶剂对人体无害,对环境无污染,前途应用广泛,发展前景看好。 2 采用超临界流体作溶剂 超临界流体的研究是无毒无害溶剂研究中最活跃的开发项目,这其中应用最广泛的是超临界二氧化碳被用作化工生产中的溶剂。随着温度和环境的变化,任何物质都有三种相态,三相并存的点叫三相点,气液两相成平衡的点称为临界点。在临界点的温度和压力称作临界温度和临界压力。超临界二氧化碳是指在超过临界温度和临界压力下二氧化碳变作流体。超临界二氧化碳通常具有液体的密度和气体的粘度,因而超临界二氧化碳有着液态溶剂的溶解度和气体的传质速度。而且在实际应用过程中可以通过调节压力和温度来调节溶剂溶解度,压缩性,流体的密度和粘度等性能。没有毒性、安全可靠、不容易燃烧、成本低等特点是超临界二氧化碳溶剂与传统溶剂相比的最大优势。 目前,四川大学皮革系正把超临界二氧化碳用在皮革处理的过程中,应用前景令人鼓舞。另外在油漆、涂料和塑料的生产过程也已经开始应用超临界二氧化碳有机溶剂。举个例子,Dow化学工业有限公司已成功采用了超临界二氧化碳作为包装材料苯乙烯泡沫塑料的发泡剂,代替了传统的怕坏臭氧层的氟氯烃。 3 采用水作溶剂 水是自然界最广泛的物质,无毒无害,取材广泛。早在1980年,Breslow发现环戊二烯与甲基乙烯酮的环加成反应在水中速度很快,比传统上在异辛烷中的反应速度快了大约700倍。日本化学工业在实际化工生产过程中成功地用超临界水生产出了TDA,井已开始大规模工业化生产运行。在以前这些工业残渣是废物垃圾,污染环境。现在是变废为宝,既减少了浪费,又防止了环境污染。这项新技术不会产生出酸碱,更不需要用作废水处理。在工业生产中将塑料中间体进行回收是一个新的突破。 4 化学反应不使用溶剂 在固相反应和熔融状态下的化学反应中的某些反应有些是不需要溶剂的。旋光性2,2’-二氢基-1,1’-联荼酚采用FeCl3・6H2O为氧化剂进行固相反应,在50 ℃条件下反应持续2个小时,再用稀盐酸淋洗就可以得到联萘酚,收率95%。随着人们对环保要求的日渐提高,无溶剂浸渍漆逐渐开发并推广出来。无溶剂浸渍漆是不饱和聚酯树脂的一片新天地。同时这种浸渍树脂还有着非常优良的渗透性,良好1稳定的物理性能和室温保质期。 绿色化学是在传统化学工业基础上开发出的更高层次的化工化学,符合了时代对化学工业的新要求,是化学工业的发展方向。其核心是减少或消除化污染,做到可持续发展。当然,绿色反应也必然要求具有一定的成本收益,在技术上和经济上要合理。随着现代对环境越来也重视,环保要求越来越高,上面四个无毒无害溶剂的选择方向在化工生产上应用也越来越广泛。 绿色化工论文:绿色化学化工业的发展 【摘要】化学化工业一直是制造工业垃圾、引发环境污染的重要领域,随着国家可持续发展政策的不断深化,加大对化学化工业的治理力度、实现绿色化学已经成为不可避免的发展趋势。本文结合绿色化学的基本原理总结新时期发展绿色化学的重要意义,从而重点探究绿色化学化工业的发展前景,呼吁更多的传统化学化工业加入到绿色化学发展队伍中来,推进社会的可持续发展。 【关键词】绿色化学 化学化工业 绿色化学是20世纪90年代国际化学领域兴起的领域性革命,其主要强调节约自然、防止污染。受经济发展程度的影响,近代中国一直强调以工业带动第一、第三产业的发展,长期的工业化发展大大降低了国家的各种能源的储备量,且对环境造成了极为严重的影响。自绿色化学革命以来,我国也逐渐将其引入到国家相关的化学化工业发展的指导思想体系中来,且相关院校也将绿色化学教育作为化工等专业教学的重点方向,以为我国化化学工业的绿色生态化发展培养出更多优秀人才。 一、绿色化学的基本原理 绿色化学即指通过各种作用实现化学物质反应后的污染“零排放”,其要求发展中遵循防止废弃物的产生、从污染源入手制止污染;遵循以最大的限度将参加反应的原子出成为最终的产物的原子经济性;确保设计、合成、催化等各道工序的无毒无害化反应;研究可降解的化学品,减少不必要的资源浪费等。绿色化学的原理为实现节能、减排、绿色、无污染的可持续发展提供了一条科学的发展路径。 二、发展绿色化学化工业的重要意义 (一)绿色化学化工业的发展可以降低环境污染,营造更健康的生活环境 传统化学工业发展中会造成严重的水、固体废弃物、噪音等污染,严重影响人们的身心健康。绿色化学化工业强调的是从污染源进行根本的制止,以最先进的技术加大各种能源作用时的利用率,减少各种能源的未充分反应而造成的污染;加大废水、废弃物的加工处理工序,禁止污染物的排放。以化学工业发展中对二氧化硫和二氧化碳的利用程度,二氧化硫漂浮到空气中会酸化空气,容易引起酸雨等危及人、动植物健康的现象,而二氧化碳是引起全球气候变暖的罪魁祸首,化学工业中引入两种气体时要强化对其的封闭性控制,确保其在反应的过程中不会泄露。有毒有害物质的精细化处理、防止各种污染为人们的正常生活创造了更为舒适的居住环境,有利于人们的身心健康。 (二)绿色化学化工业强调资源的充分利用,极大的降低了生产成本 绿色化学化工业在工具的选择上强调其循环利用功能,这样各种资源的利用率就达到了90%――100%,降低了废弃物排放对环境的影响外,节约了生产生本的投入,为化学工业的发展省却了一笔不小的生产成本。省却的生产成本可以进行更为科学严谨的化学工程试验,从而又推进了绿色化学化工业的进一步发展。 (三)绿色化学化工业在一定程度上可以避免不必要的自然灾害 诸如滑坡、泥石流、地震等地质灾害的发生主要原因虽是自然因素,但经济社会发展中对各种资源的不合理的开采、各种对自然环境有影响的工程施工在一定程度上讲都是灾难发生的诱因。绿色化学化工业的发展大大降低了对各种自然能源的开采和利用,社会发展对自然环境的依赖程度降低,将引发地质灾害的人为诱因降到最低值。 三、绿色化学化工业的发展前景 (一)绿色化学取代不可再生能源的消耗 当前有机化学品的主要成分来自于不可再生的能源,如煤和石油,降低了能源的储备量之外还对环境造成严重的污染。绿色化学化工业正在极力研制从可再生的地质能源和生物能源中汲取有效的成分以取代对不可再生能源的消耗。绿色的能源将成为未来社会发展的主要能源来源,有利于发展的可持续性。 (二)绿色化学革新制药领域 目前化学制药是我国重要的医药用品的来源,但化学制药工业发展中存在化学药品的品种多且更新快、制药过程的化学品反应步骤多、对制药的各种原材料的需求量大等状况,废水、废气、固体废弃物的排放量巨大,环境污染严重。且各种药品都是用化学品配置而成,含有不同程度的有毒成分,印证了“是药三分毒”的说法,人们长期的服用化学药品,对其身体各器官均会造成不同程度的损伤。绿色化学制药中虽仍采用各种化学物质,但由于提炼技术的更新,大大加大对有毒有害物质的提取程度,既降低了药品对人体的伤害,也强化了制造工艺的原子经济性。 (三)高效可降解材料作用于社会发展的各个领域 塑料袋、塑料管等塑料制品是一种难以降解、难以腐蚀的物质,其对自然环境的影响非常严重,绿色化学的普及后可以强化对生物、光等降解高分子的利用,加强对高效降解材料的研发。高效降解材料可以利用于塑料袋等生活用品的普及中,也可以利用到生物医学材料等领域,为人类造福。 (四)绿色化学化工业推进二次利用工程建设 生活中不可避免的会产生各种生活垃圾,生活垃圾的不合理处理便会对人们生活造成一定的影响,因而随着绿色化学化工业的发展各种科学处理并循环利用垃圾的方法逐渐全面化,无论是生活垃圾和建筑垃圾,均可以通过有效的途径进行处理。这样经过处理的垃圾被正常投入到利用中后便成为一种资源,这种资源与其他不可再生能源不同,后者只会越来越少,而其会随着生活的发展而不断的增长。绿色化学化工业对垃圾的处理和利用便推动了废弃物的二次利用,为社会节省发展成本的基础上降低了各种生活垃圾对人们的生活和自然环境的影响。 随着经济的发展和社会各方面的发展,原有发展模式的弊端愈加明显,制约着社会可持续发展的步伐。而绿色化学化工业对缓解资源紧缺、改变日益恶化的环境问题有积极的影响,且其可以极大的提升人们的生活质量,对保障人民和国家发展安全做出巨大的贡献。本文根据绿色化学的基本原理,分析并总结了发展绿色化学化工业的重要意义及其发展前景,呼吁政府、企业和个人加大对绿色化学化工业的关注和研究力度,以推进社会的可持续发展建设。 绿色化工论文:关于南京化学工业园区发展绿色化工的思考 化学工业是国民经济的基础性产业,为经济发展和人们生活提供了物质基础。长期以来,污染一直是困扰化学工业的致命问题,制约着化学工业的健康发展。化工过程既伴有原子间的重新组合,又有相变发生,因而在节能降耗方面潜力很大。近年来,化工生产绿色化的研发和应用正方兴未艾。 绿色化工就是在化工产品生产过程中,从工艺源头开始运用环保理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成、废物再利用与资源化,从而降低成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理由先污染后治理转向从源头上根治。 绿色化工理念注重从产品的全生命周期来考察其生产和使用对环境带来的影响,包括绿色原料、绿色产品和绿色过程等方面。要真正实现化工生产的绿色化,首先要从源头上减少有毒有害物质的使用,运用绿色化学的手段实现零排放;其次从工艺和设备两方面着手,大力研究开发从整个工程链中减少或消除污染的绿色工程技术,并在此基础上进行过程系统综合,降低能耗,实现废物最小化和环境影响最小化;然后从循环经济角度提高资源的综合利用率,降低废物产生和排放。 绿色化工已被全球列为21世纪实现可持续发展的一项重要战略,是解决资源、能源紧缺和环境恶化的重要途径,是提高人类生存质量和保证国家与民众安全的核心基础科学与技术。绿色化工和清洁生产工艺技术将向节能、环保的方向发展。化学与材料、生命、信息、能源、资源、环境等领域的结合将开辟新的发展方向,为提高人类生活质量和环境改善提供多种途径。 一、全球绿色化工态势 1995年美国设立“总统绿色化学挑战奖”,自1996 年开始每年颁发一次。1997年成立了绿色化学协会,致力于环境友好化学合成和处理的教学、科研工作。美国加州提出两项州议案,要求按照加州绿色化学行动法促进绿色化工发展。美国已着手创建一项能够明确鉴别绿色化学品和绿色工艺的综合性工业标准,实行绿色化工第三方认证,目前有近50家单位在参与制定。 欧洲的绿色化工也很活跃。英国的绿色化学网从2003年开始创建,2006年成员已达到1500家;为鼓励绿色化工,英国还设立绿色化工水晶奖、英国绿色化学奖、英国化学工程师学会环境奖等奖项。法国化工业正逐步将农作物用于化工领域,据预计,未来农业领域绿色化工创造的财富很可能超过农产品本身。 日本已从污染型的工业社会转变为全球环境的领跑者和节能超级大国。与1990年相比,2006年日本化学工业减少二氧化碳排放15%,而同期化工产品总产量却增加了30%。2000年日本成立了绿色与可持续化学网络,开展绿色与可持续发展化学的研究开发、教育、奖励、国际间的合作、信息交流等工作,并发起设立“绿色和可持续发展化学奖”。 巴西因拥有丰富的植物资源,生物塑料的生产成本比其他地区低很多,从而吸引了众多投资者。巴西的公司已经将中等规模甘蔗基高密度聚乙烯推向市场,并在生物基乙醇生产、生物乙醇制烯烃、生物基丁烯等方面有较快进展。一些跨国公司也积极参与巴西的绿色化工计划。不远的将来巴西将成为全球最大的绿色塑料生产国。 大型石化公司正努力发展绿色化工,不断提高能效,以降低温室气体排放,使用对环境友好的新工艺,减少生产过程的环境污染。如,阿克苏诺贝尔公司销售产品的18%来自其 “生态优质”产品,与市场上的主流产品相比,留下的环境印迹低得多,公司到2015年计划将此份额增加到30%。 二、国内绿色化工进展 石化工业是国民经济的支柱产业。2010年我国石化行业规模以上企业总产值达8.88万亿元,占全国规模以上工业总产值的12.7%。石化产品广泛用于工业、农业、人民生活等各个领域:它为农业提供化肥、农药和塑料薄膜等,为能源、交通和居民生活提供石油、天然气、液化气等燃料,为汽车、船舶、航空航天、机械工业等提供合成材料、轮胎、涂料和胶粘剂等产品,为纺织工业提供合纤单体、合纤聚合物、染料及纺织助剂,为轻工家电业提供各种塑料材料、功能材料,为电子工业提供印刷电路板基材、塑封料、光刻胶、高纯试剂和特种气体等,为建筑业提供塑料建材、保温材料、建筑涂料、防火材料等,为医药工业提供基本化工原材料,为军事工业提供军用化工产品,为人民生活提供各种相关的日用化学品…… 我国化工产业的出路就在于摒弃粗放的生产模式,推崇“绿色化工”,发展环保型产品,采用先进技术,实现清洁生产,最大限度地降低三废排放量,采用循环经济手段,提高资源利用率。 科学发展强调人与自然的和谐。2006年国务院《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》指出,我国环境保护虽然取得了积极进展,但环境形势严峻的状况仍然没有改变。 我国绿色化工研发正在兴起。南开大学与天津大学已于2003年联合组建了天津绿色化学化工实验室。2008年2月,广州化工集团有限公司等11家企业和华南理工大学、南开大学、浙江大学等6所重点高校发起组建的广州绿色化工产学研战略联盟正式启动。 绿色化工产品应用备受关注。如,绿色化工材料和技术渗透到了北京奥运会的方方面面,为北京奥运会成功举办发挥了重要作用。 三、南京化工园区绿色化工思考 1.发展现状 南京化工园区按照“国际一流、国内领先”的要求,经过10年的发展已初具规模,各项事业正蓬勃发展。园区在绿色化工方面做了大量工作,取得了较好成效。 园区实现了集约发展,通过公用工程共享,提高了土地利用率;采用热电联供,实行按能级配置使用能源,提高了效率;强制推行清洁生产审核和循环经济试点工作,企业节能降耗有了明显改善。 (1)绿色碳一化工产业链。合成气是碳一化工的源头,园区合成气实行集中供应,生产效率高,资源和能源得到合理利用,废弃物少。惠生(南京)化工有限公司以煤为原料生产合成气,向菱天公司、蓝星公司和扬巴公司供应,并分离出一氧化碳产品供给塞拉尼斯醋酸装置,多余的一氧化碳和氢气生产出甲醇。实现了一氧化碳和氢气合理配置,最大限度地提高煤的有效利用率,降低碳排放。 项目采用世界上最先进工艺技术,其中煤气化采用GE德士古水煤浆气化技术;工艺气体的净化和CO深冷分离采用林德公司低温甲醇洗工艺;甲醇合成单元采用国内自主开发的高效等温反应器和高性能合成催化剂;精馏系统采用“三塔”流程。同时配套克劳斯装置回收煤气中的硫,极大地减少二氧化硫排放,属于清洁煤化工项目。此外,项目还利用余热发电,有效地利用了煤的化学能,实现了企业一半用电量自给。项目还做到废水循环利用,废渣深加工利用、废气提取二氧化碳综合利用。 在醋酸合成方面,园区集聚了两大世界一流的醋酸生产商BP和塞拉尼斯,它们的生产技术属当今世界顶级技术。从合成醋酸的反应方程式看,甲醇羰基化合成醋酸符合“原子反应”要求,反应只有一步,全部的反应物原子都变成了产物,没有原子损耗。 Celeance公司在传统Monsanto法的基础上开发成功AO Plus工艺,与传统Monsanto法比优势明显:装置的时空产率提高到20-40mol醋酸/升・小时;投资费用节省40%;公用工程消耗降低30%。近年,塞拉尼斯公司对AOPlus的技术进行了改进,可将装置产能由120万吨/年提高到150万吨/年,单位产品成本大大下降。 BP公司在Monsanto法基础上改进,于1996年推出了BP Cativa工艺。催化剂体系具有如下优势:主催化剂便宜;稳定性好,可以维持高得多的浓度,具有更高的时空产率20-30mol醋酸/升・小时;投资费用节省10%-30%;由于体系中水浓度低于2 w%,副产物丙酸少,因此公用工程消耗降低20%-40%;采用该技术,可将原有装置产能提高30%以上。 (2)聚氨酯材料。聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物,广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等领域。由于它的使用可以节省能耗,因而属于绿色化工产品。园区在聚氨酯领域有较强的综合能力。 (3)绿色涂料及助剂。 “绿色涂料”是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料和辐射固化涂料等,主要是从减少涂料总有机挥发量、降低溶剂的毒性、提高用户的安全性等方面加以改进。 我国是涂料生产大国,但高性能环保型涂料的发展落后于发达国家。化工园区在“绿色涂料”领域形成了产品集聚,有环保助剂、高性能树脂和安全的涂料产业链。如长江涂料公司年生产能力8万吨,是我国涂料行业设施最齐全、设备最先进、工艺领先、技术超前、环境优美、国内一流、国际接轨的现代化油漆制造基地,国内涂料10强企业。 园区还是国内最大的醇醚溶剂基地。醇醚类溶剂与水有很好的相溶性,被广泛地用于水性涂料,作助溶剂,起偶联使用。德纳(南京)化工有限公司目前有丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯六套生产装置,其中丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯生产能力达到10万吨/年,产品质量达到电子级;乙二醇丁醚生产能力达到9万吨/年,乙二醇丁醚醋酸酯生产能力达到3万吨/年。 (4)水处理剂。水处理产品和服务是环保产业的重要组成部分。纳尔科工业服务(南京)有限公司由全球最大的水处理剂制造商美国纳尔科公司投资设立,年产3.7万吨水处理剂,包括年产7000吨橡胶聚合体、5000吨液态聚合体和年产2.5万吨混合物等市场畅销产品,最终将实现年产15万吨产量的规模。工厂设备先进、生产工艺世界一流,定位为纳尔科在全球的八大核心生产厂之一,可供应纳尔科产品线的所有核心技术产品。 (5)资源综合利用。在乙烯裂解过程中,主要产品为“三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)三苯(纯苯、甲苯、二甲苯)”,同时也生产一定量的碳四、碳五、碳九等副产品,这些副产品中碳四已经得到较好的利用,碳五、碳九的利用与否直接关系到资源综合利用水平的高低,对园区绿色化工建设有重要影响。 南京源港精细化工有限公司碳五综合利用项目包括 8万吨/年碳五分离装置、2万吨/年碳五石油树脂装置,是目前国内同类装置中规模较大的企业之一,主要产品为双环戊二烯、脱环碳五加氢树脂。 南京齐东化工有限公司正在新建16万吨/年裂解碳九深加工项目,生产石油树脂7万吨。 2.对策措施 (1)引入“生态效率分析”方法并制定相应标准,定量、科学地评价入园项目。 (2)构建园区的绿色化工政策环境,一方面限制污染大的项目进入,另一方面鼓励绿色化工项目。 (3)项目入园需要进行前置性技术先进性、环境安全性评价,优先选用绿色化工项目。 (4)加大力度,提升园区现有企业技术,削减污染物、有毒物的产生和排放。 (5)以生态园区创建为契机,加强循环经济建设,提高资源利用率。 (6)加强对企业的监管,杜绝偷排现象,保证装置的安全运行,降低事故率。 (7)建立绿色化工专项基金,奖励绿色化工项目,资助绿色技术开发。 (8)跟踪国内外绿色化工技术、工艺和产品,向企业推荐新技术、新产品。 (9)建立绿色化工工程研究中心,开发利用和推广有市场前景的绿色化工技术。 3.今后重点发展的项目 (1)环氧丙烷。国外以过氧化氢和丙烯直接合成环氧丙烷技术已成熟,我国也正在积极研发。2010年我国环氧丙烷总产量约124万吨,大多采用污染较严重的氯醇法工艺生产。该工艺设备腐蚀严重,而且产生大量氯化钙和工业废水,难以处理。而过氧化氢直接氧化法生产环氧丙烷,几乎不产生三废。BASF公司和韩国SKC公司分别建成30万吨/年和10万吨/年HP-PO装置。 园区有大型环氧丙烷装置,采用的就是氯醇法工艺,而且钟山化工厂搬迁项目还有10万吨氯醇法环氧丙烷,如果能够合并改为20-30万吨双氧水氧化法工艺,不仅技术上可行,也可大大降低环境污染。 (2)淀粉基生物降解材料。淀粉基塑料可分为填充型、共混型和全淀粉塑料等三类。目前我国淀粉基塑料主要是填充型淀粉塑料,已属于逐步淘汰型品种。共混型淀粉塑料与单独的合成聚合物相比,其具有较快的降解速度和较好的力学性能,部分产品可完全降解。全淀粉塑料是真正的完全降解塑料,其成本与常规塑料更为接近,是最具发展前途的可降解淀粉塑料。 目前,日本住友商事会社、日本谷物淀粉公司、美国Novon International公司、意大利Ferruzzi公司和Novamont公司等已宣布研制成功全淀粉降解塑料,其中美国Novon International公司的“NOVON”全淀粉塑料产品的生产能力已达到4.5万t/a,意大利Novamont公司开发的“Mater Bi”全淀粉塑料产品的生产能力已达到1万t/a。 (3)聚乳酸。聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物降解和生物相容性的合成高分子材料,可在使用到一定时间后逐渐降解,并最终变成对人类、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。中科院长春应化所与浙江海正集团合作已经建成了国内最大的5000t/a PLA生产装置。2007年,日本化纤协会公布东丽公司成功开发出将以PLA和纤维素为主要成分的植物纤维进行混炼,使用耐热性、刚性及成型性较好的植物纤维强化PLA塑料。 (4)二氧化碳综合利用。二氧化碳是温室气体,国际上减碳呼声日益高涨,中国政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,二氧化碳捕集与综合利用是碳减排的重要途径。 (5)碳酸二甲酯(DMC)。这是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。作为有机合成中间体,可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用,提高生产操作的安全性,降低环境污染;作为溶剂,DMC可替代氟利昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等;作为汽油添加剂,DMC可提高其辛烷值和含氧量,进而提高其抗爆性;此外,DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂。因此它是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。 生产可采用甲醇羰基合成法和二氧化碳法,这两种方法的原料在园区非常丰富。园区要在新材料项目上有大的突破,就应当寄希望于碳酸二甲酯的合成技术和应用技术上的突破。 (6)CO2基共聚物。将CO2合成为高分子产物的关键是催化剂技术,其合成不必经过高能耗的还原过程,既能保护地球环境又可得到一类颇具特色的新型材料。河南天冠集团与中山大学合作正在建设5000t/a的生产线;内蒙古蒙西集团采用长春应化所的技术建成3000t/aAPC装置;中科院长春应化所与中海油合作,正在海南兴建3000t/a装置;江苏泰兴1万t/a装置已投产。 (7)绿色环保涂料。20世纪90年代,国际上兴起“绿色革命”,促进了涂料工业向“绿色”方向大步迈进。水性涂料、高固体分涂料、光固化涂料和粉末涂料占比不断提升。2009年我国涂料总产量达755.44万吨,首次跃居世界第一,但绿色涂料比重较低。 涂料行业是园区精细化工的一个重要领域,包括助剂、树脂、涂料成品等品种齐全,“十二五”期间仍有较大发展空间,应当大力发展水性涂料、高固体分涂料,绿色助剂和树脂。 (8)生物质燃料。生物能源一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。生物质能利用主要包括生物质能发电和生物燃料。生物燃料是指通过生物资源生产的石油替代能源,包括生物乙醇、生物柴油、乙基叔丁基醚、生物气体、生物甲醇与生物二甲醚。 (9)精细生物化学品。1970年代以来,生物化工得到很大发展,生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等行业都显示了威力,创造了巨大的经济价值,特别是固定化酶和固定化细胞技术的应用更促进了酶工业和发酵工业的发展。 生物化工以微生物或酶作为催化剂,以可再生资源取代化石资源,大规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等,是解决人类目前面临的资源、能源和环境危机的有效手段。目前可以重点发展手性化合物、1,2-丙二醇、生物乙醇等。 (作者单位:南京化学工业园区管理委员会) 绿色化工论文:“绿色化工”理念与“绿色文化”的传播 【摘 要】建设低消耗、低排放、低污染的环保型、节约型社会,人是起决定性的因素。因此,“绿色化工”与“绿色文化”科学知识的普及有着举足轻重的作用。绿色化工职业教育文化氛围中孕育出来的大批化工类高职学生在绿色文化传播中具有得天独厚的专业优势,可以成为绿色文化传播的生力军。本文就“绿色化工”理念与“绿色文化”形成背景、传播现状和传播方式与途径进行探讨。 【关键词】绿色化工;绿色文化;传播 绿色湖南建设是省委、省人民政府全面深入践行科学发展观,加快推进“四化两型”战略,抢占新一轮发展制高点,提升长远竞争力的重大举措。在以加快转变经济发展方式为主线,以“两型社会” 建设为引领,以生态建设、节能减排和环境治理为重点,发展绿色化工产业,倡导绿色消费,弘扬绿色文化,探索资源节约、环境友好的生产方式和消费模式的思想指导下,政府和行业企业的调控、指导和参与、投入是必不可少的,而作为高素质技能人才培养基地和技术改革创新前沿阵地的高职学院,尤其是化工类高职学院,在推进绿色湖南建设中,所起的作用也是不容小觑的。 一、“绿色化工”理念与“绿色文化”解析 人们对生态文明发展的认识走过了一个曲折的过程。从传统的纯经济增长发展观到当今社会的可持续发展观,体现了人类社会对传统发展模式的深刻反思,在这个过程中,人们对生产力的发展和生态环境保护之间的关系也有了全新的认识。 (一)相关概念 绿色化工:指的是在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减,进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低成本和消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理,由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。 绿色文化:广义绿色文化即人类与环境的和谐共进,使人类实现可持续发展的文化。它包括持续农业、持续林业和一切不以牺牲环境为代价的绿色产业、生态工程、绿色企业。也包括有绿色象征意义的生态哲学、生态意识、生态艺术、环境美学、生态旅游,以及绿色运动、生态伦理学、生态教育等诸多方面。狭义绿色文化是指人类适应环境而创造的一切以绿色植物为标志的文化,包括采集狩猎文化,农业、林业、城市绿化,以及所有植物科学等。 (二)形成背景 上世纪之交,国际社会经济格局正出向着全球化、多元化、信息化和生态化方向演变。经历过一个世纪惊心动魄的政治动乱、军事纷争和经济危机以及长足的科技进步、经济腾飞和社会发展奇迹的人类社会,正面临着发展与环境问题的严峻挑战,尤其是迅速崛起的发展中国家。 20世纪90年代之后,建立知识经济和循环经济发展模式已经在国际社会蔚为风潮。发达国家正在把发展循环经济、建立循环型社会看做是实施可持续发展战略的重要途径。通过对循环经济产生的背景及其内涵的分析,可见应用循环经济是实现中国可持续发展的必由之路,是达到环境与经济“双赢”的最佳发展模式。 面对日益严峻的资源环境现状,学术界、政府把发展循环经济、建立资源节约型社会提到了空前的高度。但作为一种全新的发展理念,循环经济在我国还处于试点研究阶段,其理论基础、研究方法均有待进一步发展。要在我国全面发展循环经济还面临着许多困难和挑战,绿色湖南建设需要全社会各行各业的广泛参与和研究。 工业强省面临传统产业升级,建设低消耗、低排放、低污染的环保型、节约型社会,人是起决定性的因素,因此,如何普及“绿色化工”科学知识有着举足轻重的作用。湖南石化产业因“四化两型”建设而注入了更强劲的动力,在实现产品升级换代的发展中需要更多的高端技能人才。绿色化工时代大潮汹涌澎湃,湖南化工类职业教育如何植根化工、依托化工、服务化工,为绿色湖南建设添砖加瓦,这是化工类高职学院培养人才发挥创新作用的历史使命。 而在《绿色湖南建设纲要》中有一项绿色文化指标:在校学生生态文明教育普及率达90%以上;城乡居民生态文明宣传普及率80%以上;全省文明城市创建覆盖面达到90%;文明行业创建覆盖面达到80%;文明村镇创建覆盖面达到70%。绿色化工职业教育文化氛围中孕育出来的大批化工类高职学生在绿色文化传播中具有得天独厚的专业优势,可以成为绿色文化传播的生力军。 二、“绿色化工”理念与“绿色文化”传播现状 湖南化工职业技术学院位于长株潭“四化两型”建设产业群区域,拥有化学工程系、制药与生物工程系、机械工程系、自动化与信息工程系、经济管理系等5个系20多个专业,学院建校50多年来植根于化工行业培育社会急需人才,引领湖南化工职业教育发展。学院坚持培训教育工作“四个结合”:一是师资队伍实现专业教师和企业专家相结合;二是培训内容实现理论学习与技能训练相结合;三是学习情境实现课堂学习与现场操作相结合;四是培训的绩效评价实行企业与学校相结合。 学院创新了特色“技能节”和具有相当影响力的技能竞赛成果,并连续六次获得的省职业技能鉴定十佳单位荣誉。学院本着凸显高职特色的原则,以服务学生素质拓展,服务校园文化繁荣为目标,以实现服务青年、服务社会,促进学生成才发展,促进学院建设发展为目的,依托化工行业发展优势,利用50多年化工院校办学的优质教学资源,突出化工龙头专业品牌特色,率先成立了化工协会,化工协会先后获得“全国高校十佳优秀社团”、“湖南省大学生优秀社团”, “第三届全国高校优秀社团学习实践类特别奖”;拓绿环保协会也被评为第四届湖南省“优秀大学生社团”,在2010年荣获“全国高校优秀社团”,2009年获香港环保协会颁发的“全国(环协)联校水果贺卡2009杰出成果奖。活跃在校园文化宣传前沿的“大学生记者团”2013年荣获“全国高校十佳优秀社团”。这些社团在当前化工行业正在由传统化工向新型化工转型,作为化工湘军摇篮湖南化工职业技术学院,学生专业性社团建设把握时代命脉与社会同呼吸。在注重专业技能知识提高和动手操作能力加强的同时,热切关注“四化两型”社会的建设,组织开展新型化工知识讲座,积极学习宣传有关新型化工的知识,宣传绿色化工理念,为校园文化建设增添了绿色环保气息。《打造技能竞赛文化 促进和谐校园建设》和《打造“精技”社团 励炼化工“湘军”》分别荣获2010年和2011年湖南省高校校园文化建设优秀成果三等奖。 高职教育越繁荣,社会经济发展速度越快,反之亦然。长株潭城市群作为国家发改委批准的“两型社会”建设试验区,迎来了前所未有的发展机遇与挑战,石化产业是湖南省支柱产业,也是国民经济发展的驱动引擎。为了解高职生对于“绿色化工”相关知识的认识程度,以便更有效地传播“绿色化工”理念,我们于2014年6月---7月在湖南化工职业技术学院进行了随机调查。从调查数据分析来看,得出以下结论: (一)对于绿色化工的相关知识,化学工程系和制药与生物工程系这两个同属化工大类的系部学生,明显比经管系、自动化与信息系、机械系的学生了解更多一点。 (二)不同专业的学生对于“绿色化工理念”的知识普及,所感兴趣和支持的举措具有一定差别,比如化工类专业学生普遍认为应把绿色化工相关知识编入教材。而其他专业的学生则大多认为学校或政府的宣传很重要。 (三)关于“绿色化工理念宣传”途径,从调查结果来看,社团、协会活动和高职学院的主流媒体宣传依然是主要的宣传途径与平台。 (四)学生对于社会与环境的关注度比较高,主动(下转第207页上接第219页)融入社会的积极性也是比较高的。 (五)湖南化工类职业教育如何植根化工、依托化工、服务化工,为绿色湖南建设添砖加瓦,这是化工类高职学院培养人才发挥创新作用的历史使命。 三、“绿色化工”理念与“绿色文化”传播方式与途径 高职教育通过人才培养、技术创新、职业培训和资格认证等方式服务地方,与地方社会经济发展形成一种良性互动,既是应尽的职责,也是自身获得更好的发展空间的必由之路。从探寻化工类创新人才培养在循环经济发展、生态文明建设中特有的创新作用及发挥创新作用的途径入手,在绿色化工背景下的研究化工类创新人才培养以及绿色文化的传播,开辟推进绿色湖南建设的新路径。 (一)发挥专业优势。绿色化工职业教育文化氛围中孕育出来的大批化工类高职学生在绿色文化传播中具有得天独厚的专业优势,可以成为绿色文化传播的生力军。 (二)校内校外互动。校内通过社团、协会和课堂融入,专业选修灯途径传播。校外通过关注社会,融入社会,让社会和更多的人了解、支持、投身、热爱祖国的化工事业,获取政府更多的关注和政策、项目支持,使化工人才培养基地的化工类职业院校获得更和谐的发展建设环境和更有力的财政支持。 (三)网络与传统结合。一方面是为绿色湖南建设和祖国发展培养更多的优秀化工类人才,通过人才接力,使“绿色化工”科普工作在高职生中得以创新,使“绿色文化”传播的途径更为广泛。另一方面是通过网络与传统的宣传平台和方式,对“绿色化工”理念和“绿色文化”进行传播。 绿色化工论文:湖南岳阳绿色化工产业园生态绿地规划构想 摘 要:湖南岳阳绿色化工产业园(原名岳阳市云溪工业园)是一家专类化工园。2013年6月,通过国家发改委批复,更名为湖南岳阳绿色化工产业园,并进入国家级首批循环化改造试点园区,获国家前期1.5亿元循环化改造资金。项目批复给园区发展带来了巨大契机,绿色理念将成为园区发展的主旋律。本文根据湖南岳阳绿色化工产业园区基本情况与产业规划,以湖南岳阳绿色化工产业园的生境条件为基础,从生态绿地规划原则与思路、生态绿地系统空间结构与布局、生态绿地树种规划及规划总目标等方面系统地对湖南岳阳绿色化工产业园绿地体系进行了规划构想。希望能对园区今后绿地系统的规划与发展有一定的参考和指导意义。 关键词:生态 绿地 规划 绿色化工产业园是一个新的产业园区概念,也是国家实施循环化化工产业集群发展的全新要求,更是实施两型社会的战略部署,“环境友好、资源节约”是对绿色化工产业的全面诠释。地区发展的生态平衡、人与环境和谐、产品可控、经济效益优良、城乡统筹一体、区域内物质与能量良性化循环、区域生态环境优美等均是建立两型社会的具体要求,也是绿色化工产业园的发展目标。 工业园区是一个包括经济、社会、环境和资源的地域综合体,是一种新型人工复合生态系统,具有开放性、依赖性、脆弱性等特点,极易受到破坏。在经济发展与环境保护之间矛盾日益尖锐的今天,尤其对专类化工产业园区,工业生态化是产业现代化过程中一个不可逾越的阶段。在工业园区生态系统中,园林绿地系统是其中唯一具有自净功能的重要组成部分,它在改善区域环境质量、维护地区生态平衡、美化地方景观等方面起着十分重要的作用,构建科学合理的生态绿地系统成为关键。 1 湖南岳阳绿色化工产业园区基本情况与产业规划 1.1 园区概述 湖南岳阳绿色化工产业园(前身云溪工业园)成立于2003年,园区位于岳阳市东北部,长江中游南岸,东北与临湘市接壤,西北与湖北省监利县隔江相望。境内驻有长岭炼油化工总厂、巴陵石化公司(原岳阳石油化工总厂)、华能岳阳电厂等三家中央大型企业,是湖南省重要的石化基地、火电基地和纸材基地。2013年6月由云溪工业园更名为湖南岳阳绿色化工产业园,进入国家级循环化改造示范试点园区。 1.2 产业发展定位 云溪发展目标定位:以原油、煤气资源为基础,发展石油炼制产业、催化与助化剂、化工新材料及特种化学产品、合成材料深加工产业,延伸丙烯、碳四、芳烃、碳一化学四条产业链,培育石化产业集群。并借助大交通优势发展大型物流业及其它工业协调发展的新型工业城市,力争成为岳阳市工业经济增长的主引擎点。 1.3 产业空间布局 立足园区现有产业空间分布及地区整体空间发展形态,将园区产业功能分为:“一园、三片”的空间布局结构。一园就是岳阳绿色化工产业园,包含“三片”指云溪城片区(巴陵石化厂区、云溪精细化工园区、新材料产业区),长岭片区(长炼厂区、长岭工业园区),儒溪片区的临湘滨江工业园区。 1.4 产业规模 绿色化工产业园规划控制范围为230 km2,至2020年发展规模约52 km2,精细化工产业园核心区用地为26.77 km2,十二五末工业产值规模达2500亿元,总人口达10万人。初步建成一个工业与城市协调发展、人与生态环境和谐共生的“生态型工业园区”。 1.5 产业园生境条件 1.5.1 区位优势 云溪区位于湖南北部,是省唯一沿通江达海的城市,园区产业基础雄厚,产业配套齐全,区位优势明显。同时,岳阳市又是国家优秀旅游城市、国家级园林城市,国家级卫生城市,国家历史文化名城,正在创建国家级文明城市,有着深厚的文化底蕴。 1.5.2 交通优势 境内公路成网,通衢四方。有多条国家级主干道在此交错经过:京广铁路、武广高铁、杭瑞高速、随岳高速、107国道等横穿境内,有近30 km的长江水岸线,有岳阳城陵矶国家级直航港口,交通十分便利。 1.5.3 地形与水文气象 工业园区地处北亚热带季风湿润气候区,温暖期长,严寒期短,四季分明,雨量充沛,气候湿润,传统农耕文化发达。园区规划地多以低矮丘陵为主,穿插众多大小湖泊,在沿长江不到30 km的水岸线南侧,汇聚了芭蕉湖、松阳湖、白泥湖、洋其湖等较大的湖泊,还有白杨湖、枫桥湖、鲁家湖、莼湖、肖田湖等面积在300~500亩左右的小湖泊,区域内湖湖相连,水生湿地景观优良。 1.5.4 地域文化和传统特色 一方水土养一方人,一个地域都有着不同的文化特征。绿色化工产业园区也有着自己独有的文化资源。古镇陆城系公元994年建成的原临湘县治,历经千年。区内存有培风塔、寡妇矶、擂鼓台、五爪松、尚书墓、贞节牌坊等8处古建筑遗址。古树名木众多,100年以上的古树120余株,有坪田村岳飞手植松、有新华村700年的古银杏树、有荆竹村古树群落。园区传统文化资源特色鲜明,人文环境特质优良。 1.5.5 区域劣势 环境现状:由于园区是传统的石油化工基地,水环境和大气环境都不容乐观,化工固体废弃物污染也日益突出,环境形势严峻。另外,区域内农村养殖业众多,猪鸡等畜禽粪便及水产养殖污染非常严重。生态环境较为恶化,生态安全受到一定影响。 绿地现状:绿地总量严重不足,缺乏植物造景特色,自然山水条件未能充分利用,缺乏自然生态保护体系规划,未能形成良好的自然生态网络结构。 2 生态绿地系统规划原则与规划思路 工业园区的发展是一个不断破坏与修复的过程。一方面,工业发展要求土地成片集约化、高效化及配套节约化,在工业用地大量成片开发时原有地表植被资源被破坏,原有生态系统失调。并且在生产过程中排放的“三废”又污染着周边大气水体与土壤,破坏着周边生态环境;另一方面,为改善区域环境,人们又不得不去改造和修复日益恶化的生存环境,使破坏与修复在区域内循环。作为两型社会和国家级循环化改造示范试点园区,应将生态保护与修复摆在园区绿地规划的首位。 2.1 生态绿地系统规划原则 2.1.1 科学规划,合理布局,依法建绿治绿 按岳阳市城市总体规划和土地利用总体规划要求编制区域生态绿地系统规划,制定各类绿地的定额指标,创建多样化的绿色空间及安全、舒适、优美的生态环境。并按国家与地方相关的环保及绿化法规及条例,加大环境保护与治理力度,严控绿地系统建设指标、治理和恢复恶化的生态环境及生态系统。 2.1.2 区域协调,生态优先 按区域丰富的湿地生境条件控制生态基本构架,划定生态功能区,建立地区生态安全体系,做到绿地“斑点、廊道、基质”的有机结合,生态修复与保护结合,城乡环境统筹结合,促进地区可持续发展。 2.1.3 突出重点,强化特色 绿色化工产业园核心规划区现状河流污染严重,大量原有植被破坏,大气质量较差,生态系统弱化。应当努力加强河流污染治理,保护沿河植被及土壤原貌,建立河湖与园区间的生态缓冲体系,并加强园区道路、企业与园区周边绿化建设,创造良好的生态环境基础。 2.1.4 以人为本,总体规划,分期建设 绿地系统的规划建设要最大限度地满足园区生产、经济及社会活动的需要,以人为本,为园区及其周边居民生活提供舒适、方便、实用、优美的绿色环境空间。规划中,按照“近细、远粗”的思路,远近结合,首尾相顾。使近期项目建设指标明确,可操作性强,为远期规划发展又留出余地。 2.1.5 实地适树,景观多样 大力开发利用区域内乡土树种,有节制地引用外来物种,构筑有地域性的植被特征,构建园区生物多样性特性。 2.2 生态绿地系统规划思路 自然生态条件是区域生态的物质基础,是区域景观规划的本底和基础,是大地景观的骨架。区域是由多个生态系统相互耦合和镶嵌而形成的生态格局,即是“斑块、廊道、基质”的空间镶嵌体。湖南岳阳绿色化工产业园沿长江岸线规划,一江多湖,具有浓郁的湖泊生态系统特征。在绿地系统规划中,应形成以企业附属绿地、园区公共组团绿地、古树及古建筑遗址绿地为斑点;以长江水线及岸线,多主干道、高压线通道、化工物料管线为廊;以多个湖泊及农林基地为基质的综合绿地体系。注重大环境绿地与园区中小型绿地结合,开放型绿地与经营型绿地结合,线型绿地与块状、带状绿地结合,绿地系统与园区水系结合,近期建设与远期规划结合。 3 生态绿地系统规划布局 3.1 多斑点绿地格局 斑块是景观构成中极为重要的景观类型,一方面可以美化改善环境,为居民提供游憩场所;另一方面也是城市生态中大多数生物的栖息地和庇护所,具有较高的生物多样性。所以应结合现状绿地斑块,在人类活动频繁的区域开辟新的绿地斑块,并使其均匀合理分布。 3.1.1 以企业附属绿地为斑点的绿地建设 园区各企业是园区规划的基本组成单位,是园区绿地系统的重要组成部分,企业绿地是一个企业精神文明与企业价值的体现,并可获得直接或间接的经济价值。应结合各企业生产平面布局及工艺流程特点,以在降噪、除尘、防火、通风、吸收有毒有害气体的基本要求下,处理绿化与路、管、线之间的关系,合理营造人工植物景观群落。在企业主出入口、主体建筑、高大构筑物等作为工厂标志性景物前,营造起点缀、衬托作用的植物景观;在不够美观生产建筑前,用植物材料进行遮掩,用植物界面替代建筑界面,形成一个新空间,起到替代、分隔作用,达到视觉美化、转化目的;利用浓密树叶遮挡与吸附工业粉尘;利用乔木的高大树冠,为道路、广场等提供遮阴,避免夏季高温和阳光刺激,获得适宜的小气候和满意的光影效果。 3.1.2 以园区公共组团绿地,节点绿地为斑点绿地建设 在园区各个主要的交通对接口(如园区大门与临湖路接口处,云港路、长江路、临湖路交接处,园区规划的主次干道与园外交通干道的多节点处),园区边角余地,重要企业的主要出入口等景观节点处等,规划建设面积不等的开敞绿地空间,每一个景观节点都作为重要景点进行控制建设,形成与周边环境特征相协调的景观环境。 3.1.3 以古建筑遗址绿地及古树保护为斑点绿地建设 散落在园区规划地的八处古建筑遗址是地区人文景观的见证,要根据遗址大小及实地环境合理规划,在保护的基础上建设可大可小的斑点绿地,或遗址公园、或绿地组团、或防护绿地等,要突出遗址特色,再现当年历史风貌。 古树名木承载了多个世纪的历史和风雨,是地区悠久历史文化象征,是地区珍贵文化遗产,是研究地区历史文化、环境变迁、植物分布等的重要活物证。一颗树就是一道景,就是一片绿地。园区新华村古银杏树龄达700多年,高25 m,胸径达1.8 m,冠幅达35 m,树势雄伟苍劲,秋日满树黄叶,700年树龄还每年结实,极为绚丽壮观。要做好园区规划内的大乔木特别是古树名木的现状调查和保护方案,确定应保护树木位置、保护方案和景观利用设计,使古树这一不可再生的地区文化底蕴得以延伸。 3.2 多廊道绿地格局 3.2.1 以长江岸线为屏障的滨水景观廊 园区沿长江近30 km的水岸线既是园区对外水运物流的交通承载地,更是园区滨水绿地景观的营造本底。要合理布局岸线的港口,码头及仓储建设用地,将长江生态绿化带融为一体设计,合理营造防护林带、滨水景观带。在滨水景观规划中,设立滨水步行道,休闲观景平台、将护坡,草地和原有树木以及交叉口有机结合,形成丰富多变的亲水空间,为工业园区创造一个开敞的,融绿树碧水为一体的自然滨水景观廊。 3.2.2 以园区多条交通干道为轴的道路景观廊 道路景观廊是园区物料流、能量流、信息流的通道,也是区域内的景观廊与防护廊。既联系斑块,引导通风,使园区绿地形成连续的体系和网络结构,又为园区提供真正的氧气库和舒适的外部空间。绿色化工产业园规划或建设了多条红线宽50 m的主干道(长江路、云港路、瓦窑路、白泥湖路、道云路等)。 长江路生态景观带:与长江岸线平行,规划有10 m宽的中央绿化带(环湖路―沿湖路)。在绿化设计上,应分段大规模的片植特色树木,要求全线特征段明显,形成“春、夏、秋、冬”植物季相,并进行轮替。中央绿化带上不设置步行道,避免行人从花园横穿马路的安全隐患。两侧人行道上栽植大中型乔木以形成林荫道,并与生态景观带形成生态廊道。 云港路、瓦窑路、长江路、白泥湖路、道云路设计为三块四带式,形成了东西或南北贯通的绿色景观脉络。路两侧沿企业用地红线规划了7~9 m宽的绿带,宜乔、灌与花草搭配,树木郁闭度尽可能达到90%,起到隔音降粉尘作用。规划人行道宽度为4~5 m,宜种植一排高大乔木,形成林荫道。规划2~3 m宽的非机动车道与机动车道分隔绿带,宜小乔木与花灌木球或铺地植物搭配,形成一道分割空间。绿化种植形式可丰富多样,分段变化,使得林荫道四季绿意浓浓。在保证交通功能的前提下,实现最大化的生态效益和景观效益。 另外对贯穿园区南北向的随岳高速与东西向临湖高速过境公路两侧要规划30~50 m宽的防护隔离带,以自然植被为主,起隔音降尘与吸附汽车尾气作用。按《公路环境保护设计规范》,对修路破坏的山体进行护坡与植被恢复,按要求种植行车道隔离带。对与园区交通干道接口形成的交通绿岛要高标准规划设计,宜树组景,宜园林雕塑或小品成趣,展现化工园区对外新貌。 3.2.3 以园区高压走廊及物料通道为线的防护景观廊 对园区规划或建设的高压走廊与物料管廊要设置防护绿地。对长江路西侧预留110 kV高压走廊及在临港铁路南侧及随岳高速公路西侧预留的220 kV高压走廊,都要设置不小于40 m宽的防护绿化隔离带;对接长练片区、巴陵石化片区及岳阳绿色精细化工园核心区的物料输送管廊要设置20~30 m宽的防护隔离带。防护隔离带绿化,近期以自然植被为主,远期可根据其不同功能选择不同植物及不同的种植方案进行人工生态化改造,形成一条条绿色生态走廊,发挥绿带更大的生态效益。 3.3 多基地绿地格局 3.3.1 以松阳湖为生态恢复性蓝色景观空间规划 岳阳绿色精细化工园核心区与新材料园围绕松阳湖流域规划建设,松阳湖湖叉众多,为树根状,因承纳巴陵石化建厂初期化工生产水及过去云溪城区生活污水,河流污染严重,湿地自然生态系统遭到破坏,恢复湖泊健康的生态环境是发挥湖泊生态功能的最终目标。一要加大治污减排力度,促进清洁生产,减少化工生产对湖泊的继续侵害;二要加大河湖改造,修建人工河道,实行清污分流,边治理边修复;三要在园区土地开发时,要注重对自然生态环境的保护,维护现有的生态稳定,尽量做到不填湖汊,维护已经脆弱的生态系统;四要利用多种绿地形式修复恶化的区域生态环境。 在松阳湖湿地生态恢复规划时,要少填湖汊,对自然式河道予以控制保护,让自然湖叉伸入园区中心形成一条条楔型绿地,并沿湖岸线预留30~60 m宽的河道植被生境带形成生物通道。楔型绿地可有效起到降温、输送氧气、增加湿度、控制水土流失、有效过滤污染物的作用,特别是对提高生境的多样性,快速修复生态系统起着巨大作用。对松阳湖流域实行清污分流的清水区,要通过非生物化和生物化手段进行生态系统的修复,非生物化方面:对河场多年污泥进行换填或去富营养化(换水或提高储水量),改变水质;生物化方面:加大水土保护,改造或改良保留地的植被,营造良好的陆地生态系,并沿湖岸低水位区逐步引进水生植物群落,营造水生生态系统,提高湖水生态系统的自净能力。 对生态保留地与沿湖岸生物通道植被带的绿地建设,可根据园区不同时期的经济状况,分期实施,逐步形成以松阳湖为基点的湖泊湿地景观与滨水景观。 3.3.2 以白泥湖为休闲性蓝色景观空间规划 白泥湖区域是生态敏感带,植物、动物、微生物已经形成了合理的食物链。但近年来随着农业养殖业的发展,如沿湖周边生猪养殖、河蟹养殖、茨实种殖等,严重影响了湖水水质。在规划建设中,近期:应以慎重保护为主,控制湖泊富营养化是保护和恢复湖泊水生生态系统的关键。要大力控制农业生猪无序发展和无限扩张,特别是要控制禽畜粪便的乱排放现象;河蟹养殖要减少人工饵料喂养方式,多发展水草生态养殖;对水质直接造成恶化的茨实种植面积要严格控制,直到取缔,最大限度保护好原有生境条件。中期:根据经济发展具体情况,要逐步取缔周边围湖造池,围湖造田等缩小水面的农业行为,扩大湖水面积,提高水位,保护自然水生生物群落,全面恢复水生生态系统。并鼓励环湖周边进行荒山绿化,还绿于大地;远期:规划营造一个大型的环湖生态公园,建设环湖生态走廊,运用地形、自然河湖汊、丰富的植物群落、园林建筑小品等进行空间组织和分割,创造出不同的自然及人工小景,形成绿色化工产业园开敞的滨水空间。 3.3.3 以肖田湖、杨其湖为半农业的绿色景观空间规划 肖田湖和杨其湖湖泊区由园区外围浅山丘,湖泊和规划的城乡防护隔离林带共同围合而成,它直接的生态作用是保护和过渡聚居斑块与农田自然生境本底,形成园区的外围保护林带,同时作为园区未来发展用地。规划将远期发展用地及长期保留的耕地、林地、园地等自然生态用地划为自然保护区,并制定严格保护政策,控制居民区侵占。规划结合区内的自然生态条件,重点保护区内山体林地和沿湖生态林地,加强生态系统保护建设,构筑良好的生态背景,重点引导和发展休闲性农业,控制禽畜养殖规模,大力发展蔬菜、水果、花卉园艺与生产绿地等的种植,形成观光农业区,逐步建成园区的绿地保护与补偿地带。 3.3.4 以陆城古镇为修复性紫色景观空间规划 古镇陆城系公元994年建成的原临湘县治,至今还保留着古镇部分风貌,现已纳入国家古建筑修缮保护建设规划。在修复过程中,要注重历史与现实结合,保护、发掘和利用其历史人文景观遗存,创造独特的城市景观特色。并合园区其它古建筑遗址,对外形成一条独特的古文化景观廊。 4 植物生态景观规划 4.1 地域植被调查 岳阳绿色化工产业园规划区属低山丘陵地带,低矮的山丘地和河湖相连,地貌多样,气候湿润,雨量充沛,四季分明,土壤肥沃,树木繁茂,自然植被丰富。经实地调查生境物种多样。 乡土乔木树种:香樟、杜英、榆树、朴树、枫香、银杏、枸骨、红果冬青、桂花、杨梅、国槐、紫薇、木芙蓉、椤木、炸木、三角枫、构树、栾树、白蜡树、乌桕、皂荚树、杉类、臭椿、香春、苦楝、棕榈、石榴、柿树、枣树、白花继木、竹类等一批观赏价值高的园林树木,也有马尾松、山杉、桤木等人工林。此外还引进了雪松、樱花、红叶李、石楠、柚树、玉兰、竹柏、梅花、罗汉松,柏类、铁树、柳类等外来乔木树种。 灌木类:红继木、珊瑚冬青、六月雪、迎春花、南天竹、胡枝子、夹竹桃、黄栀子、海桐、茶梅、红枫、茶花、龟甲冬青、十大功劳、黄杨类、杜鹃、女贞类、紫荆,木槿、花碧桃、火棘、月季类、梅花、五针松、海棠、含笑等。 藤本类有:紫藤、山金银花、络石、常春藤、猕猴桃等。 多年生花卉类有:美人蕉、紫茉莉、菊花、鸢尾、月月红、黄花菜等。 地被植物:沿阶草、麦冬草、葱兰、韭兰、酢浆草、虎耳草、狗牙根等。 水生植物有荷花、棱角、鸭丝草、茨实、辣蓼、芦苇、毛蜡烛、灯芯草、荸荠、凤眼莲、千屈菜、菖蒲、野稗等多种水生植物。 4.2 植物景观规划原则 4.2.1 适地适树原则 一是根据地缘因素选择乡土树种,构建有地域特点的植物景观;二是根据种植地段的不同,选择适宜树种,达到绿化种植目的。 4.2.2 乡土树优先原则 乡土树对环境适应能力强、抗性强、培育简单、生长快,成景效果好等,要优先考虑。 4.2.3 生态效益优先原则 工业园园区绿化树种选择要优先考虑生态效益,兼顾景观美学价值。 4.2.4 乔、灌、藤、花、草复层混植配置原则 在植物造景时,要充分考虑植物的生物特征,注意多层搭配混植,提高单位面积生物多样性指数,努力营造丰富植物景观的同时实行绿地生物量与系统的稳定性。 4.3 树种规划 4.3.1 基调树种 基调树种是指各类园林绿地均要使用的、数量最大能形成全园统一基调的树种,应以本地区的适生树种为主。 香樟、杜英、银杏、红果冬青、桂花、杨梅、国槐、紫薇、栾树、石楠、柚树、玉兰、红继木、冬青、夹竹桃、铁树、茶花、龟甲冬青、杜鹃、火棘、女贞类等。 4.3.2 骨干树种 骨干树种是一个地域的绿化支柱,对保护环境、营造植物景观、反映区域面貌等方面作用显著。下列树木宜在岳阳绿色化工产业园规划作骨干树种选用。 庭院绿地树种有:香樟、杜英、榆树、朴树、银杏、枸骨、红果冬青、桂花、杨梅、国槐、石榴、紫薇、木芙蓉、椤木、炸木、三角枫、栾树、棕榈、竹类、雪松、石楠、柚树、玉兰、竹柏、梅花、罗汉松等一批观赏价值高的园林乔木树木。 行道树有:香樟、杜英、银杏、红果冬青、杨梅、国槐、三角枫、广玉兰、栾树、朴树、马卦木、水杉等。 防护林有香樟、杜英、三角枫、乌桕、马尾松、桤木、梓树、白杨、构树等。 抗大气污染的树种有柏树类、榆树、朴树、银杏、国槐、构树、白蜡树、臭椿、苦木等树种。 湿地树种:水杉、池杉、落羽杉、柳树等。 4.3.3 植物园林特性规划 观花与香类植物:桂花、紫薇、栾树、石榴、梅花、夹竹桃、黄栀子、茶梅、杜鹃、木槿、花碧桃、月季类、海棠、含笑、木芙蓉、茶花、紫荆、樱花等。 观果类植物:银杏、枸骨、火棘、栾树、柿树、枣树、柚树、石榴、红果冬青、杨梅、胡枝子、南天竹、皂荚树、海棠花等。 观叶与姿态植物:银杏、枸骨、三角枫、乌桕、棕榈、红枫、红叶李、铁树、红继木、五针松、竹类、十大功劳、龙爪槐、南天竹、金叶黄杨、石楠等。 藤本攀缘类有:紫藤、山金银花、络石、常春藤、猕猴桃、凌霄花、爬山虎等。 地被植物:沿阶草、麦冬草、葱兰、韭兰、酢浆草、虎耳草、狗牙根、四季青草皮等。 水生生态群落植物有:荷花、棱角、鸭丝草、茨实、辣蓼、藻类、芦苇、毛蜡烛、灯芯草、荸荠、凤眼莲、千屈菜、野稗、菖蒲等多种水生植物。 4.3.4 植物配置规划 根据植物形态(乔、灌)、喜光性(阳性、阴性)、季相(落叶与常绿性)、抗性(烟尘、毒气)、喜水性(耐旱与耐涝),生长势(速生与慢长)等生态习性,注重常绿树与落叶树、速生树与慢长树、乔木与灌木等的比例关系。落叶树种中多选择色叶树,边坡绿化以地被植物和藤蔓植物为主,湖泊湿地选择耐水涝植物与水生植物,近期应适当增大速生树种比重,以加快绿地系统成形步伐。主要节点、交通岛、公共服务区等重点地段要选用园林观赏特性强的树种。植物布置总体上要丰富植物层次和季相变化,并且疏密有致,既有密林,又有疏朗草坪,既要发挥植物的生态作用,又要体现景观效果。在大面植物群落的空间围合形态上,注重人在不同空间场所中的心理体验与感受的变化,从密林幽径到林中开阔空地,疏林草地再到缓坡草坪,要形成疏密、明暗、动静对比多元化空间,创造出富有活力的感悟空间。 4.3.5 生产绿地规划 根据《城市绿化规划建设指标》的规定,生产绿地面积要占建成区2%以上。要大力护持发展一批较大规模的绿化苗圃基地,中期使园林绿化苗木自给率达80%以上。并不断加大园林科研力度,利用开发乡土树种的同时引进和驯化新品种,以丰富园区植物的多样性。 5 规划目标 以园区大规模开发建设为契机,通过规划,在尽可能短的时间内,使岳阳绿色化工产业园区的园林绿地建设与园区功能有机结合,营造出各种园林绿地类型齐全,分布合理,山清水秀,绿树成荫,景色宜人,生态稳定,游赏方便,城乡一体特色的山水园林工业园区。 (1)规划区至2020年绿地率达到15%,园区绿化覆盖率达到20%。(2)在规划期内构建合理的绿地系统和完善的绿地网络,生态环境得到最大的修复和改善,进入良性发展阶段。(3)加强重点地区,包括沿江、河湖岸、主干道、城市门户等地区绿化建设,构筑既富有地方特色,又具现代化化工园区风貌的生态绿地景观系统。(4)充分保护区内古建筑遗址、古树名木及珍贵植物资源,突出地方特色。
2018年1月,甘肃省《关于构建生态产业体系推动绿色发展崛起的决定》提出,要培育发展清洁生产、节能环保、清洁能源、先进制造、文化旅游、通道物流、循环农业、中医中药、数据信息、军民融合等十大生态产业。其中,循环农业是指在农作系统中促进农业资源高效流动的活动,以达到节能减排和资源可持续利用的目的,促进现代农业和农村的健康发展,是继精准农业、生态农业和可持续农业后兴起的一种新的农业发展思路。循环农业发展新模式旨在采用现代先进的科学技术及现代化管理理念来实现农业与经济的有机结合,促进人与自然的健康和谐发展[1]。通过分析全国及甘肃省循环农业产业的发展现状以及甘肃省循环农业专利情况,能够为涉及产业发展政策制定、科研项目立项、企业自主创新和市场营销提供决策参考和技术支撑。 1全国循环农业专利申请及专利运营状况分析 1.1数据来源与检索策略 笔者根据国家知识产权局办公室印发的《战略性新兴产业分类与国际专利分类参照关系表(2021)(试行)》[2],并利用智慧芽专利信息检索和分析平台对战略性新兴产业名称为“生物农业及相关产业”的相关专利进行检索和分析。主要采用IPC分类号的检索方式,对战略性新兴产业名称为“生物农业及相关产业”相关的IPC分类号进行检索,通过去噪去重,最终得到中国相关发明专利和实用新型专利850224件。 1.2专利申请趋势 专利申请趋势可以在一定程度上反映某一领域技术的发展趋势。由图1可知,在2010年以前,关于循环农业方向的专利申请量增长缓慢,2010年之后申请量迅速增长,并于2017年达到最大值。然而,近年来申请量有所下降,但仍然维持在一个较高水平。这可能与我国农业部2017年发布的《农业综合开发区域生态循环农业项目指引(2017—2020年)》的通知有关。该通知指出,从2017年起在农业综合开发项目区集中力量快速推进区域生态循环农业项目建设。 1.3法律状态分析 如图2所示,在全国850224件专利中,失效专利409435件,占比高达48%;有效专利236228件,仅占28%。由此说明,我国循环农业领域总体专利质量有待提升。 1.4主要申请人分析 由图2可知,全国关于循环农业的专利申请量排名前十五的专利申请人分别为江南大学、浙江大学、上海博得基因开发有限公司、四川农业大学、中国农业大学、华中农业大学、南京农业大学、华南农业大学、福建农林大学、江苏省农业科学院、西北农林科技大学、广西大学、山东农业大学、上海交通大学及南京林业大学。从排名前十五的申请人可以看出,我国关于循环农业方向的研究主要集中在高校,分布在公司的专利申请量较少,说明该行业科研成果转化率有待提升,大量的技术创新仍停留在基础研究阶段,未来在科研成果转化方面还有很大上升空间。排名前五的申请人中,江南大学的专利技术主要集中在C12N(微生物或酶;其组合物;繁殖、保藏或维持微生物;变异或遗传工程;培养基);浙江大学的专利技术主要分布在C12N,其次是A01H(新植物或获得新植物的方法;通过组织培养技术的植物再生);上海博得基因开发有限公司的专利技术主要分布在C12N等生物技术领域;四川农业大学的专利技术则主要分布在A01G(园艺;蔬菜、花卉、稻、果树、葡萄、啤酒花或海菜的栽培;林业;浇水)、A01H和C12N;中国农业大学的专利技术分布主要集中在A01H和C12N。 1.5技术分布分析 中国循环农业领域专利技术分布如图3所示,相关技术主要集中在A23L(食品、食料或非酒精饮料;它们的制备或处理,例如烹调、营养品质的改进、物理处理;食品或食料的一般保存)、C05G(肥料的混合物;由一种或多种肥料与无特殊肥效的添加剂组分的混合物;以形状为特征的肥料)、A23K(专门适用于动物的喂养饲料;其生产方法)、A01G、C12M(酶学或微生物学装置)、C12N中。其中:在A23L技术领域,雀巢产品技术援助有限公司和江南大学专利申请量较多;在C05G技术领域,山东胜伟园林科技有限公司、贵州大学、深圳市芭田生态工程股份有限公司处于优势地位;在A23K技术领域,长沙瑞多康生物科技有限公司具备显著优势;在A01G技术领域,四川农业大学专利申请量显著领先于其他申请人;在C12M和C12N技术领域,浙江大学和上海博德基因开发有限公司处于优势地位。 1.6专利运营情况分析 专利运营管理是企业专利资产运营过程中管理辅助活动的总称[3],包括专利的许可、质押、转让等。专利许可是许可人以订立专利实施许可合同的方式允许被许可人在一定范围内使用其专利的活动[4]。专利质押是指专利权人将拥有的专利权中的财产权作为质押物,向银行申请贷款的一种融资方式[5]。专利权转让是指专利权人作为受让方,将其发明创造专利的所有权交给受让方的技术转让形式。我国循环农业领域专利中,发生权利转移的专利共40494件,约占总申请量的4.8%;发生许可的有3784件,约占总申请量的0.45%;用于质押的专利有3506件,约占总申请量的0.41%。反映现阶段我国在循环农业领域内专利技术市场转化率低、专利许可专业化水平不高[6]的现状。 2甘肃省循环农业专利申请及专利运营状况分析 2.1专利申请趋势 如图4所示,甘肃省循环农业专利总体申请趋势与我国循环农业专利总体申请趋势保持一致,在2010年以前,专利申请量缓慢增长,2010年以后申请量增长迅速,并于2018年达到最大申请量。一方面相关创新主体的研发投入逐年递增,另一方面与国家2010年以后陆续出台的专利资助和推进政策有关。 2.2法律状态分析 在甘肃省循环农业11880件专利中,失效专利数量达到5462件,占比高达46%;有效专利数量为4079件,仅占总申请量的34%;其余的2339件专利目前处于审查过程中。与全国水平相比,甘肃省循环农业领域专利有效数量占比高出全国循环农业领域有效专利6个百分点。 2.3主要申请人分析 如图5所示,甘肃省关于循环农业方向的专利集中在甘肃省各个科研院所,其中甘肃农业大学专利申请量为599件,排名第一;中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所、中国农业科学院兰州兽医研究所和兰州大学分别排名第二、三、四,这3家单位申请量接近。在排名前十五的申请人中,高校及科研院所共有13个,说明甘肃省循环农业领域相关技术主要集中在科研院所。对申请量明显较多的前4位申请人进行具体技术分支的统计,发现甘肃农业大学专利技术主要集中在A01G、C12N、A23K等领域;中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所专利技术主要集中在C12M、A01K(畜牧业;养鸟业;养蜂业;养鱼业;捕鱼业;饲养或养殖其他类不包含的动物;动物的新品种)等领域;中国农业科学院兰州兽医研究所专利技术主要集中在A61P(化合物或药物制剂的特定治疗活性)、C12N等领域;兰州大学专利技术主要分布在C12N、A01G及A01H等领域。 2.4技术分布分析 甘肃省循环农业领域专利技术分布情况如图6所示,甘肃省循环农业领域专利技术主要集中在A01G、C05G、A01K、A23L、A23K、C12M等IPC分类号中,与全国总体趋势存在细微差别,A01K出现在甘肃省主要技术中。其中:在A01G和A23K技术领域,甘肃农业大学处于优势地位;在A01K和C12M技术领域,中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所具备明显优势;在C05G和A23L技术领域,庆阳敦博科技发展有限公司和甘肃大整健康管理股份有限公司具备微弱优势。 2.5专利运营情况分析 甘肃省发生权利转移的专利共计426件,占甘肃省循环农业专利总量的3.6%;发生许可的专利共13件,约占申请总量的0.1%;发生质押的专利共23件,约占申请总量的0.2%。其中:首件质押专利发生在2010年,质押登记生效日期主要集中在2015—2020年,其中甘肃双创信用担保有限公司以及各银行作为主要质权人,反映出甘肃省循环农业领域专利总体运营水平滞后,主要是专利本身质量不高或申请人自行转化意愿较低等诸多因素导致这一局面。 3结论 甘肃省是典型的农业省份,近些年以构建资源节约型、环境友好型农业为目标,坚持绿色发展,大力开展生态循环农业建设,积极推广先进生态循环农业发展[6],但是在发展的同时也发现了一些问题。从总体专利申请量来看,排名全国中后,反映出甘肃省总体专利技术创新仍面临挑战;从专利有效性来看,现有专利失效率较高,反映出甘肃省循环农业相关专利中的低质量专利较多;从专利运营来看,运营水平远低于我国总体运营水平,说明获得授权的相关专利大量成为沉睡专利[7]。针对上述问题,甘肃省需采取措施来推动省内循环农业产业的高质量发展。 4建议 4.1加大研发投入,寻求技术突破,提升专利创新水平 甘肃省专利总体申请量为11880件,全国排名第25位,且该领域起步晚于全国5年左右,因而发展较为滞后。但是,近年来专利申请量呈迅速增长态势,说明甘肃省相关科研单位及企业已经关注到该领域并积极研发。未来相关科研单位及企业应当持续关注该领域,在现有技术的基础上努力实现技术突破,提升专利创新水平。 4.2提升专利运营水平,助力甘肃省循环农业产业健康发展 甘肃省循环农业领域专利运营水平远低于全国水平,大量专利被闲置,反映出现有的已授权专利市场价值较低,这就要求相关科研单位及企业提升专利质量,申请人应深入研究循环农业各个技术领域,并将相关研究转化为知识产权,提升专利的市场价值。同时,各个专利代理机构应当提升专利代理人员的专业性,避免由于撰写问题导致高价值专利未获得授权从而影响专利运营水平,以此推动甘肃省循环农业产业健康发展。 4.3紧跟政策导向,关注特色领域,发扬优势技术 申请人应及时跟进国家相关政策,根据我国循环农业发展大趋势预判未来发展热点,抢占新技术发展高地。进一步结合甘肃省循环农业产业特色领域发展优势技术,以此打破甘肃省循环农业产业目前处于较为落后态势的局面,助力甘肃省循环农业产业持续发展。 5参考文献 [1]季珊珊,李中周,范华兵.循环农业发展研究[J].河南农业,2019,(17):56-57. [2]战略性新兴产业分类与国际专利分类参照关系表首次发布[J].河南科技,2021,40(8):3. [3]朱国军,徐永其,张宏远.企业专利运营管理内涵及职能模块研究[J].中国科技论坛,2010(8):81-85. [4]刘佳,钟永恒.基于专利许可的科创板企业技术转移特征研究[J].科学学研究,2021,39(5):892-899. [5]夏轶群,盛广印.大数据背景下科技型中小企业专利质押融资有效违约信用激励机制探析[J].金融理论与实践,2021(4):29-35. [6]吕磊.论专利主张实体的成因、运营模式及应对策略[J].科技管理研究,2019,39(8):150-156. [7]谢小丽,陈振夏,于福来,等.基于专利分析探讨我国艾纳香产业发展现状[J].中国药房,2021,32(10):1158-1164. 作者:尤瑾 乔志伟 李洋 马玉萍 黄新业 单位:兰州大学药学院 兰州大学技术与创新支持中心 兰州大学科学技术发展研究院