发布时间:2024-01-31 15:25:34
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[中图分类号]G427 [文献标识码]A [文章编号]1006-5962(2013)07(a)-0050-01
地理研究性学习是学生在老师指导下,从自然或社会环境中选择研究课题,以科学研究的方式获取知识、应用知识、解决问题的一种以自主研究性学习为中心的社会实践活动。
如何将课堂教学和研究性学习有机结合,更好的促进学生发展呢?
下面结合“城市化过程中的问题及其解决途径”一课的教学实例,谈一谈关于地理研究性学习与课堂学习有机结合的尝试。
1.课题选择
(1)提出问题。研究性学习是以课题为学习对象,以课题的研究为学习过程的一种学习方式,所以研究性学习的前提首先是问题的提出。在课堂教学过程中开展研究性学习其目的并非让学生去追求研究成果,而是让学生在探究过程中更好的理解应用知识,同时培养他们质疑、求异、批判和创造的思维品质,得到积极的情绪和情感的主观体验,形成尊重事实、坚持真理以及勇于探索,不断进取的科学精神。所以研究的课题一定是学生关注的,感兴趣的,是他们自己提出的。通过课堂基础知识学习,同学们提出了以下问题:
1.当前,我们所居住的城市在城市化过程中主要存在哪些问题?其中最突出的是什么问题?
2.城市的大气污染、水污染、固体垃圾污染、噪声污染等污染,对我们的日常生活,产生了哪些有害影响?
3.我们居住的城市在交通拥挤、居住条件差、就业困难和失业方面的问题严重吗?
4.除以课本中提到的,还有哪些城市问题应值得我们高度的重视呢?
5.城市化过程中,为什么会产生那么多的问题呢?
6.解决城市化问题,保护和改善城市环境,应该采取哪些有力的措施呢?
7.既然城市化会给我们带来这么多的问题,为什么城市化作为现代化的标志正在我国东部许多城市积极的推进呢?
(2)问题评价
学生提出的问题大致可以分为三类:1-4这四个问题主要解决“是什么”的问题,5、7这两个问题主要解决“为什么”的问题,问题6主要解决“怎么办”的问题。通过教师的引导,使学生了解问题是有层次和结构的,不同层次的问题需要运用不同的方法才能解决。解决“是什么”的问题,主要通过资料的收集、整理和概括的途径,可以作为研究性学习的作业布置给学生,并组织他们分头完成,解决“为什么”的问题,主要依靠比较、分析和验证等更高级的研究途径和手段;解决“怎么办”的问题,是在解决“是什么”和“为什么”问题的基础上的进一步的探究。一般来说,研究性课题是这个层面上的问题经过大脑思维的提炼与转化的结果,因而解决这类问题的过程,对于培养学生创新精神和实践能力方面的作用十分突出。
(3)课题确定
探究的课题需要符合可行性、安全性、兴趣性等要求。学生通过查阅资料结合自己的兴趣确立了“城市热污染”、“城市绿地”、“住宅小区服务设施”、“城市水资源利用”、“城市光污染”等几个研究方向,而课本中“城市环境质量下降问题”的内容仅涉及到大气污染、水污染、噪声污染和固体废弃物污染的知识。从兴趣出发的探究更能够激发学习兴趣,激励学生主动地建构知识,拓宽思路,发展能力。
2.课题设计
学生制定课题研究的行动计划,对课题研究的整体构想进行具体安排,绘制出实现研究目标的具体、明确、科学可行的实施蓝图。学生可以从不同的角度、方面对同一问题进行思考、探究,并制定出切实可行的研究计划和方法。例如,同学们根据所选择课题的特点设计出实地调查、人物专访(专业人士、当事人)、走访专业部门、问卷调查、查阅资料等一系列的研究方法,这些方法是课堂教学所无法实施的。
3.课题实施
这一阶段,同学们走出校门,围绕所选择的课题,采用多种方法,对相关材料的进行收集和整理工作。如:“城市热污染调查小组”的同学,为了摸清唐山市热污染的现状,首先走访了唐山市气象台,获得了唐山市20多年来的气温观测资料,经过分析整理得出唐山市年平均气温、夏季平均气温、高温天数,都有逐年增加的趋势。但是,这种现象是完全由热污染负责还是与全球气候变暖有关呢?他们查阅了大量专业材料,综合分析得出;唐山气温升高与全球变暖的大趋势有一定的相关性,但不是最主要原因,城市居民在生产、生活中排放出来的废热也就是热污染才是城市气候变暖的主要罪魁祸首。那么热污染的来源何在呢?同学们查阅有关资料并走访了唐山市环保局,确定了工业生产过程、汽车尾气、空调散热等几个方面,然后有针对性的对唐山钢铁公司、交警指挥中心车辆管理处、唐山市的各大家电商场和居民小区,实施了实地考察,并通过问卷调查、实地测量等各种方式掌握了大量翔实可靠的资料。热污染有何危害呢?同学们通过邀请专家讲座,查阅资料,走访医院等方式,了解到热污染对水体、气候、人体健康、地球环境等几方面造成的影响,从而深刻认识到热污染是一种不可忽视的环境问题。那么如何解决热污染问题呢?同学们上网查阅了大量国内外相关资料,积极思考,提出了许多具有创造性的解决方法。
例1城市高架道路的部分路段,两侧设有高约3m的透明板墙.安装这些板墙的目的是().
A.保护车辆行驶安全
B.减弱车辆噪声污染
C.增加高架道路美观
D.阻止车辆废气外泄
(2006年江苏省淮安市中考题)
解析:安装透明板墙的目的是为了减弱车辆噪声对周围环境的影响.减弱噪声的途径有三种:一是在声源处;二是在传播过程中;三是在人耳处.本题是在传播过程中减弱噪声,正确选项为B.
点评:噪声的主要来源是动力机械,最好的控制方法是从声源处着手,如选用弱振动、低噪声的工艺流程,用压力代替冲击等.当噪声的源头无法改变时,可以采取措施,如吸声、隔声、隔振、振、消声等.
二、热污染
例2仔细阅读下文,按要求回答问题.
气候与热污染
夏季的海边,海风轻拂,昼夜温差小,气候宜人.而夏季的沙漠,白天最高气温可达60℃,夜晚能降到10℃.这是因为水的比热容比沙石的大,上升相同的温度,水要比沙石吸收更多的热量.因而,在同样受热的情况下,水的温度变化要比沙石小得多,能起到很好的调节气温的作用.
气温不仅受自然环境的影响,还受人造环境的影响.城市的工业、交通和生活,每天都消耗大量燃料.燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境热源.电力、冶金、石油、化工、造纸等行业的工厂,通过冷却水和烟囱向环境散热,造成工业热污染;汽车、空调、电冰箱等现代化家庭设备工作时,都向环境散发热量;城市里过多人口散发的热量也很可观.大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的 ,从而使城市的温度升高,这就是常说的热岛效应.
(1)请在文中关于海边昼夜温差小的原因的句子下面画上横线.
(2)从文中找出两个造成热岛效应的原因:
①___________________________________________________;
②___________________________________________________.
(3)如何减少环境的热污染,请你提出一条合理化建议.
(2005年福建省福州市课改实验区中考题)
解析: (1)海边昼夜温差小的原因是水的比热容比沙石的大.
(2)造成热岛效应的原因很多,其中包括以下两个:①燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境热源;②电力、冶金、石油、化工、造纸等行业的工厂,通过冷却水和烟囱向环境散热,造成工业热污染.
(3)减少环境的热污染可以通过提高能源的利用率、合理开发利用新型环保能源、改善生态环境、减小人口密度等途径来实现.
点评:热污染在小范围内会形成热岛效应,在大范围内会形成温室效应.温室效应的加剧,会造成干旱和气候异常,使农业减产.另外也会造成极地冰川融化,使低洼岛国和沿海城市受到严重威胁.所以,要抵制热污染,就应发展循环经济,自觉保护我们的家园.
三、光污染
例3阅读下列材料,回答问题.
光污染
光污染是指因光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响.最常见的光污染是眩光.都市中的宾馆、饭店、写字楼等地方,常用玻璃、铝合金材料装饰其外墙.这些材料能强烈地反射太阳光,使人宛如生活在镜子世界中.另外,夜晚迎面驶来的汽车的灯光,电焊、熔炉发出的强光,专用仪器设备产生的红外线、紫外线等,均会造成严重的光污染.
光污染的危害是:①导致人的视力下降,白内障发病率增高;② “人工白昼污染”会使人的生物节律受到破坏,产生失眠、神经衰弱等各种不适症,致使人精神不振;③现代舞厅中的“彩光”污染会使人眼花缭乱,出现头昏、头疼、精神紧张等症状.如果人体长期受到紫外线的照射,还会诱发白血病.
(1)以下几种常见的职业中,不易受到光污染危害的是().
A.炼钢工人 B.纺织工人
C.出租车司机 D.电焊工人
(2)下列四个娱乐场所中,易受到光污染危害的是().
A.现代舞厅B.电影院
C.剧场D.音乐厅
(3)请你就如何有效地预防光污染,提出两条合理化建议.
(2004年江苏省淮安市中考题)
解析: (1)B; (2)A; (3)预防光污染的方法有:a.加强城市的规划与管理,合理使用玻璃幕墙等强反光装饰材料,减少光污染源;
b.进入有红外线、紫外线的场所,采取安全防护措施.
点评:光污染主要通过视觉危害人类,由于人们不够重视以及技术手段、管理手段的落后,防护措施的缺乏,使其大有泛滥之势.因此,我们应重视光污染,努力改善视觉环境.
四、电池污染
例4我国是电池生产和使用大国,每年电池的产量达140亿只以上,占世界总产量的三分之一. 目前,我国对废电池的管理基本上处于空白,每年报废的上百亿只废电池大部分随意丢弃,对生态环境和公众健康构成了潜在的威胁.
请你就“防止废电池对环境的危害”问题提出一个课题研究的初步设想:
(1)主要想解决什么具体问题?
(2)简要说明你如何进行这项课题研究.
(2003年宁夏回族自治区中考题)
解析: (1)提出与主题相关的要解决的问题或课题.如,“废电池产生污染的原因”、“电池的结构及组成”、“我国废电池处理的现状”、“社区废电池的回收情况调查”、“废电池的回收与利用”等.
(2)结合课题制定相关的研究方案,如,实验方案、调查方案、访谈计划等,并简要说明实施办法.
点评:废电池中含有许多重金属,如汞、镉、铅、镍等,乱扔乱放会对人类健康构成威胁.因此,我们要加强宣传教育,建立回收体系,开发电池处理厂,实现“从摇篮到坟墓”的全过程管理.
五、电磁污染
例5电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时,也带来了电磁污染.以下通信设备,长期使用会对人体健康产生不良影响的是().
(2006年江苏省淮安市中考题)
造成热污染的原因首先是地表被无机化,越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖,绿地和水域的面积减少,使蒸发作用减弱,大气得不到冷却。随着街道路面柏油和水泥覆盖面积的扩大,雨水大部分从下水道排走,地面水分蒸发的散热作用日益丧失。
环境科学中环境保护是其中重要的一项研究工作,遥感技术和GIS系统也在环境保护中得到了广泛应用,不论是采集信息数据、监测环境动态变化还是环境管理方面都发挥了相应的作用,并且地理信息系统的建立对于控制环境问题具有突出贡献。
一、遥感技术在环境科学中的应用
遥感技术是借助于传感器设备对地面电磁波信息进行探测收集,并对其进行数据处理来完成对资源和环境监测的一种综合技术,遥感技术在环境科学中的应用也是不断拓展,其应用的领域也是越来越多。
(一)在水土保持研究中遥感技术的应用
水土保持是环境保护和监测中的重点,遥感技术在其中的应用主要体现在两个方面上:一是在土壤侵蚀方面,通过建立三维模型能够对同一地区在不断时间段的目标变化进行观测,利用遥感技术能够对某一区域在一段时间内土壤侵蚀的变化和程度进行较为精确的计算,并可将数据整理成土壤侵蚀强度分布图和透视图等以供环境科学工作人员来进行查看和处理,对于水土流失较为严重的地区可以实现动态实时监测;二是在植被覆盖和分布方面,通过利用航空影响能够对地面植被等级和种类进行判断,航空影像的分辨率较高可以完成对局部区域内植被分布和覆盖较为精准的观测,同时结合卫星图像能够对较广区域内的植被分布和覆盖进行分类和信息采集。
(二)城市环境监测规划中遥感技术的应用
在城市环境规划和监测中遥感技术主要应用在两个方面上,一方面是对城市结构进行规划。利用遥感技术能够清楚对城市中的各种建筑结构类型进行区分和判断,从而对城市结构进行规划分类,优化城市结构规划。例如对城市中的道路、居民区进行观测时可以通过遥感影像中颜色和形状的不同来进行判断,像是道路多呈现为带状或是环状或线状,从影像上可以清楚对城市中的交通分布进行辨别。另一方面是对城市热污染的监测上。随着城市建设不断扩大,城市人口和交通流动的增多,使得城市形成了与周围农村和山林不同的独特气候,也就是常说的城市热效应,而这种效应在一定程度上也是一种热污染。而通过遥感技术能够对城市的红外热感分布数据进行收集,对城市不同区域的温度分布进行区分,从而实现对城市热污染的实时监测,从而有针对性地处理相应的热污染。
二、GIS技术在环境科学中的应用
GIS全称为地理信息系统,是通过对空间数据进行收集处理和分析的一种信息系统,由于其对数据处理分析的表现非常出色,在环境科学和地理研究中都得到了广泛应用,尤其是在环境规划、监测和应急预警等方面。
(一)GIS在环境规划中的应用
在环境规划中应用GIS主要是通过将GIS系统中的空间分析技术和已经获取的数据结合起来进行应用,从而为环境规划提供更为精确的规划依据。环境规划不仅要靠规划专家的经验,而且还要依靠丰富的地理环境数据来作为支持。现代GIS系统在水污染控制、环境保护区规划和城市规划等领域中都起到了非常重要的作用,利用其基本的数据库来为决策者提供实时的环境空间信息,利用GIS的数据处理功能能够对各种基础数据进行转换处理,并可将数据通过可视化图表直接显示出来,为环境规划人员提供便利。同时与遥感技术联合还能够完成对城市热效应的全面监测和规划,更深入地分析城市热效应数据,建立相应的城市热效应规划模型,从而为城市未来规划提供模型支持。
(二)GIS在环境监测中的应用
在环境监测中GIS系统主要是通过与遥感技术、GPS技术等进行联合应用,利用遥感技术获取的相应数据信息来建立相应的监测模型,从而完成对某区域内环境的动态监测和分析。基于GIS和遥感技术建立起来的环境监测系统具有使用方便、人机交互友好、数据可视化强等优点,在现代环境监测中得到了广泛应用,能够完成对水域污染、固体废弃物分布和噪声等环境监测工作,尤其是在水质监测方面,依靠遥感技术等其他技术获取的水域地理信息数据建立相应的监测系统能够完成对当地水质的自动监测任务,其监测结构主要见图1。从图1中可以看出基于GIS系统的水质监测系统主要有三个大部分组成,分别是信息数据采集、信息数据传输和信息数据处理这三个部分,三个分工明确、职能清楚,从而能够较为快速地完成对水质的监测工作。
(三)GIS在环境应急预警中的应用
随着GIS系统的不断完善,其能够完成的监测任务也是越来越多,其中应急预警是GIS系统应用较为突出的一种,能够对某区域内重大环境污染事故进行应急预警,快速正确地对事故位置、属性进行判断,并可提供污染扩散的模拟过程,模拟污染在未来一段时间内的发展趋势,从而提供相应的应急处理方案,这样能够让环境控制人员在短时间内及时对环境污染事故进行紧急处理,将环境污染控制在一定范围之内。而现实中的诸多事实也证明了GIS系统在环境应急预警中的重要作用,其与遥感技术的联合应用也使得预警系统的效用不断增强。
三、遥感技术和GIS技术的未来趋势
随着科学技术的不断发展,遥感技术和GIS系统都在不断发展完善当中,遥感技术中对信息数据获取的精确度和数据可靠性在不断增强,而其信息处理模型的建立也是未来遥感技术发展的重点。而GIS系统借助于网络信息技术也在不断实现网络管理和网络实时分布等功能,同时GIS系统和遥感技术的一体化也将成为今后两种技术发展的目标,从现在很多应用中就可以窥见遥感技术与GIS系统之间的紧密联系,而之后遥感与GIS一体化也将不断增强测绘技术在环境科学中的应用作用,使得遥感技术和GIS系统在环境科学中的应用不再局限于浅层提供数据和分析数据,而是向着更深层次发展,并且随着GIS和遥感技术水平的不断提升,一体化的不断加深,两者在我国环境保护监测中发挥的作用也将越来越重要。
结语:
随着生活方式的改变,人们生活和工作于室内的时间越来越长,室内环境空气质量成为工作和生活环境中的重要组成部分。建筑装饰材料的种类、数量越来越多,更新换代越来越快,新型材料不断被应用于室内装修,由此引发的室内环境污染问题日趋严重,已成为国内外研究的热点。
一、室内主要污染源
1 居室中的甲醛气体
它来自于装饰材料的各种人造板,粘合剂,油漆,涂料,塑料贴面,壁纸等。事实上很多装修过的民居和公共场所,甲醛是超标的。甲醛具有较长的挥发期,能导致多种不良建筑综合症的发生。
2 放射性及氡气
放射性主要来源于天然放射性核素。天然放射性核素有铀系、钍系等。氡气是放射性元素的衰变产物,也具有放射性。建筑装饰材料中放射性多来自于石材、陶瓷以及建筑物的围护结构材料。其中花岗石中放射性较多。放射性核素通过呼吸道或食物等途径为人体所摄取并积累在体内。放射性对人体的损伤是由于人体接受其电离辐射能量所引起的。据资料,氡气是导致肺癌的的第二大杀手,还可能导致血癌。
3 光污染及热污染
光污染是由于外墙热反射玻璃幕墙的位置或方向设计不合理造成的,热污染除由热反射玻璃引起的外,还可能由于夏季使用空调而造成局部热岛效应引起。另外,装饰材料废弃物,如:废渣难以重新利用和不能很快降解,也造成对环境的污染。
二、现阶段室内污染治理的常用方法
1 空气清新剂:效果明显,异味立即消失,且价格便宜。但它只是用一种气味遮盖另一种气味,有害物质并未消失。
2 消毒剂:杀死病菌、细菌,价格便宜。但其功效单一,仅对细菌、病毒有效,且不能持久,气味重,会造成二次污染。
3 活性炭:有效吸附空气中的灰尘、异味,但它只是吸附,不能分解。
4 苯、甲醛捕捉剂:有效去除苯、甲醛污染。但仅针对苯或甲醛,且持续时间短。
5 光触媒:纳米技术,去除各种污染。此技术处在探索及市场验证阶段。它的主要成分为纳米级的二氧化钛。二氧化钛是一种安全无毒的产品,可用作食品添加剂。它利用空气中的水和氧气,在光照条件下生成有强还原性或氧化性的负氧离子等,与空气中的有害物质反应生成水和二氧化碳,同时起到防霉、除臭的效果。光触媒的功效可以代替甲醛、苯捕捉剂、消毒剂、空气清新剂;光触媒只起催化作用,类似植物的光合作用,功效持久,本身无毒,无二次污染,安全有效。
三、室内环境污染的防治
1 从源头抓起,预防为主
1)尽量采用符合国家环保标准和污染少的装修材料及高科技的绿色环保型装修材料;
2)应保证建筑物具有合理的室内空间、采光、通风、良好的外部环境绿地、水和空气,预防室内空气污染的产生。
2 治理室内空气污染,降低危害
1)通风换气:新建和装修的房间应尽量延长入住时间。刚装修完7 d~14 d,室内污染物浓度高,其他治理方法的作用都不大,最好的办法就是开窗通风,交流室内外空气,这是降低室内环境污染最常用、最有效、最经济的方法。
2)吸附法:如采用活性炭、灰泥、硅藻等物质,对室内空气中的有害气体进行吸附以降低其含量。但是吸附法不能降解有害物质,而且只要吸附达到饱和就需要更换吸附材料,处理成本较高。
3)选用适当的室内空气净化设施:根据居室、厨房、卫生间不同的污染特点,选用具有不同功能的空气净化装置,如非平衡等离子体空气净化器、排油烟机、臭氧消毒器、家电厂家研制开发的具有空气过滤功能和净化功能的健康空调等,以降低室内空气污染。
4)化学降解法:目前应用较多的光触媒、空气触媒净化技术,是利用催化氧化法,即在有催化剂的条件下对空气中的有害气体、细菌体进行氧化分解,将有毒有害的污染物转化成无毒无害产物并杀灭细菌。“触媒”技术工艺简单、成本低、对室内重度污染的治理见效快。
5)植物生态技术:在居室内放置一些抗污染的花草,以及从桉树、茶树、檀香树等提取的植物精油,都能起到“空气净化器”的作用。实际中,常青藤能吸收90%的苯;吊兰能“吞食”室内96%的一氧化碳、86%的甲醛和氮氧化物;天南星的苞叶能吸收80%的苯、50%的三氯乙烯;仙人球、芦荟、铁树、虎尾兰、万年青、雏菊都具有空气净化功能;茉莉、丁香、金银花、牵牛花分泌出来的杀菌素能够杀死空气中的一些细菌,并抑制结核、痢疾病原体和伤寒病菌的生长;植物精油对空气中的致病微生物,如流感病毒、金黄色葡萄球菌、结核杆菌、溶血性链球菌等能起杀灭作用。但以下这些植物不宜放在居室中:兰花、月季、百合、郁金香、黄杜鹃等。6)遮盖法:在建筑装饰过程中,尽可能地封闭地面、墙体的缝隙,能降低污染物的析出量,减少对人体的危害。
3 加强检测,确保健康
1)来源于建筑装饰材料中的苯、甲醛、氡等有害物不是短时间就可以挥发掉的;2)越来越多的现代化办公设备和家电进驻室内,由此产生的空气污染、噪声污染、电磁波及静电干扰、紫外线辐射等给人们的身体健康带来不可忽视的影响。新建、新装修、长期居住的房间都可以委托专业环保机构进行室内有害物质的检测,针对检测结果请专家提出合理的处理方案,防止室内污染对人体的危害。
室内环境质量的要求不断提高,绿色建筑和环保建材的需求日益增加,对我国不断发展的建筑材料和装修装饰材料工业带来严峻挑战,为此我国应吸收借鉴国外的先进经验和生产技术水平,结合国情、环境特征和经济技术条件,进一步深入开展室内污染等各项研究开发工作。
参考文献:
[1]王菲凤.现代装饰材料所致空气污染及防治对策[J].福建师范大学学报(自然科学版),2000,16(3).
例1 请仔细阅读下文,按要求回答问题.
气候与热污染
夏季的海边,海风轻拂,昼夜温差小,气候宜人.而沙漠的夏季,白天气温可达60℃,夜晚能降到10℃.这是因为水的比热容比沙石的大,水和沙石上升相同的温度,水能吸收更多的热量.因而,在同样受热的情况下,水的温度变化比沙石小得多,水起到了很好的调节气温的作用.
气温不仅受自然环境的影响,还受人造环境的影响.城市的工业、交通和生活,每天都消耗大量燃料.燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境热源.电力、冶金、石油、化工、造纸等行业,它们通过冷却水和烟筒向环境散热,造成工业热污染;汽车、空调、冰箱等现代化家庭设备工作时,都向环境散发热量;城市里过多的人口散发的热量也很可观,大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的2/5,从而使城市的温度升高,这就是常说的热岛效应.
(1) 请在文中关于“海边昼夜温差小”的原因的句子下面画上横线.
(2) 从文中找出两个造成热岛效应的原因:
① __________________________________________________;
② __________________________________________________.
(3) 如何减少环境的热污染,请你提出一条合理化建议:________________.
答案:(1) 水的比热比沙石的大
(2) ① 燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境的热源 ② 电力、冶金、石油、化工、造纸等行业,它们通过冷却烟筒向环境散热,造成工业热污染
(3) 略(可从提高能源利用率,合理开发新型环保能源,改善生态环境,减少人口密度等方面提出具体可行的措施.)
评注 环保问题和能源问题始终是人们关注的焦点.在各地试卷中,涉及发现违背环保要求的生活、生产现象,如何改进处理环保问题,如何更好地保护环境,提高人们的生活质量;以及能源的合理利用和开发新能源的试题比比皆是.命题者的立意,旨在培养同学们的环保和节能意识.考查了同学们收集和处理信息的能力以及解决实际问题的能力.
二、 电磁污染
例2 阅读短文:
技术是一把双刃剑.电磁波的应用也是这样.它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用――电磁污染.例如,频率超过0.1MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁.按照有关规定,人体所受到的电磁辐射强度(即单位时间内垂直通过单位面积的电磁波的能量)不得超过某一规定值Ie.
已知某无线通信设备发射电磁波的功率为P,设该通信设备向四面八方均匀地发射电磁波,且电磁波在传播过程中无能量损失.由数学知识可知,球面的面积S=4πr2(式中r为球半径),球半径与球面总是垂直的.
根据上述资料,可估算出人体到该通信设备发射电磁波处的安全距离至少应为_______,这时人体所受到的电磁辐射强度才不会超过规定值.
答案:
评注 随着社会的发展,人们对技术的依赖日益增强,但电磁波在带给人们信息的同时,也对人们的健康构成威胁.命题者以电磁污染这一新兴的话题为背景编制试题,旨在培养同学们对技术依赖的辨证观点的同时,考查同学们的信息收集处理能力.
三、 噪声污染
例3 据报道,某医科大学调查结果表明:一些城区青年的听力尚不如农村的中老年人,你能说明原因吗?
答案:因为城区的噪声污染较农村严重得多,长期处于高分贝的噪声环境中会对人的听力产生损害,所以就出现城区青年的听力不如农村的中老年人的现象.
例4 控制噪声是城市环保主要项目之一,下列哪一种措施不能减弱噪声?( ).
A. 市区内禁止机动车鸣笛B. 减少二氧化碳气体的排放
C. 在汽车的排气管上装消声器D. 在城市街道两旁种草植树
答案:B
例5 在一些城市的繁华街道上,我们经常可以看到一种装置(如图1所示),请问它是什么装置?下面表1中列出了一些声音的分贝数和人的感觉,结合表中内容,在图中你看出了什么问题?应该采取哪些具体措施?(答出一条即可)
答案:图中的装置是噪声显示牌或噪声检测、监测或显示装置(仪器或设备);从图中可以看出噪声已达到90dB,影响人们正常的学习和生活,长期生活在这样的环境中会影响听力,并引起多种疾病.
具体措施:机动车严禁在市区高声鸣笛;在道路两旁植树;安装隔声板;临近路旁生活的居民在车辆高峰期应关闭门窗;戴上防噪声的耳塞等.
评注 控制噪声有消声、吸声、隔声三种方法,噪声的根源在于产生条件,克服产生条件则噪声就不存在了.其他两种方法是在产生噪声的根源无法消除时的补救措施.以生活中所见的问题为背景命题,旨在考查同学们的双基能力的同时,引导同学们关注生活,培养用物理知识解决问题的能力.
四、 光污染
例6 下文摘自某刊物的文章,请仔细阅读后,按要求回答问题.
光污染,来自靓丽的玻璃幕墙
最近张小姐十分苦恼,因为她的房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙.有时站在她家的窗前,看到对面玻璃幕墙就象平面镜一样,将同楼居民家的一举一动看得清清楚楚.玻璃幕墙的反光也使她苦不堪言,只要是晴天,她的房间就被强烈的反射光线照得通亮,无法正常休息.尤其那种凹形建筑物,其玻璃幕墙在客观上形成一种巨型聚光镜,一个几十甚至几百平方米的凹透镜,其聚光功能是相当可观的,能使局部温度升高,造成火灾隐患……
(1) 从文中找出一个光学方面的物理知识填入横线:_________________;
(2) 文中有一处出现科学性的错误,请在错误句子下面画上横线;
(3) 从本文中找出一个玻璃幕墙给居民生活带来的不便或危害的实例:
____________________________________________________________________;
(4) 如何预防光污染?请你提出一条合理化的建议:
____________________________________________________________________.
答案:(1) 光的反射(或平面镜成像等);
(2) “一个几十甚至几百平方米的凹透镜,其聚光功能是相当可观的”;
(3) 造成火灾隐患(或危害居民身体健康、暴露生活隐私等);
(4) 建议对城市使用玻璃幕墙的范围、设计、制作和安装制订统一技术标准(或限制使用玻璃幕墙等).
评注 现代生活中一些新材料、新设备的使用在带来美观、舒适等的同时,也同时带来了诸多影响,甚至破坏环境等相关的社会问题.关注这些问题,力图用自己学过的知识进行解释,乃至提出合理的建议,是具有科学素养的公民应具有的品质.能用科学语言描述有关现象,并能发现和纠正媒体在介绍或宣传过程中,出现的一些科学性问题,也是具有科学素养的体现.
五、 大气污染
例7 空气污染给人类和大自然带来严重危害.下列措施中,对减少空气污染没有直接作用的是( ).
A. 减少煤、石油等化石燃料的使用
B. 工厂的废气经净化处理后排放
C. 提倡使用无磷洗衣粉
D. 更多地利用太阳能、风能等清洁能源
答案:C
例8 乌鲁木齐是全国大气污染最严重的城市之一,每年的10月15日至次年的4月15日,在长达半年的采暖期内,遍布乌市城区和郊区的成千上万台大大小小的锅炉,便同时炉火升腾,每年都要烧掉800万吨煤炭,向天空排放出6万多吨烟尘,9万多吨二氧化硫……分摊到首府200万市民.每人可得到3公斤烟尘、45公斤二氧化硫等来自空中的“礼物”,再加上近万辆出租车、公交车排出的尾气……为此市政府和环保部门付出了很大的努力,出台了许多政策,假如你是环保小卫士,你会提出哪些合理的建议改善这种状况?(至少答三种)
答案:① 提高锅炉效率和燃料的利用率
② 集中供暖,减少污染
③ 推广使用气、电、太阳能等清洁能源
④ 加强消除烟尘设备的改造和使用
⑤ 多种树、种草、改变环境
评注 生活在科学技术的世界里,不仅需要有对科技伦理的思考,更需要在这种认识的基础上,承担起自身的社会责任.试题取材于真实的社会问题,反映的是一类危及社会的可持续发展较为敏感的问题.一个人有无环保的观念、意识和行动,是衡量其公民素养高低的标准之一.新课程非常强调对同学们这种素养地培养和养成.试题借助工农业生产和日常生活中容易引发环境污染的事实,构建试题情景,引导同学们迁移相关知识分析造成的环境污染的原因,并提出较为合理的治理意见与措施.
六、 水污染
例9 地球上的水在不停地循环着,在循环过程中水的状态不断地发生变化.
(1) 请根据如图2所示水循环的示意图,简单描述水的循环过程.
(2) 我国是严重缺水国家,合理利用和保护水资源是每个公民的责任.请你结合生活和生产实际,提出合理利用和保护水资源的具体措施(要求写出两条).
答案:(1) 太阳照射使地面的水蒸发成水蒸气上升,水蒸气在空中遇冷液化成小水滴或者凝华成小冰晶下落
(2) 合理利用水资源的措施有:采取滴灌或喷灌、节约用水、减小输水过程中水的蒸发.保护水资源的措施有:防止水污染、防止水土流失等
例10 阅读下列材料,回答问题:
我国是世界上13个最缺少水的国家之一,人均淡水资源仅为世界人均水平的四分之一,世界排名第121位.
我国是人口大国,一个成人每天必须摄入2500mL以上的水;
我国是农业大国,种一公顷蔬菜约需水375~525t,一公顷小麦约需水600~750t,一公顷棉花约需水525~750t.
随着社会发展,产生了大量工业和生活污水,使有限的淡水资源遭到严重污染.
农业灌溉设备技术落后和人们节水意识淡薄,使大量水资源浪费.
2000年,我国北方发了不少地方的缺水现象,着实让人触目惊心.因缺少水造成牲畜大量死亡,农作物严重减产,工厂停产,大街上排起买水的长龙.
水资源危机的警钟已经敲响.为此,我国于1989年7月1日正式颁布了《中华人民共和国水法》,从立法角度确立了保护水资源、节约用水、高效用水等法律.
(1) 读完后你最强烈的感受是_____________________.
(2) 你家所在地在利用水资源方面存在的问题有:① _____________________;②_____________________.
(3) “从我做起”,请提出你在生活中节约用水的措施:① ___________________;② __________________;③__________________.
答案:(1) 水资源宝贵,要节约用水.(其他合理即可)
(2) 浪费严重;节水意识淡薄;污染严重;水源不足.(写2点即可)
(3) 随手关水龙头;使用节水用具;生活用水尽可能重复使用等.(写3点即可)
例11 目前,南京市大约还有30万户居民使用每次冲水13L的老式坐便器,如果这些坐便器换用某种节水阀后,每次冲水量可降为6L.(1L=1dm3)
(1) 若某户居民平均每天冲水10次,换用节水阀后,该户一个月(按30天计算)可节水多少千克?
(2) 该户每月节省下来的水,如果温度降低1℃,能够放出多少热量?假设这些热量是由煤气完全燃烧所产生,则需要煤气多少千克?[水的比热容为4.2×103J/(kg・℃),煤气的热值为4.2×107J/kg]
(3) 据统计,全市30万户居民每家花10元钱换个节水阀,每年就能省出两个玄武湖的水量.假如我市城区多两个玄武湖,结合所学的物理知识,你认为会给城市环境带来什么好处?(写出一条即可)
(3) 调节气温(答案合理即可)
评注 物理试卷将节水、节能、环保等现今世界各国共同关注的热点问题与“双基”要求有机结合,本类题结合水的相关知识的考查,渗透了保护水资源这一社会问题,唤起同学们对自然的关爱和对社会的关注,激发同学们的社会责任感,充分体现了科学、技术和社会协调发展的思想,具有深远的教育意义.此外,此类题有利于培养同学们的发散思维能力和创新能力.
七、 核污染
例12 核电站主要是将_________能转化为_________能.核电站使用过的核燃料成为核废料,由于核废料具有_________,一般埋在人烟稀少的地方.
答案:核能 电能 放射性
评注 随着世界能源危机日益紧迫,核能越来越被人们重视和接受,但核能的安全利用也是摆在人们面前的重要课题.本题体现了物理知识的价值,有利于激发同学们学习物理的动力.
八、 温室效应
例13 寒冷的冬天,温室里鲜花盛开,这是因为温室的玻璃允许太阳的热辐射通过阻止室内热量和水分的散发.从某种意义上说,地球也是一个大温室,大气层的对流层中水蒸气和CO2等气体允许太阳的热辐射通过,阻止地表热量的散发,从而使地表温暖湿润.但是,现在的对流层中CO2的含量增加明显,引起了全球平均气温上升,即“温室效应”.
请你举例谈谈温室效应可能导致哪些变化?结合实际谈一谈如何控制温室效应.
答案:“温室效应”使原有的平衡失调,会导致冰川熔化,海平面上升;地表水份蒸发加快;加剧土地荒漠化;引起气候变化;影响农作物收成等.控制措施:可以采取植树造林;开发和使用新能源,减少煤等燃料的使用量等措施.
评注 科学和技术的进步极大地促进了社会的发展,同时带来了严重的社会问题,突出表现在能源和环境方面.初中科学教育重点定位在培养同学们的科学素养方面,物理教学理应充分关注诸如能源、效率、环境和可持续发展等观念地渗透.
九、 能源和环保
例14 节约能源、保护环境要从我做起,下面的做法中,需要改正的是( ).
A. 及时关掉未关紧的水龙头,养成人走灯灭的习惯
B. 尽可能用太阳能热水器代替电热水器
C. 及时将生活垃圾、废旧电池装在一起丢弃到垃圾箱中
D. 用洗脸水冲洗厕所,将废报纸、酒瓶等送到废品收购站
答案:C.
例15 一个多世纪以来,人类能源消耗急剧增长,如表2所示.
(1) 看表后,说说你最担心的问题.
(2) 要解决你最担心的问题,一方面谈谈在日常生活中你应该怎么做(至少说出两点),另一方面谈谈你有什么设想(谈一点即可).
答案:(1) 只要说出关于能源危机或环境保护方面的问题即可;
(2) 日常生活中只要说出节约能源(如电能、水能、天然气、煤、柴……),设想方面说出开发新能源、提高燃料利用率、提高各种耗能设备效率等方面的想法即可(如:集中供热;进一步开发水能、风能、核能、太阳能;利用锅炉的余热;将化学能直接转化为电能,减少能量多次转化中的损失……).
例16 太阳能热水器广受人们青睐.资料表明,晴天地面附近垂直于阳光的表面接收到的太阳能量平均为1.0×103J/(m2・s),即在1s内每平方米的面积上接收到的太阳能是1.0×103J.
(1) 某品牌太阳能热水器可以将接收到的太阳能的40%用来给水加热,其集热器接收阳光垂直照射的有效面积为2m2,现向贮水箱中注入100kg、20℃的水,则晴天曝晒在阳光下8h,贮水箱中水的温度可升高到多少℃?(假定水的质量保持不变)
(2) 请从能源利用和环境保护两方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义.
答案:(1) 热水器上接收到的太阳能E=8×3600×2×1.0×103=5.76×107(J)
水箱中吸收的热量Q=40%E=2.304×107J
水箱中水升高的温度Δt=Q/(cm)=2.304×107/(4.2×103×100)≈54.9(℃)
水箱中水的末温t=20+Δt=20+54.9=74.9(℃)
水是生命的起源,远古时期最早的生命诞生在古老的海洋里,即使实现登陆,生命的存在仍然以水作为首要前提,即使在当今代表了最尖端科技的航天范畴,对外太空生命的探索,仍然以水作为第一判断前提。可以说:没有水,一切生命创造的精彩都将不复存在。当今世界,经济在高速成长,我们对水需求也在逐渐增大,然而我们却在面临前所未有的水危机。全世界196个国家中,有近100个国家缺水,这其中又有20多个国家严重缺水,可见我们面临的形势有多么严峻和紧急。联合国预计:到2050年,全世界将有20亿的人口面临缺水,21世纪将是一个水比油更名贵的世纪,保护水资源迫在眉睫!
1、我国水资源现状
中国是现今世界13个缺水国家之一,全国600多个城市中有大约一半的城市缺水,水污染使水质的恶化更使水短缺雪上加霜。有资料显示:我国江河湖泊普遍遭受污染,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化,90%的城市水系污染严重,南方城市总缺水量60%~70%是由于水污染造成的;对我国118个大中城市的地下水调查显示,有11个城市地下水受到污染,其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能,加剧了水资源短缺。以上这些对我国可持续成长战略的实施带来了负面影响。
我们的水资源正在遭受各种污染的侵袭,水污染严重破坏生态环境、影响人类生存,要想实现人类社会的可持续成长,首先要解决水污染疑难题目。
2、水污染及水污染的分类
2.1 水污染
水污染简单地说,是指由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失的污染。
2.2 水污染的分类
水的污染有两类:一类是天然污染;另外一类是人为污染。现今后者是造成水污染的主要祸首。
依据污染杂质的不同水污染可分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。化学性污染物又可分为:无机污染物、无机有毒物、有机有毒物、需氧污染物、植物营养物、油类物质等;物理性污染又可分为:悬浮物污染、放射性污染、热污染;生物污染主要指造成疾病的病原体对水体的污染。
从防治角度来说,可以将水污染分为:工业污染、农业污染及生活污染。
3、水污染及其防治
3.1 工业生产对水的污染及其防治
(1)工业污染。工业污染是在工业企业在生产过程中,产生的“三废”(废水、废气、废渣)对水体和水质的污染。工业废水污染是水系污染最重要的污染源,其具备量大、面广、成分复杂、毒性大、不容易净化、难处理等特性,是防治水污染的关键。
(2)工业污染物主要包括:汞、镉、铅等重金属和砷的化合物以及氰根离子、亚硝酸根离子。除此之外,还有热污染。
(3)工业污染的防治:针对工业污染,加强管理及后期水处理至关重要。首先,要加强法律对工业污水排放的监督,对不严格处理污水的企业应依法严肃处理。第二,加强在工业废水处理方面的研究,建立足够的污水处理厂,以便降低污水处理的成本(污水处理成本高是污水不合格排放的主要原因)。第三,处理后的工业污水只要指标合格,可用作城市道路清洁等,这对节约水资源至关重要。
3.2 农业生产对水的污染及其防治
(1)农业污生产对水的染源包括:牲畜粪便、化学农药、化肥污染等。其中化学农药污染对生态环境的破坏和影响是最重的。
(2)农业生产中大量的使用农药和化肥,不仅造成巨大的浪费,也会使大量有污染物的水被排放入水体。过量的使用农药其结果往往是害虫、益虫一起消灭,而害虫的抗药性越来越强,最后只好不断加大药量。有资料显示,真正作用与农业害虫的农药仅有10%~30%左右,进入大气、水体的部分约为20%~30%,残留在土壤中的约有50%~60%。所以,不合理的使用农药不但不能彻底解决农业病虫害问题,相反还会使许多原来危害不大或不难防治的虫害变得不易防治。这样就有可能使农药用量越来越多,形成恶性循环,生态环境的破坏和污染也将逐渐加重。
过量的使用化肥,造成了水的富营养化,而水的富营养化在淡水中会造成水华,在海水中会造成赤潮,危害水体生态平衡、妨碍经济成长。
(3)应对农业污染,应控制化学药品的使用量,采用环保的方法控制病虫害的发生。同时加强技术人员的对农民使用化肥的田间指导,控制化肥的使用。
3.3 生活污水对水的污染及其防治
(1)生活污水是来自家庭、机关、商业和城市公用设施及城市径流的污水。生活污水的成分99%为水,固体杂质不到1%,大多为无毒物质,其中无机物质的盐类有氰化物、硫酸盐、磷酸盐、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐和一些重碳酸墁等;有机物质有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、氨基酸和尿素等,还有各种洗涤剂和微量金属,后者如锌、铜、铬、锰、镍和铅等;生活污水中还含有大量的杂菌,主要为结肠菌群。
其它生活污水中氮和磷的含量比较高,主要来源于商业污水、城市地面径流和粪便、洗涤剂等。随着城市化进程的加快,生活污水的排放必定会逐渐增加。可以看出,生活污水的成分复杂,主要造成的危害是水体富营养化以及有机物污染物造成的水体缺氧等情况。
(1)水污染。水污染是指天然洁净水由于人类活动而被玷污的现象。主要的水环境污染物有以下几类:悬浮物;耗氧有机物;植物性营养物;重金属;酸碱污染;石油类;难降解有机物;放射性物质;热污染;病原体。
(2)大气污染。大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气,并对人和环境产生有害影响的物质。大气污染物的种类很多,按其来源可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物系指直接由污染源排放的污染物。而在大气中一次污染物之间或一次污染物与大气的正常成分之间发生化学作用生成的污染物,常称为二次污染物,它常比一次污染物对环境和人体的危害更为严重。
(3)土壤污染。土壤污染是全球三大环境要素(大气、水体和土壤)的污染问题之一,也是全世界普遍关注和研究的主要环境问题。土壤污染对环境和人类造成的影响与危害在于它可导致土壤的组成、结构和功能发生变化,进而影响植物的正常生长发育,造成有害物质在植物体内累积,并可通过食物链进入人体,以致危害人体健康。
二、强化环境保护实现可持续发展的建议
(1)大力提高全民环境保护和可持续发展意识。一是要加强可持续发展教育。各级教育部门逐步将可持续发展思想贯穿于从初等到高等教育全过程中。二是要加强可持续发展宣传和科学技术普及活动,充分利用电视、电影、广播、报刊、书籍等大众传媒,积极宣传可持续发展思想。三是要加强可持续发展培训。《中国21世纪议程》的实施需要群众的广泛参与,各级领导干部担负着组织实施的重任。因此,应把各级管理干部,特别是各级决策层干部的可持续发展培训,放在突出重要的位置。
中图分类号:F407文献标识码: A
一、热能动力机械专业的高技术性
大型的热能动力设备,系统非常复杂,集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体,自动化程度很高。从生产上来看,热力设备的运行基本上实现了自动、远动控制和计算机监视。全计算机控制已基本实现,并是今后的发展方向。火电厂的锅炉、汽轮机及其辅机的运行,早已是自动控制或远动操作,新建的大型火力发电机组应用了计算机控制,如30MW汽轮发电机组,正常运行时锅炉产蒸汽量在100t/h以上,锅炉本体的高度超过som,燃煤达10t/11以上,若用人力来烧这样的锅炉是根本无法实现的,但是采用集散控制系统,实现全计算机控制,一台锅炉有两名操作人员就够了。对于工业锅炉,亦采用机械进煤的方式,运用自动或远动控制其运行。冶金、化工等行业的热力设备,也具有相当高的自动化水平。可见,热力设备的运行,采用了大量的高尖技术。热力设备一般在高温高压的条件下工作,要搞好热力设备的安全运行,必须经常地进行维护和定期的大小修,为了提高热能利用效率,必须利用新技术对设备进行技术改造,利用先进管理手段进行管理,因此,需要既有理论知识又有丰富实践经验的工程技术人员。
二、常用的热能动力机械
动力机械是把能量转化为机械能而做功的机械装置。其中,由热能转化为机械能的机械称为热能动力机械。常用的热能动力机械有三种。一是燃气轮机。燃气轮机的工质是燃气和空气。这种机械的主要特点是运行平稳,机动性好,噪音污染小。所以应用广泛。未来燃气轮机会向提高效率、利用核能发展燃煤技术的方向发展。二是蒸汽机。说到动力机械就不得不说蒸汽机。蒸汽机的工质是蒸汽,它是将内能转化为功的装置。蒸汽机的产生曾引起了世界上重要的“工业革命”。跨入21世纪之后,才渐渐被内燃机和汽轮机取代了领先地位。蒸汽机的使用之所以持续了两个多世纪归功于它对所有燃料都可以由热能转化成机械能。但是蒸汽机的运作依赖于笨重庞大的锅炉,因此最终被轻巧灵活的内燃机所取代。三是内燃机。内燃机是将化学能转化为机械能的装置。因为燃料在机械内部直接燃烧,所以称为内燃机。内燃机是目前运用最广泛的热机,它以汽油或轻柴油作燃料,虽然热效率高,但热料消耗率高,而且内燃机噪声是动力设备噪声的主要来源。因此,未来内燃机的发展将注重于提高机械效率,减少噪声,降低排放量来严格要求燃料的清洁度,实现节能减排的目标。
三、我国的热能动力工程发展现状
我国能源动力类热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细。在热能与动力工程专业中就先后包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业,形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局,一定程度上与我国当时的发展相互适应。随着改革开放,我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业,全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代力工程的基础。
四、动力机械带来的环境污染及解决办法
动力设备引起的环境问题主要有热污染、噪声污染和空气污染。热污染是指工业生产和生活中排放的能量以热能形式传给环境,造成大气和水被污染的现象。尤其是火力发电厂、核电站、造纸厂排放出来的含有大量废热的气体和液体对水生植物和鱼类生存繁衍造成了极大的威胁,各种有害成分还会随着水资源的流动被陆地上的树木,蔬菜吸收,进而被人类食用,引起重大的流行疾病等。要减少工业废物的余热对环境的影响,就要减少排放,并且充分利用余热,或者寻找和开发新能源。使用清洁的水能,风能不仅降低了污染物的排放,还保护了环境。
1、空气污染也叫大气污染
从近年来的全国雾霾天气可以看出,空气质量与人们生活息息相关。空气污染直接影响了人们的出行。大气污染源来自于工业废气、汽车尾气、居民生活供暖设备等。在大城市中,汽车、火车是不可或缺的交通工具,但它们消耗煤或石油产生的直接排放进空气的废气,是雾霾天气的主要“凶手”。而且近几年的许多极端天气也是因大气污染引起的。空气污染的防治要靠全国人民的共同努力,调整能源结构,植树造林等都是目前比较流行的办法。
2、噪声污染
动力机械等设备运行时由于机械振动而形成噪声。噪声污染短期内或许没有太大伤害,但处于这样的环境一段时期后就会使生物的听力受损,严重的还会诱发多种疾病。因此,防治噪声也是刻不容缓的事情。对污染源来说需要降低声源噪音,控制噪音传播。而对于人们来说,可以采用吸音设备来阻挡噪声的传播。
六、热能动力工程的发展方向
1、热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向)
主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。
2、热力发动机及汽车工程方向
掌握内燃机(或透平机)原理、结构,设计,测试,燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。
3、制冷低温工程与流体机械方向
掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。
结束语
热能动力工程是社会生产力发展的一个重要组成部分,它推动了人类从人力劳动向机械生产的“进化”。作为国民生产的动力,能源已经成为了每家每户的必需品。其中,热能是能量传递和动力机械领域中使用得最多的一种能源形式之一。而现在随着热能转化装置以及动力机械的广泛应用,已经出现了许多全球化的问题。本文针对热能动力工程的相关设备和环境保护做一些基本介绍,仅供参考。
参考文献
前言
在钢铁生产过程中,烧结工序的能耗约占总能耗的10%,仅次于炼铁工序,位居第二。在烧结工序总能耗中,有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。由于烧结环冷机废气的温度不高,仅150~450℃,加上以前余热回收技术的局限,余热回收项目往往给人以“造价高,发电少,回收年限长”的印象,长期以来被人们忽略遗忘。
1、邯钢烧结环冷机余热回收班义
环冷机余热的回收,是通过环冷烟气低温余热锅炉回收烟气的低品味余热能源,结合低温余热发电技术,用余热锅炉的过热蒸汽来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术;其与火力发电相比,不需要消耗一次能源,不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体;它是当前工业企业节能和环保要求下的必然趋势和产物,具有充分利用低温废气、变废为宝、净化环境的多重意义。具体来讲环冷余热回收的意义体现在如下几个方面:
1)利用烧结环冷机烟气余热发电,部分代替来自电网的以化石燃料为能源的供电量,从而起到减少温室气体排放的效果;
2)降低邯钢烧结工序能耗,促进资源节约,降低邯钢的单位产值的能耗,增加企业的效益;
3)有利于企业可持续发展目标的实现,减少当地由常规火电厂带来的S02, NOX、粉尘之类的大气污染物,有助于改善当地的能源结构,提高能源安全。
2、邯钢新区烧结余热发电技术
邯郸钢铁厂邯钢新区2条烧结生产线,每条烧结生产线配置1台360m2烧结机和1台415m2环冷机。每台环冷机配置5台相同的鼓风机,每台鼓风机风量为45. 3~48. 4X 104Nm3/h,风压约为3648~-4070Pa,上述鼓风机的送风穿透环冷机上矿料料层,矿料被冷却到150~200℃后送入下一道工序;冷风和矿料换热后变为450~150℃的热烟气,分别排向大气,上述热烟气中含有的一定数量的矿物粉尘也随之排向空中。为利用钢铁厂烧结环冷机所产生的废气的显热,邯钢新区烧结配置2套68t/h双压低温余热锅炉,和1套25MW低温补汽凝汽式汽轮发电机组,将废气通过余热锅炉回收热量而产生的过热蒸汽,用于汽轮发电机组发电。
2. 1烧结环冷机烟气系统。烧结环冷机原有22个相通的风室,烧结余热发电工艺将其1 # ~5#风室(对应1#风机)和6 #~10#风室(对应2#风机)的烟气收集起来,分别从通过烟气系统的1#和2#烟道进入余热锅炉,作为余热锅炉的热量来源。
在1#风机范围内的排气烟道上设置1座冲击挡板沉降式除尘器,1#和2#鼓风机范围内烟气共用1台循环风机(液力偶合器调速)和1座备用排空烟囱,并在每套余热锅炉的烟气系统上分别设置3套三通挡板门,以利于余热回收系统故障时随时隔离余热回收系统,保证烧结生产的正常进行。
循环风机出口风(I#, 2#环冷风机作备用)通过环冷机被加热到4000C左右后,分别通过挡板门引入到余热锅炉,(当余热炉故障时挡板风门可切换到排空),1#, 2#被加热的烟风在进入余热炉之前先以简易挡板式除尘器简单除尘(除尘50%)。通过余热炉热后烟气被降为1500 C左右。通过除尘器除尘之后,经循环风机通过闸板门再次进入环冷机,当余热炉故障时闸板门关闭,环冷机需要的冷却风仍从原1#. 2#环冷风机入口。
循环风机入口前需要再补充15%的冷风进入,以使进入环冷风的风量能达到原来的数值。
2. 2烧结余热发电工艺参数:邯钢新区烧结配置2套68t/h双压低温余热锅炉QC400 (400) /450
本锅炉采用塔式布置(紧身密封),当锅炉进入工作状态时,烟气水平流向锅炉顶部的入口转角烟道,依次流经本体各受热面,经换热后的烟气从锅炉底部排出。
本锅炉的汽水系统由前述各受热面管箱、高压锅筒、低压锅筒、减温器、过热器集汽集箱所组成。锅炉的给水(凝结水)经各自的给水操纵台进入省煤器加热后,接近饱和温度的水进入锅筒,锅筒内的水经下降管进入蒸发器,在蒸发器内受热后成为汽水混合物又回到锅筒(分离器),在锅筒(分离器)内进行汽水分离,分离下来的水回到锅筒的水空间,饱和蒸汽则通过饱和蒸汽引出管被送到过热器,饱和蒸汽在过热器内被加热成过热蒸汽,然后经减温器调温,达到规定的蒸汽温度后,经主汽管送入汽轮机。
3、烧结余热发电环保节能效益
烧结冷却风机目前共有10台,按以前工艺流程,废气均不经处理,直接向大气排放。烧结余热发电工艺的废烟气排放由开式改为闭式,进入余热炉的烟尘原则上不排放,烧结余热发电工艺上马后,每台每小时可减排7. 7t/h,按年运行8000小时计算,2套烧结机每年可减排12. 32万t烟尘。
烧结余热发电工艺为了减少循环风机的的磨损,环冷机排出的冷却风进入了循环风机前均进行了除尘,综合除尘效率大约为80,按锅炉含尘量lOg/m3,总烟气量770100m3/h计算,2台余热锅炉烟尘(主要为铁砂)收集量12. 32t/h。每年可收集铁砂9. 856万吨。
4、邯钢烧结余热发电工艺兵.如下特点和优势
1)烧结余热发电工艺采用环冷机废烟气余热回收发电,不但不需要消耗任何化石燃料,而且邯钢集团烧结环冷机余热发电工程大幅度减少环冷机对空排放的热量,减少热污染效果显著。
2)余热锅炉尾气返送进环冷机循环利用,一方面提高了锅炉的进口烟温,增大了锅炉的蒸发量,增加了汽轮发电机组的发电量:另一方面阻止了环冷废气中矿尘的向空排放,对环境保护起到重要作用。
2、培养对饮用水净化、消毒、硬水软化、污水处理的探索兴趣。
3、初步学会研究水质的方法,强化生态观点和环保意识。
教学重点:影响水质的化学成分、水的富营养化污染
教学难点:溶解氧和有机物之间的关系,水的富营养化污染
教学方法:谈话法、讲述法
教学过程:(第一课时)
导入新课:“水是生命之源”,请同学们谈谈水的重要性,介绍我国城市缺水的情况,增强感性认识。既然水对我们如此重要,水质的好坏当然关系到我们的身体健康。下面我们就来学习-------水质和饮用水的卫生。(宁波的河流?爱不?)
出示自学提纲:
1、1、什么是水质?水体的物理性状包括哪些方面?
2、2、水体的化学成分中重要的检测指标有哪些?
3、3、水体中的溶解氧与水中有机物之间有什么关系?
4、4、什么是“水花”?什么是“赤潮”?
5、5、水的富营养化污染的概念、原因、过程、结果分别是什么?
在学生自学后,师生共同总结如下:
温度:“热污染”
味道:生物死亡
物理性状:气味:工业废水
浑浊度:泥沙、有机物、浮游生物、微生物
颜色:藻类、工业废水污染
一水质pH:天然水常呈弱酸性,7.2~8.6(注意大小写)
生活饮用水6.6~8.5
硬水
化学成分:硬度:溶于水中的含钙和(能否补钙?)
(极为复杂)镁的盐类的总含量软水
重要的检测指标(1)空气
来源:(2)水生植物光合作用
溶解氧作用:
与水中有机物之间的关系(重点理解)
溶解氧[溶解氧间接反应水受有机物污染程度]
《忆江南》据考证是到宁波(明州)
有机物
二、水的富营养化污染
1、富营养化的涵义:富营养化是指水中N、P等元素含量过多,使藻类等浮游生物获得丰富营养而大量繁殖的状态。
2、水中氮、磷等元素的来源:
①生活污水,
②含大量N、P的工业废水,
③含大量N、P的农田退水。
3、“水华”或“水花”:
河、湖、池塘富营养化污染时,藻类大量繁殖,水变浑浊,并呈现绿、黄绿等颜色的现象。
4、“赤潮”:海水中含营养物质过多(根本原因)时,浮游生物大量繁殖(直接原因)。因浮游生物种类不同,可使局部海水呈现红色、
绿色或褐色。
危害是:鱼类及其他水生生物会大量死亡。
5、理解水受富营养化污染后的发展过程:
工业废水和生活污水含有大量的氮、磷元素排入水体(根本原因)
藻类等浮游生物获得丰富营养而大量繁殖(“水华”的直接原因)
由于生存环境有限,进行生存斗争,使藻类等浮游生物大量死亡
需氧微生物数量增加,用于分解有机物
水中溶解氧降低(水生生物死亡的直接原因)
水生生物大量死亡
厌氧型微生物大量繁殖
水变黑发臭。
6、6、防治:
①①控制N、P进入水体:A、使用无磷洗衣粉
B、禁用农药
C、控制化肥使用量
②②疏浚淤泥:如:西湖治理
③③去除水草:如:水葫芦
④④增大水体,引入低营养水稀释
注意多联系实际以帮助理解
小结:强调本节重点:水质的化学成分、水的富营养化污染
练习:1、富营养化污染排序
2、多选:过量使用过磷酸钙[有效成分Ca(H2PO4)2]会引起水体的()
A硬度变化BpH下降
CpH上升D富营养化污染
课后小记
(第二课时)
复习提问:
1、什么是水质?
2、水体的化学成分中重要的检测指标有哪些?
3、水体中的溶解氧与水中有机物之间有什么关系?
4、什么是“水花”?什么是“赤潮”?
5、水的富营养化污染的概念、原因、发展过程分别是什么?
引言:
我们在了解一般水污染之后,更要关心饮用水的知识。
出示自学提纲:
四、饮用水的卫生
1、家庭饮用水必须、、。
2、生活饮用水卫生标准:(1)
(2)
(3)
3、家庭饮用水的净化方法:通常是在水中加入;
还可使用。
4、家庭饮用水的消毒方法:一般使用
五、硬水的软化
1、硬水的危害:①②
2、硬水软化的方法:
①通常往水中加入适当的,使溶解在水里
的和转化为不溶于水的物质,生成沉淀,从而被除去。
化学方程式:
②用除去水中的和,使硬水软化。
七、污水的净化
1、1、水质恶化:
2、2、污水处理方法:
①①
②②氧化塘法:氧化塘是将污水蓄于水塘中,利用水塘中
的和,对污水进行自然净化。
在学生完成知识填空后,可由学生举例分析,提高应用能力。
小结:
习题巩固
课后小记:
第三节大气与健康
教学目标:
1、1、了解大气主要污染产生的原因和危害
2、提高学生联系实际,运用所学知识分析、解决问题的能力。
3、培养学生探索环境问题的兴趣,加强学生珍惜身体健康、保护大气的意识,渗透辨证唯物主义教育及爱国主义教育。
教学重点:大气污染的来源及表现
教学难点:SO2和光化学烟雾
教学方法:自学讨论法、谈话法
教学过程:
复习提问:1、什么是水污染?主要表现是什么?
2、溶解氧与水中有机物之间的关系怎样?
导入新课:宁波市政府决定将宁波钢铁厂迁出市区,为什么?
问:食堂也会排出废气,会不会引起大气污染?
钢铁厂排出大量的废气,将怎样?
在学生回答的基础上,得出大气污染的概念。
一、大气污染:
1、概念:大气与水体一样,对进入其中的有害物质具有一定的自净能力。如果进入大气的有害物质的量很多,超过了它的自净能力,那么,存留在大气中的有害物质将会影响人体健康。这种现象就
叫做大气污染。
问:大气中的有害物质来自何处?
学生答后总结:自然的,人为的。
填下表:
2、大气污染的来源:
①,
②主要来源───(主要有、、等)。
③。
问:我国主要燃料是什么?由此推测燃烧后有什么污染物?
提供相关信息:
燃烧1吨煤的产物SO2碳氮化合物悬浮颗粒NO2
170Kg0.5Kg11Kg9Kg
燃烧1吨石油产物SO2碳氮化合物CONO2
10Kg100Kg70Kg30Kg
通过该表总结:
二、、烟尘、二氧化硫和光化学烟雾
1、烟尘:主要来自的燃烧
2、二氧化硫:主要来自的燃烧,居民区的
汽车等排出的废气
3、光化学烟雾————(紫外线)
二次污染物
光化学烟雾污染的表现。
对人体最突出的危害是
重点强调二氧化硫及光化学烟雾的来源,可联系实际,如:尺蛾黑化现象,1992年上海光化学烟雾,2001年广西南宁助动车导致光化学烟雾,马斯河谷事件,伦敦烟雾事件,无铅汽油
三、酸雨:
洁净的天然降水也具有,但pH不会低于5.6。
方程式
1、酸雨的概念:
2、酸雨产生的主要原因:
严重危害:。(结合课本插图理解并联系实际,如:森林、农作物、水体)
重点强调:酸雨概念,形成原因注意与天然降水原因比较,酸雨危害可让学生读图总结。“空中死神”——酸雨,如何从根本上减少酸雨?
四、大气与健康
阅读课本思考:
1、1、宁波市民“十不规范中”有“不随地吐痰”、“不随地大小便”
2、2、“绿色家电”——室内负离子发生器面市
3、3、祖国传统医学——中医常用风、暑、寒、燥、湿来分析疾病成因
该部分知识为介绍性内容,可让学生联系实际了解,对生物性污染强调其来源即可。重点落在珍惜身体健康,保护环境意识上。
拓展:城市空气质量日报
小结
用所学知识解释:
1、1、西柳州“雨后浇菜”
能源作为一个民族和国家发展和生存的基石,具有其主要的意义。但在目前的能源应用中,大多属于不可再生资源,如煤炭资源、石油资源和天然气资源等,该类能源的应用率约为总能源应用率的90%以上。而将不可再生资源能源作为人类的主体能源,需承担能源枯竭的风险。因此,新能源的开发应用对于环境的影响,以及其在节能减排方面的情况,逐渐的成为研究的重点。热能与动力工程作为新兴的科技,具有高效节能的特点,随着其应用的不断深入,对于节能减排,以及减少人力资源的浪费等方面发挥着极为重要的作用,本文就此进行研究。
一、热能的动力装置分析
基于热能对人们生活所具有的重要影响,结合对其装置的分析,探讨其操作流程和制备的工艺,对该项技术的广泛应用具有其现实意义。热能动力装置科学化的实现,应明确相应的工作原理。其热能的产生需在燃料在相应的设备当中燃烧,然后结合相应技术手段的应用之后,促使热能转化为有效机械能。为此,热能的动力装置应包含辅助设备、燃烧装置和热能动力机等。具体而言,热能动力装置主要包括两种基本类型,其一为内燃机一类的相关装置,主要是在燃烧产生燃气之后,促使其进入到相应的动机之中,然后实施相应的能量转换操作,并将其进行循环应用;其二是把燃烧产生热能通过相应的技术手段,将其热能传输至相应的液体中,促使液体实现汽化之后,最后将气化后所产生蒸汽导进发动机当中,进行相应的热能转换和传递,该种形式的典型代表为蒸汽机。
二、热能特点及应用
(一)热能的特点
目前人类使用的热能大多是由一次能源转得到的。因此,热能的特点与其存在一定的联系。基于此,热能特点主要表现在以下几个方面。首先为太阳能,以及太阳能的能量转换。太阳能在对植物照射之后,为植物叶绿素的形成提供条件,在经过相应的光合作用,以及能源转换之后,进而形成相应的生物质能。但太阳能所发出的光主要是通过热量转换及其点转换后,最终形成生活中常用能源物质;其次为燃料化学能,以及相应的转换过程,燃料化学能在进行相应的转换时,其方式主要是燃烧,进而转换当中的化学能为热能,结合相应技术手段的应用,最终将其转化为能够为人类生产和生活所用的机械能。如生活中常见的汽轮机,在工作时,便是先进行化学能源的转换,进而将其转化成蒸汽热能,结合相应技术和设备的应用,最终将其转变为能够促使机械发动的机械能;再次为热能方面的转化,其主要包括的热量有机械能和电能,机械能的应用主要包括内燃机和汽轮机,而电能主要为热电发电机。
(二)热能动力工程的具体应用
目前,热能在我国的工业领域应用较广,对于国民经济的发展有着突出的贡献。具体而言,其主要应用于以下几个方面。首先为电力工业,热能在电力工程的应用中具有重要的作用,特别是在火力发电和核电发电等相应装备设置的应用当中,并且热能动力工程及其相应的技术也成为相应的工作基础。热能动力工程在钢铁工程中的应用也较为广泛,包括应用到炼钢、高炉炼铁和轧钢等相应的工艺中;其次为有色金属行业,主要有铜和铝等相应的有色金属,均采用热能进行冶炼。而化学工业中的相关应用,主要是应用热能动力工程中的技术手段,或是将其基本原理当做基本的理论依据,具体应用有酸碱和氮的合成等工艺。其在石油行业的当中,可用于石油的运输、冶炼和采集等多个环节。
其次为机械工业,及其相应建筑工业的应用,包括制造材料、焊接技术、相应锻造工艺和铸造技术等。在交通运输业当中的应用。主要有飞机、轮船和汽车等各方面的应用;最后为水产养殖和农业生产方面的应用,如浴池加热加温、温室培养,以及电力方面的农业灌溉等。另外,热能电力工程还被广泛的应用于人们的日常生活当中,如冬天所应用到的供暖设备。基于此分析,热能动力工程广泛的应用于人们的生产生活当中,并且发挥着重要的作用。
三、热能与动力工程对环境的影响及解决措施
热能动力工程在环境方面的影响,主要有放射性危害、热污染、噪音污染和空气污染等几个方面。其中,热污染方面主要在于其带来的温室效应,其来源主要为水发电站,在一定程度上会影响到水中的生物生存,以及导致空气质量变差;造成空气污染的源头在于工业设备、发电厂,以及汽车尾气和暖气等的排放所致的温室效应。因此,为促进热能动力工程的良好发展,应重视其存在的问题,结合技术的改进,以及采取相应的辅助技术措施,对其加以改进,促进其节能减排的应用,促进能源应用效率的提升,将其对环境的污染减少,并降低相应的能源损耗,以促使其得到更好的发展。现对其具体的措施进行分析。
(一)促进相应产业结构的调整
为实现热能动力工程的良好应用,应实施相应的产业结构调整,促使其能够适应热能动力工程的应用,进而促进能源应用效率的提升。在其具体的实施过程当中,特别需加强对生产业及有针对性的治理和完善,在此基础上保证其发展,将生产质量的提升,以及满足人们的需求为改进的核心内容。而在相应的工业生产当中,应将过时产品淘汰,尽量的采用新技术,加快对旧设备及其相应工艺的淘汰速度,同时结合新技术的应用,促进生产效率和生产质量的全面提升,实现优化产业结构的目的,最终实现产业的升级和转型。
(二)增强技术的创新能力
为实现节能减排,以及优化环境治理,应对采用热能的相应领域进行技术的创新。如在钢铁工业和电力工业当中的应用,需对新技术手段和方法进行挖掘。找出目前应用中存在的问题,并对其加以提升和改进,促使其能够与目前市场经济体制和环境相结合,采用和与该领域技术相关的科研院所合作的方式,进行技术平台,以及相应研究发展的构建,进而实现技术发展的规范化和合理化,将其作为工作的核心和重点,建立起相应高效循环的能源模式,并结合相应替代技术、减量技术、资源化技术和再利用技术等的应用。进而更换和改进热能动力工程中存在的生产效率低下的相应设备和技术,尽量的将排放量减少,同时也将对环境的影响减少,最终实现能源有效率的提升。
四、热能与动力工程发展的方向
(一)控制工程和热能动力方向
热能动力工程在控制工程和热能动力的方向主要在于热能技术、锅炉原理、动力测试技术、动力机械设计、汽轮机原理、环境污染和燃烧污染,以及流体机械、传热传质数值计算和热工自动控制等方面知识的应用。
(二)汽车工程和热力发动机方向
热能动力工程技术的发展方向主要在于对透平机或内燃机结构、原理和设计等方面的掌握,以及对燃烧、燃料和测试方面的控制。其他的还包括发动机环境工程、排放工程、内燃机的电子控制,以及热力发电机热负荷与传热,汽车工程概论等相应的知识。
中图分类号 X773 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)072-0207-01
燃煤电厂具有排放度高、污染物单一等特征,居于区内污染首位。针对燃煤电厂污染物的特点,分析其对环境产生的影响,制定科学合理的污染防治方案,实施有效的环境保护措施。在《火电厂建设项目环境影响报告书编制规范》中,规定了燃煤电厂的建设及环境影响报告编制的基本原则和规章制度,对燃煤电厂的环境保护具有一定的意义。
1 主要的环境问题
1.1 固体废弃物的问题
燃煤电厂在生产过程中会产生各种固体体废弃物及副产品。这些固体废弃物主要包括底灰渣、脱硫残渣等,副产品主要包括了硫酸盐混合物残渣和SCR脱硝的催化剂等。
1.2 噪声排放的问题
电厂噪声的主要来源是磨煤机、锅炉、发电机和空冷风机运行时产生的噪声,它们对周边环境造成的影响主要是对电厂附近的居民带来噪声干扰,夜间的干扰尤为突出。
1.3 大气污染物排放的问题
燃煤电厂产生的大气污染物主要是锅炉燃煤时排放出的气体。包括颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、CO和CO2,而重金属、未燃烧的碳氢化合物、挥发性有机物等物质的排放量较小。此外,烟气脱硫系统中还原剂在运行过程中逃逸的氨也会对环境造成了一定的污染。
1.4 水污染物排放的问题
燃煤电厂会向河流、湖泊等排放废水,而这些废水要来源于凝汽器的冷却水,产生的主要污染为热污染。主要的污染物为有机物、重金属及其盐类等。
2 电厂的环境保护策略
2.1 对于固体废物综合的利用和处置
固体废物的主要成分是粉煤灰。将粉煤灰集中起来,可以作为建材用于生产、工程建筑和地面回填,甚至可以提取出有用的元素进行化工产品的回收利用。当条件受到限制不能进行综合利用的时候,必须将粉煤灰运往储存场进行储存。储存粉煤灰时,必须采取一定的防尘防渗措施,避免在储灰过程中影响地下水及地面水源。
2.2 对于噪声的处理技术
燃煤电厂的噪声以点源为主,因此比较容易控制。在生产过程中使用的设备尽量为低噪声设备,对磨煤机、引风机等这类低噪声的设备进行优化布置,并对厂房内部进行隔声处理。除此之外还可以使用吸声器、消声器等设备对噪声进行控制。对于产生噪声较大的设备,一般都会使用可以把噪声源进行隔离的隔声罩,也可以使用隔振减振,隔振减振是指在振源和基础之间或是在被保护对象和基础之间,安装橡胶的隔振板够或者是软木隔振垫等具有弹簧性质的构件,也可以使用隔振沟的方式消减振动的传递。
2.3 对于大气污染物的减排技术
大气污染物的减排技术主要是指采取末端控制措施。燃煤电厂的除尘技术主要有电除尘器、袋式除尘器以及电袋组合式除尘器三种,这三种除尘器对于颗粒物均有好高的去除效率。除尘器的选择主要取决在燃料的种类、锅炉类型和设备等,为了使燃煤电厂的锅炉烟尘降低,需使用洗选煤并将锅炉的运行状况进行调整。
烟气脱硫可分为湿法、半干法和干法三种工艺。湿法脱硫技术成熟,脱硫效率高,运行操作简单,但工艺较复杂而且占地和投资也比较大,并且脱硫副产物的处理过程较为麻烦。干法以及半干法脱硫工艺简单,得到的脱硫产物为干粉状,较容易处理,但脱硫剂的利用率和脱硫效率较低。
2.4 对于废水污染的防治技术
由于燃煤电厂的生产、处理工艺及管理水平的差异,燃煤电厂的废水类型有很多,每种类型的水质水量特性差异也很大。按废水来源的不同,燃煤电厂废水主要分为循环污水、含有灰渣的废水、工业冷却水、油库冲洗水、化学工艺废水、生活污水等。
废水的治理应该结合生产和环境保护进行统一考虑,经过科学合理的分析,制定出经济合理的方案。其制定的基本原则是改进优化生产工程,在生产中尽可能减少废水的排放量和浓度;在制定燃煤系统时考虑渣水的再循环,争取循环利用,尽量不排或者少排废水;还要对燃煤电厂的用水、排水制定出合理的管理计划,使得全厂用水分配科学合理化。
3 结束语
燃煤电厂属于能源的消耗大户,其用水量、产污量以及影响的范围都很大,牵扯到的环境范围也比较广,对于生态环境和社会环境有着巨大的影响。一个大型燃煤电厂拥有着一个和社会经济、环境密切相关的系统。所以,必须针对燃煤电厂的特点、污染特性,制定切实可行的燃煤电厂污染防治管理方案。
参考文献
[1]乌斯曼.燃煤电厂对大气污染的控制[J].北方环境,2011,7:170-171,206.
[2]李超慈,赵文晋,李鱼等.燃煤电厂的环保"投资"与"收益"[J].环境保护,2009,426(16):36-37.