环境与化学论文

低碳经济在全球的发展 低碳经济是指社会经济体系的构建和发展能够实现低碳排放。低碳排放可以有不同的定义，一是实现人类社会的共同愿景，即全球实现低升温目标下的排放水平。目前较多讨论的是450ppm、550ppm浓度目标下的排放水平。在这种全球排放水平下本国或本区域的低碳排放。二是在本国或者本区域在本身自然资源条件下，采取尽可能大的努力来减少温室气体排放，以实现较低温室气体排放途径。目前我们更多的采用第一种方式来进行判别，但各个地区根据具体情况实现低碳排放的时间区间可以不同。 目前世界上提出的低碳的概念基本上是指在某一个时间达到较低的温室气体排放。如日本和英国的研究机构提出的低碳社会，就是指在2050年实现60%到80%的温室气体减排。日本政府已经于2008年7月份公布了到2050年的减排目标，采用了该研究的结果。一些城市如伦敦、巴黎、芝加哥等也提出了低碳概念，同样也是设置未来年份的减排目标。 而对发展中国家来讲，低碳经济或者低碳发展应该是在自身可持续发展的前提下，尽自己可能实现低碳排放。从长期来讲，发展中国家的低碳目标支持全球最终实现将气候变化维持在一个较低水平，如2100年到2150年升温控制在2℃左右。 我们也参与了上面提到的日本和英国的合作研究，并进行了相应的针对中国低碳社会的研究。这里的研究目标是在英国和日本等发达国家实现低碳社会的情况下，发展中国家和发达国家共享技术和对策，看中国有可能实现的低碳未来。有可能这些技术或者政策会滞后进入发展中国家，但或早或晚可以进入发展中国家。 目前重要的是要有一些发达国家率先进行低碳发展的探索，给发展中国家做出示范。国际上的一些经验可以为中国的低碳经济内涵提供一定的参考。国际上一些地区和国家已经有较好的经验，如丹麦、德国、英国等。但大规模实现低碳经济发展到目前还没有。 实现低碳经济的途径 根据研究，实现低碳经济的途径包括调整经济到一个低能耗高效的产业结构;全面实现用能技术的先进化，通过多种政策措施大范围普及先进高效技术;全面合理发展可再生能源和核电，使可再生能源和核电在一次能源中的比重占据重要位置;全民参与，改变生活方式，寻求低碳排放的消费行为;发展低碳农业，增强森林覆盖和管理。 对中国来讲，就是优化产业结构，控制高耗能工业发展，减少和控制高耗能产品出口;争取在2025年左右使中国工业的能源技术效率达到当时世界先进水平;大力发展使用可再生能源技术，如风力发电、水电要进一步大规模普及，光热发电、光伏发电技术要进行接近商业利用的示范;全面大力发展核电，特别是着重第三代、第四代先进核电技术;进行大范围的公众意识提高，使低碳生活方式成为普遍行为。 可以看出，低碳经济的方方面面与现在中国正在进行的节能减排努力是很一致的。因此低碳经济并非一个新的、额外的努力，而是要对现在的国家能源、环境对策进行扩展。 我们正在没有选择的走向“低碳经济” 在气候变暖已经成为全人类威胁的今天，我们正在没有选择的走向“低碳经济”。低碳经济很有可能是未来国际经济发展的一种新趋势，有可能会带来贸易条件、国际市场、国际技术竞争格局的变化。欧盟已经明确把低碳经济作为未来发展方向。去年年底在巴厘岛举行的联合国气候变化大会也指出，我们应当逐渐过渡到低碳经济模式，提倡低碳的生活方式。根据《京都议定书》达成的基本共识，所有国家都有应对气候变化和减排温室气体的义务和责任，而发达国家比发展中国家更有义务和责任。很多发达国家也表示愿意在完成自己减排目标的基础上，支持和帮助发展中国家发展低碳经济，应对气候变化。所以说，对中国来说，目前推行低碳经济势在必行，同时也面临着社会经济发展的机遇。 但发展低碳经济对中国来说也是一个很大的挑战。因为中国一直以来就是以煤为主要能源的“高碳”国家，如果一旦发展低碳经济，我们在资源上的优势就变成了劣势。而从另外一个方面来看，目前我国的技术还达不到发达国家的先进水平，而且中国的经济目前正处于爬坡阶段，基础设施建设还不能停下来，因此造成的高排放问题将很难解决。 根据能源所IPAC模型组的研究结论，中国有可能在未来明显控制温室气体排放增长速度，进而有可能在2030年实现CO2排放的峰值，2050年达到大幅度减排，实现低碳经济发展和低碳社会，促进全球实现气候变化减缓目标。 低碳经济未来是可能实现多种社会发展目标的未来，对可持续发展目标、社会千年发展目标、中国国家经济发展三步走总体目标、中国构建科技创新强国目标都有一致性。同时实现低碳经济的额外投入不大。 近期可以采取继续推行节能政策和可再生能源新能源发展政策，例如中国实现单位GDP能耗降低20%的减排目标。经过全面努力，中国的节能技术发展目标可以是在2020年和2030年达到全球最高的能源效率。根据现在的能源政策，中国目前正朝着这个方向努力。目前中国经过20年的发展，很多新建基础设施可以大量采用先进技术，例如在发电方面，国家发改委已经颁布条例要求新建火电站必须采用超临界和超超临界发电机组。 二氧化碳的减排可以为我们带来一定的效益，根据一些研究机构的研究，他们拥有比较关键的技术，这些技术可以在全球来进行分享。通过这些技术的运用我们可以实现低碳经济。不仅是中国或者欧盟，还包括非洲和南美。目前中国有很多减排技术需要从美国和欧盟进口，目前中国在这方面已经取得了一定成果，因为很多技术目前已经具有成本效益，所以在2030年或者在2020年之前中国需要大规模的推广这些技术。 中国需要推行一揽子政策，相信中国的能源政策和节能政策在今后会和气候变化减排政策整合起来。中国有自己的节能政策，从全球的角度来看实际上也就是中国的减排政策，中国在这方面做了很多工作，2006年中国确立了可再生能源未来规划目标，今后新能源在能源消费结构中所占比例可能会翻番。还有就是混合动力汽车，氢燃料和纯电力汽车今后很快会投入到中国市场，而且价格并不昂贵。这会比当前中国市场上销售的丰田混和动力汽车便宜很多，目前混和动力汽车过高的价格会让中国人承担不起。 中国发展低碳经济的机遇在于成本优势 中国发展低碳经济的机遇在于成本优势。和日本、美国、欧盟相比，中国可以以较低的成本来发展低碳经济。从燃料角度来说，在中国采用超临界机组的成本可能会比普通的火力发电更低一些，虽然超临界初步投资非常高，但是因为中国存在投资过热，所以发展低碳技术的资金问题不是很大。 根据对未来的预测，在2030年之前，即使是按照最低的能源发展情景，中国仍然会排放一定数量的温室气体。这个问题十分值得关注，因为这对各个行业都提出了更高的要求。不同的政策和不同的技术组合对减排效果的影响是十分大的。中国可以用来发展超临界技术的时间不多，因为需要尽快进入下一代先进发电技术，即煤气化联合循环发电(IGCC)，以为普及碳储存和捕获技术(CCS)打下基础。中国电站设备制造企业对IGCC的技术非常重视，已经开始投入大量自有资金用于这项技术的开发，这是多方共同合作的结果。 一些先进省市，如北京、广东、上海等，是可以实现在2020年之后率先全国进行减排。这些省份的经济结构已经或者正在进行调整，主动或者被动。 城市落叶处理方法的探究 一、研究目的 每年秋冬季节，为保护自己度过寒冬，不少植物都要落叶。这影响了市容与环境卫生，环卫工人要花很多精力去打扫。据南京市鼓楼区环卫所人员介绍:2001年10月，从第一场秋风起，这个部门所属的落叶堆放场和中转站的日吞吐量已从平时的300余车和800余吨增加到后来的470余车和1000余吨。像今年12月3号的那场雨，仅一个早上，从宁海路到草场门桥一段，工人就打扫运走了近五万斤树叶(湿)，都要用8吨重的压缩车运载!这么多的树叶，运到哪里去了?是怎么处理的? 我们走访了几个垃圾处理中转站，在那儿，我们了解到南京市政府早就规定禁止焚烧落叶，这些落叶都将随着生活垃圾被运到南京最大的有机垃圾处理场被填埋。我们又随着垃圾车来到江宁水阁有机垃圾处理场，在那儿，我们看到一车一车的垃圾都被运到这儿，其中，有生活垃圾，也有建筑垃圾，还有树叶。许多拾荒者把其中能卖钱的垃圾捡出来，也把人们扔掉的剩饭剩菜捡出来回家喂猪，而树叶和其它垃圾混在一起被推土机压在一起被填埋，成为垃圾山，处理厂利用这些被填埋垃圾在慢慢腐烂过程中产生的沼气进行发电，但发电量不大，效益还远远不够发电机组的成本。 能否更有效地利用落叶? “碾作尘土，化作泥”。这是土壤中的腐生细菌在起作用，但在大自然中这需要很长时间，至少是3-6个月。我们是否可以在比较短时间内完成这种转化?树叶可以有效地转化成有机肥吗?我们请教了南师有关专家，在他们的指导下，我们进行了落叶快速转化为有机肥的探究性实验。 二、研究过程与方法 1、收集了4斤梧桐树叶，把树叶分成两组，一组粗的(把树叶加工成1至2平方厘米)一组细的(把树叶加工成粉末状)。 2、分别让它们吸足水分，加入菌种(每千克泡水后的树叶加入11克菌种左右)，同时适当加入少量麦麸、鱼粉(每千克树叶加入7克+3克)作为营养源，加入石灰粉调节酸碱度，装入塑料袋中，套上无菌培养容器封口膜以保持通气。 3、 放入30摄氏度左右的温箱中，进行观察。 三、实验现象及结果 日期 细的 (加鱼粉和麦麸) 粗的 (加鱼粉和麦麸) 细的 (不加鱼粉和麦麸) 粗的 (不加鱼粉和麦麸) 12、14 粉末状，浅土黄色(因为吸了水分的缘故) 树叶气味浓。 1-2平方厘米，浅土黄色，树叶气味浓。 粉末状，土黄色， 树叶气味浓。 1-2平方厘米，浅土黄色，树叶气味浓。 12、20 粉末状，仍为土黄色，但底部有一点点白色斑点。树叶气味变淡了，有些腐烂的气味。 树叶气味变淡了些，有腐烂的气味。其余的没变。 还能闻出树叶气味，其余的没变。 还能闻出树叶气味，其余的没变。 12、30 粉末状，深土黄色，靠近袋子底部有一圈像棉花一样的白色绒毛状物体，是菌体。已闻不出明显的树叶气味。有点土腥味。 深土黄色，里面有一些白色的点点，闻起来有点土腥味。其余未变。 粉末状，土黄色。 无明显的树叶气味。 极少的白色点点(菌体)，树叶气味极淡。 1、10 粉末状，深褐色，有许多白色绒毛状的菌体，有土腥味。 颜色有变化，为深褐色，有不少白色绒毛状的菌体，有土腥味。在显微镜下面看到的菌体是这样的: 粉末状，土黄色，有一些白色点点(菌体)。 土黄色，有少量的白色点点(菌体) 1、25 粉末状，像土一样的黑灰色，土腥味变淡。用手捏叶片，不太容易把它捏碎。 深褐色，叶片上有许多白色的菌体，手轻轻一捏叶片，就很容易变成粉末。没有气味了。老师说，这就是叶片已明显地降解了。 粉末状，土黄色，白色菌体更多些，土腥味重。用手捏叶片，很不容易把它捏碎。 有一些白色的点点，气味有变化，土腥味重。用手捏叶片，很不容易把它捏碎。 四、结论与收获 从表格中可以看出，加工成粗的并加入麦麸和鱼粉的梧桐树叶经过一个多月的时间发生了很大的变化:颜色由土黄色变成了深褐色，菌体也大量产生，树叶原有的香味也慢慢消失，手轻轻一捏叶片，就很容易变成粉末，已明显地降解了。而其他三种(加工成细的不加入麦麸和鱼粉的梧桐树叶，加工成细的加入麦麸和鱼粉的梧桐树叶，加工成粗些的并加入麦麸和鱼粉的梧桐树叶)转化需要的时间稍长些。一个多月下来，有一些变化，但还没有能大量降解。另外，同时埋在学校操场边上花坛土中的同样的树叶几乎没什么变化。我们分析，其中原因，主要是因为腐生细菌喜欢生活在温暖、湿润、富含有机物的环境中，在这样的环境中，它能以很快的速度繁殖并生长，而粗的加营养源的树叶恰恰给腐生细菌创造了这样一个良好的生存环境:温箱提供适宜的温度，加麦麸、鱼粉提供一定的营养，粗的树叶能吸取水分，但又不是太多，保持湿润。因此，降解速度能加快。而其它的由于没有能满足腐生细菌生长的所有条件，降解速度要慢一些。 由此，我们想到，如果我们保洁人员在收集垃圾时把树叶、菜叶等有机垃圾与其它垃圾分开收集，由中转站统一送到一指定地点，也创设像实验中那样利于腐生细菌生长的环境，如造一个人工降解池，把这些有机物堆放在一起，接入合适的菌种，并搭大棚利用太阳能提供一定的温度，那么，一方面这些垃圾可以被迅速处理掉，缩短周期，节约场地，有利于改善环境;另一方面，转化成的有机肥又可以被利用，如给城市中的花施肥、给草坪施肥。 这次活动，给我们上了一节生动的环保课，我们学到了许多书本上没有的知识，大开了眼界，真正体会到“垃圾是放错了地方的资源”，我们要充分利用这些资源，让它们变废为宝。在活动过程中，我们不知不觉成了小小宣传员，向同学、向我们的爸爸妈妈、亲戚朋友宣传垃圾分类处理的重要性。另外，在江宁水阁垃圾场，我们看到了拾荒者抢捡垃圾的场面，也看到了他们分捡垃圾的场面，正是他们的劳动，把一些还可以利用的资源进行回收，节约了资源，但同时，我们也看到了一些问题:他们用分捡出来的菜叶等喂养出来的垃圾猪是否符合卫生标准?他们分捡出来的可回收的塑料袋再加工程序是否符合卫生标准?怎样规范他们的这些行为? 最后，特别感谢南师大生物系菌肥实验室的老师们，在我们的活动过程中，他们给我们提供了很多的帮助!

1引言环境化学（environmental chemistry）是研究化学物质，特别是化学污染物在环境中的各种存在形态及特性、迁移转化规律、污染物对生态环境和人类影响的科学，主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。它是环境科学研究和环境科学的基础内容之一。2概述造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面，而其中化学物质引起的污染约占80%－90%。环境化学即是从化学的角度出发，探讨由于人类活动而引起的环境质量的变化规律及其保护和治理环境的方法原理。就其主要内容而言，环境化学除了研究环境污染物的检测方法和原理(属于环境分析化学的范围)及探讨环境污染和治理技术中的化学、化工原理和化学过程等问题外，需进一步在原子及分子水平上，用物理化学等方法研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互反应、转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。随着环境化学研究的深化，为环境科学的发展奠定了坚实的基础，为治理环境污染提供了重要的科学依据[1]。 从学科研究任务来说，环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象和变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。它所研究的环境本身是一个多因素的开放性体系，变量多、条件较复杂，许多化学原理和方法则不易直接运用。 3主要研究领域和内容研究污染物(主要是化学污染物)在环境(包括大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈)中的迁移、转化的基本规律，形成环境污染化学这一介于环境科学与化学之间的一门新兴的边缘分支学科。研究环境中污染物的种类和成分及其定量分析方法，形成环境分析化学(常简称环境分析)。它是环境化学的分支学科。研究环境中天然的和人为释放的化学性质的迁移、转化规律及其与环境质量和人类健康的关系，形成环境地球化学。它是介于环境与地球化学之间的一门新兴的边缘分支学科。4环境概况及解决方法有害化学品的污染危害有害化学品是指任何已经被确认为对人类健康和环境有危害性的化学品。随着工农业迅猛发展，有毒有害污染源随处可见，而给人类造成的灾害要属有毒有害化学品为最重。化学品侵入环境的途径几乎是全方位的，其中最主要的侵入途径可大至分为四种，人为施用直接进入环境；在生产、加工、储存过程中，作为化学污染物以废水、废气和废渣等形式排放进入环境；在生产、储存和运输过程中由于着火、爆炸、泄漏等突发性化学事故，致使大量有害化学品外泄进入环境；在石油、煤炭等燃料燃烧过程中以及家庭装饰等日常生活使用中直接排入或者使用后作为废弃物进入环境。 进入环境的有害化学物质对人体健康和环境造成了严重危害或潜在危险。 以农药这一有害化学品为例，随着农药科技和农业的迅速发展，农药的使用越来越普遍，从不使用农药的自然农业发展到使用农药的现代农业，对于我国这样一个人口众多，耕地面积紧张的大国，农药在解决农作物的自然灾害，促进粮食增产方面发挥了重要作用。但由于农药是一类有毒化学物质，而且是人为主动投加到环境当中，长期大量使用，对环境生物安全和人体健康，必将产生较大的不利影响。这就给人们提出了一个不容回避的现实问题，在充分肯定农药的有利作用的同时，需要充分认识农药对生态环境和人体健康产生的危害[2]。 同时工业废水也是对环境最大的污染源之一，譬如工业废水中的氰化物等有害物质严重污染了全国主要江河湖泊，使水质恶化，特别是淮河、海河、辽河、滇池、巢湖和太湖（简称“三河三湖”）水污染问题更为突出，给当地经济发展和人民生活带来严重影响。工业废水中排放的氰化物对鱼类危害更甚，含苯酚废水可抑制水中细菌、藻类和软体动物生长。用含酚废水灌溉农田能抑制光合作用和酶的活性，破坏农作物生长素的形成，造成减产。生活污水和某些工业废水中常含有一定量的氮和磷，进入水体后会使封闭性湖泊、海湾形成富营养化，造成浮游藻类大量繁殖、水体透明度下降、溶解氧降低、威胁鱼类生存、水质发臭出现“赤潮”。化学废弃物的不适当处置，会造成土壤板结和地下水污染，直接威胁人体健康和人类生存。目前癌症已成为严重威胁人类健康和生命的疾病之一。据世界卫生组织估计，全世界每年有癌症患者600万人，每年因癌症死亡约500万人，占死亡总人数的1/10。我国每年癌症新发病人有150万人，死亡110万人，而造成人类癌症的原因10%～15%与化学因素有关。 再则冷冻与空调设备释放出的氯氟烃气体造成大气平流层的臭氧层破坏，引起地球表面紫外线辐照增强，使人群皮肤癌发病率上升。燃煤发电厂等排放的二氧化硫引起的酸雨导致河流湖泊酸化，影响鱼类繁殖甚至种群消失。土壤酸度增高可使细菌种类减少，肥力减退，影响作物生长。酸雨还使土壤中锰、铜、铅、镉和锌等重金属转化为可溶性化合物，转移进入江河湖泊引起水质污染。 有害化学品对人体健康和环境的危害是我国环境保护中亟待解决的重要问题，必须引起全社会高度重视。化学品的环境污染控制我国是化工生产量较大的国家，化工产业已形成一个比较完善的体系。要想控制或减少对环境的污染，应从化学品的生产过程中的污染控制方面加以考虑，首先应了解化工厂的污染情况，包括：污染源种类、主要污染物、排放情况、环保措施以及周围环境敏感性等。特别应对污染源分布进行调查和污染物排放量的统计、同时应了解污染影响类型，如是属于一次污染或二次污染、长期污染或短期污染、可逆污染或不可逆污染、局部污染或大面积污染、单因素污染或多因素复合污染等等。化学品的污染危害控制，应采取以下主要措施:制定和健全环境立法，加强环境执法力度我国于1979年已经颁布了《中华人民共和国环境保护法》，该法是我国有关环境保护的综合性法规，也是环境保护领域的基本法律，主要规定了国家的环境政策、环境保护的方针、原则和措施等；国务院还制定了《水污染防治法实施细则》、《大气污染防治法实施细则》和《固体废物污染环境防治法》等环境保护法律、国务院颁布了《化学危险物品安全管理条例》和《农药管理条例》等化学品管理行政法规。国家还专门制定了环境保护标准、污染物排放标准、环保基础标准和环保方法标准。如已颁布的环境质量标准有《环境空气质量标准》、《地面水环境质量》等；污染物排放准有《工业"三废"排放标准》、《污水综合排放标准》等等；同时地方性环境保护法规、环境保护部门规范性文件都作了明确规定等。这些法律法规的颁布实施对加强有害化学品的安全管理，防止化学物质污染环境和保障人民群众身体健康发挥了重要作用。但是，我国尚未建立起完整的化学物质环境管理法规体系，对化学物质的生产、储存、运输、销售、使用和进出口实行全过程有效管理[3]。 我国现行化学品环境立法需要针对当前化学品管理法律法规中的薄弱环节加以补充完善，并与国际化学品管理体制接轨。此外，当前迫切需要加强的是对化学品管理法律法规的执法力度。对环境保护造成严重污染的企业，应依法给予追究，对人身由环境污染造成危害的应依据法律给予处罚和赔偿。这在日本等工业发达国家早已实行了的法律管理制度。我们还应通过宣传教育提高从事化学危险品生产、贮存、经营、运输和使用的单位和个人的遵法守法意识，加强对有害化学品的安全和环境管理。特别是应按着我国环境保护法来严格管理有害化学品。加强对重点有害化学品的环境管理 建立相应登记管理制度，对那些已知或怀疑对人类有致癌、致畸、致突变物质或者对环境有严重危害化学品采取禁止或严格限制使用和淘汰、替代措施，以有效减少这些化学物质的污染危害。推行清洁生产，严格控制有害化学物质向环境中排放 化工污染之所以严重，一个重要原因是一大批老企业长期以来没有进行技术改造，资源、能源消耗太高，排污量太大。全面推行清洁技术改造，通过改革工艺设备，尽可能把"三废"消除在生产过程之中，减轻末端治理的负担，是改变化工生产消耗高、污染大的落后局面的根本途径。积极推行清洁生产，就要选用清洁原料，采用无毒无害物质替代有害原材料、设计清洁工艺、生产清洁产品。同时改善和加强企业内部安全管理等措施，在污染的源头削减污染物和废物产生量并回收利用废物。最大限度消除或削减有害物质的排放。对通过预防不能解决的污染物，应采取源控制措施进行安全处理处置，使污染物达到国家或地方规定的排放标准。强化危险废物管理 危险废物是指具有易燃性、腐蚀性、反应性、爆炸性、急性毒性、传染性等危险特性之一的废弃物。根据《固体废物污染环境防治法》的规定，从事危险废物的收集、贮存、处置经营活动的单位，必须经环境保护行政主管部门批准并领取经营许可证。公众监督通过建立和实行危险化学品的安全标签和安全技术说明书制度，在企业员工和化学品使用者中普及化学品安全和环境保护知识。并在全社会积极宣传有关化学品安全与环境保护知识，提高社会公众对有害化学品的危害、安全防护措施和环境保护的认识，大力鼓励公众参与监督有害化学物质的污染防治。5结论要时刻关注生态系统的表现，尽早发现失调的信息，及时扭转不利的情况。积极提高生态系统的抗干扰能力，保护生态系统，预防生态失调。参考文献[1]袁加程.环境化学.化学工业出版社,2010[2]张瑾.环境化学导论.化学工业出版社,2008[3]周启星,李培军.污染生态学,科学出版社,2001