化学尾气处理的常用方法范文

导语：如何才能写好一篇化学尾气处理的常用方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：二氧化硫；复习课；教学设计；问题解决

文章编号：1005?6629（2014）4?0041?03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 设计思路

本节课从葡萄酒中的二氧化硫引入，通过探讨葡萄酒中二氧化硫的作用、二氧化硫的定量检测和工业尾气中二氧化硫的定性吸收来复习回顾二氧化硫的化学性质。整个设计从生活走进化学、以问题解决为主线、以观念建构为先导，同时渗透学生科学探究能力的培养。课堂教学中将二氧化硫的化学性质、氧化还原反应、实验、计算等知识进行整合，培养学生解决综合问题的能力。同时让学生建构起物质的转化观、实验观、化学的价值观等基本的学科观念，领略化学在生活生产中的魅力。

2 教学内容分析

本节课是高三第一轮复习课。学生对氧化还原反应、电化学、离子反应的规律已有了积累；元素化合物知识板块中卤素的复习已经结束。卤素中的氯气和次氯酸及其盐是强氧化性物质的典范。与之相对的则是氧族中的二氧化硫，是典型的还原性物质。虽然高三化学课时少，任务重，但二氧化硫的复习仍然单独安排一节课的时间。一是为了构建物质的转化网络，二是为了巩固氧化还原反应的复习成果。

二氧化硫在近几年高考试题中主要以两种情景呈现：一是硫酸工业尾气的处理，如2010年江苏高考第17题和2013年上海高考第42题；二是二氧化硫或亚硫酸盐的定量检测，如2012年安徽高考第27题。本设计以二氧化硫的定量检测来复习其还原性、以硫酸工业尾气中二氧化硫的处理复习酸性氧化物通性。尝试让知识问题化，问题情景化。

3 教学目标

知识与技能：掌握二氧化硫的强还原性、弱氧化性、酸性氧化物通性、漂白性。掌握不同价态含硫物质的转化。

过程与方法：通过二氧化硫的检测和吸收，培养学生问题解决、信息解读、实验、计算等能力。学会在不同情景中进行检测和处理方法的遴选与评价。

情感态度与价值观：让学生感受到学习化学的乐趣、体验科学探究的艰辛和喜悦、体会化学对生活和社会发展的贡献、树立辩证看待事物的态度。让学生建立起物质的转化观、实验观、化学的价值观等基本的学科观念。

4 教学重点、难点

（1）教学重点：二氧化硫的性质。

（2）教学难点：相关实验方案的设计、知识的综合应用。

5 教学过程

[课前准备]（1）酿葡萄酒的原料为葡萄汁和SO2。请查阅资料分析葡萄酒中SO2的作用。

（2）硫酸工业尾气中SO2含量约为0.4%，通常采用碱液吸收至SO2含量≤0.05%才能达标排放。常用处理方法之一为氨酸法：氨水吸收尾气，然后加入硫酸；第二种为石灰～石膏法：石灰乳吸收尾气再转化为石膏。请用化学方程式表示两种方法的工作原理。并从吸收效率、成本、安全性、产品回收利用等角度评价这两种工艺。

小结：（1）不同价态含硫物质的转化可通过加合适的氧化剂或还原剂实现，同价态的含硫物质的转化可通过调节溶液的酸碱环境来实现。

（2）红葡萄酒中的SO2给我们启示：若要保护较强还原性的物质，可以加入还原性更强的物质。生活中相关的例子很多，如：牺牲阳极（Zn）的阴极保护（Fe）法、补血剂中牺牲Vc保护Fe2+、牺牲对苯二酚（对苯二胺）可以保护亚硫酸盐等。

[结语] SO2虽然有毒，但适度地控制用量可用作食物的杀菌剂和防腐剂。这说明物质具有两面性，有利有弊，我们要学会辩证看待、对待事物。工业尾气中的SO2若直接排放会造成诸多环境问题，但可用合理途径将其转化为有用的产品。恰当地利用化学转化，人们可以获得或消除某些物质，控制变化的条件，可使化学变化向着人们希望的方向进行，实现自然与社会的可持续发展。

参考文献：

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关键词：硝酸；氮氧化物；节能减排；催化还原；SCR；催化剂

中图分类号：X701　文献标识码：A　文章编号：1009-2374-(2011)12-0066-02

一、背景

沧州大化稀硝装置的吸收塔正常吸收压力在0.48MPa，属于中压吸收，吸收塔吸收率偏低；装置硝酸尾气排放氮氧化物达标。按照国家“十二五”总体节能减排计划和国家《硝酸工业污染物排放标准》的要求，为了完成国家硝酸尾气减排的指标，硝酸尾气治理势在必行。

二、硝酸生产技术

按生产压力来划分，有常压法、全压法、综合法、双加压法。但不同的流程在生产能力、技术经济指标、设备组合及结构方面存在明显的差异。

(一)常压法

氨氧化及酸吸收均在常压下进行。这种方法因压力低，氨氧化率高，铂损耗较低，设备结构简单，缺点是成品酸中HNO3含量低，排放的尾气中氮氧化物含量高。

(二)全压法

氧化和吸收均在加压下进行。全压法因吸收压力高，其NO2吸收率及成品酸中HNO3含量都较高。排放尾气中氮氧化物含量低。吸收塔容积小，能量回收率高。但氨氧化率比常压法稍低，而且铂损耗较大。

(三)综合法与双加压法

氨氧化和吸收分别在两种不同压力下进行，现有两类流程。一为综合法，常压氧化一加压吸收流程；二为双加压法，中压氧化一高压吸收流程。前者兼有常压和加压法两者优点：其氨耗及铂损耗比全高压法小，后者采用较高吸收压力和较低吸收温度，成品酸中HNO3含量一般可达60％。目前先进的双加压法的产能所占比例逐年增加，2010年其产量达到5180kt/a，所占比例上升至53.6％，在硝酸生产中占居主导地位。

三、硝酸尾气NOx治理技术

目前国内外硝酸尾气治理方法主要有吸收法(包括化学吸收和延长吸收等)、吸附法和催化法(包括选择性催化、非选择性催化等)，其他诸如生物法、电子束法等尚处在研究阶段，未有工业应用的报道。

(一)吸收法

1、化学吸收法。化学吸收法有碱吸收法、氧化吸收法和还原吸收法三种。常压法和低压法硝酸生产工艺中N0x的处理技术一般采用碱吸收法，NO2/NOx为50％时吸收效果较好。氧化吸收法由于H2O2、高锰酸钾等价格昂贵以及需要加设回收设备等，使其难以在工业上广泛应用。还原吸收法主要采用尿素吸收硝酸尾气中NOx，生成N2直接排放，但目前这一技术尚在实验研究阶段。

2、延伸吸收法。延伸吸收法即在原吸收塔的后面增加一个吸收塔，增大尾气的氧化空间，延长NO2的吸收时间，必须同时强化吸收条件，如提高吸收压力、降低吸收温度、改进吸收设备等才能使吸收效果得到提高。

(二)吸附法

1、常规吸附法。常规吸附法是利用多孔吸附剂吸附硝酸尾气中的NOx以达到净化的目的，常用的吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶等。常规吸附法具有净化效率高、资源回收利用、设备简单、操作方便等特点。但是所需吸附剂量多，设备庞大，要进行连续操作则要至少两套以上的吸附设备，增加了投资费用。

2、变压吸附法。变压吸附是在一定的压力下，将一定组分的气体混合物与多微孔、中孔的固体吸附剂接触，吸附能力强的组分被选择性吸附在吸附剂上，吸附能力弱的组分富集在吸附气中排出。变压吸附受硝酸生产工艺的影响较大，因此不同的硝酸生产尾气需要采用不同的变压吸附工艺，而且直接利用硝酸尾气压力对硝酸生产具有较大的影响。目前也仅停留于小试研究阶段。

(三)催化还原法

1、选择性催化还原法(SCR)。选择性催化还原法(以下简称SCR)脱硝工艺是以氨为还原剂，在催化剂的作用下，选择性地还原硝酸尾气中的NOx，而不与其它氧化组分反应。

SCR烟气脱硝技术最早于20世纪70年代晚期在日本的工业锅炉和电站机组中得到应用。由于其技术成熟，脱硝效率高(80％～95％)，二次污染小，系统运行稳定、可靠，装置寿命及检修时间与生产系统周期同步，是火力发电厂烟气脱硝项目的首选工艺，国内诸多厂家实践证明，SCR法是目前国内外唯一能够使硝酸尾气中NOx含量降至200ppm以下的方法，也是至今治理硝酸尾气最为成熟的方法。

2、非选择性催化还原法(NSCR)。非选择性催化还原法是在一定的温度和催化剂作用下，含氮氧化物的硝酸尾气与氢气、甲烷、一氧化碳、低碳氢化合物、天然气、石脑油等还原剂反应，硝酸尾气中的N0x被还原为氮气。但是非选择性催化还原法对硝酸尾气的组成较为敏感。

四、脱硝工艺技术选择

SCR脱硝工业具有技术成熟，运行稳定可靠，二次污染小，装置可利用率高达98％以上，脱硝效率高达95％以上，是目前唯一能使将氮氧化物处理至300mg/m3的方法。

五、方案选择

(一)SCR脱硝工艺系统

SCR烟气脱硝系统主要由还原剂的储存制备和脱硝反应系统两部分组成。因气氨可由现运行设备提供，所以本工程无需建设氨的储存制备系统；脱硝反应系统由SCR催化反应器、喷氨系统、控制系统组成。SCR其它辅助设备和装置主要包括：SCR反应器入口和出口烟道系统。

(二)化学反应机理

烟气中的NOx主要是NO，还有少量的NO2，在有2，存在的情况下与NH3反应，转化成N2，通过选用合适的催化剂，上述还原反应温度可以降低，扩展到适合使用的温度范围内(200℃～400℃)。副反应对脱硝过程是不利的，副产品产生过程很复杂，但是可以通过调节反应条件，主要是反应温度，使其降低到最小。残NH3量，又称为NH3逸出量，即在SCR下游烟气中未反应的NH3量，保证残氨量在5ppm以下是非常重要的，否则会带来二次污染。

(三)方案的对比及选择

1、技术参数。

2、方案对比与选择。

方案四有应用较多，催化剂价格及总投资较低，但因其催化剂的适宜温度范围，均不在装置适宜改造的温度范围内，且系统阻力较大，其设计需增加风机，相应的增加了能耗，而且系统增加设备越多，对系统稳定性影响越大，所以不采用此方案。方案五与方案四情况较为相近，尤其增加的稀释空气会导致最终的单位产品排气量超标。

方案三与方案二是主要应用是处理电厂尾气，投资较高，方案三需要增加一台风机，方案二催化剂适宜的温度范围在膨胀机的出口，相对其他方案，该位置施工难度较大。

方案一从系统阻力、设备体积、运行费用、应用、催化剂、投资性价比等多方面综合考虑较有优势。选择方案一对执行300mg/m3以下的氮氧化物排放标准更有保证。为实现经济运行，公司将源头治理同时纳入规划，从根本上解决硝酸尾气氮氧化物高的问题。

六、配套设施

无需厂外配套设施，只在原装置上进行技改。

七、项目工期

工期分为订货期和现场实施期，此项目工期主要取决于订货期，为四个月，而现场施工期计划用半个月的时间。

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一、理解实验方案的选择与设计

1.验证性的性质实验方案设计。所谓验证性的性质实验，是指对于物质所具备的性质，从化学实验上去寻求证据。对于性质实验我们一般要分四个部分展开（制气装置、除杂实验、性质实验、尾气处理）较为完整。

例如：2009年全国卷第27题中浓硫酸与木炭加热时发生反应产物的检验实验，他们均有一个共同点，都为探究性实验，均要求考生没计实验方案，并选取相应的实验仪器、药品，并填作用。同学们在设计方案的时候总是没有考虑周全。

2.探究性的性质实验方案设计。这类实验方案的设计，首先要分析物质结构的特点或从物质所属的类型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，根据现象明显、科学合理、安全可靠、简捷宜行的原则提出合理的实验方案，去探索寻求物质可能具有的各种性质。

同学们在解答这种题型时，要抓住以下几点：实验方案的科学性、安全性、直观性、安全性、环保性、严密性和创新性，近几年来，高考实验题一般追求探究性和创新性。创新性是设计的灵魂，但不管怎么变化都离不开由基础知识、基本实验或常见题型。解这类型题目的一般思路：

（1）接受信息。接受、分析、筛选信息，明确实验设计的课题、条件和要求。

（2）分析实验设计原理。通过对新旧信息的加工，制定实验设计，从设计的要求去分析解决问题的顺序。

（3）实验现象的描述与解释。步骤为：实验目的一实验原理一反应的仪器装置一操作步骤一数据处理一形成方案一优化方案（分析比较不同种方案）一具体设计。

二、三个基本能力

1.计算能力。现在高考化学中已经不再出现计算题，是不是表示对计算的要求降低了？当然不是。从近几年高考试卷分析来看，计算从来就没有被抛弃。同学们在平时的练习中应加强一些常规计算方法的训练。如：守恒法，差量法，关系式法……在中学阶段常见的定量实验中的计算主要有：（1）配制一定物质的量浓度的溶液；（2）中和滴定；（3）硫酸晶体里结晶水含量的测定或杂质含量的测定；（4）中和热的测定。同学们要熟练掌握各种计算公式和计算技巧。另外，各种实验的误差分析也是高考中的热点。

2.采集与处理信息的能力。如今我们生活在信息时代，谁先掌握到有用信息谁将在竞争中占得先机。在近几年高考中，考生要掌握对所给化学实验数据的分析处理，解题的关键是要准确破译数据的含义，进行合理取舍，提炼出有效数据。一些数据隐含着化学规律及化学原理，要找出数据的具体含义，分析比较数据之间的内在联系，建立隐含数据与题目解答之间的联系，从而得出结论。

3.安全事故的处理能力。绿色化学是我们学习化学

知识的最终目标，在进行化学实验时，要重点考虑实验过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放，尽量使原料的利用率达到百分之百。

三、答题要规范准确

审题、方案设计、实验原理等问题都解决了，但不表示就能拿到分。对于一部分同学来说，平时只要听懂了或一看这题会做了，就不再想了，这是很不科学的。平时若不加强答题的训练往往在考试时因为语言不准确、不严密、不规范而失分严重。

下面就以一般的性质实验为例，设计如下答题模板：

（1）发生装置：应“生成……产生……制取……”

（2）除杂装置：以免影响测量结果。而不能简单回答：如“除杂”“干燥”等。有些同学在考试结束后自我感觉良好，孰知本空因为回答不明确而不得分。

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[abstract]:Nitrogen oxide(NOx) is one of main atmosphere pollutants, also one great hard nut to crack that the air pollution manages currently.The esmissions of NOx in the world currently already 35 Mts/a, among them above 95% the burnable process from fossil fuel.Burn the NO in the smoke spirit take up above 90% of the NO total amount.Therefore, have to exhaust into a person the atmosphere in NOx as to it's carry on an effective decontamination processing.This text introduced the source, harm of nitrogen oxide and manage the main method of nitrogen oxide, and analyze the advantage or weakness of these method processing nitrogen oxides.

[关键词]：氮氧化物 污染 治理方法

[Keyword]:Nitrogen oxide pollution manages a method

中图分类号：X511 文献标识码：A 文章编号：

1氮氧化物的有害来源

（1）燃料燃烧过程中产生，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；（2）各种机动车排放的尾气；（3）工业生产过程中排放，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。

2氮氧化物的危害

（1）NOx对人体的致毒作用，危害最大的是NO2，主要影响呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿等疾病；（2）NOx是形成酸雨、酸雾的主要污染物；（3） NOx与碳氢化合物可形成光化学烟雾；（4）NOx参与臭氧层的破坏。

3氮氧化物的技术治理

3.1 催化还原法：利用不同的还原剂，在一定温度和催化剂的作用下将NOx还原为无害的氮气和其它不含氮的组分。净化过程中，根据还原剂是否与气体中的氧气发生反应分为选择性催化还原法和选择性非催化还原法。利用贵金属做催化剂时，较多的使用CO和碳氢化合物做还原剂；利用金属氧化物做催化剂时，较多的使用NH3做还原剂。

3.1.1 选择性催化还原法（SCR）：使用适当的催化剂，在一定条件下，用氨作为催化反应的还原剂，使氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。SCR技术虽然已实现了工业化，但也存在明显的缺点。

3.1.2 选择性非催化还原法（SNCR）：选择性非催化还原法（SNCR）是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂，在高温（900℃~1100℃）和没有催化剂的情况下，通过烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应，把NOx还原成N2和H2O。在选择性非催化还原反应中，部分还原剂将与烟气中的O2发生氧化反应生成CO2和H2O，因此还原剂消耗量较大。氨作为还原剂时：6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O。目前的趋势是尿素代替NH3作为还原剂。尿素[(NH4)CO]作为还原剂时：

(NH4)CO 2NH2 + 2CO NH2 + NO N2 + H2OCO + NO N2 + CO2

在SCNR法还原NOx的过程中，由于烟气中的O2浓度一般比NOx浓度高，不但耗去大量的还原性气体，而且反应热还使催化剂床温急剧升高；采用不同燃料气作为还原剂，要求的预热温度也不同；实际运行时脱氮效率也较低。

3.2 液体吸收法：液体吸收法是用水或酸、碱、盐的水溶液来吸收废气中的氮氧化物，使废气得以净化的方法。

3.2.1 碱液吸收法：比较各种碱液的吸收效果,以NaOH 作为吸收液效果最好,但考虑到价格、来源、操作难易以及吸收效率等因素,工业上应用最多的吸收液是Na2CO3。

3.2.2仲辛醇吸收法：此法采用仲辛醇作为吸收液处理NOx 尾气。它不但能有效地吸收NOx ,且自身被氧化成一系列的中间产物,该中间产物可氧化得到重要的化工原料己酸。吸收过程中,NOx 有一小部分被还原成NH3 ,大部分被还原成N2。

3.2.3 磷酸三丁酯( TBP) 吸收法：此法先将NOx 中NO 全部转化为NO2 后在喷淋吸收塔内进行逆流吸收,以TBP 为吸收剂,在吸收NOx 后形成配合物TBP•NOx ,其吸收率高达98 %以上,配合物TBP•NOx 与芳香醇(α- 醇酸醋) 反应能回收得到TBP ,回收率高达99.2 %,且NOx 几乎全部被还原成氮气,不会产生二次污染。

3.2.4尿素溶液吸收法：应用尿素作为氮氧化物的吸收剂,此法运行费用低,吸收效果好,不产生二次污染。

3.2.5 吸收还原法：该法用含二价铁螯合物的碳酸钠溶液洗涤烟气。其主要反应为:Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO2NO + Fe•EDTA Fe•EDTA•NO

Na2SO3 + Fe•EDTA•NO Fe•EDTA+ Na2SO4+ 1/2N2

3.3 固体吸附法：固体吸附法是一种采用吸附剂吸附氮氧化物以防其污染的方法，目前常用的吸附剂有分子筛、活性炭、硅胶等。

3.3.1 分子筛吸附法：常用作吸附剂的分子筛有氢型丝光沸石、氢型皂沸石等。以氢型丝光沸石Na2Al2Si10O24•7H2O为例，该物质对NOx有较高的吸附能力，在有氧条件下，能够将NO氧化为NO2加以吸附。利用分子筛作吸附剂来净化氮氧化物是吸附法中最有前途的一种方法，国外已有工业装置用于处理硝酸尾气，可将NOx浓度由（1500~3000）×10-6降低到了50×10-6，回收的硝酸量可达工厂生产量的2.5%。

3.3.2 活性炭吸附法：此法对NOx的吸附过程吸附剂伴有化学反应发生。NOx被吸附到活性炭表面后，活性炭对NOx有还原作用，反应式如下：

C + 2NO N2 + CO22C + 2NO2 2CO2 + N2

活性炭对低浓度NOx有很高的吸附能力，其吸附量超过分子筛和硅胶。但缺点在于对NOx的吸附容量小且解吸再生麻烦，活性炭在300℃以上有自燃的可能，处理不当又会造成二次污染，故实际应用有困难。

4 结束语

根据我国的情况,对于固定源燃烧排放的NOx 治理技术有两个可能的发展趋势:一是改进燃烧过程以控制NOx 的排放;二是发展脱硫脱硝一体化技术。对工业生产过程排放而言,应该从全过程控制的要求出发,推行清洁生产、尽量减少尾气中NOx 的含量,同时搞好末端治理,选用高性能的吸附剂和催化剂,不断提高吸收效率,降低设备投资和运行费用。

参考文献

1.韩才元,徐明厚. 煤粉燃烧[M].北京:科学出版社,2001.

2.山中龙雄.催化剂有效实际应用[M].王道译. 北京:化学工业出版社,1988.432～433.

3.胡怀生,郑旭东,胡浩斌. 氮氧化物对环境污染的分析与防治措施[J ].甘肃高师学报,2003,8(5):38～39.

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一、中学化学实验室污染来源及影响

中学化学实验使用的药品种类繁多，有强酸（盐酸、硫酸、硝酸等）、强碱（氢氧化钠、氢氧化钾等）、重金属（硝酸银、醋酸铅、硝酸汞等）、有机溶剂（四氯化碳、苯等）、硫化物、卤化物、酚类、石油类、有机酸，等等。而在各化学实验中，随着反应的进行，或多或少都会有废弃物的产生，除了废气、废渣外，主要还是以废液为主。按废液的性质来划分，主要有两大类：无机物和有机物。无机废液一般有酸碱残留物、重金属盐、硫化物、卤素离子等等；有机废液则往往含有有机溶剂的萃取液、含酚液、有机酸液等等。这些废弃物如未经处理，直接倒到水槽，经过下水道，渗入地下，进入江河、农田，不仅危害人们的身体健康，而且对周边环境的产生破坏作用。

二、减排措施

“环境污染，人人有责”，在创建绿色校园的过程中，我校就提倡师生“从我做起，从实验室入手”，把创建绿色实验室作为工作重点之一。除了从硬件、管理方面入手，更是本着“以废治废，变废为宝”的准则，采取各种措施对污染物进行妥善处理，即减少废物量的排放，减少对环境的污染。

1.做好实验前的准备，从源头上降低污染的排放

作为一名实验员，不仅只是做好管理工作，更应该充分熟悉课程教材中的每个实验，了解实验的进度，不管是在准备演示实验还是分组实验，对于液体药品浓度的配制，不应只是根据课本浓度，按部就班，而应尝试更低浓度，实验的适宜用量，将药品用量控制在最低，从源头上降低实验污染的排放。比如，《化学1》中的离子检验的实验，作为定性实验，NH4Cl、KCl等溶液的浓度没有具体要求，就无需配制很浓，控制在可以检验出成分既可；《化学2》中的演示实验SO2有毒气体的制备，应事先估算药品用量，准备好发生装置、针筒（收集装置）、吸收尾气装置，在通风橱中收集好几个班要用的气体，避免多次收集，既减少药品浪费，又降低实验污染的排放机会。

2.使化学实验“微型化”，减少学校的环境污染

微型实验已经成为引人瞩目的化学领域重大变革之一。微型实验是指实验仪器的微型化，药品的微量化（即进行实验时，试剂的用量比常规实验药品用量节省达90%以上）。平时做完实验后产生的废弃物对学校环境的污染既然是不可避免的，那么我校化学实验室就想办法通过“微型实验”来完成实验，既可节省资源又减少对环境的污染。例如，利用微型仪器反应板（点滴板，井穴板）代替试管，可使药品用量减少十分之一，甚至更多；还有些非定量实验，提倡采取浓度低限法，譬如检验硫酸根离子的存在，氯化钡溶液的浓度只需能验出硫酸根离子就可以；检验氯离子，硝酸银溶液的浓度无需用2%，只要有白色沉淀出现即可，浓度可以低至0.2%等等。当然，并不是所有实验都能利用微型化实验来代替，应视具体情况采用具体措施，但有些实验通过仪器微型化、药品微量化两种方法的配合使用，不仅反应迅速，现象明显，而且可以使药品的浪费量和污染物的排放量大大的降低，也利于学生独立操作能力的培养。因此，微型化实验是各中学进行实验时逐渐提到议程上节能减排的一种有效方法。

3.有些实验采取合成产物回收利用，减少污染排放

随着社会的发展，水污染日趋严重，实验室废液的处理就要从多方面入手，而推广实验合成产物的回收再利用也是一种可行的办法。实验合成产物的回收再利用是指回收上一实验的生成物作为下一实验的反应物，这种方法很好地解决实验后的废弃物。这样做也能有效地节约能源、节省药品，还能减少污染。例如，高一“化学反应中能量的变化”中，氢氧化钡晶体和氯化铵晶体用量很大，产生的氯化钡是中学常用的试剂，属于毒害品，如不处理直接排放，既造成大量的浪费，又造成环境污染。通过蒸发结晶办法可以收集大量氯化钡固体，可用于配氯化钡溶液（配制过程要调pH值）再次使用；还有“卤素的性质”中做完萃取实验的四氯化碳废液，直接排放也会污染环境，可利用无水氯化钙的强吸水性，来收集含有少量水分的四氯化碳，方法简单、方便，可用于萃取实验。在化学实验教学过程中，推广实验合成产物的回收再利用这种方法最大优点就是既可以变废为宝，减少环境污染，又可以节约开支，减少不必要的浪费，还能养成学生良好的节约习惯和环保意识。

4.对实验后的废弃物进行分类处理，降低污染的排放量

化学实验室是学校污染的源头，实验过程中，不可避免地要产生废气、废液、废渣。这些废弃物或多或少的会存在些有毒有害物质，而且种类复杂。为此，我校实验室针对不同废弃物进行分类处理，尽量减少直接排放。

（1）废气处理。化学实验过程中，废气的产生并不少见，如酸碱性或有害气体CO2、SO2、NO2、NH3、Cl2等。对于这类实验我校采取气密性良好的实验装置，并有尾气吸收装置，在通风橱（每间实验室都有配备）内完成实验，来减少这类气体的直接排放。尾气液的选择，总的是以酸液吸收碱性废气，碱液吸收酸性废气，使其转为无害或基本无害的物质。

（2）废渣处理。固体废渣主要包括固体原料残留物，固体生成物，还有实验过程中产生的如废纸、火柴梗、玻璃碎片渣等。对于固体原料残留物，有专门的回收瓶加以回收，以备下次再使用，如配制溶液一节中，NaCl固体的取用量，如果不小心多取了些，不能直接放回原瓶，要预备一个回收瓶来收集；而固体生成物则能利用的要加以利用，如NaHCO3固体的加热分解，固体生成物应加以回收利用。而其他无害废渣则应倒到指定垃圾桶，集中后需倒到指定地点。

（3）废液处理。中学化学实验过程，主要产生的是大量的废液，所以废液的处理是重头。我校每间实验室的每个桌面都有预备小废液桶，和前台面总收集的大废液桶，专门来收集实验后产生的废液。废液大致可分为三类：①酸碱类，对于不含毒害离子的稀酸或稀碱废液，收集到一定数量，相互混合，再调节废液的pH值在7左右，就可以直接排放；②重金属盐类的废液，离子检验、银镜反应中的Ag+，使用量并不小，可采用沉淀法收集到一定量，根据AgCl固体溶于浓盐酸，Ag固体溶于中等浓度硝酸原理进行处理；化学反应中的热量变化中的Ba2+，利用蒸发结晶法回收的钡盐可以再利用；③有机溶剂废液，中学主要常用的是CCl4，在《化学1》中萃取和分液，会产生大量有机废液，应回收处理。根据CCl4废液中萃取物质一般为Cl2或Br2，收集有机废液层，集中处理，根据NaOH溶液不溶于CCl4，比重比CCl4轻，来分液处理CCl4层中的Cl2或Br2，再利用无水CaCl2的强吸水性，干燥，得到的CCl4能再次使用，这种方法虽简易方便，但回收率不高，我们一直在寻找更为有效的回收方法。实验室通过对废气、废渣、废液的多方面处理，也能从一定程度上少实验污染的排放量。

5.在化学实验教学过程中，培养学生养成良好的实验习惯，是实现减排的有效途径

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［关键词］实验教学 绿色化学 高中化学

化学是一门实验科学，绿色化学与实验教学的关联最为紧密，所以在实验教学中贯彻绿色化学思想极为必要。若要适应绿色化学新要求，防化学污染于未然，最为关键的环节当是让人们从小培养环境保护的意识，而学生最先接触化学知识是在中学阶段，这就要求我们将绿色化学理念始终贯穿于中学化学的教学进程中，尤其是化学实验中。其具体做法有如下几点。

一、以推行微型实验、节能减污为抓手，倡导绿色理念

尽可能用少的试剂来获取所需的化学信息的实验方式就称为微型化学实验。它具有现象明显、污染少、安全环保、便于携带等优点。推行微型实验，既要对普通的实验仪器进行微型化，还要限制常用试剂的使用量，实验中除了可以使用已研制成功的井穴板等微型仪器，还可以使用微型化的容量瓶、烧瓶、启普发生器等各类仪器。实践证明在教学中采用微型实验，除了在激发学生兴趣、强化学生实验动手能力、培养学生创新思维等方面有促进作用外，它还在经济效益和树立绿色环保理念上有独特功效。

二、以降低药品浓度、减少损耗为手段，预防环境污染

在目前的中学化学教材中，有些实验是表明药品浓度的，而有些实验则无明确的药品浓度。笔者对许多触及药品浓度的实验进行了探寻和创新，达到了既节省了药品，确保了实验效果，又减少了环境污染的良好效果。比方说可以将指示剂酚酞、石蕊等的浓度降到0．1％至0．25％，还可以在酒精的用量上稍作控制。它不单削减了药品的使用量，而且同时减少了产生的有毒气体以及废弃物的量。绿色化学理念是一名优秀的化学实验工作者指导日常工作需具备的基本素养，我们应尽可能地以降低实验药品浓度、削减药品的损耗为技术措施，防患环境污染于未然。

三、以节约药品、缩短时间为目的，提倡科学密闭性

实验，完善尾气处理在中学化学实验中，常常能够把部分实验从实验技术、方法、仪器等方面进行重新设计，把分散的实验综合起来，如此，既可以避免有毒气体进入空气，还可节省药品、缩短实验时间。如乙酸乙酯的制取装置可连接一个干燥管，细口插入试管中的饱和碳酸钠溶液里，可防止倒吸，迅速收集乙酸乙酯，同时也防止了乙酸、乙醇、乙酸乙酯气体进入空气，反应物用量可节约一半以上。改进尾气吸收装置，可让学生将所学的环保知识与实验的后续处理有机结合起来，并将这类思维形式应用于今后的工作和生活中。

四、以循环使用溶剂、充分利用反应产物为方向，减少污染源头

绿色化学就是从源头上阻止污染的化学，应用绿色化学处理的方式方法，充分利用现有资源以及反应产物进行循环实验。例如，若废弃萃取实验中用过的有机溶剂如苯、CCl4、煤油等化学物质，不光会污染环境，还会产生新的隐患。若回收并进行化学处理，它们又可以被重新使用。在实验教学中，循环使用溶剂、充分利用反应产物，倡导绿色化学实验，更能有效地防止污染。

五、借助计算机模拟实验或视频实验，体现绿色化学理念

我们可将抽象的微观过程用计算机模拟出来，也可用视频展示特殊的化学实验，体现环保意识。如氢气还原氧化铜的实验中，先加热后通氢气就有可能引起爆炸。此时，我们可以借助于计算机模拟这一过程，以加深学生对它的印象。对一些既容易伤害学生，又会造成环境污染的涉及剧毒药品的实验，应尽可能采取计算机模拟实验，以达到既保证学生不受到伤害又体现环保意识的效果。

六、优化化学实验与环保教育相结合，增强学生的环保理念

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（一）固废处置原理

固体废弃物的处理通常是指物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程，固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。

（二) 国内普遍处理技术

1、压实技术

压实是一种通过对废物实行减容化、降低运输成本、延长填埋寿命的预处理技术，压实是一种普遍采用的固体废弃物的预处理方法。

2、破碎技术

固体废弃物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等此外还有专有的低温破碎和混式破碎等。应用最多也最有效的固废垃圾破碎机是剪切式破碎机，对于填埋垃圾和堆肥垃圾，则应用螺旋辊粉碎机更为有效。

3、分选技术

固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段，通过分选将有用的充分选出来加以利用，将有害的充分分离出来；另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离，分选的基本原理是利用物料的某些性方面的差异，将其分离开。

4、固化处理技术

固化技术是通向废弃物中添加固化基材，使有害固体废物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程，经过处理的固化产物应具有良好的抗渗透性、良好的机械性以及抗浸出性、抗干湿、抗冻融特性，固化处理根据固化基材的不同可分为沉固化、沥青固化、玻璃固化及胶质固化等。

5、焚烧和热解技术

焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程，好处是大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加，采用焚烧方法处理固体的废弃物，利用其热能已成为必须的发展趋势，以此种处理方法，固体废弃物占地少，处理量大，在保护环境、焚烧厂多设在10万人以上的大城市，并设有能量回收系统。但是焚烧法也有缺点，如投资较大，焚烧过程排烟造成二次污染，设备锈蚀现象严重等。热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温（1000℃－1200℃）加热，使之分解为气、液、固三类产物，与焚烧法相比，热解法则是更有前途的处理方法，它最显著的优点是基建投资少，而且热解后产生的气体可以作燃料。

6、生物处理技术

生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料，还可以用来从废品和废渣中提取金属，是固化废物资源化的有效的技术方法，目前应用比较广泛的有：堆肥、制沼气、废纤维素制糖、废纤维生产饲料、生物浸出等。

二、合肥市固废处置管理现状

（一）现状分析

吴山固废处置公司作为“十一五”期间全国危废和医废处置专项规划中的重点项目，合肥市大部分固废都运至吴山固废处置公司，期间二期工程在建，总投资概算1.16亿元，年总处置能力可达2.1万吨，二期固废工程正式投入运营后可完全处理处置我市的工业危险废物和医疗废物，并可集中处理淮南、蚌埠等皖北九市的工业危险废物，同时承担政府应对突发性事件或重大环境污染事件中所涉危险废物的处置任务。

（二）带来的危害

相关数据显示：合肥近年来每年产生的各种医用危险废物约1500吨；工业企业产生各类危险废物总量1．65万吨，此外还有来自汽车清洗厂、个体门诊、高校和科研院所实验室、照相馆等产生的各类危险废物。这些危险废物如得不到有效处理，将产生毒害、爆炸、易燃、传染、放射和化学反应等不同的环境恶果。

三、问题解决办法探讨

针对合肥市各县经济条件、产生的危险废物及处置设施稀缺特点等，一些积极的解决办法有：

（一） 加大固废处置监管和处罚力度

据了解，我县工业固体废物产生量前四位的是尾矿、冶炼废渣、粉煤灰和炉渣，近三年我县综合利用率均达80％以上，大宗固体废物引发的污染投诉相对较少。但采选业特别是铜冶炼、无机化工企业污水处理产生的废渣，有机化工、纺织、造纸、食品行业污水生化处理以及县区各污水处理厂产生的污泥，这三类工业固体废物点多、面广、量小，部分企业和业主不够重视，在处理处置利用各过程环节中不同程度地存在环境违法行为，部分企业和运输业主乱倒工业固废而引发的污染投诉增多。

（二） 增设固废处理设施

相关部门应协力合作，增设固废处置设施，合理选择处置区域，分类无害处理；在当前，选择适合的处理处置技术路线对节约处置场投资、降低运行费用至关重要。

（三） 新技术投入

对于某种废物选择哪种最佳的、实用的方法与诸多因素有关，如废物的组成、性质、安全标准、成本、操作等。目前国内常用的处理方法大致归纳为物理处理、化学处理、生物处理、热处理和固化处理。

（四） 应将积极做好相关督促、指导、协调工作

省市各有关单位应进一步加大对工业危废产生企业的监管力度，为吴山固废处置公司危废处置量提供保障。能充分发挥吴山固废处置公司固废处置作用，树立标杆，努力使之成为省内固废处置的龙头企业，为环保事业做出更大的贡献。

（五）垃圾处理场应继续加强内部环境管理

以即将开工建设的吴山填埋场二期工程为契机，进一步对相关污染治理设施提标升级；同时加快垃圾焚烧发电项目前期准备工作，力争将合肥市生活垃圾处理场建成全省示范企业，真正实现垃圾处理“无害化、减量化、资源化”的目标。

四、结束语

处置好合肥市固废，合理技术手段利用是当前环境治理的又一重要举措，固体废弃物的回收价值及有效范围资源化综合利用效果是市政府管理部门事半功倍的主要体现。固废处置工作取决于分类的程度和垃圾的累积量，固体废物的处置好坏在我市在有着重大的历史意义。

参考文献：

[1]姚宝艳.锦州市机动车尾气污染与防治[J].科技信息. .2007,(7)

[2]田建立, 段晓晨, 张同刚, 郝广民, 牛洁平, 王辉. 汽车尾气对人体危害及治 理措施[J]. 环境与健康：河北省环境科学学会环境与健康论坛暨2008.12

[3]吴国正,马丽萍,贺克雕.汽车尾气的污染与防治[J].广东化工.2008.(05).

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【关键词】化学 复习课 同类比较 化学用语

复习课中的内容，是学生已学过的知识，不少学生觉得什么都会，但应用起来却不能得心应手，知识网络化和可具体化水平较低。针对如何让化学复习教学走出“枯燥乏味”的困境，我采用了以下几点方法颇为有效，与大家共享 。

方法一：知识同类比较，加强学生对知识的再认识。

教师应根据本堂课设定的知识目标，引导学生自主进行知识归纳整理、分析类比，使零散知识条理化、网络化、系统化。（1）对于相似实验的比较。如实验室制氧气和氨气的装置、操作方法、原理都相似的实验，复习时应从反应原理入手，将反应装置、试剂、条件、气体的收集、验满、尾气的处理等进行比较，让学生辨别异同，对比归纳，发现和揭示事物的内在联系与本质，有利于提高学生综合设计实验的能力。（2）对于相似或相关的概念和原理，引导学生进行比较、归纳。

方法二：关注社会，联系生活，体现学科的实用性。

将化学与实际生活相联系，会增强学生对化学知识理解与灵活应用的能力，也会培养了学生关心社会、热爱生活的情感和品质。在复习课引入物质鉴别的概念后，教师展示了生活中经常用到的两种洗涤剂：洁厕灵和厨房去油剂，要求学生根据俗语“酸除锈，碱去油”判断两种洗涤剂的酸碱性并提出鉴别方法，从生活走进化学；在总结出鉴别物质的方法后，又以家庭厨房作为教学情景，对失去标签的食盐、白醋和纯碱三种溶液进行鉴别，由化学走向生活。这种设计能够激发学生的学习兴趣，并让学生感受到化学就在我们身边，就在我们的生活中。

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【关键词】苯系物;检测;降解

在20世纪80年代，Ken Sexton等人对休斯顿、费城和波士顿等7个城市空气中非甲烷烃类挥发性有机物进行研究的结果表明，20%～30%为芳香烃，主要有甲苯、二甲苯。我国一些城市如上海非甲烷烃中芳香烃占优势。苯系物对人体危害极大，苯系物作为挥发性有机物的代表，苯系物具有较强的毒性，苯是强致癌性物质，可通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，与白血病的高发有着较大的相关性；甲苯、二甲苯对人的中枢神经系统及血液系统具有较大的毒害作用；乙苯、苯乙烯等其它苯系物对人体也存在较大的危害。

1.苯系物的检测

1.1样品采集

空气中苯系物的采样方式有三种，可分为直接采样、有动力采样和被动式采样。直接采样是用注射器、塑料袋等固定容器直接采取空气中浓度较高的被测组分，这种采用方法较为简单，操作容易，但对污染源浓度有较高要求。通常适用于污染物浓度较高的污染源，对于污染浓度较低的污染源不适合。有动力采样是用泵将空气样品通过吸收液、吸附剂、冷阱捕集等来采集目标化合物。一般选择的吸附剂要求具有吸附容量大、收集效率高、化学性质稳定等特点，如采用活性炭作为吸附剂进行采样，一般活化后的活性碳玻璃管两端熔封后可保存三个月，采样后玻璃管两端封塑料帽，放干燥器内可保留一周，可以采用加热或其它方法把苯系物从吸附剂上脱附，然后用载气将样品。被动式采样的原理是气体分子扩散或渗透，通过气体分子扩散或渗透来采集空气中气态或蒸汽态污染物，被动采样不需外加动力，无噪声，主要用于室内空气污染和个体接触量的评价监测。

1.2样品预处理

样品的预处理是空气监测中非常关键的一步，在采样后首先要对样品进行预处理，以便为左进一步的研究做好准备。常见的预处理方法有三种，分别是溶剂解析法、固相微萃取法、低温预浓缩―热解析法。各种方法具有不同的特点，以溶剂解析法为例，传统的溶剂解析法是使用解析溶液达到预处理的目的，但由于解析溶液的体积有可能远远大于分析样品的体积，所以这种方法灵敏度较低，而且这种方法的分析误差较大。热解析法具有较高的灵敏度，可以避免溶剂对分析样品定性定量的干扰，但对样品的回收率较低，不能重复分析，固相微萃取法、低温预浓缩一热解析法在此不做详细介绍。

1.3分析方法

气相色谱法(gas chromatography简称GC)是色谱法的一种。色谱法中有两个相，一个相是流动相，另一个相是固定相。如果用液体作流动相，就叫液相色谱，用气体作流动相，就叫气相色谱。气相色谱法由于所用的固定相不同，可以分为两种，用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱，用涂有固定液的担体作固定相的叫气液色谱。在实际工作中，气相色谱法是以气液色谱为主。

气相色谱法具有高效能、高选择性、高灵敏度、分析速度快和应用范围广等特点，是苯系物分析中最常用的方法，对异构体和多组分混合物的定性、定量分析更能发挥其作用，因而得到了较多的运用。苯系物的采样分析方法有：活性炭吸附―二氧化硫解析气相色谱法、低温预浓缩热解析气相色潜法、新固相微萃取―气相色谱法、顶空气相色谱法、超临界流体萃取及吹扫一捕集法。其中活性炭吸附―二氧化硫解析气相色谱法，其优点在于对样品可重复分析，灵敏度较高。

2.苯系物的治理方法

苯系物的治理方法主要有吸附法、吸收法、生物法、高压脉冲电晕法和光催化氧化法，其中光催化氧化法是最有前景的一种挥发性有机物处理技术，已经成为研究的热点。

2.1吸附法

吸附净化法是应用净化剂从稀溶液中提取、分离和富集有用组分或有害组分的方法之一。吸附净化法的原则流程和离子交换法相似，主要包括吸附和解吸两个基本作业。工业上常用的吸附剂有活性炭、磺化煤及某些天然吸附剂，如软锰矿、磷灰石、高岭土、沸石等。其中，活性炭吸附性能最好，当活性炭吸附饱和后可用蒸汽进行解吸，并回收吸附质在处理苯系物的方法中，吸附法应用广泛，该方法与其他方法相比具有去除效率高、净化彻底、能耗低、工艺成熟、易于推广及实用等优点。在苯系物污染控制工程中，正是利用吸附剂不断吸附解吸的循环，去除废气中的苯系物。

2.2吸收法

是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程。在这过程中会发生某些气体在溶液中溶解的物理作用，这是物理吸收。也有气液中化学物质之间发生化学反应，这是化学吸收。吸收作用常用于气体污染物的处理与回收，如用石灰乳液吸收烟气中的二氧化硫，生成石膏；用碱性溶液或稀硝酸吸收硝酸厂尾气中的氮氧化物，回收再用；还有用碳酸钠等碱性溶液吸收硫化氢。由于吸收法治理气态污染物技术成熟，设计及操作经验丰富，适用性强，因而在大气污染物治理中得到广泛应用，该法不仅能消除气态污染物而且能将污染物转化为有用产品，适合于大气量、中等浓度的含VOCs废气的处理。

2.3生物法

生物法是利用微生物的生命活动将苯系物转变成为简单的无机物及细胞物质的方法。生物法包括生物洗涤法、生物滴滤法和生物过滤法。生物法的原理或基础是生物膜理论，生物化学法净化处理有机废气一般要经历以下几个步骤：废气中的有机污染物首先同水接触并溶解于水中；溶解于液膜中的有机污染物成分在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；进入微生物体内的有机污染物在微生物自身的代谢过程中被作为能源和营养物质，经生物化学反应最终转化成为无害的化合物。

3.苯系物检测及治理的进一步建议

苯系物的源解析是一任务艰巨、难度较大但很有意义的课题，目前引起科学工作者和政府官员的广泛重视，应加强用其它学科方法来解决此问题。建立空气苯系物污染数据库。国外对苯系物的研究已较早做了许多工作，包括苯系物污染数据库等，但我国城市空气中苯系物的研究较晚，仍处于起步阶段。目前虽已开展一些工作，但主要集中于珠三角、京津唐地区，而且由于经济发展或管理体制等问题，环保工作相对落后，所以应加强各城市空气污染的研究，丰富我国城市空气中苯系物污染数据库。研制高效的苯系物污染净化方法。研制高性能的复合催化剂，建立吸附光催化一体化净化空气中苯系物污染的方法；筛选高效的植物，探讨植物吸收法的效用；建立空气中低浓度复合污染的控制方法。■

【参考文献】

［1］李俐，陈坚.大气臭氧及其分析方法的研究进展[J].分析科学学报.2001，17(2)：166-170.

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【关键词】 高速公路；重金属污染；防治措施

随着我国经济和社会的快速发展，交通在国民生活中日趋显示出它的重要性，高速公路的建设也势在必行。大规模地修建高速公路，有效地促进了国家经济快速发展，方便了人民生活；然而，与此同时，在高速公路建设及营运过程中也给我们带来了严重的生态破坏与环境污染问题。土壤是大气、水体及固体废弃物中污染物在环境中迁移、滞留和沉积的目标，是长期环境污染的承受者。随着社会经济的飞速发展和人口的不断增加，土壤作为人类赖以生息的资源，越来越暴露出不堪重负的迹象。因此，研究高速公路建设所带来的土壤污染问题及其防治对策就显得尤为重要，对于保护环境、促进我国高速公路的建设与发展具有重要的指导意义，同时也可为我国高速公路建设环境治理和管理提供科学依据。

1. 高速公路建设对环境的影响

高速公路作为人类生存和发展所必需的开发建设活动，会对周围的环境产生直接或间接的影响，这些影响一般可分为两大类：一类是对自然环境的破坏，如水土流失、植被破坏等，严重时引起生态平衡失调、气候异常；另一类是环境污染，如噪声、废水、废气和尘埃等。总的说来，主要有以下几个方面的影响。

1.1对社会、经济的影响。高速公路建成后，会对沿线的社会结构、经济发展、文化环境等产生影响：首先，公路建成后会增大沿线地区的交通量，增加该地区的交通事故，在一定程度上干扰附近居民的出行，割裂了村庄间的原有联系；其次，公路建成后，使沿线各地区的土地功能发生变化，将单一的农业用地、开发用地或商业用地转变为多行业提供服务的特殊用地，同时也促进了沿线土地资源的开发。公路建设会造成一定数量居民的拆迁，使沿线居民人口结构及需求发生变化，改变了原有居民的联系及交往方式；对沿线两侧居民交往产生阻隔，影响区域经济布局和产业结构；高速公路的修建，会破坏一些原有的历史文化遗址、名胜风景及保护区，产生视觉污染。高速公路建设在对沿线区域环境产生上述影响的同时，也提供了良好的交通条件，加速农产品、矿产、林业产品的输送，信息交流及劳动人口流动，提高了区域的工业产值，推动城乡的商品交换、文化交流及农业的综合开发，使城乡逐渐一体化[1]。

1.2对环境的污染

1.2.1废气污染。

（1）以汽油、柴油为燃料的汽车在发动和行驶过程中会排放大量废气和固体微粒，废气中含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、硫化物、甲烷、乙烯、醛和铅颗粒等污染物[2]，这些污染物排放到大气中，渗透到水、土壤中，并逐渐积累，会对沿线的人类和动植物产生不良影响，使其生活环境进一步恶化，甚至会造成全球气候异常，这种污染的程度随着公路运营时间的增长及交通量的增加而不断加重。

（2）随着运输市场的放开，汽车产量和拥有量的增加，汽车排放物对大气的污染已成为主要公害，汽车排放物危害人体健康、污染环境、破坏生态平衡，已引起世界各国的普遍重视。

1.2.2噪声污染。

（1）高速公路的噪声源主要包括两个方面：一是在施工过程中，由于挖掘机、推土机、平地机、搅拌机以及各种运输车辆的使用而产生的噪声污染，这些噪声较强，对当地居民和施工人员影响严重，造成区域声学环境质量短期内恶化；二是在运营过程中，汽车车体振动、发动机运转、轮胎与路面摩擦、鸣喇叭以及公路沿线提供各种服务的设施、设备均会产生噪声，在公路沿线形成一条噪声带，这些噪声会对附近的人群产生心理和生理上的影响，降低人们的工作效率，尤其对公路两侧人口密度较大的敏感区域（学校、住宅区、商业区、医院等）干扰较为突出，而野外区域的干扰则相对较小[3]。

（2）随着高速公路建设速度的加快，交通噪声污染问题日趋严重，人们对于道路两侧环境的改善也越来越迫切。

1.3对生态环境的影响。高速公路建设对生态环境的影响可分为两个阶段：一是施工期间对自然环境造成的非污染性破坏，因施工机械的使用及大量的开挖取土破坏了土体原有的自然结构和水的循环路径，相应地改变了生物的生存环境，影响其生长、活动的规律，阻碍生态系统漫延[4]；二是公路建成运营后，路体分割了生物的生存空间，使公路附近的动物容易被汽车撞伤、压死；而且，由于汽车废气、噪声、有害物质的产生，会使生物栖息的生态环境（空气、水、土壤）逐渐恶化，引起生物发育不良、繁殖机能减退、疾病增多、抗病能力下降，从而造成种群数量减少（特别是珍稀物种），有时可能会影响整个生物群落。

1.4对工程地质、水文地质条件的影响。

1.4.1对工程地质条件的影响。高速公路施工时，由于填方和挖方对地表扰动较大，并改变了原有的地形、地貌，尤其是隧道的进出口及仰面坡的开挖，对局部山体稳定不利，可能会引发塌方滑坡、软土层滑移等不良地质病害；又因土表、土质松软，增加了水土冲刷量，造成河流、沟渠淤积，积水淹漫农田。此外，临时施工用地在机械碾压、人员踩踏下土壤结构发生了变化，一定时期内土壤的肥沃程度难以恢复。

1.4.2对水环境的影响。高速公路对水环境的影响主要包括施工、生活服务区污水和洗车等对公路沿线自然水系的影响。高速公路定距离设置加油站、收费站及洗车等配套设施，生活服务区污水和洗车废水都会对高速公路沿线自然水系产生影响[5]。由于公路建设阻隔原有水系的循环，影响地表水和地下水的流通路径，汽车尾气的排放和生活服务区的废物进入河道也会对水源造成污染；化学危险品运输中的泄露或交通事故的发生，则可对环境水质造成灾难性的破坏。另外，由于桥梁的修建减小了河床的过水断面，造成桥前局部堵水，水流速度减慢，泥砂下沉淤积、阻塞河道，从而容易引发洪涝灾害。

2. 高速公路两侧的土壤重金属污染

土壤是人类生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的基础。由于重金属在土壤中易蓄积，残留时间长，因而已成为土壤的主要污染。

2.1土壤重金属污染的特点及来源。

2.1.1土壤重金属污染的特点。

2.1.1.1持久性：重金属污染物进入土壤后，通过土壤对悬浮污染物的物理机械吸收、阻留、胶体的物理化学吸附、化学沉淀、生物吸收等过程，不断在土壤中积累。当达到一定数量时，便引起土壤成分、结构、性质和功能的变化，造成土壤污染。土壤污染以后很难消除，其净化过程需要相当长的时间，而且重金属污染是不可逆的持久积累过程。

2.1.1.2间接伤害性：首先，重金属污染物通过食物链危害动物和人体健康；其次，土壤污染物还能危害自然环境，污染地下水、地表水和大气，成为水和大气的污染源。

2.1.1.3高速公路重金属污染以公路为中心在其两侧呈带状顺公路延伸，污染程度自公路向其两侧逐渐减弱[6]，且主要分布在公路两侧50m范围内。

2.1.2高速公路土壤重金属污染的来源及影响因素。

2.1.2.1土壤重金属污染的来源：目前公认的高速公路土壤重金属污染的主要来源是交通工具使用的油料燃烧所排放的尾气以及油料的挥发、泄漏等。事实上，油料中除了含有铅和锡外，尚含多种微量重金属元素，公路旁重金属污染以Pb、Cd污染为主。这些重金属污染物不但不易被自然净化，而且可通过食物链得以富集而对人体、家畜、农业生态及自然生态产生严重的潜在影响和危害。

2.1.2.2影响因素：影响土壤重金属污染的因素很多，也比较复杂。土壤受重金属污染的程度主要取决于交通量、土壤类型、植被、降雨、风力、风向以及公路两侧是否有影响重金属颗粒运动的障碍物，如树木、建筑物等。

2.2土壤重金属污染的危害。重金属污染物进入土壤后不能为土壤微生物所降解，易被作物吸收、在土壤中积累，甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲基化合物，影响农作物的产量和质量，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。重金属污染物的长期积累、富集会使生物地球化学平衡遭到破坏，随食物链富集，也会对人体健康产生潜在危害。据报道，我国每年因土壤重金属污染而减产粮食1000多万t，另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万t，合计经济损失至少200亿元人民币。

3. 重金属污染的预防及治理措施

由于重金属在土壤中不被微生物降解，且迁移性小，重金属污染具有长期性、潜伏性、累计性和不可逆转性[7]。一旦土壤中重金属含量超过环境容量，要清除污染则相当困难，故对重金属引起的土壤污染需要采取预防和治理相结合的措施。

3.1高速公路土壤重金属污染的预防措施。

3.1.1通过国家立法，健全有关环境保护的法律、标准和制度，制定相关的高速公路汽车尾气排放标准，加强汽车尾气排放管理，控制汽车尾气排放必须有法可依，有标准可据。

3.1.2管理部门要加强监管力度，减少交通事故的发生。加强对有害物资的运输管理，制定此类突发事件预案，防止有害物质泄漏事故的发生。加强防范措施，控制事态的发展，将损害减少到最小。

3.1.3完善汽车的自身结构，改进发动机，采用电子控制燃油喷射；研制和推广废气减毒装置，完善汽车保养和修理制度，推广节油装置。

3.1.4优先使用无铅汽油，推广应用气体燃料，使用符合规定的剂或燃油添加剂。

3.1.5公路设计部门在设计时应充分考虑汽车尾气排放对环境的影响，在普通路段加强绿化设计，隧道路段增加部分通风设备。

3.2重金属污染土壤的治理方法。污染土壤的治理是根据污染物和土壤的物理、化学性质及存在状态，进行有效分离或其它处理，使土壤特性得以恢复和利用，减轻或消除污染物对生态环境的不良影响。

3.2.1重金属以其在土壤中难降解、毒性强、具有积累效应等特征受到科学家们的广泛关注，已成为多学科研究的活跃领域。重金属污染的治理途径主要有两种：一是改变重金属形态，使其由活化态转变为稳定态；二是从土壤中去除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。现有的重金属污染土壤修复技术主要包括换土法、化学修复、生物修复、电修复和热修复等。常用的物理及物理化学方法有热解法、电化学法和提取法等[8]。

3.2.2化学治理就是向污染土壤中投入改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变土壤的物理化学性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施的优点是治理效果和费用适中，缺点是容易再度活化。

3.2.3生物措施是利用某些特定的动、植物和微生物，较快的吸收或降解土壤中的重金属污染物，从而达到净化土壤的目的。生物修复的途径主要有两条：（1）植物修复技术：利用金属超累积植物，通过植物自身具有的特定的吸收、挥发、根滤、稳定等作用，对重金属加以吸收、富集或与重金属结合成不具有生物活性的化合物，来清除或降低土壤中的重金属元素，从而达到净化土壤的目的。但其重金属生物载体可能产生二次污染，至今也未能找到有效的解决途径。（2）利用微生物沉积、氧化和还原等作用，降低或消除重金属对土壤的污染，该研究是目前环境科学研究中比较活跃的领域之一。

3.2.4在西方发达国家，为了降低污染土壤修复的成本并提高修复的效率，对原位微生物修复更为重视。目前，主要的技术包括：（1）生物啜食法，它主要采用本地微生物或实验室培养的具有特异功能的菌株降解污染物，采用把污染的地下水抽出加人营养物质和氧气（通常是过氧化氢或过氧化氢化合物）后再回灌到污染土壤中，或经垂直井的慢速渗漏，加人营养物质和氧气到污染土壤中，以优化降解生态条件，特别是加入表面活性物质等一些化学物质，以降低污染物的毒性来达到提高污染物的生物降解能力；（2）生物通气法，它结合了蒸汽浸取技术的优点，采用真空梯度井等方法把空气注人污染土壤中，以达到氧气的再补给，可溶性营养物质和水则经垂直井或表面渗入的方法予以补充。这两种方法结合了微生物修复和化学修复的内涵和优点，符合生态化学修复的原理和发展方向。更确切地说，这两种方法更趋于向生态化学修复领域迈进。

4. 结论与建议

长期以来，人类对土地资源的不合理开发、利用已造成比较严重的土壤污染，直接或间接地危及人类健康，因此，探讨合理的、有效的土壤重金属污染预防和治理措施显得尤为迫切。对于高速公路两侧土壤的重金属污染问题，要采取防与治相结合的处理措施：首先，应加强高速公路汽车尾气排放管理，严格控制尾气排放标准；其次，对于已经受到重金属污染的土壤，则应采取相应的治理措施进行治理。

开展高速公路旁土壤中重金属污染、富集程度的监测和评价，研究土壤重金属污染的预防和治理措施，对于保护生态环境、促进我国高速公路的建设和发展都具有重要的指导意义。

参考文献

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