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论文摘要:全球化的浪潮为五年制高等职业院校学生提供了涉外活动的广阔天地,跨文化交际将成为高职学生今后工作和生活中不可或缺的部分。因此,培养高等职业院校学生跨文化交际能力乃当务之急,本文阐述了跨文化交际能力的定义及内容,分析了高等职业院校英语教学中跨文化教育的现状及存在问题,提出了高职院校学生跨文化交际能力的培养途径。
一、导 言
高等职业教育是新时代环境下的新型教育模式。其蓬勃发展的态势、特色及前景已得到教育界相关人士的关注和肯定,也获得了广大高职学生及家长的认可。当然,高等职业院校要想持续发展,不断培养新型应用型人才,仍有很多困难和问题需要解决。联合国教科文组织曾经在2002年“世界文化报告”。报告中提到了“文化彩虹”,这一表达已取代“地球村”成为被广大跨文化交际学者所接受的新名词。在全球文化多样性的大形势下,对于高职学生这一重要群体,英语教师在教学中应该高度重视学生跨文化交际能力的培养。根据《江苏省五年制高等职业教育英语课程标准(试行)》(以下简称《标准》),五年制高职的英语教学目标定位于让学生掌握一定的英语基础知识和基本技能,培养学生的实际应用语言的能力,突出教学内容的实用性和针对性,将语言基础能力与实际涉外交际能力的培养有机地结合起来,以满足21世纪经济发展对五年制高职人才的要求。由此可见,在高职英语教学中加强对学生跨文化交际能力的培养已成为当务之急。
二、跨文化交际能力的定义及内容
跨文化交际能力是指根据不同文化背景的语言交际者的习惯得体地、合适地使用语言的能力,包括语言能力、非语言能力、跨文化理解能力和跨文化适应能力等方面。文化观念与文化习俗的差异,对跨文化语言交际行为有很大的影响。跨文化交际能力包括以下几个方面的能力:(1)建立和维持良好关系的能力:(2)以最少的损失和曲解进行有效交际的能力(3)在适当程度上顺从别人并与人合作的能力。一个人可能具有一定的语言能力,却缺乏跨文化交际能力:或者一个人具备一定的跨文化交际能力,但语言能力有限。为了达到跨文化交际的有效性,高职英语教师必须注重培养学生的语言、文化及跨文化交际能力,使学生掌握相应的英语语言知识和文化知识,具备一定的英语交际能力,以促进其在今后的工作岗位中成功进行不同语言、文化之间的有效交流和沟通。
三、高等职业院校跨文化教育的现状及存在问题分析
1、学生学习基础薄弱,学习心态不合理
高等职业院校生源多是成绩中下等无望升入普通高校的学生。学生英语基础和英语水平参差不齐,多级分化严重。而且学生从中学以来一直受传统语法教学的影响,认为学英语就是背背单词,读读课本,记记语法,做做习题。这种局限在语言层面上的英语学习,久而久之就会变得枯燥乏味,学生逐渐失去学习英语的兴趣,甚至视英语学习为一种煎熬,导致语言知识欠缺。这种知识结构的缺憾也影响和束缚了对外族文化的接受和跨文化交际能力,在一定程度上造成了跨文化交际的障碍。
当前,高职院校学生学习英语的心态也不合理。首先,学生一般只重视英语知识的接受,却忽视其语言文化等已有知识的综合运用。虽然有些学生的语言能力较强,但在这种跨文化理解能力上却普遍较弱,如对商务交际时的交际方略、交际规则以及礼貌规则等方面的知识积累比较少。在平时也不注意对不同国家的思维模式和社会文化背景知识的积累,因此对隐含文化内涵的语言现象和行为也不理解,在跨文化交际中经常误解对方,最终造成沟通困难以及交际失败。其次,尽管高职院校学生对外来文化的知识有所了解,但对这种外来文化的学习心态却不尽合理。所以在目前的这种形势下,迫切需要通过跨文化交际的教育来培养高职院校的学生,使他们养成尊重、开放以及宽容与平等的跨文化心态,最终引导他们形成比较合理的跨文化意识和心态。
2、师资质量有待提高,教师跨文化教育意识相对落后
虽然高职教育近年来取得了长足的发展,师资力量也大为增强,但高等职业院校英语师资还存在着一些不尽完善的地方,如学历水平不高、职称结构不尽合理、语言功底深厚的教师数量不足等。尽管不少高职院校的英语教师跨文化教育意识已经在慢慢地提高,但是总体来说,他们还普遍缺乏跨文化的视野,认为英语教学就是语言知识的教学。这样一来就重语言形式而轻社会文化因素。最近几年来,随着高校交际法教学的逐渐普及以及对英语教学中文化问题的讨论的逐步增加,广大高职院校英语教师也逐渐开始关注跨文化交际在整个英语教学中的作用。但是高职院校的英语教师对母语文化在跨文化交际中的作用认识还不够,在平时的英语教学中也不太重视培养学生的跨文化意识。教师比较缺乏全面的中西文化观,也无法掌握目标语与母语文化的自我平衡。这样就更无法在文化教学中培养学生相对平等的跨文化交际意识。因此在传授知识和训练基本的语言技能时,就比较难做到发掘其语言形式外的文化内涵。
3、课程设置片面强调人才定向培养,造成跨文化意识薄弱
高等职业教育侧重实用性和专业性,其课程设置面向社会的各个职业领域,目的就在于为这些岗位定向培养人才。这种侧重,容易被一些学校或老师片面地理解为“高等职业教育的目的就是让学生就业”,从而产生“唯岗位论”和“唯就业论”的教学模式。在这种模式下,学生们往往对于职业和专业十分关注且精通,而对于一些跨文化交际方式和文化方面的基础知识却没有任何兴趣和积累。而这种交际方式和文化知识的缺失正是妨碍学生跨文化交际能力提高的重要因素。
四、高职院校学生跨文化交际能力的培养途径
1、提高教师自身的跨文化交际素质
以培养跨文化交际能力为目的的高职英语教学对教师有很高的要求。教师应有深厚的英语语言功底和广博的跨文化背景知识,掌握东西方思维方式、价值取向观念差异,具备很强的跨文化交际能力。因此教师平时应多阅读一些反映英美国家社会、政治、经济、历史、地理、文化、宗教、风俗习惯等内容的书籍及报刊杂志,了解英美国家的背景,多参加一些学术交流活动,不断提高自身的文化修养,以适应跨文化交际教学的要求。
2、高职院校英语教师在教学中应注重文化的导入
社会需要的高职院校毕业生是“专业知识+跨文化交际能力”型的人才。那么高职院校英语教师在教学中尤其要注意培养学生的跨文化交际能力,而要培养学生的跨文化交际能力,首先必须在英语教学中注重文化的导入。
教学中文化的导入有多种方法。文化的导入并不是仅限于简单的背景知识介绍。文化背景知识的导入必须与学生学习的内容密切相关,不至于使学生认
为语言与文化的关系过于空洞、抽象、不好理解。教学中涉及到的英语国家的文化知识背景,也应与学生身边的日常生活息息相关并能激发学生的学习兴趣。在英语学习的较高阶段,要通过扩大学生接触异国文化的范围,帮助学生开拓视野,提高他们对中外文化异同的敏感性和鉴别能力;鼓励学生课后自主查阅相关知识并加以实践,充分调动学生自主学习的积极性,充分积累文化知识,进而提高跨文化交际能力。
3、培养学生正确的跨文化心态,营造以学生为中心的课堂交际场景
一般来说,对高职学生英语跨文化的教育应贯穿在整个英语教学的过程之中,切实体现在不同文化内涵的传承上。因此,对于教师,要不断自觉地开发多种教学渠道和方式,将英语的跨文化交际教育渗透到平时的听、说、读、写等训练中去。
文化无所不在,教师既要重视文化知识的传播,又要重视文化氛围的营建,英语课堂教学本身就是文化,包含着礼仪文化、习俗文化、词语文化等诸多方面。英语教师要力求营造英语课堂文化氛围,在语言教学的实践中,培养学生在社会交际中真正运用语言进行交际的能力。在课堂内加入大量的以学生为主体的练习方式,如对话、角色表演、小组讨论、辩论等多种形式,为他们提供能够开口说话的机会。如通过角色扮演,创造模拟场景,使学生身临其境,把握如何打电话、看病、购物等语言表达功能。这种场景教学不仅能使学生对所学内容记忆深刻,而且一旦在生活中碰到类似语境,学生能从容应对,避免因文化差异而导致的交际失败。
五、结 语
在当今世界全球化的背景下,跨文化交际将越来越频繁。培养学生的跨文化交际意识,提高跨文化交际能力是适应“文化多样性”的需要。教师需要努力将语言教学置于跨文化交际环境中,要帮助学生明确英语学习中的文化要素,帮助他们逐渐提高跨文化交际意识层次,主动去理解掌握英语文化的内涵,进而提升跨文化交际能力。高等职业院校英语教学中跨文化交际能力的培养是一个非常值得教育工作者研究的课题。笔者在自己的高职教学实践基础上对此进行了一定程度上的分析和研究,并期待能与从事跨文化研究的广大高职英语教师进行进一步的探讨。相信伴随着高职英语教师们的不断探索、研究和实践,高职英语跨文化交际教学一定能为社会培养出大批合格的“跨文化人才”。
参考文献:
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关键词:高等电化学;研究生;应用化学;教学
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)33-0063-02
“高等电化学”课程是上海电力学院应用化学专业硕士研究生的学位专业课,电化学研究方向是环化学院硕士点的主要研究方向之一,包含腐蚀电化学、材料电化学、化学电源、燃料电池等,每年研究生入学选择的研究方向中,与电化学有关的人数达到80%之多,这就要求研究生在第一年的基础学习中具备扎实的电化学基本知识,掌握电化学仪器的基本操作,才能在接下来的科研实验中游刃有余,做出成绩。但是上海电力学院统招进来的研究生电化学水平参差不齐,有材料专业、化工专业或环境专业,大部分学生在本科阶段并没有接触到电化学的相关知识,成为后续科研实验的一大阻碍。
因此开设“高等电化学”课程,使电化学专业方向的研究生可以系统学习电化学基本知识,掌握电化学仪器的基本操作,对研究生的培养起到良好的推动作用。
上海电力学院的“高等电化学”(3学分)课程设置是由原有的“应用电化学”(2学分)和“电化学研究方法”(3学分)两门课程合并而来,学分数虽然只有原先总学时数的60%,但要求不能降低,因此需要对该课程的教学体系、教学内容、教学方式等方面进行改革,方能适用实际需要。
一、课程教学团队优化合理
该课程的师资队伍原先只有2名教师(1名教授和1名副教授),经过建设,该课程组师资队伍已初现规模,已有6名教师,其中2名教授、3名副教授和1名讲师,梯队结构合理,形成了一支很好的教学团队。同时该教学团队分工合理,课程负责人现为该一级学科硕士点负责人、中国化学会电化学专业委员会委员、上海市学位委员会第四届学科评议组成员,长期主讲电化学类课程,具有很深的学术造诣和教学水平。另一名教授是新引进的教育部新世纪优秀人才,在化学电源研究方面具有很高的学术水平,其他三名副教授均从事本科生的电化学课程教学工作,在电化学内容上非常熟悉,另一名讲师主要是对电化学企业生产非常熟悉,对学生的综合训练指导帮助很大。
各位任课老师进行深入全面讲解,使课堂效果得到大大提高。该课程实际教学过程的主讲一般由3名教师完成,另3名教师参与整个课程体系的设置讨论、教学内容组织和实践环节的指导等工作。教学队伍中3 位主讲教师的分工分别是:1位教师负责电化学基本原理知识的讲解,包括电化学基础与理论等;1位教师负责电化学研究方法部分的讲解包括交流阻抗、循环伏安法等;另1位教师负责电化学加工与应用等,包括无机电解工业和有机电合成等等课程内容。另外,课外综合训练部分由6名老师共同指导并统一组织实施。在教学实施过程中建立了老教师的“传、帮、带”机制,同时也将理论教学与实践训练有机结合,课程教学团队定期交流探讨,形成了很好的协作机制。
二、教学内容不断更新
由于“高等电化学”课程内容丰富,既涉及电化学基础理论知识,又涉及电化学研究方法,还包括电化学的应用,特别是随着电化学技术及电化学理论体系的不断完善和深化,电化学的应用范围已广泛渗透到能源科学、材料科学 、环境科学、生命科学、信息科学和纳米科学等诸多领域。结合上海电力学院的专业定位和办学特色,应用化学硕士点专业主要围绕能源、环境及材料领域中的化学问题开展相关研究,培养学生具有扎实的应用化学理论基础和分析问题解决问题能力。因此,在该课程内容设置上除了保留相应的电化学基础理论和电化学研究研究方法外,在电化学应用部分重点突出能源、电力、环保相关的知识内容,即材料电化学、腐蚀电化学、环境电化学、电化学能源体系的设计和应用等,这些知识点的拓展也与学生今后从事毕业论文工作乃至今后的就业密切相关,受到学生的欢迎。例如,围绕电力材料防腐蚀的介绍,不仅包括腐蚀电化学机理、测试方法及防腐蚀技术等,而且着重介绍在电力企业现有的技术应用;随着新能源技术的发展,海上风电的发展十分迅速,其材料防腐蚀要求也很高,课程讲解时可结合电化学知识提出一些可能的解决方案。围绕当前新能源汽车的发展对电池要求很高,在课程讲解时专门围绕新能源汽车中各类电池的发展技术及材料技术进行系统分析,让学生了解燃料电池汽车、纯电动汽车、插电式混合动力汽车等不同电力驱动的差别等。还有围绕当前智能电网中的关键技术之一即电力储能,这也是发展分布式能源及普及新能源的关键技术之一,而电力储能技术中涉及到包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液硫电池等的选择和应用,这些内容均涉及到电化学中各类化学电源的技术及最新发展,这些内容的拓展对扩大学生的知识面有极大的帮助。
三、实践训练环节得到强化
在传统的课程实验设置过程中一般都是利用课内时间进行一些简单的实验教学与实验操作,很少进行系统性、综合性的训练,往往学生综合能力的提高也受到了限制。由于该课程的教学时数十分紧张,实验与实践环节在课内安排很少,需要充分利用课外时间进行实践环节的训练。课程教师一般在课程结束前一个多月对学生布置一个综合性训练的研究课题,包括课题的确立、文献调研、实验方案制订、实验操作、数据分析和论文撰写等各个环节。由学生利用导师实验室资源或学院的学科基地独立完成。事实上学院也拥有国家电力公司热力设备腐蚀与防护重点实验室、上海高校电力腐蚀控制与应用电化学重点实验室、上海热交换系统节能工程技术研究中心、上海电力能源转换工程技术研究中心、上海防腐蚀新材料工程技术研究中心等高水平学科基地,这些研究基地有非常先进的电化学仪器设备及相应的分析测试设备,包括光电化学测试系统、电化学工作站、电池测试系统、原子力显微镜、盐雾箱、动态模拟试验装置、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等。这些仪器设备均对学生开放,通过综合训练有利于他们全面了解该课程体系所涉及到的仪器设备及实际应用,同时通过实践也能大大提升他们对电化学理论的理解及提高他们分析问题、解决问题的能力,也使学生初步熟悉了进行科研环节的各个步骤,真正使学生近距离接触并使用了这些学科平台基地的先进的一起设备,使学生的视野得到了开阔,通过动手实验也培养了综合实践动手能力。
四、教学改革初见成效
通过该课程教学的改革实践不仅大大提升了学生对该课程的兴趣,而且促进了学生对电化学专业知识的掌握。学生在电化学相关的领域中参加科创比赛和学术交流中屡屡获奖。仅2013年就有10名同学获奖,占学生数的20%,其中3名同学获得上海市高校科创杯比赛二等奖和三等奖,1名同学获上海市陈嘉庚青少年发明比赛三等奖,1名同学获中国电化学会议优秀墙报论文奖,1名同学获全国电厂化学会议优秀论文奖,3名同学获全国腐蚀大会优秀论文奖。学生在电化学领域的学术论文质量有大幅度提升,近两年学生作为第一作者在国际电化学顶级期刊SCI一区期刊 (Electrochim Acta 和Journal of Power Source)发表了6篇论文,在SCI三区期刊( Solid State ionics和 Journal of Alloys & Compounds)上发表了2篇论文,充分反映了本课程建设的成效。从近几年该专业学生获得学校优秀硕士论文的论文题目来看,90%都与电化学密切相关,学生毕业就业岗位中需要的专业知识与电化学具有关联度的也占60%以上,这充分说明了该课程对学生的发展具有重要作用。
五、结束语
“高等电化学”课程作为上海电力学院应用化学专业硕士研究生的一门学位专业课,对该专业学生的培养具有重要作用,虽然本团队围绕师资队伍建设、教学内容更新和实践环节提升等方面进行一些改革与探索,并取得了一些初步成效,但为了更好地适应社会对高素质人才培养的需求,还有许多工作要做,包括对课程体系全面合理的梳理、教材的合理选择与更新、实验技术的进一步发展与完善等等,真正为培养不仅大大提升了学生对本课程的兴趣,而且也为学生进行后续课程学习以及毕业论文的撰写打下了扎实的基础。
参考文献:
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关键词:浓差电池;电极电势;半透膜;离子选择性
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)15-0164-03
化学电源是将化学能转变为电能的实用装置,是高等学校本科生《物理化学》课程电化学一章重要的内容之一。由于化学电源已经进入人们的日常生活,因此学生能够从亲身的体会感受到化学电源的重要性。化学电源主要包括一次电池和二次电池。一次电池是指电池中的电化学反应只能进行一次放电反应,而不能进行充电。二次电池即蓄电池,指的是电池中的电化学反应能够进行可逆的充放电反应,而且充放电过程可以进行多次,即电池具有较长的寿命。一些新型的二次电池,如燃料电池、锂离子电池和太阳能电池越来越受到人们的重视。因为这些新型的二次电池具有较高的化学能到电能的转换效率,而且还具有环境友好、电池寿命长以及能量密度高等优点,在民用、军事以及航空航天等领域得到广泛的应用[1]。
浓差电池在《物理化学》课程我们每年都会讲述,但这类电池由于没有使用化的器件,没有受到同学们的足够重视。往往在课程结束之后,同学们对其他的化学电源有很深的印象,但是对浓差电池一无所知。假若一个电池中总的反应是一化学反应,我们称这类电池为化学电池。若电池中,总的过程仅仅是一种物质(包括单质或离子)从高浓度状态向低浓度状态转移,这类电池我们称之为浓差电池。简而言之,浓差电池之所以能够对外输出电能是由于电池体系中存在物质的浓度梯度。浓差电池可以分为两类,即电极浓差电池和电解质浓差电池。电极浓差电池指的是由于电极本身活性物质浓度的差别而引起的电势差。这种浓差电池中只包含一种电解质溶液。电解质浓差电池指的是由于电池中电解质浓度的差异所引起的电极电势的差异。这种浓差电池中包含至少两种不同浓度的电解质溶液,而且电极电势的大小与电解质溶液的浓度有关。实际上,浓度梯度是自然界生物体中的一个普遍存在现象。细胞膜内外的电解浓度存在差异。因此,细胞内外保持一个固定的膜电位,这个膜电位是生命的特征,失去膜电位意味着生命的结束。
能源是关系到人类社会发展的最主要问题之一。目前全球大部分的能量需求来源于化石燃料。由于化石燃料具有不可再生性,最终必将导致其枯竭。而且化石燃料的大量使用也将会导致严重的环境污染。因此,有关于新型化学电源的研究越来越受到人们的重视。浓差电池这一古老的原型器件也被推向了研究前沿。普遍的观点认为自然界中存在大量的浓度梯度。如在黄河、长江及其他河流的入海口就存在海水与淡水之间的盐(如氯化钠、氯化钾等)的浓度梯度。如果能够将这些储存在浓度梯度里的化学能转换为电能,就能够为我们的社会提供大量能源。美国和以色列等国家非常重视浓差电池的研究。中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。总体上,有关于浓差电池的研究仍还处于实验室实验水平,离大规模应用还有漫长的路程。因此,本论文主要回顾物理化学中浓差电池的基本概念以及近期国内外在浓差电池领域的研究进展。希望同学们能够对浓差电池的未来坚定信心,如果将来有可能,积极投身到浓差电池的研究中去。
一、《物理化学》中浓差电池的概念与实例
从电动势的表达式我们可以看出,当Pt电极所负载的氢气压力相等时(即p1=p2),电池输出的电动势为0。当p1≠p2时,形成浓差电池。当p1>p2时,E>0,说明氢气压力大的Pt电极为电池的负极,压力小的Pt电极为电池的正极。当上述浓差电池被短路时,我们来理解一下电池中电子以及氢离子的运动方向。氢气在负极上发生氧化反应产生氢离子,电子从负极转移到正极上。负极上产生的氢离子在溶液中扩散到正极表面,被从负极上转移来的电子还原,产生氢气。因此上述浓差电池在工作的时候,负极氢气的压力会逐渐降低,正极氢气的压力会逐渐升高。当两侧氢气压力相等的时候,电池无法输出电能。
2.电解质浓差电池。电解质浓差电池的电势差是由于电池中电解质浓度的差异所引起的。这种浓差电池中包含至少两种不同浓度的电解质溶液,而且电极电势的大小与电解质溶液的浓度有关。从电动势的表达式我们同样能够看出,当两个KCl溶液的浓度相等时(即c1=c2),电池输出的电动势为0。当c1≠c2时,形成浓差电池。当c1>c2时,E>0,说明氯离子浓度大的一侧为电池的负极,氯离子浓度小的一侧为电池的正极。当上述电解质浓差电池被短路时,我们来理解一下电池中电子和氯离子的运动方向以及电极上物质的变化。首先,我们看负极上的反应。在负极上,溶液中的氯离子和电极上的银发生反应生成氯化银,同时产生电子。电子经外电路转移到正极上。在正极上,电子将氯化银还原成银和氯离子。因此,在电池开始工作时,负极消耗溶液中的氯离子,氯离子浓度降低。正极上的氯化银分解产生氯离子,氯离子的浓度升高。为了达到电中性平衡,负极区氯化钾溶液中的钾离子需要通过半透膜进入正极区。在电池工作过程中,理想状态时负极区的氯离子浓度降低,正极区的氯离子浓度升高,直到两侧氯离子的浓度达到平衡,电池将浓度梯度所储存的化学能全部转换为电能。在电解质浓差电池中,我们需要强调半透膜的重要性。从浓差电池的工作原理我们可知,在上述Ag/AgCl/KCl浓差电池中,理想的半透膜应该具有阳离子选择性,即阳离子的迁移数等于1,阴离子的迁移数等于零。半透膜主要起到了两方面作用。第一,半透膜能够阻止不同KCl溶液之间氯离子的浓度扩散,从而减少了由于浓度扩散所引起的能量损失;第二,由于钾离子能够通过半透膜,因此在电池工作过程中,钾离子能够通过浓度扩散从负极区扩散到正极区,从而保持体系的电中性平衡。通过讨论物理化学中浓差电池的概念我们可以发现电解质浓差电池能够将溶液浓度梯度转化成电能。由于自然界中存在浓度梯度,如海水与淡水之间的盐浓度梯度都属于溶液浓度梯度。因此发展浓差电池,大家最感兴趣的是如何发展电解质浓差电池。而在电解质浓差电池中最核心的部分是具有离子选择性的半透膜。因此,在电解质浓差电池研究领域,大家主要的研究目标就是发展新型的、高通量的、具有离子选择性的薄膜。大家期望尽可能把这种半透膜的工艺简单化、成本低廉化以及工艺简单化。下面主要介绍新型的具有离子选择性的半透膜的研究进展及其在电解质浓差电池上的应用。
二、电解质浓差电池的器件化
如前所述,发展具有离子选择性半透膜是构筑电解质浓差电池的关键。自然界中,最具有代表性的离子选择性半透膜是细胞膜。我们知道细胞是生物体中基本的结构和功能单位,细胞中的新陈代谢活动需要不断地与周围环境进行物质交换。物质选择性地进出细胞是通过细胞膜来实现的。细胞膜上的通道是由镶嵌在细胞膜上的特殊蛋白构成。其独特的非对称结构(锥形结构)能够实现对特定离子的选择性。对于生物体而言,细胞膜对无机离子(如Na+、K+、Ca2+以及H+)的选择性控制,涉及到生命的根基以及某些疾病的机制,比如神经冲动的产生、心脏的节律性跳动、肌肉细胞的收缩以及能量的生成等。
通过学习细胞膜的结构,我们就能开发出新型的离子选择性半透膜。例如Apel等在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面通过粒子轨迹优先化学刻蚀的技术构筑了结构非对称的纳米通道。通过在纳米通道表面形成负电荷,实现了阳离子从纳米通道的小孔端向大孔端方向的定向传输,得到了具有阳离子选择性的半透膜[2]。半透膜的离子选择性取决于纳米通道表面电荷的性质。我们以具有规整孔结构的多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,在其一侧制备一层TiO2多孔薄膜,通过煅烧使其结晶得到TiO2/AAO异质膜。然后用化学气相沉积的方法将十八烷基三甲氧基硅烷分子修饰在TiO2/AAO异质膜上得到疏水纳米孔道。通过紫外光照射在纳米通道表面引入负电荷,得到了具有阳离子选择的半透膜[3]。我们还通过采用电化学聚合的方法,在多孔阳极氧化铝(AAO)一侧沉积聚吡咯(PPy)层得到有机―无机杂化的非对称纳米通道。由于AAO和PPy的等电点不同,调节电解质的pH值可以调控杂化纳米通道中的电荷分布,从而使膜表现出不同的离子选择性。另一方面,PPy是一种光敏分子,光照能够调控膜中通道的表面电荷分布,从而调控膜的离子选择性[4]。
很多研究者把新型的离子选择性半透膜应用到电解质。如Gao等人在多孔阳极氧化铝(AAO)一侧沉积介孔的碳层。AAO的孔径为~80 nm,表面带有正电荷。介孔碳的孔径为~7 nm,表面带有负电荷。这种复合膜表现出高的离子选择性。他们以人工海水和河水来提供溶液浓度梯度,得到3.46 W/m2的能量输出。这一值超过了其他商业可得到的离子选择性膜[5]。
我们利用二氧化钛(TiO2)膜制备了一种光诱导的浓差电池。TiO2作为一种被广泛研究的无机光响应材料,具有光催化分解水的能力,光解水过程导致质子和电子的产生和转移。受能够产生跨膜电化学势梯度的质子泵启发,我们构筑了一个基于多功能光响应纳米通道的光捕获体系。在本体系中,铂纳米颗粒修饰的TiO2纳米通道被作为紫外光的捕获天线,利用TiO2与Pt的功函,非对称性驱动纳米通道两侧发生光化学反应产生跨膜电化学势梯度,从而在纳米通道两侧形成了电势差,导致外电路中光电流的产生[6]。
三、结论
浓差电池作为物理化学里的一个古老的、容易被忽视的化学电源,在新能源领域越来越受到人们的重视。在课堂上通过对浓差电池原理及研究前沿的介绍使同学们认识到物理化学在研究前沿中的角色和作用,增强同学们对物理化学的学习兴趣,从而使一门枯燥的课程变得更加生动。而且,浓差电池普遍存在于自然界中,通过课程的学习,同学们会对自然产生浓厚的兴趣,培养他们学习自然、探索自然以及创造新材料的与器件的能力。
参考文献:
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论文要:本文阐述了生态工程的定义及原理,重点介绍了污水处理技术的要点和意义。
1生态工程介绍
1.1生态工程
生态工程以复杂的社会——经济——自然复合生态系统为对象,遵循应用生态系统中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则,以整体调控为手段,以人与自然的协调关系为基础,以高效和谐为方向,为人类社会及自然环境双受益和资源环境可持续发展设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系。以期同步取得生态环境效益、经济效益和社会效益[1]。
1.2生态工程原理
生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境科学、经济和社会等领域,原理众多。我国学者(马世骏1986、颜京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系统生态学理论的基础上,对生态工程的原理作了精辟论述和提炼。把生态工程原理总结为整体、协调、自生、再生循环等基本原理。孙铁珩,周启星等[2]提出污水生态工程是指运用生态学原理,采用工程学手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术,是污水治理与水资源利用相结合的方法。
2主要生态工程污水处理技术
2.1污水土地处理系统
污水土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术,其原理是通过农田、林地、苇地等土壤--植物系统的生物、化学、物理等固定与降解,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮、磷等资源加以利用[3]。根据处理目标、处理对象的不同,将污水土地处理系统分为慢速渗滤(SR)、快速渗滤(RI)、地表漫流(OF)、湿地处理(WL)和地下渗滤(UG)五种主要工艺类型[4]。
土地处理系统造价低,处理效果佳,其工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%~50%。其中污水湿地生态处理系统又称人工湿地,目前研究最为深入、应用最广泛。通过人工湿地生态工程进行水污染控制不仅可以使污水中的水得以再生利用,还能使污水中的有机物、N、P、K等营养物得到利用。整个系统呈自然式良性循环,构成了具有自适应、自净化能力的水陆生态系统。该系统管理简单,稳定后几乎不需要人的参与,物耗、能耗低,效率高。生态系统中的植物群体不需要另行施肥与灌溉,还兼有美化环境的功能,这种生态净化方法实现了水环境可持续发展[5]。
以人工湿地处理系统为例,土地生态处理系统对污水的净化机理如下:系统中的填料(介质)具有巨大的比表面积,易形成生物膜,污水流经颗粒表面时,其中的污染物质通过沉淀、过滤、吸附作用被截留[6]。
2.2污水生态塘处理系统
生态塘系统是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,建立人工生态系统,,通过天然的生化自净作用,在自然条件下完成污水的生物处理[7]。有机物质在生态塘处理系统中得到降解,释放出的营养物进入了复杂的食物链中,产生的水生作物、水产都可以被收获。生态塘处理系统能够有效地处理生活污水及一些有机工业废水,对有机物和病原体有很好的去除效果,具有投资少、运行费用低、运行管理简单的优点。但该系统占地面积大、易出现短流、温度较高时易散发臭气和孳生蚊虫、对氮磷的去除效果不稳定。近年来,我国生态塘污水处理工艺研究侧重在两个方面[8]:筛选、培育高效水生净化植物;组合曝气、水生植物、水产养殖多个生物处理单元的综合功能,营建生化一体化水生动植物复合生态体系,是污水处理与资源利用的完美结合,构建了一个完整的生态系统和良好的内部良性循环系统。
2.3蚯蚓微生物滤池系统
蚯蚓生态滤池是滤床中建立的人工生态系统,由滤床填料、蚯蚓及布水系统等组成。系统利用蚯蚓和微生物的协同作用对污水中含有的各种形态污染物质进行处理和转化。蚯蚓可对污水和污泥进行吸收和分解,清扫滤床,防止堵塞[9]。蚯蚓粪便可以滤除污染物,提高处理效率。蚯蚓的存在可作为家禽饲料。污水中的生物膜污泥微生物通过食物链最终被有效地转化为蚯蚓的增长及其排泄物,而蚯蚓的机体及其排泄物又可成为他微生物的分解利用对象,从而进行新一轮的生态循环。3生态污水新型处理技术
如利用土壤毛细管浸润扩散原理,研制成功的地下毛细渗滤系统(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛细渗滤系统(UCSS)的中心部分是地下毛细渗滤槽,它通过土壤过滤和微生物降解来去除污水中的污染物。在一定程度上解决了常规土地净化污水处理系统占地面积和运行费用问题,还可回收污水和营养物质(包括氮、磷和钾)用于植物生长。
活机器(livingmachine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(JohnTodd)发明的,是利用太阳能以及利用由多种多样直接或间接从太阳获得能量的生物组成生态系统,将水产养殖与人工湿地结合起来并封闭在温室里,以创造一个高效的污水处理过程[12],包含了沉淀、过滤、净化、吸收、挥发、硝化和反硝化、厌氧和好氧分解过程,在获得高标准水质的同时避免了自然处理系统占地大、滞留期长、寒冷气候处理效果欠佳等弊端。
结语
污水生态处理技术基本上不涉及化学能的投入和化学品的消耗。根据国情,我国的污水治理必须走生态处理技术的道路[13]。
参考文献
[1]钦佩,安树青,颜京松.生态工程学.南京大学出版社[M],1997.
[2]孙铁珩,周启星,张凯松.污水生态处理技术体系及应用[J].水资源保护,2002,3:6-9.
[3]钱文敏,陆轶峰,普红平,张斌.分散生活污水的土地处理综析[J].云南环境科学.2005,24(4):40-43.
[4]杨文涛,刘春平,文红艳.浅谈污水土地处理系统[J].土壤通报,2007,38(2):394-397.
[5]程璞,李多松,张雁秋.城市小区分散式生态污水处理[J].能源环境保护.2004,18(6):4-10.
[6]郑洁敏,牛天新,宋亮.污水生态处理技术概述[J].杭州农业科技,2008(2):26-28.
[7]黄梅,李小兵.我国生态塘污水处理工艺的研究与应用[J].企业技术开发.2004,23(12):19-21.
[8]种云霄,胡洪营,钱易.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[J].环境污染治理技术与设备.2003,(4):36-40.
[9]朱继红,宋碧玉,王启中,邹鹏,刘琳.新型污水生态工程处理技术[J].污染防治技术.2003,16(4):107-110.
[10]杨键,杨健,娄山杰.一种新型环境友好污水处理工艺--蚯蚓生态滤池[J].国资源综合利用.2008,26(1):16-19.
[11]SUNTieheng,HEYaowu,OUZiqing,etal.TreatmentofDomisticWastewaterbyanUndergrouderCapillarySeepageSystem[J].EcologicalEngineering,1998,11:111-119.
【关键词】实验教学;探究;兴趣
化学是一门以实验为基础的自然学科,在化学教学中,利用实验展现化学知识是一种直观重要的手段,也是学生获取化学知识、认识化学规律的捷径,同时引导学生学活知识、用活知识。本人认为化学实验课的设计应具备以下特点:
1要具有探究性
新课程理念要求在课堂上以学生为主体,教师积极引导学生主动参与学习,调动学生的学习兴趣。探究性学习能激发学生的好奇心,吸引学生的注意力。验证实验操作程序严格、呆板,学生动手操作循规蹈矩,缺乏灵活性。不利于发展学生的智力,培养学生的能力。探究性实验则具有明显的优越性,它要求学生精心操作,细心观察。通过实验,得出解决问题的方法与知识。例如:现有两瓶无色无味的气体,通过实验知道瓶中盛有何种气体?要知道瓶中盛何种气体需要通过实验验证,实验前学生必须先思考这两瓶气体中各有怎样的化学性质?能不能燃烧,燃烧产物又是什么?然后进行实验探究。
(1)向瓶中倒入澄清石灰水,石灰水变浑浊的结论是什么,不变浑浊的结论怎样?
(2)用燃着的木条分别伸入两瓶气体,如果木条燃烧更旺的结论是什么?如果能燃烧的气体结论是什么?木条熄灭的结论又如何?
(3)观察燃烧产物有无水生成?产物能否使澄清石灰水变浑浊这些现象的结论又如何?这样通过逐步观察实验现象,推断气体种类,如果结论不明确,再进一步探究,直到得出明确的结论。学生亲身参与实验探究过程,不仅能激发学生的学习兴趣、集中注意力、加深印象,还可培养学生的操作能力、观察能力、分析能力。
2要有创新性
实验是一门科学,要有严谨的科学态度,良好的实验习惯,才能在实验中得到科学的结论,实验又是一项创造性活动,必须有新颖性、灵活性,才能在实验学到不同的知识,得出新的结论,从而推动推动科学的进一步发展。
(1)如课本要求演示的实验,学生预习后可能已很理解,教师演示时部分学生会觉得陈旧而开小差,不细心观察、分析。那么可以将一些实验进行拓展与延伸,将问题设置向深层深化,更换实验药品或将实验装置进行改装,以吸引学生的注意力,培养学生的创新意识。如在物质的变化课题中,可用头发的扯断与燃烧来区别物理变化和化学变化。在混合物与纯净物的区分上,可用米和糠来进行探究区别。这些事例与学生生活贴切,易于理解,也易于吸引学生的注意力。
(2)学生实验的实验设计尽量让学生自己设计,问题设置也应让学生自行设置。如在过滤得实验中,为了观察到明显的过滤效果,让学生往水中加入黄泥土,再进行过滤,对比实验前后,液体的清浊变化现象很明显,学生也更深的理解过滤的作用了。在做铁燃烧的实验时,有些学生设计了用粗大些的铁丝能不能燃烧的问题并进行探究。这样得出的结论,学生的印象一定非常深刻,掌握的知识也一定很牢固。同时培养学生的观察力、想象力和创造力。
3要具有实践性
实验是培养学生动手操作能力,让学生获得感性知识的重要手段。学生在亲自动手的过程中掌握操作规则,了解操作的不规范会直接影响实验结果,得出错误的结论。通过实验懂得如何在实验中节省药品,操作简便快捷且现象明显,让实验具有时效性和简约化。同时理解化学能源的开发利用以及化学物质对人类身体健康的影响,从而培养学生的环保意识。如在做硫燃烧的实验时,同学们闻到了刺激性气味的气体,这是煤燃烧的产物之一,此气体严重污染空气,这种气体的简单处理方法是用水吸收,当然,不烧或少烧煤更有利于减少空气的污染物。在做硫酸铜与碱反应的实验中,学生会深刻理解废液处理的科学性。因为这种蓝色液体是学生家里常用的农药波尔多液的一种成分,如果把它倒入下水道,将会严重污染水,影响人类的生活环境。学生通过亲身体验,认识到节约药品不但节省能源,还可减少污染,从而培养良好的实验习惯和化学科学素质,并把在实验过程中学到的化学知识应用到生活实践中。
4要有开放性
现代社会已信息化,通过不同的轨道可获得不同的信息,不同的信息也会让我们获得不同的结论,化学实验也会因不同的实验方法—不同的仪器装置、操作手段、观察角度、药品种类及用量、以及学生的不同的思维方式,而得到不同的信息和结论。因此,不同的答案在实验教学中也是正常的,教师对实验的设计就要从不同角度出发,对实验结果也应从不同角度去分析,敢于突破,肯定新结论。这样,学生在实验中就不会经常碰壁,束手束脚,相反,开放性的实验会让学生学到更多的新知识,激发学生进一步探究的兴趣,增强自信心,提高学生的创新能力。如:在金属的化学性质中,铜被氧化生成的氧化铜是黑色,但让铜在潮湿空气缓慢氧化却得到铜绿。同样是铜被氧化,为什么现象不一样,它氧化的产物一样吗?为什么会得到不同结论?这就激发了学生的好奇心,使学生有进一步探究的冲动,从而培养了学生的钻研思想。
5要有灵活性
化学实验是培养学生各种能力的重要途径,但实验时必须有教师的指导,在教师的引导下,学生会更快更规范的进行实验,从而更迅速的获取科学的信息,准确地结论。但教师不可能时时刻刻都在学生的身边,且学校的实验室也不可能时刻敞开着。离开教师和实验室,还有没有也能让学生进行实验探究的条件呢?这就要设计一些简便灵活的实验,让学生在家里或宿舍都能够完成。
例如:一些花也能做酸碱指示剂,各种花遇酸碱的颜色变化情况的探究,不用再在实验室进行,学生可在家或宿舍里完成,这既能培养学生的动手能力、思维能力,还能培养学生的创新设计能力。
再如:甲烷燃烧的实验,现在大多数农村家庭都用上了沼气,让学生回家时观察沼气(主要成分是甲烷)燃烧的现象,验证燃烧产物,这能充分激发学生的兴趣,同时让学生感觉到化学就在身边,化学就在日常生活当中,化学离我们那么近,学好化学大有用处,学生就会积极主动地学好化学了。
当然,在化学教学中,教师应是实验改革的带头者,无论是实验方法的改进、教具的创造、装置的新颖还是实验设计的创新,都能感染学生。教师应鼓励学生发挥想象力、创造力,支持学生的超前思想,培养学生的科学精神和科学态度,培养学生团结协作的精神,创造和谐的学习环境。
参考文献
[1]韦志坚,《提高初中化学教学效果初探》,广西《基础教育研究》,2008
1.1生态工程
生态工程以复杂的社会——经济——自然复合生态系统为对象,遵循应用生态系统中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则,以整体调控为手段,以人与自然的协调关系为基础,以高效和谐为方向,为人类社会及自然环境双受益和资源环境可持续发展设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系。以期同步取得生态环境效益、经济效益和社会效益[1]。
1.2生态工程原理
生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境科学、经济和社会等领域,原理众多。我国学者(马世骏1986、颜京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系统生态学理论的基础上,对生态工程的原理作了精辟论述和提炼。把生态工程原理总结为整体、协调、自生、再生循环等基本原理。孙铁珩,周启星等[2]提出污水生态工程是指运用生态学原理,采用工程学手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术,是污水治理与水资源利用相结合的方法。
2主要生态工程污水处理技术
2.1污水土地处理系统
污水土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术,其原理是通过农田、林地、苇地等土壤--植物系统的生物、化学、物理等固定与降解,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮、磷等资源加以利用[3]。根据处理目标、处理对象的不同,将污水土地处理系统分为慢速渗滤(SR)、快速渗滤(RI)、地表漫流(OF)、湿地处理(WL)和地下渗滤(UG)五种主要工艺类型[4]。
土地处理系统造价低,处理效果佳,其工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%~50%。其中污水湿地生态处理系统又称人工湿地,目前研究最为深入、应用最广泛。通过人工湿地生态工程进行水污染控制不仅可以使污水中的水得以再生利用,还能使污水中的有机物、N、P、K等营养物得到利用。整个系统呈自然式良性循环,构成了具有自适应、自净化能力的水陆生态系统。该系统管理简单,稳定后几乎不需要人的参与,物耗、能耗低,效率高。生态系统中的植物群体不需要另行施肥与灌溉,还兼有美化环境的功能,这种生态净化方法实现了水环境可持续发展[5]。
以人工湿地处理系统为例,土地生态处理系统对污水的净化机理如下:系统中的填料(介质)具有巨大的比表面积,易形成生物膜,污水流经颗粒表面时,其中的污染物质通过沉淀、过滤、吸附作用被截留[6]。
2.2污水生态塘处理系统
生态塘系统是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,建立人工生态系统,,通过天然的生化自净作用,在自然条件下完成污水的生物处理[7]。有机物质在生态塘处理系统中得到降解,释放出的营养物进入了复杂的食物链中,产生的水生作物、水产都可以被收获。生态塘处理系统能够有效地处理生活污水及一些有机工业废水,对有机物和病原体有很好的去除效果,具有投资少、运行费用低、运行管理简单的优点。但该系统占地面积大、易出现短流、温度较高时易散发臭气和孳生蚊虫、对氮磷的去除效果不稳定。近年来,我国生态塘污水处理工艺研究侧重在两个方面[8]:筛选、培育高效水生净化植物;组合曝气、水生植物、水产养殖多个生物处理单元的综合功能,营建生化一体化水生动植物复合生态体系,是污水处理与资源利用的完美结合,构建了一个完整的生态系统和良好的内部良性循环系统。
2.3蚯蚓微生物滤池系统
蚯蚓生态滤池是滤床中建立的人工生态系统,由滤床填料、蚯蚓及布水系统等组成。系统利用蚯蚓和微生物的协同作用对污水中含有的各种形态污染物质进行处理和转化。蚯蚓可对污水和污泥进行吸收和分解,清扫滤床,防止堵塞[9]。蚯蚓粪便可以滤除污染物,提高处理效率。蚯蚓的存在可作为家禽饲料。污水中的生物膜污泥微生物通过食物链最终被有效地转化为蚯蚓的增长及其排泄物,而蚯蚓的机体及其排泄物又可成为他微生物的分解利用对象,从而进行新一轮的生态循环。
3生态污水新型处理技术
如利用土壤毛细管浸润扩散原理,研制成功的地下毛细渗滤系统(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛细渗滤系统(UCSS)的中心部分是地下毛细渗滤槽,它通过土壤过滤和微生物降解来去除污水中的污染物。在一定程度上解决了常规土地净化污水处理系统占地面积和运行费用问题,还可回收污水和营养物质(包括氮、磷和钾)用于植物生长。
活机器(livingmachine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(JohnTodd)发明的,是利用太阳能以及利用由多种多样直接或间接从太阳获得能量的生物组成生态系统,将水产养殖与人工湿地结合起来并封闭在温室里,以创造一个高效的污水处理过程[12],包含了沉淀、过滤、净化、吸收、挥发、硝化和反硝化、厌氧和好氧分解过程,在获得高标准水质的同时避免了自然处理系统占地大、滞留期长、寒冷气候处理效果欠佳等弊端。
结语
污水生态处理技术基本上不涉及化学能的投入和化学品的消耗。根据国情,我国的污水治理必须走生态处理技术的道路[13]。
【关键词】 燃料乙醇; 生命周期; 成本模型
能源短缺和环境污染将是今后世界各国发展的最大制约瓶颈。以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济是人类社会的必然选择。随着汽车清洁代用能源研究的深入,生命周期评价方法已广泛应用于汽车清洁代用能源的研究和开发。通过对汽车清洁代用能源(包括汽车代用燃料和代用动力)进行生命评价与比较,为政府选择合适的汽车清洁代用能源,进行正确决策提供依据。
全生命周期成本(LCC)也被称为寿命周期费用。美国国防部给出的LCC的定义为政府为了设置和获得系统以及系统一生所消耗的总费用,其中包括开发、设置、使用、后勤支援和报废等费用。文献认为LCC是指产品从开始酝酿,经过论证、研究、设计、发展、生产和使用一直到最后报废的整个生命周期内所耗费的研究、设计与发展费用、生产费用、使用和保障费用及最后废弃费用的总和。国内对汽车代用清洁能源生命周期评价的研究还处于起步阶段,上海交通大学建立了木薯乙醇燃料周期经济、能源和环境评价(EEE)模型,清华大学对燃料电池车基础设施进行了生命周期排放评价。重庆大学对车用替代燃料方案进行了生命周期EEE分析与应用研究。本文采用价值流分析建立LCC模型。价值流(Value flow)是指企业将一种产品从概念设想到投产,将一种产品从原材料状态加工成客户可以接受的产成品,并送至顾客手中的一系列活动。最后以燃料乙醇项目为例对其成本进行了分析研究。
一、成本模型构建
燃料乙醇的生命周期成本由其生命周期过程中各阶段成本组成的成本链构成,如图1所示。C1~C5分别为“原料生产”、“燃料生产”、“加油站”及“运输”单元的成本输出,T1~T3分别为“原料生产”、“燃料生产”和“加油站”的利润。前一阶段的成本输出和利润作为后一阶段的成本输入。
(一)原料生产及运输成本
燃料乙醇的“原料生产”单元成本是燃料乙醇生产原料种植阶段的成本。包括化肥、农药、种子等直接原材料成本;电力、柴油等能源成本;运输成本;种植、收获过程租用使用机械形成的其它成本等,如图2所示。
其计算公式:C1=Cm+Ce+Ct+C0(1)
式中,C1―原料生产阶段输出成本;
Cm―直接原料成本;
Ce―能源成本;
Ct―运输成本;
C0―其它成本。
燃料乙醇“原料生产”单元后的“运输”单元指把木薯等燃料乙醇生产原料(干物质)运输到乙醇生产厂的过程。
式中,C2―运输过程输出成本;
Pr1―原料成本;
Pi―第i种运输方式的单位距离成本;
yi―第i种运输方式的运输距离;
Y2―原料运输量。
(二)燃料生产、运输及销售成本
“燃料生产”单元是把木薯等生产原料加工成燃料乙醇的生产过程。此阶段的成本构成包括生产成本、期间成本和副产品收益等,如图3所示。
C3=Cp+Ci-Cb(3)
式中,C3―燃料乙醇生产阶段输出成本
Cp―生产成本
Cp=Cm+Ce+Cs+Cmn(4)
式中,Cm―直接原料成本。
Cm=C2+Ca+C0(5)
式中,Ca―生产辅助材料成本;
C0―生产过程其他材料成本;
Ce―能源成本;
Cs―工资及附加;
Cmn―制造成本。
Cmn=CD+CR+COT (6)
式中,CD―折旧费用。
CD=Fx(1-RL)RF/DFY(7)
式中,Fx―固定资产原值;
RL―残值率;
RF―固定资产原形成率;
DFY―折旧年限;
CR―保养及维修成本;
COT―其它成本。
Ci=Cm a+Cf+Cs c(8)
式中,Ci―期间费用;
Cm a―管理费用;
Cf―财务费用;
Cs c―销售费用;
Cb―副产品收益。
乙醇的生产价格为:
Pr2=C3+Tx2+Pf2(9)
式中,Pr2―燃料乙醇生产价格;
Tx2―乙醇生产环节税金;
Pf2―乙醇生产厂家利润。
税金的计算参考国家计委的《建设项目经济评价方法与参数》。在燃料乙醇生产过程中,税金主要包括增值税、营业税、消费税、城市维护建设税、教育费附加及企业所得税等。由于燃料乙醇为绿色环保,是国家政策鼓励扶持范围,在燃料乙醇的生命周期成本计算中,仅涉及增值税及附加(城市维护建设税和教育附加税),增值税的计算方法为:
VT=S*Tr+Pc*Dt (10)
式中,S―销售额;
Tr―税率;
Pc―应税产品外购部分的费用。
Pc=Cm+Ce+Cmn (11)
Dt―扣除率。
“燃料生产”单元的利润为“产品计划利润”。
Pf=C×f (12)
式中,Pf―产品计划利润;
C―产品成本;
f―产品成本利润率。
燃料乙醇“燃料生产”单元后的“运输”单元是指把燃料乙醇运输到加油站的过程。
式中,C4―运输过程输出成本;
Pi―第i种运输方式的单位距离成本;
yi―第i种运输方式的运输距离;
Y3―燃料运输量。
加油站是燃料乙醇生命周期过程中的销售环节,其成本计算方法与乙醇生产过程的成本计算方法相同。
C5=Cp+Ci(14)
Cp=Cm+Ce+Cs+Cm n (15)
Cm=C4+Ca+C0 (16)
Cm n=CD+CR+COT(17)
Ci=Cm a+Cf+Cs c(18)
Pr3=C5+Tx3+Pf3(19)
式中,Pr3―燃料乙醇销售价格;
Tx3―乙醇销售环节税金;
Pf3―乙醇销售利润。
(三)燃烧/车辆使用
“燃烧/车辆使用”单元指含一定比例燃料乙醇的汽油(或纯乙醇)在发动机气缸中燃烧,释放化学能,驱动汽车行驶的过程。在这个单元,由于燃料导致的汽车使用成本为:
Cv=Pr3*FEG (20)
式中,FEG为乙醇―汽油混合燃料汽车燃油经济性指标,升/100公里。
二、成本模型应用
(一)项目概况
生命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)是衡量燃料能源贡献度的另一个主要方面,燃料乙醇的生命周期成本是燃料乙醇从“原料生产”到“燃烧”整个生命周期所消耗费用的总和。
木薯燃料乙醇项目是新建项目,年生产10万吨乙醇(95.6%)。主要原材料为木薯,每年需要的木薯干片为26万吨,从而需要木薯种植面积30万亩。另外,销售这些燃料乙醇需加油站658个。该项目由三个子项目组成,即:木薯种植、乙醇生产和燃料乙醇添加站。它们的概况见表1、表2和表3。
(二)成本分析
除了作汽油含氧添加剂和E10(木薯乙醇汽油车)外,燃料乙醇还有E22、E10~E85(灵活燃料汽车)和E95等应用形式。分别评价木薯乙醇E22、E85(灵活燃料汽车燃料中乙醇与汽油混合比例的最高值)和E95应用形式的生命周期指标,通过运用构建的成本分析模型和有关资料计算,木薯乙醇―汽油生命周期成本如表4所示。显然,木薯乙醇―汽油混合燃料的成本都比汽油高。因此,木薯乙醇―汽油混合燃料的价格也相应较高,所以无论以何种形式应用木薯乙醇,都需要政府的财政补贴支持。
木薯乙醇生命周期成本主要构成如图4所示。可见,原料成本是影响木薯乙醇价格的决定性因素(占木薯乙醇价格的59%),其次是木薯乙醇生命周期中(从木薯种植到乙醇生产)相关各方的利润和税收。
木薯乙醇的原料成本包括木薯干片的成本,乙醇生产中淀粉酶、糖化酶、酵母、硫酸等辅助材料的成本,及生产中副产品的收益,表5列出了木薯乙醇原料成本的构成。显然,木薯干片成本是影响木薯燃料乙醇成本的关键因素。
木薯干片的成本构成如图5所示。可见,化学品、木薯种植和农民收益分别占木薯干片成本的21%、22%和21%。新的化学品生产技术、新型木薯种植技术和农民收益是降低木薯干片成本的主要因素。
木薯干片(生产厂买入价)和木薯燃料乙醇价格之间的关系如图6所示。可见,木薯燃料乙醇的价格随木薯干片价格的降低而降低,当木薯干片的价格降低到710元/吨时,木薯燃料乙醇的价格将降低到可以在价格上与汽油竞争的水平:2.61元/升。
木薯的平均产量(鲜木薯)与木薯燃料乙醇价格之间的关系如图7所示。可见,当木薯的平均产量增加到50吨/公顷时,木薯燃料乙醇的价格将降低到可以在价格上与汽油竞争的水平:2.61元/升。可见,提高木薯的平均产量可以较大增强木薯燃料乙醇的价格竞争潜力。
三、结论
本文详细分析了木薯燃料乙醇生命周期的各个阶段:木薯的生产、乙醇转化、运输、燃料乙醇配送和燃料乙醇的使用,建立了燃料乙醇全生命周期成本模型,对以木薯为原料的燃料乙醇进行了生命周期成本分析评价,结果表明:木薯燃料乙醇的成本比汽油高,无论以何种形式应用木薯燃料乙醇,都需要政府的财政补贴支持。
【参考文献】
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[7] 黎贞崇,李军,韦昌联.提高单产是解决木薯燃料乙醇原料问题的出路[J].可再生能源,2008(03).
论文摘要:随着我国能源结构调整步伐的加快,电力、天然气等清洁能源在终端能源中的比重将不断提高;同时,优质能源之间的竞争也必将日益激烈。本文选取了一种可行的终端能源价格竞争力评价方法,并以北京市为例做了比较和分析,研究了能源储备量、能源政策对价格竞争力和未来发展趋势的影响。目前,北京市几种主要的终端能源的价格竞争力排名是煤炭、天然气、电力、石油 ,但从次能源的稀缺性可以得出作为 二次能源的电能有 日益发展的趋势;国家能源政策和北 京市能源政策决定了终端能源的未来发展趋势就是不断提高电力、天然气等清洁能源的比例。
一、终端能源及其竞争力的概述
(一 )终端能源
能源是经济发展的血液,是国民经济持续发展和人民生活水平不断提高的物质基础,也是实现城市可持续发展 中相互关联的经济、社会和环境 目标的核心。终端能源是指用户直接利用的能源。按照国际通行 的能源平衡表的定义 ,终端能源消费是一次能源扣除能源工业自用能源以及加工、转换和输配损失后,供终端用户使用的能源量。终端能源包括煤炭 、石油、天然气 、电力 、热力等,使用部门有工业、运输、民用、服务、农业和非能源应用等等。
近些年 ,北京地区终端能源消费增长较快,“十五”期间平均增 长 5.5%,增长呈加快趋势 ,属于以煤炭和油 品为主的能源消费结构 ,天然气 、电力等清 洁 能源 比重 不高 ,环 境 污染 严 重。但 在2006年的终端能源消费总量 中,原煤 和焦炭合计占到 27.1%,油品占20.9%,天然气占6.65%,电力占 33.1%,由此看到北京 的天然气 和电力 消费比重正在不断提高 ,但离发达 国家还有一定 的差距 。
(二)终端能源竞争力
要想研究电能终端能源竞争力,首先 得理解竞争力的涵 义。竞争力是一个复杂的概念,由于竞争力的复杂性使得对竞争力的定义难 以形成一致的看法。同时竞争力的概念也是一个综合 的概念 ,它涉及国与国、地区与地区、经济主体与经济主体之间的经济关系…。按照竞争主体的不同层次可 以将竞争力划分 为国家竞 争力 、产业 或行业竞争力 、地区竞争力 、企业竞争力和产品竞争力 。
目前 ,针对终端能源竞 争力的研究还 未见端倪 ,但是对终端能源竞 争力的研究有很 重大的现实意 义。国家 “十一 五”规划 纲要 明 确提 出,到2010年单位 国内生产总值 能源消耗 和主要 污染排放物总量 分别 比 2005年降低 20%和 10%,因此加强能源结构调整 ,逐步转变为以天然气、电力等优质能源为主的清洁型能源消费结构是十分必要的。更为重要 的是 ,北京是 2008年奥运会 的主办城 市,提高清洁能源的使用,改善环境条件,能使北京这个现代化的大都市 以优美的环境迎接世界各国人民,提升首都北京在国际上的整体形象。终端能源竞争力评价 ,是一个综合评价问题,因为影响其竞争力的因素有很多,有外部 因素 、内部因素等。这里面既包括经济效益 ,又包括环保 、政策等多方面因素,在考虑问题时需要有个全面、整体的思想,并对各种因素的权重赋值,加权得出总分
二、北京市终端能源价格竞争力比较
国际能源署 (IEA)对 世界能源 进行 了展 望。在所有终端能源 中 ,预计电力需求在世界范 围内增长 最 快 ,从 2000年 到 2030年 将 年 均 增 长2.4%。在这个 时期 ,电力 消费量将 翻番,而 它在最终能源总消费量中的比例也 将从 18%增 加到24%。发展中国家的电力使用将增加最快,每年可达 4.1%,这是 由于用 电人 口数量 以及 人均 消费量都将增 加。转型经济国家和 OECD国家 的电力需求年增长率将分别为 2%和 1.5%。煤炭在世界终端能源消费中的比例将从 9%下降到 7%但它在工业部门的使用将继续增 加,不过这只限于非 OECD国家 。煤炭在 民用和服务部 门的使用将停止增加。预测 2000年到 2030年 ,石油 和天然气在世界终端 能源消费 中的 比例 几乎没有变化。石油产品几乎要 占终端 能源 消费量 的一半,而天然气要占 18%。石油需求将以每年 1.8%的速度增长,其 中运输部门约 占需求增 长量 的四分之三。在 OECD国家,运输部 门在 石油需求增加量中的比例要 占9O%以上 。
终端能源竞争力评价,是一个综合评价问题 ,因为影响其竞争力 的因素有很多 ,因此具有一定的复杂性。但既然是终端能源,对于终端用户而言 ,能源的经济性是相当重要的因素。目前 ,人们对于各种能源消耗的经济对比,还缺乏一种 比较科学的方法。仅仅依据费用直接进行对 比是不科学的,这里把各 种燃料 的燃烧值转化为等效电能值 ,再把能源价格都换算成 电价 ,以电价为基准,进行能源价格 的竞争力比较 。 计算方法如下 :设某可燃性能源的燃烧值为A×10 焦耳 ,热 效益 为 k,那 么 等效 电能值 为千瓦时。
表 1列出了常见燃料的等效电能参考值,各种燃料的燃烧值摘 自现行的教科 书 ,计算过程 中考虑 了能源消费的实际热效益。值得注意的是每一种类的燃料都可能存在若干个等级,表中所列只是最具代表性的一种。如柴油又有重柴油 、柴油之分 ,前者燃烧值为 33×106焦耳,后者为 42.9×10 焦耳,等效电能值 自然也就不一样 。
表 2列出了目前北京市几种主要燃料的费用对比情况 ,其中“折算 电价”表示各种燃料的燃烧值转换 成等效电能后 的价格 。其具体计算过程为:设某种燃料的等效电能值为 B,该燃料 的单价为 c,则该燃料的“折算电价”即为 元/千瓦时。然后,将各种燃料 的“折算 电价”与现在 的电价进行 比较,就可得出各种燃料的价格竞争力排名。
《北京市发展改革委转发国家发展改革委关于调整华北电网电价文件的通知》中明确规定 ,居民生活用电不满 1千伏到户价格每千瓦时 0.4883元 ;1千伏及以上 到户 价格每 千瓦时 0.4783元 。城镇居民合表用户及城镇高压自管户供居 民生活用电,供电企业总表结算价为每千瓦时 0.4513元(不满 1KV)和 0.4413元 (1—10KV、35—110KV);对农村地区尚未实现抄表到户的农村居民用 电,供电企业与乡(镇)供电所或村结算价为每千瓦时0.4213元 (不满 1KV)和 0.4113元 (1—10KV、35— 110KV)。居民峰谷试点电价采用两段制,峰时段为 6:00—22:00,电价标准为0.4883元/千瓦时;谷时段为 22:O0—6:O0,电价标 准 为 0.30元/千瓦时。在此,我们就选取 峰时电价 0.4883元/千瓦时和谷时电价 0.30元/千瓦时为基准 ,与其他 能源进行价格竞争力的比较 ,结果如表 3。
从表中可见,煤炭、天然气的价格 比电能低 ,石油价格高于电价。在几种煤炭 中,又以焦炭最贵;居 民使用的液化气比天然气价格略低 ;谷时电价略高于天然气 的价格 ;峰时电价 略低于汽油价格;柴油的价格最高。由于数据来源和各种能源价格计量标准不一致 等原 因,会不可避免地导致竞争力排名情况存在一定误差,这里仅用于学术探讨。
三、北京市终端能源价格竞争力分析
从上面的能源价格来看,石油是最贵的,其次是电力 、天然气 ,而煤炭最低 ,因此单从 目前的价格来看,煤炭竞争力最强 ,其次是 电力 、天然气 ,石油竞争力最 弱。但未来 的竞 争力走势就未必如此,如最近北京市天然气 、电力在终端能源中的比例在不断提高 ,而煤炭、石油 的比例呈下降趋势因此 ,还应结合能源储备量及未来能源政策等因素 ,对能源价格竞争力进行分析。
(一 )全球能源储备
石油 、煤炭、天然气都属于一次能源,是不可再生能源,而电力属于二次能源,新能源发电都是可再 生 的 。
2006年全球石油探明储量 (数据来源 :环球能源网)为 1645亿吨 ,世界各地 区石油探 明储量分别为 :北美 78亿吨(占世界总量的 5.0%),中南美 148亿吨(占世界的 8.6%),欧洲和欧亚大陆197亿吨(占世界 的 l2%),中东 1012亿吨 (占世界的61.5%),非洲 152亿吨(占世界的9.5%)。亚太地区54亿吨(占世界的3.4%)。
2006年全球 天然气探明储 量 (数据来源 :环球能源网)为 181.46万亿立方米 ,世界各地 区石油探明储量分别为:北美 7.89万亿立方米 (占世界总量的 4.4%),中南美 6.88万亿立方米 (占世界的 3.8%),欧洲和欧亚大陆 64.13万亿立方米(占世界的 35.3%),中东 73.47万亿立方米 (占世界的 40.5%),非洲 l4.18万亿立方米 (占世界的7.8%),亚太地区 l4.82万亿立 方米 (占世 界 的8.2%)。
2006年全球煤炭探明储量(数据来源:环球能源网)为 909064百万吨,世界 各地区石油探明储量分别 为:北美 254432百万吨 (占世界总量的28%),中南美 19893百万吨(占世界 的 2.2%),欧洲和欧亚大陆 287095百万吨(占世界 的 31.6%)非洲和中东 50755百万吨(占世界的 5.6%),亚太地区 296889百万吨(占世界的 32.7%)。 《BP世界能源统计 2006))的数据表明 ,以 目前的开采速度计算 ,全球石油储量可供生产 40年天然气和煤炭则 分别 可 以供应 65年 和 162年全球 能源储备对能源价格有直接的决定作用 ,资源的稀缺性使得这些不可再生能源 的价格有上涨趋势。
与这些一次能源相比,电能有 以下特点 :(1)电能是清洁能源 ,污染小,使用效率高。(2)电能使用方便,操作简单,符合人们的消费偏好和使用习惯。而且生产生活中越来越多地使用许多电气设备 ,这 些设 备具有专 用性 ,难 以用其他 能源替代。(3)电能来源之广是其他能源所望尘莫及的化学能 、水能、风能 、太阳能 、原子能等都能转化为电能,而水能、风能 、太阳能等发电都是可再生的可以循环利用。因此,电能将来的价格竞争力将越来越强 。但 目前 由于技术 和设备上 的限制 ,生活中所用的电还是 以火力发 电为主,所 以电煤价格仍对电价有着重大影响。
(二)能源政策与未来发展趋势
能源政策在很大程度上决定了终端能源的未来发展趋势。《国民经济和社会发展第 十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期 间单位 国民生产总值(GDP)能耗降低 20%等一系列资源节约的约束性指标 ,这些指标 具有法律效力 ,必 须确保实现 。
进入“十一五”发展阶段 ,在全球化条件下 ,中国新的能源发展 目标和政策主要包括以下几点 :第一 ,确保全体人 口享有基本能源供给 的公共服务 、基础设施和可及性 ;加快城乡居民电网改造和建设 ,在边远地区和山区发展太阳能 、风能 、生物能等新型能源 。第二,对东部 中晚期油 田和新疆石油实行保护性开发 ;根据 国际市场情况 ,进一步提高石油净进口率 ,石油净 进 口率 由 1997年 的l3.7%提高 到远期的 40%以上 ;充分利用 国内石油加工能力 ,开展“石油加工贸易”,扩大较高附加值的石化产品的出口;大力鼓励天然气消费,天然气用量 占全部资源消费比重由目前的2%提高到5%,提高到 2010年的 10%,2015年提高到 15%以上 ,即消费比重每年提高 1个 百分点 。第三 ,对石油及成品油、天然气进口实行零关税政策;打破石油进口垄断 ,逐步取消石油进 口配额限制 ,允许用油大户全球直接采购 ;鼓励 国内能源企业与跨国公司多种形式的战略结盟 、相互持股 ,鼓励能源企业海外投资 、建立基地、海外上市 ,参与 国际竞争 。第 四,大力发展石油 、天然气 管道基础设施。
中国国土面积略大于美国,但输油管道长度仅为美国的 3.5%,输气 管道长度仅 为美 国的 2.8%油气管道等基础设施滞 后成为制约瓶颈 ,今后将进入一个大 的发展时期。第五,“西气东送”等管网基础设施工程实行“管网分开”的新原则。油气管道属于公共物品,但油气的生产 、输送和销售属于竞争性产 品。中央负责干线 ,地方负责支线 ,城市负责配套管线,国网、地 网和市网统 一联 网、区域联 网;管网工程的施工 、运营应按企业化商业化方式运作 ;天然气和石油从勘探 、开采到生产和销售一律放开市场 ,引入国际竞争,积极利用外资。第六,大的天然气管道沿线实施煤改气工程 ;沿线用煤大户 、发电厂和主要城市,限期实施煤改气工程;天然气应优先送往沿线大采 暖锅炉和 主要用能大户;鼓励沿线建立天然气发电厂。第七,积极利用全球节能和环保技术 ,实行技术与设备进 口低关税或零关税,促进对这些技术吸收 、消化 、扩散和应用;重点扶持具有 战略意义和环保效益巨大的清洁煤及其气液化技术和新能源技术,继续大力推广清洁煤技术和优质能源的使用技术 一 。
《北京市“十一五”时期能源发展及节能规划》针对北京市能源消费水平高,优质能源比重较高,节能取得一定成就、但仍有较大潜力 ,能源严重依赖外部 、供应体系存在安全隐患 ,能源保障 了经济社会发展需求 、但运行调控难度较大等能源现状特点 ,制定 出“十一五”期 间能源设施建设的主要任务是加强能力建设 、大力推进能源节约、继续调整能源结构、统筹城 乡能源发展 、建立安全预警和应急体系 、加强管理和法制建设 等六 个方 面。明确提出大力发展电力和天然气等 清洁能源,优化能源结构,改善生态环境。实施“总量控制,分区发展,全程管理,清洁高效”的举措,改善燃煤利用结构 ,控制燃煤 的污染物排放 总量。到 2010年 ,电力、天然气在终端能源消费中所占比重分别为38%和 11% 。
从上述的国家能源政策和北京市能源政策可见,终端能源的未来发展趋势是不断提高电力、天然气的使用 比例 ,煤炭使用 则重点扶持清洁煤技术,对石油实行保护性开发 ,绿色环保的新能源技术是今后发展的重 中之重 ,这跟 中央“十一五”规划建设资源节约型、环境友 好型和谐社会的宏伟目标是完全吻合的。
四、结论
根据以上分析,北京市 的几种 主要 的终端能源的价格竞争力排名是煤炭 、天然气 、电力 、石油目前来 看 ,煤 炭是最便宜 的能源 ,而石油价格 最高,天然气和 电力居 中。煤炭、天然气 、石 油都是一次能源 ,根据 其储 备量 分别 还能 用 162年 、6年和 4O年 ,而电力是 二次能源 ,发 电形式多 。同时 ,天然气 、电力又是清洁能源,根据 国家和北京市的能源政策 ,电力 、天然气在终端能源消费中所占的比例将不断提高 。
参考文献
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[3]戴平生 .能源替代工程 与电价[J].电力需求侧管理2000,(4).
关键词:危险源 水利水电工程 施工管理
中图分类号:TV512 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(A)-0062-01
1 危险源的分类
危险源分类有两种分类理论为:两类危险源和三类危险源。
两类危险源分类理论的研究者认为,根据危险源在事故发生、发展过程中的作用,可将危险源分为两大类:把生产过程中有可能发生意外能量释放的物质(能源或能量载体)、有毒的物质等物质称作第一类危险源。
施工过程中必须采取限制能量的释放或者控制危险物质的方法来防止第一类危险源的产生。但是有些情况下对第一类危险源的控制、防治措施会失效,而导致这些措施失效的因素称为第二类危险源。普遍认为第二类危险源包括人的因素、物的因素和环境的因素三方面。第二类危险源往往是一些围绕第一类危险源随机发生的现象,其在生产、生活中为利用能量,而让能量按照人们的意愿在系统中有序流动,转换和释放能量。它们出现的情况决定事故发生的可能性,第二类危险源出现得越频繁,发生事故的可能性越大[1]。
三类危险源分类理论认为,除了上述两种危险源之外,把由于安全管理决策、组织失策等人类活动的不安全行为、失误造成的系统失稳、失衡的情况称之为第三类危险源[2]。
2 水利水电工程施工重大危险源的来源
重大事故的发生往往皆是有因可查的,绝非偶然、独立的。事故的发生包括直接原因和间接原因。事故的直接原因是指那些能直接引起人员伤亡、经济损失以及造成周围环境的破坏的能量(如电能、化学能等等),能量的载体和有毒物质,即第一类危险源;事故的间接原因是是指围绕第一类危险源发生的事故,即第二类危险源,同时还包括上述的第三类危险源的作用,一起事故的发生是由三部分组成的:固有危险源、诱发因素、组织因素。
对大量水利水电施工事故的统计研究发现水利水电施工过程中的施工危险源主要为以下7类:高处作业、工程地质条件、生产环境因素、生产设备因素、生产材料因素、人的不安全因素以及其它因素等[2]。这些因素分别分布在以下几个方面。
(1)生产、储存和运输能量的装置、设施、设备和易燃、易爆有毒物质主要分布在以下的施工场所:汽油储量在10以上,柴油储量在20以上的油库;一次性装药量在1以上或者施工作业人员在10人以上的爆破工程;储存炸药在10以上的炸药库;额定蒸发量在1的锅炉设备;制冷、制冰设备;大量液态氨储存地质;易燃、易爆、有毒物质运输过程;大型运输设备的运输过程。
(2)在施工过程中使施工人员或者工具等具有较高势能的设备、装置以及场所等。这些危险源主要分布与:载人装置高度超过10,载人人数超过3人的情况;作为承重用的排架,平台所在的高度超过10,面积超过20的情况;高空作业的高度超过10,人数超过20人的情况;大型的吊机等起重设备以及起重设备的附属设备。
(3)某些失控的设备、仪器、场所如果失控就有可能产生巨大的能量释放,导致重大事故的情况,这包括:高度大于20,坡度大于60°的边坡(容易引发滑坡、塌方、石块掉落)的作业人员超过10人的情况;在基坑开挖过程中深度、宽度均大于1,作业人员超过10人的情况;在滑坡体附近施工,施工工期超过3个月、作业人员超过10人的情况;水文地质条件复杂出施工的竖井、斜井和隧洞等施工项目;易发泥石流区域的施工期雨季工期大于1个月的,作业人员超过10人的情况。
(4)危险场所、大型的群众集会以及突发事件分布于:重大的集会等人活动较为集中的场所;员工、居民的生活区、娱乐场所、办公楼等;大型聚会还有可能导致集体的食物中毒,流行病的感染与传播;突发的不可避免的天气、地质等自然灾害。
(5)自然灾害及危害,包括:高原地区使人产生的高原反应、野外无人区的火灾、雷区的雷电伤害、地震多发区的地震,泥石流多发区的泥石流灾害、沿海地区的台风灾害等。
3 水电施工伤亡事故的特点
(1)高概率、高危害、高损失事故较集中。容易形成群体伤亡的事故,主要集中在:坍塌、放炮、提升车辆伤害、冒顶片帮等四类。四类事故的平均事故死亡严重度为1.54人/次,比统计平均事故死亡严重度高30.5%。其中放炮和冒顶片帮事故居低概率事故。
易形成物毁人亡、造成较大经济损失的事故类别有;坍塌、火灾、起重伤害、提升及车辆伤害。这四类事故的平均经济损失严重度为5.4万元/次,比统计平均经济损失严重度高1.47倍。其中火灾事故属于低概率事故。
(2)违章事故多。统计资料表明,大多数事故都涉及到人和物两个方面的原因、从人的方面来看.主要是人的不安全行为。如安全意识差、忽视安全操作规程、技术水平低、临危应变能力差等。以人的不安全行为为主因的伤亡事故占事故统计总数的86.9%,其中违章作业导致的伤亡事故占事故统计数的63.1%、而习惯性违章则占41.8%。
(3)特种作业人员事故率高。特种作业是指对操作者本人,尤其对他人和周围设施的安全有重大危害因素的作业。在水电施工生产过程中的特种作业主要有:电工作业、起重机械作业、爆破作业、金属焊接(气割)作业、机动车辆驾驶。建筑登高架设作业、压力容器操作等。
(4)重大伤亡事故发生于年轻工人中的居多,文化程度低者中居多。
参考文献