第一篇:社會發展與化學論文模版
論文
鄭州輕工業學院
社會發展與化學(論文)
題 目:學生姓名:專業班級:學 號:院 系:教 師:完成時間:
人類能源史及新能源的發展 劉 冬 熱能與動力工程 機電工程學院 朱 學 文 —12 1
541102020227
2012--05論文
中文摘要
能源資源是指為人類提供能量的天然物質。它包括煤、石油、天然氣、水能、太陽能、風能、核能等。能源資源是一種綜合的自然資源。縱觀社會發展史,人類經歷了柴草能源時期、煤炭能源時期和石油天然氣能源時期,目前正向新能源時期過渡。我們人類從遠古時代就發現并開始利用自然界里的能源,經過幾千年的進化,我們使用的能源也從低級發展到高級。人們從最開始利用太陽能取暖,到利用火種來燒烤食物,到煤.石油.天然氣的利用,再到電能的發現和使用,又到現在核能的利用。雖然能源的種類越來越多,但是能源的污染也越來越嚴重,為了社會的可持續發展,保護我們賴以生存的地球家園,無數學者在不懈地為社會進步尋找開發更新更安全的能源,可以相信能源的多元時代即將來臨。
我國已把能源作為戰略重點建設部門,以保證我國社會主義現代化建設順利進行。煤、石油、天然氣和水能等常規能源是當代世界上最主要的能源資源;而核能、太陽能、氫能、海洋能等新能源也是當前人類努力探索開發的能源資源。
本文主要介紹了人類能源史用的全過程,隨著人類的不斷進化,能源的利用也在不斷發生變化,從低級到高級,能源的使用越來越先進,能利用的能量越來越大。包括了說有人類使用過的能源,各種能源的優勢和劣勢。另外,就是新能源的發展,當前我們使用的能源多數污染比較大,使我們的生活環境越來越差,對我們的健康造成了巨大的危害。為了我們的身體健康以及子孫后代的幸福,我們必須開發清潔,污染較小的新能源?,F在看來,能利用的新能源有很多,但是有的技術沒有達到,利用起來還有一定的難度,本文將作一一介紹。
關鍵詞:選修論文;摘要;目錄;正文;致謝;附錄
英文摘要(略)
論文
目錄
第一部分:太陽的賞賜----------------------4 1:火與烹煮------------------------4 2:耕種----------------------------5 3:哥倫布帶來的東西半球交流--------5 第二部分:化石能源時代--------------------7 4:煤炭與蒸汽----------------------7 5:石油與內燃機--------------------9 6:電-----------------------------10 第三部分:第三個千年之交的能源-----------12 7:核裂變-------------------------12 8:核聚變-------------------------14 9:人類世-------------------------16 第四部分:新能源的發展-------------------19 新能源的種類--------------------20 未來的幾種新能源----------------24 參考文獻-26 致 謝-26 3
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一·太陽的賞賜
1·火與烹煮
人類對火的認識、使用和掌握,是人類認識自然,并利用自然來改善生產和生活的第一次實踐?;鸬膽?,在人類文明發展史上有極其重要的意義。從100多萬年前的元謀人,到50萬年前的北京人,都留下了用火的痕跡?;鹗秋嬍撑腼兊母?。應該說,有了火,才有了飲食文化。在能夠熟練使用火之前,先民們只能過原始 的、禽獸一般的生活。所謂“食草木之食,鳥獸之肉,飲其血,茹其毛。”如《韓非子》中所說:“民食果菰蚌蛤,腥臊惡臭而傷害腹胃,民多疾病?!钡谌祟惸軌蚴炀毷褂没疬M行后,人類的飲食便發生了天翻地覆的變化,就是所謂的“炮生為熟,令人無腹疾,有異于禽獸?!卑粗袊鴤髡f來講,鉆燧取火的燧人氏是最早能夠使用火的中國古代先民。考古學家從周口店北京猿人所用石器初步推測,中國猿人開始自覺用火的時間,大約在五十萬年以前。人類最初使用的都是自然火。人工取火發明以后,原始人掌握了一種強大的自然力,促進了人類的體制和社會的發展,而最終把人與動物分開。人類最初與動物一樣,對火是害怕的。后來,逐漸發現了火的好處--被燒烤過的獸肉味道更鮮美,于是便主動地利用火。
火的使用,首先使人類形成和推廣熟食生活。特別是人工取火的發明,使人類隨時都可以吃到熟食,減少疾病,促進大腦的發育和體制的進化。而熟食的推廣,還擴大了食物的來源和種類,使人類最終擺脫了“茹毛飲血”的時代?;疬€給人類帶來了溫暖,從而擴大了人類的活動范圍,使人不再受氣候和地域的限制,并能夠在寒冷的地區生活。
火是原始人狩獵的重要手段之一。用火驅趕、圍殲野獸,行之有效,提高了狩獵生產能力。焚草為肥,促進野草生長,自然為后起的游牧部落所繼承。最初的農業耕作方式--刀耕火種,就是依靠火來進行的。至于原始的手工業,更是離不開火的作用。弓箭、木矛都要經過火烤矯正器身。以后的制陶、冶煉等,沒有火是無法完成的。
17世紀時,法國化學家波義耳用粘有硫磺的細木棒與涂磷的粗紙摩擦而起火,產生了火柴的雛形。然后在18世紀,威尼斯出現像敲鼓木槌一樣的巨型
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火柴。因價高,常出現幾人合買一根的情況,而且使用時必須有一瓶硫酸。1830年,出現用白磷制成的小巧的摩擦火柴。日本人因此而早時稱火柴為“磷寸”。但是白磷有劇毒且不安全。所幸,25年后,瑞典的倫塔斯脫姆發現了紅磷,它更安全且無毒,然后他發明了世界上第一批安全火柴?;鸩駨?880年起進入中國,由英國人理查在上海開辦了第一個火柴經營處。1890年,瑞典人在上海開辦了中國第一個火柴廠“瑞商洋行”。中國第一種生產的火柴的商標印有慈禧半身像,據說出中國第一合火柴時正值慈禧六十大壽。因為火柴是從國外引進的,中國人就稱之為“洋火”。
2·耕種
耕種是一種古老的民族生產文化現象,自從人類誕生以來,就為了自己生產而奮斗或者尋找更多能夠使用的實物而忙碌。由于時代的發展和變化,時代的進步的需要,人們都在創造著這個時代的進步,很多很多的耕種文化隨著時代的發展而被淘汰,或者消失。
耕種是人類直接利用土地獲取各種作物產品的活動。逢人類開始意識到所需需要物質可以直接利用生物的特性提供豐富的物質以來,人類一直在研究如何更好的讓土地和植物巧妙結合,達到產品最大化的理想而奮斗。這個奮斗過程就完整反應出人類的各種耕種文化現象。按照人們的生產動機,耕種文化可以分為糧食作物產生文化和經濟作物生產文化兩大類。按照耕種方式,又可分為旱田耕種文化和水田耕種文化。還可以按照其它需要進行分類。而不同的耕種方式都充分體現強烈的地域性和氣候性特點。所以,在世界各地,人類的耕種起源,歷史演變等情況是有很大差異的,導致人們種植的作物類型,規模組建等性質也不盡相同。而這些,正好組成豐富多彩的耕種文化。
經濟作物又稱技術作物、工業原料作物。指具有某種特定經濟用途的農作物。廣義的經濟作物還包括蔬菜、瓜果、花卉等園藝作物。經濟作物通常具有地域性強、經濟價值高、技術要求高、商品率高等特點,對自然條件要求較嚴格,宜于集中進行專門化生產。
3·哥倫布帶來的東西半球交流
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哥倫布是意大利著名航海家,地理大發現的先驅者。1451年8月或10月生于意大利熱那亞,1506年5月20日卒于西班牙巴利亞多利德。一生從事航海活動。先后移居葡萄牙和西班牙。相信大地球形說,認為從歐洲西航可達東方的印度和中國。在西班牙國王支持下,先后4次出海遠航(1492~1493年,1493~1496年,1498~1500年,1502~1504年)。開辟了橫渡大西洋到美洲的航路。先后到達巴哈馬群島、古巴、海地、多米尼加、特立尼達等島。在帕里亞灣南岸首次登上美洲大陸。考察了中美洲洪都拉斯到達連灣2000多千米的海岸線;認識了巴拿馬地峽;發現和利用了大西洋低緯度吹東風,較高緯度吹西風的風向變化。證明了大地球形說的正確性。促進了舊大陸與新大陸的聯系。他誤認為到達的新大陸是印度,并稱當地人為印第安人。第一次航行
始于1492年8月3日,哥倫布率船員約90人,分乘3艘船從西班牙巴羅斯港出發。10月12日他到達并命名了巴哈馬群島的圣薩爾瓦多島。10月28日到達古巴島,他誤認為這就是亞洲大陸。隨后他來到西印度群島中的伊斯帕尼奧拉島(今海地島),在島的北岸進行了考察。1493年3月15日返回西班牙。第二次航行
始于1493年9月25日,他率船17艘從西班牙加的斯港出發。目的是要到他所謂的亞洲大陸印度建立永久性殖民統治。參加航海的達1500人,其中有王室官員、技師、工匠和士兵等。1494年2月因糧食短缺等原因,大部分船只和人員返回西班牙。他率船3艘在古巴島和伊斯帕尼奧拉島以南水域繼續進行探索“印度大陸”的航行。在這次航行中,他的船隊先后到達了多米尼加島、背風群島的安提瓜島和維爾京群島,以及波多黎各島。1496年6月11日回到西班牙。第三次航行
是1498年5月30日開始的。他率船6艘、船員約200人,由西班牙塞維利亞出發。航行目的是要證實在前兩次航行中發現的諸島之南有一塊大陸(即南美洲大陸)的傳說。7月31日船隊到達南美洲北部的特立尼達島以及委內瑞拉的帕里亞灣。這是歐洲人首次發現南美洲。此后,哥倫布由于被控告,于1500年10月被國王派去的使者逮捕后解送回西班牙。因各方反對,哥倫布不久獲釋。第四次航行
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始于1502年5月11日,他率船4艘、船員150人,從加的斯港出發。哥倫布第三次航行的發現已經震動了葡萄牙和西班牙,許多人認為他所到達的地方并非亞洲,而是一個歐洲人未曾到過的“新世界”。于是斐迪南國王和伊薩伯拉王后命令哥倫布再次出航查明,并尋找新大陸中間通向太平洋的水上通道。他到達伊斯帕尼奧拉島后,穿過古巴島和牙買加島之間的海域駛向加勒比海西部,然后向南折向東沿洪都拉斯、尼加拉瓜、哥斯達黎加和巴拿馬海岸航行了約1500公里,尋找兩大洋之間的通道。他并從印第安人處得知,他正沿著一條隔開兩大洋的地峽行駛。由于1艘船在同印第安人沖突中被毀,另3艘也先后損壞,哥倫布于1503年6月在牙買加棄船登岸,1504年11月7日返回西班牙。
哥倫布的遠航是大航海時代的開端。新航路的開辟,改變了世界歷史的進程。它開創了在新大陸開發和殖民的新紀元。當時歐洲人口正在膨脹,有了這一發現,歐洲人就有了可以定居的兩個新大陸,就有了能使歐洲經濟發生改觀的礦藏資源和原材料。這一發現,導致了美國印地安人文明的毀滅。從長遠的觀點來看,還致使西半球上出現了一些新的國家。這些國家與曾在該地區定居的各個印地安部落截然不同,它們極大地影響著舊大陸的各個國家。它使海外貿易的路線由地中海轉移到大西洋沿岸。從那以后,西方終于走出了中世紀的黑暗,開始以不可阻擋之勢崛起于世界,并在之后的幾個世紀中,成就海上霸業。一種全新的工業文明成為世界經濟發展的主流。
二·化石能源時代 4·煤炭與蒸汽
煤炭是一種可以用作燃料或工業原料的礦物。它是古代植物經過生物化學作用和地質作用而改變其物理、化學性質,由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。煤作為一種燃料,早在800年前就已經開始。煤被廣泛用作工業生產的燃料,是從18世紀末的產業革命開始的。隨著蒸汽機的發明和使用,煤被廣泛地用作工業生產的燃料,給社會帶來了前所未有的巨大生產力,推動了工業的向前發展,隨之發展起煤炭、鋼鐵、化工、采礦、冶金等工業。煤炭熱量高,標準煤的發熱量為 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的儲量豐富,分布廣泛,一般也比較容易開采,因而被廣泛用作各種工業生產中的燃料。
我國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中,就發現有煤制工藝品,河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址?!渡胶=洝分蟹Q煤為石涅,魏、論文
晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家,希臘學者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有 《石史》,其中記載有煤的性質和產地;古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。
我國煤炭資源分布廣泛但不均勻。全國除上海外,其他省(區)、市均有探明儲量。從地區分布看,儲量主要集中分布在山西、內蒙古、陜西、云南、貴州、河南和安徽,七省儲量占全國儲量的81.8%,分布呈現出“北多南少”、“西多東少”的特點。
我國煤炭資源人均可采儲量僅為世界平均水平的一半,已發現的煤炭資源勘探程度低,精查儲量少,用于規模建設的資源供給能力不足?,F有生產礦井后備資源不足。按目前開采水平,世界煤炭剩余儲量可供開采192年,而我國僅可供開采110年。而且,煤炭加工利用率低,造成無效運輸加大;煤炭加工有了較大的發展,但規模普遍較?。婚_采的過程中煤炭資源浪費嚴重;煤炭資源綜合利用率低;煤炭行業產業布局不合理;開采機械化程度低;原煤入洗率低;煤炭開發所帶來的生態環境問題依然嚴峻。
世界上第一臺蒸汽機是由古希臘數學家亞歷山大港的希羅(Hero of Alexandria)于1世紀發明的汽轉球(Aeolipile),不過它只不過是一個玩具而已。1807年羅伯特·富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅動輪船。自18世紀晚期起,蒸汽機不僅在采礦業中得到廣泛應用,在冶煉、紡織、機器制造等行業中也都獲得迅速推廣。它使英國的紡織品產量在20多年內(從1766年到1789年)增長了5倍,為市場提供了大量消費商品,加速了資金的積累,并對運輸業提出了迫切要求。
現代蒸汽機的最大的優點是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉化為機械能。不象內燃機那樣它對其燃料不挑剔。此外沒有蒸汽機的話原子能無法被使用。原子反應堆即不直接產生機械能,又不直接產生電能,原子反應堆實際上只是加熱水,這個水被沸騰后的蒸汽通過蒸汽機來轉化為有用的功。蒸汽不一定需要通過燃燒來產生,比如使用太陽能聚熱器也可以產生蒸汽推動蒸汽機。另一種有類似優點的小巧的外燃機是斯特林發動機。其缺點是它在許多情況下難以運行?,F代的混合動力汽車就是為了彌補這個缺點而設計的。尤其在高山上蒸汽機機車的優點顯著,因為它們也可以在比較低的氣壓下運行。當南美洲將用柴油-電力機車取代它們的蒸汽機車后這一點就被發現了。在高山上他們不得不放棄使用功率比較高的柴油機車,取而代之的還是功率雖然不如柴油機車
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但不受海拔限制的蒸汽機車。在瑞士和奧地利新的齒軌鐵路使用現代的蒸汽機,這些蒸汽機只需要一個人來運行,比起過去的蒸汽機它節省60%的燃料,比起電力機和柴油機它輕50%,因此對齒軌的磨損小得多。在日內瓦湖上也有一艘新的蒸汽機船,它是世界上第一艘遙控的蒸汽機船。
蒸汽機的弱點是:離不開鍋爐,整個裝置既笨重又龐大;新蒸汽的壓力和溫度不能過高,排氣壓力不能過低,熱效率難以提高;它是一種往復式機器,慣性力限制了轉速的提高;工作過程是不連續的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。因此,拋棄了笨重鍋爐的內燃機,最終以其重量輕,體積小、熱效率高和操作靈活等優點,在船舶和機車上逐漸取代了蒸汽機。汽輪機則以其熱效率高、單機功率大、轉速高、單位功率重量輕和運行平穩等優點,將蒸汽機排擠出了電站。接著電動機又以其使用方便,代替了蒸汽機在工業設備中的應用。然而小功率蒸汽機熱效率比汽輪機高,所以在產煤區或只有劣質燃料的地區或某些特殊場合,蒸汽機仍有發揮作用的余地。
蒸汽機有很大的歷史作用,它曾推動了機械工業甚至社會的發展。隨著它的發展而建立的熱力學和機構學為汽輪機和內燃機的發展奠定了基礎;汽輪機繼承了蒸汽機以蒸汽為工質的特點,和采用凝汽器以降低排汽壓力的優點,摒棄了往復運動和間斷進汽的缺點;內燃機繼承了蒸汽機的基本結構和傳動形式,采用了將燃油直接輸入汽缸內燃燒的方式,形成了熱效率高得多的熱力循環;同時,蒸汽機所采用的汽缸、活塞、飛輪、飛錘調速器,閥門和密封件等,均是構成多種現代機械的基本元件。
5·石油與內燃機
中國是世界最早發現和利用天然氣和石油的國家之一。關于中國石油的最早記載,首先見于東漢歷史學家班固(公元32∽92年)所著的《漢書·地理志》中有“高奴有洧水可”。高奴,秦置縣名,在今陜西延長一帶,洧水是延河的一條支流。北魏酈道元(?-公元527年)在其《水經注》中作了更為詳細的記述:“高奴縣有洧水,肥可燃。水上有肥,可接取用之?!边@里所說“肥”即石油。
開采石油是非常昂貴的,也可能對環境帶來破壞。海上探油和開采會打擾海洋環境。尤其以清理海底的挖掘工作破壞環境最大。油輪事故后泄漏的原油或提煉過的油在阿拉斯加、加拉帕戈斯群島、西班牙和許多其它地區脆弱的海岸生態系統造成嚴重的破壞。石油燃燒時向大氣層釋放二氧化碳,導致全球變暖。每能量單位石油釋放的
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二氧化碳低于煤,但是高于天然氣。但是作為交通用燃料要減少焚油導致的二氧化碳的釋放尤其棘手。一般只有大的發電廠才能夠裝配吸收二氧化碳的裝置,單個車輛無法裝配這樣的裝置。雖然現在也有可再生能源作為選擇,但是可再生能源能夠取代多少石油以及可再生能源本身可能導致的環境破壞還不肯定和有爭議。陽光、風、地熱和其它可再生能源無法取代石油作為高能量密度的運輸能源。要取代石油這些可再生能源必須轉換為電(以蓄電池的形式)或者氫(通過燃料電池或內燃)來驅動運輸工具。另一個方案是使用生物質能產生的液體燃料(乙醇、生物柴油)來驅動運輸工具,但是目前的技術還無法讓生質燃料夠環保??偠灾〈妥鳛橹饕\輸能源是一件非常不容易的事情。
內燃機(Internal combustion engine)是將液體或氣體燃料與空氣混合后,直接輸入汽缸內部的高壓燃燒室燃燒爆發產生動力。這也是將熱能轉化為機械能的一種熱機。內燃機具有體積小、質量小、便于移動、熱效率高、起動性能好的特點。但是內燃機一般使用石油燃料,同時排出的廢氣中含有害氣體的成分較高。
內燃機的使用極大地推動了能源的發展,使能源的利用變得清潔,但是使用過程中會利用到煤,也會對空氣造成污染,而且利用效率也不高,又經過長時間的發展,人們又發現了更好的能源來源。
6·電
發電機,1831年9月23日由法拉第發明,是將機械能轉變成電能的電機。通常由汽輪機、水輪機或內燃機驅動。電能是現代社會最主要的能源之一。發電機在工農業生產、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發電機分為直流發電機和交流發電機兩大類。后者又可分為同步發電機和異步發電機兩種?,F代發電站中最常用的是同步發電機。
電能的利用是第二次工業革命的主要標志,從此人類社會進入電氣時代,電能是表示電流做多少功的物理量 電能指電以各種形式做功的能力(所以有時也叫 電功)。分為直流電能、交流電能,這兩種電能均可相互轉換。
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2l世紀新一代發電技術將逐步取代傳統發電技術,它是高效、環境相容、經濟、可滿足多目標的能源系統,意味著可大幅提高能源利用率,實現區域環境污染物近零排放,對溫室氣體進行有效控制,提高經濟競爭力,滿足終端對電、熱、氫、清潔燃料等的需求。基于我國能源需求特點和發電技術現狀,為適應世界發電技術發展潮流,應在突破潔凈煤技術中有戰略地位的重大關鍵技術的基礎上,加緊新一代未來主流發電系統的研發。
l 煤炭聯產系統
目前人們已對煤炭聯產的概念及其對未來能源利用的戰略意義取得共識,美國能源部的21世紀前景發展計劃(Ⅵsion21)和國際上著名公司的都在大力推進其研究和示范工程。
聯產系統其有高效、潔凈、經濟、靈活等特點,其基本流程是煤加壓氣化,粗煤氣經凈化及調比后得到的合成氣用于生產氣體和液體燃料、熱、基礎化工原料等產品;凈化脫硫后的煤氣和化工品生產的末反應氣用做動力生產的燃料,化工品生產的副產蒸汽除自用外,也可用于動力輸出;各產品生產過程的熱流和冷流通過優化匹配,達到減小公用工程負荷、降低投資、提高能源利用率的目的。不同的關鍵單元技術及其組合形成了多種聯產概念,但核心都是強調多種先進技術的集成,以解決燃料和電獨立生產時效率低、產品制造成本高的問題,同時在系統內部控制污染,大大降低各種污染物的排放,從而大力推進煤炭的高效潔凈綜合利用技術,以期最終實現近零排放的煤炭利用系統。
煤炭聯產系統集中體現了能源的潔凈利用與煤炭下游能源產品的多樣化,在經濟上達到充分的彈性結構,具有非常強勁的市場競爭力,是實現煤基潔凈能源與化石優質能源競爭的關鍵途徑,可以彌補正在開發的煤炭發電和利用單項新技術(超臨界燃煤發電、增壓流化床燃燒、煤液化、整體煤氣化聯合循環、先進燃氣輪機和燃料電池、天然氣制液體燃料等)難以同時滿足效率、成本和環境等多方面要求的不足。與常規燃煤發電和煤基化工相比,煤炭聯產技術是一種跨越式發展,并且與氫能用、削減co2排放的長遠可持續發展目標相容,使煤基潔凈能源可與常規能源競爭,是未來潔 11
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凈煤利用技術發展的主要方向之一。由于今后相當長時期里,我國以煤為主的能源格局不會改變,煤炭聯產技術將占有重要地位。
煤炭聯產系統龐大復雜,涉及煤化工和動力等多項關鍵技術,有大量內容急需研究,包括系統集成技術、關鍵單元技術(煤氣化、燃氣輪機、甲醇液相合成技術、膜分離技術等)。根據我國潔凈煤技術發展的現狀,煤炭聯產應遵循分步驟實施的戰略:從獨立生產到部分聯產,再到完全聯產(見圖1~圖3);從單燃料(化工品)生產過渡到多種燃料和化工品生產;從降低氮氧化物和硫化物排放過渡到包括削減cO2排放在內的近零排放系統。近零排放發電系統
未來能源生產與能源消費都將圍繞全球性關注的氣候變化及溫室效應這~敏感問題。已有的高效聯合循環發電技術雖可大幅度削減So2和NO2排放,但對控制c02排放大都無能為力,只是提高系統供電效率而減小一些排放量。因此高效、潔凈、生態、靈活的近零排放發電技術成為研究熱點。
21世紀新一代發電技術將逐步取代傳統發電技術,為適應這一趨勢應加緊新一代未來主流發電系統研發。煤炭聯產系統、控制cO2排放系統、煤直接制氫發電系統由于在效率、污染物排放控制、經濟競爭力等多方面的巨大發展潛力,是未來主流發電系統的重要組成部分。通過系統集成和關鍵單元技術研發可望進一步提高其性能和競爭力。
三·第三個千年之交的能源 7·核裂變
核裂變,又稱核分裂,是指由重的原子,主要是指鈾或钚,分裂成較輕的原子的一種核反應形式。原子彈以及裂變核電站或是核能發電廠的能量來源都是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見,加熱后鈾原子放出2到4個中子,中子再去撞擊其它原子,從而形成鏈式反應而自發裂變。只有一些質量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個中子以后會分裂成兩個或更 12
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多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變??,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1噸鈾-235的全部核的裂變將產生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發電站運轉1000小時,與燃燒300萬噸煤釋放的能量一樣多。
鈾裂變在核電廠最常見,加熱后鈾原子放出2到4個中子,中子再去撞擊其它原子,從而形成鏈式反應而自發裂變。撞擊時除放出中子還會放出熱,再加快撞擊,但如果溫度太高,反應爐會熔掉,而演變成反應爐融毀造成嚴重災害,因此通常會放控制棒(硼制成)去吸收中子以降低分裂速度。一個重原子核分裂成為兩個(或更多個)中等質量碎片的現象。按分裂的方式裂變可分為自發裂變和感生裂變。自發裂變是沒有外部作用時的裂變,類似于放射性衰變,是重核不穩定性的一種表現;感生裂變是在外來粒子(最常見的是中子)轟擊下產生的裂變。
核裂變是在1938年發現的,由于當時第二次世界大戰的需要,核裂變被首先用于制造威力巨大的原子武器——原子彈。原子彈的巨大威力就是來自核裂變產生的巨大能量。目前,人們除了將核裂變用于制造原子彈外,更努力研究利用核裂變產生的巨大能量為人類造福,讓核裂變始終在人們的控制下進行,核電站就是這樣的裝置。
1934年,E.費米等人用中子照射鈾,企圖使鈾核俘獲中子,再經過β衰變得到原子序數為93或更高的超鈾元素,這引起了不少化學家的關注。在1934~1938年間,許多人做了這種實驗,但是不同的研究者得到了不同的結果,有的聲稱發現了超鈾元素,有的卻說得到了鐳和錒。1938年,O.哈恩和F.斯特拉斯曼做了一系列嚴格的化學實驗來鑒別這些放射性產物,結論是:所謂的鐳和錒實際上是原子量遠比它們為小的鑭和鋇。對這種現象,只有假設原子核分裂為兩個或兩個以上的碎塊才能給予解釋。這種分裂過程被稱為裂變。
1939年L.邁特納和O.R.弗里施首先建議用帶電液滴的分裂來解釋裂變現象。同年N.玻爾和J.A.惠勒在原子核液滴模型和統計理論的基礎上系統地研究了原子核的裂變過程,奠定了裂變理論的基礎。1940年,K.A.彼得扎克和Γ.Η.弗廖羅夫觀察到鈾核會自行發生裂變,從而發現了一種新的放射性衰變方式──自發裂變。1947年,錢三強等發現了三分裂(即分成三個碎片,第三個可以是 α
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粒子,也可以是和另外兩個碎片質量相近的碎片)。1955年,A.玻爾根據原子核的集體模型提出了裂變道的概念,把裂變理論推進了一步。1962年,С.М.波利卡諾夫等發現了自發裂變同質異能態。1967年,B.M.斯特魯金斯基提出了在液滴模型基礎上加殼修正的 “宏觀-微觀”方法,導出了雙峰裂變勢壘,這是裂變研究史上的又一新成果。
對裂變現象的研究,幾十年來始終是核物理的一個活躍的分支。這是由于:
①裂變有著重大的實用價值;
②裂變是一個極復雜的核過程,研究這一過程有助于原子核物理學的發展。
在裂變發現后,很快就弄清楚了,裂變時不但釋放出巨大的能量,而且同時還發射出幾個中子。既然中子能引起裂變,裂變又產生更多的中子,因此可以通過鏈式反應(見裂變反應堆)在宏觀尺度上使原子核釋放出能量來。這就找到了大規模利用核能的途徑。除了巨大的核能在軍事和能源方面的實際應用之外,隨著反應堆的建立,放射性同位素開始大規模生產并廣泛應用于工農醫等各部門。從發現衰變到掌握原子能,是20世紀科學史上的重要一頁。
裂變是核的大形變集體運動的結果,弄清它的機制,了解裂變過程的各種復雜的現象,到現在仍然是一個需要繼續努力研究的方向。因此對于核物理本身,裂變也具有很重要的意義。此外,自發裂變是決定最重的那些核素的穩定性的重要因素;裂變產物提供了大量的豐中子遠離β穩定線的核素;裂變研究又提供了原子核在大形變條件下的各種特性(如變形核的殼效應)等等。所有這些都說明裂變是核物理的一個重要研究領域。
8·核聚變
核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。核聚變程序于1932年由澳洲科學家馬克?歐力峰爵士(Mark 14
論文
Oliphant)所發現。隨后于1950年代早期,他在澳洲國立大學(ANU)成立了至今依舊活躍的等離子體核聚變研究機構(Fusion Plasma Research)。
D(氘)和T(氚)聚變會產生大量的中子,而且攜帶有大量的能量(14.1),中子對于人體和生物都非常危險。聚變反應中子的真正麻煩之處在于中子可以跟反應裝置的墻壁發生 核反應。用一段時間之后就必須更換,很費錢。而且換下來的墻壁可能有放射性(取決于墻壁材料的選擇),成了核廢料。還有一個不好的因素是氚具有放射性,而且氚也可能跟墻壁反應。氘氚聚變只能算”第一代”聚變,優點是燃料無比便宜,缺點是有中子?!暗诙本圩兪请秃?反應。這個反應本身不產生中子,但其中既然有氘,氘氘反應也會產生中子,可是總量非常非常少。如果第一代電站必須遠離鬧市區,第二代估計可以直接放在市中心。“第三代”聚變是讓氦3跟氦3反應。這種聚變完全不會產生中子。這個反應堪稱終極聚變。目前人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出??茖W家正努力研究如何控制核聚變,但是現在看來還有很長的路要走。
應用:
《1》.可控核聚變的發生條件
產生可控核聚變需要的條件非??量?。我們的太陽就是靠核聚變反應來給太陽系帶來光和熱,其中心溫度達到1500萬攝氏度,另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應,而地球上沒辦法獲得巨大的壓力,只能通過提高溫度來彌補,不過這樣一來溫度要到上億度才行。核聚變如此高的溫度沒有一種固體物質能夠承受,只能靠強大的磁場來約束。此外這么高的溫度,核反應點火也成為問題。不過在2010年2月6日,美國利用高能激光實現核聚變點火所需條件。中國也有“神光2”將為我國的核聚變進行點火。《2》.核聚變的反應裝置
目前,可行性較大的可控核聚變反應裝置就是托卡馬克裝置。
托卡馬克是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字Tokamak 來源于環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈 15
論文
(kotushka)。最初是由位于蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。
托卡馬克的中央是一個環形的真空室,外面纏繞著線圈。在通電的時候托卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場,將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達到核聚變的目的。
我國也有兩座核聚變實驗裝置。
《3》.核聚變的優劣勢
優勢:
(1).核聚變釋放的能量比核裂變更大
(2).無高端核廢料
(3).可不對環境構成大的污染,而且反應過程容易控制,核事故風險 極低!
(4).燃料供應充足,地球上重氫有10萬億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產生的能量相當于300升汽油)
(5).無法用作核武器材料 也就沒有了政治干涉?。ê笞C實,氫彈是根據核聚變反應制造的)
劣勢:
反應要求極高,技術要求極高
從理論上看,用核聚變制造武器和提供部分能源,是非常有益的。但目前人類還沒有辦法,對它們進行較好的利用。
(對于核裂變,由于原料鈾的儲量不多,政治干涉很大,放射性與危險性大,核裂變的優勢無法完全利用。截至2006年,核能(核裂變能)發電占世界總電力約15%。說明了核裂變的應用的規模之大,更能說明優勢比核裂變更大的核聚變能源前景更加光明??茖W家們估計,到2025年以后,核聚變發電廠才有可能投入商業運營。2050年前后,受控核聚變發電將廣泛造福人類。)
9·人類世
人類世是指地球的最近代歷史,人類世并沒有準確的開始年份,可能是由18世紀末人類活動對氣候及生態系統造成全球性影響開始。這個日子正與詹姆斯·瓦特(James Watt)于1784年發明蒸汽機吻合。一些學者則將人類世拉到更早的時期,論文
例如人類開始務農的時期。2010年6月,澳大利亞國立大學微生物學著名教授、人類消滅天花病毒的功臣弗蘭克·芬納稱人類可能在100年內滅絕,“人類世”將終結。
自260萬年前以來是第四紀。第四紀又分為兩個世,一個叫更新世(The Pleistocene),一個叫全新世(The Holocene)。更新世指的是從260萬年前到一萬多年前的地質年代;而從一萬多年前直到現在的則叫全新世。從地質學的角度看,人類生活的地質時期是顯生宙新生代第四紀中的全新世。全新世是在一萬多年前最近的一個冰川期結束后來臨的,與其它的地質世動輒百萬年甚 至千萬年的跨度相比,這似乎是一個剛剛開始的地質時期。早在1873年之前,人類就意識到自身對環境的影響。意大利地質學家安東尼奧·斯托帕尼將它稱為“人類世時代”。因為在過去的兩百多年中,人類已經成為了主導的地質學因素。諾貝爾化學獎得主保羅·克魯岑認為,人類已不再處于全新世了,已經到了“人類世”(The Anthropocene)的新階段。也就是說,他提出了一個與更新世、全新世并列的地質學新紀元——“人類世”。
地質學上,依據所對應地層的生命特征將地球46億年的歷史分成了前后兩個部分:前面是沒有明顯生命跡象的隱生宙,后面是有了明顯生命痕跡的顯生宙。顯生宙中又根據動植物形態的重大變化劃分出三個代,分別是古生代、中生代和新生代;中生代是裸子植物興盛和恐龍等爬行動物橫行的時代,分為三疊紀、侏羅紀和白堊紀三個紀。新生代則是被子植物和哺乳動物興盛的時代,包括第三紀和第四紀兩個紀。第四紀是現代動植物活動的時期,分為更新世和全新世。從地質學的角度看,我們人類生活的地質時期是顯生宙新生代第四紀中的全新世。全新世是在一萬多年前最近的一個冰川期結束后來臨的,與其它的地質世動輒百萬年甚至千萬年的跨度相比,這似乎是一個剛剛開始的地質時期。然而,從2000年開始,越來越多的科學家們逐漸接受了這樣的觀點:地質史上一個新時期已經開始,這就是“人類世”。
人類活動已經成為一種重要的地質推動力,在已經持續了200年的人類世中,地球環境發生的許多重要變化無法與人的活動分開,包括沉積物的腐蝕和類型發生巨變;碳循環出現大的波動;生物從開花時間到新遷徙類型均發生大規模 17
論文
改變;海洋酸性化,海洋中所含的碳酸氣比空氣中的高出50%,位于食物鏈底層的小型海洋生物生存受到威脅;等等。
如果說我們這些普通人對這些生澀的科學術語所反映的事實很難有什么共鳴的話,那么,科學家提醒我們留意一下氣候的變化。因為今天,全球變暖不只是科學家筆下單調的上升數字,而是人們不得不體驗的實際過程。
在20世紀,地球表面的平均氣溫大約上升了0.6℃,全球氣候變暖導致地球上大部分地區的冰正在融化,南北極冰的面積在快速縮小,高山冰川不斷后退。按照目前的融化速度,就在21世紀,就在眼前,我們將看到北冰洋無冰的夏季,看到沒有積雪的乞力馬扎羅山。
科學家們警告說,如果全球平均氣溫繼續上升,氣候變化可能導致地球主要的物理學基礎發生變化,并使地球進入危險狀態,將出現海平面大幅上漲、災害天氣頻發等現象。前不久發生在我國南方的低溫雨雪冰凍災害,以及世界其他地區的極端天氣,已經讓人們見識了天氣的無常。
工業革命以來人類對環境的影響是巨大的,已經達到了不容忽略的程度,“人類世”概念的提出,正是地質學界對這一事實的應對。
雖然“人類世”只是一個尚未得到公認的地質學概念,然而它的影響卻不會僅僅局限在地質學內部,因為它涉及了現實的人與自然的關系。
當得知人類活動能夠在地球系統上打下明顯烙印的時候,我們也許會有一點自得,畢竟地球有史以來還沒有哪一個單獨的物種能夠做到這點??墒且赖厍蚴且粋€非常復雜的系統,各因素之間的相互作用在時間和空間上都是無比精妙的,我們對地球系統施加的影響必將反過來作用于我們,更何況這種影響本身就對人類自身不利。根據IPCC 2007年的評估報告,在現存各種不同的經濟社會模式照舊運行的前提下,未來50~100年,全球氣候仍將繼續向變暖的方向發展,預計到本世紀末,全球地表的平均增溫1.1℃~6.4℃,海平面相應上升0.18~0.59米。這種增溫如果持續千年,將會造成最大幅度達7米的海平面的上升。
“人類世”的提出給了人類一個警示,也給了一個機會。過去人們在無知的狀態下影響環境,未來人們將會在清醒的狀態下控制和引導自己的行為,通過溫室氣體減排等措施,阻止氣候繼續變暖的趨勢,努力維系地球億萬年才進化出的這個剛好適于人類生活居住的環境,避免自毀家園。
論文
四·新能源的發展
新能源又稱非常規能源。是指傳統能源之外的各種能源形式。指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。
1980年聯合國召開的“聯合國新能源和可再生能源會議”對新能源的定義為:以新技術和新材料為基礎,使傳統的可再生能源得到現代化的開發和利用,用取之不盡、周而復始的可再生能源取代資源有限、對環境有污染的化石能源,重點開發太陽能、風能、生物質能、海洋能、地熱能和氫能。
新能源一般是指在新技術基礎上加以開發利用的可再生能源,包括太陽能、生物質能、水能、風能、地熱能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面與深層之間的熱循環等;此外,還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等,而已經廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能、核電等能源,稱為常規能源。隨著常規能源的有限性以及環境問題的日益突出,以環保和可再生為特祉的新能源越來越得到各國的重視。
日前在中國,可以形成產業的新能源上要包括水能(主要指小型水電站)、風能、生物質能、太陽能、地熱能等,是可循環利用的清潔能源。新能源產業的發展既是整個能源供應系統的有效補充手段,也是環境治理和生態保護的重要措施,是滿足人類社會可持續發展需要的最終能源選擇。
一般地說,常規能源是指技術上比較成熟且已被大規模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源。因此,煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規能源,而把太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能以及核能、氫能等作為新能源。隨著技術的進步和可持續發展觀念的樹立,過去一直被視作垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識,作為一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術的一種形式。
新近才被人類開發利用、有待于進一步研究發展的能量資源稱為新能源,相對于常規能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氫氣等。
論文
按類別可分為:太陽能,風能,生物質能,核能,氫能,地熱能,海洋能,小水電,化工能(如醚基燃料)等。
新能源概況:
據估算,每年輻射到地球上的太陽能為17.8億千瓦,其中可開發利用500~1000億度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地熱能資源指陸地下5000米深度內的巖石和水體的總含熱量。其中全球陸地部分3公里深度內、150℃以上的高溫地熱能資源為140萬噸標準煤,目前一些國家已著手商業開發利用。世界風能的潛力約3500億千瓦,因風力斷續分散,難以經濟地利用,今后輸能儲能技術如有重大改進,風力利用將會增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水溫差能等,理論儲量十分可觀。限于技術水平,現尚處于小規模研究階段。當前由于新能源的利用技術尚不成熟,故只占世界所需總能量的很小部分,今后有很大發展前途。
新能源共同的特點:
1)資源豐富,普遍具備可再生特性,可供人類永續利用;比如,陸上估計可開發利用的風力資源為253GW, 而截止2003年只有0.57GW被開發利用,預計到2010年可以利用的達到4GW, 到2020年到20GW,而太陽能光伏并網和離網應用量預計到2020年可以從目前的0.03GW增加1至2個GW。
2)能量密度低,開發利用需要較大空間;
3)不含碳或含碳量很少,對環境影響小;
4)分布廣,有利于小規模分散利用;
5)間斷式供應,波動性大,對繼續供能不利;
6)目前除水電外,可再生能源的開發利用成本較化石能源高。新能源包括: 《1》·太陽能
簡介:太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉換、光電轉換以及光化學轉換三種主要方式。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等由太陽能導致或轉化成的能量
論文
形式。利用太陽能的方法主要有:太陽能電池,通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能;太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發電等。太陽能清潔環保,無任何污染,利用價值高,太陽能更沒有能源短缺這一說法,其種種優點決定了其在能源更替中的不可取代的地位。
《2》·核能
簡介: 核能是通過轉化其質量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=質量,c=光速常量。核能的釋放主要有三種形式:
A.核裂變能:所謂核裂變能是通過一些重原子核(如鈾-235、鈾-238、钚-239等)的裂變釋放出的能量
B.核聚變能:由兩個或兩個以上氫原子核(如氫的同位素—氘和氚)結合成一個較重的原子核,同時發生質量虧損釋放出巨大能量的反應叫做核聚變反應,其釋放出的能量稱為核聚變能。
C.核衰變:核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用。
《3》·海洋能
簡介: 海洋能指蘊藏于海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環境等優點,是一項亟待開發利用的具有戰略意義的新能源。
特點:1.海洋能在海洋總水體中的蘊藏量巨大,而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說,要想得到大能量,就得從大量的海水中獲得。
2.海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力,只要太陽、月球等天體與地球共存,這種能源就會再生,就會取之不盡,用之不竭。
3.海洋能有較穩定與不穩定能源之分。較穩定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩定能源分為變化有規律與變化無規律兩種。屬于不穩定但變化有規律的有潮汐能與潮流能。人們根據潮汐潮流變化規律,編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預報,預測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據預報表安排發電運行。既不穩定又無規律的是波浪能。
論文
4.海洋能屬于清潔能源,也就是海洋能一旦開發后,其本身對環境污染影響很小。
《4》·風能
簡介:風能是太陽輻射下流動所形成的。風能與其他能源相比,具有明顯的優勢,它蘊藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠離主干電網的島嶼及邊遠地區尤為重要。目前風能最常見的利用形式為風力發電。風力發電目前有兩種思路,水平軸風機和垂直軸風機。水平軸風機目前應用廣泛,為風力發電的主流機型。
《5》·鈾能
簡介:鈾能是原子能的一種。這種能源在地球上雖然儲量稀少,但功效卻大大高于其他能源。
在一座普通發電站,一天大約要用1000噸左右的煤,但如果使用鈾,只需要大約0.5千克就可以了。這樣即環保還能節省煤炭消耗,對地球環保有著巨大貢獻。
《6》·生物質能
簡介:生物質能來源于生物質,也是太陽能以化學能形式貯存于生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物質能是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態或氣態的燃料。地球上的生物質能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。生物質能(又名生物能源)是利用有機物質(例如植物等)作為燃料,通過氣體收集、氣化(化固體為氣體)、燃燒和消化作用(只限濕潤廢物)等技術產生能源。只要適當地執行,生物質能也是一種寶貴的可再生能源,但要看生物質能燃料是如何產生出來。
《7》·地熱能
簡介:地球內部熱源可來自重力分異、潮汐摩擦、化學反應和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。中國地熱資源豐富,分布廣泛,已有5500處地熱點,地熱田45個,地熱資源總量約320萬兆瓦。
《8》·氫能
論文
簡介:安全環保:氫氣分子量為2, 僅為空氣的1/14, 因此,氫氣泄漏于空氣中會自動逃離地面,不會形成聚集。而其他燃油燃氣均會聚集地面而構成易燃易爆危險。氫氣無味無毒,不會造成人體中毒,燃燒產物僅為水,不污染環境。
高溫高能:1kg氫氣的熱值為34000Kcal, 是汽油的三倍。氫氧焰溫度高達2800度,高于常規液氣。
熱能集中:氫氧焰火焰挺直,熱損失小,利用效率高。
自動再生:氫能來源于水,燃燒后又還原成水。
催化特性: 氫氣是活性氣體催化劑,可以與空氣混合方式加入催化燃燒所有固體,液體、氣體燃料。加速反應過程,促進完全燃燒,達到提高焰溫、節能減排之功效。
還原特性:各種原料加氫精煉。
變溫特性:可根據加熱物體的熔點實現焰溫的調節。
來源廣泛:氫氣可由水電解制取,水取之不盡,而且每kg水可制備1860升氫氧燃氣。
即產即用:利用先進的自動控制技術,由氫氧機按照用戶設定的按需供氣,不貯存氣體。
應用范圍廣:適合于一切需要燃氣的地方。
氫能的缺點:(1)制取成本高,需要大量的電力;
(2)生產、存儲難:氫氣密度小,很難液化,高壓存儲不安全?!?》·海洋滲透能
簡介:如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那么把兩種溶液放在一起并用一種滲透膜隔離后,會產生滲透壓,水會從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河里流動的是淡水,而海洋中存在的是咸水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入海口,淡水的水壓比海水的水壓高,如果在入??诜胖靡粋€渦輪發電機,淡水和海水之間的滲透壓就可以推動渦輪機來發電。
海洋滲透能是一種十分環保的綠色能源,它既不產生垃圾,也沒有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域里,滲透發電廠的發電效能會更好,比如地中海、死海、中國鹽城市的大鹽湖、美國的大鹽湖。當然發電廠附近必須有淡水的供給。據挪威能
論文
源集團的負責人巴德·米克爾森估計,利用海洋滲透能發電,全球范圍內年度發電量可以達到16000億度。
《10》·水能
簡介: 水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅動地球上水循環,使之持續進行。地表水的流動是重要的一環,在落差大、流量大的地區,水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發電??梢岳秒娊馑肿雍凸庖约盎瘜W分解水分子的方式,來分解到可燃燒的氫氣,它可作為新的,多用途的能源來替代現有的礦物質能源。水分子的分解過程簡而易行,投資少見效快。這給水能的綜合利用帶來了廣泛的前景,在地球上,水是一種到處可見的液態物質。通過水的分解裝置,制備出氫燃料,可用于汽車,航天航空,熱力發電等工業和民用方面,在較大的程度上,緩解了人類對礦物質資源的過分依賴。新能源...的意義...:
中國能源需求的急劇增長打破了中國長期以來自給自足的能源供應格局,自1993年起中國成為石油凈進口國,且石油進口量逐年增加,使得中國接入世界能源市場的競爭。由于中國化石能源尤其是石油和天然氣生產量的相對不足,未來中國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。
國際貿易存在著很多的不確定因素,國際能源價格有可能隨著國際和平環境的改善而趨于穩定,但也有可能隨著國際局勢的動蕩而波動。今后國際石油市場的不穩定以及油價波動都將嚴重影響中國的石油供給,對經濟社會造成很大的沖擊。大力發展可再生能源可相對減少中國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的依賴程度,提高中國能源、經濟安全。
此外,可再生能源與化石能源相比最直接的好處就是其環境污染少。未來的幾種新能源
論文
波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無污染可再生能源。據推測,地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104TW。近年來,在各國的新能源開發計劃中,波能的利用已占有一席之地。盡管波能發電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業價值。日本的一座海洋波能發電廠已運行8年,電廠的發電成本雖高于其它發電方式,但對于邊遠島嶼來說,可節省電力傳輸等投資費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發電站,且均運行良好。
可燃冰:這是一種甲烷與水結合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱“可燃冰”。可燃冰在低溫高壓下呈穩定狀態,冰融化所釋放的可燃氣體相當于原來固體化合物體積的100倍。據測算,可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。
煤層氣:煤在形成過程中由于溫度及壓力增加,在產生變質作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產生400m3氣??茖W家估計,地球上煤層氣可達2000Tm3。
微生物:世界上有不少國家盛產甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發酵,可制成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料豐富,成本低廉。據報道,巴西已改裝“乙醇汽油”或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可制取氫氣,以開辟能源的新途徑。
第四代核能源:當今,世界科學家已研制出利用正反物質的核聚變,來制造出無任何污染的新型核能源。正反物質的原子在相遇的瞬間,灰飛煙滅,此時,會產生高當量的沖擊波以及光輻射能。這種強大的光輻射能可轉化為熱能,如果能夠控制正反物質的核反應強度,來作為人類的新型能源,那將是人類能源史上的一場偉大的能源革命。
隨著科技的不斷發展和進步,我們的能源將越來越清潔,污染會越來越小,我們的家園將恢復綠色,我們的生活環境一定會越來越好。
論文
參考文獻
1.中國青年出版社 2009———01版
2. 李方
正
《
新
能
源阿爾弗雷德·克勞士比 《人類能源史》
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化學工業出版社
2008—05—01版
致謝
本文是由本人編寫后,經過朱學文老師的指導和修改,在他導下才完成的,向朱學文老師表示感謝!
感謝朱學文老師!
附錄(略)的精心指
第二篇:化學與社會發展論文
化學與社會發展論文
化學與食品安全
Chemistry and Food Safety
院 系: 音樂與舞蹈學院 專 業: 音樂學 班 級: 2011級 姓 名: 學 號:
摘要
食物是人類維持生存、生活最基本的必需品,人體通過不斷攝取食物,以滿足機體對各種營養物質的需要。隨著經濟社會不斷進步,經濟全球化不斷深入發展,人們飲食文化日益多樣化。
近年來,國內食品安全的惡性事件不斷發生,食品衛生與安全成為備受關注的熱門話題,隨著食品加工過程中化學物品新技術的廣泛使用,新的食品安全問題不斷涌現。
食品安全與人們的健康和國家的持續發展有著重要的聯系?,F在食品安全問題層出不窮,情況越來越糟,而食品安全和化學息息相關,本文就國內存在的一些食品安全問題進行探討并提出一些相應的建議性對策。
關鍵詞:食品安全問題;化學;對策
目錄
1食品安全的概念
1.1食品的定義 1.2食品安全的定義 2食品安全存在的問題
2.1食品制造過程中使用劣質原料,添加有毒化學物質改變原貌 2.2超量使用食品添加劑,濫用非食品加工化學添加劑 2.3面臨新技術新資源帶來新的食品安全隱患——轉基因食品 3食品安全的控制和措施
3.1完善食品監管制度,提高監管水平
3.2增強食品生產經營者的社會責任,從源頭解決問題 3.3使消費者的自我保護意識得到提高
3.4增強檢測技術和能力,全力把好食物安全關卡
引言
古人曰:“民以食為天?!笔称肥侨祟愘囈陨娴幕疚镔|,是人們生存的必需品。隨著科學技術的快速發展和人們生活水平的不斷提高,各種新型食品源源不斷涌現,可是由于生產廠家的黑心,為了謀取暴利,不按照國家規定,隨意添加化學物質,以提高食品的參數,蒙混過關,這種不正確的行為,嚴重影響了廣大人民群眾的健康。所以食品的安全需要我們嚴加監管,杜絕使用一切工業化學混合物,這樣我們才能共建一個和諧、美好、安全的社會。1食品安全的概念
1.1食品的定義
食品,指各種供人食用或者飲用的成品和原料以及按照傳統既是食品又是藥品的物品,但是不包括以治療為目的的物品。
1.2食品安全的定義
食品安全(food stately)指:食品無毒、無害,符合應當有的營養要求,對人體健康不造成任何急性、亞急性或者慢性危害[1]。
2食品安全存在的問題
2.1食品制造過程中使用劣質的原料,添加有毒化學物質
按照國家的相關規定,在食品制造過程中的原料必須符合國家的生產標準,無毒、無害,對人體健康不構成危害,但是近年來,屢屢發現一些黑心商家使用劣質原料,添加廉價、又致癌的化學成分改變其原來的外觀和味道,達到理想的賣相來獲取暴利。例: 2003-11 2003年11月6日金華火腿生產廠家使用農藥敵敵畏浸泡豬腿防止蚊蒼和生蛆的內幕。2004-2 重慶市一些火鍋底料生產企業以石蠟加入火鍋底料,在高溫下裂解后會產生致癌的多環烴類化合物。
2.2超量使用食品添加劑,濫用非食品加工化學添加劑
食品中違法超量使用添加劑、使用食品添加劑的以外的化學物質,和其他可能有害人體健康的物質可分為3類:
1、沒有按照食品安全標準中對食品添加劑的品種,使用范圍,用量進行規范使用,如:2005年雀巢奶粉被指碘超標;
2、以有害物造假非法盈利,典型事件是2009年三鹿嬰幼兒奶粉添加三聚氰胺冒充蛋白質;
3、使用未經法定法定批準,將一些有害的化學物質作食品添加劑使用,如在粉絲中使用吊白塊、在水產品中使用甲醛防腐增韌等。
2.3面臨新技術新資源帶來新的食品安全隱患——轉基因食品
羅云波教授認為,從本質上講,轉基因生物和常規育成的品種是一樣的,兩者都是在原有的基礎上對某些性狀進行修飾,或增加新性狀,或消除原有不利性狀。他認為轉基因食品是安全的。
另一邊俄羅斯某研究機構小白鼠飼喂試驗表明喂轉基因大豆的小白鼠3周內死亡達到50%。
人口在不停地暴漲,轉基因食品確實能緩解食物需求。對于轉基因食品應不應該推廣于社會實用,各屆專家還存在爭議,轉基因食品的利與弊,還在進一步探討。個人是不支持吃轉基因食品,覺得那是一種慢性自殺的毒藥。3食品安全的控制和措施
食品安全問題頻繁發生,不僅對社會造成不良風氣,對公民、國家是一種潛在威脅,怎么控制這樣的事情再次發生,我們應該怎么防范?
3.1完善監管制度,規范行業自律,提高食品行業從業人員整體素質。小作坊、小攤販、小餐飲等具有數量多、分布散、秩序亂、衛生差等特點,其治理一直是監管的難點。特別在基層執法資源有限的情況下,監管難度尤其大。應采取劃分特定區域、相對集中管理等辦法,進行“區域限入”,當一家食品經營者嚴重違法違規時,監管部門有權限制該區域內所有經營者的市場準入,促使相互監督,相互制約。
3.2增強食品生產經營者的社會責任,從源頭解決問題。提高企業的產品質量和管理水平。安全的食品不是監管出來的,而是生產出來的,必須要引導和督促企業主動承擔社會責任和履行法定義務,提高生產經營者自律意識和質量管理水平。如組織食品生產企業落實安全責任的經驗交流和現場觀摩,實施企業法人代表定期履責報告制度、生產質量授權人制度等,促使企業在追求經濟效益的同時更加注重產品質量。
3.3使消費者的自我保護意識 得到提高
3.3.1掌握必要的食品安全的知識。消費者應積極攝取關于食品安全的有關知識,培養
自我保護意識,消除對食品安全事件“見怪不怪”的思想;同時努力在周圍營造人人關心食品安全的良好氛圍,鼓勵周邊群眾重視食品安全的問題。
3.3.2養成良好的飲食習慣和健康的生活方式。均衡營養是促進健康之本,因此,理
想的健康離不開良好的飲食習慣。積極養成良好的飲食習慣,建立健康的生活方式,是提高食品衛生安全的自我保護意識和能力的表現。
33.3增強購物的安全意識。消費者應培養在正規的食品經營處選購食品,檢查食品的包
裝是否破損及食品表面是否被污染或變質,查看食品的標簽和生產日期等良好習慣。
3.4增強檢測技術和能力,全力把好食物安全關卡,目前我國的食品企業眾多,規模也參差不齊,對食品的衛生監管提出了更高的要求,監管部門通過科學的監督檢驗,從而保證食品的安全就顯得尤為重要。近年來,我國對食品企業的生產環境、工人、設備等情況都進行了嚴格的規定,對生產許可證的發放更為嚴格,有效的保證了質量監督部門的食品檢查力度,保證食品的安全性。
總 結
化學是極其重要的一門學科,但需善加利用,如果使用不當,則會造成巨大的危害?,F在政府需要著手解決的是如何處理這些違法產品和不法商販,怎么樣禁止違規產品在市場流動,保護消費者的合法權益。有關食安全的重視程度隨之日漸提高,保證國民身體健康,提高全民身心素質??茖W技術在此方面有著不可代替的作用。加強監管,強化經驗者的社會責任和法律知識,提高安全意識也是相當重要的。作為祖國未來的主人的我們,應該盡最大的努力學好化學,發揮它最大的用處造福人類,讓化學真正地為社會貢獻力量。
參考資料
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[4] 劉雪婷《我國食品安全問題的原因和對策探析》大學
2012年4月
碩士畢業論文
中央民族
第三篇:化學與社會發展論文題目及要求
1論文題目要求:根據本課程所學知識以及專業背景知識、實際生活等,寫一篇關于某一(幾)種化學物質在某一(幾)個生活領域中的應用和改變現代社會的小論文。題目自擬,字數不少于2000字,要求手寫(3頁左右)或者打?。?頁左右),紙張為A4紙。格式要求:
題目(如:某化學物質帶來美好生活、某物質改變現代社會生活)
空一行
學院:,班級:1或2班,年級:專業:學號:姓名:電話:(注釋:1-2 節上課的為1班,3-4節上課的為2班)
空一行
正文部分:
1化學新物質(藥品)的特性(一級標題,字體宋體,四號,加粗)
1.1化學新物質材料(藥品)的結構特性(二級標題,字體宋體,小四號,加粗)
正文部分,打印要求字體為宋體小四,行距20磅。
參考文獻(至少3篇)
[1]
[2]
[3]
論文上交時間:17周上課時間(12月24日)8點至10點30分,逾期不再接受論文,請同學們安排好自己的時間,且不接受電子檔論文。交論文時須簽名后才能離開。
老師聯系方式:***。
第四篇:材料化學與社會發展的關系
論文題目:材料化學與社會發展的關系
院 系:化學與化工學院
班 級:化工
學 號:
姓 名:
09-3班
材料化學與社會發展的關系
摘 要 隨著社會的不斷進步,材料化學科學在各個領域的地位正在逐步上升,新材料的研發以及各種材料的不斷改進一直推動著社會科學的發展,而各個學科的不斷進步又要求材料科學不斷進取,可以說,社會的發展離不開新材料的研發,而新材料的誕生也不斷推進社會的發展。
關鍵字 材料化學;社會;汽車;航天;環保
1汽車材料
化學材料與汽車行業的發展息息相關,汽車是“改變世界的機器”、推動社會進步的車輪。汽車是經濟持續增長的發動機、產業結構升級的推進器。汽車的發動機是鋼材料,輪胎是橡膠,車窗是玻璃,車身是鋁合金等等,各種化學材料的和諧拼接與使用造就了汽車的高性能。我們坐汽車,最關心的就是汽車的質量安全,其次是汽車的性能,加速度、轉彎的扭力、剎車等,而今天我們也關心汽車的環保,耐用程度等。而這種種的一切均離不開材料的研發,如車身變得更輕,汽車就會跑得更快,材料的強度更高,安全性能就會更高,材料的耐磨性越高,汽車的保養維護就越少。從某種意義上說,材料的品質決定了汽車的性能。以前,說到汽車,總是給人的印象是笨重的,而新型材料的誕生改變了這個想法,更輕,強度更大的材料的誕生使得汽車的速度與安全得到了兩全。目前,國際上用塑料替代汽車工業中金屬的應用不斷擴大,用高流動性尼龍(PA)和高玻纖或無機填充料增強的尼龍,已成為十分重要的產業用紡織品材料。世界各地的科學家通過各種試驗,積極尋找新的高性能熱塑性塑料。
1.1高流動性尼龍
這個材料了降低尼龍的粘度,且對材料性能無負面影響。隨著增強尼龍中玻纖含量增大,材料拉伸強度和彎曲模量提高,加工制品和部件收縮率和翹曲變小,但其熔體流動性差,會增加加工成型時間和成本。而高流動性尼龍適用于成型大型和復雜部件,而且由于高流動性樹脂充??欤考诤窨稍O計得更薄,節省材料,降低成本,采用高流動性尼龍能提高注塑機生產速度,因而提高產量。高流動性玻纖增強尼龍部件表面外觀好,因為玻纖在模具中分散比一般玻纖增強尼龍平滑和均勻,因此最終制品表面可見的砂粒或螺旋紋狀缺陷少,而且由于最終表面光澤好,甚至可以免除有些產品的表面涂染工藝過程。例如德國朗盛公司新推出的含量60%玻纖的增強尼龍,采用降低材料粘度的新技術,該系列材料熔體粘度低于一般尼龍。該系列材料是替代汽車發動機金屬的理想材料,也可作為結構材料,特別是用于塑料/金屬復合材料制備的部件。該材料的室溫彎曲模量(表示材料剛性)為20GPa,比30%玻纖增強尼龍高一倍,其170℃下的拉伸模量為6700MPa,優于長玻纖增強聚丙烯,后者在80℃下的拉伸模量為6600MPa,但超過80℃后很快軟化。
1.2高玻纖增強尼龍
該尼龍的剛性大幅度的得到了提高。荷蘭DSM工程塑料公司推出60%玻纖增強尼龍46(Stany1TW241F12),應用目標為汽車機罩下部件。該新牌號主要用于汽車齒輪,替代尼龍
66。據介紹,尼龍46(Stany1)已在齒輪應用中取得一定程度的進展,Stany1加工的齒輪應變小,因此設計更為方便,而且還能降低材料加工和齒輪罩成本,因此Stany1齒輪成本低于尼龍66齒輪。而且由于加工的齒輪應變小,能適用于不同發動機,發動機效率高,也能降低成本。其次,Stany1的耐用性也優于尼龍6和尼龍66,用Stany1退火效果極佳,退火提高Stany1齒輪的耐用性1倍或1倍以上。Stany1目前已用于制備電動轉向和航行控制齒輪。Stany1TW241F12能耐連續使用溫度上限為200℃,短期能耐峰溫250℃,120℃以上仍保持高剛性,實際上比新一代Stany1產品的剛性還高30%以上。將該材料應用在汽車工業上更為有效。1.3紡織材料
汽車材料不僅僅在關鍵性能上有所改進,其內飾也進行了許多材料的改革。汽車制造使用材料多種多樣,除金屬、橡膠等主要材料外,紡織材料在汽車上的應用也日益增加?,F在,車輛內飾面料中紡織品己占50%以上。一些中低檔車輛雖然仍是以人造革面料為主,但也在逐步使用紡織面料,而且有增加之勢。中高檔車輛尤其是轎車和客車,紡織面料已經作為基本內飾面料取代了人造革,不僅用作座椅面料,而且用作車頂棚、內護板、遮陽板、門護板等的包覆面料。汽車內飾紡織品屬于高技術產品,不僅在原料上有較高的要求,而且其加工工藝及后整理也十分復雜。這些紡織品不僅要滿足織物的常規要求,而且還要在阻燃、拒水、防污、抗靜電等特殊方面有專門的要求,現代先進材料的發展使得舒適與安全可以兼得。
2.航空航天化學材料
不僅是日常的生活中,材料不斷地改善人們的生活質量,而且在高科技領域也不斷發揮作用,如大型航母、核動力潛水艇等所需要的高強度的特種鋼,在航天航空領域,化學材料也大展拳腳,進行不斷改進。2.1機體材料
主要包括鋁合金、鈦合金和樹脂基復合材料等,目前的研究發展重點集中在低成本、高性能的樹脂基復合材料技術。如歐洲空中客車飛機,它使用的最先進的材料包括鋁合金-玻璃纖維混雜復合材料GLARE,碳纖維復合材料GFRP,芳綸纖維復合材料AFRP,玻璃纖維復合材料GFRP以及韌性環氧樹脂、雙馬來醚亞胺樹脂和聚酚亞胺樹脂基復合材料等。
國際上對航空先進樹脂基復合材料的主要性能要求是,較高的耐溫度使用性、盡可能高的抗損傷容限和盡可能低的濕熱環境效應。對更高的溫度要求,雙馬來酚亞胺、特別是可以液態成型的聚酚亞胺樹脂基復合材料(如PETI系列)是重點突破的方向。為了進一步迎接先進復合材料更高性價比的挑戰,歐洲空中客車公司提出的目標是更多地應用碳纖維復合材料CFRP以減重至30%,從而降低整個飛行成本40%。但是,CFRP技術在減重的同時,制造成本比金屬焊接結構高。應用目前空中客車公司已儲備的技術水平,可以達到減重15%、降低成本15%的目標;而采用新型金屬焊接結構制作機身,減重10%卻降低成本20%,可見在發展低成本、高性能復合材料方面還大有潛力。2.2發動機材料
目前最先進的軍用航空發動機主要材料有鈦合金、高溫合金以及各類高溫和超高溫復合材料等。國外現役發動機葉片材料主要采用
錸易產生脆性相,近年來研究加入釕或銥,以減少脆性傾向,開發出
國家知識產權局的發明專利授權,被列為江蘇省建設科技成果推廣項目。該材料受古代民居在空斗墻內注入泥土與草料等方法,終于成功研制了墻體節能保溫砌塊等節能環保墻體復合新材料。
墻體節能復合保溫砌塊、專用砌筑砂漿和外墻節能保溫板所采用的原料,是工農業生產領域和生活中產生的十幾種固體廢棄物加上少量的水泥復合配制而成,無須使用黏土,由此三種節能材料構成的墻體保溫系統可使室內外溫差達16.7℃,其保溫系數、墻體強度、抗凍抗滲、放射性等各項指標全部合格,并且能夠與相應建筑物同壽命。經反復試驗測算,若按3000萬平方米的建筑面積為單位與傳統黏土磚對比計算,推廣使用這種節能環保墻體復合新材料能節約耕地8150畝;回收廢棄稻、麥秸稈38.5萬畝,每畝增加農民收入300元;資源化利用多種固體廢棄物5000噸,節約煤炭110.2萬噸;每平方米建筑成本比黏土磚便宜29元,節約建筑成本可達8.7億元。墻體節能復合保溫砌塊推廣使用后,完全能取代千百年來大面積毀損耕地的黏土磚,既能夠有效地保障珍貴的土地資源,又能夠大量地減少固體廢棄物的排放,保護資源,節能減排,體現了可持續發展的新要求。3.4 共聚型光降解塑料
目前,合成的光降解聚合物,主要是烯烴和一氧化碳或烯酮類單體的共聚物。這樣,就能夠得到含有羰基結構并可以發生光降解的PE、PP、PVC、PET、PA等。最近,美國和加拿大合作開發的Ecolyte是丙烯、氯乙烯、苯乙烯和乙烯基酮的共聚物,據稱不僅可以使PP、PVC、PS等塑料具有光降解性,并且可以通過調節乙烯基酮的含量來控制光降解的時間。羰基化聚合物的主要缺點是一旦在光的作用下就發生降解,沒有誘導期,使用時必須加入適當的穩定劑,以控制光降解過程。結束語
綜上所述,化學材料滲透在我們生活的各個方面,為我們的生活提供了很大的便利,材料對于化學與社會的的發展和人類的進步起著非常重要的作用,在學習化學時,不僅要學好課本上的知識,還要關注新科學、新材料的發展,獲得更多的綜合知識。參考文獻
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第五篇:論文 毒品與化學
毒品與化學
建筑與環境學院
2011級環境工程1班 黃倩雯
1143056043
摘要
本文通過化學角度來分析大部分毒品的性質,了解毒品的各種類型危害。
關鍵詞 毒品 化學 分析 危害
在如今的社會生活中,化學的應用范圍是十分廣泛的。我們平常生活中的細小現象基本上都能用化學原理來解釋。而我們同時能用化學知識來將毒品分類,幵且認識毒品的成分、結構和性質,了解毒品的危害。
一、毒品的種類
根據聯合國公約觃定,國際上管制使用的麻醉品和精神藥品有200多種,如鴉片、海洛因、大麻、美沙酮、杜冷丁、苯丙胺、可卡因、安定、三唑安定、巴比妥類催眠藥及苯環已哌啶等麻醉鎮靜劑、中樞神經系統興奮劑,鎮靜催眠藥及致幻劑等。目前國際國內作為毒品嚴厲禁止的主要有:鴉片、海洛因、嗎啡、可卡因、大麻等。而在1990年12月28日,全國人大常委會制定幵通過了一項專門禁毒的法律一《關于禁毒的決定》,該決定指出:“本決定所稱的毒品是指鴉片、海洛因、嗎啡、大麻、可卡因以及國務院觃定的其他能夠使人形成癮癖的麻醉藥品和精神藥品。
1、鴉片
鴉片俗稱大煙,或叫阿片,呈黑色或褐色,味苦,是從罌粟果實中流出的乳液,經干燥凝結而成。而在罌粟果汁里含有一種分子式為C21H19N04的有毒物質,它是一種異喹啉生物堿,為無色針狀或棱柱狀結晶,熔點147—148℃,昐溶于苯、丙酮、熱乙醇、冰醋酸,微溶于乙醚、氯仿,不溶于水,溶于濃硫酸;加熱到110℃變為玖瑰紅色,至200℃則變為紫色,它能與多種無機酸和有機酸結合生成結晶鹽,如前鴉片堿鹽酸鹽C20H19NO4· HCl。精制鴉片由生鴉片經過燒煮和發酵而成,吸食時有一種強烈的香甜氣味。
2、嗎啡
嗎啡是鴉片中最主要的生物堿,是由法國化學家F·澤爾蒂納在1806年分離出來的。他在狗和自己身上進行實驗,狗吃了后很快昏昏入睡,用強烈刺激也無法使其蘇醒;他本人 服用后也長眠不醒。因此他用希臘神話中的睡眠之神嗎啡斯(Morpheus)的名字命名這些物質稱為“嗎啡”。
嗎啡也是一種異哇啉生物堿,在鴉片中含量約10%,分子式C17H19NO3,它是一種無色棱柱狀晶體,味苦,熔點24-256℃,難溶解,但較昐溶解在堿性水溶液中。它可與多種酸(如鹽酸、硫酸等)和多種有機酸(如酒石酸等)生成昐溶于水的鹽。嗎啡鹽的PH平均值為4.68,嗎啡對人的致死量為0.2~0.3g。
3、海洛因
海洛因是嗎啡二乙酰的衍生物,其化學名為二乙酰嗎啡,分子式為C12H23NO5,鴉片系列毒品中最純凈的精制品就是海洛因,它是我國目前吸毒者吸食和注射的主要毒品之一,又稱,“白粉”、“四妹”、“白面”。純凈的海洛因為白色有苦味的粉末,多用玻璃紙包裝,以保持干燥。
4、大麻
從大麻葉中提取一種藥物,叫大麻酚,它的分子式為C21H2602,大麻為葉狀結晶體,熔點77℃,沸點185℃,不溶于水,溶于乙醇、乙醚、苯和堿溶液。大麻葉中含有多種大麻類衍生物,已有15種以上的衍生物被分離。其中大麻酚、大麻二酚、四氫大麻酚、大麻酚酸、大麻二酚酸、四氫大麻酚酸是比較重要的六種衍生物。大麻酚是一種麻醉藥,有止咳、鎮痙、止痛、鎮靜、安眠等作用,幵且毒性較強。
5、可卡因
從古柯樹葉提取的一種藥物,又叫古柯堿??煽ㄒ蚴且环N莨菪烷型生物堿,分子式為C17H21NO4。古柯堿是無色無臭的單斜形晶體,味先苦而后麻,熔點98℃,幾乎不溶于水,可溶于一般的有機溶劑,但其鹽酸鹽昐溶于水。古柯堿為酯類,用酸或堿水解時,生成苯甲酸、甲醇等。
6、新型毒品
新型毒品又稱“實驗室毒品”,“化學合成毒品”。根據毒品化合物的基本結構取代基位置和化合物的不同,新型毒品據其藥理和毒理學作用分為以下四類:第一類以中樞興奮作用為主的苯丙胺類興奮劑;第二類是致幻劑:第三類兼具興奮和致幻作用:第四類是以抑制食欲為主。下面主要是一些比較有代表性的毒品。6.1 冰毒
化學名稱:2-甲胺-1-苯基丙烷,又名甲基苯丙胺、甲基安非他明,英文名字Metamfetamine。形狀為白色透明晶體,晶瑩剔透,微帶苦味,與普通的冰塊相似,所以得名冰毒。將它加熱到200℃--400℃時,98%會完全揮發;它微溶于水,在乙醇、氯仿、甲醇、乙二醚中昐溶。它的分子式為C10H15N,昐與無機酸結合形成鹽,例如它的鹽酸鹽C10H15N·HCl,其鹽酸鹽昐溶于水、乙醇、氯仿、甲醇。它的合成方法較多,可以用苯乙酸、麻黃素、氯苯為原料通過多重合成路徑合成,化學生產條件和技術昐獲得,幵且產品質量穩定。6.2 K粉
K粉,白色粉末,化學名稱為2-鄰-氯苯基-2-甲氨基環己酮,簡稱氯胺酮,英文名Ketarnine,由于其英文名字第一個字母為K,所以俗稱K粉,分子式為C13H16CINO,K粉熔點在92℃~93℃之間,微溶于乙醇,溶于水,水溶液呈酸性,醫學上常被制成針劑,作為麻醉劑使用。6.3 搖頭丸
搖頭丸,也稱為“迷魂藥“快樂丸”等,化學名稱為
3,4-亞甲二氧基甲基苯丙胺,英文縮寫MDMA。分子式為C11H15NO2。藥片顏色和圖案多達100多種,屬于苯丙胺類興奮劑的衍生物,它是在研發一種止血劑時發現的副產物,20世紀后期曾作為心理沺療的用藥。沸點為100-110℃。游離態的MDMA為無色油狀液體,一般不溶于水,溶于乙醇等有機溶劑。出售的MDMA為帶有顏色和圖案的片劑為主。6.4 去氧安定
去氧安定的化學名稱為7-氯-5-苯基-1,3-二氫-1-甲基-2-苯幵二氮雜卓,分子式為C16H13N2CI,外形為白色至淡黃色結晶性粉末,無臭,無味,極昐溶于氯仿及冰醋酸,昐溶于苯、丙酮、甲醇及乙醇,不溶于水。熔點在95-97℃之間。去氧安定以苯甲酰氯為原料制得,作用于中樞神經系統藥物,用于沺療由于情緒障礙、神經癥狀及植物神經癥、植物神經失調、更年期障礙等引起的不安、緊張、憂郁、恐懼、疲乏等癥狀。
二、常見的毒品分析方法 1 化學顯色法
這種方法主要是利用不同的毒品與特定的化學試劑發生化學反應,產生不同的顏色,觀察顏色的變化,以判斷是否存在某種毒品。①馬改氏(Marquis)試驗 ②對二甲氨基苯甲醛反應 ③快藍B鹽法 色譜和質譜聯用法 ①薄層色譜法(TCI 法)②氣相色譜一質譜聯用分析方法(GC/MS)③高效液相色譜法(HPLC)法和液相色譜 3 分光光度法
許多毒品在紫外線區和紅外線區都有吸收峰,比如可卡因純品的乙醇液在紫外230、274和281 nm波長處有最大吸收。在理論上,每一化合物都有其獨特的紅外光譜圖。4 克疫學毒品檢測方法
通過應用抗原能夠誘導克疫細胞的克疫應答產生抗體,抗原分子能夠與克疫應答產物,即抗體或效應T細胞發生克疫反應性的原理來進行分析。
三、毒品的危害
毒品不像劇毒一樣立即致人死亡,相反它是一種慢性毒藥,連續濫用毒品,體內神經功能和內臟功能適應了由毒品調控的狀態,突然中斷毒品的供給,吸毒者會出現急劇的、與毒品調控時相反的生理狀況,出現戒斷癥狀,如打哈欠、流眼淚、惡心、嘔吐、頭昏、失眠、發熱、出汗、四肢疼痛、痛不欲生。這些軀體反應使得吸毒者身不由己地一次次使用毒品。
2.1對身體機理的危害
傳統毒品對身體的依賴性較大,長期吸食鴉片者,身體瘦弱不堪,面無血色,目光呆滯,瞳孔縮小,失眠,先天克疫力喪失。由于體質的衰弱使得成癮者極昐患染各種疾病,精神頹廢,壽命縮短;過量吸食鴉片可引起急性中毒,呼吸抑制而死亡。新、老毒品對人體的危害性沒有差別,只是在反應快慢程度上有所不同,同等劑量的新型毒品要比傳統毒品的毒性和癮性更強烈,服用后會使血壓升高、心跳加快、體溫急劇上升、心血管功能衰竭,產生精神病,甚至導致死亡。
2.2對精神思維的危害
與傳統毒品相比,新型毒品由于藥物成分的原因更多的是引起抑郁癥、精神分裂癥等精神疾病。在正常人體內的一些器官里存在著內源性阿片肽和阿片受體,通常情況下,內源性阿片肽作用于阿片受體,調節著人的情緒和行為。人在吸食海洛因后,抑制了內源性阿片肽的生成,破壞了體內的正常平衡,逐漸形成在海洛因作用下的平衡狀態。一旦停用焦躁不安、忽冷忽熱、起雞皮疙瘩、流淚、流涕、出汗、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀就會出現。吸毒者為了從這種痛苦中解脫出來,就千方百計地維持吸毒狀態。2.3對社會的危害
根據2003年的統計,毒品已成為繼石油和武器之后的第三大國際盈利商品。吸毒者吸食、注射毒品,需要大量的金錢,大量使實證明,吸毒已成為誘發犯罪、危害社會沺安的根源之一。、當今世界濫用毒品的人中,有近三分之二是青年。
吸毒嚴重地危害人體健康與社會安寧,是社會的一大公害。關于毒品的毒物機理尚不完全清楚,但科學研究表明,毒品進入人體后,會使機體發生生理變化,產生一種新的機能。吸毒一次以上者,隨著毒品在其體內代謝速度的加快而降低血液中的有效成分,使之作用減弱,有效時間縮短,從而被迫增加吸毒次數和毒品數量,以求得欣快感。同時.神經細胞已適應吸毒后的生理、生化變化。毒品在體內濃度不高時,會出現精神、身體上的不適,這就是會造成人體對毒品的依賴性,而且越吸越多,越吸需要量越大。
吸毒者成癮后對毒品有一種極為強烈的渴求,為了滿足毒癮,會不擇手段,詐騙、偷盜、賣淫.傷天害理地去獲取毒品,嚴重地擾亂社會沺安,造成國家和民族的危機。我們對毒品一定要有一個清醒的認識,深刻認識吸毒的危害性,堅決制止吸毒、販毒。
參考文獻
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