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作者:管理员    发布于:2023-12-26 18:53    文字:【】【】【
摘要:天游挂机怎么下载 随着工业化、城市化进程的加快,土壤重金属污染尤其是镉污染加剧。农业部调查表明,我国污灌区面积约140万hm2,遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%,

  天游挂机怎么下载随着工业化、城市化进程的加快,土壤重金属污染尤其是镉污染加剧。农业部调查表明,我国污灌区面积约140万hm2,遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%,其中以汞和镉的污染面积最大。全国目前有涉及11个省市的25个地区约1.3万hm2耕地受到镉的污染,约有3.2万hm2 的耕地受到汞的污染,涉及15个省市的21个地区[1]。土壤重金属污染会导致粮食产量和质量的降低,并且通过污染物的食物链、生态链等传递、积累和放大,对人体产生毒害。因此,土壤重金属毒性研究成为热点。

  土壤重金属毒性与土壤的基本性质密切相关。土壤中的pH值、CEC和有机质等都会对重金属毒性产生影响,其中土壤有机质的影响尤为重要。土壤中的有机质通过与重金属元素形成络合物的方式来影响土壤中重金属的迁移性及其生物有效性。土壤中有机质含量的多少会影响重金属在土壤中的存在形态从而影响重金属的生物毒性。He et al[2]利用苔藓泥炭(sphagnum peat)作为有机质加入不同类型的土壤中发现,在砂质土壤中加入320 g/kg有机质,水溶态及可交换态的镉由27%上升到54%;而铁-锰氧化态则由19%下降到13%。张亚丽等[3]研究发现施用有机肥后,土壤中有效态镉含量显著降低,降幅约为40%。但是,也有研究表明,当水溶性的有机质含量增加时,会提高土壤镉的生物有效性[4]。

  调查发现,北京城郊土壤也面临着镉污染的风险。郑袁明等[5]通过对北京市菜地、稻田、果园、绿化地、麦地以及自然土壤6种土地利用类型共595个土壤样品进行了调查分析,结果表明,菜地、稻田、果园的镉含量显著高于背景值。在对北京市规模化蔬菜栽培基地的54个土壤样品的分析表明,北京市菜地土壤镉积累明显,其中有两个样点土壤镉含量超过《土壤环境质量标准》的二级标准[6]。因此,本文采用褐土作为研究对象,以土培的方式,研究不同镉浓度条件下,不同有机质处理对大麦急性毒性的影响及其与土壤中镉形态的关系,探讨土壤有机质在镉生物毒性中的作用,从而为土壤镉污染的保护和治理提供依据。

  供试土壤为采自北京市门头沟附近的褐土(0~20 cm表土)。土壤样品经风干后过2 mm筛贮藏备用。土壤pH值为8.1,有机碳含量为4.3%。风干后的土壤样品进行去除有机质处理,具体方法为:土样中加入30%的H2O2溶液,充分搅动使有机质分解,待样品中不再有气泡生成时,再加入少量H2O2溶液,重复至没有气泡产生,最后风干过2 mm筛[7]。

  将去除有机质的土壤与原土壤按1∶1、1∶2、1∶3混合,设置3个有机质浓度梯度处理由低到高依次为:1∶1、1∶2、1∶3,未进行有机质去除的处理为CK。每个处理添加6个外源镉浓度,添加镉的浓度梯度为0、10、20、30、60、120 mg/kg。试验共24组处理,各处理及表示标号如表1所示。所有土壤样品添加外源镉后保持最大持水量培养2 d后,风干,过2 mm筛贮藏备用。

  分别取不同处理的土样360 g,装入聚乙烯培养杯内,保持土壤最大持水量的60%平衡7 d后,种植发芽良好的大麦种子5粒,放入人工气候箱,湿度设置为80%±5%,温度设置为白天(20±2)°C、夜晚(16±2)°C培养。培养期间,保持土壤水分为最大持水量的60%。生长7 d测量大麦根长,计算相对根长(RE):

  土壤中镉的化学形态提取采用BCR三步提取法,其中,弱酸提取态(可交换态及碳酸盐结合态)用醋酸提取;可还原态(Fe、Mn氧化物结合态)用盐酸羟氨提取;可氧化态(有机物及硫化物结合态)用双氧水氧化,醋酸铵提取;残渣态及镉总量用HNO3-HCl-HClO4法消化。土壤中镉各形态的含量采用ICP-OES测定。土壤pH值用pH计(Sartorius,PB-10)进行测定(pH计电极使用pH标准缓冲液4.01、7.01系列进行校准测量)。土壤有机质含量采用Solid TOC分析仪(美国OI分析仪器公司)测定[9]。

  不同外源镉浓度对大麦根长的影响如图1所示。由图1可知,大麦相对根长随着镉浓度的升高呈递减趋势,说明外源镉浓度越高,镉对大麦根长的抑制作用越强。大麦根长随镉浓度的增加呈现2个变化阶段。当外源镉浓度处于0~60 mg/kg之间时,大麦根长随着外源镉浓度的升高而急剧降低,当外源镉浓度由60 mg/kg增加到120 mg/kg,大麦根长的变化趋势有所减缓。

  由图1可知,当外源镉浓度同为10 mg/kg时,大麦根长随着有机质浓度梯度的升高而呈递减趋势,降幅为17.8%;其他外源镉浓度条件下,大麦相对根长不随有机质浓度梯度的升高呈规律增减。在外源镉浓度相同的条件下,不同有机质处理对大麦镉毒性效应的影响不显著。大量研究表明土壤中有机质含量增加能缓解重金属毒性,如张亚丽等[10]在研究有机肥料对污染土壤中镉的有效性及其形态的影响时发现不同类型有机肥的施用明显降低了土壤中有效性镉的含量;Covelo et al[11]的研究也表明,有机物可通过吸附、螯合等作用固定重金属,同时有机物分解形成的还原条件有利于硫化镉沉淀的形成,从而降低土壤镉的有效性。然而,祖艳群等[12]在关于蔬菜中铅镉铜锌含量的影响因素的研究中表明,土壤有机质含量较低时,随着有机质含量的增加,在一定范围内可使蔬菜中重金属含量降低,而有机质含量过高时,可能会导致重金属有效性的提高。相关资料也表明,有机质加入土壤中对植物吸收重金属没有影响或者甚至稍微增加[12]。王 果等[13]研究发现猪粪和泥炭能促进红壤中分蘖期水稻根系对镉的吸收。导致这种结果间不一致的原因可能是可溶性的有机物能与重金属形成络合物,增加重金属的迁移性和生物有效性,但是大分子的固相有机物同土壤中黏土矿物一起吸附重金属,限制重金属的迁移性和生物有效性。

  图2为土壤中镉形态百分比分布图。由图2可知,各组处理中镉的可氧化态占总量百分比最低,其最高百分比为2.62%;在相同有机质处理条件下,可还原态占总量百分比在外源镉浓度0~10 mg/kg之间时增幅最大,为16.89%;外源镉浓度大于10 mg/kg时,可还原态占总量百分比处于相对稳定状态,各浓度间增幅不超过3%;弱酸提取态的镉占总量的百分比随外源镉浓度升高而增大,残渣态的镉占总量的百分比随着外源镉浓度升高而降低;如图2中处理D01、D101、D201、D301、D601、D1201即有机质梯度为1∶1,外源镉浓度在0~120 mg/kg的情况下,弱酸提取态的镉占总量的百分比的增幅为60%;残渣态的镉占总量的百分比的降幅为77.69%。镉在进入土壤中后容易形成活性较高的弱酸提取态。王圆方等[14]研究发现,外源水溶态Cd2+进入棕壤30 d后,58.5%转化为了可交换态镉,0.98%转化成了碳酸盐结合态镉。

  大麦根长与土壤中镉的总量、弱酸提取态的镉、可还原态的镉以及可氧化态的镉都呈二次曲线显著相关,与土壤中残渣态的镉相关性不显著(表2)。由图2可知,土壤中弱酸提取态的镉和可氧化态的镉占总量的百分比高,故弱酸提取态的镉和可氧化态的镉与大麦急性生物毒性密切相关,然而土壤中可氧化态的镉占总量百分比远小于其他形态所占比例,却与大麦毒性效应呈显著相关,说明有机结合态的镉与大麦毒性效应的关系更为密切。镉对大麦急性毒性的大小不仅与其在土壤中的总量有关,而且还与其在土壤中的赋存形态有关,镉在生态系统中的迁移、转化及其毒性直接与其在土壤中的赋存形态密切相关。朱 波等[15]研究在研究紫色土中外源锌、镉形态的生物有效性时发现交换态锌、镉有效性高,具有最大的生物活性,对植株锌、镉含量的贡献最大;其他形态如碳酸盐结合态锌、氧化锰结合态锌、镉对植株锌、镉含量也有影响,具有一定的生物相对有效性,但都是通过交换态间接作用[16-17]。

  不同镉浓度条件下,大麦根长随着外源添加镉浓度的增加而减小;同一镉浓度不同有机质处理条件下,大麦根长变化不明显;土壤中弱酸提取态的镉占总量百分比随着外源镉浓度的增加,由9%增至68%左右,该形态的镉与植物毒性效应显著性相关(R2=0.88);可还原态的镉占总量百分比在外源镉浓度在0~10 mg/kg时,由8%增至28%,之后随着外源镉浓度增加,变化幅度趋于稳定,与植物毒性效应相关性显著(R2=0.89);可还原态的镉占总量百分比最少,各处理中最高百分比为2.62%,但其与植物毒性效应显著相关(R2=0.70);残渣态的镉占总量百分比由85%降至3%左右;与植物毒性效应无相关关系。

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  从本质上看,教师要在高中有机化学教学中提高学生的能力并引导学生掌握相应的学习方法,也就是要有意识有目的的培养学生,引导学生形成能力、掌握方法.因此,在高中有机化学教学过程中,教师应该充分利用多样化的教学方法有针对性的开展教学,通过多样化的教学方法提高学生的自我探究能力、创新能力、逻辑思维能力等多方面的综合能力.例如,在学习乙烯的性质时,教师可以采用小组交流学习法,其目的在于完成基本的教学任务,引导学生通过实验操作获得更直观的认识,同时显著提高学生的实践操作能力、团队合作能力和探究能力.首先,教师按照一定的标准和条件对学生进行合理的分组,并要求学生根据所学的内容和乙烯的化学结构式推导乙烯所具备的化学性质.其次,教师组织学生以小组为单位设计化学实验,通过化学实验去验证小组得出的推论,并得到最后的结果.最后,教师对学生交流和讨论的结果进行总结和评价,完成课堂教学任务.在此过程中,学生在小组之间进行自我探究,发表自己的观点和看法并借鉴其他学生的思维和意识.同时,小组中间的学生参与化学实验的设计与操作过程,这就能够有效提高学生的实践操作能力和创新能力.通过小组交流学习法,教师进一步突出了学生在学习过程中的主体性,引导学生在实验过程中提高了自身的实践能力、创新能力等多方面的综合能力,同时也让学生掌握了探究物质化学性质的方法.

  最后,教师必须明确的是,高中有机化学教学是一个互动交流的过程.其中,不仅仅教师能够教导学生,某些时候学生之间的交流更能有效提高学生的能力.还是以对乙烯的学习为例,通过师生互动,生生互动,师生互动,教师可以引导大家一起归纳出学习有机物的一般规律与方法:结构性质(物理性质、化学性质)用途制法(工业制法、实验室制法).有机物的结构:可以用模型(比例模型和球棒模型)来加深对其空间结构的认识;有机物的物理性质:可以从其颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、溶解性等来学习.有机物的化学性质:可以从其与单质、氧化物、氢化物、酸、碱、盐、氧化剂、还原剂等不同类型物质的反应来探究和总结.因此,教师需要在高中有机化学教学中引导学生分享自己的学习方法,分享自己获得的能力.换言之,教师需要为学生树立榜样,引导学生借鉴榜样所掌握的先进学习方法,并有效提高自身的能力和素质.这就需要教师加强与学生的交流与互动,营造和谐轻松的课堂教学氛围,进而组织学生在学习中分享自己的心得,使班级所有学生能够掌握更有效率的方法,并提高自身能力.总的来说,在高中有机化学教学中引导学生掌握方法并提高能力是高中化学教学发展的必然要求,也是现代教育发展的必然趋势.这就需要众多教师在实践教学中不断总结和交流,对传统教学的模式和方法进行改革,推动有机化学教学的发展与建设.。来的污染,并且还提高了产率.最后,选择绿色的合成原料,阻止污染源,防止污染的发生.如果实验定的原料含有毒性、易挥发性,教师应当想法设法用绿色原料进行替换,如果替换不了,就减少用量并警示学生.

  高中化学有机合成实验内容基本都是相对独立的,为了覆盖所有有机合成实验的操作内容,实验过程往往造成资源浪费.把看似独立的实验内容组合起来设计出全新的实验步骤,一方面促使学生认真对待实验的每一步,细心操作,把有机合成知识融会贯通,另一方面减少了合成原料的使用,综合利用了实验产物,体现了绿色化学的原则.例如,我们可以用环己醇做原料设计一次组合式有机化学实验方案,首先用催化剂FeCl3·6H2O催化环己醇脱水制备环己烯,再把合成物环己烯作为原料经过H2O的氧化和NaWO4/H3PO4的催化制备出己二酸,这样的做法深刻体现了绿色化学的思想,节约了成本,减轻环境污染,为学生树立绿色化学的观念做了一个良好的示范作用.

  独流减河位于天津市区南侧,是承泄大清河系洪水的主要入海尾闾,西起进洪闸,流经静海区、西青区、滨海新区,于防潮闸入渤海,河道全长67 km。

  近年来,独流减河上游地区西青、静海等地经济发展迅速,大量工业废水、生活污水等未经处理直排入河,造成独流减河上游河道污染严重,水体颜色异常,媒体和群众反响强烈,引起政府部门高度重视。为彻底解决独流减河水污染问题,改善河道水质环境,天津市水务部门组织开展了独流减河污染源调查和水质改善工作,结合清水河道行动,开展了截污治污、河道治理,污水处理厂网建设等各项工作。组织专业机构开展独流减河区域污染物调查监测工作,查找主要污染物,为下一步治理提供技术依据。

  对沿线 km河道的主要支流汇入口、滩地、河床等区域的地表水、土壤、底质进行了采样分析。共采集水样7个,土壤和底质13个点位97个样品。

  对独流减河及主要汇入支流程村排水河、西大洼排水河、陈台子排水河等7条河道的水质、土壤(底质)样品的无机污染物定量分析,有机污染物的定性分析。

  水质监测:在独流减河各主要汇入河道(口门)上、下游设置监测断面;主要汇入支流的汇入口上游设置监测断面,共布设7个断面。土壤监测:包括两侧堤岸和河道底质。在独流减河的两岸汇入支流口门下游共布设6个断面;底质断面布设以西琉城站为起点,选择各汇入口门的上、下游可能受汇水污染的河道区域布置,共布设7个断面[1-2]。

  水质样品采用深水采样品,现场加保存试剂固定样品,运送回实验室测定。土壤样品采用地质勘探取样机采集土壤柱状岩芯,两堤岸架设机架,河道中由浮船架设机架分别采集。采集深度两堤岸土壤为6 m,河道底质为2 m,每层深度间隔为0.5 m。采集后按要求分段保存,运送回实验室测定。

  按照《地表水环境质量标准》(GB3838―2002)要求,结合区域污染特征选择监测项目。由于有机污染历史上未进行调查,需首先对有机污染物进行定性筛查。

  水质样品无机监测项目:pH值、锌、铜、锰、镍、总磷、砷、汞、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、挥发酚、铅、镉、铬、总铁、硝态氮、石油类、总氮。水质样品有机监测项目:挥发性有机物和半挥发性有机物定性分析。土壤样品无机监测项目:pH值、磷、铬、锌、铜、锰、镍、铅、硫、石油类、镉、氟、挥发酚、氰化物、总氮、汞、砷、铁、有机质。土壤样品有机监测项目:挥发性有机物和半挥发性有机物定性分析。

  2.1.1 无机项目。独流减河、程村排水河、西大洼排水河、边沟水质均为劣Ⅴ类。主要污染物质为总磷、氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、总氮。

  2.1.2 有机项目。水样中挥发性有机物检出14种。主要集中于宽河、程村排水河和独流减河西琉城附近。独流减河下游水体中含有的挥发性有机物种类较少,主要为氯仿和苯并噻唑。

  2.2.1 无机项目监测结果。独流减河两岸的土壤监测中,含量较多的元素依次为总铁?垌总硫>

  总锰>

  总磷、总氮>

  氟。有毒重金属元素含量较低。

  土壤的表层0~4 m,污染物含量较大,表层至底层浓度逐渐下降,4~6 m的土壤样品中污染物浓度基本相同。可见土壤剖面中4 m以下可认为是区域的土壤原生相。

  底质样品监测分析结果得出,浓度含量较多元素依次为总铁?垌硫>

  总磷、总氮>

  氟化物,有毒重金属元素的含量较低。与两岸边堤的土壤样品情况一致[3-4]。底质样品陈台子下游100 m断面所监测结果与左岸边堤陈台子站的结果相同,底质表层样品中各污染物含量明显高于底层及其他土壤断面。进一步证实陈台子附近有污染源汇入。

  2.2.2 有机项目监测结果。土壤、底质中挥发性有机物检测出10种,苯、甲苯、正己烷、乙苯、邻二甲苯、对甲基氯苯、间(对)二甲苯、四氯化碳、氯仿、苯并噻唑。半挥发性有机物检出7类60余种。这些有机物的存在表明区域受到有机物的污染[5-6]。

  调查分析结果表明,独流减河、截流沟、程村排水河、西大洼排水河现状水质均劣于地表水V类标准,主要超标因子为化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等。河水不同程度呈现黄褐色颜色,独流减河水质优于其他3条河道。独流减河西琉城至团泊大道桥段及汇入河道铁离子浓度远高于其他河段。浅层地下水铁离子含量最高,地表水铁离子浓度低于地下水。浅层地下水呈棕褐色,并检出较高浓度的苯胺类、萘等染化行业常见物质。滩地土壤和底质中,总铁含量均较高,其中调查中发现滩地土壤中夹杂有深色染料废渣,检出苯胺类、萘等多种挥发性、半挥发性有机物。其中列入《土壤环境质量标准》(GB15618―1995)的8项重金属指标达到Ⅲ类标准,基本上对植物和环境不造成危害和污染。

  独流减河的污染问题是历史长期积累而成,并且污染原因复杂。初步分析造成水体颜色呈黄褐色的原因有2个:一是底质中铁离子,受到沿线口门排水冲刷上浮,或遇风浪较大时,水体中二价铁离子被氧化为三价铁离子造成水体呈黄褐色;二是该区域土壤中多年积累的染化污染物经降雨淋洗,溶解进入河道。

  河道水环境治理的措施主要是截污、清淤、冲洗、修复。独流减河污染来自岸上,必须先治理岸上污染源,保证入独流减河的水质达标。独流减河的治理必须采用生态治理措施:一是对岸上污染源及汇入河道的水体、土壤和地下水污染进行持续治理;对三角地等重点区域的汇入河道,采取防渗护砌等措施,确保进入独流减河的水质达到相应水功能区水质要求;二是对污染较重区域进行小规模清淤;三是长期补充生态水源反复冲洗,使土壤和底质中的污染物逐渐溶出;四是采取种植水生植物等生态治理措施,逐步消减内源污染物存量。建议加强河道生态修复工作。对清淤后的河道和滩涂分别采取生物岛栅/悬浮生物床等原位生态组合修复技术和微生物+植物联合生态修复技术,保持河道水体的水质,实现滩涂的生态功能,逐步消减内源污染物存量。依托环保部门建设的排水口门水质在线监测系统,及时掌握排水及污染情况。进一步强化沿河闸门泵站管理,落实环保、水务市、区两级监管责任,优化考核问责机制。

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  化学需要大量记背,而反应方程式、化学实验、化学特性等,相似相类,所以导致记背困难,应用时容易产生混乱的感觉,于是化学学不好。而化学学得好的同学,虽然经过多年的“填鸭式”教学,对化学的记背根本不在化学知识本身,而在于推导、衍生。但成绩差的同学,多在“判断、推导”上出现问题,这就立即形成了两极分化的结果。下面笔者对学好化学基础的着手点和突击的方向谈看法。

  在复习元素化合物知识时应从组成――结构入手,抓住组成和结构决定物质性质这一关键,按类别复习物质的性质、用途及制备等内容。在复习过程中要善于将知识点连成线,由线连成片,最后形成知识网。对于重要元素及其化合物的化学性质可以自己编制相互转化和联系的网络图,并清楚实现转换的化学方程式,便于加强记忆。同时善于利用归纳、对比等方法,找出物质性质之间的共同性和差异性,以便记忆准确。比如:(1)卤族元素在化合物中既可显负价又可显正价;但氟元素在化合物中只能显负价。(2)硅和二氧化硅一般不溶于酸,但可溶于氢氟酸。(3)一般由强酸制弱酸,但氢硫酸与硫酸铜溶液反应可生成硫酸。(4)酸式盐一般可溶于水,但磷酸一氢盐只有钾、钠、铵盐可溶。(5)金属单质与酸反应一般生成氢气,但硝酸、浓硫酸与金属反应不生成氢气。对于这些基本概念、基本理论知识体系的构建复习,可采用列表、对比和归纳总结规律要点的复习方法。

  无机化学的中心就是化合价,无机中,无论是氧化还原还是水解电离的知识点,都是化合价迁移的过程,所以整个中心点是化合价。而化合价的规律又来自周期表,所以学无机部分,必须以化合价为中心,坚持元素周期表、坚持特殊现象。物态的化合价基本符合元素周期律,只有少数多化合价的物质,要抄下牢记。做一个专门学化学的笔记本,这些都是高考化学考点与解题入手点,希望大家自己总结。如:通过复习反应方程式(按课本章节逐步复习出现的方程式),对照周期表思考,就能得出结论:参照最外电子层分布规律和同主族元素排列顺序,一切的氧化还原,水解,电离,都变得清晰明了。

  无机化学重在判断,判断反应机理,反应原理,如化合价是否对等,能否参与反应,如何配平,都是基于周期表规律进行判断和推导的。而有机化学的判断,首先是官能团的判断,而后是碳链的推导。抓住官能团的反应特性,然后根据碳链分布规律(4个键位),就能把知识点吃透,把题拿下。要培养发展思维,思维方法要学会怎样想,其核心是思维方法。例如要学会将一个复杂的问题分解成几个简单的问题的思维方法,学会将新情况下的问题还原成已知化学原理的思维方法,学会对实验进行假设、操作、设计的实验方法,学会寻找化学计算常规思路的解题方法等。要精心选择近几年的高考理综化学试题作为典型题(五年高考三年模拟)进行分析、训练,加强审题方法、解题思路、解题技巧的指导和总结,严格答题要求,及时反馈、矫正,使解题能力的培养和提高落实到位。

  能力立意已经是化学高考试卷的主要体现。高考中很多同学的失分与思维定势有关,只记住练过的解题套路,而遇到新的情景就不能独立思考。高考的考查是比较系统的,如果认识有偏差,恐怕解题时就会遇到困难。在复习中要重视构建知识网络,加强学习过程的反思,不断总结规律、解题方法和实验方法。如在解计算题中常用的恒等:原子恒等、离子恒等、电子恒等、电荷恒等、电量恒等,用到的方法有:质量守恒、差量法、归一法、极限法、关系法、十字交叉法和估算法。另外,对新课程增加的内容(如化学反应中的能量变化、热化学方程式、重要的氧化剂、还原剂、臭氧、过氧化氢、常见的生活环境污染和防治、原料与能源的合理利用、无机非金属材料、化学实验方案的设计等),要特别关注。

  综上所述,不同学生各有侧重,化学水平基础比较好的同学可以先拿一些题目自我检测,找出问题,然后进行知识的梳理。这样上课的时候,就可以做到有的放矢,等到一个章节结束,进行总结和提高。基础比较薄弱的同学,教师应先对学科知识进行梳理和归纳,使知识系统化,同时配以单元训练,可以先找一些基础题目进行练习,等到比较基础的题目能够掌握的时候再逐步提高,才能提高应用能力。复习结束的时候可以弥补漏洞,使知识得到巩固。切忌急躁,如果教师一上来就做难题,则不仅会打击学生的信心,而且学生也无法得到实际提高。

  马克思主义的创立与发展是同总体、全体、整体、系统等范畴的改造发展密不可分的。恩格斯明确指出:“我们所面对着的整个自然界形成一个体系,即各种物体相互联系的总体。”[1](P492)从客观内容看,总体包括自然界、社会和思维(作为客体,社会和思维是自然界的一部分)的过去、现在和将来的无限的发展。马克思把总体、系统范畴运用于分析和解剖人类社会,指出资本主义社会经济结构就是一个“有机系统”,“系统在其发展进程中向总体的转化”[2]。他对最复杂的资本主义商品社会进行经济分析,揭示了资本主义社会的经济结构规律,并由生产力决定生产关系的普遍原理出发,发现了古往今来贯穿人类整个社会的发展总规律,创立了唯物史观。

  恩格斯对辩证唯物主义的发展与自然观的创新同样与总体、整体、系统范畴的应用和深化发展分不开。他以康德的宇宙总体自组织双向演化学说为依据,提出了辩证唯物主义关于总体的物质自组织原理。尽管当时对宇宙核能源的生成问题还完全不清楚,但恩格斯运用辩证唯物论的能动的物质观,站在能量守恒与转化定律的基点上,从哲学上超前预测到物质总体的双向演化的功能,提出了辩证唯物主义的总体自组织原理,使发展原理和物质原理在辩证唯物主义的总体范畴中达到真正的统一。他接着从总体方法论的新视角研究唯物辩证法对当代自然科学的整体方法论的指导作用,并运用总体(整体)范畴科学地剖析自然界演化的总体系统结构,全面概括19世纪下半叶整个自然科学最新发现,构建了自然辩证法这门关于自然科学的总体辩证发展的哲学新学科。他指出:“整个自然界形成一个体系,即各种物体相互联系的总体”,“宇宙是个体系,是各种物体相互联系的总体”。[3](P409)

  以实践为基础的辩证唯物论揭示了自然界、社会和思维的运动的总规律,使总体范畴上升为统摄唯物论与辩证思维运动的总的方法论。马克思在1845年春撰写的《关于费尔巴哈的提纲》中运用总体方法,在人的思维与客观真理、环境的改变与人的活动当中把人民群众改造世界的实践纳入新世界观;在人的本质与社会形式上引入“社会关系的总和”的科学观点,使马克思主义哲学成为认识和变革世界的新世界观,使辩证唯物主义总体观升华为以变革世界的实践为特点的总体观。

  列宁在新的历史时期继承和捍卫了马克思、恩格斯的唯物主义总体观的同时,还从两个方面深化发展了辩证唯物主义的总体性原理。其一,把现代唯物主义看成是在时代科学中从系统到总体的不断发展的前进运动,提出了唯物主义在核时代总体发展的新原理;其二,从这一新原理出发,吸取黑格尔的总体方法论有价值的东西,深化了辩证唯物主义总体范畴的方能和辩证法的总体结构的功能研究。

  列宁重点论述以实践为基础的辩证唯物主义和历史唯物主义世界观的完整的统一性,使唯物主义世界观推进到核时代的历史新水平。他继续和发展恩格斯的彻底唯物主义路线,不但把辩证唯物主义物质观提高到核时代的“客观实在性”,而且从核时代原子核微观粒子的新发现出发,继续深化辩证物质观,提出“发展原则”、“统一原则”,“此外还必须把发展的普遍原则和世界、自然界、运动、物质等等的统一的普遍原则联结、联系、结合起来”。[4](P282)他并以这一发展唯物论的总体指导思想为依托,从“原子、电子”等微观粒子层次上提出“物质深邃无限性”的新原理,这一新原理和列宁对物质“客观实在性”的核时代物质观相结合构成列宁对辩证唯物主义世界观从系统到总体的时代深化的重大发展。他提出的“发展原则”必须同“统一原则”相“联结”、相“联系”、相“结合”的指导性原理,为历史新时期深化和发展唯物辩证法科学提供了完整的现代唯物主义基础和方法论指南。

  其一,列宁从哲学是“大圆圈”的新视角展开对唯物主义总体观方法论探索。黑格尔提出思辩的总体方法是“真理不外是通过直接性的否定性而回到自身”,“由于上述方法的性质,科学表现为一个自身环绕的圆圈,这个圆圈的末端通过中介同这个圆圈的开端,即简单的根据连接着;同时这个圆圈是许多圆圈的一个圆圈……这一链条的各个环节便是各门科学”,“方法是仅仅和自身相关的纯概念,因此,它是对自身的简单关系,这个关系就是存在。但是现在这也是充实的存在,是把握自身的概念,是作为具体的并且全然集约的总体的存在”。[4](P263)这是黑格尔关于辩证法的重要的规定之一,他以观念的“全然集约的总体”系统性地表述了自然界的“全然集约的总体”,只要打破黑格尔封闭的思辩系统,仍会显露这一方法的总体整合的辩证方法论的现代功能。

  马克思主义现代科学哲学就是这一科学技术系统在经过“圆圈的圆圈”的科学技术总体进行“全然集约的”整合产生了“大圆圈”——即各门科学的新的哲学“总体”整合的结果。列宁把哲学的辩证思维的总体“大圆圈”看成是在实践中沿螺旋线上升的一次比一次更深刻的辩证的思维圆运动,由感性具体的简单的(抽象的)规定性经过实践的检验上升到新一轮实践的更高的辩证思维中的“理性具体”,进而在更高的实践过程中经过检验达到辩证理性的整体的高度的综合。正是在这个意义上——即唯物主义整体综合方法论意义上,列宁对黑格尔关于辩证思维通过整体双重化运动、达到更高的辩证法综合有序化的发展目标给予了高度的评价。黑格尔给当代辩证法设定的目标就是通过否定性(矛盾性)的双重化的整体的思维运动,“更大的扩展同时是更高度的集约”,“最丰富的是最具体的和最主观的”;“从简单的规定性开始,继之而来的规定性就愈加丰富,就愈加具体……在继续规定的每一个阶段上,普遍的东西都在提高它以前的全部内容,它不仅没有因其辩证的前进运动而丧失什么,丢下什么,而且还带着一切收获,使自己内部不断丰富和充实起来”,列宁称这是“对辩证法这个问题,非常不坏地做了某种总结”。[4](P261)列宁吸纳了黑格尔从总体功能上对辩证法这一最重要的科学界定,在今天信息高科技时代对于发展唯物辩证法的总体功能仍有现实的价值。

  其二,列宁对总体、现象、规律关系的唯物主义新研究。这对于“左”的思潮将辩证法规律的绝对化、简单化、庸俗化和严重扭曲化的批判方面,更加显示其方法论的指导价值。黑格尔认为:“规律是本质的现象”,“规律的王国是现存世界或现象世界的静止的反应”。列宁指出:“这是非常唯物主义的、非常确切的(从‘静止的’这个词来看)规定。规律把握住静止的东西——因此,规律、任何规律都是狭隘的、不完全的、近似的。”并在概括黑格尔对总体、现象整体与规律关系的合理论述时指出,“规律”比起“总体、现象”仅仅等于“部分”,虽然“似乎承认,规律能弥补这个缺陷,既能把握否定的方面,又能把握现象的总体”。[4](P166-167)因为黑格尔已从物理学发展史的深刻教训中看到,把任何物理学重要规律绝对化,抬高到代替其他规律的位置,都会阻碍科学的前进和发展。物理学本身的发展也推倒了这种窒息科学、阻碍认识前进的错误行径。正如达尔文的宏观生物进化论已在上世纪逐渐在分子生物学、基因遗传学和信息遗传学中不断深化并向新达尔文主义方向发展一样,把发展的某一规律绝对化、偶像化为唯一发展规律甚至代替了其他规律和辩证法的全部范畴体系,它所带来的窒息理论与实践发展的恶果是大家有目共睹的。

  其三,对总体范畴内涵的新研究。古代哲学就已从宇宙学的视角直观地看到宇宙整体的分与合的功能。但在两千余年的人类文明史上,囿于经验观察的局限性,有的把“分”绝对化了,有人把“合”绝对化了,如古代希腊的芝诺把运动空间的可分性绝对化,最后走上了否定运动的歧途。庄子则把“一尺之椎”的可分性绝对化为“日取其半,永世不竭”的无限可分性,从而走上了否定庄周主体存在的荒唐唯我论。

  “分”和“合”的现代哲学的表述即连续性表征宇宙总体的“不可分割性”,如各种呈连续性存在的物质场(引力场、核场、电磁场等);非连续性表征具体物质的“可分割性”,如各种呈非连续性存在的宏观物体,微观分子、原子、核粒子等。连续性与非连续性能够更准确地表征场与粒子、“分”与“合”的物质总体的统一,说明当时牛顿无法解释的万有引力定律在巨大宇宙空间通过引力与引力场在宇宙总体中的“超距”作用,因此既不存在离开物质场和宇宙总体的绝对可分的粒子,同样不存在绝对不可分的原子。每个物质层次可分性与不可分性、时间的非间断性与间断性、认识的非区分性与区分性、活动的非间歇性与间歇性、空间的连续性与非连续性、事物的联系性与非联系性[5]都是同时存在着的。2500多年以前的老子就认为:“无名天地之始;有名万物之母”,“有无相生,难易相成,长短相形,高下相倾,音声相和,前后相随”。[6]列宁讲在物质总体中二者的连接才是“真正的辩证法”。

  其四,对辩证法的总体结构的发展。“辩证法的要素”俗称“十六要素”[4](P249-251)是列宁发展马克思、恩格斯辩证法遗产的重大贡献,不但在辩证法的内容上总体性思想较明确,而且对辩证法的总体结构建构上总体性思想也是较明确的。如在辩证法的内容上,列宁多次较直接地表述了总体性思想:“一切现象中的矛盾的力量和倾向”、“关系的全部总和”、“对立面的总和与统一”、“各个部分的分解和所有这些部分的总和、总计”等。在辩证法的总体结构上,起初列宁在全盘改造黑格尔哲学遗产时把唯物辩证法概括为“三条”,认为“大概这些就是辩证法的要素”,紧接着又把三要素扩展为“七要素”、“十六要素”,囊括了三个发展规律和系列范畴,这是对辩证法的总体扩展和深化。北京大学的王东教授在其博士论文中对此已有精彩的阐述,[7](P106)故不再赘述。当然,列宁深知宇宙自身不断发展,随着人类实践和科学的发展,还会揭示新的要素和方面,来扩大辩证法科学的内涵。列宁的这一重要方法论遗产对今天信息高科技时代克服“左”的错误,推动辩证法的信息化新发展仍有特殊的现实价值。

  二战后,在全球生态日益恶化的情况下西方的学者和科学家对可持续发展思想的提出作了大量的工作,中国政府在领导经济发展中吸取了可持续发展思想的合理内容,并把它作为我国未来发展经济的重要战略指导思想。但可持续发展思想的哲学世界观是什么?西方思想家还不能从科学的哲学世界观来正确回答这一问题。如美国著作家、社会活动家杰里米·里夫金与特德·霍华德(JeremyRifkinwithTedHoward)在20世纪80年代初就出版了《熵:一种新世界观》[8]一书,试图回答可持续发展的哲学世界观问题,该书出版后曾轰动西方世界,我国很快就有中文译本问世。但通观全书,作者站在热力学第二定律的立场上,把热力学的熵的单向发展搬到人类社会和自然界,对全球的生态现状作出悲观的描述,把“热熵”当作自然界最高的科学定律,所谓《熵:一种新世界观》实质上是世界“热寂说”的新翻版,按照这种新世界观可持续发展最终只能导向发展的“零的增长”,最后走向全球的生态灾难和人类的灭亡。这种以“新”为标榜的世界观没有汲取核时代宇宙的双向演化的熵功能,没有看到生态系统的熵的双向演化功能,客观上起着只让富国发展,不让不发达国家发展经济的作用。

  有学者认为:“宇宙间实际上只存在两种不同形式的能量。一类是以光子作为物质基础的能量——物质热辐射能,另一类是以暗物质粒子作为物质基础的能量——物质冷辐射能。”[9]并认为,后一类是“负能”,是取之不尽用之不竭的能源,17世纪30年代英国渥塞斯特(Worcester)侯爵制造的非常著名的“永动机”实验,现在看来实际上就是想利用负能运转的机器。关于“永动机”,可将其简单地理解为:非人力、畜力和常规能源为动力的一经开动就永远不停地运转的机器。古今中外有很多有识之士尝试制造“永动机”,目的都是为了“省力”而“作用大”。13世纪就有了企图制造“永动机”的记载。实际上“亚永动机”早已出现:如,水车、风车;风力、水利、太阳能发电机等。当今,达到第一宇宙速度(7.9km/s)的人造地球卫星和航天器实属真正意义上的“永动机”,它的诞生意义深远,已经给人类社会的各个方面带来了巨大变化。人造飞行器的宇宙速度会不断提高,研制“永动机”的脚步不会停止,“负能”的利用将会诞生更多更好的“永动机”。

  我们不是否定包括能源危机在内的生态灾难发生的现实可能性,但不能把可能发生的东西当作唯一的现实根据。只要充分利用现已达到的防止生态恶化的科学技术手段,只要和平与发展仍占时代主流,在各国政府协商和通力合作的基础上,推行全球化的保护生态环境的得力政策,通过加大生态环境防治的人、财、物的投入,就有可能逐步扭转全球生态恶化的现实,恢复全球的生态向良性方向即有序化的减熵方向转化。我们以辩证唯物主义的总体物质自组织原理为指导对核时代揭示的物质总体熵的双向转化进行新的哲学概括,提出了总体性的哲学熵原理。[10]哲学熵范畴是以宇宙熵原体为客观依据的,但它是以信息高技术为依托的现代人的智能对宇宙熵的能动的社会反映,其现代技术前提是智能化的全球环保高技术,而形成哲学熵的最重要的智能要素,是掌握现代信息技术和不断提高环境意识的能动的人类主体。[11]技术客体是硬件,掌握环保技术的人是软件,但软件——人有无限的环保技术的创造力,两者的结合构成现代哲学熵的空前巨大的保护、恢复生态环境的能动力,可更快地恢复自然界的生态平衡。在自然科学的理论方面,哲学熵原理是以耗散结构的非平衡态热力学、协同学等最新科学理论为自然科学依据的,着重点是解决自然界由无序向新的有序化的生态环境的恢复,这一哲学熵唯物主义总体自组织原理既是恩格斯物质自组织原理的运用,同时又为现代可持续发展思想和当代生态经济学提供了辩证唯物主义的现论依据。应该承认,二战后半个多世纪,全球工业化空前扩展,由于忽略了对环境保护的投入,导致全球环境的不断恶化。草原大规模沙化,森林大面积毁灭,江河污染不断扩大,大气污染日趋严重,工业污染排放物仍未受到控制,气候条件变化异常,最适合人类生存的环境日趋减少等等。但是,只要自觉贯彻哲学熵物质自组织原理,在各国政府积极的环保政策的指导下,特别是工业大国主动地减少排污量,竭力改善和保护全球环境,就一定能够尽快实现环境由增熵向负熵的发展方向转化,实现“人口——资源——环境的良性循环”。

  二战后,西方涌现了两次信息科学革命,创立了控制论、信息论、系统论等信息通讯理论,尤其是20世纪90年代始于西方的数字化电子网络化信息革命引发的智能化机器人的后工业化的革命方兴未艾。高科技不断取得重大的突破,但整个西方科学哲学仍未脱离旧实证论的窠臼,多囿于某一科学成就来替代哲学世界观。如,阿尔文·托夫勒在《第三次浪潮》中提出的“整体主义”,就是把维纳的控制论的正、负熵观点和普里高津的耗散结构理论直接提升为“现代整体主义”哲学方法的主流,而贝塔朗菲(LudwigVonBertalanffy,1901~1972,美籍奥地利生物学家,一般系统论的创始人)则试图以生物系统论为基点建立一种“系统哲学”,其创造哲学总体论的尝试在“时兴”一阵之后就在世界哲坛上如昙花一现,销声匿迹了。因为这种急功近利的哲学创新,在哲学上既缺少正确的方法,又离开厚实的唯物主义基础,不是建立在现代科学与技术的全面的科学哲学的认识之上。

  总之,在我们看来,马克思主义总体观是以理性具体表明事物及其相互联系的全然性的哲学思想;马克思主义总体方法是运用总体观,认识、分析、解决问题的方式。新中国的三代领导人、、在不同的历史阶段,实事求是、开拓性地运用了马克思主义总体方法,创造性地发展了马克思主义,取得了举世瞩目的成就。以为总书记的新一届领导人,在新世纪、新挑战、新机遇面前,将会以新思路、新作风、新面貌率领中国各族人民走向更加灿烂辉煌的明天。马克思主义总体观是开放的思想体系,广大人民群众的社会实践是她的智慧源泉,世界的和平与发展期待着创新、腾飞的马克思主义总体观。

  [5]朝克.论非联系方法[J].内蒙古大学学报(哲学社会科学版),1993,(1).

  [7]王东.辩证法科学体系的“列宁构想”[M].北京:中国社会科学出版社,1989.

  [9]董长军.宇宙能源新概念——负能[M].呼和浩特:内蒙古大学出版社,1998.

  选择南通市区内的学田河、南川河、法伦寺河、城山河及西山河为研究对象,每条河流各选取了6个采样点,见表1。利用抓斗式采样器采集0~10cm的表层底泥样品,样品采集后,装入聚乙烯密封袋中,迅速带回实验室。底泥样品经自然风干后,去除砾石颗粒、植物残体等杂物,用研钵研磨成粉末,过0.150mm筛,储存在密封袋中备用。

  有机质(重铬酸钾氧化-比色法),总氮(开氏消煮法),氨氮(KCl浸提-靛酚蓝比色法),硝酸盐氮(饱和硫酸钙提取-紫外分光光度法),总磷(高氯酸硫酸消解-钼锑抗比色法),无机磷(钼锑抗比色法)。实验用水采用超纯水,所用仪器均经过校准,每个监测指标测定3个平行样(相对偏差均保持在10%内)。

  河流底泥中的有机质含量影响着氮、磷、重金属等污染物的吸附和释放过程,对河流水质有着重要的影响。有机质含量高,会造成底泥中富集的污染物增加;另一方面,丰富的有机物有利于微生物的生长繁殖,分解大量的有机物,使其他污染物的释放速度加快。每条河流各个采样点底泥中有机质含量的平均值数据,平均值最高的是西山河(75.80g/kg),然后依次为学田河(58.74g/kg)﹥法伦寺河(53.13g/kg)﹥城山河(41.75g/kg)﹥南川河(40.05g/kg)。

  氮作为主要营养元素,是水生生态系统初级生产力的关键限制性因子。其中氨氮、硝氮属于可交换性氮,可以直接被初级生产者吸收,对水生态系统具有重要的生态意义。同时,可交换性氮也可以在底泥和上覆水体之间进行氮素交换。氮素中氨氮所占的比例较大,氨氮属于溶解性可交换氮,当环境条件改变时,可以重新释放入河水中。总氮含量由高到低的顺序为学田河(2131.67mg/kg)﹥西山河(2066.33mg/kg)﹥南川河(1650.67mg/kg)﹥法伦寺河(1593.33mg/kg)﹥城山河(1310.33mg/kg);氨氮含量则为学田河(1522.77mg/kg)﹥西山河(1310.40mg/kg)﹥法伦寺河(1129.12mg/kg)﹥南川河(1021.88mg/kg)﹥城山河(817.08mg/kg);硝氮含量为西山河(2.02mg/kg)﹥学田河(1.91mg/kg)﹥南川河(1.72mg/kg)﹥法伦寺河(1.43mg/kg)﹥城山河(1.34mg/kg)。

  学田河有机质、各形态氮、磷浓度最高点均出现在学田东苑,因其周围有农田,施用的化肥和农田土壤营养物会随地表径流汇入河中,所以污染较重。南川河有机质、各形态氮、磷含量在虹桥夜市处最高,其周围有大量大排档,产生的污水及厨余垃圾很大比例都直接排入河中,导致此处的营养物质含量维持较高水平;法伦寺河在东景国际处有机质、总氮、氨氮及硝氮的浓度最高,因为污染较重的校西河在东景国际断面前与法伦寺河汇流,经过长时间的沉积富集,导致该处污染加剧;总磷、无机磷和活性有机磷的最高浓度出现在德民桥,由于其附近有很多小餐馆、大排档,排放大量的污水和厨余垃圾,使德民桥处磷污染严重。城山河有机质、各形态氮、磷污染最重的地点均出现在苏果超市。这与此处河流水面较窄,深度较浅,污染物不易扩散有关。西山河在红星路北处的有机质、各形态氮、磷营养物含量均最高,由于其周围的河流堤坡上有不少的土地,土壤中的营养物质会被冲刷到河中,导致污染较重。

  变异系数表示了地理数据的相对变化波动程度,各研究河流中,南川河有机质、总氮、氨氮、硝氮的变异系数,法伦寺河有机质的变异系数,城山河总磷、无机磷的变异系数相对较高,指示它们受人为活动干扰相对较大。

  底泥中营养物质是形成富营养化的重要因素,是水体营养物质沉积与释放动态平衡的结果。污水排放、地表径流及生物残骸会造成底泥中营养物质不断积累,而当入河营养负荷减少后,底泥中的营养物质会逐渐释放,仍对水质造成威胁。

  有机指数法可用于评价水体底泥肥力,是反映水体底泥有机污染情况的重要方法,计算方法及评价标准:有机指数=有机碳质量分数×有机氮质量分数有机碳=有机质质量分数/1.24有机氮质量分数=总氮质量分数-氨氮质量分数-硝氮质量分数该研究采用营养物质含量的平均值进行评价,学田河、南川河、法伦寺河、城山河和西山河的有机指数分别为0.288、0.203、0.199、0.166和0.461。各研究河流底泥的有机指数均超过0.05,为肥污染级。其中最为严重的为西山河,为评价标准的9倍,其次依次为学田河、南川河、法伦寺河和城山河。说明各研究河流有机污染很严重,是河流生态风险的潜在因素,必须采取措施加以防治。

  各研究河流底泥中有机碳与总氮含量比(C/N)、有机碳与总磷含量比(C/P)、总氮与总磷含量比(N/P)。水域底泥中的C/N可以反映其营养盐来源,主要来源不同,C/N不同。有研究表明,如营养盐主要来源为高等植物,则为14~23,藻类为5~14,浮游动植物约为6.0~6.3,底栖动物为2.8~

  为西山河>法伦寺河>城山河>学田河>南川河。各条河流的C/N比值几乎都接近或超过23,说明这些河流底泥中营养盐的来源除了河流中的藻类及植物外,更多来源于周围环境,陆源有机质占多数。河流中的C/P关系较为复杂,目前还没有较为统一的评价方法和标准。除学田河外,其他河流的C/P由高到低的顺序与C/N基本吻合。底泥中N/P在某种程度上反映了水体的营养化状态。学田河和西山河底泥中N/P值较高,表明它们的富营养化程度要高一些,甚至高于国内一些富营养化湖泊。现场调查中发现河流的某些河段已出现河水发臭,藻类丛生现象,应予以重视,避免大面积富营养化的发生。

  各研究河流底泥中有机碳与总氮、有机碳与总磷的相关性方程学田河、南川河、法伦寺河及城山河底泥中有机质与总氮,南川河有机质与总磷之间有着良好的线性相关性,说明有机质与总氮或总磷可能具有一定的同源性。此外,可以用相关方程中的一种指标(特别是实验测定方法相对简单的指标)的含量预测另一种指标的含量。

  1)学田河底泥中总氮、氨氮的污染最为严重,西山河有机质、硝氮的污染最为严重,法伦寺中总磷、活性有机磷的污染最为严重,南川河无机磷的污染最为严重。

  2)5条研究河流底泥的有机污染指数均超过0.05,为肥污染级,其中最为严重的是西山河。

  3)5条研究河流的C/N都很高,说明这些河流的营养物质来源除了河流中的藻类及植物外,主要为周围环境。

  4)学田河和西山河表层底泥中N/P较高,说明它们的富营养化程度相对较高。

  谈到化学,特别是高中化学,给学生的印象就是化学方程式太多,记不住。而有效记忆并熟练运用化学方程式是掌握元素及其化合物知识的关键。高中化学方程式种类繁多,很多学生在记忆化学方程式时死记硬背,或者强行记忆,这样就导致今天记住了明天就忘了的结果。记不住化学方程式就导致学习化学非常困难,从而影响了化学成绩的提高,最终对化学这门课失去兴趣。那么怎样才能有效记忆化学方程式呢?根据本人的经验总结了以下几条记忆高中化学方程式的方法,希望对广大高中生有所帮助。

  掌握此类方法的关键是要熟练掌握酸、碱、盐及氧化物这几个概念。同类物质一般都具有相似的性质,记住一个方程式也就记住了一类方程式。如CO2能和NaOH反应:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,对这个方程式我们不能只把它看成一个方程式,要从分类法的角度去看它,其中CO2属于酸性氧化物,NaOH属于碱,这个方程式代表一类方程式即:酸性氧化物+碱=盐+水。如SO2、SO3都属于酸性氧化物,因此他们都可与碱反应生成相应的盐和水:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O。

  如在周期表中处在同一列的主族元素,由于最外层电子数相同因此具有相似的性质。如第一列的碱金属元素都能和水反应生成相应的碱和氢气,卤族元素单质都能和氢气反应生成相应的氢化物等。

  人们在记忆时,总是对图像、声音或故事即有一定的情境更印象深刻,也就是说记忆化学方程式时不能单纯地记忆,而应把它放到一定的情境中记忆。例如在记忆Na和H2O反应时,可以结合实验现象这个情境来记忆,如钠与水反应时水面有响声说明有气体生成,最后溶液变红了说明有碱生成。又如我们在学习Cu和稀HNO3反应时,记忆Cu和稀HNO3前的系数3和8时可以结合一个节日“三八妇女节”,可以想象一下“三八妇女节”比较稀少,一年才一次,因此就记住了铜和稀硝酸反应前面的系数是3和8。

  此类方法适用于有机化学中方程式的记忆。记忆有机化学方程式关键是记忆官能团的特征反应。有机化学基本反应类型包括:取代反应、加成反应、加聚反应、消去反应、酯化反应、缩聚反应等。每一类有机物都可发生其对应的特征反应,抓住这些特征反应,就有利于记忆有机化学反应方程式。比如烷烃可发生取代反应;烯烃可发生加成反应、加聚反应;卤代烃、醇可发生消去反应;醇、羧酸可发生酯化反应等等。这些特征反应实际上是由有机物中的官能团决定的,抓住了官能团就抓住了特征反应,也就容易记忆方程式了。

  孔子曰:“学而时习之,不亦乐乎。”学习知识,就要温习它,记忆化学方程式也不例外,记忆了、学习了就要去用它。所以,记过以后一定要做做题目,学以致用,在题目中用到此方程式时就相当于温习了,第一次做题不会看看书,第二次就有点印象了,第三次再遇到就可以准确地写出了。这也是我们经常讲的一回生,二回熟,三回见面是“朋友”的道理。

  本研究的数据来源于2010年6月至12月间“教育部学位与研究生教育评估工作平台”②所公示的申报计算机科学与技术硕士学位授权一级学科的农林高校申报书中的信息。申报书有严格的格式要求,本文以第一部分中的基本情况、第二部分中的学术队伍和第三部分中申报单位一级学科点的学科方向为研究样本数据。需要说明,2011年4月国务院学位委员会和教育部批准印发的学位办[2011]25号文中,根据《学位授予和人才培养学科目录(2011年)》,已将原计算机科学与技术学科目录中的“软件工程”新增为一级学科,在本文的分析中未考虑此变化。

  在申报书的第一部分基本情况中,要求各申报高校列出学位授权点对应的国家(部、省)重点实验室(专业实验室、工程技术研究中心、工程研究中心、人文社会科学重点研究基地)。表1为参与申报的部分农林高校计算机科学与技术学科研究基地汇总,各农林高校所依托的实验室集中在农业信息学、农业信息化工程、数字农业工程领域,反映出了农林高校计算机科学与技术学位点资源设置的农林行业特色明显。

  根据各高校申报书中现有在编人员信息,从年龄结构看,36岁~45岁占到63.5%,46岁~55岁占到23.5%,55岁以上所占比例比较小,这表明,中、青年科技人员是农林高校计算机科学与技术学科的主力军。从队伍建设的梯队上看,“老”、“中”“、青”结合的梯队合理。从学历结构看,农林高校“计算机科学与技术”学科学术队伍中具有博士学位的人员比例仍然偏小(图1),迫切需要年轻同志继续攻读博士学位。

  根据申报要求,各申报高校一级学科点的学科方向填写不少于4个,不超过6个。14所农林高校所设置的一级学科点的学科方向主要集中如下9个方向(图2)。

  (一)计算机软件与理论主要致力于农业领域的软件理论和软件开发技术研究,着重面向农业领域计算机软件的设计、开发、维护,运用构件化的软件技术和智能决策技术,研究农业信息的智能化处理、分析、传输、管理和利用,以及智能决策软件的构造技术。

  (二)计算机控制技术及应用以计算机检测与控制技术研究为核心,以农业应用为特点,致力于农业装备的检测控制、田间信息采集传输的研究。在面向现代农业信息监控方向,围绕传感网络的体系结构,信息采集,监控信息分析与处理,展开相应的理论与应用研究。

  (三)计算机网络主要针对计算机网络应用于农业的特点,开展计算机网络相关支撑技术、计算机网络体系结构、网络协议实现、分布式计算的应用研究。主要包括:网络化的嵌入式系统,网络性能评估与优化计算,传感器网络,下一代网络中的分布对象计算模型,网络安全,网络建模与模拟,普适环境中的Web服务和上下文感知服务等有关理论和方法的研究。

  (四)信息安全研究信息安全的基础理论方法和技术体系,主要包括:数字签名与身份认证,密钥管理,生物数据安全,安全协议与多方计算等。(五)智能信息处理着重于智能算法的理论、算法模型及其应用,在Web信息处理、模式识别、数据挖掘等方面结合农业与生命科学等学科的优势,开展智能技术在农林业上的应用研究。

  (六)图形图像处理研究图形图像处理,信息可视化和人机交互技术,计算机视觉以及相关技术在农业信息化和自动化中的应用。主要包括:农作物与植物分类,农作物生长仿真,农产品的检测与分级,新型农业机械作业仿真等相关需求。

  (七)农业信息化农业信息化研究方向是在农业科学研究信息化和辅助决策智能化过程中,为解决农业规划、决策、评价等研究工作对计算机软件提出的需求所形成的研究方向。

  (八)数据库与数据挖掘结合农业生产、农村信息化等事业发展的需要,重点研究数据库实现新技术,嵌入式数据库与移动数据库,数据仓库与数据挖掘,信息检索与数据库等。数据挖掘研究方向主要研究数据挖掘的相关理论与技术,以及集成信息检索、模式识别、图形图像分析、空间数据分析、生物信息等方面的技术。

  (九)嵌入式软件与系统结合农业院校的特点,培养以计算机技术为核心的嵌入式技术与应用人才,主要针对嵌入式技术在农业领域的应用展开研究,为区域经济和农业信息化服务。研究嵌入式系统软件开发平台,实现嵌入式系统的应用开发,利用嵌入式技术实现工业过程的控制以及基于嵌入式技术开发相关的产品。其他研究方向有:高性能计算与系统结构、光电信息与机器视觉、精准农业、多Agent系统、计算机算法研究、软件测试与智能系统、科学计算及算法设计、分布式系统理论,物联网技术及应用等。

  科研项目数量和质量对于学位点科研水平意义重大。表2给出了农林高校计算机科学与技术学位点项目资助情况,分为5个标准:国家863/948计划项目,国家科技支撑计划项目,农业部星火计划/教育部项目,国家自然科学基金,省级自然科学基金/省教育厅项目。由表2可见,国家863/948计划项目有33项,占总资助项目的8.4%;国家科技支撑计划项目有26项,占总资助项目的6.6%;农业部星火计划/教育部项目有27项,占总资助项目的6.9%;国家自然科学基金有53项,占总资助项目的13.5%;省自然科学基金/省教育厅项目有252项,占总资助项目的64.5%。从立项项目主持单位来看,分布不均衡,14所农林高校存在一定的差别。从立项项目类型来看,部级的重大项目、重点项目(国家863/948计划项目、国家科技支撑计划项目、农业部星火计划因其要求高、标准严,立项数量较低,省级自然科学基金/省教育厅项目数量较多。14所农林高校共承担了国家自然科学基金53项,通过科学基金网络信息系统ISIS③查询,14所农林高校所承担的国家自然科学基金资助项目的学科分布主要集中在计算机系统设计理论与技术(F020301)、计算机系统模拟与建模(F020102)和计算机软件(F0202)三个领域。从立项项目年度统计分析看,2004年承担8项,2005年承担6项,2006年承担7项,2007年承担7项,2008年承担5项,2009年承担15项;从立项项目总数来看,2009年后总体呈增长趋势,这与国家高度重视科技投入有关。

  作为农林高校计算机科学与技术学科,在研究方向设置上,除了注重计算机科学与技术学科主体地位外,也力求体现与农业技术和生物技术高度融合的学科特色。福建农林大学2007年在生物学一级博士点下设立了生物信息科学与技术博士点和硕士点。应用计算智能理论,处理有关序列分析,蛋白质结构分析和预测,蛋白质功能预测,蛋白质相互作用和进化模型等问题,并构建相关软件分析平台。南京林业大学的林木生物信息学,依托林木遗传与生物技术省部共建重点实验室,完成了针对重要木本植物杨树的全基因组测定工作,其先进的海量数据处理设备为生物信息学研究提供了基础保障。湖南农业大学设置了生物信息处理研究方向,依托“湖南省植物激素与生长发育重点实验室”,重点研究生物计算科学及生物信息的获取、加工与分析。利用计算机、数学模型等方法分析和处理生物学数据,开发数据处理的算法和工具,对于理解复杂生命现象、新物种分类、药物靶点设计等领域具有重要的理论和实践意义。南京农业大学利用计算机科学与技术学科的数据库、数据挖掘、知识发现等的算法与技术,解决生物数据处理中产生的各种问题。华南农业大学开展了生物信息和生物计算研究,包括蛋白质分子对接,动物疫苗与兽药的计算机辅助设计等。山东农业大学的生物信息智能处理研究,重点在于DNA序列分析及其基因表达信号处理。其他农林高校在许多研究方向上也都涉及生物信息技术。

  通过分析14所农林高校计算机科学与技术学位点的资源配置,从中可以看出,经过十余年的发展,我国农林高校计算机科学与技术学科有了长足的发展,新的学科增长点建议考虑如下方面:

  由于经济的发展,很多城市附近水环境的有机污染不仅没有得到控制,还有恶化趋势。解决城市污水处理问题的根本途径是普及二级处理设施。我国的城市污水处理厂以二级生物处理为主,特别是近年建成的城市污水处理厂多是二级生物处理。全国117座城市污水处理厂中仅有24座为一级处理,约占总数的20.5%、总处理能力的17%;二级处理厂有93座,约占总数的79.5%、总处理能力的83%。二级生物处理污水厂由于能耗大,运行费用高,相当数量的污水处理厂没能正常运行,实际处理能力低于设计能力。

  污水强化一级处理工艺的研究,在基建与运行费用增加不多的条件下,较大地提高污染物的去除率,以达到大幅度削减有机污染物总量的目的。本研究的目的:结合上海某预处理厂出水的具体水质特点,综合考虑前人的研究成果,主要对高效沉淀池应用于城市污水化学强化一级处理进行较为系统的试验研究,确定各种工艺的处理效果、最优运行条件及参数;

  化学加强一级处理的基本原理是在污水中投加混凝剂,通过絮凝沉淀的方法去除污水中悬浮物质及胶体物质,从而达到对污水中有机物及磷的去除目的。

  污水首先与混凝剂快速混合,使混凝剂迅速均匀分散到污水中,利于混凝剂水解,充分发挥混凝剂高电荷对水中胶体电中和脱稳作用;然后进行慢速搅拌作用,通过脱稳颗粒的有效碰撞,同时在水中投加高分子助凝剂,发挥助凝剂的吸附架桥作用,使细小颗粒逐渐结成较大絮体,便于固液分离,使水中的悬浮物质及胶体得到有效去除;同时通过混凝剂与污水中磷酸盐的化学作用,达到对磷的去除。常规化学一级加强处理流程如图1:

  高效沉淀池根据化学强化一级处理的原理,混合采用机械搅拌快速混合,絮凝阶段采用机械絮凝与水力絮凝相结合。絮凝池在前段设置提升搅拌机,部分沉淀的污泥回流至前段,助凝剂也投加在前段,脱稳的原水与絮凝池的絮体形成有效碰撞,结成粗大颗粒,进入后续的折板反应段,通过水力作用进一步形成粗大、密实的矾花。沉淀池部分根据浅层沉淀的原理,采用斜管沉淀池的形式,使沉淀池的表面水力负荷明显提高,高效沉淀池流程框图如图2。

  ① 在装置中回流一部分沉淀污泥至絮凝段,利用回流污泥与进水混合,使进水中的脱稳微粒与活性泥渣充分接触,再加上高分子助凝剂的吸附架桥作用,有利于使水中的脱稳微粒形成大颗粒絮体,提高絮凝沉淀效果。

  ② 回流污泥中的混凝剂、助凝剂在絮凝池中得到充分利用,节约混凝剂及助凝剂的投加量。

  作者简介:陈文婷(1980―),女,黑龙江讷河人,工程师,主要从事环境保护研究工作。

  人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术,具有投资省、运行费用低和效果良好等优点,对生活污水表现出良好的净化效果[1~3]。人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。设计人工湿地系统,需根据当地条件及污水情况确定湿地类型、场址和场地面积,床体深度、填料和运行方式是设计过程中需要考虑和确定的重要内容。

  人工湿地可分为表面流湿地、潜流湿地、立式流湿地。表面流湿地与自然湿地相似,污水在填料表面漫流,绝大部分有机物的降解由位于植物水下茎秆上的生物膜来完成,这种类型未能充分发挥填料和丰富的植物根系的作用,且卫生条件不好;潜流湿地是水在填料表面下潜流,充分利用整个系统的协同作用,卫生条件较好,占地小,处理效果较好;立式流湿地水流情况综合了表面流湿地和潜流湿地的特点,但其建造要求高[4]。

  刘超翔等人采用表面流和潜流式两种人工复合生态床对滇池地区低浓度农村污水进行了处理,研究结果表明:在高水力负荷( 30cm/d )条件下,潜流式床体对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为70.6%、60.6%、80.9%和66.0%,表面流床体则分别为63.1%、61.2%、90.2%和60.2%;表面流床体中芦苇、茭白等植物对氮、磷的吸收量要大于潜流式床体[5]。王晓娟等人对表面流和潜流人工湿地中不同填料层的微生物硝化和反硝化强度进行了对比研究,结果表明:人工湿地系统可以同时进行硝化和反硝化作。