绿色设计的步骤范例(3篇)
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摘要:本文介绍了广西少数民族特色食品油茶的制作方法,研究了不同油茶茶叶原料配方对其品质的影响,得出易于普及推广的油茶配方为:绿豆40g、生花生20g、姜80g、蒜30g、香菜(茎+根)30g、葱(茎+根)30g、食盐40g、冰鲜乌龙茶40g+石崖茶7g/春绿茶20g+石崖茶7g。
关键词:油茶;配方;制作方法;试验研究
中图分类号:S794.4文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20170230040
油茶是广西壮族自治区桂北地区具有浓厚民族风情的一种传统小吃,也是中国非物质文化遗产――瑶族传统民间烹调技艺的一笔宝贵遗产[1],“打油茶”习俗,是人们长期依托于桂北的自然和地理环境以及厚重的地域民族文化积淀,逐步形成的[2]。油茶具有解渴充饥,提神醒脑,驱风除湿,防治感冒,泻肚等功能[3],方志峰[4]等对恭城油茶营养成分分析表明,广西恭城油茶富含茶多酚,有一定量的铁、锰等金属离子,值得饮用。目前,不但苗家、瑶家人民打油茶,壮族、侗族人民也打油茶,甚至汉族人也不例外,并因此而诞生出独具风格的油茶文化,是祖国茶文化宝库中一块瑰宝[5]。其中,恭城瑶族自治县的“打油茶”及三江侗族自治县比较普遍,且具有代表性[6,7]。近年来,广西大力推进休闲观光农业的发展,促进现代农业与山水、生态、民俗、新农村建设相结合。油茶具有浓厚的民俗特色,可开发为特色品牌,但是油茶制作及口感地方差异大,刚接触油茶的游客难以适应油茶的苦涩味,大范围推广难度大[8,9]。本研究旨在整合桂北各地方“油茶”特色基础上,研究出大众普遍乐于接受的口味且易于普及推广的“油茶”配方及其制作方法,以逐步探索将广西少数民族特色食品――“油茶”打造成为休闲农业旅游产品。
1材料与方法
1.1试验材料
油茶锅、油茶棰、油茶滤和汤勺、春绿茶、夏绿茶、冰鲜乌龙茶、生姜、蒜米、葱、香菜、干生花生仁、绿豆、油、盐。
1.2试验方法
1.2.1配方试验设计
配方试验主要为不同茶叶原料的处理,夏绿茶为A,春绿茶为B、冰鲜乌龙茶为C,石崖茶为D,苦丁茶为E,配方设计见表1。
1.2.2制作方法
称取如下重量的原料:绿豆40g、干生花生仁20g、生姜80g、蒜米30g、香菜(茎+根)30g、葱(茎+根)30g、食盐10g、茶叶(按配方表);
将步骤(1)称取的绿豆煮熟,茶叶用热水清洗沥干,生花生仁用热水浸泡捞出沥干,姜、蒜拍碎,得到处理过的绿豆、茶叶、生花生、姜和蒜;
(3)量取50ml的花生油,下锅,加热至油温150~170℃,放入步骤(1)称取的香菜、葱翻炒,再放入步骤(2)处理过的姜、蒜一同翻炒爆香,然后放入步骤(2)处理过的茶叶翻炒,再放入步骤(2)处理过的绿豆、花生翻炒,用油茶锤边锤打边翻动至锅底有锅巴后,加入750ml开水,用油茶锤把锅巴擂起,煮开,第1次过滤,得到第1次茶汤和第1次茶渣,取第1次茶汤,即为第一道油茶;
(4)量取40ml的花生油,下锅,加热至油温150~170℃,将步骤(3)得到的第1次茶渣放回锅中煸炒出香味,再用油茶锤锤打翻炒至锅底有锅巴,再加入750ml的开水,把锅巴擂至脱离锅底,煮开,第2次过滤,得第2次茶汤和第2次茶渣,取第2次茶汤,即为第2道油茶;
(5)量取30ml的花生油,下锅,加热至油温150~170℃,将步骤(4)的第2次茶渣放回锅中,用油茶锤锤打翻炒至锅底有锅巴,再加入750ml开水,把锅巴擂至脱离锅底,煮开,第3次过滤,得第3次茶汤和第3次茶渣,取第3次茶汤,即为第3道油茶;
(6)将步骤(3)所得第1道油茶、步骤(4)所得第2道油茶、步骤(5)所得第3道油茶混合,即为所制作的油茶。
1.3感官审评
对油茶汤色、香气、滋味3方面进行感官审评,综合3方面进行排名。
2结果与分析
各配方感官审评见表2。
2.1不同茶叶种类对油茶汤色的影响
从表2可见,不同茶叶种类对油茶品质有重要影响。其中,原料为冰鲜乌龙茶的,品质表现为汤色鲜、黄绿,而用春毛峰及一般绿茶汤色都比不上冰鲜乌龙茶汤色鲜。这与冰鲜乌龙茶为揉捻后直接冰冻起来,没有经过干燥工序,很大程度上保持了茶叶原有的绿色有关。在调研的过程中也发现,有部分打油茶人群将揉捻后的茶叶不经过干燥直接冰冻起来,在打油茶时放少量冰冻茶叶到油茶锅一起捶打增加茶汤的绿色,使之更鲜活。
2.2不同茶叶种类对油茶香气的影响
从表2可见,茶叶原料对油茶的香气影响较大,用夏绿茶打出的油茶香气一般,春绿茶则香气浓郁,而冰鲜乌龙茶打出的油茶香气浓郁,含花香,说明原料香气与油茶香气成正相关,要打出香气浓郁的油茶就要选好的茶叶原料。
2.3不同茶叶种类对油茶滋味的影响
从表2可见,茶叶原料对油茶的滋味起P键作用,夏绿茶苦涩味明显,春绿茶打出的油茶滋味鲜爽醇厚品质比夏绿茶好,用冰鲜乌龙茶打出的油茶滋味鲜爽;原料中同时加入石崖茶和苦丁茶的,效果不理想,打出的油茶有苦丁茶的苦味,而且会使油茶滋味杂;茶叶中加入石崖茶,品质均比纯茶叶提升明显,滋味更浓、有回甘,容易被大众所接受。
2.4不同配方设计对油茶综合品质影响
从表2可见,综合汤色、香气、滋味3方面的表现,油茶综合品质最好的为冰鲜乌龙茶加石崖茶配方设计,其品质特征为汤色鲜、黄绿;香气花香馥郁;滋味醇厚、鲜、回甘。其次为春绿茶加石崖茶,其品质特征为汤色黄绿;香气浓郁;滋味醇厚,鲜、有回甘。用夏绿茶做为原料茶,综合品质表现不佳,香低味苦涩。
3小结与讨论
3.1冰鲜乌龙茶适宜作为打油茶原料
冰鲜乌龙茶以湿态形态流通和品用,外形色苫坡滔柿粒绿腹红镶边相映生辉,容易冲泡出浓郁的自然花香味,香气高锐芬芳,茶汤滋味显花香、清醇鲜爽、回味生津、口腔留香持久。由于冰鲜茶不需经高温长时间干燥或很短时间干燥,所以也具有比干态乌龙茶的花香鲜灵度高、茶叶营养成份保留较多的特点[10]。本试验结果表明用冰鲜乌龙茶打出的油茶具有冰鲜乌龙茶浓郁花香,滋味鲜醇的特点。
3.2石崖茶可以改进油茶滋味
通过调研发现为了减少油茶的苦涩味,使油茶滋味更易让普通大众接受,目前许多油茶餐馆制作油茶时添加石崖茶。本试验结果也表明石崖茶可以改善油茶滋味。石崖茶入口时略带苦涩,回味时则有浓醇甘甜滋味[11],因此打油茶时放入少量,可使油茶品饮后有回甘,增进其风味。而且石崖茶是目前发现在自然植物中黄酮类含量最高的植物,具有明显的消炎、解毒、止血和降压等功效[12],将其作为原料可增强油茶的保健功效。
3.3苦丁茶作为原料有待进一步研究
在本试验的配方中,加入苦丁茶会使油茶滋味微透苦、杂。但在调研中也发现有少部分油茶餐馆制作油茶会加入苦丁茶,至于苦丁茶作为打油茶原料是否合适,比例如何等有待进一步探讨。
3.4适合大众口味的油茶配方
油茶具有明显的地域民族文化及品质特征,桂北各县区配方及制作方法各有特色,大部分游客初接触难以接受其苦涩味,大范围推广难度大。通过本试验研究,得出品质优良油茶的配方如下:绿豆40g、生花生20g、姜80g、蒜30g、香菜(茎+根)30g、葱(茎+根)30g、食盐10g、冰鲜乌龙茶40g+石崖茶7g/春绿茶20g+石崖茶7g。结合本试验方法制作的油茶品质特征为汤色黄绿,香气花香浓郁/浓郁,滋味醇厚、鲜、回甘/醇厚,鲜、有回甘。既大大减弱各地油茶苦涩味又不失其风味,是大众普遍乐于接受的口味且易于普及推广,为进一步将桂北地区民俗特色茶饮――“油茶”打造成为休闲农业旅游产品提供参考。
参考文献
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绿色设计的步骤范文
[关键词]绿色食品;可持续供应链;障碍;Grey-DEMATEL方法
[中图分类号]F259.22[文献标识码]A[文章编号]1673-0461(2013)06-0021-05
一、引言
“绿色食品”指遵循可持续发展原则,按照特定生产方式生产,经专门机构认证,许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品[1]。中国自1990年开始发展绿色食品,大力发展将生态效益、经济效益、社会效益三者统一的农业发展模式。一方面随着我国社会经济快速发展,国内外消费者对安全优质的绿色食品的需求不断增加,同时由于食品质量安全事件频发以及食品行业环境污染严重、节能减排压力大,绿色食品和绿色农业的发展受到的关注日益增加[2][3][4][5]。国内外领先企业如中粮集团、础明集团等已经开展了绿色食品可持续供应链管理的各种实践,但在消费者、供应商、政府和企业等供应链的各环节仍面临诸多障碍。越来越多的研究者认识到要从整个食品供应链的角度,从利益相关者的各方面来切入,才能解决问题[6][7][8][9][10][11][12]。
MintchevaVerginia(2005)以瑞典番茄酱食品供应链为例对环保政策集成食品供应链的指标体系进行了研究;I-HsuanHong等(2011)对台湾便利店食品供应链中应用RFID进行可追溯的案例进行研究;赵来军等(2008)探讨了食用农产品安全的外部性和信息不对称问题,根据无缝隙组织理论提出构建我国食用农产品安全监管体系的构想;吕志轩(2009)对食品供应链的纵向协作理论进行了综述;李庆涛(2010)对农产品绿色供应链管理进行了研究,提出实施绿色供应链管理对促进我国农业经济可持续发展及社会主义新农村的建设具有非常重要的意义,提出了构建农产品绿色供应链管理的模式及相应措施;高爱霞等(2010)对我国构建绿色农产品供应链存在的问题及对策进行了研究;檀学文,杜志雄(2010)从可持续食品供应链分析视角对后现代农业进行研究;苗雨君(2012)等对绿色农业可持续发展的障碍及对策进行研究。总的来看对绿色食品的供应链管理进行的研究还处在起步研究,研究多以定性研究为主,缺乏定量研究。本文旨在识别中国绿色食品可持续供应链实践的障碍因素,采用Grey-DEMATEL方法对这些障碍因素进行因果关系分析,识别出最根本的障碍因素和最重要的障碍因素,为政府决策和企业实践提供参考依据。
二、绿色食品可持续供应链实践的障碍因素
1.绿色食品可持续供应链内涵界定
Zuurbier等(1996)在一般供应链的基础上首次提出食品供应链的概念。食品供应链由不同的环节和组织载体构成:产前种子、饲料等生产资料的供应环节(种子、饲料供应商产中种养业生产环节(农户或生产企业)产后分级、包装、加工、储运、销售等环节消费者[13]。这种结构在国外被称为“从种子到食品”,我国也习惯上称为“从农田到餐桌”。绿色食品实行的正是“从农田到餐桌”全程质量控制模式,如图1所示。
Drumright(1994)首次提出可持续供应链的概念,认为企业应该具有社会责任意识,在追求经济效益的同时也要注重社会效益,并据此进行购买、生产和消费等基本活动。Carter&Rogers(2008)提出可持续供应链管理是对组织中的社会、环境和经济这三种目标进行战略的、透明的集成和实现,从而增进企业和供应链之间的长期经济效益[14][15]。绿色食品可持续供应链(GreenFoodSustainableSupplyChain)是可持续供应链在绿色食品行业中的具体应用和发展,既强调产业资源最优配置、绿色食品质量安全,又强调与环境互容可持续发展的思想(见图2)。
2.绿色食品可持续供应链障碍因素分析
在识别障碍因素时,在对国内外文献进行分析的同时对绿色食品发展中心等政府部门和绿色食品企业进行了调研。制度理论认为企业的环境行为源于三种外部动力,即强制性压力、标准化动力和竞争压力[16]。对于中国绿色食品生产企业而言强制性压力主要源于国家和地方法规,标准化动力主要源于环保的要求,竞争压力主要来源于行业协会、供应商和竞争者。资源基础模型认为公司独有的资源和能力是通往战略竞争力的关键[17]。结合理论模型以及政府和企业调研实际,将绿色食品可持续供应链实践的障碍因素分为市场相关、政府相关、供应商相关、企业资源相关、企业能力相关以及供应链整体相关五部分,具体障碍因素见表1所示。
三、实证研究
DEMATEL方法是由美国Bastille国家实验室提出的运用图论与矩阵论原理进行系统因素分析的方法,通过系统中各个因素间的逻辑关系来构建直接影响矩阵,计算各因素的中心度与原因度,并以此对该因素是原因因素还是结果因素进行分类分析[18]。传统的DEMATEL方法在专家打分时赋值过于确定,但现实中往往并非如此。为解决此问题,本文引入灰数模糊方法,它的主要优势在于通过采用灰色区间数,构建出更柔性的决策模型,使决策结果更接近实际[19]。
本文通过对绿色食品供应链管理的专家和企业管理者进行走访调研,运用Grey-DEMATEL方法对绿色食品可持续供应链障碍因素进行实证分析,分析过程如下:
步骤1:确定障碍因素及其关系。根据调研访谈和国内外文献的分析,将障碍因素体系(见表1)中每一个因素作为直接或间接影响指标属性的因素,请专家组分析每一个因素与其他因素之间的直接影响关系。专家组成员均具备10年以上领域内研究经历和企业管理经验,问卷的填写均能如实地反映出绿色食品供应链管理实践现状。
步骤2:构建基于灰数系统理论的障碍因素矩阵。建立由语义变量构成的18个障碍因素的直接影响矩阵Y。将专家语义变量赋予灰数,按照没有直接影响[0,0]、有弱的影响[0,0.25]、有中等的影响[0.25,0.5]、有较强的影响[0.5,0.75]、有非常强的影响[0.75,1]共5个等级对专家调研问卷进行灰数矩阵转换,得到18×18的灰数矩阵,且该矩阵的对角线上的数值均是[0,0]。
步骤3:由于k位专家对绿色食品供应链的掌握程度不一样,对问卷按不同的专家赋予不同的权重,并且该权重带有模糊性。专家权重见表2。
步骤4:利用公式(1)~(3)对灰数矩阵进行清晰化处理,k为专家数量。
灰数上下界的标准化:
灰数标准化后的清晰值:
步骤5:利用公式(4)计算各专家的权重矩阵Ζ,z■为权重矩阵中第i行第j列的元素,s为标准化系数,p为专家数量。
利用公式(5)和(6)对权重矩阵Z进行标准化处理,得到标准化矩阵N,在λmax=0.7729
步骤6:在综合影响矩阵T中,利用公式(8)和(9)计算各个障碍因素的原因度Ei和中心度Pi,见表3。原因度Ei>0,表明该元素对其他因素影响大,称为原因因素;反之,则它受其他因素影响大,称为结果因素。T中的各行元素之和Ri是指第i个障碍因素对其他障碍因素的综合影响值,称为影响度。列元素之和Cj是指第j个障碍因素对其他障碍因素的综合影响值,称为被影响度。
步骤7:根据各个障碍因素的中心度和原因度,建立笛卡尔坐标系,标出各障碍因素在坐标系中的位置,绘制障碍因素分布的原因-结果图,同时根据综合影响矩阵T的均值和标准差,取初值θ=0.2441,同时用曲线箭头绘图,见图3所示。
四、分析结果与结论
由表3和图3可知,横坐标以上是原因因素,横坐标以下是结果因素。
原因因素按大小排序为:a16、a7、a6、a9、a8、a18、a17、a12。其中a16企业诚信和社会责任感缺失是最根本的原因因素,其次是a7政府监管不力。
原因因素是绿色食品可持续供应链实践最根本的障碍因素,可确定长期措施重点考虑因素。中国现在正处于社会经济快速发展的时期,有些企业由于经济利益的驱使和违法成本低,不惜制假造假欺骗消费者,对整个社会和行业都造成了不良影响。因此建立诚信管理制度,提高企业的诚信和社会责任感,加强政府的监管是绿色食品行业可持续发展的根本措施。目前中国食品药品安全监管总局已于2013年3月22日正式挂牌,整合食品安全办、食品药品监管局、质检总局食品安全监督、工商总局的流通环节相应职责,对食品和药品的生产、流通、消费环节进行无缝监管,改革有望打破食品安全多头监管的局面。
另外还发现a18供应链物流系统落后导致绿色食品在运输过程中不能保证全程冷链物流和a17供应链信息网络不健全导致的上下游无法共享资源也是非常重要的障碍因素。因此应大力建设供应链物流系统尤其是冷链物流及设施,同时加强基于RFID的可追溯体系等供应链信息化体系建设。
结果因素按大小排序为:a11、a10、a14、a13、a2、a15、a3、a4、a5、a1。其中a11企业成本高、投入大是最直接的因素,其次是a10没有与供应商建立长期合作伙伴关系、质量无法保证。
结果因素是影响绿色食品可持续供应链实践最直接的障碍因素,是原因因素对绿色食品可持续供应链实践产生作用的媒介。而且结果因素容易受到外界影响而发生改变,所以是短期内效果最明显的障碍因素,可据此制定短期措施。要在短期内改善绿色食品的可持续供应链实践,必须要从生产企业着手,通过加大企业技术和管理创新以及政策扶持的力度,降低企业成本和投入;同时加强与供应商的合作,与供应商建立长期合作伙伴关系,以免供应商鱼龙混杂,无法保证原材料和产品的质量,这是短期内有效的最直接的因素。
按中心度大小排序为:a8、a6、a1、a12、a15、a5、a13、a7、a16、a11、a2、a4、a10、a17、a14、a18、a9、a3。其中a8绿色食品的法规和标准不完善是最重要的障碍因素。
中心度越大说明障碍效果越强,是阻碍绿色食品可持续供应链实践最重要的原因,应据此制定重点措施。从结果得出解决绿色食品可持续供应链实践的最重要的措施是完善绿色食品的法规和标准。目前我国已建立了一套绿色食品生产标准,我国的AA级绿色食品标准等同于有机食品标准,但是标准的完善性在国际上经常被质疑。虽然2009年新的《食品安全法》正式开始实施,但是相关的法规还不完善,距离发达国家还有差距。因此目前最重要的措施是尽快完善绿色食品的法规和标准。
绿色设计的步骤范文篇3
关键词:绿色化管理;环境化学实验;设计;环境保护;节能减排
一、绿色化管理引入背景
当今社会,绿色、循环、低碳是目前经济发展亟待推进的发展模式,而绿色化管理模式对于树立企事业单位保护环境、节约并合理利用资源的意识也是非常必要的。所谓绿色化管理,是对组织决策和活动与组织对自然环境的影响之间存在紧密联系的意识。它要求企事业单位在管理中方方面面、时时处处都要考虑环保、体现绿色。
高等学校化学实验室是大学生验证科学理论、训练实验技能、培养学生分析和解决问题能力的重要实训基地,是教师进行产学研的重要场所。随着高校化学实验室建设规模的扩大,化学专业各分支学科的实验内容、数量、种类及开设时长都有了不同程度增加,全面提高了教学质量和学生综合素质。而与此同时,化学实验室所产生“三废”的污染问题也呈现愈演愈烈的态势,这种污染虽然具有隐性、间断性的特点,但污染物的种类远远超过一般工厂,甚至为了得到明显的实验现象和验证经典的实验方法,期间还会涉及一些剧毒化学品的使用,因此化学实验室对环境的污染问题不容忽视。
为根本解决化学实验室的环境污染问题,实验室的绿色化管理势在必行。其中,绿色化学实验内容的设计本着从源头上减少和消除对环境污染,充分利用资源和能源,采用无毒、无害原料,并在无毒无害条件下,减少废物排放等原则,是实验室绿色化管理的一条有效途径。与企业生产产品相类似,大学生可被看作高等学校向社会各个行业输送的“产品”。在绿色化专业实验训练中已经充分树立了环境保护和节约合理利用资源意识的大学毕业生,在被输入到各个行业的企事业单位后,将有助于绿色化管理模式在单位内部的推广和应用,对提高单位绿色管理水平和整体形象的提升也是有利的促进。为此,绿色环境化学实验内容的设计是一个不可忽视的环节。
基于硫酸根自由基(SO4-)的过硫酸盐活化技术是一种新型高级氧化技术,其在环境污染治理中的应用是刚刚发展起来的崭新研究方向。本文拟将该技术用于水中三氯乙烯的氧化降解,以绿色化学理念设计“亚铁离子活化过硫酸钠降解水中三氯乙烯”的实验内容,引入到环境化学实验教学中。
二、实验过程
1.实验试剂
过硫酸钠(化学纯);硫酸亚铁(0.1mol/L);三氯乙烯(99.9%);无水乙醇(分析纯)。
2.实验仪器
岛津GC-Plus气相色谱仪;分析天平(上海分析仪器厂);气浴恒温振荡器(THZ-82B,金坛市国旺实验仪器厂);棕色血清瓶(100mL);烧杯(200mL、250mL);微量进样针(10μL,1000μL,澳大利亚SGE公司);气密性进样针(100μL,澳大利亚SGE公司);移液枪(Dragon);移液枪头(1000μL);移液管(5mL,50mL);棕色溶剂瓶(10mL)。
3.实验原理
过硫酸盐在水中电离产生过硫酸根离子S2O82-,其相对于标准氢电极的标准氧化还原电位E0=+2.01V,但过硫酸盐比较稳定,在常温下往往反应速率比较慢,对有机污染物的降解效果并不明显。而在光、热、过渡金属离子(如Fe2+)等条件下,S2O82-被活化分解为氧化性更强的硫酸根自由基(SO4-・),其标准氧化还原电位E0=+2.5~+3.1V,接近甚至高出氧化性极强的羟基自由基(・OH,E0=+1.8~+2.7V)。
过渡金属离子Fe2+活化过硫酸盐的过程可表示为反应方程式(1)。
Fe2++S2O82-Fe3++SO4-+SO42-(1)
在这个活化反应过程中,所需活化能为50.2kJ/mol。
通过序批地向过硫酸钠降解三氯乙烯(TCE)的反应体系中加入Fe2+可以使体系中不断产生强氧化性的SO4-,进而TCE得以高效降解。
4.实验步骤
(1)三氯乙烯标准溶液的配制
用移液枪移取1mL三氯乙烯溶于4mL无水乙醇中备用。向6个100mL的棕色血清瓶中分别加入50mL蒸馏水,再以微量进样针量取相应剂量(如表1)三氯乙烯的乙醇溶液分别配制成浓度为0、2、4、8、16、20mg/L的三氯乙烯水溶液,密封瓶口,置于气浴恒温振荡器中振荡备用。
表1三氯乙烯标准溶液配制表
(2)三氯乙烯检测方法
本实验中三氯乙烯的检测方法采用顶空进样,经Rtx-1型通用毛细管柱分离,氢火焰离子化检测器(FID)检测,以保留时间定性,峰面积定量。具体色谱条件为:
SPL温度:200℃;检测器温度:220℃;分流比:39;柱流量:0.57mL/min;
进样量:100μL顶空气体;
程序升温:60℃(3min)-50℃/min-100℃(3min)-80℃/min-220℃(2min)。
(3)三氯乙烯标准曲线的绘制
将TCE标准溶液于室温下震荡20分钟后取出,用气密性进样针抽取100μL溶液上方气体(顶空气体),快速注入气相色谱进样口中,并启动检测方法。所得三氯乙烯保留时间约为5.189min(保留时间随进样的操作速度等手法不同而稍有变化),手动积分得到相应峰面积,记录于表2中。以峰面积作为纵轴,标准溶液浓度作为横轴绘制三氯乙烯的峰面积-浓度标准曲线。
表2三氯乙烯标准曲线数据记录表
注意进样完毕之后,要对样品瓶口进行蜡封处理,以免体系漏气;同时将样品瓶放回恒温震荡器备用。
(4)过硫酸钠用量对三氯乙烯降解效果的影响
①称取质量分别为0.0119g、0.0179g和0.0357g过硫酸钠粉末,于50mL小烧杯内用5mL蒸馏水溶解后分别转移至3个100mL的棕色血清瓶中,保持瓶内溶液量为50mL,将血清瓶做好1、2、3号标记,另备一个棕色血清瓶只加入等量蒸馏水作为空白对照;
②以微量进样针分别量取3.4μL三氯乙烯的乙醇溶液,注入上述4个血清瓶后加盖密封,摇匀;
③分别以微量进样针量取375μL浓度为0.1mol/L的硫酸亚铁溶液,依次每间隔10分钟注入1、2、3号反应瓶内,立即蜡封瓶盖并摇匀反应瓶,置入气浴恒温震荡器中振荡,在40分钟内每间隔10分钟取反应瓶顶空气体检测TCE含量,将峰面积值及其对应的TCE降解率记录在表3中,以降解率为纵轴,反应时间为横轴绘制曲线。
表3过硫酸钠用量对20mg/L三氯乙烯降解效果影响
(5)硫酸亚铁用量对三氯乙烯降解效果的影响
①称取4份质量为0.0357g的过硫酸钠粉末,操作同(4)中相应步骤;
②以微量进样针分别量取3.4μL三氯乙烯的乙醇溶液,注入上述4个血清瓶后加盖密封,摇匀;
③分别以微量进样针量取75μL、150μL和375μL浓度为0.1mol/L的硫酸亚铁溶液,依次每间隔10分钟注入1、2、3号反应瓶内,立即蜡封瓶盖并摇匀反应瓶,置入气浴恒温震荡器中振荡,并每间隔5min、分4次分别向上述3个反应瓶中注入与第一次加入量相同的硫酸亚铁溶液,在40分钟内每间隔10分钟取反应瓶顶空气体检测TCE含量,将峰面积值及其对应的TCE降解率记录在表4中,以降解率为纵轴,反应时间为横轴绘制曲线。
表4硫酸亚铁用量对20mg/L三氯乙烯降解效果影响
(6)实验“三废”的处理
在完成上述各实验步骤后,引导学生分析本实验所产生废液、废渣、废气的化学成分,教育和启发学生对其进行必要的处理。可考虑给学生3-5天时间查阅相关资料,最终给出本实验“三废”处理的可行方法。
三、绿色化学设计理念体现分析
在上述“亚铁离子活化过硫酸钠降解水中三氯乙烯”的实验内容设计过程中,不同程度体现了绿色化学设计理念,主要表现在:
1.实验内容的选题是一种新型高级氧化技术,充分体现了本学科的研究热点,相对于Fenton氧化技术所需强酸性等特点而言,该技术具有环境友好性特点;
2.实验所涉及化学试剂中,过硫酸钠常温下稳定,分解产物除环境友好性的铁离子外,硫酸根离子是环境水体中的主要阴离子成分。三氯乙烯属于氯代烃类,与乙醇同属于有机溶剂,虽然有一定危害性,但在整个实验中用量很少,作为实验废液的有机成分,以热活化或亚铁离子活化过硫酸钠的方法能在不引入有害废物的情况下达到很好的去除效果;
3.对于三氯乙烯检测方法的选择,实验采用改良的顶空进样、毛细管柱气相色谱法。该方法由实验教学组老师在科研项目中建立并经反复实验证实是一种操作简便、快速、峰形好、干扰少且准确度较高的方法。
值得提出的是,本检测方法的操作步骤中避免了传统方法中以正己烷作为萃取剂、硫酸钠作为干燥剂的做法,同时,快速、简单的操作使得气相色谱使用过程中的能耗也相应减少,这些都是绿色化学原则的很好体现;
4.在影响因素研究步骤中,考虑到总学时限制,每组学生可任选其中一个影响因素进行实验研究,将实验学时控制在8学时之内。每种因素研究的实验步骤中仅涉及4个棕色血清瓶,并且所需的各种溶剂、试剂大多在半微量范围内,这种减量化的设计也是绿色化学理念的充分体现;
5.对于实验过程所产生的“三废”问题,本实验模式也是明显低于传统实验。采用的三氯乙烯和乙醇都是在血清瓶的密闭环境中,加入试剂均采用注射形式,较好的防止了实验废气逸出;作为废液的主要成分则主要考虑三氯乙烯和铁离子,其中铁离子对环境没有威胁;随着三氯乙烯降解影响因素的实验进行,瓶内残余三氯乙烯已达到微量级,为了确保对环境零负担,可采用加入适量过硫酸钠粉末并适当加热的方法,以热活化过硫酸钠更为彻底降解水中残留的三氯乙烯;而废渣则只涉及铁的沉淀物,集中回收后转化为离子还可以考虑循环利用。这些作为环境专业实验教学所特有的附加环节―“三废处理”更是对绿色化学设计理念的集中体现。
四、结语
通过以上绿色化学理念贯穿始终的实验教学内容,学生对环境化学实验产生了浓厚的兴趣,更新了对化学实验的旧有看法。实验过程绿色化,对学生环境保护和节能减排意识的形成是一种潜移默化的促进;新型、前沿的高级氧化技术,先进仪器的使用以及科学性实验方案的实施,拓宽了学生的视野,为学生科研思路的形成打下了良好的基础。最重要的是,经过这类绿色化专业实训的大学毕业生将提早具备绿色化管理理念,对于企事业单位绿色化管理模式的推广是一个有力促进,也因此在目前严峻的就业形势下显现出一定的就业优势。
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