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引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇常见化学物质范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
教学目标:认识天竺葵、桅子花、月季等校园内常见的植物。
教学重点:增强热爱大自然、保护大自然的情感。
教学难点: 引起兴趣。
教学安排: 一课时
第一课时
教学内容:认识常见植物
教学时间:
教学过程:
一、认识过程 :区分生物与非生物
1、观察有山、水、虫、鸟、树、石头的多媒体画面,欣赏与画面协调的音乐,请廖悦描绘所看到的大自然,并回答所看到的画面中哪些物体是生物,哪些物体是非生物。
2、 观察绚丽多彩的大自然挂图,说出其中的生物与非生物。
3、实地观察校园内和家里的常见的绿色植物,拿出自带的植物。
观察盆栽花卉、西红柿、黄瓜等。
二、思考过程
1. 我们留意了这么多生命现象,相信你们一定会利用这些生物的特征去判断一个物体是否是生物了吧。我们来练习一下。教师打出图片,让学生指出图中钟乳石、珊瑚和珊瑚虫,哪个是生物,为什么?
鼓励该生多表达自己的思想。
2.今天我们接触到这么多的小生命,看到它们的生命现象,你还认为路旁的一棵树,道边的一朵花,都是那么微不足道吗?那么我们应该怎样去对待那些具有生命的物体呢?
教学反思:
关键词:化学实验室;环境保护;处理方法
中图分类号:X3
1.引言
随着社会的发展,人们对生活和工作环境的要求越来越高,对周围的环境污染控制越来越严格。而化学实验室作为大量各种化学物品使用和反应的场所,其在实验过程可能产生许多污染物,包括一些有剧毒或能致癌的有机和无机的废气、废液和固体废弃物。如果不对这些废弃物进行处理直接排放到环境中去就会污染环境,危害人类身体健康。
2.化学实验室环境污染的主要来源
2.1 化学实验室废气主要来源
由于化学实验室所承担的实验项目的特殊性,化学实验室空气中含有常用HCL、H2SO4、HNO3等强酸所散发的酸雾溶液,碘化钠、碘化钾等碘盐造成的碘蒸气污染,有机溶剂如苯、醚、酮、氯化烷烃等挥发性有毒蒸气等。
2.2 化学实验室废液主要来源
根据废液中所含主要污染物性质,可以分为有机、无机、及含病原微生物实验室废液三大类。无机废液主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、氰化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等。有机废液含有常用的有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类物质等。
2.3 化学实验室固体废弃物主要来源
实验室产生的固体废弃物包括残留固体试剂、沉淀絮凝所产生的沉淀残渣、消耗或破损的实验用品、残留或失效的化学试剂。另外,还有实验室常用滤纸等。这些固体废弃物成分复杂。
3.化学实验室污染物的处理方法
3.1 废气的处理
由于各类化学实验室的工作性质不同,产生的有害气体的类型也不同。目前针对无机类化学物产生的废气处理方法可分为两大类:第一类处理方法的原理相同,主要靠水雾或水幕来捕捉含微粒,气液分离后所排放的气体中有害物的含量降到国家环保允许排放标准,对于酸性或碱性较强的气体,用适当的碱或酸进行吸收。对于含酸或碱类物质的废液,如浓度较大时,可利用废酸或废碱相互中和,再用pH试纸检验,若废液的pH值在5.8~8.6之间,如此废液中不含其它有害物质,则可加水稀释至含盐浓度在5%以下排出。第二类处理方法的原理为干式吸收法,主要靠具有较强吸附性能的吸附介质在与废气接触的过程中,利用其强大的吸附功能截住废气中的各种有害物,使排放气体中的有害物的含量降到国家环保允许排放标准。
3.2 废液的处理
3.2.1 废液的收集和存放
各实验室可根据废液的化学特性,将废液分类贮存在统一规定的密闭容器中,然后定期收集起来,统一进行处理。在收集废液时注意以下事项:(1)下面所列的废液不能互相混合
①过氧化物与有机物;②氰化物、硫化物、次氯酸盐与酸;③盐酸、氢氟酸等挥发性酸与不挥发性酸;④浓硫酸、磺酸、羟基酸、聚磷酸等酸类与其它的酸;⑤铵盐、挥发性胺与碱。
(2)要选择没有破损及不会被废液腐蚀的容器进行收集。将所收集的废液的成份及含量,贴上明显的标签,并置于安全的地点保存。特别是毒性大的废液,尤其要十分注意。(3)对硫醇、胺等会发出臭味的废液和会发生氰、磷化氢等有毒气体的废液,以及易燃性大的二硫化碳之类废液,要先做适当的防止泄漏处理,并应尽快进行消焚。
3.2.2 实验室废夜处理的具体方法
首先谈一下无机类实验废液的处理方法,实验室中经常有大量的废酸液。废液可先过滤,滤液加碱中和,调至pH=6—8后就可排出,少量滤渣可埋于地下。较多的废铬酸洗液,可以用高锰酸钾氧化法使其再生,还可使用。少量的废铬酸洗液可加入废碱液或石灰使其生Cr(OH)3沉淀,埋于地下即可。氰化物是剧毒物质,少量的含氰废液可加入NaOH调至pH=10以上,再加入几克高锰酸钾使CN—氧化分解。量大的含氰废液碱液氯化法处理,先用碱调至pH=10以上,再加入次氯酸钠,使CN—氧化成氰酸盐,并进一步分解为CO2和N2。含汞盐废液应先调pH至8—10后加适当过量的Na2S,使生成HgS沉淀,并加FeSO4与过量S2—生成FeS沉淀,从而吸附HgS共沉淀下来。少量残渣可埋于地下,大量残渣可用焙烧法回收汞。含重金属离子的废液,最有效和最经济的方法是加碱或加Na2S把重金属离子变成难溶性的氢氧化物或硫化物而沉积下来。
对于有机类的实验废液总的来说尽量回收溶剂,在对实验没有妨碍的情况下,把它反复使用。具体的处理方法:(1)焚烧法,将可燃性物质的废液,置于燃烧炉中燃烧。如果数量很少,可把它装入铁制或瓷制容器,选择室外安全的地方把它燃烧。并且,必须监视至烧完为止。对难于燃烧的物质,可把它与可燃性物质混合燃烧,产生NO2、SO2或HCl之类有害气体的废液,必须用配备有洗涤器的焚烧炉燃烧。(2)溶剂萃取法,对含水的低浓度废液,用与水不相混合的正已烷之类挥发性溶剂进行萃取,分离出溶剂层后,把它进行焚烧。(3)氧化分解法,在含水的低浓度有机类废液中,对其易氧化分解的废液,用H2O2、KMnO4、NaOCl、H2SO4+HNO3、HNO3+HClO4、H2SO4+HClO4及废铬酸混合液等物质,将其氧化分解。然后,按上述无机类实验废液的处理方法加以处理。
3.3 固体废弃物的处理
在废液收集桶的桶口部位都放置了一个小的塑料篮,当学生把废液带着废渣倒入收集桶时,这个小塑料篮就会把一些废纸和废渣拦在篮上。在学生实验过程中,实验室也会提供专门的回收杯等用来回收实验废渣或多余产品等。玻璃废渣、废瓶、或有毒废渣集中存放后由学校统一收集。有些回收产品等可以再利用。
参考文献
[1]宗汉兴.十年化学实验改革的实践与探索[J].大学化学.1999,1(44):26
[2]甘礼华,陈龙武,钱君律.多层次物理化学实验教学的再思考[J].实验室研究与探索,2002,21(6):8~9
[3]金丽萍编著.物理化学实验[M].华东理工大学出版社,2005
关键词 物理化学 表面与界面 课堂教学
中图分类号:O4文献标识码:A
日常生活中,我们对见到的一些现象可能已经习以为常,认为它们理应如此,但是为什么会这样,就没有过多地去想了。例如,下过雨后,我们见到树叶上、草上的小水珠都接近于球形;如果不小心打碎了体温计后,里面的水银掉到桌上、地上也呈球形。毛巾下端浸水后,使得整条毛巾变湿。另外中学课堂经常表演一个小魔术:先准备一杯水,然后小心地把一枚针水平放置在水面上,结果发现针浮在水面上而不沉于杯底,并且在针下面的水面上形成一个凹面。所有这些现象其实都与表面张力有关。事实上,自然界中的许多现象都与表界面的特殊性质有关。本文将选取几个日常生活中的常见现象,参考天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》教材,应用表界面物理化学的基本原理,对表面的特殊性质进行分析和讨论。
实例一:吹胀的肥皂泡成球形,不再吹时会变小;自来水管口滴下的水滴、室外的露珠皆呈圆球形。
自然界中的物质一般以固、液、气三种相态存在。不同相态相互接触即产生界面,常见界面有气―液、液―液、气―固、固―液和固―固等。习惯常将气―液、气―固界面叫做液体表面和固体表面。
图1 液体的表面层分子与内部分子受力情况示意图
以气-液体系为例,液体的表面层分子与内部分子所处的环境不同,如图1所示。在液体内部的任一分子,均处于同类分子的包围中,因此平均来看,体相内部的分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的,各个方向的力彼此抵销。但是处于表面层的分子,由于气相密度比体相低,液面上方蒸气分子对表面层分子的吸引力远远小于液体内部分子对它的吸引力,使得表面层分子恒受到指向液体内部的拉力,因而液体表面就如同一层绷紧了的弹性膜。这种引起液体表面收缩的单位长度的力,我们称为表面张力 ,单位N.m-1。它的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直。如果是水平液面,表面张力就在这个平面上,如图2所示。假设用细钢丝制成一个框架,其一边是可自由活动的金属丝(无摩擦)。将此金属丝固定后使框架蘸上一层肥皂泡。若放松金属丝,由于表面张力的作用,肥皂膜会自动收缩以减小表面积。因此要使膜维持不变,就需要在金属丝上施加一相反的力F = 2 l(注意膜有正、反两面)。
图2 表面张力和表面功示意图(忽略摩擦力的影响)
我们也可以从另一个角度分析, 若要使图2中的液膜增大面积dAs,则需抵抗表面张力,在力F的作用下使金属丝缓慢向右移动dx距离,忽略摩擦力的影响,这一过程所做的可逆非体积功为 W'r = Fdx =dAs,得= 。正是由于表面张力的存在,液体表面总是趋于尽可能缩小,而相同体积下,球的面积最小,所以微小液滴往往呈球形。同理,吹胀的肥皂泡成球形,不再吹时即会变小。
实例二:毛巾下端浸水,水沿纤维上升,使整条毛巾变湿。
除了水平液面,还有弯曲液面,如液滴的表面为凸液面,水中的气泡的表面则是凹液面。图3分别给出了凸液面和凹液面的示意图。水平液面下的液体所承受的压力与外压相等。但是对于弯曲液面,由于表面张力的存在,使弯曲液面产生一个附加压力 p。假设图3(a) 的凸液面上方为气相,压力为pg,凸液面下方为液相,其压力为pl。对于底边的圆周来说,表面张力作用在圆周线上,其方向垂直于圆周线且与液滴的表面平行,所以圆周线上的表面张力产生一个向下的附加压力 p = pl-pg。 对于图3(b)的凹液面,同理分析可得凹液面对里面气体产生附加压力 p = pg- pl。
图3 凸液面(a)、凹液面(b)的附加压力 p以及 p与液面曲率半径的关系(c)
附加压力 p与弯曲液面的曲率半径相关。设有一凸液面AB(图3(c))。由表面张力引起的垂直向下合力:
F = r・2 r1・cos= 。
该凸液面的底面积A =r12。所以,弯曲液面对于单位水平面的附加压力为:
p ==(1)
(1)式称为Laplace方程。Laplace方程表明弯曲液面的附加压力与液体的表面张力成正比,与曲率半径成反比。弯曲液面附加压力的存在产生了各种特殊的表界面现象,如毛细管现象等。
当我们将一支半径为r1的毛细管垂直地插入液体中时,如果液体能润湿管壁,则液体将在管中呈凹液面,同时观察到毛细管内液面上升。由于凹液面的附加压力 p指向大气,所以凹液面下的液体所承受的压力小于管外水平液面下的压力,因此,液体将被压入管内,液面上升,如图4(a)所示。达平衡时,管中液柱静压力等于凹液面的附加压力,即 p ==gh。曲率半径r与毛细管半径r1之间满足r =,可得液体在毛细管中上升的高度为:
h = (2)
式中 是液体的密度,g为重力加速度。毛细管半径r1越小,液体上升的高度越高。水能润湿毛巾纤维,因此毛巾下端的水将沿纤维上升,使整条毛巾变湿。
图4 毛细管现象示意图(a)和叠加在一起的两块润湿玻璃间的附加压力(b)
实例三:将两块干燥的平板玻璃叠放在一起很容易分开。若用水淋湿后再叠放在一起,使之分开却很费劲。
我们知道水能润湿玻璃,所以在两块玻璃之间水层的四周皆呈凹液面。凹液面处产生指向空气的附加压力 p。附加压力的存在使两块玻璃的内外受压不等,与水接触的内侧压力较小,与空气接触的外侧所受压力较大,所以两块玻璃很难分开。
假设图4(b)所示的两块干净的平板玻璃间有一层水,我们可以估算两块玻璃之间的总吸力。设两块玻璃之间的水层厚度 = 0.010-3 m,玻璃的长宽均为a = 0.05 m,25℃时水的表面张力= 0.0728 N.m-1。水能在玻璃表面完全铺展,即水膜侧面可近似为一半圆凹柱面,凹面曲率半径:r≈ /2。附加压力 p = 即为液体内部压力低于外压的差值。计算得总吸力F = ・a2 = 36.4N。所以用水淋湿后再叠放在一起的两块玻璃很难分开。
总之,通过对具体实例的解释,不仅可以加深学生对知识的理解,还可以让学生们感觉到物理化学知识不再是书本上的纯理论的东西,而是与我们的生活息息相关,这样就可以有效激发学生对物理化学的学习兴趣,增强学生利用所学知识分析问题和解决问题的能力。
参考文献
[1] 天津大学物理化学教研室编,王正烈,周亚平,李松林,刘俊吉修订.物理化学.高等教育出版社,2001.
[2] 方文军,雷群芳,王国平,许佩新.工科物理化学教学改革与实践.化工高等教育,2005.2:39-41.
关键词:大学生志愿服务 利益补偿 保障机制
大学生志愿者是社会志愿群体的重要组成部分,他们是我国青年志愿者的主力军。在参与志愿服务的过程中,大学生志愿者的身心得到了锻炼与成长,通过志愿活动的磨炼,他们的社会主义核心价值观变得稳定而坚实。引导、鼓励、促进更多的大学生参与到志愿服务活动中来,既有利于国家社会主义建设人才的培养,也有利于推动我国社会主义志愿服务事业迅速前进。但目前在大学生志愿服务实践中存在主体的积极性不高,对自身活动的认同度偏低等问题,这些问题存在的原因就是大学生志愿服务利益补偿机制的缺失,导致大学生志愿服务缺少动力与活力。本文就大学生志愿服务利益补偿及常态化保障机制建设进行了深入的研究。
一、大学生志愿服务利益补偿的重要作用
(一)推动大学生志愿服务可持续发展
大学生是一个充满活动、朝气蓬勃、热情执着的群体,他们不但对社会公共活动的关注度高,而且有参与志愿服务的强烈意愿。但是在参与志愿服务的活动过程中,有时会产生一定的费用支出,由于利益补偿机制的缺失与体制的不健全,这些费用需要由志愿者自行承担。大学生志愿者一般在经济方面不完全独立,因此,费用自理就成为了很多大学生参与志愿活动的“拦路虎”。大学生参与志愿活动受到了阻碍,就会制约大学生志愿服务的发展。伴随时代的发展,社会志愿服务已不再局限于到敬老院打扫卫生,与孤寡老人聊天,或者参与社区活动,为社区群众提供简单的服务这些形式,多元化服务类型的出现对志愿服务的费用要求也越来越高。只有构建并实施大学生志愿服务利益补偿,才能使大学生志愿服务水平的增长与时代的发展保持同步,才能实现志愿服务可持续发展的目标。
(二)促使大学生志愿服务充满生机与活力
志愿服务活动本身的公益性,决定了大学生参与志愿服务本身并非是希望获得物质回报。对于大学生志愿群体来讲,更在意的是自己的参与行为能否得到社会与公众的认可,即更注重精神上的褒奖。大学生志愿服务利益补偿机制可以通过对大学生的志愿服务活动进行评价,然后依据评价结果,对优秀的大学生志愿者进行表彰,让大学生在参与志愿活动之后能够体验到丰收与喜悦,增加他们对参与志愿服务活动的自豪感。我国各省市、自治区于2002年起陆续推出大学生志愿者奖励条例与政策,团中央也以多种形式表彰了在志愿服务活动中有突出贡献的“青年志愿者”。对于大学生志愿者来讲,精神上的嘉奖对他们的人生更有意义,这也给大学生志愿者参与志愿服务增添了生机与活力,使大学生志愿服务可以继续红红火火地开展下去。
(三)保证大学生志愿服务拥有经久不衰的生命力
大学生志愿服务是社会志愿服务的有机组成部分,其发展与社会志愿服务的整体发展相得益彰。在当前志愿服务多元化发展的背景下,社会与公众对志愿服务的关注度持续上升,各种各样的质疑声此起彼伏,各类阻碍也层出不穷的出现,这些现象使很多志愿参与社会公益服务的大学生望而却步,阻碍了大学生志愿服务的发展。大学生志愿服务利益补偿是对大学生参与志愿服务的肯定与支持,它可以体现社会的总体态度。大学生志愿服务只有源源不断地从社会中汲取可以成长的营养,才能产生经久不衰的生命力。
(四)促进大学生志愿服务进行深层次的研究与探讨
大学生志愿服务补偿机制是大学生志愿服务保障机制的重要组成部分,是大学生志愿服务机制的有机组成部分。当大学生志愿服务还如“星星之火”时,很多志愿服务活动都是自发的,影响范围较小,参与人数也较少,大学生志愿服务补偿机制的缺失并没有明显地表现出其制约性。然而,当大学生志愿服务已成“燎原之势”,大学生志愿服务的范围不断扩大,参与人数持续上升,大学生志愿服务发展就遇到了补偿机制缺失的瓶颈。这就要求我们构建大学生志愿服务利益补偿机制,助力于大学生志愿服务的发展,完善大学生志愿服务保障机制,对大学生志愿服务进行更深入、更全面的探讨,使大学生志愿服务得到科学的指导。我们应以大学生利益补偿机制为突破口,全面关注大学生志愿服务,分析存在于大学生志愿服务中的问题与缺陷,从多个视角促进大学生志愿服务的发展。
二、大学生志愿服务利益补偿常态化保障机制建设
(一)大学生志愿服务法律法规建设
法律法规是指导一切社会活动的基本准则,从法律法规的层面对大学生志愿服务利益补偿机制做出规定,将会极大地推动大学生志愿服务水平的快速提升。鉴于大学生在志愿服务过程中有可能产生费用支出,渴望得到精神上的认可与肯定,并且存在生命财产受到威肋的情况,法律法规建设也应该从上述三个方面入手。第一,法律法规应该从立法的高度肯定大学生志愿服务费用补偿机制构建的基本原则、性质、界定以及社会监督。大学生志愿服务费用支出补偿主要是针对大学生在参与志愿服务的过程中产生的交通费、通讯费、伙食费、住宿费以及其他费用。构建费用补偿机制是为了给大学生在志愿服务过程中产生的费用支出进行部分补偿,其目的是减轻大学生参与志愿服务活动的经济压力,促使更多的大学生参与到志愿服务活动中去。值得强调的是,补偿费用的发放要合理、合规、合法,接受社会的监督。第二,法律法规应该从立法的高度来明确大学生志愿活动的精神奖励。如上述提到的中央共青团团委每年都会对有突出贡献的青年志愿者进行褒奖。各省级、市级团委也应该设定此奖及其他奖项,定期颁发,使大学生的精神鼓励不间断。第三,法律法规应明确大学生在参与志愿服务的过程中,一旦生命财产受到损失应该如何进行补偿。当前,志愿活动生命财产补偿办法还是借用“见义勇为”补偿办法,二者虽然有很多相似之处,却又不完全相同,应该尽快创建大学生志愿生命财产补偿办法,根据大学生志愿服务的具体情况,因地制宜地制定相关法律法规,使大学生的生命财产得到有力的保障。
(二)大学生志愿服务激励体制建设
大学生志愿服务激励体制与大学生利益补偿机制相辅相成,虽然不能将大学生志愿服务激励体制完全归入大学生志愿服务补偿机制中,但是它的构建与实施,不仅会成为利益补偿机制的有效补充,还可以促进整体保障机制的完善。大学生志愿服务激励体制的主要功能是对在大学生志愿活动过程中表现突出的大学生志愿者进行物质与精神上的嘉奖。它与法律法规中规定条例的重要区别在于激励体制可以由大学生志愿者所在高校设立,可以由社会志愿服务机构来设立,也可以由组织志愿活动的主体来进行设定。激励体制的构建相对灵活、自由,比法律法规的奖励数量多,奖励范围广,易于实施,立竿见影。大学生志愿服务激励体制的构建同样需要从物质激励与精神激励两个方面入手。物质激励是指大学生在参与志愿服务活动的过程中除了相应的费用支出得到一定的补偿外,鉴于某些志愿者在活动过程中表现出来的英勇无畏、积极克服困难的精神,并且取得了较好的志愿服务效果的结果,也应该进行嘉奖。精神激励则是指设定各类志愿服务表彰。针对大学生志愿服务的特点,可以分为优秀志愿服务组织者、优秀大学生志愿者等多种类型,也可以是被服务对象给大学生志愿者有特殊意义的纪念品。
(三)大学生志愿服务经费体制建设
大学生志愿服务利益补偿需要资金支持,但是由于志愿服务具有公益性,活动本身并没能创造出经济价值,这就需要以社会慈善募捐等形式来筹集这部分资金。大学生志愿服务补偿机制必须以经费体制建设为基础,因为只有经费充足,才能给大学生志愿者以物质补偿、精神鼓励。大学生志愿服务经费体制建设包括两个方面内容:一方面是经费的筹措,另一方面则是经费的支出。经费筹措的渠道很多,高校为支持大学生志愿服务活动,可以从办学经费中抽出一部分用于支持大学生志愿活动建设。另外,还可以通过社会募捐的形式来筹措经费。当前,很多社会群众都热衷于社会公益事业,为了支持公益事业的发展,也纷纷捐助资金。资金的筹措可以建立一个有效的长期筹措机制,随时接受社会的募捐,也可以结合具体情况,针对某项特定公益活动实际的费用支出预算来接受社会的募捐。经费的支出管理也很重要,经费支出管理的重点是将所有经费都有计划、有目的、有效果的应用于大学生志愿服务补偿中,让经费切实的发挥其对大学生志愿服务的促进作用,使其效果显现。由于经费支出会伴随大学生志愿服务活动的存在而经常进行,因此经费支出需要制定周密的计划,由专人来管理,并做到明细清楚,定期公示,接受社会监督。对于大学生参与志愿活动期间的补偿标准,也应通过民主的形式进行商议,进行调查分析,保证补偿标准的准确性,做到既能发挥补偿作用,又能杜绝铺张浪费,这样才能保证经费被合理、高效地利用。
(四)大学生志愿服务后勤保障建设
大学生志愿服务后勤保障机制需要由高校来组建。它是给志愿者提供支持的重要部门,要在大学生志愿者参与志愿服务过程中遇到困难时给予他们帮助。大学生志愿服务后勤保障机制可以让大学生毫无后顾之忧地投入到志愿活动中去,给大学生志愿者营造一个安全、和谐的环境。大学生志愿服务后勤保障建设需要从三个方面入手:第一,高校成立专门的组织机构,来督导与执行大学生保障工作。保障工作不仅要对大学生的每次志愿活动内容进行审核,还要根据审核结果决定应该给予大学生哪些帮助。第二,高校应该积极与社会上的教育、卫生、民政等部门合作,针对大学生志愿服务项目的具体情况,向相关的行政部门寻求帮助。如大学生志愿者关注农村留守儿童的成长,就可以通过教育部门寻找到最需要志愿服务的幼儿园,或者通过政府部门与留守儿童数量较多的村镇进行联系。这就会给志愿服务工作提供较多的便利,使志愿服务工作更易开展。第三,高校应该积极进行宣传,吸引更多的企业参与到支持大学生志愿服务活动的队伍中来。随着我国经济的发展,企业的数量不断增多,很多企业也希望投身于社会公益事业,但是找不到适宜的渠道。高校可以在具体的大学生志愿服务项目上向企业寻求帮助,通过与企业联手,共同完成公益活动,这样既可以改善公益活动的效果,也会给志愿服务以更多的保障。
三、结语
大学生志愿服务利益补偿机制的构建不应该仅仅局限于用资金来补偿大学生在志愿活动中的实际费用支出,这样的出发点是单一的,效果也差强人意。对大学生志愿服务利益补偿机制进行研究与探讨时,应该深刻认识到构建这一机制对推动大学生志愿服务水平发展所具有的意义,再结合大学生志愿服务开展的现状,全面、系统地规划保障机制的构建,而保障机制的构建可以围绕利益补偿展开,也可以以利益补偿为重点,认真权衡,全面推进,这样才能使机制建设与志愿服务水平的发展相互促进,日益完善。
参考文献:
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[2]狄涛.大学生志愿服务工作理念的创新与机制建构[J].中国高等教育,2013(19).
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[4]邓清华.大学生志愿服务活动机制初探[J].学校党建与思想教育,2010(19).
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本文系2014年度河北省社会科学发展研究课题。课题名称《大学生志愿服务法制保护的研究》。课题编号:2014031607。
【关键词】 结肠肿瘤;rko细胞系;p物质;受体,神经激肽;免疫细胞化学
【摘要】
目的 探讨p物质及其受体神经激肽1(nk1)在体外培养的结肠癌细胞系rko 中的表达及免疫细胞化学定位。方法 将rko细胞接种于提前放入盖玻片的6 孔板进行细胞培养,细胞融合30%时将盖玻片取出进行免疫细胞化学染色。结果 在rko 细胞系中p物质和nk1呈阳性表达,p物质阳性表达多数位于细胞浆;而nk1阳性表达多数位于细胞浆,少数位于细胞膜。结论 神经内分泌机制可能参与了结肠癌的发病过程。
【关键词】 结肠肿瘤;rko细胞系;p物质;受体,神经激肽;免疫细胞化学
immunocytochemical expressions of substance p and neurokinin1 in rko cells of colon cancer
]
zhao lingling, chen hua, wang jigang (qingdao university medical college, qingdao, 266003, china);
[abstract] objective to investigate the immunoexpressions of substance p and nk1 in rko cell lines of colon cancer. methods rko cells were inoculated on the cover glass and cultured on 6well plate. the cover glass was removed from the plate upon 30% of cell fusion, and the expressions of sp and nk1 of the cultured cells were checked via immunocytochemical staining. results positive expressions of substance p and nk1 were mainly found within the cytoplasm of the rko cells, while a few of nk1 noted on the membrane. conclusion the neuroendocrine mechanism might involve in the process of morbidity of colon cancer.
[key words] colonic neoplasms; rko cell line; substance p; receptors, neurokinin1; immunocytochemistry
p物质属于速激肽家族,由ppta基因编码, 11 个氨基酸组成[1]。它能够特异性结合并激活其受体神经激肽1 (nk1),后者属于7 次跨膜g蛋白耦联受体[2]。nk1 受体激活后,以g 蛋白作为第二信使活化pkc 和mapk/erk 通路[23]。近年来研究显示,g蛋白耦联受体介导的信号转导通路参与了某些恶性肿瘤的发病过程。赵双罗等[4]研究显示,从溃疡性结肠炎到癌前病变,再到结肠癌病人血浆中的p物质水平逐级增高。但目前还没有p物质在结肠组织及细胞中表达的报道。nk1在结肠癌组织及细胞可表达[5]。目前对p物质和nk1在结肠 rko 细胞系中表达情况及定位尚不清楚。本文采用免疫细胞化学染色技术,研究p物质和nk1 在体外培养的rko 细胞系中的表达情况及免疫细胞化学定位。现将结果报告如下。
1 材料与方法
1.1 材料
兔抗人p物质多克隆抗体(1∶200,工作液),购自北京中杉金桥生物公司;兔抗人nk1多克隆抗体(1∶200)购自millipore公司;正常山羊封闭血清、elivisiontm试剂盒、dab显色剂等均购自福州迈新公司;dmem(低糖)、胰酶(含有0.5 g/l胰酶和0.53 mol/l edta)购自gibco公司;胎牛血清购自paa公司。人结肠癌rko细胞系由浙江大学来茂德教授馈赠。
1.2 细胞培养
rko 细胞培养于含有体积分数0.05 胎牛血清的培养液中,隔天换液。在细胞90%融合时将其接种于预先置入盖玻片的6 孔板中,每孔细胞数约5×105个,置于37 ℃含体积分数0.05的co2培养箱(美国shel lab公司)中继续培养。在种板第2天,贴壁细胞融合30%将盖玻片取出,置40 g/l甲醛中固定15 min。
1.3 免疫细胞化学染色
采用elivision 两步反应系统免疫细胞化学染色,所有染色过程在室温下进行。细胞固定标本经pbs 冲洗后先用体积分数0.30 h2o2 孵育15 min,然后滴加非免疫山羊血清30 min 封闭非特异性结合位点。一抗孵育1 h 后,pbs冲洗,后滴加试剂a (增强剂)作用30 min和试剂b (辣根过氧化物酶聚合物)作用20 min,用dab 显色3 min。最后,苏木精复染,盐酸乙醇分化,氨水返蓝,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。以正常山羊封闭血清代替一抗做阴性对照。采用乳癌冷冻组织切片作为阳性对照。1.4 结果判定
所有染色标本采用olympus bx51 显微镜观察,阳性判断标准参照文献[6]:以低倍镜下见到染色呈明显棕黄色的细胞为阳性。每个标本在高倍镜下(400倍) 随机选取10个视野计数阳性细胞数。
1.5 统计学分析
采用spss 16.0及ppms 1.5[7]软件进行数据处理,结果以±s表示,组间比较采用t检验。
2 结果
rko细胞贴壁良好,约30%融合,在盖玻片上呈树枝状,细胞呈多角形,界限清晰。经免疫细胞化学染色后,绝大多数细胞中p物质均呈阳性反应,棕黄色颗粒位于细胞浆。nk1在rko细胞系中定位于细胞浆,少数表达在细胞膜,绝大多数rko细胞呈强阳性表达。阴性对照未见阳性着色。每高倍视野rko细胞系中p物质和nk1阳性细胞数分别为(80.17±9.70)、(77.33±8.52)个,二者比较,差异无显著性(t=0.537,p>0.05)。
3 讨论
nk1广泛分布于神经组织和非神经组织[7],参与了包括肿瘤在内的许多疾病过程。各种肿瘤细胞表达的nk1能够高度依赖于p物质的刺激,从而使细胞持续增殖。nk1能引起ca2+动员,pkc以及mapk/erk的活化。nk1活化后以g蛋白为第二信使激活下游信号转导通路,其β和γ亚单位能够活化raf1和erk1/2而引起细胞的转化,不同条件下这条途径既可引起细胞增殖也可促进细胞的凋亡[78]。本研究显示,p物质和nk1在体外培养的结肠癌细胞系rko中均呈阳性表达,提示两者可能参与了结肠癌的发生。nk1受体在结肠癌细胞高表达与rosso等[5]的研究结果相一致。由于p物质及nk1与神经内分泌系统密切相关,提示神经内分泌机制可能参与了结肠癌的发病过程。p物质能够上调nk1的表达水平[10],rko细胞系中p物质阳性表达也提示nk1高水平表达。singh等[11]认为,p物质刺激部分癌细胞的生长作用可能是通过它和一些细胞因子(il21、il26和scf等)的共同作用而引起的。本文研究结果表明,rko结肠癌细胞本身存在p物质的高表达,这提示p物质以自分泌方式刺激肿瘤细胞的生长。另外,petel等[12]报道在细胞培养上清液中存在p物质,这表明p物质也可能通过旁分泌方式上调并激活细胞膜上nk1受体,从而激活下游信号转导通路引起肿瘤细胞的增殖。考虑到两种方式同时参与了p物质对结肠癌生长的影响过程,我们认为阻断其中任何一种方式都可能起到抑制肿瘤生长的作用。
免疫化学方法简单实用,用该法标记特定类型的肿瘤标志物一直是重要的辅助诊断手段[1314]。本研究免疫细胞化学染色结果证明p物质和nk1两种神经内分泌指标在rko细胞系高表达,这为临床上具有该细胞系特点的结肠癌提供了一种新的简单可靠的诊断指标。
综上所述,本研究结果不但提供了结肠癌rko细胞系的一种新特性,也为新的抗肿瘤药物研究提供了理论基础。进一步研究p物质及其受体nk1与rko细胞系的关系,以阐明二者在该类型结肠癌中的作用,对研究结肠癌的发生机制有着新的意义,并可能为结肠癌的临床诊断提供新的指标。
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文/魏庆芳
植物性化学物质可以防治慢性病
人们饮食时在摄取数十种必需营养元素的同时,也在摄取超过数百种的植物性化学物质。植物性化学物质是指在日常食物,主要是植物性食物(如蔬菜、水果、粮食、豆类等)中含有的对人体健康具有重要意义的物质,尤其是在防治慢性病方面表现突出。食用含有大量植物性化学物质的食品不仅能延缓衰老、预防癌症,很多专家还相信,食物中的植物性化学物质还可以解决现在比较普遍的与营养过剩有关的慢性病,如糖尿病、高血压、高血脂等。目前,有关植物性化学物质的研究和开发已经成为营养学的热点之一。
多酚类物质
多酚类物质是存在于天然植物中的一大类化合物,种类很多,结构各异,目前已经分离鉴定了8000余种多酚类物质,大致可分为酚酸、类黄酮、1,2—二苯乙烯和木酚素等几个类别。其共同特点是具有较强的抗氧化活性,在体内与其他抗氧化物质如维生素C、维生素E和胡萝卜素等一起发挥抗氧化等作用。这类物质对健康的作用与维生素比较相似,又有所不同。
类黄酮物质
黄酮类黄酮已成为当今世界医药保健产品领域最重要的原料之一。类黄酮物质又包括很多种类,是一个庞大的家族,广泛存在于蔬菜、水果、大豆等植物性食物中,如洋葱中的槲皮素、芹菜中的芹菜素、茶叶(尤其是绿茶)中的儿茶素、大豆中的异黄酮类、葡萄子中的原花青素、柑橘类水果中的柑橘生物黄酮等。这些成分对健康,尤其是防治心脑血管慢性病和抗癌有重要作用。其中,槲皮素糖基化衍生物即芦丁,作为软化血管的药物(通常还与维生素C等组成复方),已经在临床上广泛用于动脉硬化和高血压的治疗。
植物雌激素样物质
该类物质类似于人体雌激素,对人体相关疾病有广泛作用,尤其对心血管疾病、骨质疏松、某些癌症有一定预防作用,但它们本身并不是激素,只是某些物质的结构与雌激素相似。植物雌激素样物质在大豆中含量最多,其他如亚麻子及一些水果、蔬菜中都微量含有。植物雌激素样物质具有抗氧化、降低胆固醇等作用。
芦丁
芦丁一度被称为维生素P,因为它的作用与维生素C很像,能减少血管脆性,降低血管通透性,软化血管,增强维生素C的活性,预防脑卒中等。一般来说,芦丁与维生素C共存于柑橘、葡萄、山楂、番茄等新鲜蔬菜和水果中。
百岁老人的健康“八搓”
文/李艳鸣
广西荔浦县103岁的老人杨玉琼健康的奥秘在于她经常进行“八搓”。
搓手:双手对搓手背50下,然后再对搓手掌50下。经常搓手可以促进大脑和全身的兴奋枢纽。
搓额:左右轮流上下搓额头50下,可清醒大脑。
搓鼻:用双手食指搓鼻梁的两侧。经常搓鼻可以使鼻腔畅通,并可起到防治感冒和鼻炎的作用。
搓耳:用手掌来回搓耳朵50下,通过刺激耳朵上的穴位来促进全身的健康,还可以增强听力。
搓肋:先左手后右手在两肋中间“胸腺”穴位轮流各搓50下,经常搓胸能起到安抚心脏的作用。
搓腹:先左手后右手地轮流搓腹部各50下,可促进消化,防止积食和便秘。
“化学物质”
化学物质是一种笼统的说法,维基百科上对于化学物质的解释是在化学上对于物质的另一种称法,由此可见,世界上所有的物质都能称之为化学物质。虽然我们通常所说的毒性作用是由于化学物质经过机体细胞的代谢过程,也就是通过一系列化学反应而导致机体出现损伤。可是,化学物质对人的伤害却不一定是仅仅通过“化学”的方式。从事某些特殊工作的人会长期吸入游离二氧化硅和石棉纤维等生产性粉尘,他们的肺部常常会出现纤维化的病变,也就是我们熟知的尘肺。虽然这类疾病的发病机制还没有完全搞清楚,但科学家普遍认为尘肺是由于长期吸入细小尘粒,超过了气管和肺部的清除作用,导致尘粒或纤维在肺部沉积。这些物质沉积在肺部,会接触到肺部的细胞。细胞表面是一个脆弱的脂质膜,在尘粒和纤维的机械刺激下,细胞会受到损伤,继而释放多种物质导致炎症发生,长期的炎症会导致肺部出现纤维化,甚至引发恶性肿瘤。所以尘肺的发生过程,一部分是由于尘粒和纤维对于肺部细胞的机械刺激产生,而不是通过化学反应过程。
“在一定条件下”
在一定条件下意味着化学物质对人体的伤害作用并不是在任何情况下都能发生。在20世纪50年代,一家德国制药公司生产了一种药物,这种药物具有较强的镇静催眠作用,同时还能很好地抑制孕期呕吐反应,并且毒性作用很小,被称为“孕妇的理想选择”,也得到了一个“美好”的名字――反应停。由于具有很好的效果,“反应停”在一上市就受到了广泛赞誉,并相继在51个国家获准销售。据报道,仅在联邦德国就有近100万人服用过“反应停”。美国食品与药品监督管理局(FDA)出于慎重考虑,没有批准其在美国上市。在“反应停”上市的几年里,德国医生陆续发现罕见婴儿畸形的病例,这些婴儿没有臂和腿,而手和脚则几乎直接长在躯干上,就如同海豹一般。与此同时,海豹儿相继在英国、澳大利亚、加拿大和日本等国家出现,还有相当一部分的孕妇出现早产和流产。
在随后的研究中,科学家发现“反应停”具有极强的致畸性,由于实验动物和人体的差别以及实验设计的问题,这一毒性作用在药物上市前的毒理学评价中并没有被发现。据估计,从“反应停”上市到退市的四年里,共在全世界多个国家导致上万名海豹儿的出生,是人类药物使用历史上的一场灾难,给人们带来了惨痛的教训,并促使药物审批制度的进一步完善。
“反应停”具有极强的胚胎致畸性,有实验表明,实验动物孕期单次摄入“反应停”便可导致畸形胎儿的出现。然而,“反应停”对人类的毒性作用并不是在所有情况下都会出现。实际上,“反应停”对于人类是一种毒性极低的化学物质,一般药物剂量甚至更高剂量的“反应停”并不会导致人体出现任何异常。所以,后来“反应停”又作为治疗麻风结节性红斑和癌症的药物重新上市。另外,研究发现,孕妇在首次停经50天内的不同时期服用“反应停”,会导致胎儿出现不同的畸形,而在停经50天之后服用“反应停”,则一般不会引起畸形出现。这是因为孕初期的一定时间内是胚胎的器官形成期,这个阶段是胎儿器官发育的重要时期,如果孕妇在这个时期内接触到具有致畸作用的外源化学物质,则非常容易导致胚胎器官发育异常,从而导致畸形出现。而在器官发育完全后,胎儿对于外源化学物质的毒性就不是那么敏感了。所以,孕妇服用任何药物前,一定要详细阅读使用禁忌和咨询专业医生。
头孢菌素类抗生素是临床上常用的广谱抗生素,抗菌作用强,同时过敏反应比青霉素少见。此类抗生素对人类毒性很小,所以不对头孢类抗生素过敏的人,使用药物剂量条件下的头孢类抗生素几乎不会出现毒性反应。然而,如果在使用头孢类抗生素后立即饮用含有酒精的饮品,则会出现可怕的“双硫仑样反应”。临床表现为面部潮红、头晕、恶心呕吐、急性心衰、呼吸困难、急性肝损伤和惊厥等,甚至会出现死亡。酒精进入人体后会在肝脏内由多种酶代谢为水和二氧化碳排出体外,代谢过程会经历两种主要的中间产物,乙醛和乙酸。乙醛是一种对人毒性极大的物质,会引起多脏器损伤。很多人由于遗传的原因,体内代谢乙醛的酶活性比较低,所以喝完酒后乙醛会在体内积累,从而导致脸红,不过由于乙醛还在被不断代谢,很快就会恢复。然而,头孢类抗生素会强烈抑制肝脏内代谢乙醛酶的活性,从而导致乙醛在体内迅速大量聚积,导致人体出现一系列严重症状。
这种现象在药理学和毒理学上都很常见,被称为化学物的联合作用。化学物的联合作用机制非常复杂,研究难度也比较大。一般来说,按照联合作用方式的不同,可以分为非交互作用和交互作用两类。非交互作用中,两种或多种化学物质对人体的作用方式和结果可能相同,于是会出现作用效果累加;化学物独立发挥不同的毒性作用,也可能会分别造成不同的损伤。交互作用中,两种或多种化学物作用的结果有可能大于或小于各毒性物质单独对机体的作用效果,于是会出现协同或拮抗作用;有时一种化学物对机体并没有伤害,但与另一种化学物同时使用的时候会出现明显的毒性作用,此时会出现作用效果的加强作用,比如上述头孢类抗生素和酒精联合使用的例子。所以,在药物的说明书上都会标明“药物相互作用”和“注意事项”,在同时服用多种药物的时候,一定要认真阅读说明书和遵照医嘱,不能自己随便搭配,以防止削减药效或出现严重的不良反应。
“较小剂量”和“进入机体”
剂量是评价一个化学物质毒性大小的重要标准,在毒理学上有严格的量化指标,并不是仅用“较小剂量”这一模糊说法进行表述。另外,化学物质对人体的伤害在时间上是有差别的,比如有些化学物质会导致人体迅速出现急性毒性反应甚至死亡,而有些化学物质对人体的伤害则体现在长时间的日积月累。所以,在描述化学物质毒性作用的时候还要区分毒性作用的发挥时间。
急性毒性是化学物质引人瞩目的毒性作用,以致于有的时候,一提到毒性就默认指代急性毒性作用。我们经常能够看到急性毒性作用的例子,比如在电影中,间谍在被抓住的时候,咬开口中的氰化钾胶囊,然后瞬间毙命;武侠片里,中鹤顶红毒之人,立刻剧烈腹痛,惨不忍睹;现实中,误服农药的人短时间内出现浑身抽搐,头痛呕吐症状等等。急性毒性一般指实验动物或人体一次或24小时内多次接触外源化学物质,并在短期内出现中毒症状。由于有些化学物质在接触几分钟至数十分钟便会导致实验动物或人体出现中毒症状甚至死亡;有些可能在早期仅有较轻微的症状,但在几天后又会出现严重的中毒症状甚至死亡。所以,国际上一般规定急性毒性的观察时间为7-14天,如有必要可延长至14天以上。
按照通常的认识,在出现同样严重症状的情况下,接触到的化学物质的剂量越少,则表明它的毒性越大;或者在接触到同样剂量的化学物质下,出现症状越严重,则表明毒性越大。在实验室里,科学家通常以第一种方式来评价化学物质的急性毒性强度,评价过程都是在实验动物上进行,较常用的是小鼠,大鼠和兔子。中毒症状的严重程度是一个很难观察的指标,比如腹痛和头晕,这些症状的严重程度在实验动物身上很难进行界定,而症状和剂量两个变量必须固定一个,测定另一个才有意义。“死亡”是急性毒性最严重的症状,同时也是一个容易观察和界定的后果,在真正的毒理学评价中,科学家常常使用“半数致死量(LD50)”来进行化学物质急性毒性强度的分级。
半数致死量是指化学物质引起一半实验动物出现死亡所需要的剂量。测定半数致死量的时候要注意几个问题。首先,由于实验动物的体重有差别,所以给予实验动物的剂量应该与体重相关,比如每千克体重给予多少毫克的化学物质(mg/kg);其次,由于性别差异可能会导致生物体对于某些化学物质的毒性易感程度不同,所以有的时候,测定半数致死量要考虑实验动物的性别。
另外,生物体接触外源化学物质途径是有差别的,一般来说工业化学毒物多以呼吸道和经过皮肤接触;食品和水以消化道摄入为主;农药以呼吸、消化道和皮肤接触为主;而药物则可能会通过皮肤外用、口服、肌肉注射、静脉注射和鼻腔吸入等不同的方式。不同接触途径对于化学物质的毒性作用影响非常大,这主要是因为化学物质进入血液循环到达作用靶器官的速度和过程的差别。比如经口吃下去的东西往往经过小肠吸收,通过小肠吸收的化学物质会通过一条静脉首先到达肝脏,而肝脏是人体最大的代谢器官,肝脏内有多种代谢酶负责化学物质的解毒作用,这会使得最终进入血液循环的化学物质的毒性降低和剂量减少;存在于空气中的化学物质会通过呼吸道进入肺部,肺部是进行血液二氧化碳和氧气交换的器官,由于肺泡表面积非常大,吸入肺部的化学物质会迅速通过肺部的血液进入心脏,并被心脏泵往全身;通过静脉注射的化学物质则会直接进入血液循环,使得化学物质迅速到达全身各个器官。我们可以将不同的接触方式以化学物质的吸收速率进行排序,一般是静脉注射>吸入>肌肉注射>腹腔注射>皮下注射>经口消化道>经皮肤。所以,在测定化学物质半数致死量的时候,一定要区分接触方式。
在接触方式相同的条件下,半数致死量的数值越小,则表明化学物质的毒性越大,所以可以通过半数致死量对化学物的毒性进行分级(表1);常见化学物质的半数致死量见表2(来源维基百科)。
外源化学物质进入机体后会被代谢和排出体外。然而,机体的代谢能力是有限的,当连续多次接触到同一化学物质,接触的量超过机体的代谢速度的时候,化学物质就会在体内蓄积,当蓄积到一定量的时候同样会对机体产生毒性作用,这是化学物质产生慢性毒性的基础。体内常见的化学物质储存库有血液、脂肪、肝脏、肾脏和骨骼等。由于慢性中毒症状出现需要很长时间,而且相比急性毒性而言,慢性毒性症状往往比较轻微,一般不容易导致实验动物或人体出现死亡,无法用半数致死量来进行评价。化学物质的慢性毒性作用和机体的代谢速度关系很大,如果摄入的剂量等于机体排出的剂量,则一般不会导致化学物质聚积和出现毒性症状,这个剂量越高,则表明这种化学物质的慢性毒性作用越弱。所以,科学家常常使用未观察到有害作用的剂量(NOAEL)和观察到有害作用的最低剂量(LOAEL)来评价化学物质的慢性毒性作用。
对于化学物质的毒性进行评价非常重要,它是进行安全限量制定的重要参考依据。通常来说,科学家会根据毒性物质的急性毒性作用来测定其剂量和毒性作用的反应关系,然后综合慢性毒性作用效应进一步确定该毒性物质的阈剂量,这是设定该毒性物质安全限值的重要参考。比如我们看到某一种化学物质的每日容许摄入量(ADI)是0.001毫克每千克体重(0.001mg/kg),那意味着一个体重为60千克的健康成年人每天摄入不大于0.06毫克该化学物质是安全的。化学物质的安全限量通常是通过实验得到的,由于不同研究数据之间存在差异,不同个体之间对于化学物质的易感性也不同,为了保险起见,要给这个数值加上一个安全系数,最终得到的安全限量要远小于机体对于该化学物质的代谢能力,所以一般不会导致蓄积和出现毒性作用。
在安全限量的制定上存在一些争议,比如致癌剂的阈剂量问题。由于致癌物质难以用实验的方法确定其无作用水平,所以有学者认为,任何剂量、任何途径和任何动物证明为致癌的物质,都不准用于食品,并且认为确定人类膳食中致癌物安全剂量的任何企图,都是不明智的。不过也有学者认为,我们需要研究可靠的实验方法来确定致癌物质在工作场所或生活环境中的社会容许危险水平,这是保证环境安全的重要参考标准,比如设定室内环境空气甲醛的最高容许溶度。但由于化学物质的致癌作用机制非常复杂,同时和个体遗传易感性等多种因素相关,所以关于致癌剂的安全限量的研究依然任重而道远。
毒性物质的安全限值对我们的健康非常重要,比如食物加工过程中需要使用的合法添加剂中会含有一些有毒化学物质;食品原料中含有或者加工过程中也会难以避免地混入一些有毒化学物质,此时需要设定相应的限值以保证食品的安全性。不过,不能仅以毒性大小和安全限值来评判食品中含有的化学物质,对于一些非法添加剂,不管其毒性大小,都不能允许其加入到食品中使用。
化学物质对于人体毒性多种多样,根据毒性发挥作用的时间,可以分为急性毒性作用和慢性毒性作用;根据化学物质的毒性效应,可以分为致突变作用、致癌作用和致畸作用;根据化学物质作用的系统和器官,可以分为系统或靶器官毒性,比如对于循环系统、免疫系统、神经系统、呼吸系统、肝脏、肾脏、皮肤的毒性作用等。
然而,不管怎么区分,化学物质对机体的损害作用最终都体现在整体功能的影响上,所以研究化学物质的毒性作用时,应该从局部到整体进行综合评价。
瑞士著名医学家帕拉塞尔苏斯在400多年前就说过:“所有物质都是有毒性的,唯独剂量决定了它是不是毒药。”现在医学使用的药物和通常人们所说的毒药间也往往仅存在剂量上的差别,有一些化学物质的药理作用显著,在一定剂量下不会对人体产生明显的毒性作用,于是在药物剂量下被广泛使用;然而,有一些毒性很大的化学物质也会被用于治疗人类疾病,比如治疗肿瘤的化疗药物,这往往是在权衡风险和收益比后做出的决定。
专题复习教学设计
一、教材内容分析
依据《化学课程标准》及(初中升学化学考试说明),我把本节课设计为专题复习,复习第一大模块内容“身边的化学物质”。“身边的化学物质”包括四大部分内容,依次为空气、金属、水与溶液、酸碱盐,其中氧气、二氧化碳和水是贯穿于上、下两册课本的重要物质,在刚刚结束中考一轮复习的时候,学生对于前面学过的基础知识已淡忘了许多,这时提出对身边的化学物质进行系统的复习很必要。
二、学生情况分析
学生在专题复习中往往存在较大的缺陷,特别是已形成的错误的生活和学习概念,使学生不能将知识进行全方位的正确整合,而且部分学生在做题中往往考虑不全面而导致判断错误,再加易错点知识掌握不牢,易混点分不清,导致错误率比较高,对学生理解科学概念起到阻碍、消极作用,这就需要我们教师帮助学生归纳总结,正确引导点拨,找出学生头脑中的错误概念,通过比一比、论一论,帮助学生对易错易混知识梳理归纳,帮助学生澄清头脑中的概念,建立起科学概念,使学生形成一个完整的正确的知识体系。
三、设计思想
1.以空气为线索组织教学策略
看到“身边的化学物质“这一课题学生存在很多困惑,明确指出身边的化学物质包括哪些物质,以学生熟悉的空气为切入点展开复习,改变一轮复习中孤立的复习,让学生在枯燥的复习阶段耳目一新,能积极主动的投入到复习过程中,展示化学学习的多样性。
2.将学习的自主权交给学生
让学生自己去复习知识,在整理知识过程中巩固基础知识,发现自己的问题,进一步激发学习的热情,将课堂转化为老师为组织者,引导者,学生转换为传授者。
四、教学目标:
知识与技能:通过复习身边的化学物质,掌握常见物质的性质、用途
过程与方法:运用比较、归纳和概括等方法对信息进行加工
情感
态度
价值观:培养学生关注生活,深刻体会生活中的化学
五、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【空气】氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、其他
气体和杂质
强调:各物质含量
【ppt展示】身边的化学物质
【氮气】无色无味的气体,不易溶于水,不燃烧也不支持燃烧
【提问】氮气有哪些用途?
【稀有气体】无色无味的气体,化学性质很不活泼
【提问】稀有气体包括哪些气体?有什么用途
【自我归纳】氧气的性质及用途
【总结】制取氧气的方法及催化剂
【自我归纳】二氧化碳的性质及用途
【自我归纳】一氧化碳的性质及用途
【问题】二氧化碳、一氧化碳为什么性质存在明显差异?
【碳的单质】金刚石、石墨、C60各物质显著的特点,补充木炭、活性炭的知识点
【讨论题】物质的推断
【金属】介绍金属的物理性质、化学性质,突出有颜色的金属,液态的金属,化学性质中突出金属铁
【小组讨论】课后练习题
【水】复习水的电解实验
知道氢气如何验纯
【溶液】介绍溶液的组成、溶液的状态、溶液的浓度
【结束】
聆听、整理自己所学知识
思考、归纳氮气的用途
巩固稀有气体知识点
培养学生学习化学的方法
归纳总结知识点
应用微粒的观点解释物质性质的差异
聆听、思考有关碳的单质物理性质、化学性质、用途
小组讨论,击破难点
思考,查找自己遗漏点
小组讨论回答
总结水和溶液的内容
引导学生将已有知识归纳
巩固基础知识
氮气的用途是易错点,通过提问引起学生重视
稀有气体包括哪些气体,稀有气体是混合物,纠正学生错误的概念
这三种气体涉及内容较多,也是重点考查内容,让学生通过自己总结学习物质的方法
联系已经所学的知识,会应用知识点
将物质的化学性质总结后,便于做推断题
金属内容比较简单,学生掌握还可以,但得纠正易错点
该知识点为难点,学生不断练习
学生通过学习知道知识之间的内在联系
板书设计
身边的化学物质
H2O2
C
H2O
CO2
KClO3
CaCO3
H2CO3
【练习题】
1.进行下列对比实验,不需要控制变量的是(
)
A.用酚酞溶液鉴别稀硫酸和氢氧化钠溶液
B.用红磷和白磷探究可燃物燃烧的条件
C.用MnO2、CuO和H202溶液比较MnO2、CuO的催化效果
D.用镁、锌和稀盐酸比较镁、锌的金属活动性强弱
2.在托盘天平两边各放一只烧杯,调节平衡。在两烧杯里注入相同质量、相同质量分数的稀盐酸,然后分别放入质量相同的铝和镁。待充分反应后,镁有剩余,则还可观察到的现象是(
)
A.天平保持平衡
B.铝也有剩余
C.天平指针先偏左再平衡
D.天平指针先偏向右再平衡
3.某化学小组向AgNO3和Cu
(NO3)2的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,分别向滤渣和滤液中加入稀盐酸,均无明显现象,下列对滤渣和滤液的叙述中不正确的是(
)
A.
滤液中一定有Zn(NO3)2
B.滤渣中一定有Cu
C.滤液中一定没有AgNO3
D.滤渣中一定有Ag
4.请根据有关实验操作回答下列问题:
(1)作铁丝在氧气中燃烧实验时,在集气瓶中预先放少量的水的目的是
(2)点燃可燃性气体前,首先要进行的操作是
(3)一氧化碳具有还原性,工业上可用来
(4)水通电分解的过程中一定不变的微粒是
5.
如图是初中化学常见六种物质之间的关系图(物质是溶液的只考虑溶质).图中用“﹣”表示两种物质之间能发生化学反应,用“”表示一种物质可以转化为另一种物质(部分反应物或生成物及反应条件已略去)。A中含有人体中含量最多的金属元素,B、C中不含相同元素,C、D中所含元素种类相同。
6.
如图所示为实验室常见的气体制备、干燥、收集装置。请根据题目要求,回答下列问题。
(1)写出图中标号仪器的名称①
②
(2)选择装置A制取氧气的化学反应方程式。
(3)装置B可用于实验室制取二氧化碳,制取过程中,先加入的药品名称是
,
只能用向上排空气法收集二氧化碳的原因是。
(4)装置B和装置C均可用于实验室制取氧气,其反应的化学方程式为
,
两装置相比较,C装置的优点是。
(5)实验室可以用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法制取氨气。已知氨气是一种无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水。为了制取并收集一瓶干燥的氨气,且减少对空气的污染,在上述装置中选出最佳的实验装置组合是
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卡洛斯・贾西诺是在美国哈德逊河附近的哈莱姆长大的,像其他孩子一样,在附近滑旱冰,吃麦当劳,和小朋友一起闲逛。但他当时并不知道,在哈莱姆,30%以上的孩子患有哮喘,是美国哮喘发病率最高的地方之一。
哈莱姆地区周围的空气质量令人们深为担忧,但大多数人都归咎于1985年建立在沿哈德逊河一侧的一个污水处理场,那里暴露在空气中的沉降池臭气熏天。后来在环保人士的努力下,于1994年在这里建立起了空气监测站。
哈莱姆地区人们的健康困扰在城市贫困人口中并不少见。除了哮喘之外,这里的孩子肥胖率也很高,也许最令人震惊和担忧的,是日益增多的学习障碍症。医学研究人员发现,所有的这些症状在某种程度上都与诸多环境因素有关,从营养不良到烟草中的尼古丁到工业化学物质,但令卡洛斯和其他许多人大为震惊的是,化学污染最大的目标可能不是我们的肺,而是我们的大脑。
触目惊心的污染现实
在美国,多达六分之一的儿童患有各种神经发育障碍症,包括自闭症、语言能力迟缓、注意力缺失过动症(ADHD)等。据美国疾病控制和预防中心估计,仅ADHD这一项就对14%的儿童产生影响。2000年的一份报告指出,需要特殊教育服务孩子的数量在过去25年里增加了200%。据美国国家科学院国家研究委员会估计,3%的脑部疾病完全是因环境毒素引起的,另外25%也与环境因素与遗传易感性的交互作用有关。
美国的孕妇和幼儿每天至少要受到三种有可能毒害大脑神经的杀虫剂的污染,主要污染途径是通过食物和水,还有一些污染则来自家居环境、草坪等。一些有毒化学物质,如多环芳烃污染,主要通过汽车排气,聚溴二苯醚、多溴二苯醚这类化学阻燃剂的污染,主要通过家中的软垫饰物和家用电器等。这些化学物质和其他工业副产品无处不在,无孔不入地进入到我们的身体里。但每个人受化学物质污染毒害的程度不尽相同,我们中的一些人似乎更容易受到化学物质的影响,其可能原因包括遗传易感性、营养不良、身心压力和年龄等。
1994年,卡洛斯在完成高中学业后,参加了当地的一个青年环保组织,开始绘制当地污染源地图,其中包括干洗店和排放汽车尾汽的公交站的位置等。1997年,他加入了西哈莱姆的环保行动组。如今,他利用一种实时记录碳黑污染的“黑匣子”――微波炉大小的便携式黑碳仪――监测当地的空气环境。每天下午3点污染指数最高时,卡洛斯就开始收集数据,到近傍晚时,污染指数可达700s以上。在他的想象中,“像丑陋鬼脸般、令我们窒息的黑色污染物在我们的窗户周围不断地盘旋着。”
不过,这种可见的烟雾还不是最严重的污染。烟雾污染确实存在,但从上世纪70年代开始,在空气质量管制条例下得到了一定程度的控制,在其后的40年里,《清洁空气法》从根本上减少了许多烟雾成分,其中一氧化碳排放量下降了82%;二氧化硫下降了76%。
但是得不到有效控制的直径小于2.5微米的黑碳颗粒物,依然造成全球每年二百万人过早死亡,并对气候变化造成严重影响。据最新研究发现,黑碳是“由人类排放造成空气污染的第二大因素”。
可吸入颗粒物污染是人类多种疾病频发的罪魁祸首,包括心脏病和肺部疾病等,有的甚至导致过早死亡。黑碳被认为是多环芳烃这类化学物质的“同谋者”,它比多环芳烃更易测量到,通常与多环芳烃的存在密切相关。细小的黑碳颗粒被人体吸入后,会深入肺部,甚至会到达大脑,在大脑里肆意作乱:改变基因表达,导致发炎,扰乱神经电路等。卡洛斯和其他人不由想到:这些污染物和其他常见的污染物是导致哈莱姆地区的孩子们神经发育延迟高发病率的元凶吗?
“环境暴露”问题的提出与研究进展
上世纪80年代时,哥伦比亚大学医学研究中心的弗雷德里卡・佩蕾拉是一位年轻的癌症研究人员,当时她决定从人类胎盘收集组织样本,认为它们是最“原始”的、未受环境污染的组织。“但结果我们发现即使是在不吸烟女性身上获取的样本中,也有DNA被污染的痕迹。这让我对胎儿的环境污染风险感到担忧。”她回忆道。
在过去的20年里,癌症研究人员和其他分子生物学家花了很多时间研究与基因组相关的疾病,希望能够破解疾病的秘密。如今人们已经明白,细胞的生存状态并不仅仅取决于DNA蓝图,细胞会敏感地与外部产生交互关系,对基因的开启或切断产生影响,有时甚至因环境、饮食、污染物质吸入或通过皮肤接触等因素产生突变。为了真正理解人类健康与疾病的关系,科学家们需要同时对基因组和环境暴露(exposome)进行研究,“环境暴露”一词是2005年美国癌症流行病学家克里斯多佛・怀尔德创造的一个新术语。
佩蕾拉如今已是哥伦比亚大学医学研究中心主任,是对美国流行病学数据搜集最多的人之一。从1998年底开始,佩蕾拉和她的同事在哈莱姆医院等地招募了700多名孕妇开展母婴研究项目。15年后,当年的婴儿已进入青少年时期,研究团队一直在对其中四分之三的参与者随时间推移的健康状况进行跟踪调查,并保留着他们从母亲怀孕到分娩的所有血液和尿液样本,以供研究人员在出现新问题时回过头去查询这些历史数据和资料。
如今人们已经知道,很多化学物质可以渗透进入曾经被认为神圣不可侵入的胎盘中。这种情况令人担忧,这些化学物质的大部分从未进行过对人类健康影响的测试。此外,医学界普遍认为,胎儿时期受到的化学物质污染,会带来许多疾病风险和隐患,如肥胖、癌症和自闭症等。
2013年9月,美国妇产科医师学会和美国生殖医学协会发表联合声明称,“过去15年里的科研证据表明,在怀孕前和怀孕期间暴露于有毒污染物环境中,有可能对生殖健康产生显著和持久的影响。”发育生物学家认为,胎儿时期身体和大脑细胞的发育正处于最重要的关键时期,此时细胞的分裂和增殖就好像单行列车,一旦离站,就再也没有退回重来的机会。
污染对孩子们的影响比实验室动物更难研究,因为他们接触到的多种环境因素都会对实际数据产生影响。但通过佩蕾拉和她的研究团队复杂而多样化的调查研究策略,一切都开始明晰起来。该中心的早期研究发现,出生时的一些问题,包括体重过轻和头围过小以及儿童低智商等,都与母亲体内高污染物含量相关,罪魁祸首是多环芳烃和一种叫做毒死蜱的化学物质,前者是100多种多环化学结构式的总称,是具有致癌、致畸和致突变作用的环境污染物,并具有明显的生物累积效应;后者是一种有机磷剧毒农药,用于杀死室内蟑螂和臭虫。此外,化学阻燃剂污染的危害也不可忽视。毒死蜱在早期样本中的几乎每一位母亲的脐带中都有发现,虽然自2001年以来,已在住宅使用中被淘汰,但是一些害虫驱除剂仍在使用。这类有害化学物质,还包括一些农业杀虫剂,它们最终会残留在食物中,进入我们的身体。
佩蕾拉和她的同事证明,这些有害化学物质会损害细胞的DNA。动物实验表明,毒死蜱会导致发育中的脑细胞死亡,诱导老鼠产生行为变化,例如,在子宫内或出生后不久给予低剂量农药的老鼠,在走迷宫实验中的学习能力很差。
佩蕾拉和她的团队不知道这些化学物质会如何改变大脑,他们通过对阅读能力、运动技能,以及攻击性、冒险或抑郁等心理标准的定期测试,来研究有害化学物质对儿童成长发育的影响。
在孩子3岁时,与其他孩子相比,接触农药最多者,运动技能测试低于平均成绩6分,心理发育测试低3分,产生注意力缺失和多动症等问题的风险也更大。
另有研究表明,多环芳烃污染导致发育迟缓风险增加近三倍。在孩子7岁时的测试表明,排除吸烟影响和孕产妇智力等因素,孕期曾大量接触毒死蜱母亲生产出的孩子,工作记忆下降2.8%,智商下降1.4%。之后波兰的一项研究发现,更高的产前化学物质接触导致5岁儿童智商平均下降3.8分。这种影响可与上世纪70年代铅的有害影响相比拟。
如今哈莱姆的儿童已经长大,研究团队想要知道,胎儿期的化学物质接触累积,是否在其他方面对他们产生不良影响,如学术能力、社交能力、焦虑和抑郁,甚至一些自伤行为等。
化学污染如何入侵和改变大脑
人类对于环境污染对大脑损害的研究有着悠久的历史。早在公元前200年,一位希腊医生就对铅的毒性进行了描述。1848年,一位法国医生发现了导致某个婴儿脾气暴躁的原因,原来这个婴儿一直喜欢吸吮一个用铅做成的士兵玩偶。随着20世纪商业和工业的迅速发展,类似的儿童受害曝光事件也越来越多。1955年春,一种添加到奶粉中的加了砷的稳定剂导致日本12000名受害者产生各种疾病,包括癫痫、智商降低等,大多数受害者为婴儿。培养皿中的研究实验表明,砷抑制细胞生长,影响大脑正常发育过程。上世纪50年代,也是在日本,一家工厂将汞排入海湾,怀孕期间的母亲吃了受污染的鱼,最终引发许多孩子产生严重的身体疾病和认知障碍。
上世纪70年代中期,世界各地的研究人员对空气污染、铅污染、谷物中含汞防腐剂、鱼类的多氯联苯污染以及酒精对胎儿和儿童的影响进行研究后发现,化学物质对孩子的影响比对成年人要大得多。
“因为人类的大脑是如此地复杂,所以它也是非常脆弱的。”哈佛大学公共卫生学院副教授格兰迪恩说道,“哪怕只出现一点错误,你也不会有第二次机会。”
格兰迪恩解释说,受孕后不久大脑就开始形成一小簇细胞。在胎儿生长发育的高峰期,每分钟可生成12000个细胞,即每秒200个,这些细胞开始发送和接收信息,并转移到身体的特定部位。当大脑完全成熟的时候,已有接近1000亿个神经细胞,它们各有分工,或提供营养物质,或清除死亡细胞等。“如果细胞定位或连接形式出现错误,会影响人的一生。”
2006年,格兰迪恩和他的合著者纽约西奈山医院的菲利普・兰德里在《柳叶刀》上发表文章,确定了201种重金属、溶剂、杀虫剂和内分泌干扰物质对人类大脑的毒性影响,其中至少有100种经动物实验证明对神经有毒害作用,但尚未经过人体测试。在这201种有害物质中,有一半为“高产”化学物质,每年在美国本土制造或通过进口进入美国的数量达一百万磅以上。当年格兰迪恩等证明对胎儿大脑发育产生毒性的有害物质有6种,如今已经增加到10种,这个数字还在继续增长中。比较常见的、并经常在孕妇血液中被发现的毒害神经系统的化学物质通常有:铅、甲基汞、包括DDT(上世纪70年代被禁止,但在土壤和水中仍有残余)在内的有机氯杀虫剂、用于杀灭蟑螂的毒死蜱等有机磷酸脂、多环芳烃、多溴二苯醚(这种普遍使用的阻燃剂现已被淘汰)、砷、乙醇和甲苯溶剂等。
各种化学物质从多方面对大脑发育产生毒害影响。例如,甲基汞会令大脑神经细胞的分布位置产生混乱;毒死蜱会对胆碱酯酶产生抑制作用,而胆碱酯酶是维持大脑细胞间正常信息沟通的一种重要的酶;高含量的甲基汞会引发记忆缺陷;铅会导致注意力缺失;杀虫剂会损害空间感知能力;黑碳会对注意力和大脑信息处理速度产生影响。
但并不是所有的孩子对这些化学物质的易感性都是一样的,还会受到如基因、对社会环境影响心理变化的适应能力等的影响,此外还有性别的区别。例如,男孩比女孩更易受到多环芳烃的影响,在同等的毒死蜱暴露下,男孩比女孩更易产生工作记忆困难。
许多有害化学物质对贫穷孩子的影响更大,他们通常暴露于更多的铅和一手烟、二手烟的环境中,而较富裕人群从饮食中积累的汞更多。城市孩子可能受多环芳烃和黑碳的影响更大,而农村孩子则受到更多杀虫剂和含砷井水的毒害。
在所有化学污染物中,溴化阻燃剂可能是最“不分贫富”的。虽然目前美国孕妇体内的多溴二苯醚含量在下降,但仍然是世界上最高的。上世纪70年代美国加州可燃性标准的制定,导致多溴二苯醚在美国全国范围内无处不在,从电子产品到家居用品。更糟糕的是,多溴二苯醚分子很易转移,并可在血液和母乳中沉积多年。研究人员通过对克汀病的研究,发现这种化学物质会影响对大脑发育等功能至关重要的甲状腺激素的产生。
加州大学伯克利分校的一项研究表明,母亲怀孕期间体内多溴二苯醚水平较高者,孩子的言语智商平均低6分,精细运动技能测试得分也较低,产生多动症的风险也更高。瑞典毒理学家佩尔・埃里克森发现,同时接触溴二苯醚和汞的实验动物,比单独接触汞的动物对神经系统的影响更为明显。
以科学手段干预和阻止污染入侵大脑
令人担忧的是,化学物质对儿童神经的毒害影响是在潜移默化中悄然发生的慢性中毒,而不是像出现在医院急诊室里那样的急性中毒,往往容易被忽视。大多数医生都没有经过如产前或童年环境有毒化学物质接触影响这类相关知识的训练,如果父母问医生,他们往往会说“放心,没事”,但实际上这种慢性中毒对于孩子的学习、心理和行为障碍,甚至一生的幸福健康的影响可能是非常大的。
据美国纽约大学医学院的一项估计,仅汞暴露导致每年出生在美国的几十万儿童平均智商下降0.59到3.2。“我们需要一个新的监管机构对各种化学物质进行研究检测。”自然资源保护委员会(NRDC)高级科学家、公共卫生专家米里亚姆・罗特京-埃尔曼说道。
为了获得更多数据,兰德里将启动一个投资2000万的前瞻性调查研究计划,对孩子从子宫到童年进行跟踪调查,通过更多的数据来揭示环境暴露与疾病之间的联系。
与此同时,佩蕾拉的研究团队开始建立环境健康研究的下一个前沿阵地:大脑成像。如今,科学家已确定有害化学物质接触与大脑认知障碍有关,观察大脑结构本身就很有意义。他们想知道,有害化学物质是否明显改变了大脑的物理结构?
哥伦比亚大学流行病学家维吉尼亚・劳对此持肯定态度,毒死蜱暴露量最高的5~11岁儿童的大脑成像图显示,与语言接受能力和社会认知能力相关的大脑部分有细微的变形,与注意力和解决问题功能相关的顶叶皮层和额叶皮质也在变薄。
是关注这个问题的时候了,维吉尼亚・劳说道:“除了如铅和汞这类金属之外,公共卫生部门没有真正重视起化学物质对下一代大脑的污染和影响,我们面临的艰巨任务是要通过研究,有效地干预和阻止化学污染对孩子大脑的损害。”
19%的美国人都住在车流量很大的道路附近,大部分地区缺乏空气监测设施。而黑碳污染问题很复杂,因为它包含了许多污染物质。城市和联邦官员建议通过使用更清洁的燃料、新的引擎来减少污染物质的排放。
佩蕾拉接下来将继续对儿童有害化学物质暴露问题进行研究,从多环芳烃到新的合成除虫菊酯杀虫剂。流淌不息的哈德逊河提醒着我们,我们与空气和水相依相存,空气和水在滋养着我们,同时也将污染传送到我们的身体细胞里。