人类社会面临21世纪可持续发展的严峻挑战世界-化工设计精品课程
大象版选修3《当今世界面临的可持续发展问题》教案及教学反思
大象版选修3《当今世界面临的可持续发展问题》教案及教学反思教案教学目标1.了解可持续发展的概念和背景；2.了解当今国际社会面临的可持续发展问题，包括能源、环境、资源等；3.掌握几种可持续发展的方案，如循环经济、可再生能源等；4.发掘学生的环保意识，激发他们积极参与可持续发展行动的意愿。
教学内容课时1：可持续发展概念1.可持续发展的基本概念；2.可持续发展的背景和必要性。
课时2：能源问题1.能源消耗的现状和问题；2.可再生能源的种类和优势；3.循环经济的概念和作用。
课时3：环境问题1.环境污染的危害；2.减少污染和开展环境保护的措施；3.生态文明的理念和实践。
课时4：资源问题1.资源的有效利用和保护；2.拓展资源的渠道和创新方法；3.可持续发展的思想和实践。
教学方法本次教学将采用“讲授 + 讨论 + 案例分析”的形式，其中，讲授环节力求简明扼要，以提高学生的听讲效率；讨论环节贯穿始终，以促进学生思考和互动；案例分析环节结合当代热点事件，加深学生对可持续发展的理解。
教学评价通过本次教学，我们将考察学生对可持续发展概念的理解程度、对各项可持续发展方案的掌握情况以及他们对可持续发展问题的立场和行动意愿。
教学反思本学期的选修课《当今世界面临的可持续发展问题》旨在引导学生关注全球环境和资源问题，鼓励他们积极参与可持续发展行动。
教学过程中，我们采用了多种教学方法，旨在提高学生的参与度和探究意愿。
以下将针对本次教学进行总结和反思。
教学亮点1.设计合理的教学内容和目标，学生反应热烈；2.运用案架式设计，通过案例引入课堂，激发学生思考和互动；3.注重拓展思维和能力，引导学生根据自己的实践经验进行探究和总结。
反思问题1.对某些学生而言，部分内容可能过于复杂，需要我们再次进行解释和梳理；2.在案例分析的过程中，有些学生缺乏独立思考且表达不够充分，需要我们给予更多引导和支持；3.教与学之间的互动效果可以进一步提高，及时的反馈和评价可以更好地促进学生的学习和进步。
11现代化工的发展前景
资源可分为两大类：不可再生资源，如石油、 资源可分为两大类：不可再生资源，如石油、煤、各种矿石 可再生资源，包括一切动植物代谢产物和其他生物资源。 等；可再生资源，包括一切动植物代谢产物和其他生物资源。 综合利用措施： 综合利用措施： （1）继续勘探更多石油、天然气储量、增大采出率 继续勘探更多石油、天然气储量、 增加原油加工深度，合理利用有限资源， （2）增加原油加工深度，合理利用有限资源，生产更多 适用产品 提高产品质量， （3）提高产品质量，减少产品或延长产品的使用寿命
2.新型功能材料 2.新型功能材料 高分子功能材料：医用功能材料、电子聚合物、磁性高分子、 高分子功能材料：医用功能材料、电子聚合物、磁性高分子、 高分子液晶、智能高分子凝胶、功能分离膜、 高分子液晶、智能高分子凝胶、功能分离膜、吸附分离功能 树脂、高分子催化剂、相变储能材料、可环境降解材料、 树脂、高分子催化剂、相变储能材料、可环境降解材料、有 无机分子杂化材料、天然高分子改性黏料、 机-无机分子杂化材料、天然高分子改性黏料、农用高分子 材料等。 材料等。 航天技术需要高效含能材料、 航天技术需要高效含能材料、高强度复合材料和保温涂层材 料等。 料等。 模拟和合成与人体生物相容性强的医用材料： 模拟和合成与人体生物相容性强的医用材料：如替代骨骼和 牙齿的材料，人造人体器官等。 牙齿的材料，人造人体器官等。
11.1 高新技术与化工
（四）新材料和化工
包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大家族。 包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大家族。 金属材料 材料 材料和复合材料四大家族 1.新型结构材料 1.新型结构材料 要求：低相对密度、高比强度、高抗腐蚀性和高耐温性。 要求：低相对密度、高比强度、高抗腐蚀性和高耐温性。 过去， 过去，钢铁是主要的结构材料 20世纪后半叶以来 世纪后半叶以来， 20世纪后半叶以来，高强度高分子材料代替金属成为结构材 包括高性能工程塑料、 料，包括高性能工程塑料、复合材料等 复合材料是两种或两种以上材料结合使用，取长补短。 复合材料是两种或两种以上材料结合使用，取长补短。 第一代复合材料是玻璃纤维与环氧树脂复合，俗称玻璃钢。 第一代复合材料是玻璃纤维与环氧树脂复合，俗称玻璃钢。 第二代是碳纤维与树脂复合。 第二代是碳纤维与树脂复合。 第三代是正在发展的金属基、陶瓷基或碳纤维增强、 第三代是正在发展的金属基、陶瓷基或碳纤维增强、聚合物 复合等。 复合等。
可持续发展理论概述ppt课件(56张)
•
它不仅是要满足人的基本需求，而且要满足
人与社会一系列复杂的多方面的需求，包括社会、
文化和精神方面的需求。
•
虽然“以人为核心的发展”战略比“以满足
人的基本需求为目标的发展战略”在认识上更进
了一步，但这两种发展战略都没有考虑人类活动
对环境的影响，特别在全球出现人口、资源和环
境问题的大背景，人类自身发展所受到的来自自
•
80年代中期，全世界至少有5亿人处于严重营
养缺乏状态，而低于营养水平临界值的人口超过
10亿人。
•
除了耕地外，世界上的森林覆盖率已经由古
代60％下降到22％左右，而且世界森林还在以每
年2000万hm2的速度减少。
• 水是一种宝贵的自然资源，是人类和一 切生物赖以生存的物质基础。地球上水量 极大，但淡水资源有限，且在地理上分布 极不平衡。由于人口的增加和工农对水的 需求的增大，世界上缺水的国家和地区愈 来愈多。
危机。矿物资源虽然贮量很大，虽在短期内不会
枯竭，但由于矿物资源分布不平衡，许多矿物的
开采还有待科学技术的发展，矿物资源在短期内
面临短缺是完全可能的。
•
在人类大规模开发和利用自然资源的同时，
人类对生态环境的破坏达到了前所未有的程度。
•
大气中CO2日益增多，生物多样性不断减少。
冰川消退、海平面上升、土地荒漠化加剧都给人
代初期提出了“以满足人的基本需求为目标的发
展战略”。
•
这种发展战略的最终目标是建立一个以平等
为基础的社会，承认每一个人只要在世界上生存，
就有满足其基本需要——食品、居住、教育的不
可剥夺的权利。
•
因此，满足人的基本需求是所有发展中国家
绿色化学
绿色化学综述在世纪之交，世界化学和化工学科的发展方向发生了重大的革命性的变革，其标志就是“绿色化学”概念的提出。
进入21世纪，人类面临着严峻的资源、能源和环境危机的挑战。
世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表的《2000年地球生态报告》显示：按目前的资源消耗速度，地球的资源会在2075年耗尽，全球的生态系统正在向危险的临界值接近，环境恶化导致的自然灾害造成了近10年中6080亿美元的经济损失。
中国的资源环境问题更是不容乐观，主要资源的拥有量与人口数量不匹配。
环境污染问题十分严重：一级标准城市只占600多个城市中的不到1％；水污染严重，流行病的80％是由于水污染传播；固体废弃物以每年10％速度增长，存储量已达6.49亿吨，占地5.17万顷。
国家中长期科学与技术发展规划指出：改善生态与环境是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重大问题。
我国环境污染严重；生态系统退化加剧；污染物无害化处理能力低；全球环境问题已成为国际社会关注的焦点，亟待提高我国参与全球环境变化合作能力。
在要求整体环境状况有所好转的前提下实现经济的持续快速增长，对环境科技创新提出重大战略需求。
环境问题与化学化工传统的化学工业对环境污染十分严重:化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5％、7.82％和5.93％。
化学与化工技术是环境污染治理的最基本、最关键技术。
绿色化学与化工：从化学反应的根本上减少污染。
美国化学会2003年9月在纽约召开了“绿色化学：应用于解决全球环境问题的多学科的科学和工程”专题会议(Green Chemistry：Multidisciplinary Science and Engineering Applied to Global Environmental Issues)。
美国化学会主席Elsa Reichmanis指出：能源、气候变化、人类健康和生物多样性相互深层次地交织在一起，而且与重大的经济、政治和社会问题相关联。
北大环境生态学课件06中国21世纪初可持续发展之路
——科教兴国，不断创新的原则
充分发挥科技作为第一生产力 和教育的先导性、全局性和基础性 作用，加快科技创新步伐，大力发 展各类教育，促进可持续发展战略 与科教兴国战略的紧密结合。
——政府控制，市场调节的原则
充分发挥政府、企业、社会组织 和公众四方面的积极性，政府要加大 投入，强化监管，发挥主导作用，提 供良好的政策环境和公共服务，充分 运用市场机制，调动企业、社会组织 和公众参与可持续发展。
—— 要积极应对经济全球化
优化出口商品结构，完善进口商品管理， 限制和禁止影响人类健康、安全、破坏环境 的商品和技术进出口；
第6章 中国21世纪初可持续
发展之路
目录
第一节 引言 第二节 现存的矛盾和问
题 第三节 指导思想与目标 第四节 基本原则 第五节 部分重点领域 第六节 保障措施
第一节 引言
为了全面推进可持续发展战略的实施，明确 21世纪初我国实施可持续发展战略的目标、基本 原则、重点领域及保障措施，保证我国国民经济 和社会发展第三步战略目标的顺利实现，在总结 过去成就和经验的基础上，根据新的形势和可持 续发展的新要求，我国制定了《中国21世纪初可 持续发展行动纲要》。为我国走持续发展之路奠 定了基础。
第五节 部分重点领域
—— 在发展中调整，在调整 中发展
对农业和农村经济结构进行战略 性调整，提高土地和水资源的利用 率，减少对环境的污染和对环境生态 的破坏；调整种植业、养殖业内部结 构，优化农业生产区域布局，大力推 进农业产业化经营，推进乡镇企业技 术进步和体制创新。
对工业进行改组改造和结构优化 升级，减少产业发展对资源环境造成 的压力，用高新技术和先进技术改造 提升传统产业，有重点地改造一批骨 干企业和发展一批高技术工程。
21世纪的环保挑战与解决方案
21世纪的环保挑战与解决方案21世纪是一个充满机遇和挑战的时代，人类社会在科技、经济、文化等方面取得了巨大的进步，但同时也面临着前所未有的环境危机。
联合国环境规划署(UNEP)在其《2021年度报告》1中指出，全球目前正面临着三大环境危机，即气候变化、生物多样性丧失和污染与废弃物危机。
这些危机不仅威胁着自然生态系统的健康和稳定，也危及着人类的福祉和发展。
因此，如何应对这些环境挑战，实现人与自然的和谐共生，是21世纪人类面临的最紧迫的问题之一。
气候变化气候变化是指由于自然因素或人为活动导致的全球或区域气候系统的长期变化。
气候变化的主要原因是人类过度消耗化石能源，导致温室气体的排放增加，造成全球变暖。
全球变暖的后果是极端天气事件的频率和强度增加，海平面上升，冰川融化，干旱和洪水等自然灾害的发生，以及生态系统和农业生产的受损。
为了应对气候变化，国际社会已经达成了一系列的协议和目标，如《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》、《巴黎协定》等，旨在通过减少温室气体的排放，提高能源效率，发展可再生能源，促进低碳发展，实现全球平均气温较工业化前水平升温控制在1.5摄氏度以内的目标。
此外，国际社会也需要加强气候适应能力，通过科技创新，提高灾害预警和应急响应能力，保护和恢复受气候变化影响的生态系统，减少气候变化对人类和自然的负面影响。
生物多样性丧失生物多样性是指地球上所有生物的多样性，包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性。
生物多样性是地球生命的基础，为人类提供了食物、水、空气、药物、材料等多种生态服务，也是人类文化和精神的源泉。
然而，由于人类的过度开发、破坏和利用，导致了生物多样性的快速丧失。
据联合国《生物多样性公约》估计，目前全球有100万种物种面临灭绝的威胁，生物多样性的丧失速度是自然背景速率的数百倍。
为了应对生物多样性丧失，国际社会需要采取一系列的措施，如制定和执行有效的法律法规，保护和管理生物多样性的关键生境，打击非法野生动植物贸易，减少入侵物种的传播，恢复和重建受损的生态系统，提高公众的环境意识和参与，促进生物多样性的可持续利用和公平分享。
现代化工与高新技术课件 第10章--1-化工导论
中。 3. 设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物和最终产品，均
应对人体健康和环境无毒、无害（包括极小毒性和无毒）。 4. 化工产品设计时，必须使其具有高效的功能，同时也要减少其毒性。 5. 应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如不可避免，也要选用
➢
说明认识一种化学物质对生态的危害性要有一个漫长的过程。
不可降解的塑料的白色污染
10.1.3 科技发展的基本思考—可持续性发展
3. 人类生存安全
可持续性发展--即倡导社会与经 济协调发展的道路
2. 人类生存质量 1. 人类生存
➢ 可持续性发展要依赖科技进步； ➢ 但并非一切科技都支持可持续
性发展。 ➢ 只有满足人类生存、生存质量
17年代学术奖小企业奖变更合成路线变更溶剂反应条将奖设计更安化学奖1996将废生物质转化为动物饲料化学品和燃料替代聚丙烯酸的可降解性热聚天冬氨酸的生产和使用由二乙醇胺催化脱氢取代氢氰酸路线合成氨基二乙酸钠100co用作聚苯乙烯发泡剂的开发和使一种对环境安全的船舶生产1997可使co用作溶剂的表面活性剂的设计和应用一种革命性的脱出光阻性有机物的清洁技术环境友好的布洛芬生产新工艺方法不产生显影定影废液的干法感光成像系一种全新的低毒性能快速降解的杀菌102历届美国总统绿色化学挑战奖获奖及提名项目1023世界各国重视绿色化学与化工181998原子经济性概念的发展微生物作为环境友好催化剂的应新千年技术
吸收了当代化学、物理、生物、材料、信 息等科学的最新理论和技术，是具有明确 的社会需求和科学目标的新兴交叉学科。
是未来化学工业发展的方向和基础, 越来 越受到各国政府、企业和学术界的关注。
21世纪化学工程发展面临的挑战
21世纪化学⼯程发展⾯临的挑战2019-10-17摘要：本⽂论述了化学⼯程发展过程及发展过程中⾯临的挑战，我国经济⽔平的稳步提升，促进了化学⼯业⽣产技术的多样化发展。
当前，我国⼤部分化⼯企业⾯临着两⼤挑战，⼀是环境的可持续发展对化学⼯程的严峻要求，⼆是化学⼯程⾯临的科技创新的挑战。
关键词：化学⼯程；可持续发展；科技创新；挑战化学⼯程是研究化学⼯业及其相关产业⽣产过程中所进⾏的化学过程、物理过程及其所⽤设备的设计与操作和优化的共同规律的⼀门⼯程学科。
化学⼯程领域涉及⼯艺开发、产品研制、过程设计、装备强化、系统模拟、环境保护、⽣产管理、操作控制等内容。
该领域包含⽆机与有机化⼯、精细化⼯、⽯油化⼯与煤炭化⼯、冶⾦化⼯、⽣物化⼯、环境化⼯、材料化⼯等⾏业。
在社会发展与国民经济建设中，化学⼯程领域具有重要作⽤，且化学⼯程与信息、材料、⽣物、能源、资源、航天、海洋等⾼新技术领域相互渗透，共同推动⾼新科技的发展。
1我国化学⼯程的发展历程化学⼯程在发展的过程中经历了三个阶段。
第⼀个发展阶段称为“单元操作”[1]，该阶段的化学⼯程是⼀门共性化学⼯程学科，以各⼯业种类所需的单元设备或操作的共性规律为基础；第⼆个发展阶段称为“传递原理和反应⼯程”[2]，该阶段总结出了不同的单元设备和操作中的共性现象———流动、传热、传递和反应，即“三传⼀反”，第⼆阶段是在第⼀阶段基础上进⼀步的知识深化；第⼆阶段中，化学⼯程吸收了当时相关科学技术发展的新成果，强化了解决⼯业问题的能⼒，形成了模型化的⽅法论，进⼀步推动了化学⼯程在其他⼯业领域中的应⽤，第⼆阶段“三传⼀反”的相关研究引领了化学⼯程近半个世纪的发展。
伴随社会经济的持续发展和⼯业技术的⾼速发展，化学⼯程的需求也在快速增长，特别是资源、能源利⽤与环境破坏问题的挑战，使得化学⼯程的重要性进⼀步凸显。
然⽽，⼀⽅⾯化学⼯程的现有理论与⽅法已经愈发⽆法满⾜当前⼯业⼯程应⽤与发展的需求；另⼀⽅⾯，⼀些⾼新技术的发展如纳⽶科学、⽣命科学技术等也为化学⼯程未来深层次的发展创造了新的机遇。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 日本政府规划了21世纪重建绿色地球的“新阳光计划”；
• 英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》1999年1 月创刊； • 澳大利亚也创建了绿色化学期刊；
• 在美国2003年公布的21世纪化学化工发展战略中，再 次强调了绿色化学化工的重要性。
化工过程设计概论 绿色化学与化工定义：
为减少与消除有害物质对人类健康与 环境的威胁所作的化学过程与产品的设 计，开发和生产。
（Green Chemistry: Theory and Practice, 1998）
绿色化学化工是具有重大社会需求和明确科 学内涵的新兴交叉学科，是全球环境安全的保 证,是当今国际化学与化工的前沿。
化工过程设计概论
国际化学工业发展趋势 发达国家1990-99年化学工业GDP平均增长率 是其全部工业GDP（国民生产总值)平均增长 率的2.69倍。 在21世纪发达国家化学工业，年收益增长率 仍高于其全部工业GDP的平均增长率。 根据英国化工协会对全球化学品的统计和预 测，2010年己超过2.04万亿美元（是2000年的 1.42倍），并将一直保持较高的平均增长率。
世界可持续发展与绿色化学科学&工程 世界 “可持续发展”定义： “满足当前的
需要，但不损及后代满足他们的需要”。
“绿色化学科学与工程”定义：“为减少与消 除有害物质对人类健康与环境的威胁所作的化学 过程与产品的设计，开发和生产。”
（Green Chemistry: Theory and Practice, 1998）
Facts & Figures 2000
欧共体化学工业增长速度持续高于全部工业增长速度
1990 - 1999
Production index 1990 = 100 140 Chemicals 130 12 Growth in volume, % p.a. 16
化工过程设计概论
CHART 3.3
120
回收、 循环及 排放
物流及 影响
生态化规划
循 环 经 济 结论：世界可持续发展需要绿色过程工程的支撑 !! 可 持 续 发 展
化工过程设计概论 绿色化学科学与工程
绿色化学化工作为应对21世纪挑战的关键技术与支 撑基础,已成为21世纪世界科技与产业发展前沿热点：
• 1995年美国总统克林顿设立“总统绿色化学挑战奖”；
化工过程设计概论
第一节.现代过程工程/国际化学工业发展趋势 人类文明发展历程证明，世界经济增长、社 会进步和人类生活水平及生活质量的提高， 都离不开化工过程工程。化学工业在21世纪 仍是全球经济发展中强大的基础产业之一。 21世纪化学工业发展特征： 1).发展战略：可持续发展， 2).发展准则：绿色化学科学与工程。
染料 2.5％ 颜料和油墨 6.5％ 特殊功能体 12.6％ 工业煤气 1. 4％ 其它无机物
人造纤维
油剂，表面 活性剂及衍 生物 12.8％
人造油剂香料化妆品
13.5％ 合成橡胶 0.9％ 化肥 2％
7.4％
塑料和高聚物 14.4％ 农业，食物 链保健产品 4.7%
肥皂及清洁剂
信息 生命 材料
能源 航天 化学与化工 环境
化工过程设计概论
化工设计
第一章 化工过程设计
王静康 教授
本“化工设计” 教材(496页)：是高等教育‘十五’、
化工过程设计概论
‘十二.五’国家级规划教材,希望同学课下参考教材学习。
第一章 化工过程设计
第一节. 现代过程工程/国际化学工业发展趋势 第二节. 绿色化学科学与工程准则 第三节. 化工过程设计的基本内容 第四节. 计算机辅助化工设计的发展 第五节. 工程伦理学与责任关怀准则
化工过程设计概论
人类社会面临21世纪可持续发展的严峻挑战
资源与能源（危机） 环境（危机--污染与治理） 人类健康水平与生活质量（衣、食、住、行、医） 人类活动时空的拓展（空间技术） 高科技（信息、生命、物质等） 对建立生态工业园区的迫切需求 工程技术发展的永恒目标-- 中国还面临进入 WTO 的挑战 造福于人类，实现人类社会的可持续发展！
化工过程设计概论
人类社会面临21世纪可持续发展的严峻挑战
* 世界自然基金会和联合国环境规划署联合发 表的《2000年地球生态报告》显示， 若按目 前的速度继续消耗地球的资源，那么我们地球 的资源会在2075年耗尽。 面对挑战，全球皆要求发展绿色科学与过程; 向“绿色低碳循环経济”发展。
化工过程设计概论
发展绿色化学科学与工程是保证“世界可持 续发展” 及全球环境安全的必然趋势。
绿色过程工程——循环经济——可持续发展
宏观可持续发展对 微观过程的要求 微观过程对宏观系 全 球 系 统 统的影响的评估 生 态 城 市
生态工业园区 绿色过程工程
物流及 服务 原料 输入预 加工 产品制 造过程 及包装 配送
4.6％
医药生物制品 25.9 ％
农用化学品
2.7％
化工过程设计概论
世界化学工业产值（GDP）在各地区的分布
其它欧洲国家6％ 欧共体国家29％
美国30％
美国化学工业持 续占世界化工GDP 30%，其中高端产 品占79%。 其它地区5％
亚洲13％
拉丁美洲3％ 日本14％
化工过程设计概论 化学工程是21卋纪的基础产业
Total industry (*)
8
110
4
100
0
90 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
-4
Chemical industry annual growth
Sources: ESCIMO, (*) OECD & CEFIC-TEA Analysis. Notes: Germany 16 Bundeslä nder as from 1991.
Total industry annual growth
化工过程设计概论
图1.1 国际化工涵盖的主要部分及各部分GDP的百分率
2 ％ 石油化工产品及衍生物 由图可见：国际大化工过程工业（流程工业） 特殊功能品 13.4％ 包括制药、功能品产业、石化、化纤与塑料、 和消费品 无机物 21.6％ 精细化工、海洋化工、轻工、农产品及食品工 5.2% 业…等。