一、環(huán)境工程專業(yè)化學(xué)實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題

1.傳統(tǒng)行政管理教育理念的制約

我國(guó)的高等教育是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物，管理模式以行政管理為主，教學(xué)受到人才培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱和授課計(jì)劃等格式化條款的制約，只注重外在的教學(xué)形式，不重視課程內(nèi)涵設(shè)計(jì)。且過(guò)度重視理論教學(xué)，輕視實(shí)踐教學(xué)，使得實(shí)踐教學(xué)處于從屬地位，造成實(shí)踐教學(xué)課時(shí)少、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)短缺等問(wèn)題，不利于高素質(zhì)應(yīng)用型專業(yè)人才的培養(yǎng)。

2.人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱設(shè)置不合理

環(huán)境工程和環(huán)境科學(xué)專業(yè)大都是高校擴(kuò)招的新開(kāi)專業(yè)，專業(yè)申請(qǐng)獲得批準(zhǔn)后大規(guī)模招聘老師，匆忙制定人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不合理，缺乏內(nèi)在連貫性，銜接性差?；瘜W(xué)實(shí)踐教學(xué)課程較多，課時(shí)少，學(xué)生難以獲得充分動(dòng)手機(jī)會(huì)，并且實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以單元實(shí)驗(yàn)為主，缺少綜合性實(shí)驗(yàn)。

3.實(shí)踐教師教學(xué)綜合能力不強(qiáng)

1．綠色化學(xué)工程工藝的開(kāi)發(fā)

傳統(tǒng)化學(xué)工程使用處理工藝對(duì)有毒污染物的處理滯后性較強(qiáng)，通常是在污染物產(chǎn)生之后再另外做針對(duì)性處理，不僅增加了處理成本，且治標(biāo)不治本。比如傳統(tǒng)工藝煙氣除塵，雖然凈化了氣體，但是污染物直接轉(zhuǎn)化為廢渣廢水，還需要另一道工序做清潔處理，無(wú)疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。綠色化學(xué)工藝的介入，可以直接在生產(chǎn)或排放階段就完成清潔使命，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到預(yù)防、控制和消毒污染的目的。

化學(xué)原料是化學(xué)工程的源頭，原料決定了生產(chǎn)流程和工藝的選擇，綠色工藝的介入可以從源頭上改變?cè)仙a(chǎn)帶來(lái)的各類化學(xué)污染，同時(shí)綠色工藝與化學(xué)工程的結(jié)合還可高效利用各類自然資源，實(shí)現(xiàn)深度開(kāi)發(fā)利用，兼顧無(wú)污染、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)方式必然會(huì)掀起一輪新的工業(yè)革命。綠色原料的典型開(kāi)發(fā)應(yīng)用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹枝、蘆葦?shù)瓤杉庸こ蔀橥?、酸類與醇類化學(xué)品。

在化學(xué)反應(yīng)中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應(yīng)用的一個(gè)途徑。以石油化工為例，生產(chǎn)過(guò)程中烴類選擇性氧化反應(yīng)較為普遍，作為一種強(qiáng)方熱性反應(yīng)，具有生成物不穩(wěn)定、易進(jìn)一步氧化等特征，所以，催化反應(yīng)中此反應(yīng)并非最佳選擇，生成物的不穩(wěn)定也不利于提取最終產(chǎn)物，所以，為改善這種情況，使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來(lái)，不僅可以降低成本，節(jié)約資源，還能夠降低分離產(chǎn)品的難度提升純度，無(wú)疑實(shí)現(xiàn)了提升效益和減少污染的雙贏，所以，綠色化學(xué)工程在這方面的研究實(shí)踐也非常熱門。隨著越來(lái)越多的化學(xué)反應(yīng)被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，催化劑對(duì)提升反應(yīng)速率效果顯著，所以目前化學(xué)工藝領(lǐng)域積極研究無(wú)毒無(wú)害的高效催化劑成為主流發(fā)展方向不一，不僅有利于工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)化學(xué)分子深入研究也有助益，分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。

2.綠色化學(xué)工程工藝應(yīng)用

分析綠色化學(xué)工藝是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，對(duì)綠色工藝的重視與開(kāi)發(fā)也彰顯了當(dāng)前世界范圍內(nèi)節(jié)能減排的重要性。長(zhǎng)達(dá)兩百余年的工業(yè)化路程，使得人類活動(dòng)對(duì)自然資源環(huán)境的危害越來(lái)越大，尤其中國(guó)作為當(dāng)前世界最大的工業(yè)國(guó)，“三廢”問(wèn)題十分突出，PM2.5問(wèn)題也成為了懸在人們頭上的一把利劍，將資源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、人口問(wèn)題等推到了臺(tái)前更加顯著的位置。大型化工企業(yè)作為與人們生存發(fā)展息息相關(guān)的企業(yè)，石油化工與煤炭除去提供能源之外，還提供多種衍生化工產(chǎn)品為人們衣食住行服務(wù)，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當(dāng)前必須積極發(fā)展綠色化工工藝，以達(dá)到節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。就目前而言，節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑主要以下幾種：研發(fā)新科技、新工藝全過(guò)程控制污染；利用先進(jìn)清潔工藝從源頭控制污染；利用技術(shù)和工藝創(chuàng)新打造可循環(huán)綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈；發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等。綠色化學(xué)工程與工藝作為節(jié)能減排目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要保障，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，就目前來(lái)說(shuō)，主要以三種表現(xiàn)為主，分別是清潔生產(chǎn)技術(shù)、生物技術(shù)的應(yīng)用及生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品。

組織工程學(xué)概況組織工程學(xué)是根據(jù)細(xì)胞生物學(xué)、材料科學(xué)和生物工程學(xué)的原理，構(gòu)建生物替代物以維持、修復(fù)損傷組織和器官功能的一門科學(xué)。

組織工程的治療策略通常分為兩類:①利用脫細(xì)胞基質(zhì)(acellularmatrixgraft，ACMG)，為新組織生長(zhǎng)提供正確定位、定向，依靠機(jī)體自身的再生能力促進(jìn)組織再生。脫細(xì)胞基質(zhì)通常是應(yīng)用機(jī)械和化學(xué)的方法去除組織中細(xì)胞成分后的富含膠原的基質(zhì)。②利用接種細(xì)胞的脫細(xì)胞基質(zhì)構(gòu)建新的組織器官。

組織工程尿道重建的基礎(chǔ)研究應(yīng)用ACMG修復(fù)尿道缺損的研究已有多年，包括尿道細(xì)胞外基質(zhì)(urethralextracellularmatrix，UECM)、膀胱黏膜下層(bladderacellularmatrixgraft，BAMG)、小腸黏膜下層(smallintestinesubmucosa，SIS)等，它們經(jīng)過(guò)脫細(xì)胞處理后，僅保留膠原蛋白、蛋白多糖等低抗原性物質(zhì)。楊嗣星等［3］應(yīng)用UECM進(jìn)行兔的尿道缺損修復(fù)實(shí)驗(yàn)。術(shù)后3周，尿路上皮完全覆蓋細(xì)胞外基質(zhì)，術(shù)后6周，平滑肌細(xì)胞再生，炎性細(xì)胞消失，術(shù)后24周，再生尿道組織與正常尿道組織無(wú)區(qū)別。Chen等［4］應(yīng)用豬BAMG修復(fù)兔尿道缺損，術(shù)后尿路造影顯示尿道連續(xù)無(wú)狹窄，術(shù)后2個(gè)月BAMG表面覆蓋完整的尿路上皮細(xì)胞，術(shù)后3個(gè)月炎性細(xì)胞消失，未見(jiàn)瘢痕形成，術(shù)后6個(gè)月黏膜下肌纖維束基本成形。Nuininga等［5］采用SIS以鑲嵌補(bǔ)片方式修復(fù)兔的尿道缺損，術(shù)后尿道造影顯示所有試驗(yàn)動(dòng)物尿道口徑正常無(wú)狹窄，術(shù)后1個(gè)月尿路上皮細(xì)胞完整覆蓋SIS，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，術(shù)后3個(gè)月炎癥細(xì)胞消失，平滑肌細(xì)胞再生。盡管采用單純脫細(xì)胞基質(zhì)以補(bǔ)片的方式進(jìn)行尿道修復(fù)已取得較好的效果，但如果尿道損傷較大甚至閉鎖，單純的全管狀材料修復(fù)，療效不佳。修復(fù)段尿道出現(xiàn)萎縮，尿道黏膜下出現(xiàn)雜亂無(wú)序的肌束，尿道造影顯示尿道狹窄形成［6］，其原因可能是由于尿道的缺損過(guò)長(zhǎng)，宿主的滋養(yǎng)血管延伸到缺損中心區(qū)域較為困難，缺乏血供的上皮細(xì)胞爬行能力減弱，難以覆蓋整個(gè)創(chuàng)面，并且支架降解較早，宿主的自體細(xì)胞尚未完全覆蓋其上所致，而將種子細(xì)胞接種于管狀膠原基質(zhì)材料修復(fù)長(zhǎng)段管狀化尿道缺損則成為一種更好的選擇。DeFilippo等［7］分別用未接種細(xì)胞和接種細(xì)胞的管狀BAMG修復(fù)兔尿道缺損，發(fā)現(xiàn)單純用管狀基質(zhì)修復(fù)的尿道，重建尿道狹窄并纖維化形成，而接種了自體細(xì)胞的管狀膠原基質(zhì)，重建尿道連續(xù)無(wú)狹窄發(fā)生。傅強(qiáng)等［8-9］用植入包皮表皮細(xì)胞的BAMG修復(fù)管狀化尿道缺損，術(shù)后3個(gè)月修復(fù)段尿道已全部被黏膜覆蓋，黏膜光滑，管腔無(wú)明顯狹窄，組織學(xué)顯示術(shù)后修復(fù)段尿道上皮呈表皮細(xì)胞形態(tài)并與宿主尿路上皮存在明顯分界線，經(jīng)長(zhǎng)期隨訪觀察發(fā)現(xiàn):術(shù)后6～12個(gè)月，修復(fù)段尿道黏膜出現(xiàn)乳頭樣結(jié)構(gòu)，與尿路移行上皮細(xì)胞較為相似，這表明了在長(zhǎng)期尿路環(huán)境中，來(lái)源包皮的表皮細(xì)胞可以向移行上皮形態(tài)轉(zhuǎn)化。Gu等［10］應(yīng)用硅膠管以腹膜腔作為生物反應(yīng)器構(gòu)建自身管狀尿道修復(fù)材料，組織學(xué)證實(shí)成肌纖維細(xì)胞種植于膠原基質(zhì)，其外有單層間皮細(xì)胞。將此修復(fù)材料對(duì)兔的尿道缺損進(jìn)行尿道重建，術(shù)后尿道造影顯示尿道連續(xù)無(wú)狹窄，此項(xiàng)研究為我們修復(fù)管狀化尿道缺損提供了新的思路。

組織工程尿道重建的臨床研究Atala等［11］采用BAMG修復(fù)傳統(tǒng)手術(shù)治療失敗的尿道下裂，新建尿道長(zhǎng)度為5～15cm，術(shù)后1年尿道造影顯示尿道連續(xù)無(wú)狹窄，組織學(xué)證實(shí)重建尿道表現(xiàn)為典型的尿路上皮，術(shù)后隨訪22個(gè)月，除1例新建尿道出現(xiàn)陰莖頭下瘺管外，其余患者均治愈。EL-Kassaby等［12］用BAMG對(duì)28例尿道狹窄患者進(jìn)行尿道修復(fù)，新尿道長(zhǎng)1．5～16cm，術(shù)前和術(shù)后常規(guī)行排尿記錄、體檢、逆行尿路造影、尿流率和膀胱鏡檢查，術(shù)后隨訪36～48個(gè)月，僅有4例患者在吻合部位出現(xiàn)輕度狹窄，其余患者治愈，活檢組織學(xué)檢查顯示典型的尿路上皮。Palminteri等［13］應(yīng)用SIS為20例尿道狹窄患者行尿道重建，17例患者尿道狹窄治愈，術(shù)后3個(gè)月膀胱鏡檢顯示重建尿道口徑正常無(wú)狹窄，但支架部位未被尿路上皮完全替代，原因可能是尿路上皮再生完全至少需要20周才能完成。Fiala等［14］用同樣材料修復(fù)50例尿道狹窄患者，成功率80%，隨訪期間大部分患者均未出現(xiàn)早期或晚期相關(guān)并發(fā)癥，進(jìn)一步證實(shí)SIS在組織工程尿道重建中的應(yīng)用前景。Farahat等［15］近來(lái)采用內(nèi)窺鏡技術(shù)對(duì)10例復(fù)發(fā)性尿道狹窄患者行SIS補(bǔ)片修復(fù)，術(shù)后8例患者尿道狹窄治愈，僅2例患者表現(xiàn)為輕度的尿道狹窄復(fù)發(fā)，通過(guò)定期行尿道擴(kuò)張術(shù)已獲得滿意的治療效果。

目前，口腔黏膜替代已被認(rèn)為是臨床治療尿道狹窄或下裂一類疾病的金標(biāo)準(zhǔn)［13］，但自體取材可導(dǎo)致張口受限、供體部位麻木感等諸多并發(fā)癥［16-17］。因而構(gòu)建組織工程化口腔黏膜是進(jìn)行尿道重建的一項(xiàng)新選擇。Bhargava等［18］將角化細(xì)胞、成纖維細(xì)胞分別從獲取的口腔黏膜表皮層、真皮層分離下來(lái)，進(jìn)行體外培養(yǎng)擴(kuò)增，達(dá)到足夠數(shù)量后將兩種細(xì)胞種植在去表皮層的真皮上，構(gòu)建組織工程化口腔粘膜。將其植入5例患者體內(nèi)修復(fù)尿道狹窄，3名患者目前尿道狹窄治愈，1例因術(shù)后陰莖體部纖維化合并陰莖痛性勃起需做全段補(bǔ)片切除，另1例因補(bǔ)片的過(guò)度增生及纖維化需做部分補(bǔ)片切除，該研究為組織工程化口腔粘膜的臨床應(yīng)用展現(xiàn)了新的前景。Selim等［19］將角化細(xì)胞與成纖維細(xì)胞種植在聚乳酸(polylacticacid，PLA)與聚羥基乙酸(polyg-lycolicacid，PGA)的共聚物PLGA(polylactic-co-glycolicacid)上，構(gòu)建組織工程化口腔黏膜，其機(jī)械強(qiáng)度和彈性約為正?？谇火つさ?0%，為PLGA在尿道組織工程中的應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了新的前景。2干細(xì)胞的研究概況干細(xì)胞(stemcells，SC)是一類未分化的細(xì)胞，具有自我更新的能力并能進(jìn)行分化以最終形成成熟的非再生細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞［20-21］。根據(jù)分化的不同階段，主要分為:全能干細(xì)胞(受精卵)、多潛能干細(xì)胞(胚胎干細(xì)胞)、多能干細(xì)胞(成體干細(xì)胞)、單能干細(xì)胞(祖細(xì)胞)［22］。目前研究最多的是胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcells，ESCs)和成體干細(xì)胞(A-dultstemcells)。

干細(xì)胞在尿道重建中的基礎(chǔ)研究理論上ESCs依靠其多分化能力可作為理想的種子細(xì)胞，但獲取胚胎干細(xì)胞往往造成胚胎的破壞，并且將其植入免疫缺陷動(dòng)物時(shí)，有形成畸胎瘤的風(fēng)險(xiǎn)［23］。Otta-masathien等［24］研究表明在裸鼠的腎被膜下，胚胎干細(xì)胞在胚胎膀胱間充質(zhì)(embryonicbladdermesen-chyme，EBLM)誘導(dǎo)下產(chǎn)生膀胱上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，并無(wú)畸胎瘤的生成。Mauney等［25］應(yīng)用全反式維甲酸在體外成功將胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)成尿路上皮細(xì)胞，為胚胎干細(xì)胞作為組織工程種子細(xì)胞的來(lái)源提供了可能性。Frimberger等［26］用種植人胚胎干細(xì)胞的豬小腸黏膜下層修復(fù)大鼠膀胱缺損，術(shù)后28天，膀胱上皮層、粘膜下層和平滑肌層完全再生。成體干細(xì)胞來(lái)自骨髓、肌組織、血管內(nèi)皮、皮膚及脂肪等處，可避免獲取胚胎干細(xì)胞時(shí)的倫理問(wèn)題，同時(shí)成體干細(xì)胞不會(huì)轉(zhuǎn)化為惡性表型，降低了植入體內(nèi)后形成畸胎瘤的風(fēng)險(xiǎn)，所以研究者們的目光現(xiàn)已逐漸轉(zhuǎn)移到對(duì)成體干細(xì)胞的研究。Shukla等［27］研究顯示骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bonemarrow-derivedmesen-chymalstemcells)在體外可以成功誘導(dǎo)為平滑肌細(xì)胞，但將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與SIS復(fù)合進(jìn)行豬膀胱擴(kuò)增替代術(shù)時(shí)，術(shù)后免疫染色和組織化學(xué)證實(shí)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)并未完全分化為平滑肌細(xì)胞，近來(lái)已有研究報(bào)道骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞用于膀胱擴(kuò)增替代術(shù)時(shí)可在體內(nèi)成功分化為平滑肌細(xì)胞［28］。因?yàn)榘螂讟?gòu)建與尿道重建在生物支架及種子細(xì)胞選材上的相似性，因此可借鑒前者指導(dǎo)干細(xì)胞在尿道重建上應(yīng)用。黃紅軍等［29］用種植骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的脫細(xì)胞尿道海綿體-尿道基質(zhì)(Acellularspongybodyofurethra-urethralmatrix)修復(fù)兔海綿體尿道缺損，術(shù)后僅1例發(fā)生尿瘺，其余排尿通暢。組織學(xué)檢查:術(shù)后2周見(jiàn)少量毛細(xì)血管及平滑肌細(xì)胞生長(zhǎng)，再造尿道腔面完整覆蓋單層尿道上皮，術(shù)后24周，平滑肌細(xì)胞增多，排列規(guī)則，尿道黏膜層由七八層上皮細(xì)胞構(gòu)成，尿道腔面光滑、完整。但是，由于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在骨髓中含量極低，需體外擴(kuò)增較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到構(gòu)建的細(xì)胞數(shù)量;同時(shí)由于存在著骨髓抽取過(guò)程患者較痛苦等問(wèn)題，使骨髓來(lái)源的干細(xì)胞在應(yīng)用中存在較大的局限性。相對(duì)而言，脂肪組織來(lái)源豐富，只需要簡(jiǎn)單的吸脂手術(shù)即可獲得足夠數(shù)量的脂肪組織，且脂肪組織中脂肪干細(xì)胞(adipose-derivedstemcells，ADSCs)含量豐富，僅需要少量的脂肪組織即可獲得足夠的ADSCs。ADSCs已經(jīng)證明與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞有相似的多潛能和自我更新能力［30］，可以誘導(dǎo)分化為具有正常收縮舒張功能的平滑肌細(xì)胞［31-32］。Brzoska等［33］實(shí)驗(yàn)表明脂肪干細(xì)胞經(jīng)體外全反式維甲酸誘導(dǎo)培養(yǎng)可分選出大于80%的上皮細(xì)胞，Liu等［34］研究進(jìn)一步表明，將人ADSCs與尿路上皮細(xì)胞混合培養(yǎng)，可以誘導(dǎo)ADSCs向尿路上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化。

本文作者：王明輝未立清郭天立作者單位：中冶葫蘆島有色金屬集團(tuán)有限公司

0引言

鋅氧化物雜料主要指煉鋼煙塵、再生銅(黃銅和青銅)回收煙灰以及其它雜料經(jīng)煙化富集的煙塵等，這些物料成分復(fù)雜，雜質(zhì)含量高，尤其是含氯較高對(duì)后續(xù)鋅回收工藝選擇的影響較大，研究其脫除氯的技術(shù)對(duì)再生鋅回收至關(guān)重要。

1國(guó)內(nèi)脫氯工藝技術(shù)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)鋅氧化物雜料中氯的脫除采用火法和濕法工藝的均有，但未見(jiàn)有規(guī)模化使用的報(bào)道。火法工藝主要是多膛爐法;濕法工藝主要是水洗法、堿洗法。

多膛爐法:多膛爐多數(shù)用于處理回轉(zhuǎn)窯氧化鋅煙塵和煙化爐氧化鋅煙塵，脫氯率一般80%，多膛爐工藝是能耗高的工藝。

國(guó)外納米TiO2的生產(chǎn)現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代以前，納米TiO2的研究開(kāi)發(fā)目的主要是作為精細(xì)陶瓷原料、催化劑、傳感器等，需求量不大，沒(méi)有形成大的生產(chǎn)規(guī)模。80年代以后，開(kāi)發(fā)的納米TiO2用作透明效應(yīng)和紫外線屏蔽劑，為納米TiO2打開(kāi)了市場(chǎng)，使納米TiO2的生產(chǎn)和需求大大增加，成為鈦白工業(yè)和涂料工業(yè)的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

由于納米TiO2在催化及環(huán)境保護(hù)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，并可用于日用產(chǎn)品、涂料、電子、電力等工業(yè)部門，因此，納米TiO2展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)前景。日本、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和意大利等國(guó)對(duì)納米TiO2進(jìn)行了深入的研究，并已實(shí)現(xiàn)納米TiO2的工業(yè)化生產(chǎn)。目前全世界已經(jīng)有十幾家公司生產(chǎn)納米TiO2，總生產(chǎn)能力估計(jì)在(6000～10000)t/a，單線生產(chǎn)能力一般為(400～500)t/a。

根據(jù)莎哈里本公司統(tǒng)計(jì)，2003年全球納米TiO2銷售量?jī)H為1800t左右，其消費(fèi)量與產(chǎn)品應(yīng)用見(jiàn)表1。

表12003年全球納米TiO2消費(fèi)量與產(chǎn)品應(yīng)用

產(chǎn)品應(yīng)用