生物質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)范文

時(shí)間:2023-12-07 18:01:35

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生物質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)

篇1

關(guān)鍵詞:高考復(fù)習(xí);單倍體;多倍體;基因工程

中圖分類號(hào):G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1672-1578(2012)09-0216-02

物種是指分布在一定的自然區(qū)域內(nèi),具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能,能夠在自然狀態(tài)下相互并且產(chǎn)生可育后代的一群生物,簡(jiǎn)稱“種”。也就是說(shuō),不同物種之間一般是不能的,即使成功,也不能產(chǎn)生可育的后代。育種方法是遺傳和變異知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的實(shí)例,也是生物課堂與當(dāng)今科技知識(shí)相結(jié)合的例子,是高考中的熱點(diǎn)。由于育種方法內(nèi)容在教材中分散,將它們集中在一起作為一個(gè)專題來(lái)復(fù)習(xí),能起到事半功倍的效果。各種育種方法的概念、原理、過(guò)程歸納如下:

1.雜交育種

1.1 概念:將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)集中在一起,再經(jīng)過(guò)選擇和培育,獲得新品種的方法。

1.2 原理:基因重組,能將兩親本的優(yōu)良性狀集中在同一個(gè)個(gè)體,或者將兩親本控制同一性狀的不同微效基因積累起來(lái),產(chǎn)生在該性狀上超過(guò)親本的類型。正確選擇親本并合理組配是雜交育種成敗的關(guān)鍵。

1.3 過(guò)程:用具有相對(duì)性狀的純合體作為親本雜交獲得子一代,子一代自交獲得子二代,從子二代中選擇符合要求的表現(xiàn)型個(gè)體。如果需要的表現(xiàn)型是隱性性狀育種就此結(jié)束,如果需要的表現(xiàn)型是顯性性狀則用子二代中選出的個(gè)體進(jìn)行連續(xù)自交,直至獲得能穩(wěn)定遺傳的類型為止。

1.4 原則:根據(jù)育種目標(biāo)要求,按下列原則進(jìn)行:①親本應(yīng)有較多優(yōu)點(diǎn)和較少缺點(diǎn),親本間優(yōu)缺點(diǎn)力求達(dá)到互補(bǔ);②親本中至少有一個(gè)是適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件的優(yōu)良品種,在條件嚴(yán)酷的地區(qū),雙親最好都是適應(yīng)的品種;③親本之一的目標(biāo)性狀應(yīng)有足夠的遺傳強(qiáng)度,并無(wú)難以克服的不良性狀;④生態(tài)類型、親緣關(guān)系上存在一定差異,或在地理上相距較遠(yuǎn)。

1.5 優(yōu)缺點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn):使雙親的基因重新組合,將優(yōu)良性狀集中在同一個(gè)個(gè)體,還能形成各種不同的類型,為選擇提供豐富的材料。

②缺點(diǎn):只能利用已有基因的重組,按需選擇,并不能創(chuàng)造新的基因,育種年限長(zhǎng),且需年年制種。

1.6 舉例:高產(chǎn)不抗病小麥與低產(chǎn)抗病小麥培育出高產(chǎn)抗病小麥。

2.誘變育種

2.1 概念:用人工方法誘發(fā)基因突變,從而產(chǎn)生新性狀,創(chuàng)造新品種的育種方法。

2.2 原理:基因突變。用物理、化學(xué)方法誘發(fā)基因發(fā)生突變。

2.3 過(guò)程:利用物理因素(X射線、紫外線、激光等)、化學(xué)因素(硫酸二乙脂、 亞硝酸等)來(lái)處理生物,使生物發(fā)生基因突變,再篩選。

2.4 原則:所處理的生物材料必須是正在進(jìn)行細(xì)胞分裂的細(xì)胞、組織、器官或生物,處理時(shí)期是細(xì)胞分裂的間期。經(jīng)處理的生物材料經(jīng)選擇、培育才能獲得需要的生物新品種。

2.5 優(yōu)缺點(diǎn):①優(yōu)點(diǎn):提高變異率,大幅度改良某些性狀,加快育種進(jìn)程;②缺點(diǎn):有利變異個(gè)體少,需處理大量的實(shí)驗(yàn)材料(有很大盲目性)。

2.6 舉例:①黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理培育成的“黑農(nóng)五號(hào)”大豆品種;②高產(chǎn)量青霉菌的形成。

3.單倍體育種

3.1 概念:利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)獲得單倍體植株,再人工誘導(dǎo)其染色體加倍,從而獲得所需要的純系植株的育種方法。

3.2 原理:染色體變異。誘導(dǎo)配子直接發(fā)育成植株,再用秋水仙素加倍成純合體。

3.3 過(guò)程:先將花藥離體培養(yǎng)形成單倍體幼苗,再用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗獲得純合子,然后從中選擇優(yōu)良植株。

3.4 優(yōu)缺點(diǎn):①優(yōu)點(diǎn)是可以明顯縮短育種年限,子代均為純合子,加速育種進(jìn)程;②缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合,成活率較低。

3.5 舉例:抗病植株的育成

4.多倍體育種

4.1 概念:人工誘導(dǎo)染色體加倍,形成多倍體植株。

4.2 原理:染色體變異。秋水仙素能抑制處于分裂期細(xì)胞的紡錘體的形成,導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極,從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。

4.3 方法:用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗。

4.4 優(yōu)缺點(diǎn): ①優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,能較快獲得器官大、營(yíng)養(yǎng)高的品種;②缺點(diǎn)是所獲品種發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低,一般只適用于植物。

4.5 舉例:三倍體無(wú)籽西瓜、八倍體小黑麥。

5.基因工程育種

5.1 概念:按照人們的意愿,把一種生物的某種基因提取出來(lái),加以修飾改造,然后放到另一種生物的細(xì)胞里,定向地改造生物的遺傳性狀,從而獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、具有各種抗逆性的作物新品種。

5.2 原理:基因重組。

5.3 方法:提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。

5.4 優(yōu)缺點(diǎn):①優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)、育種周期短,克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙;②缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜、安全性問(wèn)題多,可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)。

5.5 舉例:轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉

6.細(xì)胞工程育種

6.1 植物體細(xì)胞雜交

6.1.1 概念:用兩個(gè)來(lái)自于不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞,并且把雜種細(xì)胞培育成新植物體的方法。

6.1.2 原理:細(xì)胞的全能性

6.1.3 過(guò)程:先用酶解法去掉細(xì)胞壁分離出有活力的原生質(zhì)體,再將不同的原生質(zhì)體放在一起,用離心、振動(dòng)、電刺激、或聚乙二醇試劑使得原生質(zhì)體融合從而得到雜種細(xì)胞,然后用植物組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行培育,得到雜種植株。

6.1.4 優(yōu)缺點(diǎn):①優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙;②缺點(diǎn)是應(yīng)用范圍小,許多理論技術(shù)還不成熟。

6.1.5 舉例:白菜——甘藍(lán)、胡蘿卜——羊角芹

6.2 動(dòng)物體細(xì)胞克隆育種

6.2.1 概念:應(yīng)用克隆技術(shù),繁殖優(yōu)良物種

6.2.2 原理:細(xì)胞的全能性

6.2.3 過(guò)程:將含有遺傳物質(zhì)的供體細(xì)胞的核移植到去除細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中,利用微電流刺激等融合技術(shù)使兩者融合為一體,經(jīng)過(guò)一系列培養(yǎng),然后再植入母體子宮中,使其最終發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體。

6.2.4 優(yōu)缺點(diǎn):①優(yōu)點(diǎn)是繁育優(yōu)良動(dòng)物、拯救瀕危動(dòng)物等,保護(hù)生態(tài)平衡;②缺點(diǎn)是成功率低

6.2.5 舉例:“多莉羊”的培育

7.有關(guān)育種要注意的問(wèn)題

7.1 育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗逆性好、品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高)的新品種,以便更好地為人類服務(wù)。

篇2

關(guān)鍵詞:紅外光譜;食品安全;檢測(cè)

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.241

0 引言

目前我國(guó)的食品質(zhì)量問(wèn)題頻出,社會(huì)各界都廣泛關(guān)注,食品安全問(wèn)題十分嚴(yán)峻,全世界對(duì)于食品安全問(wèn)題都十分重視,使用先進(jìn)的技術(shù)方法對(duì)食品檢測(cè),保證食品質(zhì)量符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),讓人們可以放心的食用,如果在食品制作過(guò)程中不重視食品安全問(wèn)題,會(huì)給人身體健康帶來(lái)重大的威脅。紅外光譜技術(shù)具有無(wú)污染、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn),與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比,可以分析更為復(fù)雜的物質(zhì),并且可以一次檢測(cè)出多種成分,在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣。因此,在食品安全檢測(cè)中運(yùn)用紅外光譜技術(shù)可以從源頭上杜絕食品安全問(wèn)題的出現(xiàn)。

1 紅外光譜技術(shù)概述

紅外光譜技術(shù)應(yīng)用在食品安全檢測(cè)中,需要首先掌握紅外光譜的技術(shù)及工作原理。紅外光譜技術(shù)的工作原理是:利用分子振動(dòng)來(lái)記錄振動(dòng)模式,紅外光譜分為遠(yuǎn)紅外、近紅外和中紅外三個(gè)區(qū)域。紅外光譜中存在于一個(gè)區(qū)域內(nèi),這個(gè)區(qū)域的構(gòu)造類似于指紋,這個(gè)區(qū)域能夠排除干擾,反映分子間的細(xì)微差別,紅外光譜技術(shù)可以分辨分子中包括的原子,眾所周知,食品中含有的有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,這種復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)給食品安全檢測(cè)帶來(lái)極大的困難,影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。因此,需要利用某種技術(shù)對(duì)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的識(shí)別,保證食品安全檢測(cè)的準(zhǔn)確性,檢驗(yàn)食品中是否含有有害成分或假冒產(chǎn)品,分析食品的種類、產(chǎn)地和產(chǎn)品的真實(shí)性,還可以檢測(cè)食品中是否含有有毒有害物質(zhì),防止食品上殘留超量的農(nóng)藥,紅外光譜技術(shù)對(duì)于這些都能夠進(jìn)行檢測(cè),因?yàn)榧t外光譜技術(shù)可以準(zhǔn)確的分析出有機(jī)物間細(xì)微的差別,對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量的分析,準(zhǔn)確的得出食品中物質(zhì)的構(gòu)成。

2 紅外光譜技術(shù)的特點(diǎn)

紅外光譜技術(shù)的特點(diǎn)很多,在食品檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用較廣。紅外光譜技術(shù)在食品檢測(cè)過(guò)程中取得了很好的效果,但是我國(guó)的紅外光譜技術(shù)應(yīng)用還不夠細(xì)致,缺乏深入的研究,導(dǎo)致我國(guó)的紅外光譜技術(shù)存在一定的不足,以下對(duì)紅外光譜技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 紅外光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

紅外光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有:一是紅外光譜技術(shù)可以將不同種類、不同性質(zhì)的樣品同時(shí)檢測(cè),具有較好的分析效率;二是紅外光譜的操作較為簡(jiǎn)便,操作人員容易掌握紅外光譜技術(shù);三是紅外光譜技術(shù)在食品檢測(cè)時(shí)不會(huì)造成環(huán)境污染,符合我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求;四是紅外光譜技術(shù)可以準(zhǔn)確的顯示出樣品的結(jié)構(gòu);五是紅外光譜技術(shù)的檢測(cè)效率高,可以快速的得出檢測(cè)結(jié)果;六是紅外光譜檢測(cè)可以保證樣品的完整性,做到無(wú)損檢測(cè)。

2.2 紅外光譜技術(shù)的缺點(diǎn)

紅外光譜技術(shù)的缺點(diǎn)有:一是紅外光譜檢測(cè)時(shí)可能出現(xiàn)較復(fù)雜的譜圖,辨認(rèn)難度較大;二是紅外光譜技術(shù)的靈敏度不高;三是紅外光譜技術(shù)在食品檢測(cè)時(shí)受到不同的影響,會(huì)給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)較大的變動(dòng)。

3 紅外光譜技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 分辨食物產(chǎn)地和種類

食品安全檢測(cè)首先要確定食品的種類及產(chǎn)地。我們的日常生活中,食品企業(yè)為了獲得更大的利益,可能使用廉價(jià)食品來(lái)代替優(yōu)質(zhì)食品,冒充正品,欺騙消費(fèi)者,利用紅外光譜技術(shù)可以準(zhǔn)確的檢測(cè)出食品的產(chǎn)地及種類,打擊偽劣假冒產(chǎn)品。

3.2 檢測(cè)食品中農(nóng)藥殘留是否超標(biāo)

食品安全檢測(cè)中農(nóng)藥殘留量也是檢測(cè)的主要指標(biāo)。農(nóng)民在種植過(guò)程中為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量,需要使用各類的農(nóng)藥,農(nóng)藥量使用過(guò)大會(huì)造成食品農(nóng)藥殘留過(guò)量。利用紅外光譜技術(shù)能夠有效的檢測(cè)出食品中的農(nóng)藥殘留,保證食品安全。

3.3 檢測(cè)食品中的有毒有害成分

在食品的制作過(guò)程中部分不法企業(yè)會(huì)在食品中添加過(guò)量的化學(xué)添加劑或禁止使用的添加劑,為了讓食品具有更好的口感和賣相,提升食品的銷售量,這些添加劑中存在有毒有害物質(zhì),會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。因此,在食品安全檢測(cè)時(shí),運(yùn)用紅外光譜技術(shù)能夠?qū)κ称分械挠卸疚镔|(zhì)進(jìn)行檢測(cè),保證食品安全。

3.4 食品中微生物檢測(cè)

紅外光譜不僅可以反映微生物大分子的分子信息,還可以對(duì)分子基團(tuán)及其周圍變化進(jìn)行探測(cè)。通過(guò)測(cè)定微生物近紅外光譜可以獲得微生物及其大分子的結(jié)構(gòu)信息,來(lái)鑒別微生物的種類和狀態(tài)。找出不同微生物圖譜間的細(xì)微差別,確定不同微生物的特征譜峰和圖譜帶,為細(xì)菌、酵母菌和其他微生物的判別、分類、鑒定和大范圍篩選提供依據(jù)。

3.5 食品o損檢測(cè)及生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制

食品品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)是指在不破壞食品的情況下,對(duì)食品的水分、外形和農(nóng)藥殘留等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。目前紅外光譜技術(shù)用于對(duì)食品中的淀粉、水分、糖分、硬度、果蔬內(nèi)部缺陷、成熟度等指標(biāo)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),提高了食品檢測(cè)效率,降低檢測(cè)成本。

4 展望

目前食品質(zhì)量安全問(wèn)題十分嚴(yán)重,人們對(duì)食品安全檢測(cè)越發(fā)重視,使用紅外光譜技術(shù)可以準(zhǔn)確的檢測(cè)食品中含有的有害成分或農(nóng)藥含量,保證食品的安全,讓人們可以放心的食用,將食品安全問(wèn)題可能對(duì)人體造成的危害降低到最小。紅外光譜技術(shù)作為先進(jìn)的光譜分析技術(shù),在食品領(lǐng)域應(yīng)用較廣。該技術(shù)可以高效、快捷和無(wú)污染的檢測(cè)食品,但該技術(shù)也存在一定的限制。隨著科技的快速發(fā)展,會(huì)研究出更好的光譜分析處理方法,應(yīng)用到食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中,保證食品行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]金華麗,卞科.近紅外光譜法檢測(cè)小麥粉中的水分含量[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2010(08).

[2]馬利,孫長(zhǎng)華,張寶.紅外光譜技術(shù)在食品摻假檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].生命科學(xué)儀器,2010(01).

篇3

關(guān)鍵詞:重金屬 污染 檢測(cè)

中圖分類號(hào):X830.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)03(a)-0081-01

對(duì)重金屬目前缺少嚴(yán)格的定義,一般來(lái)說(shuō),重金屬指的是比重比5大的幾種金屬,如金、銀、銅、鉛、汞等都屬于重金屬。隨著工業(yè)化的推進(jìn),重金屬?gòu)V泛的存在于空氣、水、土壤中,在人們經(jīng)常接觸的物質(zhì),比如化妝品、食物、化工品當(dāng)中,也會(huì)有大量的重金屬存在。環(huán)境中的重金屬是不能夠被分解的,部分微生物會(huì)與重金屬反應(yīng),產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的化合物,這些會(huì)隨著食物鏈的不斷遞進(jìn),不斷向人體傳遞,由于累積效應(yīng)的存在,會(huì)使人體內(nèi)的重金屬物質(zhì)積聚,嚴(yán)重危害人體的健康。因此,對(duì)重金屬污染的研究勢(shì)在必行,也得到了人們的廣泛關(guān)注。

1 重金屬的污染

重金屬的來(lái)源主要是由于其在開(kāi)采、運(yùn)輸、煉制、加工過(guò)程中產(chǎn)生的,能源資源如煤炭和石油的開(kāi)采、煉制和使用中,也會(huì)有重金屬物質(zhì)的存在和污染。這些重金屬物質(zhì)進(jìn)入大氣、水、土壤之中,然后隨著生物作用,不斷富集。重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過(guò)自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化,使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性,很難在環(huán)境中降解[1]。因此,重金屬污染會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生極大的危害。

重金屬物質(zhì)包括人類必須的,比如鉀、鈣、鈉、鎂,以及人類必須的微量元素如銅、鐵、鎳、鋅、錫、礬等這一類,也包括對(duì)人體產(chǎn)生危害的如鉛、汞、鎘、砷、鉻、鈹、鉈、鋇等,還包括在人體內(nèi)存在但功能現(xiàn)在尚不明確的如鋰、硼、鋁、鈦、鋯等。重金屬的存在會(huì)與人體內(nèi)的蛋白質(zhì)、酶進(jìn)行反應(yīng),使其失去活性,也能夠在器官內(nèi)聚集,超過(guò)特定濃度后產(chǎn)生中毒現(xiàn)象,對(duì)人體產(chǎn)生極大的危害,比如日本的汞污染和鎘污染,都是重金屬污染的典型事故。對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生較嚴(yán)重污染的重金屬大致有以下五大類。

(1)鉻:這一種重金屬的主要來(lái)源是劣質(zhì)化妝品、金屬部件的鍍鉻部分、工業(yè)染料、橡膠和陶瓷原料以及皮革制劑等,如果不小心飲用服入,可造成腹部的不適或者腹瀉現(xiàn)象;對(duì)呼吸道有著嚴(yán)重的刺激作用,引起氣管炎、咽炎等;皮膚方面引起濕疹或者皮炎。

(2)鎘:這一種重金屬的主要來(lái)源包括電鍍、采礦、冶煉、化學(xué)工業(yè)、電池、染料等產(chǎn)生排放的廢水當(dāng)中。鎘的存在能夠取代骨中的鈣,使得骨頭軟化,嚴(yán)重者骨頭寸斷,日本的骨痛病就是由于鎘的存在而產(chǎn)生的;對(duì)于胃臟,能夠使其功能失調(diào)??偟膩?lái)說(shuō),鎘是毒性很大的重金屬物質(zhì)[2]。

(3)鉛:主要來(lái)源是油漆、涂料、蓄電池、五金、電鍍、化妝品、餐具、膨化食品、自來(lái)水管等。能夠經(jīng)過(guò)皮膚、呼吸道、消化道進(jìn)入人體,造成以貧血癥、神經(jīng)功能失調(diào)、腎損傷為主的毒性效應(yīng)。

(4)汞:汞屬于劇毒物質(zhì),主要來(lái)源包括食鹽電解、水生生物、照明用燈、化妝品、貴金屬煉制等。汞的存在會(huì)對(duì)人體的腦部組織造成嚴(yán)重的傷害,也會(huì)對(duì)腎部造成傷害,有機(jī)汞其毒性是比汞更大的,引起全身中毒的現(xiàn)象,日本的水俁病就是汞污染的實(shí)例。

(5)砷:砷的化合物有劇毒,三價(jià)化合物的毒性更加強(qiáng)烈。汞的途徑包括皮膚、呼吸道、消化道,會(huì)在人體的肌肉、肝臟、腎部、子宮等部位積聚,與酶結(jié)合,使其失去活性和功能,引起砷中毒。對(duì)于皮膚部位還會(huì)有致癌作用。殺蟲(chóng)劑、化肥、化工、采礦冶金、農(nóng)藥等砷含量較高。

2 檢測(cè)方法

2.1 光譜法

光譜法是比較傳統(tǒng)的重金屬物質(zhì)檢測(cè)方法,一般包括火焰原子吸收光譜法(AAS)、石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)、分子光譜法、電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法等。以下對(duì)其進(jìn)行介紹。

(1)火焰原子吸收光譜法(AAS):這種檢測(cè)方法是根據(jù)被測(cè)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度進(jìn)行含量的測(cè)定。AAS具有靈敏度高、檢出限低、線性寬的特點(diǎn),而且分析速度快,儀器的操作和使用簡(jiǎn)單方便,應(yīng)用較為廣泛,能夠檢測(cè)的物質(zhì)多達(dá)70多個(gè)?;鹧嬖游辗軌蜻_(dá)到ppb級(jí),石墨爐原子吸收法能夠達(dá)到ug/L的級(jí)別。但是AAS在實(shí)際使用中,不能夠同時(shí)測(cè)定多種元素,需要不斷技術(shù)升級(jí)。

(2)分子光譜法:利用分光光度計(jì)進(jìn)行比色分析。經(jīng)常使用的測(cè)試手段是,利用假如顯色劑使待測(cè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為在紫外和可見(jiàn)光區(qū)域有吸收的化合物進(jìn)行檢測(cè)。生成的化合物一般是螯合物,較為穩(wěn)定。顯色反應(yīng)的選擇性和靈敏想較高。

(3)電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法:利用等離子體的形成,樣品經(jīng)過(guò)霧化系統(tǒng)霧化以后,以氣溶膠的形式進(jìn)入等離子軸向通道,經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、原子化、電離、激發(fā)產(chǎn)生元素的特征譜線,鑒別物質(zhì)的存在與否以及含量的多少(通過(guò)分析特征譜線的強(qiáng)度)。此技術(shù)可以測(cè)試氬以外的所有已知的物質(zhì),檢出限度達(dá)到0.01~10mg/L。

2.2 色譜法

色譜法也是傳統(tǒng)的重金屬含量測(cè)試方法。其原理是,以液體為流動(dòng)相,通過(guò)高壓輸液系統(tǒng)把不同極性的溶劑、緩沖液等流入到配置特定相色的色譜柱,各成分經(jīng)過(guò)分離后進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。該檢測(cè)方法在實(shí)驗(yàn)研究之中使用較多。能夠?qū)Χ嘣剡M(jìn)行同時(shí)檢測(cè),但是絡(luò)合劑的選擇是有限的,這點(diǎn)限制了高效液相色譜在重金屬檢測(cè)方面的使用。

2.3 電化學(xué)法

電化學(xué)法是發(fā)展較迅速的一種方法,目前我國(guó)已經(jīng)頒布了化學(xué)試劑之中的金屬雜質(zhì)檢測(cè)的陽(yáng)極溶出伏安法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。電化學(xué)法的檢出限較低,測(cè)試的靈敏度較高,陽(yáng)極溶出伏安法將衡電位電解富集與伏安測(cè)定相結(jié)合,能夠連續(xù)測(cè)定多種金屬離子。儀器的使用和操作也較為簡(jiǎn)單方便,是很好的分析手段,具有良好的發(fā)展前景。

2.4 酶分析法

脲酶、脫氫酶、磷酸酶是作為土壤重金屬污染水平的常用指標(biāo)。通過(guò)酶與重金屬的反應(yīng)情況,判別出重金屬的含量。反應(yīng)現(xiàn)象包括會(huì)有顏色、導(dǎo)電性、吸光率等物理化學(xué)性質(zhì)的變化,然后通過(guò)肉眼觀察或者PH值檢測(cè)以及其他手段進(jìn)行判別。

2.5 生物傳感器

生物傳感器技術(shù)利用重金屬和特定的生物識(shí)別物質(zhì)結(jié)合,把檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子跈z測(cè)的光信號(hào)或者電信號(hào),然后分析判斷重金屬物質(zhì)。常見(jiàn)的生物傳感器有酶生物傳感器、DNA生物傳感器、細(xì)胞生物傳感器、微生物傳感器等。

2.6 免疫分析法

免疫分析法以免疫學(xué)的抗原抗體相互結(jié)合為基本原理,利用抗原檢測(cè)測(cè)定未知抗體或者反過(guò)來(lái)使用。常見(jiàn)的技術(shù)包括發(fā)光免疫技術(shù)、酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)、免疫熒光技術(shù)、放射免疫技術(shù)等。檢測(cè)模式可以分為多克隆抗體免疫檢測(cè)以及單克隆免疫檢測(cè)。該技術(shù)專一性強(qiáng),靈敏度高。分析的關(guān)鍵在于選擇合適的化合物和金屬離子相互結(jié)合。

3 展望

檢測(cè)方法要注重多種方法的聯(lián)合使用以及各自的使用范圍和優(yōu)缺點(diǎn),才能有針對(duì)的采取正確的手段進(jìn)行檢測(cè)。此外,還需不斷探索新的技術(shù)手段,以及對(duì)之前技術(shù)升級(jí)改造,豐富其內(nèi)容,擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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[關(guān)鍵詞]蛋白多肽類藥物 藥物動(dòng)力學(xué) 測(cè)定方法

[中圖分類號(hào)]R96 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1009―6019―[2010]06―31―02

蛋白多肽類藥物具有生物活性強(qiáng)、相對(duì)成本高、作用靶點(diǎn)專一的特點(diǎn),近些年來(lái)廣泛應(yīng)用于各種疾病診療,在治療疾病地位日趨重要。但是蛋白多肽類藥物劑量小、各種內(nèi)源性蛋白含量高,建立準(zhǔn)確、靈敏、專一的測(cè)定方法是藥動(dòng)學(xué)研究的重點(diǎn),為此,筆者就近些年蛋白多肽類藥物的動(dòng)力學(xué)研究分析、綜述如下。

1 生物檢定法

蛋白多肽類藥物的分子量為數(shù)千至幾十萬(wàn),具有二維、三維結(jié)構(gòu),其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)決定生物活性的特殊性,一般非注射給藥的生物利用度很低,幾乎在百分之幾。生物檢定法能夠定性測(cè)試某種物質(zhì)是否具有活性,定量測(cè)定適量的藥量,因此,用于蛋白多肽類藥物分析。如Wei等利用兩種新的治療用重組促紅細(xì)胞生成蛋白(EPl和EP2)刺激SD大鼠紅細(xì)胞生成的特性以評(píng)價(jià)其體內(nèi)動(dòng)力學(xué)。也可利用體外酶體系進(jìn)行生物檢定法分析,如Han等利用水蛭素對(duì)抗凝血酶活性的影響間接分析了N2Ilel2Thr22632去硫重組水蛭素(rH)在家兔的體內(nèi)動(dòng)力學(xué),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:rH在家兔體內(nèi)迅速消除,分布局限于細(xì)胞間隙,在皮下注射點(diǎn)吸收迅速,主要通過(guò)腎排泄。

2 同位素標(biāo)記示蹤法

同位素示蹤法是利用放射性核素作為示蹤劑對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法。由于獲得的分析結(jié)果符合生理?xiàng)l件,更能反映藥物代謝、轉(zhuǎn)化的機(jī)制。另外,同位素示蹤法在離體、整體、無(wú)細(xì)胞體系的情況下也能進(jìn)行定性、定量分析。Plech等用同位素125 I標(biāo)記的-白細(xì)胞焦激肽研究其在大鼠腦部和內(nèi)臟器官中的分布,發(fā)現(xiàn)其在腎上腺、下丘腦和大腦海馬部位有很高的積聚。標(biāo)記法有體內(nèi)摻人法和體外化學(xué)連接法。體內(nèi)摻人法即把含有同位素的氨基酸加入生長(zhǎng)細(xì)胞或合成體系,但是獲得的蛋白多肽分子生物活性較小,且制備復(fù)雜而限制了其廣泛應(yīng)用。體外化學(xué)連接法如氯胺T、Iodogen和Bolton―Hunter試劑連接到1分子上,因相對(duì)簡(jiǎn)單而被首選。Iodogen法適于標(biāo)記含有酪氨酸或賴氨酸的蛋白,標(biāo)記效率高、反應(yīng)溫和,但這種方法得到的標(biāo)記物存在體內(nèi)迅速脫碘并使放射性碘被甲狀腺所攝取的問(wèn)題。由于蛋白多肽進(jìn)入體內(nèi)會(huì)被降解代謝,或與其它蛋白質(zhì)結(jié)合,同位素標(biāo)記示蹤法不能代表藥物動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

3 色譜法和質(zhì)譜法

高效液相色譜法(HPLC)具有分離速度快、效率高、可對(duì)藥物進(jìn)行有效的分離鑒定,廣泛應(yīng)用于藥物分析中,可分離極性的、離子化的、不易揮發(fā)的的高分子質(zhì)量和熱不穩(wěn)定的化合物,對(duì)于蛋自多肽類藥物主要是分離純化。質(zhì)譜分析(MS)也能用于蛋白質(zhì)多肽藥物及其代謝物的鑒定。然而生物制品的處理過(guò)程和生物樣品中分析物的含量太少已很大程度上限制了它的應(yīng)用和普及。在逐步研究中發(fā)現(xiàn),色譜一質(zhì)譜聯(lián)用在蛋白多肽類藥物分析中具有明顯的優(yōu)勢(shì),尤其是液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS)的應(yīng)用,很大程度上對(duì)蛋白多肽類藥物的藥物動(dòng)力學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù)。瞿文等制備了丙氨瑞林微球,由于丙氨瑞林在體內(nèi)不穩(wěn)定,按常規(guī)測(cè)定血藥濃度的方法考察體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)比較困難,所以通過(guò)測(cè)定注射微球中殘留的藥量,計(jì)算釋放百分?jǐn)?shù)對(duì)其進(jìn)行體內(nèi)評(píng)價(jià)。Ferraiolo等在給實(shí)驗(yàn)對(duì)象大劑量(0.5~1.0mg/kg)靜脈注射松弛激素后,用單克隆抗體親和層析分離得到外源性人松弛激素后再用快速原子轟擊質(zhì)譜進(jìn)行分析。色譜和質(zhì)譜技術(shù)的日益成熟,LC-MS已逐漸成為新藥研究必不可少的手段之一。

篇5

關(guān)鍵詞:初中科學(xué);實(shí)驗(yàn)探究;途徑

中圖分類號(hào):G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1992-7711(2016)02-0084

實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)是科學(xué)教學(xué)的主旋律??茖W(xué)探究是學(xué)生在科學(xué)課程和現(xiàn)實(shí)生活的情境中,通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、調(diào)查研究、動(dòng)手操作、表達(dá)與交流等探究性活動(dòng),獲得知識(shí)、技能、方法的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)過(guò)程。在探究學(xué)習(xí)的載體下,既倡導(dǎo)學(xué)生個(gè)體的自主性學(xué)習(xí),又倡導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)間的合作,自主學(xué)習(xí)更多地指向于學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,改變知識(shí)的被動(dòng)接受。在教學(xué)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)照搬教材、照抄教參并不適合學(xué)生實(shí)際。要取得良好的教學(xué)效果,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)功能,落實(shí)教學(xué)目標(biāo),需要我們創(chuàng)造性地利用教材和教參,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究,并提出了如下行之有效的三種途徑:

一、充分利用教材,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,還提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神。實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),教師必須有創(chuàng)新精神,努力挖掘可供探究的實(shí)驗(yàn)素材,據(jù)教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平,對(duì)現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“動(dòng)動(dòng)手術(shù)”,做些調(diào)整。新教材已經(jīng)使用了大量探索實(shí)驗(yàn),教師可以將一些演示實(shí)驗(yàn)改作學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生體驗(yàn)探究的快樂(lè)。

物質(zhì)的特性中“密度”一節(jié),教材提供了演示實(shí)驗(yàn),我們可將“密度的測(cè)定”的演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生探究實(shí)驗(yàn)教學(xué):上課時(shí),教師首先給學(xué)生設(shè)置情景問(wèn)題:“兩個(gè)相同的燒杯分別裝入相同體積的水和酒精比較,哪一杯質(zhì)量大?”要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)小組合作方式提出自己的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行交流,形成科學(xué)合理的方案后再讓學(xué)生把兩種待測(cè)液體取等體積同時(shí)放入已調(diào)節(jié)好的天平上,讓學(xué)生觀察天平是否平衡?結(jié)果天平向盛水的一邊傾斜,為什么?然后讓學(xué)生共同討論,提出各種猜想。比如相同體積的不同物質(zhì),其質(zhì)量是否相等?相同體積的同種物質(zhì),其質(zhì)量是否相等?……接下來(lái),把學(xué)生分成4個(gè)大組,若干小組,第一組測(cè)若干杯體積不同的水的質(zhì)量與體積,第二、三、四組分別測(cè)若干個(gè)體積不同的鐵塊、銅塊、鋁塊的質(zhì)量與體積,要求各小組先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)表格,然后選取實(shí)驗(yàn)材料做實(shí)驗(yàn),收集證據(jù),整理后填在表格中,分別計(jì)算出水、鐵、銅、鋁四種物質(zhì)的質(zhì)量與體積之比值;再通過(guò)同學(xué)之間的交流與合作,討論并歸納出:不同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是不相等的,相同物質(zhì)的質(zhì)量與體積之比值是相近的或相等的。最后師生總結(jié)指出:物質(zhì)的質(zhì)量與體積之間的比值是恒定的,它反映了物質(zhì)的一種特性。從而順勢(shì)提出“密度”的概念。這樣,整節(jié)課在教師的指導(dǎo)下,通過(guò)學(xué)生自己去摸索、尋求,讓事實(shí)說(shuō)話,不僅幫助學(xué)生理解密度概念本質(zhì),更重要的是培養(yǎng)了他們的探究思維方法。

二、巧用變式,激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究興趣

改變教材中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的某些環(huán)節(jié),使之呈現(xiàn)為一種“變式”,以便激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,激活學(xué)生的思路,以完善學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。利用?shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,開(kāi)展探究性教學(xué),教師平時(shí)用得比較多的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)置懸念,引入新課。還可以利用在實(shí)驗(yàn)中,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,巧用變式,激發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)。

教學(xué)“液體的壓強(qiáng)”這一節(jié)內(nèi)容時(shí),在利用底部和側(cè)壁扎有橡皮膜的玻璃管研究了液體對(duì)容器底部和側(cè)壁有壓強(qiáng)后,對(duì)于液體內(nèi)部的壓強(qiáng),教師往往是按照課本,介紹液體壓強(qiáng)計(jì)后,用壓強(qiáng)計(jì)去研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。這樣做固然可以順利完成教學(xué)任務(wù),學(xué)生也不難接受。但這種教法往往會(huì)給學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué),以為液體內(nèi)部壓強(qiáng)只能用液體壓強(qiáng)計(jì)來(lái)測(cè)量,束縛了學(xué)生的思維,而且對(duì)液體壓強(qiáng)計(jì)的引出及使用原理的簡(jiǎn)單介紹也很不自然。其實(shí)在這里,教師忽視了讓學(xué)生進(jìn)行探究的良好的時(shí)機(jī)。假如在研究這個(gè)問(wèn)題時(shí),教師有意識(shí)地創(chuàng)造這樣的問(wèn)題情景:“液體對(duì)容器底部和側(cè)壁有壓強(qiáng),那么,液體內(nèi)部是否也有壓強(qiáng)呢?如果有的話,怎樣來(lái)觀察呢?”這樣一問(wèn),學(xué)生很容易想到“把底部扎有橡皮膜的玻璃管插入液體中去試驗(yàn)”。根據(jù)學(xué)生提出的方法去測(cè)試液體內(nèi)部的壓強(qiáng)后,發(fā)現(xiàn)橡皮膜有變化但不明顯,此時(shí),教師趁機(jī)激發(fā)學(xué)生去思考,尋找更好的器材。這時(shí)教師出示“液體壓強(qiáng)計(jì)”便水到渠成。這樣設(shè)計(jì)更重要的是從“扎有橡皮膜的玻璃管”到“液體壓強(qiáng)計(jì)”是學(xué)生經(jīng)過(guò)探究后的一個(gè)自主發(fā)現(xiàn)。

三、設(shè)計(jì)綜合開(kāi)放性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維

自然界是綜合開(kāi)放的,對(duì)于同一現(xiàn)象或同一探究主題,只限有某一門學(xué)科知識(shí)往往難以解決。自然界問(wèn)題的綜合性和開(kāi)放性決定了科學(xué)教學(xué)的綜合性和開(kāi)放性。

盡管有些教師簡(jiǎn)單地認(rèn)為初中科學(xué)是物理、化學(xué)、生物等多種學(xué)科的合科教材,但我們不能囿于學(xué)科局限,需要打破學(xué)科隔閡。在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生綜合學(xué)科知識(shí),設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn),有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維及探究、創(chuàng)新能力。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)課題,讓學(xué)生尋找多種解決方法以嘗試。如“辨別食鹽水和純凈水的”實(shí)驗(yàn)作為探究課題,要求學(xué)生據(jù)所學(xué)的知識(shí),尋找多種實(shí)驗(yàn)途徑辨認(rèn),結(jié)果學(xué)生設(shè)計(jì)出五花八門的實(shí)驗(yàn),1. 有從物理測(cè)密度法,密度大的為食鹽水;2. 根據(jù)浮沉條件,設(shè)計(jì)雞蛋的浮沉來(lái)判別;3. 用化學(xué)方法,加入AgNO3溶液產(chǎn)生AgCl沉淀來(lái)辨認(rèn)食鹽水;4. 用蔬菜、蘿卜的細(xì)胞吸水、失水實(shí)驗(yàn),會(huì)使蔬菜“癟了”的為食鹽水;5. 用舌頭品嘗,咸味的為食鹽水;6. 利用熔點(diǎn)不同來(lái)區(qū)別,放入冰箱,難冷凍的為食鹽水;7. 加熱蒸發(fā),蒸發(fā)后留下“白霜”的為食鹽水等等。這些辦法都有科學(xué)依據(jù),在師生交流過(guò)程中,比較總結(jié)每種方法的優(yōu)缺點(diǎn),尋找最佳方案。像這樣通過(guò)多學(xué)科的知識(shí)聯(lián)系,多種實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),能讓學(xué)生創(chuàng)新思維的多向性得到充分發(fā)揮,綜合能力不斷提高。

篇6

關(guān)鍵詞:飲用水 深度處理技術(shù) 膜

中圖分類號(hào):TU991 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)05(c)-0061-01

隨著城鎮(zhèn)化及工業(yè)化的發(fā)展,大量的生活污水和工業(yè)廢水未經(jīng)處理或者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后被排入水體,人類賴以生存的水源受到越來(lái)越嚴(yán)重的污染。同時(shí),隨著人們生活水平的不斷提高和健康條件的逐步改善,對(duì)飲用水水質(zhì)的要求越來(lái)越高,傳統(tǒng)的處理工藝已很難滿足日益嚴(yán)格的水質(zhì)要求[1]。

液氯作為一種有效的消毒劑得到廣泛應(yīng)用。但在使用過(guò)程中,氯氣能與水中的有機(jī)物反應(yīng),生成鹵化副產(chǎn)物。這些消毒副產(chǎn)物中有許多已被確認(rèn)為對(duì)人類有致癌作用。美國(guó)環(huán)保局已頒布施行了消毒/消毒副產(chǎn)物條例。[2]然而國(guó)內(nèi)尚未開(kāi)展相關(guān)工作。為解決飲用水液氯消毒處理中存在的問(wèn)題,越來(lái)越多的飲用水深度凈化技術(shù)被市政水廠所采用,尤其是在膜深度處理組合工藝應(yīng)用方面。

1 膜法水處理工藝

隨著膜工藝的逐漸成熟及膜成本的不斷降低,其在飲用水深度凈化處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。研究表明,膜設(shè)備運(yùn)行正常情況下,進(jìn)水水質(zhì)的變化不會(huì)對(duì)出水中的細(xì)菌數(shù)量產(chǎn)生影響[3]。目前作為飲用水深度凈化的膜分離法主要有反滲透,納濾,超濾和微濾等。微濾、超濾等技術(shù)對(duì)膠體和細(xì)菌有較好的去除效果,對(duì)于處理能力低于2×104 m3的小型水廠,其制水成本與常規(guī)工藝相當(dāng)或較低[4],而且該工藝具有處理單元體積小,易于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。納濾技術(shù)能對(duì)水中色度及致突變物質(zhì)進(jìn)行有效去除,對(duì)TOC、AOC的去除率分別可達(dá)90%和80%。同時(shí)納濾還能有效的去除細(xì)菌,可以取代常規(guī)化學(xué)消毒。但需要對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理以防止顆粒和離子沉淀對(duì)膜造成污染。反滲透膜孔徑1.5 MPa),膜易污染和阻塞,要求嚴(yán)格的預(yù)處理,反滲透的操作復(fù)雜,出水率低,,因此不適于飲水深度處理。

2 不同膜深度處理技術(shù)組合工藝

2.1 常規(guī)處理-反滲透工藝

該工藝可將水中所有的有機(jī)物及無(wú)機(jī)物物質(zhì)去除貽盡,出水只有采取后加生理鹽或礦化過(guò)濾等附加措施后其水質(zhì)方可達(dá)到優(yōu)質(zhì)飲用水的要求。但反滲透所需工作壓力大,電耗大。后續(xù)補(bǔ)充微量元素和礦物質(zhì)的過(guò)程復(fù)雜,工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用均較高。[6]

2.2 臭氧、活性炭-納濾膜工藝

該工藝中砂濾單元可采用微絮凝過(guò)濾,主要去除20~50 μm的雜質(zhì),使其不進(jìn)入后續(xù)處理單元。該工藝通過(guò)臭氧活性炭單元氧化降解并吸附水中微量有機(jī)物。納濾膜能有效去除水中剩余的有機(jī)物,控制消毒副產(chǎn)物物質(zhì)的生成。與反滲透法相比,納濾膜工作壓力較小,能耗較低。出水水質(zhì)能夠滿足優(yōu)質(zhì)飲用水的水質(zhì)目標(biāo)。[7]

2.3 活性炭―納濾膜工藝

李靈芝等[8]等利用該工藝對(duì)微污染源水進(jìn)行深度處理實(shí)驗(yàn)和研究。結(jié)果表明,該工藝系統(tǒng)對(duì)TOC、AOC的去除率分別可達(dá)到90%和80%,對(duì)致突變污染物的去除效果更好,Ames試驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性變?yōu)殛幮浴?/p>

2.4 活性炭-超濾工藝

活性炭與超濾膜的組合系統(tǒng)克服了單一處理方式的不足,如活性炭處理后出水中常含有一定量的細(xì)菌而影響出水水質(zhì),超濾膜存在膜阻塞和膜污染問(wèn)題。在該組合系統(tǒng)中,利用活性炭對(duì)進(jìn)水進(jìn)行前處理,去除色度及各種類型的有機(jī)化合物和濁度,為后續(xù)的膜過(guò)濾的穩(wěn)定運(yùn)行提供必要的保障,緩解了膜阻塞和膜污染問(wèn)題,延長(zhǎng)膜的使用壽命。另外利用膜進(jìn)行后處理有效地解決了出水中含有一定量細(xì)菌的問(wèn)題,保證了出水水質(zhì)。王琳的研究結(jié)果表明,該系統(tǒng)能有效地降低水中的大腸桿菌、高錳酸鹽指數(shù)和UV254,對(duì)富里酸和腐殖酸以及其他消毒副產(chǎn)物都有較高的去除效果[9]。董秉直采用顆?;钚蕴亢涂讖?.01μm的聚丙烯腈超濾膜組合工藝,運(yùn)行結(jié)果表明:出水濁度低于0.2NTU,TOC低于2.7 mg/L,細(xì)菌總數(shù)極少甚至為0,可滿足當(dāng)?shù)氐娘嬘脙羲畼?biāo)準(zhǔn)。

2.5 臭氧―生物活性炭―微濾膜―超濾膜工藝流程

李紹峰等研究表明,經(jīng)臭氧―生物活性炭與膜組合工藝處理,出水濁度低于0.1 NTU;高錳酸鹽指數(shù)去除率達(dá)68%;UV254去除率為83%;TOC降為700~1600 ug/L,Ames試驗(yàn)由陽(yáng)性轉(zhuǎn)變?yōu)殛幮?;亞硝酸鹽氮和氨氮降至檢測(cè)限以下,同時(shí)出水硝酸鹽氮濃度

3 結(jié)論

根據(jù)上述五種工藝的特點(diǎn),以及我國(guó)特別是廣州地區(qū)水源水的實(shí)際特點(diǎn)得出以下結(jié)論:

(1)由于反滲透膜所需壓力大,電耗大,同時(shí)其出水需補(bǔ)充微量元素和礦物質(zhì),過(guò)程復(fù)雜,在城市供水中不推薦使用。

(2)對(duì)于住宅小區(qū)的分質(zhì)供水和對(duì)水廠常規(guī)工藝的進(jìn)一步強(qiáng)化,我們推薦使用活性炭-納濾膜工藝和活性炭-超濾工藝。

(3)對(duì)于城市直飲水廠的建設(shè),我們推薦采用臭氧-生物活性炭-納濾膜工藝和臭氧-生物活性炭-微濾膜-超濾膜工藝。

參考文獻(xiàn)

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[7] 吳紅偉,劉文君,等.提供生物穩(wěn)定飲用水的最佳工藝[J].ENVIRONMENTAL SCIENCE,2000,5(3):64-67.

篇7

關(guān)鍵詞:垃圾處理;垃圾堆肥技術(shù);熱解技術(shù)

中圖分類號(hào):R124.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

城市垃圾是指市民在日常生活中或者城市生活服務(wù)中所產(chǎn)生的各種固體廢棄物的總稱。這些垃圾的有機(jī)質(zhì)含量很高,有很多物質(zhì)是很難被處理的。因此成為城市正常生活所必需解決的問(wèn)題。但是在傳統(tǒng)的垃圾處理方式基本是集中堆放或是填坑堆埋,對(duì)于垃圾產(chǎn)生的污染不采取任何防治措施,對(duì)于周邊的環(huán)境產(chǎn)生了很大的危害。隨著時(shí)展,人類的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),城市垃圾處理的方式發(fā)生了很大變化,多種新技術(shù)的采用推進(jìn)垃圾處理逐步向清潔化、可循環(huán)的方向發(fā)展。

一、常見(jiàn)的城市垃圾處理技術(shù)

(一)垃圾堆肥處理技術(shù)

堆肥處理法的原理在于利用垃圾中存在的本源微生物來(lái)降解垃圾中的污染物,這樣的方法能夠增加土壤營(yíng)養(yǎng),但是因?yàn)槔械脑嘉⑸飻?shù)量很少,必須通過(guò)相當(dāng)相當(dāng)一段時(shí)間才能繁殖開(kāi)來(lái),而且降解的速度也比較緩慢,產(chǎn)生有機(jī)肥的肥效也不理想。近些年中,堆肥處理法主要是采用人為的散放降解能力強(qiáng)的微生物來(lái)提高垃圾降解效率。并適當(dāng)采用高溫技術(shù),這樣更有助于殺死腐爛材質(zhì)中的病原體,并控制有害氣體的產(chǎn)生。

(二)有機(jī)物的厭氧發(fā)酵技術(shù)

在城市生活產(chǎn)生的垃圾中,有很大一部分是有機(jī)質(zhì),運(yùn)用厭氧技術(shù)可以將這些有機(jī)質(zhì)迅速的分解,使其達(dá)到對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染的效果。在城市垃圾中如污泥、酒糟、濃度較高的有機(jī)廢水等物質(zhì)均可通過(guò)厭氧技術(shù)處理,產(chǎn)生的沼氣還可以作為新型清潔能源應(yīng)用于市民的生產(chǎn)生活中。

(三)焚燒處理技術(shù)

焚燒法是一種常用的垃圾處理方式,就是運(yùn)用焚燒爐,將垃圾物質(zhì)在充足空氣作用下充分燃燒,使垃圾產(chǎn)生氧化燃燒反應(yīng),將垃圾中的各種污染物高溫?zé)峤?,?shí)現(xiàn)了垃圾處理的無(wú)害化、資源化處理。注意在進(jìn)行焚燒處理中,應(yīng)該根據(jù)垃圾的實(shí)際形態(tài)和燃燒中產(chǎn)生的特征,選擇適合的燃燒工藝和焚燒爐的型號(hào),保證焚燒處理的有效性。

(四)熱解技術(shù)

應(yīng)用熱解技術(shù)主要是指通過(guò)高溫作用使城市垃圾發(fā)生干燥、熱解、融化和燃燒的變化過(guò)程,運(yùn)用熱解技術(shù)可以使高分子化合物發(fā)生斷裂,原來(lái)是大分子的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子的可燃?xì)怏w(CH4)或是液體燃料(甲醇)。這種方法看似和焚燒法類似,但是二者還是有區(qū)別的,熱解技術(shù)屬于無(wú)明火燃燒,不會(huì)破壞技術(shù)物質(zhì)的原來(lái)形態(tài),處理后產(chǎn)生的燃?xì)饣蛉加蛢?chǔ)存和運(yùn)輸都比較方便。處理中不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的二次污染,但是這種技術(shù)僅限于處理有機(jī)垃圾時(shí)使用。

二、新型城市垃圾處理技術(shù)

(一)蠕蟲(chóng)堆肥法

蠕蟲(chóng)堆肥法是一種在傳統(tǒng)堆肥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型生物垃圾處理技術(shù),通過(guò)將蚯蚓養(yǎng)殖和垃圾堆肥相結(jié)合,一方面生產(chǎn)出蚯蚓復(fù)合飼料,另一方面在土壤堆肥基礎(chǔ)上進(jìn)行綠色蔬菜的種植。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于,投資少、見(jiàn)效快、對(duì)環(huán)境沒(méi)有不良影響。這主要在于蚯蚓本身的食量非常大,根據(jù)統(tǒng)計(jì)養(yǎng)殖100萬(wàn)條蚯蚓一個(gè)月就能吞食24~36t的垃圾,處理的效率很快,而且蚯蚓排出的糞便是非常好的有機(jī)肥,而且蚯蚓本身也是禽類非常喜歡的蛋白質(zhì)食物。但是這種技術(shù)前期的費(fèi)用與勞動(dòng)強(qiáng)度也較大,而且蚯蚓的生長(zhǎng)需要溫暖的氣溫,這也給其他蟲(chóng)類生長(zhǎng)的空間,這樣就使堆肥處理場(chǎng)地的臭味很大。

(二)垃圾衍生燃燒法

城市垃圾的衍生燃燒處理法指將垃圾廢碎、篩選,將不可燃物挑出,得到以塑料、費(fèi)紙屑為主體的垃圾廢棄物,同時(shí)可以將挑選后的的可燃廢棄物進(jìn)一步烘干、廢碎得到固體燃料。這種方法得到的燃料燃燒熱值很高且比較均勻,促進(jìn)垃圾回收的效率,燃燒產(chǎn)生的煙氣金屬含量小,對(duì)空氣的污染少。

衍生燃燒法適用于城市垃圾的二次利用,其產(chǎn)生的可燃物可以作為城市供電或供暖的原料。但是這種方法還存在一定的缺陷,在燃燒過(guò)程中,雖然SO2的排放量很少,但是排放的固體顆粒和CO等物質(zhì)卻很多,另外在燃燒中一些不可燃燒的微粒會(huì)進(jìn)入焚燒爐的灰渣處理系統(tǒng)中,影響系統(tǒng)正常工作。

(三)氣化熔融處理技術(shù)

氣化熔融處理技術(shù)是指將城市垃圾置于450~600℃的溫度下,這樣垃圾會(huì)發(fā)生熱解氣化的反映,然后將氣化后產(chǎn)生的灰渣運(yùn)用1300℃以上的高溫進(jìn)行二次熔融處理。運(yùn)用氣化熔融處理技術(shù)將垃圾熱解生成可燃性氣體,垃圾的金屬不會(huì)被氧化可以二次回收,同時(shí)分解過(guò)程中對(duì)空氣要求較低,排煙量很小,從而降低對(duì)空氣的污染,降低空氣凈化的成本。同時(shí)熱解灰渣在高溫處理下毒性會(huì)大大削弱,經(jīng)過(guò)凈化處理后可以二次利用,這就有效的減少了垃圾容量,節(jié)約垃圾處理空間。

三、城市垃圾處理技術(shù)的未來(lái)發(fā)展展望

(一)從源頭抓起,抑制垃圾量

城市垃圾的處理首先要考慮就是盡量減少垃圾的產(chǎn)生量,減輕垃圾處理壓力,在市民生活中和商業(yè)服務(wù)中,應(yīng)盡量減少一次性用品的使用量,在餐館或飲品店等場(chǎng)所應(yīng)盡量使用玻璃杯、瓷杯代替一次性的紙杯,用竹筷代替一次性木筷等等,總之要從源頭上抑制垃圾的產(chǎn)量。

(二)遵循環(huán)保原則,提高垃圾處理技術(shù)水平

隨著人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境污染影響的日益增大,世界各國(guó)都在大力倡導(dǎo)環(huán)保的生產(chǎn)方式,對(duì)于城市垃圾的處理技術(shù)在環(huán)保方面的要求更高。同時(shí),我們也應(yīng)積極開(kāi)發(fā)城市垃圾處理的發(fā)展空間,加強(qiáng)在垃圾處理技術(shù)上的科技研發(fā),研究節(jié)能、高效、有助于回收的處理方法。開(kāi)發(fā)生物處理技術(shù),培育能夠講解有機(jī)纖維物質(zhì)的生物,將垃圾轉(zhuǎn)化成有機(jī)物,重新投入到農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)中,同時(shí)開(kāi)發(fā)節(jié)能、厭氧、循環(huán)利用等多級(jí)處理技術(shù),提高現(xiàn)有技術(shù)水平,促進(jìn)垃圾處理的環(huán)保、循環(huán)化發(fā)展。

總結(jié)

綜上所述,城市垃圾的處理技術(shù)包括生物降解、高溫分解和焚燒等方式,在垃圾處理中應(yīng)該將多種技術(shù)綜合使用,提高垃圾處理效率,對(duì)垃圾進(jìn)行分類處理,提高回收率。同時(shí)抑制垃圾產(chǎn)生的源頭,堅(jiān)決打擊對(duì)環(huán)境污染影響大的企業(yè)和個(gè)人,推進(jìn)城市垃圾減量化、無(wú)害化發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

篇8

[關(guān)鍵詞]餐廚垃圾; 處理技術(shù); 資源化;

中圖分類號(hào):F127 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)06-0263-01

一、前言

隨著生活水平的不斷發(fā)展,人們的飲食水平的迅速提高,同時(shí)這也對(duì)餐廚垃圾處理提出了更高的要求。雖然目前國(guó)內(nèi)部分城市已經(jīng)開(kāi)始試點(diǎn)餐廚垃圾的資源化利用,但其還未被處理企業(yè)充分利用。

二、餐廚垃圾處理的重要性

隨著人民生活水平的不斷提高,日常生活垃圾中餐廚垃圾所占比例越來(lái)越大,成分越復(fù)雜,它的處理是解決生活垃圾問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)。本文通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)餐廚垃圾產(chǎn)生情況及處理現(xiàn)狀、處理方式、存在問(wèn)題及處理技術(shù)進(jìn)行綜述分析,對(duì)我國(guó)餐廚垃圾的處理提出對(duì)策和建議,為餐廚垃圾處理及管理提供借鑒。

餐廚垃圾是指日常家庭、學(xué)校、單位、公共食堂以及飯店餐飲行業(yè)的食物廢料、餐飲剩余物、食品加工廢料及不可再食用的動(dòng)植物油脂和各類油水混合物,是城市生活垃圾的一部分。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程的加快和人民生活水平的普遍提高,城市生活垃圾的產(chǎn)生量也在快速增加。

餐廚垃圾較之其他垃圾,具有水分、有機(jī)物、油脂及鹽分含量高,易腐爛、營(yíng)養(yǎng)元素豐富等特點(diǎn)。由于含水率高,餐廚垃圾不能滿足垃圾焚燒的發(fā)熱量要求(不低于5000kJ),也不宜直接填埋,而焚燒和填埋又會(huì)造成有機(jī)物的大量浪費(fèi)。同時(shí)由于餐廚垃圾所派生的“垃圾豬”、“潲水油”等除小部分混入生活垃圾填埋外,大量餐廚垃圾進(jìn)入二級(jí)市場(chǎng),對(duì)人體健康構(gòu)成極大的潛在威脅,因此,餐廚垃圾的處理處置越來(lái)越引起全社會(huì)的關(guān)注。

三、餐廚垃圾的特點(diǎn)及現(xiàn)狀

餐廚垃圾,俗稱泔腳。是指居民在食品加工和消費(fèi)過(guò)程中形成的廢料和剩余廢棄物,是一種城市有機(jī)廢物。餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動(dòng)植物油、肉骨等;其化學(xué)成分有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無(wú)機(jī)鹽;此外還包括少量的調(diào)料劑、廢餐具、餐巾紙及牙簽等。盡管餐廚垃圾的組成、性質(zhì)和產(chǎn)量會(huì)隨區(qū)域和季節(jié)變化的不同而有所差異,但所有餐廚垃圾都具備如下特點(diǎn):含水率高,含固率一般小于20%;易腐爛發(fā)臭,易滋生病菌,會(huì)造成疾病的傳播;營(yíng)養(yǎng)豐富,開(kāi)發(fā)利用價(jià)值較大。

餐廚垃圾是城市生活垃圾的重要組成部分,在我國(guó)某些城市,餐廚垃圾所占生活垃圾比例已達(dá)50%以上。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,餐飲業(yè)迅猛發(fā)展,餐廚垃圾產(chǎn)量與日俱增。如此大量的餐廚垃圾不能得到妥善的處理,給城市環(huán)境造成了巨大的壓力,嚴(yán)重威脅人們的正常生活和身體健康。眾所周知,我國(guó)絕大部分地區(qū)餐廚垃圾的主要去向是喂豬。而餐廚垃圾在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中極易發(fā)生酸化、發(fā)霉、腐敗變質(zhì)等現(xiàn)象,腐敗變質(zhì)的餐廚垃圾中含有各種毒素和病原微生物,以食物鏈的形態(tài)進(jìn)入人體后,容易造成人體感染病毒。另外一些不法商販則從餐廚垃圾中提煉地溝油以牟取暴利,地溝油中含有雜質(zhì)、黃曲霉素、苯等致癌物質(zhì),長(zhǎng)期食用會(huì)造成腫瘤等慢性疾病的發(fā)生。因此餐廚垃圾的處理正成為我國(guó)城市管理面臨的新難題。雖然部分城市已經(jīng)采取措施加以治理,但從技術(shù)、管理等層面分析,餐廚垃圾處理在我國(guó)僅是起步,亟待高度重視。因?yàn)椴蛷N垃圾具有典型的廢物和資源雙重特性,所以合理處理餐廚垃圾極為重要。

四、餐廚垃圾處理的分析

1、填埋處理技術(shù)

由于餐廚垃圾的高含水率、高有機(jī)物等特點(diǎn),決定了餐廚垃圾直接用于填埋的可行性較低。餐廚垃圾填埋處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚無(wú)應(yīng)用的實(shí)例,其主要優(yōu)缺點(diǎn)如下:其優(yōu)點(diǎn)是處理量大,運(yùn)行費(fèi)用低;工藝相對(duì)較簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是占用大量土地,耗用大量征地等費(fèi)用;填埋場(chǎng)占地面積大,處理能力有限,服務(wù)期滿后仍需新建填埋場(chǎng),進(jìn)一步占用土地資源;餐廚垃圾的滲瀝液會(huì)污染地下水及土壤,垃圾堆放產(chǎn)生的臭氣嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量,形成不可逆的對(duì)周圍大范圍的大氣及水土的二次污染;沒(méi)有對(duì)垃圾進(jìn)行資源化處理。

在當(dāng)前土地資源緊缺、人們對(duì)環(huán)境影響的關(guān)注度越來(lái)越高的大前提下,填埋處理技術(shù)明顯不適合我國(guó)餐廚垃圾的實(shí)際情況,因此不做詳細(xì)介紹。但作為餐廚垃圾分選處理后不適宜生化處理的物料一種最終處理手段,是餐廚垃圾處理的一個(gè)必要環(huán)節(jié)。

2、焚燒處理技術(shù)

焚燒是垃圾中的可燃物在焚燒爐中與氧進(jìn)行烯燒過(guò)程,焚燒處理量大,減容性好,焚燒過(guò)程產(chǎn)生的熱量用來(lái)發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)垃圾的能源化。但由于餐廚垃圾70%以上為液體部分,熱值較低,不適合用來(lái)焚燒處理。

與填埋技術(shù)一樣,餐廚垃圾焚燒處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)也沒(méi)有應(yīng)用的先例,其主要優(yōu)缺點(diǎn)如下:優(yōu)點(diǎn)是焚燒處理量大,減容性好;熱量用來(lái)發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)垃圾的能源化。缺點(diǎn)是對(duì)垃圾低位熱值有一定要求;餐廚垃圾水分含量高會(huì)增加焚燒助燃齊的消耗,增加處理成本。

由于生活習(xí)慣不同及餐廚垃圾收集分類程度的不同,我國(guó)餐廚垃圾與國(guó)外餐廚垃圾差異較大,其特點(diǎn)是熱值低、含水量高,很難進(jìn)行焚燒處理,另外焚燒處理投資過(guò)高,國(guó)內(nèi)外利用餐廚垃圾焚燒的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)極少,不是餐廚垃圾處理的主流技術(shù)。

3、厭氧發(fā)酵處理技術(shù)

厭氧發(fā)酵是無(wú)氧環(huán)境下有機(jī)質(zhì)的自然降解過(guò)程。在此過(guò)程中微生物分解有機(jī)物,最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳。影響反應(yīng)的環(huán)境因素主要有溫度、PH值、厭氧條件、C/N、微量元素以及有毒物質(zhì)的允許濃度等。厭氧發(fā)酵是在厭氧微生物作用下的一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程,在自然界內(nèi)廣泛存在。厭氧微生物是一個(gè)統(tǒng)稱,包括厭氧有機(jī)物分解菌(或稱不產(chǎn)甲烷厭氧微生物)和產(chǎn)甲烷菌。在一個(gè)厭氧反應(yīng)器內(nèi),有各種厭氧微生物存在,形成一個(gè)與環(huán)境條件、營(yíng)養(yǎng)條件相對(duì)應(yīng)的微生物群體。這些微生物通過(guò)其生命活動(dòng)完成有機(jī)物厭氧代謝過(guò)程。

4、飼料和肥料化技術(shù)

干燥制肥料或飼料技術(shù),是經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,首先進(jìn)行脫水,得到液體和固體兩部分,液體是高油脂廢水,宜先進(jìn)行油水分離獲得高附加值的油脂,然后對(duì)污水進(jìn)行處理,其固體部可以采用高溫堆肥的方式制成肥料,也可以烘干制成飼料。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單;資源化程度較高、產(chǎn)品有農(nóng)用價(jià)值,占地面積小。其缺點(diǎn)是對(duì)有害有機(jī)物及重金屬等的污染無(wú)法很好解決、無(wú)害化不徹底,不能從根本上解決餐廚垃圾同源性的問(wèn)題,對(duì)其用作飼料存在一定的顧慮;處理過(guò)程不封閉,容易造成二次污染;有機(jī)肥料質(zhì)量受餐廚垃圾成分制約很大,銷路往往不早;堆肥處理品周期較長(zhǎng),占地面積大,衛(wèi)生條件相對(duì)較差。

5、生化處理技術(shù)

微生物生化處理技術(shù)是選取自然界生命活力和增殖能力強(qiáng)的高溫復(fù)合微生物菌種,在生化處理設(shè)備中,對(duì)過(guò)期食品、餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物進(jìn)行高溫高速發(fā)酵,使各種有機(jī)物得到降解和轉(zhuǎn)化。優(yōu)點(diǎn)是占地面積??;處理時(shí)間短,無(wú)需繁雜分揀;資源利用率高;產(chǎn)品有市場(chǎng)銷路較好,產(chǎn)品質(zhì)量較高,產(chǎn)品附加值較高。缺點(diǎn)是一次性投資略高,設(shè)備處理能力較低,更重要的是設(shè)備耗能大,而且該技術(shù)減量化效果差,在餐廚垃圾中大量摻其他有機(jī)物,后端農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,加強(qiáng)對(duì)餐廚垃圾處理的剖析,能夠?qū)Σ蛷N垃圾進(jìn)行把握,進(jìn)而能夠提出一些好的處理對(duì)策,如此方可對(duì)餐廚垃圾的問(wèn)題進(jìn)行掌控,提高處理的效果。

參考文獻(xiàn)

篇9

關(guān)鍵詞 水污染 物理化學(xué)法 處理技術(shù)

中圖分類號(hào):X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1緒論

水資源是人類社會(huì)發(fā)展最重要的資源,而當(dāng)今社會(huì),人類正面臨著水污染嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。物理化學(xué)法是一種運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法,處理的對(duì)象主要為:水中的無(wú)機(jī)的和有機(jī)的(難于生物降解)溶解質(zhì)和膠體物質(zhì)。尤其適合處理雜質(zhì)濃度很高的廢水以回收原料,也適合于對(duì)雜質(zhì)濃度很低的廢水進(jìn)行深度處理。

通常有混凝、沉淀、浮選、過(guò)濾、化學(xué)沉淀、離子交換、消毒等。本文將著重介紹物理化學(xué)處理方法中的當(dāng)前比較流行的、應(yīng)用比較多的物理化學(xué)處理技術(shù),并論述哪種處理方法在今后會(huì)得到更好的發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用。

2物理化學(xué)廢水處理技術(shù)

2.1吸附法

使廢水與固體接觸,并使污染物吸附在吸附劑上,然后再將水與吸附劑進(jìn)行分離,最終達(dá)到水處理目的。吸附法可有效完成對(duì)水的多種凈化功能,如脫色、脫臭、脫重金屬離子或難生物降解的有機(jī)物等。常用的吸附劑有活性炭、吸附樹(shù)脂和粘土礦物。

2.2氣浮法

氣浮是向廢水中通入空氣,并以微小氣泡形式從水中析出成為載體,使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)黏附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣,達(dá)到分離凈化的目的。但如果對(duì)產(chǎn)生大量的浮渣不進(jìn)行處理就會(huì)造成二次污染,所以一般不會(huì)單獨(dú)使用。

2.3混凝法

混凝沉淀原理在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體,然后予以分離除去的水處理法。主要處理水中的微小懸浮顆粒和膠體,但由于混凝的機(jī)理至今仍未完全清楚,因而還有待研究。

2.4離子交換法

離子交換法是借助于離子交換劑中的交換離子同廢水中的離子進(jìn)行交換而去除廢水中有害離子的方法,主要應(yīng)用于水的軟化和除鹽。

離子交換的特點(diǎn):依當(dāng)量關(guān)系進(jìn)行,反應(yīng)可逆,且交換具有選擇性。應(yīng)用于各種金屬表面加工產(chǎn)生的廢水處理和從原子核反應(yīng)器、醫(yī)院和實(shí)驗(yàn)室廢水中回收或去除放射性物質(zhì),具有廣闊的前景。但離子交換劑的再生及再生液的處理卻是一個(gè)有待解決的難題。

2.5膜分離法

膜分離法是利用隔膜使溶劑同溶質(zhì)或微粒分離的方法。根據(jù)溶質(zhì)或溶劑透過(guò)膜的推動(dòng)力不同,膜分離法可分為3類:

(1)電滲析:主要用于去除廢水中的鹽分,對(duì)非水溶性電解質(zhì)的膠體物質(zhì)和無(wú)機(jī)物等不能去除,對(duì)鐵、錳或高分子有機(jī)酸等物質(zhì),即使為離子狀態(tài),但由于易沉積在膜上,造成膜性能的劣化,因此需還要進(jìn)行預(yù)處理。

(2)反滲透和超濾:超濾和反滲透及微過(guò)濾都是以壓力差為推動(dòng)力的,超濾主要用于生物大分子的脫鹽脫水和濃縮;反滲透不僅可以去除水中的無(wú)機(jī)物,還可以去除幾乎全部有機(jī)物。

(3)擴(kuò)散滲析:它主要用于有機(jī)和無(wú)機(jī)電解質(zhì)的分離和純化以及用于酸、堿廢液的處理和回收。膜分離最大的缺點(diǎn)就是膜結(jié)垢、膜污染以及對(duì)濃縮污染物質(zhì)的去除問(wèn)題。

2.6高級(jí)氧化法

2.6.1光化學(xué)氧化

光化學(xué)反應(yīng)是在光的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),采用臭氧或過(guò)氧化氫作為氧化劑,在紫外線的照射下使污染物氧化分解,從而達(dá)到污水的處理,光化學(xué)氧化系統(tǒng)主要有:UV/H2O2系統(tǒng)、UV/O3系統(tǒng)和UV/O3/H2O2系統(tǒng)。

以UV/H2O2系統(tǒng)為例,該法對(duì)有機(jī)物的去除能力比單獨(dú)用過(guò)氧化氫或紫外線更強(qiáng)。不僅能有效去除水中有機(jī)污染物而且不會(huì)造成二次污染,也不需要后續(xù)處理。如果在光化學(xué)氧化中加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?,就形成了光催化氧化法,它是一?xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的新型水處理技術(shù)。

2.6.2超聲波空化

超聲空化作用原理是當(dāng)有一定功率的超聲波輻射水溶液時(shí),水中的微小泡核在超聲負(fù)壓和正壓的作用下急速膨脹和壓縮、破裂和崩潰。超聲空化氧化技術(shù)常用于處理難以降解的有毒有機(jī)污染物對(duì)自然水域和地下水源的污染。超聲波空化技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù),具有成本低、無(wú)污染的特點(diǎn),具有良好的應(yīng)用前景。

2.6.3超臨界水氧化

當(dāng)水的溫度和壓力分別處于臨界溫度和臨界壓力以上時(shí),水就進(jìn)入了超臨界狀態(tài)。有機(jī)物在超臨界水中氧化,除發(fā)生氧化反應(yīng)外,還伴隨有機(jī)物的水解、熱解等反應(yīng)。具有效率高、處理徹底、適應(yīng)范圍廣、不會(huì)形成二次污染、反應(yīng)速率快并不需要額外供熱等特點(diǎn)。

3結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上這些物理化學(xué)廢水處理技術(shù)原理的介紹及其特點(diǎn)的分析,可知每種方法都有其各自的適應(yīng)條件和自身的不足之處。其中高級(jí)氧化技術(shù)以其處理效果好并不會(huì)產(chǎn)生二次污染的優(yōu)勢(shì),將會(huì)成為未來(lái)物理化學(xué)法處理廢水的主要技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 姜越,寶青娜.論物理化學(xué)方法在誰(shuí)處理的地位與發(fā)展趨勢(shì)[J].高新技術(shù),2013(17):44-45.

[2] 魏宏斌,徐迪民.水中有機(jī)污染物物理、化學(xué)處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].上海環(huán)境科學(xué),1997,4(16):14-18.

篇10

【關(guān)鍵詞】:實(shí)用性;教學(xué)優(yōu)化;學(xué)習(xí)興趣;與時(shí)俱進(jìn)

在醫(yī)學(xué)院校學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃的課程設(shè)置中,生物化學(xué)屬于基礎(chǔ)課,主要研究構(gòu)成人體主要物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)的代謝、相互聯(lián)系及其調(diào)控[1].學(xué)好生物化學(xué)不僅可以理解構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)以及這些物質(zhì)的代謝與聯(lián)系,更為以后學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程打好基礎(chǔ).生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是生物化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,通過(guò)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)不僅可以使學(xué)生觀察理解理論課所講授的知識(shí),更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力等,如果在此過(guò)程中加以適當(dāng)引導(dǎo)還可以培養(yǎng)學(xué)生的科研精神與協(xié)作意識(shí)[2].目前,生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)主要以傳授基本理論、學(xué)習(xí)基本知識(shí)為主.學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得生物化學(xué)抽象、難以理解、學(xué)起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力[3],但是實(shí)際上生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課具有很強(qiáng)的“實(shí)用性”.如果我們能從“實(shí)用性”角度出發(fā),改變教學(xué)思維,提高學(xué)生對(duì)該門課的學(xué)習(xí)興趣,往往可以取得事半功倍的效果.針對(duì)該課程教學(xué)特征及各專業(yè)學(xué)生特點(diǎn),我們?cè)诮虒W(xué)中進(jìn)行了一系列“實(shí)用性”思維改革,使學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí),還培養(yǎng)了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,取得了非常好的教學(xué)效果.

1生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課“實(shí)用性”教學(xué)優(yōu)化

1.1“生活實(shí)用性”優(yōu)化

“生活實(shí)用性”即貼近生活.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)貼近生活的典型例子為維生素C的定量測(cè)定.該實(shí)驗(yàn)取材為新鮮的蔬菜水果,我們選擇大家熟悉的橘子為實(shí)驗(yàn)原料.在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中每組只需少量橘子就可以提取足夠量的維生素C,該實(shí)驗(yàn)原料具有很強(qiáng)的生活氣息.選用學(xué)生非常熟悉的實(shí)驗(yàn)原料會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)對(duì)維生素的來(lái)源以及理化性質(zhì)等留下深刻印象.與此類似的是胡蘿卜素柱層析分離實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)原料我們選用炒干的紅辣椒,在研磨后提取胡蘿卜素.在該實(shí)驗(yàn)的講解中,要提示胡蘿卜素為脂溶性維生素,因此,炒過(guò)的干辣椒要保持干燥研磨,并加入有機(jī)溶劑去提取.通過(guò)該實(shí)驗(yàn),學(xué)生加深理解了理論課所講解的維生素A的主要來(lái)源為顏色鮮艷的水果蔬菜這一特點(diǎn).分光光度法與層析法都是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù).如果單純講解技術(shù)原理,或者只是重點(diǎn)講解測(cè)定方法等都會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得興趣不大.我們通過(guò)在實(shí)驗(yàn)中選擇貼近生活的實(shí)驗(yàn)材料,同時(shí)在講解中適度引導(dǎo),使學(xué)生產(chǎn)生濃厚興趣,有利于學(xué)生更好地掌握該實(shí)驗(yàn).另外,在影響酶活性的因素實(shí)驗(yàn)中,所使用的酶是學(xué)生通過(guò)口中含水做咀嚼運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的口腔淀粉酶,學(xué)生測(cè)定的是不同因素(如溫度、時(shí)間等)對(duì)自己的淀粉酶活性的影響;同樣在尿淀粉酶活性測(cè)定中,使用的也是學(xué)生自己的尿液樣本;在提取全基因組DNA實(shí)驗(yàn)中,則要求學(xué)生用棉棒取得自己的口腔黏膜細(xì)胞.在這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,通過(guò)使用學(xué)生自己的“原料”,而提高了學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的興趣.

1.2“與時(shí)俱進(jìn)實(shí)用性”優(yōu)化

社會(huì)在發(fā)展進(jìn)步,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的空前繁榮與人民生活水平的不斷提高,人們的生活方式也在改變,一些與代謝有關(guān)的疾病發(fā)病率也在不斷升高.我們根據(jù)目前我國(guó)糖尿病患者日益增多,血糖儀使用逐漸普及的特點(diǎn),在血糖濃度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中不僅加入尿糖試紙定量檢測(cè),還加入血糖儀的使用.我們發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)應(yīng)用血糖儀實(shí)時(shí)檢測(cè)血糖興趣非常大.通過(guò)親自動(dòng)手測(cè)量血糖,使學(xué)生不僅加深了對(duì)糖代謝理論知識(shí)的掌握,同時(shí)對(duì)糖尿病的尿糖定性檢測(cè)、血糖監(jiān)測(cè)等都有了更深刻的理解[4].而我們對(duì)世界糖尿病日的介紹等也使學(xué)生對(duì)我國(guó)糖尿病的嚴(yán)峻現(xiàn)狀有了更加直觀的感受.

1.3“職業(yè)實(shí)用性”優(yōu)化

“職業(yè)實(shí)用性”,即該門課程與臨床的密切聯(lián)系.醫(yī)學(xué)生從進(jìn)入醫(yī)學(xué)院校開(kāi)始,就會(huì)不斷從思想上自我加強(qiáng)職業(yè)感.入校后的“醫(yī)學(xué)生誓言”宣誓等具有強(qiáng)烈儀式感的活動(dòng)更會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)感,這會(huì)使醫(yī)學(xué)生對(duì)有關(guān)臨床的東西更感興趣.利用醫(yī)學(xué)生的這個(gè)心理特征,在生物化學(xué)教學(xué)中適當(dāng)聯(lián)系講解臨床知識(shí)會(huì)取得良好的教學(xué)效果.例如:我們?cè)谘宓鞍状姿崂w維素薄膜電泳實(shí)驗(yàn)中,往往會(huì)講解有關(guān)清蛋白與水腫癥狀,清蛋白與肝臟、腎臟疾病的關(guān)系,取得了良好的教學(xué)效果.與此類似的為血清三酰甘油的含量測(cè)定,在該實(shí)驗(yàn)中,聯(lián)系目前中國(guó)高血脂患者增多,適當(dāng)講解生活方式與肥胖、肥胖與高血脂的關(guān)系,聯(lián)系學(xué)生日常生活往往也會(huì)取得良好的教學(xué)效果.在臨床專業(yè)還可以應(yīng)用案例教學(xué)法[5],加入簡(jiǎn)單的病例探討,從生物化學(xué)的物質(zhì)代謝角度來(lái)認(rèn)識(shí)這些疾病,這些都可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生更好地掌握該門課程知識(shí).

1.4“后續(xù)實(shí)用性”優(yōu)化

“后續(xù)實(shí)用性”,即科研思維、科研習(xí)慣以及協(xié)作精神等的養(yǎng)成.醫(yī)學(xué)本科教育不僅培養(yǎng)高素質(zhì)的臨床醫(yī)療人才,也是醫(yī)學(xué)科研人才培養(yǎng)的第一階段[6].那么,科研思維、科研習(xí)慣的培養(yǎng)就必須貫穿始終.科研習(xí)慣與科研思維的養(yǎng)成需要從點(diǎn)點(diǎn)滴滴積累,在潛移默化中養(yǎng)成.我們要把每次實(shí)驗(yàn)課都當(dāng)成是一次科研習(xí)慣培養(yǎng)的好機(jī)會(huì).例如:在第一次實(shí)驗(yàn)課中,在講到實(shí)驗(yàn)室規(guī)則中的實(shí)驗(yàn)課必須穿白大褂這個(gè)簡(jiǎn)單要求時(shí),往往會(huì)將實(shí)驗(yàn)室分級(jí)、實(shí)驗(yàn)室污染區(qū)、半污染區(qū)等概念,甚至實(shí)驗(yàn)的無(wú)菌操作等做簡(jiǎn)單介紹,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性,能夠嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)待自己的每次實(shí)驗(yàn),同時(shí)對(duì)生物污染與安全有足夠的警覺(jué)意識(shí);而我們?cè)谖⒘恳埔浩鞯氖褂弥v解中,往往會(huì)系統(tǒng)介紹微量移液器的類型及適用范圍,槍頭的選用規(guī)則等,都為學(xué)生在研究生階段的科研奠定了良好基礎(chǔ).實(shí)驗(yàn)課重要的目的之一是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)的能力.盡管實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放日、大學(xué)生實(shí)驗(yàn)基金等為部分學(xué)生提供了熟悉、了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)[7],我們依然會(huì)要求在每次實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)[8],體會(huì)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要性,有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中以具體實(shí)例給學(xué)生講明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,如每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須設(shè)置對(duì)照等;而在實(shí)驗(yàn)課中則給予學(xué)生獨(dú)立操作的機(jī)會(huì),在講明實(shí)驗(yàn)基本原理與儀器使用規(guī)則后,要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)實(shí)施,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后也要求學(xué)生先自己解決;實(shí)驗(yàn)課中和課后,通過(guò)檢查實(shí)驗(yàn)記錄督促學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)記錄習(xí)慣[9].所有這些良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣都將使學(xué)生受益終身,要養(yǎng)成這些良好的習(xí)慣,既需要學(xué)生的自我努力,也需要教師有計(jì)劃、有意識(shí)、有選擇的恰當(dāng)引導(dǎo).另外,要強(qiáng)調(diào)協(xié)作精神與集體意識(shí)的養(yǎng)成.當(dāng)今社會(huì)知識(shí)信息量極其龐大,每個(gè)人都難以掌握所有知識(shí)與技能.在這種情況下,協(xié)作變得越來(lái)越重要,現(xiàn)代社會(huì)每一項(xiàng)重大的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)都離不開(kāi)良好的協(xié)作.而無(wú)論個(gè)人之間、團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作,都需要有集體意識(shí),共贏意識(shí).我們?cè)谏锘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)課中的小組內(nèi)合作、小組間協(xié)作對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的這些能力都是很重要的.作為教師,要學(xué)會(huì)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力,引導(dǎo)大家養(yǎng)成集體意識(shí)。

2教學(xué)效果

2.1“實(shí)用性”教學(xué)優(yōu)化效果調(diào)查

我們將該文所提出的“實(shí)用性”教學(xué)優(yōu)化應(yīng)用于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué),并于2016年9月到2017年1月隨機(jī)抽取臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)上過(guò)該實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生共230人進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查.發(fā)放問(wèn)卷230份,當(dāng)堂回收230份,有效回收率為100%.問(wèn)卷共設(shè)計(jì)8個(gè)問(wèn)題,其中第一二個(gè)問(wèn)題主要考查通過(guò)該教學(xué)優(yōu)化,學(xué)生對(duì)該門課的興趣是否增加;第三四五個(gè)問(wèn)題主要考查該優(yōu)化措施是否有助于學(xué)生更好地理解生物化學(xué)理論課知識(shí),同時(shí)考察學(xué)生對(duì)該課的主觀評(píng)價(jià);第六七八個(gè)問(wèn)題則主要考查該優(yōu)化措施是否有助于培養(yǎng)學(xué)生科研興趣與科研思維.問(wèn)題答案采取5級(jí)記分:1分為完全不符合,2分為基本不符合,3分為不確定,4分為基本符合,5分為完全符合[10].所有結(jié)果采用Excel表錄入,并采用GraphPdPism6ar軟件分析.

2.2“實(shí)用性”教學(xué)優(yōu)化調(diào)查結(jié)果

“實(shí)用性”教學(xué)優(yōu)化調(diào)查結(jié)果如表1所示.由我們的調(diào)查問(wèn)卷設(shè)計(jì)可知,得分越高說(shuō)明該“實(shí)用性”優(yōu)化措施效果越好.第一二項(xiàng)得分均超過(guò)3分,說(shuō)明該“實(shí)用性”優(yōu)化措施實(shí)施后,學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)課的興趣比較濃厚;第三四五個(gè)問(wèn)題中第三與第五個(gè)問(wèn)題得分均高于3分,說(shuō)明“實(shí)用性”優(yōu)化措施的應(yīng)用可以更好地達(dá)到生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目的,第四個(gè)問(wèn)題得分為2.37,說(shuō)明學(xué)生依然覺(jué)得生物化學(xué)比較抽象難懂;第六七八個(gè)問(wèn)題得分均高于3分,說(shuō)明通過(guò)在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中應(yīng)用“實(shí)用性”教學(xué)優(yōu)化措施,初步培養(yǎng)了學(xué)生的科研思維,提高了學(xué)生的科研興趣.

3討論