生物质能研究篇1
【关键词】生物质能；转化；利用体系
0.引言
生物质能是一种易得的可再生能源。由于大气污染、全球气候的变化和化石能源的日益短缺，对生物质能的研究和利用也越来越受到人们的重视。目前生物质能的利用还处在不断推向前进的过程中，需要进行更为深入的研究，包括相关的转化利用系统研究以及应用技术的开发和推广。
1.我国生物质能利用情况
我国对生物质能的利用起步比较的晚，和欧美一些发到国家相比还存在一定的差距，但是我国是一个农业大国，可以被利用的生物质能资源丰富，一旦转化的技术得到了提高，相应地会对我国的新能源开发利用带来巨大的贡献。目前我国生物质能利用的主要重点领域以及地区的分布如表1所示。
2.生物质能利用的相关技术
生物质能的利用技术一般可以分成三类，分别是直接燃烧技术，汽化利用技术，液化利用技术以及沼气技术，具体的分类见图1。
2.1直接燃燃技术
这种技术是人类最早采用的利用生物质能的技术，但是利用的效率较低，并有一定的污染。随着现代技术的发展，利用现代的技术手段对其进行更加有效的利用已经成为了可能，大致可以分成、直接燃烧发电、成型成固体无污染燃烧以及混合燃烧发电等技术，最后得到的主要产品是供人们使用的电能以及燃烧热能。
2.2气化利用技术
气化利用技术主要的产品是电能以及燃气，采取的气化方式主要是流化床式和固定床式两种。其中应用比较多的就是热解气化法，技术的关键是通过运用高效热解气化技术来对原材料进行处理，得到适合于燃气轮机以及内燃机使用的燃料，其中的关键部件就是气化炉，它必须适应各种不同的生物质原料，这样才可以扩大气化技术的应用面。
2.3液化利用技术
液化利用技术主要就是将生物质转化成为液体的燃料，一般都是通过化学或者是生物的方法。当前已经具备一定规模的生物质液化产品主要包括生物柴油、乙醇以及生物油，是一种可以用来代替不可再生液体燃料的资源。
2.4沼气利用技术
沼气是一种可燃性的气体，产生的主要机理是有机物质需要在厌氧的环境下，经过发酵而产生。沼气产生过程中的副产品包括沼液以及沼渣，都是很好的生物化肥，可以用来进行农业生产，这种技术一旦和农业生产相结合，就会大大地有利于环境和生态的可持续发展，是一种良好的生物质的利用技术。
3.结语
伴随着资源的不断减少，人类所面临的资源问题也越来越严重，加强生物质能转化系统的研究是解决这个问题比较好的途径，因此，需要在不断提升利用技术的基础上的，不断加强生物质能利用的合理性和科学性，对我国这样的农业大国来说合理地利用好生物质能更是显得意义重大。[科]
【参考文献】
[1]高荫榆，雷占兰，郭磊，谢何融，陈才水.生物质能转化利用技术及其研究进展[J].江西科学，2006（06）.
生物质能研究篇2
关键词：黑龙江省；发展；生物质能源；策略
中图分类号：F062.1 文献标志码：a 文章编号：1673－291X(2008)03－0114－04
一、生物质能源的认识
(一)生物质能源的含义
提到能源，人们通常会想到煤炭、石油、天然气，抑或是风能、水能和核能。可是，在人类所面临的能源危机日益严峻之际，一种人们司空见惯却并未过多留意的能源――生物质能源，正悄然兴起。生物质能源是植物通过光合作用而固定于地球上的太阳能，通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料来替代矿物燃料，以减少人类对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费对环境造成的污染。例如：用玉米、甘蔗、甜高粱、木薯生产燃料乙醇，用甜高粱、麻风树生产生物柴油。
(二)生物质能源的特性
1、可再生性。生物质能源是以农林等有机废弃物和利用边际性土地种植能源植物为原料，以及以农作物淀粉油脂作为调剂，生产的可再生清洁能源及相关化工产品。是一种对环境友好，可再生的能源，如多种燃料乙醇、生物柴油和沼气等。
2、环保性。生物质能源是以农林产品及其加工生产的有机废气物、畜禽粪便、生活垃圾等为原料，通过有机酶转换技术生产的，可以使有机废气物和污染物无害化和资源化，从而有利于环保和资源的循环利用，可以显著改善农村能源的消费水平和质量，净化农村生产和生活环境。
3、高科技性。生物质能源在转化的过程中，都要使用新技术，不论在玉米变燃料乙醇，还是沼气的生产等生物质能源的生产过程中，都要经过现代的酶裂变工程或现代的发酵工程，具有较高的技术要求。
(三)生物质能源的作用
1、缓解能源短缺。随着中国经济社会的快速发展，能源供求矛盾将长期存在，特别是油气供求矛盾十分突出。据测算，2010年前我国拟开工建设的煤矿项目缺精查储量500多亿吨，2011～2020年缺1200多亿吨。在考虑大力节能降耗、调整经济结构和发展可替代品等因素下，2020年石油缺口仍将达2.5亿吨。虽然我国物产丰富，但由于人口众多，尽管能源资源总量比较大，但人均拥有量远远低于世界平均水平。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58.6％、7.69％和7.05％。能源需求的巨大缺口已成为中国乃至亚洲经济社会可持续发展的“瓶颈”。在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的可再生性和生产原料的丰富性使其易于规模化生产，那么，加快生物质能源发展，可最大地缓解资源与环境的压力。
2、促进区域经济发展。各国经验表明，发展清洁可再生的生物质能源在经济上，可以扩大就业，增加收入，缩小区域间的收入差距。在社会发展上，可以扶持社会弱势阶层，提高低收入者收入水平。在环境上，通过使用生物柴油，减少废气和空气污染，可以降低社会的医疗成本。在发展战略上，可以减少对进口能源的依赖，降低国家能源安全风险。纵观国际国内，已经进入生物质能源发展的时代，在强劲有力的政府支持下将给生物质能行业带来广阔的市场发展机遇。
3、发挥农业物质功能多样性。多功能是农业的客观属性，在现代社会中农业一直以来发挥着食品安全、原料供给、市场、就业增收、劳动力输出等多种功能。随着社会的进步，环境的变化，科学技术的提高，农业新的功能被不断的开发和认识，生物质能源就是赋予农业的一个新的功能。
二、生物质能源的发展状况
(一)国外生物质能源发展情况
现代工业的迅速发展，大规模开发利用作为清洁能源的可再生资源显得日益重要，可再生能源进入能源市场，已成为世界各国能源战略的重要组成部分。生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划，在日本有阳光计划、印度有绿色能源工程、美国有能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其他诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。按照欧盟规定，其成员国的可再生能源在一次能源中的比例将于2010年达到12％，2020年达到20％。美国提出，到2020年生物燃料在交通燃料中的比例达到20％；瑞典提出，2020年之后利用纤维素生产的燃料乙醇全部替代石油燃料，彻底摆脱对石油的依赖。
(二)我国生物质能源发展规划
为降低能源供求矛盾，健康发展生物质能源，我国于2006年先后颁布了《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》和《关于发展生物质能源和生物华工财税扶持政策的实施意见》，国务院于2007年6月7日通过了《可再生能源中长期发展规划》，确定了生物质能源发展目标。
1、生物质能源产业发展总体思路。今后15年，中国在生物质能方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域，开拓农村发展新型产业，为农村提供高效清洁的生活燃料，并为替代石油开辟新的渠道。
2、生物质能源产业发展目标。到2010年，生物质发电将达到550万千瓦，生物液体燃料达到200万吨，沼气年利用达到190亿立方米，生物固体成型燃料达到100万吨，生物质能年利用量占到一次能源消费量的10％(现为7.5％)；到2020年，达到16％，生物质能发电装机达到3000万千瓦，生物液体燃料达到1000万吨，沼气年利用达到400亿立方米，生物固体成型燃料达到5000万吨，生物质能年利用量占到一次能源消费量的4％。
我国国家发改委也就我国生物燃料产业发展作出三个阶段的统筹安排：“十一五”实现技术产业化，“十二五”实现产业规模化，2015年以后实现大发展。预计到2020年，我国生物燃料消费量将占到全部交通燃料的15％左右，建立起具有国际竞争力的生物燃料产业。
三、黑龙江省发展生物质能源的优势分析
纵观国际国内，已经进入生物质能源发展的时代，在强劲有力的政府支持下将给生物质能行业带来广阔的市场发展机遇。作为物产丰富的农业大省黑龙江来说有着极其丰富的生物质能源的生产资料和基础设施建设，具有良好的发展基础，在发展生物质能源上有着别人无法比拟的优势。一定要抓住这个契机另辟蹊径，以农业为基础，科学规划在不与
人争粮不与粮争地的条件下，大力发展生物质能源，振兴我省经济，为我国减少对进口能源的依赖，降低国家能源安全风险作出贡献。
(一)粮食产量和农业废弃物丰富
黑龙江省耕地面积、林地面积和石油储量居全国首位，粮食综合生产能力600亿公斤左右，商品率60％以上，是我国重要的商品粮生产基地。目前，可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查，我省年产农作物秸秆5600万吨，约2800万吨标准煤，除约933万吨作为饲料、生活用能源、造纸、纺织和建材等用途外其余4667万吨可作为能源用途；薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林，我省年均薪柴产量约为900万吨，折合标准煤525万吨；畜禽排泄物3亿吨，在加上大量的野生灌木、枝丫和枯草，在生物总量和人均占有量上其他省区是不可比的，可提供丰富的生物质能源生产资料(农林废气物转换能源量是根据占国家的比例计算得出)。若建设一处300户规模的秸秆气化集中供气工程，每年可节约秸秆燃料800吨，相当于保护林地400多亩。而目前我省农村直接用作燃料的秸秆消耗量每年在3000万吨以上，约占秸秆总量的60％，直接用于燃料的薪柴294万吨，如此多的生物质资源直接作为初级生活燃料消耗，其利用价值被大大降低，形成了“资源消耗－生态破坏－能源更加短缺”的恶性循环。
(二)多个先进基础设施即将建成
近几年，我省虽然出台了一些发展新能源的政策法规，但没有明确提出生物质能源的概念，而国家2007年6月7日通过的《可再生能源中长期发展规划》中明确提出生物质能源的概念。我省对生物质能源的概念还很模糊，但也取得了一些进展，投入了大量的资金建设了生物质能源的生产基地。“十五”期间建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂和已建立了甜高粱种植、甜高粱秆制取乙醇的基地。并有在建的技术比较先进的以木制纤维素为生产原料的生物质能源项目。例如，有获国家发改委立项批复，预计2008年10月投产由黑龙江帅亿集团公司投资建设的年产15万吨秸秆燃料乙醇、20万吨生物油项目，2007年6月在肇源县大庆新肇粮食产业园区奠基，该项目采用国际先进的酶裂解和微波技术，以玉米、高粱等农作物秸秆为原料，加工生产乙醇燃料、生物油及其他副产品，是目前为止黑龙江省首个产业化生物能源项目。作为非粮食生物能源的开发，具有明显的先进性，它不但具有巨大的市场价值，而且提升了农产品的附加值，将增加周边农民收入。虎林清河泉米业有限责任公司生物质热电联厂，是利用稻壳发电，余热供暖的可再生能源利用的CDm项目[即清洁发展机制，是141个国家签字同意的于2005年2月16日生效，世界上第一个带有法律约束力的国际环保协议《联合国气候变化框架公约京都议定书》简称《京都议定书》第12条确定的一个基于市场的灵活机制，其核心内容是允许附件一缔约方(即发达国家)与非附件一国家(即发展中国家)合作，在发展中国家实施温室气体减排项目]。目前，该项目已经完成前期投资8000万元，2007年10月份竣工后将年发电8000万度，可支持供热面积100万平方米。利用稻壳作为生产资料不仅可以解决环境卫生，更有利于环保。CDm项目的潜力大，是新型科技环保项目，具有很好的市场前景。
(三)具有生物质能源发展的政策基础
几年来，黑龙江省相继出台了一些政策法规鼓励生物质能源的发展。制定了《黑龙江省“十一五”资源综合利用专项规划》，规划年限为2006－2010年，展望到2020年。发展目标：到2010年，力争实现全省资源综合利用产值100亿元，其中：农林废弃资源26亿元，城市垃圾资源2亿元，农村畜禽粪便资源3.1亿元；工业废渣综合利用率达到90％，其中：林区三剩物综合利用率55％，秸秆和壳皮综合利用率54％，畜禽粪便资源利用率达到2.3％，主要城市生活垃圾综合利用率达到10％。到2020年，预计全省资源综合利用实现产值380亿元，其中，农林废弃资源100亿元，城市垃圾资源10亿元。林区三剩物综合利用率85％，秸秆和壳皮综合利用率达到50％。发展技术：重点发展农林废弃物综合利用技术、农村粪便处理及综合利用技术、城市生活垃圾综合利用技术等。要求重点发展机械化秸秆还田、秸秆生物快速腐熟、秸秆微贮和氨化、秸秆饲料、秸秆供热、秸秆气化、秸秆固化、秸秆和壳皮发电、秸秆包装装饰、秸秆造纸、草砖草板新型建材、林业“三剩”物系列应用等深加工综合利用技术。重点发展农村户用沼气技术和集约化养殖场粪便资源化利用技术，引导农民和养殖企业利用厌氧发酵技术处理畜禽粪便。重点发展推广垃圾综合利用(发电、堆肥等)系列技术。引导企业按照市场化运营的方式，开发具有自主知识产权、国产化的垃圾处理技术、装备，逐步实现垃圾处理的资源化、无害化和减量化。重大示范工程：鼓励以企业为主体，优选先进适用技术，建设一批在全省有较大带动作用，在全国居领先水平的资源综合利用示范项目，包括农村秸秆、壳皮综合利用示范工程、林业“三剩”物综合利用示范工程、农村粪便资源化利用示范工程。建设秸秆饲料加工、秸秆气(固)化、秸秆(壳皮)发电、秸秆包装装饰、秸秆造纸等深精加工综合利用项目，在秸秆综合利用重点地区建立比较健全的管理和服务体系，加快秸秆综合利用产业化建设步伐。在林区和木材加工集中区建立林业“三剩”物综合利用示范工程。加快推广农村户用沼气技术和建设集约化养殖场大中型沼气工程，积极开展沼气综合利用技术示范项目，推动农牧生产清洁化、能源利用优质化进程。
(四)科技力量较强
黑龙江省现有数十家包括农学院、农科院、农业生物技术职业学院等农业科技院所，有着较强的科研实力。在生物质转化与利用方面，已建设有高水平的生物质能源实验室、综合生化分析实验室。具有承担部级大型项目、接纳国内外学者开展科学研究的能力。并取得了解决农业废弃物在转化过程中的某些关键问题的成果，可降低生物质能源转化过程中的生产成本，提供实用化生产技术和设备，这对推动我国生物质能利用技术的发展及其产业化进程具有十分重要的意义。在沼气生产工业化和沼气商品化，利用厌氧发酵的原理有效地处理畜牧场废弃物、生活垃圾以及农业废弃物研究方面也建有高水平的实验室并有先进的成果。例如：农学院完成的利用厌氧发酵技术研究开发高效全天候生物质燃料的工业化生产系统，适用于高寒地区对各种有机废弃物处理，解决了高寒地区冬季沼气周年生产的问题。“十一五”期间将在厌氧条件下的微生物筛选和优良菌种培育；农业秸秆、生活垃圾、牲畜粪便混合物的同时粉碎、筛选分离；高浓度酸化装置中的料液分离和酸化液的输送方法，微生物高密度保持反应器；太阳能和沼气联合加热保温系统调控技术；沼液沼渣快速好氧制肥技术等方面取得突破进展。
四、黑龙江省生物质能源发展的限制因素
(一)不能与食用粮争地限制生物质能源的发展
我省粮食产量虽然居全国首位，玉米产量也在全国居前，种植面积也在逐年增加，预计2007年比上年增加700万亩达5000多万亩。但我省是重要的商品粮基地，到2010年，我省除每年自用40亿公斤粳稻外，每年向国家提供粳稻商品粮156.3亿公斤，承担着国家粮食安全的重任。因此，不可能拿出太多的土地来种植玉米等可转化为生物质能源的作物，这样在原料的供给上不能最大地满足生物质能源的大规模生产。
(二)资金短缺，生产水平低
虽然我省建立了一批生物质能源建设基地，但多数是以粮食为原料的燃料乙醇的生产，以农林废弃物作为原料生产生物质能源的技术和产业相对落后，不能实现规模生产。就粮食转乙醇还存在技术水平落后，生产成本高，市场竞争力弱的问题。目前较成熟的燃料乙醇的生物转化方法是以玉米为原料，但其原料成本高达总成本的70％～80％，生产成本每吨3500元左右，而巴西以甘蔗生产燃料乙醇的成本1998年就降到300美元以下。在现有的技术和市场条件下，要扩大以农林废弃物为原料的生物质能源的生产规模需要大量的资金投入，对于经济相对落后的黑龙江省来说难度比较大。因此，生物质能源的生产成本和技术水平制约着我省生物质能源产业的发展。
(三)政策法规不完善，操做性差
在国家能源政策调控下，虽然出台了包括黑龙江省实施国务院《节约能源管理暂行条例》细则及农村能源管理办法等一些发展新能源的法规，但没有我省自己的可再生能源管理细则，也没有明确提出生物质能源的概念，而国家2007年6月7日通过的《可再生能源中长期发展规划》中明确提出生物质能源的概念，我省对生物质能源的概念还处于模糊状态，不能在政策上指导生物质能源的发展。另外，国家对燃料乙醇的生产和销售仍采取严格的管制，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国际标准，更没有生物柴油的正常的销售渠道。
五、黑龙江省发展生物质能源的对策建议
1、确立发展生物质能源的战略目标。要提高对发展生物质能源重要性的认识，制定生物质能源发展目标。我省在制定振兴东北工业基地方案时确定的是能源工业基地，但仍然是以提高原煤和原油开采量为目标，不利于保护资源和环境，不符合可持续发展的要求，也不能从根本上改变能源危机，也不能达到长期的经济发展。我省应抓住绿色能源时代的契机，发挥农林作物丰富地域辽阔的优势，建立以农业为基础，以发展生物质能源为目标的生物质能源工业基地的振兴计划，促进龙江经济的腾飞。
2、积极进行技术创新，实现规模化生产。用粮食生产乙醇燃料，不但成本高，而且存在与食用粮争地的风险，应鼓励以木质纤维素为原料的生物质能源生产工艺的研究并扩大其生产规模。丰富而廉价的木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，主要来源于农业废弃物，如麦草、玉米秸秆、玉米芯、大豆渣、甘蔗渣等；工业废弃物，如制浆和造纸厂的纤维渣、锯末等；林业废弃物和城市废弃物，如废纸、包装纸等。改变沼气一户一建的模式，实现规模化生产的方式，可用于供热发电、(经存化压缩)车用燃料或罐装管输。
3、结合区域特征，合理规划布局。在发展生物质能源的产业建设中，要搞好调研，结合省内区域间粮食及农林废气物产量的分布科学规划。对于正处于转型期的资源城市，可在荒地及塌陷地等不适宜粮食生产的地带，种植秸杆等可用于生产乙醇燃料等生物质能源的植物，对现有的能源加工企业进行改造，使其成为可生产生物质能源型企业，安置下岗人员，提高收入。
生物质能研究篇3
关键词：内循环三相生物流化床氧传递效率气含率
StudyonthephaseHoldupandGas-LiquidmasstransferefficiencyinBiologicalFluidisedBed
生物流化床技术是70年代以来兴起的新型高效污水处理技术。其中的内循环三相生物流化床反应器是比较广泛研究和使用的一种。
气相含率和液体循环速度是流化床反应器流体力学性能的两个重要参数，而传质特性主要通过体积氧传质系数来反映。反应器内混合强度及传质过程与液体循环速度及气相合率有很大关系，反应器结构参数对液体循环速度与气相含率及其分布有显著的影响。如何提高流化床内的混合强度和氧传递能力，使之适合于强需氧过程中、高浓度有机废水的处理是值得深入研究的课题。本文主要从气相含率、液体循环速度及体系氧传质系数来研究内循环三相生物流化床流体力学与传质特性，为放大设计与工程应用提供依据。
1实验装置及方法
实验所用的内循环生物流化床反应器高1.1m，有效容积36L，由升流区、降流区和三相分离区组成，高径比（H／D）为6.0，内外径比（D1／D2）为0.65，由有机玻璃制成。
在流化床中加入粒径为0.3～2mm、比表面积约900m2/g的颗粒活性炭作为载体。活性炭的有效体积与流化床有效体积之比分别为3％、6％。
为增加流化床内部的紊动和传质效果，在内筒的中部开有孔，一部分上升的流体可以从此与降流区的流体混合，进一步增强了流化床内部的传质效率，使反应器更接近于全混型流态，有利于保持流化床各处溶解氧的均匀性。因为进液流量较小，循环推动力主要来自压缩空气。
采用膜电极测定溶解氧的变化来测定不同固含率下氧传递效率，方法如下：在进水中加入适量的亚硫酸钠和催化剂氯化钴，使流化床中水的溶解氧降为0。鼓入空气，同时将溶解氧仪放入流化床内，每隔10S测定溶解氧的变化。测定出溶解氧随时间的变化后，根据时间t对ln（CS－C）作图可得一条直线，其方程是：ln（Cs－C）＝－KLa.t十常数。根据此直线的斜率可得到氧的总传递系数，其中Cs是实验温度下水的饱和溶解氧，C是实验测得的溶解氧浓度。
tc表示的是液体在反应器内完成一个循环的流动所需要的时间，主要由液体循环速度确定；tm为混合时间，指某一物质加入反应器内达到完全混合所需的时间。采用脉冲法在不同水力停留时间和气体流量下，利用电导率仪测定混合时间tm、循环时间tc的变化。
采用排出体积法测定气含率的变化情况。在不通入液体的情况下，向装满水的流化床内鼓入空气，根据溢出的水量与流化床有效体积之比，测定不同气体流量下的气含率εg。
2结果与讨论
载体的加入会改变气液流相的性质，也就会改变流化床内的流动状态。而载体又是微生物生长附着的场所，其性质及加入量决定了流化床内的生物膜的量，因此，研究包含有载体的三相流化床的气液传质性能，探讨载体加入量对传质性能的影响，对后续微生物挂膜及废水处理的工艺参数选择具有重要的意义。
2.1氧传递效率KLa
2.1.1液体流量对氧传递效率的影响
固定气体流量Ug＝0.5m3／h，在固合率为0％时，改变液体流量。实验得到如下结果：
Ul＝8L／h时，得：in（Cs－C）＝－0.0398t＋2.2336，KLa＝14.33h-1；
Ul＝4L／h时，得：in（CS－C）＝－0.0382t＋2.0545，KLa＝13.75h-1；
由上可见，由于主要传质推动力来自气体，因此在较小的范围内改变液体流量，对氧传递效率KLa略有影响，但影响不大。
2.1.2气体流量对氧传递效率的影响
为简化研究，通过改变气体流量来改变流化床内的氧传质状况，液体流量固定为8L／h。
在固含率0％的条件下测得不同气体流量下的氧传递系数见表1：
表一不同气流量下的氧传递系数KLa（εs=0％）气体流量(m3/h)得到的切线方程KLa/h-10.25ln（Cs－C）＝－0.0103t＋2.13943.710.375ln（Cs－C）＝－0.0337t＋2.230212.130.5ln（Cs－C）＝－0.041t＋2.037714.760.625ln（Cs－C）＝－0.0458t＋2.201616.4880.75ln（Cs－C）＝－0.0492t＋2.115417.7120.875ln（Cs－C）＝－0.0526t＋2.154218.9361.0ln（Cs－C）＝－0.0559t＋2.185820.124
从表1可见，在气体流量从0.375m3/h升高到0.5m3/h，氧传递效率有较显著的增高，之后再继续增加气体流量，氧传递效率增长比较缓慢且均匀。这是因为，当初期空气流量增加时，由于进入反应器的氧气量增加，可供溶解的氧量增加，使传质平衡由气体向液体的方向进行。同时由于气液接触表面积增大，再加上液膜由于剧烈紊动而变薄，这些都会减小氧传递的阻力，使氧传递效率提高。当氧气量达到一定水平以后，液膜内气体浓度梯度趋于稳定，形成平衡，氧传递系数的增加相应也减小了。值得注意的是，气体流速不能过大，否则易导致气泡聚并、增大，气体迅速从流化床内逃逸，反而不利于氧传递的进行，还会带来载体流失、生物挂膜困难等问题，因此应根据实验来确定适合的气体流量。
由于氧传递效率与气液界面的面积及液膜厚度有关，增大气液接触面积及减小液膜厚度可以提高氧传递效率。在同样气体流量下减小床体内的气泡直径可大大增加气液界面接触面积，同时由于气泡减小，造成气泡间液相紊流状态加剧，可使液膜变薄，因此，减小气泡直径对氧传递效率有利。气泡的大小主要由气体分布器的状况及气速决定，因此气体分布器在流化床的设计中具有重要的作用。本研究采用喷射气液混合流体，经文丘里管扩散后再经微孔分布器进入床体，最后产生的气泡很小且均匀，取得了良好的传质效果。
2.1.3载体加入量对氧传递效率的影响
分别在流化床中加入有效体积含量3％和6％的载体，根据前面同样所述的方法进行氧传递效率的实验，发现由于载体量增加，初始流化所要求的气体流量也相应增加，否则载体很难流化，只有少量载体在上部活动，大部分沉积在流化床底部。当加大气体流量至1.5－2.0m3/h以上，经过一段时间缓慢的流态化后，载体才能全部流化起来，此时若降低气体流量至0.5m3/h左右，仍能保持全流化床的流化状态，但若再低的话，则载体会很快沉降，不能再流化。如果在往流化床中添加载体前先开机，使流化床内的流体预先处于流化状态，再逐量加入载体，可在较低气体流量下完成载体的添加过程，并且不易导致堵塞。
对添加不同因含率的载体后，流化床的氧传递性能进行比较，结果见图1：
由图1，加入了载体以后，随着气体流量增加，流化床内的氧传递效率也是增加的，但在同样的气体流量下，载体加入越多，氧传递效率越低，这可用欧阳平凯等入的关联式来解释「1，见下式：
KLa＝(1.808－7.377εs)(l+ad/ar)-2.12×UGr0.904
颜涌捷等入的研究结果也得到了类似的结论「2，见下式：
KLa＝0.049(Re‘)0.2(1+Ulp/Ugi)(Ug2/Dig0.72)(1-εs)10
本实验中，氧传递效率KLa与气体流量Ug的关系经回归后可得如下方程：
εs=0％时，KLa＝9.9649lnUg＋20.097
εs＝3％时，KLa=2.6743Ug2＋11.55Ug＋3.7073
εs=6％时，KLa＝1.5543Ug2＋15.205Ug＋0.0683
本实验中，在不同的气体流量下，经过数分钟的曝气，流化床内的溶解氧均能很快地从0mg／L升高到8mg／L左右，接近实验温度下饱和溶解氧的浓度，该浓度的溶解氧量已基本能满足生物处理过程的氧需要。因此，从溶氧需要方面来考虑，也不需要通过大量增加气体流量来提高溶解氧量，在保证可以流态化的前提下可以尽量降低气体流量，以减少能耗。
2.2混合时间tm和循环时间tc
根据前述的方法进行实验，得到的tm与tc与气体流量的关系见图2、图3。由图可以看到，随着进入流化床的气体流量增加，流化床内流体循环的表观流速也增加，混合时间和循环时间迅速减小。可见，较高的进气流速加快了流体在流化床内的循环速度，有利于氧传递等传质过程的进行，缩短溶解氧的分布时间，保证流化床各处溶解氧的均匀，从而有利于有关化学和生物过程的进行。
实验结果显示，加入载体后，同样的气体流量下混合时间比没有加入载体时要短。这可能是因为加入载体后，增大了流体流动的复杂性，由于载体小颗粒在运动过程中发生翻转、碰撞等运动并带来尾涡等，使得流体的紊动大大加强，更接近于全混型流态。但从实验结果来看，当固含率从3％变化到6％时混合时间的变化并不大，这可能是因为加入一定量的载体以后，其对流态的影响趋于一致，再加入更多的载体对流态的影响已经不显著。
加入载体后循环时间也呈降低的趋势，原因一方面可能是载体的加入使得流化床内液体量减少，液相传递用时减小，另一方面可能是由于载体的加入增加了流体的表现密度，上升流体的抽吸力增加，使得降流区流体下降的流速升高，于是缩短了循环所需要的时间。不过由于实验手段有限，上述结论尚需进行进一步的实验及理论验证。
2.3不同气体流量下的气含率
根据前面所述的方法得结果见图4，由图4可见，随着气体流量Ug的增加，气含率εg也不断升高，当Ug增加到0.9m3/h左右以后，εg的变化比较平缓，甚至开始有所下降。这从另一方面说明氧传递效率并不会随气体流量增加而无限增加，当气含率比较稳定以后，氧传递趋向平衡，传递效率也趋于稳定，因此，过高的气体流量是不必要的。
另外，从图4中也可以看到，固含率增加，其相同Ug下的εg略有下降，这可能是与载体占据了部分空间，气体能排开的液体体积减少有关。也可以认为是载体浓度大，则气体受到的浮力也大，运动速度加快，从而较容易逸出反应器，使得下降。通过回归可得到不同因含率下εg与Ug的关联式：
εg=0％时，εg=-3.7505Ug2＋8.6198Ug-1.4856
εg=3％时，εg=一3.2319Ug2＋7.8348Ug－1.4076
εg=6％时，εg=－3.1537Ug2＋7.7426Ug-1.5676
3结论
①提高气体流量有利于缩短循环时间和停留时间，在一定范围内还会提高氧传递效率，增加气含率。但过高的气体流速会因为内部质点运动剧烈而导致微生物挂膜困难，并使生成的生物膜容易脱落，另外还会带来载体流失的问题。
②本实验中，固含率≤6％，当气体流量Ug≥0.75m3/h，经过数分钟的鼓气以后，流化床内的溶解氧都能达到80％－90％的饱和程度，即8mg/L左右，基本上可以满足生物处理的需要，而又能维持正常的流化状态。
③内循环三相流化床中的载体加入量增加时，同样气体流量下氧传递效率下降；循环时间与混合时间均缩短，气含率下降。载体加入量的多少需根据实际处理需要及流化床本身的允许量来确定。
参考文献
[1]欧阳平凯.气升式反应器中三相体系进行半连续操作的气含率和传质特性研究.化学反应工程与工艺，1991，7（l）：5－67.
生物质能研究篇4
（常州工学院，江苏常州213000）
摘 要：本文采用2000-2011年的时间序列样本数据，对江苏省农村生物质能源消费及影响因素进行了实证分析。研究发现，人均纯收入水平、农村传统资源状况等因素对农户人均沼气消费量具有显著影响；产生沼气的生物质资源量、农村商品能源价格等因素对农村人均沼气消费量影响不显著。最后文章提出了相应的促进沼气消费的政策建议。
关键词：农村生物质能源；沼气消费；影响因素
中图分类号：F062.1
文献标志码：a
文章编号：1000-8772（2014）16-0090-02
一、引言
自20世纪70年代的世界性能源危机以来，世界许多国家越来越重视生物能和生物燃料的开发利用。与其它不可再生能源相比，生物质资源具有地域性、一般不进行地区间的贸易、不易输送、能源密度低、不确定性程度大等特点。
江苏是能源消费大省，能源消费量约占全国的7%。但江苏的能源资源十分匮乏，一次能源自给率在20%～25%之间，而且呈现逐年下降的趋势。其中，原煤自给率在25%左右，原油自给率仅为10%左右。因此开发利用好生物质资源是江苏社会经济和能源环境可持续发展的战略选择。沼气作为一种重要的生物质能源，目前已经成为农村生活能源消费的一个重要组成部分。很多学者的研究都证实了这一观点，如wangetal（2006）通过对江苏省射阳县农村的调查发现，沼气占当地农村生活能源消费总量的2.1%，并认为农村沼气消费的增加有助于减少农村对商品能源的需求。wangetal.（2007）通过对江苏、安徽两省的调查指出，农户沼气主要用于炊事，在一些地区，农户炊事所用的能源约有1/3来自沼气，沼气已经成为农户生活能源消费的首要来源。Lietal.（2005）通过对云南省农村能源消费状况的研究指出，沼气将是未来农村能源发展的重点领域之一。
由于中国农村居民的生物质能源消费存在着较大差异，那么，江苏省农村生物质能源消费状况及影响因素又是怎样的？本文主要以沼气作为生物质能源的代表，立足于江苏省的实际情况，探讨江苏省农村生物质能源——沼气消费的状况并对其影响因素进行分析，以更好的为发展生物质能源提供相关政策建议。
二、模型的建立
农村生物质能源是农村居民生活能源消费的重要组成部分。而农村居民生活能源消费受到多种因素的影响。收入水平是农村居民生活能源消费的重要影响因素，其对农民生活能源消费的影响主要体现在能源消费总量和能源消费结构两个方面：关于收入水平对生活能源消费量的影响，虽然学者们做了大量的实证性研究，但目前尚未发现经济增长与生活能源消费之间普遍存在着长期或短期关系的证据（杨冠琼，2006）；而收入水平对生活能源消费结构的影响，大部分学者认为，随着收入水平的提高，优质能源在农民生活能源消费总量中的比例将会增加（tonookaetal.，2006；陆慧等，2006）。
人口因素也是影响农村居民生活能源消费的因素之一，主要表现在两个方面：一是人口数量对生活能源消费量有正向影响，即人口的增加会导致生活能源消费的增加（王桂新等，2005）；二是居民的能源消费观念或消费习惯会影响生活能源消费的品种结构。
农村生活能源消费可能还受到农村能源资源的数量和供给的稳定性的影响。一些研究指出，尽管商品能源的消费不断增加，但大部分农村家庭在未来相当长的一段时间内，仍会将生物质能源作为生活能源消费的主要来源（wangetal.，2006）。这表明，农村薪柴、秸秆等传统生物质资源状况和煤炭、液化气等商品能源的供给状况对农村居民的生活能源消费都有着重要的影响。
基于以上研究成果，农村生物质能源消费可能受人口规模、收入水平、当地可供利用的能源资源状况、能源消费观念或习惯、生物质资源的拥有量等因素的影响。出于便于比较和数据可获得性等方面的考虑，本文将农村生物质能源消费量（以农村沼气消费量表示）作为因变量，农民人均纯收入等可以量化的因素作为解释量，建立以下模型：
Y=C0+C1X1+C2X2+C3X3+C4X4+C5X5+u（1）
（1）式中，Y表示农村居民人均沼气消费量；X1表示农村居民人均纯收入；X2表示当地可供利用的秸秆资源；X3表示当地可供利用的薪柴资源；X4表示当地商品能源价格；X5表示人均产生沼气的生物质资源量。其中，当地可供利用的秸秆资源X2用人均农作物播种面积来表示；当地可供利用的薪柴资源X3用人均果园面积来表示。
三、数据来源
本文采用江苏省农村2000-2011年时间序列数据进行实证分析。农村居民人均沼气消费量由农村沼气生活消费量与农村居民人口数相除得到，其中，沼气生活消费量（实物消费）来源于《中国能源统计年鉴》，农村居民人口数来源于《江苏省统计年鉴》。农村居民人均纯收入、农作物播种面积和果园面积数据均来源于《江苏省统计年鉴》。
由于产生沼气的原料主要是人畜粪便等有机垃圾，因此，产生沼气的生物质资源量可以用农村人、猪和牛产生的粪便量求和计算而得。其中，人的粪便量为0.03吨干物质/年，猪的粪便量为0.22吨干物质/年，牛的粪便量为1.10吨干物质/年（袁振宏等，2005）；猪、牛数量用各地区年末存栏头数来表示，该数据来源于国家统计局统计。
出于数据可获得性的考虑，农村商品能源价格用各地区农村居民消费价格分类指数（水电、燃料）来表示，该数据来源于《江苏省统计年鉴》。
四、模型回归结果分析
本文借助eViews软件，对模型进行回归分析，并对估计的结果进行经济意义分析。具体结果如下（表1）：
从计量结果来看，模型R2值十分接近于1，拟合优度较好；除了当地商品能源价格和人均产生沼气的生物质资源量未能通过t检验，其余变量均通过t检验，其中，农村居民人均纯收入在1%的显著性水平下显著，当地可供利用的秸秆资源、当地可供利用的薪柴资源在10%的显著性水平下显著；由F检验可知回归方程在总体上显著成立。
农村居民人均收入的回归系数为正，说明随着收入水平的增加，农村居民追求方便、清洁能源消费的意识有所提高，于是，很多农村居民选择了沼气，不仅可以使农村居民从传统烟熏火燎的炊事中解放出来，还可以废物利用、发展循环经济。
人均粮食作物播种面积表征了农作物秸秆资源在当地的可获得性，即农村居民使用农作物秸秆作为生活能源的可能性。X2的回归系数为负数，说明指标对农村人均沼气消费量具有反向影响且较为显著，表明农作物秸秆使用增加，农村居民会减少沼气的消费。这说明，沼气与秸秆是可相互替代的生活能源。
人均果园面积指标表征了薪柴作为生活能源的可获得性。从回归结果看，该指标对农村人均沼气消费量具有正向影响且较为显著，表明即使薪柴增加，农村居民也不会减少沼气的消费。这说明，沼气是比秸秆更受农村居民欢迎的生活能源，从某种程度上说明了发展农村沼气对制止滥砍乱伐、保护生态的积极作用。
当地商品能源价格对农村人均沼气消费量具有负向影响，这与经验的观点相悖，可能是因为本文采用的价格数据是水电、燃料价格指数，不能全面地反映农村电力、煤炭和液化气等能源价格的信息，造成估计结果不理想。另外，若考虑到生产沼气使用的劳动力成本因素，则可以理解为水电、燃料等价格上涨导致沼气池建造成本、劳动力成本等上涨，农民不愿意花费更多的劳动去生产（使用）沼气，导致沼气消费下降。
人均生物质资源量对农村人均沼气消费量具有正向影响，表明农户饲养牲畜数量越多，农户消费沼气越多。该变量不显著，表明研究沼气消费量与生物质资源量之间的关系时，不能忽略一个重要环节——沼气池，若较多的生物质资源不能通过沼气池转换为沼气，较多的沼气消费则无从谈起。
五、总结与讨论
目前，生物质能源已经成为农村生活能源消费的一个重要组成部分。在已有研究文献的基础之上，本文采用江苏省农村2000-2011年时间序列数据，实证研究了江苏省农村人均沼气消费量的影响因素。研究发现，人均纯收入水平、农村薪柴资源状况、当地秸秆资源情况等因素对农户人均沼气消费量具有显著影响；产生沼气的生物质资源量、农村商品能源价格等因素对农村人均沼气消费量影响不显著。
根据以上分析，本文认为，促进农村沼气消费应从以下几个方面着手：（1）加大对农村沼气的宣传和扶持力度，让更多农户了解和使用沼气。（2）减少农民的劳动付出，探索沼气小规模集中供应模式。（3）继续加大对森林资源实行封山育林等保护性措施的力度，坚决制止滥砍乱伐。（4）促进畜牧业与农村沼气协调发展，开展农村生物质资源的综合利用。
参考文献：
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[5]李莉莉，王一线，王效华.农村沼气协会建立、运行机制及发展对策：以江苏省涟水县小李集为例[J].中国沼气，2009，27
生物质能研究篇5
【关键词】生物信息学研究生培养模式研究生培养教育经过几十年的发展，已经取得长足的进步。国家每年研究生招生规模和数量都在不断增加，为国家培养大量专业人才，为科学与经济建设的迅猛发展起到良好的推动作用。尽管在研究生培养数量上增长明显，教学质量逐步提高，却仍有不尽人意之处，在某些领域仍存在着质量下降的问题，值得人们重视与思考。
一、西方国家培养研究生的模式呈多样化趋势
近年来，随着欧美等发达国家医学科学技术的发展，专业技能与综合素质的重要性日益突出，因此对高素质专业人才的培养提出了更高要求。所有大学都在考虑采用跨学科学习计划，如英、法等国在研究生课程中也开设了交叉学科的研究课程。对他们而言，交叉学科研究是现代医学科学发展的必然趋势，学科间知识的整合与交叉是当代医学科学的进步体现。虽然各国家研究生培养目标与模式各异，但研究生作为创新型人才的主要资源，其创新能力培养越来越受到各国家高校的重视，教育界的学者也纷纷对其研究现状进行了分析与探讨。
二、严把生源质量关，提高研究生教学质量
为尽快提升研究生教学质量，我们结合自身特点采取了一些针对性的有力措施。首先，严格把好生源入口，提高生源质量。培养研究生独立思考问题与解决实际问题的能力，重视有教学科研工作经验的人才并加以重点培养。其次，为拓宽专业知识面，及时增设跨学科新兴交叉课程，使研究生不仅掌握本专业知识，也加深了对相关专业知识的学习和理解，从而提高研究生的综合素质。
三、优化知识结构，构建创新实践型教学模式
在系统专业培养目标和培养要求梳理基础上，生物信息学专业研究生的培养目标是适应现代生物医药高新技术发展，推动生物医学与计算科学和信息科学的融合交叉，培养适应社会需求并具有较高科技开发能力。生物信息学专业研究生的培养是一个高素质复合型与创新型人才培养过程，各方面素质能力要求既相互统一，又各有所长。（1）生物信息学方向：了解生物医学大数据发展方向，掌握高通量分子生物技术原理和数据分析方法，具备一定的重大疾病机制分析、疾病风险标志物识别等生物信息学应用能力并胜任生物医学研究和产业开发工作。（2）生物医学软件工程方向：了解生物医学软件工程社会需求和产业进展，具备独立或在导师指导下进行生物医学软件和应用平台开发的基本技能和专业能力，胜任新型生物医药软件和平台研究、开发工作。（3）药物基因组信息学方向：了解大数据时代的新型药物开发和药物应用规律，重点增强网络药理学分析、药物靶标识别和计算机辅助药物设计技能，胜任计算机辅助新药开发、药物作用机制的工程分析等工作。（四）生物医学仪器开发方向：了解现代生物医学仪器产业发展，掌握电子学、生物医学和工程科学的交叉融合知识，胜任面向生物医药仪器设备开发、维护，及新型健康工程产业工作。
四、提升导师综合能力，培养高素质创新人才
加强研究生导师队伍建设，是培养生物信息学专业研究生的有力保障，“有好的导师人才，才有好的教育”，我们认真贯彻落实上级关于研究生课程建设改革的相关文件精神和要求，以现代教育理念为指导，制定培养研究生综合能力和创新能力的计划，不断优化研究生实践创新型教学模式。通过完善导师遴选制度改善导师队伍的结构，建立和完善导师培训制度；进一步提升导师自身道德品质、文化修养，努力形成一支素质优良、知识完备、结构合理的导师队伍。
导师是培养高素质创新人才的关键因素之一，我们始终坚持以培养创新型人才和建设一流大学的目标为抓手，通过高峰论坛、学术交流和国外学者来校访谈讲座等形式，进一步为导师创造良好的学术交流氛围，使导师能够吸取各种学术营养，博采众长，不断更新知识，拓宽专业领域，提高研究生教学质量。制定适合本专业特点的研究生培养目标与培训计划，调整和完善创新性研究生培养方案势在必行。
五、加大教学改革力度，全面优化研究生培养模式
在当前形势下，开展生物信息學专业人才培养模式改革应多管齐下，在持续推进研究生基础知识能力提升的情况下，着重解决与高新技术衔接能力培养方面的关键问题。
1.强化研究生培养过程的知识技能与社会需求衔接性调研，推进研究生教育各环节中的创新技能和产业技术的引入。选择一批实力较强的科研单位作为生物信息学专业研究生培养合作单位和产业实践基地，以此将企业资源引入到校园环境之中，推动产学研一体化发展。
2.积极深入企业、科技研发一线，了解用人单位对研究生知识、技能的需求，将符合社会需要的知识技能纳入到研究生课程教学体系，推进研究生导师与社会单位联合开展技术攻关或课题申报，提升转化潜力，推进生物医药高新技术产业与专业教育的全面融合。
3.根据生物医药高新技术领域发展现状和人才需求情况制定培养方案。以专业能力培养为核心、创新能力培养为重点、基本知识模块组成，重视基础、专业知识和创新思维能力的培养基础上，全面提高研究生的创新能力和与高新技术产业紧密衔接的综合素质能力。
4.拓展不同研究方向的研究生对综合性、交叉性以及新兴学科知识的选择范围，前沿性内容为研究生的个性发展和思维拓展提供了较为广阔的空间。以完善知识结构，提高思维能力，强化实践能力为目标，突出实践性、应用性，使其具有先进的医学理念、严谨的科研思维和解决实际问题能力。
当前研究生教育的主要目标与模式，应根据“创新经验的传授创新技能的训练创新实践的开展”的理念与思路，培养研究生的科研创新能力、独立思考和知难而进能力、坚实理论基础和实践动手能力；养成良好的科研作风，坚忍不拔的学术精神，适应新形式发展与需求的高级复合型人才。我们对生物信息学专业研究生培养模式的改革思路探讨与我国当前研究生教育的主旋律相吻合，具有一定的实用性、效用性和广泛的应用前景。未来我们将继续探索，进一步优化研究生培养模式与方案，为生物信息学专业培养更多的创新型人才，为学校推进双一流大学建设贡献力量。
参考文献：
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生物质能研究篇6
1血清药物化学在中药物质基础方面的研究现状
1.1血清药物化学在单味中药物质基础方面的研究国内提出中药血清药物化学之前，就已有学者对远志、越桔、白术、东北红豆杉、地黄等单味中药展开过研究。近年来，有更多的人将血清药物化学的方法应用于阐明中药的药效物质基础。
1.1.1茵陈蒿口服给药发现6,7-二甲氧基香豆素(6,7-dimethylesculetin，Dme)为茵陈蒿汤的主要血中移行成分，药效研究证明其具有利胆、抗炎、利尿、降血脂等一系列茵陈蒿生药的药效，因而认为6,7-Dme为该方的主要体内直接作用物质。
1.1.2当归给药血清中，藁本内酯二聚物、藁本内酯、z-Butylidenephthalide、z-6,7epoxyligustilide和falcarindiol等5个物质的相对含量比原药中高，分析这些成分表现出较高的生物活性，它们有可能是当归的药效活性物质。
1.1.3土茯苓唐氏等对单味中药土茯苓的血清药物化学初步研究表明，大鼠含药血清中的特征峰代表的物质很可能为原型成分，即药效成分。
1.1.4补骨脂王氏等对补骨脂的药物活性成分进行筛选和分析得出，补骨脂素和异补骨脂素吸收入血，是补骨脂的主要有效成分，其血清药物化学研究结果与药理研究结果相符。
1.1.5大黄给药后大黄药材共检出22个成分入血，其中大黄酸含量最高，其他蒽醌类成分含量较低。无论给大鼠的灌胃样品是大黄游离蒽醌提取物还是大黄结合蒽醌提取物，存在于大鼠血清中化学成分是相似的，以芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚为主，提示这些成分可能是大黄抗内毒素的主要药效物质，但是大黄入血成分可能并不全是其抗内毒素的有效成分。
1.1.6大青叶大青叶水煎液灌服大鼠含药血清中的特征峰代表物质主要有3个，且通过比较色谱和光谱图,在相同的保留时间下，含药血清与灌胃药液没有相同的物质，表明以上3种物质均为大青叶在体内的代谢产物，它们有可能是大青叶的药效物质。
1.2血清药物化学在中药复方物质基础方面的研究
1.2.1复方安替威胶囊研究表明，给药血清中产生19个药源性成分，通过体外抗SaRS病毒实验证实，以这19个血中移行成分为主的有效部位群是复方安替威胶囊抗SaRS病毒的药效物质基础；并发现绿原酸、黄芩苷既是入血的主要成分，也是众多代谢产物的前体化合物，因而推测它们最有可能成为药效物质。
1.2.2六味地黄丸研究表明给药后从血中发现了11个入血成分，对这11个血中移行成分进行分离和结构鉴定，共分离得到了8个化合物，成功地分离鉴定了六味地黄丸的体内直接作用物质。
1.2.3复方五仁醇胶囊给药后血清中产生药源性成分13个,全部来自君药五味子,其中8个为制剂原型成分，包括五味子醇甲、五味子甲素、五味子乙素，其余5个为代谢产物，这13个药源性成分很可能是复方五仁醇胶囊的体内直接作用物质。
1.2.4黄连解毒汤经黄连解毒汤样品及其含药血清对比，初步确定了10个来源于复方的原型成分，尚有几个代谢产物，但一些原方剂中的主要成分并未在血清中检测到。说明中药复方在体内的物质基础，并不只是原方剂的主要成分，可能是代谢产物或者其他成分才是体内的药效物质基础。
1.2.5醒脑滴丸给药后，血清指纹图谱中栀子苷、京尼平龙胆双糖苷、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1及人参皂苷Rd含量较高，同时在血中也分析出醒脑滴丸天然冰片中的右旋龙脑，与文献报道的药效作用相关，说明上述成分应为醒脑滴丸入血的主要有效成分。
1.2.6双参宁心方给药后,在血药指纹图谱检测到的15个血中成分中，确定了人参皂苷Rg1、丹酚酸B、延胡索乙素、脱氢紫堇碱4个成分，通过心肌细胞抗缺氧/复氧损伤实验发现这些成分能降低LDH漏出率，对心肌细胞具有保护作用，提示它们可能是血清中主要药效物质。
1.2.7归苓片给药后出现了12个入血成分。当归中的内酯化合物Levistolida，白术中的白术内酯Ⅲ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅰ，茯苓中的茯苓酸，都被检测为主要活性成分，这些成分可能为归苓片体内直接作用的药效成分。
1.2.8枳术丸口服给药后，大鼠血清中检测到13个化合物，其中，柚皮苷、橙皮苷和新橙皮苷为主要入血成分，相关研究表明枳术丸中橙皮苷、柚皮苷为枳术丸治疗腹胀、心下痞、胃脘痛等的药效物质基础。
1.2.9复方茵陈蒿汤应用血清药物化学，对茵陈蒿汤进行了系统的血清药物化学研究，结果找到并鉴定了21个血中移行成分。其中，苦藏花苷酸、京尼平龙胆二糖苷和色原酮类2,5-Dimethyl-7-hydroxychromon均为栀子中固有的成分；绿原酸类物质和色原酮类6-Dementhoxycapillarisin是茵陈蒿中固有的成分；化合物Capillaridina有烯炔结构，由茵陈和大黄共同产生。
此外，还分别有学者对克感利咽口服液、甘草附子汤、降脂宁、银翘散、生化汤、生姜泻心汤、冠心ii号煎剂等复方中药展开血清药物化学研究，为进一步阐明中药复方的药效活性物质奠定了基础。
2血清药物化学研究方法的优点和不足
血清药物化学的优点：①能防止中药粗制剂本身理化性质(各种电解质、鞣质、不同的pH值、渗透压等)对实验干扰，能模拟药物体内过程，实现体外实验的有效性。②可避免直接体外实验可能得出的错误结论。有些直接体外药理实验有效的成分，存在不能被吸收或代谢后失活的可能；而有些成分在体外试验中无效，而经吸收代谢后可转化为活性成分，或通过神经体液系统而发挥药效，因而体外研究并不能完全反映药物的药效物质基础。
但是，血清药物化学研究方法还是有其不足之处：①从胃肠吸收的中药有效成分在体内是进入血浆，而非血清；②凝血过程有一系列酶生成，同时刺激白细胞释放溶酶，这些酶可能降解某些中药成分；③制备与灭活血清过程会导致中药成分与中药介导体内释放物质损失,因此,血清药物化学在血栓与止血领域研究中受到限制［21］。④血清药物化学主要适用于研究通过血液而起治疗作用的中药，而对于一些有效成分不通过血液起作用的药物，如一些外用药、靶向制剂和直接刺激胃肠道药物则不太适合用此方法。
3展望
生物质能研究篇7
关键词：生物质能源；快速热解；研究趋势
1引言
生物质能源是未来可持续发展能源系统的重要组成部分，是未来化石燃料的替代品之一，其高效转换和洁净利用日益受到全世界的关注。
目前，国外已经研究开发了快速热解技术，即生物质瞬间热解制取液体燃料油，是一种很有开发前景的生物质应用技术。作为一项资源高效利用的新技术，生物质快速热解技术逐渐受到重视，已成为国内外众多学者研究的热点课题。
2国外发展现状
国外对于生物质的快速热解做了大量工作，特别是欧、美等发达国家，从20世纪70年代首次进行生物质快速热解实验以来，已经形成较完备的技术设备和工业化系统。
为了方便热解液化方面的学术交流和技术合作，欧洲在1995年和2001年分别成立了pyne组织（pyrolysisnetworkforeurope）和Gasnet（europeanBiomassGasificationnetwork）组织，前者拥有18个成员国，后者现拥有20个成员国以及8家工业单位成员。这两大组织在快速热解技术的开发以及生物油的利用方面做了大量富有成效的工作。
国际能源署（iea）组织了加拿大、芬兰、意大利、瑞典、英国及美国的10余个研究小组进行了10余年的研究工作，重点对这一过程发展的潜力、技术、经济可行性以及参与国之间的技术交流进行了协调，并在所发表的报告中得出了十分乐观的结论[1]。
荷兰twente于1989年由VanSwaaij和wprins等人提出并开始研制旋转锥式反应工艺（twenterotatingconeprocess），到1995年取得初步成功[2，3]。
加拿大ensyn工程师协会研制的循环流化床工艺在芬兰安装了20kg/h的小规模装置，在意大利的Bastardo建成了650kg/h规模的示范装置[4，5]。
加拿大waterloo（滑铁卢）大学在20世纪80年代开始开发流化床热解技术，目前加拿大达茂公司的设备日处理能力达200t[3，5]。
ChristianRoy博士和他的研究小组1981年起在Laval大学进行真空移动床的工艺研究，2000年被pyrovac国际公司在加拿大的Jonquiere建立规模为3.5t/h的示范工厂[6，7]。
美国Georgia（佐治亚）工学院1980年开发了引流床反应器，但直到1989年左右才成功运行，可得到58%的液体产物。
3国内发展现状
国内在生物质快速热解技术方面的研究工作起步较晚，并不成熟。但相关研究机构正在从事方面研究工作，也开发了多种反应器。
浙江大学于20世纪90年代中期，在国内率先开展了相关的原理性试验研究，使用GC-mS联用技术定量分析了生物油的主要组分。山东工程学院开发了等离子体快速加热生物质液化技术，1999年6月首次在国内制出了生物油并进行了成分分析。中国科学院广州能源研究所（GieC）也自主研制了生物质循环流化床液化小型装置，可取得63%的液体产率。
表2列举了近年来我国国内研究的几种主要反应器。
可见，流化床反应器运行简单、结构紧凑、容易放大，已经得到越来越多的重视。
4发展趋势
目前尚待解决的问题有以下几点：
机理研究需要进一步深入。目前被用于快速热解的生物质原料已有几十种，寻求合适的原料对于提高产物的品质至关重要。
液体的收集和工业放大方面仍需改进工艺。
降低成本，增加生物质能的竞争力。我国劳动力和原料的价格低廉、产业化生产基建投资是最大的费用，要在系统设计和设备的制造上有所创新以降低整个生产的投资。
在快速热解产物的分析和精制方面，仍需大量的探索，重点研发生物油的精制工艺，提高生物油的品位，使其能够真正成为石油的替代品。
可见，开发和改进快速热解技术的主要方向应该是提高生物质的转化率，提升生物油品质，优化反应系统的整体效率及开发适于其特殊性质的新的应用领域。
5结束语
生物质能源是备受世界关注的可再生能源，已成为21世纪研究的重要课题，其高效转换和洁净利用越来越受到世界各国关注。通过生物质快速热解技术制取生物油，是一种很有开发前景的生物质应用技术，已日益成为国内外众多学者研究的热点课题。该工艺虽然目前还未实现大规模工业化应用，但研究证明切实可行，具有广阔的市场前景。
参考文献
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生物质能研究篇8
关键词：研究生；生物类专业；就业
生物科学是自然科学的重要门类。生物类专业研究生的就业问题直接关系到生物知识教育的成败、生物科学研究的进退以及生物产业的兴衰，是高等教育领域的重要研究课题。我国生物类专业研究生招生规模较大，综合性大学、医药类大学、农林类大学、轻化工类大学和师范大学等200多所高校设有生物类院系，中国科学院、中国农业科学院等科研单位也设有很多生物类研究所。以中国科学院武汉分院为例，目前共有武汉病毒研究所、武汉植物园、水生生物研究所三个生物类研究所，每年研究生的招收规模在250人左右；此外，武汉物理与数学研究所也招收少量生物类专业研究生。近年来，随着我国生物类专业研究生招收规模的不断扩大，研究生教育的数量与质量与就业之间的矛盾日益凸显，遭到了来自社会多方面的质疑［1］。在全球金融危机爆发、失业率升高的大形势下，生物类专业研究生的就业问题愈发严峻。因此，采取切实有效的措施，千方百计地解决好生物类专业研究生的就业问题，不仅关系到研究生个人才华的施展，而且关系到我国科学技术的进步与社会的和谐稳定。本文拟对生物类专业研究生就业问题的成因进行深入剖析，在此基础上提出解决对策。
一、就业问题的原因剖析
1.研究生扩招幅度过大
据教育部门统计，自1999年研究生扩招以后，研究生教育一直保持快速增长的势头。以博士研究生为例，从1997年到2006年，全国研究生招生人数由1.3万增至5.6万左右，在读研究生数量由4.0万增至20.8万左右，当年毕业人数由0.7万增至3.6万左右。2009年，我国计划招收博士研究生6.0万人，硕士研究生41.5万人。诚然，随着社会生产力的发展，我国社会对研究生的需求量不断增大。但是，生物类专业的很多研究方向属于基础研究领域或者“冷门”研究领域，在短时间内过度扩大招生规模必然招致就业问题。据一位特种经济动物饲养专业（蚕学方向）的硕士研究生透露，蚕学方向毕业生的就业前景不容乐观，原因如下：一是扩招后我国不少高校和科研院所都取得了特种经济动物饲养专业（蚕学方向）硕士或博士学位授予权，每年培养出大量的蚕学方向研究生。仅该研究生所在大学就拥有多位蚕学方向博士生、硕士生导师，每位导师每年招收2-4名研究生；二是近年来国际蚕丝业普遍不景气，日本等国家已经把蚕丝业当作“夕阳产业”，蚕业科学被认为是“冷门”研究领域［2］；三是常见的桑蚕、柞蚕、蓖麻蚕和天蚕等大多数系农民家庭养殖，家庭作坊式的养殖场几乎没有能力接收博士、硕士毕业生。
2.研究生教育质量参差不齐
据调查，目前我国研究生在学风、学位论文质量与综合素质等方面表现较好，但是同5年前相比，生源质量、学位论文水准以及研究生的总体质量方面出现了潜在的下降趋势，在创新性、团队精神、社会责任感和动手能力等方面表现较差［3］。生物科学被誉为21世纪最重要的学科之一，发展速度一日千里，新发现、新学说、新技术层出不穷［4］。生物科学的理论性和实验性都很强，对教学资源、师资力量等的要求很高。生物类专业研究生教育既需要充实、优秀的师资队伍进行“教育”，又需要充足、先进的科研条件进行“研究”。但是，有的高校或科研院所在跟随大形势大规模扩招研究生的同时却忽视了师资队伍和科研条件等的建设或完善，致使培养条件的改进大大落后于招生规模的扩大，不能保证研究生顺利进行充分的理论学习和实验研究。在个别研究生培养单位，十几名甚至更多研究生合用一台常规pCR仪的现象十分普遍，为了争取实验机会、完成学位论文研究工作，研究生们只好分成昼班和夜班轮流进行实验。一些科研条件相对较差的高校里的研究生在理论课程学习结束后纷纷去中国科学院、“985”或“211”工程院校“打工”。师资力量、科研条件或教学资源的缺陷，限制了研究生的进步和发展，影响了研究生教育的质量。教育质量的落后或滑坡，降低了用人单位对研究生的信任度和期望值，最终影响了研究生的就业。
3.研究生教育结构不合理
研究生尤其是博士研究生是精通专门知识的科技先锋，是国家基础科学研究、国民经济和社会发展的生力军。构建合理的研究生教育结构，有助于满足生产方式和经济结构对人才的需求，有助于推动经济和社会的发展［5］。生物类专业研究生的学位层次结构、学位类型结构、学科专业结构以及培养方式等直接关系着研究生的培养质量和就业前景，也关系着生物科学的进步和生物产业的发展。然而，我国生物类专业研究生的教育结构尚存在不少问题。譬如，一些高校将生物类专业硕士研究生的学制结构由三年削减为二年，不少研究生仅理论课程学习就用掉一年多时间，毕业求职又用掉近半年时间，真正用于实验研究的时间居然只有半年左右。生物科学实践性强、实验周期长，缩短实验研究时间很可能导致学位论文质量下降［3］。再如，部分研究生培养单位的学科专业结构设置偏重于研究生指导教师的业务专长或课题研究需要，对研究生未来的就业和发展不够重视，对国家战略需要和社会需求的考虑不够充分，对国民经济和社会发展的应变不够灵活。不合理的学科专业结构，直接影响了研究生的就业与发展，影响了社会主义现代化建设人才的培养。
此外，部分生物类专业研究生自身择业观和心态存在偏差以及自主创业能力较差［1］、某些高校课程设置与生产实践严重脱节、个别单位存在用人腐败现象等也是造成就业难问题的重要原因。
二、就业对策
1.根据社会需求调控招生规模、优化教育结构
美国是世界一流的发达国家，在全球政治、经济、科技、文化等领域中发挥着举足轻重的作用。美国的全球领先地位与其先进的研究生教育密切相关。经过长期探索，美国的研究生教育形成了根据社会需求调整培养规模、优化学科专业结构的格局［5］。美国研究生教育的经验值得我们认真思考。研究生招生计划是国民经济和社会发展宏观调控的重要指标之一，招生专业、研究方向、人数应当与社会需求、就业情况等挂钩。根据我国经济、社会、文化等各个领域快速发展的特点，今后在读硕士研究生除一部分继续攻读博士学位外，其他大量的硕士研究生应当面向实际应用部门，成为具有较强动手能力的高级应用型、职业型人才［3］。当前，个别研究生培养单位存在着以指导教师的影响力或权势、课题经费数量决定研究生招收数量和研究方向的现象。有的导师名下的博士、硕士研究生竟然超过30名，有的导师把研究生当作完成私人课题的劳动力，有的导师长期和研究生不见面，甚至连部分学生的姓名都不知道［6］。很难想象，这种招生和培养模式会大幅度提高研究生的业务素质、加重研究生的求职砝码。
2.注重新兴学科和交叉学科人才的培养
生物产业是当今世界经济中富有活力的先导性、战略性产业，是21世纪经济发展的支柱产业［7］。生物产业的飞速发展，催生了生物化工、生物能源、生物材料、生物农药、生物肥料、医药生物技术、食品生物技术、环境生物技术等多个新兴学科或交叉学科，为生物类专业研究生提供了广阔的用武之地。据权威机构预测，到2020年我国生物产业大约需要3-4万名优秀的生物学家、18万名研发人员和31万名工程技术人员；此外，还需要大量高素质的创业型人才［7］。从我国生物产业发展的战略需求出发，加强新兴学科和交叉学科研究生的培养，开展工程化、创业型人才的孵化，注重产、学、研合作教育，对于我国经济的发展、社会的进步以及生物类专业研究生就业问题的解决都具有重要的现实意义。
3.不断提高研究生教育质量
高等教育的主旋律是“育人”，不是“制器”，是精心培育具有创新能力的社会主义接班人，不是随意制造粗糙的“器材”［8］。教育质量是研究生教育的生命线，同时也是研究生就业的硬件保障。我国曾经一度把硕士研究生当作学术精英来培养。从20世纪70年代末恢复研究生教育起到1999年研究生开始扩招期间，我国研究生规模较小，有条件进行精英化培养。但是当前我国研究生规模已经十分庞大，很难再以精英化方式进行培养［3］。培养理念、方式的改变，严重冲击了研究生教育的质量。面对研究生大幅度扩招带来的教育质量下滑问题，培养单位必须下大力气加以解决。笔者认为，在生物类专业研究生培养过程中应当注重以下几方面问题：一是研究生培养单位决不可随意降低培养标准和毕业考核要求。前段时间，一些研究生教育负责人和指导教师主张摒弃研究生毕业时的要求，实行“宽进宽出”方针。笔者认为，对于以应用研究为主的生物类专业研究生而言，在毕业考核时可以采用实用技术开发或个人创业情况等评价指标代替要求；但是对于以基础研究为主的研究生而言，在毕业考核时则不能放松对发表高水平论文的要求，否则不利于研究生教育质量的控制，可能影响到毕业研究生的求职以及就业后的社会服务。二是进一步规范导师指导模式，强化导师指导功能。对在读博士研究生、博士生导师、研究生教育负责人和博士毕业生的问卷调查表明，“导师指导”是影响博士研究生培养质量的最重要因素［9］。杜绝导师“放羊式”教学，强调导师在营造学术氛围中的关键性作用，对于研究生教育质量的提高以及研究生就业问题的解决具有特殊重要的意义。三是除了强调研究生的生物知识教育，还应当注重人文知识教育。人文知识教育关系到民族存亡、国家兴衰、社会进退、人格高低、思维智愚、言行文野和就业难易［8］，对于研究生综合素质和创业能力的提高具有至关重要的意义，理应予以重视。
4.加强就业指导、职业培训和继续教育
当今时代是知识大爆炸、经济大发展的年代。为了更好地适应时展和社会进步，杜绝“毕业即失业”怪现象的出现，必须加强对生物类专业研究生的就业指导、职业培训和继续教育。据笔者调查，当前很多生物类专业研究生的择业观十分狭隘，就业目标仅限于高校、科研机构的教学、科研人员与国家机关的公务员。笔者的一名学生，从生物技术专业本科毕业后被推荐到某制药厂工作。他的家境比较困难，按说进入国有大型企业从事本专业工作是很好的事情，可是他却抱怨工资太低，每天只是负责发酵罐的几个阀门，硬是要辞职考研。笔者问他获得硕士学位后干什么？他说考博。笔者又问获得博士学位后干什么？他说没仔细想过，去大学当教授、去研究所当研究员或者去国外当访问学者都可以，但是不想再干制药厂那种没有技术含量的工作。笔者在某研究所也接触到很多持此类择业观的植物学专业博士研究生，他们对应用研究嗤之以鼻，对企业单位的招聘启事不屑一顾，宁可不断地在研究所或高校做博士后研究甚至待业，也不愿应聘到企业单位从事应用研究或工业生产。加强生物类专业研究生的求职指导和职业规划，引导他们树立正确、客观、可行的择业观，处理好实现自我价值与奉献社会的关系，从小事做起，从平凡工作做起，爱岗敬业，是当前研究生培养单位、研究生教育负责人和研究生指导教师的重要责任和义务，同时也是解决目前研究生就业难问题的有效措施之一。
三、结束语
研究生教育是高层次的教育，研究生的培养与就业关系到科学技术的进步、国民经济的发展以及社会的和谐稳定。但是，近年来毕业研究生的就业率与就业层次持续走低，研究生就业出现了阶段性、区域性岗位竞争激烈的局面。对此，我们必须从全局的高度出发，认真分析生物类专业研究生就业难问题的深层次原因，通过多种渠道处理好毕业研究生的就业问题，使研究生学以致用，成为社会主义事业的优秀建设者。
参考文献：
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［7］国家发展和改革委员会课题组.中国生物产业战略研究［m］.内部资料，2005.
生物质能研究篇9
【关键词】污染生态学研究内容
【中图分类号】X171.5【文献标识码】a【文章编号】1006－9682（2011）10－0081－02
【abstract】thecontentsofthesubject,theecologyinpollutedenvironment,arediscussedinthispaper.thesecontentsincludingin①thecauseoffateoflivingbeingsinenvironment;②thebehaviorsandimpactsofpollutantsinorganismandecosystems,e.g.theprincipleofadsorption,transformation,enrichment,anddegradation;③theroadsandmechanismsofcleaningandtreatmentofpollutionbymeansofbiologicalmethods;④thecapacityofthepollutantsundertakenbyecosystem,andforecastforthetrendofthequalityofenvironment.
【Keywords】ecologyofpollutedenvironmentDiscussContent
一、引言
人类社会进入20世纪之后，随着全球工业化的兴起，生产和生活的性质与规模较之以前发生了巨大的变化，而且这种变化以一种不可逆转的趋势正不断地向纵深发展。今天，人类强大的技术力量严重地影响和干扰着自然界的许多自然过程，如气候、植被、水分乃至与之有关或包含于其中的物质化学组分的交换、循环等。特别是目前这种影响常常直接或间接地导致影响或破坏人类生活的正常性与社会发展的持续性的可怕后果，这即是当今环境问题成为倍受全世界关注的热点的原因所在。
与其他学科的兴起和发展一样，为了研究和解决在生产、生活和社会发展过程中存在或出现的问题、探索人与环境关系方面的奥秘以及如何协调或控制这种关系，大约在20世纪中叶以来，一系列有关人类环境的新学科如雨后春笋般地出现和发展起来。而从自然循环、物质变化角度研究环境问题的学科目前发展起来的最主要的有以下几门：环境地球化学、污染生态学、环境化学和环境生物无机化学。这些学科都尚在形成发展中，其最主要特点是不同学科交叉，即用已有学科的理论、方法去解决已存在的或新出现的环境问题。
也是在20世纪下半叶，生态学有了重大发展和认识上的飞跃。［1～2］新的生态学建立在生命科学和地球科学的基础之上，成为介于社会科学和自然科学之间的一门特殊的学科，研究人口、资源、环境的关系。我国已故著名生态学家马世骏曾指出：“协调人类与自然的关系，改善人类的生态环境，应是现代生态学研究的主要方向。”人类与自然环境的最主要界面――地球表面存在和发生的一切现象及与生物的关系，［3］尤其是与人类的关系成了生态学研究的重点内容。［4］
“污染生态学”是环境科学的主要组成部分之一，并已成为生态学的一个重要分支。我国在20世纪90年代初，前国家教委就规定其为与环境化学、环境地球化学平行的本科环境科学专业必修专业课程，当时也曾提出了相应的研究任务和方向。然而，和其他任何新生事物一样，“污染生态学”本身在许多方面尚处于发展、充实、完善阶段，目前对之尚存在不同一的定义或认识，人们还尚未对它的对象、任务、研究范围等作出确切的规定。其实，晚一点作出这样的规定是好事，因为广义的环境科学也包括生态学，其涉及内容较广，学科交叉性很强，人们对它的理解不能不受到原先的专业知识范围、研究经验、兴趣及对环境生态问题的不同认识等因素的影响。也正是这种不同的理解和认识，会促使不同学者从不同角度各有侧重地去研究问题，由此可能会大大地丰富和充实这门新兴学科的内容，同时也促使人们以极大的热情和兴趣去研究和探索，以使其不断成熟、完善和更有效地为保护人类、保护环境、促进社会可持续发展服务。
目前，在国外能与“污染生态学”完全对应的词条尚很少见，最为接近的可能是“pollutionScience”或“theScienceofthepollution”，但是，就针对自然界生态环境污染问题的研究却突飞猛进、日新月异。这一点在科技杂志刊载内容方面体现的非常明显，尤其是一些重要刊物更是如此。如“ecology”、“environmentalScienceandtechnology”、“environmentalpollution”、“environmentalResearch”、“appliedGeochemistry”、“theScienceofthetotalenvironment”、“aquaticecosystemHealth&management”、“BulletinofenvironmentalContaminationandtoxicology”、“environmentalGeochemistryandHealth”、“JournalofHazardousmaterials”以及“nature”、“Science”、“amBio”等刊物经常刊登大量的污染生态学研究成果。除此之外，有些污染生态学的研究成果也常常分散刊载于其它有关环境科学或生态学领域的期刊中。这些研究内容实际上已基本勾勒出了污染生态学研究内容的框架。笔者结合近年在上海交通大学讲授研究生“污染生态学”课程及科研实践中的学习心得和体会，就“污染生态学”研究内容做些浅显的讨论，与同行交流，希望大家指正。
二、污染生态学研究内容讨论
近年来不断进展的污染生态学研究和大量的研究工作其研究内容基本体现出了以下四个方面的特点：①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系；②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律，即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应；③研究生物净化机制和生物防治污染的措施；④研究生态系统承受污染物的负荷能力，确定生态系统的环境容量，预测环境质量的变化趋势。
1．污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系研究
污染物质之所以会对生物产生毒害是由于生物对这些有害物质的摄取与利用而引起的。环境一旦被污染，生存于其中的生物即会自觉不自觉地摄取和吸收污染物质，当这些物质的量在生物体内超过生物机体本身的承受或转化（无害化转化）极限时，污染物质在生物体内的毒害作用即发生了。不同的污染物质其体现出的效果往往区别很大，而自然环境中常常是多种生物并存和多种污染物质同时存在的。查明生物受害原因和明确厘定具体致害物质及致害物质间的相互作用是污染研究的关键所在，这些问题在实际情况中常常非常复杂。环境中生物受害原因以及与污染物的关系研究是污染生态学研究的最重要内容之一，是污染生态学研究的起点和基础，同时也是目前的一个热门研究领域。
2．污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律，即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应研究。
污染物一旦进入环境或生态系统、生物体内，在新的物理化学条件下便会发生一系列作用和产生相应后果。在此过程中，污染物的化学习性、系统的物理化学条件是制约因素。因此，生物对污染物从摄取到进入体内的一系列生化作用及过程的每一个环节都对最终的毒害效果产生重要影响。如摄取、输送、吸收、浓缩、转化、富集、降解和排泄等各种作用和过程。它们是研究生物在污染环境中受害机理的最基本内容。这些作用和过程对不同生物不尽一致，因而相同的污染物质对不同的生物群体常常体现出不同的生态效果。因此，这项内容是认识元素在生物体内的化学行为和运动规律，即元素在生物体内的分布、功能、运动循环机理和生物对元素的需求与中毒等基本原理的关键，对阐明污染生态环境的生态效果起着不可取代的作用。不同的生态系统常常有不同的污染特点，如大气环境、水环境、土壤环境和生物系统间同一污染物质各自分别有不同的生态环境效果。自然界大气、水、土壤、生物体系又都不停地与生物进行着物质交换循环。在各种方式的交换循环中污染物质会体现出各自的毒害效果。生态环境污染生态效应研究是污染生态学的主体内容，是一个广阔的研究领域。［5］
3．生物净化机制和生物防治污染的措施研究
生物对污染物的抵御能力体现在生态效应上即为净化功能，这项功能因生物种类不同而差别很大。生物净化机制研究一方面是制定环境容量的重要依据，另一方面可用于污染防治。这是目前污染治理研究领域的一个重要方向。许多生物特别是微生物具有独特的环境净化功能，常常会起到其它人工措施难以起到的作用。因此，生物净化机制和生物防治污染的措施研究是污染生态学环境对策的重要内容，对确定环境容量和治理、预防污染具有重要意义，是一个崭新的、前景无限光明的领域。［6］
4．生态系统承受污染物的负荷能力研究
生态系统对污染物的自然净化能力是污染研究的重要内容，也是治理预防污染的主要参考条件。对生态系统的污染负荷能力或环境容量进行研究，以及对为促使人为污染物不超过其负荷能力或容量的相应政策措施进行研究是污染生态学的基本内容之一。生物机体本身及人的主观能动作用对环境中有毒物质或污染的抵御能力和对策研究是目前一个充满兴趣而又具重要现实意义的课题。［7～8］
三、结语
从学科史角度看，污染生态学尚处于初期发展阶段。据目前本领域研究状况，本文将其研究内容归纳如下：①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系；②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律，即吸收、转化、富集、降解规律和生态效应；③研究生物净化机制和生物防治污染的措施；④研究生态系统承受污染物的负荷能力，以确定生态系统的环境容量，预测环境质量的变化趋势。
上述污染生态学的研究内容是作者学习污染生态学的体会，同任何一门新学科一样，需要在实践中不断地得到补充和修正。
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生物质能研究篇10
关键词：原料药杂质分类限度
在新药研究中，国内外对杂质的研究越来越被重视，iCH及国家食品药品监督管理局都相继了杂质研究的指导原则[1，2]，国外药典及中国药典[3]也对杂质进行了相应专门的规定，对于企业来讲，报批新药中杂质研究也越来越被重视，杂质研究的越透彻，被审评通过的几率就相对增加，因此杂质研究在药品药品研究中的比重也越来越大。
一、杂质概述
杂质指其化学结构与新原料药不一样的任何一种成分，也即对存在于某一新原料药中的已知或未知杂质情况的描述任何影响药品纯度的物质均称为杂质。
一般来讲普通的原料药检查项目通常应考虑安全性、有效性和纯度三个方面的内容。
药品按既定的工艺生产和正常贮藏过程中可能产生需要控制的杂质，包括工艺杂质、降解产物、异构体和残留溶剂等，因此要进行质量研究，并结合实际制订出能真实反映药品质量的杂质控制项目，以保证药品的安全有效。
二、杂质的分类
1.无机杂质[3]
无机杂质主要来源于生产过程，它们一般是已知的和确定的。包括：试剂、配位体、催化剂，重金属或其他残留金属，无机盐及其他物质（例如：过滤介质、活性炭等）。此项检查一般为重金属检查，灼烧残渣，阴离子检查。
2.有机杂质（也称有关物质）：
主要是在生产过程中带入的起始原料、中间体、聚合体、副反应产物，试剂、配位体、催化剂以及贮藏过程中的降解产物等。有关物质研究是药品质量研究中关键性的项目之一，其含量是反映药品纯度的直接指标。
对药品的纯度要求，应基于安全性和生产实际情况两方面的考虑，因此，允许含限定量无害的或低毒的共存物，但对有毒杂质则应严格控制。毒性杂质的确认主要依据安全性试验资料或文献资料，与已知毒性杂质结构相似的杂质，亦被认为是毒性杂质。
3.有机溶剂残留，干燥失重和水分
此三项为原料药常规的检查项目。由于某些有机溶剂具有致癌、致突变、有害健康、以及危害环境等特性，而且有机溶剂残留亦在一定程度上反映精制等后处理工艺的可行性，故应对生产工艺中使用的有机溶剂在药品中的残留量进行研究，进行方法学研究并控制限度。
含结晶水的药物通常测定水分，再结合其他试验研究确定所含结晶水的数目。质量研究中一般应同时进行干燥失重检查和水分测定，并将二者的测定结果进行比较。
4.晶型
许多药物具有多晶型现象。因物质的晶型不同，其物理性质会有不同，并可能对生物利用度和稳定性产生影响，故应对结晶性药物的晶型进行考察研究，确定是否存在多晶型现象；尤其对难溶性药物，其晶型如果有可能影响药品的有效性、安全性及稳定性时，则必须进行晶型的研究；对于具有多晶型现象的药物，应确定其有效晶型，并对无效晶型进行控制。
5.异构体
异构体包括顺反异构体和光学异构体等。由于不同的异构体可能具有不同的药效或生物有效性，甚至产生相反的药理活性，因此，必须作不同异构体的检查。具有顺、反异构现象的原料药应检查其异构体。单一光学活性的药物应检查其光学异构体，如对映体杂质检查。
6.微生物限度
供注射用的原料药（无菌粉末直接分装），必要时检查异常毒性、细菌内毒素或热原、降压物质、无菌等。
三、杂质控制的限度
杂质控制是化学药品质量控制的一项重要内容，杂质控制是化学药品质量控制的一项重要内容，研究的总体原则是在分析杂质谱的基础上，建立有效控制方法并制定合理限度。杂质谱的分析主要是基于药物的合成工艺及可能的降解途径；分析方法的建立要重点关注方法的专属性和定量的准确性；杂质限度的确定主要是基于安全性和生产可行性。
1.杂质限度
杂质限度的确定主要是基于安全性和生产可行性来考虑，单个的或某些已明确的杂质含量在这个限度水平下是可以确保生物安全性的。
企业应对所选定的杂质限度提供包括安全性研究在内的理由，对于一个通过充分的安全性研究和临床研究的新原料药，其中任何一个杂质的水平即被认为是已经通过界定了的。对于是动物和/或人体中的重要代谢物的那些杂质，也认为已通过界定。杂质的界定限量（水平）如果高于药物实际所含的杂质量，则同样可以根据对已完成的安全性研究中使用药物中的实际杂质量来判断其合理性。
建立认可标准不能高于经安全资料界定合理的水平，并且必须与生产工艺和分析能力所能达到的水平一致。如果没有安全性方面的问题，杂质认可标准应根据拟上市生产的新原料药批次测定的数据来建立，并应为常规生产和分析上的正常变异及药物的稳定性特性留有足够的余地。
如果可获得的数据不能界定某一杂质拟定的认可标准，而且当该认可标准超过了iCH所列的界定限度时，则必须进行进一步的研究，临床研究去获得必要的数据。
2.杂质限度的说明
对于那些具有特殊功效或产生毒性或为预料到的药理作用的杂质，其分析方法的定量限或检测限度必须与该杂质应被控制的量相当，并力求鉴定他们。
对于未鉴定的杂质，所使用的检测方法和确定杂质量时所采用的假设应予明确说明。特定的未鉴定的杂质应采用适当的方法描述标记
3.分析方法
可用各种技术测定有机杂质的含量，现在一般采用HpLC法。并且该方法是经过论证并适用于杂质的检测和定量。如果只需经过验证和论证，可以使用较低精度的技术（如薄层色谱法）。
4.对于某些药物，可以根据科学原理并考虑药物的类别和临床经验，对其杂质界定限度进行适当调整。例如，某些杂质在一些药物中或治疗类别中已证明与病人的不良反应有关，则该杂质的界定是非常重要的。在这种情况下，应制订更低的界定限度；反之，对安全性的顾虑比通常情况小，那么这些药物的界定限度可以高一些；如果杂质具有特殊毒性，可以采用较低的限度，对限度的改变应具体情况具体对待。
四、小结
杂质研究是药品研究的一项重要内容，贯穿于药品研发的始终，伴随着对药品研发规律的认知、质量源于设计理念的不断拓展及新技术、新方法的不断涌现，杂质研究必将会有新的突破。在进行药物研发时，应根据实际情况采取合理的方法对杂质进行考察，在考察过程中，应考虑来源、生产工艺等因素对药物安全性、有效性的影响，并有针对的进行控制。
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