生物质颗粒主要用途十篇

发布时间:2024-04-25 22:27:17

生物质颗粒主要用途篇1

论文关键词:空气颗粒物沙尘暴生态资源

论文摘要:近年来研究表明:颗粒物已成为环境空气污染最突出的问题之一。颗粒物是造成我国多数城市环境空气污染严重的首要因素。北方城市由于受外来沙尘暴的影响,颗粒物污染较南方城市严重。由于颗粒物污染,华北地区主城区环境空气质量超过国家环境空气质量二级标准的日数也为数不少。此外,颗粒物能够散射太阳光,对大气能见度和气候造成影响,给交通和生活带来极大不便。那么由此,我们研究颗粒物的组成,并如何更好的控制它们对我们人类的危害是很有必要的。

一、空气中颗粒物的成分及成因

我国做为世界上的内陆大国,每年春季的大风、强风天气和干旱少雨致使空气中的悬浮物质极为众多,沙尘暴是空气中颗粒物诞生的主要途径。颗粒物(particulatematter)又称尘。大气中的固体或液体颗粒状物质。颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。

一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物,例如土壤粒子、海盐粒子、燃烧烟尘等等。

二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分(如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等)之间,或这些组分与大气中的正常组分(如氧气)之间通过光化学氧化反应、催化氧化反应或其他化学反应转化生成的颗粒物,例如二氧化硫转化生成硫酸盐。煤和石油燃烧产生的一次颗粒物及其转化生成的二次颗粒物曾在世界上造成多次污染事件。

目前对颗粒物尚无统一的分类方法,颗粒物的组成十分复杂,而且变动很大。

大致可分为三类:有机成分、水溶性成分和水不溶性成分,后两类主要是无机成分。

1.有机成分含量可高达50%(重量),其中大部分是不溶于苯、结构复杂的有机碳化合物。可溶于苯的有机物通常只占10%以下,其中包括脂肪烃、芳烃、多环芳烃和醇、酮、酸、脂等。有一些多环芳烃对人体有致癌作用,如苯并(a)芘等。

2.可溶于水的成分主要有硫酸盐、硝酸盐、氯化物等,其中硫酸盐含量可高达10%左右。

3.颗粒物中不溶于水的成分主要来源于地壳,它能反映土壤中成土母质的特征,主要由硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾等元素的氧化物组成。其中二氧化硅的含量约占10~40%,此外还有多种微量和痕量的金属元素,有些对人体有害,如汞、铅、镉等。

颗粒物中1微米以下的微粒沉降速度慢,在大气中存留时间久,在大气动力作用下能够吹送到很远的地方。所以颗粒物的污染往往波及很大区域,甚至成为全球性的问题。

二、抑制空气中颗粒物的有效措施

华北作为沙尘暴的主要区域,每年春季的3—5月是其席卷华北的准时间段,而此时空气中的颗粒物也是疯狂之多的时节。如何有效地预防颗粒物的消极影响,保护我们的财产利益是我们社会有关部门、个人应该深思的:

首先,环保部门、各级气象主管机构应当组织对气象干旱和沙尘暴天气进行监测、预报,发现气象干旱或者沙尘暴天气征兆时,应当及时报告当地人民政府。收到报告的人民政府应当采取预防措施,必要时公布灾情预报,并组织林业、农(牧)业等有关部门采取应急措施,避免或者减轻风沙危害。

其次,对于空气中的大量颗粒物,个人防护才是最为重要的。对于突如其来的大量沙尘颗粒物如何防护呢?

1.关紧门窗:沙尘暴时要及时关闭门窗,尽量不要到室外活动,沙尘严重时,可用胶条对窗户进行封闭,以减少在家中受沙尘影响的程度。也可在室内使用空气加湿器,以保持室内空气清新适宜。

2.戴口罩:如果因职业需要必须在室外活动,最好使用防尘、滤尘口罩,以有效减少吸入体内的沙尘。

3.及时清洗:沙尘暴多发季节,天气多较干燥,加上扬尘,皮肤表层的水分极易丢失,造成皮肤粗糙,尘埃进入毛孔后易发生堵塞,若去除不及时,可能会引起痤疮,过敏体质的人还容易发生各种过敏性皮炎。因此,回到房间后应及时清洗面部,以保证毛孔通畅。另外,房间内落满灰尘要及时用湿抹布擦拭清理干净,以免把房内尘土吸入呼吸道。

4.多喝水:由于沙尘暴时气候会比平日更为干燥,此时颗粒物很容易通过鼻腔黏膜进入人体内部,多饮水能及时补充丢失的水分,加快体内各种代谢废物的排出。因此要注意多喝水,以增强对环境的适应能力。

5.疾病发作及时就医:一旦发生慢性咳嗽伴咯痰或气短、发作性喘憋及胸痛时,均需尽快就诊,求助于专业的医护人员,并在其指导下进行相应治疗。

6.灰尘眯眼时,不要揉,立即把眼睛闭起来,稍低头,眼睛受到沙尘的刺激会流出大量眼泪,这时再眨动眼皮,沙尘就会随着泪水冲到眼角而流出来。如果眼泪无法将异物冲出,可请人翻转上眼睑,用消毒棉签或干净手绢叠出一个棱角轻轻拭出异物,并及时点几次抗生素眼药水以预防感染

以上是只是具体的防护知识,要想达到长期的防护标准。必须做到

a.加强环境的保护,把环境的保护提到法制的高度来。

b.恢复植被,加强防止风沙尘暴的生物防护体系。

c.加强防止风沙尘暴的工程技术措施,即房屋、建筑物的结构

d.加强农业技术措施。

e.加强对颗粒物形成的因素,运动的规律,时空分布的研究。

f.加强预报、预警以及通讯系统的现代化。

g.加强宣传,对经常发生大面积悬浮颗粒物的地区,尽快宣传普及,并写成科普文章。

另外,大气中的颗粒物可以通过以下三种途径得到自然清除

①雨除(作为凝结核形成雨滴而降落)和降水冲刷。这是最有效的清除途径。

②在大气动力作用下由于撞击而被捕获在地面、植物或其他物体表面上。

③由于本身重量而自然沉降。

三、未来颗粒物的存活预测

生物质颗粒主要用途篇2

【关键词】原料;微量元素;添加剂;颗粒形状及大小

前言

随着工业化饲料生产的发展,社会对饲料产品质量,主要是饲料营养水平越来越重视。饲料产品的性能不仅应满足营养要求,而且应满足安全要求和动物产品的风味要求,安全性是饲料产品质量要求的重要部分,而且是对饲料产品质量的最重要、最基本的要求[1]。

一、理解水产饲料产品质量的概念

1.国际标准对质量的定义

2000年国际标准化组织了iSo9000:2000《质量管理体系——基础和术语》标准,将“质量”定义为“一组固有特性满足要求的程度”[2]。

2.饲料质量的评定

饲料生产过程中,由于原料的差异,加工均匀性差异、称量误差等很多因素都会使产品的成分含量有所不同,每批产品成分都有其固有的特定指标,这种固有的特定指标满足产品标准(或标签)要求的程度即体现出该批饲料产品的质量,以此为根据来评定饲料好或差[3]。

二、水产饲料产品质量的影响因素

1.原料对水产饲料产品质量的影响

水产动物对其食物要求与陆生动物不同,他们要求高蛋白性和脂肪性食物,所以一般制作水产饲料的原料大多为:鱼粉、豆粕、麸皮、谷物等物质。

原料品质的优劣直接影响饲料的质量。因此,要严把原料接收这道关口,防止危害产品质量的不合格原料进入生产线[5]。其次是原料的新鲜度,原料的新鲜度对饲料的诱食性、消化吸收率以及利用率的影响是非常大的。最后还要考虑原料稳定的供应途径,来源不稳定的饲料会直接影响配方的稳定性,从而影响产品质量的稳定性。

鱼粉的主要营养特点是蛋白质含量高,一般脱脂全鱼粉的粗蛋白质含量高达60%以上,富含各种必需氨基酸,氨基酸组成齐全、而且平衡,同时还应含有微量元素、维生素和未知的生长因子[7]。

优秀的饲料配方应具备以下条件:原料的选择及配比要符合水产动物的营养要求;注重生态效益,满足可持续发展;合理搭配使用添加剂[3]。水产饲料的加工特性是一个必须关注的重要因素。减小水产饲料原料粒度的大小有以下作用:提高饲料利用率,改良颗粒耐水性,改良饲料适口性,提高饲料均一性[6]。水产饲料的理想加工特性不仅表现在粉碎、混合,更重要的是所得的产品必须具有良好的水中稳定性。

水产动物进行食用的水产饲料都是经过制粒的,制粒可以克服粉料在水中散失带来的损失和对水体的污染;改善饲料的适口性和饲料品质;提高饲料的强度和密度;杀灭饲料中的大肠杆菌及沙门菌等有害菌;促进淀粉糊化和蛋白质变性,提高饲料消化率;改善饲料品质,增加饲料在水中的稳定性。

2.微量元素对水产饲料产品质量的影响

一般的水产饲料产品中含有钙磷元素,钙磷元素的含量越高说明水产饲料产品质量越好;水产饲料产品中碘、锌、铁、硒、砷对水产动物的生长具有极其重要的作用,水产饲料产品中还富含B族维生素,这些微量元素的加入大大提高了水产饲料产品的质量。

水产饲料产品中含有促生长的未知因子(鱼粉中含有这种促生长的未知因子),这种物质还没有提纯成化合物,还不能定名,但可以肯定,这种物质可刺激动物生长发育[7]。

3.颗粒形状和大小的等因素对水产饲料产品质量的影响

颗粒饲料依据加工方法和成品的物理性状分为硬颗粒饲料、软颗粒饲料和膨化颗粒饲料三种类型。硬颗粒饲料是指颗粒饲料含水率在12%以下,颗粒密度为1.3g/cm左右的粒状饲料,具有一定的强度和耐水性;软颗粒饲料是指含水率在25%--30%之间,密度为1.0g/cm的颗粒饲料;膨化颗粒饲料也称膨化漂浮饲料,密度一般在1.0g/cm以下,膨化颗粒饲料中的淀粉在膨化过程中发生了胶质化,在水中的稳定性增加,可减少饲料中水溶性营养物质在水中的散失[8]。一般对颗粒饲料的要求为:颗粒的粒径一般在1.0mm--6.0mm之间。

三、未来水产饲料的发展趋势

随着科技的不断发展和人类生活水平的日益提高,新的养殖业将由现在的数量型向质量型发展。人们对"绿色食品"和"无污染食品"趋之若鹜。而且对养殖业要求防止污染,禁止使用激素等违禁药物、避免重金属、药物残留、保护生态的呼声越来越高。水产品优质化将是新世纪养殖业发展的必然,采用挤压膨化饲料是生产高质量安全型动物产品,确保人类健康的主要手段,也是未来饲料工业发展的趋势。

参考文献

[1]《对饲料产品质量的理解》2008-3-2111:06:55

[2]《中国饲料添加剂》08年02期2008-3-310:49:40

[3]《影响水产饲料质量的因素浅析》张延华(山东省淡水水产研究所,山东济南)250117

[4]《水产饲料原料快速鉴别概要》2008-3-68:50:34

[5]《鱼粉营养特点分类用途营养特点》日期:[2011-12-5]

生物质颗粒主要用途篇3

关键词:好氧颗粒污泥同步硝化反硝化

1

生物脱氮与同步硝化反硝化

在生物脱氮过程中,废水中的氨氮首先被硝化菌在好氧条件下氧化为no-X,然后no-X在缺氧条件下被反硝化菌还原为n2(反硝化)。硝化和反硝化既可在活性污泥反应器中进行,又可在生物膜反应器中进行,目前应用最多的还是活性污泥法。硝化菌和反硝化菌处在同一活性污泥中,由于硝化菌的好氧和自养特性与反硝化菌的缺氧和异养特性明显不同,脱氮过程通常需在两个反应器中独立进行(如Bardenpho、UCt、双沟式氧化沟工艺等)或在一个反应器中顺次进行(如SBR)。当混合污泥进入缺氧池(或处于缺氧状态)时,反硝化菌工作,硝化菌处于抑制状态;当混合污泥进入好氧池(或处于好氧状态)时情况则相反。显然,如果能在同一反应器中使同一污泥中的两类不同性质的菌群(硝化菌和反硝化菌)同时工作,形成同步硝化反硝化(SimultaneousnitrificationDenitrification简称SnD),则活性污泥法的脱氮工艺将更加简化而效能却大为提高。此外从工程的角度看,硝化和反硝化在两个反应器中独立进行或在同一个反应器中顺次进行时,硝化过程的产碱会导致oH-积累而引起pH值升高,将影响上述两阶段反应过程的反应速度,这在高氨氮废水脱氮时表现得更为明显。但对SnD工艺而言,反硝化产生的oH-可就地中和硝化产生的H+,减少了pH值的波动,从而使两个生物反应过程同时受益,提高了反应效率。?

2 实现同步硝化反硝化的途径

由于硝化菌的好氧特性,有可能在曝气池中实现SnD。实际上,很早以前人们就发现了曝气池中氮的非同化损失(其损失量随控制条件的不同约在10%~20%左右),对SnD的研究也主要围绕着氮的损失途径来进行,希望在不影响硝化效果的情况下提高曝气池的脱氮效率。?

①利用某些微生物种群在好氧条件下具有反硝化的特性来实现SnD。研究结果表明,thiosphaera、pseadonmonasnautica、Comamonossp.等微生物在好氧条件下可利用noX-n进行反硝化。如果将硝化菌和反硝化菌置于同一反应器(曝气池)内混合培养,则可达到单个反应器的同步硝化反硝化。尽管这些微生物的纯培养结果令人满意,但目前普遍认为离实际应用尚有距离,主要原因是实际污泥中这些菌群所占份额太小。?

②利用好氧活性污泥絮体中的缺氧区来实现SnD。通常曝气池中的Do维持在1~2mg/L,活性污泥大小具有一定的尺度,由于扩散梯度的存在,在污泥颗粒的内部可能存在着一个缺氧区,从而形成有利于反硝化的微环境。以往对曝气池中氮的损失主要以此解释,并被广泛接受。如果污泥颗粒内部厌氧区增大,反硝化效率就相应提高。?

大量研究结果表明,活性污泥的SnD主要是由污泥絮体内部缺氧产生。要实现高效率的SnD,关键是如何在曝气条件下(不影响硝化效果)增大活性污泥颗粒内部的缺氧区以实现反硝化。要达到这一目的,有两种途径可供选择,即减小曝气池内混合液的Do浓度和提高活性污泥颗粒的尺度。?

降低曝气池的Do浓度,即减小了o2的扩散推动力,可在不改变污泥颗粒尺度的条件下在其内部形成较大的缺氧区。丹麦BioBalance公司发明的SymBio工艺即建立在此理论基础之上(曝气池Do维持在1mg/L以下),但在低Do浓度下硝化菌的活性将会降低,且极易形成诸如Sphaeroticulenatans/1701和H.Hydrossis之类的丝状菌膨胀。因此,提高SnD活性污泥颗粒的尺度,在不影响硝化效率的前提下达到高效的SnD可能是最佳选择。然而,由于曝气池中气泡的剧烈扰动作用,活性污泥颗粒在曝气条件下很难长大,因此限制了活性污泥法SnD效率的提高。?

实现活性污泥法的高效同步硝化反硝化,必须在曝气状态下满足以下两个条件:

①入流中的碳源应尽可能少地被好氧氧化;?

②曝气池内应维持较大尺度的活性污泥。?

在连续流好氧条件下硝化发生在碳氧化之后,入流中的碳源被碳氧化或合成为细胞物质,只有当BoD浓度处于较低水平时硝化过程才开始。此时,即使污泥尺度较大也能形成有利于反硝化的微环境,但外源碳已消耗殆尽,只能利用内源碳进行反硝化,而内源水硝化的反应速率小,因此SnD效率就低。在非连续条件下微生物的代谢模式则截然不同,入流中的碳源可在很短的时间内被微生物大量吸收,并以聚合物或原始基质的形态储藏于体内,从而使曝气池中的碳源浓度迅速降低,为硝化创造良好条件。如果颗粒污泥较大,形成有利于反硝化的微环境,则微生物可利用预先储存的基质进行反硝化。由于反硝化处在基质水平,反硝化的速度快,SnD效率就高。?

3 好氧颗粒污泥的培养

活性污泥工艺的运行好坏主要依赖于反应器中形成污泥的质量。最新研究结果表明,在活性污泥反应器中创造一定条件可培养出高活性的SnD颗粒污泥,其颗粒尺度在500μm左右,具有良好的沉淀性能和较高的SnD速率。?

根据目前普遍接受的污泥絮体理论及在曝气池中通常观测到的污泥颗粒大小(约为100μm)可知,在某些特定条件下污泥颗粒的紧密层可进一步增大,进而形成SnD颗粒污泥。另有研究结果表明,在反硝化条件下活性污泥絮体能形成性能优良的颗粒污泥。?

以往认为在曝气池中由于水流紊动剧烈、剪切力较大,污泥颗粒尺度在达到100μm后就很难增大了。采用微氧电极对Do在颗粒内部扩散的研究结果表明,当Do为1~2mg/L时,o2在污泥颗粒内的扩散深度约为100μm,因此在单纯的碳氧化曝气池中的污泥尺度若再增大,内部将进入厌氧状态。目前对如何在曝气池中提高活性污泥尺度的研究报道还较少,最近morgenroth采用厌氧颗粒污泥培养中的水力筛分法,以碳源为基质在USB反应器内培养出好氧颗粒污泥,其颗粒尺度可达1~3mm,具有优良的沉淀性能。但由于曝气池中o2的供给是限制因素,当颗粒变大后其平均活性并不高(内部大量污泥处于厌氧状态),且随着运行时间的延长,污泥活性可能进一步退化。

在SBR系统中采用缩短沉降时间可截留住那些具有较高沉速的生物颗粒,培养出的颗粒污泥可达3.3mm(也有仅为0.3~0.5mm的),其中几乎不含丝状菌,全部由细菌组成。颗粒化不是由微生物种类决定的,而是与操作条件有关,曝气池中的搅动强度或混合程度及曝气产生的剪切力对颗粒污泥的形成都有较大影响。好氧颗粒污泥的形成机制目前还不完全清楚。在SBR反应器中,Do保持在0.7~1.0mg/L时运行一个月可基本完成颗粒化,且CoD、nH3-n、tn去除率高达95%、95%、60%,颗粒中无丝状菌,SVi为80~100mL/g,SS为4~4.5g/L。好氧颗粒污泥在显微镜和曝气状态下都可观察到,其活性即使在Do<1mg/L时也很高,有机物和氨氮负荷可达1.5kgCoD/(m3·d)和0.18kgnH3-n/(m3·d)。?

可形成好氧颗粒污泥的微生物不仅仅局限于甲烷菌,人们观察到酸化菌、硝化菌、反硝化菌及好氧异养菌也能形成颗粒污泥。好氧颗粒污泥主要由杆菌组成,无丝状菌。这些都是在连续运行操作中发现的,目前在SBR系统中也有发现(由于颗粒污泥的快速沉降还可有效缩短沉降时间)。

参考文献:

[1]BaktinaK,DickRi.amodelforanitrifyingsuspended-growthreactorincorporatinginterparticlediffusionallimitation[J].waterRes,1992,26(12):1681-1690.

[2]patureauD,Bernetn,molettabinednitrificationanddenitrificationsp.StrainSGLY2[J].waterRes,1997,31(6):1363-1370.

[3]pengD,Bernetn,DelgenesJp,?etal.aerobicgranularsludge-acasestudyreport[J].waterRes,1999,33(3):890-893.

[4]pochanaK,KellerJ.modeldevelopmentforsimultaneousnitrificationanddenitrification[J].waterScitech,1999,39(1):235-243.

[5]KrarochvilK,waseDaJ,ForsterCF.theformationandcharacterizationofagranularsludgeinananoxicUSBreactor[J].transJCheme,1996,74(5):94-98.

[6]ScurasS,DaiggerGt,GradyCpL.modellingtheactivatedsludgeflocmicroenvironment[J].watScitech,1998,37(4-5):243-251.

生物质颗粒主要用途篇4

关键词:中药颗粒;精制新技术;应用;优势

中药颗粒具有携带方便以及吸收性好的特点,其在应用于临床治疗中,具有突出的优势。而在对中药颗粒进行生产的时候,传统技术对生产效率造成了极其严重的影响,从而使得中药颗粒生产质量大打折扣,这样的中药颗粒不仅不能够很好的进行随身携带,还会因为外部空气中的湿气,而使得中药颗粒中的分子结构出现分离,这样就会使得中药颗粒的疗效降低。所以,相关的人员应该研制出一种新的制药技术,来应用于中药颗粒的制作中,本文就介绍了一种新的中药颗粒精制技术,下面就针对该技术进行具体分析。

1中药颗粒精制新技术的应用价值

传统中药颗粒制作技术已经无法满足现今社会发展的需求,传统中药颗粒制作技术在现今的中药颗粒生产中,所存在的问题逐渐突出,严重影响到中药颗粒制作的质量。而中药颗粒精制新技术的应用,则有效的弥补了传统技术中存在的不足,使得中药颗粒中存在的问题得到了良好的解决,从而使得中药颗粒的分子结构稳定性得到了有效的保障,进而保障了中药颗粒的药效。在利用该技术进行中药颗粒的制作之前,也需要依据药品的成分以及药品的性质来对中药颗粒的制作质量进行合理的控制,只有保障了中药颗粒制作的质量,才能够使得中药颗粒最终实现精制的发展目标。

随着现代科学技术的发展以及各种制作工艺的产生,中药颗粒制作也将这些先进的工艺以及技术应用其中,从而衍生出除了中药颗粒精制新技术。在对中药颗粒进行制作的过程中,要按照一定的步骤来制作,首先就需要对药物成分进行提取处理,一般来说,工作人员采用的方法通常为膜分离法以及相关的萃取方法,运用这些方法,都能够很好的将药品中的杂质进行去除,从而使得药品的纯度得以提升,这有助于提升药物的药效。其次,就需要对中药药物进行颗粒的制作,所采用的方法主要为干法制粒,在对中药颗粒进行制作的过程中,应用精制新技术,能够有效提升药物的药效,使得人们的药物服用量可以减少,这样可以降低人们对药物的依赖性。最后就是对中药颗粒进行加工和处理。在对中药颗粒进行加工和处理的过程中,可以采用的方法为速释薄膜包衣技术,该技术的应用,不仅能够有效的提生药物的稳定性,而且还能够有效的保障药物的药效。与传统中药颗粒制作技术相比较,精制新技术的应用,可以有效的提升中药颗粒的制作质量以及生产效率,另外,新技术的应用也能够有效的解决中药颗粒中存在的问题,从而可以使得中药颗粒的应用价值得到全面的提升。

在目前的中药颗粒制作中,Co2超临界萃取法的应用较为广泛,而且其在实际的应用中,所具有的优点也较多,应用这种技术,不仅能够使得中药颗粒制作可以实现节能环保目的,同时也能够使得中药颗粒的制作更加的简单和有效。该项技术所具有的这些优点,使得其在中药颗粒的提取中也具有较为明显的应用优势,在实现节能环保的基础上也能够使得中药颗粒制作的费用相应的降低,从而有利于提升中药颗粒制作的经济效益。

而在对药物成分进行提取的过程中,主要应用的方法为膜分离法,这种方法的应用不仅能够有效的减少乙醇的使用量,而且还能够使得药物中的杂质相应的减少,从而使得中药颗粒的纯度得以提升,这对中药颗粒的制作质量有着一定的积极影响,由于中药颗粒的纯度提升,则药物分子结构的稳定性就能够得到有效的保障,这样就可以使得药物的安全性得到提升,从而也可以使得中药颗粒的药效得到更好的保障,其可以说是目前我国药物提取领域中,一种较为有效的提取新技术。

2中药颗粒精制新技术的工艺方案

全粉末制粒适合采用的工艺路线为:净药材粉碎或超微粉碎――混合均匀――湿法或干法制粒――分装。

提取物制粒适合采用的工艺路线为:净药材提取――分离――浓缩――制粒――包衣――分装。由于中药成分的复杂性决定了需要组合联用多项提取分离技术,才能实现中药除杂质和有效成分或有效部位富集的目标。因此,用中药提取物制备精制颗粒的工艺方案具有传统工艺与新技术应用相结合的特点和各项技术组合联用的特点。

3传统技术与新技术的对比试验

对中药颗粒精制新技术工艺分别进行了10批次产品生产的重现性试验,结果均表明新技术工艺重现性好,产品质量稳定。

3.1智能密闭循环连续逆流提取工艺与多能提取工艺:以贞芪扶正颗粒为例进行对比试验,试验结果发现,处理相同质量原料药材,与多能提取工艺相比,智能封闭连续逆流提取工艺,自动化水平高,工艺重现性好;提取时间缩短1倍,操作人员数减少1倍;提取有效活性组分更完全,节省溶剂2、3倍;安全性强。

3.2醇沉法和膜分离法以肺宁颗粒为例进行对比试验,通过结果可知,随着醇浓度的提高,醇沉法干浸膏得率、浸膏中绿原酸包的含量以及抑菌效果均下降明显,而膜分离法有效抑菌效果与原液比也无显著变化。

3.3干法与湿法制粒工艺:以复方金银花冲剂为例进行两种工艺对比试验,通过结果可知,干法制粒较湿法制粒能耗小、节约辅料用量,减少了服用量,颗粒外观结实、美观,并可大大降低包装材料等成本。

3.4Co2超临界萃取法与水蒸气蒸馏法:以薄荷、荆芥穗、白芷及川芎中挥发油提取为例进行两种试验,通过结果可知,采用Co2超临界流体萃取法提取挥发油,收率明显高于水蒸气蒸馏法,生产周期缩短一半。

3.5速释薄膜包衣技术:对包衣与未包衣颗粒进行外观、吸湿性加速试验比较,通过结果可知,未包衣颗粒含水量增加大,颗粒吸潮结块。包衣颗粒含水量增加小,颗粒外观无改变。颗粒包衣技术的应用是解决中药浸膏精制颗粒吸湿性问题的有效途径。

结束语

在现代化社会发展中,中药颗粒精制新技术在中药制药工作中得到了广泛的应用。通过上述,首先介绍了中药颗粒精制新技术的实际应用以及优势,然后将这些新技术与传统的制作技术进行全面的分析,结果发现,中药颗粒精制新技术具有明显的优势,不仅能够达到安全生产,还能够有效的降低成本,节能接好,提高了其社会经济效益以及生态效益,这一新技术具有非常广阔的发展前景。

参考文献

[1]李奉勤.中药制粒技术的发展与展望[J].河北中医,2012(12).

生物质颗粒主要用途篇5

[关键词]生物质颗粒燃料清洁燃烧

正文

1、概述

生物质颗粒燃料是在一定温度和压力作用下,利用木质素充当粘合剂,将松散的秸秆、树枝和木屑等农林生物质压缩成棒状、块状或颗粒状等成型燃料。中质烟煤相当;基本实现Co2零排放,nox和So2的排放量远小于煤,颗粒物排放量降低;燃烧特性明显得到改善,利用效率显著提高。因此,生物质固体成型燃料技术是实现生物质高效、清洁利用的有效途径之一。生物质固体成型燃料主要分为颗粒、块状和棒状3种形式,其中颗粒燃料具有流动性强、燃烧效率高等优点,因此得到人们的广泛关注。

随着我国的再生能源快速发展,生物质成型燃料技术及其清洁燃烧设备的研究开发提高了秸秆运输和贮存能力,燃烧特性明显得到了改善,可为农村居民提供炊事、取暖用能,具有原料来源广泛、价格低、操作简单等特点,是生物质能开发利用技术的主要发展方向之一。

自2006年1月1日我国颁布实施了再生能源法。使我国生物质能源发展走上了快速规范化的道路。生物质能在我国主要是以农作物秸秆为主体的资源。秸秆长期被作为农村传统的用能,随着我国农村经济的发展,农民,特别是新一代的农民难以接受传统的、直烧秸秆生活用能的落后方式。但又苦于缺乏先进廉价的使用。也只能花高价用液化气、电、型煤等现代能源。由于现代能源的紧张和价格的日趋上涨,长期花高价用现代能源,农民又难以承受。特别是城镇及城市接壤区域居民采暖,800-900元每吨的煤,一个冬天要用上1-2吨满足采暖需要,农民甘愿受冻也不愿花如此大的费用,而城镇及城市接壤区域居民采暖受到环境要求的严格限制。目前,居民冬季用煤采暖的已越来越少。从这一点看,在现代社会有相当多的农民没有得到,也很难得到良好的能源服务,他们的现代生活水平还较低。国家早就重视如此重要的民生问题,从20世纪90年代初中国农业部和科技部就开始投资进行农作物秸秆资源化利用的研究、开发、试点示范和技术推广工作。近几年,中国农作物秸秆的清洁、方便能源利用的技术研究和开发工作已取得了一些成果,有些技术已趋于成熟,并得到一定程度的推广。现在,中国主要的农作物秸秆能源利用技术有秸秆气化集中供气技术、秸秆压块成型及炭化技术、利用秸秆制取沼气技术和秸秆直接燃烧技术。由于中国农村经济的发展,农民及城镇居民生活水平的提高,居民对清洁能源的需求,加上这些秸秆能源利用技术的不断发展和逐步完善,秸秆能源利用将逐渐由传统的、低效不卫生的直接燃烧方式向优质化和高效化方向发展。

国外关于生物质成型燃料与燃烧技术设备的应用以趋于成熟化和普遍化,我国生物质成型燃料的发展还刚开始,与之相适应的燃烧技术设备处于一种滞后状态。目前一些成型燃料的应用,主要是在现有燃烧设备的基础上,直接应用或改造应用,既使河南省科学院研制具有较高水平的家用颗粒燃料炉灶,也存在着技术不到位的情况,难以产业化发展,没有做到商品化应用。

有些单位在取得了生物质颗粒燃料炊暖炉灶的基础上,立足于建立一个秸秆成型颗粒燃料与高效清洁燃烧设备系统技术产品的有机统一,协调发展的机制。在进行“生物质冷成型燃料加工设备系统”和生物质颗粒燃料炊暖炉灶的研制过程中,重点解决了目前百姓采暖困难问题,创造了“生物质颗粒燃料供热锅炉”的成果。采用了生物质颗粒燃料炊暖炉灶的核心技术,实现了生物质高效、清洁燃烧、节能排放的目标。应用广泛,可满足城镇及城市接壤区域居民采暖需求。

2、物质颗粒燃料成型和清洁燃烧技术及设备

2.1传统成型方法。

它与现有的饲料制粒方式相同,即原料从环模内部加入,经由压辊碾压挤出环模而成粒状。

包括原料烘干、压制、冷却、包装等。该工艺流程需要消耗大量能量,首先在颗粒压制成型过程中,压强达到50~100mpa,原料在高压下发生变形、升温,温度可达100℃~120℃,电动机的驱动需要消耗大量的电能;其次,原料的湿度要求在12%左右,湿度太高和太低都不能很好成粒,为了达到这个湿度,很多原料要烘干以后才能用于制粒;第三,压制出来的热颗粒(颗粒温度可达95℃~110℃)要冷却才能进行包装。后2项工艺消耗的能量在制粒全过程中占25%~35%,加之成型过程中对机器的磨损比较大,所以传统颗粒成型机的产品制造成本较高。

2.2冷成型技术。

新型冷成型技术通过颗粒成型机直接压制,把秸秆、木料残渣等转化成大小一致的生物颗粒,其燃烧效率超过80%以上(超过普通煤燃烧约60%的效率);燃烧效率高,产生的二氧化硫、氨氮化合物和灰尘少等优点。

2.3清洁燃烧设备

目前燃烧设备的理论研究和应用研究还较少,国内也引进一些以生物质颗粒为燃料的燃烧器,但这些燃烧器的燃料适应范围很窄,只适用于木质颗粒,改燃秸秆类颗粒时易出现结渣、碱金属及氯腐蚀、设备内飞灰严重等问题,而且这些燃烧器结构复杂、能耗高、价格昂贵,不适合我国国情,因此没有得到大面积推广。

哈尔滨工业大学较早地进行了生物质燃料的流化床燃烧技术研究,并先后与无锡锅

炉厂、杭州锅炉厂合作开发了不同规模、不同炉型的生物质燃烧锅炉。此外,河南农业大学研制出双层炉排生物质成型燃料锅炉,浙江大学研制出燃用生物质秸秆颗粒燃料的双胆反烧锅炉等。

3、发展前景分析

我国生物质能资源非常丰富,农作物秸秆资源量超过7.2亿吨,其中6.04亿吨可作能源使用。国家通过引进、消化、吸收国外先进技术,嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验,结合中国国情,在农村推广实施秸秆综合利用技术,在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要的意义。秸秆综合利用不但减少了秸秆焚烧对环境造成的危害、减少了温室气体和有害气体排放,而且对带动新农村建设无疑将起到重要的促进作用。从秸秆资源总量看,广大农村、乡镇的各种秸秆产量大、范围广。生物质固体燃料是继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源,是可取代矿产能源的可再生资源,是未来一个重点发展方向。

参考文献

[1]刘延春,张英楠,刘明,等.生物质固化成型技术研究进展[J].世界林业研究,2008,21(4):41-47.

[2]赵迎芳,梁晓辉,徐桂转,等.生物质成型燃料热水锅炉的设计与试验研究[J].河南农业大学学报,2008,42(1):108-111.

生物质颗粒主要用途篇6

关键词:可吸入颗粒重金属污染特点研究

1、可吸入颗粒物中重金属的概述

1.1可吸入颗粒物的概述

pm10是可吸入颗粒物的简称,也可以叫飘尘,是指粒径在小于10微米的颗粒物。可吸入颗粒物在环境空气中持续的时间很长,对人体健康和大气能见度影响都很大。大气中的pm10通过呼吸作用和皮肤吸收进入人体,从而直接影响人体健康。一些颗粒物来自污染源的直接排放,而另一些则是由环境空气中各种有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物。总而言之,pm10的来源是多方面的,在许多时候更是为人们所忽视,但颗粒污染物严重危害人们的健康,特别是呼吸系统健康。

1.2可吸入颗粒物中重金属概述

近几年来,国内许多的学者对北京、上海、等城市的大气可吸入颗粒物中的成分进行了研究和分析,其结果显示了重金属pb、Cu、Zn、Se、as是各城市pm10的主要来源之一,其对pm10的贡献率为24.0%~49.7%。

重金属毒性很大,并且很难降解。当重金属进入大气之后,可以直接通人类呼吸何其他间接途径作用于人体,进而危害人畜安全。此外pm10中的重金属,成为大气气溶胶系统中的重要组分,本身可以发生一系列连续的化学转化作用,同时还能够催化氧化众多化学物质。

如大气中的Fe3+和mn2+催化氧化酸性气体S02,使得大气中的强酸性物质浓度增加。一些重金属还能够催化大气有机物的光化学反应,产生次生大气污染物,同时影响大气污染物的转化过程。

2、大气颗粒物中重金属的来源分析

但最近几年的监测发现,我国可吸入颗粒中重金属的比例在逐步增大。为了防止可吸入颗粒中重金属污染物危害人体健康,保护大气环境不致恶化或根据大气可吸入颗粒中重金属的来源分析,来预防发生大气污染事故。

对于大气可吸入颗粒物中重金属的来源分析中,主要运用谱系聚类法。通过谱系聚类法,首先对各大气样品自成一类,然后把最相似的样品聚为小类,再将已聚合的小类按其相似性再聚合,随着相似性的减弱,最后将一切子类都聚合成一个大类,从而得到一个按相似性大小聚结起来的一个谱系图。从而得到大气可吸入颗粒物中重金属的成分。

此外,可以通过外加均匀磁场、梯度磁场、均匀磁场添加磁种、梯度磁场添加磁种4种类型下对于空气中可吸入颗粒中的重金属来与进行分析,如对于燃煤pm10团聚实验研究,均匀磁场由电磁铁产生,梯度磁场由铁氧体永磁环产生,磁种为Fe3o4和g-Fe2o3,对于空气的在样品之间定义相似系数,距离或相似系数代表样品或者变量之间的相似程度。得到了重金属Fe的来源。

通过分析结果,可以得到pm10中的重金属通常来自污染源的直接排放,比如烟囱与车辆。另一些则是由环境空气中硫的无机化合物及其它化合物互相作用形成的细小重金属颗粒物。也就是说人为源燃料燃烧、工业生产和交通运输等是pm10的最主要来源。

3、可吸入颗粒物中重金属的分布、化学特性

在节能减排和减污的国际大背景下,为了实现大气环境质量标准为目标,对大气中可吸入颗粒中的重金属作出了分析,了解其分布和化学特性。使得环境研究者能够根据其特性是直接控制污染源排出的污染物浓度或排放量,以防止大气污染。

3.1可吸入颗粒物中重金属的分布特性

通过降尘试样的采集,通过内径为15cm的采集器,高30cm的缸内加入300-500mL蒸馏水,上用尼龙网罩防异物落入。连续采集一个月的样本。利用适合于大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进行空气中可吸入颗粒物中重金属的分布的测定方法:GB/t15432-1995中测定总悬浮颗粒物的方法。得到了可吸入颗粒物中重金属的分布特性是呈现随时间、空间和粒径分布变化的特点。总体来说:可吸入颗粒物中重金属的分布呈现“双峰型”,重金属的分布峰值出的时间段为上下班的两个时间段,也就是上午8点和下午四点左右。其次,人体小于2.0μm的重金属细颗粒,由于粒径适于流动,其危害较大。

3.2可吸入颗粒物中重金属的化学特性

对于Cu,Zn,pb,Fe,Co,ni,Cr等可吸入颗粒物,由于aaS测量方法具有是它是利用待测元素所产生的基态原子对其特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法。具有选择性好,干扰少,易排除。此外还.应用范围广,aaS可测70多种元素,既可测低含量和主量元素,又可测微量、痕量和超痕量元素,可测金属。于是,在研究中采用原子吸收分光光度分析法(aaS)对于可吸入颗粒物中重金属进行测量,了解到:可吸入颗粒物中重金属的化学特性表现出能长期悬浮于大气环境,具有很大的比表面积,易于富集多环芳香烃、多环苯类、病毒和细菌等有毒物质,以及痕量有毒元素的特点,也就使得被人吸入后,会累积在呼吸系统中,易诱发哮喘,引发心脏病、呼吸道疾病,降低肺功能等。

4、结语

重金属污染已成为水环境面临的重要污染问题之一。虽国内外学者在可吸入颗粒物中重金属的控制方面已开展了一定的研究工作,但由于可吸入颗粒物中重金属的控制技术手段的多样性、复杂性使得可吸入颗粒物中重金属一直成为了大气环境问题的一大危害,应引以为重视。

参考文献

生物质颗粒主要用途篇7

[关键词]中药颗粒剂;提取;纯化分离;制粒

[中图分类号]R28[文献标识码]B[文章编号]1674-4721(2010)03(c)-082-02

中药汤剂作为中医临床用药的主要剂型,虽有可以随证加减、灵活组方、易于吸收、起效较快等优点,但有调配、携带、煎煮不便,汤液味苦量大,不易被人接受等缺点。

中药颗粒剂是在汤剂的基础上发展起来的一种新的中药剂型,既保持了汤剂吸收快、显效迅速等优点,又克服了汤剂服用前临时煎煮、费时耗能、久置易霉败变质等不足。另外,中药颗粒剂还可通过薄膜包衣,达到提高药物稳定性,掩盖某些中药的不适气味(如苦味、腥味等)和缓慢释药的目的[1]。

目前国内外已广泛应用颗粒剂,并且在生产工艺设备、质量控制、新型辅料的应用等方面都进行了深入研究,发展很快,日本以中药复方制成的冲剂有100种左右,我国已有200多种[1]。

1研究现状

中药颗粒剂的制备过程一般分为提取、浓缩、制粒、干燥、包装等工序。根据中药含有效成分的不同,其处理方法各有所异。但在大量生产中其过程一般采用煎煮法或水煎醇沉法提取,对提取液常采用常压蒸发或减压蒸发,获得清膏,将适量的糖粉、糊精或药物细粉混合均匀,加入一定比例的清膏制成软材,软材过筛制得湿颗粒,经干燥后整粒进行包装[2]。

1.1提取工艺

提取工艺是制剂工艺中最重要的环节之一,将直接影响到产品的质量。不同的提取方法对不同药物有效成分的提取率不同,所以应根据临床治疗的需要、处方中药物的化学性质及所制备的剂型的要求,选择比较不同的提取方法。中药传统的提取方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流提取法、水蒸气蒸馏法等[3]。目前,煎煮法仍然是最常用的提取工艺。

随着科学技术的进步,许多新的提取方法和技术得到采用,提高了中药颗粒剂的质量。进年来,发展了超临界流体萃取、半仿生提取法、超声提取法、微波辅助萃取、酶提取法[4]等一系列先进的提取方法,使中药颗粒剂的发展带来新的飞跃。

1.2纯化分离工艺

中药提取液成分复杂,以前的提取、浓缩、制成制剂的工艺方法使中药颗粒剂的质量得不到有力保证。如何纯化分离有效成分,保证制剂的质量稳定是中药制剂发展的必然要求。目前应用最广泛的方法是水提醇沉法,此法操作简单,但乙醇用量大,耗费成本高,药物成分如生物碱、苷类、有机酸等活性成分均有不同程度的损失。

近年来一些分离、纯化新工艺、新技术相继得到研究和应用,出现了高速离心法、超滤法、絮凝法等[4-5]一些新方法。

1.3制粒工艺

1.3.1湿法制粒技术湿法制粒技术是在20世纪50年代制备中药片剂、冲剂时发展起来的一种制粒工艺,所用辅料多为淀粉、糖粉、糊精等,按浸膏比例、浸膏稠度等凭经验确定辅料用量,因而制备的颗粒质量不稳定。近年来,药学工作者通过正交、均匀设计等优选试验,通过考察辅料种类、用量、混合辅料比及制粒搅拌时间等因素对颗粒质量的影响,以颗粒得率、流动性、脆碎度等为评价指标,筛选湿法制粒的技术参数,有效地提高了湿法制粒的质量。

1.3.2干法制粒技术干法制粒是近年来出现的新型制粒技术,相对于传统的湿法制粒避免了加入大量的糖和糊精等辅料,最大限度地减少了辅料的用量。同时,干式制粒法具有生产工艺简单、生产效率高、生产成本降低、生产周期短的优点,使其在颗粒剂制备方面的应用越来越广泛。

1.3.3快速搅拌制粒技术快速搅拌制粒技术利用快速搅拌制粒机,制得的颗粒均匀,辅料用量少,制粒过程快。黄虹等[6]采用均匀设计和模式识别法对快速搅拌制粒技术进行了优化,确定了搅拌制粒机和物料的普适性参数的最佳值。

1.3.4流化床制粒技术流化喷雾制粒又称沸腾制粒、一步制粒。该技术为混合、制粒、干燥一步完成的新型制粒技术,可大大减少辅料用量,并且使浸膏在颗粒中的含量可达50%~70%,制出的颗粒大小均匀、外形圆整、流动性好、可压性好,生产效率高,便于自动控制。同时由于制粒过程在密闭的制粒机内完成,生产过程不易被污染,使成品质量得到保证。

2应用前景分析

2.1中药配方颗粒的优点

2.1.1方便中药配方颗粒剂用量小,使用方便,便于携带。

2.1.2易贮存保管中药配方颗粒采用药用复合膜包装,不易受潮,使中药颗粒剂的质量得到保证。因此不会出现中药饮片因保管不善而出现发霉、虫蛀、变色、变味等现象,从而保证药物的质量和疗效。

2.1.3剂量准确,便于调配中药颗粒剂调配时,按方取药,不需称量,不需抓药,便于核对,有效防止了差错,并且配方时清洁卫生,并大大减轻了药房人员的劳动强度,省时又省力。

2.1.4提高我国中药产业的国际竞争力我国虽是中药的发源地,但大多数处于比较原始的加工水平。目前全球中药贸易额达164亿美元,我国中药产品的销售额仅占到3%~5%,日本汉方药占70%以上,而日本汉方药原料有75%来自中国。其中最主要的原因是我国生产的中药疗效不稳定,质量不可控。

2.2展望

中药配方颗粒是中药饮片改革的重大举措,前景广阔。中药配方颗粒实现了中药用药的科学化、规范化、标准化,对传统中药的可持续发展具有深远的历史意义和现实意义,它相对于中药汤剂更适应现代社会快节奏的生活方式,有利于中药在世界范围内的普及和推广。因此,在新形势下,加强对中药配方颗粒剂的研究,扩大中药配方颗粒剂的使用范围,是中药走向世界的好途径。

[参考文献]

[1]闫丽霞.中药制剂技术[m].北京:化学工业出版社,2004:111.

[2]赵瑞玲.中药颗粒剂制备工艺现状与展望[J].中国中医药信息杂志,2001,8(2):17-18.

[3]丘晨波.中药浸提制剂技术和质量监控[m].北京:中国医药科技出版社,1995:1.

[4]刘增琪,景涛.中药提取分离技术的应用进展[J].天津药学,2003,8(4):64-66.

[5]杨基森,张永萍,谢珊.近年来中药提取工艺研究概论[J].贵阳中医学院学报,1999,21(1):48.

生物质颗粒主要用途篇8

(1.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,山东青岛266100;

2.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛266100)

【摘要】当前,随着稳定同位素分析技术的发展,特别是碳、氮稳定同位素,因其分馏作用,能揭示有机物在自然环境中的生物地球化学循环,在海洋生态研究中得到了广泛的应用。对河口区域水体中颗粒物碳、氮稳定同位素分析的研究概况进行简要了综述。

关键词碳稳定同位素;氮稳定同位素;颗粒有机物;河口区

【abstract】inrecentyears,withthedevelopmentofstableisotopeanalysistechnology,carbonandnitrogenstableisotopeanalysismethodiswidelyusedinmarineecosystemresearches,astheycanbeusedtotrackorganicsinnaturalbiogeochemistrycyclesbecauseofthefractionationeffect.inthispaper,ashortreviewisgivenregardingtotheusageofcarbonandnitrogenstableisotopeanalysisinmarineecosystemsresearchesofestuaryarea.

【Keywords】Carbonstableisotope;nitrogenstableisotope;particulateorganiccarbon;estuaryarea

1稳定同位素分析法

随着原子核中子和质子的发现,同位素研究工作逐步建立与发展起来。同位素是指质子数相同而中子数不同的原子,根据其稳定性,可分为稳定同位素和放射性同位素两类。稳定同位素分析是基于消费者与其食物之间稳定同位素组成相近的原理来确定消费者的食物来源以及食物组成的方法。通过稳定同位素在生物体内的变化来反映物理、化学及生物作用对生物体产生影响的过程,能够促进人们对生物圈的认识和理解。同位素分馏是同位素比值不同的两种物质或同一物质两个相态间发生的同位素分配,是稳定同位素丰度变化的机制。生物体新陈代谢过程中,较重的稳定同位素更易在分馏过程中富集在生物体内,反映出大时间尺度上生物摄取的食物经新陈代谢作用后的结果[1]。这种分析方法随nier型质谱仪产生及其改进而逐步发展完善,其应用领域不断拓展。当今的海洋生态系统的研究中,碳、氮稳定同位素分析方法是最常用的方法之一。

2碳、氮稳定同位素

碳是构成有机生命体的基础,存在于多数分子和所有生命中,在陆地和水生生物的生物地球化学循环以及生态系统力能过程中扮演着重要角色。碳有多种同位素,其中12C、13C为稳定同位素;氮是大气圈和生物圈的重要组成元素,是控制海洋生态系统结构、功能、物种组成以及生物多样性的关键元素之一,其中14n、15n为稳定同位素。有机物生物地球化学过程中,不同生物间13C/12C和15n/14n发生的分馏作用不同,可用于判断有机物来源,追踪其在食物网中的传递,建立连续的营养级谱[2]。沿食物链传递方向δ15n富集3‰~5‰,δ13C的同位素分馏系数小于1‰,但不同碳源δ13C有较大差别。碳、氮稳定同位素组成(δ13C和δ15n)有重要的科学内涵,在全球生物地球化学研究中得到广泛的应用,为海洋生态系统的研究提供十分有价值的信息。

3海洋颗粒有机物

海洋中,多数有机碳以小分子形式存在,只有一小部分是活体有机碳。颗粒有机碳含量仅占总碳的10%左右,但是与生物的生命过程、初级生产力密切相关,是水体中碳固定和迁出的主要形式,在海洋和全球碳循环中占有重要地位。氮是海洋生产力的主要限制营养盐,主要以有机氮形式从陆地向海洋运输。颗粒氮由颗粒有机氮和颗粒无机氮组成。其中,颗粒有机氮与水体中颗粒有机物的来源一致,而颗粒无机氮则是由一些含氮的化合物(含氮的无机肥料)及细颗粒物质吸附水体中nH4+组成。颗粒有机物δ13C和δ15n能够指示有机物的来源、迁移及转化等生物地球化学过程,为碳、氮的环境行为的研究提供重要的信息。

4河口区域颗粒有机物碳、氮稳定同位素分析的应用

河口区域是连接河流和海洋的过度带,受海洋、河流以及人类活动的影响极大,水文条件和生态环境复杂多变,导致颗粒有机物在河口及其相邻陆架海上的生物地球化学行为也是非常复杂的。海洋颗粒有机物的来源主要包括陆源和海源。河流输入、浮游植物光合作用、有机物的分解矿化和沉积物的再悬浮是其主要来源。了解颗粒有机物在河口及其相邻陆架海中的行为及组成变化是在全球尺度上描述碳循环模式的基础。

碳、氮稳定同位素分析方法在近几年国内外河口区域颗粒有机物的研究中得到广泛地应用。Barth[3]通过分析圣劳伦斯河近岸海域生态系统不同季节水体中颗粒有机物碳稳定同位素组成,发现在冷季和风暴潮时期,碎屑是颗粒有机物的主要来源,而浮游植物则是暖季颗粒有机物的主要成分。middelburg[4]在德国斯海尔德河河口观测了水体颗粒有机物的δ13C、δ15n和碳氮比(C/n),并同几种来源物质的δ13C、δ15n、C/n典型值进行对比,从而判断出水体与沉积物中颗粒有机物的来源,沉积物中的有机碳主要由陆源贡献,而悬浮颗粒物中有机碳主要来自于海水和河流输入。Liu[5]通过碳、氮稳定同位素分析方法,对台湾淡水河河口区域海水中颗粒有机物的来源进行了分析,结果表明该处水体中颗粒有机物的主要来源包括废水、土壤和基岩衍生沉积物,且这三种来源对颗粒有机物的贡献率分别为83%、12%、5%。Yu[6]基于水体中的颗粒有机物δ13CpoC分析了珠江三角洲海域颗粒有机碳的来源,通过对比海水δ13CpoC、淡水δ13CpoC以及C3植物和C4植物体内的δ13C,证明了陆源有机物输入以及河流输入是珠江三角洲海域海水有机颗粒氮的主要来源。利用碳、氮稳定同位素组成分析水体中颗粒有机物来源的研究在牙买加金斯顿港[7]、日本东京[8]、葡萄牙里斯本[9]等地区同样得到了成功的应用。

对于长江河口水体中颗粒有机物碳、氮稳定同位素组成也进行了许多研究。蔡德陵[10]通过对比长江河口及邻近的东海海域洪水期表层水体与表层沉积物中颗粒有机物的δ13CpoC,发现随着长江冲淡水的扩展,颗粒有机物δ13CpoC逐渐增大,且变化范围较大,反映出陆源与海源有机碳在河口区的显著的混合作用。Zhang[11]通过分析夏季长江河口区表层水体和沉积物中颗粒有机物δ13C和δ15n,也得到了相同的结论。tan[12]在1980年测量了长江河口区表层水体中颗粒有机物δ13CpoC,发现夏季颗粒有机物δ13CpoC的变化范围介于-25.4‰~-19.7‰之间,而冬季颗粒有机物δ13CpoC则介于-26.6‰~-23.7‰之间;施光春[13]在1986年再次分析了相同区域冬、夏两季表层水体中颗粒有机物δ13CpoC,冬季δ13CpoC介于-25.64‰至-22.64‰之间,δ13CpoC主要来自于陆源;夏季,当海水盐度低于25,δ13CpoC在-26.39‰~-22.03‰范围内,poC的来源为陆源物质输入;而盐度高于25的区域,δ13CpoC变化范围为-21.79‰~-18.64‰,海洋浮游生物为颗粒有机碳的主要来源;Gao[14]调查了长江河口区到东海西部区域冬、夏季悬浮颗粒物δ13C与δ15n的变化情况,结果表明颗粒有机物δ13C与δ15n存在明显的季节性差异,且夏季较冬季有极大的升高;宋飞[15]分析了长江口海域不同季节表层水体中悬浮颗粒物δ15n的变化情况,表明水体中δ15n的空间分布有显著的季节性差异,悬浮颗粒物主要受其来源和氮的分馏影响;于海燕[16]则进一步分析了该区域不同季节影响悬浮颗粒物δ15n的因素,并发现在春季与秋季,由于生物的同化吸收作用使δ15n值增高,夏季氮的矿化再生是主要影响因素,而冬季陆源物质与海源物质的共同作用使δ15n值低。

5展望

碳、氮稳定同位素方法能够追踪生态系统中的物质和能量传输途径,在定量解析海水颗粒有机物来源上有巨大的潜力。河口区域复杂的水文环境,使水体中颗粒有机物碳、氮稳定同位素的组成有显著的年份和季节性差异,从而影响海洋物质循环和能量流动。了解颗粒有机物碳、氮稳定同位素在河口区域的组成和变化情况,能极大的加深对河口区生态系统的了解及对碳、氮生物地球化学过程认识。

参考文献

[1]Fry,B.,macko,S.a.,Zieman,J.C.FloridamarineResearchpublications[J].1987,42:189-209.

[2]Hansson,L.a.,tranvik,L.J.polarBiology[J].2003,26(12):783-788.

[3]Barth,J.a.C.,Veizer,J.,mayer,B.earthandplanetaryscienceLetters[J].1998,162(1):111-121.

[4]middelburg,J.J.,nieuwenhuize,J.marineChemistry[J].1998,60(3):217-225.

[5]Liu,K.K.,Kao,S.J.,wen,L.S.,etal.Scienceofthetotalenvironment[J].2007,382(1):103-120.

[6]Yu,F.L.,Zong,Y.Q.,Lloyd,J.m.,etal.estuarine,CoastalandShelfScience[J].2010,87(4):618-630.

[7]andrews,J.e.,Greenaway,a.m.,Dennis,p.F.estuarine,CoastalandShelfScience[J].1998,46(5):743-756.

[8]Sato,t.,miyajima,t.,ogawa,H.,etal.estuarine,CoastalandShelfScience[J].2006,68(1):245-258.

[9]Sampaio,L.,Freitas,R.,máguas,C.,etal.marinepollutionbulletin[J].2010,60(2):272-282.

[10]蔡德陵,tan,F.C.,edmond,J.m.地球化学[J].1992,3:305-312.

[11]Zhang,J.,wu,Y.,Jennerjahn,t.C.,etal.mar.Chem.[J].2007,106(1):111-126.

[12]tan,F.C.,Cai,D.L.,edmond,J.m.estuarineCoastalShelfSci.[J].1991,32(4):395-403.

[13]施光春.海洋通报[J].1993(01):49-53.

[14]Gao,L.,Li,D.J.,ishizaka,J.J.Geophys.Res.Biogeosci.[J].2014,119(8):1717-1737.

[15]宋飞,宋秀贤,俞志明.海洋与湖沼[J].2007,38(6):521-528.

生物质颗粒主要用途篇9

1.1纳米材料的鉴别和表征

目前,由于不断有研究工作揭示出与纳米材料相关的风险。企业为规避监管,可能不会宣称其产品使用了纳米材料或者在产品的生产过程中应用了纳米技术。因为国家食品药品监督管理总局早在2006年就将纳米产品从Ⅱ类升级为Ⅲ类,并对其安全性和有效性进行审慎的考察。因此,企业并不以纳米技术作为其产品的主要宣传点,在这类情况中,由于纳米物质具有某些优异性能,或者在生产工艺中需要采用纳米技术,从而可能产生一批没有贴纳米标签的,实质上的纳米产品。对于此类产品,在技术审评工作中,首先要求审评人员具备一定的专业知识,能够从企业递交的注册资料中准确判断产品中是否有纳米物质成分,或者在生产中采用了纳米技术。为了准确鉴别医疗器械中是否使用了纳米材料,证明等同性非常重要。化学成分的相似性并不足以证明纳米材料的等同性,因为纳米材料是否呈现出特定性质可能取决于纳米材料的化学成分和形状,和(或)纳米材料的来源(供货方)。当判定了产品确实是纳米产品之后,对于其安全性和有效性的把握,需要具备必要的纳米表征手段知识。对含有纳米材料的医疗器械的生物学效应的试验和评价要求对纳米材料进行全面表征。因为纳米材料的毒性,不仅取决于其化学成分,也与其粒度(粒度分布)、长径比、形状、表面形貌、表面电势、表面化学、亲水(疏水性)、团聚(聚集)态等因素密切相关。因此,对于某些产品,可能需要根据扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、电感耦合等离子质谱等表征手段所获得的图像和数据来判断其安全性和有效性。应该根据纳米材料的类型和形式,以及器械的预期用途来选取表征方法。对特定物理化学参数的表征通常可采取多种方法。单一的表征方法可能无法提供对于参数的准确评估(例如:粒度分布、表面成分)。在该类情况下,如果可行,可能需要采取补充方法来对需要表征的性质进行充分评估,即采用两种独立的表征方法。需要特别注意的是,用不同的方法获取的有关特定性质的结果不能直接进行对比。例如,正如指导性文件所指出的,对于粒径测定,应至少采用两种显微镜技术(例如:透射电镜和激光扫描共聚焦显微镜)。为了对使用纳米技术的医疗器械进行可靠的表征,需要毒理学、物理学、化学、工程学和其他专业领域的专家之间的跨专业合作。

1.2纳米材料剂量

用于毒理学研究的剂量水平通常是以质量浓度为基础。然而,纳米材料的多个属性可能会影响其毒理性质。普遍认为,除了质量浓度以外,还应使用包括表面积和数量浓度在内的其他参数来充分表征纳米材料剂量。在确定用于纳米材料体外研究的毒理学相关的剂量时,应该考虑可分沉淀物的可能性。小纳米颗粒(例如:水动力学直径<40nm)与培养细胞层之间的接触主要取决于扩散和对流力。由于沉降力的额外影响,在细胞培养基中形成的稍大的纳米材料和纳米材料聚集体的沉淀速度更快。这些因素,以及与蛋白质和培养基其他成分的相互作用,可能会影响直接接触培养细胞的颗粒的数量。应该根据具体情况评价可分沉淀物出现的可能性。若有必要,应开展对于体外细胞剂量的分析性或计算性评估。目前,对介质中的剂量(分散/溶液浓度)或实际的纳米颗粒细胞摄入/接触量是否应该被用于剂量本身的表达还存在争议。

1.3纳米材料参照样品

试验结果的可靠性在一定程度上取决于是否可获得适合的参照样品。参照样品指拥有一项或多项特性参数、具有足够可重复性的已经确认的材料。可利用该材料或物质对仪器进行校准,评估测量方法或为材料赋值。纳米尺度参照样品的最初研发重点在于将其用于校准试验仪器,而不是作为生物响应基准进行参照样品研发。开发一种广泛接受的参照样品,包括在适合不同的试验系统的阳性对照与阴性对照纳米颗粒方面达成共识,已经成为纳米材料风险评估的一个关键性要求。虽然参照样品对于评估医疗器械中应用的纳米材料至关重要,但是因为存在实际困难,研发进度还是很慢。认识到纳米材料代表性样本的可用性对于纳米物质安全试验的可重复性和可靠性至关重要。iSo/tC229nm技术委员会已提出使用“代表性试验材料”,并且正对其进行讨论。代表性试验材料的拟议定义为“来自同一批的物质,在其一个或多个特定性质方面具有同质性和稳定性,被认为适合于开发用于针对除已表现出的同质性和稳定性以外的性质的试验方法”。目前这种方法已被应用于oeCD人造纳米材料工作组的纳米材料安全性试验合作项目,该项目使用欧洲委员会联合研究中心代表性纳米材料库中的代表性纳米材料来进行。

1.4纳米材料样品制备

纳米材料体积小,并且其物理化学特性可能发生改变,这使得与宏观(非纳米尺度)颗粒或化学物质的试验相比,纳米材料的样品制备会遇到重大的挑战。带来挑战的因素包括能加强纳米材料反应性的表面性质;聚集或团聚颗粒的形成;纳米颗粒在通过水合作用,部分溶解或其他过程的分散中发生的转变;以及低浓度水平污染物对纳米材料的物理化学性质和毒理性质的强烈潜在影响。如同其他类型的试验样品,纳米物体有可能吸附到容器表面。因此,确认标称浓度非常重要。对于研发针对含有纳米材料的医疗器械的可靠的样品制备方案来说,必须认识到这些问题。相比于使用常规材料的医疗器械,解决这些问题也许需要极大提高直接针对样品制备的研发力度,并制定处理策略。由于其独特的表面性质,纳米材料对用于样品制备的技术表现出极强的敏感性。颗粒之间以及颗粒与周围环境之间的相互作用会影响颗粒的分散。分散的纳米材料不一定呈现单分散颗粒的形式。呈聚集形式的单分散颗粒(由强结合或强融合的颗粒组成的颗粒)和呈团聚形式的非单分散颗粒(弱结合颗粒,聚集体,或两者的混合体)可以出现在以液体、粉末和气溶胶形式出现的纳米材料中,除非通过表面电荷或立体效应进行稳定化处理。因此,样品中纳米材料的分散状态和粒度分布可能随时间变化。这一属性对于制备浸提液和(或)储存溶液和剂量分散溶液有着非常重要的意义,pH值、离子强度或分子成分的轻微调整就可能显著改变颗粒分散度。基于该原因,受试品的稳定性对于在生物评价中获取具有代表性的和可重复性的结果来说显得尤为重要。纳米材料的样品制备可能包含对于制造商生产的或供应商提供的材料的表征,以及制备用于动物试验或体外实验的储存溶液和剂量溶液。制备细节可能根据给药途径和递送方法的不同而有所差别。

1.5纳米材料对于生物相容性研究试验的影响

将纳米材料用于试验系统时,必须认识到需要测定的一些性质可能会受到周围环境的影响,并且在很大程度上依赖于周围环境(例如:组织培养基、血液/血清、蛋白质存在)。与环境的相互作用可能导致纳米材料本身发生暂时性改变,如通过获得/脱落蛋白涂层,形成纳米颗粒团聚/聚集,或纳米材料其它方面的变化。由于这样的变化可能会影响纳米材料的特性,因此会影响纳米材料的毒性特征。因此,纳米材料应完全根据制造出来的形态/组成,以及最终用户所接收的形式(如果该形式包含自由纳米材料)进行表征。最后,还应该对最终产品中的纳米材料进行评价。对于生物安全性评价,需要将纳米材料分散在适当的介质中进行评价。这些介质与纳米材料之间的相互作用可严重影响到纳米材料在试验系统中的表现。应该在试验过程和试验结果评价过程中考虑该因素。纳米物体在生物环境中很容易将蛋白质迅速吸附在其表面,形成所谓的蛋白质“冕晕”。据报道,冕晕是由两层结构组成,内层是由强结合的蛋白质组成,而外层是由快速交换的分子组成。蛋白质冕晕并不是静态的,可能根据纳米材料所处环境的不同而发生改变。作为有机体内的异物,纳米材料的归宿为从被吸收、分布、代谢到排泄/消除。众所周知,纳米材料表现出与其对应的常规材料不同的物理化学特性(力学、化学、磁学、光学或电学特性),因此,可以合理的期望纳米尺度材料会影响生物学行为,并且生物学行为会引发在细胞、亚细胞和生物分子层面(例如:基因和蛋白质)包括细胞摄取的各种不同反应。因此,与由常规材料引发的毒理学反应所不同的各种毒理学反应可能在接触到纳米材料后才会显现。应该注意的是,不仅蛋白质会以冕晕形式参与这个过程,而且脂质也会参与这个过程。因此,毒物动力学研究应被视作针对含有纳米材料的医疗器械开展的毒理学风险评估的一个部分。当接触到生物环境的时候,纳米材料会与蛋白质发生相互作用,这种相互作用的定量和定性水平取决于生理环境的性质(例如,血液、血浆、细胞质等)和纳米材料的特性。同样,当接触到试验介质的时候,纳米材料也会与周围环境发生相互作用并且/或者也会对环境产生干扰,这取决于其本身的性质和所接触的条件;跟相应的常规材料相比,它们可能会有不同的表现。因此,对于任何被设计用来对医疗器械进行生物学评价的试验方法,对其进行专门的验证是十分有必要的。试验方法的选择将取决于纳米材料的特性。在纳米材料的毒性试验中,有几个已知的风险因素应该避免。对纳米材料的毒性和最终结局了解的还不多,所以一些未知的隐患还会在将来逐渐显露出来。由于纳米材料的毒性试验存在许多不确定性,所以公开透明变得至关重要。潜在的生物相互作用不是直接取决于分子的浓度或数量,而是取决于纳米颗粒本身。在纳米毒理学中,剂量反应关系的单位可能不是传统意义的质量单位,而可能是以纳米颗粒的数量或者他们的总表面积来表示剂量。除了表征以外,还应该以文件的形式记录下实验条件的详细情况。

2纳米材料标准化工作

生物质颗粒主要用途篇10

【关键词】大气;污染;治理;预防

一、大气污染的原因

所谓的大气污染就是指人类生产活动中产生的各种气体和气温,以致环境不能承受,大气质量变差,影响到人们正常生活的现象。

我们常说的大气污染主要是包括了自然污染和人为污染。其实自然污染发生的频率远没有人为污染发生的频率高。这是因为,自然污染主要是来源于自然的一些灾害,这些灾害使得自然界产生一些污染物,而这些污染物进入到大气之中,从而对大气产生污染。就像火山爆发、地震灾害,它们都会对大气造成一定的污染,因此,这些自然污染我们是几乎不能防范的。而人为污染才是造成大气污染的主要原因,人们开车产生的汽车尾气、工厂施工产生的废气等,这些都被排放到大气中,造成大气污染。而要对这些污染进行治理,也不是一件容易的事情,因此,我国目前对这方面下了很大的功夫。

二、如何治理大气污染

1、主要途径

治理大气污染的措施有很多中,其最常使用的就是措施就是对能源进行清洁和对生产工艺进行清洁,当然,有时还要对煤矿资源进行一定的管理,要合理使用。除此之外,相关部门要对大气环境进行一定的管理和控制,以保证环境的质量。

(1)调整能源战略,采用清洁能源。大力开发水利资源,有步骤地发展核能,努力利用太阳能、风能、海洋能等清洁能源。我国水能资源仅开发5%,还有95%待开发,大力开发利用水利资源是调整我国能源战略、改变能源结构的首要任务。

(2)推行清洁生产工艺是实现清洁生产、减轻大气污染的重要途径。

(3)采用高新技术,合理利用煤炭资源,推广型煤,改进燃烧方式。

(4)依法强化城市大气污染管理,进行大气污染物总量控制。

2、对大气质量进行有效地监测

上文曾经说到,大气污染物成分复杂,有害物质非常多,因此,对大气污染物进行监测是一项必要的工作,而如何进行监测就成为了重心。因此,有关部门可以在大气污染较严重的地方进行设点监测,以便发现污染物成分的变化,从而及时有效地处理污染问题。

颗粒物质的测定:颗粒物质是大气污染物中数量最大、成分复杂、性质多样、危害较大的一种,它本身可以是有毒物质,还可以是其他有毒有害物质在大气中的运载体、催化剂或反应床。在某些情况下,颗粒物质与所吸附的气态或蒸汽态物质结合,会产生比单个组分更大的协同毒性作用。

所以,对颗粒物质的研究是控制大气污染的一个重要内容。大气中颗粒物质的检测项目有:总悬浮颗粒物的测定、可吸入颗粒物浓度及粒度分布的测定、降尘量的测定、颗粒中化学组分的测定。其中。颗粒物浓度的测定最常用的是重量法。二氧化硫的测定:大气中的含硫污染物主要有H2S、So2、So3、CS2、H2So4和各种硫酸盐。它们主要来源于煤和石油燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。

作为大气污染的主要指标之一,二氧化硫在各种大气污染物中分布最广、影响最大,因此,在硫氧化物的检测中常常以二氧化硫为代表。

大气中氮氧化物的测定可分为化学法和仪器法两类。

化学法中最常用的是Saltzman法15435-95、酸性高锰酸钾溶液氧化法、三氧化铬-石英砂氧化法。其中Saltzman法仅适于测二氧化氮的含量,酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化铬-石英砂氧化法可以检测大气中氮氧化物总量。

3、综合整治

综合整治主要是根据城市的大气质量情况和未来大气质量的发展进行规划治理。这类整治要求考虑到城市的一些能源结构、交通状况等因素,并根据当地状况采取最合适的治理措施,也就是说,在治理大气污染的时候,一定全局考虑,并且做到因地制宜。

要治理大气污染,首先就需要了解清楚该城市大气污染的主要污染物是什么,其次就是根据该城市的交通状况以及城市能源结构进行合理选择治理措施。这种因地制宜的方法能更快更有效的治理该城市的空气状况。我国目前大多数城市的大气污染主要汽车尾气排放和燃烧可燃物造成的,于是,空气污染的主要污染物就是总悬浮颗粒和二氧化硫。找到了大气污染的根据就需要采取合理的控制措施。要有效地减少城市大气污染就需要减少汽车尾气的排放量和污染物的燃烧。其具体表现有:尽量使用气体燃料、型煤、太阳能、地热等无污染或少污染的能源,实行区域集中供热、消灭千家万户的小烟囱,提高道路硬化率,通过强化污染源治理和提高污染控制技术等手段创建无烟控制区。调整工业布局,根据大气自净规律科学便理的利用大气环境容量;强化污染源的治理,降低污染物的排放量;通过技术和行政的手段减少汽车尾气的污染;提高城市绿化率、选择抗污染性好的树种,大力发展植物净化。

三、结语

大气污染已经成为了环境污染中最主要的一个部分,那么如何对其进行预防与治理就成为了保护环境的关键。本文对大气污染物的主要成分做了一个分析,并有针对性地总结出了一些治理大气污染的经验,这些治理措施能够在一定程度上缓解甚至解决大气污染问题。而其中最主要的就是清洁能源与清洁生产工艺,这两个因素能够从根本上消除产生大气污染物的可能,也能够节约能源,起到很好的保护环境的效果。因而,我国目前正着手于此。

其实要从根本上治理大气污染并不是短时间内能够完成的,这需要相关部门对大气污染情况进行长期地监测,从而方便技术部门进行综合整治。不管如何,我们每个人都有保护环境的责任。我们能够尽可能地减少汽车尾气的排放,从而降低污染物产生的可能性。这样就能够逐步地治理大气污染,从而保护环境。

参考文献

[1]李宾.几种常见大气污染物的来源及危害[J].内蒙古科技与经济,2010(10)

[2]高鹏,张秀荣,李涛.浅析大气环境与健康、疾病的关系[J].油气田环境保护,2009(01)

[3]刘文仲.环境与健康系列谈(之五)大气污染物种类及来源[J].开卷有益(求医问药),2008(05)

[4]胡晓东.内江城市大气污染防治对策研究[D].西南大学,2009

[5]孙锦华.清洁发展机制项目研究与案例分析[D].大连海事大学,2008

[6]武欣鹏.我国大气污染防治法律制度研究[D].黑龙江大学,2010