碳循环描述篇1
（1．华中农业大学楚天学院，武汉430205；2．西安文理学院，西安710065；3．西安建筑科技大学，西安710055）
摘要：使用电化学聚合法在碳糊电极（Cpe）的表面制备了血红蛋白分子印迹聚合物膜，并对其制备条件进行了优化。结果表明，电聚合过程中扫描速度为0．05V／s、聚合圈数为5、单体浓度为0．5mol／L、交联剂浓度为0．10g／mL时制备的修饰电极在循环伏安法铁化氰钾中的还原峰电流最弱，说明修饰电极的负载量达到最大。
关键词：分子印迹聚合物；血红蛋白；电化学传感器
中图分类号：o657．5文献标识码：a文章编号：0439－8114（2015）16－4019-04
Doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.048
收稿日期：2014－12－16
作者简介：薛春霞（1981－），女，河南焦作人，讲师，硕士，主要从事电分析研究，（电话）15802790386（电子信箱）xuecx163＠163．com。
分子印迹聚合物对模板分子的立体结构具有“记忆”功能，从而对模板表现出高度选择性识别能力。依据功能单体和模板分子的作用机理不同，分子印迹可分为共价印迹和非共价印迹两大类。前者是模板分子与功能单体先通过共价键结合继而进一步聚合进行印迹的方法；而后一种方法是基于模板分子与功能单体之间通过氢键、离子键、π堆积、范德华力等形成预组织化合物，在此基础上进一步聚合得到印迹聚合物。鉴于分子印迹聚合物对模板的选择性识别能力，其作为分离富集材料和传感器的敏感元件以及催化剂等在诸多分析领域的应用前景一直备受关注［1］。然而迄今为止，有关分子印迹技术的研究大多停留在小分子的印迹上，人们在氨基酸［2，3］、金属离子［4］、小分子药物［5］等为模板的分子印迹研究中已经取得长足进步。而对于生物大分子，如蛋白质的分子印迹研究还鲜有成功的范例［6－8］。应用到电极表面的生物大分子印迹聚合物的研究也极少报道。电化学分析方法具有很高的灵敏度，简单方便，在传感器研究中被广泛应用为换能器。将具有特异选择性的分子印迹聚合物与电化学分析技术相结合，可以制备出具有高选择性和灵敏度的分子印迹电化学传感器。本试验将尝试在电极表面使用电化学方法引发丙烯酰胺制备血红蛋白分子印迹聚合物，并对印迹膜的性质、选择性及检测能力进行研究。
1材料与方法
1．1仪器与试剂
电化学工作站CHi660B（上海辰华仪器公司）；扫描电子显微镜Quanta600FeG（宁波新芝生物科技股份有限公司）；超声波清洗机SB4200DtD（宁波新芝生物科技股份有限公司）；红外干燥箱CJ－1（上虞市道墟星峰仪器厂）；电子天平eSJ60－4（沈阳龙腾电子称量仪器有限公司）。
牛血红蛋白（BHb）（Sigama化学试剂公司）：溶液用磷酸盐缓冲溶液配制（0．01mol／L，pH7．0）；丙烯酰胺（am）［梯希爱（上海）化成工业发展有限公司］；n，n’－亚甲基双丙烯酰胺（mBa）（阿拉丁工业有限公司）；pH7．0的KH2po4－K2Hpo4缓冲溶液；所用其他试剂均为分析纯。
1．2试验方法
试验采用循环伏安法、差分脉冲伏安法等电化学方法在CHi660B电化学工作站（上海辰华仪器公司）上和三电极单室电解池中进行。
碳糊电极（Cpe）的制备：称取3．4g光谱纯石墨粉和0．6g液体石蜡置于小烧杯中，搅拌30min，使其混合均匀呈糊状，取适量碳糊填入经乙醚和丙酮处理干净的pVC塑料管中，将铜丝固定到碳糊中，再将电极表面打磨光滑。完成后将电极在pBS缓冲溶液（0．10mol／LpH7．0）活化扫描。
2结果与分析
2．1BHb分子印迹聚合物膜修饰电极的初步制备
试验以碳糊电极为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极。电聚合底液是10mLKH2po4－K2Hpo4的缓冲溶液，在底液中依次加入50mgBHb（模板分子），0．75gam（功能单体），0．1gmBa（交联剂），0．25gnano3和0．13gK2S2o8（引发剂），超声波混合、溶解均匀。试验前，上述溶液通氮气除氧10min，然后放入经过预处理的碳糊电极，在（－0．2）～（－1．4）V（vs．SCe）用循环伏安法循环扫描5圈，扫描速度为0．02V／s。电聚合完成后在KH2po4－K2Hpo4的缓冲溶液中用循环伏安法检测BHb的氧化还原峰（图1）［9］。在（－0．2）～（－0．4）V出现BHb的还原峰，初步说明BHb已固定在电极表面上。为了进一步说明出现的峰是BHb的还原峰，特做了对比试验。将5mg／mLBHb溶液用微量进样器滴涂到裸电极表面。等电极表面晾干后用同样的方法进行检测（图2）。由图2可知，在（－0．2）～（－0．4）V也同样出现与电化学聚合牛血红蛋白（BHb）一样的还原峰。
2．2聚合物膜制备条件的优化
电化学聚合形成蛋白质分子印迹聚合物膜导电性很差，在本试验中使用铁氰化钾分子［K3［Fe（Cn）6］作为探针，来间接考察印迹膜的检测特性。当蛋白质分子印迹膜很好的覆盖在电极表面时，铁氰化钾［K3［Fe（Cn）6］的电化学信号就会很弱。反之，电化学信号会增强。所以优化电聚合条件时，比较峰电流高低可判断此条件下是否有利于电聚合。
2．2．1电聚合时扫描速度的优化电聚合过程中其他条件不变，只改变扫描速度（0．01、0．02、0．05、0．1V／s）电聚合到同批的不同碳糊电极上。待电极表面晾干后取出，采用循环伏安法在铁氰化钾溶液中进行检测（图3）。由图3可知，扫描速度过慢时，使聚丙烯酰胺膜粗糙，易脱落，电极表面不能被膜完全覆盖，导致电化学信号增强，峰电流变大。扫描速度过快，使电极表面印记膜太致密，并且蛋白质模板深嵌在聚合物中难以洗脱。0．02V／s到0．01V／s这段峰电流呈下降趋势，但因为扫速太快使膜易脱落，所以不再研究比0．01V／s还小的扫描速度。图3中显示扫描速度0．05V／s时峰电流最小，扫描速度又不是很快，所以在此扫描速度下有利于电聚合。
2．2．2电聚合时扫描圈数的优化电聚合过程中其他条件不变，只改变扫描圈数电聚合到同批的不同碳糊电极上。本试验选择了3、5、10、20、30圈5个扫描圈数。待电极表面晾干后取出，采用循环伏安法在铁氰化钾溶液中进行检测（图4）。由图4可知，扫描圈数过少时，使聚丙烯酰胺膜粗糙，易脱落，电极表面不能被膜完全覆盖，导致电化学信号增强，峰电流变大。扫描圈数过多，使电极表面印记膜太致密，并且蛋白质模板深嵌在聚合物中难以洗脱。虽然扫描圈数为30圈时峰电流还是呈下降趋势，但因为其圈数太多，导致模板难洗脱，所以不再研究30圈以上的圈数。图4中显示在5圈时峰电流最低下，所以在此圈数下有利于电聚合。
2．2．3电聚合时单体丙烯酰胺浓度的优化电聚合过程中其他条件不变，只改变单体浓度电聚合到同批的不同碳糊电极上。单体初始浓度常选用0．5mol/L，本试验选择了0．24、0．50、1．05、1．20、1．43mol/L5个单体浓度进行优化。待电极表面晾干后取出，采用循环伏安法在铁氰化钾溶液中进行检测（图5）。由图5可知，电聚合时单体浓度过低，导致聚丙烯酰胺断链或链过短而无法包裹住模板分子使电极表面无法完全被电聚合膜覆盖。单体浓度在0．5mol／L时电化学信号最弱，所以在此浓度下有利于电聚合。
2．2．4电聚合时交联剂浓度的优化电聚合过程中其他条件不变，只改变交联剂浓度电聚合到同批的不同碳糊电极上。试验选择了0．05、0．10、0．20、0．30g／mL4个不同浓度，待电极表面晾干后取出，采用循环伏安法在铁氰化钾溶液中进行检测。交联剂的作用是使模板分子和功能单体形成高度交联、刚性的高分子聚合物，保持其三维空穴，不致于在洗脱、吸附模板分子的过程中空穴结构坍塌或变形，能保持原空穴的空间结构和识别位点的稳定。交联剂浓度不能过高，浓度过高会使空穴失去柔性，不利于洗脱（图6）。由图6可知，峰电流随着交联剂质量增大而降低，但在聚合过程中交联剂超过0．10g／mL时，聚合液极易固化使电聚合不能正常进行。所以0．10g／mL交联剂更有利于电聚合。
综上所述，按照以上优化条件制备出来的印记膜均匀、致密、印迹效果好。试验应以铂电极为对电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，以碳糊电极作为工作电极。电聚合底液是10mLKH2po4－K2Hpo4的缓冲溶液（0．01mol／L，pH7．0），在底液中依次加入50mgBHb（模板分子），0．5mol／Lam（功能单体），0．10g／mLmBa（交联剂），0．25gnano3和0．13gK2S2o8（引发剂），超声波混合、溶解均匀。试验前上述溶液通氮气除氧10min，然后放入经过预处理的碳糊电极，在（－0．2）～（－1．4）V（vs．SCe）用循环伏安法循环扫描5圈，扫描速度为0.05V／s。试验完毕后，将电极用去离子水冲洗干净，先放入acoH和SDS的混合液（acoH10％，SDS10％）中洗脱2h，然后放入0．5mol／LH2So4中洗脱lh，洗去模板分子，最后放入磷酸缓冲溶液中平衡30min。对照电极的制备与上述过程相同，只是聚合液体中不加模板分子。
3小结
在分子印迹技术中，选择合适的功能单体与模板分子键合是印迹过程非常重要的环节。丙烯酰胺及其衍生物类单体己被广泛研究和应用于水环境下分子印迹聚合物的合成，特别是蛋白质分子的印迹［10］。试验中，丙烯酰胺作为功能单体与蛋白质分子通过非共价键结合，围绕在蛋白质分子周围，形成特定的空间构型，聚合反应发生后，这种构型就会被保存下来。试验得出，电聚合过程中扫描速度为0.05V／s、聚合圈数为5、单体浓度为0．5mol／L、交联剂浓度为0．10g／mL时制备的修饰电极在循环伏安法铁氰化钾中的还原峰电流最弱，说明修饰电极的负载量达到最大。在常规的化学方法制备聚丙烯酰胺中，一般使用氧化还原引发体系进行引收。本试验中，丙烯酰胺的聚合也是氧化还原引发过程，氧化剂是K2S2o8，还原剂是施加负电位的“电极”。当电极施加足够负的低电位时，K2S2o8首先被还原为阴离子自由基，该自由基再进而引发丙烯酰胺的聚合。上述反应方程式反应历程可以表示为：
S2o82－＋e－So42－＋So4－
在交联剂n，n’－亚甲基双丙烯酰胺（mBa）的作用下，聚丙烯酰胺在电极表面形成高交联度，结构致密的聚合物；如果聚合液体中含有蛋白质模板分子，模板分子会随着聚合物的形成一同印迹镶嵌在聚合物骨架中。
参考文献：
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碳循环描述篇2
关键词：湿地生态系统；碳循环；研究进展
中图分类号S511文献标识码a文章编号1007-7731（2017）06-0121-05
ResearchprogressofCarbonCycleinthewetlandecosystem
LiuZhaowen
（SchoolofResourceandenvironment，anqingnormalUniversity，anqing246011，China）
abstract：wetlandecosystemisoneimportantcarbonstockoftheterrestrialecosystem.inthispaper，therewasadetailedsummarizationofinfluenceoncarboncycleinwetlandecosystemsonthosefactors，suchastheclimate，hydrology，biologicalcommunitiesandhumanbehaviors.meanwhile，existingresearchmethodsofcarboncycleinthewetlandecosystemwasintroducedindetailandanoutlookofcarboncycleinwetlandecosystemwasalsogivenhere.
Keywords：wetlandecosystem；Carboncycle；Researchprogress
引言
湿地生态系统的碳循环是指由湿地生态系统所吸收的碳量及所制造和排放的碳量，其主要体现在二氧化碳、甲烷、土壤有机碳含量、可溶性有机碳含量等方面。湿地生态拥有强大的碳库存储能力并且因此成为碳循环的重点研究对象。通常来说，湿地生态系统由于较低的有机质分解速率和较高的生产力成为了重要的碳汇。但是在对其进行大尺度评估的过程中却存在着显著的不确定性。湿地生态系统当中的植物利用光合作用可吸收外界二氧化碳变为自身能量，而通过调节气孔行为，植物可实现与大气环境的气体交换，从而影响周边环境的水分及碳循环。甲烷主要来源于湿地，不同研究报道中所的湿地生态系统中CH4的释放量存在显著的差异，导致这一差异的原因就是在于不同地理位置、不同类型的湿地对于CH4的排放有着很大的影响。湿地甲烷的释放量主要取决于水体或是土壤的溶氧量，且环境含氧量越高，甲烷的释放量越少。湿地土壤的有机碳含量较高，极大地影响了全球大气碳循环，同时巨大的有机碳汇量也会对温室气体的排放产生影响。此外，可溶性有机碳也是湿地生态系统碳循环的重要组成部分。然而，在当前气候变化、水文条件改变的情况下，其对湿地生态系统碳循环过程有着什么影响？要研究这一问题就需要对湿地碳循环的特点、湿地水文过程与碳的输入输出，湿地碳循环及其影响因素以及湿地碳收支的研究方法进行研究。
1湿地碳循环
1.1湿地类型湿地生态系统复杂多样，湿地碳循环特征的描述很难统一[1-4]。湿地碳循环示意图如图1，
湿地与森林海洋并列为全球三大生态系统[5]。湿地是大气中二氧化碳等温室气体的重要碳汇[6-7]。湿地面积虽然只占据全球陆地面积的4%～6%，但是其却包含着全球30%左右的碳[8]，是全球最大的碳库[9]。泥炭地是湿地当中最常见的地型，也是当前研究较多的湿地类型。泥炭型湿地主要分布于北半球的中高纬度地区，其面积约为全球湿地的50%～70%，总面积超过4×106km2，其碳储备占全球土壤碳储备的33%左右。北半球泥炭型湿地的碳积累约为每年20g/m2，低于其他类型湿地。但因泥炭型湿地拥有巨大的碳储备，若气候条件发生改变，其可能会成为大气环境碳的主要来源[10]。按照国际上的《湿地公约》分类，湿地一般分为海岸/海洋湿地、内陆湿地、人工湿地三大类，其碳循环情况如表1所示。
海岸/海洋湿地一般分布在海陆相交区域，在不同气候带，因温度、降水、蒸发、风等因素不同，风化作用的表现有所差异，进而影响到海岸你的发育演化，并使海岸发育具有一定的地带性；内陆湿地分布范围较广，像高山与平原，大陆与岛屿，湿润区与干旱区等，其因分布在不同的地理位置气候条件存在较大差异。淡水水体湿地是另一种重要湿地类型。通常来说，淡水水体湿地有湖泊、池塘、河流沿岸、水库等。据较早研究表明，湖泊属净碳汇，而据近些年研究发现，湖泊也属碳源。据相关研究表明，湖泊所贮存的有机碳大概为每年0.036Gt，全球湖泊所沉积的有机碳大概为0.051Gt，其中有0.035Gt源于大气二氧化碳[11]；人工湿地分布范围也比较广，其气候温和，一般适宜人居和人工养殖等。
碳循环描述篇3
【关键词】中水回用；阻垢；循环水系统
一、中水回用于循环水系统中的物理阻垢方法
（1）机械除垢法。机械除垢法是通过使用机械的方法除垢和防止结垢的产生，可以分为在传热设备停止工作时（离线机械除垢阻垢法）施工和在传热设备运转时（在线机械除垢阻垢法）施工两种施工方式。离线机械除垢阻垢法使用机械工具（钎、尼龙刷、涡轮器、金属刮削器、高压水设备等）对换热设备中的垢物进行机械清除。离线机械除垢阻垢法优点：施工技术简单，对施工人员的工作技能要求低，容易操作。（2）磁场阻垢法。利用溶液在以一定的流速在通道内依次的通过一个或者多个磁路间隙进行磁化。磁场阻垢的主要设备就是磁化器，磁化器是由产生磁场的装置和待处理溶液通道两部分构成。磁化器可以是使用永磁或者是电磁两种方式产生磁场，永磁的磁化器结构简单，操作方便，节约能源，但是随着使用时间的延长和温度的变化会出现退磁的问题。电磁的磁化器是需要提供磁性电源，这对磁场的强度可以通过调节电流的方式控制，不受温度和使用时间的影响，相对比较稳定，但是存在耗电的问题，对水质的要求也比较高。磁化器可以根据磁铁与流体是否接触分为浸入式磁化器和非浸入式磁化器，浸入式的磁化器要求与流体接触具有不易因侵蚀腐化和消磁，非侵入式的磁化器要求具有足够磁性，消磁效果弱。磁化器还可以根据磁场和流体流动的方向分为正交式和平行式两种，正交式是磁场与流体流动方向迎面相交，平行式是磁场与流体流动方向一致平行。（3）电场阻垢法。电场可以将水分子按照正负次序排列，与此同时，溶液在水中的阻垢物质（盐、杂质等）正、负离子周围被很多水分子包围，在强静电场的作用之下，水分子与阻垢物质的水合能力和水合作用不断加大，从而溶解了阻垢物质，它们就跟随着水分子一起按着正、负次序整齐排列，这样就减少了器壁上的阻垢形成，通过静电场作用的循环就达到防垢阻垢的效果。
二、中水回用于循环水系统中的化学阻垢方法
主要的化学材料有加阻垢剂、加酸、加二氧化碳、加石灰软化和离子交换。（1）加酸法。加入硫酸，使中水回用循环水系统中的碳酸氢钙Ca（HCo3）2和碳酸氢镁mg（HCo3）2转化为
CaSo4和mgSo4，由于CaSo4和mgSo4的溶解度相比CaCo3和mgCo3要大很多，这样就控制了水垢的生成。通过添加硫酸法可以有效的控制阻垢，其成本也很低，但是对于添加硫酸的计量要有所控制，否则会对传热设备照成不必要的损坏和腐蚀。（2）加二氧化碳法。注入二氧化碳气体，二氧化碳气体可以将中水回用于循环水系统中碳酸盐平衡向着重碳酸盐方向移动，从而可以稳定水中的重碳酸盐，这样就有效阻止钙垢的形成。化学方程为Ca（HCo3）2=CaCo3+H2o+Co2，使用加二氧化碳的方法非常安全实用。（3）离子交换软化法。通过使用钠离子交换软化法处理过的原水作补充水，这样应用在中水回用于循环水系统处理中，可以控制结垢现象发挥阻垢效果。离子交换软化法的原理是将原水通过离子交换树脂Rna（钠型阳离子），使水中的阻垢物质的离子Ca2+和mg2+和离子交换树脂Rna上的na+进行交换。通过交换，原水中的Ca2+、mg2+被离子交换树脂Rna所吸附，发生化学反应生成R2Ca和R2mg，而离子交换树脂Rna上的na+通过交换进入水中，这种方式可以降低原水中可以形成阻垢的阳离子Ca2+和mg2+浓度，原水被软化就不容易发生阻垢现象。（4）加石灰软化法。将消石灰加入循环水系统，与其中的碳酸氢钙、碳酸氢镁、二氧化碳等发生化学反应消除去水中硬度，生成难溶于水的的CaCo3和mg（oH）2沉淀，这样可以方便从水中析出沉淀物质，在原水进入中水回用于循环水系统之前，就先把其中的钙、镁离子去除，使其无法生成阻垢物质，达到阻垢的目的。石灰软化法的除垢阻垢的效果好，尤其是对硬度较高的原水，效果更加明显。（5）加阻垢剂法。在中水回用于循环水系统中添加化学阻垢剂实现阻垢效果。防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐助剂配制而成，它具有屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。通过使用化学阻垢剂处理中水回用于循环水系统阻垢方法所使用的设备简单、操作方便、效果明显、成本低。
通过对各种中水回用于循环水系统中的阻垢方法进行分析和描述，让我们清楚了各种阻垢方法原理，结合实际的条件加以应用，找到适合的方式和技术应用。
参考文献
[1]齐丽英.低频高梯度、超音频、中频磁场及协同药剂阻垢试验研究[J].内蒙古科技大学.2008
碳循环描述篇4
当今世界，人们不仅要实践生态文明，更要领悟一个道理，即人类经济活动只是地球生态系统的一部分。几百年前，人们第一次发现大地是球形时，便不断探索新型技术和新奇的可能性。但是在日常生活中，人们却拘泥于狭隘的经济学模型。这些模型是200多年前，由经济学家通过对简单农业、家庭手工业甚至原始狩猎的案例研究建立起来的。由此，经济学家制造出一个假象——人类供需关系是宇宙的核心。
由于发表货币理论、制定货币相关法律法规的人们有利可图，所以他们并不情愿打破这一假象。他们一直将环境问题看作干扰盈利的负面因素。然而，如今人们已经领悟到，所谓人类核心的生产与消费循环，只构成地球整体环境系统的一个小齿轮。经济学所谓的生产与需求的循环流，从属于地球自然界的循环，尤其是碳循环。
在诺贝尔经济学奖得主萨缪尔森编著的最为著名的教材中，经济学科的核心是一张图，图的名称是“宏观经济的循环流动”。由于人类生产的商品和服务非常多样化，因而此图只用价格进行统一描述。将所有价格相加，即得国内生产总值（GDp）。从相反的箭头可以看出，工资、租金、盈利等相加即为国民收入，与国内生产总值数额一致。
而在经济学之外的世界中，联合国近200个成员国已成立政府间气候变化专门委员会（以下简称ipCC），召集成千上万的研究者，试图更好地理解备受人类摧残的整体环境系统。在此过程中，人们对碳循环愈发重视。每年大约有2000亿吨碳原子排入大气，同时植被、土壤和大海吸收的碳原子数目与之相等。与此同时，现代经济活动致使每年碳原子排放量新增100亿吨。
直至今日，对环境的实际测量（ipCC以碳原子吨数为测量单位）很难同经济活动（以美元为测量单位）相协调。一些研究者试图将能源会计学方法应用到经济过程中，来弥补这一缺陷。最好的策略为，不仅估算经济活动直接消耗的能量，也计算商品和机器的“实现能”（应用机器从事生产时，能量不仅涵盖相应生产活动中的消耗，还包含制造所用机器所消耗的能量，制造机器所用的能量称为机器的实现能）。然而，人们对“能量”一词的定义太多了，导致研究结果纷杂无序。传统经济学家则坚持，能量的投入仅是生产过程的因素之一。
经济学将“能量”视作生产过程诸多因素中的一个，只会导致更大的混淆。实际上，能量一词的内涵比经济学定义更加深刻。所有自然力中，只有一种不是免费提供给人类的，免费的自然力不能算作成本。
1.地球的公转和自转动量（速度分别是2.66×1044kg/m2/秒，7.07×1033kg/m2/秒），带来了四季更迭，昼夜变换，以及大气和海洋的循环。
2.地球引力无处不在，并且也是免费的。
3.集聚原子核的“强作用力”，促成自然界92种原子，不受经济市场约束。
4.地热能也是免费的。
电磁力（emF）是唯一可被人类更改的自然力。重复一遍，我们无法改变地球的动量（因而也无法改变风力和洋流），我们无法改变重力。从实用角度讲，我们也无法更改原子核内的强作用力。有些形式的电磁力，比如阳光，我们也是无力更改的，只有原子间的化学键是我们可施加影响的领域。
经济活动其实是由一类特定的化学货币达成的。当碳原子断开同氢原子之间的连接，同氧原子相连时，释放出化学能。一个碳氢键的键能约为4eV，碳氧键键能是其两倍。了解个体、公司、国家，或全球的经济活动，只需计算相应时间内转换为碳氧键的碳氢键数目。人类个体每天消耗0.75公斤碳水化合物和蛋白质，以二氧化碳（Co2）形式呼出3×1025个碳氧键。2014年，全球经济活动消耗的碳氢键数目约为1.83×1039。
此时，你也许想问，人类在地球上到底干了什么？客观和科学的回答是：人们“做功”。1826年，科里奥利将“做功”定义为人、动物或机器提起一桶重物时消耗的能量。“功”是力和距离的乘积：w=Fd。为更加客观清晰地研究经济学家口中的“宏观经济的循环流动”，所有的商品和服务，都体现出是为实现其存在而消耗的能量。能量来源于食物和化石燃料中碳氢键向碳氧键的转化过程。除此之外，不再有其他成本，不涉及风力、水能、太阳能、地热能、潮汐能。唯一的例外是原子能，为求简洁，此处予以排除。
人类的实际经济活动其实可同蚂蚁类比，这一点也许会让银行家们很不安。蚂蚁也有经济活动，它们觅食、运输、建造巢穴，甚至还有“国防”投入。即使它们也使用类似人类世界的债券、保险、福利等抽象概念，能够观测到的也只是它们的实际活动。只关注财务数据、罔顾物理现实的经济学家，实则落入了柏拉图所描述的陷阱。在这个陷阱内，人们只能看到自己的影子，便认为世上唯一存在的只有影子，即便别人将现实世界指给他们看，他们仍不肯相信。
因此，人们意识到，1750年之前，人类经济活动只是地球循环系统的小小一环。那时，人类交易的碳原子键仅来自有机物——碳水化合物、蛋白质和其他生物质。从表面上看，后来的工业革命革新了技术，然而经济活动的真正驱动力（碳氢键向碳氧键的转化）其实并未改变。从这一观点来看，全球碳循环同经济学家眼中的生产消费循环，可以采取通用单位，画入一张图中，如图3所示。
相比ipCC采取的用重量衡量碳原子的手段，碳键的计算更加困难。化学键如同磁极间的作用力，没有形状，也没有质量。二氧化碳中，碳原子两侧各有一个氧原子。碳氢键来自碳氢燃料或生物燃料，即碳水化合物或蛋白质，其键能约为碳氧键的一半。在最简单的碳氢化合物——甲烷（CH4）中，可以确定的是，1个碳原子连接4个氢原子，各氢原子之间互相排斥，四个碳氢键构成一个四面体。其他燃料的原子构成形式是，每个碳原子有两个键（石油），或每2个碳原子连接一个氢原子（结构复杂多样的煤炭）。
不论玉米、煤炭或其他有机质，都含有碳氢键，这是通用货币。2014年，人类饮食、燃烧燃料所消耗的碳氢键总数为1.83×1039。全球陆地每年通过光合作用捕获1.23×1040个碳氧键，经由植被处理形成碳水化合物。该循环的另外一半是有机质的腐败和呼吸作用。与此同时，海洋也以同样的模式，每年消耗8×1039个碳键。
这些数额如此巨大，如同希腊的巨额债务，简直不可理解。因此，需要采取合适的通用单位，才能进行分析。一个典型的反例是，200年前，工程师为量化蒸汽机的动力，提出马力的概念。一马力指一匹马在1分钟内将100磅重物由220英尺的深处提到地面所做的功。而如今的科学家依然在使用这一单位，将航天飞机的动力标为三千七百万马力，这实在是很奇怪。
进一步分析，其实对动力的衡量无需涉及马匹。就拿人们每日的主食——馒头，米饭或面包来说，这些简单碳水化合物每100克包含920千焦能量，含4×1024个碳氢键。这些碳氢键在消化过程中被转化为碳氧键，每个键释放出4eV。这一衡量标准要比《经济学人》杂志推行的“巨无霸指数”更加科学。为契合联合国提出的全球年度碳循环概念，并同全球经济活动相对比，通用概念是“百万面包”。数据详见表1以及图3。通过这些简单的单位构建的模型，就像一个“卡路里计数器”，可衡量个人饮食/活动、企业运作乃至全球经济及其对全球碳循环的影响。
碳循环描述篇5
Symbolm@@7～6.0×10
Symbolm@@5mol/L和1.0×10
Symbolm@@6～1.3×10
Symbolm@@4mol/L浓度范围内与电化学响应信号呈良好的线性关系，相关系数分别为0.990和0.992；信噪比为3时，扑热息痛和咖啡因检出限分别为5.0×10
Symbolm@@8mol/L和5.2×10
Symbolm@@7mol/L。将本方法用于人尿样品分析，回收率为96.1%～105.4%。
关键词差分脉冲伏安法；氧化石墨烯；铁氰化铈；扑热息痛；咖啡因
2011-05-25收稿；2011-10-18接受
本文系河南省高校科技创新人才基金项目（no.省略
1引言
扑热息痛是一种被广泛使用的退热和止痛药物[1]。咖啡因是一种生物碱，能刺激中枢神经系统、利尿和促进胃液分泌以及止痛[2]。扑热息痛和咖啡因常被共同作为某种止痛药物的有效成分。然而，过量的摄入扑热息痛或者咖啡因会对人体造成伤害。目前，测定扑热息痛和咖啡因的常用分析方法主要有高效液相色谱法[3]和滴定法[4]等。这些方法所需仪器昂贵，或样品处理过程耗时。电化学分析法[5]具有灵敏度高、仪器简单、分析成本低等优点，已被广泛应用于生物活性分子的灵敏测定。
石墨烯是近年备受关注的新型二维平面纳米材料。它由一薄层包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子组成，其厚度仅为0.35nm。石墨烯的特殊结构使它具有许多独特的性质，如良好的导电性能和优良的机械性能、比表面积大、合成方法简单、所用原料价格低、易于修饰等。目前，石墨烯已在化学、电子、信息、能源、材料和生物医药等领域得到广泛应用[6～9]。
铈的化合物具有好的导电性能和催化性能，已被广泛用于催化剂和电化学传感器等。本实验将氧化石墨烯和铁氰化铈（CeFe（Cn）6）结合，制备了氧化石墨烯/CeFe（Cn）6纳米复合膜修饰玻碳电极，研究了扑热息痛和咖啡因在修饰电极上的电化学行为。氧化石墨烯/CeFe（Cn）6纳米复合膜兼具CeFe（Cn）6好的催化性能和氧化石墨烯优良的导电性能。本研究结果表明，此电极对于扑热息痛和咖啡因的氧化反应具有良好的电催化性能，显著提高了分析方法的灵敏度。2实验部分
2.1仪器与试剂
CHi660a电化学工作站（上海辰华仪器公司）；超越系列自尊型X型精密电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；pHS-3C精密pH计（上海雷磁仪器厂）；UC-300超声波清洗器（宁波科生仪器厂）；三电极体系：氧化石墨烯/CeFe（Cn）6纳米复合膜修饰玻碳电极为工作电极（d＝3mm），饱和甘汞电极（SCe）为参比电极，铂丝电极为对电极。
石墨粉（高纯，上海试剂厂）；肼、氨水（分析纯，上海试剂厂）；扑热息痛、咖啡因（分析纯，Sigma公司）。醋酸盐缓冲溶液（aBS）由0.1mol/L醋酸和醋酸钠配制而成。其它试剂均为分析纯，实验用水均为二次蒸馏水。
2.2氧化石墨烯的制备
氧化石墨烯（Go）根据文献[10]采用Hummers和offeman法制备。在冰浴条件下，5g石墨粉缓慢加至浓H2So4（87.5mL）和浓Hno3（45mL）的混合溶液中，再将55gKClo3缓慢加入到上述混合物中，在室温下搅拌80h，所得产物倒入水中并过滤，在80°C干燥后即得Go。由Go的扫描电镜图（图1a）可见石墨烯典型的褶皱片层结构。
2.3修饰电极的制备
将1mgGo加至1mL水中，超声分散20min，得到1g/L浅黑色的Go悬浮液。玻碳电极（有效直径3mm）依次用0.3和0.05
Symbolma@m氧化铝粉在麂皮上抛光至呈镜面，再依次在无水乙醇和水中超声清洗3min，
Fig．1Semimageofgrapheneoxide（Go）/GCe（a）andgrapheneoxide-ceriumhexacyanoferratemodifiedglassycarbonelectrode（CHF/Go/GCe）（b）
用红外灯烘干。用微量进样器取20
Symbolma@LGo悬浮液，滴加在玻碳电极表面，在空气中放干，即制得Go修饰玻碳电极（Go/GCe）。将电极置于含有5mmol/LCe（no3）3，5mmol/LK3Fe（Cn）6和0.5mol/LKCl的溶液中，在
Symbolm@@0.2～0.8V范围内循环伏安扫描40圈，用水冲洗干净,晾干,即可得到氧化石墨烯/CeFe（Cn）6修饰玻碳电极（CHF/Go/GCe）。从CHF/Go/GCe的扫描电镜图（图1b）可见，CeFe（Cn）6颗粒成功地沉积在Go上。电化学测定前，修饰电极先在10mL0.1mol/LaBS缓冲液（pH5.0）中通过循环伏安扫描直至循环伏安曲线稳定，所有实验均在室温下进行。
3结果与讨论
3.1扑热息痛和咖啡因在修饰电极上的电化学行为
用循环伏安法考察了不同修饰电极在0.1mol/LaBS缓冲液（pH5.0）中的电化学行为（图2）。扑热息痛和咖啡因的浓度分别为50和200
Symbolma@mol/L。在裸玻碳电极上于0.71和1.62V附近出现两个氧化峰，分别对应着扑热息痛和咖啡因（图2a）。如图2b所示，当电极上修饰CeFe（Cn）6后，扑热息痛和咖啡因的氧化峰比裸玻碳电极明显增强，峰高比裸玻碳电极提高了约1/2。这是因为CeFe（Cn）6具有良好的导电性能，能有效促进扑热息痛和咖啡因的氧化峰电流在电极上的传递，提高了检测灵敏度。图2不同修饰电极的循环伏安图
Fig．2Cyclicvoltammogramsof（a）GCe,（b）CHF/GCe,（c）Go/GCe,（d）CHF/Go/GCein0.1mol/Lacetatebuffersolution（aBS）（pH5.0）withascanrateof100mV/s当在玻碳电极修饰上氧化石墨烯后，扑热息痛和咖啡因的氧化峰得到了进一步增强（图2c）。扑热息痛和咖啡因在Go/GCe上的峰高比裸玻碳电极提高超过了2倍。这是因为在Go/GCe上，氧化石墨烯对扑热息痛和咖啡因的氧化具有催化作用，同时其良好的导电能力促进了电子传递速度。此外，氧化石墨烯边缘有大量的如羧基或羟基等极性基团，容易吸附扑热息痛和咖啡因，起到富集作用。同时，氧化石墨烯大的比表面积也能够增大其对扑热息痛和咖啡因的吸附能力。在CHF/Go/GCe上，由于氧化石墨烯和CeFe（Cn）6的共同作用，扑热息痛和咖啡因的氧化峰高于上述3种电极，显著提高了检测灵敏度。
3.2电化学阻抗谱
电化学阻抗谱（eiS）能够通过测定电极表面阻抗的变化表征修饰过程。图3是修饰电极在不同阶段的电化学阻抗谱图，曲线在低频部分的半圆的直径代表电子传递阻抗Rct。如图3a所示，裸玻碳电极具有较大的阻抗。当电极修饰了Go后，阻抗变小（图3b），说明Go具有较好的导电能力。当CHF进一步电沉积到电极表面后（图3c），Rct进一步减小。这说明CHF/Go复合膜具有良好的导电性，有效促进了电极表面电子转移速率。
3.3扫速的影响
在20～600mV/s范围内研究了扫速对扑热息痛电化学氧化的影响（图4）。从图4可见，随着扫速的增大，扑热息痛的氧化峰电流随之增大，峰电位略微正移。峰电流与扫速呈良好的线性关系，线性方程为ip=
Symbolm@@0.024v
Symbolm@@11.79，R＝0.993。这说明扑热息痛在CHF/Go/GCe表面是一个吸附控制过程。
图3不同电极的阻抗谱图
Fig．3electrochemicalimpedancespectraoftheelectrodesin10mmol/LaBS（2.5mmol/LFe（Cn）3
Symbolm@@/4
Symbolm@@6＋0.1mol/LKCl,pH7.4）（a）bareGCe;（b）Go/GCe,（c）CHF/Go/GCe.thefrequencyrangeisbetween1and10000Hzwithsignalamplitudeof5mV
图4扫速对扑热息痛氧化峰的影响
Fig．4CyclicvoltammetricresponseoftheCHF/Go/GCetoacetaminophenin0.1mol/LaBS（pH5.0）atvariousscanrates（a－k）:20,50,80,120,150,180,200,300,400,500,600mV/s,respectively
3.4支持电解质的影响
在电化学分析中，支持电解质不仅影响电极的电化学性能，而且还会影响分析物的电化学响应。本实验分别考察了扑热息痛和咖啡因在不同的支持电解质中的伏安行为，包括pH4.0～9.0的磷酸盐缓冲液、pH3.0～7.0的醋酸盐缓冲液、BR缓冲溶液、柠檬酸盐、HCl、H2So4、naoH、KCl等溶液（浓度均为0.1mol/L）。实验表明，在pH5.0的醋酸盐缓冲液中，扑热息痛和咖啡因的氧化峰电流最大，峰形最好，背景电流相对较低。因此本实验选择0.1mol/L醋酸盐缓冲液（pH5.0）作为最佳支持电解质。
3.5氧化石墨烯悬浮液用量的影响
制备氧化石墨烯修饰玻碳电极的过程中，氧化石墨烯悬浮液的用量对扑热息痛和咖啡因的氧化峰电流有较大影响。实验表明，当氧化石墨烯悬浮液的用量从2
Symbolma@L逐渐增加到20
Symbolma@L时，扑热息痛和咖啡因的氧化峰电流显著增加；在悬浮液用量从20
Symbolma@L增加到25
Symbolma@L的过程中，峰电流变化不明显，几乎维持固定值。进一步提高氧化石墨烯的用量，会导致峰电流下降。因此选用20
Symbolma@L氧化石墨烯悬浮液制备修饰电极。
图5不同浓度扑热息痛和咖啡因的差分脉冲伏安图
Fig．5Differentialpulsevoltammogramsforsimultaneousdeterminationofacetaminophenandcaffeinein0.1mol/LaBSatCHF/Go/GCewithacetaminophenandcaffeineconcentrationrangingfrom0.1－60
Symbolma@mol/L（fromatof:0.1,1,2,15,30and60
Symbolma@mol/L）and1－130
Symbolma@mol/L（fromatof:1,2,6,20,100and130
Symbolma@mol/L）
3.6同时测定扑热息痛和咖啡因
分别移取不同浓度的扑热息痛和咖啡因溶液，在上述选定的最佳实验条件下，测定扑热息痛和咖啡因的氧化峰电流。如图5所示,随着扑热息痛和咖啡因浓度的增大,相应的氧化峰电流也逐渐增大。在0.1～60
Symbolma@mol/L浓度范围内，扑热息痛的峰电流与其浓度呈良好的线性关系,线性方程为i（
Symbolma@a）＝
Symbolm@@2.913
Symbolm@@0.300C（
Symbolma@mol/L）,相关系数为0.990;信噪比等于3时，检出限为0.05
Symbolma@mol/L。在1～130
Symbolma@mol/L浓度范围内，咖啡因的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性关系,线性方程为i（
Symbolma@a）＝
Symbolm@@2.442
Symbolm@@0.127C（
Symbolma@mol/L）,相关系数为0.992;信噪比等于3时，检出限为0.52
Symbolma@mol/L。
3.7电极的重现性和稳定性
在优化条件下，考察了CHF/Go/GCe的重现性和稳定性。对100
Symbolma@mol/L的扑热息痛和咖啡因的混合溶液连续测定8次，扑热息痛和咖啡因的峰电流的相对标准偏差RSD分别为2.1%和2.5%。对上述混合溶液连续扫描30圈，扑热息痛和咖啡因的峰电流的RSD分别为2.4%和2.1%。这说明制备的电极具有较好的稳定性。用同样的方法分别制备了6根CHF/Go/GCe，测定同一份100
Symbolma@mol/L的混合溶液，扑热息痛和咖啡因的RSD分别为4.2%和3.9%。这表明所制备的电极以及制备方法具有较好的重现性。
考察了CHF/Go/GCe的使用寿命。将此电极保存在干燥的空气中，用此电极每3d测定同一100
Symbolma@mol/L的扑热息痛和咖啡因的混合溶液1次，然后在空白缓冲溶液中经循环伏安扫描活化后存放在空气中，15d后扑热息痛和咖啡因的氧化峰电流仅下降4.6%，表明此修饰电极具有良好的稳定性和较长的使用寿命。
3.8干扰实验和加入回收实验
在选定的实验条件下，考察了其它干扰物对扑热息痛和咖啡因测定的影响。混合溶液中扑热息痛和咖啡因的浓度分别为10和50
Symbolma@mol/L。实验表明，0.2mol/L的na.＋，Ca2＋，mg2＋，K.＋，al3＋，mn2＋，Cl.
Symbolm@@，Br.
Symbolm@@和i.
Symbolm@@，0.1mol/L的Zn2＋，Fe2＋，Fe3＋和Cd2＋，及0.01mol/L的葡萄糖、苯丙氨酸、丙氨酸、谷氨酸几乎不干扰扑热息痛和咖啡因的测定（峰电流改变＜5%）。
健康人尿样以8000r/min离心10min，取上层清液为分析液。用标准加入法进行测定。实验结果见表1，回收率为96.1%～105.4%。
表1测定尿样中的扑热息痛和咖啡因
table1Determinationofacetaminophenandcaffeineinurinesamples（n＝6）
样品Sample加标量added（
Symbolma@mol/L）测定值Found（
Symbolma@mol/L）RSD
（%）回收率
Recovery（%）
尿样1Urinesamples1尿样2Urinesamples2尿样3Urinesamples3acetaminophen1.00.973.297.0Caffeine10.010.422.8104.2acetaminophen10.09.803.298.0Caffeine60.061.42.1102.3
acetaminophen50.048.02.796.1Caffeine
120.0126.52.2105.4
结果表明，此电化学传感器具有稳定性好、易制备、成本低和重现性好等优点。此外，所建立的分析方法具有高的灵敏度和宽的线性范围。此电极可望用于其它生物活性分子分析，具有较好的应用前景。
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SimultaneousDeterminationofacetaminophenandCaffeine
BasedonGrapheneoxide/CeriumHexacyanoferrate
modifiedGlassyCarbonelectrode
LUXian-Chun.*,HUanGKe-Jing,wUZhi-wei,HUanGShu-Fang,XUChun-Xuan
（DepartmentofChemistry,XinyangnormalUniversity,Xinyang464000，China）
abstractGrapheneoxidewascoatedonglassycarbonelectrodeandceriumhexacyanoferratewasthenelectrodepositedonthemodifiedelectrode.Scanningelectronmicroscopewasusedtocharacterizethemodifiedelectrode.theelectrochemicalbehaviorsofacetaminophenandcaffeineonthemodifiedelectrodewereinvestigatedbycyclicvoltammetryanddifferentialpulsevoltammetry.theexperimentalresultsshowedthattheelectrochemicalrespondofacetaminophenandcaffeineatthemodifiedelectrodewassignificantlyimprovedinacetatebuffersolutions（pH5.0）.theconcentrationofacetaminophenandcaffeineshowedgoodlinearrelationshipswiththeoxidationpeakcurrentintherangeof1.0×10
Symbolm@@7－6.0×10
Symbolm@@5mol/Land1.0×10
Symbolm@@6－1.3×10
Symbolm@@4mol/L,withcorrelationcoefficientsofR＝0.990and0.992,respectively.thelimitsofdetectionforacetaminophenandcaffeinewere5.0×10
Symbolm@@8mol/Land5.2×10
Symbolm@@7mol/L（S/n＝3）,respectively.thedevelopedmethodwasusedtothedeterminationofspikedurinesampleswithrecoveriesof96.1%－105.4%.
碳循环描述篇6
目前，测定水样中铅含量的方法主要有二硫腙分光光度法、原子吸收法、等离子体质谱以及电化学方法等，其中电化学方法由于操作简便、仪器小型化等而日益引起人们的关注。电分析方法测定铅常用各种汞或汞膜电极〔1，2〕，但汞本身对人类有危害并可造成环境的再次污染。本文采用多壁碳纳米管修饰玻碳电极作为工作电极，完全做到无汞化操作，实现了对水样中痕量铅的高灵敏度高选择性的测定，并且制作方便、重现性好、方法简单可靠。现将结果报告如下。
1材料与方法
11仪器和试剂CHi660a型电化学工作站(上海辰华仪器公司)，采用三电极体系：多壁碳纳米管修饰玻碳电极为工作电极，ag/agCl(饱和KCl溶液)电极为参比电极，铂丝电极为对电极。铅标准储备液(001mol/L)，使用前按需要稀释；双十六烷基磷酸(瑞士Fluka公司);多壁碳纳米管(南京大学化学化工学院生命分析化学教育部重点实验室);其他试剂均为分析纯;实验用水均为二次蒸馏水。
12碳纳米管修饰电极的制备将5mg多壁碳纳米管(mwCnt)和5mg双十六烷基磷酸(DHp)加入5ml二次蒸馏水中，超声分散约20min直至得到1mg/ml均一、浅黑色的mwCnt-DHp悬浮液。玻碳电极(有效直径为3mm)依次用03，005μmal2o3粉及麂皮抛光至镜面，然后分别在无水乙醇和二次蒸馏水中超声清洗1min，红外灯下烘干。用微量进样器取10μl上述悬浮液滴加在玻碳电极表面，红外灯下挥发掉溶剂即可。
13实验方法取10ml含有002mol/LKi的01mol/L醋酸缓冲液(pH=45)于电解池中，在-040～+020V之间用循环伏安法活化修饰电极直至循环伏安曲线稳定。然后加入一定量的铅标准溶液，于-100V处搅拌富集5min，静止15s后用示差脉冲溶出伏安法在-100～-040V区间，以100mV/s的扫速作阳极化扫描，记录溶出伏安曲线，测量-058V处铅的溶出峰电流。每次测定后，电极在空白底液中循环扫描以除去吸附在表面的沉积物，恢复其催化活性。
2结果
21分析底液的选择实验结果表明，溶出峰电流在底液中含有Ki时有显著提高，并且峰电流随着底液中i的浓度由0变化到002mol/L而逐渐增大，而i的浓度继续增大时，峰电流增加不明显。分别用浓度均为01mol/L的含有002mol/LKi的盐酸、醋酸缓冲液、磷酸缓冲液等作为底液进行分析，发现在醋酸缓冲液中溶出峰电流较大，峰形较好。另外在醋酸缓冲液中，当pH值从70逐渐减小到45时，溶出峰电流逐渐增加；而当pH值由45变化至30时，溶出峰电流反而下降，故本实验选择含有0.02mol/LKi的0.1mol/L醋酸缓冲液(pH=45)作为分析底液。
22修饰剂用量的影响实验表明，滴加在玻碳电极表面的mwCnt-DHp悬浮液用量对铅的溶出峰电流有很大的影响。当mwCnt-DHp悬浮液的量从0逐渐增加到10μl时，铅的溶出峰电流显著增加，在悬浮液用量从10μl增加到15μl的过程中，峰电流变化不明显，几乎维持在一固定值。但当悬浮液用量继续增大时，峰电流反而降低。本实验采用10μl的mwCnt-DHp悬浮液用量来制备化学修饰电极。
23富集电位和时间的影响在上述实验条件下，观察溶出峰电流随富集电位的变化。结果表明，峰电流随富集电位的负移而增大，但峰形逐渐变差，背景电流也有所增加，只有富集电位在-100V时，峰电流大且峰形好，因此，选择-100V作为实验的富集电位。在选定的富集电位下，富集时间从0增加到5min的过程中，溶出峰电流几乎线性增加，当超过5min时，峰电流增加缓慢，几乎不变，说明pb2+在电极表面吸附达到了饱和。故富集时间选用5min。
24线性范围、检出限及重现性配制一系列标准溶液，按实验方法在上述选定的最佳实验条件下进行测定，并绘制标准曲线。结果表明，pb2+浓度与峰电流在18×10-8～10×10-5mol/L范围内呈线性关系，其线性回归方程为：ip(μa)=014+221×107C(mol/L)(r=09972)。测得铅的检出限为40×10-9mol/L(信噪比为3)。对20×10-7mol/L的铅溶液平行测定10次的相对标准偏差为39％，该电极天天测定，并常温空气下保存1个月后，测定相同浓度铅溶液，峰电流仅下降约58％，说明此修饰电极具有很好的重现性和长期的稳定性。
25干扰实验在选定的最佳实验条件下，测定20×10-7mol/L的pb2+溶液时，2000倍的na+、Ca2+、mg2+、K+、al3+、Cl-、no3-、So42-、po43-，500倍的Zn2+、Fe2+，100倍的Cu2+、Cd2+、Fe3+几乎不干扰铅的测定(误差
26实际水样分析(表1)为了检验该修饰电极的实际应用，在优化的实验条件下，采用标准加入法测定了4种实际水样中的pb2+浓度。为了验证测试结果，同时用原子吸收光谱法对其进行测试，2法所得结果基本吻合。
表1多壁碳纳米管修饰电极测定实际水样中的铅离子（略）
3讨论
本文利用碳纳米管的独特物理和化学性能，制备了多壁碳纳米管修饰玻碳电极，采用示差脉冲溶出伏安法测定实际水样中的痕量铅，真正做到完全无汞化操作，避免了二次污染。经研究发现，在分析底液中加入Ki可以提高检测灵敏度，在实验条件的优化选择研究中发现修饰剂用量应适宜，因为DHp具有绝缘效应，会阻碍传质及电子交换过程，从而降低修饰电极的导电性能。通过标准曲线的绘制与实际水样的分析，可知该修饰电极具有很好的重现性与选择性及高灵敏度，抗干扰能力强，常见离子几乎不干扰铅的测定，仅有Hg2+干扰较严重，主要是因为在修饰电极表面Hg2+可以被还原为Hg，从而使得铅更容易被还原形成汞齐，使测定结果偏高。总之该方法简单可靠，重现性好，灵敏度高，克服了以往电分析方法的一些缺陷，具有较好的实际应用前景。
参考文献
碳循环描述篇7
―、化学实验课堂培养学生观察能力与动手能力的原则
在化学实验课堂上，要提髙学生的观察能力与动手能力，则必须遵循以下原则：首先，尊重学生主体性原则。传统化学实验多是老师示范，学生做好记录，不仅学生动手机会少，而且师生之间的交流严重不足，导致学生学习兴趣不髙，无法保证教学效果。新课程改革强调学生在学习中的主体作用，老师要给予学生更多独立思考的机会与空间，调动其学习主动性，使其主动参与化学实验课程，以增强课堂教学效果。其次，因材施教的原则。学生到了初中阶段，已经形成一定的知识积累，其认知水平有所提高，但是并非每个学生都是整齐划一地处于同一水平线，并且其个性特点有所不同，因此化学实验课程要遵循因材施教的原则，针对不同学生制订不同的教学方案，并根据学生发展对教学方案做出调整，全面提高学生动手能力与观察能力。最后，发展性原则。学生的学习过程其实是其发展的过程，老师要遵循发展性原则，用发展的眼光对待每个学生，提高化学实验设计的实际性与可操作性，拉近学生与化学课堂的距离，激发其学习兴趣，提髙其动手能力与观察能力。
二、初中化学课堂培养学生观察能力及动手能力的策略
在遵循上述几点原则的前提下，可以从以下几个方面提高学生观察能力与动手能力。
(一）掌握实验观察的方法
在化学实验过程中，要让学生掌握化学反应的一般规律，通过一定的顺序进行观察，一般而言，化学反应的观察顺序是先观察化学反应前的颜色、状态、气味等直观现象，再观察物质反应的条件及反应产生的现象，最后观察反应后物质的颜色、状态、气味等;在观察过程中，要有意识地引导学生从不同角度进行观察，比如观察物质的反应除了要看，还要听、闻，甚至要摸一下、尝一下，使学生深刻认识到基于不同的角度、细微之处进行观察正是科学发现的精髓所在。
(二）提高对比实验的比例
化学教学所描述的化学现象多是正确的、无误的，学生在实验过程中会对课本中的描述过于依赖，忽略实际实验中观察的重要性。因此，老师要有意识地加大对比实验的比重，使学生通过比较加深印象，并提髙其动手能力。比如在液体的变色实验中，二氧化碳会使紫色石蕊试液变红，老师可以让学生再向紫色石蕊中滴人醋酸,再取一个样本保持原状，让学生通过对比、操作、观察对知识形成更深刻的认知。
(三）边动手、边观察、边总结
在学生动手实验过程中，老师除了要求学生仔细观察各种化学现象外，还要将自己的指导作用充分发挥出来，引导学生对实验现象、实验操作过程、实验心得等进行分析、总结，使学生不仅对实验过程形成一种感性认识，而且通过分析总结上升到理性认知高度。通过仔细观察、认真思考，分析化学反应现象，解释实验原理，独立得出实验结论，实现化学概念的内化转变。比如人教版“碳和碳的氧化物”一课，一氧化碳还原氧化铜的实验中会涉及较多环节，澄清的石灰水中石灰石没有发生明显变化，在加人氧化铜并加热后，氧化铜变为黑色，再将其导人石灰水时，石灰水就会变浑浊。这个实验中每个环节均会有不同的实验现象，老师要引导学生针对每个实验现象进行分析，总结其实验原理，并要求其做好笔录，以通过文字资料形式将实验现象持久、有效地记录下来。
(四）针对操作失误反复训练
学生实验操作过程中不可避免地会发生诸多失误及错误，而这些错误恰恰可以作为典型的反面教材应用于课堂，老师在观察学生的操作失误时，先不要急于纠错,待学生得不到预期的实验结果时，再指导其一步步追溯问题所在，而后对一些典型的错误进行总结、强调。初中化学常见的操作错误包括蜡烛在氧气中燃烧时过早将燃烧匙伸人集气瓶，在托盘天平的应用过程中直接用手拨游码，加热试管物质时试管夹夹在中间，倾倒液体时将试剂瓶盖正放于桌面上，等等，老师要针对上述错误集中进行反复训练，以保证学生灵活运用、熟练掌握，也可以在这个过程中让学生意识到科学实验的严谨性，提高其动手能力。
总之,初中化学教学中实验是一项重要内容，老师通过实验课程使课本中的理论知识更具体化，加深学生认知，并提高其动手能力与观察能力。因此，在化学实验课程教学中，老师要充分激发其学习兴趣，调动其学习积极性，为其提供更多自主操作机会，从而真正提髙其动手能力与观察能力。
碳循环描述篇8
关键词：碳循环；低碳经济；农户行为；农地管理
中图分类号：F830文献标识码：a文章编号：1674-2265（2013）04-0022-05
一、引言
低碳经济，其内涵主要描述的是在人类经济社会可持续发展理念变革背景下，通过科学技术和经济社会制度创新、产业转型和新能源开发利用等多种手段和工具，在经济社会生活中最大可能地减少消耗煤炭、石油等高碳石化能源数量，减少大气温室排放效用，从而达到生态环境保护和经济社会持续发展、人类社会福利持续提高的新型经济社会发展形态。目前，我国经济社会发展正处于快速工业化、城镇化阶段，根据有关学者的测算，2030年我国的城镇化水平将达到60%左右，2050年达到70%左右（汪冬梅，2005）。根据国际经验，我国未来工业化和城镇化引起的能源消耗，以及由能源消耗引起的碳排放量将居于全球前列（余猛、吕斌，2010）。
人类的各种经济活动都离不开一定的国土空间。因此，本文将从国土空间利用视角出发，研究目前社会经济条件下的国土空间利用总体控制以及具体的农户家庭资源配置和农地利用行为，探讨提高我国政府农地利用政策管理效率的调整方向，为解决我国碳减排承诺与工业化、城镇化经济社会发展之间的矛盾寻找有效路径。
二、低碳经济与农地利用
碳循环可以区分为碳源和碳汇两个方面，其中碳源是碳排放过程，碳汇是碳存储过程，这两个过程具有相反的运动方向，共同构成封闭循环过程。按照该理论，如果要实现控制全球气候变暖趋势的目标，需要在一国国民经济循环中考虑碳循环因素，要求两种循环达到某种科学意义的均衡。在此均衡路径上，要求在国民财富形成与积累过程中维持碳源与碳汇达到一种动态均衡，只有在这种状态中，才能既控制碳源排放引起的温室效应，又不断增加国民财富和社会福利。上述两种循环的均衡构成了当代以低碳经济视角研究经济社会发展的重要内容和基本前提。
尚处于发展中国家的现状要求我国未来经济社会发展实现更高程度的工业化和城镇化，而工业化和城镇化中，建设用地上涉及的经济投入、基础设施建设以及由此引起的巨大高碳石化能源消耗无疑将构成我国现在和未来碳循环中碳源的主要组成部分，而农用土地上与人类活动息息相关的森林、草地系统则在碳循环中发挥着重要的碳汇作用。另外，与森林、草地系统相比，农田系统是在人类干预下地球碳库中最活跃的部分，在碳循环中发挥着多重角色：一方面农作物的短生命周期决定了农地与林草地的碳汇功能有强弱之分；另一方面，农田的不当利用不但不能起到碳储存的作用，反而可能会增加碳排放（徐玖平、何源，2010）。在工业化、城镇化发展必然要进行大量碳排放、放大碳源功能条件下，重视农用地碳汇功能，不断提高其碳储存能力，是解决问题的基本思路。
无论是工业化、城镇化，还是农用地农业利用，都要在一定的国土空间范围内进行，研究我国国土空间的分布状态对于问题分析具有基础意义。我国国土面积约960万平方公里，国土组成中复杂的地质、地貌条件和区域水热组合条件共同构成了我国土地资源系统的多样性特征。而且，西高东低的整体地势特点必然使我国土地资源系统呈现出山地丘陵居多而平地少的地貌特征。据统计，平地、丘陵、山地三种形态的土地资源分别占我国国土面积的33.6%、20%、46.4%。根据2006年的调查数据，我国农用地、建设用地和未利用土地面积分别为98.58亿亩、4.85亿亩、39.17亿亩，占我国全部土地面积的比例分别为69.1%、3.4%、27.5%。其中按照土地二级分类的方法，98.58亿亩农业用地具体分布状况为：耕地18.27亿亩、园地1.77亿亩、林地35.42亿亩、牧草地39.29亿亩、其他农用地3.83亿亩。
假设我国国土面积中未利用土地处于碳循环平衡状态，农用地和建设用地则成为影响我国经济社会发展过程中碳循环平衡的两种重要土地形态。进一步分析，在农用地中，草地和林地占到我国全部农用地面积的75%，为叙述方便，本文将剩余农用地中的耕地、园地和其他农业用地统称为耕地，其面积占比为25%。如上文所述，耕地利用中的碳循环发生机制是复杂多变的，其碳源、碳汇功能是否能够平衡关键在于耕地利用的方式，而耕地利用方式主要取决于农户家庭的具体经营行为（凯萨琳・B，2003）。总体而言，从低碳经济视角考察国土空间利用方式，强化控制建设用地面积，尽量降低碳源排放水平，引导农户低碳排放的农用地利用行为，不断扩大森林、草地面积，改变耕地利用中的不当碳排放经营方式，对于我国实现未来经济社会可持续发展具有重要意义。
三、低碳经济与农户行为
（一）低碳经济与农户家庭收入
如前文所述，农地利用在整个地球碳循环中发挥着重要的碳汇作用，在我国目前农地利用制度条件下，农户家庭是农地利用的主体，因此发挥农地碳汇作用离不开对农户家庭的具体经济行为分析。西方经济学通过对欠发达国家农村农户家庭经济行为的大量研究，形成了具有重要分析价值的农业家庭收入模型（agricultureHouseholdmodels，aHm），该模型不是将农业人口个体，而是把农户家庭作为一个独立的生产和消费决策单位，运用收入内生和预期效用最大化两种基本经济学分析方法，对农户家庭在外部因素扰动下的行为进行了比较详尽的理论分析（泰勒，2003）。我国目前的经济结构正处于二元经济向一元经济结构转型阶段，aHm模型虽然能够为分析我国农户经济行为提供启发性的思路，但其严格的假设条件并不符合我国目前的实际情况。
从收入角度分析，农户家庭的收入离不开土地、资本、技术和劳动力等要素的投入，直接与农户家庭组织上述要素的经济行为密切相关，因此，从收入角度分析农户的家庭经济行为也是一种可行的研究路径。总体上，我国的农户家庭收入可以分为农业经营收入、外出务工收入和政府补贴收入三大部分，其中农业经营收入显然离不开农户家庭对农地资源的利用。在理论上，根据舒尔茨理性小农行为假设，目前我国农户家庭在经济活动中会主动按照经济理性原则高效率地配置资源禀赋以实现收入最大化（孙文凯等，2007；任旭峰、李晓平，2011）。
根据低碳经济条件和前文分析，农地资源依然是当前我国农户家庭收入函数中重要的影响变量。由于在地球碳循环中的不同作用，低碳经济条件要求构成农地资源系统的林草地和耕地必须占有一定合适比例的国土空间，二者缺一不可。但是，林草地和耕地经营对于农户家庭而言，是两种具有不同物质产出的经济行为，其对农户家庭的收入影响机制和效果是不同的，而正是这种不同的影响机制为政府农地利用管理调控提供了必要的弹性空间。因此从农户家庭收入最大化视角，分析低碳经济转变对农户不同农地利用行为施加的影响，对于政府农地利用管理政策的制定和调整具有基础性理论支撑作用。
（二）收入最大化条件下的农户家庭行为
由于在地球碳循环中的不同作用，林草地和耕地必须占有一定比例的国土空间，二者缺一不可。为问题分析需要，可以将目前我国农户家庭农业经营收入进一步细分为林草地经营收入和耕地利用收入两种类型，同时假设农户家庭经营林草地和耕地将获得不同的政府补贴，将政府补贴看作是两种收入的函数（斯托尔特等，2005）。根据上述分析可以得到以下农户家庭收入函数：
[y=y1+y2+y3+y4+y5]（1）
在公式（1）中，[y]代表农户家庭整体收入，[y1]代表农户家庭林草地经营收入、[y2]代表耕地利用收入、[y3]代表外出务工收入、[y4]代表农户家庭林草地经营获得的政府补贴收入、[y5]代表农户家庭耕地利用获得的政府补贴收入。因为我国目前的农户家庭经营建立在小规模经营基础上，因此可以进一步假设农户家庭的林草地经营和耕地利用皆不需要大的资本性投入，即两种经营方式不受资本方面的限制；同时假设林草地产品和耕地利用产品的市场结构是完全竞争的，产品价格外部给定，且林草地规模和耕地利用规模窄幅变动。农户家庭在林草地经营、耕地经营和外出务工中分配自己的劳动力资源以获得收入最大化。根据以上分析，可以得到：
公式（2）中[p1]、[p2]分别代表林草地产品价格、耕地产品价格，[q]代表产出量，[w]为工资收入，[l1]、[l2]、[l3]分别代表林草地经营、耕地利用、外出务工的农户家庭劳动力资源投入，[la1]、[la2]分别代表林草地经营和耕地利用需要的土地资源数量，[k1]、[k2]代表林草地经营和耕地利用需要的资本资源数量，[s1]、[s2]分别代表林草地经营和耕地利用获得的政府补贴收入。根据公式（2）构建拉格朗日函数如下：
该收入最大化条件表明，在农户家庭自由配置劳动力资源条件下，通过合理的劳动力资源匹配能够实现自身的收入最大化。同时也应当注意，我国二元经济结构正在向一元经济结构转型，行业比较利益落差会在很长一段时间内继续存在，因此农户家庭外出务工投入的劳动力边际收入贡献将大于劳动力投入林草地经营和耕地利用获得的边际收入贡献。在此背景下，政府应当根据林草地经营和耕地利用产品价格的变动趋势，运用财政补贴手段增强农户家庭林草地经营和耕地利用劳动力资源投入对收入的边际贡献效应，才能刺激低碳经济条件下农户家庭劳动力资源对林草地经营和耕地利用的投入，从而保证农地利用在地球碳循环中发挥积极主动的碳汇作用。
（三）农地利用规模变动条件下的农户家庭行为
考虑农户家庭林草地和耕地规模因不同经济因素导致的动态变化情况，放松前文农户家庭收入函数中关于土地资源投入数量固定的条件，在农用地总体规模固定情况下，林草地经营与耕地利用变动必然会引起农户家庭经营行为的改变，从而对整体碳循环系统造成非预期的扰动。在上述放松条件下，农户家庭收入函数将加入新的变量和新的约束条件，公式表示如下：
同样利用构建拉格朗日函数的方法求解农户家庭收入最大化函数，可以得到放松条件下的农户家庭收入最大化条件：
继续使用公式（5）中符号的意义，同时令[mRLa1]、[mRLa2]分别代表林草地经营用地和耕地利用用地对农户家庭收入的边际贡献[?ql1，la1，k1?la1]、[?ql2，la2，k2?la2]，令公式（8）说明，政府根据林草地经营和耕地利用不同产品的价格变动趋势、不同劳动力资源和不同农地利用的边际收入贡献等因素调整财政补贴水平，仍旧能够保证农户低碳经济条件下实现家庭收入最大化的条件。
四、政策建议
寻求碳循环与经济社会发展两者之间的平衡是我国发展低碳经济、实现可持续发展的内在要求。政府农地利用管理政策的制定和调整将影响我国国民经济中各种不同的经济活动，而不同经济活动对地球碳循环系统和经济社会发展的效用是不同的。针对各种类型经济活动的不同碳循环效应状况和现实经济条件下农户具体的经营行为，积极地进行农地利用管理政策调整，引导科学合理的农地利用方式，对于我国发展低碳可持续经济是必要的。
（一）科学进行国土空间主体功能区规划，严格控制农用地转用
从我国整个土地分类和低碳经济发展要求的视角分析，建设用地上进行的经济社会活动与碳循环中的碳源循环极具有正向相关关系，而农用地上的经济社会活动则与地球碳循环中的碳汇循环极具有正向关系，二者之间相互制衡，共同构成我国经济社会发展中的碳循环均衡过程。一定水平的碳循环均衡必然要求一定规模的建设用地和农用地规模与之相适应，因此在总体上，我国政府应当根据国民经济社会发展的速度和水平，按照低碳经济的发展要求和政府的减排承诺，测算建设用地和农用地上所开展经济活动对碳循环均衡造成的扰动，科学合理地进行国土空间利用全国层面和区域范围内的主体功能区规划，并以此科学规划为纲对我国土地管理政策进行总体动态调整。在建设用地对国民经济增长的边际贡献效应远远大于农用地利用的边际贡献效应的现实背景下，宏观上严格控制农用地向建设用地的转用，使二者保持适应低碳可持续经济发展要求的规模。为保护农用地规模，逐步扩大林草地占全部国土面积的比例，除严格执行现有的耕地占用占补平衡制度、新增建设用地有偿使用费和强制国有建设用地出让收入按比例投入农地建设制度以及农地征收补偿制度外，在条件成熟时，可以根据建设用地上开展经济活动形成的不同碳排放量，实行标准定价基础上的差异化价格，并将该部分超出利益用于对农地科学利用的奖励，以达到经济社会可持续发展过程中的碳循环均衡。
（二）通过政府财政补贴，引导农户家庭加大农地投入
农地合理利用能够充分发挥地球碳循环中的碳汇极作用，抵消建设用地上所开展经济活动中形成的碳源极作用，达到低碳经济社会发展模式下的碳排放量控制目标。通过上文分析，我国目前的经济发展阶段决定了二元经济特征将在很长的一段时间内继续存在，这种经济发展特征决定了农户家庭外出务工的收入效应将在很长时间内高于林草地经营和耕地利用对农户家庭收入的边际贡献效应。因此，为达到低碳经济发展模式下的农地合理利用，政府有必要对农户家庭农地利用实施财政补贴。只有对农户家庭农地经营行为实施政府补贴，提高其边际收入贡献效应，才能在总体上引导农户家庭加大农地利用和保护投入，科学合理地利用农地。另外，政府在实施财政补贴时，应与农地管理政策的整体目标相适应，一方面刺激农户家庭在农用地上科学地进行林草地经营，充分发挥林草地的碳汇极作用，另一方面应当通过政府补贴引导农户家庭进行低碳排放的耕地利用，尽量减少耕地利用过程中的碳排放量。同时，为提高政府补贴对农地合理利用管理的调节作用，应当将影响政府补贴的基础变量确定为林草地和耕地利用的实际数量，以提高农地利用管理政策调整的动态弹性和政策的实施效果。
（三）规范农户农地利用行为，保持各类型农地比例适当
从林草地经营和耕地利用角度分析，由于二者投入形成的最终产品不同，必然会存在对农户家庭收入边际贡献率不同的可能性。特别是在林草地经营边际收入贡献率低于耕地利用边际收入贡献率的情况下，如果不通过价格干预或财政补贴手段的调节，在农地利用总体规模内，大量的林草地可能转变为耕地，反之亦然，从而在总体上可能会形成破坏碳汇功能极发挥作用的不当国土空间利用行为。因此，政府需要积极跟踪林草地经营和农地经营产品价格变动，根据该变动价格测算二者对农户家庭收入的边际贡献水平，从而通过财政补贴、价格控制等手段建立科学的价格补偿机制。运用该机制引导、规范农户合理利用农地，使各个农地利用类型保持经济社会低碳发展要求的适当比例。另外，应当尊重自然规律，严格限制在不适宜耕地利用区域内进行的毁林开荒行为，对已经毁林开荒的区域应当投入必要的财力尽快予以恢复，扩大林草地覆盖面积。
（四）加大研究力度，提高农地利用管理政策调整的灵活性
随着我国经济社会的不断发展，人类各种经济社会活动的广度和深度都在延伸，动态变动的经济社会结构决定了我国国土空间中各种类型的土地利用规模都处在动态变化之中。在国土空间利用宏观控制层面上，需要进行大量的实证调查，掌握各类土地规模的变动情况。为达到该目标，需要加大国土使用动态变化研究投入，为研究提供必要的技术手段和保障，例如通过卫星遥感等现代科技手段及时了解各类国土空间利用的动态变动数据等。另外，政府制定和调整农地利用政策，提高政策的实施效应和效果，增加政策调整的灵活性，需要及时跟踪了解各类经济数据的变动情况，这些数据的获得需要政府多个部门提供大量的实际材料。总之，只有持续加大研究投入和力度，切实掌握部分关键经济变量的变动规律，提高政府农地利用管理政策调整的科学性和灵活性，才有可能保证实现低碳经济条件下的经济社会可持续发展目标。
参考文献：
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[6]哈尔・瓦里安.微观经济学[m].中文版.经济科学出版社，1997.
碳循环描述篇9
关键词：低碳旅游困惑措施可持续发展
随着人类文明的进步，低碳经济作为一个新的经济发展形式正在推进着生态文明的进步，而低碳经济也正在影响着人类发展中的各行各业。低碳经济是二十世纪末人类为应对全球气候变暖而提出的一个经济发展模式，是为缓解全球气候变化，应对能源危机，以一种“低能耗、低污染、低排放”和“高效能、高效率、高效益”为主题的新的可持续发展模式。2009年哥本哈根会议后，低碳这一概念受到了人们的关注，而低碳经济也成为全球许多国家和地区的选择，是人类社会在文明史上的又一大进步。2009年国务院《关于快速发展旅游业的意见》中，将旅游业从国民经济的“重要产业”地位提升为“战略性支柱产业”，而一向被称为“无烟产业”的旅游业在发展过程中并非无碳产业。由于资源的过渡开发和碳排放超标对全球的气候的贡献率已达到5%以上，如果不改变旅游业的发展方式，那么这个贡献率将随着时间的推移达到惊人的程度，故发展低碳旅游是全球旅游经济发展的必需。
一.什么是低碳旅游
1.低碳旅游的内涵
低碳旅游作为一种新型的旅游发展模式，作为一种新事物，对他的内涵描述还在进一步完善中，不同的学者围绕“低碳”问题从不同的方面描述它的概念和含义。其实，低碳旅游从整个旅游大环境或者从整个旅游实践活动来说，低碳旅游是指在整个旅游活动的大环境中，在倡导低碳的大背景下，顺应旅游业作为战略性支柱产业的发展，运用低碳经济理论引导旅游活动的实践者，以低能耗、低排放、低污染为基本原则，在保证旅游业运行能够满足人们旅游需求的条件下，有目的有计划有节制的开发和利用旅游资源，保护旅游环境，从而实现各种资源的高效利用和最大的限度的减少对旅游环境的破坏，以实现旅游业的可操作性的可持续发展。
2.低碳旅游与生态旅游、可持续旅游的关系
低碳旅游是继生态旅游后的又一种新型的可持续发展旅游，而低碳旅游和生态旅游都属于可持续旅游的范畴，都以科学发展旅游业为指导，都从根本上体现了可持续性，具有相同的发展理念，都遵循人与自然的和谐相处。在开发和利用旅游资源中，都注重旅游系统环境的承载能力，利用高新科技尽可能的减少自然生态的破坏和积极修复，不断提高能源的利用率，以实现旅游业的可持续发展目标。生态旅游关注的重点是自然的原生态的旅游，着重是旅游业资源的原始性，提倡以更少的旅游活动或者更少的人类影响来实现可持续旅游发展的目标，核心是旅游发展和生态环境的协调。而低碳旅游是强调“低碳技术”和“低碳生活方式”，侧重于旅游产品的生产和消费领域中实现“低碳化”，比生态旅游更具有可实施性和操作性，是生态文明导向下的一种深层次的可实施量化的具有较强操作性的可持续旅游发展方式。
二.低碳旅游发展过程中的困惑
1.对低碳旅游理论认识不清。即便是从业人员，对低碳旅游也不甚了解，这就形成了对低碳旅游发展的思想障碍，对低碳的理论研究还处于发展阶段，在研究中容易形成误区，如低碳旅游的涵义和其他可持续发展的关系，旅游活动对碳排放和全球气候变暖到底产生多大的影响？采取各种碳中和的方案的效果和效益如何，实现低碳旅游最可行的办法等。这些问题都要在旅游实践活动中逐步的探索，通过科学调查和分析，为人们提供可参考的信息资料。
2.在生产旅游产品的企业方面，由于生产低碳旅游产品受成本增加的制约，许多旅游企业不愿意采用低碳技术来发展旅游业，尤其是在旅游活动中实现低碳旅游交通工具、低碳旅游生活设施、低碳旅游服务设施、低碳旅游活动设施等。这些都要在景区和产品设计过程中花费大的价钱，即所谓的“节能不节钱”，对投资者来说，就更会可能考虑整体经济效益而放弃低碳旅游。
三.有利于低碳旅游发展的措施
1.加大低碳消费宣传力度，努力促进旅游消费观点的转变
加强低碳宣传教育，提倡公民低碳消费理念，建立适应低碳旅游发展的良好环境和保障制度。培养旅游消费者低碳化的自觉意识，这就需要政府各职能部门、旅游行政管理部门、旅游企业、行业协会高度重视，加强宣传教育和引导，强化公民环保意识，培养可持续旅游消费心理，使低碳旅游成为当今旅游活动的时尚。游客是旅行全过程参与主体，能否让游客对低碳旅游方式认可和实践是非常重要的，其旅游愿望、个人偏好、旅行方式、旅游行为等，对低碳旅游具有重要的决定作用，而旅游产品经营部门更应该联合其他相关组织，利用媒体广告、低碳旅游产品展示、旅游形象宣传等多种营销途径和方式对旅游者进行宣传教育，用多种方式培养低碳旅游者，积极引导游客使用环保舒适型的低碳旅游产品，摒弃奢华浪费的消费理念，形成重文化、重品位、重节俭的低碳新观念。
2.完善低碳旅游管理制度，强化重点突破
积极发挥政府职能部门的作用，建立政府领导机制，依靠政府强制措施来约束旅游相关行业的碳排放，以减少碳排放和碳足迹为目标，建立教育、法律、政策等多种措施并举的实施机制，加大减碳措施的执行力度，制定和实施低碳认证制度，对旅游业中的旅游交通、酒店业、康乐休闲、旅游景点等，制定出科学有效、易于实施易于操作的评定标准，并强化实施中的监督检查，避免轻浮和走过场，狠抓重点环境，重点检查旅游活动六大要素中吃住行的碳排放，倡导低碳旅游饮食，减少一次性餐具的使用，使用节能灶具，倡导使用公共交通，积极创新低碳型酒店。
参考文献：
[1]梅燕.发展低碳旅游五大措施〔J〕.商业研究，2010.09
[2]王群，章锦河.低碳旅游发展的困境与对策〔J〕.地理与地理信息科学，2011,05
碳循环描述篇10
《中国教师》：张老师，您好！2011年版初中生物学课程标准提出注重重要概念的教学，并在内容标准中具体描述了50个重要概念，您那里的初中生物学教师有何反响？
张涛：目前看来，教师们对于注重重要概念教学大多非常认同，但也有教师认为，注重重要概念教学是回归知识中心，是弱化了探究性学习，是在走“回头路”。还有些教师对此没有引起足够的重视，还没有意识到提出重要概念将会对今后教学产生的重要影响。
《中国教师》：您认为注重重要概念的教学对教师来说，难度大吗？为什么？
张涛：这要从以下两个方面考虑：一是教师能不能真正把握重要概念教学的要求。重要概念处于生物学科知识体系的中心位置，每一个重要概念都有着丰富的内涵，要真正理解并不是一件很容易的事情。以人体血液循环重要概念为例，要理解这一概念需要注意以下两个问题，首先，要把整个概念作为一个整体来认识，而不要割裂开来。有的教师认为，概念中的第一句话“循环系统包括心脏、动脉、静脉、毛细血管和血液”属于事实性知识，因而是“了解”水平的学习要求。但如果从整体上看就会发现，这一句讲的是血液循环系统的结构组成，第二句“其功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质、废物和激素等物质”讲的是血液循环系统的功能，把两者作为整体才能体现出心血管结构与功能的适应，而结构如何与功能相适应无疑是需要好好理解的。其次，要把重要概念与课标“内容标准”中相对应的教学要求结合起来认识。因为，即使同属于“理解”层次的目标动词，也包含概述、阐明、举例说明等级别，每一个目标动词的具体要求又是不一样的。关于人体血液循环，“内容标准”要求：“描述人体血液循环系统的组成”“概述血液循环”。对此，首先需要明了的是：什么是描述，什么是概述。然后还要弄清：描述什么，概述什么，即把描述或概述的内容具体化。只有弄清这样一些最基本的问题，才有可能真正把握重要概念的教学要求。
二是教师现有的教学方式能不能适应重要概念教学的要求。虽然课程改革已经进行了十多年，但许多教师仍然习惯让学生死记硬背，不太注重知识的理解；习惯直接告知结果，不太注重知识的建构。而重要概念一般都比较抽象，学生对抽象概念的理解需要以事实或者感性的、直观的材料作为基础，因此，教师需要用不同的方式为学生提供足够的事实性材料，让学生经历自己发现知识的过程，学生才能真正把握重要概念的内涵和外延。
这样看来，注重重要概念的教学对教师来说任重而道远，搞好重要概念教学对教师将是极大的挑战！
《中国教师》：在接下来的生物学科教研活动、教师培训中，该如何帮助生物学教师开展好生物学概念教学？
张涛：在这方面需要做的工作有很多。首先，要进行相关的理论培训，比如，帮助教师界定什么是重要概念，知道概念与术语、定义等有什么区别。有关专家前期已经对此进行了比较充分的研究，现在需要做的是通过培训把相关信息传递给广大教师。其次，需要对每一个重要概念进行解读，厘清它们的内涵与外延，形成一个系列性的研究成果，用以指导教学。再次，要提供概念教学的具体方法，最好是通过课例展示和研讨的形式推荐概念教学的范例。这种方式比较直观，也能够对课例进行透彻的剖析，使人不仅知其然，而且知其所以然，因而是广大教师最为喜闻乐见的。
《中国教师》：您能不能通过一个具体的例子说明应该为教师提供怎样的范例？
张涛：所提供的范例要把重要概念作为核心教学目标，教学的过程应紧紧围绕教学目标如何达成来设计。概括地讲，涉及三个方面：目标的设定、目标的落实和目标的检测。目标的设定，回答的是“到什么地方去”的问题；目标的落实回答的是“怎么去”的问题；目标的检测回答的是“有没有去到”的问题。下面还是以“人体血液循环”为例来说明。
在教学目标的设定方面，要做到“概述血液循环”，首先要知道“什么是概述”。理解和领会课程标准中行为动词的含义，这是很多教师容易忽略的，但如果不弄清楚这个问题，就很难把教学目标真正具体化。就词义来讲，“概述”指的是把事物的特征归结在一起，简单扼要地加以表述。因为概述是在直接的观察和实验、客观的原始记录的基础上发现事物共同的特征，所以需要经过归纳的过程。其次要弄清的问题是“概述什么”。照本宣科地说出血液循环的途径：“从左心室出发，进入主动脉，经过各级动脉……，最后回到右心房”，只是描述。许多课堂就是这样仅仅达到了描述水平，虽然这些描述也是前人概述的结果。应该让学生自己进行归纳，总结出血液循环的规律，这些规律性的知识是重要概念形成的基础。而在自己归纳基础上形成的概念，才算是真正达到了概述水平的要求。血液循环包含许多规律性的知识，比如：
血液循环包括体循环和肺循环。它们同时进行，在心脏处连通。
与心房相通的都是静脉，与心室相通的都是动脉；动脉都是把血液从心脏运往全身各处的血管，静脉都是把血液从身体各处运往心脏的血管。
体循环和肺循环都是从心室开始，血液进入动脉，在毛细血管处完成物质交换，再通过静脉，回到心房。
在肺部毛细血管处，静脉血变成动脉血；在全身毛细血管处，动脉血变成静脉血。动脉中流动的不都是动脉血，静脉中流动的不都是静脉血。