生物質的優缺點范文
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篇1
關鍵詞:高考復習;單倍體;多倍體;基因工程
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2012)09-0216-02
物種是指分布在一定的自然區域內,具有一定形態結構和生理功能,能夠在自然狀態下相互并且產生可育后代的一群生物,簡稱“種”。也就是說,不同物種之間一般是不能的,即使成功,也不能產生可育的后代。育種方法是遺傳和變異知識在現實生活中應用的實例,也是生物課堂與當今科技知識相結合的例子,是高考中的熱點。由于育種方法內容在教材中分散,將它們集中在一起作為一個專題來復習,能起到事半功倍的效果。各種育種方法的概念、原理、過程歸納如下:
1.雜交育種
1.1 概念:將兩個或多個品種的優良性狀通過集中在一起,再經過選擇和培育,獲得新品種的方法。
1.2 原理:基因重組,能將兩親本的優良性狀集中在同一個個體,或者將兩親本控制同一性狀的不同微效基因積累起來,產生在該性狀上超過親本的類型。正確選擇親本并合理組配是雜交育種成敗的關鍵。
1.3 過程:用具有相對性狀的純合體作為親本雜交獲得子一代,子一代自交獲得子二代,從子二代中選擇符合要求的表現型個體。如果需要的表現型是隱性性狀育種就此結束,如果需要的表現型是顯性性狀則用子二代中選出的個體進行連續自交,直至獲得能穩定遺傳的類型為止。
1.4 原則:根據育種目標要求,按下列原則進行:①親本應有較多優點和較少缺點,親本間優缺點力求達到互補;②親本中至少有一個是適應當地條件的優良品種,在條件嚴酷的地區,雙親最好都是適應的品種;③親本之一的目標性狀應有足夠的遺傳強度,并無難以克服的不良性狀;④生態類型、親緣關系上存在一定差異,或在地理上相距較遠。
1.5 優缺點
①優點:使雙親的基因重新組合,將優良性狀集中在同一個個體,還能形成各種不同的類型,為選擇提供豐富的材料。
②缺點:只能利用已有基因的重組,按需選擇,并不能創造新的基因,育種年限長,且需年年制種。
1.6 舉例:高產不抗病小麥與低產抗病小麥培育出高產抗病小麥。
2.誘變育種
2.1 概念:用人工方法誘發基因突變,從而產生新性狀,創造新品種的育種方法。
2.2 原理:基因突變。用物理、化學方法誘發基因發生突變。
2.3 過程:利用物理因素(X射線、紫外線、激光等)、化學因素(硫酸二乙脂、 亞硝酸等)來處理生物,使生物發生基因突變,再篩選。
2.4 原則:所處理的生物材料必須是正在進行細胞分裂的細胞、組織、器官或生物,處理時期是細胞分裂的間期。經處理的生物材料經選擇、培育才能獲得需要的生物新品種。
2.5 優缺點:①優點:提高變異率,大幅度改良某些性狀,加快育種進程;②缺點:有利變異個體少,需處理大量的實驗材料(有很大盲目性)。
2.6 舉例:①黑龍江省農科院用輻射方法處理培育成的“黑農五號”大豆品種;②高產量青霉菌的形成。
3.單倍體育種
3.1 概念:利用花藥離體培養技術獲得單倍體植株,再人工誘導其染色體加倍,從而獲得所需要的純系植株的育種方法。
3.2 原理:染色體變異。誘導配子直接發育成植株,再用秋水仙素加倍成純合體。
3.3 過程:先將花藥離體培養形成單倍體幼苗,再用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗獲得純合子,然后從中選擇優良植株。
3.4 優缺點:①優點是可以明顯縮短育種年限,子代均為純合子,加速育種進程;②缺點是技術復雜且需與雜交育種配合,成活率較低。
3.5 舉例:抗病植株的育成
4.多倍體育種
4.1 概念:人工誘導染色體加倍,形成多倍體植株。
4.2 原理:染色體變異。秋水仙素能抑制處于分裂期細胞的紡錘體的形成,導致染色體不能移向細胞兩極,從而引起細胞內染色體數目加倍。
4.3 方法:用一定濃度的秋水仙素處理萌發的種子、幼苗。
4.4 優缺點: ①優點是操作簡單,能較快獲得器官大、營養高的品種;②缺點是所獲品種發育延遲,結實率低,一般只適用于植物。
4.5 舉例:三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥。
5.基因工程育種
5.1 概念:按照人們的意愿,把一種生物的某種基因提取出來,加以修飾改造,然后放到另一種生物的細胞里,定向地改造生物的遺傳性狀,從而獲得高產、穩產、具有各種抗逆性的作物新品種。
5.2 原理:基因重組。
5.3 方法:提取目的基因、目的基因與運載體結合、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定。
5.4 優缺點:①優點是目的性強、育種周期短,克服遠緣雜交不親和障礙;②缺點是技術復雜、安全性問題多,可能引發生態危機。
5.5 舉例:轉基因抗蟲棉
6.細胞工程育種
6.1 植物體細胞雜交
6.1.1 概念:用兩個來自于不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞,并且把雜種細胞培育成新植物體的方法。
6.1.2 原理:細胞的全能性
6.1.3 過程:先用酶解法去掉細胞壁分離出有活力的原生質體,再將不同的原生質體放在一起,用離心、振動、電刺激、或聚乙二醇試劑使得原生質體融合從而得到雜種細胞,然后用植物組織培養的方法進行培育,得到雜種植株。
6.1.4 優缺點:①優點是克服遠緣雜交不親和障礙;②缺點是應用范圍小,許多理論技術還不成熟。
6.1.5 舉例:白菜——甘藍、胡蘿卜——羊角芹
6.2 動物體細胞克隆育種
6.2.1 概念:應用克隆技術,繁殖優良物種
6.2.2 原理:細胞的全能性
6.2.3 過程:將含有遺傳物質的供體細胞的核移植到去除細胞核的卵母細胞中,利用微電流刺激等融合技術使兩者融合為一體,經過一系列培養,然后再植入母體子宮中,使其最終發育成一個新個體。
6.2.4 優缺點:①優點是繁育優良動物、拯救瀕危動物等,保護生態平衡;②缺點是成功率低
6.2.5 舉例:“多莉羊”的培育
7.有關育種要注意的問題
7.1 育種的根本目的是培育具有優良性狀(抗逆性好、品質優良、產量高)的新品種,以便更好地為人類服務。
篇2
關鍵詞:紅外光譜;食品安全;檢測
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.241
0 引言
目前我國的食品質量問題頻出,社會各界都廣泛關注,食品安全問題十分嚴峻,全世界對于食品安全問題都十分重視,使用先進的技術方法對食品檢測,保證食品質量符合相關的標準,讓人們可以放心的食用,如果在食品制作過程中不重視食品安全問題,會給人身體健康帶來重大的威脅。紅外光譜技術具有無污染、成本低、操作方便等優點,與傳統的檢測技術相比,可以分析更為復雜的物質,并且可以一次檢測出多種成分,在食品安全檢測領域應用較廣。因此,在食品安全檢測中運用紅外光譜技術可以從源頭上杜絕食品安全問題的出現。
1 紅外光譜技術概述
紅外光譜技術應用在食品安全檢測中,需要首先掌握紅外光譜的技術及工作原理。紅外光譜技術的工作原理是:利用分子振動來記錄振動模式,紅外光譜分為遠紅外、近紅外和中紅外三個區域。紅外光譜中存在于一個區域內,這個區域的構造類似于指紋,這個區域能夠排除干擾,反映分子間的細微差別,紅外光譜技術可以分辨分子中包括的原子,眾所周知,食品中含有的有機物分子結構十分復雜,這種復雜的分子結構給食品安全檢測帶來極大的困難,影響檢測結果準確性。因此,需要利用某種技術對有機物分子結構進行有效的識別,保證食品安全檢測的準確性,檢驗食品中是否含有有害成分或假冒產品,分析食品的種類、產地和產品的真實性,還可以檢測食品中是否含有有毒有害物質,防止食品上殘留超量的農藥,紅外光譜技術對于這些都能夠進行檢測,因為紅外光譜技術可以準確的分析出有機物間細微的差別,對物質進行定量的分析,準確的得出食品中物質的構成。
2 紅外光譜技術的特點
紅外光譜技術的特點很多,在食品檢測過程中應用較廣。紅外光譜技術在食品檢測過程中取得了很好的效果,但是我國的紅外光譜技術應用還不夠細致,缺乏深入的研究,導致我國的紅外光譜技術存在一定的不足,以下對紅外光譜技術在實際應用中的優缺點進行分析。
2.1 紅外光譜技術的優點
紅外光譜技術的優點有:一是紅外光譜技術可以將不同種類、不同性質的樣品同時檢測,具有較好的分析效率;二是紅外光譜的操作較為簡便,操作人員容易掌握紅外光譜技術;三是紅外光譜技術在食品檢測時不會造成環境污染,符合我國對環境保護的要求;四是紅外光譜技術可以準確的顯示出樣品的結構;五是紅外光譜技術的檢測效率高,可以快速的得出檢測結果;六是紅外光譜檢測可以保證樣品的完整性,做到無損檢測。
2.2 紅外光譜技術的缺點
紅外光譜技術的缺點有:一是紅外光譜檢測時可能出現較復雜的譜圖,辨認難度較大;二是紅外光譜技術的靈敏度不高;三是紅外光譜技術在食品檢測時受到不同的影響,會給檢測結果帶來較大的變動。
3 紅外光譜技術在食品安全檢測中的應用
3.1 分辨食物產地和種類
食品安全檢測首先要確定食品的種類及產地。我們的日常生活中,食品企業為了獲得更大的利益,可能使用廉價食品來代替優質食品,冒充正品,欺騙消費者,利用紅外光譜技術可以準確的檢測出食品的產地及種類,打擊偽劣假冒產品。
3.2 檢測食品中農藥殘留是否超標
食品安全檢測中農藥殘留量也是檢測的主要指標。農民在種植過程中為了提高農作物產量,需要使用各類的農藥,農藥量使用過大會造成食品農藥殘留過量。利用紅外光譜技術能夠有效的檢測出食品中的農藥殘留,保證食品安全。
3.3 檢測食品中的有毒有害成分
在食品的制作過程中部分不法企業會在食品中添加過量的化學添加劑或禁止使用的添加劑,為了讓食品具有更好的口感和賣相,提升食品的銷售量,這些添加劑中存在有毒有害物質,會對人體健康造成威脅。因此,在食品安全檢測時,運用紅外光譜技術能夠對食品中的有毒物質進行檢測,保證食品安全。
3.4 食品中微生物檢測
紅外光譜不僅可以反映微生物大分子的分子信息,還可以對分子基團及其周圍變化進行探測。通過測定微生物近紅外光譜可以獲得微生物及其大分子的結構信息,來鑒別微生物的種類和狀態。找出不同微生物圖譜間的細微差別,確定不同微生物的特征譜峰和圖譜帶,為細菌、酵母菌和其他微生物的判別、分類、鑒定和大范圍篩選提供依據。
3.5 食品o損檢測及生產過程質量控制
食品品質無損檢測是指在不破壞食品的情況下,對食品的水分、外形和農藥殘留等參數進行測量。目前紅外光譜技術用于對食品中的淀粉、水分、糖分、硬度、果蔬內部缺陷、成熟度等指標進行無損檢測,提高了食品檢測效率,降低檢測成本。
4 展望
目前食品質量安全問題十分嚴重,人們對食品安全檢測越發重視,使用紅外光譜技術可以準確的檢測食品中含有的有害成分或農藥含量,保證食品的安全,讓人們可以放心的食用,將食品安全問題可能對人體造成的危害降低到最小。紅外光譜技術作為先進的光譜分析技術,在食品領域應用較廣。該技術可以高效、快捷和無污染的檢測食品,但該技術也存在一定的限制。隨著科技的快速發展,會研究出更好的光譜分析處理方法,應用到食品安全檢測領域中,保證食品行業的健康發展。
參考文獻:
[1]金華麗,卞科.近紅外光譜法檢測小麥粉中的水分含量[J].中國糧油學報,2010(08).
[2]馬利,孫長華,張寶.紅外光譜技術在食品摻假檢驗中的應用進展[J].生命科學儀器,2010(01).
篇3
關鍵詞:重金屬 污染 檢測
中圖分類號:X830.2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)03(a)-0081-01
對重金屬目前缺少嚴格的定義,一般來說,重金屬指的是比重比5大的幾種金屬,如金、銀、銅、鉛、汞等都屬于重金屬。隨著工業化的推進,重金屬廣泛的存在于空氣、水、土壤中,在人們經常接觸的物質,比如化妝品、食物、化工品當中,也會有大量的重金屬存在。環境中的重金屬是不能夠被分解的,部分微生物會與重金屬反應,產生毒性更強的化合物,這些會隨著食物鏈的不斷遞進,不斷向人體傳遞,由于累積效應的存在,會使人體內的重金屬物質積聚,嚴重危害人體的健康。因此,對重金屬污染的研究勢在必行,也得到了人們的廣泛關注。
1 重金屬的污染
重金屬的來源主要是由于其在開采、運輸、煉制、加工過程中產生的,能源資源如煤炭和石油的開采、煉制和使用中,也會有重金屬物質的存在和污染。這些重金屬物質進入大氣、水、土壤之中,然后隨著生物作用,不斷富集。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化,使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性,很難在環境中降解[1]。因此,重金屬污染會對人體健康產生極大的危害。
重金屬物質包括人類必須的,比如鉀、鈣、鈉、鎂,以及人類必須的微量元素如銅、鐵、鎳、鋅、錫、礬等這一類,也包括對人體產生危害的如鉛、汞、鎘、砷、鉻、鈹、鉈、鋇等,還包括在人體內存在但功能現在尚不明確的如鋰、硼、鋁、鈦、鋯等。重金屬的存在會與人體內的蛋白質、酶進行反應,使其失去活性,也能夠在器官內聚集,超過特定濃度后產生中毒現象,對人體產生極大的危害,比如日本的汞污染和鎘污染,都是重金屬污染的典型事故。對人體和環境產生較嚴重污染的重金屬大致有以下五大類。
(1)鉻:這一種重金屬的主要來源是劣質化妝品、金屬部件的鍍鉻部分、工業染料、橡膠和陶瓷原料以及皮革制劑等,如果不小心飲用服入,可造成腹部的不適或者腹瀉現象;對呼吸道有著嚴重的刺激作用,引起氣管炎、咽炎等;皮膚方面引起濕疹或者皮炎。
(2)鎘:這一種重金屬的主要來源包括電鍍、采礦、冶煉、化學工業、電池、染料等產生排放的廢水當中。鎘的存在能夠取代骨中的鈣,使得骨頭軟化,嚴重者骨頭寸斷,日本的骨痛病就是由于鎘的存在而產生的;對于胃臟,能夠使其功能失調。總的來說,鎘是毒性很大的重金屬物質[2]。
(3)鉛:主要來源是油漆、涂料、蓄電池、五金、電鍍、化妝品、餐具、膨化食品、自來水管等。能夠經過皮膚、呼吸道、消化道進入人體,造成以貧血癥、神經功能失調、腎損傷為主的毒性效應。
(4)汞:汞屬于劇毒物質,主要來源包括食鹽電解、水生生物、照明用燈、化妝品、貴金屬煉制等。汞的存在會對人體的腦部組織造成嚴重的傷害,也會對腎部造成傷害,有機汞其毒性是比汞更大的,引起全身中毒的現象,日本的水俁病就是汞污染的實例。
(5)砷:砷的化合物有劇毒,三價化合物的毒性更加強烈。汞的途徑包括皮膚、呼吸道、消化道,會在人體的肌肉、肝臟、腎部、子宮等部位積聚,與酶結合,使其失去活性和功能,引起砷中毒。對于皮膚部位還會有致癌作用。殺蟲劑、化肥、化工、采礦冶金、農藥等砷含量較高。
2 檢測方法
2.1 光譜法
光譜法是比較傳統的重金屬物質檢測方法,一般包括火焰原子吸收光譜法(AAS)、石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)、分子光譜法、電感耦合等離子原子發射光譜法等。以下對其進行介紹。
(1)火焰原子吸收光譜法(AAS):這種檢測方法是根據被測原子對其原子共振輻射的吸收強度進行含量的測定。AAS具有靈敏度高、檢出限低、線性寬的特點,而且分析速度快,儀器的操作和使用簡單方便,應用較為廣泛,能夠檢測的物質多達70多個。火焰原子吸收法能夠達到ppb級,石墨爐原子吸收法能夠達到ug/L的級別。但是AAS在實際使用中,不能夠同時測定多種元素,需要不斷技術升級。
(2)分子光譜法:利用分光光度計進行比色分析。經常使用的測試手段是,利用假如顯色劑使待測物質轉化為在紫外和可見光區域有吸收的化合物進行檢測。生成的化合物一般是螯合物,較為穩定。顯色反應的選擇性和靈敏想較高。
(3)電感耦合等離子原子發射光譜法:利用等離子體的形成,樣品經過霧化系統霧化以后,以氣溶膠的形式進入等離子軸向通道,經過蒸發、原子化、電離、激發產生元素的特征譜線,鑒別物質的存在與否以及含量的多少(通過分析特征譜線的強度)。此技術可以測試氬以外的所有已知的物質,檢出限度達到0.01~10mg/L。
2.2 色譜法
色譜法也是傳統的重金屬含量測試方法。其原理是,以液體為流動相,通過高壓輸液系統把不同極性的溶劑、緩沖液等流入到配置特定相色的色譜柱,各成分經過分離后進入檢測器進行檢測。該檢測方法在實驗研究之中使用較多。能夠對多元素進行同時檢測,但是絡合劑的選擇是有限的,這點限制了高效液相色譜在重金屬檢測方面的使用。
2.3 電化學法
電化學法是發展較迅速的一種方法,目前我國已經頒布了化學試劑之中的金屬雜質檢測的陽極溶出伏安法國家標準。電化學法的檢出限較低,測試的靈敏度較高,陽極溶出伏安法將衡電位電解富集與伏安測定相結合,能夠連續測定多種金屬離子。儀器的使用和操作也較為簡單方便,是很好的分析手段,具有良好的發展前景。
2.4 酶分析法
脲酶、脫氫酶、磷酸酶是作為土壤重金屬污染水平的常用指標。通過酶與重金屬的反應情況,判別出重金屬的含量。反應現象包括會有顏色、導電性、吸光率等物理化學性質的變化,然后通過肉眼觀察或者PH值檢測以及其他手段進行判別。
2.5 生物傳感器
生物傳感器技術利用重金屬和特定的生物識別物質結合,把檢測到的信號轉變為易于檢測的光信號或者電信號,然后分析判斷重金屬物質。常見的生物傳感器有酶生物傳感器、DNA生物傳感器、細胞生物傳感器、微生物傳感器等。
2.6 免疫分析法
免疫分析法以免疫學的抗原抗體相互結合為基本原理,利用抗原檢測測定未知抗體或者反過來使用。常見的技術包括發光免疫技術、酶聯免疫吸附技術、免疫熒光技術、放射免疫技術等。檢測模式可以分為多克隆抗體免疫檢測以及單克隆免疫檢測。該技術專一性強,靈敏度高。分析的關鍵在于選擇合適的化合物和金屬離子相互結合。
3 展望
檢測方法要注重多種方法的聯合使用以及各自的使用范圍和優缺點,才能有針對的采取正確的手段進行檢測。此外,還需不斷探索新的技術手段,以及對之前技術升級改造,豐富其內容,擴大優勢。
參考文獻
篇4
[關鍵詞]蛋白多肽類藥物 藥物動力學 測定方法
[中圖分類號]R96 [文獻標識碼]A [文章編號]1009―6019―[2010]06―31―02
蛋白多肽類藥物具有生物活性強、相對成本高、作用靶點專一的特點,近些年來廣泛應用于各種疾病診療,在治療疾病地位日趨重要。但是蛋白多肽類藥物劑量小、各種內源性蛋白含量高,建立準確、靈敏、專一的測定方法是藥動學研究的重點,為此,筆者就近些年蛋白多肽類藥物的動力學研究分析、綜述如下。
1 生物檢定法
蛋白多肽類藥物的分子量為數千至幾十萬,具有二維、三維結構,其復雜的結構決定生物活性的特殊性,一般非注射給藥的生物利用度很低,幾乎在百分之幾。生物檢定法能夠定性測試某種物質是否具有活性,定量測定適量的藥量,因此,用于蛋白多肽類藥物分析。如Wei等利用兩種新的治療用重組促紅細胞生成蛋白(EPl和EP2)刺激SD大鼠紅細胞生成的特性以評價其體內動力學。也可利用體外酶體系進行生物檢定法分析,如Han等利用水蛭素對抗凝血酶活性的影響間接分析了N2Ilel2Thr22632去硫重組水蛭素(rH)在家兔的體內動力學,實驗結果表明:rH在家兔體內迅速消除,分布局限于細胞間隙,在皮下注射點吸收迅速,主要通過腎排泄。
2 同位素標記示蹤法
同位素示蹤法是利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象進行標記的微量分析方法。由于獲得的分析結果符合生理條件,更能反映藥物代謝、轉化的機制。另外,同位素示蹤法在離體、整體、無細胞體系的情況下也能進行定性、定量分析。Plech等用同位素125 I標記的-白細胞焦激肽研究其在大鼠腦部和內臟器官中的分布,發現其在腎上腺、下丘腦和大腦海馬部位有很高的積聚。標記法有體內摻人法和體外化學連接法。體內摻人法即把含有同位素的氨基酸加入生長細胞或合成體系,但是獲得的蛋白多肽分子生物活性較小,且制備復雜而限制了其廣泛應用。體外化學連接法如氯胺T、Iodogen和Bolton―Hunter試劑連接到1分子上,因相對簡單而被首選。Iodogen法適于標記含有酪氨酸或賴氨酸的蛋白,標記效率高、反應溫和,但這種方法得到的標記物存在體內迅速脫碘并使放射性碘被甲狀腺所攝取的問題。由于蛋白多肽進入體內會被降解代謝,或與其它蛋白質結合,同位素標記示蹤法不能代表藥物動力學過程。
3 色譜法和質譜法
高效液相色譜法(HPLC)具有分離速度快、效率高、可對藥物進行有效的分離鑒定,廣泛應用于藥物分析中,可分離極性的、離子化的、不易揮發的的高分子質量和熱不穩定的化合物,對于蛋自多肽類藥物主要是分離純化。質譜分析(MS)也能用于蛋白質多肽藥物及其代謝物的鑒定。然而生物制品的處理過程和生物樣品中分析物的含量太少已很大程度上限制了它的應用和普及。在逐步研究中發現,色譜一質譜聯用在蛋白多肽類藥物分析中具有明顯的優勢,尤其是液相色譜一質譜聯用技術(LC-MS)的應用,很大程度上對蛋白多肽類藥物的藥物動力學研究提供科學依據。瞿文等制備了丙氨瑞林微球,由于丙氨瑞林在體內不穩定,按常規測定血藥濃度的方法考察體內藥動學比較困難,所以通過測定注射微球中殘留的藥量,計算釋放百分數對其進行體內評價。Ferraiolo等在給實驗對象大劑量(0.5~1.0mg/kg)靜脈注射松弛激素后,用單克隆抗體親和層析分離得到外源性人松弛激素后再用快速原子轟擊質譜進行分析。色譜和質譜技術的日益成熟,LC-MS已逐漸成為新藥研究必不可少的手段之一。
篇5
關鍵詞:初中科學;實驗探究;途徑
中圖分類號:G632.0 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)02-0084
實驗探究教學是科學教學的主旋律。科學探究是學生在科學課程和現實生活的情境中,通過發現問題、調查研究、動手操作、表達與交流等探究性活動,獲得知識、技能、方法的學習方法和學習過程。在探究學習的載體下,既倡導學生個體的自主性學習,又倡導學生學習間的合作,自主學習更多地指向于學習的主動性,改變知識的被動接受。在教學實踐中,我們發現照搬教材、照抄教參并不適合學生實際。要取得良好的教學效果,充分發揮實驗探究教學功能,落實教學目標,需要我們創造性地利用教材和教參,優化實驗探究,并提出了如下行之有效的三種途徑:
一、充分利用教材,優化實驗設計
實施探究實驗教學不僅培養了學生對實驗的興趣,還提高了學生的實驗能力和創新精神。實施實驗探究教學,教師必須有創新精神,努力挖掘可供探究的實驗素材,據教學目標與學生的認識水平,對現行的實驗內容“動動手術”,做些調整。新教材已經使用了大量探索實驗,教師可以將一些演示實驗改作學生實驗,讓學生體驗探究的快樂。
物質的特性中“密度”一節,教材提供了演示實驗,我們可將“密度的測定”的演示實驗變為學生探究實驗教學:上課時,教師首先給學生設置情景問題:“兩個相同的燒杯分別裝入相同體積的水和酒精比較,哪一杯質量大?”要求學生設計實驗方案,通過小組合作方式提出自己的實驗方案并進行交流,形成科學合理的方案后再讓學生把兩種待測液體取等體積同時放入已調節好的天平上,讓學生觀察天平是否平衡?結果天平向盛水的一邊傾斜,為什么?然后讓學生共同討論,提出各種猜想。比如相同體積的不同物質,其質量是否相等?相同體積的同種物質,其質量是否相等?……接下來,把學生分成4個大組,若干小組,第一組測若干杯體積不同的水的質量與體積,第二、三、四組分別測若干個體積不同的鐵塊、銅塊、鋁塊的質量與體積,要求各小組先設計實驗方案、設計表格,然后選取實驗材料做實驗,收集證據,整理后填在表格中,分別計算出水、鐵、銅、鋁四種物質的質量與體積之比值;再通過同學之間的交流與合作,討論并歸納出:不同物質的質量與體積的比值是不相等的,相同物質的質量與體積之比值是相近的或相等的。最后師生總結指出:物質的質量與體積之間的比值是恒定的,它反映了物質的一種特性。從而順勢提出“密度”的概念。這樣,整節課在教師的指導下,通過學生自己去摸索、尋求,讓事實說話,不僅幫助學生理解密度概念本質,更重要的是培養了他們的探究思維方法。
二、巧用變式,激發實驗探究興趣
改變教材中實驗設計的某些環節,使之呈現為一種“變式”,以便激發學生的實驗興趣,激活學生的思路,以完善學生的實驗能力。利用實驗創設問題情景,開展探究性教學,教師平時用得比較多的是通過實驗設置懸念,引入新課。還可以利用在實驗中,創設問題情景,巧用變式,激發學生的探究動機。
教學“液體的壓強”這一節內容時,在利用底部和側壁扎有橡皮膜的玻璃管研究了液體對容器底部和側壁有壓強后,對于液體內部的壓強,教師往往是按照課本,介紹液體壓強計后,用壓強計去研究液體內部的壓強。這樣做固然可以順利完成教學任務,學生也不難接受。但這種教法往往會給學生產生錯覺,以為液體內部壓強只能用液體壓強計來測量,束縛了學生的思維,而且對液體壓強計的引出及使用原理的簡單介紹也很不自然。其實在這里,教師忽視了讓學生進行探究的良好的時機。假如在研究這個問題時,教師有意識地創造這樣的問題情景:“液體對容器底部和側壁有壓強,那么,液體內部是否也有壓強呢?如果有的話,怎樣來觀察呢?”這樣一問,學生很容易想到“把底部扎有橡皮膜的玻璃管插入液體中去試驗”。根據學生提出的方法去測試液體內部的壓強后,發現橡皮膜有變化但不明顯,此時,教師趁機激發學生去思考,尋找更好的器材。這時教師出示“液體壓強計”便水到渠成。這樣設計更重要的是從“扎有橡皮膜的玻璃管”到“液體壓強計”是學生經過探究后的一個自主發現。
三、設計綜合開放性實驗,培養學生的發散思維
自然界是綜合開放的,對于同一現象或同一探究主題,只限有某一門學科知識往往難以解決。自然界問題的綜合性和開放性決定了科學教學的綜合性和開放性。
盡管有些教師簡單地認為初中科學是物理、化學、生物等多種學科的合科教材,但我們不能囿于學科局限,需要打破學科隔閡。在實驗探究教學中,引導學生綜合學科知識,設計綜合實驗、開放性實驗,有利于培養學生的綜合分析能力,培養學生的發散思維及探究、創新能力。為此,我們設計一些實驗課題,讓學生尋找多種解決方法以嘗試。如“辨別食鹽水和純凈水的”實驗作為探究課題,要求學生據所學的知識,尋找多種實驗途徑辨認,結果學生設計出五花八門的實驗,1. 有從物理測密度法,密度大的為食鹽水;2. 根據浮沉條件,設計雞蛋的浮沉來判別;3. 用化學方法,加入AgNO3溶液產生AgCl沉淀來辨認食鹽水;4. 用蔬菜、蘿卜的細胞吸水、失水實驗,會使蔬菜“癟了”的為食鹽水;5. 用舌頭品嘗,咸味的為食鹽水;6. 利用熔點不同來區別,放入冰箱,難冷凍的為食鹽水;7. 加熱蒸發,蒸發后留下“白霜”的為食鹽水等等。這些辦法都有科學依據,在師生交流過程中,比較總結每種方法的優缺點,尋找最佳方案。像這樣通過多學科的知識聯系,多種實驗方案的設計,能讓學生創新思維的多向性得到充分發揮,綜合能力不斷提高。
篇6
關鍵詞:飲用水 深度處理技術 膜
中圖分類號:TU991 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(c)-0061-01
隨著城鎮化及工業化的發展,大量的生活污水和工業廢水未經處理或者經過簡單處理后被排入水體,人類賴以生存的水源受到越來越嚴重的污染。同時,隨著人們生活水平的不斷提高和健康條件的逐步改善,對飲用水水質的要求越來越高,傳統的處理工藝已很難滿足日益嚴格的水質要求[1]。
液氯作為一種有效的消毒劑得到廣泛應用。但在使用過程中,氯氣能與水中的有機物反應,生成鹵化副產物。這些消毒副產物中有許多已被確認為對人類有致癌作用。美國環保局已頒布施行了消毒/消毒副產物條例。[2]然而國內尚未開展相關工作。為解決飲用水液氯消毒處理中存在的問題,越來越多的飲用水深度凈化技術被市政水廠所采用,尤其是在膜深度處理組合工藝應用方面。
1 膜法水處理工藝
隨著膜工藝的逐漸成熟及膜成本的不斷降低,其在飲用水深度凈化處理中具有廣泛的應用前景。研究表明,膜設備運行正常情況下,進水水質的變化不會對出水中的細菌數量產生影響[3]。目前作為飲用水深度凈化的膜分離法主要有反滲透,納濾,超濾和微濾等。微濾、超濾等技術對膠體和細菌有較好的去除效果,對于處理能力低于2×104 m3的小型水廠,其制水成本與常規工藝相當或較低[4],而且該工藝具有處理單元體積小,易于自動化控制等優點。納濾技術能對水中色度及致突變物質進行有效去除,對TOC、AOC的去除率分別可達90%和80%。同時納濾還能有效的去除細菌,可以取代常規化學消毒。但需要對進水進行預處理以防止顆粒和離子沉淀對膜造成污染。反滲透膜孔徑1.5 MPa),膜易污染和阻塞,要求嚴格的預處理,反滲透的操作復雜,出水率低,,因此不適于飲水深度處理。
2 不同膜深度處理技術組合工藝
2.1 常規處理-反滲透工藝
該工藝可將水中所有的有機物及無機物物質去除貽盡,出水只有采取后加生理鹽或礦化過濾等附加措施后其水質方可達到優質飲用水的要求。但反滲透所需工作壓力大,電耗大。后續補充微量元素和礦物質的過程復雜,工程造價與運行費用均較高。[6]
2.2 臭氧、活性炭-納濾膜工藝
該工藝中砂濾單元可采用微絮凝過濾,主要去除20~50 μm的雜質,使其不進入后續處理單元。該工藝通過臭氧活性炭單元氧化降解并吸附水中微量有機物。納濾膜能有效去除水中剩余的有機物,控制消毒副產物物質的生成。與反滲透法相比,納濾膜工作壓力較小,能耗較低。出水水質能夠滿足優質飲用水的水質目標。[7]
2.3 活性炭―納濾膜工藝
李靈芝等[8]等利用該工藝對微污染源水進行深度處理實驗和研究。結果表明,該工藝系統對TOC、AOC的去除率分別可達到90%和80%,對致突變污染物的去除效果更好,Ames試驗結果陽性變為陰性。
2.4 活性炭-超濾工藝
活性炭與超濾膜的組合系統克服了單一處理方式的不足,如活性炭處理后出水中常含有一定量的細菌而影響出水水質,超濾膜存在膜阻塞和膜污染問題。在該組合系統中,利用活性炭對進水進行前處理,去除色度及各種類型的有機化合物和濁度,為后續的膜過濾的穩定運行提供必要的保障,緩解了膜阻塞和膜污染問題,延長膜的使用壽命。另外利用膜進行后處理有效地解決了出水中含有一定量細菌的問題,保證了出水水質。王琳的研究結果表明,該系統能有效地降低水中的大腸桿菌、高錳酸鹽指數和UV254,對富里酸和腐殖酸以及其他消毒副產物都有較高的去除效果[9]。董秉直采用顆粒活性炭和孔徑0.01μm的聚丙烯腈超濾膜組合工藝,運行結果表明:出水濁度低于0.2NTU,TOC低于2.7 mg/L,細菌總數極少甚至為0,可滿足當地的飲用凈水標準。
2.5 臭氧―生物活性炭―微濾膜―超濾膜工藝流程
李紹峰等研究表明,經臭氧―生物活性炭與膜組合工藝處理,出水濁度低于0.1 NTU;高錳酸鹽指數去除率達68%;UV254去除率為83%;TOC降為700~1600 ug/L,Ames試驗由陽性轉變為陰性;亞硝酸鹽氮和氨氮降至檢測限以下,同時出水硝酸鹽氮濃度
3 結論
根據上述五種工藝的特點,以及我國特別是廣州地區水源水的實際特點得出以下結論:
(1)由于反滲透膜所需壓力大,電耗大,同時其出水需補充微量元素和礦物質,過程復雜,在城市供水中不推薦使用。
(2)對于住宅小區的分質供水和對水廠常規工藝的進一步強化,我們推薦使用活性炭-納濾膜工藝和活性炭-超濾工藝。
(3)對于城市直飲水廠的建設,我們推薦采用臭氧-生物活性炭-納濾膜工藝和臭氧-生物活性炭-微濾膜-超濾膜工藝。
參考文獻
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篇7
關鍵詞:垃圾處理;垃圾堆肥技術;熱解技術
中圖分類號:R124.3 文獻標識碼:A
城市垃圾是指市民在日常生活中或者城市生活服務中所產生的各種固體廢棄物的總稱。這些垃圾的有機質含量很高,有很多物質是很難被處理的。因此成為城市正常生活所必需解決的問題。但是在傳統的垃圾處理方式基本是集中堆放或是填坑堆埋,對于垃圾產生的污染不采取任何防治措施,對于周邊的環境產生了很大的危害。隨著時展,人類的環保意識不斷增強,城市垃圾處理的方式發生了很大變化,多種新技術的采用推進垃圾處理逐步向清潔化、可循環的方向發展。
一、常見的城市垃圾處理技術
(一)垃圾堆肥處理技術
堆肥處理法的原理在于利用垃圾中存在的本源微生物來降解垃圾中的污染物,這樣的方法能夠增加土壤營養,但是因為垃圾中的原始微生物數量很少,必須通過相當相當一段時間才能繁殖開來,而且降解的速度也比較緩慢,產生有機肥的肥效也不理想。近些年中,堆肥處理法主要是采用人為的散放降解能力強的微生物來提高垃圾降解效率。并適當采用高溫技術,這樣更有助于殺死腐爛材質中的病原體,并控制有害氣體的產生。
(二)有機物的厭氧發酵技術
在城市生活產生的垃圾中,有很大一部分是有機質,運用厭氧技術可以將這些有機質迅速的分解,使其達到對環境不產生污染的效果。在城市垃圾中如污泥、酒糟、濃度較高的有機廢水等物質均可通過厭氧技術處理,產生的沼氣還可以作為新型清潔能源應用于市民的生產生活中。
(三)焚燒處理技術
焚燒法是一種常用的垃圾處理方式,就是運用焚燒爐,將垃圾物質在充足空氣作用下充分燃燒,使垃圾產生氧化燃燒反應,將垃圾中的各種污染物高溫熱解,實現了垃圾處理的無害化、資源化處理。注意在進行焚燒處理中,應該根據垃圾的實際形態和燃燒中產生的特征,選擇適合的燃燒工藝和焚燒爐的型號,保證焚燒處理的有效性。
(四)熱解技術
應用熱解技術主要是指通過高溫作用使城市垃圾發生干燥、熱解、融化和燃燒的變化過程,運用熱解技術可以使高分子化合物發生斷裂,原來是大分子的有機物質轉化成小分子的可燃氣體(CH4)或是液體燃料(甲醇)。這種方法看似和焚燒法類似,但是二者還是有區別的,熱解技術屬于無明火燃燒,不會破壞技術物質的原來形態,處理后產生的燃氣或燃油儲存和運輸都比較方便。處理中不會產生對環境的二次污染,但是這種技術僅限于處理有機垃圾時使用。
二、新型城市垃圾處理技術
(一)蠕蟲堆肥法
蠕蟲堆肥法是一種在傳統堆肥法基礎上發展起來的新型生物垃圾處理技術,通過將蚯蚓養殖和垃圾堆肥相結合,一方面生產出蚯蚓復合飼料,另一方面在土壤堆肥基礎上進行綠色蔬菜的種植。這項技術的優點在于,投資少、見效快、對環境沒有不良影響。這主要在于蚯蚓本身的食量非常大,根據統計養殖100萬條蚯蚓一個月就能吞食24~36t的垃圾,處理的效率很快,而且蚯蚓排出的糞便是非常好的有機肥,而且蚯蚓本身也是禽類非常喜歡的蛋白質食物。但是這種技術前期的費用與勞動強度也較大,而且蚯蚓的生長需要溫暖的氣溫,這也給其他蟲類生長的空間,這樣就使堆肥處理場地的臭味很大。
(二)垃圾衍生燃燒法
城市垃圾的衍生燃燒處理法指將垃圾廢碎、篩選,將不可燃物挑出,得到以塑料、費紙屑為主體的垃圾廢棄物,同時可以將挑選后的的可燃廢棄物進一步烘干、廢碎得到固體燃料。這種方法得到的燃料燃燒熱值很高且比較均勻,促進垃圾回收的效率,燃燒產生的煙氣金屬含量小,對空氣的污染少。
衍生燃燒法適用于城市垃圾的二次利用,其產生的可燃物可以作為城市供電或供暖的原料。但是這種方法還存在一定的缺陷,在燃燒過程中,雖然SO2的排放量很少,但是排放的固體顆粒和CO等物質卻很多,另外在燃燒中一些不可燃燒的微粒會進入焚燒爐的灰渣處理系統中,影響系統正常工作。
(三)氣化熔融處理技術
氣化熔融處理技術是指將城市垃圾置于450~600℃的溫度下,這樣垃圾會發生熱解氣化的反映,然后將氣化后產生的灰渣運用1300℃以上的高溫進行二次熔融處理。運用氣化熔融處理技術將垃圾熱解生成可燃性氣體,垃圾的金屬不會被氧化可以二次回收,同時分解過程中對空氣要求較低,排煙量很小,從而降低對空氣的污染,降低空氣凈化的成本。同時熱解灰渣在高溫處理下毒性會大大削弱,經過凈化處理后可以二次利用,這就有效的減少了垃圾容量,節約垃圾處理空間。
三、城市垃圾處理技術的未來發展展望
(一)從源頭抓起,抑制垃圾量
城市垃圾的處理首先要考慮就是盡量減少垃圾的產生量,減輕垃圾處理壓力,在市民生活中和商業服務中,應盡量減少一次性用品的使用量,在餐館或飲品店等場所應盡量使用玻璃杯、瓷杯代替一次性的紙杯,用竹筷代替一次性木筷等等,總之要從源頭上抑制垃圾的產量。
(二)遵循環保原則,提高垃圾處理技術水平
隨著人類活動對環境污染影響的日益增大,世界各國都在大力倡導環保的生產方式,對于城市垃圾的處理技術在環保方面的要求更高。同時,我們也應積極開發城市垃圾處理的發展空間,加強在垃圾處理技術上的科技研發,研究節能、高效、有助于回收的處理方法。開發生物處理技術,培育能夠講解有機纖維物質的生物,將垃圾轉化成有機物,重新投入到農業、工業生產中,同時開發節能、厭氧、循環利用等多級處理技術,提高現有技術水平,促進垃圾處理的環保、循環化發展。
總結
綜上所述,城市垃圾的處理技術包括生物降解、高溫分解和焚燒等方式,在垃圾處理中應該將多種技術綜合使用,提高垃圾處理效率,對垃圾進行分類處理,提高回收率。同時抑制垃圾產生的源頭,堅決打擊對環境污染影響大的企業和個人,推進城市垃圾減量化、無害化發展。
參考文獻:
篇8
[關鍵詞]餐廚垃圾; 處理技術; 資源化;
中圖分類號:F127 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)06-0263-01
一、前言
隨著生活水平的不斷發展,人們的飲食水平的迅速提高,同時這也對餐廚垃圾處理提出了更高的要求。雖然目前國內部分城市已經開始試點餐廚垃圾的資源化利用,但其還未被處理企業充分利用。
二、餐廚垃圾處理的重要性
隨著人民生活水平的不斷提高,日常生活垃圾中餐廚垃圾所占比例越來越大,成分越復雜,它的處理是解決生活垃圾問題的重要環節。本文通過對目前國內餐廚垃圾產生情況及處理現狀、處理方式、存在問題及處理技術進行綜述分析,對我國餐廚垃圾的處理提出對策和建議,為餐廚垃圾處理及管理提供借鑒。
餐廚垃圾是指日常家庭、學校、單位、公共食堂以及飯店餐飲行業的食物廢料、餐飲剩余物、食品加工廢料及不可再食用的動植物油脂和各類油水混合物,是城市生活垃圾的一部分。隨著我國經濟的快速增長、城市化進程的加快和人民生活水平的普遍提高,城市生活垃圾的產生量也在快速增加。
餐廚垃圾較之其他垃圾,具有水分、有機物、油脂及鹽分含量高,易腐爛、營養元素豐富等特點。由于含水率高,餐廚垃圾不能滿足垃圾焚燒的發熱量要求(不低于5000kJ),也不宜直接填埋,而焚燒和填埋又會造成有機物的大量浪費。同時由于餐廚垃圾所派生的“垃圾豬”、“潲水油”等除小部分混入生活垃圾填埋外,大量餐廚垃圾進入二級市場,對人體健康構成極大的潛在威脅,因此,餐廚垃圾的處理處置越來越引起全社會的關注。
三、餐廚垃圾的特點及現狀
餐廚垃圾,俗稱泔腳。是指居民在食品加工和消費過程中形成的廢料和剩余廢棄物,是一種城市有機廢物。餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動植物油、肉骨等;其化學成分有淀粉、纖維素、蛋白質、脂類和無機鹽;此外還包括少量的調料劑、廢餐具、餐巾紙及牙簽等。盡管餐廚垃圾的組成、性質和產量會隨區域和季節變化的不同而有所差異,但所有餐廚垃圾都具備如下特點:含水率高,含固率一般小于20%;易腐爛發臭,易滋生病菌,會造成疾病的傳播;營養豐富,開發利用價值較大。
餐廚垃圾是城市生活垃圾的重要組成部分,在我國某些城市,餐廚垃圾所占生活垃圾比例已達50%以上。隨著社會經濟的迅速發展,餐飲業迅猛發展,餐廚垃圾產量與日俱增。如此大量的餐廚垃圾不能得到妥善的處理,給城市環境造成了巨大的壓力,嚴重威脅人們的正常生活和身體健康。眾所周知,我國絕大部分地區餐廚垃圾的主要去向是喂豬。而餐廚垃圾在儲存、運輸過程中極易發生酸化、發霉、腐敗變質等現象,腐敗變質的餐廚垃圾中含有各種毒素和病原微生物,以食物鏈的形態進入人體后,容易造成人體感染病毒。另外一些不法商販則從餐廚垃圾中提煉地溝油以牟取暴利,地溝油中含有雜質、黃曲霉素、苯等致癌物質,長期食用會造成腫瘤等慢性疾病的發生。因此餐廚垃圾的處理正成為我國城市管理面臨的新難題。雖然部分城市已經采取措施加以治理,但從技術、管理等層面分析,餐廚垃圾處理在我國僅是起步,亟待高度重視。因為餐廚垃圾具有典型的廢物和資源雙重特性,所以合理處理餐廚垃圾極為重要。
四、餐廚垃圾處理的分析
1、填埋處理技術
由于餐廚垃圾的高含水率、高有機物等特點,決定了餐廚垃圾直接用于填埋的可行性較低。餐廚垃圾填埋處理技術在國內尚無應用的實例,其主要優缺點如下:其優點是處理量大,運行費用低;工藝相對較簡單。其缺點是占用大量土地,耗用大量征地等費用;填埋場占地面積大,處理能力有限,服務期滿后仍需新建填埋場,進一步占用土地資源;餐廚垃圾的滲瀝液會污染地下水及土壤,垃圾堆放產生的臭氣嚴重影響空氣質量,形成不可逆的對周圍大范圍的大氣及水土的二次污染;沒有對垃圾進行資源化處理。
在當前土地資源緊缺、人們對環境影響的關注度越來越高的大前提下,填埋處理技術明顯不適合我國餐廚垃圾的實際情況,因此不做詳細介紹。但作為餐廚垃圾分選處理后不適宜生化處理的物料一種最終處理手段,是餐廚垃圾處理的一個必要環節。
2、焚燒處理技術
焚燒是垃圾中的可燃物在焚燒爐中與氧進行烯燒過程,焚燒處理量大,減容性好,焚燒過程產生的熱量用來發電可以實現垃圾的能源化。但由于餐廚垃圾70%以上為液體部分,熱值較低,不適合用來焚燒處理。
與填埋技術一樣,餐廚垃圾焚燒處理技術在國內也沒有應用的先例,其主要優缺點如下:優點是焚燒處理量大,減容性好;熱量用來發電可以實現垃圾的能源化。缺點是對垃圾低位熱值有一定要求;餐廚垃圾水分含量高會增加焚燒助燃齊的消耗,增加處理成本。
由于生活習慣不同及餐廚垃圾收集分類程度的不同,我國餐廚垃圾與國外餐廚垃圾差異較大,其特點是熱值低、含水量高,很難進行焚燒處理,另外焚燒處理投資過高,國內外利用餐廚垃圾焚燒的應用經驗極少,不是餐廚垃圾處理的主流技術。
3、厭氧發酵處理技術
厭氧發酵是無氧環境下有機質的自然降解過程。在此過程中微生物分解有機物,最后產生甲烷和二氧化碳。影響反應的環境因素主要有溫度、PH值、厭氧條件、C/N、微量元素以及有毒物質的允許濃度等。厭氧發酵是在厭氧微生物作用下的一個復雜的生物學過程,在自然界內廣泛存在。厭氧微生物是一個統稱,包括厭氧有機物分解菌(或稱不產甲烷厭氧微生物)和產甲烷菌。在一個厭氧反應器內,有各種厭氧微生物存在,形成一個與環境條件、營養條件相對應的微生物群體。這些微生物通過其生命活動完成有機物厭氧代謝過程。
4、飼料和肥料化技術
干燥制肥料或飼料技術,是經過預處理后,首先進行脫水,得到液體和固體兩部分,液體是高油脂廢水,宜先進行油水分離獲得高附加值的油脂,然后對污水進行處理,其固體部可以采用高溫堆肥的方式制成肥料,也可以烘干制成飼料。其優點是工藝簡單;資源化程度較高、產品有農用價值,占地面積小。其缺點是對有害有機物及重金屬等的污染無法很好解決、無害化不徹底,不能從根本上解決餐廚垃圾同源性的問題,對其用作飼料存在一定的顧慮;處理過程不封閉,容易造成二次污染;有機肥料質量受餐廚垃圾成分制約很大,銷路往往不早;堆肥處理品周期較長,占地面積大,衛生條件相對較差。
5、生化處理技術
微生物生化處理技術是選取自然界生命活力和增殖能力強的高溫復合微生物菌種,在生化處理設備中,對過期食品、餐廚垃圾等有機廢棄物進行高溫高速發酵,使各種有機物得到降解和轉化。優點是占地面積小;處理時間短,無需繁雜分揀;資源利用率高;產品有市場銷路較好,產品質量較高,產品附加值較高。缺點是一次性投資略高,設備處理能力較低,更重要的是設備耗能大,而且該技術減量化效果差,在餐廚垃圾中大量摻其他有機物,后端農業生產資料應用產業鏈較長。
五、結束語
綜上所述,加強對餐廚垃圾處理的剖析,能夠對餐廚垃圾進行把握,進而能夠提出一些好的處理對策,如此方可對餐廚垃圾的問題進行掌控,提高處理的效果。
參考文獻
篇9
關鍵詞 水污染 物理化學法 處理技術
中圖分類號:X703.1 文獻標識碼:A
1緒論
水資源是人類社會發展最重要的資源,而當今社會,人類正面臨著水污染嚴重的環境問題。物理化學法是一種運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法,處理的對象主要為:水中的無機的和有機的(難于生物降解)溶解質和膠體物質。尤其適合處理雜質濃度很高的廢水以回收原料,也適合于對雜質濃度很低的廢水進行深度處理。
通常有混凝、沉淀、浮選、過濾、化學沉淀、離子交換、消毒等。本文將著重介紹物理化學處理方法中的當前比較流行的、應用比較多的物理化學處理技術,并論述哪種處理方法在今后會得到更好的發展和更廣泛的應用。
2物理化學廢水處理技術
2.1吸附法
使廢水與固體接觸,并使污染物吸附在吸附劑上,然后再將水與吸附劑進行分離,最終達到水處理目的。吸附法可有效完成對水的多種凈化功能,如脫色、脫臭、脫重金屬離子或難生物降解的有機物等。常用的吸附劑有活性炭、吸附樹脂和粘土礦物。
2.2氣浮法
氣浮是向廢水中通入空氣,并以微小氣泡形式從水中析出成為載體,使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質黏附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣,達到分離凈化的目的。但如果對產生大量的浮渣不進行處理就會造成二次污染,所以一般不會單獨使用。
2.3混凝法
混凝沉淀原理在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚成絮凝體,然后予以分離除去的水處理法。主要處理水中的微小懸浮顆粒和膠體,但由于混凝的機理至今仍未完全清楚,因而還有待研究。
2.4離子交換法
離子交換法是借助于離子交換劑中的交換離子同廢水中的離子進行交換而去除廢水中有害離子的方法,主要應用于水的軟化和除鹽。
離子交換的特點:依當量關系進行,反應可逆,且交換具有選擇性。應用于各種金屬表面加工產生的廢水處理和從原子核反應器、醫院和實驗室廢水中回收或去除放射性物質,具有廣闊的前景。但離子交換劑的再生及再生液的處理卻是一個有待解決的難題。
2.5膜分離法
膜分離法是利用隔膜使溶劑同溶質或微粒分離的方法。根據溶質或溶劑透過膜的推動力不同,膜分離法可分為3類:
(1)電滲析:主要用于去除廢水中的鹽分,對非水溶性電解質的膠體物質和無機物等不能去除,對鐵、錳或高分子有機酸等物質,即使為離子狀態,但由于易沉積在膜上,造成膜性能的劣化,因此需還要進行預處理。
(2)反滲透和超濾:超濾和反滲透及微過濾都是以壓力差為推動力的,超濾主要用于生物大分子的脫鹽脫水和濃縮;反滲透不僅可以去除水中的無機物,還可以去除幾乎全部有機物。
(3)擴散滲析:它主要用于有機和無機電解質的分離和純化以及用于酸、堿廢液的處理和回收。膜分離最大的缺點就是膜結垢、膜污染以及對濃縮污染物質的去除問題。
2.6高級氧化法
2.6.1光化學氧化
光化學反應是在光的作用下進行化學反應,采用臭氧或過氧化氫作為氧化劑,在紫外線的照射下使污染物氧化分解,從而達到污水的處理,光化學氧化系統主要有:UV/H2O2系統、UV/O3系統和UV/O3/H2O2系統。
以UV/H2O2系統為例,該法對有機物的去除能力比單獨用過氧化氫或紫外線更強。不僅能有效去除水中有機污染物而且不會造成二次污染,也不需要后續處理。如果在光化學氧化中加入適當的催化劑,就形成了光催化氧化法,它是一項具有廣泛應用前景的新型水處理技術。
2.6.2超聲波空化
超聲空化作用原理是當有一定功率的超聲波輻射水溶液時,水中的微小泡核在超聲負壓和正壓的作用下急速膨脹和壓縮、破裂和崩潰。超聲空化氧化技術常用于處理難以降解的有毒有機污染物對自然水域和地下水源的污染。超聲波空化技術相對于其他技術,具有成本低、無污染的特點,具有良好的應用前景。
2.6.3超臨界水氧化
當水的溫度和壓力分別處于臨界溫度和臨界壓力以上時,水就進入了超臨界狀態。有機物在超臨界水中氧化,除發生氧化反應外,還伴隨有機物的水解、熱解等反應。具有效率高、處理徹底、適應范圍廣、不會形成二次污染、反應速率快并不需要額外供熱等特點。
3結論
通過對以上這些物理化學廢水處理技術原理的介紹及其特點的分析,可知每種方法都有其各自的適應條件和自身的不足之處。其中高級氧化技術以其處理效果好并不會產生二次污染的優勢,將會成為未來物理化學法處理廢水的主要技術及發展趨勢。
參考文獻
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篇10
【關鍵詞】:實用性;教學優化;學習興趣;與時俱進
在醫學院校學生培養計劃的課程設置中,生物化學屬于基礎課,主要研究構成人體主要物質的分子結構與功能、物質的代謝、相互聯系及其調控[1].學好生物化學不僅可以理解構成機體的重要物質以及這些物質的代謝與聯系,更為以后學習相關專業課程打好基礎.生物化學實驗課是生物化學教學的重要組成部分,通過實驗課教學不僅可以使學生觀察理解理論課所講授的知識,更能培養學生的科學思維能力、創新能力、動手能力等,如果在此過程中加以適當引導還可以培養學生的科研精神與協作意識[2].目前,生物化學實驗課教學主要以傳授基本理論、學習基本知識為主.學生往往會覺得生物化學抽象、難以理解、學起來費時費力[3],但是實際上生物化學實驗課具有很強的“實用性”.如果我們能從“實用性”角度出發,改變教學思維,提高學生對該門課的學習興趣,往往可以取得事半功倍的效果.針對該課程教學特征及各專業學生特點,我們在教學中進行了一系列“實用性”思維改革,使學生不僅學到了知識,還培養了良好的實驗習慣,取得了非常好的教學效果.
1生物化學實驗課“實用性”教學優化
1.1“生活實用性”優化
“生活實用性”即貼近生活.生物化學實驗貼近生活的典型例子為維生素C的定量測定.該實驗取材為新鮮的蔬菜水果,我們選擇大家熟悉的橘子為實驗原料.在實際實驗中每組只需少量橘子就可以提取足夠量的維生素C,該實驗原料具有很強的生活氣息.選用學生非常熟悉的實驗原料會使學生產生濃厚的學習興趣,同時對維生素的來源以及理化性質等留下深刻印象.與此類似的是胡蘿卜素柱層析分離實驗,該實驗原料我們選用炒干的紅辣椒,在研磨后提取胡蘿卜素.在該實驗的講解中,要提示胡蘿卜素為脂溶性維生素,因此,炒過的干辣椒要保持干燥研磨,并加入有機溶劑去提取.通過該實驗,學生加深理解了理論課所講解的維生素A的主要來源為顏色鮮艷的水果蔬菜這一特點.分光光度法與層析法都是生物化學實驗的基本技術.如果單純講解技術原理,或者只是重點講解測定方法等都會讓學生覺得興趣不大.我們通過在實驗中選擇貼近生活的實驗材料,同時在講解中適度引導,使學生產生濃厚興趣,有利于學生更好地掌握該實驗.另外,在影響酶活性的因素實驗中,所使用的酶是學生通過口中含水做咀嚼運動后產生的口腔淀粉酶,學生測定的是不同因素(如溫度、時間等)對自己的淀粉酶活性的影響;同樣在尿淀粉酶活性測定中,使用的也是學生自己的尿液樣本;在提取全基因組DNA實驗中,則要求學生用棉棒取得自己的口腔黏膜細胞.在這些實驗設計中,通過使用學生自己的“原料”,而提高了學生對該實驗的興趣.
1.2“與時俱進實用性”優化
社會在發展進步,隨著我國經濟的空前繁榮與人民生活水平的不斷提高,人們的生活方式也在改變,一些與代謝有關的疾病發病率也在不斷升高.我們根據目前我國糖尿病患者日益增多,血糖儀使用逐漸普及的特點,在血糖濃度的測定實驗課教學中不僅加入尿糖試紙定量檢測,還加入血糖儀的使用.我們發現,學生對應用血糖儀實時檢測血糖興趣非常大.通過親自動手測量血糖,使學生不僅加深了對糖代謝理論知識的掌握,同時對糖尿病的尿糖定性檢測、血糖監測等都有了更深刻的理解[4].而我們對世界糖尿病日的介紹等也使學生對我國糖尿病的嚴峻現狀有了更加直觀的感受.
1.3“職業實用性”優化
“職業實用性”,即該門課程與臨床的密切聯系.醫學生從進入醫學院校開始,就會不斷從思想上自我加強職業感.入校后的“醫學生誓言”宣誓等具有強烈儀式感的活動更會進一步加強學生的職業感,這會使醫學生對有關臨床的東西更感興趣.利用醫學生的這個心理特征,在生物化學教學中適當聯系講解臨床知識會取得良好的教學效果.例如:我們在血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳實驗中,往往會講解有關清蛋白與水腫癥狀,清蛋白與肝臟、腎臟疾病的關系,取得了良好的教學效果.與此類似的為血清三酰甘油的含量測定,在該實驗中,聯系目前中國高血脂患者增多,適當講解生活方式與肥胖、肥胖與高血脂的關系,聯系學生日常生活往往也會取得良好的教學效果.在臨床專業還可以應用案例教學法[5],加入簡單的病例探討,從生物化學的物質代謝角度來認識這些疾病,這些都可以極大地提高學生的學習興趣,使學生更好地掌握該門課程知識.
1.4“后續實用性”優化
“后續實用性”,即科研思維、科研習慣以及協作精神等的養成.醫學本科教育不僅培養高素質的臨床醫療人才,也是醫學科研人才培養的第一階段[6].那么,科研思維、科研習慣的培養就必須貫穿始終.科研習慣與科研思維的養成需要從點點滴滴積累,在潛移默化中養成.我們要把每次實驗課都當成是一次科研習慣培養的好機會.例如:在第一次實驗課中,在講到實驗室規則中的實驗課必須穿白大褂這個簡單要求時,往往會將實驗室分級、實驗室污染區、半污染區等概念,甚至實驗的無菌操作等做簡單介紹,讓學生認識到實驗的嚴謹性,能夠嚴肅認真對待自己的每次實驗,同時對生物污染與安全有足夠的警覺意識;而我們在微量移液器的使用講解中,往往會系統介紹微量移液器的類型及適用范圍,槍頭的選用規則等,都為學生在研究生階段的科研奠定了良好基礎.實驗課重要的目的之一是培養學生獨立設計、實施實驗的能力.盡管實驗室開放日、大學生實驗基金等為部分學生提供了熟悉、了解實驗設計以及獨立設計實驗的機會[7],我們依然會要求在每次實驗課前預習[8],體會該實驗設計的優缺點,引導學生認識到實驗設計的重要性,有意識培養學生獨立設計實驗的能力,同時在實驗中以具體實例給學生講明實驗設計的基本原則,如每個實驗設計中必須設置對照等;而在實驗課中則給予學生獨立操作的機會,在講明實驗基本原理與儀器使用規則后,要求學生獨立完成實驗實施,發現問題后也要求學生先自己解決;實驗課中和課后,通過檢查實驗記錄督促學生養成良好的實驗記錄習慣[9].所有這些良好的實驗習慣都將使學生受益終身,要養成這些良好的習慣,既需要學生的自我努力,也需要教師有計劃、有意識、有選擇的恰當引導.另外,要強調協作精神與集體意識的養成.當今社會知識信息量極其龐大,每個人都難以掌握所有知識與技能.在這種情況下,協作變得越來越重要,現代社會每一項重大的發明、發現都離不開良好的協作.而無論個人之間、團隊之間的協作,都需要有集體意識,共贏意識.我們在生物化學實驗課中的小組內合作、小組間協作對于培養學生的這些能力都是很重要的.作為教師,要學會有意識地培養學生的協作能力,引導大家養成集體意識。
2教學效果
2.1“實用性”教學優化效果調查
我們將該文所提出的“實用性”教學優化應用于生物化學實驗課教學,并于2016年9月到2017年1月隨機抽取臨床醫學專業上過該實驗課的學生共230人進行問卷調查.發放問卷230份,當堂回收230份,有效回收率為100%.問卷共設計8個問題,其中第一二個問題主要考查通過該教學優化,學生對該門課的興趣是否增加;第三四五個問題主要考查該優化措施是否有助于學生更好地理解生物化學理論課知識,同時考察學生對該課的主觀評價;第六七八個問題則主要考查該優化措施是否有助于培養學生科研興趣與科研思維.問題答案采取5級記分:1分為完全不符合,2分為基本不符合,3分為不確定,4分為基本符合,5分為完全符合[10].所有結果采用Excel表錄入,并采用GraphPdPism6ar軟件分析.
2.2“實用性”教學優化調查結果
“實用性”教學優化調查結果如表1所示.由我們的調查問卷設計可知,得分越高說明該“實用性”優化措施效果越好.第一二項得分均超過3分,說明該“實用性”優化措施實施后,學生對該實驗課的興趣比較濃厚;第三四五個問題中第三與第五個問題得分均高于3分,說明“實用性”優化措施的應用可以更好地達到生物化學實驗課教學目的,第四個問題得分為2.37,說明學生依然覺得生物化學比較抽象難懂;第六七八個問題得分均高于3分,說明通過在生物化學實驗課中應用“實用性”教學優化措施,初步培養了學生的科研思維,提高了學生的科研興趣.
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