生物质能的缺点篇1
关键词:电子扫描显微镜;陶瓷成品缺陷;原料标准化
1概述
一直以来,陶瓷成品缺陷都是陶瓷生产中的老大难问题。各种陶瓷缺陷的产生,不仅使陶瓷生产的废品率有所上升,增加了不必要的生产成本,还会严重影响陶瓷本身的各项技术指标,降低产品的稳定性。因此,如何避免陶瓷缺陷的产生,是陶瓷生产非常关注的一个问题。
通常来说,陶瓷缺陷主要分为技术指标缺陷和外观缺陷,技术指标类的主要有吸水率、热稳定性、抗折强度、弹性模数等;外观缺陷有变形、斑点、开裂、生瓷、缺釉等,是陶瓷成品中显而易见的缺陷。每种缺陷的产生都有其客观原因,而陶瓷原料作为陶瓷生产的物质基础,其技术指标及稳定性对陶瓷产品的性能和质量有着根本性的影响。本文拟通过电子扫描显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对陶瓷成品的缺陷位置进行分析,论述陶瓷原料标准化对优化陶瓷生产的重要意义。
2实验方法
这次实验一共选取3个有缺陷的陶瓷成品进行测试,把有缺陷的陶瓷成品从缺陷处切开,然后把样品切成1cm×1cm×1cm左右的方块。用抛磨机把缺陷所在的切面和底面磨平,用自来水冲洗干净,然后放入烘箱中在100~110℃下烘干2h。所有样品均不作喷镀处理。
实验所用测试仪器是FEIInspect电子扫描显微镜,工作电压为20kV,测试时采用低真空状态(30Pa),背散射成像。
3实验结果分析
样品1是一个釉面出现黑斑的洁具瓷片,属外观缺陷。图1是其纵切面的SEM图像,为背散射成像。在背散射成像中,图像中各点的亮度与其化学成分密切相关,该点所含元素的序号越大,重元素含量越高,则该点的亮度越大。从图中可以看出,黑斑所在的区域1的亮度稍稍高于周围的正常区域,可能是重元素杂质混入所致。再结合表1中黑斑所在区域1与正常区域2的EDS结果对比,在区域1中,出现了异常的铬、铁和镍含量,很明显与不锈钢碎片混入有关。不锈钢是人造材料,不可能来自于天然矿物本身,只能是原料生产中的杂质混入或来自陶瓷生产流程。黑斑的扩散范围不大,仅限于釉料表面以下15μm左右,因此推测不锈钢杂质并非来自原料本身,而可能是在生产过程中不锈钢容器或管道掉落而产生污染。不锈钢碎片掉落在釉料表面,随着烧成过程在釉面上形成黑斑。这个缺陷的产生与原料本身没有直接关系,是生产处理程序不规范所导致。
样品2是一块釉面出现针孔的地砖瓷块,同样属于外观缺陷。从其SEM图像(图2)可以看出,针孔产生的深度很大,穿过釉料和化妆土层直达坯体。针孔的形状接近柱状,在底部的坯体部分可看到明显的熔融现象,表明针孔的产生是一个“自下而上”的过程,其根源可能来自坯体在烧成中发生局部熔融。从表2各区域和点的EDS结果对比可以明显看到,在点2、3、4中检测到了较高的锰和铅含量。在组成坯体的常用天然原料如粘土、石英、长石、方解石中,锰和铅一般以痕量元素的形式存在,含量很低。而在正常的釉面区域1和坯体区域5中,并未发现明显的锰和铅含量,表明点2、点3和点4中的锰和铅是异常组分。单独由铅和锰组成的合金材料很少见,因此,铅和锰的污染应该是来自原料本身,很有可能是来自粘土原料。通常情况下,虽然粘土原料的化学成分和矿物组成非常复杂多变,但是锰和铅的含量一般都很低,难以大量积聚。不过在某些特定环境下,比如说地表风化带中,在氧化环境下可以形成含高价锰的天然矿物,例如铅硬锰矿。这类含高价锰的天然矿物在常温下比较稳定,但是在高温下会发生分解并产生气体。综合图2以及表2各区域和点的EDS结果对比,推断的情况是,在坯体中靠近化妆土的位置积聚了微量的高价锰矿物,在烧成过程的高温下,这些高价锰矿物发生分解并产生气体,导致坯体发生局部熔融。随着熔融范围的扩大以及气体逸出的影响,化妆土遭受波及并最终导致化妆土和釉面相继塌陷而形成针孔。这个陶瓷缺陷的形成,主要是由于原料质量的不稳定所致。
样品3是一块带黑点的绝缘陶瓷坯体的瓷件,属于技术指标缺陷。这种黑点在该样品中非常普遍,大小不一。从图3可以看出,该黑点实际上是一个空洞,在空洞内部,纵横交错的针状或柱状莫来石晶体清晰可见。众所周知,陶瓷坯体熟料的物相主要由玻璃相、莫来石和少量的方石英组成,而由于玻璃相物质的存在,通常情况下是无法直接通过显微镜或者SEM观察坯体中的莫来石,必须通过氢氟酸腐蚀把坯体中的玻璃相溶解以使莫来石晶体显露出来,才能通过显微镜或者SEM直接观察。空洞内部清楚可见的莫来石晶体表明,玻璃相和莫来石之间产生了比较彻底的熔离现象,该空洞实际上是由于坯体局部熔融产生的熔孔。
而在表3熔孔区域与正常区域的EDS结果对比中,除了由于玻璃相熔离造成熔孔区域Al2O3偏高外,两者的化学成分并无根本性差别。可见,熔孔的产生并非杂质混入引起。造成如此普遍而剧烈的坯体局部熔融的原因,个人认为可能是由于原料中助熔剂的粒度分布不均匀所引起。在烧成过程中,坯料中助熔剂的粒度分布不均匀,导致在局部范围内助熔剂比例过高而使坯体产生局部熔融,其中玻璃相相对比较容易被熔体所融化,最终导致玻璃与莫来石晶体发生熔融分离而形成熔孔,即肉眼所见的黑点。该缺陷的形成,同样与原料质量的不稳定有密切关系。
综上所述,所列举的三个陶瓷缺陷均是由原料质量的不稳定或者生产过程的不规范所引起,可见,确保陶瓷原料的稳定性,对避免陶瓷缺陷的产生有决定性的意义。
4讨论
诚然,陶瓷原料的不稳定并非是导致陶瓷缺陷的唯一因素,然而,作为陶瓷生产的物质基础,其技术指标及稳定性对陶瓷产品的性能和质量有着根本性的影响。在如何避免陶瓷缺陷的问题上,提高陶瓷原料的稳定性是最基本的方法。而要提高陶瓷原料的稳定性,其中最有效的途径就是实现陶瓷原料的标准化。
第一,陶瓷原料的标准化已成为制约国内陶瓷行业发展的瓶颈。陶瓷原料主要来自各种天然矿物材料,例如粘土、高岭土、长石、方解石和白云石等,这些天然原料都是在特定的地质条件下经过漫长而复杂的地质作用形成的,是一套极其复杂而且不受人力掌控的系统。来自不同矿源或者来自同一矿源不同区域的原料,都难免出现矿物组成、粒度组成、化学组成及其它理化性能的波动,这正是造成陶瓷原料不稳定性的根源。实现陶瓷原料的标准化,正是要通过人工方法使质量多变的天然矿物原料趋于稳定化,从而提高陶瓷生产的产品质量及稳定性,使陶瓷生产企业可以集中精力更好地去搞设计、搞研发,提高产品的附加值,加强企业的竞争力。
第二,实现陶瓷原料的标准化有助于推动非金属矿物产业向深加工的方向发展。天然非金属材料都不可避免地出现化学性能和理化性能上的波动,而目前国内的非金属产业主要由私营企业经营,存在规模小、高度分散、设备落后、加工程度低等问题。很多非金属企业更是直接销售原矿矿石或者初级产品,连产品的质量都无法保证,更遑论实现原料的标准化。因此,在促进陶瓷原料的标准化的过程中,必然需要非金属企业更新设备、改善加工工艺、加强研发投入,研发出经过精细加工的产品,降低产品波动,增加产品的附加值,从而推动非金属矿物产业全面向深加工的方向发展。
第三,实现陶瓷原料的标准化有利于优化自然资源的合理利用。陶瓷原料主要来自各种天然矿物,无论是粘土还是高岭土或者是长石等其它矿物,都是不可再生资源,陶瓷的生产过程实际上也是自然资源的消费过程。我国非金属矿物产业的发展比较落后,产品以原矿或者初级产品为主,很多产品都是以简单的几项指标例如粒度、铁含量或铝含量等划分产品规格,根本无法达到自然资源的合理利用。推动原料的标准化,必然需要更加精细的原料分级系统,明确原料的适用范围,使原料的规格标准化和系列化,从而促进自然资源的合理利用。
5总结
实现陶瓷原料的标准化是减少陶瓷缺陷的形成的最基本的途径。同时,实现陶瓷原料的标准化还能推动自然资源的合理利用和非金属产业的发展,从而达到原料供应与消费之间的动态平衡,促进陶瓷产业与非金属产业的协调发展。
参考文献
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[3]高力明.陶瓷原料标准化和坯釉料商品化及其在我国的进展[J]
陶瓷学报,2006,27(1).
生物质能的缺点篇2
1.可遗传变异和不可遗传变异
例1央视一则报道称,孕妇防辐射服不仅不能防辐射,反而会聚集辐射.辐射对人体危害很大,可能导致基因突变.下列相关叙述正确的是(B).
A.碱基对的替换、增添和缺失都是由辐射引起的
B.环境所引发的变异可能为可遗传变异
C.辐射能导致人体遗传物质发生定向改变
D.基因突变可能造成某个基因的缺失
解析引起碱基对的替换、增添和缺失的因素有物理因素、化学因素和生物因素;如果环境引发了细胞中遗传物质的改变,就成了可遗传的变异;辐射能导致人体遗传物质发生不定向改变;基因突变会导致基因内部分子结构的改变,不会导致某个基因的缺失.
策略表现型是基因型与环境共同作用的结果,分析变异类型时可以从两个方面来考虑:一方面是因遗传物质的改变引起的,此变异可在其后代中再次出现,即能遗传.若是染色体变异,可直接借助显微镜观察染色体的形态、数目、结构是否改变.另一方面是仅由环境条件改变引起的,遗传物质没有改变,则不能遗传给后代.所以,可以用自交或杂交的方法确定变异的原因;或者将变异个体和正常个体培养在相同的条件下,两者没有出现明显差异,则原来的变异性状是由环境引起的.
2.“可遗传”与“可育”
例2图1所示某生物细胞分裂时,两对联会的染色体(注:图1中姐妹染色单体画成一条染色体,黑点表示着丝点,字母表示染色体上的基因)之间出现异常的“十字型结构”现象.据此所作推断中,正确的是(B).
A.此细胞可能正在进行有丝分裂
B.该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型
C.此种异常源于基因重组
D.此种变异可能会导致生物体不育,从而不能遗传给后代
解析同源染色体在减Ⅰ一定会发生联会,非同源染色体不能联会,但如果发生了图2所示的变异,也可能会发生图1所示的情形.即:非同源染色体的某些区段发生“易位”,而不是基因重组;随着易位后的同源染色体的分离,该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型;此细胞正联会,说明是减数分裂.这种变异的结果可能有很多,也可能会导致生物体育性下降,但育性下降不代表不能遗传给后代,该变异还可能通过无性生殖遗传给后代.
策略“可遗传”≠“可育”:如三倍体无籽西瓜、骡子、二倍体的单倍体等其遗传物质已发生变化,它们都属可遗传变异,但都均表现“不育”,而无子番茄等的“无子”是因植株未授粉,是因一定浓度生长素促进了果实发育,这种“无子”性状,这是不可遗传的变异,但可育.
3.不同生物的可遗传变异
例3变异是生物的基本特征之一,下列不属于细菌产生的可遗传变异有(C)。
①基因突变;②基因重组;
③染色体变异;
④环境条件的变化;
⑤染色单体互换;
⑥非同源染色体上非等位基因自由组合.
A.①②③B.④⑤⑥
C.②③④⑤⑥D.①②③④
解析细菌属于原核生物,没有染色体,主要进行二分裂,因此细菌产生的可遗传变异只有基因突变,没有其他类型.
策略自然条件下,病毒和原核生物只有基因突变.进行有性生殖的真核生物可进行基因突变、基因重组和染色体变异.进行无性生殖的真核生物可进行基因突变和染色体变异.有丝分裂过程中发生基因突变和染色体变异,但不会发生基因重组;减数分裂可能发生基因突变、基因重组和染色体变异,但减数第二次分裂过程中和受精作用均没有发生基因重组.
4.基因突变概念与类型判别
例4育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株,经鉴定该变异性状是由基因突变引起的.下列叙述正确的是(B).
A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置
D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
解析该突变可能是显性突变,也可能是隐性突变,无论是哪一种突变,其自交都可产生这种变异性状的纯合个体.只有染色体变异才可以在光学显微镜下观察.花粉离体培养,必须经秋水仙素等处理,使染色体加倍后,才能获得稳定遗传的个体.
策略基因突变概念的核心是基因结构的改变,而不是指“DNA中碱基对的增添、缺失、改变”.基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、改变.基因是有遗传效应的DN段,不具有遗传效应的DN段也可发生碱基对的改变.有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA,RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异,广义上也称基因突变.基因突变最易发生在分裂间期.这是因复制时分子结构的稳定性较低.引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素.基因突变的结果“产生新基因”.病毒、原核生物和真核生物细胞质内的基因突变是产生了一个新基因,而对于真核生物细胞核内的基因突变可说产生了它的等位基因.显性突变和隐性突变的判别方法主要有两种,一是选择突变体与其他已知未突变体杂交,通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型.二是选取具有突变性状的个体与原始亲本进行杂交(植物可自交),若子代只有原有的性状,则控制相对性状的基因突变是隐性突变;若子代既有原有的性状,又有突变性状,则控制相对性状的基因突变是显性突变.
5.基因突变和基因重组的判别
例5图3是基因型为AA的个体不同分裂时期的图像,请根据图像判定每个细胞发生的变异类型(A).
A.图3中①基因突变②基因突变③基因突变
B.图3中①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组
C.图3中①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组
D.图3中①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组
解析(1)由题干图3中获得的信息有:
①和②均为有丝分裂,且A和a为同一染色体上的姐妹染色单体所携带的基因.③为减数第二次分裂后期的细胞图,A和a所在染色体原为姐妹染色单体,并未发生交叉互换.
故造成①②和③中A和a不同的原因都是基因突变.
策略一是根据亲代基因型判别:如果亲代基因型为BB或bb,则引起B与b不同的原因是基因突变.如果亲代基因型为Bb,则引起B与b不同的原因是基因突变或基因重组.二是根据细胞分裂方式判别:如果是有丝分裂中姐妹染色单体上的基因不同,则为基因突变所致的结果.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同,则为基因突变或基因重组所致的结果.三是根据染色体图示判别:有丝分裂后期图中两条子染色体上的基因不同,则是基因突变的结果.如果是减数分裂第二次分裂后期图中,两条子染色体(同白或同黑)上两基因不同,则为基因突变的结果.如果是减数分裂第二次分裂后期图中,两条子染色体(颜色不一致)上两基因不同,则为基因重组的结果.可根据姐妹染色单体中等位基因来源的判断.如图4所示.
6.可遗传变异的实质与判别
例6经权威遗传机构确认济南发现的一例染色体异常核型即46,XY,t(6;8)为世界首例,该例异常核型属于染色体平衡易位携带者.染色体平衡易位是造成流产和畸形儿的重要因素,由于没有遗传物质丢失,患者表观及智力均与正常人一样.某女性患者的第1和5号染色体易位,染色体异常核型可表示为46,XX,t(1;5).
下列说法错误的是(C)
A.经染色后,在光学显微镜下可观察到染色体易位
B.46,XY,t(6;8)表示某男性患者第6和8号染色体易位
C.只有缺失和重复这两类染色体结构变异才能导致基因数量的改变
D.染色体易位不属于基因重组,这种变异是可遗传的
解析染色体易位可在光学显微镜下观察到,但需要染色,A项正确;根据题干信息推出46,XY,t(6;8)表示某男性患者第6和8号染色体易位,B项正确;能导致基因数量改变的不只有染色体结构变异中的重复和缺失,还有染色体数目变异,C项错误;染色体易位属于染色体结构变异,D项正确.
策略基因突变、基因重组和染色体变异都会引起遗传物质的改变、都是可遗传变异,但不一定遗传给后代,都为生物的进化提供了原材料.若把基因视为染色体上的一个位“点”,染色体视为点所在的“线段”,则基因突变是“点”的变化(点的质变,但数目不变);基因重组是“点”的结合或交换(点的质与量均不变);染色体变异是“线段”发生结构或数目的变化;染色体数目变异是个别线段增添、缺失或线段成倍增减(点的质不变、数目变化).染色体结构变异是线段的部分片段重复、缺失、倒位和易位(点的质不变,数目和位置可能变化).DNA水平上判别:一是DNA分子内的三看:看基因种类,染色体上的基因种类是否发生改变,若发生改变,则为基因突变,由基因中碱基对的替换、缺失或增添所致.看基因位置,若基因种类和数目未变,但染色体上的基因位置改变,则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”.看基因数目,若基因的种类和位置未改变,但基因的数目改变,则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”.二是DNA分子间的三看:看染色体数目,若染色体的数目发生改变,可根据染色体的数目变化情况,确定是染色体数目的“整倍性变异”还是“非整倍性变异”.看基因位置,若染色体的数目和基因数目均未改变,但基因所处的染色于非同源染色体上,则应为染色体变异中的“易位”.看基因数目,若染色体上的基因数目不变,则为减数分裂过程中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果,属于基因重组.
7、变异交联的四问题
例7图5是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图,据图判断不正确的是(D)
A.图5中甲细胞表明该动物发生了基因突变
B.图5中乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变
C.图5中丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换
D.图5中甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
解析据题意分析,图5中甲图表示有丝分裂后期,染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果;图5中乙图表示减数第二次分裂后期,其染色体上基因A与a不同,没有同源染色体交叉互换的特征,只能是基因突变的结果;图5中丙细胞也表示减数第二次分裂后期,基因B与b所在的染色体颜色不一致,则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的;图5中甲细胞分裂产生体细胞,产生的变异一般不遗传给后代.
策略一是“互换”问题:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的“易位”.二是“缺失”或“重复”问题:DNA分子上若干基因的缺失或重复属于染色体变异;DNA分子上碱基对的缺失或重复,属于基因突变.三是“变异水平”问题:基因突变和基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下看不到的;染色体变异属于细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到的.四是“质”和“量”问题:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般也不改变基因的量,但转基因技术会改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,但会改变基因的量或改变基因的排列顺序.
生物质能的缺点篇3
关键词叶面肥作用选择应用注意事项
中图分类号:F767.1文献标识码:A文章编号:
1、叶面肥的概述
叶面肥是指将一种含有各种营养成分的有机、无机物质,按一定的剂量和浓度喷施在植物的茎叶上,直接或间接起到供给养分的作用,这样的物质简称叶面肥。叶面施肥属于根外追肥。
早在1844年,格雷斯就证实在缺铁的植物叶面上喷施铁制剂,可以使缺铁的症状得到恢复。以后很多人相继证实喷施某些元素可以矫治因缺乏该种元素所引起的缺素症。到19世纪40年代,在农业生产中已经把通过叶面施肥矫治作物缺素症的方法作为一项重要措施,来提高作物的产量。
那么,叶面肥的营养物质通过什么途径进入作物体内呢?经研究证明,在叶面的上下面除了气孔与外界沟通外,在叶面表面角质层上有很多裂隙,细胞还通过质外连丝与外界相通。喷施到叶表面的营养物质,是通过叶片细胞的质外连丝,象根系表面一样主动地吸收营养物质。叶片与根系一样,对营养物质也有选择吸收的特点。
农业生产实践证明,叶面施肥是补充和调节作物营养的有效措施,特别是在逆境条件下,根部吸收机能受到障碍,叶面施肥常能发挥特殊效果。作物对微量元素需要量少,通过叶面施肥常能满足作物的需要。但是,作物的施肥应以根部施肥为主,叶面施肥只能作为一种辅助措施。
2、叶面肥的组成与分类
2、1叶面肥的组成
因叶面肥具有见效快、省肥料等特点,近年来国内外很重视叶面肥的生产应用,商品叶面肥不下数百种,其中成分多种多样,但从目前来看,主要有以下五种成分组成:
2、1、1矿质营养
矿质营养元素主要包括大量元素、中量元素、微量元素及稀土元素。大量元素肥料:尿素、硫酸铵、过磷酸钙、磷
酸二氢钾、硫酸钾等;中量元素肥料:硫酸钙、硫酸镁;微量元素肥料:硼砂、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵、硫酸亚铁或螫合铁;稀土元素肥料:主要指17种稀土元素(元素周期表中镧系的15种元素加上钪、钇两种元素)。
2、1、2有机营养
叶面肥有机营养物质主要有腐殖酸、氨基酸、黄腐酸及维生素,主要起营养和刺激作用。
2、1、3、激素
植物体内各器官分泌的一些数量微少而效应很大的有机物质称为内源激素。到目前为止,人们公认的内源激素有五大类,即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。植物生长调节剂,是人工合成的一些与天然植物激素有类似分子结构和生理效应的有机物质。内源激素和生长调节剂不属于肥料,但喷施在作物上可调节植物新陈代谢,促进生长发育,增强抗逆性,改善品质,提高产量。
2、1、4、杀菌剂(略)
2、1、5、助剂
助剂的作用是增强叶面肥的粘着性、湿润性和渗透性,提高叶面肥的应用效果。
2、2叶面肥的分类
叶面肥由于品种繁多,成分又比较复杂,目前还没有统一的分类标准,以下分类仅供参考。
(1)按物质形态分类:气体叶面肥、液体叶面肥及固体叶面肥。
(2)按组成元素分类:普通叶面肥(只含有单质化合物)、多元叶面肥及有机物叶面肥。
(3)按叶面肥适应性分类:广谱型叶面肥及专用型叶面肥。
为了便于使用,还可以将叶面肥分为常规类、激素类(包括植物生长调节剂)及叶面肥类。
3、叶面肥的营养特点及作用
3、1叶面肥的营养特点
叶面施肥,可以使养分直接从叶部进入体内,参与作物的新陈代谢与有机物的合成,和土壤施肥相比具有如下几方面的营养特点。
3、1、1吸收快
叶面肥比根部施肥易吸收,而且吸收快。如喷施1—2%浓度的尿素溶液,经测定24小时便可吸收30%左右,喷施2%浓度的过磷酸钙浸提液,5分钟后便可转送到植株各个部分。另外,通过放射性磷的实验证实,在棉花叶片上涂抹放射性磷5分钟,在棉花其他器官中就可发现有放射性磷,而通过根部施用放射性磷,要经过15昼夜,才能在其它器官中发现放射性磷。
3、1、2利用率高
土壤施肥常常受到土壤酸碱度、含水量及微生物等因素的影响,而被固定、淋失,降低肥效。而叶面施肥就能避免这些因素的影响,提高其利用率,充分发挥其肥效。
3、1、3用量少
叶面施肥与土壤施肥相比较,具有浓度低,用量少的特点,一般喷施浓度在万分之几到百分之几,其用量仅为土壤施肥的十分之一左右,但是,它不能代替土壤施肥,而应在土壤施肥的基础上,进行叶面施肥,才能获得更好的效果。
3、2叶面肥的作用
3、2、1平衡作物养分
根据土壤养分的丰缺状况及作物的营养特点,在土壤施肥的基础上,可通过叶面施肥,补充需要量少的微量元素及有宜营养元素,以便平衡作物养分,满足作物的营养需要。
3、2、2矫治缺素症状
作物常常对缺乏某种元素显得比较敏感,有的甚至出现特殊的缺素症状。如水稻的赤枯病,叶片尖端或叶脉附近产生赤褐色的斑点,以致全叶变成赤褐色,秧苗根部老化,重者变黑发臭。赤枯病是诸多因素引发的生理性病害,但在我市的水田中,缺素症(即缺少磷、钾、锌等)是引发赤枯病的关键因素,针对其缺素症状,喷施含有该种元素的叶面肥,即可矫治或减轻该种症状,恢复作物正常生长发育。
3、2、3增强作物抗逆性
作物抵抗外界不良环境因素(盐碱、瘠薄、低温、寡照、干旱)的性能,称做抗逆性。通过施入相应的叶面肥,可以补充作物的营养或调控作物生长发育的进程,使作物根深叶茂,株壮色正,进一步增强作物的抗旱性、抗寒性、抗病性……。
3、2、4改善农产品品质
正确地选择和合理地使用叶面肥,不仅可以增加农作物的产量,而且更重要的是能够改善农产品的品质。如改善子实或果实的色泽、形状及成熟度等,并改善或增加子实中有宜的营养成分,为人类提供优质的农产品。
3、2、5增加农作物产量
叶面施肥虽然不能代替土壤施肥,但对迅速改善作物的营养状况,增加农作物的产量有着重要的作用。叶面施肥,在一般情况下,可使大田作物平均增产5—10%,果树增产10—15%,蔬菜增产20—30%。
4、叶面肥选择的依据
4、1土壤微量元素丰缺状况
4、1、1土壤有效态微量元素临界值指标
现将国内目前较好通用的浸提剂及土壤微量元素临界值指标列于表1。
表1土壤有效态微量元素临界值指标
(mg/kg)
应用以上指标时,应注意:(1)对作物营养有效的是有效态,而不是全量;(2)不同浸提剂测得的有效态微量元素是不同的;(3)当有效态微量元素含量小于临界值时,及时施用该微量元素,即有一定的增产效果;(4)浸提剂不同,临界值不同。
4、1、2我市土壤微量元素含量状况
我市土壤微量元素含量的基本趋势是:普缺锌钼,半缺硼锰,部分缺铁铜。
现将我市土壤中微量元素含量状况分别按行政区域及土壤主要类型分别列于表2和表3,以供参考。
表2白城市各县(市)土壤微量元素含量低于临界值统计表
表3白城市各主要土类微量元素含量低于临界值统计表
4、2农作物的种类
不同作物对各种微量元素的需要量不同,他们对于缺乏某种为量元素的敏感程度也不一样。对某种微量元素需要较大的作物,它们对缺乏该种微量元素也比较敏感,这些作物常常被我们作为喷施叶面肥的对象。
现将一些对缺乏微量元素的敏感程度的主要作物列于表4,以供施用含有微量的叶面肥时参考。
表4作物对微量元素的敏感程度表
4、3作物的缺素症状
因不同营养元素的生理作用及其在植物体内移动性各异,致使元素在缺乏时出现的部位和症状也有一定的规律性。如:氮、磷、钾、镁在植物体内是可以再利用的养分,缺乏时其症状首先在老叶上出现;而钙、铁、硼、硫等,因在体内不易再利用,常出现在新组织上。同在老叶上出现症状条件下,如果没有病斑,可能是缺氮、磷,如有病斑可能是缺钾、镁。当症状从新叶开始出现时,如果很容易出现顶芽枯死,可能是缺硼或钙,而缺铁、硫、锰、钼、铜时,一般不易出现顶芽枯死。详见作物必需的养分元素缺素症检索表:
作物营养元素缺素症检索表
4、4喷施叶面肥的目的
一般的情况下,为促进农作物生长,应选用以氮、磷、钾为主的叶面肥;改善农产品品质,应选用以磷、钾为主的叶面肥;如果是以纠正或补缺作物某一种元素,则应选用以此元素为主的叶面肥。如:玉米、水稻对锌敏感,玉米缺锌易产生“花白苗”,水稻易得赤枯病,喷施硫酸锌或含锌的叶面肥效果好。番茄、辣椒缺钙易发生脐腐病,大白菜缺钙,叶缘腐烂或叶球中心枯黄,形成“干烧心”,可喷施过磷酸钙或氯化钙水溶液,或喷施顶极钙等叶面肥。在碱性、石灰性土壤上,果树易出现失绿症,这是缺铁的表现,可喷施硫酸亚铁或含铁多的叶面肥;进行棉花催熟,就要喷施乙烯利;培育水稻壮秧应用多效唑;防止小麦倒伏喷施矮壮素等等。
5、影响叶面肥使用效果的因素与注意事项
5、1影响叶面肥使用效果的因素
影响叶面施肥效果的因素主要有环境因素、质量因素及技术因素。在叶面肥使用中,只有尽量避免不利因素,充分利用有利因素,才能提高叶面肥的施用效果,充分发挥其叶面肥的作用。
5、1、1环境因素:环境因素包括温度、光照、湿度、雨量、风速等。因叶面肥一般施用量少,而且水溶液浓度低,所以喷施在叶面上要保持一定时间的湿润状态,才能被吸收进入作物体内,发挥其作用。
5、1、2质量因素:叶面肥成分比较复杂,在生产过程中如何保证各种养分含量标准及其比例,是叶面肥质量的关键。如果质量差,必然就会影响使用效果。
5、1、3技术因素:(1)喷施浓度:使用叶面肥要掌握好喷施的浓度,严格按照使用浓度去操作,否则易产生肥害或药害。由于不同作物对浓度有不同的要求,浓度过低达不到效果,过高往往会造成药害。因此,不同作物选用适宜的浓度,对提高使用效果十分重要。(2)使用时期:各种作物生长期不一样,营养生长和生殖生长时期也不同,很难规定具体的最佳喷施时期。一般禾谷类作物苗期到灌浆期前都可以喷施;瓜果类作物在初花到第一个生理幼果形成,再到幼果膨大时,都可以喷施叶面肥。(3)喷施部位:叶面肥一般喷在叶、花、果上。喷在叶面上要均匀,上、中部最为重要,尤其是嫩叶,顶部叶片一定要喷到,最好把叶面叶背都喷到。(4)使用次数:要根据作物的种类和生长期长短来考虑。一般生长期短的作物,以及棉花、烟草、马铃薯、番茄等双子叶作物的叶面积大,角质层薄,溶液中的养分易吸收,常有较好的效果,可喷1—2次。水稻和小麦等单子叶作物、生育期长的作物和果树通常要喷施2—3次,也可根据作物生长情况和使用效果适当地多喷1—2次。
5、2应用叶面肥的注意事项
5、2、1要选用标有登记证号的叶面肥。国家为了防止假冒伪劣的肥料进入市场,对肥料管理实行登记制度。叶面肥归国家农业部登记管理,分为临时登记和正式登记。临时登记的登记证号为:农肥临字×××号,有效期为1年。正式登记的登记证号为农肥准字×××号,有效期为5年。没有登记证号或登记证号过期或盗用登记证号的为非法商品,不得选购和使用。对于肥料是否登记,可到当地农业站或土肥技术推广部门咨询。
5、2、2要做好叶面肥的试验示范和推广工作。目前,商品的叶面肥种类繁多,成分又比较复杂,是否适合当地的自然条件,土壤条件及作物营养需要,能否有一定的推广价值和应用价值,均需要做好各种叶面肥的田间试验及示范,抓好叶面肥的筛选工作,选出适合当地的叶面肥品种,加以推广应用。未经试验示范的叶面肥,不得盲目地推广应用。
5、2、3注重推广在我省应用效果好的叶面肥。经省土肥总站组织有关专家统一制定筛选试验方案,统一包装,采取双盲编号的形式,经1999至2000两年多点试验证明,叶面肥云大—120、植物动力2003、美地那、绿丰九五、惠满丰腐植酸液肥、台农叶面肥——高产宝、翠竹牌植物生长调节剂、丰收宝、天娇牌氨基酸液肥及菁丰牌双效微肥等10个产品均可在我省推广,各地可根据实际情况选择。其中云大—120、植物动力2003、美地那、绿丰九五、和惠满丰腐植酸液肥等5个产品的应用效果较好。
5、2、4详细阅读叶面肥使用说明书,严格按照叶面肥使用技术操作。在阅读说明书时,要注意叶面肥的适宜作物、使用浓度、喷施时期、使用次数及注意事项,并按照叶面肥的施用技术,掌握好主要技术环节,严格地把握其操作规程,尽量地避开不利因素,利用有利因素,充分发挥叶面肥在农业生产中的作用。
参考文献
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马国瑞石伟勇农作物营养失调症原色图谱中国农业出版社2001年
生物质能的缺点篇4
【关键词】消毒防腐剂;作用特点;影响因素
文章编号:1004-7484(2013)-01-0505-01
消毒药是指能迅速杀灭病原微生物的药物。防腐药是指能抑制病原微生物生长繁殖的药物。两者之间没有明显的界限,主要取决于药物浓度和作用时间,故一般统称为消毒防腐药。[1]它们与抗菌药物不同,对病原微生物和人体组织没有明显的选择性,也能损害人体,通常不作全身用药,主要用于体表、器具、排泄物和周围环境的消毒防腐。因此,本类药物在临床各科、卫生防疫、生物战防护及食品、制药等方面有广泛用途,必须注意合理使用。
1消毒防腐剂的分类及主要作用特点
1.1醇类最常用的是乙醇(酒精),其次为异丙醇和苯氧乙醇。它们能使蛋白质脱水、变性或沉淀,有一定的杀菌力。优点:性质稳定,作用较快,刺激性小,基本无毒;可与药物配成酊剂、醑剂等,有增效作用。缺点:对芽胞、病毒、真菌无效;有效浓度较高。乙醇在20%-70%(W/W)范围内,杀菌作用与浓度成正比。70%(W/W)或75%(V/V)时,作用最强。浓度过高会使病原体的表层蛋白质迅速凝固形成一层保护膜,阻碍乙醇向菌体渗入,作用反而减弱。
1.2酚类常用的有甲酚、苯酚。它们通过使蛋白质变性、干扰微生物电子传递系统、抑制膜上某些酶而使胞质膜通透性增加等作用,呈现较强杀菌力。优点:性质稳定,杀菌力较醇类强,使用浓度基本对人体无害;与乙醇、肥皂合用杀菌力增强;对皮肤黏膜有轻度局麻作用。缺点:对芽胞、病毒无效;对组织有一定刺激性,对物品有轻度腐蚀性。甲酚常制成50%肥皂液(来苏尔)杀菌作用较苯酚强。苯酚可渗入结合较疏松的蛋白质深部杀灭其中的细菌和真菌。水溶液作用强,醇、甘油溶液消毒作用减弱。
1.3醛类常用的有甲醛和戊二醛。它们对各种微生物均有强大杀灭作用,能与蛋白质的氨基结合成亚胺类而使蛋白质变性。优点:性质稳定,杀菌力强大,强于酚类,对细菌、芽胞、病毒、真菌有效,受有机物影响小。缺点:刺激性很强,有特殊臭味,有一定毒性,受温度影响大。
1.4酸类常用的有醋酸、苯甲酸、十一烯酸、水杨酸、硼酸和乳酸等。它们解离后产生的氢离子或脂溶性弱酸分子可渗入菌体,使胞质膜破裂。优点:性质稳定,无刺激性,药物有效浓度低。缺点:碱性环境中作用减弱,大多数药物抗菌谱窄。食醋含5%醋酸,易于获得,常用熏蒸法预防流感。乳酸可用于滴虫性阴道炎、寻常疣,空气消毒,食物防腐。高浓度对皮肤和黏膜有强刺激性和腐蚀性。
1.5氧化剂最常用者为过氧醋酸,其次为过氧化氢和高锰酸钾。过氧醋酸和过氧化氢遇有机物能立即释放出新生态痒而氧化微生物原浆蛋白的活性集团,发挥杀菌除臭效果。高锰酸钾仅有氧化作用。优点:易溶于水,使用方便,作用迅速。过氧醋酸杀菌作用强大,对细菌、芽胞、真菌、病毒都有杀灭作用,为高效、速效、光谱强氧化剂,尤其对芽胞有杀灭作用,用途广泛,且在低温下(-40℃)仍保持高效杀菌作用。分解产物均无毒,无残留毒性。
1.6卤素类使用最广泛,品种也多。常用的有含氯石灰、氯溴异氰酸、碘和聚维酮碘等。它们通过卤化和氧化生物原浆蛋白的活性集团而发挥显著的广谱杀菌作用。优点:价格低廉,使用方便,对各种病原微生物均有杀灭作用,作用强。含氯石灰作用强大,快而短暂。氯溴异氰酸作用强、慢而持久,效果优于含氯石灰。碘制剂作用快而强。聚维酮碘作用温和而持久。它们均在有效浓度时毒性低,如含氯石灰的残基对人体无害,应用广泛。缺点:易受酸碱度影响,酸性条件下作用增强,腐蚀金属,不用于器具消毒,且对物品有脱色作用。含碘消毒剂腐蚀作用轻微,对物品有着色作用。
1.7重金属盐类使用较广泛,种类多,常用的有汞、银、铜、锌等盐类,如红汞、硝甲酚汞、硝酸银、氧化锌和炉甘石等。重金属离子能与蛋白质的巯基结合而干扰酶的活性,较高浓度还可形成金属蛋白盐而使蛋白质沉淀,有抑制和杀灭病原微生物的作用,还有收敛、刺激和腐蚀作用。优点:对组织刺激性小、毒性低,主要用于体表消毒。氧化锌和炉甘石还有干燥、收敛作用,为常用收敛防腐剂。缺点:作用较弱,其强度决定于金属离子浓度,而后者又与其解离度有关,穿透力弱,易受有机物、酸碱度等因素的影响。汞溴红不宜与碘酊同时使用,以免产生碘化高汞而腐蚀皮肤,其2%溶液俗称红药水。硝酸银应避光保存,其浓溶液腐蚀性较强。炉甘石洗剂用前要摇匀。
1.8表面活性剂应用极为广泛,常用的有苯扎溴铵(新洁尔灭)和度米芬等。表面活性剂是带有亲水基和疏水基(亲油基)的化合物,能降低水的表面张力而促进水的渗透和脂肪乳化,有除污作用,又称清洁剂。苯扎溴铵和度米芬为季铵盐类,为阳离子表面活性剂,一则吸附于菌体表面改变胞质膜的通透性,使菌体内容物外漏而又杀菌作用;二则以阳离子与蛋白质的阴离子结合使菌体蛋白变性,产生抑菌作用。优点:光谱,杀菌作用迅速强大、渗透力强、杀菌浓度低,一般使用浓度为千分之几。能杀灭G+菌和多数G-菌及部分真菌。毒性低、无刺激性、无腐蚀性、不污染物品。水溶性好,使用方便,性质稳定,耐光、耐热、耐贮存。度米芬比苯扎溴铵作用强,毒性较其更小。缺点:对结核杆菌、病毒和芽胞作用弱。配伍禁忌较多,如忌与碘类、过氧化物、重金属盐类等同时使用,尤其可被阴离子表面活性剂(肥皂、合成洗涤剂等)减弱或拮抗。效果受有机物、酸碱度影响大(在碱性环境中作用最强,在酸性环境中杀菌效果显著降低)
1.9染料类常用的有甲紫和利凡诺。它们分别是碱性和酸性染料,通过分子中的阳离子和阴离子与菌体蛋白的羧基和氨基相结合而影响菌体代谢,产生抑菌作用。优点:对组织无刺激性。碱性染料作用强,对G+菌作用较好,较常用。甲紫、龙胆紫和晶子是一类性质相同的染料,三者通用。其1%的水溶液或乙醇溶液俗称紫药水。利凡诺的作用不受脓、血及蛋白质的影响。缺点:对G-菌作用弱,且利凡诺作用慢。
1.10其它洗必泰为含氯双胍类清洁剂,作用比苯扎溴铵强,毒性低又无刺激性,临床广泛用于体表消毒、感染创口的消毒或冲洗。生石灰价廉易得,使用方便,在广大农村广泛使用。通过其氢氧根离子的碱性而使菌体蛋白变性发挥杀菌作用。
2影响消毒防腐药作用的因素
欲达安全有效的用药目的,应把握影响药物作用的因素。
2.1浓度和时间浓度越高,作用时间越长,效果越好,但对组织的刺激也越大,所以使用药物须选择合适的浓度,如70%(W/W)的乙醇杀菌效果最好。
2.2溶剂对效果也有一定的影响,如碘酊的作用较强,碘甘油则作用温和。
2.3脓、血、蛋白质等有机物的存在,能包埋微生物免受药物的作用。因此,当用于创面感染或消毒物品时,宜清除脓液、血块等有机物。
2.4环境中的酸碱度对某些消毒防腐药有明显影响,酸类药物在酸性环境中作用强,表面活性剂季铵盐在碱性溶液中作用强。
2.5温度通常温度每升高10℃,抗菌作用增强1倍。
2.6微生物敏感性生长繁殖期的细菌易受药物的作用,而芽胞较难杀灭。病毒通常对碱性药物较敏感,对酚类则耐药。
生物质能的缺点篇5
关键词:剩余污泥;减量;处理技术
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18003403
1引言
活性污泥法因其工艺结构简单、抗冲击能力强、处理效果好而成为污水处理领域应用最广泛、最成熟的技术。目前全世界90%以上的污水处理厂均采用该处理工艺,但大量剩余污泥的产生却严重制约了该工艺的持续发展应用\[1~3\]。据调查,城市污水处理厂运行费用组成中,污泥处理费用一般占其运行总费用的25%~40%,有的高达60%[4],而据资料显示,2015年全年污泥产量近3359万t(含水率为80%)[5],如此之大的产量及如此之高的处理费用,势必会对环境产生不利影响,对经济产生巨大压力。早在1996年,德国就以立法的形式首先提出了废物减量化、资源化和无害化的优先顺序[6]。如何实现污泥减量化便成为今后污水处理行业可持续发展首先需要解决的问题。
污泥减量化技术是指在保证整个污水处理效果的前提下,采用适当的物理、化学、生物技术,使处理相同量污水的同时生物处理系统中污泥的产量减少而出水水质不受影响的技术,从而实现从源头上降低污泥的产量,减少污泥的外排[7]。
目前污泥减量化技术研究主要集中在物理、化学、生物三方面。其中物理技术主要包括超声波处理、臭氧氧化、热水解等;化学技术主要包括过氧乙酸(PAA)氧化、化学解偶联、Fenton氧化等;生物技术主要包括投加微生物制剂、强化微型动物捕食作用等。
2污泥减量化技术
2.1物理技术
2.1.1超声波技术
超声波是物理介质中的一种弹性机械波,频率一般为20~106kHz。其减量原理是,当一定强度的超声波作用于某一液体时,液体会发生一系列理化反应,而超声波在中低频率范围内会产生交替的压缩和扩张作用从而产生“空穴”作用[8],形成较为极端的理化和力学条件,产生局部的高温、高压,再加之机械剪切力的作用,压碎细胞壁击破细胞膜,使胞内基质得到释放,微生物细胞得到进一步溶解,从而实现污泥减量。
超声波处理污泥因其高效、清洁、安全等优点而被广泛应用于实验室污泥减量研究,并且已取得了较好的研究效果,但又因其处理量小、能耗高等缺点使得难以规模化应用于大型生产运行中。综合考虑其优缺点,超声波处理污泥适用于污水水质较单一且污泥产量较少的小型污水处理站。
2.1.2臭氧氧化
臭氧具有极强的氧化性,能氧化细胞膜和细胞壁,进一步破坏胞内大分子蛋白质、多糖和核酸,使细胞被氧化分解成H2O和CO2等较稳定的无机物质。臭氧氧化处理污泥的原理就是将臭氧发生器产生的臭氧通入容器中与剩余污泥充分结合,利用臭氧的强氧化性氧化分解微生物细胞,使胞内物质由污泥相进入水相,从而使微生物细胞分解、死亡,达到污泥减量的目的。
臭氧氧化处理污泥能提高系统的反硝化能力,改善污泥的沉降性能,但存在处理成本高,出水N、P含量高等问题[9]。臭氧氧化技术适用于源水可生化性较差的小型工业废水处理站。
2.1.3热水解
热水解技术是污泥经高压蒸汽(温度约为180℃,压力约为1MPa)预处理,溶解污泥中的胶体物质,破碎细胞物质,水解大分子物质,从而达到污泥减量的目的。该技术处理后剩余的高压蒸汽被回用与新污泥混匀加热,从而实现热回收,降低能耗[10]。
热水解技术处理污泥因其能够溶解部分固态有机质,能将大分子蛋白质和多糖水解成易分解的小分子物质,还能杀灭大部分细菌、病毒和寄生虫卵以及能耗低、处理效率高、无二次污染等优势而被广泛推广。该技术不仅适用于中小型污水处理厂,还适应于大型污水处理厂的新建及改扩建。
2.2化学技术
2.2.1过氧乙酸(PAA)氧化
过氧乙酸(PAA)作为一种理想的微生物氧化剂,对微生物具有和臭氧相似的强氧化性[11],将其与污泥混合,使污泥微生物细胞膜、细胞壁迅速破坏,胞内物质由污泥相进入水相,胞外聚合物(EPS)水解成为小分子可溶性的物质[12]。
过氧乙酸相对臭氧而言,价格低廉,反应产物醋酸无毒且具有较强的亲和性,能够迅速杀灭污泥中的病毒、细菌、真菌及芽孢。但过氧乙酸具有较强的腐蚀性,对设备防腐性能要求较高,同时过氧乙酸很不稳定,在室温下可分解放出氧气,遇高温或明火会发生自燃、燃烧或爆炸。以上缺点使得过氧乙酸氧化处理污泥在现有技术条件下应用于工程实践还有相当大的困难。
2.2.2化学解偶联
化学解偶联就是在生化处理过程中通过人为的添加化学解偶联剂使微生物的分解代谢和合成代谢被解偶联,解偶联剂的加入将抑制微生物氧化磷酸化过程,从而抑制微生物的合成,进而使得分解代谢速率远大于合成速率,过剩的能量则以热能形式散发到环境中,表现出来的就是污泥产量减少。常用的化学解偶联剂有2,4-二硝基苯酚(DNP)、3,3’,4’,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)、羰基-氰-对三氟甲氧基苯肼(FCCP)等[13]。
解偶联剂的投加因操作简单、成本低廉(无需外加设备、解偶联剂价格便宜)、减量效果好而被广泛应用于实验室小试研究及中试。但其减量机理不明晰;对底物的去除效果存在下降的风险;系统需氧量增加从而增加能耗成本;解偶联剂的加入使得污泥性状发生改变;大部分解偶联剂都难降解且有毒,对环境造成二次污染。充分考虑到以上缺点,下一步的工作重点将是化学解偶联剂的污泥减量作用机理的研究,低毒或无毒且不影响污染物去除率的新型环境友好型解偶联剂的研发等。
2.2.3Fenton氧化
Fenton氧化反应主要是由Fe2+催化分解H2O2,生成强氧化性的羟基自由基(?OH),并利用其攻击和破坏有机污染物,反应机理如下:
Fe2++H2O2Fe3++?OH+OH-(1)
Fe2++?OHFe3++OH-(2)
Fe2++HO2?Fe3++HO-2(3)
Fe3++HO2Fe2++H++O2(4)
H2O2+?OHH2O+HO2?(5)
其中,步骤(1)决定了整个反应的速度,羟基自由基(?OH)通过步骤(2)与有机污染物反应而被消耗,其反应方程式如下:
RH+?OHR?+H2O(6)
R?+O2RO2?(7)
RO2?+?OH+O2…H2O+CO2(8)
Fenton氧化处理污泥,能显著改善污泥的稳定性及脱水性能,对污泥中的有毒有害物质能起到明显的降解作用。但由于H2O2的使用、污泥酸性环境的调节以及大量的能源消耗抬高了其处理成本;H2O2参与反应时会产生氧气,存在一定的安全隐患。综合以上优缺点,Fenton氧化处理污泥应用前景巨大,符合污泥处理减量化、资源化和无害化的要求,但需将其与其他处理方法联用从而克服现有单独Fenton氧化处理污泥存在的弊端。
李航,等:污泥减量化技术研究进展及趋势环境与安全
2.3生物技术
2.3.1投加微生物制剂
微生物制剂是由筛选出的光合细菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌和真菌等10种不同类型,对污染物具有较强降解能力的特殊功能微生物菌群组成,通过单独培养繁殖,再进行共生培养繁殖,使相互之间形成和谐互生的关系,其活菌数含量在3×108~2.8×109个/mL[17]。该技术就是在好氧前端通过人为的投加MCPC,从而达到:①扩大系统中能有效降解污染物的微生物菌群,并使之成为优势菌种,进一步强化其降解能力。②延长泥龄,增加微生物数量。微生物制剂的加入,由于污泥产量减少,为了维持系统污泥浓度,使得污泥外排量减少,从而增加了系统的有效微生物数量,并相应的延长了污泥龄,污泥龄的延长有利于微生物通过内源呼吸消耗掉更多的有机物,有机物数量的减少又使得微生物合成量减少,从而形成一个良性循环,达到污泥进一步减量的目的。③强化酶促反应。MCPC中微生物能分泌出大量的水解酶,这些酶能将污水中的大分子有机物及死亡的微生物残体分解成小分子有机物而被微生物所利用,从而达到污泥减量的目的。由于这些酶仅仅针对大分子有机物及死亡的微生物残体进行分解,不会对活的微生物细胞产生影响,所以投加微生物制剂不会对出水水质产生实质性影响,相反,还能达到改善出水水质的目的。
微生物制剂的使用能有效降低污泥产量,明显改善出水水质,对现有的处理工艺、运行模式不会产生任何影响,只需在现有处理单元的合适位置投加微生物制剂即可。该技术普遍适用于活性污泥法工艺的污水处理厂。但减量机理有待进一步研究,在此基础上应进一步开发更加稳定、高效、价廉的多功能微生物制剂。
2.3.2强化微型动物捕食作用
根据生态学理论,物质和能量在食物链中的传递因自身呼吸消耗、分解者利用及下一营养级所同化而逐级递减,且平均效率大约为10%~20%,也就是说,在食物链中,营养级越高,食物链越长,能量损失越多,用于合成污泥相微生物的能量越少,则污泥产量就会越低。利用微型动物捕食作用实现污泥减量的原理就是向活性污泥系统中接种高级别微型动物,相应地延长食物链,从而使用于微生物合成代谢所需能量的可利用率大大降低,实现污泥减量。
利用微型动物捕食作用,污泥减量效果明显,不会对环境造成二次污染,但微型动物的投加会导致出水N、P浓度增加,存在出水水质超标的隐患[18]。
3结语
在综合考虑上述方法技术优缺点的基础上,笔者认为,下一步污泥减量化技术的研究重点将从以下几个方面展开。
(1)深入研究污泥减量机理。现有的技术研究大都停留在减量效果上,仅仅从已有的普遍规律出发推导其可行性,而缺乏对机理的深入细致探究,导致对减量规律的把握不够准确,在技术的运用上缺乏相关的模型支撑,严重阻碍了技术的工业化推广。为此,应综合利用各种规律、模型、检测手段重点对污泥相微生物的生成、增殖、消亡、转化等阶段的反应机理进行深入研究,从而为减量规律的探索提供保证。
(2)开展技术组合。现有的污泥减量化技术都或多或少的存在某方面的缺陷,为了尽可能的发挥它们的优势,最大程度地弱化它们的不足,开展两项或两项以上的技术组合应用,这将成为今后污泥减量化技术的发展趋势。
(3)开发新工艺。新工艺的开发包括两个方面:一是新的污水处理工艺,该工艺采用非传统的活性污泥法,通过纳虑、超滤、膜技术等手段,从源头上减少或杜绝污泥的产生。二是新的减量工艺,现有减量技术大都停留在实验室研究阶段,少部分应用于工程实践中却因为二次环境污染、资金投入巨大、技术自身缺陷致使应用推广受限。新的减量工艺应在充分掌握现有技术优缺点及其减量规律的基础上,重点开发低成本、高效率、易推广的新型污泥减量技术。
2016年9月绿色科技第18期
参考文献:
[1]AndrewsJP,AsaadiM,ClarkeB,etal.Potentiallytoxicelementreleasebyfentonoxidationofsewagesludge[J].WaterScienceTechnology,2006,54(5):197~205.
生物质能的缺点篇6
关键词:女大学生;素食者;七大营养素;健康
中图分类号R151文献标识码:A文章编号:1674-3520(2014)-02-00077-01
随着社会的发展,人们审美观念也不断变化,以为美已成为一种时尚,在大学校园中也不例外,在这种情况下,正处在青春年华的女大学生们更是把美当成了一种潮流并不断追求,其中很多女同学选择成为一个自由式的素食者(偶尔犯规也没关系)以达到瘦身的目的,但是由于缺乏一定的营养知识,大部分女同学不但没有通过食素达到瘦身的目的,还对自己本身的身心健康造成伤害。
根据现今的科学研究,素食的好处的确很多,但不科学吃素对身体反而不健康。有研究表明,长期食素的36名女大学生中,身体处于亚健康状态的28名,占77.78%,其中失眠、头晕者15名,占41.67%;视力和记忆力下降者5名,占13.89%;瘦弱无力者2人,占5.56%;气短多汗、易感冒者6人,占16.67%。事实上国际素食营养研究会早就报道过:长期食素很容易导致蛋白质摄入量过低从而导致的人体产生骨质疏松、前列腺增生等病症。实际上从人体必需要的七大营养素(蛋白质、矿物质、脂类、维生素、碳水化合物、水和膳食纤维)来分析,素食者或多或少都存在缺乏营养素的问题。
一、蛋白质营养缺乏
根据营养学知识,人类所需要的蛋白质有两种,一种是完全蛋白质,含包括必需氨基酸在内的所有氨基酸,一般存在于动物性原料当中(如禽蛋、奶类、精肉、和鱼虾内的蛋白质均属此类),因其蛋白质模式较接近人体蛋白质的组成,所以比较容易被人体所吸收;另一种是不完全(或半完全)蛋白质,所含氨基酸数量不足,而且缺乏某些必需氨基酸。植物性蛋白质即属此类,其中大多数蛋白质消化吸收率都比较低,故吃素者易造成完全蛋白质缺乏。
二、矿物质的缺乏
(一)钙的缺乏。钙是构成人体的重要组成部分,对保证骨骼的正常发育和维持骨健康起着至关重要的作用。但在植物性食物中,谷类中的植酸会在肠道中形成植酸钙而影响钙的吸收,部分蔬菜如菠菜、苋菜、竹笋中的草酸与钙形成草酸钙亦会影响钙的吸收,同时膳食纤维中的糖醛酸残基与钙螯合也会干扰钙吸收,而膳食纤维来自植物性食物中。所以虽然在植物性食物钙的含量并不低,但受到以上几种因素的影响素食者对食物中钙的吸收率比较低,所以素食者容易缺钙。
(二)铁的缺乏。铁是人体必需的微量元素之一,也是微量元素中最容易缺乏的一种,铁缺乏可导致铁缺性贫血,被世界卫生组织和联合国儿童基金会确认为世界性营养缺乏病之一。铁的吸收率比较低,而且食物中铁的吸收率差异很大(如大米为1%,小麦、面粉为5%而动物肉、肝为22%),肉类中血红素铁最易吸收,而植物性食物中的非血红素铁在吸收前必需与结合的有机物,如蛋白质、氨基酸和有机酸等分离,而且必需在转化为亚铁后方可被吸收。因而有很多因素可影响非血红素铁的吸收,但血红素铁的吸收则不受其影响。因此,素食者比非素食者更容易缺乏铁。
(三)锌的缺乏。锌作为人体必需的微量元素广泛分布在人体所有组织和器官,对生长发育、免疫功能、物质代谢和生殖功能等均有重要作用。从食品原料的含量及人体的吸收率来看,动物性食品如贝壳类海产品、动物内脏、红色肉类中锌含量较高且易被人体吸收。一般植物性食物中含锌较低,而且谷类及蔬菜中的植酸盐、纤维素、果胶均可与锌络合成鳌合物而妨碍其吸收,从而降低了锌在人体中的生物利用率。故以素食为主和素食者容易缺锌。
三、维生素的缺乏
(一)维生素D的缺乏。人体的维生素D一般有两个来源。一为外源性,依靠食物来源;另一为内源性,通过阳光(紫外线)照射由人体皮肤产生。食物中维生素D的主要来源以鱼肝和鱼油含量最为丰富,其次在蛋黄、动物肝和乳制品,而这些很大程度上被素食者的女同学从饮食中删除了。另外,通过阳光(紫外线)照射由人体皮肤产生维生素D,由于女同学户外活动较少或防护工作(太阳镜、防晒霜、紫外线衣等)比较到位,很少有皮肤直接暴露在阳光下,所以素食者的女同学很容易在一定程度上出现维生素D的缺乏。
(二)维生素B2的缺乏。维生素B2常见的缺乏原因为膳食供应不足、食物的供应限制、储存和加工不当导致维生素B2的破坏和丢失。维生素B2广泛存在于奶类、蛋类、各种肉类、动物内脏、谷类和蔬菜等动物性和植物性食物中。虽然素食者可以从谷类和蔬菜中取得一些维生素B2,但由于素食者食物单调或因加工、烹调不合理,造成维生素B2大量损失,而且碱性条件以及长时间见光也很容易造成维生素B2的破坏,故素食者也可能缺乏这种营养素。
(三)维生素B12的缺乏。一般来讲维生素B12的缺乏大多由于吸收不良引起,但长期食素也会造成维生素B12的缺乏,因为维生素B12大多存在于动物肝脏中,其次是鱼类、蛋类,植物性食物中一般不含维生素B12。而动物内脏一般早就被女同学的菜单排除,鱼类、蛋类也出现的很少。
那做为一个有期望以素食来达到减肥目的的女同学应如何预防这些营养素的缺乏并保持健康呢?主要还是要了解一定的营养学知识,并在此基础上合理的制定一个有益于自身饮食健康的食谱。这里有以下几点建议:
1、在蛋白质补充方面要多吃一些高蛋白的豆类、坚果等,并且在食用时尽量搭配食用,使它们之间相对不足的氨基酸可以相互补充,达到人体需要,避免人体氨基酸缺乏。
2、在钙、铁、锌补充方面,可以吃一些发酵类的食品,如面包等,因为在一定程度上可以分解植物性食品中的植酸,提高钙、锌的利用率,多吃点水果和蔬菜,也可以加强钙、铁的吸收。当然必要时还可以补充点添加钙、铁、锌的食品,比如钙强化的面粉、加锌的口服液等。
3、保持一定的运动,增加一些日照的时间,以补充维生素D。对维生素B2和维生素B12方面的缺乏可以通过服用一定维生素B族的营养片等补充
4、在日常的饮食中多吃点粗粮,因为精细的食物其营养在加工时都有一定的流失和破坏。尽量选择合理的烹调方法对食物进行加工,使之烹制的食物营养得到最大限度的保存
参考文献:
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