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生物质颗粒主要用途精选(九篇)

生物质颗粒主要用途

第1篇:生物质颗粒主要用途范文

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

由国家环保总局和中国科学院首次联合组织的“探索沙尘暴”科学考察活动日前结束。队员们考察了沙尘暴发生源地的生态环境状况,探究了沙尘暴的成因、危害。参与考察的有关专家不无忧虑地指出:由于我国西北部地区植被破坏严重,未来几年我国北方沙尘暴仍呈增加趋势。由此可得,未来几年颗粒物在我国西北、华北地区还是潜在存在的。

有关专家指出,目前许多地方为了获得更多的资金,只重视植树、种草和水利工程建设。实际上,在维护生态环境中,保护现有的生态资源比以上措施更为重要,更为有效,也更加容易实施,希望有关部门可以引起重视。

第2篇:生物质颗粒主要用途范文

然而在废塑料进口过程中,一些国家的不良企业以及国内个别不法企业以进口废塑料的名义将海外的洋垃圾及不符合我国环保标准的产品进口到中国,不仅严重污染了国内的环境,更冲击了正规的废塑料加工应用产业。我们希望通过本文让企业更多地了解废塑料的进口规定,促进贸易合法便利。

废塑料是指明显不能再作为原用途使用的破损塑料物品,以及在制造加工过程中产生的废料(刨花、粉屑、边角料等)。废塑料属于我国限制进口商品,进口时需进行检验检疫并向海关提交《进口废物批准证书》,符合海关归类规定和环保标准的废塑料在税则归类中应归入品目3915项下。

――塑料的分类

塑料根据其受热后的性能变化可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。

热塑性塑料是以热塑性树脂为基本成分的塑料,可反复受热软化(或熔化)和冷却凝固,一般具有链状的线型结构,受热软化,可反复塑制。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、纤维素塑料、ABS工程塑料等。

热固性塑料是以热固性树脂为基本成分的塑料,经过一次受热软化(或熔化)和冷却凝固后变成不溶不熔状态,一般成形后具有网状的体型结构,受热不再软化,强热则会分解破坏,不可反复塑制。如酚醛塑料、氨基塑料和环氧树脂等。

――税则及注释中相关解释

进出口税则及注释中关于品目3915的废塑料有如下规定和解释:

1、单一种类的热固性材料的废碎料及下脚料,即使加工成初级形状,仍归入品目3915项下;

2、由两种或两种以上的热塑性材料的废碎料及下脚料构成的混合物,即使加工成初级形状,仍归入品目3915项下;

3、制成初级形状的单一种类的热塑性材料的废碎料及下脚料,不归入品目3915项下,而是根据其构成材料归入品目3901至3914项下(各类初级形状的塑料);

4、主要用于回收贵金属的含贵金属或贵金属化合物的塑料废、碎料,不归入品目3915项下,而是归入品目7112项下(含有贵金属或贵金属化合物的其他废碎料,主要用于回收贵金属)。

进出口税则及注释中关于初级形状的解释:

品目3901至3914所称“初级形状”只限于下列各种形状(参见第39章注六的规定):

1、液状及糊状,包括分散体(乳浊液及悬浮液)及溶液;

2、不规则形状的块、团、粉(包括压型粉)、颗粒、粉片及类似的散装形状,但是规则几何状的块料不属于初级形状的范畴,应视为“板、片、膜、箔、带”归类。

――常见归类实例

常见进口废塑料的品种有各类机头料、已清洗的PET瓶片等,在日常业务中也常有企业因不熟悉海关规定将一些不属于废塑料范畴的商品,甚至包括一些国家禁止进口商品归入品目3915项下向海关申报,情节严重者构成了走私固体废物罪。在此海关特提请企业注意下述商品不能作为废塑料归类:

1、单一种类的热塑性材料的杂色颗粒

货主咨询时提供的样品为白色、褐色、黑色等多色混装塑料颗粒,为国外生产中不同生产线上收集的余料,经确定颗粒材质均为聚丙烯。虽然该样品为多色颗粒混装,但由于其材质均为聚丙烯,因此不能作为废塑料归入品目3915项下,而应按照初级形状的聚丙烯颗粒归入品目3902项下。

2、再生PET颗粒

货主咨询时提供样品为白色塑料颗粒,经询为用PET瓶片再生制得的颗粒,货主询问海关该再生颗粒可否作为废塑料归类。虽然该PET颗粒为再生颗粒,但是参照品目3915的解释“制成初级形状的单一种类的热塑性材料的废碎料及下脚料,不归入品目3915项下”,而应归入品目3907项下。

3、次级塑料薄膜

货物进口状态为大小不等的卷状薄膜,货主解释该批薄膜为国外调试薄膜生产线中产生的“废料”,薄膜薄厚不均并带有较多破损,进口后经分拣选择其中少量较好的薄膜作为农业覆盖地膜使用,其余产品回炉造粒。该货物进口状态及用途均不符合废塑料的定义,即明显不能再作为原用途使用的破损塑料物品,因此不能归入品目3915项下,所以次级塑料薄膜按材质归入品目3920项下的相关税号。

4、化学纤维废料

化学纤维废料,应归入品目5505,例如下述情况:

(1)、废纤(回花),例如在长丝成形和加工过程中所得的相当长的废纤维;从粗梳、精梳及其他对短纤进行纺前加工所得的短小废纤维(例如,纤维卷、梳条或粗纱的落棉、小碎片);

(2)、废纱(硬回丝),即在纺纱、并纱、卷绕、机织、针织等工序中收集的断裂、打结或缠乱的废纱线;

(3)、回收纤维,即将废碎化纤布或纱线撕松成为原状的纤维。

这类纤维不论是否漂白或染色,只要未经粗梳、精梳或其他纺前加工的,均应归入品目5505项下,进口时需进行检验检疫并向海关提交《进口废物批准证书》。

5、废渔网、废滤芯、废编织袋(最大扁条宽度不超过5毫米)、无纺布切边、废线绳等第十一类的货品

对上述物品的进口状态简要描述如下:

废渔网,为使用过的破损渔网,进口后不能再做原用途使用,只能用于回炉造粒;

废滤芯,为使用过的过滤芯材,中间为一中空塑料管,管外包覆无纺织物制滤材,仔细观察无纺织物上带有过滤液体后留下的隐约水纹,进口后经拆解或直接用于回炉造粒;

废编织袋,为使用过的破损塑料编织袋,编织袋上塑料扁条最大宽度不超过5毫米,进口后不能再做为货物包装袋使用,只能用于回炉造粒;

无纺布切边,为涤纶无纺布生产线中产生的切边料,宽窄不一,打成大包进口,进口后用于回炉造粒,生产PET纤维;

废线绳,使用过的各类化纤线绳,粗细、长短不一,有的已在国外切碎成较短的绳段,只能用于回炉造粒。

在日常业务中常有货主咨询上述物品的归类,并误认为作为回收用途的上述物品应作为废塑料来归类,在此提请货主注意应区别对待废塑料与废纺织物的归类,即税目3915的商品与税目6310的商品的区别。

第3篇:生物质颗粒主要用途范文

近年来草食反刍动物的养殖规模不断扩大,与之相应的牧草饲料缺乏成为制约畜牧业发展的首要因素,每年有巨大的牧草饲料缺口,需要异地调运。本文旨在探讨秸秆资源与其他农副产品,配以饼粕、糟渣和添加剂制成的肉羊颗粒配合饲料技术,此技术的应用既能满足当地畜牧业发展对饲料的需求,又可减缓秸秆不当处理对环境的影响。

关键词:

秸秆;颗粒;质量控制

1研究背景

连云港市现有耕地590万亩,每年可收获农作物秸秆约450万t,小部分用来秸秆还田、燃料发电、工业板材、编制草帘及饲料牧草等,大部分被直接焚烧,利用率较低。近几年,随着政府部门对秸秆焚烧管理力度的加大,秸秆焚烧的现象在本地区越来越少,其综合利用得到加强,约占总量的60%,尚有40%左右的秸秆被废弃或焚烧,造成极大的资源浪费和环境污染,秸秆综合利用仍然有较大的发展空间。秸秆是一种非常规饲料资源,其共同特点是质地粗硬、适口性差、消化率低、营养价值不高,直接作为饲料利用率不到3%,原有利用技术相对落后,大多数为原始的铡切直接饲喂、堆垛或窖贮氨化,秸秆饲料加工的比例较小。当前,国内关于秸秆饲料研究的热点主要集中解决秸秆松散、容重低,储运困难及成本高等问题。发展秸秆饲料加工业,秸秆养畜、过腹还田,实行农牧结合,形成节粮型畜牧业结构,是秸秆综合利用的有效途径。在本技术研究之前,秸秆用于饲料加工的主要是玉米青贮饲料和氨化饲料,这也是常规青绿饲料的生产方式,主要用于养殖场,秸秆基本上是通过洒在牛羊圈舍饲喂,既增加了劳动量,又造成秸秆的大量浪费,实现产品商品化异地销售难度很大。如何把农作物秸秆资源转化为商品,提高秸秆饲料的利用率,形成产业化经营,是本技术研究的重点。

2研究内容

2.1技术难点

羊是一种反刍动物,复胃家畜,它的胃是由瘤胃、网胃、重瓣胃和皱胃四部分组成。饲料消化功能与猪等单胃动物相比存在很大的差别。传统的饲养方式主要以牧草等粗饲料为主,牧草中粗纤维满足其四个胃的反刍生理需要,但日常饲喂中还需再添加精料补充料才能满足其生产生长需要,养殖周期长,成本高,效率低下,肉羊集约化饲养程度低。但秸秆饲料粉碎后,粗纤维被切断,容易造成消化道板结、梗塞,如何把牧草和其他维生素、微量元素、粗蛋白和能量饲料合理搭配,克服羊消化问题,既满足羊生长的需要,又满足羊反刍生理需要,是养羊攻克的技术难题。

2.2主要技术

2.2.1主要农作物秸秆和副产品营养价值评定

对当地主要农作物秸秆,大豆秸秆、玉米秸秆、花生壳粉及主要农副产品进行常规营养成分分析和营养价值评价,主要测定粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、水分、灰分、矿物质和微量元素含量,同时测定各营养成分的消化率评估其营养成分的有效成分,为后期配方设计提供数据支持。

2.2.2农作物秸秆与其他农副产品最佳混合配比方案研究

根据不同草食动物的不同生育期、生理期对营养的需要,设计不同类型的配合饲料。以大豆秸秆和玉米秸秆为主要原料,选择不同的农副产品做为辅料,设计出能根据不同副产品适时调整的混合配方。进一步通过体外试验和动物试验评定不同配方对动物生产性能的影响,进而确定3~5个最佳配方。

2.2.3秸秆颗粒饲料加工工艺研究

秸秆颗粒饲料加工技术主要是用工业化学和物理处理法,以玉米秸秆、大豆秸秆等低值粗饲料为原料,在秸秆晒干后,应用粉碎机粉碎秸秆,加入其他添加剂拌匀后压缩,在制粒机中,由磨板与压轮挤压加工成颗粒饲料。压缩时产生的温度和压力,使秸秆氨化、碱化、熟化,具有熟香味,使秸秆木质素彻底变性,从而提高其营养价值与消化率,成为反刍动物的基础日粮。加工的饲料颗粒表面光洁,硬度适中,大小一致,其粒体直径可以根据需要的规格调整。加工后的秸秆变为颗粒状粗饲料,俗称“牛饼干”,其粗蛋白含量从2%~3%提高到8%~12%,消化率从30%~45%提高到60%~65%,营养成分相当于中等羊草。

2.2.4主要配方及产品标准

以小尾寒羊为研究对象,根据美国NRC营养标准及羊的生理特点,以秸秆为主要原料,研究肉羊秸秆颗粒配合饲料配方和加工工艺流程及参数。研究表明,羊秸秆颗粒饲料加工质量指标:原料粉碎细度全部通过2目分级筛,4目分级筛上物不得大于20%;混合均匀度,其变异系数(CV)不大于10%;粘合剂为含水率15%左右的木薯酒糟按10%比例添加;环模制粒机高压制粒,制粒机稳压阀设定在0.35~0.50MPa之间,制粒温度在95℃左右,制粒后冷却机冷却8~10min,配合饲料直径约为6mm、长度1~1.5cm的棒状颗粒。

3研究成果

该技术以玉米秸杆、大豆秸杆、花生壳等为主要原料,经过青干处理,原料切碎,储存回性,输送上料,添加辅料,搅拌混合、均质,除尘,制粒等先进工艺生产秸秆颗粒饲料产品。成功研制出肉羊3个生长阶段秸秆颗粒配合饲料的质量控制技术,确定了粗纤维、粉碎细度、颗粒直径等几个重要技术指标,克服了容易造成消化板结、梗塞的问题,满足了肉羊生理消化的特点,大大缩短了养殖周期,实现羊节约化饲养目标。充分利用当地的自然资源优势,结合春末、冬初草食性动物饲料储存、异地调运难的实际,批量生产,原料来源和销售渠道非常广泛。具有广阔的应用前景且能大大推动和促进畜牧业的整体发展。

4社会效益

畜牧业的迅速发展,加剧了人畜争粮的矛盾。近年来牛羊圈养比例逐年提高,规模化、集约化养殖的大力发展,对饲草饲料的需求量将会越来越大。农作物秸秆作为一种重要的粗饲料,在畜牧业上充分利用这一资源对发展牛、羊等反刍动物为主的养殖业,实现秸秆“过腹还田”,减轻对粮食饲料的需求压力,促进农牧业系统的良性循环和保持生态平衡,减轻环境污染等具有十分重要的现实意义。同时,近年来国际市场对秸秆饲料商品的需求也很旺盛,日本、韩国和东南亚都需大量的秸秆饲草饲料。以往,草产品大多从美国、加拿大和澳大利亚这些牧草生产大国进口。由于运距远、运费高、加上这些国家劳动力昂贵,导致草产品成本较高。秸秆颗粒配合饲料不仅实现了草业史上的一次革命,成为一种商品走入千家万户,为养殖业可持续发展提供充足的饲草保证;还派生出大批农民秸秆收购的经纪人,以及大批量的秸秆粉碎加工企业,扩大了就业和增收。秸秆制粒后,利于长途运输,实现了农作物秸秆异地消化利用,使秸秆增值、农民增收;减少秸秆随处堆积状况,改善广大农村村容和村貌,提高新农村建设形象;变废为宝,减少秸秆焚烧带来的环境污染,减少雾霾天气对人体健康的伤害;降低了肉羊饲养成本,为集约化饲养提供了技术保障。

5目前存在的问题

第4篇:生物质颗粒主要用途范文

【摘要】 目的:观察虎杖痛风颗粒对环氧化酶(cyclooxygenase,COX)和5脂氧化酶(5lipoxygenase,5LOX)活性的影响,探讨虎杖痛风颗粒抗炎的可能机制。方法:健康志愿者全血标本加入钙离子载体A23187予以刺激,以阿司匹林为对照,通过酶联免疫吸附测定(enzymelinked immunosorbent assay,ELISA)法检测血栓素B2(thromboxane B2,TXB2)含量考察不同浓度的虎杖痛风颗粒溶液对COX1活性的影响;健康志愿者全血经阿司匹林灭活COX1后,予脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激后,以塞来昔布为对照,通过ELISA检测前列环素I2(prostaglandin I2,PGI2)含量考察不同浓度虎杖痛风颗粒溶液对COX2活性的影响;大鼠皮下植入含0.5%花生四烯酸溶液的棉球,收集渗液中的多形核白细胞(polymorphonuclear leukocyte,PMN),采用反相高效液相色谱法测定白细胞三烯B4(leukotriene B4,LTB4)含量考察不同剂量虎杖痛风颗粒对5LOX活性的影响。结果:低浓度虎杖痛风颗粒组TXB2浓度较高浓度虎杖痛风颗粒组和阿司匹林组升高(P<0.05);高、低浓度虎杖痛风颗粒组PGI2浓度较塞来昔布组明显升高(P<0.05),高、低浓度虎杖痛风颗粒组之间比较,差异无统计学意义(P>0.05);空白对照组LTB4含量较高、低剂量虎杖痛风颗粒组和地塞米松组高(P<0.05)。结论:虎杖痛风颗粒能通过抑制COX和5LOX的活性减少TXB2、PGI2和LTB4等炎症介质的释放。

【关键词】 痛风性关节炎; 虎杖痛风颗粒; 环氧化酶; 5脂氧化酶

Objective: To observe the effects of Huzhang Gout Granule (HZGG), a compound traditional Chinese herbal medicine, on cyclooxygenase (COX) and 5lipoxygenase (5LOX) activities, the two important oxidases in the course of inflammation, so as to investigate the possible antiinflammatory mechanism of HZGG.

Methods: After stimulating the blood sample of healthy volunteer with calcium ionophore A23187, concentration of thromboxane B2 (TXB2) in the healthy volunteer’s blood was detected by enzymelinked immunosorbent assay (ELISA) to observe the effects of HZGG at low and highdose on the activity of COX1, with aspirin as control drug. The concentration of prostaglandin I2 (PGI2) in the healthy volunteer’s blood sample, in which aspirin was added to destroy activity of COX1 beforehand and which was stimulated with lipopolysaccharide, was detected by ELISA method to observe the effects of HZGG on the activity of COX2, with celecoxib as control drug. In the animal experiment, 40 rats were implanted with sponges soaking in 0.5% arachidonic acid solution in the back to induce inflammatory effusion. Content of leukotriene B4 (LTB4) in the polymorphonuclear leukocytes (PMNs) from the inflammatory effusions was detected with reversedphase highperformance liquid chromatography (RPHPLC) to observe the impacts of different doses of HZGG on the activity of 5LOX, with dexamethasone as control drug.

Results: The concentration of TXB2 in the lowdose HZGG group was higher than those in the highdose HZGG group and the aspirin group (P<0.05). The concentrations of PGI2 in the low and highdose HZGG groups were higher than that in the celecoxib group (P<0.05), but there was no significant difference between the lowdose HZGG group and the highdose HZGG group (P>0.05). The content of LTB4 in the blank control group was higher than those in the lowdose HZGG group, the highdose HZGG group or the dexamethasone group (P<0.05).

Conclusion: HZGG can reduce the releasing of inflammatory mediators, such as TXB2, PGI2 and LTB4, by inhibiting the activities of COX and 5LOX.

Keywords: acute gouty arthritis; Huzhang Gout Granule; cyclooxygenase; 5lipoxygenase

急性痛风性关节炎是由尿酸钠微晶体诱发,中性粒细胞介导的炎症。血栓素(thromboxane,TX)、前列环素(prostaglandin,PG)和白细胞三烯(leukotriene,LT)是这一炎症过程中重要的炎症介质,它们都是细胞膜成分花生四烯酸通过环氧化酶(cyclooxygenase,COX)途径或5脂氧化酶(5lipoxygenase,5LOX)途径代谢而来的,而现有治疗急性痛风性关节炎的药物主要是通过拮抗上述炎症介质代谢过程中关键酶的活性而起效的。在传统非甾体类抗炎药(nonsteroidal antiinflammatory drug,NSAID)无法回避的不良反应面前,中药复方制剂无论从疗效还是不良反应来说都有其独特的优势。虎杖痛风颗粒(Huzhang Gout Granule,HZGG)是上海中医药大学岳阳中西医结合医院痛风专科治疗急性痛风性关节炎的院内制剂,临床和动物实验研究证实其具有抗炎、镇痛、拮抗痛风急性发作等功效,且未见明显毒副作用[1,2],但是其具体通过何种途径发挥了上述临床效应,机制尚不清楚。本实验从花生四烯酸代谢的COX和5LOX途径入手,探讨虎杖痛风颗粒对COX1、COX2及5LOX活性的影响,试图阐明其抗炎和拮抗痛风的可能作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 健康志愿者选择 选择健康体检者,共有7人,其中男性5人,女性2人,平均年龄29.57岁,均为上海中医药大学岳阳中西医结合医院痛风专科符合条件的工作人员、研究生及实习生,并征得本人同意。既往无抗痛风药物过敏史,在采血前两周内未服过任何药物,血、尿常规,肝、肾功能,血压和心电图等检查均正常。

1.1.2 实验动物 选用雄性健康Wistar大鼠40只,体质量(200±20)g,清洁级,购自上海医药工业研究院实验动物中心,动物生产许可证号为SCXK(沪)20040007,动物使用许可证号为SYXK(沪)20040015。

1.1.3 药物和试剂 虎杖痛风颗粒,由虎杖、羌活、当归、茵陈、黄柏、苍术、茯苓、川牛膝、猪苓、泽泻组成,由上海中医药大学岳阳中西医结合医院药剂科制剂室生产成干膏粉,每克干膏粉生药含量为7.55 g,批准文号为沪药制字Z05050327;阿司匹林片,由上药集团信谊制药总厂生产,25 mg/片,批准文号为国药准字H31022475;塞来昔布胶囊,由辉瑞制药有限公司生产,200 mg/粒,批准文号为国药准字J20030098;醋酸地塞米松注射液,由上海通用药业股份有限公司生产,5 mg/支,批准文号为国药准字H31021399。分析柱Nucleosil C18小柱、乙酸、石油醚、无水乙醇、甲酸甲酯、TrisHCl缓冲液、磷酸缓冲液,由上海试剂一厂生产;钙离子载体A23187、脂多糖、花生四烯酸油剂、前列环素B2(prostaglandin B2,PGB2)等,由美国Sigma公司生产;血栓素B2(thromboxane B2,TXB2)和前列环素I2(prostaglandin I2,PGI2)酶联免疫吸附测定(enzymelinked immunosorbent assay, ELISA)检测试剂盒,由美国ADL公司生产。

1.1.4 主要仪器与设备 高效液相色谱仪(PerkimElmer公司),LQ300K酶标仪(Epson公司),115K高速冷冻台式离心机(德国Sigma公司),CO2培养箱(长沙长锦科技有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 TXB2含量检测 参考文献方法[3]。抽取健康志愿者全血6 mL,肝素(19 U/mL)抗凝,加入每孔包埋有50 μmol/L钙离子载体A23187的培养板予以刺激,每孔100 μL。6孔为空白对照,其余再设14孔为阿司匹林组(每孔加入0.5 mL 100 μmol/L阿司匹林溶液),14孔为高浓度虎杖痛风颗粒组(每孔加入浓度为0.6 g/mL的虎杖痛风颗粒干膏粉溶液0.5 mL),14孔为低浓度虎杖痛风颗粒组(每孔加入浓度为0.3 g/mL的虎杖痛风颗粒干膏粉溶液0.5 mL)。将上述加样完整的培养板放置于37 ℃、5% CO2培养箱培养30 min。在4 ℃条件下以2 000 r/min离心5 min,吸取上清液,-80 ℃冷冻备用。按ELISA试剂盒说明书方法操作测定上清液中TXB2含量。

1.2.2 PGI2含量检测 抽取健康志愿者全血6 mL,以19 U/mL肝素抗凝,加入每孔包埋有50 μmol/L LPS的培养板予以刺激,每孔加入全血100 μL。每孔加入浓度为72 mg/L的阿司匹林溶液50 μL,37 ℃、5% CO2培养箱培养6 h,灭活COX1。6孔作空白对照孔,14孔为塞来昔布组(每孔加入浓度为100 mg/L的塞来昔布溶液0.5 mL),14孔为高浓度虎杖痛风颗粒组(每孔加入浓度为0.6 g/mL的虎杖痛风颗粒干膏粉溶液0.5 mL),14孔为低浓度虎杖痛风颗粒组(每孔加入浓度为0.3 g/mL虎杖痛风颗粒干膏粉溶液0.5 mL)。将上述加样完整的培养板放置于37 ℃、5% CO2培养箱培养18 h。在4 ℃条件下2 000 r/min离心5 min,吸取上清液,-80 ℃冷冻备用。按ELISA试剂盒说明书方法操作测定上清液中PGI2含量。

1.2.3 LTB4含量检测

1.2.3.1 实验分组 大鼠40只,驯养1周后,随机分为空白对照组(蒸馏水)、地塞米松组(3.38 mg/L,相当于成人剂量)、低剂量虎杖痛风颗粒组(0.25 g/mL,相当于成人剂量)、高剂量虎杖痛风颗粒组(0.50 g/mL,相当于2倍成人剂量),每组10只。大鼠开架分笼饲养,每笼5只,恒温(22±2)℃,人工照明,12 h明暗交替,24 h自由饮水、进食,并定期清洁、消毒。

1.2.3.2 模型制备 采用大鼠皮下棉球植入法致炎[4]。取适量棉球,每枚质量(60.0±0.02)mg,用70%乙醇浸泡30 min,蒸馏水冲洗4次后,80 ℃加热2 h。植入前将棉球浸泡在0.5%花生四烯酸溶液中备用。大鼠背部正中备皮后,按0.1 mL/kg标准用3%司可巴比妥(速可眠)麻醉大鼠,5~10 min后麻醉成功。在大鼠背部备皮区切开一纵行切口,长约3 cm,在皮下钝性分离出一空隙,植入花生四烯酸棉球1枚,缝合切口。按10 mL/kg标准,给予高、低剂量虎杖痛风颗粒组,地塞米松组,空白对照组大鼠灌服指定药物,分别于造模前、后2 h灌胃。

1.2.3.3 多形核白细胞细胞悬液制备 棉球植入9 h后,取出棉球收集渗出液,立即4 ℃、3 000 r/min离心10 min,弃去上清,将沉淀的细胞液悬浮于TrisHCl缓冲液中,溶解红细胞,再以3 000 r/min离心5 min,磷酸缓冲液洗涤2次,将白细胞悬浮于TrisHCl缓冲液中,细胞密度为5×106个/mL,锥虫蓝染色后计数,存活细胞>95%,提示多形核白细胞悬液制备成功。

1.2.3.4 反相高效液相色谱法测定LTB4含量 取多形核白细胞悬液1 mL,加入钙离子载体A23187(终浓度为2×10-6 mmol/L),于37 ℃下振荡温育5 min,加入2 mL无水乙醇终止反应,再加入0.5 μg内标物PGB2和适量蒸馏水,使样品中乙醇浓度为10%,4 ℃、3 000 r/min离心10 min,上清液用1 mol/L HCl溶液调整pH至3.0。反相SEPPAK C18柱(美国Waters公司生产)一端连20 mL注射器,将甲醇和蒸馏水各20 mL依次压过小柱清洗。样品上柱后,顺次以10%乙醇、蒸馏水和石油醚各20 mL冲洗小柱,最后用10 mL甲酸甲酯将花生四烯酸代谢产物从柱上洗脱下来,洗脱液于氮气流下蒸干,加含50 μg甲醇的洗脱液溶解备用。取10 μL进样,采用反相高效液相色谱,选择PGB2为内标,色谱柱为Nucleosil C18小柱(颗粒直径5 μm),流动相为甲醇︰蒸馏水︰乙酸(70︰30︰0.01),用氨水将pH调至5.7,采用线形梯度洗脱,流速为1 mL/min。紫外检测波长为280 nm,LTB4的定量根据吸收峰面积与内标物PGB2峰面积之比计算。

1.3 统计学方法 所得数据采用SPSS 12.0 for Windows软件统计分析,计量资料数据以x±s表示,检验水准α=0.05。计量资料多组间比较采用单因素方差分析,如方差不齐时采用Tamhane’s方法进行校正,如有统计学意义则采用LSDt检验进一步行两两比较。

2 结果

2.1 健康人血清结果

2.1.1 虎杖痛风颗粒对血浆TXB2浓度的影响 低浓度虎杖痛风颗粒组有一反应孔无颜色变化,无法读数,其余均可读数。高浓度虎杖痛风颗粒组、低浓度虎杖痛风颗粒组及阿司匹林组TXB2浓度组间两两比较,差异有统计学意义(P<0.05)。TXB2浓度大小依次为低浓度虎杖痛风颗粒组>高浓度虎杖痛风颗粒组>阿司匹林组。见表1。

2.1.2 虎杖痛风颗粒对PGI2浓度的影响 低浓度虎杖痛风颗粒组有一孔颜色无法读数,其余均可读数。高、低浓度虎杖痛风颗粒组PGI2浓度均高于塞来昔布组(P<0.05);高浓度虎杖痛风颗粒组PGI2浓度低于低浓度虎杖痛风颗粒组,但两组之间比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表1 各组血浆TXB2浓度(略)

Table 1 TXB2 concentration in plasma in different groups

*P<0.05, vs aspirin group; P<0.05, vs lowdose HZGG group.

表2 各组血浆PGI2浓度(略)

Table 2 PGI2 concentration in plasma in different groups

P<0.05, vs celecoxib group.

2.2 动物实验结果

2.2.1 大鼠一般情况观察 造模中无大鼠死亡。除空白对照组大鼠精神较萎靡,少动,进食少之外,其余3组大鼠精神均可,反应灵敏,皮毛白、致密而有光泽,饮食、粪便均无异常。高剂量虎杖痛风颗粒组及地塞米松组大鼠背部伤口处皮肤轻度肿胀,皮温基本正常,肤色略红,按压该处,无浆液性或脓性渗出,有少量血性渗出,大鼠可正常进食或休息;空白对照组背部造模处皮肤肿胀明显,肤色红,皮温高,按压该处,有浆液性渗出,且大鼠反应剧烈,表现为逃脱、闪躲;低剂量虎杖痛风颗粒组大鼠造模局部皮温略高,肤色鲜红不甚,按压该处,未见明显浆液性或脓性渗出,有血性渗出。

2.2.2 虎杖痛风颗粒对LTB4的影响 LTB4的定量根据吸收峰面积与内标物PGB2峰面积之比计算,面积大者含量高。LTB4的吸收峰出现第6分钟,空白组及低剂量虎杖痛风颗粒组在第6分钟处的吸收峰高而宽(图1B、D),而地塞米松组和高剂量虎杖痛风颗粒组在第6分钟处的吸收峰几乎无法观察到(图1C、E)。经换算,任意两组间的LTB4面积比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。各组LTB4的面积大小依次为空白对照组>低剂量虎杖痛风颗粒组>高剂量虎杖痛风颗粒组>地塞米松组。见表3。

表3 各组样本LTB4面积值(略)

Table 3 Area of LTB4 in different groups

*P<0.05, vs blank control group; P<0.05, vs lowdose HZGG group; P

3 讨论

A23187是一种钙离子载体,能促使细胞膜中的钙离子通路开放,增加细胞内钙离子的浓度,通过细胞信号转导的方式使得COX1活性升高,从而引起全血中TXB2的释放。阿司匹林能通过抑制COX1活性减少TXB2的释放,因此可以通过测定体系中TXB2的含量来考察干预物对COX1的活性或表达是否存在影响及其影响程度。实验结果显示,TXB2浓度大小依次为低浓度虎杖痛风颗粒组>高浓度虎杖痛风颗粒组>阿司匹林组(P<0.05)。

对动物关节炎模型的研究发现,前列腺素含量的增加是由于COX2的表达上升所引起的,在离体培养的骨关节炎病人滑膜细胞中能检测到高水平的COX2和前列腺素[5]。炎症因子(如脂多糖、白细胞介素1、肿瘤坏死因子α等)能诱导COX2的高表达,而白细胞介素4、白细胞介素13等抗炎因子和免疫抑制剂糖皮质激素能降低COX2的水平[6]。在经过阿司匹林预处理后,人全血样本中的COX1被大部分灭活,因此由脂多糖刺激的PGI2释放可以被视为是COX2表达增加或活性升高的结果。而COX2的活性又能被COX2选择性抑制剂塞来昔布特异性地抑制,从而减少PGI2的释放,故而可以通过测定体系中PGI2的含量来考察干预物对COX2的活性或表达是否存在影响及其影响程度。实验结果表明,高、低浓度虎杖痛风颗粒组的PGI2浓度均高于塞来昔布组(P<0.05),虽然数据显示低浓度虎杖痛风颗粒组PGI2浓度高于高浓度虎杖痛风颗粒组,但两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。因此可以推断,塞来昔布对COX2的活性或表达的抑制能力强于虎杖痛风颗粒,高剂量虎杖痛风颗粒对COX2的活性或表达的抑制能力具有强于低剂量虎杖痛风颗粒的趋势。

图1 高效液相色谱法观察各组LTB4吸收情况(略)

Figure 1 Absorbance of LTB4 in different groups observed by HPLC

A: Internal standard of PGB2; B: Blank control group; C: Dexamethasone group; D: Lowdose HZGG group; E: Highdose HZGG group.

人体内的花生四烯酸除了由COX催化代谢产生PG外,还可由5LOX催化产生LT。在NSAID抑制COX活性,阻断PG生物合成的同时,由5LOX催化的代谢产物LT生成将相对增加。它们能增加血管渗透性,趋化各类粒细胞而促进炎症反应的发生和发展进程。其中,LTB4是中性粒细胞和巨噬细胞强有力的趋化因子,在关节炎、哮喘、过敏性皮肤病中起着重要作用[7],是花生四烯酸的氧化旁路5LOX途径中的主要炎症介质。而糖皮质激素地塞米松有强大的抗炎作用,能有效地抑制包括5LOX途径在内的各种途径产生的炎症因子,因此通过测定致炎大鼠病变部位渗出液内PMN中LTB4的生成量,即可以考察干预物对于5LOX的活性或表达是否存在影响及其影响程度。实验结果显示,低剂量虎杖痛风颗粒组和高剂量虎杖痛风颗粒组LTB4的吸收面积大于地塞米松组(P<0.05),而小于空白对照组,可以推断,虎杖痛风颗粒具有抑制5LOX活性或表达的作用。

本实验表明,虎杖痛风颗粒可在一定程度上同时抑制COX1、COX2和5LOX的活性或表达,从而减少了TXB2、PGI2和LTB4等炎症介质的释放,进而有效的缓解了炎症,这或许是虎杖痛风颗粒拮抗痛风效应的机制之一。国外的相关研究也证实,COX/5LOX双重抑制剂较之单一的炎症介质抑制剂更能取得令人满意的疗效[8]。同时,相较于传统NSAID,其在抗炎同时较少地破坏COX1的生理性功能,因此患者耐受性良好,这一点也已被我们的临床研究所证实[9]。本实验还发现虎杖痛风颗粒的抗炎作用强度还与剂量有关,这提示我们,若在常规剂量下患者临床症状较重或控制不理想时,在一定的安全范围内可适当放宽服用虎杖痛风颗粒的剂量或频次,从而达到较高的血药浓度以提高抗痛风疗效。因此摸索最佳剂量和安全性之间恰当的平衡关系将是我们下一步临床探索的一个方向。

参考文献

1 Zhang M, Jin RM, Wang HM, Li B, Ning L, Zhou R, Zhou M, Gu DQ, Xu WB. Antiinflammatory effect of Gout Infusion Preparation (GIP) on acute gouty arthritis. Tianjin Zhong Yi Yao. 2003; 20(4): 3235. Chinese with abstract in English.

张明, 金若敏, 王红梅, 李斌, 宁炼, 周蓉, 周敏, 顾荻青, 徐文彬. 痛风冲剂对急性痛风性关节炎抗炎作用的研究. 天津中医药. 2003; 20(4): 3235.

2 Ning L, Jin RM, Wu YP, Zhang HG, Qi HH, Zhang M, Li B. Experimental study of Gout Granule for gout. Zhong Yao Xin Yao Yu Lin Chuang Yao Li. 2003; 14(1): 2830. Chinese with abstract in English.

宁炼, 金若敏, 吴耀平, 张海贵, 祁海宏, 张明, 李斌. 痛风冲剂抗痛风作用的实验研究. 中药新药与临床药理. 2003; 14(1): 2830.

3 Tang N, Li ZY, Zhou YM, Liu BL. Evaluation of antiinflammatory effects of luteolin and underlying mechanisems. Zhongguo Lin Chuang Yao Li Xue Yu Zhi Liao Xue. 2007; 12(2): 195199. Chinese with abstract in English.

唐宁, 李子艳, 周咏梅, 刘保林. 木樨草素抗炎作用机制的初步探讨. 中国临床药理学与治疗学. 2007; 12(2): 195199.

4 Lu Y, He JY, Chen DC, Xuan GW. Experimental study on inhibition of LTB4 production of mizolastin. Lin Chuang Pi Fu Ke Za Zhi. 2005; 34(11): 738739. Chinese with abstract in English.

陆原, 何敬远, 陈达灿, 禤国维. 咪唑斯汀抑制多形核白细胞白三烯LTB4合成的实验研究. 临床皮肤科杂志. 2005; 34(11): 738739.

5 MartelPelletier J, Pelletier JP, Fahmi H. Cyclooxygenase2 and prostaglandins in articular tissues. Semin Arthritis Rheum. 2003; 33(3): 137139.

6 Fernandes JC, MartelPelletier J, Pelletier JP. The role of cytokines in osteoarthritis pathophysiology. Biorheology. 2002; 39(12): 237246.

7 Kgi MK. Leukotriene receptor antagonistsa novel therapeutic approach in atopic dermatitis? Dermatology. 2001; 203(4): 280283.

第5篇:生物质颗粒主要用途范文

高峰竹柳造林的最佳土地条件是低洼湿滩地,这些土地不能种植庄稼,只能短期养殖,属于低效益的荒废湿滩地,我国大约有9000万公顷这样的荒滩湿地,这些低洼地大多数都位于江河湖泊的边缘地带,另外还有1.3亿公顷盐碱地,因此在这些地方种植速生竹柳具有变废为宝、生产能源等多种优势。

万里常青公司在湖北搞的烂泥经济试验,一年前还是无人问津的烂泥地,一年后就成了一座一眼望不到边的绿色海洋!4000亩高峰竹柳种苗现已在这些烂泥地扎根生长。据统计,每亩湖地里的树木每年都能产生效益15600多元,六年以后这片湖地将为社会直接创造财富2个亿以上。每一个到过这里的人,面对这样的场景都忍不住地感叹,万里常青公司为林业界创造了一个奇迹!

一、高峰竹柳与木塑聚合材料

目前,万里常青公司正在进行第三代木塑分子聚合材料生产试验,这是一项造福人类社会的最新技术成果。第三代木塑分子聚合材料是利用聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等与木粉,经分子层次聚合生成,采用挤出、模压、注射成型等常规塑料加工工艺,生产出各种板材、型材和产品。这种新型板材不吸水、不变型、不褪色、不老化、不腐蚀、不霉烂、不虫蛀,节能环保效果好。

生产木塑分子聚合材料的主要成份是木粉,该木粉则是由“高峰竹柳”造林中幼林抚育大树修剪产生的枝条或竹柳大树成材加工剩余的枝叉加工而成,也可以高密度种植高峰竹柳,以小径材制成所需的木粉材料供聚合之用。为此开辟了一条竹柳木材加工新途径。

和普通木材相比,木塑分子聚合材料还具有以下优点:首先,生产木塑分子聚合材料可以节约资源、保护环境,做到废物利用。因为木塑分子聚合材料全部使用竹柳小径材、树木枝条、加工剩余物、废弃物,节约竹柳成材和优质木材,将竹柳木材的木素、半纤维素、纤维素都聚合进了新材料中。使用和损坏后的木塑聚合材料,可以全部再生利用,是一个全回收、全循环、全利用、全环保的项目。

其次,生产木塑分子聚合材料具有低投入、低消耗、高产出、高回报的优势。木塑分子聚合材料用0.6吨竹柳木粉和0.4吨废旧塑料,就可以生产出一吨产品,目前国际市价格最高达28000元/吨。一个年产10万吨木塑材料的企业,可利用竹柳6万吨,利用废旧塑料4万吨,相当于从垃圾中捡回25万立方米木材、相当于节省水泥、钢材分别为40万吨、替代塑料和铝材分别是8万吨,这是木塑产业发展对循环经济的贡献。

再次,生产木塑分子聚合材料能促进产业结构调整,加快社会经济发展。木塑分子聚合材料改变了商品林的生产方式,由长时间周期性生产向短期林业种植业转变,可实现竹柳当年种植当年受益。有利于调动农民的种植积极性,开展竹柳规模种植。把林业、木材加工业、废旧塑料回收业也聚合到了一起,形成了一个污染治理、环境保护、资源节约的社会系统工程。

最后,木塑分子聚合材料用途广泛,现已被应用于包装运输领域中、车辆船舶领域中、建筑材料领域、室内装潢领域、军事领域等,它将在众多领域和范围内取代木材、钢材、水泥、塑料等常规材料。

二、高峰竹柳与生物质能源

当前,世界经济的快速发展引发了世界范围内的能源危机,大力发展可再生能源、逐步替代化石能源是克服能源危机的主要出路。据预测,到2020年,在全球可再生能源中生物质能的比重接近60%,而生物质颗粒燃料则占生物质能利用的60%。

所谓生物质能源也就是利用生物体,通过光合作用把吸收的太阳能转化为常规燃料能源。有机物中所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。

柳树是林业能源林的主要树种,“高峰竹柳”则是多基因组合杂交的柳树新品种,具有速生、高产、抗逆等优点。作为能源树种每亩可密植1万株,每亩每年生物产量鲜重可达8至10吨,是普通柳树的十倍。在国外柳树生物质转化为能源的主要途径是发电,柳树生物质具有较高的燃烧值,发达国家用柳树生物质发电已经有20 年以上的历史。将柳树粉碎后制作成生物质能源颗粒和煤炭混合发电,可以大大提高热效率,降低污染50%以上。

生物质颗粒燃料是最具大规模产业化开发前景的新型生物质能源,用途主要包括三个方面:一是取暖和生活用能,生物质燃料利用率高,便于贮存,无污染。二是生物质工业锅炉,用生物质能替代燃煤,解决环境污染。三是发电,可作为火力发电的燃料。据统计,2008年全球生物质颗粒燃料销售量达1.8亿吨,市场规模超过500亿欧元。在全球经济放缓的背景下,生物质颗粒燃料产业以年均18%的速度高速成长,已经成为全球新能源市场中的“香饽饽”。

竹柳是生产生物质颗粒燃料最好的原料。生物质颗粒需求之大,竹柳作为原料种植前景更为广阔。

生物质颗粒燃料发展在我国处于起步阶段,但透过国外的发展我们可以看到,“高峰竹柳”将在生物质能源中发挥重要作用。高峰老人发起的1000万亩竹柳大造林,将可年产生物质颗粒3.25亿吨,相当于年发电量9000亿KWH以上。

三、高峰竹柳是最好的纸浆来源

随着现代经济的快速发展,我国已成为世界上仅次于美国的第二大纸品消费国,各类纸和纸制品消费量占世界消费总量的14%;同时我国又是森林资源匮乏的国家。在各大纸浆生产国中,中国的净进口量最大,但仍有很大的市场缺口,大量造纸原料需要进口。

要解决纸浆用材需要日益增长与森林资源匮乏日显突出的矛盾,缓解国际进口纸浆价格暴涨的压力。建立纸浆原料林基地,逐步减少对国外进口资源的依赖,显得非常迫切。营造速生丰产纸浆林“高峰竹柳”是最好的树种之一。

中国制浆造纸研究院进行了“竹柳材性纤维质量及制浆性能的研究”,检测分析结果表明:高峰竹柳材质色浅且密度适中,木粉自然白度比杨树高,竹柳木材的纤维质量较好纤维长宽适中且柔软。符合制浆工业对木材要求。根据竹柳木材密度和材质白度分析,该原料适宜做高得率化学机械浆。竹柳可以作为纸浆材合理地种植并开发利用。

中国作为发展中国家,对纸张、架材、板材等木材的需求与日俱增,特别是当前很多工业企业都呈现出掠夺式的发展,因此大力开展高峰竹柳造林是对我国的能源资源的有效补充和储备,是改善生态缓解能源紧张的务实之举!

中国高峰竹柳产业集团有限公司

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第6篇:生物质颗粒主要用途范文

关键词:陶瓷装饰;喷墨打印;陶瓷墨水;稳定性;分散法;溶胶―凝胶法;反相微乳液法;表面改性;包裹

1 引 言

陶瓷装饰用喷墨打印是将着色剂制成多色墨水,通过喷墨打印的方式将其直接打印到陶瓷表面上,烧成后呈色的装饰方法。陶瓷喷墨打印技术与现有的装饰手段相比具有不可比拟的优势,显示出良好的应用前景[1~4]。

由于喷头孔径和墨水通路系统的制约,墨水中的色剂颗粒必须足够细小,以保证喷墨的顺畅。为避免存放和使用过程中的颗粒沉淀,也要求色剂的颗粒细小。陶瓷墨水中颗粒的粒度分布要尽可能窄,以避免色剂过细带来的显色减弱的现象。目前国外陶瓷墨水的颗粒尺寸均小于850nm,平均粒径在200~350nm范围内。例如某进口陶瓷墨水(蓝色)的平均粒径为0.230μm、d10为0.117μm、d25为0.154μm、d50为0.213μm、d75为0.288μm、d90为0.370μm、d100为0.791μm。某进口陶瓷墨水(棕色)的平均粒径为0.338μm、d10为0.253μm、d25为0.286μm、d50为0.331μm、d75为0.384μm、d90为0.436μm、d100为0.656μm。色剂颗粒由于尺寸小、比表面积大以及表面原子配位不足,具有较高的比表面性能和吸附性,在制备和后处理过程中易发生团聚,易导致色剂颗粒的沉淀[5]。本文通过分析双电层效应、空间位阻效应、静电位阻效应等稳定机制[6],提出可通过降低色料颗粒的Stocks沉降速率、选择合适的色料、对色料颗粒进行表面改性、选择合适的分散剂、对色料颗粒进行聚合物微胶囊包裹等途径来提高陶瓷墨水的稳定性。

2 陶瓷墨水的制备现状

目前陶瓷墨水的制备方法有分散法、溶胶―凝胶法、反相微乳液法。分散法[7~9]是将着色剂(通常为陶瓷色料)与溶剂、分散剂等成分混合后,用球磨、研磨或超声波等方式分散,获得稳定的悬浮液。分散法的优点是:制备工艺简单、成本低;采用陶瓷色料做着色剂,高温烧成后发色稳定。其缺点是:色料颗粒易团聚易沉淀,很难控制粒度及粒度分布;球磨或研磨的过程中会引入污染物、损害晶体完整性、破坏包裹色料的包裹效果,进而影响发色效果;原料颗粒棱角分明,导致流变性能下降和易磨损。溶胶法[10~12]是将金属醇盐或无机盐经水解得到溶胶,然后与分散剂等成分混合而获得稳定的悬浮液。溶胶法的优点是:可获得分散性良好的陶瓷墨水。其缺点是:制备工艺复杂,成本昂贵;溶胶热力学不稳定;着色剂发色强度不够,稳定性不够。反相微乳液法[13~14]是利用不溶于水的非极性物质相(油相)为分散介质,以极性物质(水相)为分散相的分散体系,当表面活性剂超过一定量的CMC(临界胶束浓度)时,溶液对极性液体(如水以及水溶液)的溶解作用显著地增加。反相微乳液法的优点是:制备的陶瓷墨水粒径一般在几到几十纳米之间,分散性极好,并且可以长期稳定保存。其缺点是:固含量低、成本高。目前,考虑到制备工艺及成本、发色效果、分散的稳定性等因素,陶瓷墨水实际生产中主要采用分散法。

3 陶瓷墨水中色料颗粒的分散机理

3.1 双电层效应

陶瓷墨水的理想状态是色料颗粒均匀、稳定地分散在溶剂、分散剂等组成的混合体系中,如图1所示。由于色料颗粒表面的吸附、电离、晶格缺陷或取代,使得色料颗粒表面带有电荷,并吸引异种电荷的离子分散在周围的空间。一部分带异种电荷的离子和表面紧密结合构成吸附层,其余的离子则扩散分布在溶液中构成扩散层,这两部分构成双电层,如图2所示。Zeta电位又叫电动电位或电动电势(ζ-电位或ζ-电势),是指剪切面的电位,是表征胶体分散系稳定性的重要指标。Zeta电位的增加使颗粒间产生静电排斥作用,实现颗粒的稳定。一般认为能垒大于15KT时,可以阻止粒子热运动碰撞产生的聚沉[15]。对于同质颗粒,双电层静电作用表现为排斥力,是颗粒分散的主要原因之一。当颗粒表面电位的绝对值大于30 mV时,静电排斥力与分子吸引力相比占优势,从而可保证颗粒分散[16]。

3.2 空间位阻效应

分散剂分子的锚固基团吸附在固体颗粒表面,其溶剂在介质中充分伸展形成位阻层,产生空间位阻作用,阻碍颗粒的碰撞团聚和重力沉淀,如图3所示[14,17]。常用的无机粉体分散剂有低分子量分散剂和大分子类分散剂。低分子量分散剂包括表面活性剂和无机电解质等,如油酸、十二烷基硫酸钠、铝酸钠、柠檬酸铵、焦磷酸钾等等。这些分散剂主要靠改变粒子表面性质及空间位阻来增加排斥力,提高陶瓷墨水稳定性,但这类分散剂包覆层厚度只有几个埃到1纳米,空间位阻作用有限。大分子类分散剂主要有聚合物类和超分散剂等。这类分散剂一般分子量较大,吸附在固体表面,其高分子长链在介质中充分伸展,形成几纳米到几十纳米厚的吸附层,产生的空间位阻效应能有效阻止颗粒间团聚。

油酸对颗粒分散与团聚的作用,如图4所示[18]。在水中,油酸分子在浓度较低时的存在形式是自由无序的,通过物理或化学吸附的形式在颗粒表面形成以疏水基朝向水相的局部单分子层(图4(b)),使颗粒表面疏水性增强,颗粒周围的水分子有排斥异性物质的趋向,为减小固/液界面,降低体系的自由能,迫使疏水性颗粒互相靠拢,产生团聚作用;当浓度大到一定数值时,由于分子间的疏水化作用,形成以油酸分子的亲水基朝向水相的第2吸附层(图4(c))或表面小胶团(图4(d)),使颗粒表面重新亲水化,产生分散作用;当浓度进一步增大,油酸分子在水中也将形成胶团,亲水基指向水相与水分子相互作用形成极性表面,而其疏水基则避开与水的接触,形成非极性芯子(图4(e))。此时,油酸对颗粒的分散作用不再加强。

聚乙二醇是[19]一种大分子类非离子型分散剂,在它的分子中含有羟基和醚键两种亲水基,而无疏水基。它的水溶性、稳定性极好,不易受到电解质及酸、碱的影响,在水溶液中呈蛇形,其羟基易与颗粒表面形成较强的氢键,其醚键易与粒子表面产生亲和作用,使聚乙二醇较为容易地吸附于粒子表面,从而形成一层高分子膜,包裹颗粒;而其蛇形的分子键在研磨过程中能够伸向分散体系中,在颗粒表面形成的保护膜具有一定的厚度,呈现空间位阻效应,削弱颗粒间的吸引力,从而有效地抑制粒子的团聚。所以在研磨过程中加入聚乙二醇能在颗粒表面形成包覆膜,产生隔离颗粒的效果,阻碍颗粒的碰撞团聚和重力沉降。

3.3 静电位阻效应

静电位阻稳定是固体颗粒表面吸附了一层带电性较强的聚合物分子层,带电的聚合物分子层既可通过本身所带电荷排斥周围粒子,又可利用位阻效应防止布朗运动的粒子靠近,产生复合稳定作用[20]。制备陶瓷墨水可以尝试使用的静电位阻分散剂有[21]:水解丙烯酸铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、海藻酸铵、木质碳酸钠、石油磺酸钠、磷酸脂、乙氧基化合物等等。

聚丙烯酰胺是通过静电位阻稳定机制来实现悬浮液的稳定分散的。首先,pH值对分散效果的影响较大,因为合适的pH值才能使解离度增大,从而使得粒子表面的聚电解质达到饱和吸附;其次,分散剂的添加量对分散效果至关重要,添加适量的分散剂,可以在色料表面产生单层吸附,分散剂分子间的静电位阻作用使色料颗粒间的引力大大削弱。当分散剂的加入量超过饱和吸附量后,多余的分散剂导致体系中自由的分散剂分子数量增加,从而发生分子链的架桥和缠绕,使墨水稳定性降低;再次,球磨的速度和球磨时间对分散效果的影响也很重要。随着球磨时间的延长,颗粒总体上向细化方向变化,被粉碎的色料颗粒又重新被聚丙烯酰胺包覆,这样不仅提高了研磨效率,同时使粒子分布更均匀。球磨速度越高,越有利于粉末的快速细化,但是如果粉末细化的速度太大,聚丙烯酰胺来不及和细化后的粉末充分作用,这样的话,细化后的颗粒很可能就又发生了团聚。所以球磨速度较小,球磨时间较长,更能使分散剂和颗粒得到充分的作用,达到更好的分散稳定性。

4 提高陶瓷墨水稳定性的途径

4.1 降低色料颗粒的Stocks沉降速率

陶瓷墨水的稳定性可用色料颗粒的沉降情况进行分析,从经典的Stocks沉降速率公式可确定相关的影响因素[7]。Stocks沉降速率公式如下:

其中:VS为颗粒的沉降速率;r为粒子半径;ρ为分散相密度;ρ0为分散介质密度;g为重力加速度;η为分散介质粘度。

从Stocks沉降速率公式也可以看出,在其他条件固定时,r粒径越小,则VS越低。首先,要求色料的粒度较小,并且需经过良好的分散,而不是团聚在一起,所以分散设备、分散方法、分散介质、分散时间等因素很重要。色料颗粒越小,布朗运动越强,颗粒会克服重力影响而不下沉。其次,可尝试降低分散相与分散介质的密度差(ρ-ρ0)。可通过调整色料制备工艺降低色料的密度,或通过加入添加剂(如壳聚糖等糖类物质)增加分散介质的密度,但前提是陶瓷墨水的密度要在1.0~1.5g/cm3 的范围内。最后,在适应喷墨打印(进口陶瓷墨水要求打印温度下粘度为1~13mPa・s,表面张力为30~32mN/m)的前提下,可以添加适量的粘度调节剂以提高分散介质的粘度η来降低VS。制备陶瓷墨水可以尝试使用的粘度调节剂有 [11, 22]:丙烯酸树脂、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、三乙二醇甲醚、聚乙二醇甲醚、聚乙二醇、羧甲基纤维素、N,N-二甲基间甲苯胺、乙二醇苄醚、壳聚糖、四氢糠醇、吗琳等等。

4.2 选择合适的陶瓷色料种类

尽管目前已经研发出十余种陶瓷墨水,陶瓷墨水的彩色范围仍较窄,鲜艳的红系、黄系和黑系陶瓷墨水高温烧成后的发色效果仍不是很理想,制约了陶瓷墨水在陶瓷砖装饰上的应用[3]。

首先,陶瓷色料的发色主要决定于微观结构,即离子的结构、电价、半径、配位数及离子间相互极化作用[22]。陶瓷色料的着色主要可分成三大类:晶体着色、离子着色和胶体着色。第一类是晶体着色,它占了大多数,如刚玉型的铬铝红、金红石型的钒锡黄、锆英石型的钒锆蓝、尖晶石型的钴铁铬铝黑、石榴石型的维多利亚绿等等;第二类是离子着色,我国传统的铁青釉就是典型的离子着色;第三类是胶体着色,铜红釉的着色就是依靠氧化亚铜胶体粒子[23]。

其次,发色效果除了与着色离子等因素有关外,还与载体的形式有关。若形成固溶体、包裹体、尖晶石等载体结构,可提高色料的呈色稳定性。

再次,陶瓷墨水要求具备超强的发色饱和度和稳定性,而陶瓷色料的粒径对发色效果的影响很大。黑料的呈色机理主要是通过颜色的减色混合原理实现的,即通过几种色料颗粒对不同波段的可见光进行选择性吸收,最终将400~700nm波段的可见光全部吸收,从而使釉面呈现黑色。特别是含钴的黑色料,粒度越小,黑度越好。棕料随着粒度的减小,一般红、黄调会增大,但颜色深度会明显变浅。由于人眼对棕色的色差敏感,即使在ΔE很小的情况下,也能观察出来。锆系三原料存在结构不稳定的问题,随着粒径的减小,在釉料中的发色饱和度明显降低。锆系灰料随着粒度的减小,呈色更加均匀。钒锆黄色料(Zr-V)属“媒染型”色料,结构稳定性差,粒度的减小对色调影响明显。包裹色料受粒度的影响非常大,长时间研磨易使包裹结构受到破坏,缺陷增多,导致发色变浅。Co-Si系统的宝蓝色料属离子着色,在乳浊釉中粒度越小,呈色越均匀;在透明釉中,随着粒度减小,游离到釉中的Co2+转化为四配位的机会增多,其紫红调减小,蓝调增大[24]。

在陶瓷色料结构体系中,尖晶石型陶瓷色料的晶体结构致密、发色稳定、气氛敏感度小,特别是高温稳定性和化学稳定性好。如钴蓝系列、棕黄系列和黑色系列,而且尖晶石结构色料的细度越小饱和度反而越好。因此,陶瓷墨水最好选择尖晶石等结构类型的陶瓷色料[27]。

目前陶瓷墨水色料的生产主要采用固相法,原料的活性、原料的粒度、混料的均匀程度、表面活性剂、矿化剂种类及用量、烧成制度等因素对色料的合成至关重要。由于纳米级原料的表面吸附、团聚作用较大,混料的均匀程度较难控制,且固体反应时组分扩散只能在微米级,因此产品的质量不理想,存在色料色彩明度低,着色能力差,显色稳定性差和色差等问题。由于固相法具有制备工艺简单、成本较低、技术成熟等优点,所以它被广泛地使用。制备时也可考虑以均匀系统代替非均相系统,即采用化学共沉淀法、溶胶―凝胶法、水热法、微乳液法等方法制备高性能陶瓷墨水颜料[25]。也有许多专家在利用化学共沉淀法、溶胶―凝胶法等液相法来制备陶瓷墨水色料,但当前存在所制备的墨水发色较浅、中位粒径1μm,且粒径分布不均匀等问题,还需要继续深入研究。

可用于加工陶瓷墨水色料的设备,主要有干法气流磨和湿法搅拌式球磨机。其中,气流磨是以气流作为介质,通过环形超音速喷嘴加速形成高速气流,带动颗粒加速,相互碰撞导致颗粒粉碎。粉碎后的颗粒经过涡轮气流分级机分级,合格颗粒进入收集系统,不合格颗粒返回粉碎机继续粉碎[26]。若使用搅拌式球磨机对颜料粗品进行球磨,需要在处理粉体至亚微米级之后,再通过分级设备的分离,以得到亚微米级的产品[27~29]。

4.3 对色料颗粒进行表面改性

目前,针对纳米SiO2、纳米TiO2、纳米ZnO、纳米CaCO3、纳米Fe2O3、纳米SiC等纳米级无机粉体的改性技术已经较为成熟[30],制备陶瓷墨水时可借鉴这些技术对陶瓷色料进行改性。按改性原理的不同,纳米无机粉体表面改性可分为物理法和化学法两大类。物理法表面改性技术包括表面活性剂法、表面沉积法和高能表面改性等。化学法表面改性技术包括机械力化学改性和表面化学改性。表面化学改性是利用改性剂中的有机官能团,与无机粉体表面进行化学吸附或反应进行表面改性。它可以分为偶联剂法、酯化反应法、表面接枝改性法。偶联剂法是通过偶联剂与纳米粒子表面的化学反应,使得两者通过范德华力、氢键、配位键、离子键或共价键相结合。酯化反应是指金属氧化物与醇的反应,利用酯化反应法可使得粒子亲水疏油的表面变为亲油疏水的表面。表面接枝改性法是通过化学反应在无机纳米粒子表面接枝高聚物,接枝可分为三种类型:聚合与接枝同步进行、颗粒表面聚合生长接枝和偶联接枝[31]。

通过色料粒子表面物理或化学改性,可使色料颗粒表面产生新的自由基团、化学键等,促进分散剂与色料颗粒表面产生牢固的锚固作用,提高色料粉体的分散性[20,25],如图5所示。此时可尝试使用钛酸酯、硅烷和铝酸酯等偶联剂对色料颗粒进行改性。钛酸酯偶联剂能与色料表面的自由质子(自由质子来源于色料粉体表面的结合水、结晶水、化学吸附水或物理表面水)形成化学键,主要是Ti-O键,经过钛酸偶联剂表面处理后,色料表面形成一层有机分子膜,使其表面性能发生变化。硅烷偶联剂是对色料颗粒表面处理较为有效的一种偶联剂,可使色料颗粒表面硅烷化[32~33]。

4.4 选择合适的墨水分散剂

分散剂可以帮助陶瓷色料颗粒均匀地分布在溶剂中,并保证在喷墨打印之前微粒不发生团聚。制备陶瓷墨水可以尝试使用的分散剂有:亚甲基双萘磺酸钠(NNO)、聚羧酸类化合物、聚乙二醇20000、海藻酸钠、聚丙烯酸(PAA20000)、聚丙烯酸铵、焦磷酸钠等等[4, 9, 11, 20,34~37]。EFFA-4300为聚丙烯酸酯型高分子,主链的多个点位上悬挂有羧基官能团。一般含有N、O等官能团的有机物对无机物都有一定亲和性,能够和无机物的羧基形成氢键,锚固在无机物颗粒表面;另一方面主链上大分子可溶性基团在溶剂中充分伸展,形成位阻层,充当稳定部分,阻碍颗粒碰撞聚集和重力沉降,起到稳定墨水的作用。

制备陶瓷墨水可尝试埃克森美孚、空气化工等公司已经成熟的商品化超分散剂,如Solsperse 13940、EFKA-4010、EFFA-4300等等。不仅分散效果好,而且具有性能稳定、不腐蚀喷头等优点[9,34~37]。超分散剂的分子结构含有两个在溶解性和极性上相对的基团,分别产生锚固作用和溶剂化作用。其中一个是较短的极性基,称为亲水基,其分子结构能使其能很容易定向排列在物质表面或两相界面上,降低界面张力,对水性分散体系有很好的分散效果。超分散剂的另一部分为溶剂化聚合链,聚合链的长短是影响超分散剂分散效果的重要因素。聚合链长度过短时,不能产生足够的空间位阻,效果不明显;如果过长,将对介质亲和力过高,不仅会导致超分散剂从粒子表面解吸,而且还会引起在粒子表面过长的链发生反折叠现象,从而压缩了空间位阻层或者造成与相邻分子的缠结,最终发生颗粒的再聚集或絮凝。

4.5 对色料颗粒进行聚合物微胶囊包裹

采用长链聚合物对色料颗粒进行聚合物微胶囊包覆,能够有效阻隔色料粒子团聚,提高与聚合物基体的界面相容性和在介质中的分散性能[38]。包覆后的颗粒可以看成是核层和壳层组成的复合颗粒,如图6所示。

聚合物微胶囊包裹可采用物理和化学包覆法[39]。溶液蒸发法、喷雾造粒法或静电吸附法都属于物理包覆过程。溶液蒸发法是将囊壁材料以适当的溶剂溶解后,与色料充分混合,再通过加热等方法使溶剂挥发掉,色料与聚合物一直保持在液相,直至溶剂蒸干。随着溶剂的不断减少,聚合物不断被吸附在颜料表面,形成微胶囊。喷雾造粒法是将色料粉碎至一定细度后,与一定浓度的聚合物溶液混合,制成悬浊的浆料。把该浆料经喷雾装置高速喷出,同时向其中鼓入热空气,颜料再喷出,下落过程中,颗粒表面的溶剂迅速蒸发掉,囊材沉积在颜料表面,形成微胶囊。化学包覆的方法有微乳液聚合法、悬浮聚合法和分散聚合法等。化学包覆成功的关键是聚合物和色料粒子间必须有某种结合力产生,但陶瓷色料微粒表面一般为惰性,很难和聚合物产生化学接枝。可在色料颗粒表面通过偶联反应接上一些有机基团,如-OH、-RNH2、-RSH、-NHR、-C=C-R-N=N-R、-R-O-O-R等等,或者通过氧化还原或加热使聚合物与色料颗粒产生化学反应,直接在粒子表面产生自由基,引发乙烯基单体聚合。在陶瓷墨水的研发过程中可尝试使用的包裹聚合物有:聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯和聚吡咯等等。

5 结 论

陶瓷喷墨打印技术与现有的装饰手段相比具有不可比拟的优势,显示出良好的应用前景。陶瓷喷墨打印技术的核心是喷头、墨水,目前国内墨水仍处于研发和调试阶段。佛山部分企业已经推出陶瓷墨水,目前尚未大规模推广和应用。国产陶瓷墨水的发色效果、与喷墨打印机兼容性及其图案的设计是推广和应用的基础,而陶瓷墨水的稳定性则是关键。因此,在保证陶瓷墨水发色效果的基础上,相关陶瓷墨水制造企业可以尝试通过降低色料颗粒的Stocks沉降速率、选择合适的色料、对色料颗粒进行表面改性、选择合适的分散剂、对色料颗粒进行聚合物微胶囊包裹等途径来提高陶瓷墨水的稳定性。

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第7篇:生物质颗粒主要用途范文

关键词:城市颗粒物 扬尘污染

由于城市建设步伐的加快,以及北京奥运会结束后,地方政府对空气污染防治工作的松懈,颗粒物污染已成为是导致我国多数城市空气污染的首要因素。因此,加强颗粒物污染的防治已成为大气环境管理的一项重要内容。

1、颗粒物污染的现状

1998年,统计的全国322个城市中,67.8%的城市总悬浮颗粒物浓度平均值超过国家二级标准,其中37.69%的城市超过三级标准。有308个城市总悬浮颗粒物平均浓度高于世界卫生组织(WHO)的空气质量指南值(0.09毫克/立方米),占统计城市的95.7%。总悬浮颗粒物年均浓度北方城市较南方城市严重,北方城市总悬浮颗粒物平均污染负荷系数接近50%,比南方城市高出10个百分点。49个北方城市中,34个城市超过国家三级标准(0.300毫克/立方米),占70.8%。

2、颗粒物污染造成危害的影响因素2.1扬尘污染

大气中颗粒物的成分复杂,可以利用源解析技术解析出不同类型的排放源的分担率。研究发现TSP(总悬浮颗粒物)高的原因同时受煤烟尘、建筑扬尘和风沙尘等的影响。多年来由于煤烟尘治理有效,使得扬尘污染对造成城市空气中颗粒物污染的影响越来越突出。扬尘是指地表松散颗粒物质在自然力或人力的作用下进入环境空气中形成一定粒径范围的空气颗粒物,主要分为土壤扬尘、施工扬尘、道路扬尘和堆场扬尘。目前,扬尘污染是造成颗粒物污染的主要原因。对人体健康和城市环境都会造成极大的危害,空气中颗粒物含量高会对能见度和气候造成影响,进而影响市容环境和市民的身体健康。造成扬尘污染的主要来源(1)、不利的气候条件导致的自然尘扬尘的天然来源主要是地表,各种沉降在地面上的气溶胶粒子等都是扬尘的天然来源。在不利气候条件下,这些颗粒物就会从地表进入空气中。我国大部分城市尤其是北方城市,气候干燥少雨,冬春季多风,极易形成扬尘污染。黄土高原沙尘暴,不但严重影响北方大部分城市,甚至会波及华南的部分城市。(2)、建筑扬尘近年来,我国正处于城市基础设施建设的高峰时期,建筑、拆迁、道路施工及堆料、运输遗洒等施工过程产生的建筑尘不断增多,已成为TSP污染的重要原因之一。在施工过程中,由于管理措施不够完善,一些工地粗放式施工。料堆遮挡不够完整、严密,造成容易起尘的物料、渣土外逸;不能及时清理和覆盖建筑垃圾、渣土等;施工现场的路面不能及时清扫、出入工地的机动车不能及时冲洗等等,均易产生建筑扬尘。据类比测算,城市中心区平均每增加3~4万平方米的施工量,建筑施工尘对全市TSP的平均贡献为1微克/立方米。(3)、堆放物尘各类工业钢渣、粉煤灰、碱渣的堆放场、垃圾堆放场、原煤堆放场等是扬尘的又一重要来源。在我国城市中,各类物料堆放场随处可见,并且大多数都没有采取有效的防尘措施,在不利的气象条件下,其对大气中扬尘污染的贡献是很大的。(4)、道路扬尘交通运输过程中洒落于道路上的渣土、煤灰、灰土、煤矸石、沙土、垃圾等各种固体,以及沉积在道路上的其他排放源排放的颗粒物,经往来车辆的碾压后形成粒径较小的颗粒物进入空气,形成道路交通尘。由于道路两旁绿化不好、清扫方式不合理、路面洒水频次不够、紧靠重点建设工程现场的路段清扫不及时等诸多因素,造成路面尘土飞扬。

2.2 露天烧烤污染

露天烧烤大排档“门槛”很低,只要很少的投入就能“入行”经营,所有我国很多城市露天烧烤点多,屡禁不止,而且较为分散,执法难问题比较突出。露天烧经营场所因为没有配备相应的排烟除尘设备,致使产生大量的有毒有害烟尘和异味气体,对空气造成了严重污染。

3、加强对颗粒物污染的控制措施

3.1、健全颗粒物污染防治机制

颗粒物污染涉及的部门很多,包括环保、城建、园林、交通、环卫、房屋等行政管理部门,因此当地人民政府的作用至关重要。政府要明确各有关行政管理部门的职责,组织协调各职能部门,同时按照属地原则,实行分区负责制,形成政府主导,各部门各负其责、各区政府齐抓共管的工作机制,有效地遏止颗粒物污染。还要及时出台有关控制城市扬尘污染配套的管理规定,以提高城市扬尘污染控制的有效性和可操作性。

3.2、开展源解析。

为了提高颗粒物污染防治的科学性和合理性,要及早开展大气颗粒物来源解析的研究工作,弄清颗粒物的主要来源及扬尘中各类源的分担率。开展控制扬尘措施及其环境效益分析和经济效益分析的研究。根据城市自身的特点,以及各类源的污染途径和特点,提出科学合理的治理方法和措施,制定出城市大气颗粒物按照功能区达标的计划。3.3、加强城市绿化和生态建设

增加城市水域面积,积极开展全民义务植树造林活动,努力提高城市绿化覆盖率,最大限度减少地面。严格执行建设部制定的《城市绿化规划建设指标的规定》,新建住宅区和旧区改造绿地面积要分别达到30%和25%,杜绝违法占用绿地。加强城市人行步道和街巷道路硬化覆盖,减少扬尘量。城市主干道绿带面积占道路总用地比率不低于20%,次干道绿带面积道路总用地占比率不低于15%。

3.4、加强对建筑工地的扬尘管理

城市建成区内的所有建筑工地(包括拆迁工地)周边必须设置围挡,土堆、料堆要有遮盖或喷洒覆盖剂;指定专人清扫工地路面,要按规定使用预拌混凝土,有搅拌站的,必须采取控制扬尘措施;施工道路要硬化,在公路出口处设置清除车轮泥土的设备,确保车辆不带泥土驶出工地;施工工地要随时洒水。城市道路建设工地实行封闭式施工。严禁在车行道上堆放施工弃土,要采用洒水、遮盖物或喷洒覆盖剂等措施防治扬尘。政府职能部门要负责监督和管理建筑、道路施工工地的防尘工作,和施工单位签定扬尘防治责任书,对未达到环保要求的工地要限期整改;对逾期未达到环保要求的,要依法责令其停工整顿。

3.5、加强对煤台、矿场、料堆、灰堆的扬尘管理

所有煤台、矿场、料堆、灰堆必须密闭、半密闭堆放或喷洒覆盖剂。锅炉除尘器下灰必须以袋装方式收集和运输。政府职能部门要定期对煤台、矿场、料堆、灰堆防尘措施进行监督检查,对违反规定的,要依据有关法规责令其限期整改并预以处罚。

3.6、加强对露天烧烤的管理

采取疏堵结合的方式,建立封闭的集中烧烤场所,配备相应排烟除尘设备,积极引导烧烤业主到园内营业;加大执法检查力度,依法取缔露天烧烤业户,同时改变过去的单一部门、单一手段的执法为多部门联合、人性化执法。

总之.在城市建设飞速发展的过程中,要采取有力措施加强颗粒物污染防治,降低空气可吸入颗粒物浓度,切实改善城市环境空气质量,保障人民群众的身体健康。

参考文献:

1、李红,曾凡刚,邵龙义,等。可吸入颗粒物对人体健康危害的研究进展。环境与健康,2002,19(1):85-87。

第8篇:生物质颗粒主要用途范文

自20世纪90年代开始促性腺激素释放激素类似物(GnRH-analogue)与促性腺激素的联合应用为体外受精-胚胎移植( IV F-ET ) 中最常用的可控制性诱导排卵方案。它对于增加卵泡的募集、抑制内源性的黄体生成素(LH) 峰、避免卵泡过早黄素化, 从而提高妊娠率具有重要作用。然而近年,随着促性腺激素释放激素及其受体在卵巢的颗粒细胞、黄体细胞、上皮细胞等各种细胞上的发现,人们逐渐认识到促性腺激素释放激素类似物不仅可以通过抑制垂体继而作用于卵巢而影响卵巢功能,还可能对卵巢细胞存在着垂体外的直接作用 。目前,对这方面的研究还很不透彻,并且存在着一些争议。以下就现阶段人们认识到的促性腺激素释放激素及其类似物对卵巢功能的影响做一简单综述。

卵巢是女性的生殖腺,对人类后代的繁衍起着重要作用。卵巢的主要机能是产生卵子(促卵泡生长、排卵) 和合成激素,包括类固醇激素及一些非类固醇激素,如抑制素、活化素、卵泡抑素等一些肽类激素。卵巢产生卵子机能依赖于多种激素和细胞因子的作用及卵子与颗粒细胞间的信号传导;卵巢内分泌功能依赖于颗粒细胞、卵泡膜细胞、黄体细胞合成分泌功能及卵泡膜血管、黄体血管的转运输出功能。

目前试验已经在mRNA及蛋白水平证实促性腺激素释放激素(GnRH)Ⅰ型(GnRH-I)、Ⅱ型(GnRH-II)及其共同受体(GnRHR)在人的卵巢表面上皮细胞及排卵前卵泡和成熟黄体的颗粒细胞层存在表达[1];在鼠的各级发育卵泡及黄体颗粒细胞存在表达[2]。虽然GnRH-I 和GnRH-II 通过GnRHR介导发挥其生物作用,但是下丘脑分泌的血循环中的GnRH 却不能维持足量、稳定的浓度来激活卵巢的GnRHR。因此,研究者认为(GnRH-I)、(GnRH-II)、(GnRHR)在卵巢组织的共表达进一步支持GnRH系统在卵巢组织通过旁分泌、自分泌起作用的观点。后续的试验证实促性腺激素释放激素及其类似物可以通过调节卵巢细胞凋亡、增生、血管生成、局部因子合成等多方面影响卵泡发育、排卵、及黄体功能。

1 对颗粒细胞凋亡的影响

卵泡发育周期中,颗粒细胞凋亡与各级卵泡的闭锁及排卵的发生密切相关,颗粒细胞凋亡异常直接影响卵母细胞质量。动物体内试验显示促性腺激素释放激素激动剂(GnRH-a)具有减轻大鼠卵巢重量作用,而促性腺激素释放激素拮抗剂(GnRH-A)能够增加卵巢重量;如果同时注射这两种药物,则卵巢重量与对照组相比无明显变化;进一步实验发现GnRH-a能增加窦前卵泡(PFs)和闭锁卵泡数目,减少早期窦卵泡(EAFs)和排卵前卵泡(POFs)数目,提高PFs/POFs和EAFs/POFs的凋亡百分率; 上述作用均可被GnRH-A所阻断;单独注射GnRH-A会增加POFs数目,降低EAFs/POFs凋亡的百分率[3]。体外培养青春期前的大鼠早期窦卵泡试验发现单独添加GnRH-a对窦卵泡凋亡无直接影响,而与FSH和IGF-I、EGF、FGF共同添加实验中,却看到GnRH-a抑制FSH和生长因子对窦卵泡凋亡的保护作用,从而影响大鼠的窦卵泡发育 [4]。GnRH-a leuprolide acetate (LA)可以抑制上皮生长因子诱发的黄素化颗粒细胞的DNA合成,增加颗粒细胞的凋亡,这种作用同样可以被GnRH-A所阻断[5]。这些试验表明GnRH-analogue可以通过调节颗粒细胞的生长,凋亡来影响卵泡的生长发育。

2 对细胞因子分泌的影响

卵巢内的微环境对对卵泡的生长发育有着举足轻重的作用。目前发现多种非类固醇激素的调控因子参与其中的调控,如胰岛素样生长系统(IGF)抑制素、激活素等。卵巢的胰岛素样生长系统(IGF)具有协同促卵泡生成素(FSH)作用,在正常的周期性卵泡的形成和闭锁、激素分泌及病理性不排卵的形成及发育中有重要的作用。Ferrari B[6]比较随机分组的GnRH-a/-A妇女取卵日卵泡液IGF-I和VEGF浓度,结果显示拮抗剂组卵泡液中IGF-I和VEGF浓度较激动剂组显著增加,p < 0.001;但血清LH、E2和卵泡液E2、A水平显著下降,p 值分别< 0.001和< 0.05;卵泡液VEGF与IGF-I浓度呈正相关,两者均与血清LH水平负相关,提示GnRH-a/-A通过局部调节VEGF与IGF-I分泌,改变卵泡内环境影响卵子质量。许多研究证实卵巢的某些细胞及血管系统都可合成NO。一氧化氮是一种无机自由基气体,作为细胞内生物信使的作用正日益受到关注。NO 作为一种较小的生物活性分子,可自由穿过细胞膜,通过环鸟苷酸(cGMP) 途径,及多种非cGMP 依赖途径来调节卵巢中功能蛋白,如芳香化酶、抑制素、L H 受体、环氧化酶及叉头螺旋转移因子( FOXO 蛋白) 的基因转录、mRNA 翻译和相关蛋白的生成,调控卵巢内多种细胞的生理功能。相关试验发现, GnRH-a还可以抑制血清的NO的水平, GnRH-ant可以升高血清和卵泡液的NO浓度,从而影响卵子质量和胚胎评分[7]。由此可见GnRH-analogue可以通过调节细胞因子分泌,改变卵泡内环境影响卵子发育与质量。动物试验还发现GnRH-I可以刺激鼠的前列腺素H、基质金属蛋白酶(MMP)-2 膜型金属蛋白酶 (MT-MMP)的分泌[8] 。而这些因子分别在排卵、黄体退化方面有着重要调节作用。以上试验表明GnRH及其类似物可以通过调节各种细胞因子的分泌来干预卵泡的生长发育、排卵、及黄体功能维持。

3 对血管生成的影响

卵泡的生长及黄体的形成是依赖新生血管形成的,血管形成对维持正常的卵巢生理起重要作用。血管内皮生长因子(VEGF)是是一种多功能的细胞因子,其主要生物学功能是促进血管内皮细胞增殖和血管生成,增加血管通透性。正常育龄妇女卵巢VEGF呈周期性的表达,是卵泡选择和发育、功能黄体形成必不可少的调节因子。狨猴注射GnRH-ant的体内试验显示,周期第一天始给予GnRH-ant注射的狨猴卵巢内仍存在的三级卵泡上,泡膜细胞和内皮细胞的增生程度及小血管密度下降,排卵前优势卵泡明显减少[9]。从体外培养黄素化卵巢颗粒细胞可以观察到 GnRH拮抗剂能够降低颗粒细胞分泌血管内皮生长因子(VEGF)的能力[10]。说明GnRH Analogues可以调节血管生成影响卵子成熟和黄体形成

4 对卵巢受体的影响

卵巢卵泡的发育、成熟、排卵及黄体功能的维持主要受垂体分泌的FSH、LH的调控。Peter C. K. Leung等[1]于2001年通过体外培养人的黄素化卵巢颗粒细胞发现GnRH-II, GnRH-II-a, 和 GnRH-I-a可以明显降低颗粒细胞的FSH及LH受体表达。提示GnRH及其激动剂可以通过调节FSH、LH受体的表达产生抗促性腺激素的作用。孕酮在介导LH 诱导的排卵和黄素化中起着重要的作用。Natraj U 等[11]。通过体外体外发现GnRH可以上调鼠的排卵前卵泡颗粒细胞的孕酮受体(PR)表达;Jo M等[12]通过体内试验发现GnRH激动剂可以上调牛的排卵前卵泡颗粒细胞的孕酮受体(PR)表达。上述试验表明GnRH及其类似物可以通过调节其它激素受体的表达,间接影响卵巢功能。

5 对类固醇激素合成的影响

许多研究者尝试发现GnRH-a和GnRH-ant对卵巢颗粒细胞类固醇激素合成的直接影响。直到目前,结果仍存在争议。现今很多研究显示体外培养的黄素化颗粒细胞暴露与GnRH analogues并不影响E2 和P的分泌,体内试验也表明GnRH Analogues不影响卵巢类固醇激素的分泌[13]。 我们选择不同剂量的GnRH-a/FSH诱导排卵周期取卵日黄素化卵巢颗粒细胞进行StAR基因和蛋白表达分析,结果显示StARmRNA和蛋白表达量与GnRH-a降调节剂量和方案不存在相关性,提示低剂量GnRH-a降调节方案不影响黄素化颗粒细胞的类固醇激素生成的主要途径[14]。但也有相反的报道。表明GnRH-a可以直接影响卵巢颗粒细胞类固醇激素的合成。如Peter C. K. Leung等[1]于2001年通过体外试验发现GnRH-I 、GnRH-II 和GnRH-II-a可以抑制人的黄素化卵巢颗粒细胞的基础的和HCG刺激的孕酮分泌。至今GnRH-a和GnRH-ant对卵巢颗粒细胞类固醇激素合成的直接影响仍没有定论。

综上所述,卵巢配子生成与激素分泌功能需要FSH、LH和局部多种细胞因子的共同协调来完成。其过程涉及细胞增生、凋亡、血管生成及局部因子合成等多方面,目前认为GnRH-a/A通过旁分泌、自分泌,与卵巢局部特异受体结合,产生不同的生物效应,调节卵巢的功能。直接影响卵泡的生长及成熟,及颗粒细胞的功能。但目前对其认识还很有限,仍需要进一步研究。

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第9篇:生物质颗粒主要用途范文

利用GCMS研究了嘉陵江重庆段雨季13个悬浮颗粒相样品中的多环芳烃(PAHs)含量,同时应用比值法及主成因子分析/多元线性回归法(PCAMLR)对PAHs进行来源解析。结果表明,16种PAHs总的浓度范围为447.47~1 344.92 ng/g,平均浓度值为927.48 ng/g,且在空间分布上呈现出“升高-降低-升高-降低”的趋势;PAHs的组成以4环PAHs为主,占PAHs总量的4187%。汽油和柴油等化石燃料燃烧的交通源是嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相PAHs的主要污染来源,其贡献率分别为 37.97%和 29.97%。通过效应区间中值(ERM)和效应区间低值(ERL)对悬浮颗粒相PAHs的生态风险进行了评价,结果表明,Acy、Ace、Fl和DahA具有一定的生态风险,其余12种PAHs都不超标,嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相PAHs的生态风险比较小。

关键词:

多环芳烃;悬浮颗粒;污染;生态风险

嘉陵江是长江主要支流之一,自北向南纵贯四川盆地中部,于重庆市朝天门码头注入长江,嘉陵江重庆段位于三峡水库的上游,水体汇入三峡水库,因此嘉陵江重庆段的水质情况将对库区的水环境产生深远的影响。PAHs的主要来源为人为源,它可通过化石燃料燃烧和石油泄漏等途径产生。PAHs广泛的存在于大气、土壤、水体和沉积物等环境介质中,主要通过皮肤接触、呼吸作用及食物链进入人体,并对人体造成潜在的危害。各国学者对PAHs在水环境的分布规律、污染来源及生态风险等进行了大量研究,但是研究对象多集中在表层水体及沉积物,对悬浮颗粒相的研究比较少[16]。

蔡文良,等:嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相PAHs的污染分布及来源解析

由于PAHs具有疏水性、亲脂性和在水中溶解度很低的特点,因此存在于水环境中的PAHs极易吸附在悬浮的颗粒物上,并最终沉降到水底沉积物中[3]。悬浮颗粒相是整个水体中比较活跃的因素,它可以对水体中的有机污染物进行吸附,使之得以富集,并通过沉降过程将其转移到沉积物中;同时,沉积物的再悬浮作用形成的悬浮颗粒物,能促进沉积物中的污染物向水相释放。悬浮颗粒对PAHs在水体的迁移转化过程起着很重要的媒介作用,因此,了解PAHs在嘉陵江重庆段悬浮颗粒相的分布规律,对于了解PAHs在嘉陵江重庆段水体的污染情况有重要的作用。

笔者针对嘉陵江重庆段雨季13个取样点悬浮颗粒相样品中16种PAHs进行研究,分析了PAHs的组成和分布特征,探讨了PAHs的输入途径与来源,并初步评价了PAHs的生态风险。

1材料与方法

1.1样品的采集与制备

2009年7—10月,在嘉陵江重庆段设置13个取样点(取样点位于河流中央,与两岸的距离>5 m),如图1所示,在各取样点底部沉积物上方50 cm处用采水器采集水样50 L,置于预先用铬酸洗液及2次蒸馏水洗净的棕色玻璃瓶中,立即冰袋保护运回实验室,在冰箱中于4 ℃以下保存。水样通过0.45 μm 的GF/F whatman玻璃纤维滤膜(马弗炉中于450 ℃烘4 h至恒重)过滤,收集悬浮颗粒物,冷冻至近干,研磨均匀过200目筛以备分析。

图1嘉陵江重庆段取样点

1.2样品的预处理

取5 g悬浮颗粒相样品、铜粉和回收率指示物标样萘D8(NapD8)、苊D10(AceD10)、菲D10(PheD10)、屈D12(ChrD12)和苝D12(PerD12)加入索氏提取器中,用色谱纯的二氯甲烷和正己烷混合溶剂(体积比为1:1)100 mL以平均4次/h的速率连续回流抽提24 h,萃取液浓缩后经硅胶柱净化,再收集洗脱液用旋转蒸发仪及氮吹仪浓缩至近干,用二氯甲烷定容到0.5 mL以备分析。

1.3试验仪器

德国VARIO EL III元素分析仪;上海亚荣旋转蒸发仪厂RE5210旋转蒸发仪;HP5016氮吹仪;岛津GCMSQP1010 Plus气相色谱质谱联用仪;天津华鑫仪器厂循环真空泵;索氏提取器;Pall CascadaLS超纯水制备仪(美国Pall公司)。

1.4样品分析与质量控制

样品分析及质量控制同文献[7],5种氘代回收率指示物的回收率分别为:NapD8 36.63%~6762%,AceD10 82.73%~89.06%,PheD10 8576%~10453%,ChrD12 85.06%~96.43%,PerD12 9352%~9875%,16种PAHs的回收率除了Nap较低为46.45%外,其他15种PAHs的回收率为77.36%~104.54%;样品平行样测定相对标准偏差均小于10%,所有结果最后经方法空白扣除并进行回收率校正。

2结果与讨论

2.1嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs的浓度分布

嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相16种PAHs的污染浓度如表1所示,∑PAHs的浓度范围为44747~1 344.92 ng/g,平均浓度为927.48 ng/g。浓度较高的是Flu、BaA和Chr;浓度较低的是NaP、IcdP、BghiP和Bap。

2.2嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs的组成特征

由图2可知,嘉陵江重庆段13个取样点PAHs的组成比较一致,均是以4环PAHs为主,高环(5~6环)及低环(2~3环)的PAHs含量相对较低。13个取样点中,2环PAHs的百分含量为1.68%~

372%,平均值为3.17%,最高值出现在嘉陵厂处,最低值出现在纳溪沟处;3环PAHs的百分含量为24.72%~55.46%,平均值为29.95%,最高值出现在峡口镇处,最低值出现在井口处;4环PAHs的百分含量为29.75%~53.23%,平均值为41.87%,最高值出现在峡口镇处,最低值出现在朝天门处;5环PAHs的百分含量为10.20%~29.81%,平均值为22.55%,最高值出现在峡口镇处,最低值出现在井口处;6环PAHs的百分含量为1.69%~4.68%,平均值为2.48%,最高值出现在井口处,最低值出现在嘉陵江大桥处。除了峡口镇处3环PAHs的含量最高外,其他12个取样点都是以4环的PAHs为主。

图2嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs的组成特征

2.3嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs的空间分布特征

4个月份中,嘉陵江重庆段悬浮颗粒相,PAHs的污染浓度沿江分布如图3所示。由图3可知,PAHs在13个取样点的空间分布呈现出“升高-降低-升高-降低”的趋势。PAHs最大值出现在10号取样点(朝天门处),PAHs值为1 344.92 ng/g,PAHs最小值出现在13号取样点(峡口镇处),PAHs值为447.47 ng/g。3号和4号取样点处PAHs的浓度高,是由于这2个取样点附近有大量的化工生产和制造业等相关工业,而这些工业的废水中都含有PAHs。10号和11号取样点处PAHs的浓度较高是由于这2个取样点位于两江交汇处,部分长江水体的PAHs会与嘉陵江水体的PAHs汇聚在一起;两江交汇处船舶的活动频繁,会有一定量燃油进入水体,也会导致PAHs含量的增加;此外,由于长江的悬浮颗粒相浓度大于嘉陵江重庆段的悬浮颗粒相的浓度,使得嘉陵江重庆段总的悬浮颗粒相的浓度增大,而水体的PAHs会与悬浮颗粒相的PAHs相互交换,高环数的PAHs容易向颗粒相分配,因而导致水体的悬浮颗粒相PAHs的浓度增加。

图3悬浮颗粒相PAHs浓度的空间分布特征

2.4嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs的来源解析

2.4.1比值法用于PAHs的来源解析 化合物比值法是判断环境中PAHs来源的常用方法之一,Yunker等[89]研究发现可以用Ant/(Ant+Phen)、Flu/(Flu+Pyr)和BaA/(BaA+Chr)3个比值来推断PAHs的来源。Ant/(Ant+Phen)比值0.10,则主要为燃烧源;Flu/(Flu+Pyr)比值0.50则是木材和煤的燃烧污染,Flu/(Flu+Pyr)比值介于0.40~050之间则表现为化石燃料的燃烧源;BaA/(BaA+Chr)比值0.30则燃烧源占主要优势。

图4为嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相PAHs的Ant/(Ant+Phen)、Flu/(Flu+Pyr)和BaA/(BaA+Chr)3种比值,由图4可知,嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs的Ant/(Ant+Phen)比值均大于0.20,由Ant/(Ant+Phen)的比值可以初步判断嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs主要来源于燃烧源。

图4悬浮颗粒相PAHs特征异构体比值

Flu/(Flu+Pyr)比值的范围为0.31~0.76,3个取样点(纳溪沟、峡口镇和磁器口)的Flu/(Flu+Pyr)比值>0.5,呈现出木材燃烧源的特点;2个取样点(黄花园和嘉陵厂)的Flu/(Flu+Pyr)比值

BaA/(BaA+Chr)比值的范围为0.18~0.79,只有2个取样点(寸滩和嘉华大桥)的BaA/(BaA+Chr)比值介于0.2~0.3之间,呈现出混合源的特点;其他点的BaA/(BaA+Chr)比值均>0.3,呈现出燃烧源的特点,由BaA/(BaA+Chr)的比值可以判断嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs主要来源于燃烧源,其他的石油源会对PAHs污染有一定的贡献率。

综合以上3个比值可知,嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相PAHs主要来源于液体石化燃料的燃烧,其他的石油源和木材燃烧也会对PAHs污染有一定的贡献率。

2.4.2主成因子分析/多元线性回归法(PCAMLR)用于PAHs的来源解析为了进一步了解嘉陵江重庆段悬浮颗粒相16种PAHs的来源,采用主成因子分析/多元线性回归方法(PCAMLR)来定量分析其来源,主成因子分析采用方差极大旋转法进行因子分析,根据提取因子特征根大于1的原则,共提取5个主因子,这5个因子的总方差解释率达到86.96%,说明提取的5个因子很好的解释了原始数据的信息。

释了25.76%的总变化,主要由中高分子量PAHs组成,如4环的Chr,5环的BbF,6环的IcdP和BghiP。因子2(PC2)解释了 20.82%的总变化,主要由高分子量PAHs组成,如4环的Chr,5环的BbF、BkF和DahA,6环的IcdP。有研究表明[1014]Chr、BbF、BkF、DahA、IcdP和BghiP等是柴油和汽油等发动机的交通尾气指示物,但是也有研究表明柴油和汽油燃烧的尾气相似,不同点是汽油的BghiP较高,而柴油的BkF较高[15]。因子1和因子2的组成基本相似,但是因子1的BghiP载荷较高而因子2的BkF载荷较高,所以因子1代表了汽油尾气的交通污染源;因子2代表了柴油尾气的交通污染源。因子3(PC3)解释了17.29%的总变化,在3环的Acy和Ace上有较大的载荷,这2种物质属于低环的PAHs,Ant、Acy和Ace通常在石油中存在,来源于石油的泄露,说明在石油产品使用过程中的泄露和挥发也是嘉陵江重庆段悬浮相PAHs 的污染来源之一。因子4(PC4)解释了12.48%的总变化,在3环的Phe,4环的BaA和Pyr上的载荷较重,有研究表明Phe和Pyr通常来源于煤的燃烧[12],说明因子4代表了煤燃烧的污染源。因子5(PC5)解释了10.61%的总变化,在2环的NaP上有较高的载荷,由于萘因易挥发,通常代表大气传输,从水体污染的角度来看,其为外来源的污染,所以因子5代表外来源的污染。这与重庆市的实际情况相符,随着经济的发展和人们生活水平的提高,家用轿车越来越普及,随之也带来了显著的交通污染,PAHs的交通污染也是全世界城市环境中PAHs共同的主要来源之一;另外,目前煤仍是主要的能源之一,因此煤的燃烧源污染也是PAHs的污染源之一;由于嘉陵江上船舶活动频繁,会有一定的石油泄露,因此在嘉陵江重庆段石油源也是PAHs来源的重要组成部分。

以主成因子分析得到的5个因子作为自变量,将嘉陵江重庆段悬浮相中16种PAHs的浓度作为因变量进行多元线性回归,获得的回归方程如下所示:

Z=0.705×PC1+0.559×PC2+0.465×PC3+0.103×PC4+0.0241×PC5

由回归方程的标准化回归系数可以计算各主因子即各主要污染源的相对贡献率,其中汽油尾气的交通源是嘉陵江重庆段雨季悬浮相PAHs的第1污染源,贡献率为37.79%;其次为柴油尾气的交通源污染源,其贡献率为29.97%;石油源是第3污染源,贡献率为24.93%;污染贡献率第4的是煤燃烧的污染源,贡献率为5.52%;污染贡献率最小的是外来源污染,贡献率为1.29%。

2.5嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs的生态风险评价

悬浮颗粒相有机污染物的生态风险评价没有统一的标准,笔者采样用Long等[1617]提出用于确定沉积物中有机污染物的潜在生态风险的效应区间低值(Effects Range Low,ERL,生物有害效应几率50%)来评价悬浮颗粒相PAHs的生态风险。若污染物浓度ERM,则经常会出现负面生态效应。

13个取样点中,有10个取样点的Acy总量超过ERL值;8个取样点的Ace总量超过ERL值;13个取样点的Fl总量超过ERL值;5个取样点DahA总量超过ERL值,表明嘉陵江重庆段悬浮颗粒相的Acy、Ace、Fl和DahA具有很小的负面生态效应。其他的12种PAHs的含量值均小于ERL,所有16种PAHs的含量均远小于ERM,表明嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相PAHs的潜在生态风险比较小,没有对生物造成较大的危害,但是随着人类活动的增强,PAHs污染将日益严重,进而影响近岸生态环境,危害人类健康,因此有必要加强对PAHs的监测与研究。

3结论

1)嘉陵江重庆段悬浮颗粒相PAHs总的浓度范围为447.47~1 344.92 ng/g,平均浓度为927.48 ng/g。PAHs在空间分布上呈现出“升高降低升高降低”的趋势,PAHs最大值出现在朝天门处,为1 344.92 ng/g;PAHs最小值出现在峡口镇处,为44747 ng/g。

2)13个取样点PAHs的组成以4环PAHs为主,占PAHs总量的41.87%;其次是3环PAHs,占PAHs总量的29.95%;5环PAHs占PAHs总量的22.55%;2环和6环PAHs的含量很低,分别占PAHs总量的3.17%和2.48%。

3)雨季悬浮颗粒相PAHs主要来源于汽油和柴油等化石燃料燃烧的交通源污染,其贡献率分别为37.79%和29.97%;其次是石油源的污染,其贡献率为24.93%;此外,煤的燃烧和外来污染源也是PAHs来源的组成部分,其贡献率分别为5.52%和1.29%。

4)嘉陵江重庆段雨季悬浮颗粒相PAHs潜在的生态风险比较小,没有对生物造成较大的危害。

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