生态修复研究分析十篇

发布时间:2024-04-26 03:06:29

生态修复研究分析篇1

〔关键词〕专利数据;专利分析;Swot分析;生态修复;产业发展

Doi:10.3969/j.issn.1008-0821.2016.09.024

〔中图分类号〕G306;F1245〔文献标识码〕a〔文章编号〕1008-0821(2016)09-0136-06

〔abstract〕inthisarticle,usingthepatentdataasthefoundation,combinedwiththeSwotmethod,itcarriedoutacomprehensiveanalysisoftheoveralldevelopmentofecologicalrestorationindustryinChina.Basedonpatentdata,thisarticleanalyzedthedevelopmenttrend,theregionaldistributionofpatenttechnology,thepatentee,patenttechnologyfields,patenttype,patentlegalstatus,patentorganizationattributes,patentstrengthandcorepatentoftheecologicalrestorationindustryinChina.Finally,combiningwiththeanalysisofpatentdataandinternalandexternalinfluencefactorsofindustrialdevelopment,thispapermadeaSwotanalysisinthedevelopmentofecologicalrestorationindustry.theresultscouldprovideintelligencereferenceforthestrategiesoftheecologicalrestorationtechniquesindustryinChina.

〔Keywords〕patentdata;patentanalysis;Swotanalysis;ecologicalrestoration;industrialdevelopment

随着人类社会经济活动的迅速发展,自然资源不断被消耗,而过度的、不合理的利用自然资源会使生态系统退化并破坏社会持续发展的基础―良好的生态环境。特别是进入21世纪以来,在现代工业和农业生产的飞速发展的背景下,人类对环境破坏和污染的方式发生了重大变化,各种有毒害的污染物以不同形式不断输入环境,环境污染的压力逐步加剧,有些区域的生态功能整体退化甚至丧失,极大地削弱了生态环境对社会经济可持续发展的支撑作用[1-2]。生态修复是指利用生态学原理为指导,以生物媒介为基础,结合相关物理、化学及工程技术手段,通过优化组合,达到最佳效果和最低耗费的一种综合的环境修复方法。生态修复具有如下特点:第一是,严格遵循循环再生、和谐共存、整体优化、区域分异等生态学原理;第二是,生态修复主要是通过生物媒介(微生物、植物等)生命活动过程中积极改良的作用来实现的,影响生物体生命活动的各种环境因子也是影响生态修复效果的重要因子,因此,生态修复具有影响因子多而复杂的特点;第三是,生态修复的过程涉及物理学、化学、植物学、微生物学、栽培学和环境工程等多学科知识,具有多学科交叉的特点[3-6]。

本文以生态修复产业专利为对象,通过专利分析加Swot模型分析对我国生态修复产业发展的影响因素进行研究。首先,运用专利检索全面分析我国生态修复产业的整体状况;然后,运用Swot模型全面分析我国生态修复产业发展的内外部影响因素,通过梳理其内外部影响因素之间的相互关系,为生态修复产业的发展战略提供信息参考。

1分析工具与数据收集

采用中国国家知识产权局的专利检索及分析平台的专利数据库和Dialog公司的innography专利信息检索和分析平台对中国生态修复产业专利进行检索和分析。中国专利文摘数据库(CnaBS)收录了自1985年至今在中国申请的全部专利文摘,内容丰富,并且包括多种分类信息。innography包含100多个国家、地区的发明专利、实用新型等,收录超过1亿多件全球专利数据,可以查询和获取同族专利、法律状态及专利原文;还包含有邓白氏商业数据、美国和国际专利诉讼、将近700万个商标数据、将近900万条公司记录和金融信息;其独有的专利强度指标用于判断专利价值;无效侵权检索、专利诉讼、异议能使用户快速洞悉、避免高风险专利,帮助用户进行相关技术领域的专利布局[7]。截至2015年12月,我国生态修复产业专利量共计1173件。

2中国生态修复产业专利分析

21生态修复技术发展趋势分析

由图1的中国生态修复产业专利发展趋势分析可知,自2000年以来,中国生态修复的专利申请量呈现逐渐快速增长的趋势。而且,通过每一年份专利申请量和专利申请人数量随时间变化的专利技术的生命周期图也可以得出,从2000年以来,参与到生态修复产业中的专利申请人和专利申请量整体都显示出逐年快速递增的趋势。特别是,进入2010年以来,中国生态修复产业进入快速发展期,生态修复产业技术应用取得较大进展,其市场发展空间很大,展开专利布局的专利权人与其专利申请量皆同步增加。以上分析表明,近年来我国生态修复的研究受到相关技术研究人员的高度关注,生态修复产业开发利用相关机构越来越重视生态修复技术的知识产权保护和利用,大量新的生态修复产业专利技术出现,生态修复产业技术高速发展,未来市场前景广阔。图1中国生态修复产业专利发展趋势

22我国生态修复专利的地区分布

将1173件生态修复专利按照申请人地区进行统计分析(图2),可知生态修复技术的专利申请主要集中在江苏(214件)、北京(142件)、上海(111件)、浙江(82件)和湖北(72件)等中东部和沿海经济发达地区。这可能与以上地区的经济快速发展所带来的生态环境污染和破坏问题急需解决以及这些地区开始越来越意识到生态环境的保护和修复的重要性有关。

23生态修复专利权人分析

由图3可知,我国生态修复专利申请量排名前10的专利权人中,高校有6家,有3所科研单位和1家企业,这说明在我国生态修复产业排名前10的专利权人中,高校是生态修复产业技术的发明创造中的主力军。而且,其中5家高校、1所科研单位和1家企业都分布在东南沿海经济发达地区,说明这些地区在生态修复产业方面具备较强的专利布局意识和一定的技术创新能力。

24生态修复专利技术领域分析

通过如图4的统计分析可知,我国生态修复产业专利主要集中在水或废水或污水的处理、与工程建设有关的河道或海岸或边坡等的保护或改良以及通过园艺或养殖或栽培等方式实现环境修复的领域。其中,在C02F3/00:水、废水或污水的生物处理技术领域的专利量最多,有364件,占全部专利的3103%,这说明该技术领域是我国生态修复产业专利布局和攻关的主要方向。

25中国生态修复产业专利类型、法律状态和所属机构性质分析由如图5的分析可知,中国生态修复产业专利中专利类型最多的是发明专利,有888件,占比757%;其次是实用新型专利,有282件,占比2404%;有很少量外观设计专利(3件),占比026%。这说明我国在生态修复开发利用领域中的技术创新性较强。由我国生态修复产业专利的法律状态分析可知,在我国生态修复产业专利技术中,授权专利占4996%(586件),失效专利占2907%(341件),还有2097%(246件)的专利处于审查状态中。这表明在我国生态修复产业发展中,授权专利占有率已近一半,而且有相当一部分生态修复产业专利(审查,2097%)处在发明实质审查阶段,整体看来我国生态修复产业专利的开发利用处于良好的积极发展状态中。由我国生态修复产业专利的所属机构属性分析可知,机构属性为企业的专利权人最多,占比4322%;其次是高校,占比3521%;第三是科研单位,占比2131%;机关团体占比最少,只有026%。这表明,在我国企业和高校是生态修复产业中技术创新的主体,它们在生态修复产业中的研发能力直接决定了我国生态修复产业未来的发展态势。

26中国生态修复产业专利强度分析

专利强度(patentStrength)是专利价值判断的综合指标,挖掘核心专利可以帮助我们判断该技术领域的研发重点。专利强度受权利要求(Claims)数量、引用(ForwardCitations)与被引用(BackwardCitations)次数、是否涉案(Litigation)、专利年龄(Life)跨度、同族专利(patentFamily)数量等因素影响,其强度的高低可以综合代表该专利的价值大小;innography将专利强度为0%~30%的专利归为该技术领域的一般专利,30%~80%的专利归为该技术领域的重要专利,80%~100%的专利归为该技术领域的核心专利[8]。图6是中国生态修复产业的专利强度分布情况。0%~10%区间的专利最多,有904件;同时,由图可知,整个中国生态修复专利技术分布情况也表明一般专利的数量最多,共有1066件,所占比例高达9088%;其次是重要专利,有104件,占887%;核心专利最少,只有3件,占比026%。

图7显示了中国生态修复产业专利强度各个指标因子所占的比重,其中发明人(inventors)比重最大,工业值(industries)比重第二,专利年龄(Life)比重第三,而权利要求(Claims)、前引(FwdCites)、后引(Cites)和诉讼值(Litigation)相对较小。这表明近年来在我国已经有很多的发明人在生态修复产业专利的市场方面展开了布局,且该领域大部分专利比较新,法律纠纷少。目前,在中国,生态修复产业整个领域处于新技术不断研发的状态,其市场非常广阔,具有很好的发展前景。

27中国生态修复产业核心专利分析

通过对中国生态修复产业核心专利的分析可知(表1),3件核心专利都为有效专利,其保护期限至少都还有10年,该3件核心专利涉及的技术领域为水体修复和土壤修复领域,且它们均有一定的被引次数,说明这3件核心专利有很广泛的应用推广价值。这3件核心专利的授权年均为2012年,说明自2012年以来未出现新的核心专利,国内相关机构或个人在生态修复专利的研发和技术创新方面还有待进一步加强。目前国内关注度非常高的雾霾治理方面的生态修复核心专利技术暂时还非常缺乏,今后需要在这方面加大研发创新力度。

3中国生态修复产业发展的Swot分析

结合前述专利分析结果及相关市场和政策环境,对我国生态修复产业的开发开展Swot分析。Swot分析法自20世纪50年代提出以来,是一种广泛地被研究人员用来对内外部环境因素进行综合分析的有效工具,Swot分析法可以对研究情景进行全面、系统、准确的分析,其中S代表优势(Strength)、w代表劣势(weakness)、o代表机遇(opportunity)、t代表威胁(threat)[9]。通过对我国生态修复产业开发利用的内在优势和劣势以及生态修复产业发展面临的外部机遇与威胁的分析,利用Swot分析法,建立了So可持续型战略、St挑战开拓型战略、wo扭转升级型战略和wt防御规避型战略4种战略模型[10],如表2所示。结合我国生态修复产业的专利分析与生态修复产业发展整体环境的Swot分析可知,我国生态修复产业自身存在内部优势与劣势因素,同时也面临外部的机遇和挑战,但总体来看发展机遇大于挑战。综合我国生态修复产业发展致力于生态文明社会建设的最终目标,我国生态修复产业专利战略应该采用So战略模式――以可持续的专利布局战略为主,St挑战开拓型战略、wo扭转升级型战略和wt防御规避型战略共同协作配合的产业发展战略模式,即充分发挥自身优势、抓住发展机遇,通过优势与机遇的结合互补,弥补劣势,更好的规避威胁。

31Strength分析

目前,生态修复产业是值得大力发展并且拥有广阔市场空间的绿色产业。我国在生态修复产业方面已具有一定的技术积累,生态修复产业的专利储备量多,其中发明专利就有888件,而且专利布局涉及水体修复、土壤修复、与工程建设有关的河道或海岸或边坡等的修复和植被修复等领域,产业面涉及广,结构合理。我国生态修复相关机构或个人具备一定的专利布局意识,专利申请布局与自身技术的研发方向和实际需要解决的环境问题契合度高,结合紧密。以中国科学院南京地理与湖泊研究所为例,拥有42件生态修复专利技术,涉及水体修复、土石边坡修复、废弃矿地修复等方面,这较好地体现了中国科学院南京地理与湖泊研究所具有较强的专利布局意识,以科研目标和实际环境问题相结合为出发点,有针对性地开展专利布局。

32weakness分析

虽然近几年国内专利权人通过技术创新和自主研发等方式使生态修复产业技术得以较大提升,拥有生态修复产业专利1173件,但就产业整体而言,能极大地推动产业发展和解决实际环境问题的产业前沿技术和高端精准关键技术十分匮乏(核心专利只有3件);同时,还存在研发投入不足等影响国内生态修复产业整体水平提高的不利因素。我国生态修复产业授权专利只有586件,而现实面临需要解决的环境压力非常大,水体修复、土壤修复、植被修复、大气环境修复(如雾霾的治理)等问题亟待解决。我国生态修复产业专利的技术创新储备不足的现状,势必会影响生态修复产业的市场发展,需要重点攻关核心技术,着力扭转这一被动局面。

33opportunity分析

近年来,我国经济保持持续增长,为生态修复产业的发展奠定了良好的经济基础。国家出台了一系列相关的政策措施支持生态修复产业及其下游行业的发展,特别是国家致力于发展和构建生态文明社会的政策,为生态修复产业的持续稳定增长提供了新的契机。2015年10月,十八届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,首次将美丽中国写入五年规划,显示出国家层面对于生态环境的重视。美丽中国首度写入五年规划,十三五生态修复产业恰逢发展的黄金期。更有分析称,生态修复产业将保持高度景气的发展氛围,生态修复产业分支领域存在多个投资机会,其中之一便是已逐渐进入产业化正轨的土壤修复行业。土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。20世纪80年代以来,世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划,形成了新兴的土壤修复行业。而我国土地已修复场地数明显低于发达国家,从发达国家的整体经验看,未来随着土壤污染问题不断突出,中国将经历从修复技术、治理模式以及立法规范化的过程,并逐渐形成完整的产业市场机制。2016年3月我国环境保护部《生态环境大数据建设总体方案》,生态环境大数据建设从模糊走向明朗;一系列的政策和方案的出台都为我国生态修复产业的发展提供了难得的机遇。

34threat分析

随着我国经济和城市化建设的迅速发展,人民物质生活水平的不断提高,工业和农业产业结构调整的不断深化,我国面临十分严峻的生态环境修复问题。工业“三废”、农业生产过程中大量农药和化肥的使用以及日常生活中产生的各种垃圾对我们周围的生态环境带来了非常严重的威胁,同时生态环境的破坏每年都会造成严重的经济损失,又直接威胁着社会安定,五六十年代随处可见的蓝天白云和青山绿水,如今已难寻踪影。目前的生态修复问题中土壤修复问题尤为突出。土壤本来是各类废弃物的天然收容所和净化处理场所,当土壤中的各类污染物过多,影响和超过了土壤的自净能力,表明土壤受到了污染。造成土壤污染的原因很多,如工业“三废”、污水灌溉、大气中污染物沉降,以及大量使用化肥和农药等。我国耕地有近1/5受到不同程度的污染,土壤污染后会导致农作物减产,还可能引起农产品中污染物超标,进而危害人体健康。另外,随着经济发展与城市化的加速,工矿企业导致的场地污染也十分严重。中国土壤污染已对土地资源可持续利用与农产品生态安全构成威胁。土壤是人类社会生产活动的重要物质基础,是难以再生的自然资源。目前我国土壤污染呈现如下特点:污染面积增加明显,一些地区土壤污染由局部开始呈现连续成片分布;污染物种类复杂多样,复合污染特点日益突出;污染物含量呈增加趋势。因此,必须对严峻的土壤污染形势予以高度重视,土壤污染的预防和污染土壤的修复亟待推行科学有效的生态修复方案,对污染土壤进行妥善管理并加以修复,使其得到合理利用。

4对策建议

(1)加强相关政策研究,加大政策支持力度。生态修复产业作为新兴的发展事物,目前政府政策扶持力度还远远不够,这必然会限制生态修复及其产业化发展。生态修复属于一个周期长,涉及多个学科知识交叉运用的改良建设过程,各有关政府部门能否给予长期、持续的倾斜性政策支持和经费投入,直接影响生态修复及其产业化的发展进程。

(2)抓住机遇,制定生态修复产业持续发展目标。要充分利用我国建设生态文明社会的发展机遇,提升产业竞争力,积极争取国家的政策和经费支持,在现有的基础条件上,由政府部门、相关研究机构和企业制定我国生态修复产业专门的长远和可持续发展的目标与规划,全面掌握生态修复产业中水体修复、土壤修复、植被修复和大气修复的核心技术,形成具有国际竞争优势的生态修复产业及其相关产业链的产业体系。

(3)探索创新生态修复产业的投融资机制。目前生态修复产业的投资者几乎全靠政府,这种由政府出资的单一融资模式无疑存在弊端。一方面,生态修复工程需要投入大量资金,容易造成较重的财政负担;另一方面,政府独立投资运作,使生态修复产业的发展相对缺乏灵活性。因此,可以考虑社会资本的介入,通过社会融资方式大量吸收社会资金,引导多元主体参与生态修复,推动生态修复产业高速发展。

(4)积极探索生态修复和生态产业相结合的发展路径,使生态修复成为生态环境保护的新途径,引导生态修复区域居民从当地传统的低收入产业向高端生态产业、旅游业和服务业方向发展,提高当地居民收入,进而实现生态修复促进区域经济发展的功能,使生态修复产业能获得长久发展的生命力。

参考文献

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生态修复研究分析篇2

>>土壤重金属污染及修复的研究现状重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望土壤重金属污染现状及修复技术研究进展土壤重金属铬污染分析及修复技术土壤重金属污染及修复技术农田土壤重金属污染及修复技术分析论重金属污染土壤修复技术的研究重金属污染土壤植物修复技术研究土壤重金属的污染现状及生物修复技术浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术解析土壤重金属污染的现状与危害及修复技术土壤重金属污染特点及修复技术研究论土壤重金属污染现状与修复浅谈金属矿山土壤重金属污染现状及修复治理措施浅谈土壤重金属污染与修复技术重金属污染土壤修复技术应用浅析土壤重金属污染与修复技术重金属污染土壤修复技术探讨浅析土壤重金属污染及修复措施土壤重金属污染修复研究进展常见问题解答当前所在位置:l,2013-07-12.

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生态修复研究分析篇3

生境修复和生物资源养护的基本原理与过程

1基本原理

生境修复与生物资源养护原理的主要研究内容包括生态系统结构、功能以及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制,生态系统的稳定性、多样性、抗逆性、生产力与可持续、先锋群落与顶级群落的发生、发展机理与群落演替规律,不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制,生态系统退化的诊断及其评价指标体系,生态系统退化过程的动态监测、模拟、预警及预测等。对一个完整的生态系统修复工程而言,生态系统的各个组成部分都需要在原位经过自然的生态过程,因此,事实上各生态学原理均可应用于生态恢复的实践中。生态系统修复涉及的基本原理主要有限制因子原理、能量流动原理、种群密度制约及分布格局原理、生态适应性理论、生态位原理、演替原理、生物入侵理论、生物多样性原理、功能群构建原理等。其中,干扰与演替原理、功能群构建原理是应用于海洋生态系统恢复中的重要原理。

2基本过程

修复行为实质上是对生态系统的一次新的干扰,很难保证所有修复行为均对目标系统的修复起到正效应。要想系统向预期方向发展,需要有科学的理论框架,制定合理的修复方案,并对方案进行可行性论证。Zedler以湿地生态系统的修复为例,将生态恢复的整个过程划分为5个不同的阶段,即目标设定—开发概念模型、恢复区域的选址优化、原地非生物环境的操控、原地生物区系的操控、生态系统维护等。

Clewell等将生态恢复的过程分为修复计划准备、生态系统健康状况评估、修复计划制定论证、修复行动实施、修复后评估和管理等5个阶段,并指出了生态修复过程中涉及的51条指导原则。

海洋生境修复和生物资源养护设施

1人工鱼礁

人工鱼礁(artificialreef)是人为放置在海底的一个或多个自然或者人工构造物,它能够改变与海洋生物资源有关的物理、生物及社会经济过程,并可改善海域生态环境,营造海洋生物栖息的良好环境,为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所,达到保护、增殖和提高渔获量的目的。用于建造人工鱼礁的材料种类很多,礁体材料的选择直接影响礁体的结构特征和礁区生物的增养殖效果。根据材料的来源不同,人工鱼礁使用的材料可分为天然材料、废弃材料和人造材料等3大类。礁体设计对人工鱼礁效果的发挥至关重要,主要包括礁体材料、重量、形状、几何尺寸、内部结构等因素。礁体的材料、重量、尺寸、结构复杂性、表面粗糙度等应根据规划要求与生物因素和水动力学特征相适应。根据投放的不同目的和用途,人工鱼礁可以分为增殖型鱼礁、渔获型鱼礁和游钓型鱼礁等3种。

2增殖礁及增养殖设施

根据增殖对象生物不同,人工鱼礁可分为藻礁、鲍礁、参礁等,而增殖海参、鲍等海珍品的礁体可统称为海珍品增殖礁,又称海珍礁,。由于礁体可以保护刺参、鲍等海珍品免受敌害侵扰,并可为增殖海珍品提供食物来源和遮蔽场所,因此,海珍礁广泛应用于中国的海珍品增养殖中。在我国,很多种材料被用作刺参的人工附着基或礁体,例如石块、瓦片、混凝土构件、扇贝养殖笼、编织布、塑料构件,甚至柞木枝等。

作者所在的研究团队针对近岸泥沙质海湾、离岸开放海域和静水围堰等增养殖生境的受损现状和刺参、鲍等海珍品的生态习性,发明了适用于近岸海湾的牡蛎壳海珍礁及其配套制作装置、贝类排粪物再利用装置,适用于离岸开放海域的大型藻类抗风浪沉绳式养殖设施、“海龙i型”底播式海水增养殖设施,以及适用于围堰的多层板式立体海珍礁:这些设施设备实现了对不同类别生境的有效修复和高效生态增养殖,为海洋生境修复与海水增养殖产业高效健康发展提供了装备支撑。

海洋生境修复和生物资源养护技术

1海洋生境修复与改良技术

1.1海草床修复技术

海草是单子叶草本植物,通常生长在浅海和河口水域。海草床对海域生境的修复和改良具有重要的生态作用,海草群落不仅是海洋初级生产者,具有高的生产力和固碳能力,还可起到稳定底泥沉积物、改善水体透明度及净化海水的作用;同时,海草还是许多海洋动物重要的产卵场、栖息地、隐蔽场所及直接的食物来源,在全球C、n、p循环中具有重要作用。据《世界海草地图集》显示,1993年到2003年,全世界已经有约26000km2的海草床消失,达到总数的15%。海草床的衰退引起了人们的高度关注,许多国家都开展了海草床恢复方法的研究工作。海草床的恢复主要依靠海草的种子或者构件(根状茎),主要的方法有生境恢复法、种子法和移植法。

生境恢复法投入少、代价低,但周期长。移植法恢复大叶藻海草床是较为常用的方法,主要有草皮法、草块法和根状茎法,草块法成活率高,但对原海草床有破坏作用;根状茎法节约种源,但固定困难。应用种子来实现低成本、高效率、大规模的恢复海草床也是当前研究的热点,种子法破坏小,但种子难收集、易丧失、萌发率低。

1.2牡蛎礁修复技术

牡蛎礁(oysterreef)指目前正在生长及挽近刚停止生长的、于河口洼地中的牡蛎壳堆积体。牡蛎礁在净化水体、提供栖息生境、促进渔业生产、保护生物多样性和耦合生态系统能量流动等方面均具有重要的生态功能。美国切萨皮克湾(ChesapeakeBay)由于人类活动的影响而引起了生境的退化(富营养化和大叶藻藻床的破坏)及生物资源的衰退(美洲牡蛎数量大为减少)。近年来,弗吉尼亚海洋科学研究所(VirginiainstituteofmarineScience)的科学家实施了牡蛎礁恢复计划,对礁体生物学、群落发生和营养动态进行了系统研究,并对恢复情况进行了追踪,如Harding研究了恢复的牡蛎礁区域浮游动物群落丰度和组成的水平分布和时间变化,作为切萨皮克湾牡蛎礁恢复进展的潜在标准。该系列研究对当地牡蛎礁的成功修复起到了重要作用。牡蛎礁的修复主要通过结合防浪堤设置专用礁体以及利用牡蛎壳礁体两种方式实现。

1.3珊瑚礁修复技术

珊瑚礁(coralreef)是石珊瑚目的动物形成的一种结构,它们是成千上万的由碳酸钙组成的珊瑚虫的骨骼在数百年至数千年的生长过程中形成的。珊瑚礁被称作“热带海洋森林”,其生态系统具有很高的生物多样性和重要的生态功能,珊瑚礁为许多动植物提供了生活环境,其中包括蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物,此外,珊瑚礁还是大洋带的鱼类的幼鱼生长地。

由于全球气候变暖、自然灾害、海水消耗、过度捕捞、海水污染等原因,导致珊瑚礁的衰退现象严重。世界珊瑚礁现状调查显示,全世界19%的珊瑚礁已经消失,15%的珊瑚礁在10~20年内将有消失的危险,20%的珊瑚礁在20~40年内将面临消失。珊瑚礁生态修复的主要方法包括有性生殖法(sexualreproduction)、珊瑚移植法(transplantation)、底质改良法等。有性生殖法是通过自然产卵产生的珊瑚幼虫来培育珊瑚幼体,再将幼体进行移植;珊瑚移植是把珊瑚整体或者部分移植到退化区域,以改善退化区的生物多样性,这是过去几十年来修复珊瑚礁的主要手段;底质改良是通过稳固底质或在底质中增加化学物质,以吸引珊瑚幼虫的附着和珊瑚的生长。

1.4人工鱼礁构建技术

人工鱼礁水动力学特征研究可以为人工鱼礁的选址和设计的优化提供科学依据。了解人工鱼礁水动力学性能需要首先研究人工鱼礁受水流作用时受力的情况和人工鱼礁内部及其周围流场的实际分布情况,其研究方法主要有理论分析、模型实验和数值模拟等。黑木敏郎与中村充在回流水槽中,观察和测定了圆筒形、四角形鱼礁模型周围水流的变化。Fujihara等运用数值计算法对设置鱼礁后的定常层流水域的流场变化进行研究,得到了鱼礁流场的上升流范围及分布特点。国外学者的研究表明:在鱼礁的阻流作用下,鱼礁下游的流场根据紊动程度可分为3个区域:紊流区、过渡区和未受扰动区。通透性礁体和非通透性礁体所产生的紊流区长度比和高度比均不同,通透性礁体的高度比小于1,长度比小于4,而非通透性礁体的高度比一般要大于1而略小于2,而长度比小于14。

合理的选址是人工鱼礁规划设计的基础。人工鱼礁投放区域的选择是否合理关系到其功能能否正常发挥,投放区域不当会造成人力与财力的损失,并有可能对生态环境造成破坏。李文涛等认为人工鱼礁的选址涉及地质科学、海洋科学、气象科学、生物科学、社会学等多个学科,需要考虑海洋物理环境、生物环境和社会等多种因素,其中国家的海洋功能区划以及海底底质类型、水深、水流等因素在人工鱼礁的选址中是必须首先考虑的;王飞等根据水深、底质类型、地形坡度、生物密度、平均流速、离岸距离等影响人工鱼礁选址的因素,并根据各影响因子的重要性程度确定其权重,建立了舟山海域人工鱼礁选址的多因子综合评价模式。

tian对台湾省老鼠屿沿岸海区的五个预选礁区进行了综合性的选址研究,研究内容包括了海底地形、地貌、底质特性以及海况,调查中使用了回声测深仪、旁扫声纳、重力岩心提取器、地质测试仪、GpS、aDCp(多普勒流速剖面仪)和RoV(水下机器人)等先进的仪器设备。

2海洋生物资源养护技术

2.1人工增殖放流技术

增殖放流是恢复渔业资源、优化水生生物群落结构、提高渔业生产力的有效手段,其形式是通过向天然水域投放鱼、虾、蟹、贝类等各类渔业生物的苗种来达到恢复或增加渔业资源种群数量和资源量的一种方法。19世纪中期,美国、加拿大对红点鲑进行了移植孵化实验,后来又将一种溯河性鲱鱼从北美大西洋沿岸移植到太平洋沿岸,并形成了有价值的自然种群。挪威、英国、丹麦和芬兰也先后进行了鳕鱼和鲆鲽类的资源增殖工作。日本于20世纪60年代提出“栽培渔业”概念,并在濑户内海进行了对虾、真鲷、梭子蟹和盘鲍的放流增殖工作,至2002年,日本放流水产苗种已达83种。

长距离洄游的大麻哈鱼类是目前世界上规模最大、最有成效的增殖种类,前苏联、日本、美国和加拿大等国先后进行了大麻哈鱼的增殖放流,放流数量每年高达30余亿尾,回捕率高达20%。目前世界上有94个国家开展了增殖放流工作,其中64个国家开展了海洋增殖放流工作。

我国近海渔业资源放流工作起步较晚,自20世纪70年代中后期开展对虾增殖放流以来,已经开展了海蜇、三疣梭子蟹、金乌贼、曼氏无针乌贼、梭鱼、真鲷、黑鲷、大黄鱼、牙鲆、黄盖鲽、六线鱼、许氏平鲉等游泳生物以及虾夷扇贝、魁蚶、海参以及盘鲍等底栖生物增殖放流工作,其中中国对虾的增殖和移植、海蜇的增殖、虾夷扇贝的底播移植等工作已初具生产规模和显著的经济效益;但在增殖放流过程中,存在管理体制不够健全、资金投入相对不足、科学研究相对薄弱,缺乏规范的增殖放流技术规程等问题。农业部下发了《全国水生生物增殖放流总体规划(2011—2015年)》,规范和细化了各海域增殖放流任务,提出了渤、黄、东海及南海具体适宜增殖放流的种类,对45种经济物种的适宜放流海域进行了规划。

2.2多营养层次综合增养殖技术

多营养级的综合养殖模式(integratedmulti-trophicaquaculture,imta)是近年提出的一种健康、可持续发展的海水养殖理念。对于资源稳定、守恒的系统,营养物质的再循环是生态系统中的一个重要过程,由不同营养级生物,如投饵类动物、滤食性贝类、大型藻类和沉积食性动物等组成的综合养殖系统中,系统中一些生物排泄到水体中的废物成为另一些生物的营养物质来源。因此,这种方式能充分利用输入到养殖系统中的营养物质和能量,可以把营养损耗及潜在的经济损耗降到最低,从而使系统具有较高的容纳量和经济产出。近年来,作者所在的研究团队针对浅海筏式、底播和岛屿的不同特点和增养殖对象的生态特征,研发了筏式贝-藻-参综合养殖、藻-鲍-参生态底播增养殖和离岸岛屿生态增养殖等多营养层次的综合增养殖新技术。

3海洋牧场建设技术

海洋牧场(oceanranching)是一个新型的增养殖渔业系统,即在某一海域内,建设适应水产资源生态的人工生息场,采用增殖放流和移植放流的方法,将生物种苗经过中间育成或人工驯化后放流入海,利用海洋自然生产力和微量投饵育成,并采用先进的鱼群控制技术和环境监控技术对其进行科学管理,使其资源量持续增长,有计划且高效率地进行渔获。建设海洋牧场需要一整套系统化的渔业设施和管理体制,如人造上升流、人工种苗孵化、自动投饵机、气泡幕、超声波控制器、环境监测站、水下监视系统、资源管理系统等。海洋牧场的构想最早是由日本在1971年提出。

1978~1987年,日本开始在全国范围内全面推进“栽培渔业”计划,并建成了世界上第一个海洋牧场——日本黑潮牧场。韩国于1994~1996年进行了海洋牧场建设的可行性研究,并于1998年开始实施“海洋牧场计划”,该计划试图通过海洋水产资源补充,形成牧场,通过牧场的利用和管理,实现海洋渔业资源的可持续增长和利用极大化。美国于1968年提出建造海洋牧场计划,1972年付诸实施,1974年在加利福尼亚建立起海洋牧场,利用自然苗床,培育大型藻类,效益显著。我国在20世纪80年代曾提出开发建设海洋牧场的设想,90年代又有学者对南海水域发展海洋牧场提出建议,并对南海水域进行了多项综合和专项调查,为开发建设海洋牧场提供了背景资料和技术储备。目前中国海洋牧场的开发还仅限于投放人工渔礁和人工放流,并且由于规模较小,形成的鱼礁渔场对沿岸渔业的影响甚微。

海洋生境修复和生物资源养护的监测与评价

1海洋生境修复和生物资源养护系统的监测

生态系统的监测是海洋生境修复和生物资源养护计划的重要组成部分,监测信息的收集是决定恢复生态系统管理方式的重要环节,通过监测可以确定修复工程是否向既定目标发展。因此,制定监测实施标准和规程对于复杂的监测活动十分必要,如美国的加利福尼亚区域海带修复计划中制定了海带恢复和监测规程,规程为参与潜水的志愿者列出了详细注意事项,以保证监测的一致性和精确性;全球海草监测计划(Seagrassnet)也制定了有关海草恢复的监测规程、野外取样和数据处理的注意事项、科学监测手册等。

监测主要分修复前监测和修复的长期监测。通过修复前监测,可以了解生境和生物资源的受损程度,确定现存生态系统的特点,并有助于确定恢复的目标和恢复方式。修复的长期监测是自修复计划正式实施以后对修复的全过程进行的监测,通过长期的系统监测可以对比修复系统与自然系统的特点,便于准确确定退化生态系统修复的生态变动过程及变动方向。

2海洋生境修复和生物资源养护效果的评价

在复杂的环境条件作用下,恢复的目标和效果可能会偏离既定的恢复轨道,因此,对海洋生境修复和生物资源养护效果进行评价是十分必要的。当前对恢复和自然生态系统及其功能参数特征的变异性了解还不够深入,因此,海洋生境修复和生物资源养护效果的评价方法与技术手段也相对复杂。生态修复效果评价的主要方法有直接对比法(directcomparison)、属性分析法(attributeanalysis)和轨道分析法(trajectoryanalysis)。评价生态修复效果应用最广泛的方法是直接对比法,即对比恢复的和自然的生态系统的结构与功能参数,包括生物和非生物环境参数;属性分析法是将恢复的生态系统的属性转化为定量和半定量的数据,以确定生态系统中各属性要素的恢复程度;轨道分析法是一种正处于研究过程中但比较有应用前景的方法,该方法通过定期收集恢复数据并绘制成趋势图,以确定恢复的趋势是否沿预定的恢复轨道进行。

恢复的生态系统的评价标准较为复杂。从生态学角度,恢复的生态系统应包含充足的生物和非生物资源,其能够在没有外界协助的情况下维持自身结构和功能的持续正常运转,且具备能够应对正常环境压力和干扰的抗性。国内外在采用系统模型评价修复效果方面的研究取得了一定进展。madon等提出了用于规划湿地恢复的生物能量学模型(bioenergeticsmodels),该模型可以用于评估不同环境条件下鱼类的生长情况,华盛顿大学的研究人员利用该模型评估了河口湿地系统恢复过程中鲑鱼幼鱼的生长情况。pickering等运用成本效果分析(Cea)、成本效益分析(CBa)和条件价值评估(CVm)等方法从生态学角度评价了人工鱼礁修复近海生态系统的潜力。

pitcher等采用生态系统空间模拟技术(eCoSp-aCe)预测了香港禁捕保护区内人工鱼礁的资源和渔业的效益。

海洋生境修复和生物资源养护的综合管理

海洋生境修复和生物资源养护的管理是海域管理的重要组成部分,涉及对海洋生态系统的全面了解以及对生境修复和生物资源养护的监测与研究。海洋生境修复和生物资源养护的管理应该从规划开始,一直持续到修复效果达到预定目标。管理的目标是保障修复行动和修复效果的有效性。近年来,基于生态系统的管理(ecosystem-basedanagement,eBm)理念得到充分重视与发展。基于生态系统的管理是一种较为先进的资源环境管理方式,其核心内容是维护生态系统的健康和可持续,该理念强调从海洋生态系统整体出发制定渔业管理决策,并运用多学科知识,加强各部门合作,实现资源开发与生态保护相协调。适应性管理(adaptivemanagement)是海洋生境修复和资源养护中强调的另一种管理模式,该模式承认恢复计划指定过程中无法预测某些不确定发生的事件,管理的目标是解决实施过程中出现的这些不确定事件。该模式涉及附加恢复计划的实施,恢复系统中部分区域的实验研究、不同环境条件下的并行研究计划实施、评估整个过程有效性的实施等。适应性管理的模式广泛应用于海洋生境修复和生物资源养护实践中。

海洋生境修复和生物资源养护研究展望

海洋生境的退化与生物资源的衰退引起了国内外的高度重视,在典型生境的修复、关键物种的保护、修复效果的监测与评价、修复的综合管理等方面取得了较为显著的成效,对缓解海洋生态环境的持续恶化与生物资源的持续衰退起到了重要作用;但在生境修复与生物资源养护原理、生态高效型设施设备、生境修复与生物资源养护新技术、监测评价与管理模型、标准和规范等方面开展的研究与实践工作相对较少,也是制约海洋生境与生物资源持续利用的关键因素,这也必将成为未来研究工作的重点和热点。

1生境修复和生物资源养护原理

生境修复与生物资源养护原理是开展生态系统恢复计划的依据。不同环境条件下的演替规律、功能群结构与功能、不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制、生态系统退化的诊断及其评价指标体系依然是未来研究工作的重点。

2生态高效型生境修复和生物资源养护设施设备

生态高效型设施设备的研发是生境修复与生物资源养护工作的基础。该领域未来工作的热点将主要集中在生态高效型人工鱼礁、藻礁与海珍品增殖礁的研发,资源与环境远程监测设施设备的研制,水下摄像与测量仪器的研制等方面。

3环境友好型生境修复和生物资源养护新技术

生境修复与生物资源养护技术是实现预期修复效果的核心。未来研究的重点将集中在生境修复与生物资源养护关键物种的筛选与功能群构建技术、碳汇渔业新技术、海洋牧场构建技术、智能型远程监测与预警预报技术等方面。

4海洋生境修复和生物资源养护监测、评价与管理模型

监测、评价与管理是修复行动有效实施的关键。未来研究工作的重点将集中在监测、评价与管理的智能一体化系统,监测、评价与管理的动态模型等方面。

生态修复研究分析篇4

关键词:精密附着体修复颌面颌骨复杂缺损临床价值

中图分类号:R78文献标识码:a文章编号:1672-3791(2016)03(a)-0127-02

颌骨缺损属于口腔颌面缺损常见的类型之一,发病率较高,该病的发病原因较为复杂,主要包括先天因素、后天因素,该病若不及时治疗,易使患者颜面部出现畸形,咀嚼、语言、发音以及吞咽功能发生障碍,严重影响了患者的生理和心理健康,因此,对该类患者实施积极有效的治疗显得尤为重要[1-2]。该院为了分析精密附着体在修复颌面及颌骨复杂缺损的临床价值,于2011年10月―2014年10月对16例颌面及颌骨复杂缺损患者实施精密附着体修复治疗,现详细内容见下文。

116例颌面及颌骨复杂缺损患者的资料和方法

1.116例颌面及颌骨复杂缺损患者的一般资料

抽取入住该院的16例颌面及颌骨复杂缺损患者(2011年10月―2014年10月)作为该次实验的研究对象,对16例颌面及颌骨复杂缺损患者的临床资料进行回顾性分析,16例颌面及颌骨复杂缺损患者男女分别为10、6例,最小患者的年龄为24岁,最大患者的年龄为58岁,16例患者年龄均值为(36.77±1.35)岁。16例颌面及颌骨复杂缺损患者及其家属均在医生的陪同下对此次研究的相关信息进行了详细的了解,且均已自愿签署知情同意书。

1.2修复方法

16例颌面及颌骨复杂缺损患者均实施精密附着体修复治疗,具体修复方法为:主要对患者的口内以及口外使用精密附着体修复治疗。(1)口内:使用按扣式联合杆式附着体制作支架并试戴,具体为:结合患者缺损的前牙及牙槽骨组织研究模型,在模型上制作蜡形支架,使用按扣式联合杆式附着体设计可摘局部义齿,并让患者进行试戴,达到恢复缺损的前牙以及牙槽骨组织的效果。(2)口外:制作可摘义齿及鼻唇缺损修复固位体的支架:具体为:将含有精密附着体的支架让患者进行试戴且合适后,取集合模,结合患者缺损上唇、牙槽嵴形态以及精密附着体在口内的相关情况为患者制作前牙区可摘局部义齿(使用按扣式联合杆式附着体的固位装置),并设计和制作鼻唇修复的固位体。然后为患者制作口、鼻修复体支架,完成后,让患者进行试戴。

1.3评估指标及效果判定标准

1.3.1评估指标

16例颌面及颌骨复杂缺损患者均随访一年,分析16例颌面及颌骨复杂缺损患者的治疗效果及满意度评分(选用模糊数字法进行评分,总分100分,得分越高表示患者的满意度越高,修复效果越好)。

1.3.2效果判定标准

治疗后,患者的面部和鼻唇形态基本恢复正常,与面部组织贴合紧密,固位稳定,且咀嚼、发音功能正常,修复体稳定,未发生脱位变形为有效,有效率=有效例数/总例数×100.00%。

1.4统计学分析

对16例颌面及颌骨复杂缺损患者的治疗效果及满意度评分应用SpSS21.0统计学软件进行数据分析,治疗效果的统计分析方法采用X2检验(计数资料),结果用率表示,满意度评分的统计分析方法采用t检验(计量资料),结果使用()表示。

2研究结果

随访一年后发现,16例颌面及颌骨复杂缺损患者中,有15例患者为有效,其有效率为93.75%,满意度评分为(93.24±3.33)分,治疗效果较显著。

3讨论

颌面及颌骨复杂缺损属于临床口腔科常见的疾病之一,不仅严重影响了患者的咀嚼、语言功能,还严重影响了患者面部整体的美观,给患者带来了较大的生理以及心理伤害,严重降低了患者的生活质量[3]。

为提高患者的生活质量,保证患者的身心健康,对颌面及颌骨复杂缺损患者实施有效治疗是非常有必要的。有研究报道称,在治疗颌面及颌骨复杂缺损的过程中,常易出现修复体固位差、咀嚼效率低等现象,治疗效果较差[4]。该研究对颌面及颌骨复杂缺损患者实施精密附着体修复治疗,主要是使用按扣式联合杆式附着体进行修复治疗,杆式附着体具有较稳固的支架结构,可以使缺损牙槽嵴和杆的形态保持一致,而按扣式附着体能有效缓冲修复体的前后摆动和翘动,固位效果更显著,且可以有效促进软组织缺损和牙缺损有机结合,修复效果更确切[5]。相比于其他的修复治疗,精密附着体修复治疗能有效修复颌面缺损,且固位效果以及稳定性较好,患者的满意度更高。

此次实验数据表明,随访一年后发现,16例颌面及颌骨复杂缺损患者经精密附着体修复治疗后,有15例患者取得了满意的疗效,有效率为93.75%,满意度评分为(93.24±3.33)分,这说明对颌面及颌骨复杂缺损患者实施精密附着体修复治疗,治疗效果较显著,可有效恢复患者的面部和鼻唇形态以及咀嚼、发音功能,显著提高了患者的生活质量。

总结上述研究内容得出,精密附着体在修复颌面及颌骨复杂缺损中具有显著的临床价值,患者的满意度较高,对患者的语言功能,咀嚼效果的提高起到了显著的效果,有效地降低了受损颌骨的应力,对于提高修复体的使用寿命,整个修复体效果的远期观察有很好的作用,值得各大医疗机构推广实践。

参考文献

[1]姜涛,杨柳,程显达,等.栓道式精密附着体义齿修复肯氏Ⅱ类缺损的临床效果观察[J].口腔颌面修复学杂志,2011,12(4):225.

[2]黄鹤,法永红,杨永进,等.t-ScanⅢ系统对不同义齿修复KennedyⅡ类牙列缺损的咬合力分析[J].口腔颌面修复学杂志,2011,12(5):265-269.

[3]王德芳,董正杰,包向军,等.三种附着体固位力衰减的体外实验研究[J].上海交通大学学报:医学版,2011,31(6):813-816.

生态修复研究分析篇5

摘要:

对水生植物睡莲(nymphaeaspontanea)、梭鱼草(pontederiacordata)在5、15和25mg/L铜(Cu)质量浓度下的水体修复效果及生物富集作用进行了试验研究。结果表明,在实验条件下,30d后睡莲和梭鱼草对Cu全量的去除率分别为89%和58%。2种植物都能够用于修复Cu污染水体,且睡莲的修复效果和根部的Cu富集能力显著高于梭鱼草。初始浓度、修复时间及其交互作用对水体中Cu的去除具有极显著差异。植物鲜重增长率、修复效果、生物富集系数均随修复时间的延长和初始浓度的减小而增加。Cu溶解态及其全量具有较为一致的修复规律,去除率与修复时间呈高度相关的线性关系。今后应进一步探讨植物种植密度、修复时间和初始浓度对净化效果的综合影响。

关键词:

植物修复;睡莲;梭鱼草;铜污染;水体净化

随着采矿、冶炼、化工、电镀、制革等行业的发展,以及固体废弃物的不合理填埋、堆放和大量化肥农药的施用,使得各种重金属污染物进入水体[1-2]。加之重金属本身所具有的稳定性和生物蓄积性,导致这些污染物给环境和人体健康造成了严重危害[3-4]。铜作为环境介质中常见的一种重金属,在天然水体中有多种存在形式,其中,自由Cu2+被普遍认为是铜对水生生物致毒的主要离子形式。据报道未污染的河流中平均铜浓度为0.25~2μg/L,污染水体的铜浓度通常在10μg/L以上[5]。植物修复作为污染环境治理最具前景的重要手段之一,在土壤和水体重金属污染修复中已经引起了广泛关注,具有投资小、效率高,环境生态效益好等优点[6-10]。其中水生维管束植物不仅能保持水体生态系统的良性运行,而且也是重金属污染水体修复优先选择的植物种群之一[11-12]。例如,凤眼莲(eichhorniacrassipes(mart.)Solms)由于适应性广、生长繁殖快等特点,是Cu、Cd、Cr、Hg、ni、pb、Zn等多种重金属的优势蓄积植物[13-15]。在印度利用水生植物假马齿苋、凤眼莲、蜈蚣草、水蕹菜等对废水中重金属Cr、Cu、ni和pb的富集能力和修复潜力进行评价,结果发现凤眼莲适用于Cu和ni的修复,而细小苹、蜈蚣草则适用于Cr和pb的修复[16]。在短期(5d)内凤眼莲对含铜废水具有良好的净化效果[17]。香根草在处理含Cu废水时,其生物量随水体Cu浓度的增长而降低[18]。另据报道,在我国鄱阳湖水生植物种植资源调查中,狗牙根、紫云英对Cu的富集能力也相对较强些[19]。目前,植物修复重金属污染水体尚处于对超富集植物的筛选和研究阶段,用于工程应用的并不多见。考虑到植物生长的环境和适应性,植物修复规律和效率存在较大的地域差异,对具有良好适应性的植物应值得深入研究,挖掘其修复潜力。鉴于睡莲(nymphaeaspontanea)、梭鱼草(pontederiacorda-ta)作为城市河流、池塘、湖泊等水体常见的景观植物,在城市绿化、景观建设中备受注目,而且一些研究证明它们对水体具有一定的净化功能[20-21]。但这2种植物用于修复重金属污染水体的研究结果报道甚少。因此,本次研究尝试利用在研究区生长良好的睡莲、梭鱼草,来修复不同浓度的铜(Cu)污染水体,并用于评价这2种植物的修复潜力和应用价值。

1材料与方法

1.1试验材料根据文献[22-23]的研究结果,用水葫芦等水生植物处理20mg/L的含Cu废水时,染毒72h后植株整体上仍保持生长状态,根部完整,植物的水分运输系统基本没有遭到破坏;而在含Cu浓度为从5mg/L升至40mg/L的条件下,李氏禾的生物量不断减小。因此,在保证水生植物不被损伤致死的情况下,借鉴该结果设定本次试验中水体Cu质量浓度为三个梯度,分别是5mg/L、15mg/L和25mg/L。植物修复水样用Hoagl营养液进行配置,Cu元素由CuSo4•5H2o补给。试验容器为20cm(底部直径)×30cm(顶部直径)×25cm(高)的塑料桶,设置试验水量8L。水生植物睡莲、梭鱼草均购置于郑州市陈砦花卉市场水生植物培育基地,幼苗平均高10~15cm。植物幼苗经去土洗净根后置于试验容器中,进行适应性生长,时间为7d。置于室外光照充足处自然生长。

1.2试验设计两种植物按照初始Cu浓度不同分别设置3组,即睡莲组设n-5、n-15和n-25三组,梭鱼草组设p-5、p-15和p-25三组,共计6组,并设空白对照(不种植植物)一组。每组设2个重复。在选择植株个体时考虑到自然生长原因,尽量保证大小均匀的同时,难免出现睡莲、梭鱼草种类以及个体之间存在鲜重方面的差异。因此,在试验设计时,每组重复之间做到鲜重近似相等,组间随初始浓度增加植物鲜重也有所增加。对于相同初始浓度,梭鱼草鲜重总体上接近或略小于睡莲。试验过程中始终保持桶内水位至8L,添加蒸馏水补充蒸发、蒸腾和采样所耗水分。试验于2012年四月中下旬到五月中旬进行,持续时间30d,每8d采集一次水样进行分析(采样前一天必须补足水量)。

1.3水样与植物分析依照《水和废水监测分析方法》[24]对水样中的Cu采用火焰原子吸收法测定,计算去除率,评价2种植物对Cu污染水体的修复效果。水样采集后经硝酸酸化至pH1~2,然后用硝酸、高氯酸消解;测定Cu溶解态含量时,须先把样品通过0.45μm滤膜过滤,然后酸化消解。植物根部前处理先于50℃烘干48h,研碎,再于105℃恒温2h,冷却后消解待测。试验过程中,观察植物的生长状况,并测定鲜重。测量时将植物从水中取出,置于阴凉通风处,直至没有水从植物滴落时快速称重。

1.4数据处理与分析利用excel2007和SpSS13.0统计软件对数据进行处理和图表绘制。污水Cu去除率、植物富集系数及富集量根据以下公式计算。

2结果与讨论

2.1植物生长状况分析整个试验期间平均室外温度在14~25℃,温度随时间逐渐升高,适合植物生长。在试验期间植物经历了发芽,长出新叶,发出新根须几个阶段,整体长势良好。起初几天,2种植物原先长出的叶子部分发蔫,植物体周围出现白色泡沫,一周后情况好转,第12d睡莲和梭鱼草都长出了新芽,其中睡莲的新芽较多。第15d之后水质开始出现明显的澄清。在Cu处理浓度为15mg/L和25mg/L时,20d后睡莲的叶子和茎出现腐烂发黑的现象,并且从植物体上脱落下来,新长出的根须也出现了黑头现象。而梭鱼草整体长势要好于睡莲,但其新生根须和幼芽的数量都不如对应浓度下的睡莲多。两种植物在30d内重量均有所增加,所有植物的增长率均随着Cu污染水平的增加而减小(图1)。梭鱼草增长率高于睡莲,尤其随着初始浓度的增加,2种植物之间的增长率差异变大。方差分析结果显示初始浓度、植物种类对植物鲜重增长率均具有极显著差异(p<0.01)。因此,试验过程中植物生长的快慢,与植物种类和水体Cu初始污染浓度都有关系。虽然选择的睡莲和梭鱼草都属于多年生水生植物,但睡莲为浮叶植物,梭鱼草为挺水植物,从适应能力上看后者优于前者,因此梭鱼草生长整体较好,表现为在水体具有相同Cu初始浓度时,当试验初始2种植物生物量较接近时,试验末期梭鱼草生物量高于睡莲;或者当试验初始梭鱼草鲜重小于睡莲时,试验末期梭鱼草生物量近似相当甚至高于睡莲。当种植睡莲时,Cu初始浓度5mg/L与15mg/L、25mg/L之间的植物增长率具有显著差异(p<0.05),而15mg/L与25mg/L之间没有显著差异;说明睡莲能在较长修复时间内生长良好的Cu初始浓度处于较低水平(5mg/L)。与此相比,当种植梭鱼草时,Cu初始浓度25mg/L与5mg/L、15mg/L之间的植物增长率具有显著差异,反而5mg/L与15mg/L之间没有出现显著差异;表明梭鱼草能在较长修复时间内生长良好的Cu初始浓度处于较高水平(15mg/L)。这也进一步扩大了睡莲和梭鱼草在相同初始浓度时植物鲜重增长率之间的差距。从整体状况看,试验期间虽遭遇最低温度11℃和最高温度30℃,但并无大起大落现象,因此植物整体生长状况受污染水体Cu初始浓度的影响程度要远大于外界环境的影响。一些研究也表明Cu浓度的增加会明显抑制凤眼莲、浮萍等水生植物的增长或使其生物量产生显著差异[17-18,22-23,25]。

2.2水体中Cu浓度的变化

2.2.1水体中Cu溶解态浓度的变化分别种植睡莲和梭鱼草,水体中Cu溶解态的含量随着修复时间的延长和初始浓度的增大均呈减小趋势,而且睡莲对Cu溶解态的去除效果优于梭鱼草,这种修复差异随着时间的延长也在扩大。如初始Cu溶解态浓度介于1.7~1.8mg/L时,16d后睡莲和梭鱼草对其平均去除率分别为49%和45%,而30d后这2种植物的平均去除率则分别为91%和63%(表1)。通过方差分析,表明在3种初始浓度水平下,水生植物和修复时间及其二者的交互作用对Cu溶解态的去除率起到极显著作用;同样地,分别种植2种植物,修复时间和初始浓度及其二者的交互作用对Cu溶解态的去除率亦起到极显著作用;说明Cu溶解态的去除率受到水生植物种类、修复时间和初始浓度的极显著影响。进一步对修复时间、初始浓度各处理之间分别进行多重比较,发现除n-15这一组外,其余组Cu溶解态的去除率在不同修复时间之间均表现出极显著差异,说明2种植物在30d之内均能够把Cu溶解态持续快速地从水中移除。利用睡莲修复时,8d后3种初始浓度对Cu溶解态的去除率没有造成显著影响,而持续修复16d和24d后,Cu初始浓度5mg/L与15mg/L、25mg/L之间具有显著差异,直至修复30d后,3种Cu初始浓度两两之间才具有显著差异。当利用梭鱼草修复时,8d后Cu初始浓度5mg/L与15mg/L、25mg/L之间已呈现出极显著差异,此后Cu初始浓度两两之间均具有显著差异,有的甚至是极显著差异。可见,当Cu初始浓度增加时,梭鱼草修复比睡莲修复导致水体中Cu溶解态的去除变化更大。

2.2.2水体中Cu全量的变化在初始浓度为5mg/L时,睡莲、梭鱼草的修复效果最好,而且睡莲的修复效果明显优于梭鱼草(表2)。不论种植何种植物,修复时间、初始浓度以及二者的交互作用对Cu全量的去除均具有极显著影响。在初始浓度为5mg/L和15mg/L时,植物种类、修复时间及其交互作用亦具有极显著影响,进一步的多重比较证明:该对应浓度下不同修复时间之间Cu全量的去除率均具有极显著差异。但当初始浓度达到25mg/L时,植物种类、修复时间对Cu全量的去除不具有显著影响。这一结果表明在相同浓度梯度下,2种植物的修复效果在中低浓度水平下差异较大,而在高浓度水平下差异较小,通过多重比较判断,在相同植物、相同修复时间下,初始浓度5mg/L与15mg/L和25mg/L时的去除率之间全部是显著差异,试验结果中除一组外全部呈极显著差异;但与此相反的是,15mg/L与25mg/L之间的去除率除一组具有显著差异外,其余组均不具有统计学意义上的明显差异。值得一提的是,当Cu初始浓度由15mg/L增加至25mg/L时,试验设计中虽考虑各组的植物鲜重根据污水中Cu浓度的递增亦有所增加,而且其增幅比例近似相当,但修复结果出现的一些变化却值得探讨,即在最初的修复期内(8~16d),2种植物的去除率(溶解态、全量)都是Re25>Re15,在后期的修复过程中(16~30d),却是Re15>Re25。出现这种变化的原因可能是:由于植物吸收的Cu主要集中在根部[16,26-27],因此在高浓度情况下,后期植物根部重金属浓度接近其最高耐受量时,其吸收速度变慢,导致去除速率反而比中等浓度情况下的低。2.3Cu去除率与时间的拟合关系重金属在水中的存在形态可分为溶解态和颗粒态两大类,通过分析水体中Cu溶解态和Cu全量的去除率随时间的拟合关系,发现均符合线性关系(y=ax+b)(表3)。一些研究表明,在植物修复过程中,会出现一段时间内水体中浓度增加和去除率下降的现象,如水葫芦在修复13~14d时,对Cd、as具有最高的去除率,此后,植物体内的蓄积量并不是随时间的延长持续增加;而绿萍对铅的蓄积表现为从第8d开始有所降低,并且水体中铅浓度出现反弹和增加[9,15,28-30]。但在本次试验期间,2种植物并没有出现去除率下降和水体Cu浓度反弹增加的现象,说明2种植物在30d内均能够持续、稳定地带走水体中的Cu元素。随着初始浓度的增加,如果合理布置植物种植密度,其去除率会有显著提高[31]。今后应进一步探讨初始浓度、植物密度、修复时间和修复效果之间的关系,以及确定植物合理收割的时间,避免植物衰亡后污染元素又重新释放进入水体,引起二次污染[32-33]。通过系统研究使得试验结果更加完善,能够逐步将植物修复推广付诸实践。

2.4植物根部对Cu的富集睡莲、梭鱼草根部Cu的富集量平均值分别为794.95mg/kg和670.55mg/kg。睡莲根部的富集量,随着初始浓度的增加而增加,梭鱼草则表现为先减小后增加的趋势;2种植物根部对Cu的富集量随初始浓度的增加,其差距加大。统计分析显示,不论水生植物,初始浓度的变化都会对植物根部Cu的富集量带来显著差异。当初始浓度为5mg/L时,2种植物根部对Cu的富集量差异不明显,但当升至15mg/L和25mg/L时,2种植物间的富集量分别呈现出显著和极显著差异。随着Cu初始浓度的增加,2种植物的富集系数呈现一致的下降规律(图2)。在相同初始浓度下,睡莲的富集系数大于梭鱼草,且睡莲、梭鱼草根部对Cu的富集系数范围分别介于35~150和28~143之间。由于富集系数远大于1,因此2种植物都能够很好地净化Cu污染水体。当初始浓度保持不变时,2种植物对富集系数的影响与其对富集量的影响一致。但是在种植任一水生植物的情况下,初始浓度的变化都会对植物富集系数带来极显著影响。尤其小浓度(5mg/L)下植物的富集系数是中、高浓度(15mg/L、25mg/L)下的3~5倍。一些研究表明植物组织中Cu的浓度范围介于5~20mg/kg,而超过此限值时Cu极有可能产生毒理效应[34-35]。另外许多拥有发达根系的植物对Cu的吸收机理是将其集中阻隔于根部,使得这些植物既能从环境介质中去除Cu,又能免于植物中毒致害[34,36]。本次研究虽然睡莲的鲜重增长较小,但由于植物生出较多的根须,因而在对Cu的富集方面显示出优于梭鱼草的能力,恰好验证了上述结论。

3结论

1)植物种类、水体中Cu初始浓度对植物生物量的影响显著。梭鱼草生长整体好于睡莲,且试验末期其鲜重增长率均高于睡莲;2种植物能在较长修复时间内生长良好的Cu初始浓度分别是睡莲为5mg/L,梭鱼草为15mg/L。2)初始浓度对植物根部Cu的富集量和富集系数的影响分别呈现出显著和极显著差异。随着水体中Cu初始浓度的增加,睡莲根部Cu的富集量一直增加,而梭鱼草则是先减小后增加;但2种植物的富集系数均一致下降。在初始浓度由15mg/L增至25mg/L时,不同植物种类对富集量和富集系数的影响由显著差异变为极显著差异。与梭鱼草相比,睡莲根部对Cu具有更强的富集能力。3)2种植物对Cu溶解态、全量的修复过程相似,都能够较好地应用于Cu污染水体的修复。总体上,修复30d后,睡莲对Cu溶解态的平均去除率最高为92%,梭鱼草为64%;而对应的Cu全量的去除率则分别为89%和58%。可见,睡莲的去除率高于梭鱼草。

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生态修复研究分析篇6

[关键词]种植体支持牙龈诱导;上颌前牙;种植;美学修复

[中图分类号]R5[文献标识码]a[文章编号]1674-0742(2016)06(a)-0113-02

[abstract]objectiveofimplant-supportedapplicationresultsininducedgingivalmaxillaryanteriorteethaestheticrestorationplanting.methodsGroupselectionaretrospectiveanalysisinFebruary2015-theclinicaldataofFebruary2016ourhospital85casesofpatientswithmaxillaryanteriorteethgrow,accordingtotherepairprogramdividedintocontrolgroup(35cases)andstudygroup(50cases),controlgroupwereimmediatetemporarycrowntoweargumshapingrepair,implant-supportedresearchgroupunderwentinductiontherapytorepairthegums,comparedtwogroupsofredandsofttissueaestheticsscore(peS),theevaluationofboneresorption(DBi)andpapillaindex.ResultsafterthetemporarycrownshapingStudyGroupevaluationofboneresorption(0.21±0.14),redaestheticscore(7.32±1.62),andafterevaluationofthepermanentrepairofboneresorption(0.28±0.23),redaestheticscore(7.79±1.23)weresignificantlybetterthanthecontrolgroupdifferenceswerestatisticallysignificant(p

[Keywords]implantsupportedgumsinduced;maxillaryanteriorteeth;planting;aestheticrestorations

上颌前牙区为口腔重要美学区域,与人们语音功能及面部外观密切相关,上颌前牙种植时牙周围易出现龈缺陷,影响视觉效果,因此在行上颌前牙种植时加以美学修复具重要意义[1]。研究表明,牙龈诱导应用于上颌前牙种植中的效果显著,可取得较好美观效果[2]。针对此,该文对2014年2月―2016年2月该院收治种植体支持牙龈诱导在上颌前牙种植美学修复的应用效果进行具体探究,现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

整群选取并回顾性分析2014年2月―2016年2月该院收治的85例上颌前牙种植患者的临床资料,所有研究行为均获得患者及医院伦理委员会的批准并同意,按修复方案不同分为对照组(35例)和研究组(50例),对照组男女比例为19:16,年龄21~52岁,平均(31.28±8.64)岁,共置入35枚种植体,其中上颌中切牙25例、上颌侧切牙7例、上颌尖牙3例;研究组男女比例为27:23,年龄20-52岁,平均(31.23±8.71)岁,共置入50枚种植体,其中上颌中切牙36例、上颌侧切牙10例、上颌尖牙4例;两组资料比较差异无统计学意义(p>0.05),具可比性。

1.2方法

术前取两组患者上下颌印模,拍摄牙根尖片及口腔曲面断层片,行局部麻醉;对照组行即刻佩戴粘结临时冠塑形牙龈修复:常规植入种植体,对骨量不足者行人工骨粉填充,并覆盖生物膜于表面行引导骨再生,10d后拆线佩戴临时冠,并采用树脂粘结剂将粘结桥置入缺牙区邻牙舌面,每隔1月复诊1次,调整临时冠,3月后行永久修复;研究组行种植体支持牙龈诱导成形修复:行常规上颌前牙种植,即刻安装种植体支持临时冠(与对颌无咬合接触),行牙龈诱导,每月复诊1次调整临时冠的穿龈轮廓,4~6个月后行永久修复,对骨量不足者先行引导骨再生术,术后3月再行牙龈诱导[3]。

1.3观察指标

观察并记录两组患者红色美学评分、骨吸收评价及龈指数评价。

1.4统计方法

数据均以SpSS20.0统计学软件分析,正态计量资料采用(x±s)表示,2组正态计量数据的组间比较采用t检验;计数资料用[n(%)]表示,采用χ2检验,p

2结果

2.1对比两组骨吸收评价及红色美学评分

研究组临时时冠塑形后及永久修复后骨吸收评价及红色美学评分均显著优于对照组,两组比较差异有统计学意义(p

2.2对比两组龈指数

修复后研究组龈指数较对照组优,比较差异有统计学意义(p

3讨论

临床对上颌前牙缺失患者常行种植美学修复,不仅要求恢复患者缺牙区牙齿和软硬组织,同时还要求达到自然美学状态,使得种植牙与软硬组织相协调。相关研究表明,牙龈诱导能够显著提高龈美观效果[6]。为证实该结论,该文对该院收治的85例上颌前牙种植患者的临床资料进行回顾性分析,取得满意结果。

研究结果显示:研究组临时冠塑形后骨吸收评价(0.21±0.14)、红色美学评分(7.32±1.62)及永久修复后骨吸收评价(0.28±0.23)、红色美学评分(7.79±1.23)均显著优于对照组,说明对上颌前牙种植患者行牙龈诱导可有效提高美观效果。同时,研究结果还显示:研究组龈指数显著优于对照组,这个与岳碌难芯拷峁相似[7],说明对上颌前牙种植患者行牙龈诱导可有效改善龈外形,提高美观度。

分析原因可能为:种植牙不仅需要恢复缺失牙及其软硬组织,还要求具一定自然美观度,并与邻牙软硬组织相协调,使得种植牙能够最大限度达到天然牙的功能及美观效果。传统种植义齿修复受缺牙间隙、软硬组织质量、种植角度、位置、深度等多方面的因素影响导致美学效果较弱,医师通过调改种植体修复方案,采用临时冠对患者种植修复体周围的牙龈软组织进行塑形,并对患者牙龈进行诱导,有效维持修复后牙龈与龈缘的曲线连续性,可避免牙龈萎缩以及“黑三角”形成,故通过牙龈诱导可显著改善患者上颌前牙种植修复体的牙龈外形及美观效果,促进患者上颌前牙种植的修复,达到一定美学效果,显著提高患者满意度[8-9]。此外,牙龈诱导还具有安全可靠等优点,可提高患者治疗依从性,并通过定期回院复诊,对临时冠进行调整,利于牙龈成形修复[10]。受时间、环境以及样本例数等因素限制,该文未对两组修复满意度进行对比分析,需进一步扩大实验予以探究并作合理改善。

综上所述,种植体支持牙龈诱导成形在上颌前牙种植美学修复的应用效果显著,可有效改善龈外形,提高美观效果,值得临床推广。

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生态修复研究分析篇7

关键词:盐碱土壤修复综述

土壤是人类农业生产极为重要的自然资源,是植物、作物生长发育的重要载体。然而,由于漫长的历史进程中,自然或人为作用使得很多土壤出现盐碱化的趋势,尤其随着设施栽培的进一步发展,连作和非科学的种植方法,使得土壤盐碱程度增加,从而不利于作物的生长发育,影响正常的农业生产。土壤盐碱化是一个世界性问题。世界大约20%的灌溉农业用地受到盐碱化的影响,我国约有1亿hm2盐碱土壤,干旱、不合理耕作、落后的排水设备、设施栽培等因素导致土壤次生盐碱化日益加重。而土地的有限性决定了人们有必要对盐碱土壤进行修复研究与实践,从而修复改良盐碱土壤,使之适宜农作物的生长发育,便于农业耕作,提高区域经济,促使区域社会发展。

1、土壤盐碱化形成条件及类型

土壤盐碱化的原因很多,主要与气候干旱、地势低洼、排水不畅、地下水位高、地下水矿化度大等因素有关,母质、地形、土壤质地层次等对盐碱化的形成也有重要影响。

中国土壤盐碱化类型主要有以下几种:一是现代盐碱化:在现代自然环境下,积盐过程是主要的成土过程;二是残余盐碱化:土壤中某一部位含一定数量的盐分而形成积盐层,但积盐过程不再是目前环境条件下主要的成土过程;三是潜在盐碱化:心底士存在积盐层,或者处于积盐的环境条件(如高矿化度地下水、强蒸发等),从而可能发生盐碱成分在土壤表面积聚的情况,而导致土壤的潜在盐碱化。

2、盐碱土壤修复方法及评述

修复盐碱土壤的方法有众多,按其修复的原理大致可划分为物理方法、化学方法、生物方法[1],生物方法又有植物修复法、动物修复法、微生物修复法、其它修复法及利用2种或数种方法的综合修复方法。

2.1物理修复方法

物理修复方法就是建设一定的水利工程,通过水流的作用对其盐碱土壤进行修复,通过土壤水的动力学运动将盐碱排除或降低盐碱含量。利用土壤水动力学行为,可以达到对土壤中盐碱成分的一定程度的降解,经罗朋[2]研究可知,不同的灌溉方式下,水动力运动方式将对土壤中的盐碱成分随水体运动而达到一定程度的降解作用。但改变原有的盐碱土壤的人渗能力是修复盐碱土壤的关键因素,只有这样才能有利于盐碱成分随土壤水运动达到降解的可能[3]。电流法:通过电流的作用,使土壤中盐碱成分的阴阳离子定向移动,达到降解土壤中的盐碱含量。杨柳青等[4]利用电流的作用对干旱区盐碱土壤进行修复试验研究,效果良好。土壤成分置换法:有目的地在土壤中添加有效物质,加以搅拌使之拌合均匀,使土壤的容重、孔隙率、渗透系数、pH值、含水率等因素发生有利的改变,改善土壤的物理性状和化学性状。

杨海儒[5]以松嫩平原大庆地区盐碱地为研究对象,利用石膏、粉煤灰与糠醛渣3种物质的3个水平正交设计了8种不同处理。通过田间试验,研究了不同改良剂组合对盐碱土的物理性质、化学性质的影响,并分析了影响机理,结果表明其对盐碱土壤改良效果良好。

盐碱土壤修复的物理方法还应有其它方式,但有待研究开发。物理方法简单明了,其费用也不是很高,对环境的负面影响极小。

2.2化学修复方法

盐碱土壤的化学修复方法是利用各种化学药剂或化学物质对盐碱土壤进行修复,这些化学药剂和化学物质众多,其修复的原理在于与土壤中的化学物质发生化学反应,降解原盐碱土壤的盐碱成分和其它化学成分,从而达到对盐碱土壤修复的目的。例如有利用脱硫废弃物的,如李明等[6]利用脱硫废弃物改良不同类型盐碱地种植马莲,试验研究得到良好的效果;有利用脱硫石膏有效降解土壤中碱度的,如张峰举等[7]利用脱硫石膏对次生碱化盐土进行改良,发现效果较好;有时2种或数种化学物质被利用于盐碱土壤改良,例如张葛[8]使用GLS改碱剂和磷石膏对盐碱土壤进行了改良试验研究,试验后盐碱土的pH值、总碱度、交换性na、CeC等指标都得到下降,并且改良后的盐碱土的营养成分和酶活性与原土相比,有一定程度的提高,盐碱土壤得到修复改良。

盐碱土壤的化学修复方法,所花费的费用较高,且其最大的弊端在于在对盐碱土壤修复的同时,用来作为土壤盐碱成分的修复用的化学物质,在与土壤中化学物质发生反应之后生产的新物质,很有可能造成二次土壤污染,故较危险,难以准确把握。

2.3生物修复法

盐碱土壤的生物修复方法是最近广为关注的修复方法,也是最有前景的修复方法,包括植物修复方法、动物修复方法和微生物修复方法3种。

2.3.1植物修复方法盐碱土壤的植物修复方法主要是种植耐盐或耐碱植物,通过植物的生长发育吸收土壤中的盐碱成分,从而降低土壤的盐碱度,达到对盐碱土壤的修复目的。在这方面,由于修复方法的功效较强,且经济实惠并自然环保,从而研究成果较多。这些植物主要以某些草类植物为主,哈玲津等[9]针对天津市蓟县、西青和大港的荒地土壤和耐盐碱的4种野生植物(猪毛菜、草木樨、艾蒿和补血草)进行盆栽试验。植株生长5个月后,测定土壤的各项理化指标。结果显示,4种植物均大大降低土壤总盐量,猪毛菜可以不同程度地降低土壤中碳酸根离子和硫酸根离子和有效磷;补血草对降低土壤硫酸根离子和水溶性钙较有效;草木樨和艾蒿可以明显增加土壤有效氮含量。研究结果综合分析表明,这4种野生耐盐植物对改良盐碱地土壤效果明显。种植星星草可以一定程度地修复盐碱土壤,丁海荣等[10]综述了近年来对星星草形态结构、生物学特性、耐盐生理特性及种植后对土壤养分结构的影响研究,发现经人工种植后星星草在盐碱地不仅可以正常生长发育,同时具有较好的饲用价值,最主要的是对盐碱土壤具有很好的改良效果。种植一些耐盐碱树木在一定程度上也可以做到对盐碱土壤进行修复,例如陈志强[11]研究表明,沙枣、白蜡、杜梨、甘蒙柽柳、甘肃柽柳、多枝柽柳、西伯利亚白刺和齿叶白刺较适合在中度苏打盐碱土上生长;盐生白刺、甘蒙柽柳、甘肃柽柳、多枝柽柳、西伯利亚白刺、齿叶白刺适合在高土壤含盐碱量下种植。肖鑫辉等[12]研究表明,野生大豆也是良好的盐碱土壤修复植物;闫秀丽[13]研究表明,合欢作为一种耐寒耐旱植物,喜光具有根瘤,对盐碱土壤也有一定的修复功效。对于盐碱土壤的修复植物的寻找首先应在盐生植物中找寻,盐生植物由于其特有的生理生态特性,对盐碱成分有一定的抗性,决定了其对盐碱的耐性,从而达到对盐碱土壤的修复效果。武春霞等[14]通过植物的耐盐胁迫试验发现了草木樨、猪毛菜、艾蒿和补血草4种耐盐生植物对盐碱土壤的修复功效;苏忠[15]研究表明,罗布麻也是一种对盐碱土壤具有一定修复功效的植物;刘润进等[16]研究指出,高羊茅和芨芨草也可以作为修复盐碱土壤的可选植物;马章全等[17]研究表明,杂交狗尾草对盐碱土壤也具有一定的修复功效;诗雨[18]介绍了印度海盐化学研究所研究出在海滩盐碱地上种植一种被称为“爱普斯的吸盐植物来为盐碱地脱盐取得了成功。马章全等[19]研究表明,野豌豆与箭等豌豆、毛苕、山野豌豆耐旱、抗寒、耐瘠薄、抗盐碱土壤,特别适于红壤土和生荒地生长。我国科研人员研究表明,植物马鞍腾[20]、黄花草木樨[21]对盐碱土壤也有一定的修复功效。张瑛等[22]在种植6a苜蓿的盐碱地上,通过对苜蓿地和未种植苜蓿的盐碱荒地(对照)的pH值、盐分及养分的化验测定,结果表明,在盐碱地上种植苜蓿可明显改良盐碱土壤;在0~60cm的耕作层中,苜蓿地的全盐含量比对照下降了29.8%,有机质比对照提高了4.5%。垂柳和四翅滨藜也被用于盐碱土壤的修复,丁丽萍等[23]的研究表明,四翅滨藜对盐碱土壤的修复功效高于垂柳。盐碱土壤的植物修复方法具有很大的潜力,其生态环保、新的修复植物不断地被探索开发与利用。先进的生物技术利用于盐碱土壤的植物修复法将大有作为。

2.3.2动物修复方法盐碱土壤的动物修复法可以利用一些土中生存的动物,如蚯蚓在生长发育的过程中,将体内的某些分泌物排放于盐碱土壤中,与土壤中的盐碱成分发生化学反应,达到降解土壤盐碱度,改良盐碱土壤。同时由于动物的生理活动,松动土壤,改善土壤的孔隙度和含水率等。但盐碱土壤的动物修复法研究成果欠缺,有待于继续探索研究。

2.3.3微生物修复方法盐碱土壤的微生物修复方法是利用某些微生物的生理活动达到改变土壤中的盐碱成分,进而达到降低盐碱浓度和盐碱量。这方面的研究,最近较为活跃,并有不少研究成果。有利用真菌来对盐碱土壤进行修复的,如柳威等[24]利用丛枝菌根真菌在盐碱土壤中大量分布,研究指出它的存在可以增强盐碱植物的生长、促进营养吸收、提高光合作用和抗氧化,同时分析了盐胁迫对丛枝菌根真菌的孢子萌发、菌丝生长、菌根形成和菌根侵染的影响。利用具有活性的微生物菌肥施用于盐碱土壤中,通过微生物的生长、繁殖等作用于盐碱土壤使其盐碱成分得到降解,如宋家清等[25]对滨海盐碱土壤施用活性微生物菌肥,探讨菌肥浓度分别对表土层和5cm土层土壤养分、盐分和pH值的作用,研究结果表明,施用菌肥后表土层铵态氮含量增加明显,速效钾含量一定程度增加,速效磷变化不大,硫酸盐含量降低明显,氯化盐含量下降需要较高菌肥浓度;5cm土层铵态氮含量下降明显,速效钾含量一定程度增加,速效磷变化不大;硫酸盐升高明显,氯化盐变化较小;施用菌剂处理后土壤酸碱度降至中性。利用耐盐碱细菌对盐碱土壤进行修复,要求细菌对植物没有过大的损害作用,故此张广志等[26]不少科研人员在此方面,对盐碱土壤中的耐盐细菌进行了大量的筛选和签定研究工作。盐碱土壤中嗜盐碱细菌对盐碱土壤的修复具有良好的效果[27]。中国科研工作者多年的研究实践表明,利用外生菌根菌对pH12以下的盐碱土壤进行修复,已取得一定的成效。

2.4其它修复方法

某些情况在进行盐碱土壤修复研究中,难以对该修复方法进行归类,因修复的主导因素难以确定。一般情况下,利用植物对盐碱土壤进行修复过程中,植物根部的菌类在此过程中起到很大的作用。殷小琳等[28]综合近年来国内外在菌根植物抗盐碱方面研究成果,从植物生理的角度总结和论述了在盐胁迫下菌根提高寄主抗盐碱性的机理,阐述了菌根在提高寄主抗性的同时对盐碱地土壤的改良作用,为用生物方法改良盐碱地提供参考。

此外,人们还可通过一定的盐碱土壤种植制度来达到对盐碱土壤的修复目的,陈冠文等[29]研究表明,盐碱土壤的改良与种植制度是一对互相制约、互相促进的矛盾;对新疆29团场近几年资料的分析结果表明,不同轮作方式对地下水埋深、土壤含盐率和土壤返盐率均有明显影响;指出合理的轮作方式,应在保证当年丰收的同时,还应有利于改土治碱的长远目标。张金政等[30]研究发现,中国盐碱土壤中含有大量的am菌,这一发现将有利于人们进一步开发利用am菌对盐碱土壤进行修复。

2.5综合修复方法

盐碱土壤的综合修复方法是利用2种或3种甚至数种方法同时对盐碱土壤进行修复。这种综合利用的目的是互相弥补不足或加大修复功效。综合修复方法往往达到更好的效果,这是研究的前沿所在。研究成果也像雨后春笋一样大量涌现。

张金柱等[31]将生物有机肥施人轻度盐碱土中,研究其对土壤理化性质的影响,结果表明,生物有机肥可以改善轻度盐碱土pH值,有效缓解由于植物生长所造成的土壤养分的消耗,指出生物有机肥可在轻度盐碱土中广泛使用,在施用时应根据不同地区的土壤气候条件确定最佳施肥量。

由于土壤盐碱的排解必然和土壤中的水动力学运动密切相关,从而可建立生态湿地,利用其物理、化学和生物的综合作用对盐碱土壤进行修复,柴秀梅等[32]撰文阐述了该修复方法的可行性。

范建征等[33]就盐碱土壤的综合治理提出了一些新的思路,指出可以通过不同的耕种方式、施肥并结合灌溉排水来达到对盐碱土壤的修复目的。

随着科技的发展,一些盐碱改良剂被用于盐碱土壤的修复治理,魏坤峰等[34]指出利用盐碱改良剂治理园林绿地土壤是一项可行、投资小、实用的捷径,能显著地提高绿化成活率。李国萍等[35]将盐碱改良剂“施地佳”用于盐碱土壤改良和补充盐碱耕地营养源,并阐述了修复机理。白亚妮[36]利用硫磺和微生物的共同作用对盐碱土壤进行修复,取得一定的研究价值。杨宇等[37]研究验证了生化黄腐酸土壤改良剂对盐碱土壤的改良效果及对蔬菜作物生长发育的影响。指出菜田盐碱土壤施用一定量的生化黄腐酸土壤改良剂有较明显的改碱效果,并可改善植株的生长发育。陈金海等[38]利用互花米草和羊粪混合堆肥还田对滨海盐碱土壤进行修复,结果表明效果良好,在达到一定程度降解盐碱成分的同时增强土壤肥力。据张文俭等[39]研究可知,不同的农业耕作模式也是对盐碱土壤修复的不同方式,对土壤的诸多物理、化学和生物指标有不同的影响效果。张国荣等[40]采用浅耕翻、施用磷石膏、施用糠醛渣、施用有机肥、建植星星草人工草地或星星草+羊草人工草地等不同改良方法对盐碱土壤进行修复研究,结果表明,综合使用效果比任何单一方法都好。

盐碱土壤的综合修复方法具有涉及因素多、全,各因素相互作用、相互促进,考虑全面和修复功效高的特点,是盐碱土壤修复的发展方向。

3、存在问题与展望

盐碱土壤的修复是生态环境的修复的一个重要方面,修复的方法众多,功效不一,故其评价指标和体系有待于选定和建立,以判断各修复方法的优劣。修复盐碱土壤的植物和动物及微生物的筛选将耗费众多科研工作者的大量精力,但又必须去努力实践方能不断扩充盐碱土壤的生物修复方法。能否通过高科技手段,缩短实践时间,更为准确和有效找寻到高效修复盐碱土壤的生物。因为知道盐碱地野生植物具有良好的耐盐碱特性,其本身很有可能作为盐碱土壤修复优选植物,故在筛选盐碱土壤的修复植物时可以少走很多弯路。

如何正确地综合数种修复方法相互促进、相互巩固修复功效是广大科研工作人员非常值得探索的科研难题。同时,新的高科技应当应用到此方面,例如基因工程就可以应用于选育盐碱土壤的修复生物。

总之,在盐碱土壤的修复研究方面,中国科研人员有很大的研究起色和众多研究成果,但研究探索的道路还很长,还得不断努力,只有找准方向才能取得更大的硕果。

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生态修复研究分析篇8

[关键词]机械工程研究生有限元分析实践能力教学实践

[中图分类号]G643[文献标识码]a[文章编号]2095-3437(2015)08-0160-02

一、引言

机械工程研究生的培养,是机械工程学科人才培养的主要方面,在国内相关的科研院所、企业主要技术管理岗位,毕业研究生已经成为主力军。机械工程的硕士研究生除需要系统知识以外,更要求有一定的动手实践能力。根据文献调查,目前机械工程研究生培养主要存在两个问题[1][2][3]:理论方法和虚拟仿真水平较高,动手设计研发能力差;与工程实践严重脱节,不重视实验验证,在工作岗位上力不从心。为克服上述问题,需要在研究生培养环节重视该方面能力的锻炼,增加研究生在实践方面的研究和经历,并借助一些要求动手实践能力强的课程进行针对性的因材施教。有限元分析(Fea)是机械工程研究生的必修课,是进行机械工程领域的机械系统的仿真、结构和零件力学计算问题分析、机械系统或结构动力性能分析、振动分析以及加工过程仿真的必不可少的工具。因此提高机械工程研究生的有限元分析实践能力是提高其动手能力和解决实际问题能力的重要方面之一。

二、机械工程有限元分析工程实践能力培养的现状

从2000年以来,有不少学者和高校进行了许多非常有益的教学改革和尝试,获得了较好的成果,如清华大学[4]对有限元分析课程的内容增加了先进软件的应用与工程实践相结合的教学方法,收到了良好的效果。浙江大学专门为机械工程硕士开放有限元学位课程。刘义[5]对有限元方法的教学提出增加通用软件训练和程序编写的内容,并在教学方面进行机械有限元工程实践能力的培养。虽然国内各个高校[3][4][5][6]开始重视在机械工程领域开展有限元分析方面的实践训练和学习,但是和国外著名高校(如mit的工程师学位教育[2][7])相比,对该方面的实践训练和教学仍然需要加强和提高。南京航空航天大学机电学院较早开设此课程,不但有理论课程的学习,同时增设了实践环节。通过几个学期的教学,我院取得了教学改革的良好效果,在此和读者分享。

三、对机械工程有限元分析实践能力培养特点的认识和理解

机械工程有限元分析课程与其他机械设计课程相似,都具有经验性和工程性很强的特点,一个不懂机械和力学的人,也可以建立很漂亮的模型,外人几乎无法看出其破绽与问题。但是这样的模型不能解决设计中出现的问题,有许多重要的经验与方法需要在真实的结构建模中才能领悟到。

机械工程有限元分析实践能力培养特点之一是有限元模型几何形状变化差异很大,需要按具体力学要求进行处理。不同的位置形状对网格形状的要求也不同。特点之二是不同的力学行为和关注的失效形式对建模的要求也不同。比如静力学问题,要求网格很细,而动力学问题则可以粗略。特点之三是边界条件复杂繁多,最难处理。这就需要对力学问题有深入全面的理解,并简化凝练,通过数学方法来描述复杂的边界条件,学会使用不同的时域、频域以及空间场等多种方式描述边界条件。特点之四是计算仿真结果的解读和评价,需要结合实际工程问题以及不同工况结果给出解读和评价。特点之五是随着计算机硬件和软件的发展,有限元分析方法也在软件方面出现了既适合多样性问题的大型通用分析软件(如naStRan,anSYS),又有专用的针对某一类问题的软件(如汽车碰撞仿真的专用软件LSDYna3D),研究生需要了解所研究的对象并能选用合适的软件。

四、提高研究生有限元分析实践应用能力的教学实践尝试

近年来,我校针对机械工程机械设计方向研究生在课程学习结束的基础上开设了有限元分析为主的实验课。该课程内容精心设计,有以下明显的特点:1.要求使用3D软件[如creo(proe),UG,Catia]对实际问题进行三维建模,可以进行较为复杂的机械结构建模。通过这样的训练,使研究生在这样的阶段得到较深入的认识,对复杂工程问题建模不再惧怕。2.要求使用Hypermesh专业有限元网格划分软件对较复杂的结构进行色彩、特性等的分组,很容易实现复杂模型的管理。3.对各样的力学问题,从静力学、接触问题、动力学模态和响应计算以及非线性问题都进行从简到繁的训练。4.为了克服有限元仿真是虚拟的,经常脱离工程实际结果,我们所使用的例子增加了解析解和实验测试的问题,使得这样的训练更真实。比如在静力学方面我们安排了悬臂梁弯曲变形的例子,对典型齿轮齿根弯曲应力进行分析,以及对一对齿轮的接触分析进行计算,因为这些实例都有较准确的解析结果或经验公式。在动力学方面安排了两个典型例子,一个是螺栓连接框架结构的模态分析,另一个是典型航天轻型接触结构的自由模态分析和随机振动分析,这两个例子都具有试验的测试结果。5.为增加对有限元分析结果的评价和认识,对一些例子尝试使用量化的比较方法进行更进一步的练习。比如用螺栓连接框架结构对计算与实验的模态振型置信度maC指标进行量化的比较,这样的评价更为客观,使有限元分析能够做到有的放矢,不至偏离太远。6.引入有限元模型修正的方法。有限元模型修正技术是为了提高仿真计算的精度,在结构动力学领域渐渐发展起来的一项二次改进开发的技术,通过修正有误差的参数使有限元分析的模态参数或频率响应或时域响应与实验的响应更加吻合。我们使用较简单的框架结构,由于其连接结构刚度不确定,使用弹簧单元来描述其连接刚度,选取四阶主要的结构模态振型和频率作为目标,使用手工调整和matLaB编程的形式来修正连接参数,通过这样的实践练习可以使研究生对结构模态、灵敏度和建模的认识更加清楚,为将来的建模提供原则性的指导。7.结合工程实践,凝练工程实例,从工程实践出发,指导学生自主建模和分析。近几年我们在横向科研活动中积累了不同领域具有代表性的工程结构有限元分析实例,通过整理,选取一些实例作为研究生的工程实践训练。这些实例包括:某型挖掘机的回转支承轴承动力分析;大型磨机(含基础)振动分析;大型传动系统的扭振分析;某型航天电子设备机箱的环境振动与强度校核;典型动车整车的系统等效建模与模态分析;车辆驾驶室的大变形落物和侧翻变形安全分析;含机器人的整体框架动强度校核;液压圆锥破碎机动力学分析与强度校核。这些工程实例多数都有现场的动态响应实验为检验,通过选择上述仿真算例研究,研究生可以使研究生得到直接的训练。在老师的指导下,研究生可以对工程结构有限元分析有更为真实的经验,同时也提高了研究生在这些方面的兴趣。

五、总结与讨论

通过精心设计有限元分析实践应用能力的实验课程与教学实践,通过复杂有限元建模,在先进3D软件、建模软件和分析软件的应用、结果评价、误差参数校准修正以及与工程结构紧密结合等方面,对提高机械工程研究生的动手能力和解决实际复杂机械系统设计计算问题的能力有了较大的帮助。但综合提高研究生的各项业务能力是个系统工程,需要更加全面的按照机械工程人才培养的客观规律,借鉴国内外高等教育的先进经验,结合现阶段我国人才经济发展需要,逐步改善和勇于探索,为祖国机械工业培养更多更高素质的人才。

[注释]

[1]朱剑英.机械工程与制造业的全球展望与中国机械工程研究生教育改革[J].机械制造与自动化,2009(1):6-14.

[2]王国强,赵春江.中外大学机械工程专业研究生教育模式比较分析研究[J].中国高教研究,2009(5):29-32.

[3]钟良.教学模式:西南科技大学机械工程类研究生培养模式探索[J].教育教学论坛,2012(2):92-93.

[4]曾攀.重视传统课程的教改,培养高素质人才――谈研究生学位课《有限元分析及应用》的教改体会[J].学位与研究生教育,2000(1):31-34.

[5]刘义,薛玉君.机械工程研究生“有限单元法”课程教学探讨[J].中国电力教育,2012(6):40-41.

生态修复研究分析篇9

关键词:生态修复;生态道德;因子;相关性分析;石漠化文献标识码:a

中图分类号:X321文章编号:1009-2374(2016)35-0111-02Doi:10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.054

贵州省喀斯特地貌分布面积大且老、少、边、穷,人口集中,脆弱的生态环境加上突出的人地矛盾,致使石漠化程度相当严重。近年来,在政府、相关部门及当地民众的努力下,石漠化地区的生态修复取得了一定的成效,但石漠化趋势并没有得到基本的遏制,生态修复的任务依旧任重道远。经过对贵州省喀斯特石漠化广大山区民众进行实地的问卷调查及深度访谈得知,在石漠化地区开展的生态修复进程中,受诸多因素的影响,导致了一系列生态道德问题的产生。生态道德问题的产生与被调查者的年龄、性别及学历等因子间是否有必然的相关性?如果有,有着怎样的相关性?能否利用相关性分析数据制定出更有针对性、更行之有效的解决生态道德问题的处理对策?带着如上问题,对调查问卷的数据进行了相关性分析,希望对制定解决生态道德问题的处理对策有一定的指导性意义。

1调查概况

本调查覆盖了贵州省9个地、州、市的78个岩溶县,共发放《贵州喀斯特石漠化地区民众生态道德现状的问卷调查》1000份,收回有效问卷946份,有效回收率为94.6%。对有效问卷的946名调查对象的基本情况统计如下:

2贵州石漠化生态修复进程中的生态道德问题现状与各因子间相关性

通过实地调研,结合调查问卷的前期数据分析,贵州石漠化生态修复进程中的生态道德问题现状可归纳为以下五点:(1)对生态环境保护的关注度低;(2)对环境资源及其保护的认知水平普遍较低;(3)生态环境保护意愿不高,情感不稳定;(4)生态环境保护行为不稳定;(5)对目前生态修复工程及生态补偿认同度较低。这些生态道德问题与被调查对象的性别、年龄及学历是否具有相关性,相关性如何呢?将调查问卷的相关数据进行spss分析,得到以下数据:

就以上spss分析的数据显示,可粗略得出以下结论:

第一,生态修复过程中出现的生态道德问题与受调民众的性别在0.01水平(双侧)上显著相关。举调查问卷第三大题第10小题的数据分析做简单论证,在被问到“如果生态补偿不能及时到位,您是否会因此毁林或者毁草复耕”时,就946份有效数据统计显示,选择“会”“不会”的比例分别为21%和79%,这说明在有外界因素特别是经济因素的影响下,民众的环保意识和情感将产生波动。在分别对男女受众的选择作数据统计时,男女选择“会”“不会”的比例如图4所示,代入spss数据分析显示,具显著相关性。在对其他几组数据作spss分析时,也显示出类似结论。

第二,生态修复过程中出现的生态道德问题与受调民众的年龄在0.01水平(双侧)上显著相关。依旧举调查问卷第三大题第10小题的数据分析作简单论证,在分别对三个不同年龄区间受众的选择作数据统计时发现,对“会”“不会”两个答案的选择比例如图5所示。不难发现,在18岁以下的调查对象中,会因生态补偿不到位而毁林的比例高达29%,而另外两个年龄段对于该答案的选择为18%,这可能与其年龄特点有关系。将数据代入spss进行分析显示,具显著相关性。在对其他几组数据作spss分析时,也显示出类似结论。

第三,生态修复过程中出现的生态道德问题与受调民众的学历水平在0.01水平(双侧)上显著相关。仍举调查问卷第三大题第10小题的数据分析作简单论证,数据分析显示:三种不同学历水平受众对“会”、“不会”两个答案的选择比例如图6所示。在高中及以下学历水平的受调查对象中,选择会因生态补偿不到位而毁林的比例高达28%,而大专及以上学历的民众选择此答案的比例为18%,这说明受调查民众所接受教育水平的不同在很大程度上会影响其生态道德素养。代入spss数据分析显示,具显著相关性。在对其他几组数据作spss分析时,也显示出类似结论。

综上所述,在贵州省喀斯特石漠化地区进行生态修复的过程中,当地民众显示出来的生态道德问题与其性别、年龄及学历水平等因素在0.01水平(双侧)上显著相关。其中,18岁以下未成年人相对于其他两个年龄段的调查对象而言,在生态道德问题上显得更为严重些。另外,受调查对象中较高学历水平的人显示出较高的生态道德素养,因而在制定相应的解决对策时,有必要对未成年人及较低学历水平的民众增强其生态道德素养。就生态道德问题产生原因分析,最根本的原因还在于经济效益与生态效益未能达成最佳藕合状态,即生态效益中的经济效益显示不明显、显示所需时间过长等,未能让民众在较短时间内感受和体会到生态修复所能带来的益处,由此产生了一系列生态道德问题。

针对生态道德问题产生原因,提出以下解决方案:(1)加强对环境保护及生态修复必要性及重要性的宣传力度。根据心理学和教育学中有关记忆及学习的研究理论,多途径多频次接触相同信息会加深人脑对该信息的记忆、认知和理解,由此,通过各种媒体及各种途径(例如宣传画、海报、墙报、广播、电视、网络、宣讲会、访谈等)的大力度宣传和普及,可较有效地提升民众对于环境保护及生态修复的认识,培养其环保意识;(2)制定并实施生态效益及经济效益最佳藕合的生态修复。究其生态道德问题产生的深层原因,仍在于民众经济利益与生态修复之间存在的冲突,因而要想从根本上解决问题,制定并有效实施能使生态效益及经济效益实现最优组合的生态修复工程是关键。

优化生态修复的措施可归纳如下:因地制宜恢复植被,生态补偿机制立法化;加强基本农田、水利建设工程;优化沼气建设模式,强化其管护、维修和改造;发展草地畜牧业;推行生态农业模式。

3结语

总之,只有让民众在生态修复过程中既看到了青山绿水,又“挖”到了“金山银山”,才能真正提升民众对于生态修复及环境保护的认识,保证其生态环保理念的最终确立。

参考文献

[1]田秀玲,鄢小芹.贵州石漠化生态修复进程中生态道德问题的处理对策[J].科教导刊,2015,(11).

生态修复研究分析篇10

状态维修是必要的设备管理和检修方式,不仅能快速检查出设备存在的问题,同时也能够显著提升相关设备的使用安全性和操作性。因此在未来发展中,状态维修将会是现代电气事业的主要趋势。本文主要对我国电气设备状态维修的发展与实现进行了分析,希望为我国的电气事业发展提供有益的帮助。

关键词:

电气设备;状态维修;发展;实现

随着近年来科学技术的快速发展以及人民生活质量的提升,电气设备领域也在原有的基础上得到了全面的进步和提升。状态维修是现代电气设备维修的主要发展方向,对提升设备的性能具有重要的意义,因此得到了广泛应用。下面将对我国电气设备状态维修的发展与实现进行详细的讨论和分析。

1状态维修含义

状态维修是根据状态监测以及诊断来获取设备的相应信息数据,然后以此作为基础进行设备分析,观察其是否能正常的进行运行和工作。对于设备可能发生的故障问题,需要在第一时间检查出来并进行相应的排除和维修。状态维修一般以可预测性的相关维修为基础,通过系统分析能对当中的安全隐患进行进一步的评估和分析,从而制定出一套安全有效的维修策略。当前阶段我国的实际应用当中大多数应用的都是RCm技术。通过对设备当中的故障分析和排除,能深入了解电气设备的安全隐患和故障,然后根据实际情况判定是否需要进行维修或者直接淘汰。

2电气设备状态维修的技术支持

2.1复杂大系统可靠性评价

复杂大系统可靠性评价是RCm当中的一项关键性技术。可靠性评估主要是根据产品的可靠性结构以及实验信息等,通过统计方式和手段来对产品的性能进行整体的评估和判断。在可靠性评估当中,对于复杂大系统的可靠性评估一直以来都是难点所在。这是因为费用和组织等方面的影响因素较多,所以不能进行大量的实验检测,从而导致评估过程十分的复杂。复杂系统的可靠性评估主要可以分为三个阶段:

(1)对单元进行Bayes可靠性评估;

(2)有单元可靠性作为系统可靠性的基本信息;

(3)在检验前对系统可靠性进行评估。但这种方式在实际的应用中的综合性过程会导致最终的评估结果受到影响,因此后来就出现了将信息化融合到复杂大系统可靠性评估中的发展趋势,这是为了为复杂大系统可靠性评估提供更加可靠的方法。

2.2先进的传感技术

传感技术是进行预测性维修的一种重要手段和方式,也是当前行业中所研究的重点。故障的诊断技术发展的主要目的是尽可能的发现更多的有益信息,这些是进行数据处理和诊断的重要依据。而在电气设备的维修和诊断中应用先进传感技术,不仅能解决传统传感器中所存在的问题,同时也能提升检验结果的准确性。

2.3信息收集处理技术

由于状态监测所选用的传感器通常来说都是非侵入性的,不会给监测设备造成影响。不同的设备很可能会选择不同的信息以及不同的信号处理方式,同时信号在进行传输的过程中会受到一些其他的信号干扰,所以传感器所测量的数据,究竟是要用模拟传感器还是数字传输方式等来进行传输,都是需要解决的问题。

2.4避免信号干扰的有效途径

在进行实际检测的过程中,一般会采用相应的设备和措施来降低干扰信号的影响,但始终还是不能完全避免干扰信号所带来的影响。因此当前不仅要重视起数字信息和硬件等方面的加强,更加应当重视起对于避免干扰的相关技术研究。通过有效的措施要能更好的排除各种信号干扰,同时还需要将当中的几个相对比较强的信号从中挑选出来。

2.5寿命估计

对设备的使用寿命进行估计是对电气设备更新的基本依据和条件,当前阶段所采取的主要措施是在大量的实验基础上来通过概率知识进行电气设备的使用寿命估计计算。一般来说电容器的使用寿命服从威布尔分布,而发电机的寿命服从于指数分布。当前阶段又出现了CiGieⅡ方法来对设备的老化进行评估,从而得出设备的有效使用年限。

3设备的实际维修方法讨论

状态维修在当前有着定期维修方式中所无法比拟的优势,因此近年来有人提出要对所有的设备都采取状态维修方式。下面将对设备维修的具体方式进行讨论和分析。

3.1以状态维修代替定期维修的可能性

电气设备的种类和实际的使用价值都是有所不同的,无论是从结构还是功能上来讲当中都存在着明显的不同之处。同时在实际工作环境中,由于受到的电、热等多方面的影响,所以最终的消耗规律也不尽相同。其次,设备在电力系统当中所产生的应用价值以及所处的地位也有所不同,例如有的是需要定期更换的替换件,有的重要设备则需要长时间的使用。因此在对于不同的部件和设备进行检测的过程中,技术的应用也有所不同。所以说在未来的发展中完全的利用状态维修方式来代替定期维修方式是不可取的,需要将二者之间共同协调使用,进而达到最佳的维护效果。只有将两种方式融合在一起才能更好的起到对电气设备的维护,促使电气设备发挥出最大的使用价值。

3.2维修方式的确定

不同设备的维修方式是不同的,应当根据设备的重要程度、结构和运行环境以及问题的具体所在等来确定相应的技术。例如对发电机等这样的设备进行维修,需要对其进行状态监测,并对其故障进行仔细的分析和讨论,然后采取针对性的状态维修方法。而对于特定的设备或者其他的组成部分,在进行维修之前,需要根据其结构和环境等进行分析然后判断其问题所在,从而找到有效的方式进行维修。在设备当中有一些是消耗件,例如橡胶绝缘垫,这一类的零件只需要定时的进行更换即可,不需要进行维修。只有根据设备的实际情况来分析,才能找到最佳的维修方式。

4结语

综上所述,状态维修在当前是一种较为先进的管理维修方式,能有效的减少定期维修中所浪费的时间和所造成的经济损失,进而使电力系统创造较大的经济效益。但是需要明确的是,状态维修技术仍然属于不成熟、不定型的技术,所以需要进行深入的理论研究,避免做重复劳动。对于电气设备,要选用最合理的维修方式,提升相应的经济效益。

参考文献:

[1]殷,陈旭华.于状态的维修研究现状与发展趋势[J].科学技术与工程,2012(06):54-59.

[2]陈波.电气设备状态维修的技术要求研究[J].广西质量监督导报,2011(06):66-69.

[3]杨建卫.电气设备状态维修的理论依据及其保障体系[J].黑龙江科技信息,2011(07):31-35.