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氨分解炉

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氨分解炉相关的资讯

  • 低温下分解塑料的微生物发现
    据发表于最新一期 Frontiers in Microbiology 杂志的论文,瑞士联邦森林、雪与景观研究所(WSL)的科学家在阿尔卑斯山和北极发现了能在低温下分解塑料的微生物。  论文第一作者、WSL客座科学家乔尔鲁提称,研究表明,从高山和北极土壤的“塑料球”中获得的新型微生物类群能够在15℃下分解可生物降解的塑料,这些生物可帮助降低塑料回收过程的成本和环境负担。  研究人员在格陵兰岛、斯瓦尔巴特群岛和瑞士对19种细菌和15种真菌进行了采样,这些细菌和真菌生长在自由放置或故意掩埋的塑料上,这些塑料在地里保存了一年。  研究人员让分离的微生物在实验室黑暗的15℃环境中以单菌株形式生长,并使用分子技术对它们进行鉴定。结果表明,细菌属于放线菌门和变形杆菌门的13个属,真菌属于子囊菌门和毛霉菌门的10个属。  然后,他们筛选每个菌株分解不同塑料的能力,这些塑料分别是不可生物降解的聚乙烯(PE)和可生物降解的聚酯—聚氨酯(PUR),以及可生物降解混合物聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)的无菌样品。  结果发现,这些菌株都不能分解PE。但有19株(56%)菌株能够在15℃下分解PUR,其中包括11株真菌和8株细菌,而14株真菌和3株细菌能够分解PBAT和PLA的塑料混合物。核磁共振和基于荧光的分析证实,这些菌株能够将PBAT和PLA聚合物分解成更小的分子。  研究人员表示,很大一部分测试菌株能够降解至少一种测试塑料,表现最好的是Neodevriesia和 Lachnellula属中的两种未表征的真菌物种。
  • 技术消息:常见氨氮废水的处理方法
    氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。近年来,随着经济的发展,越来越多含氮污染物的任意排放给环境造成了极大的危害。氮在废水中以有机态氮、氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3-N)以及亚硝态氮(NO2-N)等多种形式存在,而氨态氮是主要的存在形式之一。废水中的氨氮是指以游离氨和离子铵形式存在的氮,主要来源于生活污水中含氮有机物的分解,焦化、合成氨等工业废水,以及农田排水等。氨氮污染源多,排放量大,并且排放的浓度变化大。常见氨氮废水处理方法:1、化学沉淀法化学沉淀法又称为MAP沉淀法,是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐,使废水中的NH4﹢与Mg2+、PO43-在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀,分子式为MgNH4P04.6H20,从而达到去除氨氮的目的。磷酸按镁俗称鸟粪石,可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。反应方程式如下:Mg2++NH4﹢+PO43-=MgNH4P04化学沉淀法的优点是当氨氮废水浓度较高时,应用其它方法受到限制,如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等,此时可先采用化学沉淀法进行预处理 化学沉淀法去除效率较好,且不受温度限制,操作简单 形成含磷酸馁镁的沉淀污泥可用作复合肥料,实现废物利用,从而抵消一部分成本 如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合,可节约药剂费用,利于大规模应用。化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铁镁溶度积的限制,废水中的氨氮达到一定浓度后,再投人药剂量,则去除效果不明显,且使投入成本大大增加,因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用 药剂使用量大,产生的污泥较多,处理成本偏高 投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。2、吹脱法吹脱法去除氨氮是通过调整pH值至碱性,使废水中的氨离子向氨转化,使其主要以游离氨形态存在,再通过载气将游离氨从废水中带出,从而达到去除氨氮的目的。影响吹脱效率的因素主要有pH值、温度、气液比、气体流速、初始浓度等。目前,吹脱法在高浓度氨氮废水处理中的应用较多。吹脱法去除氨氮效果较好,操作简便,易于控制。对于吹脱的氨氮可以用硫酸做吸收剂,生成的硫酸钱制成化肥使用。吹脱法是目前常用的物化脱氮技术。但吹脱法存在一些缺点,如吹脱塔内经常结垢,低温时氨氮去除效率低,吹脱的气体形成二次污染等。吹脱法一般与其它氨氮废水处理方法联合运用,用吹脱法对高浓度氨氮废水预处理。3、催化氧化法催化氧化法是通过催化剂作用,在一定温度、压力下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质,达到净化的目的。催化氧化法具有净化效率高、流程简单、占底面积少等有点,多用于处理高浓度氨氮废水。应用难点在于如何防止催化剂流失以及对设备的腐蚀防护。4、生物法传统生物法是在各种微生物作用下,经过硝化、反硝化等一系列反应将废水中的氨氮转化为氮气,从而达到废水治理的目的。传统生物法去除氨氮需要经过两个阶段,第一阶段为硝化过程,在有氧条件下硝化菌将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐 第二阶段为反硝化过程,在无氧或低氧条件下,反硝化菌将污水中的硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气。传统生物法具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。该法也存在一些弊端,如当废水中C/N比值较低时必须补充碳源,对温度要求相对严格,低温时效率低,占地面积大,需氧量大,有些有害物质如重金属离子等对微生物有压制作用,需在进行生物法之前去除,此外,废水中,氨氮浓度过高对硝化过程也产生抑制作用,所以在处理高浓度氨氮废水前应进行预处理,使氨氮废水浓度小于300mg/L。适用于处理含有有机物的低浓度氨氮废水,如生活污水、化工废水等。5、膜分离法膜分离法是利用膜的选择透过性对液体中的成分进行选择性分离,从而达到氨氮脱除的目的。包括反渗透、纳滤和电渗析等。膜分离法的优点是氨氮回收率高,操作简便,处理效果稳定,无二次污染等。但在处理高浓度氨氮废水时,所使用的薄膜易结垢堵塞,再生、反洗频繁,增加处理成本,故该法较适用于经过预处理的或中低浓度的氨氮废水。6、离子交换法离子交换法是通过对氨离子具有很强选择吸附作用的材料去除废水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脱石及交换树脂等。沸石是一种三维空间结构的硅铝酸盐,有规则的孔道结构和空穴,其中斜发沸石对氨离子有强的选择吸附能力,且价格低,因此工程上常用斜发沸石作为氨氮废水的吸附材料。离子交换法具有投资小、工艺简单、操作方便、对毒物和温度不敏感、沸石经再生可重复利用等优点。但处理高浓度氨氮废水时,再生频繁,给操作带来不便,因此,需要与其他治理氨氮的方法联合应用,或者用于治理低浓度氨氮废水。
  • 得利特知识讲堂:常见的氨氮废水处理方法
    得利特技术组最近给同事们讲解了 一系列小知识 ,我们进行了整理。本次给大家带来常见的氨氮废水处理方法。氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。近年来,随着经济的发展,越来越多含氮污染物的任意排放给环境造成了极大的危害。氮在废水中以有机态氮、氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3-N)以及亚硝态氮(NO2-N)等多种形式存在,而氨态氮是主要的存在形式之一。废水中的氨氮是指以游离氨和离子铵形式存在的氮,主要来源于生活污水中含氮有机物的分解,焦化、合成氨等工业废水,以及农田排水等。氨氮污染源多,排放量大,并且排放的浓度变化大。常见氨氮废水处理方法:1、化学沉淀法化学沉淀法又称为MAP沉淀法,是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐,使废水中的NH4﹢与Mg2+、PO43-在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀,分子式为MgNH4P04.6H20,从而达到去除氨氮的目的。磷酸按镁俗称鸟粪石,可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。反应方程式如下:Mg2++NH4﹢+PO43-=MgNH4P04化学沉淀法的优点是当氨氮废水浓度较高时,应用其它方法受到限制,如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等,此时可先采用化学沉淀法进行预处理 化学沉淀法去除效率较好,且不受温度限制,操作简单 形成含磷酸馁镁的沉淀污泥可用作复合肥料,实现废物利用,从而抵消一部分成本 如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合,可节约药剂费用,利于大规模应用。化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铁镁溶度积的限制,废水中的氨氮达到一定浓度后,再投人药剂量,则去除效果不明显,且使投入成本大大增加,因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用 药剂使用量大,产生的污泥较多,处理成本偏高 投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。2、吹脱法吹脱法去除氨氮是通过调整pH值至碱性,使废水中的氨离子向氨转化,使其主要以游离氨形态存在,再通过载气将游离氨从废水中带出,从而达到去除氨氮的目的。影响吹脱效率的因素主要有pH值、温度、气液比、气体流速、初始浓度等。目前,吹脱法在高浓度氨氮废水处理中的应用较多。吹脱法去除氨氮效果较好,操作简便,易于控制。对于吹脱的氨氮可以用硫酸做吸收剂,生成的硫酸钱制成化肥使用。吹脱法是目前常用的物化脱氮技术。但吹脱法存在一些缺点,如吹脱塔内经常结垢,低温时氨氮去除效率低,吹脱的气体形成二次污染等。吹脱法一般与其它氨氮废水处理方法联合运用,用吹脱法对高浓度氨氮废水预处理。3、催化氧化法催化氧化法是通过催化剂作用,在一定温度、压力下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质,达到净化的目的。催化氧化法具有净化效率高、流程简单、占底面积少等有点,多用于处理高浓度氨氮废水。应用难点在于如何防止催化剂流失以及对设备的腐蚀防护。4、生物法传统生物法是在各种微生物作用下,经过硝化、反硝化等一系列反应将废水中的氨氮转化为氮气,从而达到废水治理的目的。传统生物法去除氨氮需要经过两个阶段,第一阶段为硝化过程,在有氧条件下硝化菌将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐 第二阶段为反硝化过程,在无氧或低氧条件下,反硝化菌将污水中的硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气。传统生物法具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。该法也存在一些弊端,如当废水中C/N比值较低时必须补充碳源,对温度要求相对严格,低温时效率低,占地面积大,需氧量大,有些有害物质如重金属离子等对微生物有压制作用,需在进行生物法之前去除,此外,废水中,氨氮浓度过高对硝化过程也产生抑制作用,所以在处理高浓度氨氮废水前应进行预处理,使氨氮废水浓度小于300mg/L。适用于处理含有有机物的低浓度氨氮废水,如生活污水、化工废水等。5、膜分离法膜分离法是利用膜的选择透过性对液体中的成分进行选择性分离,从而达到氨氮脱除的目的。包括反渗透、纳滤和电渗析等。膜分离法的优点是氨氮回收率高,操作简便,处理效果稳定,无二次污染等。但在处理高浓度氨氮废水时,所使用的薄膜易结垢堵塞,再生、反洗频繁,增加处理成本,故该法较适用于经过预处理的或中低浓度的氨氮废水。6、离子交换法离子交换法是通过对氨离子具有很强选择吸附作用的材料去除废水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脱石及交换树脂等。沸石是一种三维空间结构的硅铝酸盐,有规则的孔道结构和空穴,其中斜发沸石对氨离子有强的选择吸附能力,且价格低,因此工程上常用斜发沸石作为氨氮废水的吸附材料。离子交换法具有投资小、工艺简单、操作方便、对毒物和温度不敏感、沸石经再生可重复利用等优点。但处理高浓度氨氮废水时,再生频繁,给操作带来不便,因此,需要与其他治理氨氮的方法联合应用,或者用于治理低浓度氨氮废水。
  • 我国成功研发燃煤锅炉混氨燃烧技术
    1月24日,国家能源集团在京召开技术发布会,正式对外发布燃煤锅炉混氨燃烧技术。该技术日前顺利通过中国电机工程学会与中国石油和化学工业联合会组织的技术评审。 专家一致认为,该技术在40兆瓦燃煤锅炉实现混氨燃烧热量比例达35%属世界首次,项目为我国燃煤机组实现二氧化碳减排提供了具有可行性的技术发展方向,对我国实现碳达峰碳中和目标有重大促进作用,建议在更大容量的煤粉锅炉上进行工业示范。 燃煤发电的二氧化碳排放量巨大,目前占我国总二氧化碳排放量的34%左右,因此,减少燃煤发电的二氧化碳排放是我国顺利实现碳达峰碳中和目标的关键。 与氢相比,氨体积能量密度高,单位能量储存成本低,大规模储存和运输基础设施与技术成熟完善,是一种极具发展潜力的清洁能源载体和低碳燃料。 国家能源集团所属烟台龙源电力技术股份有限公司(以下简称龙源技术)相关负责人表示,考虑到目前可再生能源生产氨的能力有限,短期内不可完全替代煤炭,因此,采用氨与煤在锅炉中混燃的方式降低燃煤机组的二氧化碳排放,是现阶段更加可行的技术发展方向。 然而,目前全球范围内将氨作为低碳燃料的研究仍处于起步阶段,且皆集中在实验室小尺度研究,还未能在工业尺度条件下验证将氨作为低碳燃料大规模使用的可行性。 国家能源集团通过对氨煤混燃机理实验研究、40兆瓦燃煤锅炉混氨燃烧工业试验研究,验证了燃煤锅炉混氨燃烧的可行性,开发了燃煤锅炉混氨燃烧技术,为我国未来燃煤机组实现大幅度碳减排探索出了一条有效技术路径,将会有力地支撑国家碳达峰碳中和目标的顺利实施。 “该技术成果首次以35%掺烧比例在40兆瓦燃煤锅炉上实现了混氨燃烧工业应用,开发了可灵活调节的混氨低氮煤粉燃烧器,并配备多变量可调的氨供应系统,完成了对氨煤混燃技术的整体性研究,为更高等级燃煤锅炉混氨燃烧系统的工业应用提供了基础数据和技术方案。”龙源技术相关负责人说。 研究已初步表明,燃煤锅炉混氨燃烧对机组运行的影响很小,燃料燃尽和氮氧化物排放优于燃煤工况,表明现有燃煤机组只需进行混氨燃烧系统改造,而锅炉主体结构和受热面无需进行大幅改造,即可实现混氨燃烧,达到大幅降低二氧化碳排放的目标。 专家组认为,该项技术成果将改变传统高碳排放的燃煤发电方式,逐步实现化石燃料替代,大幅度缩减燃煤机组碳排放,为我国未来燃煤机组实现大幅度碳减排探索出一条有效技术路径,为推动我国化石能源高效清洁高效利用,国家“双碳”目标的实现提供了有力的技术支撑。 中国工程院院士黄其励表示,该项目的第一完成单位龙源技术在二十年前自主开发的等离子体点火及稳燃技术,通过技术鉴定后迅速在全国推广,节约了大量的锅炉点火和低负荷稳燃用油,为我国燃煤机组节油作出了巨大的贡献。国家能源集团作为“大国重器”,勇担社会责任,科技创新引领强企之路的步伐从没有间断,在国际上首次开发出了高比例混氨燃烧技术,走在了世界前列。
  • 技术资讯:水中的氨氮含量测定方式
    氨氮(NH3—N)以游离氮(NH3)或(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取决于水的PH值和水温。当PH值偏高时,游离氨的比例较高。反之,则铵盐的比例高,水温则相反。 水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物,某些工业废水,如焦化废水和合成氨化肥厂废水等,以及农田排水。此外,在无氧环境中,水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用,还原为氨。在有氧环境中,水中氨亦可转变为亚硝酸盐,甚至继续转变为硝酸盐。水中氨氮的测定一般都采用纳氏试剂光度法,氨与碘化汞钾的碱性溶液反应,生成淡黄到棕色的配合物碘化氨基合氧汞,选用410-425nm波段进行测定,测出吸收光度,用标准曲线法来得出水中的氨氮含量。不过这种方法的低检出限为0.25mg/L,测定上限为2mg/L,需要注意的是合成物的颜色深浅与氨氮的含量成正比,所以大家在检测之前可以根据颜色的深浅来进行粗略的估计。当干扰较多或氨氮含量较少时,大家可以采用蒸馏法,使氨从碱性溶液中成气态逸出来进行检测,不过这种方法操作复杂,精密度和准确度都比较差。
  • 氨排放大国如何应对“坏空气推手”
    p   近日,雾霾再度降临京津冀地区,环保部3月16日发布的空气质量预报显示,京津冀地区未来十天内的空气质量呈前期较差、后期转好态势。 /p p   雾霾取代“两会蓝”,治霾话题也再次发酵。追究雾霾成因,最常关注的是燃煤、机动车、工业生产和扬尘。在刚刚结束的今年全国两会上,中国科学院院士、中科院地球环境研究所所长周卫健提出,该所研究团队耗时四年对我国北方雾霾形成机理进行研究发现,农业污染源在细颗粒物(PM2.5)形成过程中起很大作用,其“贡献率可达20%以上”。但在现实中,该因素在研究和治理中被忽视。 /p p   据悉,中科院团队在西安、北京两地进行外场观测,获得大量研究数据,氮肥氨气促PM2.5生成等研究成果,已以论文《从伦敦雾到中国霾持续的硫酸盐形成》发表在美国国家科学院院报上。 /p p   ——新闻热点—— /p p   我国是全球最大的氨排放国 /p p   周卫健研究团队发现,在北方雾霾天气中,尤其是在湿度较大的冬季,往往可监测到硫酸盐浓度暴增现象。这些高浓度的硫酸盐,主要是大气中二氧化硫经光化学反应氧化形成的。 /p p   研究还发现,与伦敦雾滴的大颗粒相比,“中国霾”粒子比雾滴小得多,属纳米级,pH值偏中性。这是由于二氧化硫转化为硫酸所产生的小粒子呈现酸性,空气中又存在较高浓度的氨气,中和了硫酸形成硫酸盐。 /p p   作为大气中唯一的碱性气体,氨气可以同水及酸性物质反应。正是这种独特的化学特性,使氨气扮演了“坏空气推手”的角色。对此,中科院大气物理所研究员王跃思解释说,1体积水能溶解700体积的氨,这意味着当大气湿度增高时,氨更容易与水进行反应,水又吸收了二氧化硫和二氧化氮,变成液相的亚硫酸和亚硝酸。在合适的氧化反应条件下,亚硫酸、亚硝酸就会转化成硫酸、硝酸,与氨发生中和反应,生成颗粒态的硫酸铵、硝酸铵,成为了PM2.5。 /p p   据北京大学环境学院团队研究发现,2006年我国氨排放总量为980万吨,超过北美与欧洲的总和。我国在近20年时间里,一直是全球最大的氨排放国。哈佛大学的研究报告显示,从2005年至2008年间,我国每年氨排放量约1020万吨,与此同时,美国、欧盟的数字分别为340万吨、376万吨。 /p p   研究发现,我国区域氨气排放源上升快、影响大,可能来源于近海养殖、畜牧业、农业、汽车(三元催化过量)、工业脱硝(还原剂用氨水或尿素过量)等。王跃思说,目前京津冀区域氮沉降每平方公里每年达6.1吨,是发达国家有记录以来的最高水平。氮沉降主要来源就是氨气,氨气的70%都来自于农业、养殖业。 /p p   北京市环保局去年启动了“京津冀区域大气氨排放特征与控制对策研究的课题”,研究显示大气中的氨气主要来自生物圈,排泄物当中的尿素和化肥的使用不当被认为是氨气排放的主要来源。 /p p   ——现实困难—— /p p   氨排放的测量难度非常大 /p p   近年来,中科院、北京大学、清华大学、中国农业大学等都在做氨排放清单的研究。但编制排放清单绝非易事,其中每个环节都有很多不确定性因素,最终出来的清单,准确性到底有多高,也很难评估。 /p p   氨排放清单编制首先对农业施肥、畜牧业、工业等排放源分类,然后用每一类别的排放因子乘上活动水平,便得出排放总数。以肉牛养殖为例,先测量出每头肉牛排放的氨,再用其乘上全国肉牛总数。 /p p   北京大学环境学院教授宋宇说,氨排放因子的测量非常困难,“氨的测量就很困难,氨是寿命较短的气体,测量过程中还有吸附。” /p p   计算也十分复杂。如肉牛在不同生长期,喂的饲料不同,会导致不同氨水平释放。方法不完善,基础数据也可能有问题。我国广大农村以散养为主,目前并没有足够现实数据支撑。在这种情况下,要摸清农村畜禽养殖排放氨的量,难度大。 /p p   ——专家建议—— /p p   多学科合力攻克雾霾成因 /p p   全国政协委员、蓝光集团董事局主席杨铿连续第四年针对雾霾治理提出提案,在今年两会上,他表示,雾霾成因复杂,需要政府环保、科技部门加强对雾霾成因进行系统深入研究。 /p p   周卫健也建议,我国雾霾形成机制异常复杂,四年研究依然不能完全解决雾霾课题。应集中多学科的科学家攻克“我国北方雾霾的成因、发展趋势、环境影响与应对”研究项目。 /p p   推清洁生产促农业氨减排 /p p   其实国家一直倡导农业氨减排。《大气十条》指出,全面推行清洁生产。积极开发缓释肥料新品种,减少化肥施用过程中氨的排放 《北京市2013—2017年清洁空气行动计划》提出,农业氨减排等技术,边研究边应用。 /p p   北京市环保科学研究院研究员张增杰等在发表的《农业源氨排放控制对策初步研究》论文中建议,我国应大力推行种养结合模式,调整畜禽养殖布局和规模,提高农田有机肥施用比例,减少化肥的施用 施用化肥时,测土配方,提高缓释肥的使用,控制施用强度等 基于畜禽养殖粪便管理系统的氮物质流,从饲喂、畜禽圈舍、粪污存储、粪肥土地利用4个方面着手采取相应的控制措施。其中畜禽养殖氨控制措施主要包括降低畜禽日粮中的粗蛋白质含量,从源头上减少氮的摄入等 编制粪肥科学还田技术指南,及农业源氨排放控制指定文件等。 /p p   重拳治理机动车氨排放 /p p   王跃思认为,工业、机动车所占氨排放比重可能比当前认为的高。“工业氨逃逸越来越多,如电厂等在脱硝中喷液态氨,想让氨和氮氧化物反应生成氮气,但控制不好,氮气没生成,氨逃逸出来了。”机动车排放升级到国四标准,柴油发动机要加脱硝装置,但反应过程中会出现反应剂尿素逃逸,尿素很容易分解出氨。“汽油标号越高,硫含量越低,氨排放会相应增多。”这是由于在使用三元催化剂时,想让氮氧化物还原成氮气,事实上很容易还原成氨,与工业合成氨的化学反应接近。 /p p   因此,杨铿建议,抓主要污染源,从源头上出重拳治理雾霾。尽快完善机动车尾气排放的专项立法,特别是在雾霾严重地区要加快制定实施细则,重点严抓执行和检查。国五汽柴油标准从今年1月1日起在全国范围内全面执行,该标准实施后,在全国范围内应禁止国三机动车买卖、过户 在有条件的一、二线城市,禁止国四机动车买卖、过户。 /p p   杨铿还建议各地成立由公安交通管理、环保部门牵头的专项执法检查小组,以治理“酒驾”力度治理环境污染。对发动机燃烧质量、机动车尾气排放情况进行不定期拉网式检查,对排放不达标机动车上路行驶的,依法惩处。 /p
  • 硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤
    硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤个硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤 -哺乳动物的大脑极易遭受缺氧影响- 大脑对缺氧敏感的机制尚不完全清楚。H2S是一种抑制线粒体呼吸的气体,缺氧可以诱导H2S的积累。Eizo Marutani等人研究发现,在小鼠、大鼠和自然耐缺氧的地松鼠中,大脑对缺氧的的敏感性与SQOR的水平及分解硫化物的能力成反比。硫醌氧化还原酶(sulfide: quinone oxidoreductase , SQOR)是一种谷胱甘肽还原酶家族的膜结合黄素蛋白,为硫化物氧化解毒的一种关键酶。沉默的SQOR增加了大脑对缺氧的敏感性,而神经元特异性的SQOR表达则阻止了缺氧诱导的硫化物积累、生物能量衰竭和缺血性脑损伤。降低线粒体中SQOR的表达,不仅增加了大脑对缺氧的敏感性,也增加了心脏和肝脏对缺氧的敏感性。硫化物的药理清除维持了缺氧神经元的线粒体呼吸,并使小鼠能够抵抗缺氧。相关研究于2021年5月发表在Nature子刊Nature communications上,题为《Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury》,该研究由美国马萨诸塞州总医院以及哈佛医学院共同完成。该研究团队一开始的研究方向并不是寻找可以治疗脑卒中的靶点,他们的研究方向是「人体冬眠」,就像以往科幻电影里的那种,得了某种不治之症,然后进行冷冻或者其他技术的冬眠,等待科技进步以后,再次复苏。一开始,他们是要寻找可以对小鼠进行催眠的物质,锁定在了H2S。期初,吸入H2S的小鼠进入了一种「冬眠」状态,体温下降,无法动弹。但是,令人惊讶的是,小鼠很快就对吸入H2S的影响产生了耐受性。到了第五天,他们行动正常,不再受到H2S的影响。更有趣的现象是,研究团队发现,对H2S耐受的小鼠,对缺氧也能非常好的耐受。因而研究团队提出了SQOR基因在耐缺氧中起发挥重要作用的假设。实验方法描述所有小鼠都被饲养在12小时的昼/夜循环中,温度在20-25°C之间,湿度在40%-60%之间。 -间歇性H2S吸入- 小鼠暴露于80 ppmH2S的空气中连续5天,每天4小时。实验过程中实时监测H2S浓度和FiO2。每天在H2S吸入前后测量直肠温度,以检查H2S对体温的影响。 -CO2产生量的测量- 最后一次的吸入空气或H2S24小时后,在对照组或硫化物预处理小鼠中测量二氧化碳的产生。将小鼠放置在全身体积描记系统内,并测量二氧化碳的产量。 -小鼠的缺氧和缺氧耐受性- 为了测量缺氧耐受性,在最后一次空气或H2S吸入24小时后,将小鼠放入透明的塑料室中。然后,用低氧气体混合物以1 L/min连续冲洗腔室,以达到所需的FiO2。在缺氧暴露期间连续观察小鼠最多60 min,当小鼠出现严重痛苦迹象(扭动或发作、呼吸频率低于6/分钟和尿失禁)时,将其取出,用5%异氟烷安乐死并视为死亡。 -组织采集- 将小鼠采用异氟醚麻醉,呼吸机机械通气。用空气或缺氧气体混合物通气3 min后,将小鼠进行安乐死,开始取材。实验数据a:对照组和硫化物预处理组(SPC)小鼠的体温b:二氧化碳产生率(VCO2) c:血浆中硫化物的浓度d:血浆中的硫代硫酸盐、脑组织中的硫化物浓度f:脑组织中的硫代硫酸盐、 g:存活率h:小鼠在5% O2低氧下的VCO2i:常氧和5%低氧下,脑组织中的硫化物j:per sulfide,k NADH/NAD+比l:乳酸水平。m脑组织中的SQOR相对表达量,n、o:脑组织和心脏组织中 SQOR蛋白水平p、q:离体脑线粒体的氧气消耗速率 (OCR)r:计算得到的 ATP转换率。地松鼠的缺氧耐受性和硫胺分解代谢增强研究团队用RNA沉默SQOR,发现可增加大脑对缺氧的敏感性,而神经元特异性SQOR的表达可阻止缺氧诱导的硫化物积聚、生物能衰竭和缺血性脑损伤。SQOR可改善神经元细胞的线粒体功能降低线粒体的SQOR基因的表达,不只是大脑,而且心脏、肝脏对缺氧的敏感性都增加了。硫化物清除剂的作用通过药物清除硫化物,可维持缺氧神经元的线粒体呼吸过程,使小鼠耐受缺氧。该研究阐明了硫化物分解代谢在缺氧时能量平衡中的关键作用,并确定了缺血性脑损伤的治疗靶点。 在自然界中很多强有力的证据可以证明该研究的结论。例如,已知雌性哺乳动物比雄性哺乳动物更能抵抗缺氧,而前者的SQOR水平更高。当女性的SQOR水平被人为降低时,她们就更容易缺氧(雌激素可能是观察到的SQOR增加的原因),例如更年期。此外,一些冬眠动物,如地松鼠,对缺氧有很强的耐受性,这使得它们能够在冬季身体新陈代谢减缓的情况下生存下来。一只地松鼠的大脑比同样大小的老鼠的SQOR高出100倍。该研究的主要研究者说:“人脑的SQOR水平非常低,这意味着即使是少量的H2S积累,就可以影响神经元的健康。我们希望有一天我们研发出像SQOR一样有效的药物,这些药物可以用来治疗缺血性中风,以及心脏骤停引起的缺氧。 -塔望科技-解决方案- 全身体积描记系统小鼠放置于体积描记器内,可以实时监测呼吸,也可进行低氧干预、H2S暴露。可进行低氧耐受实验,也可监测动物的 耗氧量、CO2产生量、呼吸代谢率等。全身暴露染毒系统可以进行长期H2S暴露染毒、低氧实验等。动物能量代谢系统可以综合评估动物不同处理后的各种表型变化:进食量、进水量、进食进水模式、活动量、耗氧量、CO2产生量、呼吸代谢率等。动物低氧高氧实验系统各种常压/低压/高压下的缺氧/高氧实验。可进行恒定低氧,也可进行间歇低氧。 -相关文献- Marutani E, Morita M, Hirai S et al. "Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury".[J]. Nat Commun 12, 3108 (2021). &bull end &bull
  • 干货分享|水质检测人绕不过的坎:总氮小于氨氮
    首先,我们先了解一下什么总氮?什么是氨氮?以及总氮与氨氮的区别及联系。简单来说,氨氮是总氮的组成之一,同种废水中,总氮浓度要比氨氮浓度高。两者的关系还可以用下面这张图来表示。 理论上,在水质中氨氮的含量肯定是小于总氮的,但是实际检测中,往往会出现氨氮的检测结果大于总氮的现象,为什么会产生这种现象呢?●总氮小于氨氮的几种影响因素●1、 实验环境导致的误差在实验室周围环境有卫生间或存放氨水等等,实验室的空气中含有少量的氨气,这些氨气极易溶于水,使实验用水也不同程度地含有铵离子。在实验分析中,稀释水样所用的无氨水的制备和保存往往不被重视,导致外界氨氮溶解到水样中,增加了水样的氨氮浓度误差。2、样品引入的误差由于水中的氮化合物是在不断变化着的,采集后送回实验室等待实验分析的样品, 它们的存放时间、 存放地点,光照情况等, 甚至分析人员取样的先后次序等,都会给氨氮和总氮的实验分析带来不同的误差。3、试剂和水引入的误差实验时首先要进行过硫酸钾的提纯处理,没有经过提纯的过硫酸钾溶液的吸光度远大于经过提纯的过硫酸钾溶液,且经过提纯的过硫酸钾溶液标准偏差更小,对水样测定结果的偏差影响更小。总氮实验的成败与实验用水和试剂的优劣直接相关。首先是实验用水,普通的蒸馏水不能满足要求,必须进行二次蒸馏,使用自制无氨水时,在保存水期间,要避免与实验室空气中含有氨接触,而受其重新污染。其次是试剂的选择和配制,试剂的选择也极其重要,过硫酸钾的质量影响到整个实验的成败,,其纯度关系到空白值得高低和测定结果的准确度。通过实验发现默克的过硫酸钾可以满足实验要求。 4、实验方法引入的误差氨氮的分析通常采用较为经典的纳氏试剂光度法,虽然显色要求碱性环境,但前处理过程比较简单,直接显色测定后,就可以计算得出结果。相对来说总氮的分析的前处理过程要复杂一些,要经历在碱性条件下30min的加压处理,在前处理过程中如果密封不好,也会导致在高温高压下氨氮的释放,一般很少有化验室做到每次总氮的消解用生料带密封瓶塞的,因此转化不可能为100%的转化,这当中会导致总氮过程中的氨氮释放,从而引起误差存在。5、样品浊度引入的误差总氮分析前处理能消除的浊度影响在氨氮分析中消除不了, 加上比色时常用不同种比色皿, 这几种影响因素加起来, 对最后结果带来差异。由于两种测试方法都是用测量吸光度的,样品中的悬浮物造成的浊度是样品分析中最难消除的影响因素,在总氮和氨氮的实验分析测定中, 总氮分析前处理能消除的浊度影响在氨氮分析中就消除不了,可能会对水样检测中的氨氮造成较高的情况。6、不同分析方法和分析仪器引入的误差几乎所有的分析实验方法测定样品都有一定的方法误差, 总氮和氨氮的实验分析也不例外,分析氨氮的纳氏试剂光度法有误差,分析总氮的碱性过硫酸盐分解法同样也有误差, 两种分析方法误差给最后测定结果带来的误差,有很大的不确定性。在两个项目的整个分析过程中所使用的各种量器、比色管、比色皿等多种仪器,它们都可能引入程度不同的误差 比色时所使用的分光光度计的灵敏度、精密度和准确度都可能不是一样的,引入的误差大小也不一样。特别对总氮和氨氮的比色测定采用的是可见和紫外两种不同光区的光, 引入的误差差异更大。7、数据处理引入的误差在数据处理中, 有两方面可能引入误差:一是不同的校正曲线引入的误差,虽然这两个项目使用的两条曲线都经统计检验合格,但曲线与曲线有差别,这种差别带来误差 二是对有效数字的取舍引入误差。两方面的误差总和起来就形成了两分析项目间不小的误差。样品的浓度越小,这种误差越大,这就是有些情况下,经过稀释的水样反而会出现氨氮小于总氮的情况。8、还有就是不同人员的因素导致的各种误差实验手法,误差控制上都会有不同的差别:从上面的分析可以看到氨氮和总氮在化验过程中出现的误差的情况有客观和主观的多方面的因素影响,综合的误差会导致氨氮可能超过总氮的情况发生。●如何预防误差带来的错误数据●综上所述,在污水检测中,氨氮和总氮的化验中会经常出现的氨氮高于总氮的情况,是不可避免的,特别是在一些总氮中氨氮所占的比例较大的水样中,由于多种诱发误差的原因存在,出现这种情况的几率很高。检测人员应该对于总氮和氨氮的分析时间要保持一致,消除药品样品及实验条件的干扰。
  • 文献分享丨最新研究发现土壤有机碳分解热适应的调控机制
    2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展,相关文章发表已达18篇。 今天与大家分享的文章是东北林业大学林学院周旭辉教授团队首次从底物消耗与微生物适应角度,揭示了土壤有机碳分解热适应的调控机制的研究论文。在该研究中,采用了PRI-8800作为关键设备之一,我们来具体了解一下吧~ 长期以来,学界普遍认为气候变暖加速土壤有机碳分解,进而使得地球平均温度上升,形成正反馈效应。而近期的一些长期增温实验发现土壤有机碳分解速率可能会随着增温时间呈逐渐下降趋势,表现出热适应现象。当前,针对土壤有机碳分解的热适应调控机制,国内外生态学家仍存在较大争议,其根本难点在于无法有效区分底物消耗与微生物适应在土壤碳分解中的相对贡献。为了解决这一难题,何杨辉等研究人员依托长期野外增温实验平台,巧妙地使用土壤微生物灭菌-接种方法区分底物与微生物的调控作用,研究结果表明土壤底物可利用性是调控土壤有机碳分解热适应的主要因素。这一重要发现将增进人们对土壤有机碳分解热适应性的理解,为准确预测陆地土壤碳-气候反馈提供重要的科学依据。 土壤有机碳分解热适应潜在调控机制 值得注意的是,在实验过程中,研究团队通过PRI-8800连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,克服了恒温培养模式土壤微生物对特定培养温度的适应性和底物消化不均的难题,加速研究进程并获得可靠的研究结果。 研究成果“Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability”为题,在线发表于国际顶级生态学期刊Global Change Biology(IF=13.211),何杨辉教授为论文的第一作者,周旭辉教授为论文通讯作者。相关论文信息:He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2022.全文链接:https://doi.org/10.1111/gcb.16523 UPGRADED! 土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,在全球变暖背景下,土壤有机质分解对温度变化的响应很大程度影响着陆地生态系统对全球气候变化反馈效应。气候变暖如何影响土壤有机质分解,以及陆地生态系统碳排放如何响应气候变暖已成为目前科学家主要关注的内容之一。 为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。 土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。 以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。 01 主要特点可进行恒温或变温培养设定;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶适配25位样品盘;具有CO2预降低的双回路设计;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可以外接浓度和同位素分析仪等。02PRI-8800 实验设计1)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。PRI-8800全自动变温培养土壤CO2 H2O在线测量系统主要包含自动进样器、水槽、压缩机、CO2 H2O 分析仪、内部计算机、25位样品盘等,25个样品瓶。PRI-8800除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。2)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。3)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。4)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。03 PRI-8800相关文献信息1.Li, C., Xiao, C.W., Guenet, B., Li, M.X., Xu, L., He, N.P. 2022. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe. Soil Biology and Biochemistry 167, 108589. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108589.2.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.3.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.4.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matterdecomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.5.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.6.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.7.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.8.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.9.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.10.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.11.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.12.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.13.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.14.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.15.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.16.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.17.Mao X1, Zheng J1, Yu W, Guo X, Xu K, Zhao R, Xiao L, Wang M, Jiang Y, Zhang S, Luo L, Chang J, Shi Z, Luo Z* 2022. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile. Soil Biology and Biochemistry 172, 108743.18.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2022. 如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:support@pri-eco.com
  • 文献上新!PRI-8800助力土壤有机碳分解对温度变化响应的研究
    土壤有机碳是指土壤中各种正价态的含碳有机化合物,是土壤极其重要的组成部分,对地球碳循环有巨大的影响,既是温室气体“源”,也是其重要的“汇”。由于土壤有机碳的组成成分和结构十分复杂,加之受到环境与测量技术的限制,目前对其分解特征和循环转化尚未得到充分的认识。 2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司与中国科学院地理科学与资源研究所联合研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展,相关文章发表已达17篇。 今天与大家分享的文章是罗忠奎课题组关于揭示剖面土壤有机碳分解对温度变化的响应特征及其控制因子的研究。 在该项研究中,针对土壤培养和Q10估算,采用PRI-8800作为关键设备之一,该成果发表于《Soil Biology and Biochemistry》,我们一起学习一下吧! 在气候变暖的背景下,土壤有机碳分解温度敏感性(Q10)的研究主要集中在表层土壤,而深层土壤有机碳分解特征及其控制因子还未得到充分的认识,这将会明显增加陆地生态系统土壤碳库—气候反馈的强度和方向预测的不确定性。 针对上述问题,浙江大学环境与资源学院遥感所罗忠奎研究员课题组在中国西藏东南部,采集沿着海拔区间约2500米(约2100米至约4600米)的样带(从常绿阔叶林到高寒草甸)10个地点、5个连续土层深度(0-10、10-20、20-30、30-50和50-100 cm)土壤样品,结合13C-NMR和物理化学分组技术表征了有机碳的化学分子结构和物理化学稳定性,并对剖面土壤进行培养(128天),评估了土壤有机碳分解的温度敏感性及其主要影响因子。图1.不同海拔和土层间Q10值的分布,Q10-cum,基于128天累积培养呼吸计算;Q10-q,基于累积消耗碳组分0-0.1%、0.2-0.3%、0.4-0.5%计算;Q10-k基于模型模拟快库、慢库、惰库计算。表1.海拔和土层对不同Q10的影响 研究结果发现不同海拔和不同土层土壤有机碳的化学稳定性和物理化学稳定性都存在显著差异。高海拔地区(海拔3600米以上的冷杉林和高山草甸)土壤有机碳的化学抗性高于低海拔地区。土壤有机碳分解的Q10受土壤深度和海拔高度的显著影响。而深度对Q10的影响远小于海拔梯度对Q10的影响。高海拔地区土壤有机碳矿化的温度敏感性高于低海拔地区。图2.随机森林模型明确气候因素、土壤理化性质、化学组分和物理保护对Q10-q的影响 土壤有机碳的化学性质在土壤有机碳矿化温度敏感性的变异中起主要解释作用,其中有机碳疏水性、累积矿化碳组分和烷基碳/氧烷基碳比率为重要性前三的土壤有机碳化学性质;土壤有机碳物理保护作用次之。图3.气候、土壤理化性质、化学组分和物理保护对Q10的影响 有机碳的化学组成及其对分解的物理化学保护对Q10值的解释方差贡献了80%。路径分析表明,气候通过调控土壤有机碳的化学组成及其物理化学稳定性间接影响Q10。基于数据约束的碳模型进一步揭示,快速、缓慢和被动碳库的Q10表现出显著差异,这是由于其分解过程中化学组成参与和物理化学保护的不同造成。 研究成果以“Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile”为题,于2022年6月2日在线发表于土壤学科领域著名期刊Soil Biology and Biochemistry(5年影响因子8.312)。浙江大学环境与资源学院助理研究员毛霞丽为第一作者,博士研究生郑金阳成为共同第一作者,浙江大学环资与资源学院研究员罗忠奎为通讯作者。该项目得到国家自然科学基金项目(41930754、32171639),国家重点研发政府间国际科技创新合作项目(2021YFE0114500),中央高校基础研究基金(226-2022-00084)。相关论文信息:Mao X1, Zheng J1, Yu W, Guo X, Xu K, Zhao R, Xiao L, Wang M, Jiang Y, Zhang S, Luo L, Chang J, Shi Z, Luo Z* 2022. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile. Soil Biology and Biochemistry 172, 108743.全文链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108743UPGRADED!为了更好地助力土壤研究服务国家“双碳”目标普瑞亿科从未停止创新的脚步历时一年的研究与探索2022年全新升级的PRI-8800重磅上线升级后的系统有哪些亮点?我们一起了解一下~ 土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。 以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。01 主要特点可进行恒温或变温培养设定;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶适配25位样品盘;具有CO2预降低的双回路设计;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可以外接浓度和同位素分析仪等。02 PRI-8800 实验设计1)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。PRI-8800全自动变温培养土壤CO2 H2O在线测量系统主要包含自动进样器、水槽、压缩机、CO2 H2O 分析仪、内部计算机、25位样品盘等,25个样品瓶。PRI-8800除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。2)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。3)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。4)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。03 PRI-8800相关文献信息1.Li, C., Xiao, C.W., Guenet, B., Li, M.X., Xu, L., He, N.P. 2022. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe. Soil Biology and Biochemistry 167, 108589. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108589.2.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.3.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.4.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forestswamps. Catena, 194: 104684.5.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.6.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.7.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.8.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.9.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.17.Mao X1, Zheng J1, Yu W, Guo X, Xu K, Zhao R, Xiao L, Wang M, Jiang Y, Zhang S, Luo L, Chang J, Shi Z, Luo Z* 2022. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile. Soil Biology and Biochemistry 172, 108743.
  • 牙膏添加处方药“氨甲环酸”,为什么大家反应这么大?
    最近,某款牙膏被曝光,所谓的中草药止血,是因为在牙膏里掺了西药处方药“氨甲环酸”,引起了网络一系列讨论。为什么在牙膏里添加氨甲环酸被曝光后,会受到一众抵制呢?这就要从氨甲环酸,这一款处方药说起了。氨甲环酸(Tranexamic acid)又名凝血酸,化学名为反-4-氨甲基环已烷甲酸,白色结晶性粉末;无臭,味微苦。分子式:C8H15NO2氨甲环酸为氨甲苯酸的衍生物,是一种抗纤溶的止血药物。氨甲环酸化学结构与赖氨酸相似,能竞争性抑制纤溶酶原在纤维蛋白上吸附,防止其激活,保护纤维蛋白不被纤溶酶所降解和溶解,最终达到止血效果。但是!氨甲环酸是处方药!必须遵医嘱使用!我们来看看氨甲环酸的使用注意事项:1. 联合用药禁忌 药物名称临床症状及处置方法作用机制 危险因素凝血酶有可能有血栓形成的倾向有促进血栓形成的作用,如果联合用药有增加血栓形成的倾向2. 联合用药时的注意事项:药物名称临床症状及处置方法作用机制 危险因素蛇毒凝血酶大量合用时可引起血栓形成倾向本制剂具有的抗纤溶作用,有可能导致蛇毒血凝酶引起的我纤维蛋白块存留较长时间,从而使栓塞的症状延续巴曲酶有可能引起血栓或栓塞症由巴曲酶所生成的desA ,可阻碍纤维蛋白聚合体的分解。 凝血因子制剂依他凝血染等在口腔等纤溶系统活性比较强的部位,有可能使凝血系统进一步亢进。凝血因子制剂通过活化凝血系统出现止血作用,而本药物通过阻碍纤溶系统也出现止血作用以下患者应慎重给药(1)有血栓的患者(脑血栓、心肌梗塞、血栓静脉炎等)以及可能引起血栓症的患者。[有使血栓稳定化的倾向](2)有消耗性凝血障碍的患者。(与肝素等并用)[有使血栓稳定化的倾向](3)术后处于卧床状态的患者以及正在接受压迫止血的患者。[上述情况易发生静脉血栓,给予本药后有使血栓稳定化的倾向。有在下床运动及解除压迫后发生肺栓塞的报告。](4)有肾功能不全的患者[有时血药浓度升高](5)对本剂有既往过敏史的患者。可以看出,不合理用药,会增加血栓风险,因此氨甲环酸必须在医生指导下使用。而牙膏是我们日常生活必需品,老人小孩都会使用到它。虽然并不是直接服下,但是我们不能排除风险。另外,牙龈出血也不是随随便便把血止住就万事大吉了的。在排除了刷牙方式不当或牙刷刷毛过硬外,牙龈出血表示:1. 你患有牙龈炎,牙周炎了;2. 你牙结石过多了;3. 其他的一些全身性疾病。而所谓的止血牙膏,仅仅是把血止住了而已,对牙龈炎牙周炎等并无改善作用,类似于掩耳盗铃。久而久之,很多人就会错过口腔传递的求救信号,许多疾病就无法得到及时治疗,导致更严重的后果出现。最后,牙膏最主要的功能,就是清洁牙齿防止蛀牙,所以购买牙膏时,不必为了各种花哨的功能而左挑右选,除了含氟牙膏是经过证实能够预防龋齿之外,别的宣传基本上都是噱头。
  • 【干货分享】浅谈氨法脱硫工艺中稀释抽取式湿度计对工艺控制的帮助
    前言在CEMS(烟气连续排放监测) 系统中,湿度测量往往由于传感器寿命短,校准困难等问题,大多数情况下,工艺操作人员都对其测量数据存疑,很少从工艺角度分析数据的准确性,分析结果也几乎不会用于工艺控制的参考。稀释抽取式湿度计,由于在样品抽取时已经完成了大比例的稀释,样气中的湿度和颗粒物含量都极低,所以其运行条件好,传感器寿命长,且方便校零。在氨法脱硫工艺的实际使用中,稀释法烟气连续排放监测系统中配置的抽取式湿度计,因其良好的性能和极少的维护量,既能满足法规要求的污染物排放监测功效,又能帮助工艺人员实现对氨法脱硫工艺的运行优化控制。氨法脱硫工艺原理氨法脱硫工艺的原理简单讲,就是向烟道内加入适量的NH3(氨)、H2O、O2等物质,经过物理吸收、化学反应等复杂过程后,将烟气中含有的SO2去除,实现SO2的减排。其主要的化学反应如下:1)中和:SO2+H2O=H2SO3(亚硫酸) NH3+H2O=NH3H2O(氨水)2NH4OH+H2SO3=(NH4)2SO3(亚硫酸铵)+2H2O(NH4)2SO3+2H2SO3=2NH4HSO3(亚硫酸氢铵)+H2O2)氧化:2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO42NH4HSO3+O2=2NH4HSO4NH4HSO4+NH3H2O =(NH4)2SO4+H2O2NH4OH+SO3=(NH4)2SO4+H2O湿度叠加是造成抽取式湿度计结果出现偏差的主要原因在氨法脱硫工艺中,排放口的烟气工艺温度一般都控制在50℃左右。如果采用直插式的湿度计测量烟道中的湿度,且工艺控制中 NH3H2O处于过量状态(这种工艺控制是不合规的),低温环境,又处于稳定工况,此时 NH3H2O以稳定的液态形式存在。直插式湿度计的测量结果仅仅是气态水的含量值,而烟气中的 NH3H2O对湿度计测量不会产生示值影响。但是,对于抽取式的湿度计来讲,根据HJ76-2017的要求,其取样探头、取样探杆等需要加热(120℃以上)。当工艺控制中NH3H2O过量了,烟气中部分NH3H2O被抽取到经过加热的探头、探杆后,由于温度的升高,NH3H2O很容易分解,生成气态的NH3和H2O。其反应原理如下:这时到达湿度计检测传感器的实际湿度是烟气中的实际湿度和NH3H2O分解产生的湿度之和,这就导致其测量结果出现系统性的偏差。抽取式湿度计可快速判断喷氨量的投用情况,为工艺提供控制参考这里分享两个测试案例:例一. 陕西某氨法脱硫排放口测试NH3.H2O明显过量的情况下,现场对抽取式探头的加热温度进行人为调整,温度从50℃~150℃~50℃顺序进行变化。在工况稳定时,发现湿度会随温度升高而升高,随温度的降低而降低,直到控制温度和烟气温度接近后,湿度不会再变化,大约12%左右,其过程见下面测试趋势图:点击查看大图在测试过程中,我们同时用便携的直插式湿度计进行了同步比对。期间直插式湿度计的示值一直保持在11%左右,没有出现明显上升和下降。我们的稀释抽取系统所配置的湿度计,检测的是水气的体积比,而体积浓度的特点是其测量结果不会随温度的变化而变化。但实际的测试中却出现了湿度随温度变化的现象,那么这个变化是怎么产生的呢?通过分析,我们认为其主要原因是过量的 NH3H2O,在样品稀释抽取过程中因为加热而出现了结合水的分解,产生了湿度叠加,造成湿度计示值增加。例二. 广东某氨法脱硫排放口测试在这个现场,我们没有调整探头等的加热温度,其温度一直保持在145℃,但工艺调整了NH3.H2O的喷入量,从下面的趋势明显看出,当NH3升高时,湿度也在升高,当NH3下降时,湿度也在下降,并且完全同步,至此,可以得出结论,湿度的升高就是NH3.H2O分解产生的湿度叠加的结果。点击查看大图相信文章看到现在,会有人提出一个质疑:抽取式湿度计测量不准确,它所测湿度值叠加了 NH3H2O的加热释放湿度,不能用于折干计算。
  • 用户之声丨光催化水氧化过程的分解机理研究
    韩国西江大学Kyung Byung Yoon教授 岛津拜访了韩国西江大学的Kyung Byung Yoon教授。他是人工合成领域的顶尖研究人员之一。Yoon团队曾在《Science》上报道了一种不怕水的CO2捕获新材料,为低成本捕获CO2并再利用研究提供了方向。他的实验室配备许多分析仪器,包括Tracera GC-BID系统和QYM-01光反应量子产率评价系统*,QYM-01系统可实现对吸收光子准确而快速的定量测量。 * QYM-01 为岛津今年6月刚发布的Lightway PQY-01光反应评价系统的前序机型。 Q 请介绍一下您的研究内容。 这个广泛用于均相光催化水氧化过程的系统包含作为光泵的水氧化催化剂RuⅡ(bpy)32+和作为电子牺牲受体的S2O82?。但是,因为RuⅡ(bpy)32+会发生非常快速的分解,导致在所有S2O82?消耗完之前,反应过程就停止,所以该系统还远不够理想。就这一点而言,如果能研究清楚RuⅡ(bpy)32+的分解途径和产物,就可以设计出更高效的光催化水氧化系统。 我们发现,在光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统中存在两种RuⅡ(bpy)32+分解途径。第一种是通过黑暗环境中,在pH>6条件下,RuⅢ(bpy)33+氧化OH?而下形成OH• 自由基,OH• 自由基攻击RuⅡ(bpy)32+的bpy配体。这个在黑暗中分解的途径是次要的。在辐照过程中,RuⅡ(bpy)32+和RuⅢ(bpy)33+都受到光激发,并且光激发的RuⅢ(bpy)33+与S2O82?反应生成一种中间体。当中间体浓度较低时,中间体分解为催化活性的钌μ-氧代二聚体,当中间体浓度较高时,中间体分解为催化惰性的寡聚钌μ-氧代物。光诱导分解途径是主要途径。当RuⅡ(bpy)32+浓度较低时,即使在没有任何添加催化剂的情况下,光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统也会通过类似在黑暗中生成氧气的途径产生氧气。当RuⅡ(bpy)32+浓度较高时,由于光诱导分解途径的总速率比生成氧气的暗途径的总速率要快得多,因此系统中不会生成氧气。 Q “QYM-01”和“Tracera(GC+BID检测器)”是否正高效地用于您的研究?它们有多大用处? QYM-01可以在每分钟或更短的时间内获得紫外-可见光谱。这使我们能够监测光反应过程中物质的反应速度有多快。QYM-01还可以测量光敏剂吸收的光子数量。当我们检测到产物时,通过绘制吸收光子数量与生成产物的关系曲线来计算反应的量子产率。Tracera可高效检测液体产物,检测灵敏度较高。几乎检测到了柱内所有物质。 Q 您认为“QYM-01”和“Tracera(GC+BID检测器)”有哪些优点? 我们可以在光解过程中获得紫外-可见光谱,无需改变任何其他反应系统。我们可以测量我们正在使用的激发光的功率,这就是QYM-01的优点。至于Tracera,检出限很好。 Q 请告诉我们您对“岛津”的印象。 你们提供前所未有的产品和优质服务。 我们与Kyung Byung Yoon教授的交谈很愉快,通过这次采访,我们了解了Yoon教授对我们仪器和我们公司的看法。我们必须努力,争取越来越好。也非常感谢Yoon教授接受岛津的采访! 关于采访的评论 采访之后,Yoon教授说:“虽然QYM-01还有一些地方有待改进,但是岛津拥有QYM-01等前所未有的独特性创新技术,这令我印象深刻,我也期待这些技术的未来发展。”
  • 热重分析仪:揭示物质热分解的奥秘
    在科研领域,对物质的深入研究一直是探索自然界的重要途径。热重分析仪,作为一种精确而高效的仪器,为研究者们打开了一扇通向物质热分解的奥秘之门。上海和晟 HS-TGA-101 热重分析仪热重分析仪,顾名思义,主要功能是通过对样品在不同温度下的质量变化进行测量和分析,来研究其热分解过程。这种仪器能够实时记录样品在加热过程中的质量变化,从而为研究者们提供详尽的热分析数据。在实际应用中,热重分析仪的用途广泛。无论是化学、材料科学还是环境科学等领域,热重分析仪都发挥着不可或缺的作用。例如,在材料科学领域,研究者们可以通过热重分析仪来探究材料在不同温度下的稳定性、分解机理以及生成物的组成等;在环境科学领域,热重分析仪则可用于分析污染物的热分解特性,为环境治理提供科学依据。此外,热重分析仪还具有精度高、灵敏度高以及易于操作等优点。其精度测量能够确保研究结果的可靠性;灵敏度则意味着该仪器能够检测到样品微小的质量变化;而易于操作的特点则使得研究者们能够更加便捷地进行实验和分析。总的来说,热重分析仪作为一种重要的科研工具,为研究者们提供了深入了解物质热分解过程的可能性。随着科技的不断进步,热重分析仪的性能将得到进一步提升,为科研领域的发展贡献更多力量。
  • 山西电力研发新型六氟化硫分解气体检测装置
    12月5日,在国网山西省电力公司500千伏福瑞变电站,山西电科院技术人员正应用新研发的基于拉曼光谱的六氟化硫分解气体检测装置进行现场检测。短短几分钟,他们便轻松完成全部工作。六氟化硫气体绝缘电气设备故障诊断是电力系统的一项常规试验,旨在通过检测六氟化硫气体中的特征气体组分,判断设备内部绝缘缺陷类型、放电水平和绝缘材料老化程度。传统的气体分析方法主要有两种,一种为传感器方法,该方法传感器需要定期校准,检测准确度较差;另一种为实验室气相色谱法,该方法需要人工取气、送样至实验室进行化学分析,耗时长,对于检测人员的操作要求较高,无法实现在线监测。针对这种情况,国网山西电力从2022年3月份开始,便率先着手开展基于拉曼光谱的六氟化硫气体分解特征组分检测技术及应用研究。专家们运用基于密度泛函理论,建模仿真研究六氟化硫气体分解特征组分的拉曼光谱图,设计气体样品池,搭建实验平台,测试六氟化硫气体分解特征组分的拉曼光谱特性;研究六氟化硫气体分解特征组分拉曼光谱检测信号预处理方法及光谱信号增强技术;研究基于光谱数据拟合的拉曼光谱检测谱峰特征参数提取技术,六氟化硫气体分解特征组分拉曼光谱非线性效应修正方法;研究六氟化硫气体分解特征组分拉曼光谱检测定性、定量分析方法;开展基于拉曼光谱的六氟化硫气体分解特征组分现场检测及应用研究。经过反复使用、改进和验证,最终于当年9月成功推出具有国内领先水平的新型六氟化硫分解气体检测装置。该装置利用激光照射六氟化硫气体样品,形成拉曼散射光谱,自动比对标准气体光谱,通过积分法获取六氟化硫分解特征气体浓度,精准研判GIS设备缺陷,相较于传统检测装置,气体检测由小时级缩短至分钟级,现场检测质效显著提升。此外,该装置还具有其他多个显著优点:检测过程不需要对气体样品进行预处理,也不需要消耗载气;对混合气体样品可直接进行检测,无需进行组分分离,检测周期短;检测稳定性好,基本不受环境温度的影响,设备可靠性高、维护量小;检测对激光波长没有特殊要求,利用单一波长的激光就能同时激发出多气体特征量的拉曼光谱从而进行混合气体定性、定量分析,更适合于在线监测及带电检测。据悉,六氟化硫分解气体检测装置自2022年应用以来,已在国网山西电力22座110千伏及以上电压等级变电站应用,累计完成气体检测150次,发现消除设备缺陷5处,成效十分明显。未来,山西电力将在更多的变电站应用该检测装置,积累更多的现场数据,持续探索六氟化硫气体分解特征组分的拉曼光谱检测体系,为六氟化硫绝缘电气设备运行状态的在线监测和故障的早期诊断提供实践基础。(完)
  • 化物所宽光谱响应光催化剂分解水研究获进展
    近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室中科院院士李灿和&ldquo 百人计划&rdquo 学者章福祥研究员负责的宽光谱响应半导体光催化分解水研究取得新进展:通过对宽光谱捕光材料Ta3N5 (Eg: 2.1 eV,吸收带边可至600 nm)与高效氧化助催化剂CoOx之间的界面进行MgO纳米层修饰,不仅改善了CoOx与其界面接触和分散状态,而且还对半导体Ta3N5表面起到钝化保护作用,使光催化体系在可见光长波段500&minus 600 nm激发条件下的分解水放氧量子效率(AQE),由文献最高值5.2%提升至目前的11.3%。相关研究结果在线发表在《德国应用化学》期刊上。   太阳能光催化分解水制氢是实现太阳能光-化学转化的重要反应,被认为是化学领域的一个&ldquo 圣杯&rdquo 式的反应。光催化水分解反应主要涉及质子还原和水氧化两个半反应,其中水氧化是涉及多电子转移、热力学爬坡的反应,被认为是实现上述太阳能光化学转化的速控步。太阳能光催化转化涉及如何实现太阳能宽光谱利用、如何实现高效的光生电荷分离以及表面的催化转化等关键科学问题,然而随着半导体催化剂吸收带边的红移,其驱动光生电荷分离以及水分解(还原、氧化)的能力就随之变弱。因此,太阳光的充分利用与光生电荷的高效分离常常不易兼得,要实现宽光谱响应的光催化剂高效水氧化过程是一个非常具有挑战性的难题。   助催化剂可有效促进光生电荷分离和催化转化,李灿研究团队在国际上明确提出了双助催化剂策略(Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2355)。最近几年,为了攻克宽光谱响应光催化剂上水氧化这一科学难题,他们发展了高温负载廉价助催化剂CoOx的策略,在LaTiO2N (Eg: 2.1 eV)上取得了比传统贵金属IrO2和RuO2助催化剂更高的放氧性能(J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8348-8351.),随后又成功地将这种CoOx负载策略拓展到了新开发的宽光谱响应的氮掺杂氧化物Sr5Ta4O15-xNx 和MgTa2O6&minus xNx材料体系上(J. Mater. Chem. 2013, 12, 5651 Chem. Commun. 2014, 50, 14415)。   该研究进一步利用MgO纳米层调变宽光谱响应半导体Ta3N5与助催化剂CoOx之间的界面性质,通过改变半导体材料表面的亲疏水性,改善了助催化剂的纳米分散以及界面间电荷的转移,取得了目前宽光谱响应光催化剂上分解水放氧反应的最高量子效率,为发展高效的光催化体系提供了新策略。   该研究工作获得基金委重大基金、科技部&ldquo 973&rdquo 项目以及中科院&ldquo 百人计划&rdquo 人才项目资助。 宽光谱响应光催化剂分解水研究取得新进展
  • 水中氨氮测定方法及操作步骤汇总介绍
    氨 氮 氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取决于水的pH值。当pH值偏高时,游离氨的比例较高。反之,则铵盐的比例为高。 水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物,某些工业废水,如焦化废水和合成氨化肥厂废水等,以及农田排水。此外,在无氧环境中,水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用,还原为氨。在有氧环境中,水中氨亦可转变为亚硝酸盐、甚至继续转变为硝酸盐。 测定水中各种形态的氮化合物,有助于评价水体被污染和“自净”状况。 氨氮含量较高时,对鱼类则可呈现毒害作用。 1. 方法的选择 氨氮的测定方法,通常有纳氏比色法、苯酚-次氯酸盐(或水杨酸-次氯酸盐)比色法和电极法等。纳氏试剂比色法具操作简便、灵敏等特点,水中钙、镁和铁等金属离子、硫化物、醛和酮类、颜色,以及浑浊等干扰测定,需做相应的预处理,苯酚-次氯酸盐比色法具灵敏、稳定等优点,干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。电极法通常不需要对水样进行预处理和具测量范围宽等优点。氨氮含量较高时,尚可采用蒸馏﹣酸滴定法。 2.水样的保存 水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内,并应尽快分析,必要时可加硫酸将水样酸化至pH2,于2—5℃下存放。酸化样品应注意防止吸收空气中的氮而遭致污染。 预 处 理 水样带色或浑浊以及含其它一些干扰物质,影响氨氮的测定。为此,在分析时需做适当的预处理。对较清洁的水,可采用絮凝沉淀法,对污染严重的水或工业废水,则以蒸馏法使之消除干扰。 (一)絮 凝 沉 淀 法 概 述 加适量的硫酸锌于水样中,并加氢氧化钠使呈碱性,生成氢氧化锌沉淀,再经过滤去除颜色和浑浊等。 仪 器 100ml具塞量筒或比色管。 试 剂 (1)10%(m/V)硫酸锌溶液:称取10g硫酸锌溶于水,稀释至100ml。 (2)25%氢氧化钠溶液:称取25g氢氧化钠溶于水,稀释至100ml,贮于聚乙烯瓶中。 (3)硫酸ρ=1.84。 步 骤 取100ml水样于具塞量筒或比色管中,加入1ml 10%硫酸锌溶液和0.1—0.2ml 25%氢氧化钠溶液,调节pH至10.5左右,混匀。放置使沉淀,用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20ml。 (二)蒸 馏 法 概 述 调节水样的pH使在6.0—7.4的范围,加入适量氧化镁使呈微碱性(也可加入pH9.5的Na4B4O7-NaOH缓冲溶液使呈弱碱性进行蒸馏;pH过高能促使有机氮的水解,导致结果偏高),蒸馏释出的氨,被吸收于硫酸或硼酸溶液中。采用纳氏比色法或酸滴定发时,以硼酸溶液为吸收液;采用水杨酸-次氯酸比色法时,则以硫酸溶液为吸收液。 仪 器 带氮球的定氮蒸馏装置:500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管。 试 剂 水样稀释及试剂配制均用无氨水。 (1) 无氨水制备: ① 蒸馏法:每升蒸馏水中加0.1ml硫酸,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,弃去50ml初滤液,接取其余馏出液于具塞磨口的玻瓶中,密塞保存。 ② 离子交换法:使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱。 (2) 1mol/L盐酸溶液。 (3) 1mol/L氢氧化钠溶液。 (4) 轻质氧化镁(MgO):将氧化镁在500℃下加热,以除去碳酸盐。 (5) 0.05%溴百里酚蓝指示液(pH6.0—7.6)。 (6) 防沫剂,如石蜡碎片。 (7) 吸收液:① 硼酸溶液:称取20g硼酸溶于水稀释至1L。 ② 硫酸(H2SO4)溶液:0.01mol/L。 步 骤 (1) 蒸馏装置的预处理:加250ml水于凯氏烧瓶中,加0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,加热蒸馏,至馏出液不含氨为止,弃去瓶内残渣。 (2) 分取250ml水样(如氨氮含量较高,可分取适量并加水至250ml,使氨氮含量不超过2.5mg),移入凯氏烧瓶中,加数滴溴百里酚蓝指示液,用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调至pH7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,立即连接氮球和冷凝管,导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏至馏出液达200ml时,停止蒸馏。定容至250ml。 采用酸滴定法或纳氏比色法时,以50ml硼酸溶液为吸收液,采用水杨酸-次氯酸盐比色法时,改用50ml 0.0 1mol/L硫酸溶液为吸收液。 注意事项 (1) 蒸馏时应避免发生暴沸,否则可造成馏出液温度升高,氨吸收不完全。 (2) 防止在蒸馏时产生泡沫,必要时加入少量石蜡碎片于凯氏烧瓶中。 (3) 水样如含余氯,则应加入适量0.35%硫代硫酸钠溶液,每0.5ml可除去0.25mg余氯。 (一) 纳氏试剂光度法GB7479--87 概 述 1. 方法原理 碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物,此颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。通常测量用波长在410—425nm范围。 2. 干扰及消除 脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物,以及铁、锰、镁、硫等无机离子,因产生异色或浑浊而引起干扰,水中颜色和浑浊亦影响比色。为此,须经絮凝沉淀过滤或蒸馏预处理,易挥发的还原性干扰物质,还可在酸性条件下加热除去。对金属离子的干扰,可加入适量的掩蔽剂加以消除。 3.方法适用范围 本法最低检出浓度为0.025mol/L(光度法),测定上限为2mg/L。采用目视比色法,最低检出浓度为0.02mg/L。水样作适当的预处理后,本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水。 仪 器 (1) 分光光度法。 (2) pH计。 试 剂 配制试剂用水应为无氨水。 1. 纳氏试剂 可选择下列一种方法制备。 (1) 称取20g碘化钾溶于约25ml水中,边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCI2)结晶粉末(约10g),至出现朱红色沉淀不易溶解时,改为滴加饱和二氯化汞溶液,并充分搅拌,当出现微量朱红色沉淀不再溶解时,停止滴加二氯化汞溶液。 另称取60g氢氧化钾溶于水,并稀释至250ml,冷却至室温后,将上述溶液在边搅拌下,徐徐注入氢氧化钾溶液中,用水稀释至400ml,混匀。静置过夜,将上清液移入聚乙烯瓶中,密塞保存。 (2) 称取16g氢氧化钠,溶于50ml充分冷却至室温。 另称取7g碘化钾和10g碘化汞(HgI2)溶于水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀释至100ml,贮于聚乙烯瓶中,密塞保存。 2.酒石酸钾钠溶液 称取50g酒石酸钾钠(KnaC4H4O64H2O)溶于100ml水中,加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100ml。 3.铵标准贮备溶液 称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中,稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。 4. 铵标准使用溶液 移取5.00ml铵标准贮备液于500ml容量瓶中,用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。 步 骤 1. 校准曲线的绘制 吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管中,加水至标线。加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀。加1.5ml纳氏试剂,混匀。放置10min后,在波长4250nm处,用光程20mm比色皿,以水作参比,测量吸光度。 由测得得吸光度,减去零浓度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度得校准曲线。 2. 水样的测定 (1) 分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50ml比色管中,稀释至标线,加1.0ml酒石酸钾钠溶液。 (2)分取适量经蒸馏预处理后的馏出液,加入50ml比色管中,加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸,稀释至标线。加1.5ml纳氏试剂,混匀。放置10min后,同校准曲线步骤测量吸光度。 3. 空白试验:以无氨水代替水样,作全程序空白测定。计 算 由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后,从校准曲线上查得氨氮含量(mg)。 氨氮(N,mg/L)= 式中,m—由校准曲线查得的氨氮量(mg); V—水样体积(ml)。 精密度和准确度 三个实验室分析含1.14~1.16mg/L氨氮的加标水样,单个实验室的相对标准偏差不超过9.5%;加标回收率范围为95~104%。 四个实验室分析含1.81~3.06mg/L氨氮的加标水样,单个实验室的相对标准偏差不超过4.4%;加标回收率范围为94~96%。 注意事项 (1) 纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。 (2) 滤纸中常含有痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的沾污。 (二) 水杨酸-次氯酸盐光度法 GB7481--87 概 述 1. 方法原理 在亚硝基铁氰化钠存在下,铵与水杨酸盐和次氯酸离子反应生成兰色化合物,在波长697nm具最大吸收。 2. 干扰及消除 氯铵在此条件下,均被定量的测定。钙、镁等阳离子的干扰,可加酒石酸钾钠掩蔽。 3. 方法的适用范围 本法最低检出浓度为0.01mg/L,测定上限为1mg/L。适用于饮用水、生活污水和大部分工业废水中氨氮的测定。 仪 器 (1) 分光光度计。 (2) 滴瓶(滴管流出液体,每毫升相当于20±1滴) 试 剂 所有试剂配制均用无氨水。 1. 铵标准贮备液 称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中,移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。 2. 铵标准中间液 吸取10.00ml铵标准贮备液移取100ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液每毫升含0.10mg氨氮。 3. 铵标准使用液 吸取10.00ml铵标准中间液移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液每毫升含1.00μg氨氮。临用时配置。 4. 显色液 称取50g水杨酸〔C6H4(OH)COOH〕,加入100ml水,再加入160ml 2mol/L氢氧化钠溶液,搅拌使之完全溶解。另称取50g酒石酸钾钠溶于水中,与上述溶液合并移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。存放于棕色玻瓶中,本试剂至少稳定一个月。 注: 若水杨酸未能全部溶解,可再加入数毫升氢氧化钠溶液,直至完全溶解为止,最后溶液的pH值为6.0—6.5。 5. 次氯酸钠溶液 取市售或自行制备的次氯酸钠溶液,经标定后,用氢氧化钠溶液稀释成含有效氯浓度为0.35%(m/V),游离碱浓度为0.75mol/L(以NaOH计)的次氯酸钠溶液。存放于棕色滴瓶内,本试剂可稳定一星期。 6. 亚硝基铁氰化钠溶液 称取0.1g亚硝基铁氰化钠{Na2〔Fe(CN)6NO〕2H2O}置于10ml具塞比色管中,溶于水,稀释至标线。此溶液临用前配制。 7. 清洗溶液 称取100g氢氧化钾溶于100ml水中,冷却后与900ml 95%(V/V)乙醇混合,贮于聚乙烯瓶内。 步 骤 1. 校准曲线的绘制 吸取0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00ml铵标准使用液于10ml比色管中,用水稀释至8ml,加入1.00ml显色液和2滴亚硝基铁氰化钠溶液,混匀。再滴加2滴次氯酸钠溶液,稀释至标线,充分混匀。放置1h后,在波长697nm处,用光程为10mm的比色皿,以水为参比,测量吸光度。 由测得的吸光度,减去空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(μg)对校正吸光度的校准曲线。 2. 水样的测定 分取适量经预处理的水样(使氨氮含量不超过8μg)至10ml比色管中,加水稀释至8ml,与校准曲线相同操作,进行显色和测量吸光度。 3. 空白试验 以无氨水代替水样,按样品测定相同步骤进行显色和测量。 计 算 由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后,从校准曲线上查得氨氮含量(μg)。 氨氮(N,mg/L)= 式中,m—由校准曲线查得的氨氮量(μg); V—水样体积(ml)。 注意事项 水样采用蒸馏预处理时,应以硫酸溶液为吸收液,显色前加氢氧化钠溶液使其中和。 (三) 滴 定 法 GB7478--87 概 述 滴定法仅适用于进行蒸馏预处理的水样。调节水样至pH6.0~7.4范围,加入氧化镁使呈微碱性。加热蒸馏,释出的氨被吸收入硼酸溶液中,以甲基红-亚甲蓝为指示剂,用酸标准溶液滴定馏出液中的铵。 当水样中含有在此条件下,可被蒸馏出并在滴定时能与酸反应的物质,如挥发性胺类等,则将使测定结果偏高。 试 剂 (1) 混合指示液: 称取200mg甲基红溶于100ml 95%乙醇;另称取100mg亚甲蓝溶于50ml 95%乙醇。以两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合后供用。混合液一个月配制一次。 注: 为使滴定终点明显,必要时添加少量甲基红溶液于混合指示液中,以调节二者的比例至合适为止。 (2) 硫酸标准溶液(1/2H2SO4=0.020mol/L): 分取5.6ml(1+9)硫酸溶液于1000ml容量瓶中,稀释至标线,混匀。按下述操作进行标定。 称取经180℃干燥2h的基准试剂级无水碳酸钠(Na2CO3)约0.5g(称准至0.0001g),溶于新煮沸放冷的水中,移入500ml容量瓶中,稀释至标线。移取25.00ml碳酸钠溶液于150ml锥形瓶中,加25ml水,加1滴0.05%甲基橙指示液,用硫酸溶液滴定至淡橙红色止。记录用量,用下列公式计算,硫酸溶液的浓度。 硫酸溶液浓度(1/2H2SO4,mol/L)= 式中,W—碳酸钠的重量(g); V—硫酸溶液体积(ml)。 (3)0.05%甲基橙指示液。 步 骤 1. 水样的测定 于全部经蒸馏预处理、以硼酸溶液为吸收液的馏出液中,加2滴混合指示液,用0.020mol/L硫酸溶液滴定至绿色转变成淡紫色止,记录用量。 2. 空白试验 以无氨水代替水样,同水样全程序步骤进行测定。 计 算 氨氮(N,mg/L)= 式中,A—滴定水样时消耗硫酸溶液体积(ml); B—空白试验硫酸溶液体积(ml); M—硫酸溶液浓度(mol/L); V—水样体积(ml); 14—氨氮(N)摩尔质量。 (四) 电 极 法 概 述 1. 方法原理 氨气敏电极为一复合电极,以pH玻璃电极为指示电极,银-氯化银电极为参比电极。此电极对置于盛有0.1mol/L氯化铵内充液的塑料管中,管端部紧贴指示电极敏感膜处装有疏水半渗透薄膜,使内电解液与外部试液隔开,半透膜与pH玻璃电极有一层很薄的液膜。当水样中加入强碱溶液将pH提高到11以上,使铵盐转化为氨,生成的氨由于扩散作用而通过半透膜(水和其他离子则不能通过),使氯化铵电解质液膜层内NH4+Ö NH3+H+的反应向左移动,引起氢离子浓度改变,由pH玻璃电极测得其变化。在恒定的离子强度下,测得的电动势与水样中氨氮浓度的对数呈一定的线性关系。由此,可从测得的电位确定样品中氨氮的含量。 2. 干扰及消除 挥发性胺产生正干扰;汞和银因同氨络合力强而有干扰;高浓度溶解离子影响测定。 3. 方法适用范围 本法可用于测定饮用水、地面水、生活污水及工业废水中氨氮的含量。色度和浊度对测定没有影响,水样不必进行预蒸馏,标准溶液和水样的温度应相同,含有溶解物质的总浓度也要大致相同。 方法的最低检出浓度为0.03mg/L氨氮;测定上限为1400mg/L氨氮。 仪 器 (1) 离子活度计或带扩展毫伏的pH计。 (2) 氨气敏电极。 (3) 电磁搅拌器。 试 剂 所有试剂均用无氨水配制。 (1) 铵标准贮备液: 称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中,移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。 (2) 100、10、1.0、0.1mg/L的氨标准使用液: 用铵标准贮备液稀释配制。 (3) 电极内充液:0.1mol氯化铵溶液。 (4) 氢氧化钠(5mol/L)-Na2-EDTA(0.5mol/L)混合溶液,贮于聚乙烯瓶中。 步 骤 1. 仪器和电极的准备 按使用说明书进行,调试仪器。 2. 校准曲线的绘制 吸取10.00ml浓度为0.1、1.0、10、100、1000mg/L的铵标准溶液于25ml小烧杯中,浸入电极后加入1.0ml氢氧化钠-Na2-EDTA溶液,在搅拌下,读取稳定的电位值(在1min内变化不超过1mV时,即可读数)。在半对数坐标线绘制E-logc的校准曲线。 3. 水样的测定 吸取10.00ml水样,以下步骤与校准曲线绘制相同。由测得的电位值,在校准曲线上直接查得水样的氨氮含量(mg/L)。 精密度与准确度 七个实验室分析含14.5mg/L氨氮的统一分发的加标地面水。实验室内相对标准偏差为2.0%;实验室间相对标准偏差为5.2%;相对误差为-1.4%。 注意事项 (1) 绘制校准曲线时,可以根据水样中氨氮含量,自行取舍三或四个标准点。 (2) 试验过程中,应避免由于搅拌器发热而引起被测溶液温度上升,影响电位值的测定。 (3) 当水样酸性较大时,应先用碱液调至中性后,再加离子强度调节液进行测定。 (4) 水样不要加氯化汞保存。 (5) 搅拌速度应适当,不使形成涡流,避免在电极处产生气泡。 (6) 水样中盐类含量过高时,将影响测定结果。必要时,应在标准溶液中加入相同量的盐类,以消除误差。
  • 海上首次发现能分解塑料的微生物
    海洋中出现了一个吞噬塑料垃圾的“小世界”。据《自然》杂志网站3月28日报道,在3月24日至25日于美国夏威夷檀香山召开的第五届国际海洋废弃物大会上,马萨诸塞州森林洞穴海洋研究院(WHOI)科学家表示,他们首次在海洋中发现能消化塑料垃圾的微生物,并提出了他们的新忧虑:塑料中的有毒物质有可能被引入海洋食物链中。   海洋中有大量塑料,大部分都漂浮在水面下。在电子显微镜下,每片塑料都是一片绿洲或一块充满生物的暗礁。WHOI海洋微生物学家特雷西闵瑟和同事对北大西洋马尾藻海(Sargasso Sea)的塑料垃圾进行了研究,目前那里垃圾成堆,有超过1100吨塑料。   他们捞出来一些钓鱼线、塑料袋和塑料结(塑料珠的前期产品),经在电子显微镜下观察,发现有类似细菌的细胞生活在这些塑料表面的小坑里,好像它们正在吞噬着塑料。“它们陷在塑料里,就像炽热的煤炭扔在雪地上。”闵瑟说,虽然以前在垃圾填埋场也发现过能消化塑料的微生物,但在海上发现能分解塑料的微生物还是首次。   这也有助于解释为何污染持续不断,海洋垃圾数量却能保持平衡。但这种细菌是把塑料转化为无害产品还是把有毒物质引入食物链中,目前还不能判断。闵瑟表示,他们计划对更多塑料抽样检验,培养鉴别上面的微生物,以确定它们怎样消化了那些塑料,并对代谢副产品进行研究。   塑料中含有邻苯二甲酸盐等有毒物质,也会不断吸附海洋中的有毒有机物。这些化学品进入细菌中,可能被消化分解为更小的塑料颗粒,进入细胞释放出其中的有毒物质。爱尔兰都柏林大学生态学家马克布朗尼说:“它们会不会进入食物链至关重要,我们丢弃的塑料还暗中围绕着我们,目前还没有其他机制能处理那些塑料微粒。”   森林洞穴海洋生物实验室的微生物学家琳达艾玛拉-泽特勒说,根据基因分析,塑料细菌的种类和附近海水、海藻中的细菌种类不同。塑料细菌具有真核细胞特征,比一般细菌更加复杂,这些细菌会不会引起疾病还无法判断。此外,海洋“塑料环境”可能包含着复杂的生物群落,气流和洋流将这些塑料带到全世界,海洋中没有一处能避免这些细菌的影响。这是我们制造的一个小世界,可能更好,也可能更坏。
  • CT-1Plus电位滴定仪:聚氨酯预聚体NCO测定的精准利器
    在聚氨酯预聚体的性能评估中,NCO(异氰酸酯基)含量是至关重要的指标。而今天,我们将为您介绍一款能够精准测定聚氨酯预聚体NCO含量的先进仪器——CT-1Plus自动电位滴定分析仪。 一、精准的仪器配置1.CT-1Plus电位滴定仪:作为核心设备,具备高精度的电位检测和滴定控制功能,为准确测定提供坚实基础。2.pH-105复合电极:能够精确感知溶液中的电位变化,确保测试数据的可靠性。3.20mL高精度计量管:实现精准的滴定剂添加,将滴定误差控制在极小范围内。4.100mL滴定杯:为化学反应提供适宜的空间,保证反应充分进行。 二、精心配置的试剂1.滴定剂采用盐酸标准溶液,滴定度为0.5235mol/L,确保滴定过程的准确性和一致性。2.溶剂选用无水甲苯/异丙醇,能够有效溶解样品,促进反应进行。3.反应剂为0.1mol/L 二正丁胺甲苯,与NCO发生特定的化学反应,为测定提供可靠依据。 三、科学严谨的测定方法1.采用非水酸碱/电位滴定法,充分考虑聚氨酯预聚体在非水体系中的特性,确保测试方法的科学性。2.二正丁胺甲苯溶液的精心配制,量取16.6mL二正丁胺溶于1000mL甲苯备用,为反应提供准确的试剂条件。3.具体操作过程中,称取适量样品于250mL具塞锥形瓶中(注意不要沾附在瓶颈上),加入无水甲苯25mL,盖上瓶塞在加热板上温热速溶。用移液管吸取25mL二正丁胺甲苯溶液,盖上塞子震荡溶解片刻,将样品转移至滴定杯中,加入 20ml 异丙醇,插入电极和滴定头,设置好仪器滴定方法及计算公式,用盐酸标准溶液滴定至终点。同时,不加样品重复上述操作测定空白,以消除系统误差。 四、优化的仪器参数1. 最小滴定体积为10μL,最大滴定体积为100μL,能够根据不同的样品需求进行精细滴定。2. 搅拌速度设置为200,使溶液充分混合,反应更加均匀。3. 每滴间隔1200ms,确保滴定过程稳定有序。4. 终点模式采用微分判定,微分设置为200,能够敏锐地捕捉到滴定终点,提高测试精度。 五、可靠的测试数据在24℃的环境温度和45%的环境湿度下,对多组样品进行测试。例如,取1.1185g 样品时终点体积为1.6271mL,测试结果为6.28%;取1.1405g 样品时终点体积为1.5592mL,测试结果为6.29%;取1.1428g 样品时终点体积为1.5373mL,测试结果为6.31%,平均值为6.29%。测试时间仅为3min,高效快捷,空白体积为4.8220mL。综上所述,CT-1Plus 自动电位滴定分析仪凭借其精准的仪器配置、科学的测定方法、优化的仪器参数和可靠的测试数据,能够为聚氨酯预聚体NCO含量的测定提供高效、准确的解决方案。无论是在实验室研究还是工业生产中,它都是您值得信赖的选择,助力您精准把握聚氨酯预聚体的性能,推动相关领域的发展与进步。
  • 大连化物所发展抑制光催化分解水制氢逆反应新技术
    近日,大连化物所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部(DNL16)李灿院士、博士后李政和李仁贵研究员等在纳米颗粒光催化完全分解水制氢的逆反应(氢气和氧气复合生成水的反应)研究方面取得新进展,确认光催化完全分解水逆反应发生于低配位活性位点,并利用原子层沉积技术精准定点修饰抑制逆反应,从而显著提升了光催化完全分解水的性能。   太阳能光催化完全分解水制氢不仅具有重要的应用背景,更是基础科学领域的前沿课题。其中,光催化完全分解水体系中助催化剂表面的氢氧逆反应是该领域长期未解决的重要问题。逆反应的存在使得完全分解水光催化体系的效率很低,甚至无法实现分解水反应,是光催化完全分解水的“最后一公里”。李灿团队长期致力于光催化分解水中助催化剂及其表面的催化作用研究,取得了系列重要进展:在国际上较早提出并发展了双助催化剂概念(J. Catal.,2009;Catal. Lett.,2010;Acc. Chem. Res.,2013;Energy Environ. Sci.,2016),并开发出单核锰水氧化催化剂,活性可媲美自然界水氧化催化剂的产氧活性(Nat. Catal.,2018),受到学术界的广泛关注。本工作聚焦光催化完全分解水体系中助催化剂表面的氢氧逆反应问题,以典型的可见光催化完全分解水的催化剂Rh/GaN-ZnO作为研究对象,通过原子层沉积(ALD)的方式将氧化铝(Al2O3)沉积到光催化剂反应中心,可显著提升光催化全分解水的活性。研究发现,ALD沉积Al2O3可以使Rh/GaN-ZnO上的逆反应降低90%,进一步通过光谱表征结合理论模拟证明,Al2O3主要沉积在Rh纳米颗粒表面的低配位点上,揭示出Rh表面的低配位点是氢氧逆反应的主要反应位点。团队通过ALD选择性地将Al2O3沉积到Rh表面低配位点上,有效阻断了氢氧逆反应的发生,从而将Rh/GaN-ZnO上可见光催化完全分解水的量子效率从0.3%提升至7.1%。此外,本工作还发现ALD选择性沉积氧化物的策略还适用于其他贵金属助催化剂,证明了这一策略的普适性。该工作明确了光催化完全分解水中氢氧逆反应的活性位点和机制,为解决这一挑战性问题提供了一条新的普适性策略。   相关研究成果以“Blocking the reverse reactions of overall water splitting on a Rh/GaN–ZnO photocatalyst modified with Al2O3”为题,于近日发表在《自然—催化》(Nature Catalysis)上。该工作的共同第一作者是李政和李仁贵。该工作的理论模拟部分主要与催化基础国家重点实验室理论催化创新特区研究组(05T8组)肖建平研究员团队合作完成。上述工作得到了国家自然科学基金委人工光合成中心、国家重点研发计划等项目的支持。
  • SCIEX宣布推出用于常规和全面代谢与生物分解代谢研究的新型生物转化解决方案
    此次推出的生物转化解决方案采用了首款实现商用的蛋白质分解产物自动鉴定软件,能够加快代谢物和分解产物的鉴定速度。马萨诸塞州弗雷明翰 (2017 年 3 月 29 日) 全球知名的生命科学分析技术公司 SCIEX 今天宣布,其不断壮大的药物发现和开发解决方案家族再添新成员。常规生物转化解决方案和高级生物转化解决方案采用 SCIEX 全新的 MetabolitePilotTM 2.0 软件。这些全新的解决方案能够实现小分子代谢和生物制剂分解代谢研究的自动化,并且可以加快研究速度。两种解决方案均具备自动化结构解读、高级处理选项和抗体偶联药物 (ADC) 分析模板等功能,可以提供直观的代谢数据处理,从而提高常规和全面代谢物鉴定研究的效率,并节省成本。生物转化研究是小分子和大分子药物开发的必要组成部分。无论研究人员是迫切需要在药物发现中找到软点并确定代谢物,还是希望有十足把握确定药物开发中所有可检测的代谢物或多肽分解产物,SCIEX 都能提供可以满足科学家要求的集成式解决方案。SCIEX 的常规生物转化解决方案由 ExionLC™ AD 系统、X500 系列 QTOF 系统(四极杆飞行时间)平台和 MetabolitePilot 2.0 软件组成。SCIEX 操作系统的用户界面简单易用,能帮助制药研究人员简化小分子和大分子的高通量代谢物鉴定与软点分析。该解决方案可以鉴定化合物的主要代谢物,并以尽可能简单的方式向化学家和生物学家报告,能够迅速、准确地完成高通量筛选,从而缩短项目周期。SCIEX 的高级生物转化解决方案在 SCIEX TripleTOF® 6600 系统上使用客观公正的 SWATH® 采集技术,只需一次进样就能开展深入、全面的代谢/分解代谢研究。如今,利用 MetabolitePilot 2.0 软件,需要全面鉴定分子的所有代谢物和生物转化产物的制药研究人员能够实现代谢物和分解产物数据的自动化处理,这样就可以高度精确地鉴定传统小分子代谢物和复杂生物制剂分解产物的结构。“截至目前,在进行生物制剂分解代谢研究时,客户可以选择的处理软件并不多。此外,数据处理和解读通常都是手动进行,耗时耗力。这些采用 MetabolitePilot 2.0 软件的新型解决方案能够对生物制剂分解代谢数据进行智能处理。”SCIEX 制药/CRO 业务高级总监 Farzana Azam 说,“通过结合使用 SWATH 采集技术,研究人员只需一次进样就能完成分析,并且可以实现样品的全面覆盖。这让他们有信心不漏掉任何重要的低水平含量代谢物/分解产物。生物转化解决方案提供灵活的选择,不但可以快速鉴定代谢物和分解产物,而且能够进行更深入的代谢和分解代谢研究,还可以实现快速处理。”要详细了解如何革新生物转化研究和探索 SCIEX 的生物转化解决方案,请访问:sciex.com/biotransform###SCIEX 简介SCIEX 帮助科学家和实验室分析人员寻找解决方案来战胜他们面临的复杂分析挑战,从而改善我们生存的世界。凭借在毛细管电泳色谱和液相色谱-质谱行业的全球领导地位和世界一流的服务与支持,公司成为全球数以万计的科学家和实验室分析人员值得信赖的合作伙伴,这些人员主要从事基础研究、药物研发、食品和环境检测、法医学及临床研究工作。SCIEX 拥有 40 多年的创新历史,擅长通过倾听客户心声和理解客户不断变化的需求,开发可靠、灵敏且直观的解决方案,不断重新定义常规和复杂分析可以实现的成果。有关详细信息,请访问 sciex.com。SCIEX 社交帐号:Twitter: @SCIEXnews、LinkedIn、Facebook。仅限研究使用,不可用于诊断程序。RUO-MKT-12-4947-AAB Sciex 以 SCIEX 的名义开展业务。© 2017 AB Sciex.本文涉及的商标均归 AB Sciex Pte.Ltd. 或其各自的所有者所有。AB Sciex™ 的使用已获得许可。联系信息 Stacey Sicurella SCIEX 全球公关和品牌经理 stacey.sicurella@sciex.com 508-688-7958编辑跟进 Patrick Farrell Sniper Public Relations(代表 SCIEX) pfarrell@sniperpr.com 603-583-5488
  • 金属所等在仿调幅分解结构高强度纳米金属材料研究中获进展
    近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心研究员金海军团队将脱合金与电沉积相结合,在完全互溶且热力学稳定不易分解的Cu-Au合金体系中构筑出类似调幅分解产生的纳米结构,形成仿调幅分解结构合金(spinodoid alloy)或人工调幅合金。这一新型纳米金属材料具有接近理论值的高强度,并表现出粗晶材料的塑性变形特征,为材料的强韧化和功能化设计提供了新思路。相关研究成果以Ultrastrong Spinodoid Alloys Enabled by Electrochemical Dealloying and Refilling为题,发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。科研团队利用脱合金腐蚀将固溶体Cu-Au中Cu(或Ag-Au中的Ag)选择性溶解,促使未溶解Au原子自组装形成纳米多孔Au,再用电化学沉积将Cu回填入纳米孔,形成全致密仿调幅分解结构Cu/Au合金。新材料保留了前驱体合金的粗大晶粒,其晶内由同为面心立方结构、晶体取向一致、且在纳米尺寸互相贯通Cu、Au两相构成;两相间呈三维空间连续、弯曲的半共格界面,相界上规则地排列着高密度的失配位错;两相特征结构尺寸可在纳米至亚微米区间变化。与多层膜等纳米材料在较高临界尺寸以下即发生软化不同,仿调幅分解结构Cu/Au合金的强度随尺寸减小而持续升高,直至接近其理论强度(失配位错弓出临界应力)。随着特征尺寸细化至50纳米以下,其塑性变形从传统复合材料向单相材料变形方式转变。在此临界尺寸以下,新材料在获得纳米材料高强度的同时,具备单相粗晶材料的变形行为特征,展现出综合力学和物理性能优化的广阔空间。本工作将理论计算与实验结合,通过分子动力学模拟,强调了界面曲率也是三维连续相界的重要结构特征,且对纳米材料力学行为产生重要影响。研究对Gyroid双相晶体进行的原子尺度模拟计算,揭示了零平均曲率半共格界面的结构,并从理论上澄清了该类光滑连通三维复杂界面与材料理论强度之间的关系,阐明了仿调幅结构双相纳米材料的强度上限。单相固溶体可通过调幅分解自发转变为晶体结构相同、成分在纳米尺度波动的双连续双相结构。而受制于热力学与动力学条件,该转变的适用合金体系极为有限,其成分调制幅度和界面形态结构难以控制与优化。本研究突破了传统调幅分解的固有限制,拓展了此类材料的合金体系、成分范围和性能空间,促进其研究和应用。此外,新材料的超高密度位错、近极小面三维连续相界、低能(半)共格界面、极低三叉晶界密度等独特结构也为探索纳米金属变形与稳定性中的一些基础科学问题、发展高性能结构功能一体化新材料提供了新机遇。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、沈阳材料科学国家研究中心基础前沿及共性关键技术创新项目的支持。南京理工大学科研人员参与研究。图1.仿调幅分解结构Cu/Au合金的制备及结构特征。(a)脱合金与电沉积结合形成仿调幅分解结构的示意图;(b)EBSD照片显示该材料粗大的晶粒尺寸,(c)TEM照片显示其双连续纳米双相结构,(d)HRTEM照片显示半共格界面和高密度失配位错。图2.仿调幅分解结构Cu/Au合金的分子动力学模拟。(a)典型Gyroid双相结构及其光滑连续半共格界面,(b)界面上大量失配位错组成的三维位错网络。图3.仿调幅分解结构Cu/Au合金屈服强度的特征结构尺寸效应,其强度随结构尺寸减小而持续上升,并逼近理论计算的理论强度。图4.仿调幅分解结构Cu/Au合金屈服强度的晶粒尺寸效应。(a)虽然该材料晶粒尺寸(d)比结构尺寸()高几个数量级,其强度仍表现出显著的晶粒尺寸(d)效应。(b-c)SEM照片显示晶界对剪切带有明显的阻碍作用,与强度的晶粒尺寸效应相一致。
  • 大连化物所宽光谱捕光催化剂全分解水制氢研究取得新进展
    p 近日,中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部中科院院士李灿、研究员章福祥等在宽光谱捕光催化剂Z机制全分解水制氢研究中取得新进展。研究结果发现,通过设计和调控BiVO4表面助催化剂Au的担载,以及双助催化剂(Au和CoOx)的选择性负载,可有效促进BiVO4的产氧性能及其与氧化还原电对离子间的电荷传输,并基于此构筑了高效的可见光Z机制全分解水体系,其表观量子效率超过10%(420nm激发)。相关结果在线发表在Cell旗下的Joule 期刊上。 /p p   基于光催化剂粉末悬浮体系实现太阳能全分解水产氢有望成为经济可行的太阳能转换方式之一。近年来,李灿和章福祥团队一直致力于利用宽光谱响应材料构筑Z机制全分解水体系,期间发展了“一锅氮化”构筑异质结促进电荷分离的新方法,解决了含氮化合物在空气或惰性气体下热稳定性差、不易构筑异质结的实验难题,进而构筑了多个Z机制全分解水制氢体系(Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci.)。此外,该团队发展了氨气流保护负载放氧助催化剂的新方法,极大提升了宽光谱捕光催化剂的放氧性能 在此基础上又发现助催化剂的分散性对界面电荷分离有极大影响,其受界面的亲疏水属性影响明显,例如:通过Ta3N5表面氧化镁层修饰不仅可促进助催化剂分散和界面电荷分离效率,而且可有效抑制Z机制中的竞争反应,最终使Z机制全分解水制氢成为可能(相关结果发表在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., J. Catal., Appl Catal B: Environ.等)。通过不断努力,该团队不仅成功拓展了Z机制全分解水制氢中产氢和产氧端催化剂对可见光的利用范围(产氢端由510nm拓展至650nm 产氧端由450nm拓展至590nm),而且将粉末体系Z机制可见光催化全分解水制氢的表观量子效率记录不断刷新。 /p p   该研究利用具有单电子转移、适宜中性环境且具有较低氧化还原电位的[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-为氧化还原电对,基于其前期实验发现,BiVO4不同晶面间存在光生电子和空穴空间分离(Nature Commun.),采用双助催化剂(Au/CoOx)在BiVO4的{010}和{110}晶面上的选择性沉积策略使得产氧性能大幅提升。在此基础上通过耦合具有较宽可见光响应的产氢端,实现了高效的Z机制全分解水,取得了10.3%(420nm激发)的全分解水制氢量子效率,刷新了该团队以前保持的6.8%(420nm激发)的记录。此外,研究同时发现Au纳米粒子的担载有利于从BiVO4抽取电子向[Fe(CN)6]3-的转移。以上研究结果为今后进一步发展高效可见光完全分解水体系奠定了基础。 /p p   该研究工作获得基金委、科技部、中科院以及能源材料化学协同创新中心等资助。 /p p style=" text-align: center " img title=" 54.jpg" alt=" 54.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/78441239-c803-421d-92ba-a3a5ddc2a895.jpg" / /p p /p
  • 宽光谱捕光催化剂全分解水制氢研究取得新进展
    p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 近日,中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部中科院院士李灿、研究员章福祥等在宽光谱捕光催化剂Z机制全分解水制氢研究中取得新进展。研究结果发现,通过设计和调控BiVO4表面助催化剂Au的担载,以及双助催化剂(Au和CoOx)的选择性负载,可有效促进BiVO4的产氧性能及其与氧化还原电对离子间的电荷传输,并基于此构筑了高效的可见光Z机制全分解水体系,其表观量子效率超过10%(420nm激发)。相关结果在线发表在Cell旗下的Joule期刊上。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 基于光催化剂粉末悬浮体系实现太阳能全分解水产氢有望成为经济可行的太阳能转换方式之一。近年来,李灿和章福祥团队一直致力于利用宽光谱响应材料构筑Z机制全分解水体系,期间发展了“一锅氮化”构筑异质结促进电荷分离的新方法,解决了含氮化合物在空气或惰性气体下热稳定性差、不易构筑异质结的实验难题,进而构筑了多个Z机制全分解水制氢体系(Angew. Chem. Int. Ed.,& nbsp Chem. Sci.)。此外,该团队发展了氨气流保护负载放氧助催化剂的新方法,极大提升了宽光谱捕光催化剂的放氧性能;在此基础上又发现助催化剂的分散性对界面电荷分离有极大影响,其受界面的亲疏水属性影响明显,例如:通过Ta3N5表面氧化镁层修饰不仅可促进助催化剂分散和界面电荷分离效率,而且可有效抑制Z机制中的竞争反应,最终使Z机制全分解水制氢成为可能(相关结果发表在J. Am. Chem. Soc.,& nbsp Angew. Chem. Int. Ed.,& nbsp J. Catal.,& nbsp Appl Catal B: Environ.等)。通过不断努力,该团队不仅成功拓展了Z机制全分解水制氢中产氢和产氧端催化剂对可见光的利用范围(产氢端由510nm拓展至650nm 产氧端由450nm拓展至590nm),而且将粉末体系Z机制可见光催化全分解水制氢的表观量子效率记录不断刷新。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 该研究利用具有单电子转移、适宜中性环境且具有较低氧化还原电位的[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-为氧化还原电对,基于其前期实验发现,BiVO4不同晶面间存在光生电子和空穴空间分离(Nature Commun.),采用双助催化剂(Au/CoOx)在BiVO4的{010}和{110}晶面上的选择性沉积策略使得产氧性能大幅提升。在此基础上通过耦合具有较宽可见光响应的产氢端,实现了高效的Z机制全分解水,取得了10.3%(420nm激发)的全分解水制氢量子效率,刷新了该团队以前保持的6.8%(420nm激发)的记录。此外,研究同时发现Au纳米粒子的担载有利于从BiVO4抽取电子向[Fe(CN)6]3-的转移。以上研究结果为今后进一步发展高效可见光完全分解水体系奠定了基础。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 该研究工作获得基金委、科技部、中科院以及能源材料化学协同创新中心等资助。 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/6551cab8-9ba1-4a04-9214-029bf98e67ba.jpg" title=" W020180903502854063554.jpg" alt=" W020180903502854063554.jpg" / br/ 大连化物所宽光谱捕光催化剂全分解水制氢研究取得新进展 /p p br/ /p
  • 陆恒生物发布陆恒生物便携式COD氨氮总磷总氮检测仪LH-D65新品
    创新点:1.COD氨氮总磷总氮一体全部检测,节约空间和成本。 2.采用先进光路设计,检测更稳定、更精准。 3.采用预制管试剂,无需备案购买浓硫酸等管控试剂,更高效步骤更少。 4.配备操作指导视频以及流程图,人人能操作。 5.便携式设计做工精细、携带方便、不占空间 6.按照国标研发生产无需另购试剂配制到手后能马上检测、 7.精装直配铝合金手提箱,配有大功率消解电池,在无交流电源情况下也能进行消解检测。 陆恒生物便携式COD氨氮总磷总氮检测仪LH-D65
  • 氨的过去,今天以及未来
    在碳达峰、碳中和的世纪热潮中,世界各国都在积极寻找下一代能源技术,氨能高效利用正在成为近期全球关注的焦点。目前,氨正从传统的农业化肥领域向新能源领域拓展。正是因为氢的储存和运输成本太高,氨开始受到更多的关注。资料显示,中国是全球氨生产大国,全世界每年生产合成氨2亿吨左右,我国的产能大约占到全球的四分之一。 图 碳达峰、碳中和是全球人类在21世纪的共同目标 从技术角度,氨由一个氮原子和三个氢原子组成,是天然的储氢介质;常压状态下,温度降低到零下33摄氏度就能够液化,便于安全运输。氨能是一种以氨为基础的新能源,既可以与氢能融合,解决氢能发展的重大瓶颈问题,也可以作为直接或者间接的无碳燃料直接应用,是实现高温零碳燃料的重要技术路线。 在进入新能源时代之前,氨已经是全球使用广泛的高产量(High Production Volume, HPV)的工业化学品之一,其中大约80%的商业化生产的氨进入农业并用于制造肥料。因此氨有完备的贸易和运输体系。所以,从理论上来看,可以用可再生能源生产氢,再将氢转换为氨,运输到目的地。 图 农业施肥为氨目前大的利用领域 除了化肥,氨在许多大型工业制冷系统中用作冷却剂,也时常是制造药品、塑料、纺织品、染料、杀虫剂、炸药和工业化学品的成分。在石油和天然气工业中,氨用于中和原油中常见的苛刻酸性化合物。采矿业使用“裂解”的 氨来提取铜、镍和其他金属,而燃煤和燃油发电厂则将氨添加到反应器中以净化烟雾并将有毒的氮氧化物转化为水和氮。氨还支持用于净化饮用水的氯胺消毒剂,并防止形成致癌副产品,这使得氨成为水处理应用的一种有价值的化合物。 如今,在船舶航运领域,氨即将以崭新替代能源的身份大展宏图。2021年10月28 日,国际可再生能源署(International Renewable Energy Agency, IRENA)发布报告称,氨在海运领域将成为清洁燃料的主力军。令人关注的是,挪威化肥巨头雅苒国际出资建造的全球一艘用氨能驱动的货船雅苒伯克兰号,已于2021年11月22日下水首航。 图 氨在海运领域将成为清洁燃料的主力军 全方位了解氨的危害 虽然氨在现代和未来社会的用途甚广,缺乏正确的氨气浓度测控和法规监管,过高的氨气浓度将会对人体健康和生态环境产生破坏性的影响。 l 健康危害接触低水平的氨会导致咳嗽以及对眼睛、鼻子、喉咙和呼吸道的刺激。虽然,高于25ppm浓度的氨可通过其刺激性气味被人类察觉,提供足够的早期预警信号。但氨的气味也会导致长时间接触后产生嗅觉疲劳,甚至损害人的嗅觉。 如果人体接触高浓度的氨,会立即灼伤鼻子、喉咙和呼吸道,导致呼吸道受损、甚至呼吸窘迫或衰竭,也可能导致死亡。由于儿童的肺表面积与体重之比较大,更容易受到氨的影响。 氨浓度 (ppm)对人体健康的影响50刺激眼睛、鼻子、喉咙(2小时暴露)100眼睛和呼吸道短时间内感到刺激性250大多数人能忍受(30-60分钟暴露)700眼睛和喉咙立即感到刺激性1500咳嗽、肺水肿、喉咙痉挛2500-4500致命(暴露30分钟以上)5000-10,000短时间内因气道堵塞立即致命,甚至造成皮肤损伤表一 暴露在不同的氨气浓度水平,可能会引起不同程度而的人体伤害(来源:Ammonia Toxicological Overview, Public Health England ) l 环境污染氨在二次气溶胶颗粒物生成中扮演着重要角色。其与大气中的硫酸和硝酸反应形成铵盐,作为颗粒物质在大气中停留几天至一周,然后再沉积回地面,是引发重霾污染和过量氮沉降的重要活性氮。图 大气中的氨是PM2.5的重要前体物 l 富营养化氨的排放以湿沉降和干沉降的形式返回地标,造成土壤和地表水的富营养化,从而影响植物和动物物种的生存。 氨气检测面面观 l 报警氨是一种有毒气体,暴露在一定浓度以上的氨气会对人体健康造成伤害,因此必须始终配备适当的安全监控程序和设备,以避免严重的意外伤害或死亡。 现有行业内氨分析仪器的常规标准为JJG 1105-2015《氨气检测仪检定规程》,适用于测量空气或氮气中氨含量的气体分析仪和检测报警器的检定,规程要求的两种量程范围其一为0-50 umol/mol(ppm),要求测试误差在±10%;其二为50-1000 umol/mol,要求测试误差在±6%。 JJG 1105-2015主要针对仪器检测原理的包含电化学、红外声光、非色散红外、化学发光、紫外等,采样方式有吸入式和扩散式两种。 l 氨逃逸燃煤锅炉烟气排放所含的氮氧化物,是空气污染的重要前体物,控制燃煤过程烟气排放的氮氧化物总量是各国环保法规的重点。选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是目前烟气脱硝主流技术。通过在烟气中注入氨水或尿素,其主要成分氨与氮氧化物发生化学反应,生成对环境无害的氮气和水。 脱硝过程的还原反应结束后,残余的氨气称之为氨逃逸。考虑氨气本身也是有害污染物,必须对烟气中残余氨气浓度进行实时监控,一方面使喷氨效率达到优,一方面降低氨的消耗及排放。 2018年,国务院将“开展大气氨排放控制试点 ”写入新版空气污染整治目标和计划——《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》。随着各级政府对氨气污染的高度重视,工业氨气监测的需求也更加具有挑战。举例来说,2019年山东发布新的《火电厂大气污染物排放标准》重点增加了氨逃逸和氨厂界浓度控制指标要求,要求采用氨法脱硫或使用尿素、液氨或氨水作为还原剂脱硝的企业,其氨逃逸浓度应满足HJ2301中小于2.0mg/m3(约2.63ppm)的要求。 除了空气污染,氨逃逸对采用脱硝过程的企业还可能带来诸多危害:l 形成堵塞空预器的铵盐,增加维护成本(逃逸浓度2ppm时,半年后风机阻力增加约30%;3ppm时,半年后风机阻力增加约50%);l 频繁冲洗空预器,影响机组安全;l 使催化剂失活,缩短使用寿命;l 还原剂氨的耗材浪费;l 影响用于建材的飞灰(脱硝过程副产品)质量。 为了有效监测氨逃逸,一般情况下氨的监测仪表安装于脱硝系统的还原反应结束处,烟道处也会安装一台以监测最终烟气中的氨排放浓度。然而,传统的氨逃逸分析仪在实际监测中所遭遇的困难重重。传统基于近红外激光的分析仪,由于氨分子在近红外波段可用吸收光谱窄、吸收峰强度低,使得分辨率低(下限1ppm)并且易受其他气体干扰。从安装方式来看,对射式原位安装对法兰开孔精度要求高,烟道的振动、膨胀及收缩等都非常影响光精度与系统的稳定性,大大降低数据质量。同时原位式在线分析系统难以在线通入标气,对仪器进行有效的检验与标定。 海尔欣科技自主研发的LGM1600便携式高精度激光氨逃逸分析仪,基于新一代中红外激光吸收光谱技术,采用氨分子在中红外波段的强吸收峰,其强度高于近红外波段吸收100多倍,因此LGM1600检测精度比现有大多数氨逃逸分析仪器至少高出一个量级。结合德国进口高温采样预处理系统,LGM1600可实现无冷凝和极低吸附的氨气采样和分析。图 LGM1600便携式高精度激光氨逃逸分析仪 l 大气氨大气中的氨与农业活动密切相关。目前,农业活动例如施肥、畜牧养殖等是主要的人为氨排放源。对农业生产而言,施肥导致的氮挥发还是农田氮养分损失的重要途径。相对于氨的重要性,对其排放和沉降的观测研究工作却相对滞后,这主要受制于氨在线检测仪器及观测方法上的局限。 因氨具有强表面吸附力和水溶性等特性,大气氨浓度和地气氨交换通量的原位准确测量一直是学界的一大挑战,目前国际上主流的测量仪器大多采用闭路吸入式的构造,采样管路的吸附效应一直制约着大气氨浓度的快速高频高准度测量。与此同时,闭路仪器和搭配使用的外置抽气泵均要求交流供电,这意味着目前绝大多数的大气氨通量观测只能在少数电力条件允许的环境下开展。 例如,目前国内外对于氨干沉降通量的观测,大都采用基于低频(数日至数月)浓度采样的沉降速率经验系数法,其结果的准确度亟待检验。相较于氨气泄漏报警和工业排放,大气中的氨气浓度仅为0-50ppb,大多数情况下不超过10ppb,加之氨气在大气中相态转化多变,高频且准确的浓度和通量信息,是对大气氨实施有效调控的必要基础。 宁波海尔欣光电科技有限公司与中科院大气物理研究所碳氮循环团队深入合作,研发了HT8700便携式、高精度、快响应的开路多通池激光氨分析仪(图X)。这款仪器基于可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术,采用了分布反馈式量子级联激光(DFB-QCL)的光源,其开放式的光路结构,解决了传统闭路仪器管路吸附引起的测量误差,光机电软各个部分高度集成,可完全由太阳能驱动运行,适合野外条件使用。 图 HT8700 高精度大气氨本底激光开路分析仪 目前,HT8700在国内已为中科院大气物理所和中国农业大学所采用,研究成果发表于世界SCI期刊《Agricultural and Forest Meteorology》和《Atmospheric Environment》。HT8700同时获得海内外专家青睐,先后展示于国家碳中和北方中心、欧洲地理学会(EGU)年会、世界氮素倡议大会(INI)、亚洲通量观测联盟(AsiaFlux)年会,并出口英国与荷兰,参与欧洲高端科学机构的研究项目。
  • NETZSCH Newsletter - TGA检测HDPE的熔融与分解
    TGA检测HDPE的熔融与分解Newsletter No. 3c-DTA® 是通过计算得到的DTA信号,可以提高热重仪器温度校正的精度,不需要磁性居里点标样。它还可以在测量热重信号的同时得到吸放热信号,比如质量损失挥发导致的吸热、无质量变化时可能伴随着熔融。测试结果的相关对应性很好,不受硬件影响。所有TGA样品支架(TG209F1 Iris® /Libra® ,TG209F3 Tarsus® ,STA449F1/F3 Jupiter® )都能够实现c-DTA功能。图 1 铑丝的双熔融峰,使用耐驰STA测量图1是TG209F1 Libra® 以10K/min,N2气氛下测试10.31mg高密度聚乙烯HDPE样品的TG曲线。样品在420°C开始分解之前(绿色TG曲线),c-DTA曲线(红色)检测到位于128.8°C的熔融峰。同样的测试条件,DSC200F3 Maia® 测得的样品熔融峰为128.2°C(黑色曲线),由此可见,c-DTA测得的结果是比较可靠的。
  • 德国莱茵TUV上海生物分解检测实验室正式启用
    上海2013年3月26日电 /美通社/ -- 全球领先的技术服务供应商德国莱茵TUV近日宣布,公司在上海建立的生物分解检测实验室正式投入使用,实验室还将携手德国莱茵TUV集团与德国标准化协会(Deutsches Institut für Normun,简称 DIN)的联营认证机构DIN CERTCO,就可降解产品认证展开深度合作,向本地制造商和出口商提供全面的检测认证方案,以协助其加速进军国际市场。   在全球资源和环境压力日益突显的今天,节能环保已成为当今世界经济发展的主题。无论是产品包装、购物袋或者垃圾袋,使用符合生态要求的可生物降解塑料制作已是大势所趋。可降解产品测试通常根据产品的材料、介质、可降解的添加剂或者最终产品的特性和成分,需进行化学测试、生物降解能力测试、分解和生态无毒等测试。   DIN CERTCO的可降解产品认证是基于(包装物有机回收标准)EN13432 / ASTM D6400(塑料堆肥降解性的测试标准)对产品进行的测试。此外,该认证也会参照其它国际标准,如:ISO 14855 / ASTM D 5338,ISO 16929,Annex E of 13432 / OECD 208以及化学分析报告。德国莱茵TUV现已成为DIN CERTCO承认的第三方检测机构,可根据欧洲标准 EN13432(包装物有机回收标准)进行测试。   即日起,凡成功通过德国莱茵TUV检测的生物可降解产品,可直接申请被国际认可的可降解产品认证(种子标志),该认证是由DIN CERTCO和国际生物降解塑料协会欧洲分机构共同发展的认证体系。可降解产品认证可帮助买家从众多供应商及制造商中筛选出质量、安全、环保皆严格把关的产品。与此同时,带有可降解标志 (Compostable) 的产品表明已成功通过权威第三方机构的测试和评估,有助于增强客户的购买信心,有效促进产品销量。此外,由本地专家提供的咨询、检测及支持申请认证等定制服务,可最大限度缩短认证周期,而且持证人相关资料可在DIN CERTCO官方网站进行查询,以防滥用或伪造标志。   德国莱茵TUV纺织品、玩具及化学服务部材料测试专家SteFFen Tuemptner以及DIN CERTCO的Oliver Ehlert博士还将出席于2013年3月26-27日在上海银星皇冠假日酒店举行的2013年生物塑料下游应用市场高峰论坛,分别就依据EN13432进行的可生物降解测试服务和可堆肥塑料以及生物基产品的认证进行现场讲解和说明。此外,德国莱茵TUV专家还会与DIN CERTCO技术团队在论坛安设现场答疑专区,与企业分享国际市场对产品包装材料和制品的最新环保要求,就生物降解相关测试和认证的技术问题进行面对面讨论和解答。   德国莱茵TUV是一家国际领先的检测服务供应商,其纺织品、玩具及化学服务部近超过550名专家分布在世界各地的实验室。作为全球消费品测试和认证服务的领导者,德国莱茵TUV的纺织品、玩具及化学测试实验室遍布9个国家和地区,包括大中华地区(香港、深圳、上海),亚太地区(泰国、越南、印度、孟加拉国),欧洲(荷兰、土耳其),北美(美国)和德国(纽伦堡)。德国莱茵TUV的专家不仅测试纺织品、皮革制品、玩具、食品接触材料,并可提供风险评估、品质保证、审核、培训,以协助客户将安全和高品质的消费产品销往世界各地。
  • 仪器信息网行业应用【拆分解决方案】意见征集
    p   尊敬的各位仪器厂商: /p p   大家好! a href=" http://www.instrument.com.cn/application/" target=" _blank" title=" " style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 行业应用 /strong /span /a 栏目是仪器信息网新装打造的行业导购平台,汇聚了行业内国内外主流厂商的优质分析方法及相应的仪器设备。栏目旨在为用户查找仪器提供了一个独特的维度(检测某种样品需要的样品前处理设备、检测仪器、耗材/配件、试剂等产品配置单), strong 也为各厂家的仪器产品和分析方法提供一个全新的展示渠道。 /strong /p p   在审核解决方案的过程中,发现部分厂家的方案内容(附件)是在某个行业(例如:食品)的方案合集,标题一般为某某行业整体解决方案。有些则是多种样品或多种检测项的合集,这样的解决方案是很难被用户搜索并下载的,也会减少很多潜在的销售机会。 /p p   因此,我们建议各位仪器厂商朋友在发布方案过程中,可将方案合集及多种样品和检测项进行拆分,突出单一的检测样品和检测项,便于用户检索下载的同时,增加潜在的销售机会。 /p p   为了节省各位厂商的宝贵时间,行业应用栏目开发了【解决方案拆分】功能。该功能可将解决方案进行拆分,拆分后的方案每篇赠送3个商机点。从 strong 2017年9月4日 /strong 开始,行业应用将开始使用该功能,拆分部分解决方案, strong 如果有厂商朋友们不希望我们对贵公司的方案进行拆分,请提前告知, /strong 谢谢合作。 /p p   如有相关问题,请联系行业应用栏目负责人,张女士。 /p p   邮箱:zhangwei@instrument.com.cn /p p   电话:010-51654077-8066 /p
  • “生物分解塑料检测与绿色认证关键技术研究”项目座谈会在京召开
    日前,中国检科院在北京组织召开“十四五”国家重点研发专项“生物分解塑料检测与绿色认证关键技术研究”项目座谈会。来自中国科学院、中国物资再生协会、吉林中粮生物材料有限公司、安徽丰原生物新材料有限公司、深圳职业技术学院等单位技术专家及项目参加单位技术人员参加会议。   项目负责人、中国检科院首席专家邹明强主持会议并介绍了项目概况、研究工作进展和近期拟开展的重点研究工作。项目重点围绕降解材料和添加剂及其降解产物的健康危害因子检测技术、安全性评价替代方法和绿色产品认证评价体系研究、全自动降解性能检测设备和生物分解塑料标准物质研制等开展研究。 近期,市场监管领域开展“塑料污染治理”和“制止餐饮浪费”等专项治理工作,项目优先开展生物分解塑料替代不可降解塑料在一次性餐饮具、食品包装领域应用涉及的检测方法和标准研究,为其市场监管急需的检测手段提供技术支撑。   中国物资再生协会再生塑料分会秘书长王永刚和深圳职业技术学院张丛光教授分别作了“塑料污染治理与循环利用情况及实践”和“基于生命周期管理的塑料污染治理和循环利用机制研究”的专题报告,会议围绕一次性餐饮具等塑料制品循环利用和生物分解塑料替代应用问题进行座谈,与会专家作了专题发言。   近年来,随着餐饮外卖和预制菜产业快速发展,塑料制品在一次性餐饮具、食品包装领域用量大幅度增加,由此带来的塑料污染问题不容忽视。2022年11月近200个国家在乌拉圭召开会议,以推进制定关于对抗塑料污染的“全球公约塑料公约”。   与会代表认为,随着国家塑料污染治理政策的实施,我国将全面禁止一次性餐饮具等不可降解塑料制品,生物分解塑料等替代产品越来越广泛地应用到食品行业,降解新材料及化学添加剂对食品安全的影响不容重视,急需加强生物分解材料及其化学添加剂等健康危害因子在食品安全方面的安全性评价、迁移规律、检测方法等技术研究,修订完善现有相关标准。针对我国降解材料产业推广应用仍面临的诸多难题,需针对我国国情和国内生物分解塑料实际应用场景,研究建立具有中国特色的生物分解塑料标准体系和绿色产品认证制度,对落实习近平总书记提出的推动建设节约型社会的指示精神具有重要意义。
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