一氧化氮浓度（精选10篇）
一氧化氮浓度 篇1
摘要：目的 探讨抑郁症与血浆一氧化氮(NO)之间的关系。方法 采用硝酸还原酶法对42例抑郁症患者血浆中NO含量进行检测,并与正常对照组比较。结果 抑郁症患者血浆NO含量为(46.39±13.36)μmol/L,低于正常对照组(57.38±12.29)μmol/L,差异有统计学意义。结论 抑郁症患者血管内皮细胞功能受损。
关键词：抑郁症,一氧化氮,内皮功能
近年来的研究表明,内皮细胞功能异常与多种疾病,尤其是心脑血管疾病的发生、发展密切相关,本研究旨在通过观察抑郁症患者血浆一氧化氮(NO)水平的变化来探讨抑郁症与冠心病的关系,有望得到抑郁症有可能是冠心病另外一个危险因素的结论。
1资料与方法
1.1 一般资料
选择2010年3月至2010年8月于我院进行健康查体的人群,进行《抑郁自评量表(SDS)》问卷,标准分大于53分者入选实验组,匹配性别、年龄相同标准分小于53分者入选对照组。2组分别为42例,平均年龄(46±2.3)岁,其中每组男20例,女22例。
1.2 标本采集
2组人分别于清晨抽取空腹血4 ml(4℃条件下,3000 r/min,离心10 min,分离血浆, -20℃保存。
1.3 试剂及检测方法
NO采用硝酸还原酶法检测,按说明书操作。试剂盒由南京建成生物研究所提供,批号20101014。
1.4 统计学方法
所有试验数据以均数±标准差
2结果
实验组与对照组血浆中NO含量有明显差异,实验组血浆中NO含量较对照组明显降低,这种差异具有统计学意义。见表1。
注:对照组与试验组间比较差异有统计学意义,P<0.01
3讨论
越来越多的研究表明,内皮细胞功能受损参与了动脉粥样硬化的发生和发展,因此在动脉粥样硬化性疾病的防治过程中迫切需要寻找引起内皮细胞功能受损的新的危险因素及治疗靶点。大量的研究表明,抑郁症与冠心病之间存在着密切联系,并被认为是冠心病的另外一种危险因素。Brummentt等[1]发现,抑郁是冠心病发病独立的预测因素。INTERHEART研究[2]发现,15152例初发心肌梗死患者和14842例年龄相对称的对照组,在校正性别、年龄和其他冠心病危险因素后,急性心肌梗死与抑郁有显著相关性,这种相关性的强度与性别无关,与患者在工作中或者家中感受的压力频率具有极大的相关性。同时,还有研究发现,抑郁症对冠心病的影响可能是由于抑郁症可以引起血管内皮细胞功能损伤而引起,Suzuki等[3]发现抑郁症患者血浆硝酸盐(NO代谢终产物之一)浓度明显高于正常对照及已康复的抑郁症患者。此外,NOS抑制剂和抗抑郁剂有相互协同作用,NOS抑制剂N-硝基-L-精氨酸(L-NA)和7-硝基吲唑(7-Nl)均可增强三环类、SSRIs类抗抑郁剂的抗抑郁疗效[4];SSRIS类抗抑郁剂帕罗西汀可降低抑郁症患者血浆NO浓度[5],表明NOS抑制、NO水平降低可能与抗抑郁剂疗效有关。动物研究发现,大鼠海马NO水平降低可产生抗抑郁样作用[6];多种NOS抑制剂可减少大鼠强迫游泳实验 (forcedswimtest,FST)中的静止时间,产生抗抑郁样作用[7,8,9],且该作用可被NO前体L-精氨酸阻断[10]。本研究也显示了同样的结果,抑郁症患者体内NO含量较正常健康人明显下降,由此我们有理由相信,抑郁症对冠心病的影响有可能是通过损伤血管内皮细胞功能而引起。
近年来,冠心病的传统危险因素(如吸烟、缺乏体力活动、高血压、高血脂、高血糖等)得到了充足的研究和认识,并采取了积极有效的防治手段,使冠心病的防治水平有了大幅度的提高,但抑郁症对冠心病影响的研究甚少,充分认识并重视抑郁症,给予早期地积极干预对于提高冠心病的整体防治水平意义重大。在对冠心病进行药物治疗的同时还应重视心理、生活方式、社会因素等长期的防治措施,只有顺应生物-心理-社会医学模式的转变,才能进一步提高冠心病的整体防治水平。
参考文献
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一氧化氮浓度 篇2
在2L高压间歇反应釜中,研究了湿式氧化对高浓度分散蓝染料废水处理的效果、反应温度的.影响和动力学特征.研究表明:温度是分散蓝染料废水湿式氧化的关键影响因素,升温有利于氧化效果的提高;进水CODCr46710mg/L在255℃、1.25倍理论供氧量下反应2h,CODCr去除率达72.1%,可生化性显著提高,色度完全被去除.建立了三参数通用动力学模型,合理解释了湿式氧化过程.
作 者：曾新平唐文伟 赵建夫 顾国维 作者单位：曾新平(同济大学生命科学与技术学院,上海,92)
唐文伟(同济大学化学系,上海,200092)
赵建夫,顾国维(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092)
一氧化氮浓度 篇3
了解二氧化碳濃度变化对光合作用的影响。
【实验原理】
1.一般说来影响植物光合作用强度的因素分为外界因素和内部因素。外界因素主要有光强、光质、温度、二氧化碳浓度，而影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶
片的发育阶段等等。
2.光合作用的强度指标可以从光合作用原料的消耗情况或者是光合作用的产物生成情况上得以反应。
3.陆生植物的叶片一般是浮在水面的，因为气孔和气腔中有空气，使得整个叶片的密度小于水；负压处理后由于气孔和气腔中的空气被抽掉，植物叶片的密度会因为大于水而沉于水底，但一旦随着光合作用的不断进行，叶片的气孔和气腔中又会充满光合作用制造的氧气从而使叶片密度小于水以致叶片重新上浮于水面，进而会形成一个有趣的叶片动态上浮过程。
【实验材料和用具】
大号打孔器、大号注射器、大烧杯、小烧杯、碳酸氢钠、高瓦数聚光灯、小叶女贞叶或者小白菜叶。
【实验步骤】
1.配制浓度梯度为0%、5%、10%、15%的碳酸氢钠溶液50毫
升并分别置于编号为A、B、C、D的四个小烧杯中（为光合作用提供二氧化碳）。
2.选一片生长成熟的小白菜叶，在叶片上用大号打孔器选取适当位置打取足够数量的小圆片（50片左右）。
3.把打好的小圆片放入大号注射器中，加入三分之一的水，装入注射器塞，接着推排出注射器中的空气，再用左手一个手指堵住注射器针空位，右手用力抽拉活塞，可见其中冒出大量气泡。重复几次上述的排气和抽拉动作，直至注射器静止不动，小圆叶片就能够全部沉在水底才停止上述动作。
4.选取上述处理好的叶片各10片，分别放入已经编号的A、B、C、D四个小烧杯中并分散均匀，将A、B、C、D四个烧杯等距
30厘米置于聚光灯边，然后打开聚光灯。
5.观察叶片动态上浮过程，并记录相同时间内A、B、C、D四个烧杯内叶片的上浮情况。
【实验现象】
A、B、C、D四个烧杯中叶片上浮的速度不一样，烧杯中的碳酸氢钠溶液浓度越大，叶片上浮的速度就越快。
【实验结论】
二氧化碳浓度对光合作用有影响。在一定的二氧化碳浓度范围内，光合作用的强度和二氧化碳浓度是成正比的。
一氧化氮浓度 篇4
为了减少大气污染对地球的影响, 因此许多国家都严格规定了一氧化氮等污染物在大气中的排放量, 所以对污染物排放浓度的测量对监测来说至关重要。本文主要以燃煤锅炉中烟气的一氧化氮排放量作为研究对象, 通过应用吸收光谱技术, 对一氧化氮气体的浓度监测方法、技术和现场实验进行了系统规范研究。
1 简析一氧化氮排放的危害
我国的能源主要以煤炭为主, 煤炭消耗量一直在不断增长, 且消耗量达300亿吨之多, 而消耗煤炭能源的企业主要是依靠煤电机组的电力行业。因为在我国95%以上的火力发电企业都是依靠煤炭作为主要的能源。大量的燃烧煤炭会使氮氧化物排放量的增加, 污染物向大气中过多的排放后导致酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变。
另一方面对于氮氧化物来说, 当它与其他污染物相互混合以后, 例如与碳氢化合物混合并且受到强烈的太阳光紫外线照射以后, 就会造成光学烟雾污染物的形成, 这种污染物直接影响到人类的眼睛和呼吸系统, 长期吸入会导致患有眼疾和呼吸道疾病的人群增多, 其症状主要表现为视力下降、呼吸困难、胸闷等。
2 对一氧化氮排放量的检测技术
为了减少一氧化氮排放超标造成的大气环境污染, 世界各国都出台了关于氮氧化物排放量的标准, 以便对污染物排放的多少进行监管, 预防环境污染, 因此就需要对污染物排放的浓度进行准确的测量, 为控制和治理环境污染作出必要的保障。目前检测技术主要是化学技术检测和光谱光学技术测量。
2.1 简析化学技术测量
化学技术检测的方法发展较早, 主要分为电化学方法、色谱分析和化学发光方法等。
以化学发光法为例, 使用该种方法需要在一定温度和压力下进行, 这样才能使测试对象和其他的物质相互反应发生化学变化, 产生化学能, 由于部分的能量被吸收, 是测试分子处于激发状态, 当分子由激发状态变回到原始状态后, 会有一部分的光子能量通过辐射散发出来, 然后对辐射物进行检测, 其辐射的强弱就代表了被测物的浓度大小。应用这种方法适用于对一氧化氮的浓度测量, 并且这种方法具有较高的灵敏度和较低的检测限制。
相对与化学发光法来说, 气相色谱分析则属于一种新型分离分析技术, 它首先要将测试对象在毛细管色谱柱中进行分离和浓缩, 然后再使用专业的检测仪器对分离出来的各种气体的成分进行检测, 因此这种技术有较高的可信程度, 但是使用这种技术的测量结果需要和色谱结果进行对比, 通过对比得出的结果来确定准确度。所以就导致了该技术测量速度较慢的缺陷, 不适合进行实时监测。测量需要较长时间的主要原因是因为测试对象在毛细管色谱柱中分离和浓缩需要的时间较长, 测量的结果很难快速得出。但是气相色谱法的应用较为广泛, 它可以和多种仪器联合使用, 因此气相色谱分析法也是对于环境污染物浓度检验测量的一种重要的手段。
2.2 简析光学和光谱学技术在测量中的应用
随着科技的发展, 光学技术不断完善且被应用到测量之中, 传统的化学分析技术中由于存在着测量速度较慢、反应的灵敏度较差、操作方法复杂、设备经常需要维护等缺点, 虽然化学检测技术能够满足大多数气体污染物排放浓度的测量需要, 但是这些仪器多数时候只能够进行单点测量, 而且还需要将被测对象进行取样分析, 所以这种技术不适宜长期测量, 仅限于环境监管部门对局部地区的污染物排放浓度进行抽查测量。同化学技术相比光学测量技术具有以下的优点:不需要接触就可检测, 检测结果所需时间较短、稳定性高、测量精度高等特点。它主要包括了以下几种国内外常用的光学技术:差分光学吸收光谱技术、非分散红外光谱技术、差分吸收激光雷达技术、傅立叶变换红外吸收光谱技术、可调谐二极管激光吸收光谱技术、激光诱导荧光技术等, 并且该技术成为未来检测领域的主要发展方向。下面将简析光学光谱技术在测量中的应用。
以非分散红外光谱技术为例, 该技术在国外已经得到广泛的使用, 在市场中占有半数以上的比例, 远远高于其他检测技术。在我国这种技术虽然较落后, 但是在不断地研究和发展。随着红外技术的发展, 该技术制造的测量仪器在性能和性价比上均得到了较大的提升, 并且该仪器具有了灵敏度好、能够快速反应, 精确测量、可以连续长时间工作等优势。
该技术不仅可以安装在一氧化氮等大气污染物排放源进行检测, 还可以应用在机动车尾气排放测量技术当中。
3 结语
通过对一氧化氮排放量的测量技术的不断研究, 有助于治理环境污染, 对地球环境和人类的身体健康带来巨大的贡献。
摘要：由于煤在燃烧的过程会产生大量的一氧化氮等污染物, 这些污染物是造成大气污染物的主要成分, 以一氧化氮为例, 它的大量排放会使城市的空气质量不断下降和恶化, 并且对于土壤和水体造成严重的影响和破坏。因此导致我国的环境污染日益严重, 治理环境带来了巨大的经济损失, 同时人类的身体健康也会因环境而受到影响。
关键词：燃煤锅炉,一氧化氮,排放,浓度测量
参考文献
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一氧化氮浓度 篇5
多相催化湿式氧化法处理高浓度难降解有机废水的研究
在高压反应釜内,采用自制颗粒贵金属催化剂催化湿式氧化法处理高浓度饲料抗氧化剂合成废水,探讨了温度、压力、进水pH等反应条件对废水处理效果的影响.在温度为220℃、总压为8 MPa条件下,COD,TOC,TN和色度的.去除率分别达到77.0%,66.1%,70.2%,91%;处理后的废水pH很低,催化剂显示出较好的耐酸性;随进水pH的增加,COD的去除率逐渐降低,出水pH增加.
作 者：方宗堂 王宏 葛玮 朱世云 蔡伟民 Fang Zongtang Wang Hong Ge Wei Zhu Shiyun CAI Weimin 作者单位：上海交通大学,环境科学与工程学院,上海,40刊 名：化工环保 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：25(1)分类号：X703.1关键词：催化湿式氧化 抗氧化剂 废水处理
一氧化氮浓度 篇6
fire water supply system
GUO Xiao-zhen1, NIU Su-ling2
(1. Beijing Chaoyang Fire Detachment, Beijing 100023, China;2.Beijing Chongwen Fire Detachment, Beijing 100050, China)
Abstract:
高浓度二氧化碳分析方法改进 篇7
为了消除奥氏气体吸收法的干扰因素, 提高分析准确率。将二氧化碳原料气气样, 直接进入到气相色谱仪中, 用实验室常规二氧化碳检测方法进行测定, 结果出现较大平头峰。针对此情况, 将进样量从1m L改为0.2m L, 即进样量减小了5倍, 高含量二氧化碳的峰面积也相应减小, 峰型得到了改变。但分析结果重现性差, 均在96%~105%之间。同一样品出现不合格和超差两种现象, 无法对分析数据进行正确判断。
为了得到准确的高浓度二氧化碳分析结果, 对分析方法进行了改进。二氧化碳原料气的组分由二氧化碳、氧、甲烷、一氧化碳和氢组成, 主要成分是二氧化碳, 纯度较高, 占99%以上, 其余由氧、甲烷、一氧化碳和氢组成。这四种组分可统称为杂质。通过测定组分中的杂质含量, 用差减法就可求得二氧化碳的纯度。
1 仪器和材料
1.1 气相色谱仪, 带热导检测器。
1.2 色谱柱:长1米, 内径3毫米不锈钢管, 内装60~80目TDX-01。
1.3 气体阀进样:定量管1m L。
1.4 标准气:H2含量0.5%、O2含量0.5%、及CO含量0.306%和CH4含量0.404%。
2 实验和讨论
2.1 一氧化碳和甲烷的测定
气体中甲烷和一氧化碳组分的测定, 可采用实验室已有的气相色谱仪, 以流速为50m L/min的氢气做载气, 100℃的柱温等操作条件, 采用外标法定量。
2.2 氧和氢含量的测定
实验室常规分析氧含量的方法, 均是采用13X分子筛为固定相, 用氢气做载气, 在一定操作条件下进行测定, 所得结果准确性较高。但由于样气中含有高含量的二氧化碳, 13X分子筛对二氧化碳有很强的吸附能力, 二氧化碳不易脱附。而该项目是工艺控制较重要的指标, 分析频率较高, 致使柱效率降低很快。而固定相TDX-01对二氧化碳有很好的分离能力, 用它代替13X分子筛, 以流速20m L/min氮气做载气, 80℃的柱温, 用热导检测器, 可同时分析气样中氢气和氧气含量, 且分离效果十分稳定。
通过上述两种分析方法, 可以得到准确的O2、H2、.CO和CH4四种杂质含量。二氧化碳纯度可利用差减法求得, 即CO2%=100%—杂质组分含量%。
下表是2015年7月在工艺操作平稳运行下, 连续收集了15天的分析数据。
通过表1、表2数据显示, 杂质组分含量较低, 一氧化碳和甲烷均未检出, 杂质中只含有少量的氢和氧, 不到1%。二氧化碳纯度可通过减去氢和氧即可得到。且分析数据偏差也较小, 在99.10%-99.30%之间。分析结果准确率远远高于奥氏气体吸收法 (99%) , 重现性较好。
3 结语
3.1 方法改进后, 消除了化学吸收法的干扰因素, 降低了人为操作误差, 提高了分析准确率。
一氧化氮浓度 篇8
铝是一种重要的轻金属,工业应用十分广泛。铝的主要来源于铝电解,但铝电解生产投入大、耗能多。我国近几年开发应用的200 kA及其以上容量的大型预焙铝电解槽电流效率达到94.43%,直流电耗达13 310 kW·h/t。目前,国际上电解铝厂电流效率最高的电解槽为Alcan-Pechiney公司在加拿大魁北克的325 kA电解槽系列,电流效率为96%,直流电耗13 000 kW·h/t[1]。因此,提高电流效率是我国各电解铝厂降低能耗、增加经济效益的有效途径。
预焙铝电解过程具有强非线性、强耦合性、时变、大时滞、多输入的特点,属于工艺复杂的生产过程控制系统。在铝的电解过程中,氧化铝浓度的控制是相当重要的。在电解过程中,如果氧化铝的浓度过高,会造成槽底沉淀、铝液层不稳定、增加电阻等;而当氧化铝浓度过低时,又容易发生阳极效应,破坏电解槽的能量平衡,使电流效率降低。因此为了提高电流效率,必须将槽内氧化铝浓度控制在一定的范围。目前还没有能满足控制需要的氧化铝浓度传感器,各种控制技术都是通过直接或间接对槽电阻的跟踪来完成对氧化铝浓度的跟踪与控制[1]。本文提出利用BP神经网络预测氧化铝浓度,考虑到BP神经网络收敛速度慢,在学习过程中可能陷入局部极小点[2],同时,BP神经网络隐含层节点数的确定无规律可循而节点数目的确定对整个网络的正常运行意思重大。本文提出利用遗传算法来优化BP神经网络的结构和网络参数。仿真结果表明,遗传神经网络可以对氧化铝浓度进行有效的预测。
1 氧化铝浓度的控制
当今铝电解生产普遍采用低分子比、低氧化铝浓度、低电解质温度、低阳极效应和高槽电压,即“四低一高”的工艺制度[3]。低分子比电解质的氧化铝溶解度低,过量的氧化铝将造成槽底沉淀,降低电流效率,而氧化铝浓度过低容易产生阳极效应,造成大量能量的损失。因此氧化铝浓度控制的好坏对电流效应有很重要的影响。实践表明,氧化铝的最佳浓度范围是1.5%～2.5%,此时铝电解的电流效率最高[4]。
到目前为止,还没有一种很准确的在线测量电解槽内的氧化铝浓度的设备,当前各种新型技术都是通过直接或间接对槽电阻的跟踪来完成对氧化铝浓度的跟踪与控制。在槽况稳定且极距变化不大的情况下,槽电阻R、氧化铝浓度C、极距D之间的关系如图1所示[1]。由图1可知,氧化铝浓度C与槽电阻R关系呈现为“凹型”曲线,即存在一个极值点。目前,各种基于槽电阻的氧化铝浓度控制技术均将氧化铝浓度工作区设置在图1所示的左侧1.5%～2.5%的低浓度区。在低浓度区槽电阻对氧化铝浓度变化很敏感,通过跟踪槽电阻及其变化速率便可以推测氧化铝浓度,以便进行适当的下料控制。最终达到将氧化铝浓度控制在1.5%～2.5%的目的。
2 基于遗传算法的BP神经网络预测模型
2.1 BP神经网络预测模型
只要有足够多的隐含层节点,三层神经网络可以实现任意输入到输出的映射[1],而不需要预先确定数学模型。铝电解过程具有非线性、大滞后、强耦合等特点,很难建立有效的数学模型,因此本文提出利用BP神经网络的非线性拟合特性来预测氧化铝的浓度。
BP神经网络是一种多层前馈神经网络,该网络的主要特点是信号前向传递,误差反向传播。在前向传递中,输入信号从输入层经隐含层逐层处理,直至输出层。每一层的神经元只影响下一层神经元。如果输出层得不到期望输出,则转入反向传播,根据预测误差调整网络权值和阈值,从而使BP神经网络预测输出不断逼近期望输出[5]。标准的三层BP神经网络由为输入层、隐含层和输出层组成,如图2所示。
在铝电解的过程中,目前能在线检测的信号只有槽电压和系列电流,所以能及时反映电解槽状态的主要参数只有由这两个信号计算得到的槽电阻[6]。对于基于槽电阻跟踪的氧化铝浓度的预测,对氧化铝浓度预测效果的影响主要来自于槽况是否足够平稳。
当槽况比较稳定时,槽电阻R(t)、氧化铝浓度C与极距D之间的关系如图1所示。同时,槽电阻斜率ΔR(t)与dR/dC之间存在着下列关系:
控制系统以一定的速率安排下料,使dC/dt≠0且基本恒定,斜率dR/dt便与dR/dC成正比,从一定的下料速率下的电阻斜率可以推断氧化铝浓度所在范围。因此,在槽况运行比较稳定时,结合槽电阻R(t)和槽电阻斜率ΔR(t)便可以有效地对氧化铝浓度进行预测。在自适应控制中,槽电阻R(t)和槽电阻斜率ΔR(t)被作为加料状态控制切换的依据[7]。
然而当槽况不稳定时,槽电阻与氧化铝浓度之间的关系发生很大的变化。仅仅考虑槽电阻R(t)和槽电阻斜率ΔR(t)很难对氧化铝浓度进行准确预测。此时,电阻累积斜率ΔRa(t)可以比较清楚地反映槽电阻的变化趋势。槽电阻斜率ΔR(t)计算周期为一个采样周期(通常为2 min)。电阻累积斜率ΔRa(t)指4个斜率计算周期内的累积斜率[8],可以使被累积的斜率值中包含的正、负误差相抵,从而比较清楚地反映槽电阻的变化趋势。同时,提出从物料平衡的角度去辅助氧化铝浓度的预测。加料控制是铝电解槽物料平衡控制的中心内容,将氧化铝的浓度控制在一个理想的范围内才能维持氧化铝的物料平衡。如果加料间隔u(t)过大,那么电解质中的氧化铝浓度便会降低。如果加料间隔u(t)过小,那么电解质中的氧化铝浓度便会升高。
综合以上因素,本文选定的7个输入变量为:槽电阻R(t),槽电阻斜率ΔR(t),槽电阻累积斜率ΔRa(t),极距D,极距变化ΔD,加料间隔u(t)及加料间隔变化Δu(t)。
2.2 基于遗传算法的神经网络优化
遗传算法是一种基于自然选择和自然遗传的全局优化算法,具有快速性、适应性好和鲁棒性强等特点,它可以在复杂多峰、非线性和不可微的空间实现全局搜索[9]。
常规的BP神经网络收敛速度慢,在学习过程中可能陷入局部极小点或发生振荡从而无法继续调整权值和阈值[10]。同时,对BP神经网络隐含层节点数的确定无规律可循,然而隐含层节点数目的确定对整个网络的正常运行意思重大。隐含层节点过少,鲁棒性不好,识别未经学习的样本能力差;隐含层节点过多会导致学习时间过长。因此本文提出利用遗传算法对BP神经网络进行二次优化。第一次优化主要是确定神经网络隐含层节点个数,第二次优化是确定神经网络的网络参数。初次优化的流程如图3所示。
(1) 第一次优化
① 种群初始化:
对于染色体采取二进制和实值混合编码形式,编码时只对隐含层节点进行二进制编码,0表示连接无效,1表示连接有效。对输入层与隐含层权值、隐含层阈值、隐含层与输出层权值和输出层阈值进行实数编码。
② 适应度函数:
根据个体得到BP神经网络的初始权值和阈值,用训练数据训练BP神经网络后预测系统输出,把预测输出和期望输出之间的误差E的倒数作为个体适应值f,如下:
③ 遗传操作:
遗传操作包含选择操作、交叉操作和变异操作。其中:选择操作采用轮盘赌法,个体适应值f越大,遗传到下一代的机会越大。交叉操作是遗传算法中产生新个体的主要操作过程,两个个体以某一概率交换部分染色体,主要目的是通过重新组合以进化出适应度更高的个体。变异操作是任意地改变所选染色体的若干个基因,变异的作用就是对个体串的某些基因值进行修正,文中采用动态单点变异。
(2) 第二次优化
经过初次优化确定了隐含层节点的个数,此时BP神经网络的三层结构已经确定。然后利用遗传算法对BP神经网络进行第二次优化,第二次优化主要是对为得到最优的网络参数。经过二次优化后得到遗传神经网络的最终参数,进而可以对氧化铝浓度进行预测。
3 仿真及效果
选取了200组具有代表性的样本,其中180组数据用于训练,20组用于预测检验。为了消除各数据间数量级差别,避免因为输入/输出数据数量级差别较大而造成网络预测误差较大,在神经网络预测之前对数据进行归一化处理:
式中:xmax为数据序列中最大值;xmin为数据序列中最小值。
输入层节点数I=7,经遗传算法优化后确定隐含层节点数为15,输出层节点数为1。遗传算法的初始种群选择80个,最大遗传代数为100,交叉率为0.15,变异率为0.05。网络训练的最大迭代周期为5 000,学习率为0.1,目标误差为0.000 1。Matlab仿真如图4所示。表1为用于训练的部分数据。
用20组数据对遗传神经网络的预测能力进行验证,预测结果如表2所示。其中,平均误差为1.2%,最大决对误差为2.5%。结果表明,利用该遗传神经网络能有效地对氧化铝浓度进行预测。
4 结 语
本文分析槽电阻与氧化铝浓度的关系,结合铝电解工艺特点,提出基于BP神经网络的氧化铝浓度预测模型,考虑到BP神经网络收敛速度慢,在学习过程中可能陷入局部极小点,同时,BP神经网络隐含层节点数的确定无规律可循而节点数目的确定对整个网络的正常运行意思重大。本文提出利用遗传算法来优化BP神经网络的结构和网络参数。仿真结果表明,遗传神经网络可以对氧化铝浓度进行有效的预测。
摘要：为了精确地对铝电解过程中氧化铝浓度进行控制,通过分析槽电阻与氧化铝浓度的关系,结合铝电解工艺的特点构建基于BP神经网络的氧化铝浓度预测模型。同时,提出利用遗传算法来优化BP神经网络的结构和网络参数,然后利用优化后的网络进行氧化铝浓度进行预测。仿真结果显示,该模型能很好地对氧化铝浓度进行预测,且误差较小。利用遗传神经网络对氧化铝浓度进行预测快速、有效,对实现铝电解过程氧化铝精确控制有着重要意义。
关键词：铝电解,氧化铝浓度,BP神经网络,遗传算法
参考文献
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一氧化氮浓度 篇9
催化臭氧氧化技术[3,4,5]是在臭氧氧化法基础上发展起来的一种高级氧化技术。它利用过程中产生的大量高氧化性自由基(·OH)氧化污染物,克服了臭氧氧化法氧化能力弱、臭氧利用率低的缺点[6,7],成为重要的水处理技术[8]。活性炭因具有较大比表面积和良好吸附性能,常被用作催化剂载体。同时活性炭还具有一定的催化活性[9,10]。
本工作采用活性炭催化臭氧氧化技术处理模拟低浓度氨氮废水(简称模拟废水),研究了不同反应参数对氨氮去除效果的影响。
1 实验部分
1.1 试剂和材料
实验用试剂均为分析纯,实验用水均为去离子水。
实验用活性炭为椰壳碳,粒径0.42～0.60 mm,比表面积1 130 m2/g。模拟废水使用NH4Cl配制,氨氮质量浓度为35 mg/L。
1.2 实验装置
活性炭催化臭氧氧化处理模拟废水实验装置见图1。实验装置主要由臭氧发生器、三相流化床催化反应器和臭氧尾气吸收装置3部分组成。臭氧由奥普林ACF-5型臭氧发生器产生,气源为氧气,臭氧质量浓度为10 mg/L,气量可调。三相流化床催化反应器是内径60 mm、高400 mm的圆柱形玻璃反应器,反应器顶部设置臭氧吸收装置,底部设置气体分布器。
氧气瓶;2臭氧发生器;3气体流量计;4三相流化床催化反应器;5气体分布器;6取样口;7尾气吸收装置
1.3 实验方法
称取一定量活性炭放入装有500 mL模拟废水的反应器中,采用NaOH和HCl溶液调节模拟废水pH。从反应器底部的多孔布气板通入臭氧;气体通过多孔布气板分散出气泡带动反应器中的液体循环流动,使催化剂处于流化状态。反应温度为(25±1)℃,间隔一定时间取样进行分析,测定氨氮质量浓度。
1.4 分析方法
按照GB7479—87《水质铵的测定纳氏试剂比色法》[11]测定氨氮质量浓度,计算氨氮去除率。
2 结果与讨论
2.1 不同反应体系对氨氮去除率的影响
在模拟废水pH为10.0、臭氧流量为26 mg/min、活性炭加入量为10.0 g/L的条件下,不同反应体系对氨氮去除率的影响见图2。由图2可见:单独活性炭吸附对氨氮的去除能力很弱,因为在碱性范围内会转变为NH3,使溶液中的NH4+浓度降低,这将直接影响活性炭对氨氮的吸附;单独臭氧氧化30 min,氨氮去除率为45%,继续延长反应时间氨氮去除率增加缓慢;活性炭催化臭氧氧化处理模拟废水30 min后,氨氮去除率仍有明显增加,反应120 min后氨氮去除率达82%。活性炭可催化臭氧产生·OH,·OH具有更高的氧化性,而且没有选择性,因此活性炭催化臭氧氧化具有更高的反应速率。此外,活性炭的吸附作用可将臭氧和吸附在活性炭表面,使活性炭表面臭氧和的浓度高于溶液中的浓度,大大提高了与臭氧接触的几率,因此保证了低质量浓度氨氮的去除。
2.2 模拟废水pH对氨氮去除率的影响
在活性炭催化臭氧氧化去除氨氮的过程中,pH对臭氧自由基链式反应具有诱发作用,因此考察模拟废水pH对反应的影响。在臭氧流量为26 mg/min、活性炭加入量为10.0 g/L的条件下,模拟废水pH对氨氮去除率的影响见图3。由图3可见:随模拟废水pH的升高,氨氮去除率逐渐增大;当模拟废水pH大于11.0后,氨氮去除率增加不明显。
模拟废水pH:5.5;7.0;9.0;11.0;12.0
pH对氨氮去除速率影响很大。在低pH条件下,臭氧较稳定,以分子态存在,·OH的生成受到抑制,对的氧化是臭氧直接氧化,反应速率较慢且具有选择性,因此去除率较低。在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH[12]。·OH氧化性强且反应速率快,因此在高pH条件下氨氮的去除率较高[13,14]。
2.3 活性炭加入量对氨氮去除率的影响
活性炭不仅可以催化臭氧产生·OH,提高反应速率,同时还可吸附臭氧,提高臭氧的利用率。在臭氧流量为26 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,活性炭加入量对氨氮去除率的影响见图4。由图4可见,随活性炭加入量的增加,氨氮去除率逐渐增大。增加活性炭加入量,一方面可增加·OH的生成量,另一方面促进臭氧由气相向液相的传质,使活性炭表面富集更多的臭氧,有助于氨氮的去除。综合考虑,选择活性炭加入量为10.0g/L。
活性炭加入量/(g·L-1):5.0;7.5;10.0;15.0
2.4 臭氧流量对氨氮去除率的影响
在活性炭加入量为10.0 g/L、模拟废水pH为1 1.0的条件下,臭氧流量对氨氮去除率的影响见图5。由图5可见:随臭氧流量的增加,氨氮去除率逐渐增加;臭氧流量为30 mg/min时,反应90 min后氨氮去除率可达97.6%,处理后模拟废水中氨氮质量浓度降低到0.84 mg/L以下。臭氧流量增加,参与反应的臭氧量增加,而且增强了体系的流化状态,减小了气液传质过程中的阻力,从而提高了氨氮去除率。当臭氧流量较大时,反应速率提高的幅度减小。这是因为臭氧流量较小时,臭氧的溶解为控制步骤,当臭氧流量较大时,这一作用不再明显。因此,适宜的臭氧流量为30 mg/min。
臭氧流量/(mg·min-1):5;15;22;30;38
2.5 活性炭使用次数对氨氮去除率的影响
在活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为26mg/min、模拟废水pH为11.0、反应时间为90min的条件下,活性炭使用次数对氨氮去除率的影响见图6。由图6可见,活性炭经过5次重复使用后氨氮去除率变化不大。这说明在活性炭催化臭氧氧化过程中活性炭不仅起到吸附作用,还起到催化臭氧氧化的作用,从而使活性炭及时得到了再生。
3 结语
a)采用活性炭催化臭氧氧化法处理模拟废水。在初始氨氮质量浓度为35 mg/L、活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为30 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,反应90 min后,氨氮去除率可达97.6%,处理后模拟废水中氨氮质量浓度降低到0.84 mg/L以下。活性炭重复使用5次后氨氮去除率变化不大。
b)活性炭催化臭氧氧化法处理模拟废水受溶液pH影响较大。在高pH条件下去除效果最好,低pH条件下处理效果较差。在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH。增加活性炭加入量可提高臭氧利用率。臭氧流量增大,减小了气液传质过程中的阻力,氨氮去除率增加。
摘要：采用活性炭催化臭氧氧化法处理低浓度氨氮废水,考察了模拟废水pH、活性炭加入量、臭氧流量等因素对处理效果的影响。实验结果表明:活性炭对臭氧有明显的催化作用,并可提高臭氧的利用率;在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH,·OH氧化性强且反应速率快,有利于氨氮的去除;增大臭氧流量可减小气液传质过程中的阻力,使氨氮去除率增加;在初始氨氮质量浓度为35mg/L、活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为30 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,反应90 min后,氨氮去除率可达97.6%,相对于单独活性炭吸附和臭氧氧化过程,氨氮去除率有了显著提高。
一氧化氮浓度 篇10
1 材料与方法
1.1 实验动物
健康昆明小鼠 (由北华大学实验动物中心提供) , 体重18~24 g, 雌雄各半。
1.2 主要试剂
甲苯, 分析纯, 天津市化学试剂三厂;乙酸 (冰醋酸) 北京化工厂;考马斯亮蓝试剂盒, SOD试剂盒, T-AOC试剂盒, GSH试剂盒, MDA试剂盒。
1.3 实验方法
1.3.1 动物分组及染毒
将18只小鼠根据体重随机分为3组, 每组6只, 雌雄各半。根据甲苯对小鼠经呼吸道染毒的LC50资料, 该次实验各组染毒剂量分别为:对照组、甲苯组 (低剂量组500 mg/m3、高剂量组1 000 mg/m3) 。采用50 L静式染毒柜 (顶置风扇) 进行吸入染毒, 每天染毒2 h, 连续30 d。动物染毒期间禁食禁水, 其他时间自由进食和饮水。对照组也在同等条件下的玻璃染毒柜内, 但不染毒。染毒结束次日, 对小鼠称重后断头, 处死后立即用冷生理盐水冲洗头部血液并取出脑, 剖腹取出小鼠肝脏、肺脏、肾脏、心脏等器官放入冷的PBS (p H 7.2±0.2) , 并反复冲洗。
1.3.2 小鼠组织匀浆的制备
取组织重量9倍的生理盐水与组织制备成10%的匀浆 (利用组织匀浆器) ;将制备好的10%匀浆用低温离心机3 000 r/min离心10~15 min, 将离心好的匀浆留上清弃下面沉淀。各组织处理方法相同。
1.3.3 组织器官氧化损伤测定
采用分光光度法。
1.4 统计学处理
采用SPSS 13.0统计软件对数据进行统计处理, 实验数据以均数±标准差 (±s) 表示。组间比较采用单因素方差分析。
2 结果
2.1 甲苯暴露对小鼠肝脏的氧化损伤作用
由表1可见, 与对照组比较, 甲苯暴露后小鼠肝脏中的GSH、SOD、MDA含量差异有统计学意义 (均P<0.05) ;且GSH、SOD含量随着染毒浓度的增加呈现下降趋势 (P<0.05) , 而MDA含量随着染毒浓度的增加呈现升高趋势 (P<0.05) , 以上差异均有统计学意义。
2.2 甲苯暴露对小鼠肾脏的氧化损伤作用
由表2可见, 与对照组比较, 甲苯暴露后小鼠肾脏中的GSH、MDA含量差异有统计学意义 (P<0.05) ;且随着染毒浓度的升高GSH含量显著降低 (P<0.05) , 而MDA含量逐渐升高 (P<0.05) , 以上差异均有统计学意义。
注:a与对照组相比, P<0.05。表2~表5同。
2.3 甲苯暴露对小鼠心脏的氧化损伤作用
由表3可见, 与对照组比较, 甲苯暴露后小鼠心脏中的GSH、MDA、SOD含量差异有统计学意义 (P<0.05) ;且随着甲苯浓度的升高, MDA含量显著升高 (P<0.05) , 而GSH、SOD量明显降低 (P<0.05) , 以上差异均有统计学意义。
2.4 甲苯暴露对小鼠肺脏的氧化损伤作用
由表4可见, 与对照组比较, 甲苯暴露后小鼠肺脏中GSH、MDA、SOD含量差异有统计学意义 (P<0.05) , 以上差异均有统计学意义。随着甲苯浓度的升高 (P<0.05) , 以上差异均有统计学意义, 肺组织中MDA含量显著升高, 而SOD、GSH含量显著降低 (P<0.05) , 以上差异均有统计学意义。
2.5 甲苯暴露对小鼠脑组织的氧化损伤作用
由表5可见, 与对照组比较, 随着甲苯浓度的升高, 脑组织中MDA含量逐渐升高 (P<0.05) , 而GSH、SOD含量逐渐降低 (P<0.05) ;高浓度染毒组, 小鼠脑组织中GSH含量显著低于对照组 (P<0.05) , MDA含量显著高于对照组 (P<0.05) ;以上差异均具有统计学意义。
3 讨论
GSH和SOD是机体内广泛存在的两种主要抗氧化酶, 生物学作用是清除组织中的脂质过氧化物, 并在过氧化物氢酶或H2O2阻断O2通过间体H2O2生成高活性的膜过氧化剂 (·OH) , 从而保护组织细胞免受损伤[1]。本研究分别用低浓度甲苯和高浓度甲苯对小鼠进行染毒, 则小鼠体内可产生大量自由基, 并引起小鼠肝脏、肺脏组织中GSH活力显著下降。甲苯暴露浓度达到一定水平时, 可以引起小鼠脑组织的脂质过氧化, 并可抑制抗氧化酶GSH的活力, 进一步加重脂质过氧化程度, 进而对小鼠脑组织造成不同程度的损害, 发挥神经毒性作用[2,3]。
MDA作为一种脂质过氧化物, 其含量则反映了机体内脂质过氧化的程度, 间接地反映出细胞受损的程度[4]。MDA的测定常与GSH、SOD的测定相互配合进行, GSH、SOD的活力间接反映了机体清除自由基的能力, 而MDA的含量又间接反映了机体细胞受自由基攻击的严重程度[5,6]。本研究表明, 染毒组小鼠肝肾MDA含量升高, 而GSH和SOD的活力下降明显, 同时MDA含量进一步升高, 呈现剂量-效应关系趋势, 说明吸入甲苯等苯的同系物可导致肝肾等机体的氧化损伤, 且氧化损伤程度与染毒剂量有关[7]。
当甲苯进入机体后, 一方面, 可产生活性中间产物 (特别是自由基) 攻击细胞膜而引起细胞膜脂质过氧化, 使脂质过氧化产物积聚而对机体产生损害;另一方面, 甲苯及其代谢产物直接抑制或破坏机体的抗氧化系统, 使机体多组织、器官的抗氧化酶活力降低, 抗氧化物质含量减少, 氧化系统和抗氧化系统的动态平衡被打破, 从而引起氧化应激, 并导致各种病理过程[8]。本研究表明不同浓度甲苯暴露下, 小鼠各脏器均有氧化损伤, 提示可通过研究甲苯对氧化系统的损伤效应的机制, 进一步寻找其敏感指标, 为人群的健康监测提供科学依据。
摘要：目的 探讨甲苯暴露对小鼠肝脏、肺脏、肾脏、心脏、脑组织等靶点氧化损伤情况, 探寻甲苯对机体作用的敏感、早期检测指标。方法 将18只染毒小鼠根据体重随机分成甲苯高剂量组、低剂量组和对照组, 采用静式吸入染毒方式, 每天染毒2 h, 共染毒30 d。实验结束后, 测定小鼠各脏器中的氧化损伤指标。结果 各脏器中SOD、GSH含量随染毒浓度的增加而减少 (P<0.05) , MDA含量随染毒浓度的增加而增加 (P<0.05) , 染毒组和对照组的肺脏脏器系数明显不同 (P<0.05) , 以上差异均有统计学意义。甲苯高剂量染毒组肝脏、心脏和肺脏中GSH、SOD含量均低于对照组 (P<0.05) , 脑组织中GSH含量低于对照组 (P<0.05) , 肾脏中GSH含量低于对照组 (P<0.05) ;低剂量组心组织中SOD含量低于对照组 (P<0.05) ;以上差异均具有统计学意义。结论 不同浓度甲苯暴露下, 小鼠各脏器均有氧化损伤;随着甲苯浓度的增加:小鼠肝脏、心脏、肺脏的GSH、SOD含量显著降低, MDA含量显著升高, 且肝脏最为敏感;小鼠肾脏、脑组织的GSH含量逐渐降低, MDA含量逐渐升高。
关键词：甲苯,脏器,氧化损伤
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