生态性能（精选8篇）
生态性能 篇1
(上接2015年6期第105页)
勾心的纵向刚度可根据QB/T 1813-2000 (BS 5131.4.18-1995,MOD)《皮鞋勾心纵向刚度试验方法》和GB/T 3903.34-2008 (ISO18896:2006,IDT)《鞋类勾心试验方法纵向刚度》进行测试。
勾心抗疲劳性可利用GB/T3903.35-2008 (ISO 18895:2006,IDT)《鞋类勾心试验方法抗疲劳性》规定的测试方法进行测试。
另外,GB/T 230.1-2009《金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)》提供了勾心硬度的测试方法。
2.1.2鞋跟结合力
鞋跟结合力是指鞋后跟与后帮或外底的结合力[5]。
目前国内主要通过QB/T 1002-2005《皮鞋》和SN/T 1309.2-2010《鞋类检验规程第2部分:皮鞋》对鞋跟结合力指标进行规定。
QB/T 1002-2005规定鞋跟高于30mm的装配式鞋跟需测结合力,优等品≥700N,合格品≥500N。
SN/T 1309.2-2010中要求鞋跟结合力≥700N。
上述两项标准所采用的鞋跟结合力测试方法标准为GB/T 11413-2005,是将成鞋后部装于专用夹具上,使鞋跟平行于拉伸方向固定在另一夹具中,在拉力试验机上以一定速度拉伸至鞋后跟与后帮或外底分离,记录所得最大力即为后跟结合力。
目前,国内还有一种鞋跟结合力的检测方法标准GB/T 3903.25-2008 (ISO 22650:2002,IDT)《鞋类整鞋试验方法鞋跟结合强度》,其测试原理与GB/T 11413-2005截然不同,是将鞋的前部夹持在拉力试验机的一个夹具上,使鞋跟垂直于拉伸方向,并夹持在另一个夹具中,以一定速度进行拉伸。
GB/T 3903.25-2008 (ISO22650:2002,IDT)《鞋类整鞋试验方法鞋跟结合强度》要求测定3项性能:
(a)拉力为200N时,鞋跟相对于鞋前部的移动距离;
(b)拉力为400N时,产生的永久性变形;
(c)鞋跟完全分离所需的力及断裂情况。
这种测试方法能从另一个角度反映行走过程中发生后跟剥离的可能性,而目前国内的鞋类标准均未采用这一方法标准,在生态鞋指标中可添加这一项,用以测定鞋跟的结合牢固性。
2.1.3女鞋鞋跟耐冲击性能
女鞋鞋跟的耐冲击性能主要可通过两种指标进行考察,即耐冲击性强度和耐疲劳性[6]。
耐冲击强度试验是采用摆锤冲击鞋跟,逐渐增加冲击能量直至鞋跟发生破坏,以评估穿着过程中鞋跟受到突发的重大冲击时的承受能力。
英国针对鞋跟耐冲击的测试方法发布了国家标准BS5131 4.8:1990《女鞋鞋跟耐冲击》,SATRA公司也发布了相应的标准SATRA TM20:2000。
我国则等同采用ISO国际标准制定了QB/T 2863-2007 (ISO19953:2004,IDT)《鞋类鞋跟试验方法横向抗冲击性》标准。
QB/T 2863-2007 (ISO19953:2004,IDT)《鞋类鞋跟试验方法横向抗冲击性》标准鞋跟耐耐疲劳性能检测是采用摆锤以特定的能量和频率对鞋跟进行反复冲击,直至鞋跟破坏或冲击次数达到规定数值,以评估穿着行走时鞋跟耐连续冲击的能力。
国际有关鞋跟耐疲劳的标准主要有BS5131 4.9:1991《女鞋鞋跟耐疲劳》和SATRA TM21:2001《鞋跟耐疲劳试验》等,我国则等同采用ISO国际标准制定了QB/T 2864-2007 (SO 19956:2004,IDT)《鞋类鞋跟试验方法抗疲劳性》。
国际标准ISO/TR 20573:2006《鞋类鞋类部件性能要求鞋跟和跟面》对鞋跟的耐冲击性能进行了规定,要求横向耐冲击能量≥5J,以0.68 J的能量、1次/s的频率进行连续冲击所得的耐疲劳性≥14000次。
但是,目前国内并没有鞋类标准对鞋跟耐冲击性能相关指标进行规定,而鞋跟的耐冲击性能关乎成鞋的安全性,因此在生态鞋的指标体系中,应将耐冲击性能指标列入其内。
2.1.4鞋跟硬度
鞋跟硬度也是影响生态鞋安全性的指标之一,若硬度过低,则会影响穿着行走的稳定性,存在一定的安全隐患。
我国行业标准QB/T 1002-2005《皮鞋》中规定:跟高≤50mm时,鞋跟硬度≥55邵尔A;跟高>50 mm时,鞋跟硬度≥75邵尔A。
现行的鞋跟硬度的测试方法标准为GB/T 3903.4-2008《鞋类通用试验方法硬度》。
2.2外底防滑性指标
外底防滑性能是鞋类穿着健康、舒适的一项重要安全指标[7]。
若鞋子防滑性差,则走路时容易打滑摔跤,尤其是在湿、光、滑的路面上,因此在对生态鞋进行评价时,需要对其防滑性能进行规定。
我国出入境检验检疫行业标准SN/T 1309.2-2010《鞋类检验规程第2部分:皮鞋》中规定:以HG/T3780-2005《鞋类静态防滑性能试验方法》中方法2干法,对鞋底裁取的样品进行测试,摩擦系数应≥0.50。
国外方面,CEN ISO/TR20880:2007《鞋类鞋类部件性能要求外底》对外底防滑性也进行了详细的规定:采用EN ISO 13287《个人防护装备鞋类防滑性能测试方法》,对整鞋外底进行测试,水平滑动的摩擦系数≥0.30,后跟向前滑动的摩擦系数≥0.28。
另外,SATRA也发布了鞋类防滑性能的测试方法标准SATRA TM144:2007《鞋类和地板的摩擦(防滑性能)》。
2.3儿童鞋特殊指标
儿童鞋类产品往往为了符合儿童的需求而配有或多或少的小附件,设计新颖、款式多样的饰配件,吸引的不仅是儿童的目光,还有好奇的小手,毛刺、锐利尖端和锋利边缘以及易弯折的金属附件将会伤及儿童幼嫩的肌肤,而安装不牢固的附件更可能被幼儿扯下吞咽,造成无法预料的伤害。
因此,需要对儿童鞋的锐利尖端和边缘、小附件拉力和小附件对试验器的容入性进行规定,以避免对幼儿造成伤害。
GB 30585-2014《儿童鞋安全技术规范》中规定:全鞋(包括鞋上附件、鞋跟等部件)不允许有可触及的锐利边缘和锐利尖端;对婴幼儿鞋上可拆卸的附件,不应完全容入按GB 6675.2-2014中所要求的小零件试验器;婴幼儿鞋上任何可能被儿童抓起或牙齿咬住的小附件抗拉强力应≥70 N。
另外,还可参考GB 6675-2003《国家玩具安全技术规范》、EN71-1:2011《玩具安全-第1部分:物理机械性能》中对儿童玩具上锐利尖端和边缘、小附件容入性等指标进行的详细规定。
2.4特种防护鞋指标
安全防护鞋是带有防护功能的特殊鞋,可以保护劳动者在生产过程中免受各种可预见的外来伤害。
安全防护鞋属于高技术含量和高附加值的鞋类产品,其生产过程中对原材料、辅料、化料、机械设备等的要求也很高。
按功能可将安全防护鞋分为:保护足趾安全鞋、防刺穿鞋、防静电鞋、导电鞋、电绝缘鞋、耐油防护鞋、耐热鞋等[8]。
目前我国已建立起安全防护鞋相关的强制性国家标准系列:GB21147-2007《个体防护装备防护鞋》、GB 21148-2007《个体防护装备安全鞋》、GB 21146-2007《个体防护装备职业鞋》、GB 12011-2009《足部防护电绝缘鞋》等。
涉及特殊安全防护的生态鞋可根据明示用途,参照以上标准规定的指标要求进行测试。
3结语
通过对生态鞋相关的现有标准进行研究,提出了生态鞋的具体卫生安全指标,并对各指标的要求一一进行分析,为生态鞋卫生安全评价体系建立了基本框架和内容指导。
为了紧跟世界制鞋行业的发展步伐,与时俱进,并为我国生态鞋行业提供坚实的标准体系后盾,建立完整的生态鞋评价体系势在必行。
因此,在今后的工作中,除了完善对生态鞋的卫生安全性能指标的制定外,还应加大对生态鞋其他各方面(如舒适指标、环境指标等)指标的研究力度。
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生态性能 篇2
关键词：断奶仔猪；中草药；复合微生态制剂；生长性能；血液生化指标
中图分类号：S852.6；S828.62+1 文献标志码：A
文章编号：1002-1302（2014）08-0218-04
在养猪生产中，养殖户普遍采用早期断奶技术，但是断奶仔猪免疫系统和消化系统的发育均尚不成熟，斷奶后不但会失去来自母源抗体的保护，同时又要面临环境条件和饲料变化等因素的应激。因此，断奶仔猪的免疫力下降，病原菌易侵入机体，导致仔猪生长缓慢、失重，甚至是腹泻死亡。试验证明抗生素可有效防治动物的亚临床感染，减少具生长抑制作用的微生物代谢产物的积累，降低有害微生物的营养竞争力，促进动物肠道对营养物质的吸收[1-2]。因此抗生素被认为具有促进动物生长的作用，在生猪养殖中通常被用来提高断奶仔猪的育成率。但是近年来发现抗生素有滥用的趋势，抗生素的滥用导致微生态失衡，大量耐药菌株不断产生，给人类的健康带来严重的威胁。益生菌制剂以其无毒性、无残留、无耐药性、低成本，并可有效补充动物消化道内的有益菌群，调节微生态平衡等特点，被认为是理想的抗生素替代品。中药黄芪因富含黄芪多糖、多种氨基酸和微量元素，而具有补气固表、排毒生肌等保健功效。李亚杰等通过试验证明黄芪多糖能够在一定程度上提高动物生长性能[3]。李同洲等在断奶仔猪基础日粮中添加黄芪多糖，结果表明黄芪多糖可提高仔猪的日增质量，降低腹泻发生率，提高仔猪对营养物质的消化利用率[4]。中药麦芽具有开胃健脾、促进生长、增强机体抵抗力及预防疾病等多重功效。彭代国等通过试验证明饲料中添加麦芽，可有效改善断奶仔猪的消化不良症状，降低白痢的发生率，提高仔猪日增质量和降低料肉比[5]。由于工业化生产的益生菌制剂对不良环境抗性差、在肠道中定殖困难等原因，在实际应用过程中其效果并不是非常理想；而中草药因其药效发挥缓慢、某些有效成分不易被吸收利用等问题而限制了其在实践中的应用。左峰等研究发现，益生菌可以促进中草药的吸收和利用[6]，田碧云等研究表明中草药能够促进益生菌增殖[7]。本研究以乳杆菌、枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌为益生菌制剂，以黄芪和麦芽为中草药制剂，复配制成中草药复合微生态制剂，添加在27日龄断奶仔猪的基础日粮中，经过35 d的饲喂试验，观察并测定仔猪的生长性能指标和血液生化指标，探索益生菌制剂复配中草药制剂在畜禽养殖业中的应用价值。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 中草药复合微生态制剂 试验用益生菌制剂是由实验室制备的含乳杆菌L5株微胶囊、枯草芽胞杆菌B8株和地衣芽胞杆菌B3株的菌粉（有效活菌数均在5×109 CFU/g以上），在饲料中的添加量为0.2%。试验用中草药制剂是从亳州市中药材市场购买的黄芪和麦芽，100目粉碎过筛等量混合，在饲料中的添加量为0.5%。
1.1.2 抗生素 试验用抗生素为市售吉它霉素和硫酸黏杆菌素。
1.1.3 基础日粮 试验采用市售的百盛预混料作为断奶仔猪的基础日粮。
1.1.4 试验动物 27日龄健康杜长大三元杂交断奶仔猪90头。
1.1.5 试剂盒 碱性磷酸酶（ALP）试剂盒、谷丙转氨酶（ALT）试剂盒、谷草转氨酶（AST）试剂盒、乳酸脱氢酶（LDH）试剂盒、总蛋白（TP）试剂盒、白蛋白（ALB）试剂盒、血清尿素氮（BUN）试剂盒、葡萄糖（GLU）试剂盒由南京博港生物科技有限公司提供。
1.1.6 主要仪器设备 日立（7020）全自动生化分析仪、BIO-TEK（ELX800）酶标仪、美菱（BCD208-ZM）冰箱。
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计与饲养管理 将90头断奶仔猪随机分为3组，每组30头（15头母猪，15头阉割公猪），供试猪群饲养于同一栋猪舍，且朝向一致，各组仔猪进行编号并称质量，调整各组始质量差异不显著。试验3组仔猪的基础日粮相同，分组处理见表1。试验期为35 d，饲喂试验的时间从27日龄开始到61日龄结束。饲喂试验所用基础日粮为颗粒状，抗生素、益生菌制剂和中草药制剂均是在饲喂前添加于饲料中并混合均匀。各组仔猪自由饮水，每天09：00、17：00各喂料1次，饲料以槽中无剩余计量不限量。猪舍每天清洁2次，观察记录猪群的采食与腹泻等情况。试验期间仔猪免疫接种程序按常规进行。
1.2.2 测定指标及方法
1.2.2.1 头均日增质量、头均日耗料量和料肉比的测定 分别在仔猪27～62日龄，每天08：00对每头仔猪空腹称质量，记录每头猪的始质量和末质量，每组取平均值，计算头均全期增质量、头均日增质量。记录每天饲料实际消耗量，每组取平均值，计算头均全期耗料量、头均日耗料量、料肉比（料肉比=头均日耗料量/头均日增质量）。
1.2.2.2 腹泻率和死亡率 试验期间，观察猪群的健康状况，记录腹泻个体，以组为单位计算仔猪腹泻次数（1头猪腹泻1 d记为1次腹泻）；以组为单位记录死亡头数。计算死亡率和腹泻率：
腹泻率=某组腹泻总次数/（某组猪总头数×饲养天数）×100%；
死亡率=某组死亡头数/某组猪总头数×100%。
1.2.2.3 血液生化指标测定 饲喂试验结束后，各组按20%比例选取体质量相当的个体进行采血。每头猪前腔静脉采血2管，每管5 mL。1管血样在室温下静置30 min，待血清析出后2 500 r/min离心10 min，制得血清样品保存于-20 ℃冰箱中备用，另1管血样加入肝素钠备用。检测指标及方法见表2，具体方法参照试剂盒说明书。
3 讨论
3.1 中草药复合微生态制剂的功效
本研究以乳杆菌、枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌作为益生菌制剂，添加中草药黄芪和麦芽复配制成中草药复合微生态制剂，代替断奶仔猪基础日粮中添加的抗生素制剂。乳杆菌可分解饲料中的纤维素和木质素，并可促进有机物质的发酵分解，它能通过分泌乳糖酶，将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖，半乳糖可发酵成乳酸，降低动物肠道内的pH值，由于肠道环境被酸化，有利于肠道对钙、铁等矿物质和维生素的吸收和利用。枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌是一类需氧细菌，可以给乳杆菌创造一个良好的缺氧环境，有利于乳杆菌的定殖。同时芽胞杆菌可将饲料中的淀粉转化为葡萄糖供乳杆菌利用。中草药黄芪富含黄芪多糖、皂苷及多种氨基酸和微量元素。研究表明，黄芪多糖可以增强动物的免疫力并能够提高动物的生产性能。中草药麦芽具有促进动物增进食欲、增强抵抗力、促进生长的作用[8]。如前所述，益生菌可促进动物对中草药的吸收利用，中草药可促进益生菌在动物肠道内的增殖，两者复配组合能增强动物机体的免疫功能，促进动物的生长发育[9]。
3.2 中草药复合微生态制剂对断奶仔猪生长性能的影响
本试验选用的抗生素为吉它霉素和硫酸黏杆菌素，是畜牧养殖业普遍采用的抗生素添加剂。吉它霉素主要抑制革兰氏阳性菌如葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌和破伤风杆菌等的繁殖。硫酸黏杆菌素主要抑制革兰氏阴性菌如肠杆菌属、绿脓杆菌、志贺氏菌属和沙门氏菌属等的繁殖。这2种抗生素在抑制病原菌的同时具有如前所述的促进动物生长的作用。那么作为理想的抗生素替代品，在抗病促生长功能上要优于抗生素或至少与抗生素持平。
本研究以益生菌制剂、中草药复合微生态制剂，替代断奶仔猪基础日粮中添加的吉它霉素和硫酸黏杆菌素。在头均日增质量和料肉比方面，益生菌制剂组能达到与抗生素组持平的促生长效果，中草药复合微生态制剂组优于益生菌制剂组和抗生素组。中草药复合微生态制剂组和益生菌制剂组腹泻率均显著低于抗生素组。这些与益生菌制剂中的乳杆菌和芽胞杆菌可以产生诸如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶、聚糖酶和植酸酶等多种酶类相关[10]，从而解决动物机体内源性酶不足的问题，以提高饲料的吸收利用率。芽胞杆菌在动物肠道大量繁殖，可消耗肠道内大量的氧气，从而抑制沙门氏菌、大肠埃希菌等需氧致病菌的生长。中草药制剂具有增进食欲、增强肠道消化吸收能力，促进生长、增强机体抵抗力及预防疾病等多重功效，从而提高机体对饲料营养的消化吸收能力，促进断奶仔猪的生长。
3.3 中草药复合微生态制剂对断奶仔猪血液生化指标的影响
血清中ALP活性的强弱与动物生长密切相关，其值升高反映成骨细胞活性增强，钙、磷等在骨中的沉积增加，骨生成较为活跃[11]。血清中ALT和 AST是动物机体重要的转氨酶，ALT在肝细胞活性最高，可反映肝脏结构和机能；AST在心肌细胞中活性最强，可反映心脏结构和机能。通常将ALT和 AST的变化作为判断肝脏和心脏功能的重要依据。血清中LDH是糖酵解途径中重要的酶类，反映肝细胞活性，血液中乳酸增多可提高糖酵解酶的活性[12]。
血液中TP、ALB和GLO指标可以反映动物机体免疫机能的相关状态。血清中TP在一定程度上反映了饲料中蛋白质成分含量，以及动物机体对饲料中蛋白质的消化利用率，其含量是ALB与GLO含量的总和。血清中ALB由肝脏合成，主要参与机体组织蛋白的合成，维持血浆渗透压，同时作为脂肪酸、氨基酸、金属离子和激素等的运输载体。血清GLO由浆细胞分泌，可以反映动物机体的抵抗力水平[13]。
血清中BUN是蛋白质、氨基酸代谢的最终产物，其浓度可以较为准确地反映出动物机体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况，其浓度低说明蛋白质合成大于分解，组织中蛋白质处于沉积增加状态。血液中GLU是动物机体内能量平衡的一个重要指标，其浓度的升高标志着动物肠道对饲料中碳水化合物的消化吸收能力增强[14]。
本试验结果显示，益生菌制剂组和复合微生态制剂组与抗生素组在血液ALP、ALT、AST、LDH、TP、ALB、GLO、BUN和GLU生化指標上差异均不显著，但是复合微生态制剂组在一定程度上优于抗生素组和益生菌制剂组，说明了中草药复合微生态制剂对断奶仔猪的肝脏和心脏功能不但没有影响，还可以增强骨细胞活性，促进钙、磷在骨中的积累，提高蛋白的合成及积累水平，提高动物对饲料碳水化合物的消化利用率，从而提高动物的生长速度和生产性能。
3.4 试验设计与分组
由于本研究的目的是为了验证复配了中草药黄芪和麦芽的复合微生态制剂对断奶仔猪的生长性能和血液生化指标方面的影响是否优于单纯的益生菌制剂，以及能否替代抗生素作为新型的饲料添加剂来使用的问题。此外，结合养猪生产实际，如果设立不添加抗生素和益生菌制剂的空白对照组，断奶仔猪可能会有一定的死亡率，给试验猪场带来一定的经济损失，故在试验设计上只分了3个组，即抗生素组、益生菌制剂组和中草药复合微生物制剂组，而没有设置空白对照组。
3.5 中草药复合微生态制剂推广应用的可行性分析
通過试验数据可以得出：复配了中草药麦芽和黄芪的复合微生态制剂具有较好的抗病、促生长效果，在断奶仔猪生长性能和血液生化指标方面的影响均优于益生菌制剂组和抗生素组，完全可以替代抗生素作为断奶仔猪的饲料添加剂使用。由于本复合微生态制剂添加使用了中草药黄芪和麦芽，可能在推广应用过程中给养殖户增加一定的养殖成本，但是通过添加中草药复合微生态制剂饲养的仔猪，不会产生耐药性菌株，其猪肉制品中无抗生素残留，在一定程度上可以提高猪肉制品的品质，增加养猪户的收益。在人们日益追求绿色环保和健康的今天，中草药复合微生态制剂作为新型饲料添加剂是值得推广应用的。
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混凝土的生态性能比较研究 篇3
关键词：混凝土,能值分析,生态性能
0 引言
目前的研究, 主要集中在混凝土的制备、力学性能和热工性能物理指标的研究与比较, 对混凝土的生态性能的研究较少。能值分析理论为量化评价生态系统产品及服务的价值提供了一个能量学的基础。它将生态经济系统中不同种类、不同级别、不可比较的能量转换成同一标准--能值, 从而实现对社会—经济—生态复合系统的统一评价。为此, 文章引入能值分析理论, 以实现对混凝土的生态性能评价。
1 能值分析理论
能值 (Emergy, 英文拼写带一个字母“M”) , 不同于能量 (Energy) , 是一个新的科学概念和度量标准, 是指某种流动或贮存的能量中所包含的另一种能量的数量。地球上的能量都直接或间接来源于太阳能, 故常以太阳能为基准来衡量其它各种能量的能值。任何资源、产品或劳务形成所需的太阳能之量, 就是其太阳能值 (solar emergy) , 其单位是太阳能焦耳 (solar emergy joule, sej) 。能值转换率是指提供单位产出所需要投入的能值[1], 其基本单位为太阳能值焦耳每焦耳 (sej/J) 。如形成1J木材的能量需要34900太阳能焦耳, 那么木材的能值转换率就是34900 sej/J。能值 (E) 等于能量 (B) 与能值转换率 (τ) 的乘积[2]:
应用能值可定量分析资源环境与经济活动的真实价值以及它们之间的关系, 有助于经济发展中对自然资源的科学评价与合理使用。能值可以衡量和比较生态系统中不同等级能量的真实价值和贡献, 被认为是联结生态学和经济学的桥梁, 具有重大科学意义和实践意义。在理论上, 能值分析为资源的生态性能开辟了定量分析研究的新方法。
2 生态性能评价指标
通过能值分析, 可得出相应的能值指标, 以定量分析产品系统的结构和功能。如, 可用环境负载率 (Environment Load Ratio, ELR) 来评价产品系统的环境压力[3];用能值投资率 (Emergy Invest Ratio, EIR) 来单位产品的能值投入。
环境负载率越高, 表明产品系统对环境的冲击越大。环境负载率为投入系统不可更新能源的能值总量 (Em N, sej) 与可更新能源投入能值总量 (Em R, sej) 之比:
能值投资率越大, 说明生产单位价值的产品需要投入的能值越多。能值投资率等于生产单位产品的能值总投入与产品的市场价格 (P, yuan) 与之比:
EIR= (Em N+Em R) /P (3)
3 计算与结果
本研究选用某建筑保温材料有限公司生产的TY250型发泡混凝土板和C25、C30、C35三种不同强度等级的普通混凝土作为研究对象。TY250型泡沫混凝土板以42.5的R型普通硅酸盐水泥, Ι级粉煤灰和主要成分为纤维、稳泡剂、硬脂酸钙、双氧水的发泡剂为主要材料, 经发泡、成型、养护、切割等工艺制成。普通混凝土选用42.5的R型普通硅酸盐水泥、碎石、中砂加水在标准条件下制作养护成型。表1、表2分别是泡沫混凝土和不同等级的普通混凝土的材料组成。发泡剂中的纤维市场价格为135元/kg, 稳泡剂为20元/kg, 硬脂酸钙为9.5元/kg, 双氧水为1.6元/kg。目前的泡沫混凝土的市场价格为630元/m3、C25普通混凝土为399元/m3、C30为414元/m3、C35为441元/m3。根据表1, 生产1立方米泡沫混凝土需要花费140元的发泡剂。生产1立方米泡沫混凝土和普通混凝土的人工及其他成本分别为123元和78元。
本研究中涉及的工业用水、水泥、粉煤灰、碎石、中砂、发泡剂、货币等的能值转换率见表3。
根据式 (1) , 生产1立方米TY250型泡沫混凝土需要投入的能值为5.65×1014sej;生产1立方米C25、C30、C35普通混凝土需要投入的能值分别为1.07×1015sej、1.12×1015sej和1.17×1015sej, 见表4。
泡沫混凝土的环境负载率低于普通混凝土的环境负载率, 随着普通混凝土的强度的提高, 其环境负载率也呈上升趋势 (图1) 。泡沫混凝土的能值投资率低于普通混凝土的能值投资率, 普通混凝土的能值投资率不随其的强度的提高而增加 (图2) 。
4 结论
能值分析理论可以定量分析产品的环境影响。泡沫混凝土的环境负载率和能值投资率均低于普通混凝土的环境负载率和能值投资率, 这说明生产单位产量的泡沫混凝土对环境的影响小于普通混凝土。对于非承重的板筑墙体, 采用泡沫混凝土替代普通混凝土, 对减小环境的影响有重要作用。在满足结构强度的情况下, 低强度的普通混凝土比高强度的混凝土具有更好的环境效率。
参考文献
[1]Odum H T.Self-organization, Transformity and Information[J].Science, 1988, 242:1132-1139.
[2]Odum H T, Peterson N.Simulation and Evaluation with Energy Systems Blocks[J].Ecological Modelling, 1996, 93:155-173.
[3]贺成龙.水电工程的能值足迹模型研究及其应用[D].南京:河海大学博士论文, 2013.
少熟料高性能生态碱矿渣水泥研究 篇4
1 实验内容
1.1 实验原料
本实验所用原料粒化高炉矿渣,取自唐山冀东水泥丰润公司。其比重为2.89 g/cm3,比表面积411m2/kg,水分为1.39%。化学成分如表1所示。
%
矿渣的碱度系数为:
本实验使用的矿渣碱度系数为1.006,为碱性矿渣,而且其活性系数和质量系数也能满足要求,活性较高。
碱性激发剂采用从化工厂购置的水玻璃Na2O·nSiO·xH2O,模数为2.3,含水量为49.22%,化学成分如表2所示。
熟料取自冀东启新水泥厂预分解窑生产的熟料,实验时将熟料粉磨后全部通过0.080 mm方孔筛,其化学成分及矿物组成如表3所示。
%
%
1.2 实验方法
碱矿渣水泥试体的制备和强度测定:用W/C=0.34的净浆,在2 cm×2 cm×2 cm试模成型,在湿气养护箱中养护1天脱模,并在水中养护至各龄期,用抗压试验机测试抗压强度。
碱矿渣水泥凝结时间测定:将矿渣、水玻璃、熟料、水及外加剂按一定比例加入到净浆搅拌机,拌和4 min,进行凝结时间的测定。
2 实验结果与讨论
2.1 水玻璃掺加量对碱矿渣水泥强度的影响
本实验需要将模数为2.3的水玻璃调整为模数为1.0,用其作为碱性激发剂,水玻璃掺加量对碱矿渣水泥抗压强度的影响见表4所示。
由表4可以看出,随着水玻璃掺加量的增加,水泥的抗压强度随之提高,当水玻璃掺加量在4.0%~6.0%的范围内时,3 d抗压强度提高明显,且28 d抗压强度也随之提高。但当水玻璃掺加量为7.0%时,3 d及28 d抗压强度开始下降。只有在水玻璃掺加量为4.0%~6.0%时,碱矿渣水泥的3 d及28 d抗压强度满足强度发展的要求。考虑强度的发展及在实际应用中对水泥抗压强度的要求,同时为节省碱矿渣水泥生产原材料及成本,确定水玻璃较佳掺加量的范围为4.0%~5.0%。
2.2 外加剂对碱矿渣水泥凝结时间的影响
矿渣水化后,矿渣在短时间内被水玻璃激发而具有胶凝性,并且迅速凝结,其凝结时间很短,初凝仅为11 min,不符合国家标准对凝结时间的要求。为控制碱矿渣水泥的凝结时间,采用硝酸钙为主要成分的外加剂来控制碱矿渣水泥的凝结时间。在水玻璃掺加量为4.0%的条件下加入外加剂,研究其掺加量对碱矿渣水泥凝结时间的影响,如表5所示。
由表5可以看出,外加剂的加入对碱矿渣水泥的凝结时间起到了延缓的作用,随着外加剂掺加量的增加,凝结时间延长,但当掺加量达到3.0%时,虽然水泥的初凝时间有所延缓,但是水泥的终凝时间却延长至十几个小时,显然不符合国家标准对凝结时间的要求。因此单纯加入这种外加剂并不能起到合理控制凝结时间的作用。
经过了大量的研究实验,在保证碱矿渣水泥强度符合要求的条件下,确定加入少量熟料来改善外加剂对碱矿渣水泥凝结时间的调整作用。采用正交实验法,以确定外加剂和熟料的最佳掺加量。
根据表6来安排三因素三水平的正交实验,选择L9(33)正交表确定实验方案,并以各种不同配比的水泥净浆3 d及28 d抗压强度作为依据,同时考虑凝结时间的影响,实验方案及数据处理如表7所示。
由表7可以看出,对3 d及28 d抗压强度最佳的配方为A3B2C3,综合考虑抗压强度及凝结时间的影响,配方宜取A3B2C3。即熟料的掺加量为6.0%,外加剂的掺加量为3.0%,水玻璃的掺加量为5.0%。
2.3 少熟料碱矿渣水泥的物理性能检验
按最佳配方,碱矿渣水泥的配比为矿渣94%、熟料6.0%、水玻璃5.0%、外加剂3.0%制备水泥,按国家标准进行物理性能测试,实验结果如表8所示。
由表8可以看出,所制备的碱矿渣水泥不仅凝结时间符合国家标准,安定性检验合格,而且抗压强度能达到52.5级硅酸盐水泥的国家标准。
2.4 少熟料碱矿渣水泥水化机理分析
碱矿渣水泥加入水玻璃后,水玻璃在水泥浆体中迅速离解、分散,形成具有强大离子力的OH-和SiO2·aq,使矿渣本身的玻璃体结构迅速解体与水化[2],在很短时间内形成大量的C-S-H凝胶,从而导致水泥浆体的迅速凝结与快速硬化,碱矿渣水泥凝结时间很短。因此外加剂可以防止矿渣结构迅速被碱性组分破坏与解体,阻止浆体在短时间内形成大量的C-S-H凝胶,表现出良好的缓凝作用。外加剂与水玻璃激发体系发生反应,即Ca2+与OH-在水泥浆体中快速形成Ca(OH)2絮状沉淀,同时水泥熟料水化产生的Ca(OH)2则使沉淀析出更快,可以在碱性环境中比较稳定的存在,并且能覆盖在未水化的矿渣颗粒表面,形成一层水化产物薄膜。同时水泥熟料水化产生的C-S-H凝胶在矿渣的表面形成一层保护膜。Ca(OH)2及C-S-H保护膜的形成封闭了矿渣及熟料组分的表面,阻滞水分子及离子的扩散,从而减弱碱组分中OH-离子对矿渣结构剧烈的破坏与解体作用,延缓其迅速硬化。随着扩散作用的进展,在水泥熟料中的C3A表面又生成了钙矾石及C-S-H凝胶,由固相体积增加所产生的结晶压力到达一定数值时,包裹在矿渣颗粒表面的水化产物覆盖层局部被破坏,这时Ca(OH)2分解后形成的Ca2+与体系中的SiO44-反应重新形成C-S-H凝胶,OH-则能继续破坏矿渣表面玻璃体网络结构,激发矿渣的水硬活性,这样碱矿渣水泥的水化硬化得以继续进行,C-S-H凝胶的大量形成则使矿渣的强度进一步提高。
3 结论
(1)按照原料配比为矿渣94%、熟料6.0%、水玻璃5.0%、外加剂3.0%制备少熟料碱矿渣制备水泥,其抗压强度较高,达到52.5级硅酸盐水泥的国家标准,凝结时间符合国家标准的要求,且安定性检验合格。
(2)少熟料高性能生态碱矿渣水泥的生产使用了大量的工业废渣,其掺加量可达到90%以上,减少了工业废渣对环境的污染和破坏、同时减少了废渣堆场,符合生态水泥的要求。
参考文献
[1]杨南如.碱胶凝材料形成的物理化学基础(Ⅰ)[J].硅酸盐学报,1996,(2),209-215.
生态性能 篇5
国内对于石质边坡生态修复技术中配制植物生长所需要的人工基质和选择能够适应岩石边坡恶劣环境下生长的植物两大难题研究仍处于初期探索阶段,其中对基质保水性能研究是关键。现阶段有关SAP保水剂性能的研究大多局限于实验室检测,未能将室内试验与野外土壤试验、栽培试验结合起来,因此需要研究一个科学合理方法进行实验。本文主要采用目前应用较多的聚丙烯酸盐高吸水性树脂—聚丙烯酸钾和聚丙烯酸钠两种SAP进行试验,旨在分析两种相近保水剂类型在石质边坡生态修复应用效果的区别,确定最佳使用聚丙烯盐类型和单位修复面积使用量。为进一步确定基质配比做依据,并为今后生态修复工程实践提供技术方法和理论依据。
1保水剂
1.1保水剂作用
近年来,保水剂作为一种化学抗旱节水材料在农业生产中已得到广泛应用[6],因其可以利用自身分子表面的亲水性基团电离并与水分子结合成氢键,故可吸收自身重量数百倍的水分,同时这些亲水性官能团可吸附土壤的无机离子和养分[7]。保水剂还具有增强土壤持水能力,改良土壤结构,降低土壤容重,提高土壤孔隙度,降低土壤pH值等作用[8]。因此,保水剂在边坡植被恢复中的应用日益广泛,无论是岩石边坡上采用工程方法覆盖的客土还是土石边坡自身的贫瘠土壤,保水剂均能有效保持土壤水分,改良土壤结构,促进边坡上土壤生态系统结构和功能的恢复,有益于恢复后期边坡植被的自演替过程。正确的使用保水剂在干旱和半干旱地区的农业和园艺产业非常有用,可以有效缓解水资源短缺的现象[9]。
1.2高吸水性树脂
高吸水性树脂(SAP)是一种具有三维空间网络结构的强亲水性高分子化合物,它是含有大量的亲水性基团(如羧基、羟基、羧 酸盐基、酰胺基等)的低交联度的三维空间网络,可以吸收自身质量几百倍甚至几千倍水的能力,并有吸水速度快,保水性能好,并且90%以上的水分能被作物吸收利用,在较高压力下也不会放出水分等优异的性能[10,11,12,13,14,15]。SAP按原料来源主要分为:淀粉系,包括淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等;纤维素系,包括纤维素接枝、羧甲基化纤维素、羟内基化纤维素、黄原酸化纤维素等;合成树脂系,包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类等[16]。目前效果较好、应用较多的是合成树脂系中的聚丙烯酸盐类,制备聚丙烯酸盐SAP的方法有:Choudhary[17]采用反相悬浮聚合法来制备聚丙烯酸类高吸水性树脂,陈军武等[18]采用反相悬浮聚合法来制备聚丙烯酸钠高吸水性树脂,林松柏等[19]采用聚丙烯酸与高岭土杂化来制备高吸水性树脂。
2材料与方法
2.1材料
选取由广东安信有限公司生产的聚丙烯酸钾和聚丙烯酸钠两种SAP。
基质材料:选用中国矿业大学校园内园林壤土,普通硅酸盐水泥为粘结剂,木屑为腐殖质,营养土和绿叶宝为有机肥料,聚丙烯酸盐SAP为保水剂,水。
植物:早熟禾。
基质配比见表1。
2.2方法
2.2.1 吸水倍率测定
称取1.0 g的保水剂干样品置于烧杯中,加入一定量的去离子水(对比自来水、地表水体—镜湖水、0.9%氯化钠),在室温下静置吸水,达饱和后用100目筛过滤,直至凝胶不再滴水为止,称出凝胶重量,按下式计算吸水率:
吸水倍率
2.2.2 吸水速率测定
分别对聚丙烯酸钠SAP和聚丙烯酸钾SAP在自来水、去离子水、湖水、0.9%氯化钠溶液进行吸水速率的测定,每0.5 min测一次吸水倍率,得出平均吸液速率的变化曲线。
2.2.3 见光分解率测定
将5.0 g干保水剂样品置于培养皿中,在光照条件下测定保水剂随时间变化遇光分解速率,以不同时间干保水剂颗粒重量与蒸发时间的关系曲线作为保水性见光分解率指标。
2.2.4 保水能力的测定
按外部条件的不同吸水材料的脱水分为蒸发脱水和加压脱水两种。本实验主要测定保水能力中的凝胶体见光分解率和凝胶体的离心保水性。
(1)凝胶体见光分解率:
将保水剂充分吸收去离子水后的凝胶体置于表面皿上,在室温下测定不同时间凝胶体重量的变化,以不同时间保水剂凝胶重量与蒸发时间的关系曲线作为保水性指标。
(2)凝胶体离心保水性:
将保水剂充分吸收去离子水后的凝胶体,去适量凝胶体置于高速离心机中,在5000 r/min的转速下离心5 min,测其含水量。
2.2.5 SAP的稳定性
(1)耐寒性:
将一定量的聚丙烯酸钠/钾SAP放置冰箱中,在-10 ℃环境下制冷4 h后,各取0.2 g在常温下测定两种SAP在去离子水中吸水倍率。
(2)耐热性:
各取0.25 g聚丙烯酸钠SAP和聚丙烯酸钾SAP颗粒置于烧杯中,加入相同的去离子水,将烧杯放于水浴锅中,设定水浴锅温度,使水温从25 ℃升至40 ℃,并恒温30 min,测定两种SAP的吸水倍率。
2.2.6 早熟禾发芽率
用计数法测定草种早熟禾30天各基质中种子发芽率,同时期间注意草种存活率情况。
2.2.7 基质的抗旱性试验
本实验对比各浓度SAP的基质在连续干旱的条件下含水量的变化情况,经过24 h烘干至恒重测各基质样品含水率。
土壤含水率计算如下:
含水率
式中:M1——原土质量,g
M——烘干土质量,g
3结果分析
3.1SAP性能分析
3.1.1 SAP吸水性能
由表2分析,比较两种SAP对去离子水、自来水、湖水及0.9%氯化钠的吸水倍率后,发现各SAP的吸水倍率与水的类型有关,吸水倍率由高到低分别为去离子水>湖水>自来水>0.9%氯化钠溶液。其中在自来水中两种SAP的吸水倍率相近,钾盐稍高于钠盐,在去离子水中钠盐明显高于钾盐,湖水中吸水倍率钠盐也高于钾盐约15 g/g,但在0.9%氯化钠溶液中,钾盐的吸水倍率高于钠盐。由图1分析可知,聚丙烯酸钠/钾SAP吸水速率由高到低为去离子水>湖水>自来水>0.9%氯化钠溶液。在0.9%氯化钠溶液中,钾盐SAP的平均吸水速率略高于钠盐的,其余水质中钠盐SAP的平均吸水速率基本上都高于钾盐SAP。
3.1.2 SAP保水能力
分析图2中的各条曲线可知,聚丙烯酸钠SAP在四种水质中凝胶失水率由高到低为:自来水>0.9%NaCl溶液>去离子>湖水,聚丙烯酸钾SAP在四种水质中失水率由高到低为:0.9%NaCl溶液>自来水>去离子>湖水。考虑到在实际边坡修复基质中,水中溶解的离子浓度大于自来水离子浓度,更大于去离子水,因此在评价SAP保水性能的指标中,我们选择对0.9% 氯化钠溶液和天然水体湖水的保水能力强弱来进行衡量,由以上分析可知,钠盐SAP前期对0.9%氯化钠溶液保水性能好,后期钾盐的好,对天然水体湖水的保水能力钾盐SAP比钠盐的好,综合分析,聚丙烯酸钾SAP的保水性能比聚丙烯酸钠SAP的保水性能略好。
凝胶体离心保水性反应了凝胶体的抗压能力,由实验数据可知,聚丙烯酸钾/钠SAP的离心失水率分别只有0.70%和1.10%,失水率很低,并且钾盐SAP的离心保水能力比钠盐的好。SAP保住的水基本上不损失,抗外界物理压力强,不会被一般的物理方法挤压出来,基本能抵抗边坡环境中冲刷影响;SAP保水力约为13～14 kg/cm2, 而一般植物根系的吸水力为16～17 kg/cm2,所以能被植物根系轻易吸收利用。
根据凝胶见光保水能力和离心保水能力分析可知,聚丙烯酸钾SAP的保水性能比聚丙烯酸钠SAP的保水性能好。
3.1.2 SAP稳定性
经测试,聚丙烯酸钠SAP和聚丙烯酸钾SAP的见光分解率均比较低,经96 h的光照后聚丙烯酸钠SAP的重量为4.79 g,分解率为4.2%;聚丙烯酸钾SAP的重量为4.90 g,分解率为2.0%。可见,聚丙烯酸钾SAP的见光分解率低于聚丙烯酸钠SAP,钾盐SAP颗粒的光下保存性能比钠盐SAP稳定,更适合实际工程应用。
由图3分析,聚丙烯酸钠/钾SAP对去离子水的吸水倍率由高到低为:SAP在升温的水中吸水>SAP制冷后常温下吸水>SAP升温后常温下吸水>SAP常温条件下吸水,SAP在受寒、受热后及在环境升温过程中的吸水倍率均比正常情况下高,吸水性能有所提升,在水升温过程中聚丙烯酸钠SAP的吸水倍率提高近80 g/g,聚丙烯酸钾SAP提高约100 g/g,SAP的耐寒性和耐热性都很好。
3.2基质保水能力
3.2.1 早熟禾发芽率和存活率
以种植20天时的出芽数计算早熟禾的出芽率,以35天株数与20天株数作商计算存活率。
根据表图4可知,由于施用的其他因素都一样,早熟禾的发芽率和SAP的用量有很大的关系,CK的植物发芽率最低,2#到6#的发芽率逐渐升高,并且使用各个浓度聚丙烯酸钾SAP的基质的早熟禾发芽率比使用聚丙烯酸钠SAP的高,6#基质发芽率最高,并且使用钾盐的发芽率比钠盐的高出4.5%左右;由于各基质中植物株数均呈现先增加后减少的规律,初期是由于气温较低,有部分草种出芽较慢,所以出芽数是逐渐增加的;到了中后期,由于天气原因及植株本身的抗性问题,抗性好的存活了下来,抗逆性差的逐渐干枯死亡,35天时各基质中早熟禾的存活率CK的最低,2#到6#的存活率逐渐升高,2#施用钠盐SAP的早熟禾存活率比施用钾盐的高,3#两者差不多,4#钠盐的比钾盐的存活率高,5#、6#施用钾盐的高,总体分析,施用聚丙烯酸钾SAP的基质中早熟禾存活率比施用聚丙烯酸钠SAP的高。
分析可知,聚丙烯酸钾SAP的使用对早熟禾的出芽率及存活率的促进作用比聚丙烯酸钠SAP好,并且使用量为2.0%时,效果最好。
3.2.2 基质保水能力
由图5 分析可知,各基质土壤的含水率随SAP的施用量的增加而增高,并且,SAP含量高的基质含水率变化比SAP含量低的基质变化略微平缓,CK土壤在第10天左右含水率就已经低于10%;2#基质在第15天含水率接近10%,15天时,含钠盐的基质保水能力略高于含钾盐的基质;3#、4#的基质含水率变化一致,含钾盐SAP的基质含水率比含钠盐SAP的高;5#基质两条曲线相差程度由大到小,到测试时间后期,含钠盐SAP的基质含水率略高于含钾盐SAP的基质;6#中含钾盐SAP的基质保水能力明显高于含钠盐SAP的,并且在抗旱15天时,两者含水率均在20%以上,含钾盐的含水率为27.02%,含钠盐的含水率为22.89%。综合考虑,基质的保水性与基质中SAP保水剂添加量有非常大的关系,各基质保水性能由高到低顺序为:6#﹥5#﹥4#﹥3#﹥2#﹥CK,不含SAP保水剂的空白样CK保水性能最差,并且含有聚丙烯酸钾SAP的基质保水能力比含有聚丙烯酸钠SAP的基质保水能力强。这也说明SAP保水剂能有效增强土壤的保水抗旱性能。
4结论
基于SAP稳定性测定实验结果分析,有了创新性发现,聚丙烯酸钠/钾SAP颗粒在制冷或者升温后,SAP的吸水性能有所提升,吸水倍率提高,这对以后进一步研究SAP有了一定突破,并为实际工程实践提供相关依据。
聚丙烯酸钠SAP对去离子水和自来水的吸水倍率比聚丙烯酸钾SAP的高,但聚丙烯酸钾SAP在抗盐性、颗粒见光保存性和凝胶体保水性能上比聚丙烯酸钠SAP好,施用聚丙烯酸钾SAP及施用量为2.0%对基质的保水性能较好,对植物的生长和存活有积极作用,并且在实际植物生长环境下,K元素能有效促使作物生长健壮,茎秆粗硬,因此在矿山石质边坡生态修复基质保水剂SAP的选择上,选用聚丙烯酸钾SAP,并且施用量为2.0%较优。
摘要：矿山石质边坡生态修复技术中保水剂的选用是研究的基础和重点。本研究采用高吸水性树脂—聚丙烯酸钾/钠两种SAP进行试验,分析两者吸水倍/速率、保水能力及稳定性,设计11种不同配比的基质,研究植物发芽率、存活率、抗旱能力及基质保水力。结果表明,在石质边坡生态修复基质SAP选择上,选用聚丙烯酸钾SAP,并且施用量为2.0%较优。
生态性能 篇6
1 材料
复合微生态制剂(主要由乳酸菌、芽孢杆菌和维生素组成,活菌总数在1×109cfu/g以上),由南充职业技术学院农业科学技术系研发;健康1日龄AA+白羽肉鸡,由四川粮油集团广汉种鸡场提供。
2 方法
2.1 试验设计
选择1日龄健康AA+白羽肉鸡120只,随机分成4组(对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组),每组30只,每组设3个重复,每个重复10只。经预试期6 d后,7日龄时对照组饲喂基础日粮,Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组分别在基础日粮中添加0.5,1.0,2.0 g/kg的复合微生态制剂。试验期28 d,即自7日龄开始至35日龄结束。试验期间各处理组鸡只均自由饮水与采食,日常饲养与管理条件完全相同,每天打扫鸡舍卫生并定期消毒。
2.2 测定项目及方法
2.2.1 生长性能的测定
分别在7日龄、35日龄时对每只鸡空腹称重,计算7~35日龄的平均日增重;记录每个处理组每个重复的日粮消耗量,计算平均日采食量;根据平均日增重和平均日采食量计算料重比。
2.2.2 肠道微生物菌群的测定
在35日龄时对每组每个重复中的10只鸡按照文献[6]的方法进行屠宰,参照文献[7]采用平板培养计数法分别测定盲肠中大肠杆菌、沙门氏菌、乳酸杆菌和双歧杆菌数量,以1 g肠道内容物中所含细菌数的对数[lg(cfu/g)]表示。
2.2.3 屠宰性能的测定
对屠宰后的试验鸡按照文献[8]的方法测定屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率。
2.3 数据的统计与分析
采用SPSS 13.0软件对数据进行统计分析,结果以“平均值±标准差”表示。
3 结果与分析
3.1 复合微生态制剂对肉鸡生长性能的影响
结果见表1。
注:同行数据肩标字母不同表示差异显著(P<0.05),字母相同或无肩标表示差异不显著(P>0.05)。
由表1可见:Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组的平均日增重均显著高于对照组(P<0.05),料重比均显著低于对照组(P<0.05);Ⅱ组、Ⅲ组的平均日增重均显著高于Ⅰ组(P<0.05),料重比均显著低于Ⅰ组(P<0.05);Ⅱ组与Ⅲ组在平均日增重、平均日采食量、料重比方面均差异不显著(P>0.05)。总体来看,在提高肉鸡平均日增重和降低料重比方面,Ⅱ组与Ⅲ组的作用效果优于Ⅰ组。
3.2 复合微生态制剂对肉鸡肠道微生物菌群的影响
结果见表2。
lg(cfu·g-1)
注:同行数据肩标字母不同表示差异显著(P<0.05),字母相同或无肩标表示差异不显著(P>0.05)。
由表2可见:Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组肉鸡肠道大肠杆菌数、沙门氏菌数均显著低于对照组(P<0.05),乳酸杆菌数显著高于对照组(P<0.05);Ⅱ组、Ⅲ组的双歧杆菌数均显著高于对照组(P<0.05);Ⅱ组、Ⅲ组的大肠杆菌数、沙门氏菌数均显著低于Ⅰ组(P<0.05),乳酸杆菌数显著高于Ⅰ组(P<0.05);Ⅱ组与Ⅲ组大肠杆菌数、沙门氏菌数、双歧杆菌数、乳酸杆菌数均差异不显著(P>0.05)。总体来看,在提高乳酸杆菌数、双歧杆菌数和降低大肠杆菌数、沙门氏菌数方面Ⅱ组与Ⅲ组的作用效果优于Ⅰ组。
3.3 复合微生态制剂对肉鸡屠宰性能的影响
结果见表3。
由表3可见:Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组的屠宰率、半净膛率、胸肌率均显著高于对照组(P<0.05);Ⅱ组、Ⅲ组的腿肌率均显著高于对照组(P<0.05);Ⅱ组、Ⅲ组的屠宰率、胸肌率均显著高于Ⅰ组(P<0.05);Ⅱ组与Ⅲ组在屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率方面均差异不显著(P>0.05)。总体来看,在提高肉鸡屠宰性能方面Ⅱ组与Ⅲ组的作用效果优于Ⅰ组。
%
注:同行数据肩标字母不同表示差异显著(P<0.05),字母相同或无肩标表示差异不显著(P>0.05)。
4 讨论
4.1 复合微生态制剂对肉鸡生长性能的影响
微生态制剂具有促进动物生长发育、提高饲料转化率和动物生长性能等生物学功能[9]。本试验结果表明,在日粮中添加以乳酸菌和芽孢杆菌为主要成分的复合微生态制剂能够显著提高肉仔鸡的日增重,降低料重比(P<0.05)。这是由于复合微生态制剂中存在的有益菌及其代谢产物能够改善肠道微生态环境,增强机体对日粮营养成分的消化吸收,提高饲料利用率,进而提高肉鸡的生长性能。贾卿等[10]研究表明,在基础日粮中添加0.05%的以枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌为主要成分的复合微生态制剂能够提高肉鸡日增重,增加经济效益,与本试验结果一致。
4.2 复合微生态制剂对肉鸡肠道微生物菌群的影响
复合微生态制剂中的乳酸菌和芽孢杆菌及其代谢产物能够消耗肠道内的氧气,为肠道内乳酸菌等厌氧菌的生长创造条件,进而抑制大肠杆菌的数量,扶持乳酸菌等益生菌成为优势菌群,调节肠道内的微生态平衡。同时,肠道内乳酸菌作为优势菌群大量繁殖不但有利于营养物质的消化吸收和动物的生长发育,且乳酸菌大量繁殖产生的乳酸可降低肠道内的p H值,进而抑制肠道中大肠杆菌等病原微生物的定植和生长,能够起到抗菌防病的作用。董秀梅等[11]研究表明,微生态制剂能够增加肉鸡肠道内乳酸菌、肠球菌的数量,降低肠道内大肠杆菌的数量。本试验结果亦表明,以乳酸菌和芽孢杆菌为主要成分的复合微生态制剂能够显著降低肉鸡肠道内大肠杆菌和沙门氏菌的数量(P<0.05),显著提高乳酸杆菌和双歧杆菌的数量(P<0.05)。本研究还发现,1.0 g/kg和2.0 g/kg添加剂量之间无显著性差异(P>0.05),究其原因可能是复合微生态制剂中提供的乳酸杆菌等有益菌数量在满足肉鸡体内所需要的水平后,再添加微生态制剂也不能更好地改善肉鸡肠道的微生态平衡,故建议临床应用中添加1.0 g/kg即可。
4.3 复合微生态制剂对肉鸡屠宰性能的影响
随着现代肉鸡饲养成本的日益提高,养殖户越来越重视肉鸡的产肉性能。而屠宰性能检测指标是衡量肉鸡产肉性能一种比较简单、快速、直观、有效的方法,屠宰性能的提高将直接降低养殖生产成本和增加养殖生产效益,故屠宰性能的检测在肉鸡养殖中越来越受到关注[12]。本试验结果表明,在基础日粮中添加0.5,1.0,2.0 g/kg复合微生态制剂,肉仔鸡屠宰率分别提高1.34%、2.62%和3.19%,半净膛率分别提高1.83%、2.38%和2.41%,胸肌率分别提高2.20%、4.13%和4.52%,随着复合微生态制剂添加水平的不断增加,其对肉仔鸡屠宰性能的影响亦不断增强,但在统计学分析中1.0 g/kg添加水平和2.0 g/kg添加水平之间无显著性差异(P>0.05),考虑到养殖成本,建议临床应用中选择1.0 g/kg作为最适添加剂量。
5 结论
肉仔鸡基础日粮中添加0.5,1.0,2.0 g/kg复合微生态制剂均能够显著提高肉鸡的生长性能(P<0.05),改善肠道微生物菌群,提高屠宰性能。综合考虑,选择1.0 g/kg作为临床应用的添加剂量。
参考文献
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生态性能 篇7
哺乳母猪生产能力的强弱会对生猪养殖效益产生直接的影响, 因此, 近年来如何提高哺乳母猪的生产性能成为很多畜牧生产者关注的焦点。抗生素一直以来是人们常用来降低动物的发病率、提高机体免疫能力、提高饲料利用率的主要产品。但随着人们对无污染, 无公害绿色畜产品的需求量不断增加, 抗生素及其附属产品日益暴露出来的药物残留、耐药性、毒副作用等诸多问题大大加快了人们寻找其替代品的进程。微生态制剂又称“益生菌”、“微生物促生长剂”, 其中含有大量的有益菌群, 能够调节畜禽胃肠道内的微生态平衡, 提高饲料利用率和机体的免疫能力, 同时根据哺乳母猪的消化生理特点, 加入了高纯中草药浸提剂, 制成了新型的复合微生态制剂, 希望能够对绿色饲料添加剂的研究有一定的借鉴作用。
1 复合微生态制剂的作用原理
1.1 促进营养物质的消化吸收, 提高生产性能
复合微生态制剂中含有大量的有益活菌, 大量的活菌及其代谢产物具有很好的营养作用, 能够促进哺乳母猪乳汁的分泌, 改善乳汁品质。因为活菌制剂在生长繁殖的过程中会产生一些维生素、氨基酸和促生长因子等物质, 比如双歧杆菌可合成多种维生素, 如核黄素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、叶酸等。有益菌群能在消化道内繁衍, 产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等消化酶类, 促进饲料消化、吸收利用。高纯中草药浸提剂中含有健胃利脾的山楂、陈皮、神曲、麦芽、谷芽、桂肉和促进合成代谢的麻黄、黄芪、白术、枸杞子、补骨脂等中草药活性成分, 这些中草药活性成分能够刺激哺乳母猪唾液及胃肠液的分泌, 刺激畜禽采食, 提高采食量, 提高饲料的适口性和利用率。
1.2 提高机体的免疫能力
复合微生态制剂中的活菌制剂如乳酸杆菌和双歧杆菌等, 能够合成非特异性免疫因子, 并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞等产生细胞因子, 促进机体的细胞免疫和体液免疫, 在一定程度上提高哺乳母猪的免疫能力。许多中草药均含有多种营养成分和免疫活性物质, 能够促进正常或免疫机能低下的哺乳母猪免疫器官的发育, 激活免疫器官的免疫功能, 黄芪、丹参、何首乌、白术、灵芝等中草药大都可以促进免疫细胞的分化, 促进淋巴细胞增殖, 从而提高机体的免疫能力。哺乳仔猪可以从哺乳中获取大量的免疫因子, 从而提高其成活率和抗病能力。
1.3 调整机体微生态平衡
母猪的产后保健十分关键, 因为这不仅仅关系到母猪自身的健康, 还与哺乳仔猪的健康和成活密切相关。要想母仔康健, 调整哺乳母猪的微生态平衡是重中之重, 微生物菌群在健康动物的体内是处于平衡状态的, 而且有益微生物菌群占据主导优势地位, 但当机体受到外界不良因素或致病因素的侵袭时, 当病原微生物菌群占据主导优势地位时, 哺乳母猪的体内微生物处于失衡状态, 各种疾病随之产生。复合微生态制剂中含有大量的有益微生物菌群, 可以补充在和有害微生物竞争中缺失的有益微生物的数量, 进而使有益微生物菌群一直处于优势地位, 保证哺乳母猪的健康, 而且还能够在一定程度上降低哺乳仔猪黄白痢的发生率。
1.4 抗应激作用
母猪生仔使母猪在一定程度上受到应激作用的影响, 如果应激作用过大, 必将会对母猪的产后繁殖和生产性能产生不利影响。复合微生态制剂中的中草药活性成分能够提高机体防御抵抗力和调节缓和应激原作用, 如甘草可减少炎症反应, 促进机体恢复;柴胡、延胡索、西洋参、刺五加可提高动物对低氧、缺氧耐受力;山楂、陈皮、藿香、苍术、黄芩、茯苓等对于缓解热应激具有一定效果;黄芪可增加机体的抗疲劳效果。复合微生态制剂中的有益菌群能够调节哺乳母猪体内生物平衡, 消除腹泻、便秘, 修复受损消化道黏膜。
2 复合微生态制剂的发展前景展望
2.1 加强作用机理方面的研究
活菌制剂和中草药活性物质成分复杂, 作用广泛, 即能够促进哺乳母猪生产性能又能防治疾病, 同时能够大大降低哺乳仔猪的死亡率和腹泻率, 但其具体的机制尚未完全弄清, 应加强中草药的配伍及其与微生物活菌制剂协同机理的研究。争取在细胞, 分子水平上有更深入的研究进展, 开发出更加符合哺乳母猪特点的专属复合微生态制剂。
2.2 完善生产工艺, 努力实现添加剂的微量化
目前, 饲料添加剂的添加剂量普遍比较大, 一般在0.5%左右, 有时为了凸显饲料添加剂的效果, 添加剂量甚至高达2%~5%。这在一定程度上稀释了饲料的养分, 影响饲料的营养配比和适口性。制约饲料添加剂完全实现微量化的主要原因是生产工艺落后, 添加技术不过关。所以, 应采用高尖端的科学方法, 努力改变目前饲料添加剂的粗制方法和剂型, 采用先进工艺将天然中草药中的生物碱、氨基酸、有机酸、油脂、挥发油、鞣质等有效成分浸提出并进行发酵, 同时加入乳酸菌、双歧杆菌等活菌制剂并制成以其为主体的新型复合微生态制剂, 添加剂量较小, 但并未降低其作用效果。
2.3 进一步完善质量标准
生态性能 篇8
1试验
1.1试验机理
(1)转晶机理:以多元酸盐的阴离子[RCOO-]n和阳离子Na+、K+、Ca2 +或Al3+组成的水相介质下,负吸附性极强的[RCOO-]n基团能同时与Na+、K+、Ca2+或Al3+吸附配位,形成一层大分子吸附金属离子构成的网络状“缓冲薄膜”,进而阻碍结晶基元在该晶面上的结合,使各方向的生长速率接近平衡, 使水化产物由纤维状转晶为六方短柱状[1]。
(2)甲醛净化机理:藻钙组分中含Ti O2,光催化降解形成·OH、·O2-而具有很强的氧化分解能力,再由比表面积极大的微孔吸附有害物质及气体,借助·OH、·O2-的氧化分解能力破坏有机物中的C—C、C—H、C—N、C—O、O—H、N—H,而最终被氧化为CO2和H2O[2]。
1.2试验原料
藻钙粉:自制,Ti O2含量>0.26%,其基本性能见表1。
液态介质:由市售以无机内掺型硅醇钾为防水剂,柠檬酸钠、硫酸铝钾为转晶剂,以控制凝结速度调节晶体大小及形貌, 与水复配制成。
玻璃纤维:ARC1500无捻短切砂,短切长度20 mm。
1.3仪器设备
XMQ-67型锥形球磨机;DKZ-5000型电动抗折试验机; YES-300抗压试验机;TYE-6B板材抗折试验机;101-3A电热恒温鼓风干燥机;SX-4-10箱式电阻炉;20~200目标准筛; DJ-90W强力电动搅拌机;600 mm×600 mm×11 mm软塑模; ISO型稠度凝结时间测定仪;BYS-3型扰度养护室控制仪; Axios advanced X射线荧光光谱仪;D8Advance型X射线衍射仪;JMS-5610LV扫描电子显微镜。
1.4测试方法
将藻钙粉与液态介质按1∶0.68质量比在水相条件下搅拌,并复掺增强玻璃纤维,采用浇注成型得到600 mm×600 mm×11 mm标准产品样,自然干燥后做喷涂、烤漆或喷绘表面处理方式得藻钙生态板。
含水率、吸水率、断裂荷载、受潮扰度、单位面积质量按JC/T 799—2007《装饰石膏板》进行测试,甲醛净化性能按JC/T 1074—2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》进行测试。
2试验结果与分析
2.1藻类基体微观结构与甲醛净化性能
将3种不同预处理(煅烧、漂白、陈化)藻类基体制样,并进行SEM测试,自然干燥后测试甲醛净化率,结果见图1和表2。
由图1和表2可看出,煅烧样在800~950 ℃下圆盘表面有机质燃尽,壳体表面逐渐熔化,部分微孔被堵塞,孔径减小;通过碱液漂白样,圆盘边缘呈不规则拉伸或者溶蚀,较大微孔被溶蚀覆盖。其甲醛净化性因微孔形貌及孔径直接关联,形貌越完整、微孔越多、孔径分布越均匀,其甲醛净化率越好。其原因为常规的甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有害气体直径为0.3~0.6 nm, 对于陈化样,形貌完整、微孔孔径为0.05~0.5 μm、表面微孔自中心部位向圆盘边缘作辐射状均匀分布,具有30倍吸附通道数量级,最大脱附通道数量级为1.2倍,吸附-脱附通道数量比为25。
2.2正交试验
在探索试验基础上,采用4因素3水平,即L9(34)方案进行正交分析。正交试验因素水平见表3(各原材料掺量均按占粉体的质量计),正交试验结果和极差分析见表4。
从表4可以得出:玻璃纤维、柠檬酸钠和硫酸铝钾为主要因素,断裂荷载强度的最优方案为A2B2C3D3,甲醛净化率的最优方案为A1B3C3D3。总体上,各因素、优化方案相差不大, 从应用和防水的角度综合考虑,以A2B2C3D3为最佳方案, 并进行重复试验,结果见表5。
2.3硅醇钾对藻钙生态板性能的影响
硅醇钾的作用是在藻钙生态板晶体结构中形成憎水的毛细网防止水分子迁移,它是通过与空气中的二氧化碳发生聚合反应形成[3]。表4结果表明,相对于吸水率及受潮扰度指标, 其对断裂荷载与甲醛净化率的影响较小。硅醇钾掺量过大,液相介质的p H值增大,不利于水化反应以及对藻类微孔具有侵蚀性,故而断裂荷载与甲醛净化率有略微损失。
2.4转晶剂对藻钙生态板性能的影响
转晶剂中柠檬酸钠起缓凝、硫酸铝钾起促凝作用,两者复配协同使含钙无机类基体晶体形貌由纤维针状转为短柱状及扁平化板状形貌,晶体长径比逐渐减小[4,5]。从表4可知,随柠檬酸钠、硫酸铝钾掺量提高,其甲醛净化率增大。
图2为A1B1C1D1组放大3000倍的SEM照片,图3为A2B2C3D3组放大3000倍的SEM照片。
从图2、图3的对比可以看出,A1B1C1D1组晶体长径比为7.5,A2B2C3D3组晶体长径比更小(为4.2),纤维状晶体更趋向于短柱状或板状,相应的晶体单元之间的孔隙增大,吸附- 脱附通道数量比相应增大,宏观上表现出甲醛净化率增加。
2.5玻璃纤维对藻钙生态板性能的影响
玻璃纤维借助强制搅拌产生扩散作用,与胶凝基体主要依靠固化收缩的握裹力、物理吸附、电荷引力及扩散的作用而产生粘接力,起到物理结构增强的作用[6]。玻璃纤维在0.8%~ 1.5%掺量范围内,随掺量提高,断裂荷载不断增加,同时由于在物理结构层面增加了孔隙率,宏观上表现出甲醛净化率增大。
2.6不同表面处理方式对藻钙生态板甲醛净化性能的影响
表面处理的目的是提高藻钙生态板表面的装饰性。采用4种表面处理方式来考察:(1)生物水性涂料;(2)乳液涂料; (3)乳液涂料+1.5%Ti O2;(4)溶剂型涂料。不同表面处理方式对藻钙生态板甲醛净化性能的影响如图4所示。
从图4可见,溶剂型涂料对藻钙生态板的甲醛净化性有影响,其有机溶剂形成的成膜物对藻钙生态板表面的微孔有一定的封闭功能性,其甲醛净化率较未处理的藻钙生态板降低5.8个百分点。而生物水性涂料及掺1.5%的乳液涂料,分别因涂料填充料具有多孔性以及光催化强化作用,使其甲醛净化性能略有提高,增长空间为0.85个百分点。总体,不同的表面处理方式对甲醛净化性能影响较小。
3藻钙生态板性能与甲醛净化模型
3.1藻钙生态板的生态环境性
藻钙生态板更具有其优异的甲醛净化性能及其负离子释放、自调湿、抗菌防霉、耐酸碱、不燃、吸声降噪等环境友好性能(见表6)。
3.2藻钙生态板甲醛净化模型
通过对初始浓度、藻钙生态板应用数量、净化速率、净化时间为函变量的测试跟踪,拟得藻钙生态板的甲醛净化数学模型:
式中:Ci———初始浓度,%;
L藻钙———藻钙生态板装填系数;
t———时间,min。
4结语
(1)藻钙生态板因具有呈圆盘微孔径为0.05~0.5 μm的筛状晶体而具有甲醛净化性能。
(2)影响藻钙生态板物理力学性能及甲醛净化性能的主要因素为藻类基体的预处理方式,液态介质与玻璃纤维的配比。在对藻类基体进行陈化及A2B2C3D3方案下,可以制备出断裂荷载大于300 N、甲醛净化率达95%的藻钙生态板。
(3)不同表面处理方式对藻钙生态板甲醛净化性能影响较小。
摘要：以藻类及含钙无机类基体在液相介质以晶体转晶、玻璃纤维增强,制成一种能净化空气的藻钙生态板。以甲醛为去除对象,从原材料微观结构、设计正交试验确定藻钙复合材料优化方案及表面处理,考察藻钙生态板物理性能及净化甲醛性能。研究结果表明:通过转晶、复合增强可制备出断裂荷载大于300 N,甲醛净化率达95%的藻钙生态板。
关键词：藻钙生态板,微观结构,净化甲醛
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