生物天然气（精选9篇）
生物天然气 篇1
生物天然气发展潜力巨大, 市场前景广阔。把粮田变成气田”的口号完全可以做到, 未来也会得到政府的大力支持。
我国能源消费和环境面临的主要问题就是煤炭是能源消费中的绝对主力, 这个现状在相当长时间较难改变。要想在现有能源结构上进行改革, 需要将现有的煤化石能源要高效利用, 提高效率, 与此同时, 我国面临的环境问题“十分普遍、十分严重”, 开发可再生能源刻不容缓。
能源与环境二者不可分割。化石能源是导致环境污染的重要原因之一, 但对其进行高效清洁利用还有较长路要走, 因此要寻找替代和减少化石能源。李秀金认为, 生物质转化成可再生能源, 不仅可以解决环境污染问题, 还可以解决清洁问题。生物质能具有普遍性, 而风能、太阳能、地热能、沼气能都受区域时空限制。利用生物质能生产天然气是重要选择, 符合中国国情。2016年政府工作报告提出, “增加天然气的供给, 完善风能、太阳能、生物质能等发展扶持政策, 提高清洁能源比重, 鼓励桔杆资源化利用, 减少直接焚烧”, 其中很重要的一个技术手段就是有机废物通过厌氧发酵技术第一步得到沼气, 分离甲烷, 从而替代天然气, 将废物治理、环境保护、清洁能源整合。
发展生物天然气十分必要。一方面, 生物天然气原料量多且来源广泛, 包括秸秆、工业食品发酵酿造产生的有机水、城市垃圾及居民粪便。另一方面, 该类原料造成的污染比其他无机类污染更严重, 是国家控污重点, 若不加以控制, 无法改善环境。传统的处理方法是生物质经过消费以后产生废物, 再通过它得到沼气。沼气可以直接发电, 但其市场地位较低, 发展有限。要想提高沼气市场份额, 替代天然气是一种方法, 实现废物治理、清洁能源生产、生态农业三位一体。沼气后端市场现存, 不需要再开拓市场, 利用现有的管网就可达成。
2006年至今, 中央对沼气转型升级项目累计投资403亿。据了解, 秸秆回收价格具有优势, 若一亩地产一吨秸秆, 一吨秸秆大约产200方生物天然气, 其产生价值与种一亩地粮食价值基本相等。针对生物天然气项目开发, 农业部和财政部实施了综合利用试点方案, 国家开发银行有专门的贷款, 政策扶持力较大。
我们现在提倡区域城乡一体化的供气, 以镇为核心, 10公里范围内都使用生物天然气, 废料也在10公里内就消化掉, 10公里之外再建一个。这一设想在中国广大的尤其农村地区推广没有问题, 完整的产业链也由此形成。发展生物天然气可以通过实现区域城乡一体化, 打破城乡的界限, 结合新型城镇化发展, 形成产业链。生物天然气发展潜力巨大, 前景可期。
生物天然气 篇2
编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
0 本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、申请资金、融资提供全程指引服务。
可行性研究报告是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷款等领域常用的专业文档，主要对项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。
可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投 资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。在此基础上，综合论证项目建设的必要性，财务的盈利性，经济上的合理性，技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性，从而为投资决策提供科学依据。
投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目在经济上是否可行。具体概括为：政府立项审批，产业扶持，银行贷款，融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作，股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。
报告通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查，在行业专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测，从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。
报告用途：发改委立项、政府申请资金、申请土地、银行贷款、境内外融资等
关联报告：
年产700万立方米生物天然气项目建议书 年产700万立方米生物天然气项目申请报告 年产700万立方米生物天然气资金申请报告 年产700万立方米生物天然气节能评估报告 年产700万立方米生物天然气市场研究报告 年产700万立方米生物天然气商业计划书 年产700万立方米生物天然气投资价值分析报告 年产700万立方米生物天然气投资风险分析报告 年产700万立方米生物天然气行业发展预测分析报告
可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）第一章 年产700万立方米生物天然气项目总论
第一节 年产700万立方米生物天然气项目概况
1.1.1年产700万立方米生物天然气项目名称
1.1.2年产700万立方米生物天然气项目建设单位
1.1.3年产700万立方米生物天然气项目拟建设地点
1.1.4年产700万立方米生物天然气项目建设内容与规模
1.1.5年产700万立方米生物天然气项目性质
1.1.6年产700万立方米生物天然气项目总投资及资金筹措
1.1.7年产700万立方米生物天然气项目建设期
第二节 年产700万立方米生物天然气项目编制依据和原则
1.2.1年产700万立方米生物天然气项目编辑依据
1.2.2年产700万立方米生物天然气项目编制原则
1.3年产700万立方米生物天然气项目主要技术经济指标
1.4年产700万立方米生物天然气项目可行性研究结论 第二章 年产700万立方米生物天然气项目背景及必要性分析
第一节 年产700万立方米生物天然气项目背景
2.1.1年产700万立方米生物天然气项目产品背景
2.1.2年产700万立方米生物天然气项目提出理由
第二节 年产700万立方米生物天然气项目必要性
2.2.1年产700万立方米生物天然气项目是国家战略意义的需要
2.2.2年产700万立方米生物天然气项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要
2.2.3年产700万立方米生物天然气项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要
第三章 年产700万立方米生物天然气项目市场分析与预测
第一节 产品市场现状 第二节 市场形势分析预测
第三节 行业未来发展前景分析
第四章 年产700万立方米生物天然气项目建设规模与产品方案
第一节 年产700万立方米生物天然气项目建设规模
第二节 年产700万立方米生物天然气项目产品方案
第三节 年产700万立方米生物天然气项目设计产能及产值预测 第五章 年产700万立方米生物天然气项目选址及建设条件
第一节 年产700万立方米生物天然气项目选址
5.1.1年产700万立方米生物天然气项目建设地点
5.1.2年产700万立方米生物天然气项目用地性质及权属
5.1.3土地现状
5.1.4年产700万立方米生物天然气项目选址意见
第二节 年产700万立方米生物天然气项目建设条件分析 5.2.1交通、能源供应条件
5.2.2政策及用工条件
5.2.3施工条件
5.2.4公用设施条件
第三节 原材料及燃动力供应 5.3.1原材料
5.3.2燃动力供应
第六章 技术方案、设备方案与工程方案
第一节 项目技术方案 6.1.1项目工艺设计原则
6.1.2生产工艺
第二节 设备方案
6.2.1主要设备选型的原则
6.2.2主要生产设备
6.2.3设备配置方案 6.2.4设备采购方式
第三节 工程方案
6.3.1工程设计原则
6.3.2年产700万立方米生物天然气项目主要建、构筑物工程方案
6.3.3建筑功能布局
6.3.4建筑结构
第七章 总图运输与公用辅助工程 第一节 总图布置
7.1.1总平面布置原则
7.1.2总平面布置
7.1.3竖向布置
7.1.4规划用地规模与建设指标
第二节 给排水系统
7.2.1给水情况
7.2.2排水情况
第三节 供电系统
第四节 空调采暖
第五节 通风采光系统 第六节 总图运输
第八章 资源利用与节能措施 第一节 资源利用分析 8.1.1土地资源利用分析
8.1.2水资源利用分析
8.1.3电能源利用分析
第二节 能耗指标及分析
第三节 节能措施分析 8.3.1土地资源节约措施
8.3.2水资源节约措施
8.3.3电能源节约措施
第九章 生态与环境影响分析 第一节 项目自然环境 9.1.1基本概况
9.1.2气候特点
9.1.3矿产资源
第二节 社会环境现状 9.2.1行政划区及人口构成9.2.2经济建设
第三节 项目主要污染物及污染源分析
9.3.1施工期
9.3.2使用期
第四节 拟采取的环境保护标准
9.4.1国家环保法律法规
9.4.2地方环保法律法规 9.4.3技术规范
第五节 环境保护措施 9.5.1施工期污染减缓措施
9.5.2使用期污染减缓措施
9.5.3其它污染控制和环境管理措施
第六节 环境影响结论
第十章 年产700万立方米生物天然气项目劳动安全卫生及消防
第一节 劳动保护与安全卫生 10.1.1安全防护
10.1.2劳动保护
10.1.3安全卫生
第二节 消防
10.2.1建筑防火设计依据
10.2.2总面积布置与建筑消防设计
10.2.3消防给水及灭火设备
10.2.4消防电气
第三节 地震安全
第十一章 组织机构与人力资源配置 第一节 组织机构
11.1.1组织机构设置因素分析
11.1.2项目组织管理模式 11.1.3组织机构图
第二节 人员配置
11.2.1人力资源配置因素分析
11.2.2生产班制
11.2.3劳动定员
表11-1劳动定员一览表
11.2.4职工工资及福利成本分析
表11-2工资及福利估算表
第三节 人员来源与培训
第十二章 年产700万立方米生物天然气项目招投标方式及内容
第十三章 年产700万立方米生物天然气项目实施进度方案
第一节 年产700万立方米生物天然气项目工程总进度
第二节 年产700万立方米生物天然气项目实施进度表
第十四章 投资估算与资金筹措
第一节 投资估算依据
第二节 年产700万立方米生物天然气项目总投资估算
表14-1年产700万立方米生物天然气项目总投资估算表单位：万元
第三节 建设投资估算
表14-2建设投资估算表单位：万元 第四节 基础建设投资估算 表14-3基建总投资估算表单位：万元
第五节 设备投资估算
表14-4设备总投资估算单位：万元 第六节 流动资金估算
表14-5计算期内流动资金估算表单位：万元
第七节 资金筹措
第八节 资产形成第十五章 财务分析
第一节 基础数据与参数选取
第二节 营业收入、经营税金及附加估算
表15-1营业收入、营业税金及附加估算表单位：万元第三节 总成本费用估算
表15-2总成本费用估算表单位：万元
第四节 利润、利润分配及纳税总额预测
表15-3利润、利润分配及纳税总额估算表单位：万元第五节 现金流量预测
表15-4现金流量表单位:万元
第六节 赢利能力分析 15.6.1动态盈利能力分析
16.6.2静态盈利能力分析
第七节 盈亏平衡分析 第八节 财务评价
表15-5财务指标汇总表
第十六章 年产700万立方米生物天然气项目风险分析
第一节 风险影响因素 16.1.1可能面临的风险因素
16.1.2主要风险因素识别
第二节 风险影响程度及规避措施
16.2.1风险影响程度评价
16.2.2风险规避措施
第十七章 结论与建议
第一节 年产700万立方米生物天然气项目结论
生物天然气 篇3
王明荣，男，1967年6月出生于浙江台州黄岩。汉族，中共党员。民间工艺美术学者，现任浙江台州竹之语生态日用品有限公司董事长、浙江省青年星火带头人协会副会长、台州市青年企业家协会副会长、台州市第三次党代会常任制代表。
王明荣被誉为中国天然生物洗涤行业的领跑者，先后被评为全国农村青年创业致富带头人、浙江省青年星火带头人、浙江省十大杰出农村青年、台州市十佳创业新星。鉴于王明荣在绿色生态日用品行业中所取得的杰出成绩，经绿色中国年度焦点人物评委会评议，王明荣获2008绿色中国年度焦点人物提名。
报春感恩：竹之语中话三奇
明澈的永宁江水缓缓流过。放眼而望，绿树成荫，远山青翠，一片清新安详。台州竹之语生态日用品有限公司的办公室里，董事长王明荣热情地接待了记者。他双目如炬炯炯有神，话语洪亮犹如铜钟：
“我们能够说得响的，有三个：一，我们创制的竹之语系列绿色生态洗涤剂，零污染，全降解，安全天然。尽管是洗涤剂，但入眼无害，入口无毒，是可以喝的洗涤剂”。王明荣边说着，边对着记者的面拿起“竹之语”绿色洗涤剂往自己的脸、眼睛一阵猛喷。“这种产品我可以直接喝下去，因为它是直接提取绿竹和海螵蛸所含的生物有效成分精制而成，完全不同于石化洗涤剂。第二，因为我们生产绿色天然生物洗涤剂，不对环境造成污染，所以我们这个洗涤剂工厂不建造在化工园区，而建在食品工业园区内。第三就是，我们利用了先进生物技术，就像割橡胶一样，可以直接在活体毛竹中提取活性竹汁成分，通过现代高科技在800℃的高温中提取竹汁。三至六年龄的毛竹，每株可以提取6到9公斤竹汁，大大发挥了毛竹的效能，提升毛竹的经济价值。”
竹之语生态日用品有限公司坐落在黄岩到椒江的通衢边上。簇新的厂房现于绿荫中，与周围的环境显得非常和谐，成为江南风景中独特的亮点尤为醒目。王明荣带记者穿行在花园式的厂区中，池塘，春草，小桥，流水，富有江南园林的独特风貌。“这是我们三年前投建的新厂房，占地面积有一万多平方米，可谓是寸土寸金”。“竹之语绿色生态系列日用品是我们的主打产品， 新产品在这里源源不断地诞生，进入新的天地。”王明荣对记者说。近几年来台州的民营经济得到了迅猛的发展，民营企业犹如雨后春笋一般蓬勃发展，开放开明的环境，绿色科技的应用，让竹之语焕发出蓬勃的生机。
竹之语是年轻的，犹如一棵破土而出的新笋，有冲劲，有旺盛的生命力。确实，竹之语在逐渐壮大发展，引人关注，一直得到党和国家的重视、政府部门的扶持。在2005年浙江省农业博览会上，时任浙江省委书记、现中央政治局常委、国家副主席习近平，在浙江省省长吕祖善陪同下视察“竹之语”展厅，听取了王明荣对全天然原料、生物杀菌系列清洁剂的介绍，给予热情的鼓励。时任国家林业局局长、现任环境保护部部长周生贤也视察过竹之语公司。在中国青年创业项目洽谈会上，共青团中央书记处书记、中国青年企业家协会会长王晓也给予王明荣高度的评价。竹语三奇，竹影报福，王明荣也让记者感受到春风一样的温暖、春光一样的和煦。王明荣说，我们目前生产绿色生态日用品，就是对春天感恩，对大地山川感恩，对这方百姓感恩，对开明开放的大好形势和社会环境感恩，对党和政府无微不至的垂爱润泽感恩。我们希望通过自己的努力，为共建人与社会、人与自然的和谐，竭尽所能作出应有的贡献。
绿色革命：从制造走向创造
1967年， 王明荣出生于黄岩的外东浦，自幼生活在黄岩橘乡的绿水青山之中，他一直对美丽的家园情有独钟。黄岩，这片位于浙江黄金海岸线上的热土，在三国时期被称为东瓯。改革开放以来，台州与温州一带成为中国民营经济的桥头堡，而在温黄平原的中心地域，吹响了民营经济发展的集结号。时代跨入21世纪，黄岩成为甬台温金三角中的一角，这里的经济发展更是如虎添翼。王明荣说，竹之语生态系列产品和竹之语公司应运而生，尽得天时地利与人和。
东瓯风物陶冶了王明荣的性情。少年时代起，王明荣耳濡目染，钟情黄岩及台州地域丰富多彩的民间工艺。几年前，他与挚友章容明出版了《台州工艺美术》一书，对闻名全国的翻簧竹雕进行了系统而详尽的研究。
在没有经营竹之语之前，王明荣担任的是黄岩纸箱厂的团支部书记和供销科长。生活的磨砺和工作经验的积累，使他进一步认清了自己，明确了自己的主攻方向。1996年8月，他调任黄岩工艺美术品厂厂长、书记，该厂生产竹藤棕草工艺产品。草竹葱茏的黄岩西部山区，提供了源源不断的原材料。2002年11月，王明荣成立了快眠宝寝具有限公司，生产别具一格的竹之语系列寝具，黄岩西部丰富的绿竹资源得到了充分的利用。公司所生产的竹之语系列寝具，包括片片云丝席、经典老板席、烫花老板席、烫花云丝席、雪藤席、水竹老篾席、清竹茶香枕、青竹坐垫等产品，利用深山5年生冬竹原材料，采用先进时尚的炭化工艺，在将竹片或竹丝进行高温蒸煮的同时，加入茶叶梗，将茶水渗透到竹片和竹丝的内部，经过高温烘干炭化，进入编织工序，这样可以达到防霉、防蛀、防虫害的效果，新席更加凉爽宜人。对竹片竹丝原材料进行本色蒸煮，除了防霉、防蛀、防虫害的效果外，更能配合浅色家具，互致和谐。竹之语系列寝具，皆采用提花和环保印花工艺织品，既与传统书画装裱工艺有异曲同工之妙，也适应当代时尚生活新潮流，因此获得了国家级毛竹深加工项目中国竹业博览会金奖。尽管王明荣申报了50多项有关竹之语系列寝具的外观和实用新型的专利，但是接踵而至的仿冒侵权产品令他防不胜防。王明荣发现，“这是一种制造，是匠人的活，我要从制造走向创造。”
在王明荣的家乡流传这样的民间故事：明代嘉靖年间，戚继光台州抗倭，将士血染征衣，台州的渔民送上“金骨粉”，即用墨鱼板磨成的粉，山民献上“竹宝水”，使将士身上的伤得到了有效治疗。少年王明荣曾用竹灰洗涤衣衫污渍，也用墨鱼板磨粉清创消炎。他创制竹之语生物洗涤剂的激情，受到了家乡传统习俗的启发，并越发高涨起来。
王明荣创制天然生物绿色洗涤剂，得到了中国林科院亚林所、浙江林学院、浙江林科院等多家科研单位的支持与合作。2004年8月，他出访了瑞士、英国、奥地利，深为欧洲的绿色风情所陶醉；他遇见了英国雷丁大学的负责人，谈起竹之语天然生物洗涤剂项目，双方一拍即合。另外他也得到北京大学张宝旭教授等专家的指导，创业发展的信心更强了。
采自全天然的绿竹植物资源与海洋水产资源，应用于洗涤产品和空气净化产品，竹之语开发的全天然健康洗手液、洗衣液系列和家居一喷净等系列产品中，不添加石化表面活性剂，健康而环保，不对人体造成任何危害，同时能在自然环境中完全降解，不产生任何污染，这实际上也是对清洁剂行业的一次革命。竹之语系列清洁洗涤产品有着自然植物的清香，用来洗衣不损伤织物纤维；洗身体，不刺激皮肤；也可以用作工业清洗剂，具有独特的节水性能，符合国际潮流的高效能、低粘稠、低泡沫配方，极易清洗省力省时。经过国家权威机构毒性检测，无毒无刺激，顺利通过了相关的皮肤刺激试验。“我们的目的就是拥抱绿色，享受健康，生态生活；养精蓄锐，使人们的生活工作更加充沛，生命力得到进一步焕发，大大提高生活的质量”，王明荣充满自信地说。
除了生态洗涤剂之外，在生态寝具方面，竹之语推出了竹纤维毯、竹炭布等系列产品，科技含量更高。在2004年，产品列入科技星火计划项目，获得中国林业博览会金奖、浙江省农博会金奖。从“制造”到“创造”，竹之语实现了一次质的飞跃，完成了漂亮的转身。王明荣与“竹之语”，当之无愧地成为中国绿色生态日用品行业的领跑者。
凸显文化：驾绿色世界的长风
开发绿色生态日用新产品，关键就在于进入市场，这是王明荣要做的最重要的事情。“‘酒香不怕巷子深’，这句话在现在这个时代已经过时了，对于企业来说，对于个人来说，尤其是像我们这样的绿色日用品制造行业来说，首先要抓住先机，把握主动权。有主动权，就有发言权，我们就夺得先声。”王明荣说。
国家权威部门的质量检测，让王明荣感到欣慰和自信，“说实在的，我对这些生态产品倾洒了心血，我不说他们是我的生命，但也觉得它就是我的孩子”。他干脆选自己的孩子当绿色产品的代言人。 “我完全可以请得起明星当产品代言人，但这不必要。我让我的孩子当代言人，有风险吗？我的产品如果不环保，污染环境，影响健康，名不副实，那么，我的孩子就背上了一生的黑锅。人们指着她的鼻子骂她是个骗子，这也会影响她一生的前途。但我自信，我能把我的洗涤剂喝下去，依然如常，我依然坦然，我对我的绿色生态产品一往情深，充满希望。产品就是我的孩子。它不亏待我！”王明荣对记者动情地说。
王明荣这几年来，一直在推广竹之语天然生物洗涤剂及绿色生态日用品系列。目前，他们在全国诚征加盟商，在全国开办连锁专卖店，让竹之语绿色产品深入民心。“我们在全国各大城市采取免费或有奖试用的方式，并诚挚地向消费者发出绿色健康的邀请，希望使用后及时反馈信息。这是对我们绿色生态产业的支持，对环保健康产品的支持。我们要把连锁专卖店开到北京和全国大中城市的社区，让社区居民熟知天然生物系列清洁剂，使用我们的绿色生态系列产品。我们还与中央电视台、上海东方电视台、湖南电视台等青春选秀的节目组联系，让他们宣传我们的产品。你们《绿色中国》杂志和《绿色中国网络电视》，也是一个很好的绿色平台，我们也希望进行合作，把天然生物洗涤剂及其系列日用品宣传推广出去。”“天然生物洗涤剂及相关的绿色生态日用品，是年轻的新生事物，需要我们共同关注、细心呵护和悉心扶持。”
2008年8月8日，北京将举办第29届奥运会，这不但是对中国政府和人民的一次考验，也是对中国企业的一次考核。奥运会为各行各业提供了广阔的空间，也给中国的企业提供了一个新的契机。谈到2008年北京奥运会，王明荣说，他和公司的天然生物洗涤剂及系列绿色生态日用品，都是合乎绿色奥运、人文奥运、科技奥运的宗旨和精神的。借助绿色奥运的东风，希望竹之语产品早日进入奥运村，让奥运官员、奥运选手、中外来宾、媒体工作者，以及奥运志愿者服务者都能受赠使用，享受到竹之语绿色生态系列日用品的好处。最近，北京举办“奥运家庭”的评选，王明荣也希望与相关部门协作，将竹之语绿色生态洗涤剂产品，赠送给奥运家庭。“北京奥运会实现零排放零污染，我们的洗涤剂也能尽一分微薄之力。”
北京奥运是人文奥运，王明荣告诉记者，芊芊绿竹，代表了我们的东方文化、中华文化，绿竹虚心而正直、典雅而清高，是民族精神的象征。在古代，梅兰竹菊为四君子，松竹梅为岁寒三友，民间以竹筑屋宇亭楼，以竹制桌椅橱柜家具，以竹筒煮饭竹箬包粽，以竹笋为食，以竹制箫笛吹奏音乐。苏东坡说，“宁可食无肉，不可居无竹，无肉使人瘦，无竹使人俗”，甚至说，“不可一日无此君”。所有这些都表明中华民族对绿色和和谐生活的一种追求与向往。“我们完全可以通过奥运，宣传博大精深的中国绿竹文化。”
经济展望：生态产业无限风光
王明荣告诉记者，竹子浑身是宝，竹林释放的负氧离子比树林多30％以上，竹笋富含硒和植物粗纤维，是健身强体之宝。当年原子弹把日本的长崎和广岛变成了一片死寂，但最初在地里冒出一片绿意的竟是竹子，因为它有很强的抗辐射能力。今年6月在日本举办的G8高峰论坛上，各国首脑在“许愿竹”上悬挂和平心愿，竹子成为绿色和平的代名词。
翠竹孕育于芳香的土地之中。“我的家乡台州，山海风光秀丽广阔，地域风情浓厚，我们制造绿色生态日用品，只不过把山海的精华融合在一起。竹子墨鱼板这样的资源比比皆是，台州西部就有五十多万亩毛竹，黄岩天台仙居等地的毛竹资源极为丰富。世界竹子看中国，中国竹子看浙江，在浙江，在江南山水之间，可以制造天然生物洗涤剂及绿色生态日用品的资源更是不可计量，我们完全可以把绿色生态日用品做强做大。我们以后的路很广阔很长远。”
“我们从事的就是生态型经济产业的建设。”王明荣说，“解决污染的关键就是要建设生态型经济。这需要一种前瞻性的、与环境友好的、体现生态效率的发展模式。一个地方要发展，既要靠金山银山，也要靠绿水青山。发展生态型经济，可以做到金山银山和绿水青山兼得”。“只有在这一方水土中大力发展生态型经济，在开发中保护，在保护中开发，才能保护好美丽的生态。”他期待，我们的政府部门能加大发展生态型经济的宣传力度，把生态理念融入社会各个层面；鼓励民营企业致力于生态经济的发展，把生态理念融入企业的文化和企业的内部激励系统中，让员工树立起发展生态型经济的新概念、新思维；有关机构应该加强与国际机构建立交流沟通的渠道，充分了解国际发展生态型经济的信息，以便更好地借鉴国外的成功经验。
生物天然气 篇4
据悉,生物天然气产业具有巨大的综合效益,对于促进能源结构调整、发展新能源产业具有重要意义。国家发改委和农业部已在全国范围内开展了规模化生物天然气工程建设试点,此次《指导意见》就是水电水利规划设计总院在推动内蒙古、黑龙江与新疆等生物天然气示范区规划基础上编制的。
根据《指导意见》,到2020年,我国生物天然气年生产量和消费量目标达到100亿立方米,生物天然气在示范县天然气总体消费中比重超过30%。生物天然气将迎来发展黄金期。
可再生能源分布式利用新模式
生物天然气是指以畜禽粪便、农作物秸秆、城镇生活垃圾、工业有机废弃物等为原料,经厌氧发酵和净化提纯后与常规天然气成分、热值等基本一致的绿色低碳、清洁环保可再生燃气。通俗而言,就是把沼气进行发酵等净化措施提纯后得到的高品质、高值化的生物质燃气。沼气的甲烷含量在50%~65%,经提纯和净化后可提升到超过97%,和常规的化石天然气一样,可并入城市燃气管网或者作为车用燃气。
发展传统沼气有其自身局限性,如户用沼气自产自销式利用局限性大,财政补贴成效差;大型沼气工程更多则是为处理畜禽场粪便服务的辅助工程,沼气工程面临运行困难、经济性差、产气效率低等诸多挑战,不利于实现规模化、商业化可持续发展。
多位行业人士表示,生物天然气提高了沼气的能源品位,其市场更大,可以注入现有管网,实现清洁能源生产、废物治理、生态农业三位一体的目标。
《指导意见》明确,生物天然气原料取之于当地,产品用于当地的生活燃气、供热及交通等领域,是县域清洁能源体系的重要组成部分。生物天然气的副产物沼渣沼液有机肥用于还田改良土壤,是发展循环农业的重要支撑。加快发展生物天然气,是规模化处理县域有机废物的主要途径,是治理水、土壤和空气污染,保护县域生态环境的重要举措。
“生物天然气是增加清洁能源供应的能源工程,是环保工程,也是发展县域经济和推动城镇化建设的重要支撑。”国家可再生能源信息管理中心副主任郭雁珩告诉笔者,“最值得注意的是,生物天然气原料取之于当地,产品用于当地的生活燃气、供热及交通等领域,这将形成以县域为基础的可再生能源就地消纳、促进本地经济清洁能源发展的分布式利用新模式。”
根据《指导意见》,到2020年,生物天然气年生产量和消费量将达到100亿立方米,其在示范县天然气总体消费中比重超过30%;到2025年,生物天然气年产量和消费量达到200亿立方米;到2030年,年产量和消费量超过400亿立方米。生物天然气将初步形成一定规模的绿色低碳新兴产业。
大力推进产业化发展
为推动生物天然气商业化可持续发展,《指导意见》提出五大发展原则,“整县推进、建立体系”是其中主要原则。
《指导意见》明确,东北、黄淮海、长江中下游等重点地区13个粮食主产省份以及畜禽养殖集中区种植养殖业大县将作为生物天然气开发建设的重点区域,整县推进发展生物天然气。
未来将以示范县为基础,打造生物天然气和有机肥“两大产品”的新型商业化运营模式,推动原料收集保障、生物天然气消费、有机肥利用和环保监管“四大体系”建立,完善政策扶持措施,以县域有机废弃物处理和生物天然气开发建设规划为重要抓手,形成“能源、农业和环保”的联动发展模式。
“生物天然气在我国尚处起步阶段,需要政策支持‘跨坎儿’。如生物天然气不能像其他能源一样享受国家相关补贴,使得该产业尚未形成可行商业模式。”中国石油大学一位专家表示,“此外,生物天然气并入天然气管网存在市场壁垒,虽从需求和技术角度看,生物天然气并入天然气管网已经具备条件,但因有关规章制度尚未建立,导致‘并入’难以全面展开。”
对此,《指导意见》指出,要加快形成专业化投资建设的管理模式,建立县域生物天然气开发建设专营机制,合理确定适应资源条件的项目规模和布局,加快关键技术进步和工程现代化并培育和创新商业化模式,并推进生物天然气无障碍并入城市燃气管网及配电网。
“总体而言,《指导意见》将生物天然气纳入国家战略,提出加强规划指导和示范建设,健全标准,建立监管体系。”郭雁珩说,“另一方面,也提出将研究落实扶持和补贴政策,完善税收优惠,支持企业实现多元化经营,促进产业商业化可持续发展。这些都是目前行业的关注重点。”
补贴机制亟待明确
行业人士表示,《指导意见》吹响了生物天然气产业发展的号角,总体来看,未来随着产业政策逐步完善、重点示范区与示范县规划建设、标准体系不断健全,生物天然气产业将迎来较好的发展前景,“十三五”期间生物天然气产业必成为推动我国生物质能发展的支柱战略性新兴产业。但与此同时,仍有部分问题值得关注,包括补贴机制与体系、示范县建设、产业监测平台建立以及地方反馈等。
据行业人士测算,目前我国生物天然气的价格约为4—5元/立方米,其在全生命周期的生产过程中缺乏经济效益,产业发展起步阶段需要国家补贴扶持。
“技术进步之后,生物天然气成本与传统天然气成本相比是否具有近期或远期优势,需要的政策支持,特别是补贴支持,力度有多大,都需要认真考虑。”郭雁珩说,“在当前形势下,一个长期需要国家补贴的产业不太可能得到大规模发展。国家亟待建立较完善和明确的补贴机制与体系,提出合理的扶持政策与措施,保障产业健康发展。”
在示范县建设方面,专家表示,推动示范县建设将是落实《指导意见》的重要工作。结合《指导意见》的要求,相关行业主管部门将联合推动全国生物天然气示范县的申报、评选与实施工作,通过规划的编制及全过程环保监管体系建设,分批建设一系列技术先进、体系完善、政策明确的生物天然气示范工程,进而打造一批生态文明、循环农业示范县。接下来,示范县相关技术要求、评判标准及实施方案将陆续出台。
天然羟基磷灰石生物陶瓷的制备 篇5
羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,hydroxyapatite简称HAP)是人体骨骼、牙齿的主要无机成分,占整个人体硬组织的77%,在齿骨中则高达97%,其组成及结构类似于自然骨,对人体无毒、无害、无致癌作用,具有良好的生物相容性、生物活性、生物亲和性和骨传导作用,其表面可与生理环境发生选择性的化学反应,诱导和促进骨组织生长,能在界面上和骨形成很强的化学性键合[1],因而可广泛应用于人体硬组织缺损的修复,是骨骼最理想的替代材料。目前利用化学法制备得到的HAP粉体,其纯度一般都很高,而人体硬组织的无机成分除磷灰石外还有许多阴阳离子[2],如F-、CO32-、Ba2+等。目前,用化学法制备掺杂HAP材料,制备各种HAP复合材料,但利用天然HAP粉体就不需要再去添加这些阴阳离子。而且天然羟基磷灰石制备HAP粉体与人体的生物相容性更好[3,4]。
本文采用天然HAP制备粉体,固相无压烧结法制备天然HAP生物陶瓷,并对天然HAP生物陶瓷进行了性能表征。
1 实验
1.1 亚微米羟基磷灰石粉体的制备
实验中以兽骨为原料,在马弗炉中加热到800℃保温5小时,得到天然羟基磷灰石,人工破碎、添加分散剂并在搅拌磨中超细粉碎8～10小时、烘干、研磨,过100目筛,即得到亚微米HAP粉末[5]。
1.2 天然羟基磷灰石生物陶瓷的制备
将制得的HAP粉末加入烧结助剂湿法球磨混合6h,干燥。分别用40mm×40mm×5.6mm的模具,在150MPa压力下单向模压成正方形试样,保压1min,40mm×40mm×5.6mm的模具成型后的坯料用锯条分割成4个40mm×10mm×5.6mm的小块坯料,在高温炉中于600℃后保温2h,然后升温到1100℃～1400℃保温4h,随炉冷却后生物陶瓷样品[6,7]。
1.3 天然羟基磷灰石生物陶瓷的检测
采用X射线衍射仪(XRD)(6000型,Cu Kα靶,步长0.02°扫描速度2°/min)分析HAP粉末和陶瓷粉末的结构。用Spectrum100型傅立叶红外光谱确定陶瓷和HAP粉末的组成。用SSX-550型扫描电镜(SEM)观察陶瓷和HAP粉末的结构形貌[8]。
2 结果与讨论
2.1物相组成XRD分析
图1为天然羟基磷灰石粉体、烧结温度1100℃和1350℃的样品的XRD测试结果。1#和2#曲线分别是用蔗糖酯和焦磷酸钠为分散剂制备得到的羟基磷灰石亚微米粉体,从图中可以看出它们的衍射图基本一致。3#为烧结温度1100℃样品的衍射图,从图中可以看出衍射图其衍射峰与粉体的一致,未发现其它晶相。当烧结温度为1350℃时,衍射峰发生明显的变化,与粉体的不同,部分旧相消失[9]。
2.2 显微结构SEM分析
2.2.1图2为不同烧结温度下的SEM图。
对比分析图2(a)可以看出,在1100℃下,HAP开始形成结晶,但是结晶不完全,晶体部分长大,存在诸多微晶,还未形成陶瓷。由图2(b)可以看出,1250℃下HAP明显结晶,晶界较为明显,还有少量微粉未结晶,部分粉料残留在表面。但可以看出已烧结成瓷。由图2(c)和(d)可以看出,1300℃和1350℃下HAP明显的结晶成瓷,晶界分明,而且晶体间由于晶体冷却收缩出现了孔洞[10]。
3 结论
从不同烧结温度下的扫描电镜图可以看出,采用干压成型,埋粉后预烧结再进行常压烧结,最佳烧成温度为1350℃,制备出的天然HAP生物陶瓷,其性能为具有硬度大,抗弯强度高,断裂韧性好的材料。从XRD的扫描图中可以看出,4小时保温时间有助于HAP结晶成瓷,成瓷后烧结制品的衍射图与粉体的衍射图有明显的区别,在烧制的过程中有旧相消失,从烧结温度为1100℃的衍射图和电镜扫描图可以看出,温度太低,无法结晶成瓷。
参考文献
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[3]于方丽等.羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景[J].陶瓷,2006.2:7-12
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[6]牛金龙等.多孔羟基磷灰石生物陶瓷的合成和特性研究进展[J].生物医学工程学杂志,2002,19(2):302-305
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[8]Knowles J C,Talal S,Santos J D.Sintering effects in a glass reinforced hydroxyapatite[J].Biomaterials,199617(14):1437-1442
[9]盛敏,赵康,井晓天.含氟羟基磷灰石生物陶瓷的制备及其研究[J].硅酸盐通报,2006.8.25(4):208-211
生物天然气 篇6
天然高分子一般是指自然界动、植物以及微生物资源中的生物大分子[1]。目前应用于生物医用领域的天然高分子主要包括多糖类和蛋白质类等(表1)。
1 具有特殊功能和生物活性的天然多糖
多糖为单糖组成的天然高分子化合物,广泛地存在于动、植物和微生物体中。纤维素(Cellulose)是地球上最丰富的天然高分子,是自然界中取之不尽、用之不绝的可再生资源。纤维素主要来源于树木、棉花、麻、谷类植物。一些纤维素衍生物,如甲基纤维素、羧甲基纤维素以及羟乙基纤维素等常用作药物载体、药片黏合剂、药用薄膜、包衣及微胶囊材料。
通过细菌的酶解过程产生的纤维素(即细菌纤维素),具有良好的生物相容性、湿态时高的力学强度、优良的液体和气体通透性,能防止细菌感染,促使伤口的愈合。细菌纤维素的应用领域包括:(1)人造皮肤和外科敷料,Biofill®和Gengiflex®是两个典型的细菌纤维素产品,Biofill®已成功地用于二级和三级烧伤、溃疡等的人造皮肤临时替代品[2],Gengiflex®已用于牙根膜组织的恢复[3]。(2)人造血管,Klemm等[4]研究发现内径为1mm的BASYC(BActerial SYnthesized Cellulose,图1)在湿的状态下具有高机械强度,高持水能力,低粗糙度的内径以及完善的生物活性等优良特性,证明了它在显微外科中作为人工血管的巨大应用前景。(3)软骨组织工程,将未经修饰的细菌纤维素应用于人软骨细胞,发现它可以支持软骨细胞增殖,并且用透射电镜可以检测到软骨细胞在支架内部生长网,证明细菌纤维素在软骨组织工程中是一种非常有潜力的生物支架材料[5]。(4)医疗护理品,细菌纤维素具有良好的机械性能、抗形变和撕裂能力,可以用来生产外科手术用品,如外科手术的手套、用于擦拭血液、汗液等的带子[6]。
甲壳素(chitin)是一种广泛存在于昆虫、海洋无脊椎动物的外壳以及真菌细胞中的多糖。壳聚糖(chitosan)是甲壳素脱乙酰基后的产物,具有良好的生物相容性和生物可降解性。在医学领域,壳聚糖可作为生物相容性很好的可降解材料,制成手术缝合线、人造血管和人工皮肤等医疗产品;在药学领域,壳聚糖具有抗肿瘤、治疗心血管疾病和促进伤口愈合等功效[7]。此外,壳聚糖还具有选择性促进表皮细胞生长的独特生物活性,因此可将壳聚糖作为良好的支架材料广泛地应用在组织工程学中[8],如应用于皮肤、骨、软骨、神经等组织工程[9,10,11,12]。将壳聚糖乙酸溶液和聚乙二醇溶液混合后,通过静电纺丝得到纳米纤维[13],研究显示软骨细胞(HTB-94)在该纤维上面繁殖良好(图2),表明壳聚糖复合材料在骨组织材料工程中很有应用前景。
香菇多糖(Lentinan)是从香菇子实体、菌丝体或发酵液中提取出来的一种水溶性葡聚糖,它在水溶液中能形成三螺旋链构象(图3)[14],具有抑制肿瘤、抗菌消炎、抗辐射提高机体免疫力等多种生理活性。日本学者早于80年代开始将香菇多糖作为生物反应调节剂应用于临床;国内也于90年代开始将香菇多糖大量应该用于临床治疗恶性肿瘤及病毒性肝炎等疾病,显示出较好的疗效[15,16]。
从裂褶菌(又名白参、树花)子实体、菌丝体或发酵液中提取出一种水溶性多糖,即裂褶菌多糖(Schizophyllan)。它具有与香菇多糖类似的化学结构(图4a)、三螺旋构象(图4b)[17]和生理活性。近期研究发现[18,19],将裂褶菌多糖的三螺旋链解开得到单股无规线团能与单螺旋的寡核苷酸重新组合成三螺旋构象,可以将寡核苷酸运输进入细胞中(图5),从而提高基因的转染效率。
2 两亲性多糖衍生物
多糖具有良好的生物相容性和降解性,是理想的药物载体原材料。一些水溶性多糖链上存在大量可反应的活性基团(如羟基、氨基和羧酸基团),通过化学反应在亲水性的多糖主链上偶联一些疏水基团(如长链烷基、胆甾基团等),可合成两亲性多糖衍生物(Amphiphilic polysaccharide derivatives)[20]。在水溶液中,两亲性多糖衍生物通过疏水基团间的非极性相互作用力,自聚集形成热力学稳定的纳米胶束,作为载体材料用于药物的传输,有利于实现缓时释放药物的目的[21]。如图6所示,在非极性相互作用力的驱动下,疏水性药物与两亲性多糖衍生物自组装形成载药胶束[22],被负载的药物可通过扩散或多糖衍生物的降解而被缓慢地释放出来。
近几年来本课题组开展了一系列两亲性多糖衍生物的研究工作,已合成出一些两亲性多糖衍生物(表2),并对它们在水溶液中的胶束化行为以及负载药物的性能进行了研究。
胆固醇广泛地存在于动物体内,其多元环状结构表现出极强的疏水性。胆固醇分别与羧甲基纤维素和海藻酸钠反应后可得到两亲性的多糖衍生物[22,23,24]。通过原子力显微镜(AFM)观察到含胆固醇基羧甲基纤维素衍生物(CCMC)形成的胶束形态如图7所示,它们在水溶液中聚集成为粒径约为50 nm的球状粒子[23]。CCMC负载吲哚美辛药物的实验表明[22],在p H为6-8范围内,CCMC胶束负载药物的能力随p H值升高而增加。CCMC载药胶束的体外释放药物行为也显示出对p H值的敏感性,p H值越高载药胶束释放药物的速度越快。吲哚美辛大约在8h后被完全释放出来,即能起到缓释吲哚美辛的作用,将有利于吲哚美辛起到长时间治疗疾病的效果。
聚乳酸、聚己内酯生物相容性很好,在体内能被降解,将它们作为疏水性单体与不同的多糖通过化学反应可合成出各种两亲性多糖衍生物[25,26,27,28]。含聚乳酸侧链的两亲性壳聚糖衍生物胶束对肝癌细胞(Hep G-2)的生长无抑制作用,显示出良好的生物相容性;通过基因转染实验,发现衍生物胶束的转染效率为18%,优于未改性壳聚糖的转染效率,显示出作为性能优良基因载体的应用前景[27]。含脂肪族聚酯侧链的两亲性葡聚糖衍生物胶束对小鼠成纤维细胞(L929)生长无抑制作用,表现出良好的生物相容性;通过小鼠体内代谢动力学实验,发现载药胶束将5-氟尿嘧啶在小鼠体内半衰期提高了4倍;通过体内抑瘤实验,发现载药胶束将肿瘤细胞的杀伤率提高了27.1%[25]。
近期一些对环境敏感的聚合物引起了人们的关注。如聚(N-异丙基丙烯酰胺,PNIPAAM)和聚(N-乙烯基己内酰胺,PNVC)都具有温度敏感性,它们形成的水溶液在温度低于32˚C时为均相溶液,而高于该温度时则会出现相分离现象。该温度点通常被称为最低临界溶解温度(LCST)。利用PNIPAAM和PNVC对温度敏感以及离子多糖对p H敏感的特性,本课题组合成了环境响应型的两亲性多糖衍生物,如温度响应型的PNIPAAm/羧甲基-羟丙基瓜尔胶衍生物[29]以及PNVC/葡聚糖衍生物[31],温度和p H双重响应型的PNIPAAm/羧甲基纤维素衍生物[30]等。研究结果表明,它们在水溶液中随着周围环境(如温度、p H值)的变化会出现相转变现象并伴随有自缔合行为,因而它们在用作智能药物控释载体、蛋白质复性助剂等方面具有较好的应用前景。
3 生物大分子前药
前药(Prodrugs)是原药与载体通过化学键连接起来的一种暂时性化合物,它可以改变或修饰原药的理化性质,在体内降解成原药后再发挥药效。这种概念自从20世纪50年代提出后,已经在药物结构修饰、药物化学发展中发挥了重要的作用,并已成为21世纪药物设计与开发的重要手段。前药设计的目的在于[32]:改善药物的一些不良因素如水溶性低、组织或黏膜刺激等;或者改善药动学上一些影响药效发挥的因素如易降解、半衰期(t1/2)太短或太长、药物透膜能力低,以及缺乏理想的靶向性等。天然高分子生物相容性好,容易被体内的各种酶降解,因而非常适合用作前药的载体材料。
3.1 血清白蛋白载体的前药
血清白蛋白(Albumin)显酸性,可在p H4~9的范围稳定存在,即使将它于60˚C下加热10 h也不会发生变性;血清白蛋白很容易被肿瘤和受感染的组织吞噬,并且具有很好的生物可降解性、无毒性以及无免疫活性。所以,这些特殊的性质决定了血清白蛋白非常适合用作治疗肿瘤的前药载体材料[33]。Wang等[34]将(+)-FDI-CBIM多肽偶联到人体血清白蛋白链上合成出一种前药,动物实验结果表明该前药能明显地抑制结肠癌和乳腺癌肿瘤的生长。Graeser等[35]报道了一种血清白蛋白前药具有非常强的抑制肿瘤生长的能力,在与阿霉素用药量相同的条件下,该前药能抑制62%体积的肿瘤生长。
3.2 多糖载体的前药
果胶(Pectin)存在于植物细胞壁中,它在人体胃和小肠生理环境内能保持结构的完整性,但是在结肠中能被梭杆菌、真杆菌和双歧杆菌等细菌降解,所以果胶被广泛用于结肠靶向前药的载体材料[36]。Xi等[37]合成了以共价键结合的果胶-酮洛芬前药,将其与酮洛芬原药分别通过灌胃方式对大鼠进行给药,一定时间后取出大鼠胃肠道中不同部位的内容物,测定药物的分布。结果表明,酮洛芬原药在大鼠的胃和小肠中均有分布,而从前药中释放的酮洛芬主要分布在大鼠的盲肠和结肠,说明前药具有结肠定位释放药物的性能。
葡聚糖(Dextran)是一种主要由1,6-α-D-吡喃葡糖苷键接而成的多糖,该糖苷键可以被结肠中的细菌酶以及哺乳动物细胞中的葡聚糖酶降解[38,39],因而葡聚糖作为一种前药的载体材料已得到了广泛的研究[40]。Harboe等[41]将药物分子偶联到葡聚糖大分子链的末端合成出一种大分子前药,它在胃和小肠内保持完好;而在结肠中,随着前药中糖苷键被葡聚糖酶的降解,药物被缓慢地释放出来。一些药物如萘普生、布洛芬、5-氨基水杨酸、甲基脱氢皮质甾醇和地塞米松都通过以上方法制备出前药,并且在猪体内外进行了实验,结果发现药物在猪结肠内的释药量是胃肠道内的17倍。这些葡聚糖前药系统能实现药物在结肠部位的靶向缓释,从而提高了药物的生物利用度。
硫酸软骨素(Chondroitin sulphate)是一种存在于动物结缔组织中的黏多醣,它能被人体大肠产生的厌氧细菌降解[42]。Peng等[43]分别将三种不同的非甾体抗炎药布洛芬、酮洛芬、萘普生通过化学键偶联在硫酸软骨素上合成出三种大分子前药,结果发现前药的水溶性比原药的好;药物释放研究表明,三种前药能降低原药对上消化道的损伤,并能缓慢地释放出药物。
本课题组最近的研究结果表明[44],羟乙基纤维素-吲哚美辛前药在模拟胃液和小肠液基本不释放吲哚美辛原药;而在结肠酵解液中,该前药能被结肠细菌酶缓慢降解,进而持续释放出吲哚美辛,具有较好的结肠靶向缓释药物特性。
4 天然高分子类水凝胶
水凝胶是一类吸水后能发生溶胀、并能保持大量水分而不溶解的网络高聚物。物理交联水凝胶可以通过分子间的弱相互作用力形成,如静电作用力、氢键、疏水作用等。而化学交联水凝胶通常是通过化学反应以化学键交联而形成的三维网络聚合物。由于天然高分子材料制备的化学交联水凝胶具有良好的生物相容性、溶胀性和负载的药物不易失活等特性,因此,它们在药物释放和组织工程生物医学领域得到了广泛的应用。
壳聚糖是一种含有氨基阳离子的多糖,具有良好的细胞相容性、抗菌性、形状可塑性和成空性等特点,所以,壳聚糖水凝胶在关节和软骨等组织的构建、基因的传输以及药物控制释放等领域的研究引人注目。Hong等[45]报道,含丙烯酸和乳酸的壳聚糖衍生物在引发剂的作用下生成化学交联水凝胶,软骨细胞能在该水凝胶中生存12天,说明该水凝胶有希望作为可注射的支架材料在组织工程和矫形外科中获得应用。
戊二醛通常作为交联剂用于合成化学交联的壳聚糖水凝胶。近期研究发现[46,47],从栀子果提取出的一种天然葡萄糖配基化合物-京尼平(Genipin)也能与壳聚糖的氨基反应,形成强度较高、可生物降解的水凝胶。值得注意的是京尼平的毒性比戊二醛低5,000~10,000倍[1],因而更适合在生物医学领域中应用。
本课题组最近以大豆蛋白为基质材料[48],在京尼平的交联作用下合成出化学交联的水凝胶(图8)。研究表明固定凝胶化温度为35˚C,当京尼平的加入量由2.5 mmol/L增加至10.0 mmol/L时,凝胶化时间由119.8 min缩短为18.5 min;固定京尼平的加入量为5.0mmol/L,当凝胶化温度由35˚C升高至50˚C时,凝胶化时间由44.7 min缩短为27.6 min。京尼平交联的大豆蛋白水凝胶能吸附蛋白质的模型化合物-牛血清蛋白(BSA),并在p H7.4的PBS缓冲溶液中5h内能缓释BSA,表明该水凝胶可作为蛋白类药物载体在肠部位缓释药物。
大豆蛋白在谷氨酰胺转移酶(transglutaminase)的交联作用下也能形成化学交联的水凝胶[49],凝胶过程的影响因素主要是大豆蛋白和谷氨酰胺转移酶的加入量、凝胶化时间等。以5-氨基水杨酸为模型药物,原位合成了负载5-氨基水杨酸的酶交联大豆蛋白水凝胶,体外释放实验表明,该载药水凝胶能起到缓释药物的作用,因此谷氨酰胺转移酶交联的大豆蛋白可应用于药物释放。
5 展望
生物天然气 篇7
人体体温调节是基于一种生理系统, 这可以被描述为一个反馈系统, 传感器是身体的体核和皮肤, 效应器以皮肤血流量 (血管收缩和扩张) , 代谢活动 (颤抖) , 竖毛和出汗的形式输出。皮肤确实是一种智能材料, 它可以检测压力, 疼痛, 温度, 也可以检测任何环境刺激的反应。在热的时候皮肤会产生大量汗水使身体降温, 当变冷时它会刺激血液循环, 当暴露在阳光下它改变颜色。
人体是一个自动调温机。身体通过食物的代谢以及肌肉活动不断地产生热量, 二氧化碳和水, 通过汗水来消耗热量。水的蒸发焓, 有助于平衡能量, 保持恒定的温度。该系统本身具有一些对各种环境的适应性。人们通过穿衣服, 住在房子里, 有效的加热和冷却系统来扩展原有生理极限, 从而扩大它们的栖息地。服装是一个人类和环境之间重要的接触面。服装的舒适是由影响皮肤的热量条件的各种性能所决定的。皮肤温度和触觉 (如粘湿衣服) 是传输给大脑的主要信号, 从而导致整体感觉舒适或不适。
现今人们对于服装的功能有额外的要求:耐用, 清洁性能好, 特定应用 (如工作服装, 运动服装, 医疗服装) 的优化功能。在纺织行业, 材料工程师和时装设计师将大自然作为灵感来源打造具有更强大的功能和现代风格的服装工艺。
通过对哺乳动物热平衡的基理是基于蒸腾作用的观察, 使人们联想出生产功能性纺织品, 如把那些相变材料 (主要是烷烃) 装入具有聚合物外壳的微胶囊里。纺纤维含有成千上万的微球, 每个微球都像一个小容器一样能够储存能量, 当需要时再将能量缓慢释放。对于那些经常从冷环境到温暖环境中的工人所穿的服装来说温度调节的影响是最引人注目的。
相变材料的存在有助于减少由于振荡而产生的热衰减从而使服装更舒适。目前, 在纺织行业应用的相变材料主要是烷基碳氢化合物结晶。烷基碳氢化合物具有无毒, 无腐蚀性和非吸湿性等特点。为了在理想的温度范围内的发生相变, 可以将不同的碳氢化合物混合在一起使用。
相变材料微胶囊的关键参数有微胶囊颗粒大小和均匀性, 核-壳比 (相变材料的含量尽可能高) , 热稳定性和化学稳定性, 抗机械作用。相变材料微胶囊的壳材料可以用不同的聚合物合成, 如脲醛树脂, 交联聚酰胺, 三聚氰胺-甲醛, 聚氨酯, 尿素-三聚氰胺-甲醛等。
在过去的几十年, 为了生产能够增强热性能的织物人们提出了将相变材料微胶囊添加到纺织结构的想法。在本文的研究中, 作者将相变材料微胶囊添加到天然皮革中并对其进行研究。据我们所知, 这是第一个将相变材料控温技术应用到天然皮革中的例子。相变材料微胶囊通过聚合物粘结剂涂覆到纤维基材。通过差示扫描量热 (DSC) 和配备适当的仪器的红外摄像机 (IRT) 对该皮革样本的控温性能进行评价;对其水蒸气透过率和力学性能进行分析, 并将其与未加涂层的皮革进行了比较。
2 实验部分
2.1 实验材料
意大利Carisma公司提供的天然绵羊皮革, 厚度为 (0.6±0.1) mm;美国Microtek实验室提供的相变材料微胶囊, 其相变温度为18℃ (Ty65) 和28℃ (MCPCM28) 。微胶囊直径范围为5～40μm。
皮革浸湿所需要的化学品:商业Bioplen V6 (丙烯酸树脂solution-Biokimica SpA-比萨-意大利) , 三唑醇N (杀菌剂-拜耳公司) , Cromitan B (硫酸铬Cr2 (SO4) 3-巴斯夫公司) 。
涂层所需要的化学品:Baygen Compact Bottom AP (水分散聚氨酯和丙烯酸) , Baysin LN (分散剂和增稠剂) , Bayderm Prebottom APV (聚氨酯) , 以上所有产品均从拜耳购买。
2.2 相变材料应用于皮革方法
在这项研究中采用两种不同的涂层方法将相变材料微胶囊应用于皮革:湿法和干法。通过对相变材料微胶囊在皮革表面分配情况进行评价来比较这两种涂层方法。
2.2.1 湿法
制革池的溶液由以下组分组成:水, 甲酸, 氨, 三唑醇, 色素, Cromitan B Bioplen V6和皮革质量4%, 20%和40%的相变材料。皮革样品浸入溶液2 h, 然后用冷水洗。
2.2.2 干法
将皮革质量4%, 20%和40%的微米相变材料包衣混合物分散在聚氨酯和丙烯酸的涂料液中。通过手动摇晃溶液使其完全涂沫在皮革上, 然后在室温下干燥12 h。
3 产物表征
3.1 形态学实验
我们使用扫描电子显微镜 (SEM, 飞利浦20系列, 加速电压20.0 kV) 对处理后的皮革表面形貌进行观察以便检查微胶囊在底物上的分布情况。
3.2 热力试验
3.2.1 差热分析
我们使用差示扫描量热 (DSC, TA仪器Q20 DSC) 对样品的热容量进行测量。加热和冷却率为10℃/min, 温度范围从-20～80℃。
3.2.2 调温试验
我们通过实验流程 (见流程图1) 来对调温效应进行测试, 该流程主要由以下设备组成:
(1) 珀尔帖效应装置, 用于加热和冷却的样品;
(2) plexigas室, 以避免外部环境的热影响;
(3) 电子发生器, 包括一个PID控制器 (用于检查温度并诱导依赖逆变的装置) 和逆变器 (用于产生正弦波形的电气或机电设备) ;
(4) 红外热像照相机, 用于记录图像的热性能。
3.2.3 致冷装置
珀尔帖冷却器/加热器和热电热泵是一种抽送固态的热泵, 它是将热从设备的一侧传递给另一侧。
在珀尔帖效应装置中, 电极通常是由具有优良导电性的金属制成。电极中间的半导体材料在一对不同材料中间产生两个结点, 反过来, 则产生一对热电偶。将直流电压作用于电极, 来促使电流通过半导体, 并将热量向着载荷子流动的方向传递。上述所说的一对不同材料与提高影响是有一连串联系的。
3.2.4 PID控制器
比例积分微分控制器 (即PID控制器) 是一个通用的控制回路反馈装置, 该控制器广泛应用于工业控制系统方面。PID控制器用于纠正测量值和通过计算得出的理想值之间的误差, 然后输出一个校正动作, 通过校正动作可以调整相应的数值。
3.2.5 红外热像照相机
我们通过一个红外线 (IR) 和可见的视觉系统 (前视红外系统, 热视觉A40 MResearcher) 对涂有相变材料微胶囊的皮革样品的温度分布进行了评估, 该装置有一个热敏感为0.08℃, 非制冷的微测辐射热计IR FPA传感器, 其波长位7.5～13μm, 测量范围为-40～2000℃, 帧速率为1/50 s, 成像分辨率为320×240像素。在温度25℃相对湿度50%的条件下从距离屏幕30cm处对其进行观察。
3.3 水蒸汽渗透性 (WVP) 的测量
我们根据标准的试验方法ASTM D5052-00对水蒸汽渗透性 (WVP) 进行评估, 该方法是通过测量水蒸气通过测试样品的透过速率来对水蒸汽渗透性 (WVP) 进行评估, 测试的皮革样品放置在一个直径约3 cm铝杯里。皮革测试样品的厚度约600 mm, 皮革测试样品一边暴露在潮湿的空气中而另一边则暴露在干燥的空气中。铝杯充满了8 m L蒸馏水, 然后放置在温度为 (25±1) ℃, 相对湿度50%的干燥的试验室里。实验进行了5h (当渗透速率达到一定值) , 每隔一小时对整个杯子的质量称量一次。水蒸气渗透性可以由以下公式计算:
式中:P是水蒸汽渗透性 (单位为g·cm-2·h-1) , I (g) 是杯子和皮革整个体系的质量变化, A是测试样品暴露的面积 (单位为cm2) , t是从最初到最终的称量过程所需的暴露时间。
3.4 机械性能试验
我们采用拉伸试验机 (斯特朗5564型号) 在十字头速度为50mm/min时对测试样品的抗拉强度和伸长率进行测定;通过拉伸曲线初始斜率来计算弹性模量E。
根据美国试验材料学会制定的测试方法即皮革撕裂强度的标准测试方法D4704-93。这种方法能够测量通过垂直皮革表面来切断皮革所需要的力。为了从不同的样品测试中得到标准化的结果, 我们通过样品的不同厚度将撕裂负荷分为不同等级, 并用国际单位N/mm来描述抗撕强度。应变率 (十字头速度) 测定结果为254mm/min。每个实验对十个样本进行了测试并取所测结果的平均强度值。
根据美国试验材料学会制定的测试方法D 7255-06通过泰伯尔5135旋转平台对皮革的耐磨性能进行测试。该测试设备包括两个螺纹磨床, 螺纹磨床是通过所测样本的旋转运动来进行测试。我们所使用是CS17型号螺纹磨床, 该螺纹磨床直径50 mm, 厚度12 mm, 是由橡胶基质包含磨料颗粒组成, 其主要组分是碳化钨。在涂有相变材料微胶囊相反的一面进行磨损试验。
4 实验结果与讨论
4.1 扫描电镜的观察
图1显示的是未涂层皮革的表面扫描电镜照片。图2显示的是经湿浸渍法处理的皮革表面的扫描电镜照片, 从扫描电镜照片的结果我们可以看出, 尽管使用皮革质量20%的相变材料微胶囊, 但只有其中一些是明显的。经干法处理的皮革表面的扫描电镜照片如图3所示, 与湿法的相反, 它将大量的相变材料微胶囊涂饰在皮革表面。事实上, 涂层溶液扩散到整个皮革样品表面, 皮革不预先清洗而进行干燥是必要的。
实际上, 通过纤维皮革的热湿传递, 相变材料微胶囊的直径及其在皮革上的用量和方法对皮革热性能有着重要的影响。
正如所料, 干包衣涂层样品比浸渍的样品表现出较高的热性能, 但由于粘合剂和微胶囊的存在使得皮革的表面形态有所改性, 从而影响其整体性能如水分的蒸汽渗透, 弹性和柔软性。为了平衡调温效应需要和保持皮革的柔软性, 皮革质量4%的相变材料微胶囊被添加到涂层液中。
4.2 差热分析
对18℃和28℃转变温度下含有相变材料微胶囊含量的皮革样品的热性能进行了评价。图4和图5所显示的是含有20%“Ty65” (18℃转变温度) 和20%“MCPCM28” (28℃转变温度) 的皮革样品的热性能。当加热/冷却循环迭代时样本的热容量并没有改变。表1给出了相变材料微胶囊含量从4%增加到40%时所相应热容量。皮革不显示任何热转变。
4.3 温控性能评价
在过去的几年里人们已经开发出几种织物相变材料调温能力的测试方法。红外-热测试技术已成功地应用于多个领域, 即检测表面缺陷和特征, 确定热物理特性, 检测涂层厚度和隐藏结构。红外线 (IR) 成像系统提供的图像, 通过测量物体表面发出的红外辐射幅度可以得到表面温度或热。为了进行温度分布分析, 热摄像机可以用于检测红外辐射, 并转换成该信息的图像, 每个像素对应一个温度值。现代红外成像表面温差为0.1℃或更少。这种高灵敏度, 轻微的温度变化也可以表现出来, 可以提供一个无损热现象评价。
红外热像技术可以被用来作为一个定性和定量的工具。在有效的办法中, 一个热激发源, 调制 (锁定) 或脉冲, 被用于诱导热对比。在实验研究中样品的表面通过一个或多个调制的加热源对其进行加热, 由此在样品表面产生的瞬态热用热相机进行监测。热成像系统与热波源操作基本上是一致的, 通过非线性电气信号对正弦温度进行调制。
在这项研究工作中的测试仪器用于评价平均加热时间比 (HTR) , HTR可以用以下公式计算:
式中:HT是每个周期的平均加热时间, HC是每个周期的平均时间, 如图6所示, 通过参考样品 (无相变材料微胶囊涂层的皮革) 和含有40%Ty65微胶囊的皮革这两者的比较来获得典型的热谱图。
左侧的峰值与加热的步骤和正确冷却运行方式有关。在大约18℃和12.5℃这两个峰谷处可以明显的观察到加有添加剂样品的信息, 这是由相变材料微胶囊熔化和结晶过程造成的。这些转变对加入添加剂的皮革热响应的延迟有影响, 因为部分产生的热量被用于微胶囊内石蜡的熔化。在进行循环冷却时可回收相变材料结晶。
HTR这个因素可以和热调节系统的能力联系在一起来延长所需的时间以使得在熔化过程中能够达到既定的温度。
加入添加剂的相变材料微胶囊皮革的HC大约是255 s, 这的确与无相变材料处理后的皮革的HC (209 s) 的时间长度并没有明显的差别。因此, 在有微胶囊存在的情况下样品的HTR为42%, 而不含有相变材料微胶囊样品的HTR为44%。也许, 纤维皮革由于其低密度结构从而能够捕获暖空气, 从而限制了微胶囊的熔化效果。
相变材料微胶囊的作用时间受到相变的限制, 因为一旦外部温度超过相变的范围, 涂层皮革的相变材料不再是一个有效的热调节器。由于存在相变材料微胶囊而产生的热质可以使用红外热像照相机记录彩色图像对其进行评价, 如图7所示。
由于在石蜡熔化过程中微胶囊吸收热量, 所以放在珀尔帖单体的表面的含有相变材料微胶囊皮革样品 (如图每帧的SX侧所示) 与无相变材料涂层皮革样品 (如图每帧的DX侧所示) 相比能够延迟和软化的热反应。
使用热录像仪时温度的大小可以通过色标度直观的观察, 每个颜色对应相应的温度范围。从最热的温度到最冷的温度, 所对应的颜色依次为:白色, 红色, 黄色, 绿色和蓝色;确切的数值取决于实验所设定的数值。在这个实验中, 图像对应的温度范围从是7～19℃。
当开始冷却/加热循环时, 在同一温度条件下样品 (如step 1所示) 都显示为红色 (T=17℃) 。在冷却循环进行时, 有相变材料涂层的样品 (SX侧) 变成绿色, 而无相变材料涂层的样品 (DX侧) 则变为青色 (如step 2所示) 。这种颜色的差异表明, 有相变材料微胶囊涂层的样品的温度高于无相变材料微胶囊涂层的样品温度。这是因为在这个过程中, 相变材料作为缓冲材料通过释放储存的热量来延缓皮革冷却。
当冷却循环停止时, 在同一温度条件下样本的颜色均显示为蓝色 (如step 3所示, T=11℃) 。
当加热循环进行时, 有相变材料涂层的样品显示的颜色是绿色, 而无相变材料涂层的样品显示的颜色则是黄色 (如step 4所示) 。这种颜色的差异表明, 有相变材料微胶囊涂层的样品的温度低于无相变材料微胶囊涂层的样品的温度, 这是因为在这种情况下部分提供的热量用于熔化石蜡。当冷却循环停止时, 样品达到同一温度, 此时他们的颜色均显示为红色 (如step5所示) 。
为了测试在日常的生活条件下皮革的热舒适性, 我们通过使用4%Ty65微胶囊涂层皮革来对其进行研究, 该皮革样品原型是CARISMA S.p.a生产的皮夹克 (样品原型被称为“冷防护”) 。
通过人体或加热的人体模特对服装所具有的热阻力进行测试, 因为这些方法与实际使用的条件更相符。衣服磨损的热行为难以被量化, 因为它是一个动态的现象, 且受到多个因素的影响, 如服装的热特性, 其尺寸大小, 周围环境的热空气动力和身体的运动。因此在参考条件下对服装的保温性进行测量。
在外界温度15℃的条件下, 人穿着标准皮夹克 (如图8的DX侧所示) 和穿着加有4%Ty65相变材料微胶囊的原型冷防护 (如图8的SX侧所示) , 本文通过上述方法研究保温数据。人体的标准体温大约是37℃。当原型冷防护与身体 (在这一特定情况下指的是肩部) 接触时, 身体所产生的热量不能完全通过夹克释放到环境中。这种效应可以通过红外热像仪图像颜色的差异进行定性分析, 结果表明部分热量是用来促进微胶囊相变。事实上, 延伸的黄色区域, 代表外套的温暖部分, 和标准的夹克的黄色区域不一样大。大约3 min微胶囊开始熔化, 并因此当石蜡进行相变时穿戴者保持在舒适区。
原型冷防护夹克的热容量也可以计算。含有4%Ty65相变材料微胶囊样品的热容量为0.449 J/g, 样品质量是0.0117 g, 那么样品质量正常化所吸收的能量为5.25×10-3 J。由于固-液相变发生时间为226 s, 则每秒吸收的能量为2.32×10-5W。差热分析试样的面积为0.196 cm2, 原型夹克的表面积大约为9600 cm2, 因此, 在微胶囊熔化过程中储存的能量为1.14W。
我们将这个数据与身体在散步时消耗的能量进行比较。
根据定义, 1MET (能量代谢当量) 约等于每公斤体重每小时休息时消耗能量1 kcal, MET的倍数用于估计活动时的能量消耗, 例如在水平地面上行走了2km/h的能量消耗, 我们可以用1.9MET表示。例如, 一个体重70 kg产生能量155 W。这种能量远远高于夹克可以存储的能量, 所以人体的热量完全释放到环境中。
一般来说, 通过织物实现热效应的功能取决于潜热储存和释放能力, 相变材料微胶囊的含量, 纺织品底物结构, 如密度和防水性能, 相变温度和应用范围温度之间的对应关系。因此, 根据最终应用需要通过对这些参数进行适当的组合可以提高热效应。
至于耐久性研究方面, 本文对用于物理相变材料微胶囊的应用的高分子胶粘剂和不推荐用于皮革清洗的水进行了研究。微胶囊保存的时间长短取决于夹克照料程度。
4.4 力学性能
4.4.1 拉伸试验
柔软的等级是主观的, 我们发现, 在许多情况下我们无法确定它是在哪个等级。杨氏模量是目前用于测量柔软皮革抵抗形变能力的物理量。众所周知, 杨氏模量越高, 材料刚性越强。
微胶囊干包衣法涂层应用的一个缺点是由于粘结剂的加入造成皮革硬度增加。干包衣法涂层处理后的样品和含有4%相变材料的样品的拉伸行为的测量和结果见表2。实验结果表明, 杨氏模量降低。这表明加入添加剂可以提高皮革的柔软性。
此外, 涂层后断裂伸长率和拉伸强度值不会有很大的变化, 从而可以确认, 原料在无特殊限制的情况下可以被拉伸。
4.4.2 撕裂试验
皮革产品一个重要的性能要求是耐撕裂性。未处理的皮革和含有4%相变材料的皮革样品的撕裂强度列于表3。
一般来说, 柔韧性越大的皮革其撕裂强度越大。柔韧性指的是纤维容易运动来防止应力集中。记录的数据表明, 干包衣法涂层处理不影响皮革的撕裂行为, 事实上所有样品的强度值是相似的。
4.4.3 耐磨性
耐磨性是用来表示物质承受机械作用的能力的参量, 如物质表面逐渐磨损的摩擦, 刮擦或侵蚀。这样才能有助于保持材料原有的外观和结构。在我们的实验中, 通过在螺纹磨床中对样品进行60r/min的磨损实验来获得磨损故障率。为了增加磨损故障率, 我们用了两个载重1000 g的螺纹磨床来进行实验。受损的区域由循环电晕组成。通过考虑到样本的质量损失 (mg) 对实验结果进行评价, 通常是损失1000 mg。
我们还研究了干包衣法涂层对耐磨性的影响。从表4的数据我们可以推断出, 干法涂层皮革对磨损失效方面不造成影响。
4.5 水蒸汽渗透率
表5显示了水蒸汽渗透率的结果, 样本中含有4%, 20%和40%微胶囊。有几个因素可以影响水蒸汽渗透率, 如底物结构, 厚度, 和表面特性。图3扫描电镜观察的结果表明, 微胶囊和粘合剂填补在胶原纤维的空间中, 从而影响了样品的表面形貌并增加样品材料的厚度。这些改性导致皮革的水蒸汽渗透特性略有减少。
5 结论
在这项研究中, 我们通过干法涂层将相变微胶囊用于皮革内表面来对天然皮革进行保温。对加有添加剂的样品的热性能和机械特性进行了研究。我们采用由珀尔帖效应装置与一个电子波发生器和一个红外热像照相机记录图像组成的一套实验装置来对外部温度的热响应进行评估。
为了延长所需的时间来达到一个固定的温度, 我们对平均加热时间比和系统的热能力进行了计算。由于空气被困在夹层里, 皮革纤维结构似乎限制了微胶囊的热效应。
为了评价相变材料微胶囊的效用, 我们对在服装定制时采用含有4%的相变材料微胶囊的功能皮革的调温性能进行了评估。原型夹克可以储存的能量远低于人体在行走时产生的能量, 所以人体的热量完全释放到环境中。然而, 根据最终应用的要求我们可以采用适当的潜热储存/释放能力和相变材料微胶囊的含量的组合来提高热效应。
机械性能实验结果表明, 干法涂层相变材料的存在可以提高皮革样品的刚度。另一方面, 拉伸强度和断裂延伸率不会受到涂层处理的显著影响。记录的数据表明, 干涂层不会减少皮革撕裂性能, 也不影响革皮的耐磨性。
扫描电子显微镜分析表明, 微胶囊和粘合剂填补在胶原纤维的空间中, 从而对皮革样品的表面形貌进行改性。这一结果在一定程度上减少水蒸汽渗透率。
生物天然气 篇8
1 材料
1.1 验证用菌种
枯草杆菌[CMCC (B) 63501]、金黄色葡萄球菌[CMCC (B) 26003]、大肠埃希菌[CMCC (B) 44102]、白色念珠菌[CMCC (F) 98001]、 铜绿假单胞菌[CMCC (B) 10104]。每种菌菌液量约为50～100 cfu/mL。
1.2 供试品为进口的天然胶乳橡胶避孕套
2 试验方法
2.1 常规法
供试液制备:取供试品10 g , 剪碎, 加0.9%无菌氯化钠溶液100mL, 混匀, 为1∶10供试液, 分别人工污染上述5种代表试验菌株;再加15～20 mL琼脂培养基, 待凝固后, 置规定温度培养24～72小时观察结果细菌与霉菌计数, 测定回收率。测定结果见表1。
从表1结果可以看出, 采用常规方法检验避孕套1∶10供试液, 人工污染5株代表菌株, 该供试品对大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌的回收率试验均高于70%, 对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌试验部分厂家的试品的回收率高于70%, 部分厂家的试品低于70%, 因此, 不可采用常规方法检验。
2.2 稀释法
供试液制备:取供试品10 g, 剪碎, 加0.9%无菌氯化钠溶液200mL, 混匀, 为1∶20供试液, 分别人工污染上述5种代表试验菌株;再加15～20 mL琼脂培养基, 待凝固后, 置规定温度培养24～72小时观察结果细菌与霉菌计数, 测定回收率。测定结果见表2。
从表2结果可以看出, 采用常规方法检验避孕套1∶20供试液, 人工污染5株代表菌株, 该供试品对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌的回收率试验均高于70%, 对枯草杆菌的回收率试验部分厂家的试品高于70%, 部分厂家的试品低于70%, 因此, 不可采用常规方法检验。
2.3 培养基稀释法
供试液制备∶取供试品10g , 剪碎, 加0.9%无菌氯化钠溶液200mL, 混匀, 为1∶20供试液, 每个平皿加0.5mL, 分别人工污染枯草杆菌, 测定回收率。测定结果见表3。
从表3结果可以看出, 采用培养基稀释法检验避孕套1∶20供试液, 对枯草杆菌的回收率试验均高于70%, 因此, 可采用培养基稀释法方法检验。
2.4 控制菌检查方法的验证
2.4.1 大肠菌群检查方法验证
2.4.1.1 供试液的制备
取供试品10 g , 剪碎, 加0.9%无菌氯化钠溶液200mL, 混匀, 为1∶20供试液, 进一步稀释成1∶200和1∶2000的供试液。
2.4.1.2 验证方法
(1) 试验组 分别取1∶20、1∶200、1∶2000的供试液1mL及大肠埃希菌菌液1mL加入10mL胆盐乳糖培养基中, 每个稀释级3支, 按大肠菌群检查法进行检查。
(2) 阴性菌对照组 取0.9%无菌氯化钠溶液1mL及金黄色葡萄球菌菌液1mL分别加入10mL胆盐乳糖培养基中, 每个稀释级3支, 按大肠菌群检查法进行检查。检查结果见表4。
注:+”表示有菌生长, “-”表示无菌生长。
从表4结果可以看出, 阴性菌对照组未检出金黄色葡萄球菌, 试验组检出大肠埃希菌。
2.4.2 绿假单胞菌检查方法验证
(1) 试验组:
供试液的制备同大肠菌群, 取1∶20的供试品溶液10mL加入100mL胆盐乳糖培养基中, 按铜绿假单胞菌检查法进行检查。
(2) 阴性菌对照组:
取0.9%无菌氯化钠溶液10mL及大肠埃希菌菌液1mL分别加入100mL胆盐乳糖培养基中, 按铜绿假单胞菌检查法进行检查。检查结果见表5。
注:“+”表示有菌生长, “-”表示无菌生长。
从表5可看出, 阴性菌对照组未检出大肠埃希菌, 试验组检出铜绿假单胞菌。
2.4.3 金黄色葡萄球菌验证方法
(1) 试验组:
供试液的制备同大肠菌群, 取1∶20的供试品溶液加入100mL亚碲酸钠肉汤培养基中, 按金黄色葡萄球菌检查法进行检查。
(2) 阴性菌对照组:
取0.9%无菌氯化钠溶液10mL及大肠埃希菌菌液1mL分别加入100mL亚碲酸钠肉汤培养基中, 按金黄色葡萄球菌检查法进行检查。
从表6可以看出, 阴性菌对照组未检出大肠埃希菌, 试验组检出金黄色葡萄球菌。
注∶“+”表示有菌生长, “-”表示无菌生长。
3 结论
避孕套微生物限度检查方法∶供试液浓度为1∶20, 细菌菌落总数采用培养基稀释法检验 (0.5mL/皿) , 真菌、大肠菌群、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌控制菌检查采用常规方法检验。
4 结语
现行天然胶乳橡胶避孕套的检验标准中没有规定微生物限度检测项目, 微生物限度执行的是GB 15979-2002一次性卫生用品卫生标准。本实验对8个进口品牌的天然胶乳橡胶避孕套按照中国药典方法进行了微生物限度检测方法验证, 结果发现有4个厂家的枯草杆菌回收率为21%～63%, 达不到70%, 而枯草杆菌为常见的空气中存在的细菌, 反应出生产过程的污染情况, 枯草杆菌回收率达不到要求, 说明该方法存在一些问题。
本次试验方法考查的是进口天然胶乳橡胶避孕套, 而国产的天然胶乳橡胶避孕套虽尚未进行考查, 但可以为国产天然胶乳橡胶避孕套的微生物试验提供参考, 为制定避孕套的微生物限度检测方法提供借鉴。
摘要：按照中国药典有关微生物限度检查法, 对进口天然胶乳橡胶避孕套进行微生物限度方法学验证, 发现不同厂家的避孕套对细菌有不同的抑菌作用, 供试品浓度采用1∶0, 细菌菌落总数采用培养基稀释法检验 (0.5mL/皿) , 真菌、大肠菌群、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌控制菌检查采用常规方法检验。
生物天然气 篇9
关键词：天然林,有害生物,危害,防治,青海玉树,三江源区
玉树州天然林分布在青藏高原的高山峡谷区, 森林植被受高原气候和高海拔的影响, 原始性和脆弱性十分明显。自20世纪90年代以来, 由于受持续高温、干旱等多种因素的影响, 天然林区小蠹虫、云杉矮槲寄生害、侧柏毒蛾、西藏圆柏大痣小蜂、云杉叶蜂、云杉顶芽小卷蛾、云杉叶锈病等林业有害生物发生面积逐渐扩大, 以小蠹虫、云杉矮槲寄生害等为代表的林业有害生物小面积暴发, 导致小片天然林分受害枯死, 并且危害程度日趋严重, 2007年典型调查表明, 玉树州江西林区云杉八齿小蠹被害株率达30%, 平均虫口密度达50头/株, 部分地区虫口密度可达1 320头/株。云杉受小蠹虫危害后轻则生长衰退, 重则干枯死亡。云杉矮槲寄生害在玉树州江西林场发生面积达15 550 hm2, 占林场云杉面积的23%, 严重发生面积1 230 hm2, 并已导致0.78万m3云杉枯死, 对当地经济发展和社会稳定带来一定的影响[1]。为了保护天然林资源, 加强基层国有林场对林业有害生物的防控能力建设, 有效治理小蠹虫、云杉矮槲寄生害等天然林林业有害生物, 促进生态环境和社会经济的可持续发展, 现将该地区天然林有害生物种类及防治对策总结如下。
1 种类及危害
1.1 种类
玉树州天然林区包括长江、澜沧江等流域的6个县、1个国有林场, 管护总面积为38.12万hm2。主要建群树种有川西云杉、西藏圆柏、百里香杜鹃、山生柳等。天然林钻蛀性害虫种类有光臀八齿小蠹 (I.nitidus Eggers) 、香格里拉小蠹 (Ips shangrila) 、云杉大小蠹 (D.micans Kugelann) 、四眼小蠹属 (Polygraphus Erichson) 、横坑切梢小蠹 (B.minor Harting) 、六齿小蠹 (I.acuminatus) 等;叶部害虫有云杉叶蜂 (Acantholyda piceacola) 、云杉顶芽小卷蛾 (Cydia sp.) 、侧柏毒蛾 (Parocneria furva) 、桦尺蛾 (Larerannis orthogrammaria) 等;种食害虫有圆柏大痣小蜂 (Megastigmus sabinae) 、松果梢斑螟 (Dioryctria sp.) ;病害种类主要有云杉锈病 (Coleosporium campanulae) 、圆柏腐朽 (Gymnosporangium sp.) 、云杉腐朽 (Auriculariaauricula) 等;有害植物有云杉矮槲寄生 (Arceuthobium sichuanensis) 、松萝 (Usnea diffracta) 等。
1.2 危害
三江源天然林有害生物危害包括:一是危害面积骤增。1998年玉树自治州天然林有害生物发生总面积为250 hm2, 到2008年达2 360 hm2, 发生面积在10年内增加2 110 hm2, 并且蔓延趋势由低海拔向高海拔天然林扩展。二是危害品种越来越多, 表现为该地原来就发生较重的有害生物仍未得到有效控制, 如云杉矮槲寄生害、光臀八齿小蠹、杨树烂皮病等于20世纪50年代就在该地普遍发生并危害至今。
2 发生特点
玉树自治州林业有害生物发生特点包括:一是品种单一, 危害期长。玉树位于高海拔寒冷地区, 树种较少, 减慢了有害生物的扩大与繁衍, 导致我国东部森林病虫较难在该地生存[2]。但该地单一的自然条件正好为病虫害提供了连续性的食物源和繁衍场所, 故形成了该地森林病虫害品种类型少但危害期长的特点。二是垂直分布与地域特征明显。玉树地域辽阔, 自然条件随地形和气候等有明显不同, 故有害生物的分布也具明显地域特征。三是害虫大部分是旱生性类群, 滞育现象较常见, 害虫多为钻蛀、刺吸和潜蛀等类型, 如天牛、小蠹、蚜、蚧、透翅蛾等, 以适应该地恶劣的气候环境。高寒和高海拔下, 虫害大多为1年发生1代或2~3年发生1代, 1年多代种类极少, 世代重叠现象普遍。四是生态性病害危害普遍, 森林衰退现象严重。该地作为典型的高原大陆气候, 土壤瘠薄、干旱、严寒、温差大、缺氧等, 因此树木抗性低, 易发生森林衰退, 从而使病害发生普遍。
3 存在的问题
玉树州天然林基层林场地处偏远的天然林分布高山峡谷区, 林业有害生物防治基础设施薄弱、没有仪器设备, 防治药械设备、办公设施、监测防治交通工具等方面远远落后于青海省东部地区。极度匮乏监控应有的设施设备和药剂器械, 使基层林场对天然林有害生物的预警监测防控能力几乎为空白, 使监测、预报和防治基础性工作严重滞后, 对林业有害生物的防治能力的提高产生了一定的影响, 使天然林林业有害生物防治能力处于治理的被动局面。
4 防治对策
一是加强森林病虫害预测预报工作。各地要坚决落实病虫害的调查监测工作, 对辖区内所有森林的资源进行调查监测, 准确、全面、及时地掌握森林病虫害最新动态, 确定人员、地块、对象、方法、时间进行调查, 第一时间发现和清除有害生物, 杜绝平时不调查、待病虫害危害严重才防治的亡羊补牢的行为[3]。二是推行多种措施综合治理。做好现有林保护的同时坚持适地适时地开展造林工作, 选择良种壮苗, 营造混交林, 推广工程造林和集约经营等措施, 把森林有害生物防治工作渗透到林业生产各环节中[4]。三是加强对天敌的利用和保护, 减少化学农药的使用, 创造有利天敌群落发展的条件。利用天敌进行生物防治, 对病虫害的控制既持久又卓有成效。保护天敌, 帮助其建立自己的种群, 从而长期持续性地对害虫发挥控制作用, 达到化学农药所无法实现的效果[5]。四是化学防治要实现无公害。针对性地选择低毒且污染小的药剂, 不用或少用广谱性的化学农药, 注意轮用或混用不同种类农药, 避免使害虫产生抗药性。五是加大资金投入力度。各级人民政府要加大防治资金的投入, 确保森林病虫害防治工作的顺利开展[6]。
参考文献
[1]董卫斌, 王韩妮, 赵晓娟.浅析森林病虫害防治工作中存在的问题及对策[J].陕西林业, 2010 (6) :24.
[2]陈家芳.刍议森林病虫害防治及治理措施[J].中国科技博览, 2011 (17) :305.
[3]王宗银.互助县森林病虫害防治存在的问题及对策[J].现代农业科技, 2010 (21) :225-227.
[4]马正霞.浅谈青海乐都县森林病虫害防治的主要制约因素[J].安徽农学通报, 2007 (3) :141-142.
[5]庹必新.植物病虫害综合治理策略[J].现代农业科技, 2008 (13) :176.