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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇修復技術論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展
前言
土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中,致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態環境質量惡化的現象。加之重金屬離子難移動性,長期滯留性和不可分解性的特點,對土壤生態環境造成了極大破壞,同時食物通過食物鏈最終進入人體,嚴重危害人體健康,已成為不可忽視的環境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態環境保護日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復的人力,物力的投入逐年增加,土壤污染物的去除以及修復問題,已成為土壤環境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,同傳統處理技術相比具有明顯優勢,例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3,處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環境影響小,無二次污染,最終產物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害,可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節省了處理費用,因而該技術成為最有發展潛力和市場前景的修復技術。
1.污染土壤生物修復的基本原理和特點
土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉化成無害的物質,使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢,難于實際應用,因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物,降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養添加等)來完成,也可接種經特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修復技術的種類
目前,微生物修復技術方法主要有3種:原位修復技術、異位修復技術和原位-異位修復技術。
2.1原位修復技術:
原位修復技術是在不破壞土壤基本結構的情況下的微生物修復技術。有投菌法、生物培養法和生物通氣法等,主要用于被有機污染物污染的土壤修復。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時投加微生物生長所需的營養物質,通過微生物對污染物的降解和代謝達到去除污染物的目的。生物培養法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風機和抽真空機,將空氣強行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發性有機物也隨之去除。在通入空氣時,加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2異位修復技術:
異位修復處理污染土壤時,需要對污染的土壤進行大范圍的擾動,主要技術包括預制床技術、生物反應器技術、厭氧處理和常規的堆肥法。預制床技術是在平臺上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養液和水,必要時加入表面活性劑,定期翻動充氧,以滿足土壤微生物對氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應器技術是把污染的土壤移到生物反應器,加水混合成泥漿,調節適宣的pH值,同時加入一定量的營養物質和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時,使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術適于高濃度有機污染的土壤處理,但處理條件難于控制。常規堆肥法是傳統堆肥和生物治理技術的結合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調節pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機物向穩定的腐殖質轉化,是一種有機物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復技術研究的熱點。
3.影響污染土壤生物修復的主要因子
3.1污染物的性質:
重金屬污染物在土壤中常以多種形態貯存,不同的化學形態對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強的修復作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復合污染),污染物濃度的高低也是影響修復效果的重要因素。有機污染物的結構不同,其在土壤中的降解差異也較大。
3.2環境因子:
了解和掌握土壤的水分、營養等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補充微生物和植物在對污染物修復過程中的養分和水分消耗,可提高生物修復的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學形態、生物可利用性及生物活性有密切關系,也是影響生物對重金屬污染土壤修復效率的重要環境條件。
3.3生物體本身:
微生物的種類和活性直接影響修復的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續處理,限制了利用微生物進行大面積現場修復的應用,
植物體由于生物量大且易于后續處理,利用植物對金屬污染位點進行修復成為解決環境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復合污染土壤的修復。因此,在選擇修復技術時,應根據污染物性質、土壤條件、污染程度、預期修復目標、時間限制、成本及修復技術的適用范圍等因素加以綜合考慮。
4.發展中存在的問題:
生物修復技術作為近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,雖取得很大進步和成功,但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結果較多,商業性應用還待開發。此外,由于生物修復效果受到如共存的有毒物質(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制;電子受體(營養物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉化成有毒的代謝產物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學能力的微生物等因素制約。因此,目前經生物修復處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達到指標的濃度要求。
5.應用前景及建議:
隨著生物技術和基因工程技術的發展,土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復技術、植物生物修復技術和菌根技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。為此,建議今后在生物修復技術的研究和開發方面加強做好以下幾項工作:
(1)進一步深入研究植物超積累重金屬的機理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價態、形態及環境因素的關系。(2)加強微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯合修復對污染物的修復作用與植物種類具有密切關系。
(3)應用現代分子生物學與基因工程技術,使超積累植物的生物學性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進一步改善與提高,培養篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對污染土壤生物修復的效率。
(4)創造良好的土壤環境,協調土著微生物和外來微生物的關系,使微生物的修復效果達到最佳,并充分發揮生物修復與其他修復技術(如化學修復)的聯合修復作用。
(5)盡快建立生物修復過程中污染物的生態化學過程量化數學模型、生態風險及安全評價、監測和管理指標體系。
結論
綜上所述,我們不難發現由于土壤重金屬來源復雜,土壤中重金屬不同形態、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產生各種復合污染物的復雜性增加了對土壤重金屬治理和修復難度,且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時進一步惡化了土壤條件,嚴重制約了我國農業生產的加速發展,所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力,研發出更好的效率更高的修復治理技術,同時我們還不應該忘記必須加強企業自身的環保意識,提高企業自我約束能力,始終將防治污染積極治理作為企業工作的頭等大事來抓,把企業對環境的污染程度降到最低限度,形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環保氛圍,逐步改善我們的土壤生態環境。
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《中國組織工程研究與臨床康復》(CRTER)雜志2009年征訂及組稿
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2009中國國際整形美容學術會議征文通知
經中國科學技術協會批準,由中國國際科技會議中心、天津市醫學會共同主辦,天津市整形外科醫院、中國國際科技會議中心、天津市醫學會整形外科分會和天津市醫學會醫學美學美容分會承辦的2009中國國際整形美容學術會議將于2009年5月22~24日在天津市濱海國際會展中心舉行。會議期間,將有來自美國、日本、韓國、歐洲等國家地區、國內整形美容及相關行業的知名專家、學者出席本屆大會,并發表精彩的學術報告,展示他們的最新研究成果。擬參加本次會議者請仔細閱讀本通知并按規定的時間和要求投稿。
一、投稿內容:⑴整形美容外科的新技術、新進展、基礎實驗研究新成果;⑵整形美容外科新器械、新設備和新材料的應用;⑶面部年輕化手術技巧、并發癥預防與處理,面部年輕化新技術;⑷整形技術:縮小、水滴形假體隆胸、再造等;⑸毛發移植技術應用的新進展;⑹各種皮瓣及皮膚軟組織擴張術在整形外科的應用;⑺生殖器整形、變性手術、性別畸形的診斷和治療;⑻脂肪抽吸、形體輪廓塑形技術進展;⑼整形美容外科手術并發癥預防及處理;⑽瘢痕治療新進展;⑾注射美容、激光美容、注射溶脂等的新進展;⑿生物工程在整形美容外科的應用;⒀先天性及創傷性顱頜面畸形整復;⒁面部輪廓重塑:顴骨顴弓截骨術、下頜角截骨術等;⒂計算機三維成像及虛擬現實技術在顱頜面外科的應用;⒃顱頜面腫瘤的切除與修復重建;口腔種植外科;⒄唇腭裂的整形與修復;⒅正頜外科、牽引成骨在顱頜面外科的應用;⒆疑難病例的討論等。
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《中國神經再生研究(英文版)》(NRR)雜志征訂及組稿
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第八屆(2009)上海國際整形美容學術研討會
鼻部整形美容新進展專題研討會
會 議 通 知
由上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院主辦,中華醫學會整形外科學分會、中國康復醫學會修復重建外科專業委員會、杭州整形醫院協辦的“第八屆(2009)上海國際整形美容學術研討會暨鼻部整形美容新進展專題研討會”定于2009年4月23-25日在上海國際會議中心舉行。中國工程院院士張滌生教授、上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院終身教授王煒擔任大會名譽主席,第九人民醫院副院長中華醫學會整形外科學分會主任委員曹誼林教授擔任大會主席,上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院李青峰、祁佐良教授擔任大會執行主席,杭州整形醫院譚曉燕教授擔任大會執行副主席。
大會主題:交流醫學美容及整形美容外科技術
大會內容:①整形美容外科學術研討會;②鼻部整形美容新進展專題研討會;③論文征集及優秀論文大會交流;④整形美容外科手術演示;⑤第八屆整形美容器材展覽會。
具體安排如下
一、整形美容外科學術研討會的主要議題和內容:①先天性唇裂繼發畸形的治療邀請國內外著名專家專題演講及手術演示;②鼻部整形美容新進展邀請國內外著名專家專題演講及手術演示;③顴骨顴弓截骨術及面部輪廓重塑技術的臨床應用、下頜角截骨術的手術技巧及并發癥的預防及處理;④面部年輕化的并發癥預防及處理;⑤隆乳術的手術技巧及并發癥預防、處理;⑥整形美容外科新器械、新設備和新材料的研究開發及臨床研究;⑦脂肪抽吸及體型重塑的技巧及臨床應用;⑧顱面畸形的整復治療;⑨皮膚抗衰老研究;⑩微創面部除皺與嫩膚術;⑾色素性皮膚研究。
二、大會將圍繞上述研討內容進行論文征集,歡迎積極投稿。征文要求:論文應具較高的科學性、先進性、實用性且未在其他刊物正式發表。全文應在3000字以內(專題報道除外),附800字以內的摘要一份,無摘要者,論文匯編中只收錄論文題目。投稿采用電子郵件方式。凡論文錄用者,頒發論文錄用證書,論文摘要將刊入大會論文匯編。截稿日期:2009年2月28日。
收稿地址:上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院整形外科 顏俊潔, 上海市黃浦區制造局路639號,郵編:200011,聯系電話:021-23271699-5125 傳真:021-63089563,投稿電子郵箱: yanjunjie222@
三、學術研討會會議注冊費為人民幣1000元/人,住宿自理。參加會議者均可取得國家級繼續教育I類學分10分。會議最后一天(4月26日)將分別在上海九院和杭州整形醫院同時進行手術演示,手術演示費用另計。杭州整形醫院手術演示內容為單項鼻部整形美容,室內觀摩1000元/人(限30名), 室外觀摩500元/人。上海九院手術演示內容為先天性唇裂繼發畸形的治療及其他各類美容外科手術示范,詳細內容見后輪通知,室內觀摩2000元/人(限30名), 室外觀摩500元/人。
四、學術研討會的會務工作由上海新力會展公司承擔。會務咨詢:上海新力會展李萌先生
聯系電話:021-62801061,13916575244,傳真:021-62947723。
上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院
中華醫學會整形外科學分會
中國康復醫學會修復重建外科專業委員會
杭州整形醫院
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開拓創新,首推生態毒理學五大原理
在人類幾百萬年的歷史進程中,環境對開創人類文明和進步發揮著巨大作用。大氣、水、土壤,江河、湖泊、濕地、農田、草原,都是人類得以生存的物質基礎;而森林、礦藏等資源又為人類的不斷發展提供物質,最終創造了地球上的人類文明。但是,人類在開發利用環境資源的同時,也對自己的生存環境造成了很大的破壞,產生了一系列的生態環境問題。近年來,隨著經濟和社會的迅猛發展,環境污染問題日益嚴重。
生態毒理學是環境生物學的一個分支。它研究有毒物質進入環境對組成生態系統的生物種群和生物群落所產生的生態毒理效應及其機理。環境污染問題出現后,促使傳統的毒理學從研究毒物對生物個體所產生的效應擴大到研究毒物對生物群體所產生的效應。在此基礎上,法國學者R.特呂豪特于1969年提出了生態毒理學的概念。
周啟星教授對生態毒理學理論的最大貢獻,是總結、歸納并提出了生態毒理學的五大基本原理:(一)環境毒物的劑量-效應關系原理;(二)環境毒物的結構-活性相關原理;(三)毒理作用的多層次效應原理;(四)毒理生態動力學原理;(五)環境毒物的生態適應性原理。以上五大基本原理的提出,對于深化生態毒理學研究以及在環境保護領域的多層次應用,產生了積極而廣泛的影響。
在生態毒理學領域,尤其是近年來周啟星教授等在石墨烯的健康與生態系統風險理論研究方面取得了重大突破,其研究結果被國際著名刊物《Chemical Reviews》刊出,此研究結果堪稱為國際環境界的一項重大進展。
周啟星教授通過對金屬-金屬、金屬-有機、有機-有機等污染物之間復合生態毒理效應及其微觀機理系統而深入的實驗研究,不僅闡明了復合污染生態效應與污染物之間的復雜定量關系,還創造性地提出了聯合效應廣義理論:復合污染生態效應決定于污染物暴露的濃度組合關系而非其本身的理化性質;它不僅與生物種和生態系統類型有關,還與其作用的生物部位有關;復合污染生態效應是矢量而不是標量,它不僅存在“毒性倍增”機制,還會發生“危害延時”和“危害增時”風險。在此理論指導下,他還進一步歸納出“互作態”的新概念并賦予定量化內涵與定義,并通過實驗修
正了教科書中一直沿用的“協同作用”和“拮抗作用”原有定義中不完整甚至錯誤的提法,并得到有關方面認可。
周啟星教授還首次從理論上提出未污染區也有存在超積累植物的可能性,并以沈陽未污染區40科160種農田雜草為篩選對象進行系統的室外盆栽試驗,首次發現并報道了龍葵(Solanum nigrum)、球果蔊菜(Rorippa gobosa Turcz. Thell.)和紫茉莉(Mirabilis jalapa L)為鎘超積累植物,從而證實了這一理論的正確性和方法的先進性,這在重金屬污染土壤植物修復以及生態修復理論上是一個較大的突破;在此基礎上,周啟星教授還成功地進行了污染土壤植物修復的實際應用,并對其超積累機理進行了深入研究,取得了重要進展。
在實踐上,周啟星教授以重金屬污染土壤植物修復為重點目標,兼顧農藥、石油烴和多環芳烴等有機污染土壤的修復,對鎘超積累雜草進行其技術性能的多方挖掘和強化。為了解決生物量處理這一世界性難題,周啟星教授率先開展了超積累花卉的系統篩選,首次發現紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)為鎘超積累植物。以根際圈理論為指導,較為系統地開展污染排異型雜草植物篩選研究,首次發現月見草(Oenothera biennis L.)為鎘和銅污染排異型植物。這些重要工作和重大科學發現,為形成具有我國自主知識產權的基于植物修復的生態修復技術體系和開展環境調控實踐奠定了基礎,而且對于污染生態修復這一新的學科生長點的形成與發展具有巨大的科學價值。尤其是他領銜所著的《污染土壤修復原理與方法》,作為國際上迄今為止系統論述污染土壤修復基本原理并全面介紹相關方法及其進展的學術著作,已對該領域的科研和教學產生了廣泛影響。
親力親為,為生態環保鼓與呼
在從事科學研究的同時,周啟星教授還積極投身到生態環境的保護中去,為生態環境保護鼓與呼。他成功組織了三屆污染生態學國際會議、五屆全國污染生態學學術研討會等學術會議;還成功地組織了“污染土壤修復與生態安全”第212次香山科學會議。此外,他還提出了“東北老工業基地環境污染形成機理與生態修復”和“環渤海地區復合污染、生態退化及其控制原理”的973項目建議,并得到了業界的廣泛認可和有關方面的批準。
博物館和文物保護現已成為一門新興的應用型學科,但是在甘肅地區,這門學科的實驗教學正處于起步階段。本文以西北民族大學歷史文化學院“文物保護與修復”實驗室為研究對象,結合四川大學考古實驗室實地調研情況,從實驗室教學建設方面、實驗室管理方面提出初步構想,以促進實驗室建設。
關鍵詞:
“文物保護與修復”實驗室;實驗教學;管理模式
上個世紀90年代以來,國家對博物館的關注不斷提升,物質投入逐年增加,但博物館的專業人才缺乏,為了解決這一需求,2008年,西北民族大學歷史文化學院增設了博物館學專業,2012年增設了文物保護學專業。經過4年的建設,已經建成了“文物保護與修復”實驗室,對于實驗課課程的設置與教學還處于摸索階段,還需借鑒其它大學同類實驗室的成功經驗,提出適合自身實驗室建設及實驗教學的思路。
一“文物保護與修復”實驗室實驗教學的調研
四川大學在實驗室建設方面走在了前面,有著十分豐富的資源和經驗,值得借鑒和學習。為此,2012年7月赴四川大學及周邊地區就博物館和文物保護專業實驗教學進行了深入調研。四川大學考古實驗教學最早成立于1970年。其前身為考古技術實驗室,被列入211和四川大學“523實驗室工程”二期建設項目。下設考古技術、博物館學、文物保護、微痕分析、動物考古、成分分析、體質人類學等7個實驗室。另有中心專業圖書資料室、文物標本室各1個。多年來,該中心在教學、科研、管理等方面,尤其是在金沙遺址考古、三峽考古、考古等具有重大學術影響,其采用的多種現代科學技術手段進行考古實驗教學,開展多學科綜合研究,取得了顯著的成績,形成了教學體系與教學內容特色鮮明,在中國西南乃至整個南方地區都有重要影響和示范作用的考古實驗教學中心。博物館學實驗室:2006年,四川大學考古教學實驗中心正式依托四川大學博物館成立博物館學實驗室,開設“博物館藏品管理”、“博物館陳列設計”、“博物館觀眾研究”等3門試驗課。文物保護實驗室:成立于1989年,分為“有機質文物保護實驗室”和“無機質文物保護實驗室”兩部分,現配備有金相顯微鏡、大氣品質測量儀、恒溫恒濕箱、電腦測控耐折度儀、臺式放大鏡、電腦三目體視顯微鏡、電導率儀、X射線熒光光譜分析儀、高分辨率X射線衍射儀等分析、檢測實驗儀器等多種實驗設備,既可保證文物保護專業本科生、研究生基礎實驗教學需要,亦能支持專業師生在文物保護材料、保護技術、保護理論等方面開展研究實踐。動物考古實驗室:2005年,川大考古實驗教學中心與生命科學學院合作組建了動物考古實驗室,依托于擁有60萬件動植物標本的四川大學自然博物館和考古專業多年發掘積累的動物標本及考古教學中心購買的大量動物標本,面向全校本科生和研究生開設《動物考古學》課程和動物骨骼種屬鑒定、年代測定、動物食性測試、脂肪酸測試、動物古DNA分析等實驗。
二對西北民族大學文物保護與修復實驗室課程設置的思考
根據對川大考古實驗室的調研情況,初步有以下構想:
(一)博物館實驗課程的設置
西北民族大學歷史文化學院博物館專業的實驗課,目前僅有攝影、文物保護、繪圖方面的課程,從實驗器材上看,我院與川大的差距并不大,結合我院的實際情況,可開設一些具有多元化的實驗課,將教學與博物館、文物保護的工作緊密結合起來,重點培養學生多元化的研究和實踐視角,聯系相關學科的最新理論,通過試驗培養博物館學的知識體系、強化實踐操作能力。[1]
1.“博物館藏品管理”實驗課實驗包括:
藏品清潔與消毒處理、藏品傳拓、藏品裝具制作、藏品編目與建檔、藏品信息數據庫建設、古代文獻書畫作品保護、民族與民俗文物保護。“博物館陳列設計”實驗課。實驗包括:室內視覺環境計測試驗、室內空間環境計測試驗、室內物理環境計測試驗、展陳工程制圖、3D建模試驗。
2.“博物館觀眾研究”實驗課。實驗包括:
觀眾生理計測試驗、觀眾心理計測試驗、SPSS統計分析軟件應用。
(二)博物館學、文物保護學專業實習課程增加
我院的這兩門學科的實習課程太少,只有畢業實習一項,鑒于這兩門學科都是實踐性很強的學科,可以在課程設置中增加實習課程的比例,如可增加“田野調查實習”、“博物館實習”等課程。[2]
三對西北民族大學“文物保護與修復”實驗室開放管理模式的思考
(一)管理現狀
從2008年“文物保護與修復”實驗室成立至今已經有4年的時間,還處于摸索階段,實驗室管理在開放時間、開放內容、實驗設備管理及實驗室財產管理方面存在的問題,這些問題主要體現在以下方面。
1.開放實驗內容單一
開放實驗的內容單一,大多數實驗室配合課程設置,依賴于課堂教學的理論,缺乏一定的創新性。操作性和驗證性的實驗占大多數,按照指導教師設計好的模式步驟進行,限制了學生的創新能力的提高。
2.開放實驗難度缺乏梯度
開放實驗難度缺乏梯度,這與內容單一是相互關聯的,正因為大多數實驗是驗證性,配合理論教學內容的,所以適用于大一、大二的學生。對于已經掌握了一定的專業知識和實驗操作技能的大三、大四的學生,這些實驗難度顯得簡單,此階段這些學生更需要的是設計型、綜合型的實驗項目。對于學院其他專業的學生,實驗室開放項目就要更加注重學科知識的互補,實驗難度應有所降低,才能適應沒有專業知識背景的學生。
3.開放時間固定
實驗室的開放時間固定,大多數學生上實驗課時,課內時間有限,僅能夠完成基本的實驗內容,熟悉儀器的時間少,實驗效果差。對于一些外聘教師的授課,也存在授課時間短,往往在一周內集中授課,可能與正常的課程有沖突。
4.開放實驗室設備維護困難
開放實驗室設備維護困難,開放時間的不確定性,實驗員的缺乏,使開放期間設備的維護較為困難,實驗設備沒有得到及時的維護和修理,不僅影響到設備的使用,更給實驗課程帶來不便。
5.開放實驗室財產容易丟失
目前開放實驗室的易耗品的管理缺乏規劃,小的實驗材料沒有準確的登記,容易丟失,缺乏有效的實驗器材電子管理系統。
6.實驗員、指導教師工作量
一些開放性實驗是在業余時間開放,實驗員及指導教師的工作量增加,這就存在加班費問題。
(二)實驗室進一步開放的功能定位
1.提供課前預習時間
大多數實驗課時間安排緊湊,同一組同學數量又多,在有限的課內時間里,僅能夠完成實驗內容,對儀器熟悉時間少,對實驗內容理解的也不夠深刻,往往實驗做完了,并不理解通過了哪些實驗方法解決了哪些問題,為什么選擇這樣的方法,為什么選擇這樣的儀器,一旦在實驗過程中出現了問題也在短時間內很難找到原因和解決方法。學生缺乏對實驗的理解、對儀器操作的時間。
2.提供課內實驗沒做完補充時間
由于近幾年的擴招,實驗室儀器的數量不能夠滿足學生都能操作的條件,特別是一些精密儀器,這就需要學生在課余時間將實驗內容完成;還有一些學生由于實驗設備故障或動手能力太差等原因沒有完成實驗內容,這些問題也需要實驗室的開放來解決。
3.為外聘老師指導學生實驗提供條件
文物保護分析是實踐性非常強的學科,對于各種材質文物的分析、修復、保護,需要有長期從事這方面的研究人員演示及講解,而這些人員往往在博物館、考古所等單位工作,就需要合理安排時間,集中時間對學生進行短期的培訓和指導。
4.為學生自選實驗項目提供條件
實驗項目可分為必做實驗和選做實驗,必做實驗由教師統一安排時間,而選作實驗可由學生自主選擇項目和時間,可由實驗內容安排固定的指導教師,對于實驗操作進行指導。
5.為學年論文和畢業論文設計提供條件
以往的學年論文和畢業論文設計都是綜述性質,這在一定程度上限制了學生的動手和解決問題的能力,通過開放實驗室可以為學年論文和畢業論文設計提供時間、設備和場地,使理論聯系實際。
6.為大學生創新項目提供條件
為鼓勵大學生開展科技創新活動,學校積極鼓勵學生申報科技創新項目,由學校提供1000-10000元的資助,我院學生更是積極參與,實驗室開放為這些課題的完成提供更好的選擇方向,也為這些課題的完成提供良好的條件。
7.為實行導師制提供條件
我院實行導師制已經近4年時間,導師制是指一組學生在一個教師的指導下進行學習的制度,由導師對學生的思想品德、專業學習、綜合素質和個性發展進行個別指導,開放實驗室為這一制度在我院的開展提供一個新的平臺,使學生能夠參與到導師的研究項目中,培養學生的科研能力,提高學生的畢業論文質量。
綜上所述,在對四川大學考古學實驗中心調研的基礎上,結合本院實驗室建設的情況,從增設實驗課程(實習)課程、實驗室開放的管理提出了設想,實驗室建設是一項需要長期努力的工作,隨著工作的推進還會出現一些新情況、新問題,需要不斷研究完善。
作者:于永平 單位:西北民族大學歷史文化學院
參考文獻
關鍵詞:開放式煉膠機,齒輪,修復
1 概述
齒輪是機械傳動的一個關鍵部件??萍颊撐摹J懿馁|、加工精度、熱處理工藝、幾何精度、狀態及負荷、轉速、環境等諸多因素的影響,齒輪會發生各種各樣的損傷,如斷齒、點蝕剝落、膠合或磨損,造成齒輪失效,至使齒輪的壽命差別很大,長則十幾年,短則數十天。
在橡膠等行業常用的橡膠機械設備上,因受空間、重量等限制, 常采用制造簡單、更換方便的開式齒輪傳動。特別是開放式煉膠機的驅動齒輪由于負荷大, 受沖擊嚴重, 轉速低,不良, 而且工作環境惡劣,粉塵污染嚴重,齒面常發生劇烈磨損。其小齒輪長則使用十幾個月,短則使用5 個月,其齒厚磨損量就已達到報廢標準, 大齒輪壽命也只有2~3 年左右。頻繁更換齒輪,不僅耗費了大量的人力、物力、財力,同時也常因檢修而影響生產, 更重要的是因齒輪壽命不穩定,現場必須時時關注設備的安全運行問題,現場人員思想壓力較大。科技論文。
2原用齒輪的磨損失效分析
由于開放式煉膠機作業區的空氣中漂浮有大量粉塵, 這些微粒多為碳黑、鈣、硅等元素的化合物,其中有些顆粒硬度超過齒輪齒面硬度,當這些顆粒落到齒面上, 則被油脂粘附在上面不易滑落,隨著輪齒的相互嚙合, 受強大壓力作用, 較硬的粉塵顆粒被嵌入齒面;因為齒輪齒面間是滾滑混合運動,粉塵顆粒被擠搓前進,就會在齒面上劃出一條條鱗刺狀劃痕;繼續受壓應力作用, 一個個鱗刺疲勞脫落, 就形成磨損顆粒??萍颊撐?。隨著磨粒越來越多, 齒面磨損會越來
越快,嚴重時會一層層剝下,或一條條撕脫。
3 開放式煉膠機驅動齒輪的修復方法
開放式煉膠機在橡膠混煉工藝中,因其負載高,操作環境差,因而造成驅動齒輪的主要失效形式是,齒輪齒面磨損。
以某廠煉膠車間XK560煉膠機為例,在大修理中出現以下情況,大小驅動齒輪磨損嚴重。實測數據為,小驅動齒輪齒根厚20mm,大驅動齒輪齒根厚28mm。
一、 修理方案的選擇:1 更換新的大小驅動齒輪。
2復焊法修復大小驅動齒輪。
3大小驅動齒輪換位修復法。
二、 方案的比較:如果磨損后的齒根強度足夠的話,第3種方案最為經濟可靠,而且修理工藝簡便易行。
三、 為防止磨損后的輪齒發生折斷,對輪齒的彎曲強度進行如下校核,為安全起見,假定全部載荷都作用在一個輪齒齒頂上,輪齒根部受到彎矩最大,輪齒相當于一個懸臂梁,磨損后的齒根處是危險斷面,其彎曲應力最大。在校對時應保證驅動齒輪σb不超過許用彎曲應力[σb]。
即
圖 1
式中K…載荷系數.取K=1.3
T1…小驅動齒輪傳動的扭矩. XK560開放式煉膠機 取8.562×106Nmm
αf…負荷線與O點速度方向之間的夾角.載荷作用角,取30°
Lf…危險截面與壓力Ft的距離. 取Lf=34mm (實側值)
b…齒輪工作寬度. 已知為270mm
d1…小驅動齒輪分度圓直徑. 已知為288mm
α…齒輪壓力角. 取α=20°
[σb]…許用彎曲應力. 查表計算得 152N/mm2
S1…磨損后的齒根危險截面寬度. Mm
計算結果
S1≥18.37mm
圖2圖 3
因為小驅動齒輪齒根厚實側值為20mm,大驅動齒輪齒根厚實側值28mm。
因此齒根危險截面實側值均大于S1值。所以在此齒輪反面修復法對的彎曲
強度來講是不存在問題的。但從結構方面來講,小驅動齒輪可不經任何直接
反面裝配。而大驅動齒輪的結構如圖2,由于其臺階的影響不能直接反面配.
于是提出將齒輪臺階切斷,將原大驅動齒輪結構分成2件,即圓套1齒輪將齒
輪2原斜鍵加工成與原斜度相反的鍵槽后反面裝配的方案如圖3.
這樣鍵的工作長度減少了,需對它進行強度校核,楔件聯接裝配后的受力情況,如圖4a所示,其主要失效形式是相互楔緊的工作面被壓擠,故應校核各工作面的抗擠壓強度.
當傳遞扭矩時(圖4b) 為了簡化把鍵和軸視為一體,并將下放分布在半圓柱面上徑向壓力集中力N代替,由于沿鍵的工作長度L及沿寬度b上的壓力分布情況均較以前發生了變化,壓力的合力N不再通過軸心.計算時假設沿鍵長均勻分布,沿鍵寬為三角形分布, 則整個工作面上壓力合力N的最大許用值為
N =bL[σb]P/2
X =b/6 Y =d/2
取鍵與輪轂及鍵與鍵與軸槽面的摩擦系數f,則可近似求得允許的傳遞扭矩為:
T=1/12bL(b﹢6fd)[σb]N㎜
修理后的楔鍵應滿足下列關系
T=1/12bL(b﹢6fd)[σb]≥T
式中 T--鍵傳遞的扭矩 Nmm
b--鍵寬. 已知b=70mm
L--鍵的工作長度 已知L=270mm
f--摩擦系數 0.15 (查表)
d--軸徑 已知d=300mm
[σb]-許用擠壓應力 90MPa
T1-工作扭矩 3.45×107 N㎜ (XK560開放式煉膠機計算值)
將以上數據代入(3)得
T=4.82×107N㎜ ≥ T1
即鍵的工作長度雖然減少,但強度足夠,證明該方案可行,根據以上計算結果,可采用換位修復法,此法維修工藝簡單,維修費用低,比更換一對驅動齒輪節約費用20000元.
圖 4a 圖 4b
4 結論
但需要說明的一點是,采用此法,由于齒厚未恢復到原齒厚,同時輪齒在一個方向上作用負荷后又反方向作用時,其彎曲疲勞壽命、疲勞極限都將減少.因此,在使用壽命上不能達到原設計要求,此外,對裝有反轉點動及反接制動裝置的開煉機,在反轉時有較大的沖擊,盡管如此,筆者認為,這種修復齒輪的實際生產中是確實可行的,特別對大驅動齒輪的修復效益是顯著的.此法在該廠開煉機的大修中已多次使用過,如果能在齒厚磨損剛超過1/5齒厚時進行反面修復,效果更好,此法也同樣適用于速比齒輪及其他傳動齒輪的修復.
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關鍵詞:GPS; 基線解算; 精度
Accuracy analysis on high-precision baseline resolution algorithm of GPS / COMPASS combination
LIU Yang1, WANG Yanguo2
(1. Jilin Normal University, School of Science and Technology of Computer, Siping 136000, China;
2. CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co., Ltd, Guangzhou 510000, China)
Abstract: This paper first analyzes the nature of the the Beidou carrier phase observation data,solve the program of Beidou-data cycle slip detecting and repairing,using classic ionospheric residuals method and M-W combination algorithm.A set of high-precision baseline resolution algorithm suitable for this model is developed through using LAMBDA algorithm to accurately fix ambiguity. Further , the accuracy of single and double datas can be analysed.
Keywords: Global Positioning System, baseline solution, accuracy
1 引言
隨著衛星定位技術的日益普及,GPS、GLONASS、GALILEO系統和我國的第二代北斗衛星導航系統(Compass)是目前全球四大導航定位系統。由于各衛星系統使用權限及觀測條件的限制,定位精度、安全性、 可靠性及可用性難以得到保證[1],而多星座組合定位可以解決這一問題,組合定位可以增加觀測衛星數目,降低精度稀釋因子,并且有更好的幾何分布,為高精度定位提供可能。本文的研究成果―GPS/北斗組合的高精度基線解算技術將能廣泛應用于測量工作的各個領域。
2 數據預處理
衛星數據的預處理的目的是:對數據進行平滑濾波的檢驗、剔除粗差;統一數據文件的格式,并將數據文件加工成標準文件;周跳的探測與修復;對各觀測值進行模型改正。在軟件的具體實現中,為快速獲得衛星信息和載波相位觀測值等相關信息,在數據預處理后生成共視衛星文件(.coms),該格式文件由基線兩端觀測站觀測文件及星歷文件生成,不僅包含了觀測站的觀測信息,還融合了參與解算的衛星高度角、空間信息等解算基線所需信息,能夠提高軟件的解算效率。
共視衛星文件由文件頭和各歷元衛星的有關數據組成。在文件頭中,解釋了兩測站的一些必要的基本信息,如基線長度、起止歷元、衛星截止高度角、方位角、電離層延遲、參考衛星編號、共視衛星的編號、衛星的坐標、載波相位觀測值等組成[2]。
3 周跳的探測與修復
1、電離層殘差法
從圖1中明顯看出紅色線所示衛星產生周跳,運用電離層殘差法將該衛星踢除后,周跳修復后:
經數據測試可以得出,運用電離層殘差法能有效探測出周跳并可對衛星進行適當提出[3]。但由于電離層殘差法具有以下缺點:1.不能判別出周跳出現在哪個頻率上;2.只用到觀測數據而無衛星、測站坐標等信息;3.僅適用于雙頻數據,而對單頻機不適用?;谝陨戏椒ǖ牟蛔?,本論文提出再進行M-W組合觀測值計算寬巷模糊度。
分析:
a、采樣間隔大小對于電離層殘差法探測影響較大,若觀測數據的采樣間隔是1s,周跳誤差比較敏感;若數據的采樣間隔較大,那么相近歷元的電離層變化很大,這種情況下探測結果很可能出現錯誤;若周跳組合能夠形成一定的組合關系,此方案將會失效。因此用此種方法探測周跳,較為有效,聯合M-W方法再進行修復周跳,兩種方法結合效果更好。
b、M-W的核心是利用寬巷模糊度探測周跳與修復周跳,在進行模型分析處理時要用到偽距的觀測值,因此這會影響到周跳偏差的估值,如果周跳發生在兩頻段上,且大小相同,這種方法便無意義。
c、聯合利用M-W組合及電力層殘差法進行處理周跳,彌補了各自方法的不足,可以得到高精度結果,為下一步高精度基線解算提供保障。
4 數據處理及精度評定
基線解算時由GPS_COMPASS軟件對處理GPS/COMPASS數據進行解算,探測并修復周跳,求算參數的浮點解、固定解(基線向量坐標分量、基線向量長度、整周模糊度)及其方差協方差、中誤差,用來評定基線解算質量優劣。
論文中算例由雙頻接收機測得,盡量減小接收機鐘差、電離層延遲、對流層延遲的影響,首先探討單基線數據。此次測試觀測條件良好,采樣間隔1s,選取1h的數據進行解算比對。本論文采用如下指標進行精度評定:
1、基線分量及精度
2、單歷元載波雙差定位基線分量改正分析,對窄巷組合方案進行分析,見下圖
由以上各圖歸納如下表:
表4 精度評定
從以上各圖及統計表分析及目前COMPASS衛星的發射狀況來看,對于短基線的載波雙差定位解算數據,觀測條件良好的情況下,無論采用何等組合方案, GPS/COMPASS組合基線解算的精度與單系統基線解算相比,解算精度有了小幅提高,但基本都維持在毫米級精度水平,精度差距并不明顯。
3、RATIO
數據處理完畢后,查看靜態基線,我們要檢查RATIO是否大于3,若比3大,證明基線的固定雙差解解算合格,若小于3,說明此基線解算的固定雙差解不夠合格
雙系統RATIO值見下表
表5 RATIO值對照表
由表中RITIO值我們可以得出,GPS/COMPASS組合后基線解算的RATIO值,用L1、窄波組合時,明顯優于單GPS系統,單COMPASS系統基線解算質量最差。
4、系統穩定性分析
選用了一段18km的基線,選用測站名為LIXI,JLHU,采樣率5s,同步接收數據5小時,數據下載后經過衛星狀況分析,分成5個觀測時段進行分析,每個時段時間約為1小時,在整個觀測過程中前4個間段雙系統衛星質量較好,單系統數據可以單獨進行基線解算,求出固定解。第5時段GPS衛星數量不足3課,無法固定衛星,這時將COMPASS數據引入進行雙星組合解算基線,便可以對基線進行解算處理。
在第3時段,GPS衛星質量較差,但可以求出固定解,但接收機接收各系統衛星的數目都大于4課,以第3時段基線解算為例,探討18km基線解算精度。
分析:在第3時段,對于18km基線進行解算,由于觀測條件及電離層改正等因素的限制,GPS衛星的觀測質量不佳,由上述表看出,單GPS衛星系統的基線分量的誤差最大,但是經過GPS/COMPASS衛星組合解算基線[8],精度有了顯著提高,基線分量的誤差在4cm以下,維持在厘米級水平。在第5時段,GPS衛星質量更差,觀測的衛星數據不足4顆,不能求出固定解,COMPASS衛星質量稍好。
測試數據分析:在本數據測試中,GPS衛星僅為三顆:‘G04',‘G10',‘G17',而COMPASS衛星則有多顆:‘C01',‘C03',‘C04',‘C06',‘C08',‘C09'。此時段GPS衛星數目不足,無法進行基線的固定解算,而加入COMPASS衛星后共同參與解算,便能能準確固定,定位誤差大幅度減小,精度明顯優于單COMPASS衛星數據解算結果,說明在GPS衛星較少時,COMPASS衛星可以起到補充作用,能大幅提升衛星定位精度,使基線解算更為穩定?!?/p>
參考文獻
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