時間:2023-07-07 16:27:21
導(dǎo)語:在生物化工的概念的撰寫旅程中,學(xué)習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1 生物化學(xué)的發(fā)展歷程
1.1 生物化學(xué)的研究現(xiàn)狀
與其他學(xué)科相比,生物化學(xué)是一門出現(xiàn)時間較晚的基礎(chǔ)學(xué)科,它出現(xiàn)在人們的視野里的時間非常短。雖然它的出現(xiàn)時間很短但是卻創(chuàng)造出了很多價值對人們的生活非常有幫助。近些年來,經(jīng)過生物化學(xué)科學(xué)家們的不懈努力,我國的生物化學(xué)已經(jīng)取得了非常重要的研究成果,使人們能夠更加清楚地知道生物大分子的分解代謝、生物的合成途徑以及它們之間的相互關(guān)系??茖W(xué)家們還合成了很多種具有生物化學(xué)活性蛋白質(zhì)及基因。人們根據(jù)生物化學(xué)成功研制出來了克隆技術(shù)、人類基因組計劃,這些都在不斷地推動科技向前發(fā)展。
1.2 生物化學(xué)的發(fā)展歷程
人類把生物化學(xué)史分為三個部分,從敘述生物化學(xué)到動態(tài)生物化學(xué)最后是機能生物化學(xué),這三部分的生物化學(xué)代表生物化學(xué)史上的三個不同的階段,生物化學(xué)是從18世紀開始被人們發(fā)現(xiàn)的。一開始,舍勒研究生物體的各種化學(xué)組成成分,然后發(fā)現(xiàn)了生物與化學(xué)之間的聯(lián)系,這為人們之后研究生物化學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在接下來的時間里有各門類的科學(xué)家去研究生物化學(xué),他們分別合成了尿素、多肽;發(fā)現(xiàn)了核酸;引進生物催化劑的概念;進而又發(fā)現(xiàn)了必需氨基酸、必需脂肪酸、各種維生素及生物生命活動不可缺少的微量元素;之后又確定了蛋白質(zhì)和DNA在遺傳中所起到的作用;到今天的基因工程和克隆。生物化學(xué)在最近的一百年里飛速發(fā)展,給我們的生活帶來了翻天覆地的變化。
1.3 現(xiàn)階段生物化學(xué)的研究熱點
雖然生物化學(xué)出現(xiàn)的時間很短,但是已經(jīng)取得了很大的進步,生物化學(xué)現(xiàn)階段的研究雖然距離我們預(yù)計的目標很遙遠,但是生物化學(xué)的發(fā)展空間是不可估計的。生物化學(xué)主要突出對生物大分子物質(zhì)的合成、結(jié)構(gòu)和功能,生物工程,生物膜結(jié)構(gòu),物質(zhì)代謝調(diào)控的研究,并且已經(jīng)取得了一些進步。通過研究生命大分子的物質(zhì)組成我們知道生命的基本物質(zhì)是核酸和蛋白質(zhì);通過研究生物膜結(jié)構(gòu),我們懂得了,膜結(jié)構(gòu)是生物體的基本結(jié)構(gòu)之一,細胞間進行物質(zhì)交換和傳遞都需要膜結(jié)構(gòu);通過對生物工程的研究,人類揭開了生命的秘密?,F(xiàn)階段的研究已經(jīng)取得了很大的成功,但仍有一些地方我們沒有研究出結(jié)果仍需要繼續(xù)努力研究。
2 高科技的應(yīng)用給生物化學(xué)帶來的新發(fā)展
2.1 將高科技應(yīng)用到生物化學(xué)的研究中
隨著時代的不斷進步,科技在不斷發(fā)展,于是高科技就被應(yīng)用到了我們的生活中,科學(xué)家們也把高科技應(yīng)用到了生物化學(xué)的研究中。人們將同位素標記法應(yīng)用到了生物化學(xué)的研究中,利用同位素跟蹤技術(shù)能夠準確地找到被標記的物質(zhì)在生物體中的具置,這樣有利于人們對生物體的觀測,幫助人們研究生物化學(xué)。人們還將近些年逐漸發(fā)展起來的生物芯片技術(shù)應(yīng)用到了生物化學(xué)的研究中,生物芯片包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、組織芯片和細胞芯片它們之間的不同在于探針的差別,人們通過設(shè)計不同的探針陣列、使用特定的分析方法可以產(chǎn)生更多的應(yīng)用價值,為生物化學(xué)的研究提供了有利的幫助。
2.2 高科技的應(yīng)用對生物化學(xué)研究所起到的作用
科學(xué)家們應(yīng)用同位素標記法,使生物化學(xué)的研究更加容易,科學(xué)家們可以利用同位素對生物體內(nèi)的物質(zhì)進行追蹤,這樣可以有效地追蹤到生物體內(nèi)的物質(zhì)。科學(xué)家們利用生物芯片,為“后基因組計劃”時期研究基因的功能和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展提供了有利的幫助,在不久的將來更會在基因的發(fā)現(xiàn)、基因診斷方面取得重大的進步,為社會帶來歷史性的進步。
3 結(jié)語
我們都知道,人類的生產(chǎn)和生活都離不開生物化學(xué)的幫助,人類要面臨人口數(shù)量、飲水、糧食、生活環(huán)境和住房等各種各樣的問題,在解決這些問題的過程中我們離不開生物化學(xué)的幫助。生物化學(xué)的發(fā)展前景不可估計,特別是把高科技運用到了生物化學(xué)中的時候,生物化學(xué)的發(fā)展前景更是不可限量。將高科技應(yīng)用到生物化學(xué)中給生物化學(xué)領(lǐng)域帶來了新的發(fā)展,更加方便了我們的生活??傊?,生物化學(xué)已經(jīng)滲透到了我們生活的一點一滴中,我們需要解決的許多問題都需要生物化學(xué)的幫助。
[參考文獻]
譚天偉博士,教授,博士生導(dǎo)師,教育部“長江學(xué)者”特聘教授,國家杰出青年基金獲得者,北京市青年學(xué)科帶頭人。1986年7月本科畢業(yè)于清華大學(xué)化工系,主要從事生物化工、生物催化和生物能源等方面工作?,F(xiàn)任北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長,兼任中國化工學(xué)會理事,生物化工專業(yè)委員會副主任委員。
項目介紹
石油作為一種天然礦物資源的出現(xiàn),極大的推動了現(xiàn)代文明,為豐富人類的生活做出了極大的貢獻。然而,近年來,隨著石油儲量的日益減少和資源逐漸枯竭,全世界正面臨著能源短缺的危機;另一方面,隨著人們生活水平的提高和環(huán)保意識的增強,人們逐漸認識到石油作為燃料對空氣造成污染的嚴重性。基于能源和環(huán)保兩方面的共同問題及我國的石油儲量僅占世界儲量的2%,大大低于國土面積7%和人口比例20%的事實,開發(fā)新的替代能源已成為我國當務(wù)之急。生物柴油的成功開發(fā)是開辟新的再生能源,且有利于環(huán)保和實現(xiàn)資源綜合利用的重要舉措。
我國“十五”計劃發(fā)展綱要提出發(fā)展各種石油替代品,將發(fā)展生物液體燃料確定為國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。生物柴油產(chǎn)業(yè)得到了國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)、國家科技部和發(fā)改委的大力支持,并已列入有關(guān)部門國家計劃中。2005年2月28日國務(wù)院頒布《中華人民共和國可再生能源法》(2006年1月1日實施),這充分說明國家鼓勵利用可再生能源改善中國目前的能源結(jié)構(gòu),在中國推行可再生能源勢在必行,這也給生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展和優(yōu)化提供了良好的市場基礎(chǔ)。
生物柴油和傳統(tǒng)的石油柴油相比,具有以下優(yōu)點:一、以可再生的動物及植物脂肪酸單酯為原料,可減少對石油的需求量和進口量;二、環(huán)境友好,生物柴油燃燒后尾氣中有毒有機物排放量僅為普通柴油的十分之一,顆粒物為普通柴油的20%,CO2和CO排放量僅為石油柴油的10%,無SO2和鉛及有毒物的排放,混合生物柴油可將排放含硫物濃度從500PPM 降低到5PPM,可達到歐洲Ⅲ標準;三、不用更換發(fā)動機,而且對發(fā)動機有保護作用。
目前世界范圍內(nèi),生物柴油主要是用化學(xué)法生產(chǎn),即用動、植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在堿性催化劑下轉(zhuǎn)酯化反應(yīng),但該方法合成生物柴油存在生產(chǎn)成本高、能耗大、環(huán)境污染嚴重等諸多問題。為解決化學(xué)法存在的問題,人們開始研究用生物酶法合成生物柴油,即動植物油脂和低碳醇通過脂肪酶催化進行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng),制備相應(yīng)的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有條件溫和、醇用量小,無污染物排放,對原料油脂無選擇性等優(yōu)點。但是,目前酶法又存在脂肪酶成本較高,酶使用壽命短和副產(chǎn)物甘油和水難于回收,不但形成產(chǎn)物抑制,而且甘油對固定化酶有毒性,使固定化酶使用壽命短等缺點。因此,目前國內(nèi)外還沒有酶法生物柴油的工業(yè)化例子。
本研究成果所開發(fā)的生物酶法合成生物柴油技術(shù),選用經(jīng)多年選育得到的酯化專用假絲酵母脂肪酶[發(fā)酵水平8000(U/mL),活化產(chǎn)品20000(IU/g)],采用自主研發(fā)的新型固定床式酶反應(yīng)器,以及全新的脂肪酶固定化方法和反應(yīng)分離耦合工藝,成功地解決了酶法合成生物柴油中脂肪酶成本偏高、酶使用壽命短和副產(chǎn)物甘油、水難以回收等技術(shù)問題。
該項目在研究過程中先后受到國家“十五”科技攻關(guān)、國家“863”能源項目、國家自然科學(xué)基金、教育部高等學(xué)??萍紕?chuàng)新重大項目和中國石化集團等項目的重點支持。獲發(fā)明專利2項和中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會技術(shù)發(fā)明獎一等獎。
本項目酶法合成生物柴油經(jīng)濟指標情況:一、采用固定床式“酶反應(yīng)器”合成生物柴油,對于植物油及廢油等原料生產(chǎn)生物柴油轉(zhuǎn)化率均可達到95%以上,最高轉(zhuǎn)化率可以達到96% ;二、建立了生物柴油“精餾”裝置,分離精制收率高于86%,分離后產(chǎn)品中甲酯含量大于97%;三、在建的年產(chǎn)500噸生物柴油中試生產(chǎn)裝置上,反應(yīng)器內(nèi)固定化酶使用壽命超過20天,并且正在建設(shè)一套萬噸級酶法合成生物柴油工業(yè)化裝置;四、燃燒性能明顯優(yōu)于0號柴油,在0號柴油中添加20%生物柴油的燃燒實驗表明,燃燒尾氣中有毒物質(zhì)的排放明顯降低35%以上。
技術(shù)專家點評
王孟杰北京泰天地能源技術(shù)開發(fā)公司董事長。2006年至今擔任沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)兼職教授,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)兼職博士生導(dǎo)師,中國可再生能源學(xué)會副理事長,生物能轉(zhuǎn)換技術(shù)專業(yè)委員會(CAREI)主任,中國科學(xué)院能源研究委員會委員。主要從事生物能源相關(guān)研究及開發(fā)工作。
目前,我國對生物柴油的研究還處于起步階段,尚未達到工業(yè)化利用的水平。國內(nèi)多家科研院所、大專院校在生物燃料油技術(shù)領(lǐng)域做了大量的前期基礎(chǔ)性研究。但到目前為止,大部份研究工作主要集中在對甲酯化材料及催化劑選擇上,即研究開發(fā)新的脂肪降解和酯化合成工藝,找到一條既經(jīng)濟又可行的燃料油合成的工藝路線是生物柴油能否產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題。現(xiàn)行生物柴油的生產(chǎn)方法主要有化學(xué)法、超臨界方法和生物酶催化法。國內(nèi)外已工業(yè)化的生物柴油生產(chǎn)技術(shù)大都采用化學(xué)法,該方法工藝簡單,但化學(xué)法合成生物柴油存在成本高、能耗大、環(huán)境污染嚴重等諸多問題。故尋找一種理想的合成工藝是當前一大急需解決的難題。
目前,由北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院譚天偉院長課題組開發(fā)的“固定化酶法生產(chǎn)生物柴油技術(shù)”成果,具有條件溫和、醇用量小,無污染物排放,對原料油脂無選擇性等優(yōu)點。該成果中選育了一株適合于生物柴油轉(zhuǎn)化的脂肪酶高產(chǎn)菌株,使得酶法合成生物柴油中昂貴的催化劑更為廉價。開發(fā)的以膜纖維固定化脂肪酶方法制備生物柴油為國內(nèi)外首創(chuàng);開發(fā)的旋液甘油在線分離裝置,實現(xiàn)了生物柴油的連續(xù)酶法轉(zhuǎn)化,其中新型連續(xù)式膜反應(yīng)器可連續(xù)反應(yīng)500小時以上。在采用北京市地溝油、煎榨油及菜籽油進行酯化和進行了生物柴油的中試工作中,生物柴油(脂肪酸乙酯)轉(zhuǎn)化率達93%以上,產(chǎn)品收率達86%,產(chǎn)品主要質(zhì)量指標符合國外同類產(chǎn)品指標。
北京化工大學(xué)這項研究成果標志著我國在用生物酶法合成生物柴油領(lǐng)域已經(jīng)處于國際先進水平,技術(shù)上解決了酶法合成中的催化劑酶成本高、副產(chǎn)物難以回收等問題,并正在建設(shè)一套萬噸級酶法合成生物柴油的工業(yè)化裝置。成功解決了國內(nèi)傳統(tǒng)工藝(化學(xué)法)中,產(chǎn)量小、能耗高、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低,資源和能源浪費嚴重等一系列問題。是一項既有理論意義又有重大應(yīng)用前景的成果。
市場專家點評
徐志文秦皇島領(lǐng)先科技發(fā)展有限公司董事長兼總經(jīng)理,同時還擔任河北省秦皇島市婦聯(lián)執(zhí)委、秦皇島企業(yè)家協(xié)會副會長、秦皇島市僑聯(lián)委員等職務(wù)。
石油是世界各國主要戰(zhàn)略物資,并且已占到全球商品能源消費中的40%。我國作為世界上第二大能源消費大國,且本國的石油資源十分有限的情況下,僅靠國內(nèi)產(chǎn)量早已不能滿足需求,對進口石油的依存度逐年增加,因此發(fā)展替代能源凸顯其迫切性。另外,伴隨著當前的油價高漲,以及人們對溫室氣體排放引發(fā)的全球變暖等環(huán)境問題日益關(guān)注,昔日踉踉蹌蹌前行的生物燃料驟然間前景光明,人們開始堅信這些燃料對環(huán)境是友好的,因為這些燃料基于可再生的動植物油而不是基于石油等一次性消耗的礦物原料。
根據(jù)對未來石油價格的趨勢性分析,我們認為投資能源領(lǐng)域且作為企業(yè)的一種長遠投資是有前景的。之所以選擇了國家明確支持的生物柴油進行投資,主要基于以下兩方面考慮:一是技術(shù)水平的先進性,通過了解北京化工大學(xué)的這項擁有自主知識產(chǎn)權(quán)又兼具理論和工業(yè)化實用價值的科技成果,在200噸/年酶法生物柴油裝置運行試驗表明,生物柴油轉(zhuǎn)化率可達93%,產(chǎn)品收率達86%,產(chǎn)品純度高于97%;二是市場前景好,我國作為柴油消費大國,目前每年柴油消費量為7000~8000萬噸,其中有三分之一依賴進口。預(yù)計到2010年柴油的需求量將突破1億噸,2015年將會達到1.3億噸左右,缺口達3000萬噸。若按照國際上采用比較廣泛的標準(B10-B20標準)計算,到2010年國內(nèi)生物柴油的市場需求量約為1000~2000萬噸。由此看出,生物柴油市場非常廣闊,我國的生物柴油市場更是有著極強的上升空間。
但仍需要指出的是,據(jù)統(tǒng)計,生物柴油制備成本的75%是原料成本,因此上馬該型項目采用廉價原料是生物柴油能否規(guī)模化的關(guān)鍵。同時,生物柴油雖然屬于國家能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向并予以明確支持,但仍需國家相關(guān)政策細節(jié)出臺。
投資專家點評
周春兵新加坡中星資本資深顧問、上海國邦管理咨詢公司首席顧問。曾先后在多家跨國公司擔任產(chǎn)品經(jīng)理、營銷總監(jiān)、總裁助理、高級咨詢顧問等職位。
生物柴油這一概念最早是由德國工程師Dr. Rudolph Diesel于1897年就提出來并演示了使用花生油作燃料的發(fā)電機。由于取源簡便而又快速獲利的石油開采技術(shù)風靡全球,使生物柴油的開發(fā)利用技術(shù)被冷落了一百多年。隨著石油的價格高漲、資源的日益枯竭和環(huán)境保護的迫切需求,生物柴油的開發(fā)利用又重新獲得生機。據(jù)國際能源機構(gòu)預(yù)測分析,到2015年,我國原油供給進口依存度將由現(xiàn)在的30%遞增到50%以上。為防止能源短缺引發(fā)的災(zāi)難性局面的出現(xiàn),我們就必須尋找到石化柴油的良好替代品。
北京化工大學(xué)譚天偉教授的“酶法合成生物柴油”項目與化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油和傳統(tǒng)的酶法合成生物柴油相比,具有明顯的優(yōu)勢。特別是項目已經(jīng)進行了中試并建立了萬噸級的工業(yè)化生產(chǎn)裝置,具備了良好的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),但在項目運作中還要注意以下幾個方面:
一、盡快建立適當規(guī)模的樣板示范線,該樣板項目的可行性與經(jīng)濟效益應(yīng)是完全基于市場化的運作情況下的真實結(jié)果,而不是中試前的研究數(shù)據(jù)或非經(jīng)常性政府特殊支持下產(chǎn)生的補貼收入。
人從類人猿變成人,全身的體毛褪盡,必須要保暖,否則過不了冬,所以服裝有著非常悠久的歷史。服裝,尤其是紡織業(yè)發(fā)展在現(xiàn)在,仍在積極向前推進。聯(lián)合國聯(lián)合多國專家的一份意見稱,到2051年,全球紡織纖維加工總量將達到2. 53億噸,而非現(xiàn)在的7900萬噸。其中,服裝部分,將達到4150萬噸,家用紡織品部分占4100萬噸。而產(chǎn)業(yè)用紡織品,將達到1. 705億噸,占總量的67. 4%。也就是說,接下來的近40年時間,紡織業(yè)還會大發(fā)展。
但是,要推進可持續(xù)發(fā)展,必須要考慮資料、資源的來源問題。
紡織品的發(fā)展瓶頸
為什么紡織產(chǎn)業(yè)要轉(zhuǎn)型升級?如果不轉(zhuǎn)型升級的話,沒辦法走下去。
首先是資源問題。紡織纖維受到了幾大制約。一是全球人口暴增。聯(lián)合國2001年全球人口預(yù)測時,宣布2051年全球人口將達到76億,2009年時數(shù)字修改成92億,2011年又修改成了94億。也就是說,2035年以后,全球的全部耕地只種糧食也不夠地球上所有的人吃,這意味著,除了糧食以外,糧、棉、油、麻、絲、茶、糖、菜、煙、果、藥、雜等其他11個種類的植物不能再種植了。
中國也一樣,我們甚至更快碰到了的制約期。2009年,中國已經(jīng)從糧食出口國變成了糧食進口國。在這個背景下,2009年3月,溫總理在政府工作報告中提出了18億畝更低紅線的概念,也就是說,再過十多年,不僅棉毛絲麻不能利用現(xiàn)在的耕地種植,也更不能利用種糧食的地,只能走新的道路。
其次,關(guān)于加工的人工纖維,木材也受到極大地限制,更重要的是合成纖維,已經(jīng)占到纖維總量的60%了,但是合成纖維的資源用的是石油等化工資源,而聯(lián)合國最近6年里,反復(fù)有關(guān)石油天然氣等資源問題?,F(xiàn)在的結(jié)論是,已經(jīng)勘探到的石油天然氣的總量,再加兩倍計算,2050年會全球枯竭。換句話說,以后我們不能再用石油和天然氣原料做合成纖維了。
在這種嚴重制約資源的情況下,紡織產(chǎn)業(yè)纖維的出路是什么?只有兩條。
第一條,盡量開發(fā)利用可以再生的,可以降解的,可以循環(huán)的,對環(huán)境友好的生物質(zhì)資源。這是經(jīng)過反復(fù)討論,并經(jīng)過中央決定的一個重要措施。利用再生材料,只能是生物質(zhì)資源。天然資源,想辦法利用鹽堿地、山坡地等種植;再生纖維和合成纖維,盡量利用像農(nóng)廢產(chǎn)品里面的許多生物質(zhì)資源,經(jīng)過生物化工技術(shù)的加工后,把它們變成纖維資源。紡織協(xié)會已經(jīng)利用了甘蔗渣、桑條等進行了加工。另外,我們還可以利用麻稈、棉花稈、玉米稈,利用這些東西可以直接提取纖維素,制作棉膠纖維;也可以利用生物化工的方法,像現(xiàn)在玉米稈生產(chǎn)乙二醇、丙二醇、丁二醇等。長春已經(jīng)建立了一個年產(chǎn)300噸的企業(yè),由玉米稈生產(chǎn)出乙二醇、丙二醇、丁二醇,同時還和清華大學(xué)合作,直接用玉米稈制作鄰苯二甲酸,作為滌纖維生產(chǎn)的材料。
第二條,更為重要的資源,是廢舊紡織品的再生利用。
現(xiàn)在全球紡織品的廢棄量遠遠超過了3000萬噸。這指的是纖維量,并不包括紐扣、拉鏈等。這部分能否得到合理利用,是當前必須關(guān)注的重要問題。世界上,這方面已經(jīng)有了很多發(fā)展,尤其是經(jīng)濟發(fā)達的國家,特別是經(jīng)濟發(fā)達的前紡織大國,如美國法國等。
美國于2010年正式通過法律,只要是利用廢舊紡織品再生循環(huán)利用加工出來的紡織品,特別是服裝,可以直接掛吊牌標記這是廢舊纖維循環(huán)利用的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品比用新纖維制作的產(chǎn)品性能有時要低10%,但是要教育全國人民為了保護地球愛護環(huán)境,應(yīng)該多花錢買這些服裝。只要掛這個吊牌的,大多比同類新纖維的產(chǎn)品貴10%。
2011年,法國國會也正式通過了決議,允許再生紡織品更貴,要求人民去支持充分利用再生資源。
我們在這方面研究了有幾年,但是進展緩慢,非常艱難??峙挛覀冞€要經(jīng)過一段宣傳教育的過程,使消費者能接受。
廢舊紡織品利用的出路
廢舊紡織品再生利用的出路是非常廣泛的,因為紡織品包括服裝在內(nèi),廢棄之后,再生利用,還是原來的分子,重新利用很好做。
相當一部分的服裝,應(yīng)該是可以利用再生紡織原料生產(chǎn)的,包括目前把服裝廠加工下來的邊角料,直接再變成紡織原料,這個過程已經(jīng)走到了比較順利的渠道中。既然是服裝廠,自己用過的布原料,分得很清楚,純棉的就是純棉的,滌綸混紡的就是滌綸混紡的,錦綸的就是錦綸的,不會混在一起。其次,這部分是沒有穿過用過的,不會有特殊的細菌,不用再消毒;沒有用過,也不會有臟東西,不用特別地清洗,成品布也不會有漿,以上這些因素決定了這個原料可以直接利用,不會產(chǎn)生復(fù)雜的問題。直接可以紡紗織布,既可以做衣服,也可以做家用、產(chǎn)業(yè)用的紡織品。
產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中,建筑上的保溫隔寒,冬天保溫夏天隔熱,現(xiàn)在所有的新建筑都要加上保溫層的,相當一部分也可以利用廢舊紡織品來替代,只需加上相應(yīng)的阻燃處理之后就可以了。另外,高速公路、高鐵經(jīng)過居民區(qū)時兩邊的隔音層,利用廢舊紡織品做成的原料制造,技術(shù)已比較成熟。
在世界紡織機器展覽會上,你會發(fā)現(xiàn)日本的展臺上,可以用廢舊紡織品原料直接加工成氈,最薄35毫米,最厚的可以做到160毫米,一次成氈,很方便。這方面可以利用的領(lǐng)域很廣,既可以用到家用建筑上面,也可以用到社會工程上面。還可以做成衛(wèi)生用品、尿不濕等等,但是這方面,對于防止細菌、病毒要特別關(guān)注。同時汽車的坐墊、內(nèi)部裝飾,已經(jīng)可以允許大量使用廢舊紡織品原料加工物。世界上幾個大的汽車公司,包括奔馳,已經(jīng)要全部使用廢舊紡織品的再生原料進行加工。
農(nóng)用也可以用廢舊紡織品原料,用得最多的是大棚的保溫。因為這個東西,只需要保溫,不用顧忌顏色、花樣,這方面已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注并加以應(yīng)用。有些果實的保護,同樣可以用剩紡織材料來進行。除此以外,包括服裝里用的東西也可以用剩紡織材料,比如衣服里的合成革。
現(xiàn)在一些再生利用工廠收到的材料很大一部分是聚酯瓶子,熔融之后可以做成新原料。但是這在中國還需要一個過程,因為江蘇、浙江利用聚酯瓶子做的滌綸絲,絕大多數(shù)用的瓶子都是美國進口的,美國的瓶子瓶蓋都是卸掉的,上面貼的紙都揭掉的,并且每一批來的瓶子都是一個型號的,一種顏色、一種品種、一個型號的進行分解,較為方便,現(xiàn)在我國回收的瓶子進行分解還有一些過程。
還有其他很多的特殊產(chǎn)品,如醫(yī)院里面醫(yī)用的廢紡織品,這部分規(guī)定統(tǒng)統(tǒng)要到垃圾焚燒廠焚燒。因為這里面可能帶有細菌病毒,要另外處理,不準亂回收利用。
未來的工作
首先我們需要關(guān)注的是,對于一般紡織品,尤其是衣服等,回收后能否保證沒有病毒和病菌。按照規(guī)定,回收衣服必須嚴格消毒,不能變成傳染源,影響社會穩(wěn)定。
紡織原料可能會引起流行病是有歷史教訓(xùn)的,是和山羊和綿羊里帶的布魯斯氏桿菌以及炭疽桿菌有關(guān)。從1940年到1949年不完全統(tǒng)計的數(shù)據(jù)表明,中國每一年羊毛的運輸加工使用,造成布魯斯氏桿菌和炭疽桿菌引起人死亡人數(shù)每年達到30萬到40萬。從1963年開始,紡織工業(yè)部主導(dǎo)下開始建立專門的毛包消毒。
直到1983年,中國才完全消滅炭疽桿菌和布魯斯氏桿菌。但是現(xiàn)在依舊不能掉以輕心,2011年12月,美國駱駝絨和山羊絨協(xié)會會長給我們來了一封信,提到阿富汗發(fā)生了炭疽桿菌流行。所以,我們必須關(guān)注病毒和病菌問題,嚴格消毒。
消毒成本很高,加上相關(guān)檢測,成本更高。這部分也是我們要關(guān)注的事實。
記者:生物技術(shù)領(lǐng)域是最具活力的高科技領(lǐng)域。 從20世紀70年代,以DNA重組技術(shù)成功為標志的生物技術(shù)誕生后,生物技術(shù)不斷被應(yīng)用到健康、植物及環(huán)境等領(lǐng)域。我國作為人口眾多的發(fā)展中大國,是一個對生物技術(shù)產(chǎn)品有著多種潛在需求的巨大市場,市場前景非常廣闊,我國目前生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景如何?
王宏廣:經(jīng)過近20多年的快速發(fā)展,我國生物技術(shù)正在實現(xiàn)從跟蹤仿制到自主創(chuàng)新,從實驗室探索到產(chǎn)業(yè)化,從單項技術(shù)突破到整體協(xié)調(diào)發(fā)展的根本性轉(zhuǎn)變??傮w水平在發(fā)展中國家中居于領(lǐng)先地位,少數(shù)領(lǐng)域已經(jīng)進入國際先進行列。
生物技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕化工、環(huán)保、能源等重要領(lǐng)域,對提高人民健康水平,提高農(nóng)牧業(yè)和工業(yè)產(chǎn)量與質(zhì)量,改善環(huán)境正發(fā)揮著越來越重要的作用,孕育著巨大的經(jīng)濟潛力。中國被公認為是全球最大的生物產(chǎn)品潛在市場,具有集中力量辦大事的制度優(yōu)勢,也有資源、人才和潛在市場的等優(yōu)勢。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國擁有動植物、微生物約26萬種,是生物資源最豐富的國家之一。在20世紀的最后20年里,我國生物產(chǎn)業(yè)迅速崛起,涉及現(xiàn)代生物技術(shù)的企業(yè)約500家,從業(yè)人員近5萬人,其中涉及醫(yī)藥生物技術(shù)的企業(yè)300多家,涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的200多家。北京、上海、廣州、深圳等地已建立及正在籌建中的生物技術(shù)園區(qū)20多個。改革開放以來,我國相繼開展了分子遺傳學(xué)、基因工程、細胞融合、酶工程等新學(xué)科新技術(shù)的研究。據(jù)不完全統(tǒng)計,去年我國用于這一領(lǐng)域的研發(fā)投入較之1999年增加了3倍。目前分布在全國各地的299家科技園區(qū)中,有100多個均有生物技術(shù)研發(fā)的項目。我國未來5-10年,生物技術(shù)發(fā)展的重點領(lǐng)域是基礎(chǔ)生物學(xué)、醫(yī)藥生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、環(huán)境生物技術(shù)、生物多樣性、生物安全等。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生物技術(shù)緊隨信息技術(shù)之后,掀起了科技發(fā)展的新,成為社會發(fā)展的發(fā)動機。有預(yù)測認為,到2020年我國生物產(chǎn)業(yè)的市場總額將達2萬億人民幣,有望成為支柱產(chǎn)業(yè)。
記者:我國生物技術(shù)研發(fā)水平在發(fā)展中國家中居于領(lǐng)先地位,少數(shù)領(lǐng)域已經(jīng)進入國際先進行列,那么,其產(chǎn)業(yè)化程度如何,是否同樣處于領(lǐng)先水平?
王宏廣:需要澄清一個概念,人們通常認為的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè),多數(shù)是指現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè),也就是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè),這一產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起,總體規(guī)模還不大,而傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)為經(jīng)濟發(fā)展、人民健康、社會進步做出了巨大貢獻。從這個意義上說,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)并不是一個完全新興的產(chǎn)業(yè),它是一個既傳統(tǒng)又年輕的產(chǎn)業(yè)。
說他傳統(tǒng),是因為生物技術(shù)已經(jīng)過一個漫長的發(fā)展過程,在這一過程中,許多生物技術(shù)已發(fā)展成熟,融入到我們的日常生活中,使得我們?nèi)菀住耙暥灰姟?,如疫苗、抗生素、維生素、啤酒、味精、醬油、醋等都是生物技術(shù)產(chǎn)品。如今,傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)在我國早已成為一個具有4000多億元產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè)。說他年輕,是因為近一、二十年來,現(xiàn)代生物技術(shù)與信息技術(shù)的結(jié)合,使人類在基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程等方面取得了新的突破,從而展現(xiàn)了醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)生革命性變化的前景。
總體來說,我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模,而且發(fā)展迅速。2005年我國生物產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)工業(yè)增加什已達2000億元人民幣(包括傳統(tǒng)生物產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)),其中現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值達600多億元,已擁有生物技術(shù)企業(yè)270家,共批準了30多種基因工程藥物和疫苗;農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展也帶來了巨額的經(jīng)濟效益,僅轉(zhuǎn)基因抗蟲棉每年為農(nóng)民至少增收50多億元;工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品中僅氨基酸的年銷售額已逾100億元,發(fā)酵有機酸以檸檬酸產(chǎn)業(yè)為主,其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/3,出口量一直居世界第一;天然藥物的市場容量近400億元;保健品等生物產(chǎn)品市場前景非常廣闊;其他如生物能源、生物材料、組織器官工程等都將給人類的生活帶來巨大的變化,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。特別是組織器官工程、基因組研究和后基因組研究等新興領(lǐng)域,目前大多還處于研究階段,產(chǎn)業(yè)化的程度還不是很高,沒有表現(xiàn)出巨大的經(jīng)濟效益,但是由這些技術(shù)所帶來的變化,將徹底改變?nèi)祟惿鐣纳詈蜕娣绞剑N含著巨大的經(jīng)濟效益,具有廣闊的發(fā)展前景。
應(yīng)該說,我國生物產(chǎn)業(yè)總體上與發(fā)達國家有很大差距,技術(shù)產(chǎn)業(yè)化程度、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等與發(fā)達國家間存在較大差距,但在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及干細胞等生物科學(xué)前沿領(lǐng)域,我國有著較強研究能力,為生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。我們預(yù)計到2010年,我國生物技術(shù)研究開發(fā)水平達到或接近國際先進水平,在若干重要領(lǐng)域達到國際領(lǐng)先水平,生物產(chǎn)業(yè)工業(yè)增加值將達到4000億元以上;到2020年,力爭進入生物技術(shù)強國行列,生物產(chǎn)業(yè)增加值達到2萬億元。
加速發(fā)展,我國生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)有望用15-20年的時間內(nèi)躋身世界前列。
記者:我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)成就十分顯著,特別是我國首創(chuàng)的雜交水稻技術(shù)已經(jīng)推廣到20多個國家,累計增產(chǎn)糧食3500多億公斤,在此基礎(chǔ)上,我國的超級雜交稻研究又取得了新的突破,每公頃產(chǎn)量突破了12噸,國際上提出的超級稻指標首先在我國實現(xiàn)。是不是可以說,農(nóng)業(yè)生物技術(shù)推動第二次“綠色革命”提供了技術(shù)可能?
王宏廣:農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將推動第二次“綠色革命”我提出已經(jīng)五年了,并且專門請教了第一次“綠色革命”之父諾曼布勒格等五位諾貝爾獎獲得者。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將創(chuàng)造動植物新品種,創(chuàng)造新肥料(生物肥料)、新農(nóng)藥(生物農(nóng)藥)、新地膜(可降解地膜)、新食品與飼料添加劑,全面提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力,推動第二次綠色革命。第二次綠色革命將比第一次綠色革命對農(nóng)業(yè)的推動力更大,影響面更廣,作用時間更長,效果更持久。
全球轉(zhuǎn)基因植物的應(yīng)用面積在生物安全的激烈爭論中迅速發(fā)展,而各國對轉(zhuǎn)基因植物研究的支持力度從來就沒有減少過。據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)機構(gòu)(ISAAA)的統(tǒng)計,2005年全球近20個國家種植轉(zhuǎn)基因作物,種植面積已經(jīng)超過1.2億公頃,近9年增長了50倍。我國轉(zhuǎn)基因棉花已經(jīng)占棉花種植面積的64%,每年可為農(nóng)民增收70多億元。轉(zhuǎn)基因水稻、玉米的研究工作已經(jīng)完成,具備了產(chǎn)業(yè)化的條件。轉(zhuǎn)基因大豆、油菜、草、林木的研究也取得了重要進展。400多個農(nóng)作物品種進入了安全性評價階段。我國有15億畝不能很好利用的鹽堿地,大力發(fā)展抗鹽堿的植物,至少可增加1億畝耕地,種植纖維、能源等植物,能夠有效地減輕能源、木材短缺的壓力。
另外,胚胎移植技術(shù)、克隆技術(shù)的應(yīng)用將加速動物品種的更新?lián)Q代,培育出超級豬、轉(zhuǎn)基因魚、高產(chǎn)奶牛等新品種。我國生物肥料、生物農(nóng)藥不斷取得突破,已經(jīng)進入邊研究邊產(chǎn)業(yè)化階段,能夠部分替代化學(xué)肥料和化學(xué)農(nóng)藥,不僅能減少環(huán)境與食物污染,而且能降低生產(chǎn)成本,增加農(nóng)民收入。
可降解生物地膜的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟,在石油價格高位運行的情況下,完全可以替代化學(xué)塑料,不但能從根本上解決農(nóng)田“白色”污染問題,而且能夠大量節(jié)約進口地膜原料的費用。
記者:在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,我國生物醫(yī)藥正在成為新的經(jīng)濟增長點,生物醫(yī)藥技術(shù)將推動第四次醫(yī)學(xué)革命,人均壽命將進一步提高,可能使人人都變成壽星,生活質(zhì)量也進一步提高,它為醫(yī)藥生物技術(shù)為提高人民健康水平發(fā)揮了重要作用。
王宏廣:是的,醫(yī)藥生物技術(shù)將從疾病預(yù)防、疾病診斷、藥物研制、生物治療、器官移植等方面,推進第四次醫(yī)學(xué)科技革命,全面提高人民健康水平,延長人類壽命。
我國是世界上疫苗生產(chǎn)與使用量最多的國家,人均壽命已經(jīng)從1949年的37歲提高到2003年的72.8歲,疫苗在預(yù)防重大傳染病,增加平均壽命中發(fā)揮了不可替代的重要作用。目前,我國預(yù)防瘧疾、霍亂等疾病的疫苗已經(jīng)進入應(yīng)用階段,SARS疫苗、預(yù)防性艾滋病疫苗、治療性乙肝疫苗等已進入臨床研究階段,疫苗的研制與應(yīng)用將大幅度提高對重大傳染性疾病的預(yù)防能力。
我國生物藥研發(fā)與制造能力大幅度提高,正在形成化學(xué)藥、中藥、生物藥三足鼎立的藥物新格局。全球已能生產(chǎn)針對200多種疾病的500多種生物藥物,使3.25億人受益,近700個生物藥正在臨床試驗階段。截至2005年底,我國已經(jīng)生產(chǎn)使用30多種生物藥,還有150余種生物藥已經(jīng)進入臨床試驗階段,其中一類新藥占1/3左右。生物制藥正在成為新興產(chǎn)業(yè)。
目前,世界上已經(jīng)有骨、軟骨、皮膚、肌腱等近20種組織(器官)工程產(chǎn)品進入臨床試驗或應(yīng)用階段,基因治療、細胞治療將使一些疑難病、遺傳病得到根除,生物芯片、基因診斷、免疫診斷等高新技術(shù)將帶來病原檢測與疾病診斷技術(shù)的革命性變化。以再生醫(yī)學(xué)、基因治療為代表的第四次醫(yī)學(xué)革命逐步形成。
記者:有人說,生物能源的興起,會使生物柴油逐步取代石油,生物技術(shù)在緩解能源短缺形勢方面有著不可估量的作用。
王宏廣:的確,全球生物質(zhì)能的儲量為18000億噸,相當于640億噸石油。我國生物質(zhì)能至少有相當于3個大慶的能源產(chǎn)出量。發(fā)展生物質(zhì)能,有效利用部分生物質(zhì)能,至少能夠形成1個"綠色大慶",有效地緩解能源短缺的壓力。利用荒地、南方草地、鹽堿地等發(fā)展生物質(zhì)能,不會與人爭糧、與糧爭地。目前,我國利用以陳化糧、高粱、甘蔗、甘薯生產(chǎn)燃料酒精的技術(shù)已基本成熟,在石油價格45美元以上時,已經(jīng)能夠做到不需要國家補貼,只要在稅收政策上給予支持,就能進行規(guī)?;a(chǎn)。我國生物柴油生產(chǎn)工藝也已取得重大突破,生產(chǎn)成本明顯下降,有望在近期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,而國外燃料酒精、生物柴油已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化階段。在當前石油價格高位運行的情況,我國石油資源短缺的形勢下,發(fā)展生物質(zhì)能已經(jīng)是一個戰(zhàn)略的選擇。
記者:世紀之交網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟全面崛起,其中一個重要的原因就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的革命性變化,生物技術(shù)也會帶來傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的變化嗎?或者說,把基因、細胞、蛋白質(zhì)等與農(nóng)業(yè)聯(lián)系起來很自然,把這些名詞與工業(yè)聯(lián)系起來卻比較難,您能談?wù)勆锛夹g(shù)對工業(yè)的影響嗎?
王宏廣:我國已經(jīng)進入高速工業(yè)化的階段,已經(jīng)成為世界重要的制造業(yè)基地,但是資源過度消耗,大量廢物、廢水、廢氣的排放,導(dǎo)致越來越嚴重的資源與環(huán)境問題,必須轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,利用現(xiàn)代工業(yè)生物技術(shù),能夠有效地改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提高經(jīng)濟效益,減少環(huán)境污染。
工業(yè)生物技術(shù)將推動化學(xué)工業(yè)的第三次技術(shù)革命。一是利用生物催化替代化學(xué)催化,將使紡織、造紙、皮革、化工等領(lǐng)域大幅度減少化學(xué)廢物產(chǎn)出量、提高產(chǎn)品純度,走出一條低資源消耗、低污染物排放、高效益的新型工業(yè)化道路?;瘜W(xué)工業(yè)中將廣泛使用生物催化劑,可以進一步提高效益,大幅度減少廢物產(chǎn)出量、提高產(chǎn)品純度;紡織工業(yè)中采用生物技術(shù),可減少紡織品在染色和修整過程中毒性副產(chǎn)物的產(chǎn)生;造紙工業(yè)中采用生物工藝,可顯著降低制備紙漿過程中毒性副產(chǎn)物的排出量。二是用生物質(zhì)為原料替代部分化石原料,可改變化學(xué)工業(yè)對石油產(chǎn)品的依賴。我國化工材料的市場需求額高達5000多億元以上,發(fā)展生物化工能夠形成千億元的生物化工產(chǎn)業(yè)。還可以利用玉米和大豆等生產(chǎn)"綠色塑料",減少石油用量。三是利用生物技術(shù)可以研發(fā)新型食品添加劑、保鮮劑,進一步提高食品的質(zhì)量。而發(fā)展功能食品,加速第四代食品產(chǎn)業(yè)的形成,創(chuàng)造新的就業(yè)機會;飼料生物技術(shù)產(chǎn)品將逐步替代傳統(tǒng)的添加劑,加速飼料工業(yè)與發(fā)達國家飼料標準的接軌。
生物資源的深度開發(fā)還將培育一批新的生物產(chǎn)業(yè)。一是培育具有特殊用途的植物,如纖維植物、油脂植物等新品種,為工業(yè)、精細化工提供重要的原料和制劑等;二是大規(guī)模篩選和提取微生物活性物質(zhì)。研制100種以上抗腫瘤、抗真菌、抗病毒、酶抑制劑,新型人用、畜用和農(nóng)用抗菌素等微生物藥物,開發(fā)和生產(chǎn)治療及診斷類生物制品,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
海洋生物產(chǎn)業(yè)逐步興起,促進海洋經(jīng)濟的發(fā)展。一是發(fā)展海洋藥物,形成一批海洋藥物及保健品;二是從海洋生物中克隆一批重要的功能基因;三是海洋生物材料、海洋生物酶的研究與應(yīng)用。
記者:美國著名未來學(xué)家保羅先生預(yù)言:“推動社會發(fā)展的代表科學(xué)將由信息科學(xué)轉(zhuǎn)為生物科學(xué)?!?顯然,21世紀是生物技術(shù)、生物經(jīng)濟的世紀,如果誰擁有生物經(jīng)濟的優(yōu)勢,誰就擁有綜合國力的優(yōu)勢,生物經(jīng)濟已經(jīng)成為新的經(jīng)濟增長點。是否可以說, 以生物經(jīng)濟為主體的第四次浪潮,將像以往三次浪潮一樣,對經(jīng)濟發(fā)展和人類進步產(chǎn)生巨大的推動作用?
王宏廣: 進入21世紀以來,科學(xué)技術(shù)日新月異,信息技術(shù)方興未艾,新材料、新能源、航空航天技術(shù)等高新技術(shù)不斷取得重大突破,而生命科學(xué)、生物技術(shù)則以更加迅猛的速度發(fā)展,以生物技術(shù)為主導(dǎo)的新科技革命正在加速形成,生物經(jīng)濟已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟之后的一個新的經(jīng)濟增長點,生物經(jīng)濟正在推動第四次產(chǎn)業(yè)革命浪潮的加速形成,對經(jīng)濟發(fā)展和人類進步產(chǎn)生巨大的推動作用 ,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
一是形成新的經(jīng)濟生長點,使經(jīng)濟發(fā)展上一個新臺階。人類在食物、住宅、汽車等基本需求滿足之后,進一步的追求必然是健康、環(huán)境,以及精神享受。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)正是順應(yīng)了這一歷史潮流,將促進健康產(chǎn)業(yè)、環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)、綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展,大幅度促進經(jīng)濟增長。
二是推動醫(yī)學(xué)史上的第四次革命,提高人類健康水平?,F(xiàn)代生物技術(shù)使疾病診斷、治療和預(yù)防手段產(chǎn)生革命性的變化,使醫(yī)療技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍,使人類更健康、更長壽。生物技術(shù)將推進自公共衛(wèi)生制度建立、與麻醉術(shù)、疫苗和抗生素應(yīng)用之后的醫(yī)學(xué)史上的第四次技術(shù)革命。
三是推動第二次綠色革命,改善人類膳食水平。轉(zhuǎn)基因技術(shù)、組織培養(yǎng)技術(shù)、動物胚胎移植與克隆技術(shù),以及生物肥料、生物農(nóng)藥、新型飼料添加劑的應(yīng)用,將大幅度地減少化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)肥料對農(nóng)田、環(huán)境污染,推動種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)變革。
四是創(chuàng)造新的生物品種,改善生態(tài)環(huán)境。植物抗旱、抗鹽基因的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,將有可能有效改變10億畝干旱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,使5億畝不毛之地、鹽堿地變?yōu)榱继?。用于廢氣、廢水、廢渣處理的基因工程極端微生物的應(yīng)用,可降解生物塑料產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣,將會解決工業(yè)排放、白色垃圾等環(huán)保難題,有效改善生態(tài)環(huán)境。
五是發(fā)展綠色能源,緩解能源短缺壓力。全球生物質(zhì)能量的儲量為18000億噸,相當于640億噸石油。生物能源將會使作物秸稈等廢棄的有機物成為能源,緩解化石能源不足的危機,為石油短缺國家解決能源危機問題找到一個較為經(jīng)濟的途徑。利用“綠金”代替“黑金”,開發(fā)生物乙醇、生物柴油、生物發(fā)電、生物氫等生物質(zhì)能將部分替代日漸枯竭的化石燃料,已經(jīng)成為許多國家的能源戰(zhàn)略。
六是沖擊傳統(tǒng)倫理觀念?;蛏矸葑C將個人的病癥、性格等方面的信息貯存在身份證上,必然會影響人的隱私權(quán)。干細胞、組織工程、器官移植技術(shù)的應(yīng)用,將對人傳統(tǒng)倫理觀念產(chǎn)生強烈沖擊。
七是生物安全將成為保障國家安全的關(guān)鍵。必須認識到生物技術(shù)是一柄雙刃劍。SARS之后,越來越多的人認識到,生物戰(zhàn)將徹底改變傳統(tǒng)戰(zhàn)爭的方式與后果,沒有對生物戰(zhàn)劑、生物恐怖的防御與應(yīng)對能力,就不能從根本上保障國家安全。
生物技術(shù):
生物技術(shù)是對經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展和人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大帶動作用的高新技術(shù)。生物技術(shù)的本質(zhì)是獲得、理解和使用包含在生活性生物體遺傳材料里的信息,使其具有生產(chǎn)價值。從這一意義上說,生物技術(shù)包括遺傳控制特性信息的發(fā)現(xiàn)和使用,并結(jié)合當前的技術(shù)能力來改變這些特性的表現(xiàn)形式,或培育出某些特性被增強的生物體,以減少自然環(huán)境對人類的限制。根據(jù)目前生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,通??煞譃閭鹘y(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程,其中基因工程技術(shù)是核心。
生物產(chǎn)業(yè):
生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)包括傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)?,F(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)包括基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程?,F(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)主要是醫(yī)藥生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、工業(yè)生物技術(shù),如天然藥物、保健品、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物能源、生物材料和組織器官工程等。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將最終解決世界人口、糧食、環(huán)境、健康、能源和海洋等影響二十一世紀人類生存的重大問題。
生物經(jīng)濟:
生物經(jīng)濟是以生命科學(xué)與生物技術(shù)研究開發(fā)與應(yīng)用為基礎(chǔ)的、建立在生物技術(shù)產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)之上的經(jīng)濟,是一個與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟、信息經(jīng)濟相對應(yīng)的新的經(jīng)濟形態(tài)。
中國生物技術(shù)發(fā)展中心簡介:
中國生物技術(shù)發(fā)展中心是1983年11月3日經(jīng)國務(wù)院批準成立的機構(gòu),直屬國家科學(xué)技術(shù)部。
[關(guān)鍵詞] 生物柴油;可再生;社會效益;環(huán)境效益;經(jīng)濟效益
[中圖分類號] [文獻標識碼] A
隨著河南經(jīng)濟的發(fā)展,人口的增長和人民生活水平的提高,能源短缺、溫室效應(yīng)、環(huán)境污染等問題不斷出現(xiàn),河南迫切需要發(fā)展清潔、多元化能源體系,特別是可再生能源的開發(fā)與利用。而生物柴油是繼燃料乙醇后第二個可以得到大規(guī)模推廣應(yīng)用的清潔的可再生能源產(chǎn)品。大力發(fā)展生物柴油不僅是緩解河南能源壓力的重大戰(zhàn)略措施之一,還可促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展,有利于調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),增加農(nóng)民收入,更有益于保護生態(tài)環(huán)境。大力發(fā)展生物柴油還可推動省內(nèi)汽車行業(yè)、醫(yī)藥、食品、化工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,達到“以點帶面”的功效。
1 概述
1.1 生物柴油定義
生物柴油俗稱陽光燃料,是一種長鏈脂肪酸單烷基脂,是以動植物油脂、各種廢棄油脂及微生物油脂等為原料,與短鏈醇(如甲醇、乙醇)經(jīng)過轉(zhuǎn)脂反應(yīng)制備獲取,是一種含氧清潔燃料。生物柴油這一概念最早由德國工程師Dr.Rudolf Diesel于1985年提出,是指利用各種動植物油脂為原料,與甲醇或乙醇等醇類物質(zhì)經(jīng)過交酯化反應(yīng)改性,使其最終變成可供內(nèi)燃機使用的一種燃料。
1.2 生物柴油的優(yōu)勢
與石化柴油相比,生物柴油具有以下無法比擬的優(yōu)勢。
1.2.1 具有優(yōu)良的環(huán)保特性。由于生物柴油中硫含量很低,使得二氧化硫和硫化物的排放降低,比石化柴油減少約30%(有催化劑時為70%);生物柴油中不含對環(huán)境造成污染的芳香族烷烴,因而廢氣對人體損害低于石化柴油。檢測表明與石化柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空氣毒性,降低94%的患癌率,生物柴油含氧量高,燃燒時排放的煙少。此外,生物柴油的生物降解性高,在自然條件下很快被微生物降解。
1.2.2 具有較好的低溫發(fā)動機啟動性能,無需添加劑,冷濾點可達20 ℃。
1.2.3 較好的性能,延長發(fā)動機的使用壽命。發(fā)動機的壽命與油品的腐蝕性有很大的關(guān)系,油品的硫含量對發(fā)動機的壽命影響很大,生物柴油的含硫量極微,使用生物柴油,柴油機的壽命會得到更好的保障。此外,生物柴油優(yōu)秀的性能使噴油泵、發(fā)動機缸體和連桿的磨損率大大降低,延長使用壽命。
1.2.4 具有較好的安全性能。閃點是衡量生物柴油在運輸、儲存和使用過程中的安全性的重要指標。生物柴油的碳鏈的平均長度比石化柴油長,閃點一般在100 ℃以上。由于閃點高,在運輸、儲存和使用過程中安全性比較高。
1.2.5 具有良好的燃燒性能。十六烷值是衡量柴油點火性能、影響柴油燃燒特性的參數(shù)。生物柴油燃燒性好,燃燒殘留物呈微酸性,可使催化劑和發(fā)動機機油的使用壽命延長。
1.2.6 具有可再生性,可作為石油產(chǎn)品的替代品。生物柴油與石油、煤等礦物能源不同,生物柴油的生產(chǎn)、加工、消費是一個有機的循環(huán)過程。生物柴油的原料植物通過光合作用能把太陽能轉(zhuǎn)化為生物能儲存起來,通過加工制成生物柴油,生物柴油經(jīng)過人的使用,其中的碳以二氧化碳的形式回到大氣中去,作為下次光合作用的原料。生物柴油的可再生性可以解決一些化石能源枯竭而引起的能源危機,保證能源安全。
1.2.7 兼容性、調(diào)和性好。無需改動柴油機,便可直接添加使用,且生物柴油以一定比例與石化柴油調(diào)和使用,可降低油耗,提高柴油機的動力性能,并大大降低尾氣的排放量,同時無需增加儲存設(shè)備及對人員進行特殊技術(shù)訓(xùn)練。
1.2.8 含水量高。有助于降低燃料的黏度,提高穩(wěn)定性。
2 發(fā)展生物柴油帶來的社會效益
2.1 緩解河南省一部分能源壓力
從《河南省能源中長期發(fā)展規(guī)劃(2012―2030年)》可知“今后一段時期是河南省加快建設(shè)中原經(jīng)濟區(qū)、全面建成小康社會、實現(xiàn)中原崛起河南振興,為21世紀中葉與全國同步基本實現(xiàn)現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ)的關(guān)鍵時期,但河南省仍將處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加快發(fā)展階段,能源需求持續(xù)增長,能源供應(yīng)保障任務(wù)更加艱巨,常規(guī)油氣資源趨于枯竭,省內(nèi)化石能源產(chǎn)能提升難度較大,煤炭、石油、天然氣調(diào)入量逐年增加,對省外能源依存度持續(xù)攀升。資源約束日益加劇推動能源價格總體持續(xù)上升,河南省經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次總體不高,對能源價格承受力較低,保障能源供應(yīng)面臨更大困難”。發(fā)展立足于河南省原料大規(guī)模生產(chǎn)替代液體燃料―生物柴油,能緩解河南省的一部分的能源壓力,對河南省經(jīng)濟發(fā)展也具有重要的戰(zhàn)略意義。
2.2 調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),促進油料林業(yè)發(fā)展
河南省糧食生產(chǎn)能力過剩,而將糧食轉(zhuǎn)化成生物能源的效率和效益較低,河南省可以通過調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),將一小部分及不適宜種植糧食的荒山、荒坡及水土流失和沙化嚴重的地方發(fā)展成生物柴油的原料基地,種植油料作物。發(fā)展生物柴油可以改變單一的“農(nóng)產(chǎn)品―加工―食品”模式,開辟“農(nóng)產(chǎn)品―加工―工業(yè)品”的發(fā)展新模式,所得油品可以減輕河南省油品需求的壓力,也可以緩解農(nóng)民“賣糧難”“賣果難”的問題。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和石油資源的日益枯竭,市場對生物柴油的要求量會越來越大,不會存在產(chǎn)品沒有銷路的問題,另外發(fā)展生物柴油必將刺激油料林業(yè)的發(fā)展,也防止了水土流失和沙化現(xiàn)象。
2.3 轉(zhuǎn)化餐飲廢油,保障人民身體健康
河南省人口較多,每年消耗大量的植物油,各城市餐飲業(yè)產(chǎn)生很多地溝油,許多不法商人從下水道和泔水中提取垃圾油并當做食用油銷售,這種垃圾油很不衛(wèi)生,過氧化值、酸值、水分、細菌嚴重超標,屬非食用油。一旦食用,將會破壞白血球和腸道黏膜,引起食物中毒,甚至致癌。為了保障人民身體健康及保護環(huán)境不受污染,我國不少城市已經(jīng)利用垃圾油生產(chǎn)生物柴油,山東濰坊金鑫達生物化工有限公司利用自主研發(fā)的生物能源技術(shù)以每天濰坊市區(qū)內(nèi)200噸剩飯剩菜和150噸地溝油為原料,每年生產(chǎn)生物柴油4萬多噸,這些剩飯剩菜生產(chǎn)完生物柴油還可以用于沼氣發(fā)電,沼渣還能生產(chǎn)成無公害生物肥,實現(xiàn)了整個餐廚廢棄物的全部資源化利用。因此,河南省應(yīng)大量收集餐飲費油用于生產(chǎn)生物柴油,變廢為寶,保障人民身體健康。
2.2 發(fā)展生物柴油帶來的環(huán)境效益
生物柴油是以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的可再生能源,發(fā)展生物柴油帶來的環(huán)境效益體現(xiàn)在生產(chǎn)過程、燃燒過程、運輸過程的各個層面,主要有以下4個方面:
2.2.1 生物柴油來源于再生能源,增加生物柴油的生產(chǎn),可減少石化能源的開采和消耗,從而減少對地球生態(tài)環(huán)境的破壞。
2.2.2 生物柴油硫含量低,其大量生產(chǎn)和使用將減少酸雨形成的環(huán)境災(zāi)害。生物柴油燃燒所排放的二氧化碳遠低于植物生長過程中所吸收的二氧化碳。因此,使用生物柴油會大大降低二氧化碳的排放和溫室氣體的積累,緩解并從根本上解決了溫室效應(yīng),對于保護自然環(huán)境,維護生態(tài)平衡而言,生物柴油是一種可再生的綠色環(huán)保型新能源。
2.2.3 發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè),將增加陸地土地植被覆蓋率,使土地中不適宜種植糧食的荒山、荒坡及水土流失和沙化嚴重的土地也得以利用,對減少水體流失、調(diào)節(jié)大氣環(huán)境氣候等方面具有生態(tài)調(diào)節(jié)功能。
2.2.4 生物柴油不易揮發(fā),很容易生物降解。如生產(chǎn)和使用過程中發(fā)生泄漏,不會污染地面和水體,屬于環(huán)境友好型能源產(chǎn)品。
2.3 發(fā)展生物柴油帶來的經(jīng)濟效益
2.3.1 增加農(nóng)民收入,開辟鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)財源
生物柴油生產(chǎn)是以油料作物為主,因此適合油菜生長地區(qū)可大量種植油菜或其他農(nóng)作物,適合種植樹木果子的地區(qū)可大量種植這些能成為生物柴油生產(chǎn)原料的植物,這無疑會給農(nóng)民增加收入。同時,提高副產(chǎn)品的利用率也會帶給農(nóng)民可觀的收入。如榨油時產(chǎn)生的油渣、棉花種植產(chǎn)生的棉籽、修剪茶樹被剪掉的茶籽等。這些原料以往產(chǎn)生很小的經(jīng)濟效益,同時還有植物原料能量密度低、收集和運輸成本高、生產(chǎn)規(guī)模不可能很大、回收分散的餐飲廢油等問題。因此,鄉(xiāng)鎮(zhèn)民營企業(yè)機制靈活,很適合從事這項產(chǎn)業(yè)。他們可以收集原料榨出油后送往生物柴油廠,可以降低運輸原料成本。由此可見,生物柴油產(chǎn)業(yè)將為河南省鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)開辟廣闊的財源。
2.3.2 增加更多就業(yè)機會
河南省應(yīng)在不宜種植糧食作物的地區(qū)大面積營建造生物柴油資源林,提供廉價的油原料,榨出的油用于生產(chǎn)生物柴油,必將促進河南省經(jīng)濟的發(fā)展,也帶給人民更多的就業(yè)機會。
2.3.3 生物柴油的高值化使企業(yè)獲利更大
企業(yè)生產(chǎn)出來的生物柴油可直接銷售。生物柴油中的脂肪酸甲酯粗品經(jīng)精制提純后,可用于工業(yè)溶劑、表面活性劑、工業(yè)化學(xué)品、農(nóng)業(yè)化學(xué)品等,而脂肪酸甲酯通過化學(xué)方法或生物方法的加工,可生產(chǎn)鏈烷醇酰胺、甲酯磺酸鹽、脂肪醇等生物基產(chǎn)品的銷售,而且生產(chǎn)生物柴油得到的副產(chǎn)物甘油經(jīng)精制提純后是一種用途廣泛的化學(xué)品,在食品、化妝品、醫(yī)藥、化工、紡織、煙草等領(lǐng)域都有著相當廣泛的應(yīng)用,而且范圍正在不斷延伸和擴展。
3 結(jié)論
生物柴油是典型的“綠色能源”,具有可再生、清潔和安全三大優(yōu)勢。它的顯著特點在于資源和環(huán)境的雙贏,能夠促使社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益和諧統(tǒng)一,被國際可再生能源界譽為最具發(fā)展前景的替代產(chǎn)品。河南省在《河南省中長期發(fā)展規(guī)劃(2012-2030)》中也說“能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),是河南省加快建設(shè)中原經(jīng)濟區(qū)、全面建成小康社會、實現(xiàn)富民強省和現(xiàn)代化的重要保障”,從而我們也可以看出,生物柴油有很多的優(yōu)點,對河南省的人民、環(huán)境、經(jīng)濟都有益處,所以河南應(yīng)大力發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)。
參考文獻:
[1]劉云.生物柴油工藝技術(shù)[J].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011(8).
[2]于鳳文.生物柴油的現(xiàn)狀和發(fā)展方向.能源環(huán)境保護,維普資訊網(wǎng),2003.
[3]生物柴油技術(shù)及工藝流程分析報告,(二)亞太能源科技集團 .
[4]河南省能源中長期發(fā)展規(guī)劃(2012―2030年).
[5]李昌珠,蔣麗娟,程樹棋.生物柴油-綠色能源[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.
[6]張揚建,向偉達.我國生物柴油經(jīng)濟效益與發(fā)展前景分析[J].2009.
[7]王存文.生物柴油制備技術(shù)及實例[J].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.
【關(guān)鍵詞】以人為本;以學(xué)生為中心;教育;作用
傳統(tǒng)填鴨式的教學(xué)模式和應(yīng)試教育逐漸為教育工作者拋棄,而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展又給教育改革開拓了新方向。比如說:通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得遠程教學(xué)成為可能。在現(xiàn)代教育理念的影響下,“以人為本,以學(xué)生為中心,以教師為主導(dǎo)”的教育理念逐漸深入人心,教育事業(yè)迎來了新的發(fā)展方向。
而任務(wù)驅(qū)動教學(xué)、合作教學(xué)、問題教學(xué)、案例教學(xué)等是最為常見的“以人為本,以學(xué)生為中心”的教學(xué)方式,目前已經(jīng)被廣大教育工作者認同,并在教學(xué)活動中運用這些教學(xué)方法,極大的促進了教學(xué)水平的提高,挖掘了學(xué)生的潛能,促進了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。
一、“以人為本,以學(xué)生為中心”有利于提高學(xué)生的積極性和求知欲
傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師為中心,學(xué)生被動接受知識,跟隨著教師的步伐前進,學(xué)生的天性被壓制住了,學(xué)生的學(xué)習積極性低。而“以人為本,以學(xué)生為中心”的教學(xué)方法則可以充分凸顯出學(xué)生在教學(xué)活動中的主體作用,促進學(xué)生自己主動去思考問題,并解決問題。
比如說:在初中物理課堂上開展任務(wù)驅(qū)動教學(xué)。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習特點設(shè)置一個任務(wù),然后將學(xué)生分成若干個小組,小組成員在教師的指導(dǎo)和相互討論下制定一個任務(wù)完成計劃,然后進行分工,在協(xié)同配合下完成任務(wù),并檢查任務(wù)完成的效果,反思做得不到位的地方。在這樣的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)中,學(xué)生的積極性和興趣被調(diào)動起來,積極主動的去探究和摸索未知知識,將課本上的死知識轉(zhuǎn)化成自己的活知識,不斷豐富自己的知識體系,提高科學(xué)文化水平。
通過“以人為本,以學(xué)生為中心”的教學(xué),學(xué)生的主體性得到了體現(xiàn),學(xué)生在教學(xué)活動中有了更多的表現(xiàn)機會,學(xué)生的學(xué)習自主性大大提高了,開始逐漸從“要我學(xué)”走向“我要學(xué)”,教學(xué)效果自然也就逐漸提高了。
二、“以人為本,以學(xué)生為中心”有利于挖掘?qū)W生的潛能
開展“以人文本,以學(xué)生為中心”的教學(xué)可以更好的體現(xiàn)出學(xué)生的各方面能力,教師在指導(dǎo)的過程中認真觀察每個學(xué)生的言行、思維模式、個性等,從而挖掘出每個學(xué)生的潛能,并根據(jù)學(xué)生的特點采取個性化教學(xué),促進學(xué)生潛能的培養(yǎng)和發(fā)展,從而促進學(xué)生的健康成長。
比如說:開展合作教學(xué)。將學(xué)生分成幾個小組,讓學(xué)生利用課外和課堂的時間完成某個課題,教師則觀察每個學(xué)生在開展討論時的言行。在這樣細致的觀察中,教師也許就能發(fā)現(xiàn)某些學(xué)困生的一些潛能,發(fā)現(xiàn)學(xué)困生學(xué)習成績不好的原因,然后再經(jīng)過個性化教學(xué)提高學(xué)困生的學(xué)習自信心,使學(xué)生運用正確的方法來學(xué)習,提高學(xué)習效果。
但是,要挖掘出學(xué)生的潛能要求教師不斷提高素質(zhì),認真研究學(xué)生的心理、生理變化,積極與學(xué)生談心,傾聽學(xué)生的心理訴求,挖掘出每一個學(xué)生的潛能,并促進其全面健康發(fā)展。
三、“以人為本,以學(xué)生為中心”有利于營造出良好的師生關(guān)系
“以人為本,以學(xué)生為中心”充分體現(xiàn)出了教師對學(xué)生的尊重,教師與學(xué)生處于平等的地位,在平時的教學(xué)中多多與學(xué)生進行交流溝通,構(gòu)建出良好的師生關(guān)系。
每個人都有受人尊重的欲望和需求,只有在平等的地位上才能構(gòu)建出良好的師生關(guān)系。所以說,教師應(yīng)改變以往的教學(xué)方法,在教學(xué)活動中充分發(fā)揮出亦師亦友的功能,既成為學(xué)生前進的指明燈,又成為學(xué)生的知心朋友。“以人為本,以學(xué)生為中心”的教學(xué)要求教師盡快轉(zhuǎn)變角色,從學(xué)生的立場出發(fā),為學(xué)生帶來豐富多彩的教學(xué)。比如說,問題教學(xué)。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)一定的情境,并讓學(xué)生帶著問題去看待知識,指導(dǎo)學(xué)生往正確的方向思考,并鼓勵學(xué)生之間的互相交流,營造出輕松活潑的課堂氛圍,進而促進所有學(xué)生都能積極參與到教學(xué)活動中來,提高教學(xué)效果。
四、“以人為本,以學(xué)生為中心”有利于促進學(xué)生身心健康發(fā)展
“以人為本,以學(xué)生為中心”的教學(xué)可以促進學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展,除了科學(xué)文化知識之外,還有心理健康和身體素質(zhì)。比如說:初中生正處于心理、生理成長發(fā)育的階段,他們的心理非常敏感,心靈很脆弱。教師積極分析每一個學(xué)生的心理特點,并在教學(xué)活動中做到不偏不倚,以個人魅力吸引學(xué)生,在教學(xué)活動中宣揚正確的生活方式和態(tài)度,促進學(xué)生形成積極樂觀的生活態(tài)度,促進學(xué)生勞逸結(jié)合。同時,還要有適當?shù)男睦磔o導(dǎo),當發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生出現(xiàn)不對勁情況時,應(yīng)積極與學(xué)生交流溝通,傾聽學(xué)生的問題,并積極為其指引正確的思考方式以及方向,促進學(xué)生的健康成長。
五、結(jié)語
現(xiàn)代教育理念要求教育工作者在教學(xué)活動中貫徹落實“以人為本,以學(xué)生為中心”,根據(jù)學(xué)生的特點開展內(nèi)容豐富、形式多元化的教學(xué),開啟學(xué)生的智力,促進學(xué)生的健康發(fā)展,提高教學(xué)效果。
參考文獻
[1] 彭夢云.談以人為本在輔導(dǎo)員思想政治工作中的作用[J].管理觀察,2011(17).
[2] 李柏村.“非指導(dǎo)性”教學(xué)理論的解讀與啟示[J].昆明冶金高等??茖W(xué)校學(xué)報,2011(4).
《基礎(chǔ)化學(xué)》課程面向的專業(yè)群和崗位群廣泛,涵蓋石油、高分子、制藥和環(huán)境等化工行業(yè)各個方面,高職教育的最終目標是培養(yǎng)化工生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)一線需要的高素質(zhì)高技能人才,因此,在課程改革上,要在對應(yīng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢,對應(yīng)崗位技術(shù)技能人才需求數(shù)量、層次,對應(yīng)從業(yè)人員職業(yè)道德、文化素質(zhì)、職業(yè)能力、社會能力、身心健康、職業(yè)資格證書等方面進行調(diào)研,從而使人才培養(yǎng)數(shù)量、層次、質(zhì)量與行業(yè)企業(yè)要求相吻合。
一、遵循人才成長規(guī)律
遵循技術(shù)技能人才成長規(guī)律,尊重學(xué)生認知的特點,整體設(shè)計課程體系。根據(jù)“化工總控工”和“化學(xué)檢驗工”兩大行業(yè)工種《職業(yè)大典》的要求,調(diào)研畢業(yè)生就業(yè)情況和新進學(xué)生文化素質(zhì)情況,及時修改、調(diào)整課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標。本著“活學(xué)”、“夠用”的原則,將課程內(nèi)容進行篩選和重新編排。
根據(jù)校企合作專家指導(dǎo)委員會針對化工類專業(yè)崗位設(shè)置和崗位能力的要求,制定課程標準,突出共性,強化基礎(chǔ)知識和操作技能,充分考慮學(xué)生職業(yè)規(guī)劃發(fā)展和今后繼續(xù)深造學(xué)習的要求,按照深入分析知識、能力、素質(zhì)的提升邏輯順序,科學(xué)設(shè)置每個情景的教學(xué)課程內(nèi)容,推動和專業(yè)課程學(xué)習的銜接貫通[2]。
二、建立崗位能力、課程學(xué)習與職業(yè)資格證書相融通的課程體系
企業(yè)希望高職院校培養(yǎng)的學(xué)生能夠盡快上崗,這就要求我們的教學(xué)內(nèi)容能夠和企業(yè)的生產(chǎn)實際進行無縫對接,這也是每一個化工企業(yè)招聘人才的要求。高職院校必須根據(jù)企業(yè)需要制定培養(yǎng)目標,安排教學(xué)內(nèi)容,去進行專業(yè)改革和課程改革。通過企業(yè)調(diào)研選擇學(xué)習載體,以企業(yè)真實的工程任務(wù)驅(qū)動,進行知識的講解,去滿足企業(yè)的人才需求。
《基礎(chǔ)化學(xué)》課程以典型化學(xué)物料為研究對象,以物料的名稱、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等方面的認識和應(yīng)用,以及物質(zhì)含量測定、物質(zhì)特征常數(shù)分析等基本實驗操作為載體,使學(xué)生掌握化學(xué)基本理論知識,形成基本技能,培養(yǎng)學(xué)生運用化學(xué)知識分析問題和解決問題的能力,為學(xué)生進一步發(fā)展相應(yīng)的職業(yè)能力提供必要的知識儲備和能力基礎(chǔ)。
以任務(wù)為驅(qū)動[3],將學(xué)生的實際工作崗位和課程設(shè)置相結(jié)合,將企業(yè)、行業(yè)對學(xué)生的評價作為人才培養(yǎng)體系的核心指標。根據(jù)專業(yè)方向的不同,設(shè)置課程體系。例如:將涉及到工業(yè)分析和環(huán)境監(jiān)測專業(yè)“分析化學(xué)”內(nèi)容的知識,更多地轉(zhuǎn)移到專業(yè)課程的學(xué)習中,這樣能夠更好地強化學(xué)生的實踐操作技能;對于精細化工、制藥和生物化工專業(yè),結(jié)合科技前沿,添加應(yīng)用性、實用性強的事例,激發(fā)學(xué)生興趣;在石油化工、應(yīng)用化工專業(yè)中,密切聯(lián)系生活、國民經(jīng)濟,使學(xué)生就業(yè)方向更有針對性,促進與崗位的無縫對接。
在職業(yè)資格證書的考核中,將基礎(chǔ)化學(xué)課程的考核結(jié)果作為理論免考成績的依據(jù),有效地將知識體系與崗位群工作任務(wù)相融合,使學(xué)生通過基礎(chǔ)化學(xué)課程的學(xué)習,明確崗位職責和目標,更好地提升自己的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)。
三、突出職業(yè)教育的特點
高職教育是以就業(yè)為導(dǎo)向,培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟的高等技能應(yīng)用型人才,這就要求在基礎(chǔ)化學(xué)課程中,推行“做中學(xué)、做中教”,構(gòu)建綜合考評體系統(tǒng)的學(xué)科類型的評價標準,引入行業(yè)、企業(yè)考核方式和標準,著重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。將一些職業(yè)標準、行業(yè)法規(guī)、企業(yè)文化等內(nèi)容融入到日常教學(xué)中,營造職場氛圍,使學(xué)生從一開始就養(yǎng)成良好的崗位意識和責任意識,更好地提高學(xué)生的總體素質(zhì)。
“區(qū)園企?!彼姆焦步?,要求對高職學(xué)生的評價必須貼近生產(chǎn)一線的用人標準,因此,在基礎(chǔ)化學(xué)課程的教學(xué)過程中,也要切合企業(yè)用人實際,使課程內(nèi)容與評價標準相一致,與行業(yè)需求相一致,與職業(yè)崗位相一致,通過該課程的學(xué)習,引導(dǎo)學(xué)生主動有效地提高自己專業(yè)技能,能夠主動關(guān)心行業(yè)發(fā)展動態(tài),根據(jù)自身專業(yè)了解今后發(fā)展及就業(yè)方向,增強就業(yè)核心競爭力[5]。
四、教學(xué)資源庫的建立
1.教材建設(shè)
課程是人才培養(yǎng)模式的核心,教材是課程內(nèi)容的具體反映與課程實施的基本依據(jù)。結(jié)合課程改革整合教材,整合后教材共含8個學(xué)習情境、40個學(xué)習任務(wù)和35個實驗項目。每個學(xué)習情境都是按照“情境——任務(wù)——項目”的形式呈現(xiàn)內(nèi)容,將相關(guān)理論知識和實驗操作相融合。
遵循由無機——有機——物料,由簡單——復(fù)雜的遞進次序進行學(xué)習情境排列。任務(wù)內(nèi)容編排時打破了一欄統(tǒng)排的傳統(tǒng)習慣,在主要學(xué)習內(nèi)容中,適當?shù)卮┎逵小爸R鏈接”,為學(xué)生的學(xué)習起到鋪墊、搭橋和拓展之用,使得主欄內(nèi)容更好地體現(xiàn)出“必需”、“夠用”、“實用”的原則。除了“思考與習題”以外,還設(shè)計了“練一練”、“查一查”、“自主學(xué)習”等練習內(nèi)容,既能使學(xué)生即時性地鞏固相關(guān)的學(xué)習內(nèi)容,更能使學(xué)生參與到教學(xué)過程中,有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用。在每個任務(wù)開始之前,都有“實例分析”引入,誘發(fā)學(xué)生的好奇心,增強知識的實用性。如以消除汽車尾氣污染的化學(xué)反應(yīng)為實例,引出化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素的任務(wù)探究。
2.網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)
針對課程改革,加強網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)與完善。通過精品課程網(wǎng)站,建立學(xué)生教師之間課后交流的平臺,通過網(wǎng)絡(luò)布置作業(yè),對學(xué)生進行課后輔導(dǎo),拓寬教學(xué)時間和空間。及 時將教師課件、多媒體教學(xué)資源上傳,促進師生互動,拓寬學(xué)生知識面。聯(lián)系行業(yè)動態(tài),能夠更快地更新知識內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生興趣,幫助學(xué)生理解和掌握書本知識。
五、師資隊伍的建設(shè)
區(qū)別于專業(yè)課教師,《基礎(chǔ)化學(xué)》課程的任課教師理論知識豐富,相對實踐經(jīng)歷較為薄弱。因此,專業(yè)基礎(chǔ)課教師也需要參加訪問工程師實踐等項目,深入生產(chǎn)一線,增強教師的工程實踐、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務(wù)的實際能力,提高教師的“雙師”素質(zhì),進一步提高技能型專門人才的培養(yǎng)質(zhì)量。通過訪問工程師的學(xué)習,為《基礎(chǔ)化學(xué)》課程的教學(xué)工作提供了更多現(xiàn)場的素材以及經(jīng)驗,能使教師的教學(xué)方法更豐富更生動、更貼近生產(chǎn)實習、更能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性。從生產(chǎn)實踐中深刻了解企業(yè)所需,不斷去調(diào)整課程目標和要求。深入企業(yè)生產(chǎn),近距離接觸企業(yè)工程師,聯(lián)系在企業(yè)就業(yè)的畢業(yè)生,能夠更直接了解到所培養(yǎng)的學(xué)生的優(yōu)勢和弱勢,有針對性地調(diào)整教學(xué)方法和手段,使學(xué)生基礎(chǔ)更扎實,更具有競爭力。
六、結(jié) 語
在新的形勢下,高職院校應(yīng)充分發(fā)揮區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)勢,從社會發(fā)展需要、培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才角度出發(fā),根據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)需求,及時調(diào)整《基礎(chǔ)化學(xué)》課程的教學(xué)思路與理念,以就業(yè)為導(dǎo)向,合理篩選教學(xué)內(nèi)容,改革課程體系,使學(xué)生掌握化工基本概念、基本理論以及基本實踐操作技能,著力培養(yǎng)學(xué)生主動獲取新知識,學(xué)習新理論、新技能的意識與能力,重視職業(yè)道德、敬業(yè)精神和團隊精神培養(yǎng),為以后更好地從事化工專業(yè)技術(shù)工作和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1] 趙世霞.高職《基礎(chǔ)化學(xué)》課程體系的設(shè)計與實踐[J].山東化工,2011,(40):96-98.
1.1理論教學(xué)內(nèi)容
隨著園林行業(yè)的發(fā)展,對園林建筑專業(yè)《測量》課程教學(xué)提出了更高的要求,其課程教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)該體現(xiàn)園林學(xué)科的可操作性、前沿化。因此,在制定園林建筑專業(yè)《測量》課程教學(xué)內(nèi)容時,應(yīng)著重于論述基本理論、最新測繪知識和基本技能,以園林工程的應(yīng)用和開發(fā)作為重點,并充分反映測量的發(fā)展前沿。歸納園林建筑專業(yè)《測量》課程教學(xué)內(nèi)容如表1所示。
1.1.1測量的基本知識該部分是學(xué)習本課程的預(yù)備知識,主要內(nèi)容包括測量學(xué)概念、分科,測量在園林建設(shè)中的作用,地面點位的確定和測量工作概述、測量誤差等內(nèi)容。學(xué)習時,對于測量學(xué)的概念和水準面、大地水準面、經(jīng)度、緯度、平面直角坐標、絕對高程、相對高程、高差、國家高程系等基本測繪詞匯應(yīng)在理解的基礎(chǔ)上加以牢記;對地球的形狀和大小、參考橢球、高斯投影只需一般的了解即可;水平面代替水準面對距離和高程的影響、測量工作的基本內(nèi)容、基本要求和基本原則只需記其結(jié)論,并在后續(xù)的學(xué)習和實踐中加以應(yīng)用。
1.1.2距離測量和直線定向該項目屬于距離測量部分,主要內(nèi)容包括距離丈量、視距測量、光電測距和直線定向等基本知識。學(xué)習時,應(yīng)在理解距離概念的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際操作練習,掌握鋼尺一般量距、普通視距測量的觀測、記錄、計算及其精度要求;了解鋼尺精密量距、光電測距的有關(guān)內(nèi)容;熟記直線定向、基本方向的種類、方位角和象限角等基本概念,熟悉羅盤儀的構(gòu)造,掌握測定直線磁方位角的方法。另外,能應(yīng)用所學(xué)知識減少距離測量誤差,提高觀測精度。
1.1.3水準測量該項目屬于高程測量部分,主要內(nèi)容包括水準測量的原理、水準測量儀器及其使用、普通水準測量的方法、水準測量的誤差和注意事項,以及DS3水準儀的檢驗與校正,并對自動安平水準儀與電子水準儀作了簡單介紹。學(xué)習時,應(yīng)在理解水準測量的原理和熟悉水準儀基本構(gòu)造的基礎(chǔ)上,重點掌握DS3水準儀的使用方法(含安置、粗平、瞄準、精平和讀數(shù))和水準路線的觀測、記錄及其成果校核等內(nèi)容。另外,還要了解水準儀應(yīng)滿足的幾何條件,了解水準測量誤差的主要來源,掌握消除或減少誤差的基本措施,并運用于實際測量工作中,該部分是本課程的重點。
1.1.4角度測量該項目為角度測量部分,主要內(nèi)容包括角度測量原理、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造與基本操作、角度測量方法、光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗與校正等內(nèi)容。學(xué)習時,應(yīng)在理解測角原理基礎(chǔ)上,熟記水平角和豎直角的概念;在熟悉光學(xué)經(jīng)緯儀基本構(gòu)造的基礎(chǔ)上,掌握經(jīng)緯儀的基本操作和用經(jīng)緯儀測回法觀測水平角和豎直角的方法(含觀測、記錄、計算);了解光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗與校正方法,了解電子經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造與使用方法;在實踐中能使用所學(xué)知識提高測角精度。
1.1.5全站儀該項目的學(xué)習要求掌握全站儀的構(gòu)造和使用方法;掌握全站儀角度、距離、坐標、放樣等方法。利用園林CAD的知識,掌握數(shù)字化成圖技術(shù),該部分內(nèi)容是本課程的難點。
1.1.6小地區(qū)控制測量該項目是地形測繪的控制測量部分,主要內(nèi)容包括:控制測量的概述、經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量、前方交會加密控制點、高程控制測量和圖根點的展繪。學(xué)習時,應(yīng)在了解國家控制網(wǎng)、城市控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,理解圖根控制測量的概念,重點掌握導(dǎo)線測量的內(nèi)、外業(yè)工作和圖根點的展繪方法及坐標的反算等內(nèi)容,在了解的基礎(chǔ)上盡可能會進行前方交會和三角高程測量。
1.1.7大比例尺地形圖測繪該項目是地形圖測量的碎部測量部分,是在圖根控制測量的基礎(chǔ)上進行的,主要介紹大比例尺地形圖測繪基本知識和地形圖測量和地形圖繪制的方法及地形圖的拼接、檢查與整飾等內(nèi)容。學(xué)習時,應(yīng)理解平面圖、地形圖和斷面圖的概念,了解數(shù)字地圖和電子地圖,掌握比例尺及其精度的概念和實際應(yīng)用,地形圖測圖和繪制的方法,懂得地形圖檢查的內(nèi)容和方法,能運用地形圖圖式對地形圖進行整飾。
1.1.8地形圖的應(yīng)用該項目要求掌握在地形圖上量算坐標、距離、方位角和高程的方法;掌握斷面圖繪制的方法,這部分講解時應(yīng)減少課時進行概述。
1.1.9園林工程測量掌握園林工程測量在不同階段的測量工作;水平角測設(shè)、距離測設(shè)、高程測設(shè)是各項測設(shè)工作的基本內(nèi)容和基本技能,必須熟練掌握;點位測設(shè)的基本方法(包括極坐標法、角度交會法、支距法和距離交會法)是用來測設(shè)點的平面位置,是水平角測設(shè)、距離測設(shè)和測設(shè)數(shù)據(jù)計算(即根據(jù)點的坐標計算兩點間的方位角、距離,并根據(jù)方位角求兩直線間的水平角)的綜合應(yīng)用,應(yīng)在熟練掌握水平角測設(shè)、距離測設(shè)、高程測設(shè)等基本技能之后,強化測設(shè)數(shù)據(jù)的計算。該部分內(nèi)容是本課程的難點。
1.1.10園林道路測量熟悉園林道路的種類及其功能,掌握園林道路選線的原則和步驟;了解轉(zhuǎn)角的概念,掌握測算轉(zhuǎn)角和確定分角線方向的方法;了解圓曲線的半徑大小與園林道路類型之間的關(guān)系,掌握圓曲線測設(shè)數(shù)據(jù)和里程樁號的計算方法;掌握道路縱橫斷面的測量方法及土石方量的計算方法。該部分內(nèi)容是本課程的難點。
1.2實訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計
測量是一門實踐性非常強的專業(yè)基礎(chǔ)課,在講授過程中經(jīng)常需要現(xiàn)場實踐教學(xué)。在實踐教學(xué)中經(jīng)常帶學(xué)生進行真正工程實踐,讓學(xué)生有一個全面的操作過程,能很快的適應(yīng)他們將來的就業(yè)崗位。根據(jù)園林建筑專業(yè)《測量》教學(xué)內(nèi)容的需要,設(shè)置實訓(xùn)項目如下。
1.2.1鋼尺量距學(xué)會目測法進行直線定線的方法,掌握用鋼尺丈量距離的一般操作方法。能夠認識鋼尺,判斷使用的鋼尺是刻線尺還是端點尺;實習小組用標桿進行直線定線并用鋼尺往返丈量2段~3段,每段長度為60m~80m的線段。
1.2.2羅盤儀的構(gòu)造、各部件的作用及測定磁方位角認識羅盤儀的構(gòu)造,熟悉羅盤儀各部件的名稱及作用;用羅盤儀測定直線的正反磁方位角。
1.2.3水準儀的構(gòu)造和使用熟悉DS3型水準儀和自動安平水準儀的基本構(gòu)造,掌握主要部件的名稱,作用和使用方法;練習水準儀的安置,瞄準,精平和讀數(shù);練習地面上兩點間高差的測定。
1.2.4水準路線測量與成果整理掌握閉合水準路線測量的觀測、記錄和數(shù)據(jù)整理校核的方法,掌握閉合水準路線閉合差的調(diào)整及求出待測點高程的方法。每組選擇一條6個水準點的閉合水準路線進行測量,假定起始點的高程為50m;整理測量結(jié)果,進行高差及高程的計算。
1.2.5經(jīng)緯儀的構(gòu)造和讀數(shù)了解DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用方法。掌握經(jīng)緯儀對中、整平、瞄準以及讀數(shù)。其中對中時可以采用兩種方法進行:1)垂球?qū)χ蟹?2)光學(xué)對中器對中法。
1.2.6水平角觀測掌握測回法、全圓方向觀測法觀測水平角的方法步驟和計算方法,并以國家職業(yè)資格考試工程測量員的標準來訓(xùn)練,為學(xué)生考工程測量員打好基礎(chǔ)。
1.2.7豎直角觀測熟悉經(jīng)緯儀豎直度盤的構(gòu)造和注記形式,掌握豎直角的觀測方法和計算方法,以及豎盤指標差的計算。
1.2.8導(dǎo)線測量該實訓(xùn)要求大家在指導(dǎo)教師制定的區(qū)域,按照要求布設(shè)一條閉合導(dǎo)線,采用全站儀進行一級導(dǎo)線測量完成外業(yè)觀測工作,同時進行導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算,各項技術(shù)要求必須在限差要求內(nèi)。
1.2.9園林場地平整測量掌握土地平整測量的基本方法:即各樁點地面高程的測量、水平地面高程的設(shè)計和填、挖土石方量的計算等。學(xué)會布設(shè)方格網(wǎng);用水準儀測量各方格點的高程;能獨立完成計算設(shè)計高程、填挖高、填挖土方量。
1.2.10水平角、水平距離和高程的測設(shè)掌握水平角、高程測設(shè)和水平距的基本方法。利用經(jīng)緯儀在地面上測設(shè)水平角;學(xué)會用鋼尺、經(jīng)緯儀在地面上測設(shè)兩點之間的水平距離;利用水準儀在地面上測設(shè)兩點之間的高程。
2園林測量技術(shù)研究性教學(xué)探索
2.1測站教學(xué)法
將任何測量工作都看作是由若干個不同階段中,用相同的測站程序工作成果的集成。老師在指導(dǎo)學(xué)生的過程中,主要抓住每個階段第一個測站的完整教學(xué)過程,并做到準確、完整的給小組同學(xué)演示,之后嚴格的督促小組每個成員準確、完整的獨立完成測站操作。以點帶線,以線成面,逐步培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能。
2.2情境教學(xué)法
采用情境教學(xué)法,以學(xué)生為主體,教師組織、引導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習活動。學(xué)生分別輪流進行司鏡、記錄、計算、對點、扶尺、繪圖等工作,通過各種角色的扮演,使學(xué)生參與到每一個測量技能操作過程,通過不同項目反復(fù)強化訓(xùn)練,使學(xué)生熟悉測量工作內(nèi)容、方法和步驟。針對不同測量環(huán)境、項目和精度要求,培養(yǎng)學(xué)生正確選擇測量方法、儀器的能力。
2.3現(xiàn)場教學(xué)法
充分利用學(xué)院“校企合作”實訓(xùn)基地,通過技術(shù)服務(wù)、崗前實訓(xùn)和頂崗實習等形式,進行現(xiàn)場教學(xué)。先后在句容長寧生物化工廠廠區(qū)地形圖的測繪、句容開發(fā)區(qū)楊塘港的面積量算、陳武園區(qū)、高廟園區(qū)、鎮(zhèn)江農(nóng)科所園區(qū)道路建設(shè)等項目中開展高程測量、平面位置測設(shè)、小區(qū)域控制測量、地形測圖、內(nèi)業(yè)計算、資料整理等現(xiàn)場教學(xué),既服務(wù)了企業(yè),又滿足了教學(xué)的需要,使學(xué)生通過真實環(huán)境和項目的訓(xùn)練,實現(xiàn)學(xué)習和工作的“零距離”對接。
2.4以“賽”促“學(xué)”法
在整個教學(xué)過程中,比較注重技能訓(xùn)練,積極參加行業(yè)和教育系統(tǒng)組織的技能大賽。同時也加大與高校的交流,在交流過程中,不僅老師走出校門和他們交流,還帶領(lǐng)學(xué)生外出和兄弟院校的學(xué)生進行技能交流。交流過程中不僅吸收了新的知識,而且也對課程建設(shè)的更加完善起到了推動作用。同行之間常在網(wǎng)上交流,相互學(xué)習,提高了測量課程的教學(xué)質(zhì)量。
3結(jié)語
【摘要】
目的 觀察參力保對家兔心肌缺血再灌注損傷的保護作用。方法 結(jié)扎兔冠狀動脈左前降支(LAD)30 min,再灌注120 min后制備家兔心肌缺血再灌注模型。56只家兔,隨機分為7組,生理鹽水對照組:假手術(shù)組,模型組(給予溶媒8.58 mg/kg),參力保高劑量組(22.36 mg/kg,內(nèi)含5.2 mg/kg人參皂苷Rg2),參力保中劑量組(11.18 mg/kg,內(nèi)含2.6 mg/kg人參皂苷Rg2),參力保低劑量組(5.59 mg/kg,內(nèi)含1.3 mg/kg人參皂苷Rg2),陽性對照組(給予鹽酸尼卡地平注射液),測定血漿磷酸激酸同工酶(CKMB)、乳酸脫氫酶(LDH)、天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)和心肌組織中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)及游離脂肪酸 (NFFA) 含量;高效液相法測定心肌組織去甲腎上腺素(NE)含量。結(jié)果 參力保能顯著降低血漿CKMB和LDH、AST的活性,與模型組相比有顯著差異(F=13.031~32.604,P
【關(guān)鍵詞】 參力保 再灌注損傷 心肌 脂質(zhì)過氧化損傷 兔
[ABSTRACT] Objective To investigate the effect of Shenlibao against myocardial ischemia reperfusion injury in rabbits.Methods An animal model was established by ligation of left desending coronary artery for 30 min and reperfusion for 120 min. Fiftysix rabbbits were randomly pided into seven groups: saline control group, shamoperation group, media control group, highdose Shenlibao group, moderatedose Shenlibao group, lowdose Shenlibao group and nicardipine hydrochloride treatment group. Serum level of CKMB and lactate dehydrogenase (LDH), superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA) and free fatty acids (NFFA) were detected. Results Compared with the control groups, Shenlibao decreased the activity of CKMB and LDH in blood plasma (F=13.031-32.604;P
[KEY WORDS] Shenlibao; Reperfusion injury; Myocardium; Lipid peroxidation damage; Rabbit
研究表明,氧自由基及其脂質(zhì)過氧化反應(yīng)是導(dǎo)致心肌缺血再灌注損傷的重要因素之一[1]。人參總皂甙對心肌缺血再灌注損傷具有保護作用[2]。參力保的有效成分系從五加科植物人參屬人參Panax ginseng莖葉中提取的單體人參皂苷Rg2的羥丙基β環(huán)糊精包裹物,其對心肌缺血再灌注損傷的作用報道較少。本實驗以兔復(fù)制心肌缺血再灌注模型為研究對象,觀察參力保對心肌缺血再灌注損傷的保護作用,為其臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 實驗材料
1.1.1 動物 普通級大耳白兔,體質(zhì)量為2.0~3.0 kg,由武漢市新洲區(qū)全耀動物養(yǎng)殖場提供(實驗動物合格證號:Scxk(鄂)20040006)。
1.1.2 藥品及試劑 參力保粉劑由吉林省中醫(yī)中藥研究院提供,臨用時配成所需濃度;羥丙基β環(huán)糊精由西安德立生物化工有限公司生產(chǎn);鹽酸尼卡地平注射液由日本山之內(nèi)制藥株式會社生產(chǎn),批號041117A;丙二醛(MDA)測試盒,批號20060313;過氧化物歧化酶(SOD)測試盒,批號20060317;游離脂肪酸(NFFA)測試盒,批號20060321,均由南京建成生物工程研究所提供。乳酸脫氫酶(LDH)測試盒,批號:200507130031;肌酸磷酸激酶(CKMB)測試盒, 批號:200511050051;天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)測試盒,批號:200511050101;總蛋白(TP)試劑盒,批號200507260031,均由中生北控生物科技股份有限公司提供。鹽酸去甲腎上腺素(NE)、辛烷基硫酸鈉購自Sigma公司。
1.1.3 儀器 全自動生化分析儀(LANDMARK,AGⅡ,美國)。高效液相色譜儀(600 HPLC泵,717自動進樣器,2465電化學(xué)檢測器,Empower色譜管理軟件,美國Waters公司)。
1.2 實驗方法
1.2.1 模型制備 大耳白兔56只,用20 g/L戊巴比妥鈉30 mg/kg經(jīng)耳緣靜脈緩慢注入,麻醉后固定于兔臺,去胸前毛,沿胸正中線剪開皮膚,從劍突上沿胸骨正中線開胸,以小型開胸器擴開切口使心臟暴露良好,按文獻[3]介紹方法進行缺血再灌注實驗。實驗分7組。正常對照組:麻醉后,至實驗結(jié)束時,開胸從左心室取血和左心室肌;假手術(shù)組:開胸LAD下穿線不結(jié)扎,給予生理鹽水;模型組:給予溶媒(羥丙基β環(huán)糊精)8.58 mg/kg;參力保用藥組:高劑量組(22.36 mg/kg,內(nèi)含人參皂苷5.2 mg/kg),中劑量組(11.18 mg/kg,內(nèi)含人參皂苷2.6 mg/kg),低劑量組(5.59 mg/kg,內(nèi)含人參皂苷1.3 mg/kg);陽性對照組:給予鹽酸尼卡地平注射液(0.25 mg/kg)。用藥體積均為2 mL/kg體質(zhì)量。
1.2.2 不同濃度NE標準品的配制 精確稱取NE標準品1 mg,加入0.1 mol/L HClO4 1 mL,濃度為1 g/L,為標準儲備液。取標準儲備液各10 μL,加流動相990 μL稀釋,濃度為10 mg/L,為標準應(yīng)用液。用前取標準應(yīng)用液各40 μL,將流動相稀釋至1 000 mL,濃度為400 μg/L,將該液依次稀釋,得到一系列不同濃度的標準液,濃度分別為400、200、100、50、25 μg/L。
1.2.3 流動相組成 0.1 mol/L檸檬酸0.1 mol/L醋酸鈉溶液(pH 3.7,內(nèi)含有體積分數(shù)為0.10的甲醇,1.2 mmol/L辛烷基硫酸鈉,1.3 mmol/L 二正丁酰胺),真空抽濾脫氣后使用,流量1.2 mL/min,電化學(xué)檢測器工作電壓+0.75 V。
1.3 測定項目
1.3.1 血漿心肌酶測定 心臟采血(肝素抗凝),3 000 r/mim離心15 min,取上清,用自動生化分析儀測定血漿CKMB、LDH、AST的活性。
1.3.2 心肌組織中SOD活性、MDA及NFFA活性測定 取血后迅速剪取心臟,沿冠狀溝剪開取左心室肌,用4 ℃生理鹽水沖凈血跡后,加入0.1 mol/L PBS冰浴制成100 g/L的心肌組織勻漿,3 000 r/min離心15 min,取上清液按試劑盒要求測MDA、NEFA含量及SOD活性,并測定心肌組織勻漿TP含量。
1.3.3 心肌組織NE含量測定 用高效液相色譜電化學(xué)檢測法(HPLCEC)進行檢測。操作方法如下:取左心室肌組織100~120 mg,加入350 μL4 ℃的0.4 mol/L高氯酸溶液(含0.5 mol/L EDTA,0.1 g/L半胱氨酸) 冰浴中制成心肌組織勻漿,離心(4 ℃,1 0000 r/min,10 min),取上清液與1/2體積的鉀鹽溶液(含枸櫞酸鉀20 mmol/L,K2HPO4 300 mmol/L,EDTA 2 mmol/L)混合,冰浴靜置10 min,離心(同前),上清液20 μL注入色譜系統(tǒng)分析,比較組織樣品中NE含量。
2 結(jié)果
2.1 參力保對血漿心肌酶的影響
參力保3個用藥組、陽性對照組與模型組比較,均可明顯降低CKMB、LDH和AST的活性(F=13.031~32.604,q=4.573~17.501,P0.05)。見表1。
表1 參力保對缺血再灌注損傷后血漿心肌酶活性的影響(略)
與模型組比較,F(xiàn)=13.031~32.604,#q=4.573~17.501,P
2.2 參力保對心肌組織MDA含量、SOD活性及NFFA含量的影響
參力保3個劑量組與模型組比較可明顯降低心肌MDA含量,提高SOD活性和NE的含量(F=2.880~15.927,q=5.249~12.510,P
2期董淑雯,宋海濱,單迅,等. 參力保對家兔心肌缺血再灌注損傷的保護作用101
力保高、中、低劑量組NFFA與模型組比較差異有顯著性(Z1=Z2=Z3=-2.329,P0.05)。見表2。
表2 參力保對缺血再灌注損傷后家兔心肌MDA、SOD、NFFA和NE的影響(略)
與模型組比較,F(xiàn)=2.880~15.927,#q=5.249~12.510,Z1=Z2=Z3=-2.329,P
3 討論
自20世紀80年代以來,隨著溶栓療法、經(jīng)皮穿刺冠狀動脈腔內(nèi)成形術(shù)(PTCA)、冠狀動脈旁路移植術(shù)、激光冠狀動脈再通術(shù)等在臨床上的廣泛應(yīng)用,心肌缺血再灌注損傷越來越受到重視。1960年,JENNINGS首次提出了心肌再灌注損傷的概念,指出組織缺血缺氧性損傷不但發(fā)生于缺血當時,更主要發(fā)生于恢復(fù)血液灌注后,其機制到目前為止尚不十分明確,但主要涉及細胞低氧、能量代謝障礙和自由基產(chǎn)生及由此而引發(fā)的一系列復(fù)雜的細胞、組織、器官結(jié)構(gòu)功能的病理變化過程[5]。大量研究資料表明,氧自由基(OFR)生成過多和(或)清除能力下降,在缺血再灌注損傷的機制中占重要地位,使用電子共振自旋技術(shù)直接測定或其他方法檢測OFR,發(fā)現(xiàn)心肌缺血再灌注幾秒至幾分鐘內(nèi)血液和心肌組織內(nèi)OFR呈爆發(fā)性產(chǎn)生[6]。自由基能使生物膜的多不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化,生成脂質(zhì)過氧化物(LPO)。LPO分解時產(chǎn)生的丙二醛能使DNA、蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)造成細胞損傷,心肌缺血再灌注損傷時降低了線粒體MnSOD活性和組織中谷胱甘肽過氧化物酶活性,使心肌防御過氧化的能力下降。因此,可將SOD活性和MDA含量作為自由基損傷的間接依據(jù),而缺血后心肌酶釋放則是反映心肌損害程度的重要指標。目前臨床多以血清心肌酶活性升高,特別是CPKMB升高作為心肌缺血或梗死的早期診斷指標。
轉(zhuǎn)貼于 以往的研究結(jié)果表明,急性心肌缺血等心功能障礙時,往往伴有脂肪酸代謝障礙,心肌中NFFA聚集與心肌生物膜磷脂水解,并引起和加重心功能不全[7,8], FFA在心肌內(nèi)的聚集可抑制腺苷酸轉(zhuǎn)移酶的活性,影響線粒體內(nèi)大量ATP與線粒體外ADP的交換,導(dǎo)致氧化磷酸化脫耦聯(lián),能量不能有效的利用,心肌收縮受到限制[9]。同時高濃度的FFA對細胞膜有一定的皂化作用(saponification),造成細胞膜損傷,抑制Na+,K+ATPase活性,導(dǎo)致細胞內(nèi)K+外流丟失、抑制Ca2+ATPase和Mg2+ATPase活性[9],使膜上“鈣泵”喪失將Ca2+從胞內(nèi)泵到胞外的作用,導(dǎo)致細胞內(nèi)鈣超載引起心律失常[10]。本實驗結(jié)果表明,模型組血CKMB、LDH、AST活性和心肌中MDA、NFFA含量均有顯著增加,說明在心肌缺血再灌注時心肌損害嚴重,參力??娠@著降低心肌中FFA含量,可能是心肌保護的作用機制之一。
參力保是具有藥理活性的人參皂苷單體成分。本文結(jié)果表明,參力保組與模型組比較可明顯降低CPKMB、LDH、AST活性,降低心肌MDA、NFFA含量,而使SOD活性水平顯著升高,說明參力保有抑制自由基產(chǎn)生,減少脂質(zhì)過氧化反應(yīng),保護細胞膜完整,起到穩(wěn)定溶酶體膜的作用,抑制了胞內(nèi)酶的釋放,從而改善心肌代謝,減輕心肌損傷。本實驗利用HPLCEC法檢測心肌單胺類物質(zhì),顯示參力保3個劑量組心肌NE的含量明顯高于模型組,特別是高劑量組,由此亦證實參力保具有保護心肌細胞膜的完整性,使NE釋放減少的作用。
綜上所述,參力??梢种仆眯募∪毖俟嘧r的自由基產(chǎn)生,提高SOD活性,減輕脂質(zhì)過氧化反應(yīng),從而起到對心肌損傷的保護作用。
參考文獻
[1]WESTLIN W, MULLANE K. Does captopril attenuate reperfusioninduced myocardial dysfunction by scavenging free radical[J] Circulation, 2000,77(Suppl Ⅰ):16.
[2]WILLERSON J T. Systemic and local inflammation in patients with unstable atherosclerotic plaque[J]. Prog Cardiovasc Dis, 2002,44:469478.
[3]陳奇. 中藥藥理研究方法學(xué)[M]. 北京:人民衛(wèi)生出版社, 1993: 532534.
[4]張林魁,鈕心懿,徐瑞明,等. 用高壓液相色譜電化學(xué)檢測法同時測定大鼠腦內(nèi)單胺遞質(zhì)及其代謝產(chǎn)物[J]. 藥學(xué)學(xué)報, 1987,22(8):591596.
[5]邵玲,任江華,曹茂銀. 低溫及蟾酥對麻醉家兔心肌缺血再灌注損傷的保護作用[J]. 中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志, 2005,3(2):134136.
[6]周蘇寧,邵建華,鹿小燕. 兔心肌缺血再灌注損傷模型建立與黃芪注射液配伍川芎嗪防治的研究[J]. 中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志, 2003,1(11):649650.
[7]VIKMOH, MJOS D. Influence of fatty acids on myocardial oxygen consumption and ischemic injury[J]. Am J Cardiol, 1981,48:361365.
[8]MEEZSON F Z , MARTINI F. The role of lipid peroxidation in pathogenesis of ischemic damage and antioxidant protection of the heart[J]. Basic Res Cardiol, 1982,77:645649.