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納米技術主要是在一定的物質世界范圍之內,針對一些特定的研究對象進行研究的一門學科。而運用納米技術研制出的納米材料主要由納米粒子組成,納米粒子又稱超微顆粒,其尺寸一般在一百納米以下。納米材料因其物質顆粒的特性而使其具備了一定的效應和性能,換言之,納米材料因其特性而與傳統材料截然不同,其在輻射、吸收等方面具備了新的特性。運用這些新特性,不僅可以研制出自然界本身不存在的新型材料,還可以在很大程度上促進社會經濟的快速發展。
2納米技術在環境污染防治中的應用探討
2.1在汽車尾氣凈化方面的應用
在目前汽車尾氣處理方面,三效汽車尾氣催化轉換器運用得最為廣泛,而遺憾的是,盡管其在汽車尾氣處理方面發揮一定的作用,但其在汽車尾氣處理方面也存在著諸多缺陷與不足。例如,這種催化轉換器在使用時對燃油及發動機的設計有著較為嚴苛的要求;此外,隨著貴金屬價格的上漲,這種催化轉換器的價格也將進一步上漲,這無疑將會在一定程度上提高廠家的生產成本,進而給廠家帶來一定的壓力;最后,這種貴金屬轉換器的使用也將會對環境造成一定的污染,進而給環境帶來更大的壓力。而要使這種狀況得到進一步的改善,我們可以選用通過納米技術研發的復合稀土化合物粉體作用凈化汽車尾氣的催化劑。這種納米粉體較強的氧化還原性能不僅可以更為徹底地解決汽車尾氣排放中有害氣體對空氣環境的污染,同時其在氧化有害氣體的同時還能對這些有害氣體進行還原,使之最終轉化成對環境無害的相關氣體再進行排放。另外,與其他催化劑相比,納米粉體這種催化劑的吸附能力更強。
2.2在燃料脫硫方面的應用
燃料油使用過程中所產生的二氧化硫一直都是造成環境污染的重要因素之一,這些二氧化硫的排放主要來源于燃料油中的含硫化合物。為此,要進一步降低燃料使用過程中二氧化硫的排放量,在石油的提煉過程中我們就應采取一定的措施來降低其含硫比例和數量。而運用納米技術研制出的納米鈦酸鋅等粉體就可以在很大程度上實現脫硫的目的,可以說,這種粉體是一種較好的石油脫硫催化劑。經過這種納米粉體的催化作用,燃料油中硫含量將不超過百分之零點零一,也就是說,經過納米粉體的催化作用之后,燃料油中硫含量將符合相關國際標準。此外,在煤使用過程中,如果其得不到充分的燃燒,不僅會在一定程度上造成資源的浪費,同時還會產生二氧化硫等有害氣體,進而造成空氣環境的污染,而如果在煤燃燒過程中加入相應的納米助燃催化劑就可以在很大程度上改善這種現狀。
2.3在室內空氣凈化方面的應用
隨著房屋裝飾的蓬勃發展,室內涂料及油漆的用量越來越多,室內污染也隨之越來越嚴重。為此,近年來,室內污染越來越受到人們的關注及重視。有關調查及研究證實,剛裝修過的房屋內的有機物含量遠遠超過室外有機物含量,更有甚者超過工業區有機物的含量,而這些有機物含量大多數都會對人體造成一定的傷害,甚至一些有機物可能引發癌癥的產生。而運用納米技術研發的合成稀土光催化劑在降解這些有害物質方面則有著較為突出的表現,這其中有些納米光催化劑可以使有害物質的降解程度達到百分之百。這種納米光催化劑的運用原理主要是在光照環境下通過對室內有害物質的有效分解進而達到去除有害氣體、改善室內空氣質量的效果與目的。此外,這種納米光催化劑的運用不僅可以在保持原有大氣狀態的前提下去除掉空氣所含有的有害物質,同時還可以在一定程度上使得室內空氣中的含氧量得到一定的提升。
2.4在凈化水方面的應用
納濾技術作為在環境污染水處理中一種較為成熟的技術,其在凈化水方面發揮著不可替代的作用和功效。納濾膜因其分離時所達到的滲透壓低于發滲透膜,又被稱為低壓反滲透。納濾膜使用的優點主要表現在其能夠對大分子有機物和多價離子進行有效截留,同時實現小分子有機物和單價離子的順利通過,這一特性主要得益于其膜表面或膜中間含有一定量的帶電基團,進而使得其在某種程度上具備了荷電膜的相關特性。納濾膜這些鮮明的特性使其在污水處理中具備了不可多得的優勢,為此,其在工業污水處理中一直發揮著重要的作用,可以說,納濾膜的研制及使用為環境污染的治理做出了突出的貢獻。
2.5在固體廢棄物處理方面的應用
與傳統固體廢棄物污染處理相比,納米技術在固體廢棄物處理方面的優勢顯而易見。首先,就分解速度而言,納米處理劑對于固體廢棄物的降解更為迅速,也就是說,運用納米處理劑對固體廢棄物進行分解將更加節約時間。有關實驗證明,一些納米材料降解固體廢棄物的速度可以達到傳統材料降解固體廢棄物速度的十倍,由此可想而知納米材料在固體廢棄物分解方面的巨大優勢。此外,運用納米技術不僅可以將一些固體廢棄物的雜質除去,同時還可以將其轉換為一些可重復和循環利用的較細粉末。為此可以說,納米技術在改善固體廢棄物給環境造成污染方面發揮著積極的作用。
2.6在控制噪聲方面的應用
盡管噪聲污染一直不被人們所重視,但有關研究證明,一定的噪聲污染將會在很大程度上給人體造成一定的傷害,更為嚴重地,甚至導致死亡現象。依據噪聲污染的來源,我們可以運用納米技術降低機械設備在運轉過程中所產生的摩擦及撞擊聲。具體而言,我們可以通過對納米劑的研制及運用使得相關機械設備的表面形成一種較為光滑的保護膜,在機械設備進行運轉時發揮一定的作用,進而使得相應的摩擦系數進一步降低,從而達到減少摩擦力、降低噪音的目的,同時還使得相應機械設備的使用壽命在某種程度上進一步延長。
3結語
原產于中國的茶葉C.sinensis和普洱茶C.sinensisVar.assamica是山茶屬植物中最具世界性經濟意義的作物,茶樹與屬于熱帶植物的咖啡和可可有所不同,無論在溫帶或寒帶都可生長,從南緯33度的南非共和國以北地區至北緯42度附近格魯吉亞共和國高加索山區都有引種栽培,而且隨著經濟的發展,國際茶葉的出口貿易量迅速增長,由70年代的55.5萬噸猛增至1994年的101萬噸。到2005年預計將達145~150萬噸。中國是世界主要產茶國之一,1995年全國茶園面積111.54萬公頃。全國茶葉產量55.7萬噸,茶葉也是云南省的重要產品之一,1995年全省栽培面積為16.62萬公頃占全國面積的14.7%,年產量6.41萬噸,占全國11.5%,居全國第四位,茶農120萬戶,年產值6.2億元,加工產值4.2億元,是農村的重要產業,而且存在巨大潛力,因為在現今世界上有40余個國家出產茶葉,沒有一個國家象中國這樣擁有眾多的品種及制茶方法。云南省更是得天獨厚,植物資源極為豐富,省內分布的許多民族都有制茶、飲茶的習俗,值得大力開發、挖掘。
中國是具有深厚文化底蘊的文明古國,關于對茶葉的記載,可以追溯至公元前2000多年有關神農氏的傳說"神農為民嘗百草遇七十二毒,得茶而解之"。茶,原為藥茶,而非嗜好品。在西漢初年(公元前206年)成書的中國最早的詞典"爾雅"中,已有了有關茶的文字記載,在三國時代(公元222~280年),茶已開始成為日常的嗜好飲料。到了唐朝時,茶已相當普及,唐朝元年陸羽所著《茶經》對茶的性狀、品質、產地、采制烹飲方法及用具作了詳細的論述,是我國第一部關于茶的專門著作,陸羽也被人尊為"茶圣"。
關于茶的原產地有種種說法,比較可靠的說法認為茶出自高原的東部,即云南和四川一帶,最早被看成是一種藥茶,后來,逐漸繁殖到內地,一是順黃河而下,二是順長江而下,到公元3世紀,已普及到民間成為嗜好品了。進入公元8世紀,茶葉已成為農家的專業或副業而大面積種植起來。公元8世紀初,茶由派往唐朝的日本僧侶引入日本,17世紀80年代被移植到印度尼西亞,1788年傳到印度;1869年進入斯里蘭卡,1833年已廣泛地被移植到俄羅斯等國家。在云南,有一條始于唐代,從云南西部經、印度到中亞的"茶馬古道",這條古道在宋朝達到鼎盛時期,是中國西南與中亞地區經貿往來的重要通道,同時茶也一直是內地與地區的大宗貿易貨物。
與茶葉近緣的同組(TheaSection)野生種類,據載共有12種,5變種,大多分布于中國南方,其中不少種類當地百姓長期采制作茶飲,如貴州普百縣的"炒青茶"為四球茶(C.tetracoca)云南文山、紅河一帶的"苦茶"為厚軸茶,鳳慶、大理一帶的"野?quot;"感通茶"為大理茶C.taliensis(C.irrawardiensis),明末旅行家徐霞客到云南時,就曾記錄為"感通茶"的采制工藝。
據現代藥理研究,茶葉內含物主要有維生素、蛋白質、咖啡因、茶堿、茶多酚、單寧、揮發油等,其中茶堿、茶多酚有強心利尿作用,咖啡因對心血管和神經系統有興奮作用,過量攝入對健康不利,目前國內外都在對降低咖啡因的含量進行研究,希望能培育出保健作用強、對人體刺激小的優質保健茶。
二、中國南方的重要木本油料作物-油茶
油茶是山茶屬植物中另一類有重要經濟意義的作物,在中國南方各省都有栽培,是重要的木本油料作物,在湖南、江西還是重要的食用油。我國栽培的油茶主要有以下幾種,油茶C.oleifera,分布于江西、湖南、浙江、廣西等。分布于浙江省的浙江紅花油茶X.chekiangoleosa;廣東省的南山茶C.crapnelliana、云南省騰沖的紅花油茶C.reticulata等,茶油中含有較高比例的不飽和脂肪酸,具有較高的營養價值,如騰沖的紅花油茶就是一種優質食用油。隨著人民生活水平的逐步提高,對動物性脂肪的攝入量會逐漸減少,而茶油作為不飽和脂肪酸含量高、營養價值高的優質食用油,市場需求會逐步增加。油茶種子榨油后剩下的油枯還可以作為肥料、殺蟲農藥。目前,對油茶的研究還不是很多,在育種、栽培、改善茶油口感和營養成分方面還有很多工作可做,同時還可將油茶的栽培與改善生態環境、防治水土流失、貫徹可持續發展的戰略結合起來,為山區經濟的發展作出貢獻。
三、世界著名花卉-山茶花
山茶屬植物另一個有世界影響的方面是觀賞花卉,現代的人工栽培范圍遍布中國長江以南、以及日本、北美、西歐、澳大利亞、新西蘭等國,傳統上作為觀賞花卉而栽培的山茶屬植物均是山茶組(Sect.Canellia)種類,如山茶C.japonica,云南山茶C.reticulata.,茶梅C.sasanqua.等。山茶古稱"海榴",在唐朝已有栽培,宋代以后才出現"山茶"的名稱,北宋陳景沂的《全芳備祖》,明代李時珍《本草綱目》,吳彥匡《花史》,王世懋《花疏》,王象晉《群芳譜》中都有對山茶形態、分類、用途及栽培的詳細記錄,歷代文人對山茶也有許多題詠。
約在公元7世紀初,茶花傳入日本,并于18世紀時傳入歐美,目前栽培品種已達1.5萬余個,目前英、美、日、意、法、德、澳大利亞、新西蘭等國都在栽培和培育,茶花已成為各國不可或缺的庭院觀賞花木,而且有的國家進行大宗的商品化生產,作為出口創匯的物資之一。
云南山茶雖有1300多年的栽培歷史,自隋唐開始,宋、元、明以后漸盛,但地處偏僻,山川阻塞,世界各國知道較少,云南山茶的學名CamelliareticulataLindley,始于19世紀中葉,但到20世紀后半葉才引起各國園藝學家的重視。云南山茶花大色艷,花型變異較多,極具觀賞價值,而且野外分布較多,常易形成自然雜交新品種,如騰沖野生紅花油茶林中就有由于自然雜交而形成的花型、花色有很大區別的新品種,90年代初由騰沖縣城建局組織了對紅花油茶林中自然雜交新品種的鑒定,經專家仔細研究后共評審鑒定了62個云南山茶新品種。1995年又從昆明震莊國賓館的栽培品種中鑒定出10個新品種。我國茶花育種應發揮我國茶屬眾多的種質資源優勢,進行種間和屬間遠緣雜交,培育出我國特色的茶花新品種。目前對新品種的培育主要有以下幾個方面:
1.培育芳香茶花:用有香味的茶屬植物雜交,形成有香味的茶花品種,如美國已培育出的"香粉紅"Fragrantpink,以及"辛迪玉桂"CinnamonCindy等多個具有香味的茶花品種;
2.不同茶色茶花的選育:茶花的花色僅有紅色(從粉紅、銀紅、桃紅到深紅)或白色,60年現了黃色的金花茶,以后又發現了20多種開黃花的種類,但黃色花的花型較小,花瓣較少,觀賞價值不太高,目前國內外正在將黃色花的種類與茶屬其它植物雜交,希望能得到有較高觀賞價值的黃色品種;
3.培育矮化品種:茶花株型高大,特別是云南山茶本身就是喬木,枝條長,葉大而稀,不宜在居室內栽培。可利用茶屬中矮生的植株,雜交得到節間短,株形豐滿的新品種,目前隨著經濟的發展和人們生活水平的提高,對綠化和美化居室環境與城市環境的要求日益高漲,這為茶花的發展提供了極好的機遇,許多南方省市的居民都有栽植茶花的愛好,昆明、溫州、重慶等城市還把茶花定為市花,并成立了中國茶花協會,進一步促進了茶花的普及推廣。可以預期,山茶花作為中國原產的著名花卉,是極有市場價值的優秀花卉。
[參考文獻]
1.昆明植物研究所:《云南山茶花》,云南美術出版社,1981年版
現代生物技術作為環境監測的主要技術,其監測水平的高低將直接影響到環境監測的精確度。現代生物技術也叫做生物工程。在分子生物學基礎上建立的創建新的生物類型或新生物機能的實用技術,是現代生物科學和工程技術相結合的產物。其特點主要包括以下幾點:
(1)可以將物種之間的界限打破。在傳統觀念中,遺傳育種過程中如物種親緣關系較遠,進行雜交成功的可能很小。更無法做到動物與植物之間的結合、細菌與動物之間的結合。但基因工程可以將這些都變為現實,可以打破的障礙;
(2)可以遵循人的意志、目的對生物遺傳特性進行定向改造,甚至進行新物種的創造,改變整個生態環境,影響到人類的進化過程;
(3)這種技術可以在遺傳物質核酸上直接進行操作,進而新生物類型創造的速度也越來越快。因為現代生物技術的特點,已經成為世界各國專家研究的焦點問題。近年來,這項技術在環境監測中已經取得了不錯的成績。本文主要對環境監測中現代生物技術的生物芯片、生物傳感兩種技術進行了分析與探究。
2 環境監測中生物芯片技術的應用
目前生物芯片已經可以對公共飲用水內的微生物改變進行實時監測,RhodeIsland大學研發出可以對水中的沙門氏菌與大腸桿菌進行瞬時監測的一種生物芯片技術。細菌檢測與鑒定系統的建立可以通過DNA芯片進行,這種方式可以對細菌的種類、濃度進行及時監測,并通過將大量的寡核苷酸探針增添到芯片上可以增強本系統的精準度、擴展其檢測范圍及提高其鑒定能力。
3 環境監測中生物傳感技術的應用
在環境監測中生物傳感技術也要進行大氣內二氧化碳、二氧化硫等含量與濃度進行分析。點位傳感器的制作可通過自養微生物與氧電極進行有效制作,起到多種離子、與揮發性酸的抗干擾作用,并對大氣環境內二氧化碳含量進行不間斷自動在線分析,這種技術具有較高的靈敏度。安培型生物傳感器的制作主要硫桿菌屬與氧電極進行有效制作,這種設備可以進行酸雨酸霧樣品內二氧化硫含量的檢測,微生物傳感器主要通過多孔氣體滲透膜、固定化硝化細菌及氧電極合成,可以對樣品內亞硝酸鈉含量進行測定。
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