前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的生物監測論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:培養基質量控制微生物檢測
中圖分類號:R37文獻標識碼:A文章編號:1672-5085(2007)12-0098-03
培養基是液體、半固體或固體形式的,含天然或合成成分,用于保證微生物繁殖或保持其活力的物質。培養基的制備和使用是微生物實驗室檢測工作的重要環節,培養基自身質量的優劣、保存是否得當、配制使用是否正確等都直接影響到檢測結果的準確性。本文對微生物實驗室在培養基購置、貯存、制備、使用等方面應采取的質量控制措施進行討論,談一些觀點和看法。希望有助于微生物檢測工作的同行們更好的開展工作。
1培養基的購置與驗收
1.1購置
從培養基自身的質量來看,不同生產廠家的產品,甚至同一廠家不同批號的產品都會存在差異[1]。依據ISO/IEC17025《檢測和校準實驗室能力的通用要求》,對培養基的供應企業進行評價后選擇合格的供應商,這是培養基購買過程中重要的步驟。應選擇產品市場信譽度高、有質量保證能力和服務保證能力的企業;企業是否通過了質量管理體系的認證是較為客觀的評價指標。要求生產企業提供:培養基成分名稱及產品編號、批號、使用前的pH、儲藏信息和有效期、性能評價和所用測試菌株、技術數據清單、質控證書以及必要的安全/危害數據等材料[2]。
1.2驗收
購買的培養基到貨后,應有專人做好接受和驗收工作,應仔細核對生產企業提供的資料、培養基名稱、規格數量、外觀特征、批號、保質期是否符合要求。每批培養基到貨物后都應對培養基的質量進行檢測,滿足檢測方法規定的要求后方可投入使用。
2培養基的儲存
干粉培養基應保存在陰涼干燥處,要避免陽光直射;未開瓶的培養基在室溫下的最長保存2年,開瓶后的干粉培養基易吸濕,應注意防潮并在6個月內用完。應定期對儲存中的培養基進行常規檢查,如容器密閉性復查、首次開封日期、內容物的感官檢查,如果培養基發生結塊、顏色異常和其他變質跡象就不能再使用。
3培養基的制備
3.1培養基用水
培養基制備用水應使用電阻率不小于30萬Ωcm的蒸餾水或與其同質的水,最好不使用離子交換器生產的去離子水[2]。。
3.2稱量
稱量時要用專用的角匙,避免交叉污染而影響檢驗結果;干粉培養基易吸潮,如有條件,盡量在濕度較低的房間稱取培養基。
3.3復水
復水時不得用銅鍋或鐵鍋,以防有離子混入培養基中,影響微生物的生長;容器的大小需大于復水后培養基總體積的2倍以上,避免在加熱溶解過程中,培養基溢出;含有瓊脂粉的培養基,在加熱溶解之前可以浸泡數分鐘;加熱培養基時一定要進行攪拌,特別是瓊脂類培養基。為避免燒焦和沸騰溢出,對于少量的培養基最好使用沸水浴進行加熱。燒糊的培養基營養物質被破壞,并可產生有毒物質,如發現焦化,或未溶解均勻前培養基有溢出,該培養基即不能使用,應重新制備。對于瓊脂類培養基進行再融化時應使用沸水浴或流動蒸汽進行加熱,最多只能加熱兩次,第二次再融化后仍未用完的培養基應棄去。
3.4滅菌
一般培養基采用濕熱滅菌,即高壓蒸汽滅菌,通常是121℃15min,含糖或特殊培養基,按照國家標準或生產商提供的說明滅菌。已配制好的培養基必須立即滅菌,避免微生物生長繁殖而消耗養分,改變培養基的酸堿度。高溫可破壞培養基的營養成分,還會使瓊脂的凝膠強度下降,因此必須嚴格控制滅菌溫度和時間,并且不可重復滅菌。高壓蒸汽滅菌鍋的壓力表等要定期進行檢定,并定期采用生物指示菌法或化學變色紙片對滅菌效果進行驗證。
3.5pH測定
微生物必須在適宜的pH范圍內才能正常生長繁殖或體現其生物特性。培養基配方要求的pH為滅菌或消毒后的pH值,即培養基使用前的pH,并應在25℃溫度下采用精密酸度計進行測量,固體瓊脂培養基應以特殊的膠體表面測量電極進行測量。使用過程中,如果需要調整培養基的pH,應用1mol/LNa0H或lmol/LHCL調整,注意不可反復調pH,否則會影響培養基的滲透壓[3]。
3.6配制好的培養基保存
滅菌以后培養基應該迅速冷卻至所需溫度,避免長時間保存在滅菌鍋內,造成過度滅菌,影響培養基的營養成分或選擇性效果。所配制的培養基的量,應該是在最長保存期限內正好使用完。含染料的培養基應閉光保存;倒好的瓊脂平板如果配制的當天未使用完,應于冷藏保存,如果保存時間超過2天,應將其放入密封的塑料袋中保存;配好的肉湯類培養基如果保存時間超過2個星期,應將其放在帶有螺旋蓋的試管或其它密閉的試管或容器中防止蒸發[4]。
4培養基的性能測試
4.1外觀控制
制備好的培養基應有相應的顏色,一般的培養基應澄清、無渾濁、無沉淀。使用前應檢查培養基的顏色是否發生變化,是否蒸發/脫水。
4.2污染控制
從每批制備好的培養基中選取部分進行污染測試(無菌試驗),確定無微生物生長方可使用。
4.3性能測試
4.3.1測試菌株選擇測試菌株是具有其代表種的穩定特性并能有效證明實驗室特定培養基最佳性能的一套菌株,應來自國際/國家標準菌種保藏中心ATCC標準菌株[5],菌株的選擇參考衛生行業標準WS/T232-2002《商業性微生物培養基質量檢驗規程》。
4.3.2定量測試方法改良Miles-Misra法測試菌株過夜培養物10倍遞增稀釋;測試平板和參照平板劃分為4個區域并標記;從最高稀釋度開始,分別滴一滴稀釋液于試驗平板和對照平板標記好的區域;將稀釋液涂滿整個1/4區域,37°C培養18小時;對易計數的區域計數,按公式計算生長率(生長率=待測培養基平板上得到的菌落總數/參考培養基平板上獲得的菌落總數)。非選擇性培養基上目標菌的生長率應不低于0.7,該類培養基應易于目標菌生長;選擇性培養基上目標菌的生長率應不低于0.1[6]。
4.3.3半定量測試方法改進的劃線法接種法平板分ABCD四區,共劃16條線,平行線大概相隔0.5cm,每條有菌落生長的劃線記作1分,每個僅一半的線有菌落生長記作0.5分,沒有菌落生長或生長量少于劃線的一半記作0分,分數加起來得到生長指數G。目標菌在培養基上應呈現典型的生長,而非目標菌的生長應部分或完全被抑制,目標菌的生長指數G大于6時,培養基可接受[6]。
4.3.4定性測試方法平板接種觀察法用接種環取測試菌培養物,在測試培養基表面劃平行直線。按標準中規定的培養時間和溫度對接種后的平板進行培養,目標菌應呈現良好生長,并有典型的菌落外觀、大小和形態,非目標菌應是微弱生長或無生長[6]。
5討論
培養基的質量是微生物實驗室檢測工作的基礎,事關檢測工作的準確性、可靠性,在微生物實驗室檢測工作中舉足輕重。如果在工作中忽視任何一個環節的質量問題,都將導致檢驗結果科學性、客觀性的偏離。因此,加強培養基的實驗室質量控制,認真地做好培養基的質控工作,不斷完善和提高培養基的質控水平,才能為微生物檢測實驗室提供高質量的培養基。
參考文獻
[1]唐細良,史娟,唐紫琳,等.影響衛生微生物檢驗質量的兩個因素研究[J].實用預防醫學,2000,7(4):314-315.
[2]ISO/TS11133-1:2000.Microbiologyoffoodandanimalfeedingstuffs-Guidelinesonpreparationandproductionofculturemedia-Part1:Generalguidelinesonqualityassurancefortheprepatationofculturemediainthelaboratory[S].
[3]劉春梅,蔡芷荷,吳清平.食品衛生微生物檢驗中培養基的質量控制[J].中國衛生檢驗雜志,2007,17(4):700-701.
[4]饒紅,陳廣全,馮騫,等.微生物實驗室培養基的質量保證措施[J].檢驗檢疫科學,2006,6(4):31-33.
論文摘要:目的 通過加強消毒供應中心的管理,探討消毒供應中心管理與預防和控制院內感染的相關性,達到預防和控制院內感染的目的。方法 通過加強硬件建設、加強消毒供應中心人員的素質培養和人員管理、嚴格執行各項操作規范、加強各項監測及再生物品的各環節質量管理等措施,加強供應中心管理,預防院內感染。結論 通過加強管理,供應中心工作質量顯著提高,院內感染率下降,加強管理與院內感染的控制之間有相關性。
隨著人們對醫院感染控制意識的提高,消毒供應站從以往的輔助科室變為醫院感染控制的重要科室,成為醫療質量控制的重要防線。院內感染是導致患者交叉感染,引起醫療糾紛的一大原因,做好預防院內感染工作是每個醫務人員的責任。供應室是醫院的重要科室,負責全院醫療器械、敷料等回收、清洗、包裝、消毒、滅菌、保管、發放等工作。為了充分發揮消毒供應中心在預防院內感染中的作用,必須轉變觀念,采取科學的管理手段和管理方法。全方位的做好消毒管理中的預防和控制工作。醫院內感染的發生和發展不僅嚴重增加患者的痛苦,也危及患者的生命。所以如何發揮消毒供應中心在院內感染中的工作,是擺在消毒供應中心的重要課題,需加強管理,落實各項措施,現具體做法如下。
1 加強思想素質、專業知識培訓及素質培養
1.1 加強思想素質培養
通過樹立“面向臨床,病人至上”的服務理念,將該宗旨作為我中心工作人員的行動指南,增強我中心各崗位的技術人員對工作的熱情,不斷加強我們團隊的凝聚力,同時,也應該不斷提高我中心工作人員的個人素質,微笑服務,提升科室形象。
1.2 加強業務素質培養
通過定期和不定期的崗位技能培訓,不斷提高我供應中心人員在預防、控制感染方面的意識;組織學習《消毒技術規范》、《消毒管理辦法》、以及有關醫院感染管理法律、法規,將感染預防知識普及中心的每個工作人員。作為預防院內感染的重要科室,供應室護士既要有扎實的護理專業知識,又要有牢固的消毒滅菌觀念和相關的基本技能,熟練掌握預防院內感染的知識及供應室工作流程,更新觀念,學習新知識、新技術,了解國內、外專業動態,提高整體業務水平和服務水平。
1.3 搞好管理
消毒供應中心質量監控員應具有護師以上職稱,參加過本專業及醫院感染與控制知識的培訓。滅菌員必須持證上崗。新進供應中心人員必須經過省消毒供應專業崗位培訓,經考核合格后方可上崗。
2 下收、下送的管理
要想確保醫療和護理的質量,在滅菌物品的運輸過程中,控制院內交叉感染是一個非常重要環節。工作人員應遵守下收下送崗位職責,潔車、污車分開并有明顯的標識。使用封閉的下送車,下送后的車輛用含氯消毒液將內、外部環境進行擦拭消毒、干燥后備用。嚴格遵守下收下送操作流程,下收下送分別使用密閉式專用車運載,特殊感染的器械與物品先經科室處理后標明感染疾病類型,物品不混放,避免無菌物品污染,保證無菌物品的質量,下送結束,車輛分別消毒處理、分區放置。下收下送分別專人負責,一人負責污染物的回收。另一人負責各病區需要的無菌物品發放,無菌物品與污染物品分別使用密閉式專用車運載,特殊感染器械與物品裝入防污染擴散的裝置內,并標明感染疾病類型。2人不交叉,物品不混放,保證潔污分開,避免無菌物晶污染,保證下送無菌物品的質量。回收與下送車輛必須按照區域分別放置。
3 掌握正確的滅菌方法
滅菌是消毒供應中心工作的重中之重,滅菌物品的質量優劣與院內感染息息相關,消毒員應嚴格遵守滅菌操作流程,滅菌過程中不得擅自離崗,嚴格掌握滅菌參數,保證滅菌合格。脈動真空壓力蒸汽滅菌器每日滅菌前必須空鍋B-D實驗,每鍋次進行工藝監測并詳細記錄溫度、濕度、時間。化學監測每包進行,生物監測每月1次,每項檢查合格方可使用。通過對嚴格落實各項規章制度,各項操作流程,加強各項環節質量管理,滿足各臨床需要,確保無菌物品質量,防止了醫院感染的發生,取得了很好的成績。嚴格遵守滅菌物品存放操作流程,存放環境應潔凈干燥,每日用三氧消毒機消毒1h,溫度保持在20~25℃,相對濕度
正確掌握滅菌的三大要素:滅菌溫度、時間、飽和蒸汽。每日滅菌前對滅菌器進行常規檢查和衛生清潔,管道內的冷凝水排完(>10min)后方可滅菌處理,滅菌后的物品手感干燥,水分
4 加強供應中心消毒滅菌效果監測
2003年4月1日實施了《消毒技術規范(試行)》,至此,消毒滅菌正式納入國家法規,為避免院內感染及相關的醫療糾紛,消毒滅菌的監測尤為重要,為了保證消毒滅菌的質量控制,對消毒滅菌過程中的環境、滅菌設備、操作臺、工作人員手等進行監測[3]。
4.1 壓力蒸汽滅菌監測
脈動真空壓力蒸汽滅菌器在每日滅菌之前必須空鍋做B-D試驗,進行工藝監測,詳細記錄時間、溫度、壓力,化學監測每包進行,生物監測每月1次,每項檢測必須符合《消毒技術規范》要求后方可進入臨床使用。
4.2 環氧滅菌監測
每個滅菌物品包因應使用包外化學指示物,作為滅菌過程的標示;每包內最難滅菌位置放置包內化學指示物,通過觀察其顏色變化是否達到滅菌要求。每鍋采用枯芽桿菌黑色變種芽孢菌片作為生物監測,結果呈陰性。
4.3 脈動真空滅菌監測
每周進行一次生物監測,采用嗜熱脂肪桿菌芽胞菌片,滅菌時將放置菌片的標準包分別置于滅菌器上、中、下中間,滅菌后放56℃恒溫下培養48h,結果成陰性。脈動真空滅菌器,每日晨做B-D試驗,試驗圖紙由黃色變為黑色,B-D滅菌合格后,滅菌器方可使用。
4.4 空氣、操作臺表面、工作人員手等細菌培養
每月常規1次,做到檢查包裝區、滅菌物品存放區細菌菌落總數≤200cfu/m3,操作臺、工作人員手菌落總數≤5cfu/cm2。
4.5 紫外線消毒效果監測
紫外線消毒效果監測對紫外線燈管進行應用時間,累計照射時間和使用人簽字的日常監測。新燈管使用前也要進行強度監測,30~40W新的燈管強度不得低于110uW/cm2;使用中的燈管每半年進行1次紫外線燈管強度監測,要求照射強度t>70uW/cm2,不合格者立即更換。
5 討論
通過升級消毒供應中心的設備質量,加強消毒供應中心人員的素質培養;制定嚴格的項規章制度、操作流程及規范,并切實的去執行;加強對再生物品及其他各項監測項目的質量管理,消毒供應中心工作逐步達到技術科學化、管理規范化、服務標準化,供應物品的質量和數量上都得到很大提升。真正做到物盡其用,達到了臨床各科室的要求,確保了消毒物品的質量,顯著的降低了醫院的感染率。
參考文獻
[1] 孫雪瑩,王華,宋婉麗,等.消毒供應室醫療器械的壘程質控管理[J].中華醫院感染學雜志,2004,27(1):1398~1399.
醫院供應室的職能是負責收集和接收可重復使用器材及其它物件,并進行清洗、滅菌和保存,再發放至醫院各醫療部門。隨著醫學科學的迅速發展與醫療質量的不斷提高,消毒供應室在醫院中已成為無菌物品(包括可重復使用的物品及一次性物品)集中發放和處理的供應中心,同時每天還有帶著大量病菌的器械被統一收回到消毒供應室集中處理,故消毒供應室的每一項工作質量都和醫院感染率發生有著密切關系。為了確患者的生命安全,近年來我們進一步加強了消毒供應室的管理,保證了供應消毒室為臨床科室提供合格的滅菌物品,較好地控制了醫院感染率的發生,在具體工作中做了如下的工作:
1 消毒供應室的合理布局
1.1 我們在供應室內設立去污區、檢查包裝區、滅菌物品存放區。操作中嚴格按照流程進行操作。
1.2 為防止污染器械物品在各項工序中交叉感染,采取集中管理模式,專人專車進行下收,實施有效封閉運送,運送車或密閉容器,車和容器使用后清潔消毒,并按固定區域放置,各工作區臺面每次操作完畢后用消毒液擦拭地面濕拖,并進行紫外線消毒。
1.3 嚴格控制無菌物品存放區進出人員。
1.4 滅菌物品實行分類存放,物品擺放與發放按先進先出順序進行,有效期7天,無菌物品存放區每天定時進行紫外線空氣照射并記錄。
2 抓好再生物品環節的質量管理
以往對于手術器械等再生物品,我院供應消毒室只負責高壓滅菌,其清洗工作由使用科室負責,為了保證再生物品的消毒效果,我院從2006年開始將手術器械等再生物品的清洗到消毒統一由供應室負責,使回收到發放形成一條鏈索式循環。為了嚴格再生物品的滅菌質量,我們制定出了工作流程和操作中技術操作規程和質量標準,確保物品絕對無菌。
2.1 嚴格物品回收。每天由一名回收員到相關科室進行再生物品的回收,回收后在污染區查對物品器械的名稱、數量、規格、及器械有無破損并根據器械的類別和污染程度進行分類。
2.2 嚴格清洗質量:器械清洗是保證再生物品無菌的首要環節,任何殘留的有機物,如血、膿、蛋白質、黏液、油污等都會妨礙微生物與滅菌媒介的有效接觸,且會產生生物膜而影響滅菌效果。因此,滅菌前完全清洗是非常重要的。為此我們要求工作人員認真執行再生物品的洗滌操作規程,嚴格執行沖洗含酶洗滌劑清洗再次沖洗烘干上油保養。金屬器械上器械油保養,包布實行一用一清洗,使用時進行使用次數的標記。
3 掌握正確的滅菌方法
滅菌是供應室工作的重點,滅菌物品的質量與醫療護理質量息息相關。因此,滅菌器應按衛生部的操作規范進行操作。
3.1 掌握滅菌的三大要素(1)滅菌溫度;(2)時間;(3)飽和蒸汽。 轉貼于 中國論文下載中
3.2 強化安全意識,加強消毒員管理:專職消毒員須持證上崗。
3.3 壓力蒸汽滅菌監測:的工藝監測每鍋進行并詳細記錄,化學監測每包進行。
3.4 滅菌物品檢測:每個滅菌包需注明品名、滅菌日期、滅菌有效期、責任人、質檢者等。
3.5 詳細記錄滅菌器的壓力、溫度、時間、鍋號,檢測化學指示卡變化以確定滅菌效果。高壓滅菌器堅持每周進行生物監測,滅菌物品合格率須達到100%。
[關鍵詞]:方便快捷、檢測精度、加強建設、基礎設施
中圖分類號:Q958.116 文獻標識碼:A 文章編號:
當前有機污染物檢測的手段和缺陷
1.1目前檢測有機污染物的常用手段
由于技術的逐漸成熟和人們對于事物的認知的不斷提高,我們當前用于水體有機物檢測的手段也是趨于成熟,我們當前已經有了相當多的手段和方法可以快速的檢測出水體中有機物的含量在我國應用最為廣泛的氣相色譜-質譜(GC-MS)檢測方式,這種檢測方式已經被利用在我國各個地區,成為最為廣泛的并且相對準確的檢測方式,這種方法有著自己的應用范圍,它主要的測控范圍是環境激素類污染,這種方法檢測的范圍比較狹窄,同時會由于采集地點的不同,最終出現的結果也會有著相應的誤差,因此這種檢測方式也是需要一定的經驗的工作人才可以完成,受制于人員的能力,致使可能會出現人員選擇上的誤差。液相色譜-質譜(LC-MS)聯用法,這種方式利用LC得到液體中的物質成分最終利用質譜檢測出來,得到有機污染的詳細信息,采用這種檢測方式最大的好處是檢測結構靈敏和準確,是當前采用的最為有效的測試手段,同時檢測周期比較簡短,沒有前期的成分處理,不會對采集源有著較多的污染,能夠保持檢測物的原本面貌,提高數據準確性。可以用來分析當前對于水質有著較多的影響的苯、尿素類農藥、催熟劑等農業用品的含量。生物分子測試方法,這種方法利用了生物本身的優秀的測試能力,能夠通過生物分子對于當前環境中不良物質和雜亂物質的反應得到物質的精準含量。這種方法周期較短能夠快速的得到水中有機物的含量,相對于液相色譜-質譜(LC-MS)聯用法更有著提高,液相色譜-質譜聯用法是在損失精準度的基礎上,快速的得到有機物的含量,但是生物監測法并不需要添加其他長周期的檢測反應物來提高有機物的檢測精度,因此這種方法即簡單可靠,又有著操作方便的特性。最后我們介紹一種在當前最為得到親睞的檢測方式――紅外線光譜法,這種測試方法能夠非常精確的得到有機污染物的含量,作為近年來發展最為迅速和最受重視的方法,它有著其他化學檢測方式不能替代的優點,它利用不同有機物對于共外線吸收能力的不同,形成有效的吸收光譜,從而繪制出來被檢測物的準確含量,進而利用標準進行對比從而得到有機污染物的組成。這種檢測方式將對于污染物的檢測手段提升到了一個新的高度,從傳統的化學檢測方式中解脫出來,利用技術較為先進,理論較為成熟的光分析法,進行精確地定位。這種方式不會受到試劑間的影響從而得出錯誤的結論,只需要一個能夠操縱檢測儀的工作人員即可。
1.2 當前存在的問題和發展的方向
發達國家的一些檢測標準和檢測儀器我們可以拿來借鑒,但是由于國情的不同,也不可以全盤拿來借鑒。我國的整體檢測制度還不夠完善,一系列檢測、檢查、實時監控體系還 沒有完整的建立起來,我國目前面臨著不少的問題:①檢測人員的素質水平不一,難以調解;②有些程序上不合格,沒有能夠準確的將檢測結果體現出來;③使用的器材標準不一,導致檢測出結果需要反復研究,浪費時間和效率;④采用的標準有著一定意義上的繁瑣,反應模式不夠快速,致使能夠快速檢測出來的問題,在時間的延時下也將我們的結果變得不是很準確。
水體有機污染物檢測方式的希望和未來的努力方向
2.1 當前水質檢測最新技術
分光光度法現在作為各大實驗室中的寵兒,有著其他測試方法不可比擬的巨大優勢,它利用物質吸收光的特性,利用一定頻率的光照射當前被檢測物,從而得到被吸收后的光譜,從而定量分析出水體中的有機污染物。這一技術在社會的各個方面都有所應用,不論是礦藏、冶金還是生活的大大小小的部分,它帶來的巨大便利提升我們的生活質量,它并且不會造成巨大的危害,檢測的手段和方式也是我們大多數人可以掌握到的,同時其快速有效的解決方案,為我們當前水體檢測提供了一個新的思路,它的蓬勃發展也為我們在這一領域的擴展提供了有力的技術保障,同時由于光學、電子學和計算機及周邊領域的發展,這一技術還在日新月異的提升中。在水體檢測中引入這一項目是不會過時的,能夠長時間的提升自我檢測能力。同時這一檢測手段精度高,檢查周期短,能夠有效的得到我們需要的數據,同時檢測方式簡單快捷,并且與可靠的計算機設備和軟件系統相結合,能夠有效的實現水質有機物的自動化檢測,能夠實時監控每一段時間內發生的變化,從而得到當前水質變化情況從而總結得到當前監控水源地變化情況,利用有效的手段進行控制。
2.2 現有手段和新技術結合是有機污染物的測試更加精確
當前現有的水質測試手段已經臻于完善,但是由于技術的落伍和人員素質的落后,導致傳統的測試手段在最先進的測試技術面前不堪一擊,但是我們應該辯證的去看待問題,良好的先進測試手段固然是提高我們測試質量和測試速度好的方法,但是傳統測試已經存在了這么長的時間,它們的測試技術和測試流程是我們多年來總結出來的有力經驗,我們要在利用先進技術和儀器的技術上,將傳統測試技術有機的結合起來,將兩種手段無縫的連接起來,才能達到最大化的測試效率。同時來說最新的測試技術并不是都是優點,有的檢測精確但是設備儀器過于龐當、維護經費過于昂貴,有的倒是小巧靈敏但是操作起來并不是非常的方便,同時需要一定的專業技術和專業素養,于此同時我國內陸監測站的情況不一,過于昂貴的儀器和過于復雜的保養費用是我們當前負擔不起的,因此我們需要結合我國國情盡心水體檢測的方法研究,而不是一味的上先進技術、上昂貴儀器。
結論
在我國當前發展歷程中,水體檢測一直是我國深入研究的科研項目,同時水體有機污染物的檢測更是檢測中的重中之重,因為檢測情況復雜,檢測屬性多變,平白為檢測的精度和速度增加了許多的困難,所以我們要努力提升自己檢測手段,加強保障檢測的意識才能更加有效的得到準確的數據。
參考文獻:
[1]:喬世俊,吳仁銘,高建力,趙愛平,葛寧春;毛細管色譜―質譜法測定環境樣品中2,3,7,8―四氯二苯并二[J];質譜學報;1992年03期
關鍵詞: 《微生物學》 開放性實驗教學 探究 實踐
《微生物學》是生物科學、生物工程、生物技術等專業的基礎必修課,是一門實踐性、應用性很強的課程。目前,微生物學實驗內容多為對微生物學理論教學內容的演示性、驗證性實驗,綜合性、設計性實驗較少。這樣的情況不利于學生對知識進行整體性系統化的掌握,不能發揮學生的主動性和創造性,影響學生在畢業時的畢業論文設計、畢業生在實際生產中運用微生物學知識和實驗技能解決有關實際問題的能力,使得學生畢業后在專業領域中不能成為真正能夠解決生產科研問題的技術人才。因此,目前的微生物學實驗不能滿足現代社會對創新性人才的需求。微生物學實驗的目的就是訓練學生掌握微生物技術的基本程序和技能,為今后的實際工作奠定堅實的基礎。那么如何將實驗教學與實際生產、應用相結合?如何提高學生獨立應用微生物學技術的能力,培養高素質、能獨立解決實際科研問題的專業人才呢?開放性實驗具有研究性和探索性,能夠培養學生的創新意識與動手能力,給學生一個自主發展和實踐鍛煉的空間,激發學生的創新熱情和興趣,而且能夠最大限度地發揮實驗資源效益[1-2]。因此,開放性實驗是我們解決以上兩個問題的一個途徑,是實驗教學改革的必然趨勢。我們實驗室對如何開展開放性的微生物學實驗進行了探究與實踐,取得了良好的教學效果。
一、微生物學開放性實驗內容
微生物學開放性實驗是通過開放微生物實驗室完成的,在其教學過程中所有實驗資源均向學生開放而不受實驗室、實驗時間和實驗內容限制的一類實驗形式。我根據學生的專業和興趣或教師的科研課題指導學生自主設計實驗題目,自擬實驗方案、查閱參考資料、提出設計思路和實驗步驟,并獨立完成整個實驗過程,在獲得的現象或數據的基礎上自己概括出實驗結論。開放性實驗的內容一般為應用性、實踐性較強的實驗,能激發學生對實驗的濃厚興趣。因此,微生物學開放性實驗內容應包含綜合型、設計型、科學研究型實驗。例如:我們設立了土壤微生物的分離與純化的綜合性實驗,該實驗要求學生獨立設計實驗技術路線、步驟,并準備所需物品,最終獲得純種。在樣品的采集過程中,學生自由選擇土樣進行采集,并注明土樣采集的地點、深度、含水狀態等特征,通過這一過程,使學生掌握實驗樣品采集的方法及注意事項;在試驗的準備和試驗的操作過程中學生能全面地掌握器皿的包扎技術、棉塞的制作、培養基的配制與滅菌、無菌操作技術、土壤懸液的制備與梯度稀釋、接種技術、微生物的培養與形態觀察、顯微鏡技術、染色技術、微生物的生理生化測定等。在實驗結果分析上,學習并掌握平板菌落計數方法,根據實驗數據、采樣地點、土壤深度討論土壤特性與微生物分布的關系,還可進一步探討微生物的種類和數量與土壤肥力的關系。同時我們還設立了水體微生物的檢驗的實驗項目。當前水體污染比較嚴重,但還沒有引起人們足夠的重視。水體污染怎樣進行生物監測,需檢測哪些指標?通過這些指標可以反應出水體污染程度,該實驗與我們的水資源密切相關,能引起學生極大的興趣,讓學生切身體會到治理污染的重要性。
二、微生物學開放性實驗教學方法
微生物學開放性實驗教學強調以學生為中心,在實驗項目、實驗設備、實驗方法、實驗時間和實驗項目等方面給予學生充分的自,學生能夠根據個人的興趣愛好選擇相應的實驗內容,這就使學生處于教學的中心地位,有利于調動他們的學習興趣,從而激發其解決問題的積極性[3-4]。在實驗項目的選擇和實驗設計上,改變以前由老師給定實驗題目和實驗步驟的做法,學生自擬項目或參與教師的科研課題,自己查閱資料,設計實驗,教師對實驗方案認真審閱,提出不足和建議并與學生討論,制定出更加合理的實驗方案。在實驗進行的過程中,改變從前老師準備實驗材料的做法,讓學生自己進行采樣,列出實驗用具清單,準備實驗藥品等。在實驗過程期間,教師的角色由主體變為實驗過程的參謀,學生是實驗的主體。在整個實驗過程中要求學生獨立完成實驗、分析實驗中出現的問題,獨立實驗并整理數據,并且對實驗結果進行分析討論。當實驗中遇到難題,老師不是直接地告訴學生該怎么做而是要求他們仔細的查看自己的實驗計劃,認真思考,然后和他們一起觀察現象,分析原因,尋找解決方法。這樣既可以讓學生更有效地學習到正確的實驗操作和嚴謹的研究精神,又可以及時發現問題,進一步完善教學工作。在實驗過程中強調學生的團隊合作精神和解決問題的能力,注重學生對實驗過程、實驗結果的記錄和分析,以及出現問題時提出有效的解決方法。如應用研究型的實驗項目,“光合細菌的分離、篩選與純化?薰,讓同學們自己查閱資料、獨立思考,自己設計實驗方案,運用各種方法及實驗手段,并且在實驗完成后論文以科研論文的形式提交,實驗完后,開展專題報告會活動,讓學生進行交流以及評議。通過該實驗,學生不僅提高了獨立完成實驗的能力、設計創新能力及科研素養,而且增強了自信心、自豪感,以及從事科研的興趣,并總結出了光合細菌篩選分離路線、關鍵技術及創新點。開放性試驗提倡的是開放式的教育,充分發揮了學生的創新能力。在光合細菌的分離、篩選與純化的試驗中,同學們還創造出了利用保鮮膜封口,創造無氧環境更有利于光合細菌的生長。開放性實驗使學生的理論知識和實驗技能得到綜合應用,是培養學生綜合能力和創新能力的重要途徑之一,為今后的研究性工作打下了良好的基礎。
三、微生物學開放性實驗的評價
開放性實驗教學的目的是培養綜合性、創新性、能力型的人才,是要變培養單純知識型的人才培養模式為知識、能力、創新型的人才培養模式。在實踐教學過程中,培養學生的自主學習能力、創新精神、團隊合作和實踐能力。教學目的又決定教學評價。微生物學開放性實驗的成績評定應具體落實到每一次實驗和每一個環節中,包括在實驗過程中學生所表現的實驗操作能力,獨立分析問題、解決問題的能力、科學態度,以及創新意識等。實驗教師每次實驗都對每個學生實驗過程中表現的科學態度、實驗操作規范程度、實驗目的的達成、實驗方案的設計和實驗報告撰寫的水平等給以量化。開放性實驗評定標準見表1。
四、結語
目前,人才培養目標的多元化和人才培養模式的轉化,要求實驗教學內容作出相應的變革,以有利于培養綜合性、創新性、能力型人才。而開放性的實驗教學能夠打破以前傳統性實驗教學的局限性,較大限度地向學生提供自由發揮其創新能力和實踐能力的空間,更好地促進學生自由、獨立、主動、全面的發展,受到了學生的廣泛好評,因此開放性的實驗教學有著廣泛的應用前景。特別是《微生物學》是一門實踐性、應用性很強的課程,只有進行開放性實驗教學,學生才能較好的掌握、應用微生物技術。但目前微生物學開放性實驗教學還處于摸索階段,如何使微生物開放性實驗教學更科學?如何設計出更具有培養學生創新能力的應用性、綜合性的實驗項目供學生選擇?如何建立完善的開放性實驗教學體系?這些還需要我們不斷進行探究與努力,以培養出獨立性、創新性、研究性的合格人才,滿足社會發展的需要。
參考文獻:
[1]何劍.本科生參與開放性實驗的探索[J].四川生理科學雜志,2008.30,(3).
[2]張波.開放性實驗在實踐教學體系構建中的研究[J].全中國現代教育裝備,2010.5.
[3]劉森林.微生物學實驗創新教學體系的研究與實踐.微生物學通報,2005,32,(4):153,155.
[4]李炳學,王磊,張寧等.采用關鍵點控制和反饋調節,提高微生物學實驗課質量.微生物學通報,2005,32,(4):156,159.
關鍵詞:食品安全;檢測技術;研究現狀;發展前景
前言
食品是人類生存發展的根本,食品的安全關系甚大。對于食品的解釋就是把食品按照其用途和特性進行制作保證食用不會損害到食用者的健康。但是現在食品安全已經成為人們的隱患了,越來越多的不健康食品在侵害人們的身體健康。
食品檢測技術在人民生活中應用的范圍越來越廣泛,而且也是現狀科技研究中的熱點。食品檢測技術既包括食品材料的檢測也有各種食品添加劑的檢測。食品的種類非常的多,這也為食品安全檢測提高了難度。
一、關于食品安全檢測技術的研究現狀
1.檢測食品的設備不夠先進,不能夠完全滿足食品檢測的需求
食品的復雜多樣性對于食品的安全檢測室個難題,而食品安全檢測設備需要有更高的技術才可以。也是因為資金的問題,不能對檢測食品安全的設備做到經常更新,這就導致了在檢測食品安全上的不到位,在經濟與技術都飛速發展的時代,既為人民生活帶來了便利,也留下了許多弊端,在利益的驅使下,一些不法食品商違背國家關于食品的規定而制造不健康食品,最常見的方式就是加入不被法律所允許的食品調味劑,一些調味劑的成分需要先進的設備才能夠檢測出來。而檢測設備的落后造成無法有效的檢測出食品中的不健康成分,這也是我國食品安全檢測方面的主要弊端。
2.食品安全檢測技術不夠全面
現在的科學技術發展的很快,雖然對于食品安全的檢測有很大程度的提高,但是一些不法食品商也利用先進技術來制造不健康的食品,這就需要檢測技術比造假技術更高一籌才可以。我國的食品安全檢測機構在檢測食品安全上使用的技術還比較落后,在自身落后的情況下沒有及時的從外引進先進技術,專業導致我國的食品安全檢測方面比較薄弱。雖然食品檢測室現在社會普遍關注的熱點,但是國家還不是足夠重視,對于技術沒有積極引進。現在的檢測技術只能進行簡單的食品檢測,對于需要新技術;才能檢測出來不健康成分的食品很難檢測出食品的危害性。現在的食品現狀令人堪憂,國民的食品健康沒有保障。
2.對于檢測技術掌握的不熟練,用法不正確
專業人士的缺少是我國現在企業機構普遍面臨的現狀,而在食品安全檢測上因為專業人員的專業素質不夠導致食品檢測結果不準確也是常用的事情。導致專業人才缺失的原因一個是國家對食品安全檢測不夠重視在人才選拔與培養上沒有加大力度,在一個就是檢測環境的制約導致對技術掌握的不熟練。一些檢測人員對于設備的使用不是很明確就輕易造作很容易早晨檢測結果的不真實,也會造成很大的影響。在工作中需要的不僅是專業知識更需要認真對待工作的態度,在食品安全檢測中要足夠靈活,根據食品的特點而進行相應的技術檢測。
二、常用的食品安全檢測技術
在食品安全檢測中根據食品的特性、種類的不同,需要專門的技術進行檢測。下文分析了一些常用的食品安全檢測技術:
1.色譜技術
色譜技術是在食品安全檢測中比較常用的一種技術。色譜技術對食品安全進行檢測室利用的是物理化學分離的方法,利用一些外在條件把不同物質進行分離開來。不同物質的分配系數不同,利用一些物理手段溶解、揮發、吸收等處理不同物質組成的混合體,從而把物質進行分離。現在色譜技術已經發展的非常成熟了,擁有檢測靈敏度高、操作簡單、樣品用量少等優點,被廣泛的應用在食品安全檢測上。
1.1氣相色譜法
氣相色譜法對于檢測食品中含有的農藥殘留成分有很好的作用,對于一些未知的成分也能夠分析出未知成分的相對分子含量,對于計算未知成分的化學式了解其化學結構和物理特性有很大的幫助。
1.2液相色譜法
液相色譜法與氣相色譜法相比在于對檢測成分的處理上一個呈現氣態一個呈現液態。液相色譜法一般被用于測量高沸點、熱穩定性差的化合物,而且也適用于多組分析,對于成分復雜的物質多用這種方法進行檢測。
2.免疫學技術
免疫學是研究抗原和抗體的一門學科,利用免疫學技術檢測食品不用對食品的細菌進行分離直接就可以與需要檢測的細菌產生反應,很是方便。但是因為抗原與抗體會產生不同的反應,這也導致免疫學方法的多樣性,但是在食品安全檢測中最常用的免疫學技術是免疫磁珠分離法。
免疫法檢測食品安全精確度很高,可以輕易的分析出食品中含有的某種細菌,而抗原與抗體反應時間短,檢測過程就比較短。利用免疫法檢測出來的細菌可以進行分離并采集,對采集后的細菌進行特性分析,可以有效的防止細菌危害人們的身體健康。
3.對于殘留農藥的檢測技術
用于制作食品的原材料在農業種植中很多都是噴灑了過量的農藥,這些農藥殘留在農作物上,農作物被加工成食品,食品被人食用就會影響人的人身安全。有很多的技術是專為了檢測食品的殘留農藥而科研出來的,例如電子俘獲檢測器、火焰光度檢測器、熒光檢測器等。
4.生物檢測技術
生物檢測技術今年來在食品安全檢測中應用很廣泛,是一種新興的技術。食品的制作原材料大多都來自于自然界屬于生物的范疇,所以可以利用生物本身的特性而進行區分。
食品中含有的化學物質會與它相關的生物材料產生反應,這是生物檢測技術的原理。利用生物監測技術可以快速的精確的判定結果,有很強的特異性識別功能。現在在食品安全檢測所應用的生物檢測技術有生物傳感器、PCR技術等。三、食品安全檢測的發展前景
食品現在已經不僅僅是民生問題,不僅關乎著人們的身體健康,也涉及到國家的政治與經濟當中,食品安全現在是全球關注的問題,不健康食品的頻繁曝光讓人們對食品安全的關注越來越高,如果不能及時解決食品問題,民眾可能會對政府失望,采取一些激烈手段來抗議政府的不作為。現在國家政府已經把食品安全上升到與國家安全同樣的高度,加大對食品安全檢測的深度與打擊不法食品商的力度。
科學技術的高速發展為食品安全檢測帶來了更多先進的技術和檢測儀器,但也因為技術的發展而造成現在食品造假更加的隱秘難以被查出。經濟全球化的發展也帶來了科學技術的引進與流出,食品安全技術也不再是單一模式,現在更加多元化,對食品中的危害成分的辨別更加容易,對于未知物質的鑒定可以分析出其成分和特性。
現在分子生物學領域發展的非常好,這也為食品安全檢測提供了很好的技術支持,分子生物學技術的特點是速測化、高技術化和便攜化等。生活水平的提高,人們也更加關注食品的質量,所以快速、高校的檢測方法是現在食品安全檢測技術所需要研究的方向。傳統的食品安全檢測技術已經不能滿足現在社會發展的需要,一些生物學技術也越來越多的應用在食品安全檢測上。
總結:
從現在的食品安全檢測技術來看,快速檢測技術是未來科研的方向,也更能滿足民眾的需要。生物檢測技術在食品安全檢測中越來越重視,目前關于生物檢測技術也在向多元化方向發展,其中生物芯片技術是生物檢測技術中應用在食品安全檢測中最常用的一種檢測方式。
參考文獻:
[1]朱艷俊. 應用食品安全檢測技術確保食品質量安全[J]. 科技資訊,2009,24:214.
[2]金明. 我國食品檢測的現狀及發展趨勢[A]. 甘肅省化學會.甘肅省化學會第二十七屆年會暨第九屆甘肅省中學化學教學經驗交流會論文摘要集[C].甘肅省化學會:,2011:5.
[3]湖北省荊門市產品質量監督檢驗所 李旭. 我國食品安全檢測技術研究現狀綜述[N]. 中國質量報,2008-11-15003.
關鍵詞:北運河治理生態修復 污染防治研究
The treatment technology research about ecological restoration and pollution control on North Canal in Tongzhou urban district
Su Ying1Li Changsheng2
1.Beijing Tongzhou Science and Technology committee101100;2.Beijing Zhifeng HuayuanEnvironmental EngineeringCo.Ltd101107
Abstract:Synthetically analyze the trunk and branch of North Canal in Tongzhou urban district, topographic feature, landform, river, water quality, benthonic organism, and the pollution discharge factor. Use the terrestrial and aquatic plant organism habits, biology and ecology purification function to research fencing and nurturing in overflow land, structuring biological chain, ecological retaining water, non-point source pollution control. Lead into the idea of ecological restoration and pollution control technology, transit the river treatment of manual work to ecological restoration mode gradually. This is very important for pushing forward ecological civilization construction of North Canal in Tongzhou urban district, and promoting the water environment virtuous cycle development.
Key Words: North Canal treatment, ecological restoration, pollution control, research
中圖分類號:TV85文獻標識碼: A
1 引言
北運河是京杭大運河的上游段,是海河流域的主要水系之一,干流全長 90公里,位于北京市東南,其中,干流界面北關閘上游為溫榆河,北關閘下游為北運河。北運河主要支流有通惠河、涼水河、鳳港減河等,承擔北京市城區、西郊地區及東郊部分地區的排水任務。通州區境內的北運河長41.9km,其生態建設和水環境安全直接影響城區社會發展和經濟環境。本文在分析通州區段北運河生態區位、水環境質量、生物組成特點、水環境保護目標、生態保護壓力的基礎上,以水環境生態保護重點、污染面源控制、污染消減與生態建設并重為依托,結合河灘地封育、生物鏈構建、生態蓄水形式、污染控制,引入生態修復與污染控制技術理念,使河道由人工治理逐步過渡到生態修復的模式。
2 北運河水質現狀與生態狀況
2.1河流水污染現狀
2012年4月,北京市水務局監測數據表明,北運河水系48個河段中,除5個無水河段外,有35個河道的水質都屬于劣Ⅴ類。流域河水呈黃綠色,其中,岸攤發臭垃圾堆和水中白色漂浮物隨處可見,說明北運河自凈能力較差, 水質狀況不容樂觀。近些年,隨著社會經濟的發展,北運河流域人口數量不斷增加,工業企業、畜牧養殖業等的規模不斷擴大,污水排放量日益增加,水質惡化現象仍在加劇;另外,近幾年自然干旱現象嚴重,河流雨水匯入水量不斷銳減,更加劇了河道水質惡化趨勢。
2.2河流底棲生物監測情況
采集北運河上新華大街橋、六環輔路橋和宋郎路橋的三個代表性生物樣品進行底棲生物分析。分析數據表明,北運河通州城區段底棲大型無脊椎動物主要由兩類組成,分寡毛類和搖蚊科類。其中寡毛類 5 種,搖蚊科類3 種,共 8 種。這 8 種底棲動物在各斷面分布有所區別,其中六環輔路橋寡毛類2 種,搖蚊幼蟲 2 種,新華大街橋寡毛類 3 種,搖蚊幼蟲 1 種,種類最多的是宋郎橋,寡毛類3 種,搖蚊幼蟲類3 種。從底棲動物種類組成上看,其特點是生物種類較少,以寡毛類最多為5 種,搖蚊幼蟲只有 3 種;同時,這些種類多為耐污染種,說明該段河流所受污染較為嚴重。根據監測得到的底棲動物種類和數量,對各個取樣點的生物多樣性指數進行計算,評價結果見表1。
通州區北運河城市段生物多樣性指數評價結果
取樣點 新華大街橋 六環路輔路橋 宋郎路橋
D 值 1.36 1.43 1.71
污染等級 中污染 中污染 中污染
結果表明:D值越大,說明水體受污染程度越小,相應地其生態系統結構及其運營狀況越健康。北運河底棲生物種類和數量少、且主要為耐污種類;多樣性指數較低,表明其水質狀況較差,生態系統退化嚴重。北運河底棲生物多樣性指數從一個側面反映了北運河污染程度及生態退化情況。
2.3北運河生態狀況
通州區屬北溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候區,春秋干旱少雨,夏季炎熱多雨,冬季寒冷多西北風。多年平均降水量約為600毫米,降水特點是年際變化大,年內集中;多年平均水面蒸發量為1815.5毫米,蒸發強烈。全區多年平均水資源總量約為2.16億立方米,人均水資源占有量約410立方米。根據通州區水資源評價資料,全區可利用水資源量為30032萬立方米,其中地表水可利用總量平均為10360萬立方米。地下水資源比較豐富,多年平均降雨入滲補給量為14452萬立方米,地表水入滲補給量為2780萬立方米,農業灌溉水入滲補給量為3610萬立方米,年可開采量約為2億立方米。而隨著經濟的發展和城市化進程的加快,每年的需水量以9.3%左右遞增。因此,通州區水資源的供需矛盾日益突出,缺口逐年加大。隨著人口規模的發展,人均水資源量逐漸減少,污水排放量卻日趨增大,城市河流水生態系統面臨越來越大的壓力,出現河流斷流,濕地萎縮,地下水位下降及生態退化等嚴重問題。天然降雨量減少形成的河道斷流,河漫灘植被砍伐,河道人工化、渠道化,挖沙造成的河道沙化,都加劇了河道生態環境的惡化,降低水體的自凈能力并使河流生態系統退化。城市河流承擔著城市正常運行的水供給與受納功能、生態功能、景觀美化功能,健康的水環境是城市可持續發展的重要保障。[1]城市水環境的污染,水生態系統的破壞,對人民健康和城市生態安全構成了威脅。治理水環境,恢復水生態系統,正常發揮河流的社會功能,才能使城市良性、可持續發展。
3.主要問題
3.1地表水污染,制約了生態品質
北運河上游,隨著人口的大量涌入,人口密度的增加,生活污水排放量也隨之增大。中國環境狀況公報的數據顯示,全國生活污水排放量逐年增加,其中的COD與氨氮等主要污染物的排放量遠大于工業廢水。[2]來自上游的生活污水成分復雜,主要來自餐廚廢水、洗衣廢水、沖廁水、淋浴水等,其中含有脂肪、米糠菜屑、洗滌用劑、化學品成分、大腸桿菌、汗液等。生活污水排放量大,有機物和化學品含量高,難于降解等是北運河水體污染的重要因素。
除上游生活污水外,北運河還承載了區內大量生活、工業、農業、畜牧業、餐飲業、娛樂業等廢水。根據通州水務局的統計資料,目前北運河通州城市段 11. 2km河段內,每年共有入河污水 6149 萬方,這還是近幾年對近 70個排污口進行截流后的情況。由此可見,北運河水體水質惡化受區內入河污水的影響很大。
3.2天然徑流補給量減少,生態環境脆弱
《北京市“十二五”時期水資源保護及利用規劃》的數據顯示,與多年平均降水量相比,近12年來北京市降水量減少19%,水資源總量減少43%,入境水量減少77%,兩庫來水減少79%。可用水資源急劇減少,導致沒有適當的徑流補給河道,河道自凈能力減弱,承載力降低,加重了河流的污染。河流污染程度的加深直接造成水中及河道周邊動植物死亡,生物種類及數量降低,生物物種退化,生態多樣性減少等一系列生態問題。加之為爭取水資源而進行的地下水超采,水源地保護等工程設施的建設,都會對河道水生態系統產生影響。
3.3水體功能區承載污染負荷大與治理技術不相適宜
通州區位于北京市東南,處于北京市水系的下方,區內河道多為排水河道,承擔著上游區縣和北京市區的排洪、排污任務,長期接納的是上游的雨水和污水。因近些年降雨量明顯減少,而入河污水量顯著增多,所以上游排入河道的水大部分為污水,水體污染更加嚴重。近些年,隨著地表水體污染日益嚴重,對于河流、湖泊等污染水體的水質改善技術研究已經取得了一定進展,但還存在很多不足,尤其對于北運河這樣的城區河流,因為河道周邊空間有限,所以很多處理技術難以應用;此外,北運河水體水量巨大,處理量太小對于改善整個河道水環境不能起到根本作用。
綜上所述,作為北京市水系的重要組成部分,北運河的水環境質量直接關系到北京市整體的水資源可持續利用和發展進程,改善北運河水體質量,提高流域水資源利用程度,是北京市水資源可持續利用的迫切需要,對于實現北京市環境、社會和經濟的協調和可持續發展具有重要意義。作為通州區內的主要河流,北運河的水環境問題已經嚴重阻礙了通州區的社會、經濟發展,引起了政府有關部門和當地人民群眾的廣泛關注。因此,改善北運河水環境,提高其水體質量,對于通州區的社會、經濟發展和北京市的水資源可持續利用是十分必要的,具有重要意義。
4.控制水污染實施生態修復技術的思路
生態修復(ecological restoration)是指通過人為的調控,使受損害的生態系統恢復到受干擾前的自然狀況,恢復其合理的內部結構、高效的系統功能和協調的內在關系。
4.1探究機理,尋找對策
自然河流凈化作用主要通過河流中的生物鏈發生作用,生物鏈主要由水生植物、水生及兩棲類動物、浮游生物、原生動物、微生物等構成。水生植物能夠吸收水里的氮、磷等無機物作為生長的營養物質,并產生氧氣提供給水生及兩棲動物,同時其龐大的根系又為微生物及水生動物、兩棲類動物提供棲息地。微生物依靠水生植物的根系形成生物膜,能夠將動植物的尸體及其他有機物進行降解和利用。原生動物以細菌、真菌為食,浮游生物以原生動物為食,水生動物攝食浮游生物,鳥類和兩棲類以水生動物為食。水生態系統形成的生物鏈,發揮了水體的自凈作用,一旦某一環節產生了問題,如水中有機物超出了微生物降解能力,就會破壞生物鏈,進而破壞水體的自凈作用。
河流生態系統也是一個復合系統, 由河岸生態系統、水生態系統、濕地及沼澤生態系統等子系統組成, 其生態健康受水文、地形、動力等諸多因素影響[3] 。向河道內排放污廢水、過量用水、擠占河灘地、砍伐森林、引入外來物種以及大規模筑壩、修建水庫、河道渠道化等水利工程措施, 都會破壞河流生態系統健康【4】。河道內水生生態系統和河岸生態系統遭到破壞, 必然造成生物多樣性降低,生物量銳減,河流水質惡化。
4.2找準方法,注重創新
開發生態水體修復技術,是當前水環境技術的研究和開發熱點。實際上,大自然在發展變化的長期過程中,本身已經具備了自我凈化、自我完善的強大能力,這使得自然界得以持續而有序地運行,其中水體的自然生物凈化能力,在人類出現之前的遠古時期,就保證了自然界江河湖泊水體的潔凈。目前開發的水體生態修復技術,實質上是按照仿生學的理論,對自然界恢復能力與自凈能力的強化,可以說,按照自然界自身規律去恢復其本來面貌,強化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的合乎邏輯的治污思路,也是一條創新的技術路線。
近幾十年,通過大量研究與實踐,已明確水環境污染實際上是典型的生態問題, 因此, 在對污染水域進行治理時,應用生態學方法能使生態問題得到最終解決。近年,強調治理與生態修復相結合,甚至更加強調生態修復的作用。從上世紀七十年代起,尤其是近十余年來,日本、美國、德國、瑞士等發達國家紛紛對以往的水環境治理思路進行反思,提出了生態治水的新理念,尊重河湖系統的自然規律,注重對其自然生態和自然環境的恢復和保護,使河湖的綜合服務功能得以展現。
4.3綜合比對,優勢顯著
目前,國際上處理河湖水庫水體污染的方法主要是三種,一是物理方法,即是通過水利工程措施,如綜合調水,底泥疏浚,曝氣復氧,機械除藻等達到加速污染物移除與轉化的作用;二是化學方法,利用化學藥劑的投放,主要起到絮凝沉淀污染水體中內源性負荷磷,釋放氮以及化學除藻;三是生態修復方法,通過人工濕地的構建,水生植物栽種,微生物菌群培養,模仿自然生態體系的建立,營造和復原自然生態形態,充分發揮生態凈化作用。目前這三種水處理技術的比較發現,物理處理法往往治標不治本,只能作為對付突發性水體污染的應急措施。化學方法花費較高,且易造成二次污染。[5] 生態處理方法兼具安全性、經濟性、美觀性。這種處理技術不向水體投放藥劑,不會形成二次污染;工程造價相對較低,不需耗能或低耗能,運行成本低廉;用生態方法治污,還可以與綠化環境及景觀改善相結合, 在治理區可以建設休閑和體育設施, 創造人與自然相融合的優美環境。所以,這種廉價實用技術十分適用我國江河湖庫大范圍的污水治理工作。
4.4類別劃分,總結歸納
水生態修復技術主要包括植物凈化技術、動物凈化技術、微生物凈化技術、仿生植物凈化技術、土地凈化技術,多自然型河道構建等。
水生植物凈化技術,是利用水生植物及其共生的微環境去除水體中的污染物。水生植物能夠吸收水中的氮、磷等營養物質,抑制浮游藻類的生長,同時依附生長于水生植物龐大根系的微生物群能夠對有機物進行降解,從而實現水中污染物的轉移和分解。
水生動物凈化技術,是通過水生動物的食物鏈效應,維持水體中食魚性魚類、食浮游性魚類、浮游生物之間的食物鏈平衡,達到水質改善的目的。【6】水生動物主要包括浮游動物、游泳動物和底棲動物,他們以水體中的細菌、藻類、有機碎屑等為食物,可有效地減少水體中的懸浮物、提高其透明度。投放數量適當、物種配比合理的水生動物,可以延長生態系統的食物鏈、提高生物凈化效果。
微生物凈化技術,是通過微生物對有機物的降解作用,去除水中污染物。水中微生物主要由藻類、細菌、原生動物等組成,以生物膜的形式存在。依靠微生物技術的主要工藝方法有生物廊道、氧化塘、生物濾池、生物接觸氧化池等。
仿生植物凈化技術,仿照河流生態系統中的沉水植物輪藻,以河道中原有的天然生物菌群作為種源, 在填料絲表面經過生物的自然富集形成生物膜, 通過微生物的生命活動去除水中的污染物質。【7】土地凈化技術,以土地為主要處理設施,污水中的污染物質經過土壤-植物系統的吸附、過濾、轉移等作用被去除,污水達到一定程度的凈化。由于污水中含有大量的氮、磷等營養元素,通過灌溉等方式,土壤、農作物、植物對污染物進行攔截、吸收,既滿足了農作物等對營養元素的需要,對污水也達到了凈化的目的。
多自然型河道構建技術即多種生物可以生存、繁殖的治理技術,它以保護、創造生物良好的生存環境與自然景觀為建設前提,它不是單純的環境生態保護,而是在再生生物群落的同時, 建設具有設定抗洪強度的河流水利工程。【6】目前治理污染河流趨向于多種技術的綜合應用,同時還要考慮河流的污染特點,水利條件,生態環境特征,氣候,治理目標等。
5.幾點建議
河流的自然環境由水、河道、堤岸、河畔植被以及在此空間生存的生物群落構成。生物、生態技術治理北運河應主要從三方面入手,
一是河道形式的構建,護坡護岸生態材料的開發,生物鏈的構造與培育。河道形式的構建主要是改造河道流路及河床的物理特性, 即是創造出接近自然的流路, 水流要有不同的流速帶。[8]要通過對岸堤生態槽(溝)、河岸邊坡濕地、坡腳碎石床、河道碎石床等不同的河道斷面構建形式進行研究,構造出適合生物多樣性的河道形式。新型生態護槽/岸材料的開發主要考慮對氮磷的吸收,提供有利于植物生長的空間結構,同時保證其抗壓、抗凍性達到規范要求。生物鏈的構造與培育主要從魚類種群和植物種群的構建進行研究,魚類種群的構建包括魚類種類、放養密度,植物種群的構建主要考慮植物種類的選取,通過實驗比對研究可得出相關結論。
二是生態凈化技術的研究與應用。首先在北運河選取實驗區,局部展開生態凈化技術的應用。通過對研究區水體凈化的適宜性和應用的工藝流程、工藝參數和處理效果進行研究評價,取得污染負荷、水力條件、植物種群和處理單元設置、生物填料等方面數據,從而研究出適合北運河治理的生態凈化技術。
三是建立有效的生態修復技術模式。生態形河流治理,就是在河流空間內,將河道治理、護岸治理、河岸提防治理都融入生態概念,在不影響河道泄洪排澇功能的前提下,更多地運用天然生態因素進行水體的凈化,同時營造景觀水體滿足人們親水近水的需要。河流的生態治理和修復需要關注水體質量、河道形式、生物鏈構造、生態系統多樣性等多方面因素,需要根據流域的具體情況,從關鍵影響因素入手,逐一解決問題,逐步建立一套適合本地區及流域特點的水污染控制與生態修復并重的技術模式。
參考文獻:
[1]何苗,林巖清,胡洪營.城市污染河流治理的技術思路[C].中國水環境污染控制與生態修復技術高級研討會論文集,2004,115-124.
[2].趙豐,黃民生,戴興春. 當前水環境污染現狀分析與生態修復技術初探[j]. 上海化工.2008.7.33(7):27-30..
[3]倪晉仁, 劉元元. 論河流生態修復[J] . 水利學報, 2006, 37(9) : 1029-1037.
[4]李洪遠, 鞠美庭. 生態恢復的原理與實踐[M]. 北京: 化學工業出版社, 2004.
[5]王文廣.應用生物生態修復技術治理天津市水環境[J[.水利水電工程設計,2013,32(2):23-26
[6]樸棟海,戴術霞,樸粉善.淺議生物-生態修復技術在水環境治理中的應用[J].中國西部科技.2011,8:18-19.