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DMP廢水

發布時間:2022-11-02 20:40:46

1. 生物技術應用大專畢業論文怎麼寫

分子生物技術在微生物降解環境 污染物中的應用 [摘要〕介紹了與環境微生物關鍵降解酶基因的篩選、克隆及應用相關的分r生物技術,包括聚合酶鏈式反應技 術、基因重組技術、熒光原位雜交技術和生物信息學等技術,並對這些技術在污染物降解基因檢測、篩選和克隆方 面的應用進行了闡述與探討、 [關鍵詞]分子生物技術;微生物;基因;環境污染物;降解 隨著現代j:\地技術的發展,多環芳烴、含氯有 機物和硝基苯類化合物等人工合成井難以降解的 污染物大量排放,造成世界范圍內的環境污染和生 態破壞,嚴重地威脅人類和其他生物的正常生存和 發展。利用微生物修復技術對受污染的水體及土 壤進行處理,凸顯了其重要的意義和可行性。研究 人員發現並篩選到一些微生物,它們不僅對環境有 較高的適應性、對污染物有較高的耐受性,而且對 污染物有較強的降解效率和專一性。然而環境中 存在的大量微生物中僅有少於1%可通過傳統的培 養方法進行培養、分離和純化,絕大多數細菌需要 非常嚴格的營養條件川。因此,為了對修復環境有 所貢獻卻難以培養的微生物進行更全面了解,也為 了篩選到更多有利於降解環境污染物的微生物菌 種及其關鍵酶基因,分子生物技術和手段逐漸被廣 泛應用到環境可降解污染物及降解機理方面的研 究中。 本文對近年來發展起來的聚合酶鏈式反應 (PCR)技術、基因重組技術、熒光原位雜交(FISH) 技術和生物信息學等多種分子生物技術進行了介 紹,並總結了它們在污染物降解基因檢測、篩選和 克隆方面的應用。 1與環境污染物降解相關的分子生 物技術 1.1PCR及其相關技術 PCR是一種利用脫氧核糖核酸(DNA)半保留 復制原理,在體外擴增位於兩段已知序列之間的 DNA區段從而得到大量拷貝的分子生物技術。根 據其模板、引物來源或擴增條件的不同,PcR技術 可分為以下幾種:(l)反轉錄pCR(RT一PeR)技 術,將mRNA反轉錄為cDNA後再對其進行PCR 擴增,可用來構建cDNA文庫,分析不同生長時期 的mRNA表達狀況和相關性以及mRNA的定量測 定等;(2)巢式PCR技術,在擴增大片段目的DNA 時,先用非特意性引物擴增再用特意性引物對第一 次擴增產物進行第二次擴增,以獲得可供分析的 DNA;(3)競爭PCR技術,是一種定量PCR,向PCR 反應體系中加人人工構建的帶有突變的競爭模板, 通過控制競爭模板的濃度來確定目的模板的濃度, 對目的模板作定量研究;(4)實時熒光定量PCR技 術,在PCR反應體系中加人熒光基團,利用熒光信 號積累實時監測整個PCR進程,最後通過標准曲線 對未知模板進行定量分析,該法已廣泛用於基因表 達研究、轉基因研究等方面;(5)擴增的rDNA限制 酶切分析技術,根據原核生物rDNA序列的保守性, 將擴增的rDNA片段進行酶切,通過酶切圖譜來分 析菌間的多樣性;(6)RNA隨機引導PCR技術,基 於任意寡核昔酸引物與RNA之間可能的配對,在 低嚴謹度條件下經聚合酶催化使鏈延伸,將細胞總 RNA或InRNA作為反轉錄反應的模板,此技術結 合單鏈構象多態性,用非變性膠分辨大小相同而構 象不同的片段,可用於診斷遺傳突變及分析污染條 件下序列的多態性;(7)隨機擴增多態DNA (RAPD)技術,是一種基於PCR檢測PCR引物結合 位點序列改變的方法,通常以10bp的寡核昔酸序 列為引物,對基因組DNA隨機擴增,電泳分離染色 擴『增產物,再分析多態性。 1.2FISH技術 FISH技術利用熒游標記的探針在細胞內與特 異的互補核酸序列雜交,通過激發雜交探針的熒光 來檢測信號。熒光探針比放射性探針更安全,具有 較好的分辨力,不需要額外的檢測步驟。近年來, 由於FISH技術具有靈敏、便捷等優點,迅速發展完 善成為研究環境微生物的有力工具。此外,可用不 同激發和散射波長的熒光染料標記探針,在一步反 應中同時檢測幾個靶序列。該技術主要包括試樣 固定、預處理、預雜交、探針和試樣變性、雜交、漂洗 去除未結合的探針、檢測雜交信號等步驟。由於 165rRNA具有遺傳穩定性,因此成為FISH技術檢 測最常用的靶序列。 1.3基因重組技術 基因重組技術是從供體生物的基因組中通過 酶切擴增等手段獲取目的基因,與載體連接形成重 組DNA分子,再導入到受體細胞中,讓外源基因得 以表達。在已經分離出的許多菌株中,與降解能力 有關的基因多在質粒體上。由於質粒很容易在細 菌的繁殖過程中遺失,對細菌降解能力的長期穩定 非常不利,可將其與污染物降解有關的酶基因重組 到大腸桿菌等微生物中進行表達,以此構建的各種 生物降解特性增強的重組菌可用於污染環境的治 理修復或發酵某些廢棄物。 1.4生物信息學 20世紀後期,生物學的迅猛發展,從數量上和 質量上極大地豐富了基因組資料庫、蛋白質數據 庫、酶資料庫和文獻資料庫等許多生物科學的數據 資源。已有多個國家和國際科研組織建立了生物 信息資料庫,如歐洲分子生物學實驗室(Eur叩ean MolecularBiologyLaboratory)核酸序列資料庫和美 國國家生物技術情報中心(Nationaleente:fo:Bio- technologyInformation,NCBI)基因序列資料庫等。 科學家利用計算機及生物信息分析軟體分析這些 數據資源,確定大分子序列、結構、表達模式和生化 途徑與生物數據之間的關系,區分生物個體間遺傳 差異,揭示DNA多樣性。例如,基本局部比對搜索 工具(BasieLoealAlignmentSearehTool,BLAST), 是一套在蛋白質資料庫或DNA資料庫中進行相似 性比較的分析工具。它基於Altschul等的方法「2〕, 在序列資料庫中對查詢序列進行同源性比對工作。 BLAST程序可對一條或多條、任何數量、任何形式的 序列在一個或多個核酸或蛋白序列庫中進行比對,甚 至將有缺口的比對序列也考慮在內,利用比較結果中 的得分對序列進行相似性說明。基因的序列分析可 揭示出生物物種之間的關系,在污染治理研究中可用 於生物基因組特殊區域或特異基因的測序。 2分子生物技術在環境污染物降解 中的應用 2.1土壤試樣總DNA的提取 用適當方法直接從土壤中提取DNA並純化, 是從分子生物學角度對土壤微生物進行研究的前 提條件,而後可進行酶切、PCR擴增、核酸分子雜交 等分子生物學技術操作。從土壤中提取微生物 DNA主要分為汽接法和間接法}』{。直接法是在 ogram等的方法基礎卜發展起來的,其主要包括2 個步驟:(l)原位細胞裂解;(2)DNA提取和純化。 直接法提取的DNA超過細菌總DNA的60%且省 力,但提取的DNA常常有折斷、腐殖酸污染、甚至 提取物中還夾雜有未知的胞外DNA和真核生物的 DNA。最先報道間接法的是Faegri等[『〕,其主要包 括4個步驟:(l)分散土壤;(2)分離細胞與土壤; (3)細胞裂解;(4)DNA純化。間接法提取DNA 產量低且費力,但純度較高、DNA損傷小,提取的 大片段DNA可用來構建cos而d和細菌人工染色體 文庫等。 2.2採用PCR及相關技術擴增分析DNA片段 可降解污染物的微生物必然能產生分解代謝 該污染物的酶。selvaratnam等L』l用編碼苯酚單加 氧酶dmpN摹因的RT一PCR技術來檢測序列間歇 式活性污泥反應器『{一,降解酚的假單胞菌。檢測結 果表明,RT一PCR技術不僅能檢測微生物降解酚的 能力,還能測量dmpN基因的轉錄水平,從而確定假 單胞菌特殊的分解活性,發現了在轉錄水平下,酚 濃度與通氣時間之問存在正相關關系。 將PCR技術和變性梯度凝膠電泳(DGGE)結 合起來,在變性條件適當的情況下能分辨一個鹼基 對,解析度較高。染色後的凝膠用成像系統進行分 析,可在一定程度l幾反應試樣的復雜性。條帶的多 少能反應試樣「 一 }1微生物組成的差異,條帶的亮度能 反應試樣中微生物的多少。基於以上優點,日前該 技術在微生物群落結構的分析和動態研究方面得 到了廠『泛應用。DGGE可通過分析PCR擴增的基 因點突變來探索微生物的復雜性。徐玉泉等[「〕從 某廢水中分離出一株能以苯酚為惟一碳源的菌株 PHEA一2,使用PCR一DGGE技術對該菌165 rDNA進行分析,發現該菌與醋酸鈣不動桿菌同源。 M盯sh等r了)利用PcR一DGGE技術獲得了活性污泥 中真核微生物的種群變化情況。王峰等下8〕採用 PCR一DGGE技術對城市污水化學生物絮凝處理中 活性污泥和生物膜微生物種群結構進行了分析,結 果表明活性污泥培養前後微生物種群結構發生r 很大改變。 RAPD技術也是一種應用比較廣泛的以多態性 引物來擴增某些片段的技術。RAPD技術可用於檢 測含有混合微生物種群的各種微生物反應器中微 生物的多樣性。用RAPD技術分析檢測實驗室規 模的油脂淤泥培養料中的細菌菌群發現,用油脂淤 泥改良過的培養料比未改良的更適於不同的微生 物種群生長[9j。vainio等t』。〕從516種孤立的菌落 中提取出165rDNA,經PCR擴增後進行測序,檢測 活性污泥中微生物種群的結構。這些組合技術的 應用顯著增強r對微生物的檢測和鑒定能力,為理 論研究工藝優化及提高生物處理效率提供了條件。 2.3基因重組 基因工程技術應用於環境保護起始於20世紀 80年代。其基本原理是通過基因分離和重組技術, 將目的基因片段,比如可編碼降解某種污染物的 酶,轉移到受體生物細胞中並表達,使受體生物具 有該目的基因表達顯現的特殊性狀,從而達到治理 污染的目的。找到特定污染的抗性基因,利用基因 重組技術轉基因後也可獲得其他抗性植株以及篩 選到可轉化污染物的植物,還可開發超量積累植物 進行污染土壤的生物修復。 羅如新等L」〕用放射性同位素標記tfdc基因片 段作探針,Southemblot雜交定位Ll菌株的鄰苯二 酚1,2一雙加氧酶基因位於Pstl的I片段和BamH I的M、N片段,回收並將其直接克隆至表達載體 pKT230卜,獲得的重組子能轉化不具開環酶活性 的甲胺磷降解菌P2,得到高於天然宿主21倍的鄰 苯二酚1,2一雙加氧酶。stingley等{」〕通過構建基 因文庫和重組質粒等基因工程方法證實了NidAB 雙加氧酶是降解菲的關鍵酶類,並首次鑒定出此基 因通過磷苯二甲酸實現降解功能。chae等『」}發現 不能降解苯酚的su如lobusso扣taricu、98/2菌株中 的兒茶酚2,3一雙加氧酶基因與能降解苯酚的 sulfolo右u,,o如taricu、咫有[6J源區,分析得知它們 是山共同祖先進化而來。把兒茶酚2,3一雙加氧酶 基因克隆到大腸桿菌中表達,可獲得有較高降解活 性的雙加氧酶。 重金屬污染是環境污染的重要方面之一。隨 著分子生物學技術的發展,越來越多的修復性蛋白 基因正被從植物、微生物和動物中陸續分離出來, 如汞離子還原酶基因、有機汞裂解酶基因、汞轉運 蛋自基因、金屬硫蛋白基因、植物絡合素合成酶基 因、鐵離子還原酶基因和鋅轉運蛋白基因L』『〕。這些 基因通過基因工程的改造,重組到合適的受休細胞 中表達相應的蛋白質和酶,達到治理難以降解的有 毒有害污染物的目的。sorsa等〔」〕把MTS插人 LamB序列的153位點,在E.eoli中表達MTs,解決 r細胞內MTs對金屬離子有限的吸附能力。綜L 所述,基因重組技術具有快速、高效的特性,已逐漸 成為環境生物技術的研究熱點。 2.4FISH技術 FISH技術利用核糖體內長度適中(約1500bp)、 高度保守的165:RNA序列作為理想的基因分類靶 序列,其中使用的165:RNA寡核普酸探針一般是 進行了熒游標記的20bp左右特異性核昔酸片段, 利用該報告分子(如生物素、地高辛)與熒光素標記 的特異親和素之間的免疫化學反應,經熒光檢測系 統對待測DNA進行定性、定量或相對定位分析。 FISH技術能提供處理過程中微生物的數量、空間分 布和原位生理學等信息。 硝化細菌是一類生理上非常特殊的化能自氧 菌,傳統的研究方法要經過富集、分離、分類和鑒定 步驟,耗時長。HSH技術的引人解決了上述困難。 FlsH技術還被廣泛用於活性污泥系統、硝化流化床 反應器和膜生物反應器等廢水處理系統}』61。 基因工程微生物越來越多地被用於農業害蟲 控制和環境污染的生物修復,對人類健康和環境的 影響引起廣泛關注。1994年出現了一種新的標記 系統:綠色熒光蛋白(GFP),由於GFP基因表達產 物對細胞沒有毒害作用,且由GFP產生的熒游標記 檢測卜分方便、簡單。在某些被污染的環境中可分 離出降解該污染物的細菌,通過基因重組等手段使 用GFP分子標記,可更容易的分離檢測被標記的 細胞叫。 Bastes等[』8]進行了苯酚降解菌染色體GFP基 因標記實驗。通過PCR和Southemblot分析,證明 GFP基因已成功整合到宿主細胞的染色體中。對 標記菌與野生型的降解能力比較結果證明,GFP分 子標記的插人並不影響細胞的苯酚降解能力。 用G即標記Pseudomonasputida,研究活性淤 泥中細菌存活情況{』9飛。Pseudomonasputida被轉到 活性淤泥2min後,觀察到細胞在淤泥絮凝物間自 由游動;培養3d後,發現熒光細胞減少,大部分已 被合並到淤泥絮凝物中,以防止細菌被原生動物捕 食。用oFP標記石.eozi和Serraliamarceseern,考 察菌株附到絮凝物卜的過程{』()j。使用表面熒光顯 微鏡能將帶有GFP標記的細胞從活性污泥中區分 開,井進行觀察和記數。而聚焦激光掃描顯微鏡 (cLsM)可使GFP標記細菌產生三維輪廓,結合表 面熒光顯微鏡和CLSM觀察GFP標記細胞,結果表 明,細胞表面疏水性在細菌附到絮凝物的過程中起 重要作用,兩種細菌附在絮凝物上的模式有很大不 同,通過這種方法可更好地理解細菌赫附機理,有 助於提高廢水處理效果。 3結語 分子生物技術的應用使研究人員可從微觀的 角度更細致深人地了解微生物對污染物降解的具 體生理生化機制,在分子水平 _ _ [揭示生物體吸收、 遷移、積累有害物質最終被毒害,及適應、抗性等生 態問題,從而篩選到更多有利用價值的微生物。隨 著越來越多微生物全部基因序列的解碼,對各種細 菌體內可降解基因的分布和表達會有更深人的了 解,有關技術的發展和成熟必將對污染物的降解過 程有一個整體的、生態水平上的認識。 參考文獻 l李鳳,劉世貴 . 分子生物學技術在環境微生物研究中的 應用 . 世界科技研究與發展,2003,25(4):88一92 2AltsehulSF,GishW,MillerW,etal.Basieloealalign- mentsearehtool . 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2. 結合你所學到的環境微生物學方面的知識,談談對環境微生物學在環境科學和環境治理領域中的應用和發展前景

摘要:微生物在環境中充當著極其重要的角色,它在自然界的生態平衡和物質循環中起著不可替代的作用。同時,在環境污染和治理方面,微生物也起著重要作用。環境微生物學的興起是微生物學與環境科學交叉發展的必然結果。它由普通微生物學發展起來的環境科學和環境工程的一門學科.它以普通微生物學為基礎,在研究微生物學一般規律的同時,著重微生物和環境之間互相作用的規律,微生物活動對環境和人類產生的有益和有害的影響以及在環境污染控制工程中有關的微生物原理的研究,是環境科學和環境工程的重要理論基礎。環境微生物學的內容十分廣泛,而且該學科近年來的發展十分迅速,一些生物學的新技術手段被不斷應用到環境微生物學領域中。
關鍵詞:環境科學;環境工程;微生物學;環境微生物學
1 微生物學的發展簡史
微生物學是研究微生物及其生命活動的科學。微生物具有種類繁多、體積微小、比表面積大、代謝類型多、代謝強度高、生長繁殖速度快、容易變異、種類多等多種特點。它廣泛分布於空氣、水、土壤、人體及動植物體內獨立或寄生生活。大多數微生物對人類和動植物是有益的,特別是它與人類的生活有密切的關系,對工農業生產、人類的生活環境與健康衛生有極大的影響[1]。
人類對微生物的利用甚早。我國在利用微生物方面,更有著豐富的經驗和悠久的歷史。早在公元前3世紀,在《呂氏春秋》里就有「儀狄作酒禹飲而甘之」之說。在公元6世紀,後魏賈思勰所著的《齊民要術》一書中就詳細記載了制曲和釀酒的技術,還記載了栽種豆科植物可以肥沃土壤,當時雖不知根瘤菌的存在,也不知固氮作用,而會利用根瘤菌積累氮肥等等。
1676年,微生物學的先驅列文虎克用自製的單式顯微鏡首次觀察到了細菌的個體,為揭開微生物世界的奧秘打開了大門,具有劃時代的意義。在之後近200年的時間里,人們對微生物的研究僅停留在出於個人愛好對一些微生物進行形態描述的低級水平上,包括細菌、原生動物和真菌,但對它們的生理活動機理及其與人類實踐活動的關系卻未加研究,因此,微生物作為一門學科在當時還未形成。
在19世紀末和20世紀初微生物學被牢固地建立起來。法國的巴斯德和德國的科赫,分別被稱為微生物學的奠基人和細菌學的奠基人。巴斯德在研究釀酒生產中酒質變酸的問題時,指出發酵是微生物的作用。巴斯德創立了培養基和玻璃器皿的滅菌方法及巴氏消毒,建立完成了稀釋和次代培養的無菌技術。為生物學的發展做出了突出的貢獻。科赫在培養細菌學的巨大貢獻是發明了用固體培養基的「細菌純培養法」和把混合培養物純化的技術,並用在固體培養基上劃線接種的方法獲得了單一的純種。這種技術使得培養細菌學發生革命性變化,並使得十九世紀最後二十年中這個學科得以開出絢麗的花朵。進入二十世紀,微生物學獲得了飛速的發展,研究重點逐漸轉移到了生化水平及分子生物學的水平上。工業微生物學與發酵工程、遺傳工程、細胞工程、酶工程和生物反應器工程一起組成了生物工程學這個當代高科技領域。
隨著社會經濟發展的需要,人們不斷加強對微生物的研究,己形成了許多微生物學的分支學科。例如有普通微生物學、微生物生理學、微生物生態學、微生物遺傳學;有病毒學、細菌學、真菌學;還有土壤微生物學、海洋微生物學;再有醫學微生物學、工業微生物學、農業微生物學、環境微生物學、石油微生物學等等, 由此可見微生物學的發展無不體現著學科的交叉,特別是相關的細胞生物學,生物化學,遺傳學及分子生物學間的相互促進,由此推動整個生命科學的飛速發展。同時物理,化學,計算機技術及材料科學的發展,為微生物學的發展提供了必要的技術手段。所以,微生物學的發展歷史是輝煌的[2~4]。
2、環境微生物學的研究內容
環境微生物學主要是介紹環境微生物學的發展和生物學基礎知識;在環境中存在的微生物主要種類和特點;微生物的生理和代謝,微生物生長和環境因子對微生物的影響;微生物的遺傳和變異,微生物的生態及其分布;在各種環境條件下微生物的存在和變化,微生物的代謝活動對環境的影響;微生物在自然界中的地位和作用,在生物地球化學循環中的作用;在環境領域中微生物所起的作用,微生物對污染物產生抗性的分子機理,以及對污染物降解的代謝途徑。
3、環境微生物學的發展
隨著人類的生活要求和工農業生產的迅速發展,大量人工合成的並難以被天然微生物迅速降解轉化的污染性化合物進入到自然環境中。嚴重威脅人類及其他生物正常生存發展。其中,普遍存在於土壤環境中的重要有機污染物如多環芳烴,農葯類等,因其致癌性,致畸性,致突變性而被認為是危險物質。分子生物學技術的應用為污染治理、防治提供了新的思路和方法[5] 。同時,污染導致資源環境中的生物重組,對環境中復雜的混合微生物群落進行及時監控和准確鑒定變得越來越重要。而分子生物學技術因其快速、准確、靈敏的特點,正逐步取代某些傳統的研究方法而被廣泛用於環境微生物的監測[6] 。
3.1與環境微生物研究相關的各種分子生物學技術
3.1.1核酸探針檢測技術
利用能與特定核苷酸序列發生特異性互補的已知核苷酸片段作探針分析DNA序列及片段長度多態性。被標記(放射性或非放射性的)的探針以原位雜交、Southern印跡雜交、斑點印跡和狹線印跡雜交等不同的方法,可直接用來探測溶液中、細胞組織內或固定在膜上的同源核酸序列。由於核酸分子雜交的高度特異性及檢測方法的高度靈敏性,使得核酸分子雜交技術廣泛應用於對環境中微生物的檢測,定性、定量分析它們的存在、分布、豐度和適應性等研究目標。
熒光原位雜交(FISH)是目前單個細胞水平上分析微生物群落結構的常用分子生態學方法。目前可利用FISH的方法,使用一整套特異的寡核苷酸探針可進行單個細胞的快速分類[7~8]。流式細胞計(FCM)是另一種能快速分析和分類單細胞群體的技術。適用於對有關微生物群落的組成和動態進行快速和頻繁的監測。RFLP標記基於Southern印跡雜交的技術,即DNA限製片段長度多態性,是在生物多樣性研究中廣泛應用的DNA分子標記。可作為一種能高度靈敏檢測污染環境下微生物種群變化的方法。
3.1.2 PCR及相關技術
PCR是一種體外擴增核酸序列從而得到多個核酸拷貝的技術。根據擴增的模板,引物序列來源及反應條件的不同可將PCR技術分為以下幾種:(1)反轉錄PCR技術是在mRNA反轉錄之後進行的PCR擴增,可以用來分析不同生長時期的mRNA表達狀態的相關性。(2)競爭PCR是一種定量PCR,通過向PCR反應體系中加入人工構建的帶有突變的競爭模板、控制競爭模板的濃度來確定目的模板的濃度,對目的模板作定量研究。競爭性PCR曾被用來測定受多環芳烴污染的沉降物中的編碼鄰基二酚-2,3-加雙氧酶的dmpB基因濃度[9]。(3)擴增的rDNA限制酶切分析技術,是美國最新發展起來的一項現代生物鑒定技術,它根據原核生物rDNA序列的保守性,將擴增的rDNA片段進行酶切。然後通過酶切圖譜來分析菌間的多樣性。
3.1.3電泳分離及顯示方法
除我們熟知的瓊脂糖凝膠電泳並用溴乙錠(EB)染色方法和聚丙烯醯胺凝膠電泳(PAGE分離)銀染的方法外,還有一些通過特殊的電泳分離技術而建立的分子標記。如變性梯度凝膠電泳、溫度梯度凝膠電泳、單鏈構象多態性等,都是通過實施一些變性條件改變DNA雙螺旋結構(如添加線性梯度的變性劑或建立變性溫度梯度等),由於序列不同的DNA片段,其部分解鏈程度也不同,不同的結構對DNA在凝膠中遷移速率影響很大,結果不同序列的DNA片段在凝膠上得以高解析度的分離。
3.1.4 基因重組技術
利用DNA體外重組或擴增技術從供體生物基因組中分離感興趣的基因或DNA片段,或經人工合成的方法獲得基因,然後經一系列切割,加工修飾,連接反應產生重組DNA分子,再將其轉入適當的受體細胞,以期獲得基因表達的過程。此技術用於環境微生物的研究可構建出各種生物降解特性增強的重組菌用於污染環境的治理修復或發酵某些廢棄物生產天然氣。如將微生物分解纖維素和木質素的基因轉入到中溫細菌中,使發酵能在較高溫度下進行,提高轉化速度,用於蔗糖發酵生產天然氣[10] 。
3.1.5 基因晶元技術
基因晶元技術作為生物晶元技術一個發展最完備的分支,基因晶元可以分為cDNA晶元和寡核苷酸晶元cDNA晶元有多種制備方法,在基因表達相關研究方面具有重大價值;寡核苷酸晶元主要應用於雜交測序、單核苷酸多態性分析和突變檢測。基因晶元,又稱DNA微陣列,是指按照預定位置固定在固相載體上很小面積內的千萬個核酸分子所組成的微點陣陣列。在一定條件下,載體上的核酸分子可以與來自樣品的序列互補的核酸片段雜交。如果把樣品中的核酸片段進行標記,在專用的晶元閱讀儀上就可以檢測到雜交信號。cDNA晶元即在玻璃片、矽片、聚丙烯膜、硝酸纖維素膜、尼龍膜等固相載體上固定的成千上萬個cDNA分子組成cDNA微陣列。
3.2 分子生物學技術在環境微生物研究中的應用
3.2.1重組細菌用於環境污染防治
Pseudomonas sp.P2是一株甲醯磷降解菌,羅如新等人(1999)[11]克隆了氯苯降解菌L1的鄰苯二酚1,2-雙加氧酶基因,在表達載體PKT230攜帶下轉入了P2菌中,使P2獲得高效的鄰苯二酚1,2-雙加氧酶酶活,該酶活性甚至比天然宿主還高21倍。
植物根際是一個有潛力的污染降解地點,在植物根際由植物供給能被微生物利用的營養物質使微生物繁殖,最終進行污染物的消除。在外來微生物中表達與脫毒有關的酶類也能在實地應用中提供專一選擇優勢。該例利用了小麥根際微生物對土壤中的三氯乙烯(TCE)脫毒。D.C.yec等人(1998)[12]將洋蔥伯克霍爾德菌G4的甲苯鄰單加氧酶基因轉入熒光假單子孢菌2-79中後,熒光假單孢菌比小麥根際其它菌長得好。
3.2.2 胞內酶在細胞表面表達更好發揮生物降解功能
當有重金屬存在時,較高等植物可產生相應的金屬硫蛋白(MTs)。MTs是含半胱氨酸豐富的蛋白質,能結合鎘、鉻、汞和銅等重金屬離子。在E.coli中表達MTs是一項有希望的技術,但細胞內的MTs對金屬離子的吸附能力有限。解決這一困難的一條途徑是在細胞表面表達MTs,據報道把MTs插入LamB序列的153位點而證實了這一可能性[13],雜合蛋白的表達提高了對鎘的結合力達15~20倍,由於MTs定位於細胞表面,即使細胞死亡,仍可用於金屬的吸附和積累。有機磷廣泛用於農業製造殺蟲劑,由土壤微生物中分離到的有機磷水解酶(OPH)能有效降解這些殺蟲劑。但OPH純化所需的成本高,而用完整的細胞脫毒受到轉運有機磷通過細胞膜屏障的限制。在細胞表面表達0PH的完整細胞降解磷!硫和Paraoxon比在細胞內表達OPH的細胞快幾倍[14]。得到的酶活定位於細胞表面的生物催化劑比純化的0PH明顯更穩定,也更活躍。
3.2.2 分子生物學技術在環境微生物監測中的應用
環境中存在的大量微生物中,僅有1%可通過傳統的培養方法在培養皿上進行培養和進一步分離,而絕大多數細菌要求非常嚴格的營養條件或是難以培養 [15] PCR技術及衍生出的一系列生物技術,使得在復雜環境中對那些混合物內低含量的群體成員或生物群中某個特異基因的檢測與研究成為可能。
Fantroussi等人[16]用嵌套式PCR(nestedPCR)來監測未被污染的土壤淤泥實驗生態系中3-氯苯脫氯細菌的外源基因的種類。Selvaratnam等人[17]用編碼苯酚單加氧酶的dmpN基因的PCR擴增來檢測處理廢水的分批式反應器中的降解酚的假單胞桿菌。PCR技術還與其它方法結合應用於環境監測中。Chandler等人[18]用MPN/PCR技術來估測被燃料污染的土壤中的萘過氧化物酶基因nahAc、鏈烷單加氧酶基因alkB及dmpB的數量。PCR技術與核酸雜交技術結合,用來進一步檢測PCR擴增產物,核實被擴增的序列即目的序列。
環境微生物監測環境中微生物的研究難點是常常無法准確定性和直接定量地檢測環境中可能存在的眾多微生物種群。基因晶元技術的出現和發展為微生物學領域的研究者提供了高效快捷的技術方法,為科研迅速向縱深化發展提供了可能[19]。一些作為分子標記的基因工程菌也應用到環境生物技術中,主要用來監測投放到環境中的微生物的情況。許多學者對細菌中的熒光基因(luxgene)進行克隆,轉移到具有分解能力的特種微生物體內,具有分解能力的菌體中就有了特定的熒游標記,通過對熒光菌和熒光量的監測可以達到對專門細菌的跟蹤,並可以了解到它們與其它菌株之間在分解過程中的關系[20]。
3.2.3 分子生物技術在環境基因工程菌的穩定性和安全性研究中的應用
對轉基因生物的環境安全問題需進行長期的系統的研究,因風險的出現有長期滯後性。在關於被引入遺傳物質的穩定性和新的遺傳物質是否轉移到其他微生物中,通過生物的表型可初步判斷,進一步的證實則可以利用DNA序列分析,探針雜交等。關於生物圍堵,目的是加強對重組微生物的行為和命運的可預見性。生物圍堵系統可以是被動的,如對菌株引入培養缺陷型,recA-等突變;或是主動的系統,指向細胞中引入誘導細胞死亡的自殺基因。化學誘導自殺作為生物圍堵的基本原理,其策略是將殺傷功能與生物降解途徑的調節系統相聯系,細胞在非生物物質存在時存活(自殺基因被遏制),但非生物物質完全降解後,自殺基因開啟,細胞死亡。
隨分子生物學技術的發展和對環境微生物研究的深入,分子生物學技術在環境微生物中的應用越來越廣泛也越來越重要。分子生物學技術的應用不僅擴大了環境微生物研究的廣度而且加大了研究的深度。隨著越來越多微生物全部基因序列的解碼,對各種細菌體內降解基因的分布和表達會有更深入的了解,這方面技術的成熟必將對環境微生物的研究有一個整體的系統的生態水平上的認識,必將使研究更具目標性,應用更具可控性[21]。

3. 九年級化學計算

固體氫氧化鉀,加入稀硫酸恰好完全反應:2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
KOH分子量56, H2SO4分子量 98
計算H2SO4質量=98*56/(2*56)=49

根據質量守恆,反應沒有沉澱或者氣體生成,反應前後溶液質量相同,則加入硫酸溶液的量80.5-56=24.5g,
質量分數=溶質質量(分子)/溶液總質量(分母)·100% =49/24.5=200%,沒有這樣的稀硫酸,濃硫酸最高98%,濃度再高就是發煙硫酸,但是沒有水參與不能與KOH固體反應。
所以,題目有問題。如果10%氫氧化鉀溶液,計算得到稀硫酸的質量分數50%,這樣才符合實際

4. 污水和廢水有什麼區別

(1)含義不同:

1、廢水(wastewater)是指居民活動過程中排出的水及徑流雨水的總稱。它包括生活污水、工業廢水和初雨徑流入排水管渠等其它無用水,一般指經過一定技術處理後不能再循環利用或者一級污染後制純處理難度達不到一定標準的水。

2、污水是指受一定污染的來自生活和生產的排出水。喪失了原來使用功能的水簡稱為污水。主要是生活上使用後的水,其含有有機物較多,處理較易。

(2)污染不同:

1、工業廢水對環境的破壞是相當大的,20世紀的「八大公害事件」中的「水俁事件」和「富山事件」就是由於工業廢水的污染。

2、工業廢水來自製造采礦和工業生產活動的污水,包括來自與工業或者商業儲藏、加工的徑流活滲瀝液,以及其它不是生活污水的廢水。

(4)DMP廢水擴展閱讀:

自然界三大公害:廢水廢氣、雜訊污染

1、工業廢水直接流入渠道,江河,湖泊污染地表水,如果毒性較大會導致水生動植物的死亡甚至絕跡

2、工業廢水還可能滲透到地下水,污染地下水;如果周邊居民採用被污染的地表水或地下水作為生活用水,會危害身體健康,重者死亡;

3、工業廢水滲入土壤,造成土壤污染。影響植物和土壤中微生物的生長。

4、有些工業廢水還帶有難聞的惡臭,污染空氣。

5、工業廢水中的有毒有害物質會被動植物的攝食和吸收作用殘留在體內,而後通過食物鏈到達人體內,對人體造成危害。

工業廢水對環境的破壞是相當大的,20世紀的「八大公害事件」中的「水俁事件」和「富山事件」就是由於工業廢水的污染。

5. 水中溶氧檢測

摘 要:本文綜述了水體溶解氧的各種檢測方法及原理,諸如碘量法、電流測定法(Clark溶氧電極)、電導測定法、熒光淬滅法等,比較各種方法的優缺點,對熒光淬滅法的應用前景進行了初步探討。
關鍵詞:溶解氧、熒光淬滅、環境監測
0.引言
隨著當今世界工業、農業的迅猛發展,大量的工業廢水、農田排水向江河湖海排放,同時,我國城市生活污水大約有80%未經處理直接排放,小城鎮及廣大農村生活污水大多處於無序排放狀態[1],使得許多地方的水質日益惡化,水污染和水資源短缺日益嚴重,所以迫切需要對污水進行及時監控和有效處理。其中,水中溶解氧含量是進行水質監測時的一項重要指標。
溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解於水中分子狀態的氧,即水中的O2,用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。溶解氧的一個來源是水中溶解氧未飽和時,大氣中的氧氣向水體滲入;另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化,一般說來,溫度越高,溶解的鹽分越大,水中的溶解氧越低;氣壓越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機物質被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說溶解氧是水體的資本,是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近於飽和值(9ppm),藻類繁殖旺盛時,溶解氧含量下降。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低,對於水產養殖業來說,水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響,當溶解氧低於4mg/L時,就會引起魚類窒息死亡,對於人類來說,健康的飲用水中溶解氧含量不得小於6mg/L。當溶解氧(DO)消耗速率大於氧氣向水體中溶入的速率時,溶解氧的含量可趨近於0,此時厭氧菌得以繁殖,使水體惡化,所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染,特別是有機物污染的程度,它是水體污染程度的重要指標,也是衡量水質的綜合指標[2]。因此,水體溶解氧含量的測量,對於環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。
1.水體溶解氧的各種檢測方法及原理
1.1 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)
碘量法(等效於國際標准ISO 5813-1983)是測定水中溶解氧的基準方法,使用化學檢測方法,測量准確度高,是最早用於檢測溶解氧的方法。其原理是在水樣中加入硫酸錳和鹼性碘化鉀,生成氫氧化錳沉澱。此時氫氧化錳性質極不穩定,迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳:
4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)
2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ (2)
2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)
加入濃硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)與溶液中所加入的碘化鉀發生反應而析出碘:
4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)
2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)
再以澱粉作指示劑,用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘,來計算溶解氧的含量[3],化學方程式為:
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)
設V為Na2S2O3溶液的用量(mL),M為Na2S2O3的濃度(mol/L),a為滴定時所取水樣體積(mL),DO可按下式計算[2]:
DO(mol/L)= (7)
在沒有干擾的情況下,此方法適用於各種溶解氧濃度大於0.2mg/L和小於氧的飽和度兩倍(約20mg/L)的水樣。當水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子、游離氯時,可能會對測定產生干擾,此時應採用碘量法的修正法。具體作法是在加硫酸錳和鹼性碘化鉀溶液固定水樣的時候,加入NaN3溶液,或配成鹼性碘化鉀-疊氮化鈉溶液加於水樣中,Fe3+較高時,加入KF絡合掩敝。碘量法適用於水源水,地面水等清潔水。碘量法是一種傳統的溶解氧測量方法,測量准確度高且准確性好,其測量不確定度為0.19mg/L[4]。但該法是一種純化學檢測方法,耗時長,程序繁瑣,無法滿足在線測量的要求[5]。同時易氧化的有機物,如丹寧酸、腐植酸和木質素等會對測定產生干擾。可氧化的硫的化合物,如硫化物硫脲,也如同易於消耗氧的呼吸系統那樣產生干擾。當含有這類物質時,宜採用電化學探頭法[6],包括下面將要介紹的電流測定法以及電導測定法等。
1.2 電流測定法(Clark溶氧電極)
當需要測量受污染的地面水和工業廢水時必須用修正的碘量法或電流測定法。電流測定法根據分子氧透過薄膜的擴散速率來測定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧電極的薄膜只能透過氣體,透過氣體中的氧氣擴散到電解液中,立即在陰極(正極)上發生還原反應:
O2+2H2O+4e à 4OH- (8)
在陽極(負極),如銀-氯化銀電極上發生氧化反應:
4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e (9)
(8)式和(9)式產生的電流與氧氣的濃度成正比,通過測定此電流就可以得到溶解氧(DO)的濃度。
電流測定法的測量速度比碘量法要快,操作簡便,干擾少(不受水樣色度、濁度及化學滴定法中干擾物質的影響),而且能夠現場自動連續檢測,但是由於它的透氧膜和電極比較容易老化,當水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質時,會使透氧膜堵塞或損壞,需要注意保護和及時更換,又由於它是依靠電極本身在氧的作用下發生氧化還原反應來測定氧濃度的特性,測定過程中需要消耗氧氣,所以在測量過程中樣品要不停地攪拌,一般速度要求至少為0.3m/s,且需要定期更換電解液,致使它的測量精度和響應時間都受到擴散因素的限制。目前市場上的儀器大多都是屬於Clark電極類型,每隔一段時間要活化,透氧膜也要經常更換。張葭冬[7]對膜電極的精密度作了研究,用膜電極法測量溶解氧的標准偏差為0.41mg/L,變異系數5.37%,碘量法測量溶解氧的標准偏差為0.3mg/L,變異系數為4.81%。同碘量法做對比實驗時,每個樣品測定值絕對誤差小於0.21mg/L,相對誤差不超過2.77%,兩種方法相對誤差在-2.52%~2.77%之間。代表產品有美國YSI公司的系列攜帶型溶解氧測量儀,如YSI58型溶解氧測量儀,該儀器可高質量地完成實驗室和野外環境的測試工件,操作簡便攜帶方便。測量范圍為0~20mg/L,精度為±0.03mg/L。
1.3 熒光猝滅法
熒光猝滅法的測定是基於氧分子對熒光物質的猝滅效應原理,根據試樣溶液所發生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質的含量。通過利用光纖感測器來實現光信號的傳輸,由於光纖感測器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便於利用現有光通信技術組成遙測網路等優點,對傳統的感測器能起到擴展、提高的作用,在很多情況下能完成傳統的感測器很難甚至不能完成的任務,因此非常適合於熒光的傳輸與檢測。從80年代初起,人們已開始了探索應用於氧探頭的熒光指示劑的工作。早期曾採用四烷基氨基乙烯為化學發光劑,但由於其在應用中對氧氣的響應在12小時內逐漸衰減而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一類很好的氧指示劑〔8〕,如1984年Wolfbeis等報告了一種對氧氣快速響應的熒光感測器,就是以芘丁酸為指示劑,固定於多孔玻璃。這種感測器的優點是響應速度快(可低於50ms),並有很好的穩定性。1989年,Philip等〔9〕將香豆素1、香豆素103、香豆素153三種熒光指示劑分別固定於有機高聚物XAD-4、XAD-8及硅膠三種支持基體中進行實驗。從靈敏度、發射強度和穩定性幾個方面進行比較,得出了香豆素102固定於XAD-4支持基體中是作為一種靈敏可逆的光纖氧感測器的中介的最佳選擇的結論。使用這種熒光指示劑的光纖氧感測器的應用范圍相當廣泛。
後來過渡金屬(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有機化合物以其特殊的性能受到關注,對光和熱以及強酸強鹼或有機溶劑等都非常穩定。一般選用金屬釕鉻合物作為熒光指示劑即分子探針。金屬釕鉻合物的熒光強度與氧分壓存在一一對應的關系,激發態壽命長,不耗氧,自身的化學成份很穩定,在水中基本不溶解。釕鉻合物的基態至激發態的金屬配體電荷轉移(MLCT)過程中,激發態的性質與配體結構有密切關系,通常隨著配體共軛體系的增大,熒光強度增強,熒光壽命增大,例如在熒光指示劑中把苯基插入到釕的配位空軌道上,從而增強絡合物的剛性,在這樣的剛性結構介質中,釕的熒光壽命延長,而氧分子與釕絡合物分子之間的碰撞猝滅機率提高,從而可增強氧感測膜對氧的靈敏度。目前的研究中,釕化合物的配體一般局限於2,2』-聯吡啶、1,10-鄰菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在實驗中比較了在不同pH值介質條件下製得的Ru(bpy)2+3與Ru(ph2phen)2+3兩種不同塗料的感測器性能,結果顯示在pH=7時Ru(ph2phen)2+3顯示了更高的靈敏度。為延長敏感膜在水溶液中的工作壽命,較長時間保持其靈敏性,呂太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)與4,7-二苯基-1,10-鄰菲洛啉的親脂性衍生物生成的新的熒光試劑配合物Ru(I)[4,7-雙(4』-丙苯基)-1,10-鄰菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-雙(4』-庚苯基)-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯醯胺基-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。實驗均發現隨著配體碳鏈的增長,熒光試劑的憎水性增大,流失現象減少,可延長膜的使用壽命。Ignacy[13]等研究還發現極化後的[Ru(dpp)3Cl2]氧感測膜對氧具有更高的靈敏度。吸附在硅膠60上的釕(Ⅱ)絡合物在藍光的激發下發出既強烈又穩定的粉紅色熒光,該熒光可以有效地被分子氧淬滅。
其檢測原理是根據Stern-Vlomer的猝滅方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q],其中F0為無氧水的熒光強度,F為待檢測水樣的熒光強度,Ksv為方程常數,[Q]為溶解氧濃度,根據實際測得的熒光強度F0、F及已知的Ksv,可計算出溶解氧的濃度[Q]。
實驗證明這種檢測方法克服了碘量法和電流測定法的不足,具有很好的光化學穩定性、重現性,無延遲,精度高,壽命長,可對水中溶解氧進行實時在線監測。其測量范圍一般為0~20mg/L,精度一般≤1%,響應時間≤60s。
1.4 其他檢測方法
電導測定法:用導電的金屬鉈或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應生成能導電的鉈離子。通過測定水樣中電導率的增量,就能求得溶解氧(DO)的濃度。實驗表明,每增加0.035S/cm的電導率相當於1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是測定溶解氧(DO)最靈敏的方法之一,可連續監測。
陽極溶出伏安法:同樣利用金屬鉈與溶解氧(DO)定量反應生成亞鉈離子:
4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- (10)
然後用溶出法測定Tl+離子的濃度,從而間接求得溶解氧(DO)的濃度。使用該方法取樣量少,靈敏度高,而且受溫度影響不大。
2.國內外在水體溶解氧檢測領域研究的現狀
我國目前對水質檢驗的常規程序是取樣後拿到實驗室檢驗分析,中間的工作環節復雜,導致檢測時間長,不能及時得到水質情況。國內目前一些單位和研究機構已經開發研製出一些小型溶解氧檢測儀,一般都基於電流測定法,如上海雷磁儀器廠生產的JPSJ-605型溶解氧分析儀,北京北斗星工業化學研究所研製的H-BD5W手持式水質通用測試儀等,其速度方面同國外同類儀器還有一定的差距;國內對熒光溶解氧感測器也有一些研究[5][15],技術已經達到國外平均水平,但研究實現商品化的較少。國外一般採用新型的基於熒光淬滅效應的溶解氧測量儀[16],代表產品有瑞士DMP公司的MICROXI型的溶解氧測量儀,美國OXYMON氧氣測量系統等等,測量精確,快速,並可以遠程測量等。總的來說,目前市場上大多數商品化溶解氧測量儀都是基於Clark溶氧電極的,基於熒光淬滅法的光纖溶解氧感測器較少。
我國環境監測、監控技術在環境領域的應用等方面的研究與發達國家相比還存在顯著差距。目前國內在水質監測系統上還沒有自己開發的完整的設備,大多數採用國外的設備和技術,如ECOTECH公司的WQMS(水質監測系統),美國SIGMA900系列水質采樣器等等,但是國外的水質檢測設備和系統大多數價格高,體積大,有的不完全符合中國的環境條件。據海關統計,2000年我國進口各類儀器儀表總額70億美元,接近我國儀器儀表工業總產值的50%。全國每年用於儀器儀表進口的費用大大超過用於購買國產儀器的費用,價格昂貴、采購周期長以及各種配件難以獲得等原因,嚴重地約束了我國科學技術的發展[1]。因此我國急需研究開發自行生產的環境水質自動監測儀器。

3.小結
目前國際上發展的主流是基於熒光淬滅原理的光纖溶解氧感測器,儀器的性能一般為:重復性誤差±0.3㎎/L,零點漂移和量程漂移±0.3㎎/L,響應時間(T90)≤2min,溫度補償精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根據上述熒光淬滅的特性,擬使用如下方法實現溶解氧檢測儀:光源發出的光信號經濾光片送到有熒光指示劑的區域,水中溶解氧與熒光指示劑相作用,引起光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等光學特徵發生變化後送到光探測器和信號處理裝置,得到溶解氧濃度的信息。為了防止污染物、水體生物的腐蝕、干擾,儀器的抗干擾能力是關鍵。應該從感測膜的化學穩定性,儀器的防腐蝕性能,電路的工作穩定性方面多加以研究。
鑒於基於熒光淬滅法測量儀的光纖感測器具有較高的測量精度和較強的抗干擾能力,以及較好的重復性和穩定性,可以用於農業中水產養殖業水質的測量以及各種農業用水污染程度的測量,因此對此種感測器的研究具有重要的實際應用價值和商品化價值。

6. 水中溶解氧值

溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解於水中分子狀態的氧,即水中的O2,用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。溶解氧的一個來源是水中溶解氧未飽和時,大氣中的氧氣向水體滲入;另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化,一般說來,溫度越高,溶解的鹽分越大,水中的溶解氧越低;氣壓越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機物質被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說溶解氧是水體的資本,是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近於飽和值(9ppm),藻類繁殖旺盛時,溶解氧含量下降。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低,對於水產養殖業來說,水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響,當溶解氧低於4mg/L時,就會引起魚類窒息死亡,對於人類來說,健康的飲用水中溶解氧含量不得小於6mg/L。當溶解氧(DO)消耗速率大於氧氣向水體中溶入的速率時,溶解氧的含量可趨近於0,此時厭氧菌得以繁殖,使水體惡化,所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染,特別是有機物污染的程度,它是水體污染程度的重要指標,也是衡量水質的綜合指標[2]。因此,水體溶解氧含量的測量,對於環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。
1.水體溶解氧的各種檢測方法及原理
1.1 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)
碘量法(等效於國際標准ISO 5813-1983)是測定水中溶解氧的基準方法,使用化學檢測方法,測量准確度高,是最早用於檢測溶解氧的方法。其原理是在水樣中加入硫酸錳和鹼性碘化鉀,生成氫氧化錳沉澱。此時氫氧化錳性質極不穩定,迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳:
4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)
2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ (2)
2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)
加入濃硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)與溶液中所加入的碘化鉀發生反應而析出碘:
4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)
2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)
再以澱粉作指示劑,用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘,來計算溶解氧的含量[3],化學方程式為:
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)
設V為Na2S2O3溶液的用量(mL),M為Na2S2O3的濃度(mol/L),a為滴定時所取水樣體積(mL),DO可按下式計算[2]:
DO(mol/L)= (7)
在沒有干擾的情況下,此方法適用於各種溶解氧濃度大於0.2mg/L和小於氧的飽和度兩倍(約20mg/L)的水樣。當水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子、游離氯時,可能會對測定產生干擾,此時應採用碘量法的修正法。具體作法是在加硫酸錳和鹼性碘化鉀溶液固定水樣的時候,加入NaN3溶液,或配成鹼性碘化鉀-疊氮化鈉溶液加於水樣中,Fe3+較高時,加入KF絡合掩敝。碘量法適用於水源水,地面水等清潔水。碘量法是一種傳統的溶解氧測量方法,測量准確度高且准確性好,其測量不確定度為0.19mg/L[4]。但該法是一種純化學檢測方法,耗時長,程序繁瑣,無法滿足在線測量的要求[5]。同時易氧化的有機物,如丹寧酸、腐植酸和木質素等會對測定產生干擾。可氧化的硫的化合物,如硫化物硫脲,也如同易於消耗氧的呼吸系統那樣產生干擾。當含有這類物質時,宜採用電化學探頭法[6],包括下面將要介紹的電流測定法以及電導測定法等。
1.2 電流測定法(Clark溶氧電極)
當需要測量受污染的地面水和工業廢水時必須用修正的碘量法或電流測定法。電流測定法根據分子氧透過薄膜的擴散速率來測定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧電極的薄膜只能透過氣體,透過氣體中的氧氣擴散到電解液中,立即在陰極(正極)上發生還原反應:
O2+2H2O+4e à 4OH- (8)
在陽極(負極),如銀-氯化銀電極上發生氧化反應:
4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e (9)
(8)式和(9)式產生的電流與氧氣的濃度成正比,通過測定此電流就可以得到溶解氧(DO)的濃度。
電流測定法的測量速度比碘量法要快,操作簡便,干擾少(不受水樣色度、濁度及化學滴定法中干擾物質的影響),而且能夠現場自動連續檢測,但是由於它的透氧膜和電極比較容易老化,當水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質時,會使透氧膜堵塞或損壞,需要注意保護和及時更換,又由於它是依靠電極本身在氧的作用下發生氧化還原反應來測定氧濃度的特性,測定過程中需要消耗氧氣,所以在測量過程中樣品要不停地攪拌,一般速度要求至少為0.3m/s,且需要定期更換電解液,致使它的測量精度和響應時間都受到擴散因素的限制。目前市場上的儀器大多都是屬於Clark電極類型,每隔一段時間要活化,透氧膜也要經常更換。張葭冬[7]對膜電極的精密度作了研究,用膜電極法測量溶解氧的標准偏差為0.41mg/L,變異系數5.37%,碘量法測量溶解氧的標准偏差為0.3mg/L,變異系數為4.81%。同碘量法做對比實驗時,每個樣品測定值絕對誤差小於0.21mg/L,相對誤差不超過2.77%,兩種方法相對誤差在-2.52%~2.77%之間。代表產品有美國YSI公司的系列攜帶型溶解氧測量儀,如YSI58型溶解氧測量儀,該儀器可高質量地完成實驗室和野外環境的測試工件,操作簡便攜帶方便。測量范圍為0~20mg/L,精度為±0.03mg/L。
1.3 熒光猝滅法
熒光猝滅法的測定是基於氧分子對熒光物質的猝滅效應原理,根據試樣溶液所發生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質的含量。通過利用光纖感測器來實現光信號的傳輸,由於光纖感測器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便於利用現有光通信技術組成遙測網路等優點,對傳統的感測器能起到擴展、提高的作用,在很多情況下能完成傳統的感測器很難甚至不能完成的任務,因此非常適合於熒光的傳輸與檢測。從80年代初起,人們已開始了探索應用於氧探頭的熒光指示劑的工作。早期曾採用四烷基氨基乙烯為化學發光劑,但由於其在應用中對氧氣的響應在12小時內逐漸衰減而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一類很好的氧指示劑〔8〕,如1984年Wolfbeis等報告了一種對氧氣快速響應的熒光感測器,就是以芘丁酸為指示劑,固定於多孔玻璃。這種感測器的優點是響應速度快(可低於50ms),並有很好的穩定性。1989年,Philip等〔9〕將香豆素1、香豆素103、香豆素153三種熒光指示劑分別固定於有機高聚物XAD-4、XAD-8及硅膠三種支持基體中進行實驗。從靈敏度、發射強度和穩定性幾個方面進行比較,得出了香豆素102固定於XAD-4支持基體中是作為一種靈敏可逆的光纖氧感測器的中介的最佳選擇的結論。使用這種熒光指示劑的光纖氧感測器的應用范圍相當廣泛。
後來過渡金屬(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有機化合物以其特殊的性能受到關注,對光和熱以及強酸強鹼或有機溶劑等都非常穩定。一般選用金屬釕鉻合物作為熒光指示劑即分子探針。金屬釕鉻合物的熒光強度與氧分壓存在一一對應的關系,激發態壽命長,不耗氧,自身的化學成份很穩定,在水中基本不溶解。釕鉻合物的基態至激發態的金屬配體電荷轉移(MLCT)過程中,激發態的性質與配體結構有密切關系,通常隨著配體共軛體系的增大,熒光強度增強,熒光壽命增大,例如在熒光指示劑中把苯基插入到釕的配位空軌道上,從而增強絡合物的剛性,在這樣的剛性結構介質中,釕的熒光壽命延長,而氧分子與釕絡合物分子之間的碰撞猝滅機率提高,從而可增強氧感測膜對氧的靈敏度。目前的研究中,釕化合物的配體一般局限於2,2』-聯吡啶、1,10-鄰菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在實驗中比較了在不同pH值介質條件下製得的Ru(bpy)2+3與Ru(ph2phen)2+3兩種不同塗料的感測器性能,結果顯示在pH=7時Ru(ph2phen)2+3顯示了更高的靈敏度。為延長敏感膜在水溶液中的工作壽命,較長時間保持其靈敏性,呂太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)與4,7-二苯基-1,10-鄰菲洛啉的親脂性衍生物生成的新的熒光試劑配合物Ru(I)[4,7-雙(4』-丙苯基)-1,10-鄰菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-雙(4』-庚苯基)-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯醯胺基-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。實驗均發現隨著配體碳鏈的增長,熒光試劑的憎水性增大,流失現象減少,可延長膜的使用壽命。Ignacy[13]等研究還發現極化後的[Ru(dpp)3Cl2]氧感測膜對氧具有更高的靈敏度。吸附在硅膠60上的釕(Ⅱ)絡合物在藍光的激發下發出既強烈又穩定的粉紅色熒光,該熒光可以有效地被分子氧淬滅。
其檢測原理是根據Stern-Vlomer的猝滅方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q],其中F0為無氧水的熒光強度,F為待檢測水樣的熒光強度,Ksv為方程常數,[Q]為溶解氧濃度,根據實際測得的熒光強度F0、F及已知的Ksv,可計算出溶解氧的濃度[Q]。
實驗證明這種檢測方法克服了碘量法和電流測定法的不足,具有很好的光化學穩定性、重現性,無延遲,精度高,壽命長,可對水中溶解氧進行實時在線監測。其測量范圍一般為0~20mg/L,精度一般≤1%,響應時間≤60s。
1.4 其他檢測方法
電導測定法:用導電的金屬鉈或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應生成能導電的鉈離子。通過測定水樣中電導率的增量,就能求得溶解氧(DO)的濃度。實驗表明,每增加0.035S/cm的電導率相當於1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是測定溶解氧(DO)最靈敏的方法之一,可連續監測。
陽極溶出伏安法:同樣利用金屬鉈與溶解氧(DO)定量反應生成亞鉈離子:
4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- (10)
然後用溶出法測定Tl+離子的濃度,從而間接求得溶解氧(DO)的濃度。使用該方法取樣量少,靈敏度高,而且受溫度影響不大。
2.國內外在水體溶解氧檢測領域研究的現狀
我國目前對水質檢驗的常規程序是取樣後拿到實驗室檢驗分析,中間的工作環節復雜,導致檢測時間長,不能及時得到水質情況。國內目前一些單位和研究機構已經開發研製出一些小型溶解氧檢測儀,一般都基於電流測定法,如上海雷磁儀器廠生產的JPSJ-605型溶解氧分析儀,北京北斗星工業化學研究所研製的H-BD5W手持式水質通用測試儀等,其速度方面同國外同類儀器還有一定的差距;國內對熒光溶解氧感測器也有一些研究[5][15],技術已經達到國外平均水平,但研究實現商品化的較少。國外一般採用新型的基於熒光淬滅效應的溶解氧測量儀[16],代表產品有瑞士DMP公司的MICROXI型的溶解氧測量儀,美國OXYMON氧氣測量系統等等,測量精確,快速,並可以遠程測量等。總的來說,目前市場上大多數商品化溶解氧測量儀都是基於Clark溶氧電極的,基於熒光淬滅法的光纖溶解氧感測器較少。
我國環境監測、監控技術在環境領域的應用等方面的研究與發達國家相比還存在顯著差距。目前國內在水質監測系統上還沒有自己開發的完整的設備,大多數採用國外的設備和技術,如ECOTECH公司的WQMS(水質監測系統),美國SIGMA900系列水質采樣器等等,但是國外的水質檢測設備和系統大多數價格高,體積大,有的不完全符合中國的環境條件。據海關統計,2000年我國進口各類儀器儀表總額70億美元,接近我國儀器儀表工業總產值的50%。全國每年用於儀器儀表進口的費用大大超過用於購買國產儀器的費用,價格昂貴、采購周期長以及各種配件難以獲得等原因,嚴重地約束了我國科學技術的發展[1]。因此我國急需研究開發自行生產的環境水質自動監測儀器。

3.小結
目前國際上發展的主流是基於熒光淬滅原理的光纖溶解氧感測器,儀器的性能一般為:重復性誤差±0.3㎎/L,零點漂移和量程漂移±0.3㎎/L,響應時間(T90)≤2min,溫度補償精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根據上述熒光淬滅的特性,擬使用如下方法實現溶解氧檢測儀:光源發出的光信號經濾光片送到有熒光指示劑的區域,水中溶解氧與熒光指示劑相作用,引起光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等光學特徵發生變化後送到光探測器和信號處理裝置,得到溶解氧濃度的信息。為了防止污染物、水體生物的腐蝕、干擾,儀器的抗干擾能力是關鍵。應該從感測膜的化學穩定性,儀器的防腐蝕性能,電路的工作穩定性方面多加以研究。
鑒於基於熒光淬滅法測量儀的光纖感測器具有較高的測量精度和較強的抗干擾能力,以及較好的重復性和穩定性,可以用於農業中水產養殖業水質的測量以及各種農業用水污染程度的測量,因此對此種感測器的研究具有重要的實際應用價值和商品化價值。
參考資料:http://www.samsco.com.cn/info/46045.htm

7. 這句話 對不滴

這句話當然是不對的。
在0℃時,1體積水裡最多能溶解氧氣0.049體積,20℃1標准大氣壓時,氧氣的溶解度是0.031。注意用的是體積,所以換算成質量溶解度的時候肯定是低於0.01的。所以是難溶
還有就是難溶也習慣被稱為不溶
根據水的溶解度原則,增大溶解度的方法有二:一,降低水溫;二,增加大氣壓。
下面順便說說:溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解於水中分子狀態的氧,即水中的O2,用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。溶解氧的一個來源是水中溶解氧未飽和時,大氣中的氧氣向水體滲入;另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化,一般說來,溫度越高,溶解的鹽分越大,水中的溶解氧越低;氣壓越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機物質被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說溶解氧是水體的資本,是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近於飽和值(9ppm),藻類繁殖旺盛時,溶解氧含量下降。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低,對於水產養殖業來說,水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響,當溶解氧低於4mg/L時,就會引起魚類窒息死亡,對於人類來說,健康的飲用水中溶解氧含量不得小於6mg/L。當溶解氧(DO)消耗速率大於氧氣向水體中溶入的速率時,溶解氧的含量可趨近於0,此時厭氧菌得以繁殖,使水體惡化,所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染,特別是有機物污染的程度,它是水體污染程度的重要指標,也是衡量水質的綜合指標[2]。因此,水體溶解氧含量的測量,對於環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。
1.水體溶解氧的各種檢測方法及原理
1.1 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)
碘量法(等效於國際標准ISO 5813-1983)是測定水中溶解氧的基準方法,使用化學檢測方法,測量准確度高,是最早用於檢測溶解氧的方法。其原理是在水樣中加入硫酸錳和鹼性碘化鉀,生成氫氧化錳沉澱。此時氫氧化錳性質極不穩定,迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳:
4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)
2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ (2)
2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)
加入濃硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)與溶液中所加入的碘化鉀發生反應而析出碘:
4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)
2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)
再以澱粉作指示劑,用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘,來計算溶解氧的含量[3],化學方程式為:
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)
設V為Na2S2O3溶液的用量(mL),M為Na2S2O3的濃度(mol/L),a為滴定時所取水樣體積(mL),DO可按下式計算[2]:
DO(mol/L)= (7)
在沒有干擾的情況下,此方法適用於各種溶解氧濃度大於0.2mg/L和小於氧的飽和度兩倍(約20mg/L)的水樣。當水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子、游離氯時,可能會對測定產生干擾,此時應採用碘量法的修正法。具體作法是在加硫酸錳和鹼性碘化鉀溶液固定水樣的時候,加入NaN3溶液,或配成鹼性碘化鉀-疊氮化鈉溶液加於水樣中,Fe3+較高時,加入KF絡合掩敝。碘量法適用於水源水,地面水等清潔水。碘量法是一種傳統的溶解氧測量方法,測量准確度高且准確性好,其測量不確定度為0.19mg/L[4]。但該法是一種純化學檢測方法,耗時長,程序繁瑣,無法滿足在線測量的要求[5]。同時易氧化的有機物,如丹寧酸、腐植酸和木質素等會對測定產生干擾。可氧化的硫的化合物,如硫化物硫脲,也如同易於消耗氧的呼吸系統那樣產生干擾。當含有這類物質時,宜採用電化學探頭法[6],包括下面將要介紹的電流測定法以及電導測定法等。
1.2 電流測定法(Clark溶氧電極)
當需要測量受污染的地面水和工業廢水時必須用修正的碘量法或電流測定法。電流測定法根據分子氧透過薄膜的擴散速率來測定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧電極的薄膜只能透過氣體,透過氣體中的氧氣擴散到電解液中,立即在陰極(正極)上發生還原反應:
O2+2H2O+4e à 4OH- (8)
在陽極(負極),如銀-氯化銀電極上發生氧化反應:
4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e (9)
(8)式和(9)式產生的電流與氧氣的濃度成正比,通過測定此電流就可以得到溶解氧(DO)的濃度。
電流測定法的測量速度比碘量法要快,操作簡便,干擾少(不受水樣色度、濁度及化學滴定法中干擾物質的影響),而且能夠現場自動連續檢測,但是由於它的透氧膜和電極比較容易老化,當水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質時,會使透氧膜堵塞或損壞,需要注意保護和及時更換,又由於它是依靠電極本身在氧的作用下發生氧化還原反應來測定氧濃度的特性,測定過程中需要消耗氧氣,所以在測量過程中樣品要不停地攪拌,一般速度要求至少為0.3m/s,且需要定期更換電解液,致使它的測量精度和響應時間都受到擴散因素的限制。目前市場上的儀器大多都是屬於Clark電極類型,每隔一段時間要活化,透氧膜也要經常更換。張葭冬[7]對膜電極的精密度作了研究,用膜電極法測量溶解氧的標准偏差為0.41mg/L,變異系數5.37%,碘量法測量溶解氧的標准偏差為0.3mg/L,變異系數為4.81%。同碘量法做對比實驗時,每個樣品測定值絕對誤差小於0.21mg/L,相對誤差不超過2.77%,兩種方法相對誤差在-2.52%~2.77%之間。代表產品有美國YSI公司的系列攜帶型溶解氧測量儀,如YSI58型溶解氧測量儀,該儀器可高質量地完成實驗室和野外環境的測試工件,操作簡便攜帶方便。測量范圍為0~20mg/L,精度為±0.03mg/L。
1.3 熒光猝滅法
熒光猝滅法的測定是基於氧分子對熒光物質的猝滅效應原理,根據試樣溶液所發生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質的含量。通過利用光纖感測器來實現光信號的傳輸,由於光纖感測器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便於利用現有光通信技術組成遙測網路等優點,對傳統的感測器能起到擴展、提高的作用,在很多情況下能完成傳統的感測器很難甚至不能完成的任務,因此非常適合於熒光的傳輸與檢測。從80年代初起,人們已開始了探索應用於氧探頭的熒光指示劑的工作。早期曾採用四烷基氨基乙烯為化學發光劑,但由於其在應用中對氧氣的響應在12小時內逐漸衰減而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一類很好的氧指示劑〔8〕,如1984年Wolfbeis等報告了一種對氧氣快速響應的熒光感測器,就是以芘丁酸為指示劑,固定於多孔玻璃。這種感測器的優點是響應速度快(可低於50ms),並有很好的穩定性。1989年,Philip等〔9〕將香豆素1、香豆素103、香豆素153三種熒光指示劑分別固定於有機高聚物XAD-4、XAD-8及硅膠三種支持基體中進行實驗。從靈敏度、發射強度和穩定性幾個方面進行比較,得出了香豆素102固定於XAD-4支持基體中是作為一種靈敏可逆的光纖氧感測器的中介的最佳選擇的結論。使用這種熒光指示劑的光纖氧感測器的應用范圍相當廣泛。
後來過渡金屬(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有機化合物以其特殊的性能受到關注,對光和熱以及強酸強鹼或有機溶劑等都非常穩定。一般選用金屬釕鉻合物作為熒光指示劑即分子探針。金屬釕鉻合物的熒光強度與氧分壓存在一一對應的關系,激發態壽命長,不耗氧,自身的化學成份很穩定,在水中基本不溶解。釕鉻合物的基態至激發態的金屬配體電荷轉移(MLCT)過程中,激發態的性質與配體結構有密切關系,通常隨著配體共軛體系的增大,熒光強度增強,熒光壽命增大,例如在熒光指示劑中把苯基插入到釕的配位空軌道上,從而增強絡合物的剛性,在這樣的剛性結構介質中,釕的熒光壽命延長,而氧分子與釕絡合物分子之間的碰撞猝滅機率提高,從而可增強氧感測膜對氧的靈敏度。目前的研究中,釕化合物的配體一般局限於2,2』-聯吡啶、1,10-鄰菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在實驗中比較了在不同pH值介質條件下製得的Ru(bpy)2+3與Ru(ph2phen)2+3兩種不同塗料的感測器性能,結果顯示在pH=7時Ru(ph2phen)2+3顯示了更高的靈敏度。為延長敏感膜在水溶液中的工作壽命,較長時間保持其靈敏性,呂太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)與4,7-二苯基-1,10-鄰菲洛啉的親脂性衍生物生成的新的熒光試劑配合物Ru(I)[4,7-雙(4』-丙苯基)-1,10-鄰菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-雙(4』-庚苯基)-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯醯胺基-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。實驗均發現隨著配體碳鏈的增長,熒光試劑的憎水性增大,流失現象減少,可延長膜的使用壽命。Ignacy[13]等研究還發現極化後的[Ru(dpp)3Cl2]氧感測膜對氧具有更高的靈敏度。吸附在硅膠60上的釕(Ⅱ)絡合物在藍光的激發下發出既強烈又穩定的粉紅色熒光,該熒光可以有效地被分子氧淬滅。
其檢測原理是根據Stern-Vlomer的猝滅方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q],其中F0為無氧水的熒光強度,F為待檢測水樣的熒光強度,Ksv為方程常數,[Q]為溶解氧濃度,根據實際測得的熒光強度F0、F及已知的Ksv,可計算出溶解氧的濃度[Q]。
實驗證明這種檢測方法克服了碘量法和電流測定法的不足,具有很好的光化學穩定性、重現性,無延遲,精度高,壽命長,可對水中溶解氧進行實時在線監測。其測量范圍一般為0~20mg/L,精度一般≤1%,響應時間≤60s。
1.4 其他檢測方法
電導測定法:用導電的金屬鉈或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應生成能導電的鉈離子。通過測定水樣中電導率的增量,就能求得溶解氧(DO)的濃度。實驗表明,每增加0.035S/cm的電導率相當於1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是測定溶解氧(DO)最靈敏的方法之一,可連續監測。
陽極溶出伏安法:同樣利用金屬鉈與溶解氧(DO)定量反應生成亞鉈離子:
4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- (10)
然後用溶出法測定Tl+離子的濃度,從而間接求得溶解氧(DO)的濃度。使用該方法取樣量少,靈敏度高,而且受溫度影響不大。
2.國內外在水體溶解氧檢測領域研究的現狀
我國目前對水質檢驗的常規程序是取樣後拿到實驗室檢驗分析,中間的工作環節復雜,導致檢測時間長,不能及時得到水質情況。國內目前一些單位和研究機構已經開發研製出一些小型溶解氧檢測儀,一般都基於電流測定法,如上海雷磁儀器廠生產的JPSJ-605型溶解氧分析儀,北京北斗星工業化學研究所研製的H-BD5W手持式水質通用測試儀等,其速度方面同國外同類儀器還有一定的差距;國內對熒光溶解氧感測器也有一些研究[5][15],技術已經達到國外平均水平,但研究實現商品化的較少。國外一般採用新型的基於熒光淬滅效應的溶解氧測量儀[16],代表產品有瑞士DMP公司的MICROXI型的溶解氧測量儀,美國OXYMON氧氣測量系統等等,測量精確,快速,並可以遠程測量等。總的來說,目前市場上大多數商品化溶解氧測量儀都是基於Clark溶氧電極的,基於熒光淬滅法的光纖溶解氧感測器較少。
我國環境監測、監控技術在環境領域的應用等方面的研究與發達國家相比還存在顯著差距。目前國內在水質監測系統上還沒有自己開發的完整的設備,大多數採用國外的設備和技術,如ECOTECH公司的WQMS(水質監測系統),美國SIGMA900系列水質采樣器等等,但是國外的水質檢測設備和系統大多數價格高,體積大,有的不完全符合中國的環境條件。據海關統計,2000年我國進口各類儀器儀表總額70億美元,接近我國儀器儀表工業總產值的50%。全國每年用於儀器儀表進口的費用大大超過用於購買國產儀器的費用,價格昂貴、采購周期長以及各種配件難以獲得等原因,嚴重地約束了我國科學技術的發展[1]。因此我國急需研究開發自行生產的環境水質自動監測儀器。

3.小結
目前國際上發展的主流是基於熒光淬滅原理的光纖溶解氧感測器,儀器的性能一般為:重復性誤差±0.3㎎/L,零點漂移和量程漂移±0.3㎎/L,響應時間(T90)≤2min,溫度補償精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根據上述熒光淬滅的特性,擬使用如下方法實現溶解氧檢測儀:光源發出的光信號經濾光片送到有熒光指示劑的區域,水中溶解氧與熒光指示劑相作用,引起光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等光學特徵發生變化後送到光探測器和信號處理裝置,得到溶解氧濃度的信息。為了防止污染物、水體生物的腐蝕、干擾,儀器的抗干擾能力是關鍵。應該從感測膜的化學穩定性,儀器的防腐蝕性能,電路的工作穩定性方面多加以研究。
鑒於基於熒光淬滅法測量儀的光纖感測器具有較高的測量精度和較強的抗干擾能力,以及較好的重復性和穩定性,可以用於農業中水產養殖業水質的測量以及各種農業用水污染程度的測量,因此對此種感測器的研究具有重要的實際應用價值和商品化價值

8. 急求環氧樹脂目前最新的全球產需狀況(包含國內外)

環氧樹脂市場分析

環氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,其分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為特徵。這使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物,並由此特性成為先進復合材料中應用最廣泛的樹脂體系,可適用於多種成型工藝配製成不同配方,可調節粘度范圍大;以適應於不同的生產工藝。近年來橡膠彈性體增韌、樹脂合金化改性以及環氧樹脂增韌改性新技術等增韌技術的日益成熟,環氧樹脂得到了更好更廣泛的應用。目前環氧樹脂統治著高性能復合材料的市場,因此對環氧樹脂市場的研究有著廣泛的意義。

根據最新統計,我國2005年全年環氧樹脂產量為44萬噸、進口量為25萬噸、出口量為6萬噸、消費總量為63萬噸,產量繼續保持較大增長,進口量在總消費量中的比較進一步下降,消費量已趨於穩定合理。

縱觀近年來國際環氧樹脂市場,1993年,世界環氧樹脂生產能力為130萬噸,1996年遞增到143.5萬噸,1999年為159.5萬噸,2002年為186萬噸,2005年為201萬噸,預計2010年可達到250萬噸左右。尤其是歐美、日本環氧樹脂公司兼並及投資建設較為活躍。國際大鱷經過一系列重組整合,全球環氧樹脂行業三甲已輪流坐莊,由20世紀末的Shell、DOW、Ciba-Geigy,變成Hexion、DOW、南亞。市場新三強生產能力分別達到38、36、30萬噸/年!並且Hexion、DOW、南亞三甲目前在中國都設有生產基地,中國在數量上已成為全球環氧樹脂最大生產國和重要消費國,但從消費結構以及企業個體角度來看,作為經濟組織國內企業還有待做大做強。

一、產業歷史

我國環氧樹脂產業起步於1958年,但是計劃經濟的束縛、加上文革的影響,使我國的發展步子明顯慢於國外。上世紀80年代情況有所好轉,年增長率達到了7%左右,但從總量上看每年計劃安排的環氧樹脂用量始終在萬噸以下。90年代初,我國經濟發展逐漸與國際市場、國際經濟接軌,環氧樹脂行業出現了眾多外資企業、中外合資企業,加上大量鄉鎮企業、私營企業的進入,我國環氧樹脂生產企業如雨後春筍,一下子由原來的幾十家擴大到近200家,出現了多種經濟成份相互競爭、共同發展的局面。但當時的單套裝置規模均在5000噸/年以下,與國外相比差距甚遠,工藝技術上同樣具有很大距離。

經過上世紀90年代的大力發展,我國環氧樹脂行業進入了又一個發展期。1998年環氧樹脂消費量達到12萬噸。技術引進在此過程中發揮了重要作用,使我國環氧樹脂生產從技術水平到生產規模都有了一個很大的提高,他們生產的環氧樹脂已經能夠與進口貨抗衡。在這一發展期間,我國環氧樹脂行業出現了聚集發展的格局,龍頭企業充分發揮了對整個行業的牽幅射作用,形成了我國環氧樹脂的核心產業帶;安徽黃山地區異軍突起,他們獨辟蹊徑發展粉末塗料專用的固體樹脂,憑借專業化的優勢,構成了環氧樹脂和環氧樹脂粉末塗料聯合生產基地;華南地區成為我國環氧樹脂應用的一個高地,該地區憑借毗鄰港的地域優勢在大力發展電子工業的同時,帶動了環氧樹脂在電子領域的應用,是電子領域成為我國環氧樹脂主要消費方向之一的重要推動力量。

進入21世紀,電子電氣、交通運輸、石油化工、建築工程等與環氧樹脂相關的行業發展尤其迅猛,經濟建設對環氧樹脂的需求量急劇增加。在這一「發展」的大背景,我國環氧樹脂迎來了黃金發展階段。生產和消費的平均增長達到30%左右,遠遠高於同期全球3%的增長水平,成為全球環氧樹脂增長的主要拉動力量。主要的發展特點表現為以下幾個方面。

二、產業特點

一是外資帶動。美國以及台資等紛紛在大陸建廠生產,這些外資工廠具有相當生產規模,幾乎佔了目前中國大陸環氧樹脂生產能力的一半。同時採用的工藝技術都是國際最先進的,使我國環氧樹脂產業不僅生產能力大幅提升,而且技術素質有了飛躍,特別是從國外到國內的技術「領先」刺激,促使國內原有的環氧樹脂企業奮發創新,從而實現了良好的整體帶動戰略。

二是行業內部通過結構調整,產業鏈與區域經濟整體發展、同步提升,企業素質有了質的提高。規模化成為當前內資環氧樹脂企業的最大特點,目前企業數量已從高峰時的200多家調整到100家左右,企業生產規模則有了極大提高,技術水平同樣快速提高,而且其發展不再是孤立的而是具有帶動或呼應整個產業鏈同步提升的能力,產生的聚集效應值得充分肯定,已經把我國環氧樹脂產業水平推進到了一個新的高度。

三是技術創新能力大為提高,技術水平進入世界較先進行列。當今環氧樹脂產業領域的競爭,除了人才、管理、資本等因素外更重要的是技術的比較,目前中國環氧樹脂業隨著資本結構的多元化,同時也成為中外各種先進工藝技術的比拼舞台,在這一決定競爭成敗的競技場上,中國本土的企業在依靠自有知識產權的同時不斷推進技術進步,在競爭中逐步發展壯大。

四是整個行業呈現分工較為明確的格局。生產能力在2萬噸/年左右的大型企業,無論內資、外資均以大宗的基礎樹脂為主,在這些領域沒有規模就沒有優勢,小企業難以有所作為;內資企業的一些傳統大廠也是新產品研發的中心,不斷培育新的品種,不斷形成新的大宗品種;而在粉末塗料重鎮黃山,單一優勢明顯,產品大量出口;特種、專用產品和技術全面開花,一些小型企業「內精外王」,為業界矚目。

五是環氧樹脂應用領域迅速打開。應用的力度和深度是產品生產規模的基礎,材料製造行業為應用行業提供先進的材料、滿足其生產出更好產品的要求,而應用行業又反過來要求材料製造行業提供更加先進的材料、促進其不斷發展。其中許多以前依賴進口的產品,實現了國內部分或全部替代。

六是信息化建設進展神速、與行業的現代化發展相輔相成。信息化促進產業化、產業化帶動現代化已成該行業的真實寫照,該行業先進企業大都有著信息化手段的有力支撐。通過ERP系統等全面的信息化建設,在流程上實現效率、在應用中實現了降耗的目標。

三、應用分析

目前我國環氧樹脂應用主要領域有:電子信息,其中彩電、音響、電話機產量躍居世界第一,目前正在聚焦信息家電、移動計算、數字電視、無線區域網、汽車電子等領域的新興市場,環氧樹脂在其中的應用主要形式是敷銅板、塑封料、澆注料、包封料、貼片膠、模具膠等;交通設備,交通運輸設備製造業中大量使用環氧電泳塗料、重防腐塗料、模具膠、工具膠等各類粘接劑、復合材料等;能源工業,環氧樹脂在該行業中的應用主要是作為絕緣材料,應用形式主要有層壓板、澆注料、塑封料、絕緣漆、粘接劑;汽車製造,高速發展的汽車產業將大力促使環氧樹脂生產,目前每輛汽車平均需耗環氧樹脂5公斤,隨著我國汽車產業的騰飛,內需拉動下環氧樹脂在該領域大有可為;建築、水利行業,環氧樹脂在該領域中的使用形式主要包括地坪、防腐塗料、其它建築塗料、復合材料混凝土、環氧瀝青、建築補強和堵漏材料、大壩防腐材料等;石油石化,環氧樹脂在石油石化的應用以防腐為核心,應用形式主要有海上石油平台、油罐、輸油管道防腐材料。

環氧樹脂消費與經濟發展存在著高度正相關聯系,經濟越發達、生活水平越高則環氧樹脂消費量越高,目前發達國家人均消費環氧樹脂水平達到1公斤/年左右。而我國人均消費環氧樹脂2000年僅0.1公斤,而2005年已達到0.3公斤,增長了2倍,由於我國人口基數的龐大因此在今後幾年的產業震盪中行業規模的擴張還是非常可觀的。

我國環氧樹脂需求量的急速增加,引起國際業界高度關注。環氧樹脂跨國公司幾乎全部前來或正在前來我國投資興建大型生產廠,國內企業也紛紛新建擴建環氧樹脂裝置。據公開披露的信息,目前擬新增環氧樹脂生產能力達到55萬噸/噸左右,加上現有生產能力40萬噸/噸,預計2010年前後我國環氧樹脂生產能力將達到130萬噸/噸,接近全球的一半,成為世界環氧樹脂大國。我國環氧樹脂事業目前正進入一個新的關鍵發展期。

四、市場建議

但我國環氧樹脂產業如何實現大國夢,並進而成為強國,還有很多課題要解決。首先要走專和特的道路。我國環氧樹脂市場大,國產環氧樹脂市場佔有率一直持續上升並逐漸占據優勢,同時開始走向國際市場,成績可喜;但是進一步擴大優勢就要從環氧樹脂市場面大量廣、用戶產品更新換代快、工藝技術進步迅速這個特點出發,根據應用行業發展特點大力發展特種或專用環氧樹脂,學習黃山的產業結構,中小企業力爭單一優勢,以專以特作市場。

其次積極瞄準國外高檔產品進行攻關,早日實現替代。我國短缺的、需要依賴進口的環氧樹脂產品,價格都相當高甚至高得離譜,這些產品開發難度大、成本高,有些目前需求不大,但決不能因此放棄發展,有條件的廠應積極組織開發。一來可以為下遊行業壓縮過高成本,二來可以為自身贏得未來的市場。

再次,要開發綠色產品,實現清潔生產。環氧樹脂廢水的治理是環氧樹脂行業的一大難題,這主要是由於環氧廢水中含有大量老化樹脂和較高濃度的鹼鹽,採用傳統的廢水治理方法難以奏效。尤其電氣、電子、建材方面對環保產品的要求呼聲很高,目前大量使用非環保的溴化環氧樹脂的覆銅板、阻燃電器澆注料已受到一定的限制,發展非鹵化阻燃環氧樹脂要立即行動。環保水溶性環氧樹脂、無溶劑型環氧樹脂、高固體份環氧樹脂目前產量還很低、品種也不多,要大力推動發展。

最後,必須加快發展原料、輔料的配套發展。目前我國雙酚A、環氧氯丙烷、固化劑的生產遠遠跟不上環氧光固化塗料用環氧樹脂的研究。

五、上遊行業分析

環氧樹脂生產中固化劑及環氧氯丙烷是最重要的生產要素。

我國環氧樹脂固化劑業的問題主要表現在以下幾方面:一是產需矛盾突出,高檔及許多專用固化劑需進口;二是品種少、系列化程度低,難以適應千變萬化的環氧樹脂配方之需;三是環氧樹脂與固化劑配套發展水平極低,缺乏產業鏈的配套優勢;四是固化劑發展缺乏統籌規劃;五是研發狀況不盡人意。

我國環氧氯丙烷的發展,始終與環氧樹脂的發展密切地聯系在一起,至今為止我國環氧氯丙烷的主要用途還是用於生產環氧樹脂。目前國內環氧氯丙烷消費結構為:環氧樹脂行業佔85%,合成甘油佔7%,氯醇橡膠佔2%,其他佔6%。環氧氯丙烷在精細化工中的應用已開始起步,雖然使用量不能同環氧樹脂同日而語,但其發展前景廣闊,值得肯定。目前國內環氧氯丙烷生產企業在原材料及公用工程消耗、產品質量、生產成本等方面與國外先進水平比有較大差距。唯有大力改進生產技術,努力降低成本,提高產品質量,才能在提升行業國際競爭力的基礎上更好的為國內的環氧樹脂行業提供助力。

按照環氧樹脂消費與國民經濟發展的關系曲線,以及與塗料、膠粘劑、復合材料等應用材料,電子、電工、建築、汽車等應用領域的關聯度,從多個方面進行測算,到2010年我國環氧樹脂生產能力將達到130萬噸,佔全球總產能的一半,環氧樹脂總消費量為150萬噸左右,繼去年成為全球最大生產國後,將於「十一五」中期成為全球最大消費國。

六、市場預期

2006年初,相對於原料行情的尷尬境地,環氧樹脂市場達到了近10年來的高價位。但無論是雙酚A價格疲軟還是環氧氯丙烷供不應求,對於下游環氧樹脂廠家來說均有一定影響,目前這種上下游之間的脫節必然是暫時現象,經過一段時間的調整後,在需求拉動下,環氧樹脂及原料行業一定會回歸共同繁榮的局面。

中國環氧樹脂產業「十一五」規劃於日前正式開始編制,規劃將特別貫徹環境友好、資源節約、自主創新原則。結合產業環境以及各行業需求,我們可以得出以下數據:

1、預計2010年我國汽車產能將達到1200萬輛,以目前輛汽車平均需耗環氧樹脂5公斤計算,2010年我國汽車工業塗料消費環氧樹脂約為6萬噸,加上保有汽車的修補漆所需環氧樹脂的量預計在9萬噸左右。

2、船舶工業、海洋工業所需環氧樹脂塗料前景誘人。21世紀是「海洋的世紀」,是海洋開發的新時代。從現在到2010年,將是世界造船業大發展的時期,世界各類船隻的需求量將增加50%。我國已臍身世界航運和造船業大國之列,碼頭設施、海上建築、鑽井平台、輸油管道、海水養殖設施等行業也需要大量的環氧塗料(防腐、防海洋生物污染)。今後5年對環氧鋅粉車間底漆、環氧鐵紅車間底漆、環氧瀝清防銹漆、油艙壓載水艙環氧塗料、環氧樹脂軟水艙漆、海洋工程及海上建築用環氧防腐塗料的需求量很大,專家預測,2010年我國船舶工業、海洋工業需15萬噸環氧樹脂左右。

3、集裝箱工業:我國集裝箱工業發展迅猛,已成為世界第一大集裝箱生產國。預計2010年,集裝箱用塗料需7萬噸左右,要消耗環氧樹脂5萬噸左右。

4、食品罐工業:隨著生活水平的提高,食品罐頭、食品貯存容器製造業持續高速發展,罐頭塗料需要越來越多的環氧樹脂。

印度艾迪泰雅·比爾拉化學(泰國)有限公司總裁H.KAgarwal,最近在北京第3屆酚酮及衍生物大會上稱,今後3年中國將是亞洲環氧樹脂市場中惟一保持赤字的國家。並進而表示2008年中國大陸環氧樹脂生產能力42萬噸/年、需求44.5萬噸/年,短缺2.4萬噸/年。中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家針對這一消息評論說,H.KAgarwal的論斷指明了明環氧樹脂全球過剩、中國短缺的趨勢,這是正確的;但其所援引的數據是幾年前的,按慣例幾年間數據一般不會有大變化,但事實恰恰相反。變化如此巨大造成分析失誤,可見我國環氧樹脂業發展之快。

在2月24日於北京舉行的第3屆酚/酮及衍生物大會上,Agarwal稱今後3年中國大陸環氧樹脂需求增長率估計為7.4%,這明顯高於日本、中國台灣地區和韓國,後3者的需求增長率估計分別為0.93%、3.5%和5.2%。至2008年中國將能生產近42.1萬噸/年環氧樹脂,而其需求將為44.5萬噸/年,這導致短缺2.4萬噸/年。事實上近5年來中國大陸環氧樹脂產需增長平均速度在20%以上,2005年中國大陸環氧樹脂生產量32萬噸、消費量62萬噸。中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家說,這遠「超過」H.KAgarwal先生2008年的預計數。

H.KAgarwal先生還表示,2008年中國台灣地區的環氧樹脂產能將達到37.3萬噸/年,而其需求僅為10.5萬噸/年,導致過剩26.8萬噸/年。中國大陸的高增長率難以緩解亞洲過剩的供應,2005年亞洲環氧樹脂總需求為73.7萬噸/年,而總產量為120萬噸/年,導致過剩46.3萬噸/年。這種供需形勢預計將不會得到改善,因為2008年亞洲環氧樹脂總產量估計為130.7萬噸,而總需求為85.7萬噸,過剩45萬噸。這些數字也大相徑庭,實際上亞洲2005年環氧樹脂需求為:中國大陸62萬噸左右、台灣地區20萬噸左右、日本18萬噸左右,加上其它國家和地區根據不是85.7萬噸的概念。據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家不完全統計,目前全球環氧樹脂生產能力至少已達到208.62萬噸/年,中國占總能力的32.77%、其中大陸占總能力的15.4%。中國大陸環氧樹脂生產能力從1999年5萬噸/年、佔世界總量的2.99%,發展到2005年32萬噸/年、佔世界總量的15.4%是個為全球了不起的成績。中國已經成為全球環氧樹脂主要生產國、重要消費國。

進入2006年,中國大陸環氧樹脂生產能力已達到45萬噸/年,同時在建生產能力達10萬噸/年左右。從全球范圍看環氧樹脂產能已經過剩,但在中國大陸尚處於短缺,但短缺的是特種產品而非常規產品。中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家強調指出,業界投資時必須充分考慮這一現狀,切忌低水平重復建設、一哄而上。為此要堅持以下原則:一是要改變以6101為主的產品思路,雙酚A型環氧體系產品是世界環氧行業的主流,但應以618環氧樹脂為基礎樹脂,長期以來我國環氧樹脂的生產都是以6101或E-44為主要產品,而基礎樹脂618或E-51生產量極少,這是我國過去採用手糊法生產玻璃鋼而造成的事實,現在形勢已經發生變化故為此不能抱住6101這個產品不放,而應該擴大思路生產無溶劑、低粘度、或改性的新產品;二是發展目前緊缺的環氧樹脂產品,目前我國環氧樹脂年用量已達30萬噸左右,但其中二分之一仍然依靠進口,國產環氧樹脂以雙酚A型為主,而且固化劑、活性稀釋劑、助劑等配套不齊不成系統,150多家生產環氧樹脂廠大多在雙酚A型環氧樹脂方面掄跑道,而一些前景好的跑道都讓給外商,例如耐熱系列、阻燃系列、水溶系列、高純度系列的產品國內生產廠家很少,其實酚醛環氧、鄰甲酚甲醛環氧、雙酚F環氧、脂環族環氧、含磷環氧及光固化環氧、水性環氧都是目前看好的產品;三是開發有利環保的新產品,各行各業現在都十分注重環境保護,市面上出現了不少「綠色」產品,為此對使用的原料也提出了這方面的要求,如覆銅板、阻燃電器澆注料大量使用溴化環氧樹脂,而溴化物因破壞大氣層臭氧結構目前已受到一定的限制,生產非鹵化阻燃環氧樹脂必須盡早計議;四是走合作聯合之路,開拓環氧系統產品,我國環氧樹脂生產和科研起步不晚但發展速度慢了點,。在我國也有一些很有實力的環氧樹脂生產和研究單位以及大專院校,曾經開發出許多當時比較先進的生產工藝和產品,但不知什麼原因沒有推廣開來,現在很多單位已經採用鼓勵科研開發新機制,相信發展新技術、新產品的速度會比以前快。

改革開放以來的事實證明了我國環氧樹脂企業界有信心、有能力來發展好我國環氧樹脂事業。當中國市場剛開放時國外環氧樹脂大量涌進中國市場,一度國產環氧樹脂曾被壓得透不過氣,國外環氧樹脂在國內市場的佔有率曾高達65%左右。時至今日雖然進口的環氧樹脂為30萬噸左右,但國產環氧樹脂產量也達到30萬噸左右,國產環氧樹脂與國外環氧樹脂在國內市場的佔有率上已平分秋色。而且在環氧樹脂的出口方面,雖然總量很小,但藍星新材料無錫樹脂廠等企業已實現批量出口,去年以來該廠出口增長巨大,這也說明我國環氧樹脂也是有能力進入國際市場。

最近,由於下遊行業開工情況不理想,加上原料雙酚A價格低迷,國內環氧樹脂行情在外盤走高的背景下反而趨疲,10天左右時間降幅300~500元/噸。目前液體樹脂主流價格華東地區23000~24000、華南地區24000-24500、華北地區23000~24000、東北地區23500~24500元/噸,固體樹脂主流價格華東地區18800~19000、華南地區19000~19200元/噸。

環氧樹脂2大原料雙酚A和環氧氯丙烷,前期價格一弱一挺,環氧氯丙烷的居高不下使環氧樹脂承受成本之痛,雙酚A的持續低迷讓環氧樹脂售價欲提還休;隨著環氧氯丙烷行情的下調,環氧樹脂價格迅速挫低。據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)市場分析人士介紹,目前主導產品液體環氧樹脂618(E-51)價格23500~24000元/噸,6101(E-44)價格23000~23500元/噸,固體環氧樹脂604(E-12)價格為18700~19000元/噸。環氧氯丙烷行情的調整從固體產品疲、液體產品平,轉變為液體產品疲、固體產品平,上周5(3月10日)華東、華南、華北、東北各地全面下挫。

國內環氧樹脂市場當前的另一個特點是外盤高、內貿疲。雖然也感受到了出貨困難的壓力,但環氧樹脂進口市場依然堅挺,其中美國瀚森(Hexion,原殼牌)828價格27000~27500元/噸,台灣南亞128(E-51)價格24800~25000元/噸,陶氏331(E-51)價格在26500元/噸。中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)市場人士介紹說,陶氏化學計劃3月中旬上調環氧樹脂美金報價,前期美國瀚森外盤價格上漲了100美元/噸。

從原料供應角度看目前成本難以下降。其中環氧氯丙烷行情雖有下調但空間有限,可以說是上漲下跌均受限:近期國內環氧氯丙烷整體成交量未有明顯起色,由於前期下游環氧樹脂行情持續疲軟、需求冷清而造成無形壓力,一方面外盤價格高挺、市場貨源一般、貿易商走貨意向不強,另一方面國內廠家價格持穩、走貨順暢,從而導致市場價格進入僵持局面,目前下游環氧樹脂略有起色是為利好,但上周末約有2000噸環氧氯丙烷進口貨到港,鑒於此前環氧氯丙烷價格一直高位徘徊,因此其行情上漲動力不足,近期走勢波動空間有限。而雙酚A在貿易商推價努力下開始起色,主流市場華東地區價格提升至11800~11900元/噸,且成交情況有所好轉,中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)市場人士分析認為,雙酚A內外盤倒掛已維持較長時間,加上近期亞太地區酚酮和雙酚A裝置逐步進入檢修,外盤下行可能性甚小,從而將對內貿市場形成回升支撐,同時由於下游環氧樹脂市場疲態減緩,雙酚A行情有所重返12000元/噸平台.

品 種 成交價格(元∕噸) 升跌率(%) 評 析
環氧樹脂 E-51 24500 / 受生產原材料等影響,價格稍有上升
環氧樹脂 E-54 24800 / 同上
環氧樹脂 E-44 24000 / 同上
環氧樹脂 E-20 23500 / 同上
環氧樹脂 E-12 24000 / 同上
酚醛環氧樹脂 F-51 33000~35000 /
固 化 劑 1044 16000 / 無毒、性價比高
固 化 劑 2544 22000 / 無毒、性價比高
固 化 劑 T-31 14500~17500 / 因產品質量及原材料不同,真假T-31之間差異較大
固 化 劑 650 20000 /
固 化 劑 651 23000 /
固 化 劑 H300 22000 /
固 化 劑 593 28000~34000 / 部分廠家用591冒充593低價進入市場
固 化 劑 113 19000 / 因主要原材料DDM主要產地都在華東,所以華南價格較高
固 化 劑 (地坪面塗用) 42000 /
固 化 劑 (水晶膠用) 43000 /
固 化 劑 (打磨膠用) 62000 /
甲基四氫苯酐 910 16500 /
促 進 劑 DMP30 22000 /
促 進 劑 二甲基苄胺 38000 /
稀 釋 劑 660A 30000 /
稀 釋 劑 661 16000 /
稀 釋 劑 6630 30000 /

前期,因環氧氯丙烷價格持續走高,導致環氧樹脂價位逐步提升、雙酚A價位較為穩定、對環氧的價位起一定的高位打壓,所以環氧樹脂的升浮步子不是很大。 前期,由於受到南亞等大裝備將要投產,沖擊市場,對業內人士心理上造成陰影,較多廠商壓縮庫存觀望,但形勢突變現象並未出現。主要原因是環氧生產量擴容,超過了前道ECH的供應量,ECH的價格提升,限制了環氧樹脂的成本,使其已經沒有回降的空間,再加上國內環氧樹脂的出口大增,國內用量也逐步進入旺季,所以預測三,四,五月份環氧樹脂價格仍呈上升趨勢.

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