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检测方法改进的论文

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检测方法改进的论文

生态纺织品检测预警方法的建立赵珊红1。徐晓春1,姚洁丽2,郭方龙2(1.浙江出入境检验检疫局,杭州310012;2.浙江立德产品技术有限公司,杭州310005)摘要:运用“过程质量控制”原理,通过对实验室生态纺织品检测数据的数理统计分析,分别建立了基于不同分析对象的预警方式和多种不同的“质量控制图模型”,以实现对检测指标的分析监控,同时也为企业和政府部门提供相应的质量趋势分析信息。该方法的建立可为相关部门在利用现有检测资源的条件下实现快速有效的预警目的。关键词:生态纺织品;检测;预警方法;质量控制中图分类号:TSl01.9 文献标识码:A0引言预警分析已广泛应用于各行各业的风险管理和决策管理中,建立适宜的预警分析系统,有助于有效预防和降低危害物所造成的损失,对危害物的可能出现提前作出判断,并采取相应的管理措施或及时调整决策,规避风险。在检测领域,通过对实验室有害物质检测数据的分析,建立预警分析方法,实现在现有的资源条件下,有针对性地加强检测把关,提高工作效率,同时也为企业和政府部门提供相应的质量监控信息和趋势分析信息‘1|。根据检测实验室工作特点,笔者主要从3个角度建立有关生态纺织品的检测预警分析方法。a)以监测进出口企业质量动态为目标,其目的是通过对各进出口企业在某一报检时段内不合格率或检出率的分析,对出现质量异常波动的企业发出预警信号。b)以监测某种进出口纺织品为目标,其目的是通过对某一类进出口纺织品生态指标检测数据的分析.对出现指标异常波动的具体产品,加强检测,实现有效的质量监控。c)以监测某一抽查项目为目标,其目的是通过对某个生态检测指标在某一检测时段的数据分析,对出现不合格率或检出率异常波动的检测项目发出预警信号,提醒相关人员注意对该项目的重点抽查,以实现对特定检测指标的质量控制。不管是哪种监测对象,其预警信号的产生都建立在对检测数据的统计分析基础上,因此,采用合理的数学分析模型是建立预警分析方法的重要前提。通过对大量数据分析显示,在限定了报检单位或检测品种或检测项目时,正常情况下,其检测不合格率或检出率或超标率总在一定范围内波动,其数值大小在大量的数据中服从统计规律正态分布。因此,在此前提下,可以运用控制图原理,建立不同的数学模型,进行统计分析,通过判断异常情况,发布相关的预警信息。控制图是一种图形,它给出表征过程当前状态的样本序列信息,并将这些信息与考虑了过程固有变异后所建立的控制限进行对比[2]。1 基于特定报检单位(或特定报检产品)为分析对象的预警通常一个报检单位生产的产品,大致可划为同一大类产品。而对于报检批的质量特性评价只能采用合格与不合格两种结果,因此,可以通过对某报检单位在历年检测数据的统计分析,建立相应的质量控制图。即在一定时间段内或一定样本量内,凡在麒+3a(u为检测不合格数或不合格率的均值,o-为标准差)范围内波动的不合格数都是正常的,系偶然因素造成的,如超出此界限则说明质量有异常波动,需引起注意。检测不合格数或不合格率的判断是根据所检测的产品标准或所检测的指标判定。这里的检测不合格数按自然报检批计算,在一个报检批内不管出现多少个不合格项目都计算为1个不合格数,即一个不合格报检批。而不合格率是指该段时间内不合格数占施榆批数的百分比。时间段的划分和样本量的划分取决与报检单位的报检量。对于连续均匀报检的单位,可采用按时间段来划分,而对于报检量变化较大的,可根据划定的样本量(报检批量)来划分,在与历史数据比较时,应采用相同的样本划分方法。这类控制图属于计数值控制图,常用的有不合格数控制图(rip图)和不合格率控制图(夕图)[2]。1.1不合格数控制图(np图)和不合格率控制图(户图)模型的建立对这两类预警通常在子样本大小n相同的情况下,抽取k个样本(是≥25),通过分析不合格数的波动,设定中心线(CL)、上控制线(UCI。)和警戒线(WCL)来判断系统是否处于稳定状态,假设每一样本的报检批数相同,均为挖,P为样本不合格率的均值,咒p为样本不合格数的均值。根据国标《常规控制图》,建立以下数学模型L 2|。1.1.1不合格数控制图(np图)的数学模型K∑(矽)i样本不合格数均值矽:np一£‘F一(1)中心控制线(Z:CL—np (2)上控制线UCL(3仃):UCL—np+3.g-五p(1一p) (3)警戒线WCL(2盯):WCL—np+2~/矽(1一p) (4)1.1.Z不合格率控制图(声图)的数学模式K,∑(rip)i样本不合格率均值P:P一£%一(5)∑咒ii=l中心控制线CL:CL—P (6)/2’●=———。=2_上控制线UCL(3仃):UCL一石+3√丛士i鱼2 (7)F=—?=_———=_警戒线WCL(2d):WCL=≯+2√丛士i丝(8)1.2预警的产生和解除在确定CL线、UCL线和WCL线之后,建立相应的“样本一不合格数”控制图(np图)和“样本一不合格率控制图(P图),当出现以下几种情形时,系统将产生预警信号。a)有一个点子出现在UCI。(30)线之外;b)连续3点中有2点落在WCL线(20)之外的;c)连续5点中有4点在UCL线与WCI。线(2a~3a)之间的;d)连续6点呈连续上升趋势的。当系统不再出现上述所列的情形之一时,预警信号解除,恢复正常抽检状态。1.3应用示例以“样本一不合格数控制图(np图)为例,说明实际检测过程该预警方法的应用。根据对某一报检单位某一时间段的历史数据的统计,每一子样的不合格数如表1(取子样均为50报检表1 A报检单位历史检测不合格数统计样本序号不合格数样本序号不合格数样本序号不合格数1 2 11 2 21 22 2 12 2 22 33 1 13 3 23 24 3 14 1 24 45 1 15 3 25 36 2 16 3 总数597 3 17 l 平均2.368 2 18 29 2 19 3 不善纂率4.7210 3 20 4根据1.1.2中公式分别计算中心控制线、上控制线和警戒线,结果如下:中心控制线:CL=2.36 平均不合格率:P=4.72上控制线UCL:UCL=6.86 警戒线WCL:WCL=5.36作样本一不合格数控制图(行p)(图1)。样本序号图1基于历史数据的样本一不合格数控制图根据已确定的UCL线、CL线和wCL线,将最近一段时间内该企业检测的不合格数按同样的分组统计方法,填人控制图中,经描点连线后,可看出该企业的检测指标不合格率情况,与历史相比没有出现异常波动,过程控制良好,不需要产生预警,在实际检测工作中,可以按正常抽样比例进行检测。上面两种控制图所建立的预警分析方法,主要适用于报检批量较大的企业和品种,且生产的品种和工艺水平和流程都应较为稳定。而对于批量较少的,由于子样本达不到统计所需的量,从服从正态分布所需的样本条件上讲,理论上难以严格适用。但作为对企业质量的监控或对某一类产品的质量监控的一种手段,在初期,可以通过适当降低子样本的统计数和总样本的采集量来建立相应的控制图,之后通过检测数据的积累及时补充和更新,使控制图更为合理可行。2基于检测指标为分析对象的预警这类预警是实验室最主要的预警分析方法,它针对不同的检测项目分类进行数据统计和分析,根据检测指标的不同,常见的有以下几种预警方式。2.1单项指标检测不合格的预警2.1.1预警的产生和应用这类预警适用于对特定时期内某一重要敏感指标的监控和新增禁用危害物指标的监控。如针对某一时期国外客户集中反映的某项指标质量问题,或国内外技术法规中新提出的禁用物质,一旦在检测过程中发现不合格,就产生预警信号,提醒有关人员引起注意,加强重点检测。2.1.2预警阈值的确定针对具体检测指标,预警阈值的确定主要依据各国技术法规中规定的有害物质最大限量值或最低检测限。2.1.3预警的解除对于单项指标检测不合格的预警,在以下情形下可以实施预警解除。a)对某一报验单位或某一品种,所监测的指标连续25批未出现不合格的;b)对所监测的指标,连续检测100个数据,未出现不合格的。2.2特定指标检测不合格率异常波动预警在实际检测中,大部分指标的测试结果是小于最大限量值(MRL)而大于检测低限值,在这种情况下,通过分析测试值的走势,可提示该项指标的某种发展趋势,从而提前采取措施,加强对该项指标的监控。利用均值一标准差控制图(X—S图),可较准确地识别系统是否处于稳定状态[2]。2.2.1数学模型的建立将历史检测数据合理分组,每组数据设为挖个(咒通常为4~5个),组的数据为k个(忌≥25),分别以样本号为横坐标,以该组检测数据的均值或标准差为纵坐标,分别建立“均值控制图”和“标准差控制图”。计算各样本的均值五和标准参i。zi一三≥:zif (9)刀再Si一√i与∑ 一i)2(10)i=1(xo式中:Xij为第i个样本的第J个数值;i为第i个组的均值;耍为子组平均值的均值;k为样本个数,一般不少于25个滑为第i个样本的标准差。计算k个样本的均值与标准差:石一{≥:Xi (11)尼—t—1j一{室si Ⅲ,对于均值控制图:中心控制线CL:CL—j (13)上控制线UCL:UCL=x+A3 5 (14)其中A。为控制因子,可通过查GB/T4091标准可直接得到。当订一4时,A3—1.682,当咒一5时,A3=1-427对于标准差控制图中心控制线CL:CL—s (15)上控制线UCL:UCL—B4 S (14)同样,B。为S的控制因子,也可通过查GB/T4091标准可直接得到。当,2—4时,B4—2.266,当n=5时,B4—2.0892.2.2 预警的产生和解除一般来说,“均值控制图”反映的是样本组的波动集中趋势变化,而“标准差控制图”反映的是样本各测试值间的离散程度变化。因此从“均值控制图”上我们可看出样品在这一时段的整体指标水平,当数据点超过UCL线时,表明在这一时段中,样品中有害物的含量已出现较大的上升趋势;而当在“标准差控制图”中的数据点超过标准差的UCL线时,说明样本中的各个样品在该时段变化较大,离散程度高[3]。对于这两种情形,均需引起检测人员的注意。当数据点在两种控制图中均超过UCL线时,说明该时段的各个样品既出现指标值偏高又存在较大的波动,因此,就有必要发布预警信号,需加强检测,来降低检测风险。在加强抽检一段时间后,当最近的样本组的均值和标准差数据点连续3点在UCL线以下时,可解除预不合格,就产生预警信号,提醒有关人员引起注意,加强重点检测。2.1.2预警阈值的确定针对具体检测指标,预警阈值的确定主要依据各国技术法规中规定的有害物质最大限量值或最低检测限。2.1.3预警的解除对于单项指标检测不合格的预警,在以下情形下可以实施预警解除。a)对某一报验单位或某一品种,所监测的指标连续25批未出现不合格的;b)对所监测的指标,连续检测100个数据,未出现不合格的。2.2特定指标检测不合格率异常波动预警在实际检测中,大部分指标的测试结果是小于最大限量值(MRL)而大于检测低限值,在这种情况下,通过分析测试值的走势,可提示该项指标的某种发展趋势,从而提前采取措施,加强对该项指标的监控。利用均值一标准差控制图(X—S图),可较准确地识别系统是否处于稳定状态[2]。2.2.1数学模型的建立将历史检测数据合理分组,每组数据设为挖个(咒通常为4~5个),组的数据为k个(忌≥25),分别以样本号为横坐标,以该组检测数据的均值或标准差为纵坐标,分别建立“均值控制图”和“标准差控制图”。计算各样本的均值五和标准参i。zi一三≥:zif (9)刀再Si一√i与∑ 一i)2(10)i=1(xo式中:Xij为第i个样本的第J个数值;i为第i个组的均值;耍为子组平均值的均值;k为样本个数,一般不少于25个滑为第i个样本的标准差。计算k个样本的均值与标准差:石一{≥:Xi (11)尼—t—1j一{室si Ⅲ,对于均值控制图:中心控制线CL:CL—j (13)上控制线UCL:UCL=x+A3 5 (14)其中A。为控制因子,可通过查GB/T4091标准可直接得到。当订一4时,A3—1.682,当咒一5时,A3=1-427对于标准差控制图中心控制线CL:CL—s (15)上控制线UCL:UCL—B4 S (14)同样,B。为S的控制因子,也可通过查GB/T4091标准可直接得到。当,2—4时,B4—2.266,当n=5时,B4—2.0892.2.2 预警的产生和解除一般来说,“均值控制图”反映的是样本组的波动集中趋势变化,而“标准差控制图”反映的是样本各测试值间的离散程度变化。因此从“均值控制图”上我们可看出样品在这一时段的整体指标水平,当数据点超过UCL线时,表明在这一时段中,样品中有害物的含量已出现较大的上升趋势;而当在“标准差控制图”中的数据点超过标准差的UCL线时,说明样本中的各个样品在该时段变化较大,离散程度高[3]。对于这两种情形,均需引起检测人员的注意。当数据点在两种控制图中均超过UCL线时,说明该时段的各个样品既出现指标值偏高又存在较大的波动,因此,就有必要发布预警信号,需加强检测,来降低检测风险。在加强抽检一段时间后,当最近的样本组的均值和标准差数据点连续3点在UCL线以下时,可解除预不合格,就产生预警信号,提醒有关人员引起注意,加强重点检测。2.1.2预警阈值的确定针对具体检测指标,预警阈值的确定主要依据各国技术法规中规定的有害物质最大限量值或最低检测限。2.1.3预警的解除对于单项指标检测不合格的预警,在以下情形下可以实施预警解除。a)对某一报验单位或某一品种,所监测的指标连续25批未出现不合格的;b)对所监测的指标,连续检测100个数据,未出现不合格的。2.2特定指标检测不合格率异常波动预警在实际检测中,大部分指标的测试结果是小于最大限量值(MRL)而大于检测低限值,在这种情况下,通过分析测试值的走势,可提示该项指标的某种发展趋势,从而提前采取措施,加强对该项指标的监控。利用均值一标准差控制图(X—S图),可较准确地识别系统是否处于稳定状态[2]。2.2.1数学模型的建立将历史检测数据合理分组,每组数据设为挖个(咒通常为4~5个),组的数据为k个(忌≥25),分别以样本号为横坐标,以该组检测数据的均值或标准差为纵坐标,分别建立“均值控制图”和“标准差控制图”。计算各样本的均值五和标准参i。zi一三≥:zif (9)刀再Si一√i与∑ 一i)2(10)i=1(xo式中:Xij为第i个样本的第J个数值;i为第i个组的均值;耍为子组平均值的均值;k为样本个数,一般不少于25个滑为第i个样本的标准差。计算k个样本的均值与标准差:石一{≥:Xi (11)尼—t—1j一{室si Ⅲ,对于均值控制图:中心控制线CL:CL—j (13)上控制线UCL:UCL=x+A3 5 (14)其中A。为控制因子,可通过查GB/T4091标准可直接得到。当订一4时,A3—1.682,当咒一5时,A3=1-427对于标准差控制图中心控制线CL:CL—s (15)上控制线UCL:UCL—B4 S (14)同样,B。为S的控制因子,也可通过查GB/T4091标准可直接得到。当,2—4时,B4—2.266,当n=5时,B4—2.0892.2.2 预警的产生和解除一般来说,“均值控制图”反映的是样本组的波动集中趋势变化,而“标准差控制图”反映的是样本各测试值间的离散程度变化。因此从“均值控制图”上我们可看出样品在这一时段的整体指标水平,当数据点超过UCL线时,表明在这一时段中,样品中有害物的含量已出现较大的上升趋势;而当在“标准差控制图”中的数据点超过标准差的UCL线时,说明样本中的各个样品在该时段变化较大,离散程度高[3]。对于这两种情形,均需引起检测人员的注意。当数据点在两种控制图中均超过UCL线时,说明该时段的各个样品既出现指标值偏高又存在较大的波动,因此,就有必要发布预警信号,需加强检测,来降低检测风险。在加强抽检一段时间后,当最近的样本组的均值和标准差数据点连续3点在UCL线以下时,可解除预警,恢复正常的检测比例。这种基于大量历史检测数据得出的控制图,主要适用于监控一些检测不合格率较低,且测试结果能以具体检出数据的形式表现的检测指标,如目前的甲醛含量、重金属含量、水萃取液pH值等项目。在日常分析控制中,由于极差的计算比标准差的计算简便的多,因此可以用将极差R来替代“均值一标准差控制图”中的标准差s,得到“均值一极差控制图(x_一R图)”。3 基于危害物风险系数的预警预警信号的出现,意味着该时段有害物质在检测中出现的不合格率明显上升或检测指标有明显的异常波动,即产品中有害物质含量超标的可能性增大,风险程度较高。但实际上,由于某一特定指标的检测不合格率是与抽查次数相联系,即与自验率紧密联系的,因此从某种意义上说,对一些自验率较低的项目,尽管检测中所发现的不合格率很低,但其潜在的风险仍很高。因为,从统计角度分析,样本数越小,对总体的代表性就越差,所得结果的置信度也越低。借鉴食品安全监测预警系统的经验,同样,设立“危害物风险系数”这一参数来综合分析预警信息的产生[1]。由于危害物产生的风险与其检测指标的不合格率、自验率和对该危害物敏感重视程度有关,因此,可作如下定义:R’一aP+6/F+S (15)式中:R7为危害物风险系数;P为危害物检测不合格率;F为对该危害物的抽检比例,即自验率;S为危害物风险因子;口和b为相对应的权重系数。实际应用时,a值建议取100,b值建议取0.1。S值主要依据具体危害物的被关注程度和敏感程度。通常对于当前高度关注、高敏感的危害物设定S=2;对于低关注度和低敏感度的,设定S=0.5,中等程度的设定S—l。下面以S=1为例,说明风险系数的设定过程。a)根据历史数据,以一定时间段划分样本(如一个月),分别计算各个样本的抽查率E和不合格率P一总平均抽查率R和平均不合格率P。。b)计算各个样本的风险系数R 7i和平均风险系数R 7。及标准差仃。c)以R7。±口为上下控制线,设定:当R7≤R7。一口时为低风险状态,此时,可降低抽查比例;当R7≥R7。+盯时,为高风险状态,此时,应增加抽查比例;当R7。一盯

超声波检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,这是我为大家整理的超声波检测技术论文,仅供参考!

关于超声波无损检测技术的应用研究

摘要:超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程,检测的结果真实可靠,可以体现出超声波无损检测技术的应用性,同时超声波无损检测技术在检测时,也存在一些缺点。

关键词:超声波无损检测;脉冲反射式技术;检测技术

中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)05-0029-02

超声波无损检测技术在检测的过程中,会使用到很多的技术,这些技术既满足了检测的需要,又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索,通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷,并实现了降低噪音的效果,满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中,要合理科学的利用技术手法,来提高检测结果的准确性。

1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能

超声波无损检测技术的发展趋势

在超声波无损检测技术应用的过程中,需要很多理论知识的支持,检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求,这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时,技术人员应用非接触方式的检测技术,运用激光超声来提高检测的效果,所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作,实现专业检测的目标,扩大超声波无损检测技术应用的范围,同时随着超声技术的应用,在检测的过程中,也会实现数字化检测的目标,利用超声信号来处理技术的应用,使检测技术可以实现统一使用的要求,同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性,有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求,利用现代化科学技术的发展,来规范超声波无损检测的检测行为,也具备了处理缺陷的功能,提高了检测的效率。

超声波无损检测技术系统的主要功能

目前,我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法,这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式,具有非常高的灵敏度,简化了技术人员检查缺陷的工作,完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性,可以适应超声波无损检测的要求,并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求,可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能,在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便,简化了技术人员的操作过程,并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能,使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷,有利于技术人员进行检修的工作,提高了检测工作的工作效率。

系统主要功能的技术指标

脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求,其中要满足功能使用的技术指标,从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏,实现半波或者射频的检波方式,检测的范围要在4000-5000毫米之间,只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计,如果不能满足技术的指标要求,那么在实际检测的过程中,会存在很大的风险,会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前,必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境,提高检测工作的安全性,保障检测工作可以顺利的进行。

2 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示

超声波无损检测技术检测的主要应用方法

超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种,从检测的原理进行分析,超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法,按照检测探头来分类,检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法,按照检测试件的耦合类型来分类,检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作,并且提高了检测结果的准确性,完善了超声波无损检测技术的检测要求,所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法,通过方法的应用要提高检测工作的效率,降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展,人们对检测技术的应用也提出了更高的要求,检测工作的检测范围也越来越广,同时要求在对试件检测的过程中,不可以损坏试件的质量和性能,同时还要保准检测结果的准确性,所以技术人员要严格的按照检测标准,完成检测的工作,要对检测的方法进行改善,使其可以满足时代发展的要求。

缺陷的显示

在超声波无损检测技术检测的过程中,会出现不同类型的缺陷,主要分为A、B、C三种类型的显示,在工业检测的过程中,A类显示是应用最广泛的一种类型,在显示器上以脉冲的形式显示出来,对显示器上的长度和宽度进行标记,从而当超声波返回缺陷信号时,可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程,回波信号发出时会点亮提示灯,通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置,这种类型的显示比较直观,有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容,通过亮灯和暗灯来显示接收的结果,检测到缺陷时会出现亮灯,因此技术人员只需要观察灯的变化,就可以判断缺陷出现的情况。所以在实际检测的过程中,技术人员一定要认真观察缺陷出现的位置和内容,从而制定出科学合理的改善方案,来降低缺陷出现的可能,提高超声波无损检测技术检测的效果。

缺陷的定位

对于脉冲反射式超声检测技术来说,显示器的水平数值变化就是缺陷出现的位置,这时技术人员要对缺陷出现的位置进行定位,从而可以分析在检测过程中出现缺陷的环节。根据反映出的缺陷声波,经过计算,得出准确的缺陷产生的位置。

3 结语

科学技术的发展会带动我国的生产力水平的提高,同时也会促进技术的研发,超声波无损检测技术就是因为科学技术的不断发展,才实现了检测的目标,在检测的过程中,可以结合现代化的技术来提高检测的效率和结果的准确性。超声波无损检测技术实现了无损试件的检测要求,提高了检测的质量和水平,应该得到社会各界的关注,扩大检测的范围。

参考文献

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[5] 张梅军,石文磊,赵亮.基于小波分析和Kohonen神经网络的滚动轴承故障分析[J].解放军理工大学学报,2011,12(10):14-15.

作者简介:李新明(1992―),男,湖北人,大连理工大学学生。

长输管道超声波内检测技术现状

【摘要】超声波内检测技术是长输管道的主要检测技术。本文介绍了长输管道超声波内检测的技术优势、国内外的发展现状,以供参考。

【关键词】长输管道 超声波 内检测 优势 现状

一、前言

长输管道是石油、天然气重要的运输手段,要保证管道的稳定运行,就要加强日常的检测和维护,及时发现问题,防止重大事故发生。

二、管道内检测主要技术及优势

管道内检测是涵盖检测方案决策、管道检测、检测数据解释分析和管道安全评价等过程的系统工程。利用智能检测器进行管线内检测是目前较为普遍的方式,该方法是通过运行在管道内的智能检测器收集、处理、存储管道检测数据,包括管道壁厚、管道腐蚀区域位置、管道腐蚀程度、管道裂纹和焊接缺陷,再将处理数据与显示技术结合描绘管道真实状况的三维图像,为管道维护方案的制定提供决策依据。超声波内检测技术和漏磁检测技术是现在最常用的海管内检测技术。

超声波内检测技术是在检测器中心安放一个水平放置的超声波传感器,传感器沿着平行于管壁的方向发射声波,声波沿着平行于管壁的方向行进直至被一个旋转镜面反射后,垂直穿透管道壁,声波触碰管道外壁后按照原路径反射回传感器,计算机计算声波发射及反射回传感器的时间,该时间就被转换为距离及管道壁厚的测量值。声波反射镜面每秒旋转2周,检测器每米可以采集3万个左右的测量值。超声波内检测技术可以原理简单,数据准确可靠,该方法可以精确测量管道的壁厚,不仅可以测量金属管线,对于非金属管线,如高密度聚乙烯管也能够有效测量,并且可测管道管径的尺寸范围较大,甚至能够测量壁厚等级80以上的大壁厚管道,对于变径管道同样适用。

管道漏磁检测技术利用磁铁在管壁上产生的纵向回路磁场来探测管道内外壁的金属损失以及裂纹等缺陷,确定上述缺陷的准确位置,检测器所带磁铁将检测器经过的管壁饱磁化,使管壁周圈形成磁回路。若管道的内壁或外壁有缺陷,围绕着管道缺陷,管道壁的磁力线将会重新进行分布,部分磁力线会在这个过程中泄露从而进入到周围的介质中去,这就是所谓的漏磁场。磁极之间紧贴管壁的探头检测到泄漏的磁场,检测到的信号经过滤波、放大、转换等处理过程后会被记录到存储器中,通过数据分析系统的处理对信号进行判断和识别。管道的漏磁检测技术具有准确性高的优点,通过在气管线中低阻力和低磨损的设计取得较高质量的数据,可以在没有收球和发球装置的情况下完成检测,对于路径超过200公里的长输管道能够以每分钟200米左右的速度进行检测。

三、长输管道建设工艺技术发展现状

1、管道焊接

管道焊接是管道建设的最重要的一个方面,现场焊接的效率高,安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。从国内长途管道工程在1950年的第一条运输管道建设以来,管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程,分别是:手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。

(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。90年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法,得到了广泛的应用,突出的优点是高电流、焊接速度高,根焊接速度可达20到50厘米/分钟,焊接效率高。目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。

(2)半自动焊。电焊工通过半自动焊枪进行焊接,由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。半自动焊是长输管道焊接的主要方式,因为在焊接送丝比较连续,就省了换焊条和其他辅助工作时间,同时熔敷率高、减少焊接接头,减少焊接电弧,电弧焊接缺陷、焊接合格率提高,

(3)自动焊。自动焊方法使整个焊接过程自动化,人工主要从事监控操作。国内开始从西到东的天然气管道项目,就是大面积的自动焊接的应用程序。自动焊接技术在新疆,戈壁等地区比较适合。

2、非开挖穿越施工技术

遇到埋管道的建设,跨越河流,道路,铁路等障碍时,有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施,而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法,已广泛应用于这个国家。我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术,有许多大河流使用了盾构穿越。顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970年代后期开始得到使用。传统意义上的顶管施工是以人工开采为主。后来当使用螺旋钻开采和输送管顶土,后来又派生出了土压力平衡方法,泥水平衡方法,通过顶管技术,可以达到超过1千米以上的距离。通过液压以控制管切割前方的覆土,以保证顶管的方向正确,和顶采用继电器,激光测距,头部方位校正方法顶推的施工工作,长距离顶管的问题和方向问题得到了解决。

3、定向穿越技术

我国从美国引进的定向钻是在1985年首次应用于黄河的长输管道建设。在过去的20年里,非开挖定向穿越管道技术在我国得到了迅速的发展。定向钻井在非开挖管道穿越技术已广泛应用于管道业。定向钻用于铺设管道取得了巨大的成就。我国在2002年2月以2308米和273米直径的长度穿越了钱塘江,是世界上最长的穿越长度,被载入吉尼斯世界纪录。定向穿越管道施工技术是一个多学科,多技术,根据于一体的系统工程,任何部分在施工过程中存在的问题的设备集成,并可能导致整个项目的失败,造成了巨大的损失。而被广泛使用,由于定向钻井,通过建设,使技术已经取得了长足的进步和发展的方向。硬石国际各种施工方法,如泥浆马达,震荡的顶部,双管钻进的建设。广泛采用PLC控制,电液比例控制技术,负荷传感系统,具有特殊的结构设计软件的使用。

四、管道超声内检测技术现状

1、相控阵超声波检测器

美国GE公司研制的超声波相控阵管道内检测器于2005年开始应用于油气管道内检测,目前已检测管道长度4700km,该检测器包括两种不同的检测模式:超声波壁厚测量模式和超声腐蚀检测模式,适用于管径610~660mm的成品油管道。该检测器有别于传统检测器的单探头入射管道表面检测的方法,采用探头组的形式来布置探头环,几个相邻并非常靠近(间距左右)的探头组成一个探头组,一个探头组内的探头按照一定的时间顺序来激发并产生超声波脉冲,而该激发顺序决定了产生的超声波脉冲的方向和角度,因此控制一个探头组内不同探头的激发顺序就可以产生聚焦的超声波脉冲。检测器包括3个探头环、44个探头组,每个探头环提供一种检测模式,可根据不同的管道检测需求来确定探头环。

该检测器与其他内检测器相同,包括清管器、电源、相控阵传感器、数据处理和储存模块4部分。清管器位于整个检测器的头部并装有聚氨酯皮碗,一方面负责清管以确保检测精度,另一方面起密封作用,使得检测器可以在前后压力差的作用下驱动前进。探头仓由3个独立的探头环组成,每个探头环的探头布置都能实现超声波信号周向全覆盖。检测器能够实现长25mm、深1mm的裂纹检测,检测准确率超过90%;最小检测腐蚀面积10×10mm ,检测精度大于90%。

2、弹性波管道检测器

安桥管道公司管理着世界上最长和最复杂的石油管道网络。其研发的内检测器已经在超过15000km的管道中开展检测。其中基于声波原理的检测器主要有弹性波检测器和超声波管道腐蚀检测器。弹性波检测器的弹性波信号可以在气体管道中传播,主要用于检测管道的焊缝特征,尤其是对长焊缝和应力腐蚀裂纹有较好的检测效果。最新的MKIII弹性波检测器最多可以装备96个超声波传感器,用于在液体祸合条件下发射接收超声波信号,进行管道检测。MKIII弹性波检测器的最大运行距离为150km,相对于二代产品的45km有了很大程度的提高。

五、结束语

综上所述,随着科技水平的快速发展和进步,超声波内检测技术也将更加完善,对于长输管道的检测也将更加准确,为管道的正常使用和安全运行发挥更大的作用。

参考文献

[1]宋生奎,宫敬,才建,等.油气管道内检测技术研究进展[J].石油工程建设,2013,31(2):10-14.

[2]石永春,刘剑锋,王文军.管道内检测技术及发展趋势[J].工业安全与环保,2012,32(8):46-48

[3]丁建林.我国油气管道技术和发展趋势.油气储运,2013,22(9):22-25.

[4]宋生奎,宫敬,才建等.油气管道内检测技术研究进展.石油工程建设,2014,31(2):11-13.

[5]高福庆.管道内检测技术及发展.石油规划设计,2010,11(1):78

检验检测方法改进论文题目

1、基于纳米颗粒的分子展示应用于超灵敏检测2、SLE患者中几种新型自身抗体的检测及其临床诊断价值的探讨3、多肽酶检测和细胞表面荧光标记的新方法研究4、区域检验服务协同平台的设计与实现5、胶体金喷膜仪的设计与开发6、重庆市乡镇卫生院医疗资源的调查研究7、基于氧化石墨烯和硫化铅纳米颗粒的荧光生物传感器研究8、产气荚膜梭菌α毒素快速诊断金标试纸条的研制及初步应用9、纳米粒子免疫层析法在检测异位妊娠和膀胱癌中的应用10、现代医院检验科模块化设计研究11、酶免工作站监控系统的设计与实现12、乙型肝炎表面抗原胶体金免疫层析法血清快速测定的性能评估13、基于微型压电与光谱生化分析系统的POCT新技术研究14、长江三角洲地区犬猫皮肤真菌病调查及体外药敏试验15、我国医学检验本科专业人才培养的问题与对策研究16、基于电化学分子信标基因传感技术的HIV-1核酸检测新方法研究17、Free β-hCG和PAPPA光激化学发光免疫分析试剂的研制18、乙肝快速分析仪的研究与开发19、阿托伐他汀对动脉粥样硬化患者外周血中PPAR γ的作用研究及相关炎症因子与动脉粥样硬化关系的建模分析20、综合性医院医学检验资源优化管理研究21、全自动多功能免疫检验过程关键问题的优化研究22、HMGB1通过NF-κB激活TGF-β1诱导特发性肺纤维化发病机制的研究23、若干病毒感染模型的动力学分析24、现代综合医院检验中心空间设计研究25、大型公立医院创建医学独立实验室可行性研究26、高血压病证型与血清褪黑色素水平的相关性研究27、医用臭氧与α-干扰素对照治疗慢性乙型病毒性肝炎28、网织血小板在系统性红斑狼疮患者的临床应用29、G公司第三方独立医学实验室服务营销策略研究30、临床毛细管电泳的研究31、基于光电检测与信息处理技术的纳米金免疫层析试条定量测试的研究32、贫铀长期作用后的吸收分布特点及其主要蓄积器官的损伤效应研究33、基于磁性微球的PMMA微流控免疫分析芯片系统的研究34、hr HPV、L1壳蛋白、p16蛋白与宫颈病变的关系及诊断价值研究35、76例急性白血病的MICM分型及预后(来源:学术堂)

医学检验技术论文的题目要想制定的话,主要就是看一下自己研究的方向,然后将这样的方向主题明确。之后才能有一个具体的研究主题题目。

医学检验(medical laboratory science,MLS)是对取自人体的材料进行微生物学、免疫学、生物化学、遗传学、血液学、生物物理学、细胞学等方面的检验,从而为预防、诊断、治疗人体疾病和评估人体健康提供信息的一门科学。

通过系统学习,我们会了解如何鉴定人的血型、确定一个人是否贫血、肝功能是否正常等等。

该学科要求使用各种光电仪器及化学试剂完成实验分析,所以偏重理科,要求有较好的生物、化学基础。

主要课程:

有机化学、无机化学、物理化学、生物化学、分子生物学、医学统计学、分析化学、检验仪器学、生理学、病理学、系统解剖学、局部解剖学、寄生虫学及检验、微生物学及检验、免疫学及检验、血液学检验、临床生物化学及检验、临床输血与检验、临床基础检验、医学英语、诊断学、内科学、外科学、妇产科学、儿科学、传染病、药理学、计算机基础与应用等。

本专业学生主要学习基础医学、临床医学、医学检验方面的基本理论知识,受到医学检验操作技能系统训练,具有临床医学检验及卫生检验的基本能力。

五年制医学检验可以报考临床执业医师资格证,四年制医学检验技术则为检验技师。

我给你一些思路.

医学检验论文选题方向参考如下:

1、分析血常规检验中影响采血标本质量的因素及控制对策。

2、PDCA循环教学法在体液检验实习教学中的应用。

3、以胜任力为导向的医学实验技术专业课程体系构建。

4、Orexin-A在癫痫患者血清中的表达及与认知功能的关系。

5、双源双能CT多参数定量与胃腺癌的相关性研究。

6、Pro-GRP、NSE结合MSCT征象在诊断小细胞肺癌中的价值。

7、APRI与肾综合征出血热疾病严重程度的相关性及对患者预后的预测价值短节段固定加强化与长节段固定对合并椎管狭窄Kümmell病的对比研究。

8、维生素A、E与妊娠合并症的相关研究。

9、膳食炎症指数与老年人非酒精性脂肪性肝病的关系研究。

10、NAFLD的认知度及合并2型糖尿病的危险因素的研究。

11、HER2与MUC2、MUC5AC、MUC6、CDX2和胃癌临床病理特征的相关研究。

12、西安市糖尿病足患者危险因素、自我管理与医养现状分析。

13、控烟对西安市社区成人高血压伴吸烟患者的影响研究。

14、体外冲击波联合氨基葡萄糖治疗膝骨关节炎的疗效分析。

15、排痰加蓖麻油预防颅脑损伤术后卧床并发症肺炎的效果分析。

16、陕西省汉族孕产妇甲功的流行病学调查。

17、血清TGF-β1对急性脑梗死静脉溶栓后出血转化预测的研究。

18、原发性乳腺血管肉瘤预后影响因素。

19、内镜手术和开颅手术治疗高血压脑出血安全性及有效性比较的meta分析。

20、基于就业导向的医学检验人才培养模式的探讨。

21、医学检验技术专业无机化学教学改革与思考——以滁州城市职业学院为例。

22、“互联网+”和茶文化背景下高职医学检验人才培养途径探讨。

23、临床医学检验中血液细胞检验质量控制方法的探讨。

24、自建检测系统与罗氏Cobas8000检测系统检测部分生化项目的一致性评价。

25、西藏“师带徒”带教的实践与体会。

26、基于支持向量机的男性血清瘦素参考值空间分布规律。

27、公共卫生硕士核心能力评价指标体系的构建及信效度检验。

28、寄生虫学检验课程教学改革探究。

论文查重的检测方法及修改方法

论文查重不同的软件对论文查重的方式会不一样,我使用的论文查重工具是paperpaper论文检测。检测的方法如下:1、要寻找到该论文查重软件浏览器搜索paperpaper论文查重就可以了2、进入到论文查重页面后点击论文检测或开始查询就可以把需要查重的论文添加3、在该论文查重系统中论文添加的方式可以粘贴复制也可以上传添加4、论文文件添加好后耐心等待论文报告查重的结果就可以了要想通过论文的查重,最简单,最朴素的方法就是不停的修改了。在引用的文献中最好是要通过自己的语言进行论文内容的表达。

论文查重的目的就是为了检测出相似内容,然后以通过论文降重进行修改,达到合格比例。论文降重分为机器降重和人工降重,机器降重速度快,质量没有保障,人工降重速度慢,有质量保证。常用论文降重方法如下:

人工降重方法:

1、变换表达。先理解原句的意思,用自己的话复述一遍。

2、词语替换,在变换表达方式的基础上结合同义词替换,效果更好。

3、变换句式,通过拆分合并语句的方式进行修改,把长句变短句,短句变长句。

4、图片法,针对专业性太强不好修改的语句或段落(比如计算机代码,法律条款,原理理论等),可以适当把文字写在图片上展现,但是这种方法不宜用的太多。知网查重系统不太合适,可以识别图片,公式,表格,其他查重系统可以适当使用。

5、翻译法,用百度翻译或谷歌翻译,中文翻译成英文,英文翻译成日语或其他语种,再从日语翻译成中文,这种看似不错,还得需要人工润色,感觉效果还是鸡肋,适当用用也无妨。

机器降重方法:

论文降重软件只是辅助手段,最后还得人工润色一下,完全降重有效的没有。

PaperBye论文查重系统里有自动降重功能,可以作为你查重后修改参考的一种辅助手段。

关于效果,针对专业不同效果也不一样,比如理工科或专业术语比较多的,改的效果不太好。如果一些文课类文章,改好后语句还是蛮通顺的,效果没有人工修改好,但是可以给一些修改建议提示,也是不错的,主要看怎么使用。看看下面修改的例句,降重效果还算满意。

最后提醒一句,软件论文降重,只是辅助,即使改好了,也需要人工去复核修改一遍,因为毕竟是软件,有的表达上会欠缺妥当,需要人工润色。同时也不要过度依赖软件降重,目前还是没有人工一字一句修改的效果好,只能作为一种改重的辅助手段,不要期望过高。

论文查重之后很多同学的重复率往往都偏高,PaperPP建议大家从以下几个方面着手修改:第一招:同义词来替代我们可以使用同义词或者近义词替换原文中的词汇,再理顺前后逻辑关系进行这部分修改。第二招: 中英互译将中文翻译成英文,再由英文翻译成为中午。由于是同一段文章,由于每个人的语言习惯的不同,翻译成的中文必然会不一样。反复互译,降低重复率。第三招:图表代替可以提取出文章的数据或者根据文章内容归纳出图表、思维导向图等方法来降重。第四招: 重新排版语义根据原文的意思将原文中的主动语式改为被动的语式,或者将肯定句式改为疑问句式等,当然这样的降重方法也会存在个别标红重复的提示,但是经过实践证明,使用此方法在文章的总体重复部分的减少,从而达到降重的效果。第五招:原创写作阅读理解全文,根据全文大意适当调整文章的框架和段落,把原文转换成自己的话语,对文章的大意重新描述。第六招:使用机器人降重如果实在不知道怎么改,或者怎么改也没能把重复率降下来,那只能用PaperPP的机器人降重试试了。

到PaperPP进行论文查重后,如果论文的重复率偏高,除了机器人降重外,还可以用以下方法进行修改,手动降重。

1.改词、换句。改变描述方式(变原句为倒装句、被动句、主动句等)、打乱段落顺序、删除关键词汇、关键句等。也可以在不同的资料当中找到我需要的东西,然后把每句话变变句式,换换说法,加一些解释性的扩充,略作增删,最后把这些部分组织到一起,论文就大功告成了。虽然繁琐一点,但是最后出炉的论文,绝对就像去韩国做了整容手术,焕然一新!

2.翻译。利用谷歌翻译或百度翻译或有道翻译,广泛查阅外文资料,挑出可以为我所用的部分,按照一定框架合在一起,一篇拼凑的英文论文就诞生啦!再把它翻译成中文,毕业论文不就有着落了吗?

3.取巧。适合理工科的学生。理工科的个人成果要好出一些,数据不一样,画图不一样,结果就不一样。自己写个软件,下载一个源代码,然后根据需要加以修改,就能把代码变成自己的啦!最后用自己的框架搭建起来,毕业设计就完成了。

硒检测方法研究进展论文

博士学位论文开题报告模板

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一、开题报告的目的、意义

博士学位论文开题报告是开展学位论文工作的基础,是保证学位论文质量的重要环节。

开题报告是博士生在导师指导下撰写并由导师审查批准的学术文件。准备开题过程是导师对博士生进行课题指导的重要步骤,也是师生在所选课题范围内共同切磋,整理、确定论文思路及主线的重要科学活动。

开题报告是博士生向由本学科专家组成的评审小组汇报博士学位论文的选题依据、研究内容及研究方案等,即汇报博士学位论文“为什么做?做什么?怎么做?”。由本学科专家进行集体审议,检查学位论文选题是否正确、研究内容是否恰当、研究方案是否合理,同时也检查博士生对拟进行的研究题目理解是否深入、对相关研究领域研究现状了解是否全面、为进行课题研究所做的主观与客观上的准备是否充分等。在此基础上,评审专家还将从不同侧面、不同角度对论文的科学思路、研究方法等重要问题提供咨询、建议和帮助,使论文工作的方向、内容和方案更为合理。

二、开题报告工作安排

1、博士生必须将学位论文开题报告书面材料提交导师审阅,经导师同意后,方可进行口头报告。

2、由各博士点组织本学科及相关学科的博导、教授5~7人,组成开题报告评审小组,听取博士研究生的口头报告,并对报告内容进行评议审查。

3、博士学位论文开题报告的时间由博士生导师根据博士生工作进度情况确定,但一般应于入学后的第三学期结束前完成,最迟应于第四学期结束前完成。

三、开题报告的内容

1、课题来源及研究的目的和意义;

2、国内外在该方向的研究现状及分析;

3、主要研究内容;

4、研究方案;

5、进度安排,预期达到的目标;

6、为完成课题已具备和所需的条件和经费;

7、预计研究过程中可能遇到的困难和问题以及解决的措施;

8、主要参考文献。

四、对开题报告的要求

1、在掌握大量有关文献资料的基础上,对国内外在该研究方向上(特别是学科前沿)的研究动态、近年来取得的主要进展、主要研究方法及已有成果进行全面的介绍和分析,对引用的文献和论述要准确注明出处。

2、明确阐明课题研究的目的和课题的理论水平及实际意义。

3、阅读的主要参考文献应在50篇以上,其中外文资料不少于二分之一,参考文献中近五年内发表的文献一般不少于三分之一,且必须有近二年内发表的文献资料。教材、技术标准、产品样本等一般不应列为参考文献。

4、开题报告应以正规答辩的方式进行。博士生进行口头报告的时间应不少于30分钟,书面报告的字数应不少于万字。

五、评审工作

1、开题报告的评议结果为通过或不通过。口头报告及答辩结束后,评审小组应举行内部会议讨论是否准予通过,并对通过的报告提出补充、修正意见。

2、开题报告结束后,评议小组要填写《博士学位论文开题报告评议结果》并上报各院(系),内容包括论文选题的合理性、可行性及对文献综述、博士生的工作能力等方面的评议。:

3、对通过的开题报告,博士生应根据评审小组的意见进行修改,经导师审阅通过后,交院(系)研究生秘书保存。研究生院定期组织专家小组对开题报告进行抽查。

4、未通过者必须在三个月内再次进行开题报告。第二次学位论文开题报告仍未通过者,将按《哈尔滨工业大学研究生学籍管理实施细则》第22条规定进行处理。

5、博士生在申请博士学位时提交的博士学位论文,其研究方向和主要内容应与开题报告基本一致。论文的主要研究方向有变动时,必须重新进行开题报告。

六、开题报告保存

开题报告结束后,评议小组应将开题报告及《博士学位论文开题报告评议结果》上报各院(系)教学秘书,并由院(系)负责保存至学生毕业后一年。

一、选题

(一)选题应属本学科前沿、对科学技术进步有重要价值的课题,或对我国国民经济发展有重要理论意义和实用价值的课题。

(二)课题研究应有先进的科学实验或运算手段,能够保证取得创造性的科研成果。

(三)选题一般要求在本学科和相关学科范围之内。鼓励从事新兴、交叉学科的前沿性课题研究,并达到创造性成果的基本要求。

二、开题报告要求

(一)开题报告一般应在第三学期期末之前完成。

(二)开题报告要有详尽的文献综述,文字不少于8000字,阅读和引用文献不少于50篇,其中至少5篇为外文文献。

(三)开题报告内容应就课题的来源、选题依据、目的、意义、研究内容、研究方法、预期成果、可能的创新点与难点、时间安排、科研条件等实施方案作出论证。

(四)开题报告应在一级学科范围内集中、公开进行。学科点所在学院组织5名以上具有高级职称(至少4名为教授)的专家组成考核小组,对开题报告进行评审。开题时应吸收有关老师和研究生旁听。跨学科课题应聘请有关学科的专家参加。

(五)开题报告经考核小组审议通过后方能进入论文阶段。未通过者,应在3个月之内补做开题报告。仍未通过者,按博士生中期考核有关规定处理。

(六)开题报告通过后,原则上不能随意改题。如有特殊情况需要变更,由博士生提出书面申请,导师签署意见,经学院负责人同意后再作开题报告,开题报告通过后报研究生教育学院备案。

(七)开题报告进行后2周以内,博士生应将《博士研究生学位论文选题报告》、《博士研究生学位论文选题报告审核表》及《山东科技大学博士研究生学位论文工作计划表》送交研究生教育学院存档,博士生本人、导师及所在学院各保留1份。

三、学位论文中期检查

进行学位论文中期检查的目的是为了了解博士生学位论文的进展情况,从而对博士生学位论文进行一次阶段性检查,并检查培养过程中其他环节的完成情况。

中期检查的组织和实施:中期检查由学院组织实施。各学院应建立有导师参加的3~5人检查小组,负责本学科中期检查的考评工作。博士生要着重对论文工作进行阶段性总结,阐述已完成的论文工作内容和取得的阶段性成果。对论文工作中所遇到的问题,尤其对与选题报告内容中不相符的部分进行重点说明,对下一步的工作计划和需继续完成的研究内容进行论证。导师对博士生中期检查情况给出评语,评语包括对已有工作评价,以及对计划完成情况、博士生表现和今后工作的评价。检查小组对博士生中期检查给予评定,并填写《博士研究生学位论文中期报告情况表》。在中期检查中,专家组认为确有创新、有可能成为优秀论文的学位论文,应予以重点关注。对于中期检查评定不合格者,应对该博士生提出修改要求,并在半年后再次进行论文复查。没有进行论文中期报告的博士生,不能进行论文答辩。

一、论文题目

硒对猪生产与保健的影响及富硒猪肉生产关键技术研究

二、研究概述

硒是人和动物的'必餺微量元素,缺乏会严重影响健康。我国约72%国土面积的土壤缺硒,靠天然食品来补充硒无法满足人和动物对硒的需求。猪肉占居民肉类消费比例63%以上,富硒猪肉的研发对人体补硒具有十分重要的意义。

本论文研究了不同硒源和硒水平对不同阶段猪的生产性能和免疫功能、抗氧化等保健功能的影响,以及对血浆和母乳中硒含量的影响,研宄了硒在猪不同组织中的沉积效果,筛选出硒源和硒水平的最佳组合,建立了富硒猪肉生产的关键技术体系,为开发优质富硒猪肉奠定了良好的基础。

三、研究创新点

(1)首次系统地开展了晒源及硒水平对母猪、哺乳仔猪、断奶仔猪、育肥猪等不同生产阶段的生产性能、免疫功能、抗氧化能力等保健功能的影响,对血装和母乳中硒含量的影响及硒在猪不同组织中的沉积效果等系列研究。

(2)研究筛选了对猪生产性能和保健功能、富硒猪肉生产的最佳硒源和硒水平组合,为富硒猪肉的生产奠定基础。

(3)实现背最长肌和后腿肉硒沉积量分别达到*kg_i和*kg-i,比普通猪肉高出倍和倍,达到富硒猪肉标准,实现了富硒猪肉生产的目标。

(4)本研宄围绕富栖猪肉生产整个系统,以生产富硒猪肉为目的,以猪肉无公害为标准,首次系统地从日粮的添加硒源及硒水平到词养管理、健康养殖、屠宰加工和鲜肉!r:存销售等各个环节的关键技术,建立了富硒猪肉生产关键技术体系,为富硒猪肉的产业化开发奠定坚实基础。

四、展望

(1)进一步 展硒和VE,硒和其他微量元素的协同作用对猪生产性能、保健功能和硒在组织中沉积的影响,进一步提高猪的生产水平,提升猪肉的生产效率和硒在猪肉组织中的沉积量。

(2)开展富硒猪肉产品的深加工研究,探索深加工过程中肉中硒的稳定性,丰富富硒猪肉深加工产品,满足市场多样化需求。

(3)开展富硒猪肉生产和产品的标准研^究,制定富硒猪肉的生产和产品标准,填补国内相应标准的空白。

(4) 展富硒猪肉市场开发和营销创新模式的研究,提升猪肉的附加值,提升猪产业链的整体价值。

(5) 展富硒猪肉对人体保健功能和抗癌作用的研宄。通过建立小鼠H22肝癌移植性肿瘤模型考察富硒猪肉中硒蛋白的抗肝癌作用。

五、论文提纲

摘要

ABSTRACT

第一章 综述

1、硒的存在形式与分布

2、硒的代谢机制

3、硒的储藏和排泄

4、缺硒对动物机体的影响

5、硒中毒

6、硒在动物生产种的应用研究进展

7、富硒产品的研究开发与现状

8、主要研究内容级意义

第二章 不同硒海和硒水平对猪生产性能和保健功能的影响

1、材料与方法

2、结果与分析

3、讨论

4、小结

第三章 富硒猪肉生产关键技术

1、引言

2、富硒猪肉生产关键技术的研究

3、小结

第四章 富硒猪肉的效益分析

1、经济效益分析

2、社会效益分析

第五章 创新点与展望

1、创新点

2、展望

参考文献

致谢

一、关于文献综述的撰写

在题目选定的情况下,文献综述就是整个论文构思与写作的基础。因为,只有全面、深刻地阅读、理解了国内外同行的最新研究进展,才能明确自己工作的起点;只有清晰地梳理出以往学科发展的历史脉络和主要路径,才有可能把握学科发展的未来趋势和走向;只有敏锐地发掘出学术界共同面临而又巫待解决的问题,才能正确选择自己研究的方向和切人点。因此,做好文献综述就等于凝炼出了有价值的问题,找到了研究的突破口。

撰写文献综述的首要环节是对以往成果进行线条清晰的梳理和系统全面的评价。

在文献综述撰写中,常见的错误有以下几种。

一是只简单罗列他人观点,未对已有研究成果进行分类、归纳和提炼。这样就难以理清已有成果之间的前后继承或横向关联关系,也不易区分哪些问题是主要问题,哪些问题是次要问题,从而难以从整体上把握学科前沿领域的发展趋势。

二是虽然对已有成果进行了归纳或梳理,但未做系统、深人的分析、评价。对已有成果进行分析、评价,找到矛盾和症结所在,进而凝炼出有价值的科学问题是文献综述要解决的基本问题。如果文献综述的撰写是述而未作,那么,充其量只是陈述了他人的观点,不能达到通过分析、评说而捕捉到创新机遇的目的。三是虽然对已有成果进行了分析、评价,但是对问题的提炼不够精确。对他人成果进行评价并不是最终目的,只有在评说他人的基础上挖掘出待研究的问题,才达到了文献综述的目的。

在对以往研究不足的分析和阐述中,有时会出现对前人工作中存在的问题或不足过分夸大的错误。有的博士生为了突出说明自身研究的重要性,对以往研究的缺欠或不足进行了人为的放大。实际上,这种不符合客观实际的放大,不仅不能够提升自身研究的价值,反而有可能造成小题大做甚至是重复研究的结果。

出现上述情况的原因在于:①文献搜集不够充分,有些重要文献没有全部掌握,尤其是对最新研究进展的了解不够深入。②对最新研究成果的理解有一定程度的偏差,将次要问题或非主流问题作为主要问题或主流问题加以认识。还有的博士生将自己一时的未明之理、未解之惑作为问题提出。其实,任何科学问题都一定是学术界共同面临而又鱼待解决的问题,而那些由于个人认识原因而遇到的问题不能作为博士学位论文的应选之题。③对学科前沿进展缺少应有的驾驭能力,难以做出客观、准确的评价。

对于已有成果进行认真的归纳和梳理是进行叙述和评价的前提。文献的梳理和评价可按以下三种方式或其组合进行。一是首先按照时序的先后,将以往研究分成几个发展阶段,再对每个阶段的进展和主要成就进行陈述和评价。这种方法的优点是能较好地反映以往不同研究之间的前后继承关系,梳理出清晰的历史脉络。二是以流派或观点为主线,先追溯各种观点和流派的历史发展,再进一步分析不同流派、不同观点的成就与不足,以及它们之间的批判与借鉴关系。这种方法的优点是能从横向的比较中发现问题和不足。三是将历史的考察与横向的比较有机结合,这种方法的优点是既能反映历史的沿革,又能揭示横向的关联和互动。

二、关于参考文献的引用

一般的博士学位论文开题报告在文献综述之后要列出主要参考文献。有的博士生认为,参考文献的编排只是全部研究的辅助环节,因此,没有给予足够的重视。这其中有许多技术环节需要引起博士生的注意。在参考文献的编排中常见的错误主要有以下几种。

一是为了显示资料搜集的系统和全面,将尽可能多的参考文献编人其中,以多取胜。这种做法的直接后果是将一些貌似相关、实则无用的研究成果编人参考文献之中,或将一些内容相同,甚至是重复研究的成果也误当重要文献列人。二是为了证明对国外研究进展的全面把握,将自己从来没有看过的外文资料也编人参考文献,甚至将那些以自己不懂的语言出版的文献也列人其中。三是为了表征研究基础的雄厚,将自己(或导师)与博士学位论文研究相关性不大的成果也列人参考文献。有的博士生导师要求学生将自己的研究成果尽可能多地列人参考文献。实际上,这样做既不能抬高导师的学术声誉,也无助于学生论文质量的提升。不能以与作者的远近亲疏来决定文献的选取。

在网络资源日益丰富的今天,通过网络可以轻易地搜索到成千上万篇文献。然而,在这些文献中,与自己的研究相关且真正具有参考价值的文献少而又少。为此,笔者建议,参考文献的引用和编排要遵循“三不要”的工作原则。

1.没有认真阅读过的文献不要引用

有的学生查阅到一些从标题上看与自己的研究十分相近的专著或论文,就望文生义,不加认真阅读就直接将其列人参考文献。这样做容易把一些题目看似新颖,实际内容并无参考价值的专著或论文列人参考文献,从而冲淡了重要文献的作用。一般来说,完成一篇博士论文要参考100-200部(篇)专著或论文,即使在看过的文献中也有重要文献和非重要文献之分,列人参考文献的都是一些重要文献。如果将那些不重要或重复性研究的成果过多地列人参考文献,往往会给论文评阅人或其他读者造成论文研究起点不高的印象。

2.非一流期刊上的论文不要引用或慎重引用

目前学术期刊种类繁多、良芳不齐。博士学位论文的研究都有较高的学术起点,那些非一流期刊上的文章重复研究成果多,原创性研究成果少,一些文章的题目看似新颖,其实内容空洞,根本不具参考价值,这样的文献尽量不要引用。

3.虽然读过,但对博士学位论文研究工作没有借鉴意义的名人之作不要勉强引用

近年来,社会上流行一种习惯,在发表论文或出版著述时总要将一些名人之作列人参考文献,而不管是否真正参考了这些著述。这样做可能是想借此抬高自己研究的学术价值。实际上,博士学位论文的真正价值在于作者自身的创新性工作,根本没有必要借他人之力来抬高自己。

三、关于研究内容的安排

研究内容是整个开题报告的核心,它所以如此重要,是因为研究内容在整个博士学位论文研究中发挥着承前启后的作用。首先,研究内容是对文献综述的进一步展开,它实际上是文献综述所提问题的求解程序。其次,研究内容搭建起整个研究的基本框架,下一步研究就是按此框架循序渐进地开展。研究内容安排得合理,就会使整个研究少走弯路,顺利达到预期结果。第三,研究内容的确定又是设计技术路线和选择研究方法的依据。第四,研究内容确定之后,往往就预示着在哪些环节能取得突破,因此,它又是阐述预期创新点的逻辑前提。在博士学位论文研究内容取舍和框架的搭建过程中,经常出现的错误有以下几种。

1.搭建“平、空、虚、泛”的研究框架

有的博士生开题之初就立意高远,他们或者是要奠定某研究(或某学科)的理论基础,或要提供某问题的全面解决方案,也有的要构建某研究领域的方法体系。必须承认,能达到上述目标的博士学位论文还是较为少见的。由于目标定得过高,在研究内容安排上就力求“全面”、“系统”,这样就使研究本身涉及的领域过宽,超出自身的驾驭能力。这种框架往往使研究思路过于发散,不能通过思维聚焦而产生创新。

2.频频使用生涩、怪诞的词汇

有的博士生在开题报告的各级标题中使用各种时髦的词汇和令人费解的语句,使阅读者难以理解其真实内涵。这种错误有两种表现形式,第一,自己“创造”了一些“新概念”,但这些概念同论文的内容和整个逻辑体系又难以兼容;第二,将其他学科或日常语言中的一些新鲜词汇生搬硬套地移植过来。

3.过早地做出判断或给定结论

研究框架一般仅是大致划定一个研究范围,表示研究展开的逻辑,此时,还难以有结论性观点或成熟的推断。如果在开题报告阶段就轻易地得出结论,那么,后续的研究就可能受到先前判断的局限,或者围绕着如何使先设定的结论自圆其说来进行,这恰恰违背了科学推理的基本原则。“任何结论都产生于调查研究的末尾”,这句名言对博士学位论文写作同样适用。

针对上述状况,笔者提出如下建议。

1.研究框架的搭建要切合实际

博士学位论文不能没有理论研究,有些论文本身就是纯理论研究,然而,并非是所有的博士学位论文都要构建一个宏大的理论框架,或建立一个方法体系。做出具有原创意义的理论成就固然意义重大,但多数博士学位论文的理论研究属于对传统理论的完善,或国外最新理论成果的中国化应用研究。这里,我们并非是不鼓励或不提倡博士学位论文进行原创性理论研究,而是倡导一种先尝试在某一点或一方面取得突破,然后再向理论体系构建的方向努力,因此,最初的框架不要搭得太大。

2.玩弄新鲜名词、滥造时髦概念的研究风格不值得提倡

近年来,在人文社会科学的某些研究领域,时髦的名词层出不穷,但真正能被提炼成科学概念,从而嵌人科学理论的逻辑体系中的名词却较为少见。一些新鲜词汇在不同的语境中的语义差异甚大,从一种使用环境到另一种使用环境,从一个学科向另一学科移植,都要对其内涵和外延做进一步的阐明和界定,而不能望文生义地生搬硬套。博士学位论文的真正价值在于观点的新颖、研究方法的独特或解决方案的操作可行。实际上,那些流传百世的经典之作大都是用朴实无华的语言写就的。

3.要注意研究内容安排与技术路线设计的相互照应

研究内容安排作为写作的基本框架,它体现了整个论文展开的逻辑关系,而技术路线则是论文研究的工作程序,从某种意义上说,技术路线是框图化的研究框架,或者是研究内容的直观化表述。因此,二者之间应保持内在逻辑的一致性。

四、关于创新点的提炼与表述

创新点是博士学位论文的点晴之笔,是其核心价值所在。创新点提炼得精准、明确,既能凸显论文的理论或应用价值,又能使阅读者较快地把握论文的基本观点和主要贡献。实际上,有相当一部分博士学位论文的评阅者首先阅读的是作者对创新点的阐述。因此,提炼创新点不仅对于论文的写作具有导向作用,对于论文顺利通过评审、答辩也至关重要。

在博士学位论文的开题和写作过程中,对于创新点的提炼和阐述,较易出现以下错误。一是只讲“苦劳”,不讲“功劳”。在这种阐述范例中,常用的套路是“分析了……”、“论述了……”、“阐明了……”、“提出了……”。上述说法一般只能告诉他人,你做了哪些工作,出了哪些力。至于这些工作有没有实现创新性结果,在这种表述中一般较难看到。二是唯恐对自己的创造性工作有所疏漏,就尽可能多地阐述论文的创新点,有的博士生在开题报告或答辩论文中列示出4-6个创新点。实际上。博士学位论文的工作是在前人研究的基础上完成的,其中相当一部分内容是评述他人成果,或是分析现实问题,或是处理数据,真正具有独特创见的地方并不是很多。一篇论文有1-2个重要创新足矣。三是对创新程度的自我评价过高。这种情况是对创新成果做了“价值高估”。从某种意义上说,阐述创新点是对研究工作的主观评价。如果这种评价脱离客观实际太远,往往会给人一种学风不够严谨之感。

对于创新点的凝炼和陈述,笔者有如下建议。

(1)创新点是指你设了哪些他人未设之问、说了哪些他人未说之理、用了哪些他人未用之法、解了哪些他人未解之惑。而这些问题的提出、方法的创立(应用)和困惑的解除须具有理论与实践价值。因此,提炼创新点,首要的一条是要明确你的创新是问题创新,还是方法创新,或者是理论和对策建议(操作方案)创新。

(2)对于创新点的阐述一般有以下几种模式。一是填补某领域(或方向)研究空白。也就是说,该博士学位论文研究了某些他人未曾研究的问题,具有开拓新领域或新的研究方向的意义。二是某学科领域基本理论的完善、发展,乃至突破。这种理论贡献对于学科的发展具有基础性意义。三是某对象(问题)研究方法的创新。方法创新包括新方法的创立和原有方法的组合(集成)。方法创新的结果是解决了前人未能解决的问题。四是某问题解决方案(具体对策)的设计。这种创新属于应用领域的研究课题,针对某些现实发展中的社会问题提出操作可行的对策建议。

(3)对创新点的阐述切忌任意拔高。有些博士生为了强调自己工作的重要性,对创新点进行了不符合实际的拔高和提升,这种做法不符合实事求是的科学精神。

无机化学是化学、材料、医药、化工、检验等许多专业必修的一门重要基础课程,下面我给大家分享无机化学学术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

生物无机化学研究进展

摘 要:本文主要叙述了生物无机化学的研究进展。主要从对含有微量元素的蛋白的突变、结构及性质的研究;酶的模拟;无机药物化学;金属元素中毒的研究等四个方面来介绍现在生物无机化学的进展。

关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学

中图分类号:O62 文献标识码:A

文章编号:1009-0118(2012)07-0207-02

生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。

一、研究生物体本身微量元素的作用

(一)含有微量元素的蛋白的研究

含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。

现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。

另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。

(二)酶的模拟

酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。

如硒酶的研究。通过对硒酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与硒酶相关的药物。对于硒酶的合成主要有三种方法,一是对硒酶进行化学模拟,二是对硒酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含硒酶。对硒酶化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的硒酶模拟物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对硒酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含硒酶;2、设计含硒生物印迹酶;3、设计含硒抗体酶。硒蛋白模拟物在理解硒酶的生化作用中起着非常重要的作用。硒蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。

又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共轭电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。

对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。

二、研究外界微量元素对机体的影响

(一)无机药物化学

无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中,顺铂药物目前仍在临床上使用,主要有四种铂配合物:顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来,人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物,与卡铂结构类似的有机锡化合物,以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面,从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来,人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手,所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大的发展前景。除了合成新的药物外,在原有的药物基础上对原有的药物进行改良也是未来的科研方向,因为原有的药物具有较高的毒副作用,且抗癌范围较小。所以在无机抗癌药物这一方面,合成具有广谱高效抗癌活性且有较低的毒副作用和较长的持续时候的抗癌药物是主要发展方向;另外,对于无机金属药物的抗癌机理尚没有统一的理论,因此研究无机抗癌药物的作用机理也是主要研究方向。

无机药物在其他方面也有重要的应用。如金配合物在抗类风湿方面的应用,应用治疗类风湿关节炎有金Au的硫醇盐。在治疗胃病的过程中,铝盐也是主要依赖的药物,含铋的化合物是治疗胃溃疡的的主要药物。在无机药物的研究中,尚不清楚各种药物对机体疾病的治疗机理,所以研究无机药物的作用机理具有较大的前景。

放射照影药物的发展也是无机药物的发展方向。由于放射示踪、核磁共振在医学上的应用,使得各种造影剂的成为医生临床应用不可或缺的一个方面,如钡的造影剂。

(二)金属元素中毒的治疗

在外界的金属元素超过机体所需的浓度后,该元素就会对机体产生负面效应,引起疾病。元素的毒性主要因为它与机体基团的强配合性。对金属元素中毒的治疗主要是研究具有更强螯合能力的的螯合剂,使其跟有毒的金属离子结合形成更加稳定配合物,然后排出体外。理想的螯合剂须满足以下的条件:1、水溶性,且在生理的pH条件下有足够的螯合能力;2、分子大小和结构必须合适;3、必须专一迅速结合金属元素;4、很容易从体内排出;5、没有明显的毒性。如用EDTA来排出多余的离子,EDTA螯合性虽然很强,却选择性不强,在排出有害的金属离子的同时,同时也会损失一些有益的离子。如用去铁草胺B去除多余的铁,但是它不能去除血红素或运铁蛋白中的铁。现在的医用螯合物的研究方向主要是研究新的药剂,因为现在的螯合剂无论是在种类还是排出金属中毒的效率都不能满足医学的需要。

三、生物无机化学的发展趋势

生物无机化学以后的发展趋势是生命科学与技术进行有机紧密的融合。

对蛋白质分子进行研究,研究其具有生物功能的原理。人类的基因仅有几万个,而蛋白质却有十几万种,这说明生命的复杂性需要从蛋白质上去解释。而目前已知的蛋白和酶约有1/3需要金属离子作为辅助因子才能发挥作用,所以阐明这些生物大分子的结构和生物功能非常重要。对核酸的研究。研究金属元素对核酸的序列、构型、区域的选择性识别调控是生物无机化学的一个主要热点。如现在发现许多锌脂蛋白对DNA或RNA有调控作用。对这方面的研究将对以后的无机药物产生重要的影响。

既然21世纪生命科学会是研究热点之一,那么与生命科学紧密联系的生物无机化学也必将因此得到极大的发展,因此也将为人类作出更大的贡献。

参考文献:

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[3]何凤娇.无机化学[M].北京:科学出版社,2006.

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[8]杨频.我国生物无机化学的发展[J].化学通报,1999,(12):1-11.

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[10]聂晶,韩美娇,王科志.[Ru(phen)2dppz]2+二聚及对DNA键合性质的影响[J].高等学校化学学报,2007,(10):1833-1835.

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黄怀曾刘晓端张玲金李奇

(中国地质科学院生物环境地球化学研究中心,北京100037)

武少兴

(中国科学院南京土壤研究所,南京210008)

摘要从我国西北地区干旱土,经中部半干旱—半潮湿地区均腐土、淋溶土,到东南潮湿地区富铁土、铁铝土,表土全硒含量总趋势反映了氧化环境下硒易离散,还原状态下硒易富集的特点;水溶态硒和交换态硒的含量几乎依次下降(干旱土>淋溶土>均腐土>富铁土>铁铝土),而且含量都颇低,它们与总硒的比值在相应的范围内出现了中—高—低的变化;有机硒、酸溶性硒含量明显增高,与总硒量比值,从西北到东南,皆呈上升趋势,与水溶态硒和交换态硒正相反;残留态硒及其与总硒量比值,自西北向东南呈高—低—高的变化,况且无论哪一类土壤,残留态硒量与其所占比例均处于首位。

对植物有意义的是能被它直接吸收的硒,即有效态硒。土壤中释放出来的有效硒受综合因素控制,氧化还原电位和土壤溶液组分是决定硒溶解度和化学形态的最重要参数,土壤理化性质居次要地位,意味着不同环境背景下,有效态硒的内涵也不相同。微生物作用主要生成高分子有机缓效硒,是水溶性速效硒的重要补给源。由于自然环境中水热状态不断变化,生物作用的差异,以及人为活动的干扰,处于动态化学平衡的土壤溶液,是硒形态转化和硒迁移的原动力。硒形态分析和实际调查表明,岩石、土壤中无机硒总量,从我国东北三江(黑龙江—松花江—乌苏里江)到西南三江(怒江—澜沧江—金沙江)并非是一低硒带。由水溶性硒、交换态硒和有机硒组成的非闭蓄性硒才是一低硒带。我国东南潮湿地区虽处于酸性还原氛围中,但生物作用强烈,有机硒含量颇高;西北干旱区氧化环境有利于硒被氧化成高价的、能被植物直接吸收的水溶性无机硒;位于这两区中间的半潮湿—半干旱地区,水溶性硒低于西北区,有机硒低于东南区,从而造成我国中部地区非闭蓄性低硒带,这就对低硒带赋予了新含意。

关键词土壤硒形态

以往硒的研究大多集中在全量和无机两个方面。通过对岩石、土壤、作物、人体中硒的全量分析,得出结论:我国从东北三江(黑龙江、松花江、乌苏里江)到西南三江(怒江、澜沧江、金沙江)出现一低硒带,位于东、西两侧的东南地区和西北地区为高硒区。在低硒带内,因各种介质中硒皆贫乏而引发了克山病,这一认识一直为学术界的重要支柱。现代分子生物学研究揭示的克山病与硒之间的内在联系,也支持了这一论点。

近几年来,我们与英国合作,在河北张家口和邯郸及湖北恩施等地区开展了硒的研究,并在现今克山病尚未绝迹的张家口地区进行流行病学调查,发现岩石、土壤中硒全量和作物、人体中硒含量与克山病并不完全呈对应关系,有些土壤硒总量高的地区照样有克山病患者,某些土壤内全硒含量低的地区未必有克山病患者,调查研究还发现克山病与硒的形态以及有效硒丰度的关系更为密切。土壤中硒形态包含水溶态、交换态、有机态、酸溶态和残留态五类。水溶态硒以Se6+为主,另有少量Se4+和低分子有机硒。交换态硒主要为Se4+,其次为Se6+。有机硒分高分子和低分子两种,前者为缓效硒,赋存在酸不溶性蛋白质和高分子氨基酸中,但在碱性溶液中,可降解为低分子硒氨基酸和+4价与+6价的无机硒;后者为速效态硒氨基酸,即有机水溶性部分。酸溶态硒指与铁、锰和铝氧化物结合的硒。残留态硒、硒化物,以类质同象形式隐含在硫化物中的硒和被硅酸盐矿物包裹的含硒物质。显然,重新认识硒与克山病在地理分布上的关系,合理解释各种矛盾现象,不仅是一种挑战,也是研究深化的迫切需要。

1土壤中硒的形态

土壤中硒的赋存状态,包括价态和结合形式两个方面。硒可构成无机和有机化合物。我们选择了典型土壤作了分析,结果如下。

水溶态硒:用水提取。以硒酸盐类为主,次为亚硒酸盐类。其实,在不同环境中,水溶态硒含意并不一样,在氧化环境中,水溶性硒为碱性水解的硒酸盐和亚硒酸盐;在较强的还原环境中,包括微量酸溶性的,溶于水与酸混合溶液中的结合态硒、次生硒化物和一些挥发性硒化物。此外,还包含有机硒中的水溶性部分以及与交换态的相互转换部分。由此可见,同形态中含量最低的水溶态硒在不同情况下,有着复杂的变化。

交换态硒:吸附在氧化物、粘土矿物和有机质内的亚硒酸根和硒酸根离子。用磷酸二氢钾提取。在实际分析中发现,碱性情况下,硒酸根离子几乎不被吸附,成为溶液中游弋的离子团,亚硒酸根为主要吸附对象,随着pH下降至7~,虽对硒酸根吸附能力增强,但仍以亚硒酸根离子为主,并保持稳定的吸附量。

有机态硒:用焦磷酸钠提取。按分子量分大分子和小分子硒,前者为缓效硒,赋存在酸不溶性蛋白质和高分子氨基酸中,但在碱性溶液中,可降解为低分子硒氨基酸和+4价与+6价的无机硒;后者为速效态硒氨基酸,即前述的有机水溶性部分。

酸溶态硒:指与铁、锰和铝氧化物结合的硒。加盐酸破坏氧化物和碳酸盐结构,使其从结合态中先分解出亚硒酸根,进而生成二氧化硒和单质硒,在强还原条件下,还可生成硒化氢。

残留态硒:用消化方法将硒化物、以类质同象隐含在硫化物中的硒和被硅酸盐矿物包裹的含硒物质全部消溶。

从表1看出,从我国西北地区干旱土,经中部半干旱—半潮湿地区均腐土、淋溶土到东南潮湿地区富铁土、铁铝土,总硒量呈高—低—高马鞍形序列,但中国环境监测总站众多实测数据统计分析结果表明(表3),表土全硒含量总趋势还是从西北到东南逐级升高,反映了氧化环境下硒易离散,还原状态下硒易富集的特点;水溶态硒和交换态硒的含量几乎依次下降(干旱土>淋溶土>均腐土>富铁土>铁铝土),而且含量都颇低,不超过总量的15%和10%,它们与总硒的比值在相应的范围内出现了中—高—低的变化;有机硒、酸溶性硒含量明显增高,与总硒量比值,从西北到东南,皆呈上升趋势,与水溶态硒和交换态硒正相反;残留态硒和它与总硒量之比,自西北向东南也呈高—低—高的变化,况且无论哪一类土壤,残留态硒量与其所占比例均处于首位,显然,它在决定总硒量的分布上起着支配地位。这些残留的无机态硒主要来源于母质,从而说明,原生基岩中硒对于土壤内硒的分布是何等重要。

表1我国代表性土壤(A层)硒形态分析(ng/g)

①非闭蓄性硒包括水溶态硒、交换态硒和有机硒。

2土壤水溶态硒与pH值的关系

图1硒溶解态与Eh、pH值的关系

从化学平衡实验中获知(图1),溶液电子活度负对数(pe)与pH之间的函数关系:当pH+pe>时,为强氧化环境,溶液中 占明显的优势;在pH+pe为~的中等氧化还原环境时,偏碱性溶液中以 为主,而 是偏酸性溶液中的主要类型:在pH+pe<的低氧化还原环境中,溶液中HSe-为主要的形态。现已获知,在土壤水溶液中, 溶解度颇高,而 的溶解度极小,HSe-则易于以气态形式逸散,所以土壤内有效硒浓度随pH+pe值升高而递增。无论是表1中的典型土壤还是表3中的综合统计数据,自我国西北到东南土壤溶液pH值总体上由碱性经弱碱性—弱酸性到酸性,水溶态硒含量(表1)随pH(表2)的变化情况与图1实验结果相符。土壤硒有效率(水溶态硒/总硒)与pH呈显著正相关,相关系数为(p<)。

3土壤中硒的交换态与吸附作用

土壤对交换态亚硒酸盐和硒酸盐的吸附作用主要取决于pH值、活性铁及粘土矿物的性质。现仍以表1中所述的五种典型土壤和我国土纲的综合分析结果为例,将其理化性质和主要元素氧化物的含量分别录于表2和表3中。

表2土壤表层理化性质

表3我国主要土纲的理化性质及硒含量

注:表土全硒据环境监测总站(1990)。

吸附分两类,一种是极性吸附,或谓静电吸附,如活性铁凝胶体阳离子团对硒阴离子团的吸附作用;另一种是普通吸附,即固体物质表面自由力场的吸附,粘土矿物和有机质对硒离子团的吸附一般属于这一类型。从其作用力大小来看,静电吸附要大于自由力场的吸附,这就是活性铁凝胶体比粘土矿物吸附能力强的原因,实验结果也证实了这一点(图2)。从我国西北到东南,随着气候条件的变化,处在不同风化阶段、不同区域内土壤中Fe2O3及Al2O3活度和有机质含量相应增高,粘土矿物则相应地由干旱区的水云母、绿泥石,经半干旱区的水云母、蒙脱石、半潮湿区的蛭石、水云母,到潮湿区的高岭石,这些粘土矿物的吸附能力也由西北向东南增强。除矿物成分和含量外,粘土粒度是衡量吸附系数的另一个重要参数,颗粒愈细,物质表面积愈大,吸附作用越明显。从我国西北到东南,随着化学风化和生物风化作用的增强,土壤粘粒含量逐渐增加,表2和表3分析结果反映了这一变化。鉴于这些原因,土壤吸附量理应从西北到东南依序增加,但表1中不同土壤类型的交换态并不完全反映这一变化。这是因为硒有其自身独特的化学属性,东南沿海地区气候炎热,雨量充沛,植物茂盛,生物体本身制造和有机质分解使得水中02、C02十分丰富,而溶于水的C02、 和 离子间数量比有利于降低OH-浓度,造成低pH背景,硒易于被还原成非交换态的单质硒和硒化物。西北干旱地区,尽管呈良好的碱性环境,但以8<pH<10的弱碱性为主,土壤内还是亚硒酸根离子占主导地位,成为交换态的物质基础。由此推之,交换态吸附量是各种综合因素的产物,酸碱度起着更为重要的作用。图2不同pH值背景下四种物质的吸附量的变化也证实了这一点。

图2pH值和时间对粘土矿物、Fe2O3吸附Se4+量的影响

4土壤有机硒与有效性的关系

原生有机硒是植物遗骸中的残留硒;新生有机硒,在微生物作用下,由无机硒直接转化为有机硒,它还包含挥发性的硒化合物。无论哪一种形式,都是生物代谢作用的产物。总的说来,有机硒丰度随有机质含量的增加而上升,但在我国东北三江地区土壤肥沃,有机质含量高达4%~10%,有机硒绝对含量偏低,如黑龙江省伊春淋溶土仅为20ng/g,甚至低于某些干旱土中的有机硒绝对含量。若与硒总量相比,约为,相对含量并不低,有时可高出干旱土十个百分点,显然是原生母质硒总量过低造成的。干旱的西北区年平均温度和降水量都低,植被受到扼制而不能繁盛生长,导致有机质含量低,东南地区则相反;另一方面,微生物在推动生命物质的自然循环中起着巨大的、不可代替的作用,由于真菌类的活动,使无机硒转为有机硒,而真菌类的繁殖,在还原状态下远胜于氧化状态。正是这些原因造成我国东南沿海高有机硒背景。不过,真正水溶性的速效有机硒含量甚微,大多以大分子有机硒化物蕴藏在胡敏酸和富啡酸内,只有少数与富啡酸结合的小分子有机硒及含在其内的+6价和+4价无机硒才能被植物利用,大分子有机硒仅为速效硒供给的库源。

5讨论

对植物有意义的是能被它直接吸收的硒,即有效态硒。然而,无论理论上或实际上的分析结果,土壤内水溶性硒含量自西北向东南呈逐级递减的趋势,与我国中部作物中的低硒带不相吻合。90年代初全国25个省、市、自治区开展了膳食抽样调查,结果表明,我国现今食物流通量除城市甚高外,广大农村以就地的植物类食物为主,居民元素摄入水平基本上受控于物源和经济发展水平。与此同时,证实我国中部确实存在一个低硒带,只是它的范围比谭见安等所述的更广。

如何解释这一矛盾呢?我们注意到上述典型土壤样品采集于80年代末90年代初,久置之后,近一、二年做的分析,可视为静态的分析结果。这些结果与现今自然界中处于动态情景下的土壤有什么差异?为解决这一问题,采用不同于常温下处理样品的方法,将表1中的各类土样分别置于水浴锅中沸腾1小时,测试结果迥异(表4),即水溶性硒含量从西北向东南倾斜,即铁铝土>富铁土>淋溶土>均腐土>干旱土。究其原因,原先沉寂平静的状态,在热作用下,化学活动顿时活跃起来,不仅解吸了部分吸附物质,还促进有机质的分解和pH增高,从而导致了铁铝土和富铁土中水溶性硒急剧上升。可是干旱土却不一样,沸水处理过的比常温下处理的水溶性硒低得多。表2列举了各类土壤的Fe、Al、Ca、Mg、P氧化物含量,从西北到东南Fe、Al增高,Ca、Mg下降,符合不同地带、不同风化阶段的元素分布特点。干旱土中Ca、Mg含量高出铁铝土和富铁土15%左右,pH值为,显然,碳酸盐和硫酸盐为其重要组成,这类土壤通常有效Cu、Mo、Ca、Mg也较丰足,常与Pb、Ni等一同构成硫酸盐和碳酸盐化合物。在沸水热作用下,碳酸氢钙、碳酸氢镁转为碳酸钙、碳酸镁,CO2降低,Cu、Pb、Ni等金属离子浓度增加,与亚硒酸根和硒酸根结合生成白硒铅矿[PbSeO3]、蓝硒铜矿[]、复硒镍矿[(Ni·Co)Se03·2H2O]、硒铅矿[Pb2(SO4)(SeO4)]等新矿物淀积下来,降低了硒的有效性。矿物成因学也指出,这些矿物是在弱氧化状态下生成的。由于土壤内硒丰度很低,组分复杂,目前还难以运用硒的形态以及溶解度与机制的关系证实这一分析。

人们曾试图通过实验了解硒有效性的变化,如在碱性土壤内添加磷酸盐、石膏和石灰,Ravikovitch和Margolin认为能降低硒的有效性,而Brown和Carter则认为可提高硒的有效性。尽管出现了截然不同的观点,但都不否认土壤溶液组分变化所起的重大作用,正确认识土壤溶液内的化学平衡仍需作巨大的努力。

表4我国主要土类的理化性质及有效硒含量

诚如所述,不同形态的硒始终伴随外界条件的变化而发生溶解和淋滤、吸附和解吸、氧化和还原、水解和水合,处在不断的动态平衡之中。在耕作土中,不仅仅随着一年四季水热状态的变换,水溶性硒的浓度不断变化,其内在的含意也不尽相同,而且在不同环境中,不同形态可互相转换,尤其是非闭蓄硒内的水溶态硒、交换态硒和有机硒转化更为频繁。人为因素又加剧了这种变化,譬如,施钾、氮、磷肥,不仅会改变土壤的氧化还原程度,还会产生其他效应。钾离子半径大,极化能力强,起解吸作用,故用磷酸二氢钾作为吸附态的提取液;氮肥施入后,转为NH4OH,这种碱性溶液在接触点上瞬息间或许能促进有机硒水解,Cary和Allaway依此用氨水萃取有机硒。另据李书鼎和杨健秋用75Se示踪实验的报道,用NH4OH作提取液,在所选择的黑土、草甸棕壤和暗棕色森林土中,有机硒化合物与 萃取率(提取量/总量)分别为~和~; 与土壤固相的结合能和亲和力都大于 也影响着土壤中硒的有效性。尤其要指出的是,生物作用下由无机硒转为有机的甲基硒和二甲基硒挥发物,在OH-、 和生物的催化作用下,还可重新氧化成+4价和+6价无机硒。虽然人们已注意到它们对硒的迁移和转化,在植物吸收和土壤吸附过程中起着重要作用,遗憾的是至今还不能定量的描绘其真实面貌。除了有效态硒含量的变化外,还涉及到转化速率问题,已有研究指出,从不适应某个条件下的形态,转化为适应新环境下的形态。例如,在碱性情况下,亚硒酸盐氧化成硒酸盐;在酸性状态下,亚硒酸盐还原成单质硒,最初速度相当快,随后进入慢速转换期,这就是为什么久置的静态样品与立取的动态样品分析结果有差异的原因。这一推断被另一分析结果证实,采自广东阳春富铁土和湖北恩施富硒淋溶土水溶性硒、交换态硒、有机态硒和总硒在常温下测得的含量分别为和16ng/g、和78ng/g、和450ng/g以及1295ng/g和2540ng/g。它告诉我们,除自然条件和母质因素外,由于取样时间和样品处理方法的差异,同样会得出不同的分析结果。

我国东南潮湿区有效硒正是处在这种不断变化的环境中,既有充足的后备源——大量有机硒的存在,又有大量化肥不断地投入,尤其是氮肥,加上微生物的强烈作用和水热状态的变换,可能正是这些综合效应间隙性地提高硒的有效量,才使得这一地区作物中的硒水平上升。西北干旱区可能由于+6价硒含量较高,且处于相对稳定的状态,故作物所吸收的硒也偏高。中部半干旱半潮湿区+6价硒低于西北区,有机硒大大低于东南区,可溶性硒又不能得到即时的补给,作物的吸收量相对偏低,以致人们膳食中硒也偏低。

综上所述,土壤中释放出来的有效硒受综合因素控制,氧化还原电位和土壤溶液组分是决定硒溶解度和化学形态的最重要参数,理化性质居次要地位,微生物在硒的某些形态转化中可能起着重要的作用,生成缓效态有机硒,是有效硒的重要补给源。由于自然环境中水热状态不断变化,生物作用的差异,以及人为活动的干扰,处于动态化学平衡的土壤溶液,是影响硒形态转化和硒迁移的直接因素。遇到适宜的环境时,我国东南潮湿地区高分子有机硒将会即时转化为可被植物吸收的低分子有机硒和释放出可被利用的无机硒,从而提高了植物对硒的有效利用率。西北干旱区有效硒则以能被植物直接吸收的无机硒为主,从而形成了我国作物和膳食中硒含量中部地区低,东南、西北地区高的分布格局,不同于总硒含量从东南到西北逐级下降的变化趋势。

区域性硒形态分析远远不足,尤其是土壤液相中不同含硒物质的溶解度和不同化学形态之间转换的资料尚不完善,我们还难以定量考虑土壤溶液中溶解与沉淀、吸附与解吸以及无机和有机硒转化过程中的物理和化学反应。

参考文献

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1 仪器、试剂和材料紫外分光光度计烘干机 邻苯二胺(分析纯)硒粉(99.99%) 甲苯(分析纯) EDTA-2Na1 mol/L的HCl 10%硝酸 消解液为等体积混合的硝酸和双氧水。含硒材料。2 样品处理取含硒材料用水润湿,2O min后冲洗数次,烘干研成细末。称细末1 g置100mL烧杯。加消解液10 mL,盖上表面皿,放置过夜。次日水浴加热消解,再将溶液转至125 mL分液漏斗,加水25 mL、EDTA-2Na试液5mL。用1mol/L盐酸溶液调pH至2,加1%邻苯二胺盐酸试样2 mL,振摇,放置2 h,备用。3 \含量测定处理后的样品加甲苯10 mL,振摇,萃取,静置。分取甲苯液,配制同法制备液为空白对照,测样品溶液在335 nm处吸收度,代入A = W+,计算含硒材料中硒含量。

论文检测该改进了

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