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60秒； 4）安全点火时间(T2)：10秒；二段火开启时间(T3)：15秒，；火焰失败反应时间：< 2秒；防护等级：IP40。 1.3、控制系统设计方案 由于锅炉燃烧对象是一个具有多变量、强耦合、强干扰、大滞后的复杂过程系统，常规的PID控制很难相互兼顾使三个控制目标达到相对稳定，因此需要考虑更加复杂的、先进的、智能化的控制方案才能实现。根据上述自动化目标,本毕业设计选用可编程序控制器（PLC）和力控ForceControl V6.0实现蒸汽压力控制和燃料与空气的比值控制。 1.3.1、系统硬件配置 锅炉燃烧过程中，用常规仪表进行控制，存滞后、间歇调节、烟气中氧含量超过给定值、低负荷和烟气温度过低等问题。采用PLC对锅炉进行控制时，它运算速度快、精度高、准确可靠，可适应复杂、难于处理控制系统。，可以解决以上由常规仪表控制难以解决问题。所选择PLC系统要求具有较强兼容性，可用最小投资使系统建成及运转；其次，当设计自动化系统要有所改变时，不需要重新编程，对输入、输出系统不需要再重新接线，不须重新培训人员，就可使PLC系统升级；最后，系统性能较高。 系统要求，选取西门子PLCS7-200 CPU226 作为控制核心，同时还扩展了2个EM231模拟量输入模块和1个CP243-1以太网模块。CPU226IO点数是2416，这样完全可以满足系统要求。同时，选用了EM231模块，它是AD转换模块，具有4个模拟量输入，12位AD，其采样速度25μs，温度传感器、压力传感器、流量传感器以及含氧检测传感器输出信号调理和放大处理后，成为0～5V标准信号，EM231模块自动完成AD转换。 S7-200PPI接口物理特性为RS-485，可PPI、MPI和自由通讯口方式下工作。为实现PLC与上位机通讯提供了多种选择。 为实现人机对话功能，如系统状态以及变量图形显示、参数修改等，还扩展了一块Eview500系列触摸显示屏，操作控制简单、方便，可用于设置系统参数，显示锅炉温度等。还有一个以太网模块CP243-1，其作用是可以让S7-200直接连入以太网，以太网进行远距离交换数据，他S7-200进行数据传输，通信基于TCPIP，安装方便、简单。 1.3.2系统软件配置 1）PLC可编程控制器 控制程序采用STEP7-MicroWin软件以梯形图方式编写，S7-200PLC给出了一条PID指令，这样省去了复杂PID算法编程过程，大大方便了用户使用。使用PID指令有以下要点和经验： （1）比例系数和积分时间常数确定。应经验值和反复调试确定。 （2）调节量、给定量、输出量等参数标准归一化转换。 （3）按正确顺序填写PID回路参数表（LOOP TABLE），分配好各参数址。 2）三维力控PCAuto组态软件 力控PCAuto软件是对现场生产数据进行采集和过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的"组态方式"进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和间接的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。 PCAuto软件具有功能强大的图形开发环境Draw，采用面向对象的图形技术，创建动画式的人机界面系统及高可靠性快速的图形界面运行系统View，用来运行Draw创建图形窗口先进的分布式实时数据库DB是整个应用系统的核心模块，负责整个力控应用系统的实时数据处理，历史数据存储，统计数据处理,报警信息处理，数据服务请求处理及完成与过程的双向通信。 2、软件设计 2.1、锅炉燃烧系统的控制目标 锅炉燃烧系统主要有三大控制目标： 1） 控制主蒸汽的压力恒定，以便满足“负荷流量”所需的压力。例如：负荷流量为35吨/小时的供热锅炉，需要把压力控制在3.3兆帕左右。 2） 控制炉膛内氧的含量。一要保证有足够的氧供燃料充分燃烧，不使烟气中有过量的CO，避免浪费燃料和造成环境污染；二是要满足经济燃烧的要求，保证氧量不能过多，以避免尾气带走过多热量形成浪费。例如：一般燃气锅炉需要将含氧量控制在3%~6%之间比较好。 3） 控制炉膛负压在一定范围，保证安全生产。例如：炉膛负压一般要求在-20 ~ -40帕之间比较合适，保证炉膛不往外喷火。 2.2、锅炉燃烧系统的控制手段 根据上述控制目标，锅炉燃烧系统需要相应的控制手段： 1）主蒸汽压力的控制：主要通过调节输入的燃料量和送风量的多少来实现。当“负荷流量”增加时，压力会下降，为了保证流量的供应，必须提高压力使其返回到额定值，因此调节手段主要是增加燃料输入量和送风量；当“负荷流量”下降时，压力会上升，为 了保证流量供应，须降低压力使其返回额定值，这时的调节手段主要是减少燃料输入量和送风量；当“负荷流量”恒定时，保持压力为额定值不变。 2） 炉膛内含氧量的控制：主要通过调节空气（即送风量）和燃料的输入成一定的比例来实现。一般情况下，燃料增加时，燃料耗氧量要增加，为了保证含氧量不致于过低，调节手段是必须相应地增加一定比例的空气量（送风量）；燃料减少时，燃料耗氧量会减少，为了保证含氧量不致于过高，这时的调节手段应该是成比例地减少一定的空气量（送风量）。 3） 炉膛负压的控制：主要通过调节引风机的引风量来实现。当燃料和送风需要增加时，炉膛负压势必会向正压的方向减小，为了保证负压，调节手段应该是先增加引风量；当燃料和送风需要减少时，炉膛负压势必会向负的方向增大，这时的调节手段应该是先减少引风量。 2.3、锅炉燃烧系统的控制方案 锅炉燃烧自动控制系统基本任务是使燃料燃烧所提供热量适应外界对锅炉输出蒸汽负荷要求，同时还要保证锅炉安全经济运行。一台锅炉燃料量、送风量和引风量三者控制任务是不可分开，可以用三个控制器控制这三个控制变量，但彼此之间应互相协调，才能可靠工作。对给定出水温度情况，则需要调节鼓风量与给煤量比例，使锅炉运行最佳燃烧状态。同时应使炉膛内存一定负压，以维持锅炉热效率、避免炉膛过热向外喷火，保证了人员安全和环境卫生。 2.3.1、控制系统总体框架设计 燃烧过程自动控制系统方案，与锅炉设备类型、运行方式及控制要求有关，对不同情况与要求，控制系统设计方案不一样。将单元机组燃烧过程被控对象看作是一个多变量系统，设计控制系统时，充分考虑工程实际问题，既保证符合运行人员操作习惯，又要最大限度实施燃烧优化控制。 控制系统包括：滑压运行主汽压力设定值计算模块（由热力系统实验获数据，再拟合成可用DCS折线功能块实现曲线）、负荷—送风量模糊计算模块、主蒸汽压力控制系统和送、引风控制系统等。主蒸汽压力控制系统采用常规串级PID控制结构。 2.3.2、燃料量控制系统 当外界对锅炉蒸汽负荷要求变化时，必须相应改变锅炉燃烧燃料量。燃料量控制是锅炉控制中最基本也是最主要一个系统。给煤量多少既影响主汽压力，也影响送、引风量控制，还影响到汽包中蒸汽蒸发量及汽温等参数，燃料量控制对锅炉运行有重大影响。 设置燃料量控制子系统目之一就是利用它来消除燃料侧内部自发扰动，改善系统调节品质。另外，大型机组容量大，各部分之间联系密切，相互影响不可忽略。特别是燃料品种变化、投入燃料供给装置台数不同等因素都会给控制系统带来影响。燃料量控制子系统设置也为解决这些问题提供了手段。 2.3.3、送风量控制系统 实现经济燃烧，当燃料量改变时，必须相应改变送风量，使送风量与燃料量相适应。燃烧过程经济与否可以剩余空气系数是否合适来衡量，过剩空气系数通常用烟气含氧量来间接表示。实现经济燃烧最基本方法是使风量与燃料量成一定比例。 送风量控制子系统任务就是使锅炉送风量与燃料量相协调，可以达到锅炉最高热效率，保证机组经济性，但锅炉热效率不能直接测量，故通常一些间接方法来达到目。以实测燃料量B作为送风量调节器给定值，使送风量V和燃料量B成一定比例。 稳态时，系统可保证燃料量和送风量间满足 选择使送风量略大于B完全燃烧所需要理论空气量。这个系统优点是实现简单，可以消除来自负荷侧和燃料侧各种扰动。 2.3.4、引风量控制系统 保持炉膛压力要求范围内，引风量必须与送风量相适应。炉膛压力高低也关系着锅炉安全和经济运行。炉膛压力过低会使大量冷风漏入炉膛，将会增大引风机负荷和排烟损失，炉膛压力太低会引起内爆；反之炉膛压力高且高出大气压力时候，会使火焰和烟气冒出，影响环境卫生，可能影响设备和人生安全。引风量控制子系统任务是保证一定炉膛负压力，且炉膛负压必须控制允许范围内，一般-20Pa左右。 控制炉膛负压手段是调节引风机引风量，其主要外部扰动是送风量。作为调节对象，炉膛烟道惯性很小，内扰和外扰下，都近似一个比例环节。一般采用单回路调节系统并加以前馈方法进行控制。 炉膛负压实际上决定于送风量和引风量平衡，故利用送风量作为前馈信号，以改善系统调节性能。另外，调节对象相当于一个比例环节，被调量反应过于灵敏，防止小幅度偏差引起引风机挡板频繁动作，可设置调节器比例带自动修正环节，使小偏差时增大调节器比例带。负压S测量信号，也需进行低通滤波，以抑制测量值剧烈波动。 3、毕业设计的目的与要求 1）熟悉工艺流程及组态软件的构架和软件功能； 2）熟悉PLC控制器的使用，根据工艺控制功能要求设计控制系统，内容包括：操作界面、工艺流程图、数据显示、PLC选型以及PLC控制程序等。 4、毕业设计进度安排 1）2011年1月3日至2月3日熟悉组态软件。 2）2011年2月4日至2月21日完成系统总体方案设计及开题报告。 3）2011年2月22日至3月19日编制控制程序及系统模拟调试。 4）2011年3月20日至4月30日完成毕业设计论文，整理设计文件和实验记录。 5）2011年5月1日至5月6日送评阅教师审查及修改论文。 6）2011年6月1日至6月10日完善论文、准备及参加毕业设计答辩。 5、参考文献 ［1］ <<监控组态软件及其应用>>马国华清华大学出版社2001.8； ［2］ <
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夏日元1，2，罗伟权1，2，唐建生1，2，李兆林1，2
（1.中国地质大学（北京），北京100083；2.中国地质科学院岩溶地质研究所，桂林 541004）
作者简介：夏日元（1963—），研究员，岩溶资源与环境研究中心主任，长期从事岩溶水资源和生态环境调查研究工作。
摘要：针对桂中峰林平原岩溶区水资源环境特点，提出了“挖井钻孔、节水灌溉与发展高效农业”相结合的水资源可持续利用模式。即挖井钻孔，建设抽水型地下调节水库，解决区域性干旱问题；节水灌溉，发展节水型生态农业，提高取水和供水经济效益；调整用地结构，水资源调蓄—高效种植—高效养殖—生态建设相结合。水资源开发有四方面具体措施：①碎屑岩补给区兴建山塘联合水库，解决城镇供水问题；②寻找径流带打机井，解决分散居民供水问题；③挖大口井开发表层岩溶系统地下水，解决农业灌溉用水问题；④地下水溢出带修建排涝和供水渠网，供水与防涝相结合。
关键词：水资源；可持续利用；峰林平原；桂中
桂中峰林平原岩溶区主要分布于广西中部和东北部，涉及约20个岩溶县（市），总体特征为：地形平坦，耕地连片，地下水埋藏浅，水资源和光热资源丰富，是岩溶区不可多得的农业基地。本文以广西宾阳县新埠江流域为例，在1/5万水文地质和环境地质调查的基础上，在考虑水资源开发利用与生态建设和经济发展相结合原则的前提下，进行了岩溶水资源综合开发利用规划，提出了不同岩溶环境类型区水资源开发利用方式和具体措施。并通过示范，实现了以水资源的可持续利用，支持当地社会经济的可持续发展。
1 水资源环境特征
（1）地质条件。区内出露的地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系和第四系。以碳酸盐岩岩性为主，其分布面积占流域总面积的75%，碎屑岩分布于边缘地带。褶皱宽缓，地层产状平缓；断裂构造偏少，主要有北东向发育的4条断裂带，它们切断了向斜翼部地层，使泥盆系—石炭系的碳酸盐岩地层呈叠瓦状重复出现。这些特征控制了区内岩溶发育和水资源分布的总体格局。
（2）地形地貌及耕地资源条件。碎屑岩组成的地貌多为中高山，标高200～300m，最高峰为673m；碳酸盐岩区则为典型的孤峰、残峰溶蚀平原，标高90～105m，地势平缓开阔。土层厚度0～10m。耕地面积占土地总面积的15%～20%，其中水田占耕地的60%～70%，旱地占耕地的30%～40%。人均耕地0.08hm2左右，高于西南岩溶区平均水平。
（3）土壤特性。由于渗漏、淋溶作用强，致使土壤结构疏松，涵水、保肥能力差，调节功能弱，土壤养分流失严重。有机质含量一般小于1%～2%，土地瘦瘠，低产田地多。
（4）岩溶发育特征。岩溶发育强烈，裸露区石山峰体上多见有数层溶洞，脚洞、侧洞、穿洞和岩溶泉较为普遍；覆盖区溶蚀—堆积残丘平原上，表层岩溶系统的岩溶化极强，漏斗、竖井、落水洞、地下河天窗、溶洞和地下河管道等构成物质与能量迅速渗漏转移的复杂介质结构；局部地势较低部位常形成宽而浅的洼地，石芽、“石海”遍布。
（5）水文地质条件。地表除水系干流外，多无常年性水流。碎屑岩地区和峰丛山区为地下水的补给区，峰林平原为径流区，孤峰平原则为溢出带。地下浅部水位变动带附近横向洞穴比较发育，溶隙比较均一。地下水以分散的水平运动为主，水力坡度缓，具有基本统一的潜水位；饱水带发育岩溶地下河系统，一般汇水面积较大，以集中排泄为主，非均一性强；大气降水、地表水和地下水交替强烈，地下水动态不稳定；地下水埋藏较浅，枯季水位埋深10～30m，雨季仅数米甚至溢出地表。
（6）干旱缺水状况。降水时空分布不均，农作物需水高峰期（4～5月和9～10月）降雨量偏少，旱灾频繁。据多年资料统计，春旱出现频率为25.9%，秋旱频率为19.1%。水利设施不足，地表水利工程所需投资大、运行成本高，地下水开发利用率仅有20%～30%，耕地有效灌溉面积仅占50%左右。流域内年平均受旱面积达60万hm2，平均每年减收粮食18.34万t，减收甘蔗55.41万t，经济损失超过10亿元。黎塘镇有647hm2水田因缺水而改为旱田，每年缺水量为340万m3；和吉镇51个自然村中尚有43个自然村和镇政府所在地饮水未解决，2003年全镇种植甘蔗1800hm2，因干旱枯死近667hm2。
（7）开采地下水引起了岩溶塌陷等环境地质问题。黎塘城区目前开采地下水的单位51家，日开采地下水量4.0万m3，高峰期7.2万m3，枯水期地下水超采量3万m3/d。因超采地下水引起岩溶塌陷320多处，波及面广，危及建筑物及人身安全。
2 水资源可持续利用模式与措施
由上所述，水资源是制约桂中岩溶地区社会和经济发展的关键要素，水资源的有效利用，总体应采取联合调控的方式，水资源开发—节水利用—产业结构调整—生态建设相结合，即采取“挖井钻孔、节水灌溉与发展高效农业”模式。
2.1 挖井钻孔，建设抽水型地下调节水库，解决区域性干旱问题
该类型区开挖大口径井和钻井建机井的条件比较有利，开发投资少、周期短、取水成本低。抽水型地下调节水库的基本原理为：利用峰林平原浅层岩溶化强、储水性和透水性好的特点，在农作物需水的干旱季节过量开采中深层地下水，形成调节空库容，雨季来临后通过天然入渗而恢复地下库容。
根据新埠江流域水资源分布规律和开发现状，区内不同岩溶环境类型区水资源开发利用具体措施（图1）为：
图1 新埠江流域水资源综合开发利用规划图
1—流域边界；2—地表水系；3—地下河；4—分区界线；5—地下水开发利用点；6—兴建山塘联合水库区；7—打机井开发径流带地下水和挖大口井开发表层岩溶系统地下水区；8—修建排涝和供水渠网和挖大口井开发表层岩溶系统地下水区；9—打机井、挖大口井和供水渠网综合开发区
（1）碎屑岩补给区兴建山塘联合水库，解决城镇供水问题。黎塘镇现有居民20多万人，主要以地下水和新埠江为供水水源地。由于抽取地下水引起了岩溶塌陷等一系列地质灾害和水质污染问题，已经进行了控制开采。而东南部碎屑岩区，原有6处小山塘水库，未能有效利用。该区距黎塘镇仅2～3km，地势高出60～80m，供水条件较好。故将原山塘水库扩建并串联成联合水库，增大库容和供水能力，作为黎塘城镇居民供水水源。
（2）寻找径流带打机井，解决分散居民供水问题。流域内村民居住较为分散，一般3～4km有一个自然村，每个村200～400人。原居民饮用水源为地表低洼水塘和少量大口井，旱季干枯，农田和生活污染严重，水量和水质均得不到保证。区内泥盆系下统（D3）和石炭系下统（C3）岩性较纯，发育有富水性较好的条带状蓄水构造，在岩性接触带和断裂部位形成了地下径流带或地下河，从而具备了打深井供水的条件。可采取在分散自然村每个村打1口机井，集中供应饮用水。井深一般60～80m，水质较好；井间距3～4km，不会引起大面积水位下降及地质灾害问题。
（3）挖大口井开发表层岩溶系统地下水，解决农业灌溉用水问题。区内碳酸盐岩之上土层覆盖厚度0～10m，在土岩接触带附近及其下10m范围内存在一个岩溶发育相对较强的岩溶带，岩溶形态以溶沟、溶槽和溶蚀裂隙为主，赋存有地下水，但储水量不大。可采取打浅井和开挖大口井方式，分散利用此类水资源。井深一般10～20m，井间距50～100m。由于流域内地表水利设施不完善，无供水渠网，采取该方式开发表层岩溶系统地下水，可有效解决农业灌溉用水问题，而且成本低，带来的环境问题少。
（4）地下水溢出带修建排涝和供水渠网，供水与防涝相结合。峰林平原岩溶区地下水溢出排泄带一带，由于地势低洼，雨季地下水位一般上升到地表，产生洪涝灾害，淹没农田；而旱季地下水位又迅速下降，造成干旱缺水。此类地区宜进行农田改造，修建蓄水池塘、开挖大口井、开挖排洪沟与建设供水渠网相结合，从而既解决防洪排涝问题，又解决干旱缺水问题。
2.2 节水灌溉，发展节水型生态农业，提高取水和供水经济效益
水资源的有效利用不仅要在源头上寻找水源，合理开发，而且要在利用方式上进行攻关，提高水资源利用率。具体措施有：采取喷灌、滴灌、移动式灌溉等节水灌溉技术；进行土壤持水能力改良，包括生物蓄水保肥和保水技术，引进需水量少的高效、优质品种等，增强抗旱、减灾能力；进行产业化开发，提高取水和供水经济效益。
2.3 调整用地结构，水资源调蓄—高效种植—高效养殖—生态建设相结合
包括改良水资源和土资源配置关系，调整用地结构，扩大经济果林面积；合理调整农业产业结构，减少高耗水作物种植面积，扩大高效旱作如瓜果、蔬菜、药材等经济作物的种植面积；营造生态经济林，提高森林覆盖率和涵养水源功能，治理水土流失和石漠化，改善平原区小气候等。
3 示范成果
（1）饮用水方面。通过详细调查水文地质条件，并开展地球物理探测工作，确定了流域内可以供水的优选井位。在和吉乡的伶俐、巴窄等6个村已实施了钻探成井，村民用上了自来水，三六、大吉等村的井位也已确定。和吉乡政府所在地，由于处于地势较高的分水岭和石炭系弱含水带部位，饮用水长期未能解决，居民用水依靠用车到十多公里以外拉水。本次研究通过反复调查和勘探，发现了溶蚀裂隙型含水层，打成了1口供水井，出水量360m3/d，解决了长期缺水问题。
（2）表层岩溶系统地下水开发方面。在黎塘镇谢村桥美示范区，开挖岩溶浅井6个，井深10～20m，在土岩接触带附近和基岩顶部岩溶强风化带获得了可以供水的含水层。实现保水灌溉面积约233hm2，大大改善农业生产条件。
（3）发展节水型生态农业方面。在黎塘镇谢村桥美建成了以蔬菜为主的高效农业基地，面积达约167hm2。其内铺设节水灌溉输水管9240m，开展固定式喷灌试验约33hm2，管灌约27hm2，移动式喷灌约107hm2，实现了水资源的高效利用。
（4）调整用地和产业结构方面。引种早熟品种无核黄皮和大果枇杷约26hm2，火龙果约13hm2，甜瓜约13hm2；连片种植牧草约15hm2，在河边、村边等闲荒地分散种植6.7hm2，建良种牛养殖场2个，开展了岩溶区种草养殖业试验。
通过上述措施，不仅解决了饮用水和农业灌溉用水问题，增强了防旱抗旱能力，而且促进了农民增产增收和生态环境的良性循环。桥美示范区蔬菜总产值达1300多万元，增收20%～30%；火龙果已进入挂果期，每公顷收益达1.5万元；萝卜每公顷产量由过去的3万kg提高到现在的5.25万～7.5万kg，年产值达235万元，增收125万元。
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由于桂林晚白垩世的红色钙质泥岩为古溶蚀残余成土作用的产物再固结而成，且其特征表明，晚白垩世桂林的石灰上已演化到棕色—红色石灰土阶段。因此，从其特征、形成条件及形成过程等方面，探讨其当时的岩溶环境及岩溶发育特征具有一定的地质意义。
5.4.3.1气候环境
从棕色—红色石灰土的区域分布特征分析，桂林晚白垩世应处于热—亚热带以湿热为主的气候环境，目前，地质学界普遍认为，红层就是干旱气候环境的产物，特别是当其中含有或夹有蒸发岩时，更不用多说。桂林残存有晚白垩世的红色岩溶建造，其中有个别属于干旱气候下生长的植物种类的孢粉化石，故有人推断桂林晚白垩世为炎热、干旱的气候环境。
土壤学研究结果表明，尽管石灰土是一种非地带性土壤，但由于它的形成主要是碳酸盐岩遭受化学淋溶的结果，故其形成与分布受生物气候带的影响而表现出一定的地带性特征。如目前所见棕色—红色石灰土主要分布在热带、亚热带地区（表5.12）。该区由于受季风气候的影响，一般都具有高温多雨，干湿季节交替，但以湿热为主的特点。因此，目前普遍认为，产于碳酸盐岩风化壳中的棕色—红色石灰土主要是热带—亚热带地区比较湿润炎热气候条件下化学溶蚀作用的产物。由于红色石灰土常分布于地形平缓的碳酸盐岩古风化壳上，因而常认为其形成历史悠久，受古气候的影响较深刻。但是，这种古气候也是以湿热为主的，例如，孙殿卿先生曾指出[21]，大姑-庐山间冰期是“重要的红壤化作用时期，潮湿炎热的气候影响全国，广大地区产生红土风化壳，成为本间冰期的一个重要标志层”。又如在我国北方部分碳酸盐岩地区，可见不连续分布的红色风化壳。对于这种现象，田级生认为是第四纪更新世第Ⅰ、Ⅱ间冰期间的湿热气候条件下碳酸盐岩溶蚀与风化的结果[22]。
另一方面，红壤化及铁的地球化学性状和转化条件的深入研究，明确了低价的亚铁只能在有水介质的条件下，才能完成向高价氧化铁的转变，而湿热是实现这种转变的良好气候条件。
由于桂林晚白垩世的红色钙质泥岩的物质组成为古棕色—红色石灰土，因此，桂林晚白垩世应处于热—亚热带以湿热为主的气候环境。钙质泥岩中的微体古占生物化石组合以显示温湿、湿热气候的植物孢粉化石为优势，以及具有粒序层、纹层等流水标志，也是佐证。此外，桂林目前在白垩纪的岩溶建造中尚未发现蒸发岩也可示为例证。虽然邻近地区如广东、广西南部、湖南等地的一些中、新生代盆地中的白垩系中夹有一些膏盐层，但是大多层薄，分布零星或为脉状、次生纤维状等次生类型[23]，故只能反映盆地在其沉积成岩过程中曾处于一个短暂的干旱气候环境，而不能用作恢复长时期内的区域古气候环境的主要指标。
5.4.3.2红色钙质泥岩的沉积堆积环境
从棕色—红色石灰土的成土特点及条件分析，桂林晚白垩世的沉积堆积环境是以小型的山间盆地、岩溶—断陷盆地，岩溶洼地为主。桂林晚白垩世的红色岩溶建造，目前所见的残存露头虽然在平面上零星散布，但范围却很广，常见断续分布。垂向上，高可达海拔580m的猴山顶，低可至海平面附近的李家村钻孔中均可见及。由于这种平面上分布的广泛性和垂向上分布的差异性，因而易被误认为桂林在晚白垩世的红层沉积覆盖了所有的岩溶地形，包括目前海拔300～600m的地区均曾被覆盖。据红色石灰土的成土特点及成土条件分析，表明桂林在晚白垩世期间要形成如此大面积的巨厚红层覆盖是比较困难的。
从前述碳酸盐岩的溶蚀残余成土作用可知，碳酸盐岩的成土特点之一，就是形成的土壤数量很少。因此，一般认为，若没有稳定的大地构造环境，没有巨厚的母岩以提供成土物质来源，以及长时间的湿热气候条件，要在高耸的碳酸盐岩峰体上，形成较厚的红色风化壳是难以想象的。虽然从前面的讨论中已知，主要成土时期可达1.2亿年（J—K），其中经历时间约为2400万年的桂林晚白垩世，主要以湿热的气候条件为主，表明该区当时具备形成较厚的红色风化壳的气候与时间的条件，然而，进一步的分析则表明，构造条件及岩石条件却难以满足。
首先，从构造条件上分析，在白垩纪时期，由于燕山运动的影响，桂林多期次的断裂构造活动较为强烈，并伴随有断块升降。其结果虽有利于岩溶水的垂直下渗对岩石产生淋溶，但由于其活动性强，致使水文地质条件时常发生变化而不能形成稳定的岩溶和成土环境。目前所见残存的晚白垩世的红色岩溶建造露头面积小，多沿断裂构造发展，并以重力坍塌、坡麓堆积的溶积钙砾岩为主（75%左右）即是佐证。
其次，从岩石条件分析，桂林晚白垩世的红色岩溶建造中的角砾成分主要是碳酸盐岩，表明该建造的物质来源主要是就地或近源的碳酸盐岩。若取晚白垩世的红色钙质泥岩中不溶物的总含量为70.11%（据表5.13），其容重为2.51t/m3[5]，应用5.4.1.1的公式，可粗略地算出每形成1m厚的钙质泥岩，就需要溶蚀66.94m厚的碳酸盐岩。若考虑红色岩溶建造是由溶积钙砾岩、溶积钙屑灰岩和溶积钙质泥岩组成，其中钙质泥岩以及砾岩和钙屑灰岩中的钙铁泥质胶结物仅占该建造中的25%左右，则可大致估算出每形成1m厚的红色岩溶建造，也需溶蚀约17m厚的碳酸盐岩。照此推算，如果要在整个桂林形成厚约100m的晚白垩世红色岩溶建造的覆盖层，就需要风化、溶蚀约1700m厚的碳酸盐岩，其中还不包括形成建造中角砾所需的碳酸盐岩的厚度。桂林附近从中泥盆统东岗岭组至下石炭统的碳酸盐岩，目前测出的最大厚度约为2000m，如果晚白垩世已剥蚀掉了如此厚度的碳酸盐岩，则桂林的碳酸盐岩就应当已被剥蚀殆尽了。然而，目前桂林大面积出露的仍为上古生界的碳酸盐岩，所见晚白垩世的红色岩溶建造分别与下石炭统和中、上泥盆统的碳酸盐岩呈岩溶不整合接触，这不仅说明其沉积-堆积地形本身是起伏不平的，同时说明古成土时期的剥蚀厚度不可能有那么大。
从上述诸条件分析，桂林在晚白垩世不可能形成大面积的、巨厚的红色岩溶建造覆盖层。从前述红色岩溶建造的产状及结构构造等特征，表明当时的沉积环境主要是一些小型的古山间盆地、岩溶－断陷盆地、岩溶洼地，洞穴。岩溶断陷盆地由于受断裂构造作用影响，下陷幅度较大，是周围溶蚀残余物质的中心聚集地，故其中沉积-堆积物的厚度较大。如潭南岩溶断陷盆地中就发育了总厚为180m左右的晚白垩世的红色岩溶建造，自下而上分别为砾岩（>100m）和泥岩（70余米，未见顶）。我们通过研究红色岩溶建造的岩石结构构造、组分特征、层组类型、产状特征等，探讨其形成环境，认为可划分为五个微（亚）相[5]，即：岩溶盆（坳）谷地、岩溶断（坳）陷谷地、岩溶坡麓、岩溶洼（凹）地-溶斗、岩溶洞穴－缝隙。
5.4.3.3古地貌组合类型
从棕色—红色石灰土的形成过程及展布规律分析，桂林晚白垩世岩溶发育，以峰丛洼地为主要的地貌组合类型。由于红层常被认为是干旱、炎热气候的产物，而桂林又残存有晚白垩世的红色岩溶建造，故有人认为桂林在晚白垩世岩溶发育速度放慢了。然而，从碳酸盐岩成土过程及其土壤的展布规律分析，晚白垩世应是中生代期间岩溶发育最强烈的一个时期。
据土壤学家的研究，不同亚类的石灰土，其所经历的溶蚀、风化程度是不同的。从黑色→棕色→红色石灰土，云母类矿物的脱钾作用逐渐加深（表5.14）；粘土矿物的含量逐渐增大。这些均表明石灰岩中不溶残余物质所遭受的化学风化作用从黑色→棕色→红色石灰土是逐渐加强的，从而也说明棕色—红色石灰土所遭受的风化作用时间最长，是碳酸盐岩溶蚀残余成土作用过程中接近终端的产物。因此，桂林残存的晚白垩世的红色岩溶建造非但不是岩溶发育速度变慢的证据，反而可作为该区在晚白垩世岩溶发育强烈的依据之一。
土壤学家的研究还表明，石灰土的发育和岩溶地形的发展有着密切的关系，不同的石灰土类型反映不同的岩溶地貌形态（表5.12）。从前述已知，桂林晚白垩世形成的石灰土以棕色类为主，局部有红色石灰土，因此，从表5.2及钙质泥岩的分布特征可推知，桂林在晚白垩世的岩溶地貌形态组合以峰丛洼地为主，局部岩溶水汇水地带发育小面积的峰林平原和岩溶盆地。这也从另一个侧面表明上一节中关于沉积环境以小型盆、洼为主的推论是可信的。
另外，石灰土的分布规律也给我们这样一些启示，晚白垩世的红色钙质泥岩尽管其现在分布标高不同，但其形成时均应是在相对低洼之处，如坡脚、洼（谷）地、溶隙、溶洞等。这可从相当多的红色岩溶建造中出现规模不大的粒序层、纹层，以及其所含的CaO,MgO数量较高等现象得到证明。
可能有人还会提出这样的问题，既然这些红色岩溶建造形成时应处于低洼之处，为什么现在反而常见于山顶呢？这是由于岩溶建造是由碳酸盐岩溶蚀风化残余物所组成，故其成岩后与其周围构成正向地形的碳酸盐岩一同经历岩溶作用时，溶蚀速率自然要比周围碳酸盐岩的小，最终导致正负地形的相互转化。例如，据刘尚仁等人的最新研究[24]，广东很多处于断陷或坳陷盆地中的白垩纪红层，如罗定群、南雄群和丹霞群，系距今1亿年前后由盆地周围的石灰岩丘陵山地提供大量的石灰岩砾石和富钙溶液所形成。这种红层岩溶地貌的基本特征虽与一般石灰岩类似，但总体来看，要比一般石灰岩类的岩溶发育差。因而，随着长期的溶蚀，风化作用，正向的碳酸盐岩峰体就逐渐演化成负向的岩溶洼地，而相邻的由红色岩溶建造覆盖的洼地，有的由于受到红色岩溶建造的保护，遭受的溶蚀作用较弱，则逐渐演化成正向的峰体（图5.19）。此外，沿盆、洼地边缘的断裂而产生的差异升降，也有可能使产于盆、洼地中的红色岩溶建造抬升形成山峰。由于晚白垩世的红色岩溶建造的产状与岩溶地貌的演化之间存在着这样的一种演变关系，故在用红色岩溶建造恢复古岩溶地貌，探讨岩溶发育规律时，决不能简单从事，而应进行历史的和动态分析。
图5.19 晚白垩世的红色岩溶建造出露位置（产状）与岩溶地貌演化关系示意图
1.D2d-C1碳酸盐岩；2.K2红色岩溶建造；3.Q松散堆积物；4.断裂、裂隙
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（一）空气污染事故近代史上有好几次重大的空气污染事故(表2-6-1)，它们说明污染水平很高时所发生的危险情况。事故期中的死亡人数与该地区平时的死亡人数相比，往往超过很多。1952年伦敦烟雾事故就是一例。而且死亡人数中，心脏和呼吸系统疾病占84%，市区中支气管炎的死亡人数增加10倍，看来对已有慢性呼吸系统或心脏病人的影响很大。表2-6-1 50年代前后五大空气污染事故发生时间 发生地点 主要污染物 中毒情况 中毒症状 致害原因 1930年12月 比利时马斯河谷 烟尘及SO2 几千人呼吸道发病，约60人死亡 流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐 硫氧化物－SO2和SO3烟雾的混合物，加上空气中的金属氧化物颗粒，加剧对人体的刺激作用 1948年10月 美国多诺拉镇 烟尘及SO2 4天内有43%（约6000人）患病，17人死亡 咳嗽、喉痛、胸闷、呕吐、腹泻 SO2、SO3、金属元素及硫酸盐类气溶胶对呼吸道的影响 1952年12月 英国伦敦 烟尘及SO2 5天内4000人死亡，后又连续发生3次 胸闷、咳嗽、喉痛、呕吐 SO2在金属颗粒物催化作用下生成SO3及硫酸和硫酸盐气溶胶吸入肺部 每年5－10月 美国洛杉矶 光化学烟雾 75%居民患眼病 刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉头炎、头痛 NOX及碳氢化合物在阳光（紫外线）作用下产生的二次污染物－光化学烟雾 1970年 日本四日市 SO2、煤尘重金属粉尘 患者500多人，其中有10多人在气喘病中死亡 支气管炎、支气管哮喘、肺气肿 有毒重金属微粒及二氧化硫吸入肺部空气污染事故的一些特征可归纳如下：1、逆温层和低风速，使空气处于停滞状态。2、烟、SO2及其它污染物浓度增大引起咳嗽、眼痛及其它疾病。3、污染水平达高峰时死亡率增大。4、年岁越大，过度死亡越多。5、各种年岁的死亡人数均增加。6、死亡多由于呼吸系统和心脏疾病所引起。7、多种污染物的结合，使各种疾病增加。8、事故持续5～7天。（二）慢性健康影响空气污染引起的急性死亡显而易见，但低水平污染对健康的连续慢性影响则很难得到精确的结论。例如，近年美国肺癌死亡人数大量增加，在1969年它已成为男人癌症死亡中比例最大的一项，总共死亡5万男人和1万妇女。由于最初接触致病污染物到检查出得病的时间约需30年，因而致病的因素较复杂。一般研究时，借分析比较城市和农村该病的死亡率来判断。例如表2-6-2列出利物浦地区1952－1954年间，市区与郊区肺癌的死亡率。表2-6-2 肺癌死亡率对比（年龄在14－74岁的每1万人中的死亡人数）吸烟类型 乡村 城市 不吸烟 14 131 用烟斗抽烟 41 143 抽纸烟－轻度 87 297 抽纸烟－中度 183 287 抽纸烟－严重 363 394由表可见，吸烟与肺癌关系密切；而且居住的地区同样与肺癌关系密切，尤以不吸烟者最明显。总的看来城市的肺癌发病率约为乡村的两倍，此外，发病率也和在城市居住时间的长短有关。我国城市居民肺癌的发病率也很高，其中最高的是上海市，据1980年资料统计，在各种死亡因素中，肺癌死亡率达25.1%。而且城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区居民。表2-6-3是北京市交通民警与园林工人呼吸道疾病的比较情况。由表可见，无论是肺结核，还是慢性鼻炎或咽炎，交通民警的发病率都显著高于园林工人。表2-6-3 北京交通民警与园林工人呼吸道疾病比较项目 交通民警 园林工人 肺结核（％） 16.7±7.8 无 慢性鼻炎（％） 40.2±10.8 29.3±14.4 咽炎（％） 23.2±9.3 12.2±10.3可以肯定的是，城市环境会引起肺癌，但不能说一定是由于空气污染所致。不过动物试验证明，空气中多环的有机化合物是致肺癌的物质。慢性支气管炎和气喘病也有类似的情况：即吸烟者、城市居民和男人发病率都很高，而且有很多证据说明，空气污染加重了这些疾病。
《环境学概论》论文 [一、全球气候变暖] 近百年来全球和中国的气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化，它对世界和我国的生态系统和社会经济产生了并将继续产生重大的影响。目前全球变暖问题已成为各国政府和科学界共同关心的重大问题，也是我国政府和科技界十分关心的重大问题。 大气中由于存在二氧化碳等温室气体，才使得地球的平均气温维持在15℃左右。但是随着全球工业化进程的推进，温室气体浓度不断增加，例如二氧化碳浓度现已达到368ppmv，是42万年以来的最大值。温室气体浓度增加的直接后果就是使得全球气温不断升高，20世纪是过去1000年最温暖的100年，过去140年间全球升温0.4-0.8℃（平均0.6℃），而且13个最暖年份均出现在1983年以后。近50多年来，长三角城市地区气温亦在升高，特别是20世纪80年代中期起变暖幅度更明显，90年代年平均气温较50年代上升了0.9℃，其中以冬季的气温升高最显著，90年代冬季平均气温50年代上升了1.1℃。 科学家使用31个全球气候模式，在6种代表性温室气体排放情景下预测未来100年的全球气候变化。预计，全球平均地表温度在未来100年将上升1.4 -5.8℃，这可能是近一万年中增温最快的。考虑二氧化碳（CO2）和气溶胶共同作用，预测我国未来100年气候变化，结果表明温度将继续上升，未来变暖的范围和强度增加。 观测和研究证明主要大气温室气体浓度确实已经发生了全球尺度的变化，而且正在继续增加。观测和理论研究还证明，温室气体浓度变化的主要原因是人类活动，人类活动对大气温室气体浓度的影响主要表现为两个方面；一是直接向大气排放温室气体，例如化石燃料燃烧和生物质燃烧直接向大气大量排放二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O），工业生产过程向大气排放二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）和氟氯烃（CFCs）等；二是人类活动改变了大气温室气体的源和汇。例如森林砍伐直接减少了二氧化碳的汇，农业活动改变了土地利用状况而增加大气甲烷和一氧化二氮的源，大气污染排放降低了甲烷的汇等。 经典物理和辐射物理能够准确地证明，地球表面如果没有温室气体，全球平均地表温度将比现在实际测到的全球地表平均温度低33摄氏度。一个正确而直接的推理是大气温室气体浓度增加将会使全球地表温度升高，即通常所说的造成全球气候变暖。为了准确计算大气温室气体浓度增加引起的地表升温量，在过支30多年里人们已进行了大量的研究，所使用的工具是数值模拟。综合当今主要模式的结果，可以得到如下的结论： 大气二氧化碳加倍，平衡态气候变化为全球地表平均温度升高1.5-3.5度，考虑到海洋的巨大作用，如果人类不采取任何控制措施，则下世纪全球地表温度变化速率将是0.1-0.3度/10年。用海气耦合模式进行的温室气体浓度渐变实验结果与此相同。 最近几年来人们开始注意到，人类活动造成大气气溶胶（主要是硫酸气溶胶）浓度上升，将会使地表温度降低，部分抵销温室气体增加引起的温效应。考虑到气溶胶的降温作用，下世纪人为活动造成的气候速率可能只有0.05-0.2度/10年。 如前所述，人类活动确实已经造成了全球尺度的温室气体浓度增加，而温室气体浓度增加确实会引起全球气候变暖。问题在于在未来几十到100年，温室气体浓度增加及其引起的气候变化到底有多快，换言之，下世纪末全球地表平均温度到底能上升多少？其它气候变量（特别是降水）怎样变？气候变率会发生明显变化吗？极端气候事件会增加吗？气候变化的区域分布任何？气溶胶浓度增加到底在多大程度上抵销温室效应增强？很遗憾现代科学对上述所有问题都无力作出确切的回答。即使是对于已观测到的过去100多年的气候我们也还不能肯定是否是二氧化碳增加的影响，更不知道这种影响到底占多大比重。关于“全球变暖”问题在科学上的不确定性确实非常巨大，而且是多方面的。
1.大气污染的概念大气是由一定比例的氮、氧、二氧化碳、水蒸气和固体杂质微粒组成的混和物。就干洁空气而言，按体积计算，在标准状态下，氮气占78.08％，氧气占20.94％，氩气占0.93％，二氧化碳占0.03％，而其他气体的体积则是微乎其微的。各种自然变化往往会引起大气成分的变化。例如，火山爆发时有大量的粉尘和二氧化碳等气体喷射到大气中，造成火山喷发地区烟雾弥漫，毒气熏人；雷电等自然原因引起的森林大面积火灾也会增加二氧化碳和烟粒的含量等等。一般来说，这种自然变化是局部的，短时间的。随着现代工业和交通运输的发展，向大气中持续排放的物质数量越来越多，种类越来越复杂，引起大气成分发生急剧的变化。当大气正常成分之外的物质达到对人类健康、动植物生长以及气象气候产生危害的时候，我们就说大气受了污染。2.大气的主要污染源和污染物大气污染源就是大气污染物的来源，主要有以下三个：（1）工业：工业是大气污染的一个重要来源。工业排放到大气中的污染物种类繁多，性质复杂，有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等。其中有的是烟尘，有的是气体。（2）生活炉灶与采暖锅炉：城市中大量民用生活炉灶和采暖锅炉需要消耗大量煤炭，煤炭在燃烧过程中要释放大量的灰尘、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害物质污染大气。特别是在冬季采暖时，往往使污染地区烟雾弥漫，呛得人咳嗽，这也是一种不容忽视的污染源。（3）交通运输：汽车、火车、飞机、轮船是当代的主要运输工具，它们烧煤或石油产生的废气也是重要的污染物。特别是城市中的汽车，量大而集中，排放的污染物能直接侵袭人的呼吸器官，对城市的空气污染很严重，成为大城市空气的主要污染源之一。汽车排放的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氢化合物等，前三种物质危害性很大。3.大气污染的危害大气污染的危害主要有以下几个方面：（1）对人体健康的危害：人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。因此，被污染了的空气对人体健康有直接的影响。大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。比如，1952年12月5～8日英国伦敦发生的煤烟雾事件死亡4000人。人们把这个灾难的烟雾称为"杀人的烟雾"。据分析，这是因为那几天伦敦无风有雾，工厂烟囱和居民取暖排出的废气烟尘弥漫在伦敦市区经久不散，烟尘最高浓度达4.46毫克/米3，二氧化硫的日平均浓度竟达到3.83毫升/米3。二氧化硫经过某种化学反应，生成硫酸液沫附着在烟尘上或凝聚在雾滴上，随呼吸进入器官，使人发病或加速慢性病患者的死亡。由上例可知，大气中污染物的浓度很高时，会造成急性污染中毒，或使病状恶化，甚至在几天内夺去几千人的生命。其实，即使大气中污染物浓度不高，但人体成年累月呼吸这种污染了的空气，也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。（2）对植物的危害：大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。（3）对天气和气候的影响：大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的，可以从以下几个方面加以说明：① 减少到达地面的太阳辐射量：从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒，使空气变得非常浑浊，遮挡了阳光，使得到达地面的太阳辐射量减少。据观测统计，在大工业城市烟雾不散的日子里，太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40％。大气污染严重的城市，天天如此，就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。② 增加大气降水量：从大工业城市排出来的微粒，其中有很多具有水气凝结核的作用。因此，当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候，就会出现降水天气。在大工业城市的下风地区，降水量更多。③ 下酸雨：有时候，从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸，随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏，能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎，能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用，还会腐蚀、污染建筑物。④ 增高大气温度：在大工业城市上空，由于有大量废热排放到空中，因此，近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称做"热岛效应"。⑤ 对全球气候的影响：近年来，人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响问题。经过研究，人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中，二氧化碳具有重大的作用。从地球上无数烟囱和其他种种废气管道排放到大气中的大量二氧化碳，约有50％留在大气里。二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射，使近地面层空气温度增高，这叫做"温室效应"。经粗略估算，如果大气中二氧化碳含量增加25％，近地面气温可以增加0.5～2℃。如果增加100％，近地面温度可以增高1.5～6℃。有的专家认为，大气中的二氧化碳含量照现在的速度增加下去，若干年后会使得南北极的冰熔化，导致全球的气候异常。4.大气污染的防治大气污染的防治措施很多，但最根本的一条是减少污染源。一般采用以下几种措施：（1）工业合理布局：这是解决大气污染的重要措施。工厂不宜过分集中，以减少一个地区内污染物的排放量。另外，还应把有原料供应关系的化工厂放在一起，通过对废气的综合利用，减少废气排放量。（2）区域采暖和集中供热：分散于千家万户的炉灶和市内密如树林的矮烟囱，是煤烟粉尘污染的主要污染源。采取区域采暖和集中供热的方法，即用设立在郊外的几个大的、具有高效率除尘设备的热电厂代替千家万户的炉灶，是消除煤烟的一项重要措施。（3）减少交通废气的污染：减少汽车废气污染，关键在于改进发动机的燃烧设计和提高汽油的燃烧质量，使油得到充分的燃烧，从而减少有害废气。（4）改变燃料构成：实行自煤向燃气的转换，同时加紧研究和开辟其他新的能源，如太阳能、氢燃料、地热等。这样，可以大大减轻烟尘的污染。（5）绿化造林：茂密的林丛能降低风速，使空气中携带的大粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平，有的有绒毛，有的能分泌粘液和油脂，因此能吸附大量飘尘。蒙尘的叶子经雨水冲洗后，能继续吸附飘尘。如此往复拦阻和吸附尘埃，能使空气得到净化。大气污染的危害根据国际标准化组织做出的定义，大气污染“通常系指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体健康、舒适感和环境”。由地表至1000千米左右的高空的大气层，一般可认为是由干燥、清洁的空气、水蒸气和各种杂质三部分组成的。干燥、清洁的空气的组成是基本不变的，水蒸气的含量因时因地变化，各种杂质（如粉尘、烟、有害气体等）则因自然因素或人类活动的影响，无论其种类还是含量，变动都很大，甚至导致大气污染。导致大气污染的自然因素包括火山活动、森林火灾、海啸、土壤和岩石的风化以及大气圈中空气运动等自然现象。一般说来，由于自然环境的自净机能，各种自然现象一般多能自动协调生态系统的动平衡关系。人类活动包括生活活动和生产活动，而防止大气污染的主要对象，首先是生产活动。人类活动所造成的空气污染主要来自三个方面：1．燃料的燃烧过程；2．工业生产过程；3．交通运输等。其中燃料燃烧（包括煤、汽油、柴油、天然气等）产生的空气污染物约占全部污染物的70％；工业生产产生的空气污染物约占20％；机动车产生的空气污染物约占10％。这些空气污染物按其存在状态可分为气溶胶态污染物和气态污染物。气溶胶系指沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或液体粒子在空气介质中的悬浮体，如粉尘、烟、飞灰、液滴、轻雾、黑烟、雾等。气态污染物大体有五个方面，以二氧化硫为主的含硫化合物；以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物；碳的氧化物；碳氢化合物及卤素化合物等。这些空气污染物主要通过呼吸道吸入、消化道吞入和皮肤接触三条途径侵入人体。其中以呼吸道吸入为最多，最危险。空气污染物对人体健康的危害大多表现为呼吸道疾病。在高浓度污染物的突然作用下可造成急性中毒，甚至在短时间内死亡。例如，1952年英国伦敦发生的震惊世界的“烟雾”事件，四天内就死了四千多人。长期接触低浓度污染物，会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等，甚至会引起肺癌。除此之外，空气污染物对植物、动物、农作物、器物（建筑物、器具等）、气候等都会产生有害的影响大气污染对人体的危害主要表现为呼吸道疾病；对植物可使其生理机制受抑制，生长不良，抗病抗虫能力减弱，甚至死亡；大气污染还能对气候产生不良影响，如降低能见度，减少太阳的辐射(据资料表明，城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少10～30%和10～25%)而导致城市佝偻发病率的增加；大气污染物能腐蚀物品，影响产品质量；近十几年来，不少国家发现酸雨，雨雪中酸度增高，使河湖、土壤酸化、鱼类减少甚至灭绝，森林发育受影响，这与大气污染是有密切关系的。各种大气污染物对人体的影响。煤烟引起支气管炎等。如果煤烟中附有各种工业粉尘(如金属颗粒)，则可引起相应的尘肺等疾病。硫酸烟雾对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉等均有强烈刺激和损害。严重患者如并发胃穿孔、声带水肿、狭窄、心力衷竭或胃脏刺激症状均有生命危险。铅略超大气污染允许深度以上时，可引起红血球碍害等慢性中毒症状，高浓度时可引起强烈的急性中毒症状。二氧化硫浓度为1－5ppm时可闻到嗅味，5ppm长吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛，喉头水肿以至窒息。氧化氮主要指一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是对深部呼吸道的作用，重者可臻肺坏疽；对粘膜、神经系统以及造血系统均有损害，吸入高浓度氧化氮时可出现窒息现象。一氧化碳对血液中的血色素亲和能力比氧大210倍，能引起严重缺氧症状即煤气中毒。约100ppm时就可使人感到头痛和疲劳。臭氧其影响较复杂，轻病表现肺活量少，重病为支气管炎等。硫化氢浓度为100ppm吸入2－15分钟可使人嗅觉疲劳，高浓度时可引起全身碍害而死亡。氰化物轻度中毒有粘膜刺激症状，重者可使意识逐渐昏，虽直性痉挛，血压下降，迅速发生呼吸障碍而死亡。氰化物中毒后遗症为头痛，失语症、癫痫发作等。氰化物蒸汽可引起急性结膜充血、气喘等。氟化物可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体，主要使骨骼、造血、神经系统、牙齿以及皮肤粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虚脱等而死亡。氯主要通过呼吸道和皮肤粘膜对人体发生中毒作用。当空气中氯的浓度达0.04～0.06毫克/升时，30～60分钟即可致严重中毒，如空气中氯的浓度达3毫克/升时，则可引起肺内化学性烧伤而迅速死亡。
目的：应用市售漱口液漱口与传统口腔护理方法进行比较性研究，评价市售A组漱口液、B组漱口液漱口与传统口腔护理的效果，用以指导临床实际，提高基础护理质量。方法：将入选患者随机分成A组、B组和传统口腔护理组三组。A组患者用A漱口液，B组用B漱口液于患者置胃管后第2～3天行漱口口腔护理，传统口腔护理组用0.9生理盐水棉球口腔檫拭做传统口腔护理。观察各组口腔护理前后细菌培养、真菌培养、口腔清洁度、口腔pH值、口腔气味、患者舒适度、护理用时、口腔护理并发症等指标变化。结果：(1) A、B组实施漱口后细菌培养菌落数较漱口前减少（A组t=7.079，p<0.01；B组t=14.54，p<0.01），而传统口腔护理组护理前后细菌培养没有变化（t=0.57，p=0.573）。A、B组与传统口腔护理组组间比较，差异显著（F=81.60, p<0.01）。（2）A、B组和传统口腔护理组对患者的口腔清洁、pH值、患者口腔气味的改善均有统计学意义；其中A组口腔护理清洁效果强于其它组（F=11.76，p<0.01)。（3）A、B组与传统口腔护理组舒适度比较没有差异。（4）传统口腔护理组护理用时明显高于A、B组（H=26.313，P<0.01）。（5）A、B组与传统口腔护理组均无口腔护理操作发症发生。结论：(1). A组、B组漱口液漱口护理效果明确。漱口与口腔擦拭一样均可达到清洁口腔、改善口腔气味的目的，还可改变口腔的酸性环境。(2). A组漱口液、B组漱口液漱口杀菌效果优于传统的口腔护理。(3).漱口方法简单、省时，舒适度与传统口腔护理相比没有统计学差异。在病人有自理能力的情况下，用市售A、B漱口液漱口可替代部分病人传统口腔护理。参考文献：[1] 丁广香. 临床口腔护理的现状认识与进展[J]. 临床护理杂志. 2011(06)[2] 李金玲. 决明子含漱液治疗重型肝炎患者口腔疾患[J]. 护理学杂志. 2011(19)[3] 奚洁,白皎皎,夏文兰,程婕. 高龄无创双水平气道正压通气患者口腔感染的护理干预[J]. 解放军护理杂志. 2011(18)[4] 杨雯. 口腔护理方法现状及其展望[J]. 现代临床护理. 2011(09)[5] 李宪红,徐文娟. 清热漱口草药方在口腔护理中的应用[J]. 中国误诊学杂志. 2011(22)[6] 顾银萍,林梅. 临床口腔护理方法的研究进展[J]. 中外医疗. 2011(17)[7] 刘建坤,崔东晖,赵润平,张曼丽,陈信. 芦荟绿茶冰溶液漱口治疗化疗所致口腔溃疡[J]. 护理学杂志. 2011(05)[8] 黄敬. 口腔护理研究进展[J]. 中国医药指南. 2010(29)[9] 张绮,谢蟪旭,何瑶,王萍,黄玮,彭生诚,唐丽洁,史宗道. 国内部分三甲医院危重疾病患者口腔护理情况调查[J]. 中国循证医学杂志. 2010(06)[10] 农小群. 口腔护理研究新进展[J]. 护理实践与研究. 2010(08)
我也只懂一点，毕业论文的时候用过，好久了。希望能帮到你。XPS是做材料表面几个纳米（一般10nm以内）的元素定性和定量分析的测试。从area值的大小比较表面原子数量的多少，我那时候分析的角度是表面跟本体材料的富集情况比较，你试试吧，不知道对不对
分析橡胶制品的环保问题及对策的解决路径论文
1 绪言
橡胶制品行业需要消耗大量的资源,并且需要使用较多的辐射性材料和有毒材料,使得对人的身体有很大的损害,而且还会造成严重的环境污染。长此以往,将会严重影响到整个橡胶制品行业的发展,因此,我们应该研究橡胶制品行业存在的环保问题,就这些问题提出解决措施,有效避免橡胶制品行业对于环境的污染。应该加强对于橡胶制品的监测力度,加强对于橡胶制品的控制,减少橡胶制品对于人体和环境的损害,保证橡胶制品行业的产业链能够有序的发展。若想达到有效的减少制品原材料对于环境的影响,这样才能从根本上控制橡胶制品对环境的污染。
1.1 特性
橡胶制品是指将天然或合成橡胶作为原材料,然后生产出各种橡胶制品的流程,除此之外还包括利用废橡胶再生产的橡胶制品。因此,这些橡胶制品具有以下几个特性。
(1)橡胶制品在成型的时,需要经过较大的压力进行压制,但由于橡胶本身的弹性体具有内聚力,在成型离模的时这些内聚力无法消除,便导致橡胶制品出现不稳定的收缩。不过也正因为橡胶本身的弹性体,使得橡胶制品经过一定的时间后收缩便会缓和,渐渐的趋于稳定。例如:橡胶制品在开始设计时,没有经过谨慎地计算配合,使得成型的制品尺寸不稳定,造成质量问题。
(2)橡胶属于热溶热固性的弹性体,而塑料是属于热溶冷固性。因此,橡胶因为硫化物种类主体的不同,成型固化的温度也不相同,有时甚至会受到气候、室温和湿度的影响。所以,在生产橡胶制品时需要对温度进行调整,保证制品的质量。
(3)橡胶制品一般是原料经过炼胶后制成混炼胶,然后以混炼胶作为原材料,因此,在进行炼胶时,需要根据橡胶制品的特性设计出配方,然后制定产品的生产工艺。
1.2 分类
橡胶的基本类一般有天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶海绵、橡胶并用海绵和橡塑并用海绵等,这几类橡胶各有优缺点,在使用时要根据他们的特性设计配方。
1.3 生产工艺
橡胶制品的种类繁多,但是生产工艺却基本相同,一般以固体橡胶和生胶作为原料进行生产,生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型和硫化等基本工序。原材料准备、成品整理和检验包装等基本工序也是必不可少的。橡胶的加工工艺过程主要是解决橡胶的塑性和弹性性能的矛盾,各种的工艺手段使弹性橡胶变为具有塑性的塑炼胶,然后加入各种配合剂支撑半成品,然后经过硫化,增加成品的弹性和物理机械性。无论是何种橡胶,都需要经过以上几道工序,这样才能制成好品质的橡胶制品。
2 橡胶制品材料对环境的影响分析
2.1 重金属材料对环境的影响
在设计橡胶制品的配方时,需要充分考虑橡胶制品中重金属的含量,如果橡胶制品中铬和镍的含量过高,就会对环境造成严重的污染。橡胶制品废弃后,一般企业会将橡胶制品直接丢弃,橡胶制品进行分解,分解出的铬和镍金属会对地下水资源造成污染,因此,在设计配方时,要尽量减少使用含铬和镍的材料,要严格的控制橡胶制品材料的配比。所以,应该加强对橡胶制品的系统性分析,严格控制所有原料中重金属的含量。
2.2 多环芳烃材料对环境的影响
橡胶制品中有一部分的原料含有多环芳烃,主要包含在炭黑和加工油中。炭黑的原料主要由煤焦油和乙烯焦油组成,这两种焦油的成分都极其的复杂,因此,这两种焦油是混合物,在橡胶制品加工时加入少量的成分,也极其容易对环境造成污染。加工油的原料主要由芳烃油、石蜡油和环烷油组成,其中大量的多环芳烃被包含在芳烃油中,会对环境造成严重的污染。部分企业使用完橡胶制品时会将橡胶制品进行焚化,焚化后的烟雾中会还有大量的多环芳烃颗粒,对大气造成严重的污染。
2.3 特定胺和N—亚硝胺对环境的影响
特定胺是指在特定的条件下,偶氮染料经过分解作用,产生具有有害物质的芳胺。这种特定胺中含有大量的致癌物质,不仅对人的身体健康造成危害,还会对环境造成严重的污染。橡胶制品在进行加工时,仲胺橡胶助剂会与亚硝物质发生化学反应,从而产生了N—亚硝胺。N—亚硝胺本身具有很强的致癌性,因此,在进行橡胶制品配方设计时,应该尽可能的减少使用N—亚硝胺,这样才能减少橡胶制品对人体和环境的损害。
3 橡胶制品的环保性控制措施
3.1 控制Cd,Pb,Hg,Cr等化合物的使用
将保护环境作为基准进行橡胶制品加工,严格的控制制作橡胶制品的原料的环保指标,以此来提高橡胶制品的环保性。制作橡胶制品的一些原料中,会含有大量的Cd、Pb、Hg、Cr等元素,这些元素能够组成很多的有害物质,使得橡胶制品中有害物质严重超标。在橡胶制品的加工工艺中,Cd、Pb、Hg、Cr等元素一般是以化合物的形式存在,因此,要加强监测化合物、粘合剂和防霉剂的使用,这样能够有效的控制Cd、Pb、Hg、Cr等元素的含量,减少橡胶制品对环境的污染。
3.2 加强进厂原材料的安全监测
在进行橡胶制品生产前,可以利用X射线荧光光谱分析法,对进厂的全部橡胶制品原材料进行安全监测,这样不仅能确保批量的原材料的安全性,而且能有效的避免原材料之间的交叉污染。橡胶助剂中,都多少会含有一定量的重金属元素,例如:铅元素、汞元素等,因此,再进行橡胶制品生产的时,可以将橡胶助剂换为纳米碳酸钙或硫酸钡等助剂,这样能有效的减少重金属物质对环境的污染。
3.3 加强特殊原料的重点监测
在众多的橡胶助剂中,氧化锌是出现问题最多的助剂,而且氧化锌的市场价格非常高,这就使得市场上总是出现假冒伪劣的氧化锌产品,因此,在进行橡胶制品生产前,要加强对氧化锌进行重点监测和控制。不只是氧化锌,在橡胶制品生产过程中还有很多的特殊材料,对于这些特殊材料也要进行重点监测和控制,这样才能有效的减少橡胶制品对于环境的污染。
3.4 加强替代品的使用
诸如特定胺和N—亚硝胺等能够致癌的芳胺,是橡胶制品生产中必不可少的原料,因此,不能总是使用这类具有致癌性的物质,应该减少这些替代品的使用,例如:使用不含特定胺的黄色着色剂来代替永固黄这类物质,这样能有效的减少有害物质对人类身体和环境的损害。既然不能避免使用这些有害物质,那便减少对这些危害品的'使用,这样也能在一定程度上提高橡胶制品的环保性。
3.5 重金属含量的控制
对于铬镍等重金属,应该要严格的控制其含量,防止橡胶制品中重金属含量超标。为了能够有效的减少橡胶制品中重金属的含量,可以采取以下三种措施。第一,采用无铅硫的生产体系,减少橡胶制品中重金属的含量,从而减少橡胶制品对环境的污染。第二,取消有毒的金属材料的加工工艺,降低橡胶制品中有毒金属材料的使用,有毒金属材料的加工过程能够对人的身体造成极大的伤害,所以,应该减少橡胶制品中有毒金属材料的使用。第三,加强使用环保粘合剂,在橡胶制品中使用环保粘合剂能够有效的减少橡胶制品对环境的污染,还能够大大提高橡胶制品的安全性。橡胶制品中的重金属对环境具有很大的危害,因此,要严格的控制橡胶制品中重金属的含量。
4 结语
橡胶制品的环保性对于环境保护非常重要,因此,提高橡胶制品的环保性已成为采取必要措施的当务之急,这样不仅能有效的保护环境,还能减少橡胶制品对人体的危害,从而推动了橡胶制品行业的快速发展。
参考文献:
[1]王巧福,唐文枣等.环保橡胶制品的监测和控制[J].橡胶工业,2008(3).
[2]谢忠辟.应对环保的橡胶制品材料[J].中国橡胶,2006,22(16).
[3]谢忠蓐.关于我国橡胶工业环保和节能问题的思考(一)[J].世界橡胶工业,2007.34(2).
硅胶包磁铁是硅胶包金属中比较难的。可以先包胶再磁化。把CL-24或者CL-26AB硅胶粘铁胶水涂刷在铁件上，干燥后与固态硅胶模压、液态硅胶注射（注塑）成型。二次硫化好后，再把铁金属磁化。寻找硅胶粘磁铁胶水，有些项目用在成型硅胶与磁铁粘接。一般采用快干胶或者慢干胶方案。但是对于带磁的效果都不佳，建议还是先去磁，待粘接好了再磁化会获得更好粘接效果。
在色谱和工业水处理领域中，无定形硅胶已得到了广泛的应用，它具有多孔的无定形结构，不产生任何x 射线衍射[1,4]。硅胶的表面存在着硅醇基团(si-oh)和暴露的硅氧烷键(si-o-si)。硅醇基团是强吸附的极性基团，而硅氧烷键是疏水基团。硅氧烷键上的δ键被dπ-pπ作用而加强，氧原子上的孤对电子参与π作用，不能参与给体与受体间的相互作用，不能形成氢键。scott和kucera证实硅氧烷基团几乎不吸附极性溶剂分子。然而，由于硅氧烷键的疏水作用性，可以吸附某些非极性溶剂分子。对硅胶改性而言，硅醇基比硅氧烷基重要得多。硅醇基团可以孤立、成对(双生)和缔合(连位)等不同的方式存在于硅胶表面。最近研究表明，不仅两个或两个以上的缔合硅醇基团可以形成键合对，甚至成对硅醇基团也可以形成键合对。硅胶表面的结构可以通过许多方法进行测定。一般情况下，随着比表面积的增加，硅胶表面上硅醇基团的浓度略有降低。通常硅醇含量的测定方法有同位素交换法、滴定法、光谱法和烷基铝法等。nawrock[1]报道了用同位素交换法测定硅胶表面的硅醇基浓度是8.0±1.0μmol/m2，而且这个数值常常被视为硅胶的物理化学常数。硅醇基团具有明显的酸性，测定的pka值是7.1。通过对硅胶表面的结构分析，可知硅胶表面硅醇基的类型、浓度和表面分布都会影响所制备键合相的性能，而硅胶的预处理则可以改变表面硅醇类型的分布，提高表面的缔合硅醇的含量，改善硅胶表面键合相的性能。