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生物技术优缺点范文1
【关键词】生物技术;废气生物处理;生物修复
文章编号:ISSN1006―656X(2014)011-0085-01
引言
随着工业的高速发展,空气污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,空气污染控制成为全世界共同关注的问题。目前处理废气有很多种方法,生物法是一种有效的、费用较低的、没有二次污染的方法。
污染空气的物理化学处理方法
污染物质可以通过热处理、活性炭吸附或化学洗涤从污染空气中除去。热处理包括直接燃烧和催化氧化,当有机污染物的浓度高时,热处理的方法是有效的,然而,当有机物的浓度低时,热处理的费用将很高,原因是需要的燃料较多;活性炭吸附中,有机污染化合物被吸附到炭表面,从而产生清洁空气。每单位质量的炭的吸附数量同空气中污染物质的浓度有关,浓度低时吸附率低。因此,当污染物的浓度降低时,吸附每单位质量的污染物所需的炭量将变得很大;洗涤作用对于去除许多有毒气体和其他高溶解度的化合物有效,但是运行费用高。
一、污染空气的生物处理方法
污染空气的生化处理系统属于一种环保友好技术。相对于上述的物理方法,生物法更加适用于处理低浓度的有毒空气污染物质,且具有投资运行费用省、维护管理简单、不产生二次污染等特点。在欧洲,燃料费用较高,关于恶臭的规范也很严格,所以广泛采用生物法去除恶臭气体。
生物技术的特点大致有[1]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型
二、生物技术在污染空气治理的应用
(一)固定化微生物技术是指通过物理或化学的方法将游离的微生物与特定的载体相结合,使其固定在某一空间区域内,以提高微生物细胞的浓度、保持较高的生物活性并能反复利用的方法[2]。微生物被固定后,载体为微生物提供了一个相对稳定的生存环境[3]。载体作为一种屏障,能在一定程度上减轻土著微生物带来的竞争压力、削弱原生动物的吞噬作用.
(二)生物强化处理技术 为了提高处理的效果,从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:生物-活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。
(三)生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。所利用气态污染物的生物反应器设施可按为微生物的存在方式和水分、营养的添加方式的差异,可分为三类典型的净化技术:生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器,其优缺点如表1:
表1
(四)影响反应器性能的因素
填料、营养物、温度和pH值等因素都对反应器有一定影响。对于填料的选择一般基于以下原则:最佳的微生物生长环境、较大的比表面积、一定的结构强度、高水分持留能力、高孔隙率和较低的体密度。氮、磷和微量元素(钾、钠、钙、镁和铁),一般它们的比例是BOD:N:P=100:5:1。一般的生物反应器可以在25~35℃下运行,很多研究表明,35℃是好氧微生物生长的最佳生长温度。
三、目前有待研究解决的问题
(一)在运行过程中很容易堵塞,所以填料的选择、填料表面性质的提高及其使用寿命还有待研究。
(二)筛选并鉴定出适合与特定有机物降解的细菌种类、接种方法和保存方法。
参考文献:
[1]唐琼等.生物技术在环境保护中的应用及前景[J].环境污染治理技术与设备.2002.3(10):28-35.
生物技术优缺点范文2
关键词:油脂工业;废水处理;工艺分析
Abstract: in recent years, the improvement of people's living level to accelerate the rapid increase of wastewater of Chinese oil industry, and brings the serious influence to people's living environment. This dissertation study on the biological treatment process of oil industry wastewater.
Keywords: oil industry; wastewater treatment; process analysis
中图分类号: X703 文献标识码:A文章编号:
前言
油脂废水中含有大量的动植物油、脂肪酸和胶质等有机物质,是一种高浊度、高色度、高油脂的有机工业废水,如果不经过有效处理而排放会对水环境产生严重危害。目前常规的生物工艺出水中残余有机污染物浓度和浊度仍相对较高,需进一步采用强化处理技术去除这些污染物,减小对环境的影响。
1 油脂废水的产生及其的特点
油脂加工厂生产过程中的污水来源主要有:浸出、精炼车间的生产废水,各车间地面清洗废水、油罐区初期雨污水。浸出车间生产废水主要来源于蒸脱机、汽提塔及蒸煮罐所喷入的直接蒸汽,含有少量的粕末、溶剂与油脂,属于低浓度污水。精炼车间要来源于碱炼工段经离心机分离出的水相,溶有脂肪酸钠皂和超量的碱,还含有部分乳化油脂、水溶性色素、蛋白质、悬浮物等,属于高浓度污水。地面清洗废水与油罐区初期雨污水主要含有油脂、清洗剂、沉积物等,也属于低浓度污水。
其特点为:(1)油脂加工废水量一般不大。加工1t原料,浸出工段产生的废水量在60~120t废水,而精炼一顿油脂,产生的废水量一般在0.2~0.6t废水。(2)废水一般呈酸性,含油高,有的达到10000mg/L;需要先预处理去除。(3)COD浓度高、可生化性好。(4)磷含量高。
生产废水主生产废水的指标与排放量随原料指标、生产线配置、操作等情况差异较大,一般在正常生产情况下,浸出生产废水在0.10~0.15m3/t料,精炼生产废水在0.20~0.30m3/t油,生产废水常规指标见表1。
表1生产废水常规指标
目前, 对油脂废水的处理方法主要有物理法, 化学法和生物法等。其中如化学絮凝、吸附、盐析、臭氧氧化、电解、气浮、膜分离等物理化学方法, 由于投资大、占地广、流程复杂, 又需要特殊设备, 其结果也仅仅是对污染物的稀释、聚集或在不同环境中的迁移, 还有产生二次污染的可能, 因而逐渐不受欢迎。生物处理法则是利用生物主要是微生物的生命活动过程对废水中的油脂进行转移和转化, 将油脂作为微生物生长所需的碳源和能源, 并在酶的催化下将其水解成甘油、脂肪酸, 最后降解为H2O、CO2 等代谢产物。整个过程都在温和的条件下进行, 无需加投化学药剂, 且微生物具有来源广, 易培养, 繁殖快, 对环境适应性强和易实现变异特性。相比之下, 生物法具有成本低, 占地少也不需特殊设备, 不会带来二次污染的优点, 而倍受青睐。近年来, 国内外对生物法处理油脂废水的研究逐渐形成热点, 并取得了一定的成果。
2 油脂废水处理的一般工艺
污水处理工艺装置一般按净化程度要求可以分成三级。各种污水处理流程的净化率和优缺点见表1。
表1 各种污水处理流程的净化率和优缺点
3 油脂废水生物处理技术
近年来, 人们研究不断开发出了一些新的处理方法, 包括多种方法相结合的废水处理技术工艺。
3.1固定化微生物技术
固定化微生物技术是20世纪80年代后兴起的一种新型生物技术,其优点是利用固定化微生物处理有机废水, 可以大幅度提高参加反应的微生物浓度;固定化颗粒比重大, 固液分离迅速,可减少活性污泥数目; 微生物被高分子材料包埋, 耐环境冲击, 可根据需要选择有效微生物,可降低二次污染等特点, 因而受到越来越多的关注。
例如采用聚乙烯醇( PVA) 加少量海藻酸钠的方法对筛选的具有较高降解能力的优势菌种进行包埋固定, 用于对餐厅污水的处理当中, 与未固定的菌相比, 固定化后的菌种对油脂污水的耐受性明显增强, 处理的油脂浓度明显提高, 时间进程也加快, 降解率也高于未固定化的细胞。用固定化生物活性碳 (BAC) 核过滤处理法对炼油厂含油废水进行处理,控制入水流量40 ml/ min, 接触时间20 min, 除油效果十分显著达到85% 以上, 同时CODcr 的去除率也达到70%, 这些工作为固定化微生物技术处理油脂废水提出了实用方法和理论基础。
3.2遗传工程育种技术
从自然界中筛选得到的野生土著微生物, 由于其降解酶活性较低且易受环境条件的影响而不稳定, 在处理过程中往往会与其它菌株产生竞争或拮抗作用, 对降解产生负面影响, 因此需对野生菌进行诱变处理或运用遗传工程的手段创建高效降解工程菌。研究发现在假单孢菌属的某种菌种当中存在降解质粒NAHT 这为降解工程菌的构建提供了可能。研究表明工程菌在处理油脂废水的过程表现较好的稳定性和较强的适应性, 在25~ 35 e , pH 6~ 7, 50 h 内可去除高浓度(2000 mg/L) 油脂90%以上。
3.2微生物修复技术
生物修复是指在污染环境中, 利用微生物将污染物现场降解成CO2 和H2O 或转化为无害物质的生物技术系统, 是传统生物处理方法的延伸。此方法可以处理较大面积的污染。它主要通过向油脂废水中直接投入降解菌的途径来实现, 降解菌可以是土著微生物, 也可以是工程菌,一般有原位修复和异位修复2 种, 后者常与其它技术方法结合使用。近年来, 投菌法处理油脂污水引起人们重视, 有的国家已推出了一些微生物菌剂的商品。比如日本的有效菌(EM)技术, 它在水质净化方面能发挥神奇作用, 国内利用好气异氧菌、光合细菌和化能异养菌等3 株菌株进行固体发酵培养, 制备出生物除油菌剂,其脂肪酶酶活性为146. 7 L/ g, 活菌数为7×108个/ g, 用该菌剂采用投菌法处理油脂废水40 h, 油值去除率可达90% , COD 值的去除率大于80% 。
缺点就是此方法在运用过程中, 存在见效慢, 受废水理化性质及环境因子影响大, 其菌剂毒性和生物安全问题也需要注意。
3.3酵母菌处理技术
脂酶一般广泛存在于真菌中。20世纪70年代开始, 日本有人开始研究用酵母菌处理发酵废水等高浓度有机废水, 在80 年代末, 日本一家公司解决了酵母菌处理技术的实用化问题。该公司将酵母处理工艺用于活性污泥的前段处理, 用于最大限度地降低废水的有机负荷, 处理后的废水用常规活性污泥法等工艺进一步处理即可达标。目前日本已建成了近50套使用该工艺的处理装置, 用于处理含油废水、水产加工废水、发酵工业废水、制酱废水等。酵母菌处理工艺与活性污泥工艺相比具有负荷高, 污泥生成量小, 需氧量小等优点。国内运用酵母菌处理技术对色拉油加工废水进行处理, 结果显示酵母菌处理系统非常稳定, 除油率高达97%, 污泥沉降性也非常好, SVI最低可达40。实践证明了酵母菌在处理浓度油脂废水中具有较好的直接降解作用, 无需对废水进行预处理。
优点是酵母菌处理过程中所得到的酵母细胞可以考虑作为蛋白饲料, 实现废水处理的资源化,运用酵母菌处理技术每吨油脂废水可生产饲料酵母粉11. 5 kg, 蛋白质含量35% ~ 38% , 蛋白质代谢率可达83. 53%。
4 结束语
油脂的微生物降解是一个复杂的过程, 它的效率和质量受到多种因素的影响,包括油脂浓度及存在状态,环境条件及微生物的种类组成, 以及水体环境中的营养成分等,尽管目前已有一些生物处理技术,但都在一定程度上存在一些缺陷和不足,如油脂的生物降解过程涉及很多酶,这些酶协同作用才能完成油脂的彻底降解,而环境中的酶是由不同微生物产生和分泌的,因此多种微生物间的紧密协作成为油脂高效降解的关键,目前绝大部分研究仅仅关注于一株或者几株降解菌对油脂的降解,忽略了微生物协调作用研究,这将成为以后研究的热点。
参考文献:
[1]郁宝兴.含油废水的分类及其处置[J].电力环境保护,1994,10(3):46-60.
生物技术优缺点范文3
关键词:玉米;特性;栽培
随着社会经济的发展,人们的生活水平不断提高,医疗卫生条件也不断改善,世界人口数量呈现不断上升的态势,民以食为天,因此农业生产必须要提高产率,保证食品安全,满足人们的需求。随着科学技术的发展,我国农业生产取得了很大的进步,玉米育种技术也处于不断的研发与优化中,但是人口的增加给耕地和水资源等形成了很大的压力,因此研究人员还需不断提高玉米育种技术,优化作物品质。
1 常规育种方法
以往我国玉米种植一直选取农家品种,随后开始进行自交系选育和组配杂交种,在解放之后,我国玉米育种技术得到了大力的扶持,得以顺利展开,群众性的良种评选运动使我国获得了较为优良的玉米种子。随后,玉米种植中的杂交优势逐渐引起了人们的重视,中央农业部进行了全国性的玉米改良计划,去雄选种结合人工辅助授粉技术先后在全国各地普遍开展。我国是农业大国,玉米是我国主要的农业作物之一,全国各省展开了竞争,争相培育出了优良的玉米品种,为全国性的玉米改良运动做出了很大的贡献,大大增加了我国的粮食产量。此后,玉米综合杂交品种陆续推广,逐步取代了品种间杂交种,开创了我国玉米杂交育种的新纪元,极大地提高了玉米产量,随着科学技术的发展,玉米育种技术取得了很大的发展,跟多的玉米育种新技术逐渐涌现,为我国粮食产量的提高做出了很大贡献。
2 生物技术在玉米育种中的应用
2.1单倍体育种技术的发展与成就
单倍体育种是生物技术应用于玉米育种的一大表现,可以加速培育玉米自交系,单倍体育具有自身的独特性,育种速度快,方法简便,成本低,相比于传统育种方式具有很大的优势,这种生物育种方式是通过人工诱导单倍体植株,使植株纯合,从而使玉米植株表现出人们需要的特性,可以很大地提升作物产量。在单倍体育种技术上,我国与发达国家之间存在很大的差距,但是经过多年的努力,这种差距正逐渐缩小,在玉米育种领域,单倍体育种是一种十分重要的生物育种方式,具有广阔的应用前景。
2.2转基因育种
随着生物技术的发展,我国基因工程获得了很大的技术支持,迎来了发展机遇。在遗传育种工作中,采用转基因技术培育作物新品种已经逐渐走向成熟,这种育种方式是采用“分子手术刀”对玉米植株的DNA链进行切割,再将外源基因导入受体系统,再将外源基因缝合到受体细胞的DNA链上,并经过培育,使外源基因整合到受体基因组DNA上,并最终得以表达。植物转基因工程可以培育出新型的植物品种,可以定向地改变植物的性状,这种育种方式可以打破物种界限、克服有性杂交障碍,可以在极短的时间内创造遗传变异,是玉米育种中较为快捷的育种方式。我国转基因育种起步较晚,经过长期的发展,其生物育种技术已经较为成熟,具备了一定的生产能力,在转基因育种领域,我国已经可以采用农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法进行外源基因的导入。
3 诱变育种
3.1电离辐射诱变育种
诱变育种培育作物新品种是利用基因突变,使植株产生新的性状,但是诱变育种的突变是不定向的,植株发生突变后表现的性状不可预知,而且诱变过程不可逆。目前,我国已经成立了全国性的研究体系,在多个省市都建立有原子能利用研究室,研究人员采用电离辐射诱导玉米植株发生突变,取得了一定的成果,普通玉米骨旅9号和野生近缘属有稃玉米杂交,自交一代后的S1种子用钴60-C射线照射,经自交选择育成优良玉米自交系丹340和丹360。这是我国目前运用最为广泛的玉米自交系之一。
3.2空间诱变育种
随着航天技术的发展,空间诱变生物育种技术获得了发展。将玉米植株置于太空强宇宙射线、真高空、重离子、微重力、交变磁场等环境下,可以使种子发生突变,研究人员从中定向选择,经培育便可得到优良的玉米新品种。空间诱变育种相比于物理诱变育种以及化学诱变育种具有优势,这种诱变方式能够综合多种诱变因素使植株发生大幅度变异,提高植株的突变率,并可获得较多的有益变异,培育周期短,可以加快玉米育种进程。
4 结语
从建国以来,我国的玉米育种技术经历了漫长的发展,取得了不小的成就,展示了玉米育种技术的蓬勃发展,但是我国的每一种育种技术都存在一定的局限性,阻碍了自身的发展与推广,因此政府以及科研单位需要加大重视力度,投入更多的人力、物力、财力,对比并总结每一种玉米育种技术的优缺点。随着科学技术的进步,玉米育种定会获得更大的技术支持,定会发展的春天。
参考文献:
生物技术优缺点范文4
关键词:食品生物技术;微课;教学方式
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)02-133-03
Application of Micro-lecture on Higher Education Theory Course of Food Biotechnology
Lin Shaoling et al.
(College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)
Abstract:As a main course in food application field, the theory course of Food Biotechnology is mainly about the application of biotechnology in the food research field.Due to the boring characteristics of traditional teaching method, new teaching ways are develped to meet the requirement of the theory teaching of Food Biotechnology.With the advantages of personalized learning and online learning,micro-lecture play a good role in provoking the interest of students and promoting the teaching effect.This new teaching method has attracted world-wide attention and achieved great success.This paper discussed the definition and characteristics of micro lecture, and the topics of "Genetically Modified Food” in the course of food biotechnology was choose as an example to illustrate the principle, idea and key points of micro lecture design, which could provide a new way for the teaching reform of the course of “Food Biotechnology”.
Key words:Food biotechnology;Micro lecture;Teaching method
食品生物技术(Food Biotechnology)是研究生物技术在食品领域应用的一门学科,基础理论较多,抽象概念难以理解,传统的教师课堂讲授的教学方式导致课堂较为枯燥,学生学习兴趣不高,无法达到预定的教学效果。随着微时代的到来,一种丰富有趣、微小精悍的新型教学方式――微课应运而生。这种课堂注重培养学生的学习习惯,并且根据学生的个性特点,分析学生的各种行为习惯和学习习惯,提出针对性的解决方案,让学生逐步养成良好的学习习惯,对于教育教学非常有帮助[1]。
本文浅谈了微课的定义、特点及制作步骤,并重点举例说明了其在食品生物技术理论教学中的应用,证实其在食品领域教育教学中的重要作用,体现食品学科的特点和发展方向。
1 微课的定义及组成
相较于传统授课方式,微课(Microlecture)以微小为显著特色,教师采用视频、音频等多媒体教学方式为主,辅以配套资源,围绕某个单一的知识点进行教学。学生通过微课进行学习,提高了对学习的兴趣性和自主性。这种新型教学形式既是对传统教学方式的继承,更是对传统教学的创新和发展。
“微课”的核心组成内容是课堂教学视频(课例片段),同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅教学资源,它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。因此,“微课”既有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源,又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。
2 微课的特点
当前,微信、微博、微电影之所以越来越受人欢迎,在于其“微”的特点。相比传统的长篇新闻,人们更愿意花费更少的时间看到更多的内容。微课正是利用此特点:主题突出、视频为主、时间较短[2],具体如下:
(1)主题突出、内容具体:一个课程就一个主题,或者说一个课程讲一个事,研究的问题一般来源于教育教学具体实践中的具体问题:或是生活思考、或是教学反思、或是难点突破、或是重点强调、或是学习策略、教学方法、教育教学观点等等具体的、真实的,自己或与同伴可以解决的问题。
(2)以视频为主、资源容量小:“微课”视频及配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右,视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式(如rm,wmv,flv等),师生可流畅地在线观摩课例,查看教案、课件等辅助资源;也可灵活方便地将其下载保存到终端设备(如笔记本电脑、手机、MP4等)上实现移动学习、“泛在学习”,非常适合于教师的观摩、评课、反思和研究。
(3)教学时间较短:教学视频是微课的核心组成内容。根据中小学生的认知特点和学习规律,“微课”的时长一般为5~8min左右,最长不宜超过10min。因此,相对于传统的40min或45min的一节课的教学课例来说,“微课”可以称之为“课例片段”或“微课例”。
3 微课的优点与不足
3.1 微课的优点 (1)课程资源由各种教学短片构成,内容以知识点为单位,聚焦新知识讲解,形式上强调片段化、碎片化,便于网络传播与学习;(2)由传统的教师授课给学生学习到技术支持的学生自学并且教授给他人;(3)提供支撑师生开展教学活动、管理教学过程的支撑环境,提供教学分析、评价与诊断功能;(4)通过云计算、云存储技术建立可流动、可获取、可应用的大规模非结构化教育数据。
3.2 微课的不足 事物都有两面性,微课也不是万能的,它有着自身的局限性,如单次授课只能讲解一个知识点、视频录制和制作较复杂等,同时也要考虑完全视频教学的形式在学生中的接受度。最好采取微课与传统教学相结合的形式[3],循序渐进。
4 食品生物技术微课的制作及应用
制作微课时可以使用快课工具+PPT录制、拍摄设备直接录制教学视频、电子白板软件录制、平板电脑+“涂鸦”工具录制等多种手段。制作流程通常为:明确教学主题-撰写教案设计练习―准备素材―制作课件―实施拍摄―后期制作―教学反思―上传平台。
在制作微课时,选题要有针对性,结构简短完整,视频录制应内容丰富,注意分镜设计、时间的控制;授课时应注意语言明确规范,视频和现场的切换,与学生的互动[4];课后将微课放置网络平台供学生复习,听取建议以进一步完善教学[5]。
本文以食品生物技术的一个重要课程专题“转基因食品”为例阐述微课在这门课当中的应用。“转基因食品”作为一个社会热点问题,公众对转基因食品的认识不足,争议较多,如果通过传统教学方式,需要45min的教学实践,而采用微课教学方式,我们设计成15min的微课,课前提出3个问题:什么是转基因食品?转基因食品是否安全?它是否存在长期隐患?由此让学生思考并引出本节课内容。视频中讲解转基因食品概念、分类、优缺点、争议问题以及各国政府对转基因食品的态度等,同时PPT展示番茄、黄金大米等转基因食品的图片表征其重大社会意义,并配以图表数据展示转基因作物在各国的种植面积等,在视频进行中现场与学生互动提问,就市面上小西红柿、彩椒等是否为转基因食品问题进行讨论,从而使学生更深刻理解转基因食品的概念。课程结束时再对课堂重点内容进行简单总结,并把相应的微课视频放在公众网络平台供学生复习思考。
运用微课这种授课形式能让学生更容易接受课程内容,轻松学到知识,对枯燥无味的知识可以深刻记忆,而且编辑好的视频资源能够帮助教师节省时间,提高教学技能[6]。微课鼓励学生选择最适合自己的方式接受新知识,通过技术手段优化教学流程、教学结构,能有效提高课程教学质量。
5 微课资源在高等教育食品学科中的前景展望
当前,我国高等教育中食品科学课程的授课方式主要以教师集中授课为主,教学效果并不理想。而在网络web2.0时代,随着信息与通迅技术快速发展,与当前广泛应用的众多社会性工具软件(如博客、微博、Facebook、Youku、Tudou等)一样,微课具有十分广阔的教育应用前景。对食品科学学科的教师而言,微课技术能突破传统的教学与教研方式,革新教师传统的听评课模式,教师的电子备课、课堂教学和课后反思的资源应用将更具有针对性和实效性。微课资源库的校本研修、区域网络教研将大有作为,有望成为食品学科教师专业成长的重要途径之一。对于学生而言,微课以视频的方式呈现给学生,加强感官认识,提高学习效率,可以课后帮助学生查漏补缺、强化巩固知识,是传统课堂学习的一种重要补充和资源拓展。特别是随着手持移动数码产品和无线网络的普及,基于微课的移动学习、远程学习、在线学习、“泛在学习”将会越来越普及,微课必将成为一种新型的教学模式和学习方式。更是一种可以让学生自主学习,进行探究性学习的平台。但微课作为一种全新的从国外引进的教育模式,面向的学生情况有所区别,未来还需进一步的调整和改善以适应我国实际教学[7]。
6 结语
微课是微型课的代名词,来源于现实的课堂教学模式,是课堂教师授课的浓缩、搬迁与改版,本质上属于教师为中心模式。网络技术作为课程教学的重要介入手段,突破了传统课程教学的基本结构,对课程教学的内容结构、教学流程结构、师生互动结构进行了优化与重构,从而带来了新的教与学方式。
微课小而精、新颖而有趣,应用在高等教育食品生物技术理论教学中,既能提高教师工作效率,又能促进学生自主学习的能力。但微课的制作十分考验教师的能力,尤其是推陈出新的能力,比如对素材的选择、视频的剪辑、讲解的方式等,这些都不是容易的事情。如何更好地制作微课,跟上时代的步伐,将其应用到食品科学专业理论教学中是高校食品科学专业教师需要思考的问题。
参考文献
[1]刘惠敏,江长冰.微课,要微在何处[J].课程教学研究, 2015,2:92-93.
[2][4]郑君芳,贺俊崎.“微课”与“翻转课堂”应用于生物化学教学的初步探析[J].继续医学教育,2014,11:71-73.
[3]傅维.基于《食品卫生》课程翻转课堂的教学实施与教学研究[J].考试周刊,2015,58:160-161.
[5][6]綦慧敏.微课在《天然药物化学》实验教学中的应用[J].生物技术世界,2013,05:123.
生物技术优缺点范文5
关键词:甲醛污染 室内空气 空气净化技术 防治与治理
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0145-01
随着经济的快速发展,人们生活水平不断改善,人们的居住环境也不断改善,由于室内装潢材料中有害物质对人体的影响不断加大,其中甲醛是室内空气主要污染物之一,对其进行研究具体重要意义。本文对室内甲醛污染的控制措施与治理技术进行了研究,旨在指导居民采用合理可行的方法以及适当投药量来控制甲醛产生的污染,减少对人体的危害。
1 合理控制室内环境
装潢材料中甲醛的释放是一个长期的过程,一般时间在3~15年,而且经研究发现,甲醛的释放与室内的温度、湿度等室内环境质量有关,因此,可以通过人为的改善室内环境来加快甲醛的释放。
1.1 室内通风
室内空气流通有利于有害气体的排放,此方法同样适用于清除甲醛,一般可以选用空气换气装置或自然通风,这样有利于室内材料中甲醛的散发和排放。改善通风状况是室内空气污染预防过程中一种行之有效的手段,通过通风换气,一方面可确保氧气含量;另一方面降低室内空气污染物浓度。开窗通风能使室内污染物物浓度显著降低,并使空气变得清新,让人感到呼吸顺畅,精神焕发。
1.2 控制室内温度、湿度
经研究发现,甲醛的释放随着湿度的增大而增加,随温度升高而增大。因此,可以适当调节室内的温度、湿度来促进甲醛的释放。
1.3 植物净化
指对室内所有物体表面喷雾纯天然植物消毒剂,纯植物绿色消毒属最新绿色环保、无副作用、无毒性消毒技术,喷雾后无化学残留,对物体表面无腐蚀,气味芬芳,消毒杀菌能力强,可杀灭室内所有致病微生物。不少植物能够分解一些有毒物质,如吊兰、长青藤、银苞芋、芦荟、仙人球等,在室内放置上述植物既美化环境又起到净化空气的作用。
仅仅调节室内环境虽能降低室内甲醛浓度,但还不能达到理想结果,尤其在甲醛释放初期,需要采用空气净化技术。
2 室内甲醛污染治理技术
目前,国内外采取多种方法治理室内甲醛污染,且现在已有一些产品问世。治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要有以下几种。
2.1 物理吸附技术
物理吸附技术,顾名思义,主要是指利用一些物质来吸附有害物质,这种方法实施比较容易,是目前很多家庭采用的技术,常用的吸附剂主要有各种活性炭、多孔粘土矿石、硅胶等,目前各种物理吸附装置等空气净化器应用比较广泛。该方法的主要优点是不会产生二次污染物,对环境影响小,家庭实施比较方便;其主要缺点是对有害物质吸附能力不强,尤其对一些高浓度有害气体效果不明显,而且还需要定期更换。
2.2 催化技术
催化技术主要是指通过催化作用,使有害气体直接分解,变成对人体无害的一些气体直接排放,这种技术是一种化学吸附,同物理吸附一样,不会产生二次污染。目前市场上的有害气体吸附器和家具吸附宝都属于这类产品,其中包括近几年研究比较多的纳米光催化技术也是其中一种技术,但是因其技术难度比较大,加上经济方面的原因,目前还没有得到广泛应用。
2.3 化学中和技术
此方法是指通过络合技术来破坏有害气体的分子结构,进而达到去除有害气体的效果。目前,专家研制出了各种除味剂和甲醛捕捉剂,属于该技术类产品。该技术最好结合装修工程使用,可以有效降低人造板中的游离甲醛。
2.4 空气负离子技术
其主要选用具有明显的热电效应的稀有矿物石为原料,加入到墙体材料中,在与空气接触中,电离空气及空气中的水分,产生负离子;可发生极化,并向外放电,起到净化室内空气的作用。市场中销售的“绿诺空气离子宝”属于这种产品。
2.5 臭氧氧化法
臭氧与极性有机化合物如甲醛反应,导致不饱和的有机分子破裂,使臭氧分子结合在有机分子的双键上,生成臭氧化物,从而达到分解甲醛分子的目的。臭氧发生装置具有杀菌、消毒、除臭、分解有机物的能力,但臭氧法净化甲醛效率低,同时臭氧易分解,不稳定,可能会产生二次污染物,同时臭氧本身也是一种空气污染物,国家也有相应的限量标准,如果发生量控制不好,会适得其反。
2.6 光触媒
指对室内所有物体表面喷涂光触媒,喷涂面积越大,净化效果越好。光触媒施工是从空气污染源头上解决室内空气污染,施工后,室内所有物体表面形成一层光触媒纳米透明薄膜,使得装修材料中的有害物质一挥发出来就被附着在其表面的光触媒分解掉,而不会散发到室内空气中。光触媒技术是从国外引进的最新技术,目前应用也比较广泛,但是价格比较高,鉴于经济原因普通大众家庭采用很少,而且有研究发现,这种方法在发生作用时有可能产生二次污染,同时对家具物体的表面产生不良影响。
2.7 生物技术
生物法净化有机废气是微生物以有机物为其生长的碳源和能源而将其氧化、降解为无毒、无害的无机物的方法。有研究表明,通过筛选、培育的适宜微生物菌种接种挂膜制作的生物膜填料塔对入口浓度小于20mg/m3的甲醛废气具有较好的净化效果。这种方法因室内温度必须维持在特定微生物的活性温度范围内,使其应用受到限制。
总之,随着国家环保法规的日益严格,环境意识的深入人心,室内甲醛污染的控制与治理越来越受到重视。各种空气净化技术都有其优缺点,家庭在选用时可以多比较,或者综合选择几种方式共同使用,以利于有害气体的尽快释放,减少对人体的危害。
参考文献
[1] 林劲冬,梁丽云,蓝仁华,等.Fe-TiO2光催化涂层材料的制备及在可见光下清除甲醛的性能表征[J].精细化工,2004,21(2):115-118.
[2] 侯一宁,王安,王燕.二氧化钛-活性炭纤维混合材料净化室内甲醛污染[J].四川大学学报(工程科学版),2004,36(4):41-44.
[3] 张增凤,丁慧贤.低温等离子体-催化脱除室内VOC中的甲醛[J].黑龙江科技学院学报,2004,14(1):15-24.
生物技术优缺点范文6
关键词:微生物; 检测; 免疫学
目前我国微生物检验方法基本上还是采用传统的微生物的培养方法,通常经过增殖培养、分离纯化、生化试验、血清学试验等,检验步骤繁琐、耗时长,不能应对市场需求快速准确检验方法的要求[1]。近年来,随着生物技术的快速发展,微生物快速方法融合了微生物学、分子化学、生物化学、生物物理学、免疫学和血清学等方面的知识对微生物进行分离、检测、鉴定和计数, 与传统方法比较, 更快、更方便、更灵敏[2]。本文就国内外的微生物检测技术应用和研究状况综述如下。
1快速生化检测方法
1.1快速测试片法快速测试片法[3]可视为预制型培养基系统,它以纸片、胶片或无纺布等作为培养基载体,将预制的培养基和指示剂附着在载体上面,微生物若有在上面生长,可以方便的判读、测定。
其优点有:①操作简单,方便快捷,省去微生物检验前后大量的工作量,如配培养基,消毒灭菌,清洗培养皿;②体积小,便于携带,存放,可以节省实验室空间,放入培养箱时,可以10片或20片堆放,节省培养箱空间;③加入了染色剂,显色剂,增强了效果,菌落总数和金黄色葡萄球菌的检测中,跟传统法相比能够更加容易的判读,而且避免传统法中,用热琼脂倾注时,琼脂温度控制不当,对细菌造成的热损伤;④与传统检测方法的相关性非常好,两者的差异性很小。在菌落总数的测试时,我实验室对两者进行比对,测试片法跟平板法的计数结果无明显差异。
其缺点有:①标准上:虽然通过了AOAC,ISO,我国出入境检验检疫等世界各国权威组织机构的认证认可,进入相关标准,但没有进入我国强制的食品安全国家标准,导致质检、国内企业对相关产品检验时无法采用,根本上限制了该技术的推广;②技术层面上:菌落总数测试片在做到某类产品,含有芽孢杆菌,测试片表面容易液化,影响判读结果。霉菌测试片上面酵母跟霉菌有时不大容易判断;③经济上:成本较高,对于平时人工比较富余的实验室来说,全部使用测试片经费上面压力较大。
1.2快速生化检测仪器法微生物生化快速检测是微生物检测发展的方向之一,其具有操作自动化、标准化、准确率高等特点。国内外现在已有很多全自动微生物分析系统问世[4],如Vitek 系统、Biolog 系统、BAX 系统和Phoenix 细菌鉴定等。
Vitek 系统[5]的原理是基于微生物的生化反应。它设计六种VITEK鉴定卡对应不同的菌群,然后在鉴定卡内封装相应的风干底物,将待检菌经传统培养,划线分离得到的纯菌落制成菌悬液后,注入鉴定卡,放入仪器进行检测。仪器则通过光学组件,按不同的波长对鉴定卡进行扫描,根据微生物在对不同风干底物生长反应不同,得出相应的鉴定结果。
其优点有:①获得广泛的国际认可,而且也进入了最新食品安全国家标准,在实际检测中可以作为细菌检测的鉴定判断依据;②准确,用vitek对已经标准菌株进行验证,结果跟实际菌株完全符合,而且时间上面大大缩短,一般情况常见菌株5~8h都能鉴定出结果;③快捷,减少手工操作时间,无需添加其它试剂;④将传统微生物生化鉴定需要的生化药品压缩到一张小卡片里,方便了实验室管理,避免了样品量不大的实验室需准备的繁杂的生化试剂,节约了成本。
2免疫学技术
全自动酶联荧光免疫系统即mini VIDAS。它主要是利用酶联免疫的原理,通过检测酶跟酶荧光底物作用产生荧光强度来计算物质浓度,从而对微生物或毒素等进行筛选检测。该系统含有固相吸附器和条形码标记试剂条,其内侧由抗体包被作为固相吸管功能,通过仪器自动进行地抽吸,而在吸头内表面完成抗原抗体结合反应、洗涤分离和荧光激发过程。
其优点有: ① 灵敏度高,可以作为大批量样品的筛查,能有效地节约检验时间和工作量;②速度快,一般上机后几十分钟可以得到初筛结果;③结果准确,与国标法比较无明显差异,假阳性跟假阴性率小。
其缺点有:①没有进入到食品安全国家标准,影响它在实际检测中的应用;②检测项目少,实际检测中常用到的项目只有沙门氏菌、金黄色葡萄球菌毒素,单核增生李斯特菌;③耗材费用高,特别在样品量少的情况下。即使单做一个样品也需要3根测试条。影响了在中小实验室的应用。
3PCR技术
PCR是多聚酶链式反应的简称,该方法通过对人工难以培养的微生物相应DN段的扩增,检测扩增产物含量, 从而快速地对食品中致病菌含量进行检测。实时定量PCR 技术跟传统 PCR 技术其基本原理相同,但定量技术原理不同。实时定量技术应用了荧光染料和探针来保证扩增的特异性,并且荧光信号的强弱同扩增产物的量成正比,从而准确定量[7]。
其优点有:①测定结果迅速、灵敏度和特异性高、检测成本低,理论上, 只
要样品中含有一分子待测菌的DNA, 通过PCR技术完全可以在短时间内检测到;②已成为检测一些病毒、猪链球菌的国家标准方法( 如禽流感病毒通用荧光RT-PCR 检测方法GB/ T 194381 1-2004; H5 亚型禽流感病毒荧光RT-PCR 检测方法,GB/ T 194381 2-2004 ,GB/T 19915.7-2005 猪链球菌2型荧光PCR检测方法等)。
其缺点有:①其存在的最大问题在于PCR 产品的假阳性污染,其原因主要是由于PCR 方法的灵敏度极高, 可能是扩增已死亡的待检测菌体而造成的;②没有进入食品安全国家标准,影响了该技术在国内检测的应用。
4结论
微生物检验技术正朝着简便、高效、快速、自动化方向发展,许多新的检测技术还在不断涌现出来,除了上面介绍的技术,还有代谢学技术、传感器技术、流式细胞术、基因探针技术、生物芯片技术等等。每种检测技术都有其优缺点,研究检测人员应该根据不同的检测目标,不同的实验环境及条件,选择适当的检测方法,进一步地,还可以将不同的技术结合起来比对、使用,以提高检测的准确性。
参考文献:
[1]龙夫.食品微生物快速检测技术动向[J].中外食品,2004,6:55-56.
[2]张志洁, 韩剑众.食品微生物快速检测技术及其自动化研究进展[J].食品研究与开发,2003(2): 97-100.
[3]吴清平, 孙永, 蔡芷荷, 等. 快速测试片在食品微生物检测中的应用[J]. 中国卫生检验杂志, 2006,16(5): 635-637.
[4]杨向莹, 江志毅, 杨娜. 快速方法在食品微生物检测中的应用[J]. 中国食品工业, 2006(5): 49-50.
[5]杨毓环,陈伟伟.VITEK全自动微生物检测系统原理及其应用[J].海峡预防医学杂志, 2000, 6(3): 38-39.