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弥散实验装置

发布时间:2021-02-03 22:37:12

❶ 污染物在地下水中的运移

污染物随地下水在含水层中的运动与迁移是极其复杂的过程。人们通常运用地下水水动力弥散理论来阐述、解释这些过程。弥散理论是研究多孔介质中溶质的运动、迁移规律,即各种溶质的浓度在多孔介质中时空变化规律。依据这一理论建立起来的数学模型,可以较好地定性或定量地预测含水层中污染物现在或将来的分布状况。

5.4.1 水动力弥散理论基础

在多孔介质中,当存在两种或两种以上可溶混的流体时,在流体运动作用下其间发生过渡带,并使浓度趋于平均化,这种现象称为多孔介质中的水动力弥散现象,简称弥散现象。形成弥散现象的作用,简称弥散作用。

我们用下面的简单实验来举例说明弥散现象的存在。

取一圆筒,内装均匀细砂,让其饱水,并在筒中形成稳定流场。这时(t=0)在筒上端连续地注入浓度为c0的示踪剂溶液(该示踪剂不与筒中物质发生反应),并且保证在注入示踪剂之前,筒中示踪剂的浓度为零。整个装置如图5.3(a)所示。假设在圆筒砂柱末端测出的示踪剂的浓度为ct,并用穿透曲线的形式来表示示踪剂浓度ct与时间t之间的关系〔图5.3(b)〕。如果没有弥散作用,浓度曲线应该是图5.3(b)中虚线所示。而实际上,由于存在弥散作用,浓度曲线却显示出如图5.3(b)中实线所示。

图5.3 室内弥散实验简图

实际上,污染物在含水层中运移时,一般都会发生弥散现象。

造成弥散现象的原因可归结为:水在介质中流动,介质孔隙系统的复杂微观形状、溶质浓度梯度引起的分子扩散、水性质的改变(如粘度、密度等)对速度分布(流速场)的影响。水中溶质与固相颗粒间的相互作用——吸附、沉淀、降解、离子交换、生物化学等过程。

弥散过程主要是分子扩散与机械弥散结合的结果,以下分别予以介绍。

5.4.1.1 分子扩散

分子扩散是物质在物理化学作用下,由浓度不一引起的物质运动现象,它是由不均一向均一发展的过程。不仅在液体静止时有分子扩散,在运动状态下同样也有分子扩散,既有沿运动方向的纵向扩散,也有垂直运动方向的横向扩散。也就是说,在多孔介质内的整个弥散过程中,始终存在着分子扩散作用。因此,地下水与污水在不发生相对流动时,污水中的污染物质亦会因为有分子扩散作用而进入地下水中。在静止的流体中,溶质的分子扩散可以用菲克恩第一定律(Fickian law Ⅰ)来描述:

环境地质与工程

式中:φ——扩散通量,即单位时间和面积上溶质的质量流通量,其量纲为M·L-2·T-1

D0——分子扩散系数,负值为弥散从高浓度区向低浓度区方向进行;

c——溶质的体积浓度;

dc/dx——在x方向上溶质的浓度梯度。

由于在多孔介质中,扩散作用进行得很慢,虽然污染地下水在含水岩层中的弥散,原则上可以由单纯的分子扩散作用来实现,但这取决于污染物浓度梯度。如果浓度梯度不是很大,这种弥散实际上是非常缓慢的。

因此,人们多认为如果迁移的距离大于数米或要求预报的期限小于100~200a,则在计算预报污染物的分布时,可以不予考虑分子扩散作用。只有在研究这个过程的延续期很长(大于几百年)时,或在没有渗流的条件下研究很短距离的迁移时,或在研究放射性废物的污染问题时,才应考虑分子扩散作用。

5.4.1.2 对流(扩散)

实际上,对流与弥散总是联系在一起的,不可分割的,只是为了研究方便起见,我们才把它们区分开来。对流扩散是指污染物质点在含水层中以地下水平均实际流速(亦称平均流速)传播的现象,这个速度可以根据达西定律确定:

环境地质与工程

式中:ux——x方向上的地下水平均实际流速;

k——渗透系数;

n——有效孔隙率;

dh/dl——水力梯度。

5.4.1.3 机械弥散

当污染物质点在孔隙介质中运动时,由于流体粘滞性和固体颗粒的存在,使得流场中各点运动速度的大小和方向都不相同。这种速度矢量的非均一性非常明显,以至于用平均流速矢量不能很好的描述溶质质点的真实运动状况。也就是说,流场中有大量偏离平均流速的运动存在。结果,溶质的运移就自然而然地超出了我们用平均流速所预计的范围,如图5.4所示。这种流速矢量的非均一性主要与空隙介质特征有关,可分为以下几种情况:①由于流体粘滞性的存在,单个孔隙通道中靠近颗粒表面处的流速为零,而通道中心处流速最大,如图5.5(a)所示;②孔径大小不同的通道,其最大流速,平均流速各不相同,如图5.5(b)所示;③流体在多孔介质中流动时,受到固体颗粒阻挡而发生绕行,流速有时也会出现其他方向上的分支和分流,流线相对于平均流动方向产生起伏和偏离,如图5.5(c)所示。所有这些都使得溶质质点不仅在水流方向上传播,而且也在垂直于水流方向上传播。人们把这种溶质质点在微观尺度上由于流速的变化而引起的相对于平均流速的离散运动,称为机械弥散。

图5.4 连续点源示踪剂在均匀流中传播

图5.5 弥散的几种情况

在非均质含水层中,由于渗流速度分布不均而引起的弥散现象称为宏观机械弥散,其机制原则上与机械弥散是一致的,仍然是以流速不均为主要原因,只不过所研究的单元更大而已。如在透水性不同的层状含水层中,污染水便会沿透水性好的岩层呈舌状侵入,延伸较远。在隙宽不等的裂隙含水层中,污水在宽大的裂隙中运移得较快,可以达到很远的距离。反之,在窄小的裂隙中,污水迁移得慢。

通常假设机械弥散是一个不可逆过程。为了运算上的方便,在数学上我们就可以用类似于费克恩定律的数学表达式来描述它。

环境地质与工程

式中:φ——弥散通量;

c——流场中溶质的体积浓度;

Dn——常数,称为机械弥散系数,其量纲为[L2T-1],负号表示溶质向浓度低的方向传播。

5.4.1.4 水动力弥散

水动力弥散是由于多孔介质的渗流场速度分布的不均一性和溶质浓度分布的不均一性而造成的溶质相对于平均流速扩散运移的现象。它是一个不可逆过程。

在水动力弥散作用下,污染物浓度随距污染源的距离增大而减小,在地下水流动方向上纵向流速大于横向流速,即纵向扩散要大于横向扩散。

5.4.2 影响污染物在地下水中运移的其他因素

污染物质在地下水中呈两种类型,反应型和不反应型。不反应型物质(如氯化物)不与地下水和含水层发生反应,其运移只是对流和水动力弥散综合作用的结果;但对于反应型物质,则必须考虑它在含水层中将发生反应,诸如吸附-解吸、离子交换、沉淀-溶解、氧化-还原以及生物反应。

5.4.2.1 吸附作用

污染物在含水层中运移时,由于介质的吸附,使某些污染物数量减少。属于这方面的作用主要有:

(1)机械过滤作用:由于介质孔隙大小不一,在小孔隙或“盲孔”中,地下水中的悬浮物、胶体物及乳状物被机械过滤而截留,使水中这些物质的含量减少。

(2)物理吸附作用:在孔隙介质中,由于岩石颗粒具有表面能,可以吸附水中的阳离子,特别是高度分散的粘性土颗粒,表面能很大,可以吸附大量的离子。还会发生阳离子交换作用,使水中某些离子减少,而另一些离子增加。

(3)化学吸附作用:污水中的某些离子被介质吸附进入其结晶格架中,成为介质结晶格架的一部分,它不可能再返回溶液,从而水中这些离子浓度减小。

(4)生物吸收作用:微生物在地下水中运移情况,一方面取决于微生物在地下水中生存时间的长短,另一方面与岩石颗粒对其吸附性有关。由于岩石颗粒的表面能和静电力可以吸附大量的微生物。因此,生物(尤其是细菌)在地下水运移过程中浓度迅速降低,其迁移的距离一般不超过数百米。

在对溶质运移进行数学描述时,常将各种吸附作用综合在一起用一个系数来表示,把它与水动力弥散区分开来。

5.4.2.2 液体的密度和粘滞度的影响

图5.6 层状岩层中不同密度液体的倾斜分界面(ρ1>ρ2

污水在岩层中运移时,弥散带的形成主要是由于各种弥散作用所致,而弥散过渡带的发展演化,还要受到液体密度和粘度的影响。

当污水密度与洁净地下水不同时,在水平岩层的分界面处,由于重力的作用,会使铅直的分界面逐渐发生倾斜,密度大的重的液体在斜面下方,较轻的则“浮”在斜面之上。当两者密度差别较大时,重的液体在斜面之下,沿层底可以形成较长的指状或舌状侵入,如咸水的侵入便是这种情况。许多研究者认为在层状均质岩层中,两种液体分界面在x轴上的投影长度Lp(图5.6)与相对密度差、地层性质及渗透时间有关,可得出下列经验关系式:

环境地质与工程

式中:———相对密度差,=(ρ12)/ρ2

ρ1,ρ2——含水层中推挤液体和被推挤液体的密度;

k,m,n——含水层的渗透系数,厚度和孔隙度;

φ——岩层的倾角;

t——推挤运移延续时间;

x——系数,一般为1.4~2.2。

如果时间较长,重的(矿化度高的)液体可以沿层底推进到很远的距离。例如当k=20m/d,m=25m,n=0.1,ρ1=1.01g/cm3,ρ2=1.00g/cm3,取x=1.6,经过10a(t=3 650d)以后分界线的长度(实际上是指状侵入的长度)可达600m左右。如果污水的矿化度不大,则两者的密度差小,Δρ<0.001时,则分界面的长度不会太大,每年仅增加几米。

密度差不仅影响分界面的形状,而且对分界面的运动速度也有一定影响,可由下式表示:

环境地质与工程

式中:q——单宽流量,为定流量;其余符号同前。

在水平岩层中,φ=0,sinφ=0,则Vρ=q/mn,这与均质液体活塞式推进的运动速度V相等;倾斜运动时,如果与sinφ的符号(正负号)相同,上式中第二项为负,则Vρ<V,反

之则Vρ>V;污水垂直向下运动时,如由贮污库中的垂直渗漏,φ=π,sinφ=-1,则

环境地质与工程

这里的是由于密度不同而引起的附加渗透梯度Iρ=。因此,较重的污水位于淡地下水之上时,在水动力静止的条件下(I=0,q=0),也会产生污染水的运移,即在重力效应的作用下具有速度

环境地质与工程

运用数据:K=20m/d,m=25m,n=0.1,=0.01来计算较重的污染水从水面沉入到含水层底所需的时间t:

环境地质与工程

由此可见,重的污染水下沉排挤淡水的速度是非常快的。

液体粘度对弥散的影响可以用粘度比M来评价,M=(μ12),其中μ1为推挤液体(污水)的粘度,μ2为被推挤液体(洁净地下水)的粘度。许多实验资料表明:当密度一定时,M愈大则弥散带的长度愈小,液体的流速愈大,粘度的影响愈明显。在纯分子扩散中则无影响。当粘度随水温下降而增高时,弥散系数也随之增大。

5.4.2.3 衰变与降解

当研究放射性污染物和有机物在地下水中的运移时,放射性物质的物理衰变和有机物的生物降解会导致它们在地下水中的浓度不断降低,应当予以考虑。

放射性物质的浓度变化为:

环境地质与工程

式中:C0——初始浓度,量纲为ML-3

Ct——在时间t时的浓度,量纲为ML-3

λR——放射性物质的衰变常数,T-1

t——时间,T。

上式也可以用来描述有机污染物的生物降解过程,但需用生物降解常数λc 取代λR

5.4.3 溶质在地下水中运移的基本数学模型

描述溶质在地下水中运移的数学模型可以分为三类:确定性模型、随机模型和“黑箱”模型。它们是与近代描述地下水运动的数学模型相对应的,但溶质的运移要比地下水的运动更为复杂。本节主要讨论溶质运移的确定性模型。

考虑到溶质在运移过程中的对流作用和水动力弥散作用,再结合质量守恒定律,采用空间平均的方法我们就可以导出所谓的对流-弥散方程,它是描述溶质运移的基本数学模型。具体的推导过程如下。

图5.7 微元体示意图

在所研究的渗流场中任取一微小的质量均衡体(微元体)(如图5.7),dt时间内微元体中溶质质量的变化是由三方面引起的。

5.4.3.1 水动力弥散作用

水动力弥散作用由机械弥散和分子扩散作用组成。设φ1为机械弥散通量,φ2为分子扩散通量,P为水动力弥散通量,C为渗流场中溶质的浓度,那么:

环境地质与工程

式中:D=Dn+D0,D为水动力弥散系数,它是各向异性的,其为二阶张量。

环境地质与工程

式(5-10)亦可表示为:

环境地质与工程

在x方向上由于弥散而引起微元体内溶质质量的变化为x断面流进与x+Δx断面流出的溶质质量之差M′x。即:

环境地质与工程

式(5-12)中:n为有效空隙度。

同理,在y和z方向上有:

环境地质与工程

在Δt时间内由于弥散,整个微元体中溶质质量的改变量为:

环境地质与工程

5.4.3.2 对流作用

令u代表地下水实际平均流速。在x方向上,由于水的平均整体运动而引起的微元体内溶质质量的变化M″x为:

环境地质与工程

所以对流作用所引起的微元体中溶质质量的变化M″为:

环境地质与工程

5.4.3.3 吸附作用及其他

假设由于化学反应(如吸附作用等)或其他原因,单位时间单位体积地下水中溶质质量的变化量为W,那么Δt时间内微元体中由此而引起的溶质质量的变化量I为:

环境地质与工程

假设点(x,y,z)附近t时刻溶质浓度的变化率为,则在Δt时间内,微元体中溶质质量的变化量M为:

环境地质与工程

依质量守恒定律应有:

环境地质与工程

将以上各式同时代入(5-20)中即得:

环境地质与工程

假定弥散主方向与坐标轴一致,那么:

环境地质与工程

将(5-22)代入(5-21)中有:

环境地质与工程

方程(5-23)就称为对流-弥散方程(或水动力弥散方程)。

考虑密度变化,不考虑化学作用等因素的情况下,对流-弥散方程可以表示为:

环境地质与工程

式中:K=D/n,ρ为液体的密度,u为地下水的实际平均流速。

上述水动力弥散方程是定量描述溶质在地下水中运移的基本数学模型,它是一个二阶非线性偏微分方程。其求解方法一般可分为解析解、半解析解和数值解法3种。且实际发生的地下水污染问题又是十分复杂的(如污染源有点源、线源、面源和多点源等);其注入方式有瞬时的,也有连续的;含水层环境也是多变的。对此已有颇多的有关论著作了较全面的精辟论述可供参考,由于篇幅所限,这里不再介绍。

❷ 磁是一种什么物质

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"气"可能是一种孤立波 【字体:小 大】

"气"可能是一种孤立波

作者:study 论文中心来源:本站原创 点击数:29 更新时间:2005-10-31

★★★ 【字体:小 大】

关于生物磁孤子的假说及应用 ( 初稿 )

田向军

关键词 生物磁孤子 磁孤子加速器 生物光子 量子医学
摘要:本文介绍利用一种特殊的加速器使弥散在植物周围的隐性物质加速后对水进行轰击,制取某些性质改变的水,通过检测水的变化的方法证实生物能释放出一种隐性物质,提出了生物在新陈代谢时能不断释放出生物磁孤子的假说,并发现被该隐性物质作用后的水能对人体的某些疾病有治疗作用。

一 . 问题的提出
本人在 1993 年对假性近视的患者进行治疗时意外地发现,在接近患者眼部煽动银片能使视力暂时得到提高,认为银片是通过对弥散在眼部周围的隐性物质的作用而产生的效果,为此发明了假性近视滤场治疗器 ( 专利号: 95214858.7) ,经过二百多人的试验,证明密闭在塑料内的由金、银等高密度的金属制成的螺旋桨可通过对弥散在人体周围的隐性物质的作用而产生治疗效果。
我在假性近视滤场治疗器的基础上经过改进研制出一种加速器,通过该加速器实现对植物弥散出的隐性物质的加速并对水进行的轰击。在对轰击前后水的硬度和离子浓度进行对比化验时发现,化学试剂镉黑 T 和 EDTA 在被其作用的水中反应后产生了异常现象,水中的钙和氯离子的浓度的化验结果也发生了变化。
为什么产生这些现象哪?本人通过一些实验进行了初步的探讨。

二试验装置及过程
1. 试验装置
加速器的装置,由微型电机 (4) 、金属螺旋桨 (3) 、外壳 (5) 和水容器 (1) 构成。
微型电机采用 2 — 3V 的直流电机,转速为 3000 — 7000 转 / 分。水容器 (1) 为密闭的低密度材料,可采用饮料瓶。
外壳 (5) 的材质要求采用低密度材料,一般采用黑色的塑料,厚度为 2mm 。螺旋桨叶片的材质采用高密度的反磁性金属材料,金属片厚度不限,一般的厚度为 0.1mm ,为了增强金属片的强度可将金属片粘贴在塑料螺旋桨上。
微型电机和螺旋桨被外壳密封着,叶片和外壳的间隙为 1mm 。在螺旋桨的轴向的方向固定一水容器,水容器的底部与外壳的间距为 1 —— 5 毫米,螺旋桨旋转方向为能产生使空气向水容器底部流动的趋势,即当无外壳的封闭时能产生向水容器方向流动的气流。

2. 试验过程
将生水(自来水、纯净水或矿泉水)加入塑料瓶内,拧紧瓶盖,打开电源开关,微型电机带动螺旋桨在外壳内转动,然后将加速器放置在生长茂密的绿色植物的枝叶上,使机器工作 3----4 个小时,或如同喷洒农药一样紧贴着枝叶不停地移动 10 — 20 分钟即可。实验时应选择阳光充足,气温适宜植物生长的天气,有风无风均可。制取的水不宜久存,应在 20 分钟内进行试验。

三 . 试验及观察
实验一:自来水处理前后对镉黑 T 和 EDTA 反应后的颜色对比
材料:加速器两台 自来水 300ml 量杯一个 滴管一个 烧瓶三个 铬黑 T PH=10 铵盐缓冲液 0.01mol/L 的 EDTA 标准溶液
室温: 26 度
方法:用量杯量取自来水 100ml 分别倒入两台加速器的塑料瓶内,机器一和机器二同时打开电源开关,其中一台放在桌子上,机器编号为一。另一台机器编号为二,将其携至绿色植物旁以上述方法采集,处理 10 — 20 分钟,然后机器一和二同时关闭电源。将取自机器一中的水倒入编号为 A 烧瓶里,取自二中的水倒入编号为 B 的烧瓶里。再取 100ml 的自来水倒入剩下的编号为 C 的烧瓶里
分别向 A 、 B 、 C 三个烧瓶里加入铬黑 T 10mg, PH=10 铵盐缓冲液 2ml, 水即变为玫瑰红色,然后分别向三个烧瓶里滴注 0.01mol/L 的 EDTA 标准溶液直至水的颜色发生变化。
通过实验可以看出:
A 和 C 烧瓶里的水出现正常的现象,即反应钟点很好控制,水由玫瑰红色变为天蓝色时可在瞬间完成,滴注 EDTA 标准溶液的消耗量很好确定。 B 烧瓶里的水在滴注过程中出现异常现象,表现为没有明显的反应钟点,即不能变化为较明显的天蓝色,随着滴注数量的增加玫瑰红色越来越浅,兰色越来越重,但即便是滴注再多始终呈一定深度的玫瑰红色。静置五分钟后开始发生变化,兰色越来越浅,玫瑰红色越来越重,再滴注 EDTA 标准溶液才又能变回颜色,再静置一会儿又重复以上现象,但滴注量越来越少。

实验二:传递试验
材料:加速器一台 自来水 300ml 量杯一个 滴管一个 烧瓶两个 铬黑 T PH=10 铵盐缓冲液 0.01mol/L 的 EDTA 标准溶液
室温: 26 度
方法:用量杯取自来水 100ml 分别倒入加速器的塑料瓶内,携至绿色植物旁以上述方法处理 10 — 20 分钟,取出水倒入编号为 A 的烧瓶中,静置 5 分钟后倒掉,用自来水冲洗数遍,然后加入 100ml 的自来水,再静置 5 分钟。量取 100ml 的自来水倒入编号为 B 的烧瓶里。
分别向 A 、 B 两个烧瓶里加入铬黑 T 10mg, PH=10 铵盐缓冲液 2ml, 水即变为玫瑰红色,然后分别向两个烧瓶里滴注 0.01mol/L 的 EDTA 标准溶液直至水的颜色发生变化。
通过实验可以看出:
B 烧瓶里的水的出现正常的现象。
A 烧瓶里的水出现同实验三中 B 烧瓶里的水一样的异常现象

实验三:处理医用透析液对比实验
材料及仪器:含有氯、钾、钠等离子的医用透析液 200ml 加速器一台
深圳越华科技公司产 MI — 921 电解质分析仪一台
方法:取医用透析液分为 A 、 B 组,将 B 组加入加速器中以上述方法处理 20 分钟,处理后化验对比

Na+ K+ CL-
A 组 122 3.5 94
B 组 123 3.7 87

实验四:处理氯化钙溶液对比实验
材料及仪器:氯化钙溶液 加速器两台 日立 7170---A 电解质分析仪一台
方法:将少许氯化钙用纯净水溶解,把溶液分为 A 、 B 、 C 组,将 B 组加入加速器中放在桌子上, C 组加入加速器中后固定在一株高度为 250mm 的大叶黄杨上,同时打开 B 组和 C 组加速器的电源处理 120 分钟,然后取出溶液 30 分钟后进行的化 验对比结果:

Ca2+
A 组 78.5
B 组 78.6
C 组 77.2

实验五:临床实验
方法:在容器内加入新鲜的自来水 200ml 左右,然后后在小叶女贞、大叶黄杨、菠菜、油麦菜、生菜等植物上进行工作,工作时间在三个小时以上,处理后的水称为植物磁信息水。患者每天饮用植物磁信息水 1 — 2 次,随时制取随时饮用,不能存放,每次饮用量 200ml 左右。
经过解放军某医院的 100 余名患有肠胃病、胆囊炎、肝炎、慢性肾炎、前列腺炎、阳痿、高血压、鼻炎、冠心病等不同疾病的病人饮用,均反映植物磁信息水口感绵长,有青草味。气温适宜时,植物生长的越好,阳光充足时,水的口感变化越大。

当在生长多年小叶女贞、大叶黄杨等典型的北方上制取的植物磁信息水具有典型的阳性,对一些结肠炎、胆囊炎、胃炎、老年性便秘、鼻炎、阳痿有疗效。有肠胃不适症状的患者如结肠炎、胆囊炎、胃炎和老年性便秘,大多数饮用 30 —— 50 分钟后会出现较剧烈的肠鸣,然后大量排屁,随之有饥饿感。长期消化不良的患者在饭后饮用会出现排空很快,在初期多数患者每天需要加餐 2 —— 3 次,如果不及时补充食物会感到饿的心慌,一般在 7 —— 15 天后才逐渐减至正常。饮用者普遍反映体力明显提高,不易疲劳,耐寒,男性感到性欲明显增强,甚至会出现亢进。
当在菠菜、油麦菜、生菜、之类典型的南方植物上制取的植物磁信息水,有典型的阴性,有生津解渴、消除内热、利尿和止咳化痰的作用。慢性肾炎、前列腺炎、肝炎、慢性扁桃体炎、糖尿病人一般在 2----6 天内在症状上会有所减轻,对糖尿病人的口干、口渴效果十分显著,帮助消化的作用不明显,对大便不成型有很好的作用,长时间饮用不会出现“上火”症状,但会出现牙龈水肿、两腿酸困、乏力、血压偏低。对急性腹泻疗效不明显。阴虚内热的患者,饮用后会感到头顶、手心和足心热感减轻,感到头顶百会穴有通气感。性功能亢进的男性饮用后性欲锐减,有的很长时间不会博起,接近阳痿。(附部分临床实验结果)
这两种水对人体似乎存在正好相反的作用,长时间大量饮用一种水引起的副作用往往可以通过另一种水加以消除。

四 . 结果与分析
由实验可以证明有某种物质弥漫在植物周围,能够穿透黑色的塑料,并能被金属螺旋桨所作用 。实验二说明水具有的性能象磁一样可以传导,即具有磁性的特征。实验三和实验四说明被该物质作用后的水对氯和钙离子的化验结果产生影响 。临床实验说明经过弥漫在植物周围的隐性物质作用后的水对植物和人的新陈代谢会产生影响,不同的植物对人在治疗疾病方面存在差异。
五 . 问题及探讨
关于生物弥散在体表具有穿透能力的物质目前来说已得到证明有两种:生物光子和电磁场。
1. 生物光子:近年来,西方一些学者提出了“生物光子理论”,认为 任何生物组织或细胞在生命活动的代谢过程中,都自发地辐射出一种极其微弱的光子流,科学家称之为生物系统的代谢超微弱(或超弱)发光。生物的代谢超弱发光则广泛存在于动植物中,是反映生物体本原的与生命活动过程有关的信息。目前已经发现,动、植物的不同生理活动过程,存在不同强度和特征的超弱发光。 [1]
2. 电磁场:俄藉华人医学博士姜堪政提出,一切生物体在其生命过 程中发射电磁波,即电磁场,或称生物场。该生物场载有该生物体生命活动的信息,能向生 物体外传播,并能使该生物场所及范围内的其他生物体受其影响发生形态及功能上的变化。 后来证明这种生物电磁波的频谱在微波波段,功率在微瓦水平。随后,姜堪政博士在俄罗斯又发明了接收、反射、传递生物微波的装置,称为场导舱;并应用其场导舱使人接受载有信息的植物幼苗发射 的生物电磁波,成功地获得了使人体向着年青化方向变化的效应。 [2]
德国的 Poul Eckhoff 根据实验对生物光子的结论是:生物光子弥散是紫外调制的红外辐射,生物光子可以被紫外滤镜可阻断。 Popp 作了以下实验:在两只密闭的石英玻璃瓶中,分别放入活细胞培养皿。随后在一只玻璃瓶中加入病毒,使细胞发生感染,再将两只瓶子接触,另一只瓶中的细胞同样也发生了感染。但当用非石英玻璃瓶重复同样试验时,病毒却不能扩散到第二只瓶中。 [4] 从加速器的外壳材料来看,外壳为不透光的黑色塑料,不能对生物光子进行传导。加速器关键部件——螺旋桨,叶片为高密度的金属,其表面并非象反光镜那样有较高的光洁度,相反其表面制造的十分粗糙。螺旋桨位于生物光子的发生源(动、植物体)与水之间,螺旋桨不但不能起到反射生物光子的作用,而且起着阻断作用。所以外气加速器不可能使生物光子对容器中的水产生作用。
电磁波能够穿透非金属材料,但植物辐射出的电磁波功率在微瓦水平,旋转着的金属螺旋桨虽然能使电磁波改变辐射的方向,却不会使电磁波能量增加,也不会产生聚焦的作用,并且金属螺旋桨使电磁波改变辐射的方向是偏离水容器的,微瓦水平的电磁波使水发生明显的磁化是不可想象的。
本人认为应该是植物能够产生一种磁孤子,即磁孤立波。 1834 年斯柯特鲁塞尔对船在河道中运动而形成水的波峰进行观察,发现当船突然停止时,原来在船前被推起的水波依然维护原来的形状、幅度和速度向前运动,经过相当长的时间才消失。这就是著名的孤立波现象。 1895 年, Korteweg 和 Vries 提出了著名的 KDV 方程,从而建立了孤立子的数学模型。后来经过漫长的时间,直到 1973 年,美国威苏康星大学的 A.C.Scott 等人提出孤立子的正式定义:孤立子是非线性波动方程的一个孤子波解,它可传播很长的距离而不变形,当它与其它同类孤立波相遇后,保持其幅度、形状和速度不变。通过计算机对孤立波进行研究的结果表明,两个孤立波相互碰撞后,仍然保持原来的形状不变,并与物质粒子的弹性碰撞一样,遵守动量守恒和能量守恒。孤立波还具有质量特征、甚至在外力作用下其运动还服从牛顿第二定律。因此,完全可以把孤立波当做原子或分子那样的粒子看待,人们将这种具有粒子特征的孤立波称为孤立子,有时简称为孤子。孤立子具有高度稳定性和粒子性。
物质根据对外加磁场的反应效果可分为顺磁物质、铁磁物质和反磁物质,当对反磁物质施加一个外加磁场时,反磁物质能产生一个与外加磁场相反的磁矩。
当磁孤子和反磁性物质发生相对运动时,反磁性物质即可产生一个始终与磁孤子相反的磁矩,随着磁孤子和反磁性物质的距离逐渐减少,磁矩逐渐加大,磁孤子的动能转化为在磁场中的势能,当磁孤子的动能始终大于该势能时即可进入反磁性物质中或从其中穿出,而当磁孤子的动能小于该势能时即会在反磁性物质表面发生反弹。由于磁孤子具有高度稳定性,在发生反弹后仍不破裂。
当加速器在靠近植物的地方运动时,弥散在植物周围的磁孤子即可穿透塑料外壳进入螺旋桨区域,旋转着的螺旋桨的金属叶片和磁孤子产生相对运动,然后在金属表面发生反弹。水是弱的反磁性,具有 X 二~ 9X10-6(S1) ,具有一定动能的磁孤子可以穿透水。当磁孤子运动到水里时,因生水中含有矿物质、微量金属和氧分子,矿物质、微量金属是强磁体,氧分子是弱磁性体,这种水具有理想的磁场记忆作用。 [5] 磁孤子本质是磁波,在水中的运动时势必会引起水的磁环境的变化,使水发生磁化。
经过磁能粒子作用的水对人体疾病产生的疗效可以运用量子医学得以解释。 1996 年,台湾的杨奇峰医师首先提出“量子医学”的概念。目前在欧美和台湾等地,量子医学已进入临床应用。量子医学是指通过微弱磁气测定仪对构成物质及生物体内原子的电子及其媒体在粒子群的运动所产生的磁气进行捕捉和解析,而达到诊断和治疗疾病的目的。量子力学认为,每种粒子都有自己相应的物质波,波都具有共振特性,即当两个波长相同的波相遇进可发生波的叠加而增幅。目前我国根据量子力学已研制出量子共振分析仪器,通过检测人的尿液或头发的磁场来检测疾病。
水在人体中占体重的 70% ,它在构成人体结构和维持人体生命活动中起重要作用。水分子由二个氢原子和一个氧原子构成,每个原子由电子和原子核构成,电子在原子核周围旋转。根据量子力学理论,旋转的电子所产生一种电磁波(场),相同原子的电子发生的电磁波相同,伴随电子运动所产生的电磁波(场)称为横波,而电子是在媒介中运动的,这种媒介称为素粒子。在电子旋转时,素粒子亦随之震动产生基子能,这种基子能是一种纵波。电子运动产生的横波及基子能统称为磁气。当磁气强度在微高斯一毫高斯之间时称为微弱磁气。人体发生的磁气多属微弱磁气。水分子具有特殊的立体结构,这对于传递、储存微弱磁气具有重要作用。在人体中,六个水分子以氧原子为中心组成六圆环立体结构。这种结构具有吸收、储存磁气的作用。 [5]
所有的生物体,包括人体都带有极其微弱的磁场。这种磁场可以形成一定的波形 , 是由电子绕原子核旋转而产生的,在人体发病之初,首先是构成原子的电子运动发生异常,随后原子、分子、细胞的微观结构、磁气信息发生混乱,甚至破坏。 [5]
由活体生物发出的磁孤子携带有生命本原的信息。当生水经过磁孤子的轰击处理后,能够吸收、储存植物的磁气,即生物磁性信息水。
生物磁性信息水对人体的作用主要是通过磁信息来作用于人体的。饮用后可起到清除体内混乱磁场垃圾,增强机体免疫功能,增进健康的作用。构成植物的一些物质如多种维生素、单糖等和人的相同,量子力学认为,每种粒子都有自己相应的物质波,波都具有共振特性,即当两个波长相同的波相遇进可发生波的叠加而增幅。植物磁场的某些波形有可能和人的相同,进入人体后和人的磁波发生共振,起到增强机能的作用。
密闭在容器内的水不与植物接触,况且有的在蔬菜上进行的,所以生物磁性信息水对人体产生的作用就不能理解为植物的药理作用,自来水不可能对胆囊炎、胃炎、鼻炎、阳痿有疗效,更不可能对急、慢性腹泻有疗效,所以只能归结为植物磁信息的作用。
生物磁性信息水中的磁场的能量是很小,但它能产生能量变化,起原因在于磁场仅是一种触发条件经体内信息反馈和放大,最后导致很大的能量变化,这就称之信息放大。一个微弱的电磁场作用于生物后,可激发出强大的反应。跟普通无生命的导体、绝缘体及半导体不同,生命体系是个开放的耗散结构,新陈代谢的能量不仅使生命维持在非平衡态,也赋予了系统中有序结构的相干性和协同性。电磁起了初始触发的作用,触发了生物体系自身的特定结构和机制,使生命体有序而协作地引起非线性的响应。这种触发当然应达到一定的阙值,才能有效地启动响应机制。机体中的神经系统、内分泌系统及免疫系统中都有这类非线性响应。 [6]
贝时璋院士指出:“什么是生命活动?根据生物物理的观点,无非是自然界三个量综合运动的表现,即物质、能量和信息在生命系统中无时无刻地变化,这三个量有组织、有序的活动是生命的基础。”“有组织”和“有序”是各层次自由度的降低,即进入了低微度的相位空间,或者说是处于时域和频域的相对简并状态,为协同性和相干性为提供了必要的时空结构。“有序”这个概念,不单单是指物质结构上的有序,同时还包括了能量和信息在流向、整合和调节方面的有序。这种广义的有序必须靠与环境进行物质、能量和信息的交换老维持,才能保证生命远离平衡态(或称不可逆)的稳定过程中。 [6]
信息的必要前提之一,是减少对某一预期结果的无知;或者说是某种“不确定性”的消除。而信号则是信息的物质载体和信息传递的物质过程。对生物体来说,电磁辐射本身就可能是一种物理信号;另一方面电磁辐射又影响着生物信息传递,如影响细胞膜的膜电位、离子通透和膜介导的信号转导等等。著名物理学家薛定谔提出;“生命的基本问题是信息问题。”信息控制着生物的物质与能量代谢以及生长发育。 [6]
根据观察结果,在生长多年的木本植物女贞、大叶黄杨上制取的生物磁信息水,和在菠菜、油麦菜、生菜之类含水量较大的植物上制取的在性能有很大程度的不同。生长多年的木本植物女贞、大叶黄杨上制取的生物磁性信息水具有“壮阳”作用,而在菠菜、油麦菜、生菜之类含水量较大的植物上制取的却有“滋阴”作用,尤其在调节性功能方面表现出拮抗性。
通常情况下弥散在人、动物和植物体表的磁孤子没有速度,不能使物质发生明显的变化和被仪器检测到。在植物周围进行磁孤子的实验,可排除人的因素的干扰,并且利用铬黑 T 和 EDTA 反应后的颜色及其变化的情况可以作为水是否被作用的指示剂(铬黑 T 和 EDTA 均是水的硬度化验中通常采用的试剂),具有一定的可靠性。

参考文献
[1] 邢达 . 生物光子检测技术展望 . 光明日报 .2002-03-15
[2] 姜堪政等 . 小麦等植物幼苗的生物电磁场对人体免疫淋巴细胞数量的影响 . 中国应用生理学杂志 2000 年第 4 期第 16 卷 研究简报
[3] 施力 . 发现生命激素宇河出版社
[4] 谭世发 . 生物光子理论与中医学说相容性之思考
[5] 苏同义等 . 检测 F005 值对恶性肿瘤疾病定性诊断的应用价值
[6] 刘亚宁等 . 电磁生物效应 北京邮电大学出版社

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❸ 跪求实验方案急。关于植物小分子多肽的提取分离和分析 最好用到高效液相提取的

多肽类化合物广泛存在于自然界中,其中对具有一定生物活性的多肽的研究,一直是药物开发的一个主要方向。生物体内已知的活性多肽主要是从内分泌腺组织器官、分泌细胞和体液中产生或获得的,生命活动中的细胞分化、神经激素递质调节、肿瘤病变、免疫调节等均与活性多肽密切相关。随着现代科技的飞速发展,从天然产物中获得肽类物质的手段也不断得到提高。一些新方法、新思路的应用。不断有新的肽类物质被发现应用于防病治病之中。本文介绍了近几年肽类物质分离、分析的主要方法研究进展。
1 分离方法
采取何种分离纯化方法要由所提取的组织材料、所要提取物质的性质决定。对蛋白质、多肽提取分离常用的方法包括:盐析法、超滤法、凝胶过滤法、等电点沉淀法、离子交换层析、亲和层析、吸附层析、逆流分溶、酶解法等。这些方法常常组合到一起对特定的物质进行分离纯化,同时上述这些方法也是蛋白、多肽类物质分析中常用的手段,如层析、叫泳等。
1.1 高效液相色谱(HPLC)
HPLC的出现为肽类物质的分离提供了有利的方法手段,因为蛋白质、多肽的HPLC应用与其它化合物相比,在适宜的色谱条件下不仅可以在短时间内完成分离目的,更重要的是HPLC能在制备规模上生产具有生物活性的多肽。因此在寻找多肽类物质分离制备的最佳条件上,不少学者做了大量的工作。如何保持多肽活性、如何选择固定相材料、洗脱液种类、如何分析测定都是目前研究的内容。
1.1.1 反相高效液相色谱(RP-HPLC)
结果与保留值之间的关系:利用RP-HPLC分离多肽首先得确定不同结构的多肽在柱上的保留情况。为了获得一系列的保留系数,Wilce等利用多线性回归方法对2106种肽的保留性质与结构进行分析,得出了不同氨基酸组成对保留系数影响的关系,其中极性氨基酸残基在2~20氨基酸组成的肽中,可减少在柱上的保留时间;在10~60氨基酸组成的肽中,非极性氨基酸较多也可减少在柱上的保留时间,而含5~25个氨基酸的小肽中,非极性氨基酸增加可延长在柱上的保留时间。同时有不少文献报道了肽链长度、氨基酸组成、温度等条件对保留情况的影响,并利用计算机处理分析得到每种多肽的分离提取的最佳条件。
肽图分析(Peptide Mapping):肽图分析是根据蛋白质、多肽的分子量大小以及氨基酸组成特点,使用专一性较强的蛋白水解酶[一般未肽链内切酶(endopeptidase)]作用于特殊的肽链位点将多肽裂解成小片断,通过一定的分离检测手段形成特征性指纹图谱,肽图分析对多肽结构研究合特性鉴别具有重要意义。利用胰蛋白酶能特意性作用于Arg和Lys羧基端的肽链的性质,通过RP-HPLC法采用C18柱检测了重组人生长激素特征性胰肽图谱。同时胰岛素的肽图经V8酶专一裂解也制得,并可鉴别仅相差一个氨基酸残疾的不同种属来源的胰岛素。人类肿瘤坏死因子的单克隆抗体结构也应用酶解法及在线分析技术确定了肽图,便于鉴定分析。此项技术已经在新药开发中得到广泛应用。
1.1.2 疏水作用色谱(Hydrophobic interaction chromatogrphy,HIC)
HIC是利用多肽中含有疏水基因,可与固定相之间产生疏水作用而达到分离分析的目的,其比RP-GPLC具有较少使多肽变性的特点。利用GIC分离生产激素(GH)产品的结构与活性比EP-GPLC分离的要稳定,活性较稳定。Geng等利用HIC柱的低变性特点,将大肠杆菌表达出的经盐酸胍乙啶变性得到人重组干扰素-γ。通过HIC柱纯化、折叠出高生物活性的产品。不同人尿表皮生长因子(EGF)也利用HIC纯化到了,均具有良好的生物活性。HIC可将未经离子交换柱的样品纯化。而RP-HPLC则不能达到这一要求。
1.1.3 分子排阻色谱(Sizs-Exclusion chromatogrphy,SEC)
SEC是利用多肽分子大小、形状差异来分离纯化多肽物质,特别对一些较大的聚集态的分子更为方便,如人重组生长激素(hgH)的分离,不同结构、构型的GH在SEC柱上分离行为完全不同,从而可分离不同构型或在氨基酸序列上有微小差异的变异体,利用SEC研究修饰化的PEG的分离方法,此PEC具有半衰期长、作用强的特点。一些分子量较大的肽或蛋白均可利用此法分离分析。
1.1.4离子交换色谱(Iron-Exchange chromatography,IEXC)
IEXC可在中性条件下,利用多肽的带电性不同分离纯化具有生物活性的多肽。其可分为阳离子柱与阴离子柱两大类,还有一些新型树脂,如大孔型树脂、均孔型树脂、离子交换纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶树脂等。在多肽类物质的分离分析研究中,对多肽的性质、洗脱剂、洗脱条件的研究较多,不同的多肽分离条件有所不同,特别是洗脱剂的离子强度、盐浓度等对纯化影响较大。Wu等报道利用离子交换柱层析法,探讨分离牛碳酸酐异构体和牛血清白蛋白、鸡血清白蛋白酶的提取条件,获得了有价值的数据供今后此类物质分离研究。
1.1.5膜蛋白色谱(Chromatography of Membrane Protein,CMP)
CMP+分离强蔬水性蛋白、多肽混合物的层析系统,一般有去垢剂(如SDS)溶解膜蛋白后形成SDS-融膜蛋白,并由羟基磷灰石为固定相的柱子分离纯化。羟基磷灰石柱具有阴离子磷酸基团(P-端),又具有阳离子钙(C-端),与固定相结合主要决定于膜蛋白的大小、SDS结合量有关。利用原子散射法研究cAMP的分离机制发现,样品与SDS结合后在离子交换柱上存在SDS分子、带电荷氨基酸与固定相中带电离子间的交换,从而达到分级分离的目的。
1.1.6高效置换色谱(High-Performance Displacement Chromatography,HPDC)
HPDC是利用小分子高效置换剂来交换色谱柱上的样品,从而达到分离的目的。它具有分离组分含量较少成分的特性。利用HPDC鉴定分离了低于总量1%组分的活性人重组生长激素(rHG )。在研究非毒性交换剂时Jayarama发现硫酸化葡萄糖(Detran Sulfate,DS)是对β乳球蛋白A和B的良好置换剂,一般DS的相对分子质量为1×104和4×104最宜。研究表明置换剂的相对分子质量越低,越易于与固定相结合,因此在分离相对分子质量小的多肽时,需要更小的置换剂才能将其置换纯化出来。
1.1.7 灌注层析(Perfusion Chromatography,PC)
PC是一种基于分子筛原理与高速流动的流动相的层析分离方法,固定相孔径大小及流动相速度直接影响分离效果。试验证明其在生产、制备过程中具有低投入、高产出的特性。目前市场上可供应的PC固定相种类较多,适合于不同分子量的多肽分离使用。
1.2 亲和层析(Affinity Chromatography,AC)
AC是利用连接在固定相基质上的配基与可以和其特异性产生作用的配体之间的特异亲和性而分离物质的层析方法。自1968年Cuatrecasas提出亲和层析概念以来,在寻找特异亲和作用物质上发现了许多组合,如抗原-抗体、酶-催化底物、凝集素-多糖、寡核苷酸与其互补链等等。对多肽类物质分离目前主要应用其单抗或生物模拟配基与其亲和,这些配基由天然的,也有根据其结构人工合成的。Patel等人利用一系列亲和柱分离纯化到了组织血浆纤维蛋白酶原激活剂蛋白多肽。
固定金属亲和层析(Immobilized Metal Affinity Chromatography.LMAC)是近年来发展起来的一种亲和方法。其固定相基质上鳌合了一些金属离子,如Cu2+、Ni2+、Fe3+等,此柱可通过配为键鳌合侧链含有Lys、Met、Asp、Arg、Tyr、Glu和His的多肽,特别是肽序列中含有His-X-X-X-His的结构最易结合到金属离子亲和柱上,纯化效果较好。其中胰岛素样生长因子(Insylin Like Growth Factor,IGF)、二氢叶还原酶融合蛋白等均用此方法分离到纯度较高的产品。
Chaiken等人报道了另一种亲和层析方法,利用反义DNA表达产生,其与正链DNA表达产生的肽或蛋白具有一定的亲和性,如Arg加压素受体复合物,已用此法分离得到。DNA与蛋白、多肽复合物之间的作用也是生物亲和中常用的方法。将人工合成的寡核苷酸结合在固定相基质上,将样品蛋白或多肽从柱中流过,与之结合可达到分离特定结构多肽的目的。
1.3 毛细管电泳(Capillary electrophoresis,CE)--分离分析方法
CE是在传统的电泳技术基础上于本世纪60年代末由Hjerten发明的,其利用小的毛细管代替传统的大电泳槽,使电泳效率提高了几十倍。此技术从80年代以来发展迅速,是生物化学分析工作者与生化学家分离、定性多肽与蛋白类物质的有利工具。CE根据应用原理不同可分为以下几种;毛细管区带电泳Capillary Zone electrophoresis,CZE)、毛细管等电聚焦电泳(Capillary Isoeletric Focusing,CIEF)毛细管凝胶电泳(CapillaryGelElectrophoresis,CGE)和胶束电动毛细管层析(Micellar Electokinetic Electrophoresis Chromatorgraphy,MECC)等。
1.3.1 毛细管区带电泳(Capillary Zone Electrophoresis,CZE)
CZE分离多肽类物质主要是依据不同组分中的化合物所带电性决定,比传统凝胶电泳更准确。目前存在于CZE分离分析多肽物质的主要问题是天然蛋白或肽易与毛细管硅胶柱上的硅醇发生反应,影响峰形与电泳时间,针对这些问题不少学者做了大量实验进行改进,如调节电池泳液的PH值,使与硅醇反应的极性基团减少;改进毛细管柱材料的组成,针对多肽性质的不同采取不同的CZE方法研究分离5个含9个氨基酸残基的小肽,确定了小肽分析的基本条件,即在低PH条件下,缓冲液中含有一定浓度的金属离子如Zn2+等,此时分离速度快而且准确。
1.3.2细管等电聚电泳(Capillary Isleletric Focusing,CIEF)
由于不同的蛋白、多肽的等电点(PI)不同,因此在具有不同pH梯度的电泳槽中,其可在等电点pH条件下聚集沉淀下来,而与其他肽类分离开来。CIEF在分离、分析混合多肽物质中应用不多,主要应用与不同来源的多肽异构体之间的分离,如对rHG不同异构体分离。由于在CIEF柱表面覆盖物的不稳定性限制了此法的广泛应用。
1.3. 3毛细管凝胶电泳 (Capillary Gel Electrophoresis,CGE)
CGE是基于分子筛原理,经十二烷基磺酸钠(SDS)处理的蛋白或多肽在电泳过程中主要靠分子形状、分子量不同而分离。目前,又有一种非交联欢、线性、疏水多聚凝胶柱被用于多肽物质的分离分析,此电泳法适于含疏水侧链较多的肽分离,这种凝胶易于灌注,使用寿命长,性质较为稳定。
1.3.4胶束电动毛细管层析(Micellar Electrokinetic Electorphoresis Chromatography, MECC)
MECC的原理是在电泳液中加入表面活性剂,如SDS,使一些中性分子带相同电荷分子得以分离。特别对一些小分子肽,阴离子、阳离子表面活性剂的应用都可使之形成带有一定电荷的胶束,从而得到很好的分离效果。有文献报道在电解液中加入环糊精等物质,可使用权含疏水结构组分的多肽选择性与环糊精的环孔作用,从而利用疏水作用使多肽得到分离。
1.4多肽蛋白质分离工程的系统应用
以上提到的分离多肽的技术在实际应用过程中多相互结合,根据分离多肽性质的不同,采用不同的分离手段。特别是后基因组时代,对于蛋白质组深入的研究,人们对于分离多肽及蛋白质的手段不断改进,综合利用了蛋白质和多肽的各种性质,采用包括前面提到的常规蛋白多肽提取方法,同时利用了高效液相色谱,毛细管电泳,2-D电泳等手段分离得到细胞或组织中尽可能多的蛋白多肽。在蛋白质组学研究中系统应用蛋白和多肽分离鉴定的技术在此研究中即是分离手段也是分析方法之一。特别是以下提到的质谱技术的发展,大大的提高了蛋白多肽类物质的分析鉴定的效率。
2 分析方法
2.1 质谱分析(Mass Spectrometry, MS)
MS在蛋白、多肽分析中已经得到了广泛应用,特别是在分离纯化后的在线分析中,MS的高敏性、快速性特别适合多肽物质分析鉴定。其中连续流快原子轰击质谱(Continuous-Flow Fast Atom Bombardment, cf-FAB)和电雾离子化质谱(Electrospray Ionization, EIS)是近几年发展起来的新方法。
2.1.1连续流快原子轰击质谱(Continuous-Flow Fast Atom Bombardment, cf-FAB)
cf-FAB是一种弱离子化技术,可将肽类或小分子量蛋白离子化成MH+或(M-H)形式。主要应用于肽类的分离检测,其具有中等分辨率,精确度大于+0.2amu,流速一般在0.5-1.5μl·Ml-1。在测定使流动相需加0.5%-10%基质如甘油和高有机溶剂成分,使样品在检测探针处达到敏感化。cf-FAB常与HPLC、CEZ等方法结合使用达分离分析的目的,许多多肽的cf-FAB分析方法已经建立,并得到很好的应用。如Hideaki等利用此法研究L-Pro、L-Ala的四肽化合物系列。证明L-Pro在保持小肽构相稳定性。连接分子方面具有重要意义。
2.1.2 电雾离子化质谱(Electrospray Ionozation,EIS)
EIS可产生多价离子化的蛋白或多肽,允许相对分子质量达1×105蛋白进行分析,分辨率在1500-2000amu。精确度在0.01%左右。EIS更适合相对分子质量大的蛋白质的在线分析,且需要气化或有机溶剂使样品敏感化。利用EIS与HPLC联合分离分析GH和血红蛋白均获成功,其也可与CEZ联合应用。
2.1.3 基质辅助激光解析/离子化-飞行时间质谱(Matrix-associated laser disso-ciation/ionization time of flight mass spectrmtry,MALDI-TOF MS)
MALDI-TOF是目前蛋白质鉴定中精确测定测定分子质量的手段,特别适合对混合蛋白多肽类物质的相对分子质量的测定,灵敏度和分辨率均较高。它是目前蛋白质组学研究的必备工具。同时结合液相色谱的联用技术可以高效率的鉴定多肽物质。特别是当各种原理的质谱技术串联应用时,不但可以得到多肽的相对分子质量信息,还可以测定它的序列结构,此项技术将在未来蛋白质组学研究中起到决定性作用。
2.2 核磁共振(Nuclear Magnetic resonance,NMR)
NMR因图谱信号的纯数字化、过度的重叠范围过宽(由于相对分子质量太大)核信号弱等原因,在蛋白、多肽物质的分析中应用一直不多。随着二维、三维以及四维NMR的应用,分子生物学、计算机处理技术的发展,使NMR逐渐成为此类物质分析的主要方法之一。NMR可用于确定氨基酸序列、定量混合物中的各组分组成含量等分析中。但要应用于蛋白质分析中仍有许多问题需要解决,例如,如何使分子量大的蛋白质有特定的形状而便于定量与定性分析,如何减少数据处理的时间问题等。这些问题多有不少学者在进行研究。虽然在蛋白质分析中应用较少,NMR在分析分子中含少于30个氨基酸的小肽时是非常有用的,可以克服上述蛋白质分析中的缺点而达到快速准确分析的目的。
2.3 其他
除上述方法之外,氨基酸组成分析、氨基酸序列分析、场解析质谱、IR、UV光谱、CD、圆而色谱、生物鉴定法、放射性同位素标记法及免疫学方法等都已应用于多肽类物质的结果鉴定、分析检测之中。
以上简要的介绍了近几年多肽物质分离、分析的常用方法及最新研究方向。随着科学技术水平的不断发展,会有许多更新的分离分析手段不断涌现,因此这一领域的研究具有广阔的前景。

应用SDS-PAGE显示小分子多肽
SDS-PAGE在分离、鉴定和纯化蛋白质方面有着广泛应用,其有效分离范围取决于聚丙烯酰胺的浓度和交联度,其孔径随着双丙烯酰胺与丙烯酰胺比率的增加而减小,比率接近于1:20时,孔径达到最小值。分子量低于10kD的小分子肽类,即使用较高浓度的聚丙烯酰胺凝胶的SDS-PAGE也不能完全分离,或是显不出色,或是显带较弱,带型弥散。且分子量越小,效果也越差。
为了能在SDS-PAGE上显示测定小分子量的多肽,通常采取两种方法:一是增加凝胶的浓度和交联度,在制胶时加入一些可以降低聚丙烯酰胺凝胶网限孔径的溶质分子,使用尿素、甘油或蔗糖等物质;二是选择缓冲液中的拖尾离子的种类和浓度以达到改善多肽的分离效果。
操作步骤
1.电泳缓冲液的配制如下表所示
缓冲液Tris
(mol/L)Tricine
(mol/L)pHSDS
(%)
阳极缓冲液
阴极缓冲液
胶缓冲液0.2
0.1
3.0—
0.1
—8.9*
8.25**
8.4*—
0.1
0.3
* 用HCl调pH
** pH约为8.25
2.丙烯酰胺贮存液的配制
单丙-双丙混合物单丙的百分数双丙的百分数
49.5% T, 3%C
49.5% T, 6%C48
46.51.5
3.0
T:丙烯酰胺的总浓度
C:交联度
3.胶的制备,与一般SDS-PAGE相似,按下表配制分离胶和浓缩胶
组 份分离胶
16% T,6%C浓缩胶
6% T,3%C
49.5% T, 3%C丙烯酰胺溶液(ml)
49.5% T, 6%C 丙烯酰胺溶液(ml)
胶缓冲液(ml)
脲(g)[甘油(ml)]
水(ml)
10%过硫酸铵(μl)
TEMED(μl)
总体积(ml)—
3.3
3.3
3.6[2.4]
1
40
4.0
10.040.48

1.00

1.50
25
2.5
3.03
4.样品缓冲液
4% SDS
12%甘油
50mmol/L Tris
2%巯基乙醇
0.01% Serva blue
多肽样品与样品缓冲液混合沸煮2min(或40℃温浴30min)。
5.将灌胶的玻璃板固定在电泳装置上,用1%琼脂糖封边,倒入阴极缓冲液,依次加样。
6.将电泳装置放入电泳槽内,倒入阳极缓冲液,将正负极与电泳仪相接,恒电压50~60V,待指示剂进入分离胶后,电压可升至70~90V,恒压约3h待指示剂走出凝胶下缘停止电泳。
7.染色、脱色及胶的保存同SDS-PAGE

❹ 几种类型缺氧实验结果

实验十六 几种类型的缺氧及影响缺氧耐受性的因素
一、几种类型的缺氧
【实验目的】
1.在动物身上复制低张性、血液性缺氧,并了解缺氧的分类。
2.观察缺氧对呼吸的影响和血液颜色的变化。
【实验原理】
氧为生命活动所必须。当组织得不到充足的氧,或不能充分利用氧时,组织的代谢、功能,甚至形态结构都可发生异常变化,这一病理过程称为缺氧。本实验将小白鼠放入密闭的缺氧瓶内,小白鼠不断消耗氧气,瓶内氧分压不断下降,复制低张性缺氧。CO与Hb结合形成HbCO,使血红蛋白失去携带氧的能力,本实验将CO通入缺氧瓶内,复制CO中毒性缺氧。亚硝酸钠可使二价铁的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,高铁血红蛋白与羟基牢固结合而失去携带氧的能力,本实验将亚硝酸钠注射入小白鼠腹腔,复制亚硝酸钠中毒性缺氧。
【材料与方法】
一、实验对象:小白鼠
二、药品和器械:缺氧瓶、注射器、天平、剪刀、钠石灰、5%亚硝酸钠、1%美兰、生理盐水。
三、观察指标:观察动物的一般情况,呼吸频率(次/10秒)及深度,皮肤和口唇的颜色。
四、方法与步骤
(一)低张性缺氧
1.取钠石灰少许(约5克)及小白鼠一只放入缺氧瓶内。观察动物的一般情况,呼吸频率(次/10秒),深度,皮肤和口唇的颜色,然后塞紧瓶塞,记录时间,然后每3分钟重复观察上述指标一次(如有其他变化则随时记录)直到动物死亡为止。
2.动物尸体留待2、3实验做完后,再依次打开腹腔,比较血液或肝脏颜色。
(二)CO中毒性缺氧
1.取小白鼠一只放入缺氧瓶中,观察其正常表现。
2.用注射器抽CO 2~4ml,缓慢注入瓶中。
3.观察指标与方法同(一)。
(三)亚硝酸钠中毒性缺氧
1.取体重相近的两只小白鼠,观察正常表现后,分别向腹腔注入5%亚硝酸钠0.3ml,其中一只注入亚硝酸钠后,立即再向腹腔内注入1%美兰0.3ml,另一只再注入生理盐水0.3ml。
2.观察指标与方法同(一)。
【注意事项】:
1.低张性缺氧实验,缺氧瓶一定要密闭。
2.小白鼠腹腔注射,应稍靠左下腹,勿损伤肝脏,但也应避免将药物注入肠腔或膀胱。
3.CO已于实验前置备完毕,装于贮气袋。

二、影响缺氧耐受性的因素
【实验目的】
了解条件因素在缺氧发生中的重要性和临床应用冬眠和低温治疗的实用意义。
【实验原理】
病因为疾病发生所必须并决定疾病的特异性的因素。疾病发生还取决于机体所处的内部与外部条件,条件可通过增强或削弱病因的致病性,改变机体对疾病病因的耐受性,促进或延缓疾病的发生。本实验通过改变机体的内部与外部条件,观察小白鼠对缺氧耐受性的变化。
【材料与方法】
一、实验对象:小白鼠
二、器械和药品:缺氧瓶、测氧仪、天平、注射器、温度计、烧杯、钠石灰、1%咖啡因、0.25%氯丙嗪、生理盐水。
三、观察指标:存活时间、耗氧量、耗氧率。
四、方法与步骤
(一)环境温度变化对缺氧耐受性的影响
1.取缺氧瓶三只,各放入钠石灰少许。
2.取500毫升烧杯两只,一只加入碎冰块和冷水,将杯内水温调到0~4℃,另一只加入热水,将温度调到40~42℃。
3.取体重相近的小白鼠三只,称重后分别装入缺氧瓶中,其中的两只分别放于盛有冰水或热水的烧杯内,另一只置于室温中,塞紧瓶塞后开始计时。
4.持续观察各鼠在瓶中的活动情况,待小白鼠死亡后,计算存活时间,并立即从烧杯内取出缺氧瓶,置于室温中平衡15分钟。
5.用测氧仪测定瓶内空气的剩余氧浓度,方法见附录1。或用测耗氧量装置测定总耗氧量(A),方法见附录2。然后再用测瓶内气体容积装置测出瓶内空气的容积(,方法见附录3。
6.如有血气分析仪,可直接测定瓶内空气的氧含量。
7.根据小白鼠体重(W),存活时间,总耗氧量 ,计算小白鼠耗氧率(R)ml/g/min。
计算方法:
(1)由测氧仪测得瓶内空气的剩余氧浓度(C)和用测瓶内气体容积装置测出瓶内空气的容积(,求总耗氧量(A)
A(ml)=(20.94%-C)× B
(2)小白鼠耗氧率(R) R(ml/g/min)=A÷体重(克)÷存活时间(分)
(二)机体状况不同对缺氧耐受性的影响
1.取体重相近的小白鼠 三只,分别作如下处理:
甲鼠,腹腔注射1%咖啡因0.1ml/10g体重。
乙鼠,腹腔注射0.25%氯丙嗪0.1ml/10g体重,待动物安静后,全身浸入冰水5-10分钟。
丙鼠,腹腔注射生理盐水0.1ml/10g体重
2.约15-20分钟后,将三只小白鼠分别放入有钠石灰的缺氧瓶内,密闭后开始计时
3.以下步骤同一的5、6、7步骤。
【实验结果】
绘制三线表填入所观察各项指标的数据。
【注意事项】:
1.必须保证缺氧瓶完全密闭。
2.测剩余氧浓度前,作高、低温实验的两只缺氧瓶必须放在室温平衡15分钟左右。
【要求与思考】
学生课前应复习《病理生理学》“缺氧”的内容,依据缺氧的理论和实验内容,联系实际讨论第十章病例一、病例二,各实验组推荐一名学生代表作课堂发言。
【作业题】
1.低张性缺氧、血液性缺氧对呼吸有何影响?为什么?
2.低张性缺氧、CO中毒性缺氧、亚硝酸钠中毒性缺氧血液颜色有何不同?为什么?
3.美兰为什么使亚硝酸钠中毒小白鼠存活时间延长?
4.当外界环境温度逐渐降低时,小白鼠对缺氧的耐受性有何变化?为什么?
5.神经系统处于兴奋或抑制状态对小白鼠的缺氧耐受性产生何种影响?为什么?

附录1 氧电极法测定瓶内空气氧浓度(%)的方法
1.原理
氧电极法测定的原理是利用溶解的氧分子在一定的极化电压下,被还原而产生电流。
O2+2H++2e- H20
当测定系统将电极与被测溶液用仅能通过气体分子的聚乙烯薄膜隔开时,在一定极化电压下,电极中测出的电流量将只反映被测系统中弥散过来的氧分子,并与被测溶液中的氧分压成正比。
2.方法与步骤
(1)按测氧仪说明书安装电极,检查电池电压,调整极化电压和调节零点。
(2)将已装好的氧电极插入仪器的“输入”孔,进行电极的灵敏度调节;先用新鲜配制的无氧水,以缓慢的速度从电极进样管,注入样品池内,校正零点。然后用已知氧浓度的混合气体,调节灵敏度至刻度。重复以上操作1~2次,使重现性误差小于读数误差的2.5% 。
(3)将缺氧瓶塞上的一个橡皮管同测瓶内空气容积装置相接,装置内的水即因负压而进入缺氧瓶内。然后将另一橡皮管同测氧仪的电极进样管相连,并从电极出样管缓慢抽气,使缺氧瓶内气体缓慢进入测氧仪的测量池。待测氧仪的表头指针稳定后,直接读出瓶内空气剩余氧浓度(C)。

附录2 用测耗氧量装置测定小白鼠的总耗氧量
1.原理
小白鼠在密闭的缺氧瓶内,不断消耗氧气,而产生的CO2又被钠石灰吸收,瓶内氧分压逐渐降低而产生负压,当缺氧瓶与测耗氧量装置相连时,装置的移液管内液面因瓶内负压而上升,量筒内液面下降的毫升数即为消耗氧的总量。
2.方法与步骤
(1)向量筒内充水至刻度,然后将玻璃管接头与缺氧瓶塞上的一个橡皮管相连。
(2)打开上述橡皮管上的螺旋夹,待移液管内水平面上升稳定后,从量筒上读出液面下降的毫升数,即为小白鼠的总耗氧量(A)。

附录3 测缺氧瓶内空气容积的方法
(1)将测瓶内空气容积装置的全部系统内充满水,并向量筒内加水至刻度。
(2)将缺氧瓶塞上的两橡皮管全部打开,其中之一与装置相连。
(3)装置内水因虹吸作用进入缺氧瓶内,待瓶内全部充满水时立即夹紧装置上的弹簧夹。
(4)读出量筒上液面下降的毫升数,即为缺氧瓶内空气的容积。

❺ 请问谁有关于光气的图片和资料

中文名称:复光气;碳酰氯制;碳酰二氯;氯甲酰氯;氯羰基氯

英文名称: Phosgene; Carbonyl chloride ; Carbonyl dichloride; Chloroformyl chloride

3理化特性

化学式:COCL2

分子质量:98.92(1ppm≈4.05mg/m3 )

性状:常温下无色气体,有特殊霉干草或烂水果样气味,高浓度有辛辣气味,可压缩成无

色液体。

沸点:8.3℃

熔点:118℃

相对密度:1.4(水=1);3.4(空气=1)

蒸气压:161.6kPa(25℃);156.76kPa(20℃)

挥发性:

溶解度:微溶于水,易溶于醋酸、苯、甲苯和许多液态烃类等。

闪点:

自燃温度:

爆炸极限:

油水分配系数:

4危险性

遇水缓慢分解生成二氧化碳和氯化氢。遇热分解产生有腐蚀性气体。若遇高热,容器压增大,有开裂和爆炸的危险。污染时贴地面扩散,高浓度染毒区域,常温下可持久30min,在-20℃时可达2~4h。易被活性碳吸附。

5毒理

属高毒类,系窒息性毒气。毒性比氯气大10倍,吸入光气主要损害呼吸系统,开始出现典型的眼和上呼吸道刺激症状,经一段症状缓解期后可出现肺水肿,

❻ 为什么工业制氧要用分离液态空气法

1用实验室制法太慢,成本高。氧气在空气中大约占百分之三十二,总量大,且成本低。2空气中主要是氮气和氧气,氮气相比氧气更易于液化,可快速分离出来氧气。3工业上要求纯度不是太高。何乐而不为呢?

❼ 水动力弥散系数的测定

目前,就非饱和土壤水动力弥散系数的测定来看,还没有公认而成熟的方法和规范可寻,当然,国内外一些学者在这方面也做了不少探索和研究。Yule和Gardner(1978)在假设弥散系数与速度成比例关系以及含水量均匀的前提下,进行室内短柱试验求得非饱和纵向和横向弥散系数,但由于假设偏于理想化,求得的参数难以体现实际情况。Smiles和Philip(1978),Smiles等(1978)求得水平吸水过程中溶质运移问题的半解析解,通过一维水平吸水实验,认为弥散系数仅为含水量的函数,与流速无关。De Smedt和Wierenga(1979,1984)在长30cm的一维垂直土柱中对两种不同粒径的玻璃球进行实验,认为弥散系数与平均孔隙流速呈线性关系。Jones和Watson(1982)用沙进行一维吸水实验,通过计算结果分析,当取弥散系数与平均流速呈线性关系时,计算结果完全落在实验结果的范围之内。杨金忠(1986)利用水平土柱试验,由数值方法反求参数,是个较有效的方法,但是求解非线性水流方程和对流弥散方程的复杂性,使之难以推广应用。黄康乐(1987,1988)基于质量守恒原理,借鉴求解水力传导度的瞬时剖面方法,提出了一种在实验和计算上都较为简单的室内和野外试验方法,并通过室内、野外试验证明该方法是较有效、精确的。石元春、李韵珠和陆锦文等(1986)以及清华大学的谢森传、杨诗秀和雷志栋(1989)进行了水平土柱的入渗试验,并根据试验结果求得了以含水率为变量的水动力弥散系数。张瑜芳、张蔚榛和沈荣开等(1997)提出,若已知土壤水、盐运动过程中某两个时刻的剖面分布,从质量守恒原理建立起剖面上各点的水分及盐分均衡方程,从而求出剖面上各点的弥散系数,此结果与根据实验用数值方法反求参数的结果相一致。

图2.3.3 扩散度拟合曲线

目前,对水动力弥散系数的结构形式的认识尚不统一(王亚东、胡毓骐,1992)。从理论上讲,水动力弥散系数Dsh为分子扩散系数Ds和机械弥散系数Dh之和。一般将溶质在土壤中的分子扩散系数仅表示为含水率的函数,而与溶质的浓度无关,常用经验公式来表示(雷志栋,杨诗秀,谢森传,1988)。用经验公式表示的分子扩散系数Ds为:

Ds=D0αe (2.3.55)

式中:Ds分子扩散系数(cm2/min);D0溶质在自由水体中的扩散系数(cm2/min);θ土壤含水率(cm3/cm3);α、b均为经验常数。

据文献介绍(Olsen 和Kemper,1968),当土壤水吸力在0.3~15atm 的范围内变化时,上述经验公式中b=10 比较适合,α的变化范围为0.005~0.001(沙壤土-粘土),土壤粘性愈大,α值愈小。

一般认为,一维流情况下,机械弥散系数 Dh与平均孔隙流速 υ 的一次方成正比(Bear,1972)

Dh=α|υ| (2.3.56)

式中:Dh机械弥散系数(cm2/min);υ平均孔隙流速(cm/min);α弥散度(为经验常数)(cm)。

综上所述,弥散系数Dsh表示为分子扩散系数Ds和机械弥散系数Dh之和,即

Dsh=D0αe+α|υ| (2.3.57)

当对流速度相当大时,机械弥散的作用会大大超过分子扩散作用,以致于水动力弥散中只需考虑机械弥散作用;反之,当土壤溶液静止时,则机械弥散完全不起作用,而只剩下分子扩散了。一般情况下,土壤中的溶质运移,都同时存在分子扩散和机械弥散作用,但实际上很难区分开来,因此,将分子扩散和机械弥散综合统称为水动力弥散。实际应用中,有的学者将水动力弥散系数表示为形如分子扩散系数形式的指数函数,如 Smiles 和 Philip(1978),谢森传、杨诗秀和雷志栋(1989),认为纵向弥散系数对孔隙水流速不敏感,因此,Dsh可以单独作为含水率的函数来对待。但从文献资料看,目前不少学者将水动力弥散系数表示为形如机械弥散系数形式的线性函数,认为Dsh与平均孔隙流速υ的一次方成正比。本文所测定的水动力弥散系数取前一种形式。测定方法有水平土柱法和垂直土柱法。

图2.3.4 垂直土柱试验装置示意图

(一)垂直土柱法

试验装置如图2.3.4 所示,土柱上装有负压计和盐分传感器以测定土壤负压和土壤溶液浓度,供试溶液由马氏瓶从底部进入土柱。为了计算水动力弥散系数(Hydrodynamic Dispersion Coefficiet),首先计算水分通量,然后计算盐分通量,最后由水分通量和盐分通量计算水动力弥散系数。

1.水分通量

若已知溶液从底部补给土柱的水量,以及不同时刻剖面含水率的分布,则由水量均衡原理,土柱上任一截面z处的水分通量qz可表示为:

土壤水盐运移数值模拟

土壤水盐运移数值模拟

式中:qz为任一截面z处的水分通量(cm/d),q0为土柱底部的进水量(cm/d),θ为体积含水率(cm3/cm3),Δt=t2-t1为时段(d)。

上式(2.3.59)写为离散格式:

土壤水盐运移数值模拟

式中:k为时段数。

2.盐分通量

若已知土柱底部溶质通量,以及不同时刻剖面含水率和溶质浓度的分布,则任一截面z处的溶质通量Jz由质量守恒原理得:

土壤水盐运移数值模拟

土壤水盐运移数值模拟

式中:Jz为任一截面 z 处的溶质通量(g/cm2·d);J0为土柱底部的溶质通量(g/cm2·d);c为土壤溶质浓度(g/cm3);θ为体积含水率(cm3/cm3);Δt=t2-t1为时段(d)。

式(2.3.62)写为离散格式为:

土壤水盐运移数值模拟

3.水动力弥散系数

根据水动力弥散原理,溶质通量等于水动力弥散通量与对流通量之和,即:

土壤水盐运移数值模拟

土壤水盐运移数值模拟

式中:J 为溶质通量(g/cm2·d);Dsh为水动力弥散系数(cm2/d);c 为溶质浓度(g/cm3);θ为体积含水率(cm3/cm3);Δt=t2-t1为时段(d)。

式(2.3.65)写为离散格式为:

土壤水盐运移数值模拟

将前面计算出的

代入式(2.3.66)即可计算水动力弥散系数Dsh,倘若取一系列z断面则可计算出一系列Dsh,从而将Dsh和对应的θ值或孔隙流速υ拟合成经验公式。

(二)水平土柱吸渗法

试验装置如图2.3.5所示,溶液由马氏瓶从土柱一端水平渗入,土柱为初始含水率和盐分含量均匀一致的半无限土柱,这个问题可以用如下的水盐运移方程进行描述。

图2.3.5 水平土柱试验装置示意图

水分方程:

基本方程,

土壤水盐运移数值模拟

式中:D(θ)为水分扩散度(cm2/min);θ为与输入端(进水边界)的水平距离为x处的体积含水率(cm3/cm3)。

定解条件,

土壤水盐运移数值模拟

式中:θi为初始体积含水率(cm3/cm3);θs饱和体积含水率(开始试验后在边界处瞬时形成)。

盐分运移方程:

基本方程,

土壤水盐运移数值模拟

式中:Dsh为水动力弥散系数(cm2/min);c为与输入端(进水边界)的水平距离为x处的溶质浓度(g/cm3);q为水流通量(cm/min);θ为体积含水率(cm3/cm3)。

定解条件,

土壤水盐运移数值模拟

式中:ci为初始土壤溶液浓度(g/cm3);c0为所供给溶液浓度(g/cm3)。

由水分方程可以解出扩散度:

土壤水盐运移数值模拟

由盐分方程可以解出水动力弥散系数,由于,

土壤水盐运移数值模拟

所以盐分运移的基本方程式(2.3.69)可以展成:

土壤水盐运移数值模拟

采用 Boltzmann 变换,将上述偏微分方程化为常微分方程,令

,则式(2.3.73)变为:

土壤水盐运移数值模拟

代入式(2.3.74)得:

土壤水盐运移数值模拟

土壤水盐运移数值模拟

将式(2.3.71)代入式(2.3.76)得:

土壤水盐运移数值模拟

将上式写为离散格式为:

土壤水盐运移数值模拟

式(2.3.75)可写为:

土壤水盐运移数值模拟

Boltzmann变换后盐分运移问题的定解条件变为:

土壤水盐运移数值模拟

将上式(2.3.79)两边在区间[c,ci]上积分,求出水动力弥散系数:

土壤水盐运移数值模拟

写为离散格式为:

土壤水盐运移数值模拟

根据试验数据用式(2.3.82)即可计算水动力弥散系数Dsh

(三)水动力弥散系数测定结果

本书采用水平土柱吸渗法进行水动力弥散试验。由于不同溶质在土壤中的弥散系数基本相同(张瑜芳、张蔚榛和沈荣开等,1997);通过不同浓度的入渗试验证明,入渗溶液浓度和初始含水量对Dsh影响不明显(石元春、李韵珠和陆锦文等,1986);理论分析和实验证明,入渗溶液的浓度对土壤水分的运动影响很小(谢森传、杨诗秀和雷志栋,1989)。因此,本书选用氯化钠溶液作为供水水源进行弥散试验。

试验装置为分节的有机玻璃圆柱(图 2.3.5),柱长 70cm,内径 2.5cm,每节长3.5cm,节与节之间为钟罩式连接,柱的一端装有多孔板,供水装置为马氏瓶。测试土样同前,为寅阳1粉砂壤土,大兴2粉砂壤土,兴隆沙1粉质粘壤土,土壤含盐量及离子组成见表2.3.5。其中寅阳1砂壤土,兴隆沙1粉质粘壤土的土壤盐分均以氯化钠为主,Cl-和Na+的含量占绝对优势,而大兴2砂壤土离子含量则以

和Na+为主。土的装填,分层按容重装填。供水水源为氯化钠溶液,由于寅阳1砂壤土含盐量和Cl-和Na+的含量较高,所以供水水源的浓度也较高,为20 g/L的氯化钠溶液,而大兴2砂壤土、兴隆沙1粉质粘壤土含盐量较低,所以供水水源的浓度也较低,为5g/L的氯化钠溶液。溶液由马氏瓶水平进入土柱,试验于1999年3月至6月进行,根据土壤质地不同,试验时间为300~1340min。

表2.3.5 土样含盐量及离子组成

试验结束后,迅速将土柱按节拆开取样。土壤含水率采用烘干法测定,土壤含盐量采用电导率仪测定。通过实验数据拟合的电导率与土壤含盐量的换算关系为

s=2.8882Ec+ 0.1016 (2.3.83)

式中:s为土壤含盐量(单位质量干土所含盐分的质量(g/kg));Ec为电导率(土水比为1:5的浸提液,标准为103档下的读数(mS/cm))。

土壤溶液浓度c与土壤含盐量s的换算关系为:

θc=γs (2.3.84)

式中:c为土壤溶液浓度(g/L);θ土壤含水率(cm3/cm3);γ 为干土容重(g/cm3);s土壤含盐量(g/kg)。

根据试验的实测数据,按照上述算法进行计算。拟合的水动力弥散系数的经验公式如下:

寅阳1(相关系数R=0.987)

Dsh(θ)=8×10-6e30.187θ (2.3.85)

大兴2(相关系数R=0.981)

Dsh(θ)=4×10-8e47.965θ (2.3.86)

兴隆沙1(相关系数R=0.993)

Dsh(θ)=0.0061e12.448θ (2.3.87)

主要计算图件及拟合曲线见图2.3.6至图2.3.8。

图2.3.6 寅阳1曲线图

图2.3.7 大兴2曲线图

图2.3.8 兴隆沙1曲线图

❽ 下图甲和乙是关于分子性质的实验按图甲进行实验时教室里常弥漫一股难闻的刺激

在研究分子性质抄实验中,特别袭是研究分子在不断运动这条性质时,常使用浓氨水或浓盐酸。虽然部分老师在上课时为了让学生深刻记住分子时刻在不断运动,特地直接让学生闻它们的气味,其实是不可取的。由于挥发出来的氨分子或氯化氢分子具有强烈的刺激性气味。所以实验应该放在密闭容器内进行。必要时,还需采用收集装置,将多余的气体加以吸收,保护环境。

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